專利名稱：馬達(dá)及包括該馬達(dá)的洗衣機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種馬達(dá)，更具體地，涉及一種馬達(dá)及包括該馬達(dá)的洗衣機(jī)。
背景技術(shù)：
馬達(dá)是一種將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的機(jī)器，通常被稱為驅(qū)動單元。馬達(dá)基于電磁感應(yīng)原理工作。盡管大多數(shù)馬達(dá)以旋轉(zhuǎn)方式產(chǎn)生力，也有一些馬達(dá)直線地產(chǎn)生力。根據(jù)馬達(dá)的電源，可將馬達(dá)分為直流(DC)馬達(dá)和交流(AC)馬達(dá)。
洗衣機(jī)是一種采用上述馬達(dá)作為其主要驅(qū)動源的設(shè)備，其使用混合到水中的洗滌劑經(jīng)過洗滌、漂洗以及甩干過程來洗滌衣物和除去衣物上的不潔物。洗衣機(jī)包括機(jī)械單元，利用馬達(dá)或驅(qū)動單元的能量來洗滌衣物；控制單元，控制洗滌過程；以及供水和排水裝置，為洗滌室注水或排水。目前使用的洗衣機(jī)可主要分為滾筒式、攪拌式以及波輪式洗衣機(jī)。
上述馬達(dá)根據(jù)其設(shè)計的負(fù)載使用通入電流的永磁體，基于弗來明(Fleming)左手定則形成預(yù)定的相位角，以使馬達(dá)旋轉(zhuǎn)。為了在洗滌過程中產(chǎn)生最大的轉(zhuǎn)矩，將電流的相位控制為與反電動勢的相位相同，而為了在甩干過程中產(chǎn)生高速度，將電流的相位控制為超前于反電動勢的相位。
在根據(jù)相關(guān)技術(shù)的馬達(dá)中大量使用永磁體。由于永磁體是一種按重量計算價格昂貴的材料，因此馬達(dá)的制造成本增加。
此外，由于根據(jù)相關(guān)技術(shù)的馬達(dá)使用被壓制成薄鋼板的轉(zhuǎn)子框架，因此上述框架具有較低的剛度以及減小的同心度和圓度。從而，在馬達(dá)運(yùn)行過程中產(chǎn)生振動并發(fā)出噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在一種電動馬達(dá)和使用該電動馬達(dá)的洗衣機(jī)，從而充分消除了由于相關(guān)技術(shù)的限制和缺點(diǎn)而產(chǎn)生的一個或多個問題。
本發(fā)明的目的是提供一種馬達(dá)以及使用該馬達(dá)的洗衣機(jī)，該馬達(dá)使用少量的永磁體，具有改善的性能和結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目的及特征將在以下說明書中闡明一部分，其另一部分對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言可通過研究以下內(nèi)容而清楚了解，或者通過實(shí)施本發(fā)明而獲知。通過在文字說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所具體指出的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點(diǎn)。
為實(shí)現(xiàn)這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，并根據(jù)本發(fā)明的目標(biāo)，如在此具體實(shí)施和廣泛描述的，提供一種馬達(dá)，具有定子和相對于該定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，該馬達(dá)包括轉(zhuǎn)子框架；永磁體，安裝在該轉(zhuǎn)子框架上，并具有交替為北極和南極的突部；以及梳狀極化環(huán)，包括多個設(shè)置在該永磁體的突部之間的齒部，并由磁性弱于所述突部的磁性的材料形成。
在本發(fā)明的另一方案中，提供一種洗衣機(jī)，包括殼體；桶，安裝在該殼體內(nèi)部，用于容納洗滌液；滾筒，安裝該桶內(nèi)部，用于容納衣物；以及馬達(dá)，包括永磁體、梳狀極化環(huán)以及連接至轉(zhuǎn)子的定子，該永磁體具有交替為北極和南極的突部，該梳狀極化環(huán)具有設(shè)置在該永磁體的突部之間的齒部并由磁性弱于所述突部的磁性的材料形成，其中該馬達(dá)為該滾筒提供旋轉(zhuǎn)力。
在具有上述結(jié)構(gòu)的馬達(dá)和采用該馬達(dá)的洗衣機(jī)中，具有齒部的梳狀極化環(huán)安裝在轉(zhuǎn)子框架中，并且具有突部的永磁體配合于梳狀極化環(huán)。因此，在使用較少永磁體材料的同時，該馬達(dá)的性能與傳統(tǒng)馬達(dá)的性能相同或優(yōu)于傳統(tǒng)馬達(dá)的性能。從而，降低馬達(dá)的制造成本。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的馬達(dá)和使用該馬達(dá)的洗衣機(jī)中，梳狀極化環(huán)增強(qiáng)了轉(zhuǎn)子框架，從而提高了轉(zhuǎn)子框架的剛度。因此，該馬達(dá)具有提高的同心度和圓度，從而使運(yùn)行期間具有較少的振動和噪聲。
應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的概括說明和下面的詳細(xì)說明都是示意性的和解釋性的，其旨在提供對請求保護(hù)的發(fā)明的進(jìn)一步說明。


附圖用于提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，其包含在本申請中并構(gòu)成本申請的一部分。附圖示出本發(fā)明的實(shí)施例，并和說明書一起用于說明本發(fā)明的原理。在附圖中圖1為根據(jù)本發(fā)明的洗衣機(jī)的垂直截面圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的馬達(dá)的分解示意圖；
圖3為根據(jù)本發(fā)明的馬達(dá)的轉(zhuǎn)子的示意圖；圖4為圖3中的轉(zhuǎn)子的截面圖；以及圖5為永磁體在其安裝到根據(jù)本發(fā)明的馬達(dá)的轉(zhuǎn)子中之前的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將詳細(xì)介紹本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其實(shí)例在附圖中示出。在所有附圖中，只要可能，使用相同的標(biāo)號表示相同或相似的部件。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的洗衣機(jī)的垂直截面圖。
參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的滾筒式洗衣機(jī)包括具有機(jī)箱103的主體100，該機(jī)箱103固定在上板101和下板102上，而形成內(nèi)部空間。馬達(dá)200和滾筒140安裝在上述空間中以直接洗滌衣物。馬達(dá)200被供應(yīng)來自電源的電流，以使驅(qū)動軸210旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動軸210穿過桶160并固定在滾筒140的后表面上，從而當(dāng)驅(qū)動軸210在其一側(cè)旋轉(zhuǎn)滾筒140時，滾筒140的相反側(cè)可形成有與形成在機(jī)箱103中的門114并置的開口。此外，滾筒140被密閉的桶160圍繞，以防止注入滾筒140中的混合有清洗劑如洗滌劑的水(以下稱為“洗滌液”)泄漏。因此，在將馬達(dá)200安裝在桶160外部時，從馬達(dá)200延伸出來的驅(qū)動軸210在穿過桶160的同時，被固定在滾筒140上。
安裝在主體100中的桶160在其一側(cè)與通風(fēng)管130連通，桶160大體為圓柱形并具有開口的前端，驅(qū)動軸210穿過其后部。此外，由于在洗滌過程中必須將洗滌液注入到桶160中，因此桶160必須為密閉的。這里，滾筒140設(shè)置在桶160中，并固定在從馬達(dá)200延伸出來的驅(qū)動軸210上，以被驅(qū)動軸210旋轉(zhuǎn)。另外，滾筒140上形成有多個通孔141，通孔141使得從洗滌液配送器125供應(yīng)到桶160中的洗滌液進(jìn)入滾筒140的內(nèi)部，而在滾筒140中形成預(yù)定的水位。而且，在洗滌過程結(jié)束之后的甩干過程中，通孔141使得洗滌液容易從滾筒140排出。此外，在烘干過程中，通過通風(fēng)管130配送到桶160中的熱空氣容易通過通孔141穿過滾筒140，而烘干滾筒140中的衣物。
桶160的一側(cè)與通風(fēng)管130連通，通風(fēng)管130安裝有通風(fēng)扇132，以將空氣有力地吹入桶160中。為了加熱由通風(fēng)扇132通過通風(fēng)入口吹入桶160中的空氣，可設(shè)置加熱器131。
排氣管道170形成在桶160與通風(fēng)入口相對一側(cè)。排氣管道170延伸到洗衣機(jī)的外部，以將由通風(fēng)扇130供應(yīng)到桶160中的熱空氣排放到外部。
此外，洗滌劑盒111沿著供水管180安裝，并位于洗衣機(jī)前部的上板101之下。洗滌劑盒111為沿著一個方向打開的可移動盒。在與洗滌劑盒120的開口方向相反的一端，洗滌劑盒120連接至供應(yīng)冷/熱水的供水管180。冷水或熱水通過供水管180被供應(yīng)至洗滌劑盒120以與洗滌劑或織物柔化劑混合，并通過洗滌液配送器125被供應(yīng)到桶160中。
圖2為根據(jù)本發(fā)明的馬達(dá)的分解示意圖。
參照圖2，馬達(dá)200包括轉(zhuǎn)子220和定子250。轉(zhuǎn)子220具有安裝于其中的梳狀極化環(huán)230和配合于梳狀極化環(huán)230的永磁體240。
定子250具有定子框架251。定子框架251形成有定子固定孔252，以容納將要插入其中的單獨(dú)的固定部件。從而，定子框架251固定在桶160上。為了可靠地固定定子框架251，可在定子框架251上形成多個彼此等距的定子固定孔252。多個繞組部分253位于定子框架251的外緣上，在繞組部分253周圍纏繞有線圈254。在供電給馬達(dá)200時，電流經(jīng)過線圈254而將繞組部分253變?yōu)殡姶朋w。然后，在繞組部分253與永磁體240之間形成的電磁吸/斥力將旋轉(zhuǎn)力施加至轉(zhuǎn)子220。圖2中的標(biāo)號255為霍爾傳感器?；魻杺鞲衅?55檢測轉(zhuǎn)子的位置和速度。
轉(zhuǎn)子220包括轉(zhuǎn)子框架221。轉(zhuǎn)子221具有預(yù)定的直徑，并形成為在一側(cè)開口的圓柱形。在轉(zhuǎn)子框架222的中心處形成用于驅(qū)動軸210的驅(qū)動軸通孔222。當(dāng)驅(qū)動軸210穿過驅(qū)動軸通孔222時，被固定在轉(zhuǎn)子框架221上。因此，轉(zhuǎn)子220能夠與驅(qū)動軸210一起旋轉(zhuǎn)，并且馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)力被傳遞至滾筒140。在轉(zhuǎn)子框架221的整個表面上形成多個冷卻片(fin)223，在冷卻片223附近形成冷卻孔224。當(dāng)轉(zhuǎn)子220旋轉(zhuǎn)時，冷卻片223產(chǎn)生冷卻氣流，空氣流過冷卻孔224，從而使馬達(dá)中產(chǎn)生的熱排至外部。
梳狀極化環(huán)230安裝在轉(zhuǎn)子框架221的內(nèi)壁中。梳狀極化環(huán)230可通過壓裝或者焊接固定在轉(zhuǎn)子框架221上。梳狀極化環(huán)230包括具有預(yù)定半徑的體部231。體部231形成為一個整體，其形狀為具有預(yù)定半徑的環(huán)形。多個齒部232從體部231突出預(yù)定的距離。在齒部232之間形成間隙233。為了具有均勻的極性，齒部232和間隙233可具有相同的尺寸并均勻地分布。齒部232設(shè)置在永磁體240的磁極之間，磁性低于永磁體240。梳狀極化環(huán)230由矯頑力小于200KA/m的磁性材料形成。梳狀極化環(huán)230在馬達(dá)200的運(yùn)行期間產(chǎn)生磁阻(reluctance)轉(zhuǎn)矩。
永磁體240配合于梳狀極化環(huán)230。永磁體240形成有交替為N極和S極的部分。永磁體240包括體部241。體部241形成為一個整體的環(huán)，并具有與梳狀極化環(huán)230的體部231相同的直徑。體部241具有多個突部242，每個突部242為一個永磁體。在突部242之間形成間隙243。永磁體240可由具有高磁力的稀土元素基磁體形成。具體地，永磁體240可由稀土元素與橡膠或塑料的混合物形成。在這樣形成永磁體240時，其在具有彈性的同時保持預(yù)定的磁力。因此，永磁體可制成為細(xì)長帶，在制成之后該帶可容易地彎成具有預(yù)定直徑的上述環(huán)形。永磁體240的突部242的數(shù)量決定了馬達(dá)200的磁極的數(shù)量，在將永磁體240附著在轉(zhuǎn)子220的內(nèi)壁上之后，將永磁體240沿徑向壓向該壁。壓向該壁的永磁體240產(chǎn)生磁通量。即，永磁體240包括為馬達(dá)200提供旋轉(zhuǎn)力的磁性成分。圖2中的標(biāo)號225為定位孔。定位孔225形成在轉(zhuǎn)子框架221的下表面上，以易于裝配梳狀極化環(huán)230和永磁體240。
這里，梳狀極化環(huán)230的截面與永磁體的截面的尺寸之比可為1/17至6/12、2/16至5/13以及3/15至4/14中的任一個。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的馬達(dá)的轉(zhuǎn)子的示意圖，而圖4為圖3中的轉(zhuǎn)子的截面圖。
參照圖3和圖4，轉(zhuǎn)子220包括圓柱形轉(zhuǎn)子框架221。轉(zhuǎn)子框架221在其一側(cè)開口。梳狀極化環(huán)230和永磁體240安裝在轉(zhuǎn)子框架221中。齒部232和間隙233形成在梳狀極化環(huán)230上，而突部242和間隙243形成在永磁體240上。梳狀極化環(huán)230和永磁體240嚙合在一起。
在本實(shí)施例中，齒部232安裝為朝向轉(zhuǎn)子框架221的開口側(cè)突出，而突部242形成為從永磁體240向下突出以與齒部232嚙合。在這樣形成時，具有低磁性的梳狀極化環(huán)230設(shè)置在永磁體的突部242之間。因此，這種結(jié)構(gòu)能夠利用磁阻轉(zhuǎn)矩，從而使該馬達(dá)的性能與傳統(tǒng)馬達(dá)相同或優(yōu)于傳統(tǒng)馬達(dá)，同時減少磁性材料的數(shù)量。從而，減少馬達(dá)200的制造成本。此外，因?yàn)槭釥顦O化環(huán)230得到增強(qiáng)，所以轉(zhuǎn)子框架220變得更剛性化。因此，提高了馬達(dá)200的同心度和圓度，從而能夠減少馬達(dá)200運(yùn)行期間的振動和噪聲。
齒部232可安裝為朝向轉(zhuǎn)子框架221的下表面延伸，而永磁體240的突部242可安裝為向上延伸。
圖5為永磁體在其安裝到根據(jù)本發(fā)明的馬達(dá)的轉(zhuǎn)子中之前的示意圖。
參照圖5，永磁體240包括體部241。永磁體240的突部242從體部241規(guī)則地延伸預(yù)定的距離。在這種結(jié)構(gòu)中，需要使用的永磁體的數(shù)量減少，從而減少了馬達(dá)200的制造成本。
永磁體240由強(qiáng)磁化的稀土材料形成。從而，永磁體240可由包括橡膠或其它材料的混合物形成。因此，永磁體240在可彎曲的同時具有足夠的磁力。在本實(shí)施例中，永磁體240形成為預(yù)定長度的帶形；然而，永磁體240也可以形成為具有預(yù)定直徑的環(huán)形。永磁體240可被哈爾巴赫(halbach)磁化。
下面將提供馬達(dá)200的運(yùn)行的簡要描述。
首先，永磁體發(fā)出場磁體磁通量。線圈254經(jīng)受相位比該磁通量超前90°的反電動勢。安裝在定子250上的霍爾傳感器255檢測轉(zhuǎn)子220的旋轉(zhuǎn)位置和速度。
根據(jù)負(fù)載情況，通入相位相對于該磁通量的相位偏移預(yù)定量的電流，從而使轉(zhuǎn)子220根據(jù)弗來明左手定則而旋轉(zhuǎn)。從而，產(chǎn)生馬達(dá)200的旋轉(zhuǎn)力。
為了在洗滌過程中產(chǎn)生最大的轉(zhuǎn)矩，在采用馬達(dá)200的洗衣機(jī)100中，將電流的相位控制為與反電動勢的相位相同，并且為了在甩干過程中產(chǎn)生高速度，將電流的相位控制為超前于反電動勢的相位。
在具有上述結(jié)構(gòu)的馬達(dá)和采用該馬達(dá)的洗衣機(jī)中，具有齒部的梳狀極化環(huán)安裝在轉(zhuǎn)子框架中，并且具有突部的永磁體配合于梳狀極化環(huán)。因此，在使用較少永磁體材料的同時，該馬達(dá)的性能與傳統(tǒng)馬達(dá)的性能相同或優(yōu)于傳統(tǒng)馬達(dá)的性能。從而，降低馬達(dá)的制造成本。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的馬達(dá)和使用該馬達(dá)的洗衣機(jī)中，梳狀極化環(huán)增強(qiáng)了轉(zhuǎn)子框架，從而提高了轉(zhuǎn)子框架的剛度。因此，該馬達(dá)具有提高的同心度和圓度，從而使運(yùn)行期間具有較少的振動和噪聲。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的是，可對本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變化。因此，本發(fā)明應(yīng)覆蓋落入所附權(quán)利要求書及其等效范圍內(nèi)的本發(fā)明的修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種馬達(dá)，具有定子和相對于該定子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，該馬達(dá)包括轉(zhuǎn)子框架；永磁體，安裝在該轉(zhuǎn)子框架上，并具有交替為北極和南極的多個突部；以及梳狀極化環(huán)，包括多個設(shè)置在該永磁體的突部之間的齒部，并由磁性弱于所述突部的磁性的材料形成。
2.如權(quán)利要求1所述的馬達(dá)，其中該梳狀極化環(huán)的矯頑力小于200KA/m。
3.如權(quán)利要求1所述的馬達(dá)，其中該梳狀極化環(huán)的齒部與該永磁體的突部的尺寸之比在以下任一個范圍中1/17至6/12、2/16至5/13及3/15至4/14。
4.如權(quán)利要求1所述的馬達(dá)，其中該梳狀極化環(huán)形成為一個整體環(huán)形。
5.如權(quán)利要求1所述的馬達(dá)，其中，該梳狀極化環(huán)的齒部沿著朝向該轉(zhuǎn)子框架的開口側(cè)的方向突出，而該永磁體的突部沿著與該齒部的突出方向相反的方向突出，以與該齒部嚙合。
6.如權(quán)利要求1所述的馬達(dá)，其中，該梳狀極化環(huán)的齒部朝向該轉(zhuǎn)子框架的底表面突出，而該永磁體的突部沿著與該齒部的突出方向相反的方向突出，以與該齒部嚙合。
7.如權(quán)利要求1所述的馬達(dá)，其中該永磁體由鐵磁稀土材料形成，并為具有預(yù)定長度的細(xì)長帶形。
8.如權(quán)利要求7所述的馬達(dá)，其中該永磁體被哈爾巴赫磁化。
9.如權(quán)利要求1所述的馬達(dá)，其中該轉(zhuǎn)子框架包括用于將該梳狀極化環(huán)裝配在該永磁體上的定位孔。
全文摘要
本發(fā)明提供一種馬達(dá)和使用該馬達(dá)的洗衣機(jī)。該馬達(dá)具有定子、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子框架、永磁體以及梳狀極化環(huán)。該轉(zhuǎn)子相對于該定子旋轉(zhuǎn)。該永磁體安裝在該轉(zhuǎn)子框架上，并具有交替為北極和南極的突部。該梳狀極化環(huán)包括多個設(shè)置在該永磁體的突部之間的齒部，并由磁性弱于所述突部的磁性的材料形成。
文檔編號H02K1/28GK1933289SQ200610151890
公開日2007年3月21日 申請日期2006年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月13日
發(fā)明者田且承, 閔丙旭 申請人:Lg電子株式會社