CN102545408A - 电机、该电机的制造方法和洗衣机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机、该电机的制造方法和洗衣机，该电机包括：环形的定子；转子，通过与定子电磁相互作用而旋转。定子包括至少一个芯段，每个芯段包括一个在另一个之上堆叠的多个芯板。每个芯板具有弧形的主体以及连接到所述主体的多个齿，线圈缠绕在所述多个齿上。每个主体包括在所述主体的圆周方向上的通过切割形成的至少一个弯曲诱导部分。

Description

电机、该电机的制造方法和洗衣机

技术领域

本公开的实施例涉及一种用于产生旋转动力的电机、该电机的制造方法以及具有利用该方法制造的电机的洗衣机。

背景技术

洗衣机被设计成利用电力洗涤衣物，且通常包括：桶，洗涤水储存在桶中；滚筒，可旋转地安装在桶中；电机，给滚筒提供旋转动力。

当衣物和溶解有洗涤剂的水被放入滚筒中且通过电机使滚筒旋转时，通过衣物和滚筒之间以及衣物和溶解有洗涤剂的水之间的摩擦去除粘附到衣物的污物。

洗衣机的电机包括：定子，安装到桶；转子，围绕定子布置，以与定子电磁相互作用。洗衣机可使用的电机可被分成：外转子型电机，在外转子型电机中，转子位于定子的外侧；内转子型电机，在内转子型电机中，转子位于定子的内侧。

定子是堆叠的冲压成形(press-formed)的金属板。为了减少在冲压成形期间产生的碎屑，金属板直线地形成，然后一个在另一个之上堆叠，并将最终堆叠的金属板弯曲成弧形。

堆叠的金属板设置有切口线，以便于堆叠的金属板的弯曲。切口线为容易的弯曲做准备，但是可能会削弱定子的强度和在电机的操作期间由于机械振动或电磁振动而产生噪声。另外，切口线挡住磁通量，从而使电机的输出劣化。

发明内容

因此，本公开的一方面在于提供一种提高定子的强度和可制造性的电机及具有该电机的洗衣机。

本公开的其他方面一部分将在下面的描述中进行阐述，一部分将通过描述而清楚，或者可通过本公开的实施例的实践而了解。

根据本公开的一方面，一种电机包括：环形的定子；转子，通过与定子电磁相互作用而旋转，其中，定子包括至少一个芯段，每个芯段包括一个在另一个之上堆叠的多个芯板，其中，每个芯板具有弧形的主体以及连接到所述主体的多个齿，线圈缠绕在所述多个齿上，其中，每个主体包括在所述主体的圆周方向上的通过切割形成的至少一个弯曲诱导部分。

每个弯曲诱导部分可包括沿着所述主体的径向彼此隔开的第一切口和第二切口。

与所述主体的外周相比，弯曲诱导部分可位于更靠近所述主体的内周的位置。

弯曲诱导部分还可包括位于第一切口和第二切口之间的提升部分，所述提升部分可通过被施加压力而形成填塞部分。

弯曲诱导部分可位于相邻的两个齿之间。

所述至少一个弯曲诱导部分可包括多个弯曲诱导部分，所述多个弯曲诱导部分被布置在所述主体的单个圆周上。

转子可位于定子的内侧。

定子可包括呈堆叠的芯板形式的弧形的芯段，定子可通过将多个弧形的芯段彼此连接而形成。

每个弯曲诱导部分可包括第一切口面和第二切口面，第一切口面和第二切口面的互相面对的端部均彼此连接，第一切口面和第二切口面被布置为彼此靠近。

所述至少一个弯曲诱导部分可包括在所述主体的径向方向上彼此隔开的多个弯曲诱导部分。

所述至少一个弯曲诱导部分可包括多个弯曲诱导部分，所述多个弯曲诱导部分被布置在所述主体的单个圆周上。

根据本公开的另一方面，一种洗衣机包括：主体；旋转桶，可旋转地放置在所述主体中；转子，连接到旋转桶，以将旋转动力传递到旋转桶；环形的定子，与转子电磁相互作用，以能够使转子旋转，其中，所述定子包括至少一个芯段，每个芯段包括一个在另一个之上堆叠的多个芯板，其中，每个芯板具有弧形的主体，其中，沿着每个主体的圆周方向具有通过切割形成的弯曲诱导部分。

弯曲诱导部分可包括沿着芯板的径向彼此隔开的第一切口和第二切口。

弯曲诱导部分可包括第一切口面和第二切口面，第一切口面和第二切口面的互相面对的端部均彼此连接，第一切口面和第二切口面被布置为彼此靠近。

根据本公开的另一方面，一种电机定子的制造方法包括：制备具有直的主体以及连接到所述主体的多个齿的多个芯板；通过沿着所述主体的纵向形成切口来制备弯曲诱导部分；通过一个在另一个之上堆叠所述多个芯板来制备直的芯段；通过将弯曲力施加到直的芯段来制备弧形的芯段；将一个或多个芯段连接以形成环形定子。

所述制造方法还可包括：制备多个芯段；通过将所述多个芯段彼此连接来制备环形的定子。

所述切口可包括彼此隔开的第一切口和第二切口，弯曲诱导部分的制备可包括冲压位于第一切口和第二切口之间的部分，以形成提升部分。

所述制造方法还可包括在所述弧形的芯段的制备之后，冲压提升部分，以形成填塞部分。

切口可包括第一切口面和第二切口面，第一切口面和第二切口面的互相面对的端部均彼此连接，弯曲诱导部分的制备可包括沿着所述主体的纵向在第一切口面和第二切口面之间形成弯曲诱导孔。

弯曲诱导部分的制备可包括在所述主体的厚度方向上形成多个弯曲诱导孔，所述多个弯曲诱导孔之间隔开一定的距离。

弯曲诱导部分的制备可包括沿着所述主体的纵向形成多个弯曲诱导孔，所述多个弯曲诱导孔之间隔开一定的距离。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本公开的这些和/或其他方面将会变得清楚且更加易于理解，附图中：

图1是示出根据本公开的实施例的洗衣机的主要构造的视图；

图2是示出根据本公开的实施例的电机的主要构造的视图；

图3是示出根据本公开的实施例的芯板(core plate)的视图；

图4是图3中示出的弯曲诱导部分的放大视图；

图5是示出包括图3的芯板的直的芯段的视图；

图6是示出图5的直的芯段的弯曲状态的视图；

图7是示出设置在图6的芯段上的弯曲诱导部分的变形的视图；

图8是示出根据本公开的实施例的定子的视图；

图9是示出根据本公开的另一实施例的芯板的视图；

图10是示出图9的弯曲诱导部分的放大视图；

图11是示出包括图9的芯板的直的芯段的视图；

图12是示出图11的直的芯段的弯曲状态的视图；

图13是示出根据本公开的实施例的定子的视图；

图14是示出根据本公开的另一实施例的芯板的视图；

图15是示出设置在包括图14的芯板的芯段上的弯曲诱导部分的放大视图。

具体实施方式

现在，将详细描述本公开的示例性实施例，其示例在附图中示出，其中，相同的标号始终指示相同的元件。图1是示出根据本公开的实施例的洗衣机的主要构造的视图，图2是示出根据本公开的实施例的电机的主要构造的视图。

如图1中所示，洗衣机1包括：机壳10，限定洗衣机1的外观；桶20，放置于机壳10中；滚筒30，可旋转地放置于桶20中；电机40，用于驱动滚筒30。

在机壳10的前壁打孔，形成开口11，通过开口11将衣物放入滚筒30中。门12结合到机壳10的前壁，以打开或关闭开口11。

供水管50安装在桶20上方，以将洗涤水供应到桶20中。供水管50的一端连接到外部水源(未示出)，供水管50的另一端连接到洗涤剂供应装置60。洗涤剂供应装置60通过连接管55连接到桶20。因此，通过供水管50供应的洗涤水首先与洗涤剂供应装置60中的洗涤剂混合，然后被供应到桶20中。

排水泵70和排水管75安装在桶20下方，以将洗涤水从桶20排放到机壳10的外部。

在滚筒30的筒壁上设置有用作洗涤水的通道的多个通孔31。多个提升件32布置在滚筒30的内周表面上，以在滚筒30的旋转期间使衣物上升和下落。

驱动轴80安装在滚筒30和电机40之间。驱动轴80将电机40的旋转动力传递到滚筒30。驱动轴80的一端连接到滚筒30，驱动轴80的另一端从桶20的后壁21向外延伸。

轴承外壳82安装到桶20的后壁21，以可旋转地支撑驱动轴80。轴承外壳82可由铝合金制成，且在桶20的注射成型期间可被插入到后壁21中。轴承84被插入在轴承外壳82和驱动轴80之间，以确保驱动轴80的平稳旋转。

如图2中所示，电机40包括：定子100，安装到桶20的后壁21；转子90，放置在定子100的内侧，以通过与定子100的电磁相互作用而旋转。

定子100通常具有环形形状且包括多个弧形的芯段101。所述多个芯段101彼此可以相同。在每个芯段101的一端设置有结合凸起102，在每个芯段101的另一端设置有结合凹入103。当多个芯段101的结合凸起102被插入到各自的结合凹入103中时，完成定子100。可选地，定子100可能不需要所述多个芯段101，而是可包括单个的环形芯，在所述单个的环形芯的一端的结合凸起102被插入到在该单个的环形芯的另一端的结合凹入103中。

芯段101包括：弧形的芯主体104；多个芯齿105，以固定的间隔从芯主体104的内周沿着径向向内的方向延伸；线圈(未示出)，缠绕在各个芯齿105上。

转子90包括：多个转子芯92，围绕旋转轴91径向地布置；永磁体支座93，位于所述多个转子芯92之间；多个永磁体94，被安放在永磁体支座93上。

线圈(未示出)可以以三相布线(three-phase wiring)的方式缠绕在芯齿105上。如果三相交流电被施加到线圈(未示出)，则转子90受三相旋转磁场的影响。利用三相旋转磁场与转子90的永磁体的磁场之间的相互作用，转子90围绕旋转轴91旋转。

芯主体104设置有填塞部分(caulking portion)106。这将在下文中描述。

图3是示出根据本公开的实施例的芯板的视图，图4是图3中示出的弯曲诱导部分的放大视图。图5是示出根据本公开的实施例的直的芯段的视图，图6是示出图5的直的芯段的弯曲状态的视图。

如图3至图6中所示，芯段101通过弯曲直的芯段111得到。

直的芯段111是堆叠的直的芯板110。直的芯段111由铁磁材料(例如，金属)制成，以提供用作磁场的通道的磁路。因此，芯板110通过冲压成形金属板而制成。

芯板110包括：直的主体120，沿着给定的方向延伸，以具有预定的长度；多个齿130，连接到直的主体120；结合凸起150a，设置在直的主体120的一端；结合凹入150b，设置在主体120的另一端。结合凸起150a和结合凹入150b分别限定直的芯段111(作为堆叠的芯板110)的结合凸起150a和结合凹入150b(如图5所示)或者芯段101的结合凸起102和结合凹入103。

虽然最初将芯板110形成为具有弧形形状能够省略弯曲工艺(这将在下文中描述)，但是这会增加金属碎屑，从而导致生产成本增加。为此，芯板110最初具有直的形状。

为了使在加工过程中的碎屑最少，可使两个芯板可同时被冲压成形，以彼此面对。在这种情况下，两个芯板110并排布置，使得一个芯板110的各个齿130与其面对的芯板110的齿130交替地布置。

主体120具有以固定的间隔布置的多个插入孔(未示出)。在芯板110一个在另一个之上完全地堆叠之后，紧固构件(例如，销或铆钉)被插入到插入孔中，以使各个芯板110彼此结合，从而构成芯段101。插入孔(未示出)甚至可形成在齿130中。

参照图3，芯板110的齿130设置有钩子131。当线圈(未示出)缠绕在芯段101的芯齿105上时，钩子131防止线圈从芯齿105意外分离。

直的芯段111是堆叠的多个芯板110，且当力施加到直的芯段111时，直的芯段111弯曲成弧形的芯段101。虽然弯曲由金属制成的直的芯段111会需要巨大的力，但是将巨大的力施加到直的芯段111可能不能使直的芯段111变形成期望的形状或者可能导致直的芯段111受损。因此，为了允许使用较小的力使直的芯段111弯曲成期望的形状，芯板110的主体120设置有弯曲诱导部分140。

弯曲诱导部分140包括：第一切口线141和第二切口线142，被布置为彼此之间有预定的距离；第一折叠线143，连接第一切口线141的一端和第二切口线142的一端；第二折叠线144，连接第一切口线141的另一端和第二切口线142的另一端。弯曲诱导部分140包括提升部分145，在第一折叠线143和第二折叠线144之间突出。在提升部分145下方形成弯曲诱导空间146。

可在芯板110的冲压成形期间形成弯曲诱导部分140。第一切口线141和第二切口线142是位于芯板110的主体120的一个表面中的切口，位于第一切口线141和第二切口线142之间的部分被冲压，以形成第一折叠线143、第二折叠线144以及提升部分145。可通过冲压同时生成第一切口线141、第二切口线142和提升部分145，或者可在第一切口线141和第二切口线142的切割之后生成提升部分145。

弯曲诱导部分140位于主体120的相邻的齿130之间，这是因为：由于在芯板110的堆叠和弯曲过程中，在主体120的靠近齿130的区域由弯曲力导致的应力较小。此外，主体120的靠近齿130的区域位于磁通量路径上，因此，在该区域上形成弯曲诱导部分140可导致磁通量的泄漏。

另外，当芯板110弯曲时，弯曲诱导部分140位于更靠近由芯段101限定的弧的中心的位置，即，位于与芯板110的外周相比更靠近芯板110的内周的位置。在芯板110的弯曲状态下，压应力被施加到芯板110的内周附近，而拉应力被施加到芯板110的外周附近。当在压应力(即，负应力)被施加的位置设置弯曲诱导部分140时，可减小弯曲芯板110所需的力。

图7是示出图6的芯段上的弯曲诱导部分的变形的视图，图8是示出根据本公开的实施例的定子的视图。

如果负应力被施加到弯曲诱导部分140，则弯曲诱导部分140变形，使得第一折叠线143和第二折叠线144彼此靠近。因此，第一切口线141的长度和第二切口线142的长度减小，提升部分145进一步被提升。将弯曲诱导部分140的初始高度设定为h1，变形后的弯曲诱导部分140的高度变成h2。

可设置多个弯曲诱导部分140。当多个弯曲诱导部分140沿着弧形的芯段101的径向彼此隔开时，会增加磁通量的泄漏，这是因为弯曲诱导部分140用作磁通量的障碍。为此，多个弯曲诱导部分140可位于与由芯段101限定的弧的中心相距相同的距离的位置。换句话说，多个弯曲诱导部分140可布置在弯曲的芯板110的单个圆周上。

在完成直的芯段111的弯曲之后，冲压弯曲诱导部分140，以形成填塞部分106。当冲压弯曲诱导部分140时，相邻的上弯曲诱导部分140和下弯曲诱导部分140彼此紧密地接触。在这种情况下，施加到弯曲诱导部分140的应力可在相邻的弯曲诱导部分140之间积聚成结合能量，导致堆叠的芯板110之间的结合力增加。

参照图2，在形成第一切口线141和第二切口线142之后，芯主体104的相邻的两个芯齿105之间的连接区域基本不变，从而不减小芯段101的刚度。这可减少在电机的操作期间由于机械振动或电磁振动导致的从芯段101产生的噪声。此外，通过冲压弯曲诱导部分140而得到的芯板110之间的增加的结合力可减少由于各个芯板110的振动导致的噪声。

最后，多个芯段101彼此连接，以形成环形的定子100。虽然实施例说明在芯段101彼此装配以形成定子100之前，弯曲诱导部分140被冲压以形成填塞部分106，但是如有必要，也可在定子100的装配之后冲压弯曲诱导部分140。

图9是示出根据本公开的另一实施例的芯板的视图，图10是示出图9的弯曲诱导部分的放大视图。此外，图11是示出根据本公开的实施例的直的芯段的视图，图12是示出图11的直的芯段的弯曲状态的视图。

如图9至图12所示，通过弯曲直的芯段211形成芯段201。直的芯段211是堆叠的直的芯板210，芯板210是冲压成形的金属板。

芯板210包括：直的主体220，沿着给定的方向延伸，以具有预定的长度；连接到主体220的具有钩子231的多个齿230；结合凸起250a，设置在主体220的一端；结合凹入250b，设置在主体220的另一端。主体220、齿230、结合凸起250a以及结合凹入250b与图3至图6中示出的主体、齿、结合凸起以及结合凹入相同，因此，在下文中将省略对主体220、齿230、结合凸起250a以及结合凹入250b的描述。

弯曲直的芯段211可能会需要巨大的力，因此，为了允许使用较小的力使直的芯段211弯曲成期望的形状，芯板210的主体220设置有弯曲诱导部分240，以诱导直的芯段211的弯曲。

弯曲诱导部分240包括：第一切口面241和第二切口面242，第一切口面241和第二切口面242互相面对的端部均彼此连接。在第一切口面241和第二切口面242之间形成弯曲诱导孔243。可在芯板210的冲压成形期间形成弯曲诱导部分240。弯曲诱导孔243沿着主体220的纵向延伸预定的距离，从而当堆叠的芯板210弯曲时，第一切口面241和第二切口面242彼此靠近。

弯曲诱导部分240位于主体220的相邻的齿230之间，这是因为：由于在芯板210的堆叠和弯曲过程中，主体220的靠近齿230的区域由于弯曲力导致的应力较小。此外，主体220的靠近齿230的区域位于磁通量路径上，因此，在所述区域上形成弯曲诱导部分240可导致磁通量的泄漏。

在直的芯段211的弯曲期间，施加到弯曲诱导部分240附近的应力可导致弯曲诱导部分变形，使得第一切口面241和第二切口面242朝着对方运动。因此，可减小弯曲诱导孔243，且第一切口面241和第二切口面242位于彼此靠近的位置。

可设置多个弯曲诱导部分240。在堆叠的芯板210弯曲后的状态下，多个弯曲诱导部分240沿着由芯段201限定的弧的径向彼此隔开。当直的芯段211弯曲时，由于弯曲诱导部分240的弯曲诱导孔243沿着主体220的纵向延伸且弯曲诱导孔243具有非常小的尺寸，所以即使弯曲诱导部分240沿着芯段201的径向彼此隔开，磁通量的泄漏也不会极大地增加。

当直的芯段211弯曲成芯段201时，芯段201的外周的应力大于芯段201的内周的应力。因此，对于多个弯曲诱导部分240来说，弯曲诱导孔243的长度与应力成比例。即，位于芯段201的径向向外位置的弯曲诱导孔243的长度大于位于芯段201的径向向内位置的弯曲诱导孔243的长度。

弯曲诱导部分240的第一切口面241和第二切口面242沿着主体220的纵向延伸，这给芯段201提供不降低的机械刚度。这可减少在电机的操作期间由于机械振动或电磁振动导致的从芯段201产生的噪声。

图13是示出根据本实施例的定子的视图。如图13所示，多个芯段201彼此连接，以形成环形的定子200。

图14是示出根据本公开的另一实施例的芯板的视图，图15是示出设置在包括图14的芯板的芯段上的弯曲诱导部分的放大视图。

如图14和图15中所示，芯板310包括主体320、具有钩子331的齿330、弯曲诱导部分340、结合凸起350a以及结合凹入350b。

每个弯曲诱导部分340具有与图9和图10中示出的弯曲诱导部分240相同的构造。与弯曲诱导部分240不同的是，可沿着主体320的纵向设置多个弯曲诱导部分340。沿着主体320的纵向布置的多个弯曲诱导部分340可排列在弯曲的芯板310的单个圆周上。

虽然上面已经描述了内转子型电机(在内转子型电机中，转子90可旋转地放置在定子100、定子200或定子300的内侧)，但是根据本实施例的弯曲诱导部分140、240和340可等同地应用于外转子型电机(在外转子型电机中，转子90位于定子100、定子200或定子300的外侧)。

从以上描述清楚的是，根据一个或多个实施例，定子的芯板设置有至少一个弯曲诱导部分，以容易地弯曲呈堆叠的芯板形式的直的芯段。弯曲诱导部分还用于提高一个在另一个之上堆叠的芯板之间的结合力，使得振动和噪声减少。

此外，沿着芯板的纵向布置多个弯曲诱导部分不会降低整个定子的强度。这可减少由于定子的强度减小导致的噪声和振动。

此外，弯曲诱导部分具有与穿过定子的磁场的路径平行的切口。弯曲诱导部分的位置可使由于弯曲诱导部分的存在导致的磁通量的泄漏最小化。

虽然已经示出并描述了一些实施例，但是本领域技术人员应当认识到，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行改变。

Claims (15)

1.一种电机，包括：

环形的定子；

转子，通过与定子电磁相互作用而旋转，

其中，定子包括至少一个芯段，每个芯段包括一个在另一个之上堆叠的多个芯板，

其中，每个芯板具有弧形的主体以及连接到所述主体的多个齿，线圈缠绕在所述多个齿上，

其中，每个主体包括在所述主体的圆周方向上的通过切割形成的至少一个弯曲诱导部分。

2.根据权利要求1所述的电机，其中，每个弯曲诱导部分包括沿着所述主体的径向彼此隔开的第一切口和第二切口。

3.根据权利要求2所述的电机，其中，与所述主体的外周相比，弯曲诱导部分位于更靠近所述主体的内周的位置。

4.根据权利要求2所述的电机，其中，弯曲诱导部分还包括位于第一切口和第二切口之间的提升部分，

其中，所述提升部分通过被施加压力而形成填塞部分。

5.根据权利要求2所述的电机，其中，弯曲诱导部分位于相邻的两个齿之间。

6.根据权利要求1所述的电机，其中，每个弯曲诱导部分包括第一切口面和第二切口面，第一切口面和第二切口面的互相面对的端部均彼此连接，第一切口面和第二切口面被布置为彼此靠近。

7.根据权利要求6所述的电机，其中，所述至少一个弯曲诱导部分包括在所述主体的径向方向上彼此隔开的多个弯曲诱导部分。

8.一种洗衣机，包括：

主体；

旋转桶，可旋转地放置在所述主体中；

转子，连接到旋转桶，以将旋转动力传递到旋转桶；

环形的定子，与转子电磁相互作用，以能够使转子旋转，

其中，所述定子包括至少一个芯段，每个芯段包括一个在另一个之上堆叠的多个芯板，其中，每个芯板具有弧形的主体，

其中，沿着每个主体的圆周方向具有通过切割形成的弯曲诱导部分。

9.一种电机定子的制造方法，所述方法包括：

制备具有直的主体以及连接到所述主体的多个齿的多个芯板；

通过沿着所述主体的纵向形成切口来制备弯曲诱导部分；

通过一个在另一个之上堆叠所述多个芯板来制备直的芯段；

通过将弯曲力施加到直的芯段来制备弧形的芯段；

将一个或多个芯段连接以形成环形定子。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述切口包括彼此隔开的第一切口和第二切口，

其中，弯曲诱导部分的制备包括冲压位于第一切口和第二切口之间的部分，以形成提升部分。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，与所述弧形的芯段的外周相比，提升部分被设置为更靠近所述弧形的芯段的内周。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，提升部分在主体上位于相邻的两个齿之间。

13.根据权利要求10所述的方法，还包括在所述弧形的芯段的制备之后，冲压提升部分，以形成填塞部分。

14.根据权利要求9所述的方法，其中，切口包括第一切口面和第二切口面，第一切口面和第二切口面的互相面对的端部均彼此连接，

其中，弯曲诱导部分的制备包括沿着所述主体的纵向在第一切口面和第二切口面之间形成弯曲诱导孔。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，弯曲诱导部分的制备包括在所述主体的厚度方向上形成多个弯曲诱导孔，所述多个弯曲诱导孔之间隔开一定的距离。

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