專利名稱：洗衣機用電機、干衣機用電機、電機及電機轉子的制造方法
技術領域：
本發明涉及電機領域，尤其涉及永磁無刷電機的轉子以及制造該轉子的方法。
背景技術：
無刷電機包括定子和轉子，轉子包括轉軸、固定到轉軸的轉子鐵芯以及固定到轉子鐵芯的永久磁鐵。在永久磁鐵的作用下，轉子鐵芯的不同部位具有不同的極性。轉子通過轉軸安裝到定子，轉子可繞著轉軸轉動。該無刷電機的一個缺點是，轉子鐵芯與轉軸直接接觸，容易漏磁。另外，轉子鐵芯中不同極性的部位直接連接的，容易漏磁，從而降低了電機的效率。因此，亟需一種能夠克服上述缺陷的方案。

發明內容
本發明的一個目的是提供一種降低漏磁的電機，所述電機包括定子和安裝到定子內的轉子，所述轉子包括轉軸；固定到轉軸的軸套；沿軸套周向間隔分布的若干轉子鐵芯單元，每個轉子鐵芯單元包括徑向內端、徑向外端、兩個沿徑向延伸的側面以及兩個軸向端面，所述徑向內端嵌入所述軸套內，所述徑向外端具有凸出于所述側面的凸塊；固定至所述轉子鐵芯單元的兩軸端面的兩端蓋，所述兩端蓋與軸套通過注塑的方式一體成型至所述轉子鐵芯單元，其中一端蓋開設若干開口 ；若干永久磁鐵，分別通過所述端蓋的開口插入至相鄰兩轉子鐵芯單元之間，永久磁鐵的徑向外端抵靠到所述轉子鐵芯單元的凸塊，徑向內端抵靠到軸套。作為一種優選方案，所述定子包括若干定子齒，每個轉子鐵芯單兀具有一外周表面與所述定子齒相對，所述外周表面為弧面，所述弧面所圍繞的中心軸線偏離所述轉子的中心軸線。作為一種優選方案，所述弧面的半徑小于轉子的半徑。作為一種優選方案，兩端蓋外周緣之間設若干沿軸向延伸的加強筋，所述加強筋位于相鄰轉子鐵芯單元之間并抵靠永久磁鐵的徑向外端。作為一種優選方案，所述轉子還包括一固定至轉軸的平衡塊，所述平衡塊位于所述設開口的端蓋的外側。作為一種優選方案，所述轉子鐵芯單元的徑向內端為燕尾狀。本發明還提供一種制造電機轉子的方法，包括以下步驟圍繞轉軸構造環狀的鐵芯陣列，所述鐵芯陣列具有位于中心的通孔以及沿通孔周向間隔分布的若干轉子鐵芯單元，每個轉子鐵芯單元包括徑向內端、徑向外端、兩個沿徑向延伸的側面以及兩個端面，所述徑向外端具有凸出于側面的凸塊，所述轉軸位于所述鐵芯陣列的通孔內并與所述轉子鐵芯單元的內端間隔；通過注塑方式形成軸套及兩端蓋，所述軸套形成于轉軸與轉子鐵芯單元的徑向內端之間，轉子鐵芯單元的徑向內端嵌入所述軸套內，所述兩端蓋位于鐵芯陣列的兩軸向端，其中一端蓋對應相鄰轉子鐵芯單元之間的空隙開設若干開口；將永久磁鐵安裝到所述鐵芯陣列，所述永久磁鐵通過所述開口進入相鄰轉子鐵芯單元之間，永久磁鐵的徑向外端抵靠到所述轉子鐵芯單元的凸塊，永久磁鐵的徑向內端抵
靠到軸套。作為一種優選方案，所述軸套由鋁材制成。作為一種優選方案，所述轉子鐵芯單元由若干芯片沿著軸向堆疊而成，所述轉子鐵芯單元不具有軸向通孔。作為一種優選方案，所述轉子鐵芯單元的徑向內端為燕尾狀。本發明實施例提供的電機轉子，不同極性的轉子鐵芯單元互相分離，轉子鐵芯與轉軸分離，降低了漏磁，改善了電機性能。為了能更進一步了解本發明的特征以及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而所附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發明加以限制。


附圖中
圖I是本發明一實施例提供的無刷電機的示意圖2是圖I所示無刷電機移除上端蓋后的示意圖3是圖I所示無刷電機的轉子的示意圖4是圖3所示轉子移除上蓋板后的示意圖5是圖4所示轉子的軸套的示意圖6是圖3所示轉子移除上下蓋板后的端視圖7是圖I所不電機的局部橫截面；
圖8是本發明另一實施例提供的電機的橫截面示意圖；以及
圖9是本發明再一個實施例提供的電機的橫截面示意圖10至圖12為本發明又一個實施例提供的電機的示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖，通過對本發明的具體實施方式
詳細描述，將使本發明的技術方案及其他有益效果顯而易見。
如圖I和圖2所示，本發明一實施例提供的無刷電機包括定子和轉子，轉子可轉動
地安裝到定子。定子包括定子鐵芯11、纏繞在定子鐵芯的齒12上的定子繞組13、安裝到定子鐵芯兩軸端的端蓋16和端蓋18等。定子鐵芯11由若干芯片沿電機軸向層疊而成，定子鐵芯11包括環形的軛部以及從軛部向內伸出的12個齒12。繞組13為集中式繞組，包括 12個線圈元件，每個線圈元件纏繞到對應齒12的齒身，每個齒形成一個凸極。端蓋16和 18分別具有軸向的孔17供螺桿19穿設，以固定定子鐵芯11、端蓋16和18。如圖3至圖6所示，轉子包括轉軸21、固定到轉軸21的軸套22、分布于軸套22周圍的十個轉子鐵芯單元23和十塊永久磁鐵24、以及兩分別位于轉子鐵芯單元23軸向端的端蓋25和26。軸套22的外周表面均勻設有10個軸向的卡接槽28，卡接槽28的橫截面呈燕尾狀。每個轉子鐵芯單元23包括徑向內端、徑向外端、兩個沿徑向延伸的側面以及位于轉子鐵芯單元兩軸端的兩個端面。轉子鐵芯單元23的徑向內端嵌入到軸套22的卡接槽 28,與卡接槽28形成凹凸卡扣結構以鎖固在一起。轉子鐵芯單元23的徑向外端具有兩個凸塊232，凸塊232沿著轉子的周向延伸并凸出于轉子鐵芯單元23的側面。永久磁鐵24與轉子鐵芯單元23沿著轉軸21的周向交替排列，每塊永久磁鐵24安裝于相鄰兩轉子鐵芯單元之間，永久磁鐵24沿著轉子的軸向和徑向延伸，永久磁鐵24的表面貼靠到相鄰轉子鐵芯單元23的側面，永久磁鐵24的徑向外端抵靠到轉子鐵芯單元23的凸塊232，徑向內端抵靠到軸套22。永久磁鐵24沿著其厚度方向磁化，相鄰永久磁鐵的磁化方向相反，從而相鄰永久磁鐵的相對表面具有相同的極性，使得該兩相對表面之間的轉子鐵芯單元也具有相同的磁性，因此，該轉子具有10個磁極。本實施例中，軸套22與兩端蓋25和26通過注塑的方式一體成型至轉子鐵芯單元 23，其中一端蓋26對應每一永久磁鐵24設開口 262，以便永久磁鐵24通過開口 262進入至相鄰轉子鐵芯單元23之間。兩端蓋25、26外周緣之間設若干沿軸向延伸的加強筋27，所述加強筋27位于相鄰轉子鐵芯單元23之間并抵靠永久磁鐵24的徑向外端。端蓋25和26外側可設用于調節轉子平衡性的平衡塊，所述平衡塊固定至轉軸21， 位于設開口的端蓋26外側的平衡塊還具有擋板的功能，可防止轉子高速旋轉時永久磁鐵 24從轉子鐵芯23中甩出。該實施例中，不同極性的轉子鐵芯單元23互相分離，轉子鐵芯單元23與轉軸21 之間被塑料分隔，從而降低了漏磁，改善了電機的性能。該電機轉子的制造步驟包括構造轉子鐵芯單元23 ；通過夾具將轉子鐵芯單元23圍繞至轉軸21周圍而形成環狀鐵芯陣列，該鐵芯陣列具有位于中心的通孔，所述若干轉子鐵芯單元23沿通孔周向間隔分布，所述轉軸21位于所述通孔內，轉軸21外徑小于通孔內徑；通過注塑方式形成軸套22以及兩端蓋25和26，該步驟完成之后，軸套22固定到轉軸21，轉子鐵芯單元23的燕尾狀徑向內端嵌入軸套22內，其中一端蓋26對應每一轉子鐵芯單元23之間的空隙設開口 262 ；將永久磁鐵24通過開口 262插入至相鄰轉子鐵芯單元23之間的空隙內，優選地， 永久磁鐵24與轉子鐵芯單元23之間設粘膠以固定兩者。本實施例中，轉子鐵芯單元23由若干芯片沿著軸向堆疊而成。為了減輕轉子鐵芯 24的重量，轉子鐵芯24可有軸向的通孔。作為另一種替換的方案，軸套22、端蓋25和26可以由其他材料制成；軸套22、端蓋25和26分離成型。例如，軸套22由鋁材制成，軸套與蓋板分離成型。制造該電機轉子的主要步驟包括將第一蓋板例如蓋板23固定到轉軸21，轉軸21穿過蓋板23的中心；將軸套22固定到轉軸21 ；構造若干扇狀的轉子鐵芯單元23 ；沿著軸向將轉子鐵芯單元23安裝到軸套22的卡接槽28，轉子鐵芯單元23的徑向內端與軸套22緊配鎖固；將永久磁鐵24插入兩相鄰轉子鐵芯單元23之間，永久磁鐵24的表面貼靠到相鄰轉子鐵芯單元23的側面，永久磁鐵24的徑向外端抵靠到所述轉子鐵芯單元的凸塊232 ；將第二蓋板例如蓋板22固定到轉軸21。同樣，轉子鐵芯單元23由若干芯片沿著軸向堆疊而成，轉子鐵芯單元可以具有或者不具有軸向通孔。本領域的技術人員應當意識到，轉子的外周與定子之間具有氣隙，以允許轉子相對于定子轉動。本發明一優選實施例提供的電機中，定子齒12與轉子鐵芯單元23之間具有厚度不均勻的氣隙，該電機具有較小的噪音。如圖7所示，該實施例中，轉子鐵芯單元23徑向外周面(即，徑向外端的外周面)為弧面，該弧面所對應的中心軸線為0’偏離轉子的中心軸線0，該弧面的半徑小于轉子的半徑，本申請中，轉子半徑是指轉子鐵芯單元23徑向外周面上離轉子中心軸線0最遠點到轉子中心軸線0的距離。優選地，轉子鐵芯單元23的徑向外端的中心點B附近與定子齒12之間具有較小的氣隙，而遠離中心位置的A、C與定子齒12 之間具有較大的氣隙。優選地，轉子鐵芯單元23與定子齒12之間的氣隙中，最大處(例如 A或C點)的氣隙厚度等于最薄處(例如B點)的氣隙厚度的I. I I. 6倍。此種具有不均勻氣隙的電機尤其適用于洗衣機。上面描述了本發明優選實施例提供的10極12槽的電機。應當意識到，本發明不局限于10極12槽的電機。圖8和圖9分別示出了本發明的其他實施例提供的6極9槽的電機、8極12槽的電機。該兩個電機的主要結構以及制造方法與圖I所示的電機類似，不再贅述。在圖8和圖9所示的電機中，每個轉子鐵心單元24都設有沿軸向的通孔29，該通孔29可用于減輕重量，優選地，所述通孔29為梨形，外端大、內端小，此種設計可優化磁路， 以提聞電機的性能。圖10至圖12所示為另一實施例的電機，該電機與前述電機結構基本相同，不同之處在于定子齒12與轉子鐵芯單元23之間具有厚度均勻的氣隙，該電機尤其適用于干衣機；該電機轉子還包括一固定至轉軸21的擋板30，所述擋板30位于設開口的端蓋26的外側，可防止轉子高速旋轉時永久磁鐵24從轉子鐵芯23中甩出。以上所述，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術方案和技術構思作出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬于本發明的權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種電機，包括定子和安裝到定子內的轉子，其特征在于，所述轉子包括轉軸；固定到轉軸的軸套；沿軸套周向間隔分布的若干轉子鐵芯單元，每個轉子鐵芯單元包括徑向內端、徑向外端、兩個沿徑向延伸的側面以及兩個軸向端面，所述徑向內端嵌入所述軸套內，所述徑向外端具有凸出于所述側面的凸塊；固定至所述轉子鐵芯單元的兩軸向端面的兩端蓋，所述兩端蓋與軸套通過注塑方式一體成型至所述轉子鐵芯單元，其中一端蓋開設若干開口 ；若干永久磁鐵，分別通過所述端蓋的開口插入至相鄰兩轉子鐵芯單元之間，永久磁鐵的徑向外端抵靠到所述轉子鐵芯單元的凸塊，徑向內端抵靠到軸套。
2.根據權利要求I所述的電機，其特征在于，所述定子包括若干定子齒，每個轉子鐵芯單元具有一外周表面與所述定子齒相對，所述外周表面為弧面，所述弧面所圍繞的中心軸線偏離所述轉子的中心軸線。
3.根據權利要求2所述的電機，其特征在于，所述弧面的半徑小于轉子的半徑。
4.根據權利要求I所述的電機，其特征在于，所述定子包括若干定子齒，轉子鐵芯單元與定子齒之間的氣隙不均勻，氣隙最大處的氣隙厚度等于氣隙最薄處氣隙厚度的1. 1 1.6 倍。
5.根據權利要求I所述的電機，其特征在于，兩端蓋外周緣之間設若干沿軸向延伸的加強筋，所述加強筋位于相鄰轉子鐵芯單元之間并抵靠永久磁鐵的徑向外端。
6.根據權利要求I所述的電機，其特征在于，所述轉子還包括一固定至轉軸的平衡塊， 所述平衡塊位于所述設開口的端蓋的外側。
7.根據權利要求I所述的電機，其特征在于所述定子包括定子鐵芯，所述轉子具有6塊永久磁鐵形成6個磁極，所述定子鐵芯具有9個齒形成9個凸極；或者所述轉子具有8塊永久磁鐵形成8個磁極，所述定子鐵芯具有12個齒形成12個凸極；或者所述轉子具有10塊永久磁鐵形成10個磁極，所述定子鐵芯具有12個齒形成12個凸極。
8.根據權利要求I至7中任意一項所述的方法，其特征在于，所述轉子鐵芯單元的徑向內端為燕尾狀。
9.一種制造電機轉子的方法，其特征在于，包括以下步驟圍繞轉軸構造環狀的鐵芯陣列，所述鐵芯陣列具有位于中心的通孔以及沿通孔周向間隔分布的若干轉子鐵芯單元，每個轉子鐵芯單元包括徑向內端、徑向外端、兩個沿徑向延伸的側面以及兩個端面，所述徑向外端具有凸出于側面的凸塊，所述轉軸位于所述鐵芯陣列的通孔內并與所述轉子鐵芯單元的內端間隔；通過注塑成型方式形成軸套及兩端蓋，所述軸套形成于轉軸與轉子鐵芯單元的內端之間，轉子鐵芯單元的徑向內端嵌入所述軸套內，所述兩端蓋位于鐵芯陣列的兩軸向端，其中一端蓋對應每一轉子鐵芯單元之間的空隙設開口；將永久磁鐵安裝到所述鐵芯陣列，所述永久磁鐵通過相應開口進入并固定至相鄰轉子鐵芯單元之間的空隙內，永久磁鐵的徑向外端抵靠到所述轉子鐵芯單元的凸塊，永久磁鐵的徑向內端抵靠到軸套。
10.一種洗衣機用電機，所述電機包括定子和安裝到定子內的轉子，所述定子包括12 個定子齒和分別繞設于定子齒上的繞組，其特征在于，所述轉子包括轉軸；固定到轉軸的軸套；沿軸套周向間隔分布的10個轉子鐵芯單元，每個轉子鐵芯單元包括徑向內端、徑向外端、兩個沿徑向延伸的側面以及兩個軸向端面，所述徑向內端嵌入所述軸套內，所述徑向外端具有凸出于所述側面的凸塊；固定至所述轉子鐵芯單元的兩軸端面的兩端蓋；10個永久磁鐵，分別固定于相鄰轉子鐵芯單元之間，永久磁鐵的徑向外端抵靠到所述轉子鐵芯單元的凸塊，徑向內端抵靠到軸套；所述定子齒圍繞轉子鐵芯單元并與之相對，定子齒與轉子鐵芯單元之間的氣隙不均勻，氣隙最大處的厚度等于氣隙最薄處的厚度的I. I I. 6倍。一種干衣機用電機，所述電機包括定子和安裝到定子內的轉子，所述定子包括12 個定子齒和分別繞設于定子齒上的繞組，其特征在于，所述轉子包括轉軸；固定到轉軸的軸套；沿軸套周向間隔分布的10個轉子鐵芯單元，每個轉子鐵芯單元包括徑向內端、徑向外端、兩個沿徑向延伸的側面以及兩個軸向端面，所述徑向內端嵌入所述軸套內，所述徑向外端具有凸出于所述側面的凸塊；固定至所述轉子鐵芯單元的兩軸端面的兩端蓋；10個永久磁鐵，分別固定于相鄰轉子鐵芯單元之間，永久磁鐵的徑向外端抵靠到所述轉子鐵芯單元的凸塊，徑向內端抵靠到軸套；所述定子齒圍繞轉子鐵芯單元并與之相對，定子齒與轉子鐵芯單元之間的氣隙為均勻氣隙。
全文摘要
本發明涉及電機以及電機轉子的制造方法。所述電機包括定子和安裝到定子內的轉子，所述轉子包括轉軸；固定到轉軸的軸套；沿軸套周向間隔分布的若干轉子鐵芯單元，每個轉子鐵芯單元包括徑向內端、徑向外端、兩個沿徑向延伸的側面以及兩個軸向端面，所述徑向內端嵌入所述軸套內，所述徑向外端具有凸出于所述側面的凸塊；固定至所述轉子鐵芯單元的兩軸端面的兩端蓋，所述兩端蓋與軸套通過注塑方式一體成型至所述轉子鐵芯單元，其中一端蓋開設若干開口；若干永久磁鐵，分別通過所述端蓋的開口插入至相鄰兩轉子鐵芯單元之間，永久磁鐵的徑向外端抵靠到所述轉子鐵芯單元的凸塊，徑向內端抵靠軸套。本電機減少了漏磁，提高了性能，尤其適用于洗衣機、干衣機等。
文檔編號H02K1/27GK102611266SQ20121000477
公開日2012年7月25日 申請日期2012年1月9日 優先權日2011年1月18日
發明者姜茂雄, 張亞明, 朱曉寧, 李越, 趙健 申請人:德昌電機(深圳)有限公司