CN1881748B - 电动机的转子及电动机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在结构为具有将电磁钢板叠层而成的转子铁心(2)，沿看该转子铁心(2)的圆周方向配置的以稀土类材料制成的多个永久磁铁(3)，以埋入上述转子铁心(2)和上述永久磁铁(3)的方式模塑成形为一体的合成树脂部(5)的电动机的转子中，改进了转子铁心(2)的构造，从而可得到大的旋转驱动力的电动机。本发明的特征是，在转子铁心(2)中，将配置成比上述永久磁铁(3)更向上述定子侧突出的磁极片(14)做成完全与转子铁心(2)的主体部分离开的结构，因此，可以抑制磁通的泄漏，提高感应电压。

Description

电动机的转子及电动机 

技术领域

本发明涉及洗衣机等所使用的电动机的转子及具有该转子的电动机。 

背景技术

通常作为洗衣机等所使用的电动机有无电刷电动机。这种无电刷电动机由具有电磁线圈的定子和内部装有铁心及永久磁铁的转子构成。 

这种电动机所使用的转子的结构具有转子铁心，沿着该铁心的圆周方向配置的由烯土类材料制成的多个永久磁铁及以将转子铁心和永久磁铁埋入其中的方式一体模塑成型的合成树脂部分。这里，转子铁心将多片电磁钢板叠层而成，永久磁铁配置成埋入沿着转子铁心的圆周方向形成的多个孔中(例如参照专利文献1-特开2004-147451号公报)。埋入了该永久磁铁的转子铁心，其从永久磁铁向定子侧突出的磁极片部与定子侧的电磁线圈相面对，通过其间的电磁作用，转子相对于定子将被旋转驱动。 

在这样构成的现有的转子中，当观察埋入其内部的转子铁心的构造时，此处的转子铁心做成从永久磁铁向定子侧突出的磁极片部在永久磁铁两侧的腿部为与转子铁心的主体连接的构造。对于这样的转子铁心的构造，易于从永久磁铁两侧腿部的部分产生漏磁通，因此，存在的问题是，定子一侧的感应电压降低，当需要大的旋转驱动力时，不能得到充分的旋转驱动力。 

发明内容

本发明是鉴于以上这些问题而提出的，其目的在于提供一种电动机，它改良了装于转子内的转子铁心的构造，从而可以得到大的旋转驱动力。 

为了实现上述的目的，本发明的电动机的转子，与电动机的定子相面对地设置，其结构具有：将电磁钢板叠层而成的转子铁心，沿着该转子铁心的圆周方向配置的以稀土类材料制成的多个永久磁铁，以埋入上述转子铁心和上述永久磁铁的方式模塑成形为一体的合成树脂部； 

此处，上述转子铁心具有配置成比上述永久磁铁更向上述定子侧突出的 磁极片，该磁极片为完全与转子铁心的主体部分离开的结构。 

这样构成的本发明的电动机的转子，通过将配置成比永久磁铁更向定子侧突出的磁极片做成完全与转子铁心主体分离的构造，由于能抑制从永久磁铁泄漏的磁通，从而可以增加定子侧的感应电压，获得大的旋转驱动力。 

附图说明

图1是表示本发明的电动机的转子的实施例的俯视图。 

图2是图1的沿A-A线的剖视图。 

图3是表示本发明的电动机的转子的实施例的仰视图。 

图4是实施例的转子所使用的永久磁铁片的立体图。 

图5是实施例的转子的转子铁心的剖面图。 

图6是从箭头B的方向见到的图5的转子铁心图。 

图7是从箭头C的方向见到的图5的转子铁心图。 

图8是在实施例的转子中构成转子铁心的第一电磁钢板零件的俯视图。 

图9是在实施例的转子中构成转子铁心的第二电磁钢板零件的俯视图。 

图10是在实施例的转子中构成转子铁心的第三电磁钢板零件的俯视图。 

图11是转子铁心的磁极片的分离结构的说明图。 

图12是将用于结合本实施例的转子的叠层的电磁钢板的结合突尖部进行放大的放大剖面图。 

图13是实施例的转子的旋转轴支撑板的俯视图。 

图14是表示实施例的转子的旋转轴支撑板与转子铁心的组合结构图。 

图15是表示实施例的转子的磁极片的露出部分的构造的剖面图。 

图16是表示磁极片的其它形状的例子图。 

图17是表示装有本发明的转子的电动机的结构例子的剖视图。 

图18是表示具有装有本发明的转子的电动机的洗衣机的例子的结构图。 

图中： 

1-转子，2-转子铁心，3-永久磁铁，5-合成树脂部，10-第一电磁钢板，11-第二电磁钢板，13-第三电磁钢板，14-磁极片，14a、14b-台接部，18-结合突尖部。 

具体实施方式

铁3配置成使其N极和S极沿着通过转子铁心2的旋转轴心的辐射方向线排列在内外方向上。此处，多个永久磁铁3的配置方式为相邻磁极间的排列相反。 

在这种结构中，构成转子铁心2的各电磁钢板10、11、12具有配置成比永久磁铁3更向定子一侧(外圆周侧)突出的多个磁极片14，此处，该磁极片14做成与各电磁钢板10、11、12的本体完全分离的结构。即，在现有的转子铁心的结构中，如图11(A)所示，做成在磁极片14的内侧具有埋入永久磁铁用的孔部15，借助于该孔部15两侧的腿部16a、16b将磁极片14与转子铁心2的本体连接起来的结构；但在本实施例中，通过冲切除去这两侧的腿部16a、16b，如图11(B)所示，将磁片14与转子铁心2的本体完全分开。 

这样，本实施例的转子通过做成使磁极片14与转子铁心2的本体完全分开的结构，由于可以抑制在永久磁铁3两侧的漏磁通，因而可以增加定子一侧的感应电压(励磁力)，可以得到大的旋转驱动力。此处，本发明的发明人进行实际试制实验的结果确认，通过将如图11(A)所示的具有连接磁极片14的腿部16a、16b的结构改变成如图11(B)所示的除去腿部而使磁极片14分离开的结构，感应电压增加了10％。 

在本实施例的转子铁心2中，第一电磁钢板10和第二电磁钢板11的包含磁极片14的外周侧做成相同的形状。在第一电磁钢板10的内周侧形成具有凹凸的孔，在第二电磁钢板11的内周侧形成直径比第一电磁钢板10的孔大的圆形孔。另一方面，作为挤压部件的第三电磁钢板12虽然磁极片14的部分与其它电磁钢板相同，但主体部的外周直径做得比其它电磁钢板稍大。另外，在该第三电磁钢板12的内周侧形成有与第二电磁钢板11的圆形孔直径相同的圆形孔。 

再有，在各电磁钢板10、11、12上，形成将它们叠层时相互结合的结合突尖部18。该结合突尖部18通过压制形成在与永久磁铁对应的位置，并分别设置在各电磁钢板10、11、12的主体部和磁极片14上。并且，在将各电磁钢板10、11、12叠层后的状态下，该结合突尖部18相互结合形成一体的转子铁心2。此处，特别是由于本实施例的结合突尖部18通过压制形成如图12所示的V字形的断面形状，因而相互以咬合方式结合，可以得到充分的结合强度。这样，对于各电磁钢板10、11、12通过以结合突尖部18结合而形成一体的转子铁心，各电磁钢板就不会处于松散状态而易于操作。另外，该转子铁心2虽以埋入合成树脂部5中的方式模塑成形，但因预先形成一体而容易装入到成形模具中。 

沿着转子铁心2的外周配置的永久磁铁3，如图5及图7所示，其一个端面与作为挤压部件的第三电磁钢板12接触，在被该第三电磁钢板12挤压的状态下组装到转子铁心2中。此处，第三电磁钢板12只与N极或S极的一方(成为内周侧的一方)接触并挤压永久磁铁3，即第三电磁钢板不会同时接触到N极和S极。因此，永久磁铁3的端面不会通过易于形成磁流的电磁钢板而使磁通短路，作为电动机的性能不会受到损害。 

永久磁铁3是用稀土类原材料制作的，此处，使用的是表面未进行电镀等防锈处理的未经防锈处理的永久磁铁。装入到转子铁心2中的永久磁铁3由于在无间隙状态下完全被合成树脂部5覆盖，因而，即便未经防锈处理也难以引起锈蚀，未经防锈处理的永久磁铁能很好地使用。通过使用未经防锈处理的永久磁铁3，可以降低成本。 

另外，对于这种转子1，由于转子铁心2和永久磁铁3为无间隙配置，虽然转子1的外径精度由永久磁铁3的厚度精度决定，但永久磁铁3通过研磨等易于达到厚度精度，并且由于没有进行电镀等的防锈覆膜，因而可以将转子的外径精度的误差控制得极小。这种情况下，相对于永久磁铁具有进行了电镀的防锈覆膜时，控制精度的误差在±0.05mm左右为极限，由于使用了没有进行电镀的无防锈覆膜的永久磁铁，可以将转子的外径精度的误差控制到±0.01mm左右。 

如图2所示，旋转轴支撑板4利用合成树脂部5与转子铁心2模塑成形而结合成一体。该旋转轴支撑板4用钢板制成，如图13所示，在其中心部位具有与电动机的旋转轴结合的结合孔4d，在其外周形成凹部4a和凸部4b、4c。在此，凸部4b、4c分别对称地做成突出状，而且凸部4b做成比凸部4c凸出得更多。 

另一方面，在转子铁心2中，与旋转轴支撑板4对应的第一电磁钢板10在内周侧具有凹部10a和凸部10b交替设置的孔。并且，在合成树脂部5内， 如图14所示，将旋转轴支撑板4与转子铁心2予以组合。即，以将旋转轴支撑板4的凸部4b插入第一电磁钢板10的凹部10a的状态组装旋转轴支撑板4和转子铁心2。 

利用合成树脂部5模塑成形为一体的转子1，将合成树脂充填在转子铁心2的凹部10a和旋转轴支撑板4的凸部4b、4c之间，形成牢固的结合结构。尤其是在转子铁心2的凹部10a和旋转轴支撑板4的凸部4b之间所充填的合成树脂层的部分，由于只有压缩力起作用，可以提供牢固的结合结构。另外，由于旋转轴支撑板4和转子铁心2通过合成树脂部5进行电绝缘，因而，可以使转子铁心2与旋转轴实现电隔离。 

利用合成树脂的转子的模塑成形在未图示的成形用模具内进行。这种模塑成形是将已组装了永久磁铁3的转子铁心2放入金属模具内，在该状态下向金属模具内注入合成树脂材料来进行成形。这时，为了将转子铁心保持在预定的位置，在金属模具内设有多根支撑销，在用这种支撑销压住转子铁心2的状态下将合成树脂材料注入到金属模具内。由于在模塑成形后要将这种支撑销拔掉，因而如图2及图3所示，在转子1的合成树脂部5上形成作为拔出该支撑销的路径的多个拔出孔20。 

将放置于成形用金属模具中的转子铁心2置于与以支撑销为挤压构件的第三电磁钢板12顶住的状态，从在第三电磁钢板12的相反一侧(第一电磁钢板10侧)所设置的合成树脂注入口进行树脂的注入。这时，虽然由于树脂注入时形成的强的注入压力而将转子铁心2向第三电磁钢板12侧挤压，但是，由于第三电磁钢板12利用支撑销压住而克服了这种注入压力，使转子铁心2能可靠地保持在预定位置，这样，利用合成树脂模塑成形为一体的转子1便能形成预定的尺寸和预定的形状。 

在这样形成的转子1中，作为挤压部件的第三电磁钢板12，由于在作为支撑销的拔出路径的拔出孔20的部分没有覆盖树脂，因而露出在外部。但是，永久磁铁3的端面由于利用第三电磁钢板12与外部隔绝，因而，即使未经防锈处理的永久磁铁3也不会发生锈蚀。其结果，不会损害电动机的性能，可以提供长寿命的电动机。 

再有，对于本实施例的转子1，如图15所示，从合成树脂部5的外周面 露出了磁极片14的一部分，此时，合成树脂部5的外周面做成由磁极片14的露出面向外侧突出的结构。这时，合成树脂部5的外周面与磁极片14的露出面之间的台阶差为0.5mm左右。 

这样，本实施例的转子1，通过将合成树脂部5的外周面做成由磁极片14的露出面向外侧突出的结构，从而，在将该转子1组装到电动机中时，不会出现磁极片14与定子接触而完全被磁吸附的情况，可以在保持与定子间的间隙的情况下顺利地进行组装。 

再有，对于本实施例的转子1，可以在磁极片14的露出侧的两端部分形成缺口状的台阶部14a、14b，做成合成树脂部5咬入到该台阶部14a、14b的结构。通过做成这样的结构，合成树脂部5和磁极片14的结合变得更加牢固，因此，即使磁极片14因转子1的高速旋转而受到离心力，也不会从合成树脂部5脱落下来。由于将磁极片14和永久磁铁13牢固地保持在合成树脂5内，因而，总是能在稳定的状态下可靠地驱动转子1旋转。进而，如图16所示，通过将磁极片14的形状做成其两端边缘14c、14d向转子1的内侧具有很大倾斜的扇形形状，则能进一步做成可对抗转子1的离心力而难于脱落的结构。 

此外，如以上所述结构的转子1，虽然如上所述做成磁极片14的一部分从合成树脂部5的外周面露出的结构，但由于本实施例的转子1是内转型(内转子)，即便水滴附着于磁极片14的露出面上，该水滴也可以由于转子1的高速旋转的离心力而向外侧飞出，因而，水不会从磁极片14的露出面进入到转子1的内部。 

图17表示组装有本发明的转子的电动机的结构例子。该电动机30用于例如洗衣机中，并与减速机构31做成一体而单元化。在此，电动机30具有：上述的转子1、定子32、外壳33、旋转轴34、端部托架35、轴承部36。外壳33的内侧固定有定子32，旋转轴34旋转自如地支承在设置于端部托架35上的轴承部36中，并与转子1的旋转轴支撑板4结合。定子32与转子1的外周面相面对地配置，转子1借助于卷绕在该定子32上的电磁线圈32a与转子1的转子铁心2之间的电磁作用而相对于定子32旋转，从而驱动与转子1一体的旋转轴34旋转。 

电动机的旋转轴34与减速机构31的输入侧啮合。减速机构31的输入侧具有行星齿轮，并与形成于旋转轴34上的小齿轮啮合。在减速机构31的输出侧设有洗衣机的驱动轴38。该洗衣机的驱动轴38旋转自如地支承在减速机构31的内侧轴承部39上，转子1的旋转通过减速后从该洗衣机驱动轴38输出。另外，还在洗衣机驱动轴38的外侧设有空心旋转轴40。该空心旋转轴40与减速机构3 1的壳体41结合，与旋转轴34一体地旋转并将转子1的旋转不减速地输出。 

图18表示具有这样的电动机的洗衣机的结构例子。这种洗衣机具有：通过悬挂件51悬挂支撑在箱体50内部的水槽52，可旋转地配置在该水槽52内部的用于投入洗濯物的洗濯槽53，配置在该洗濯槽53内的底部、搅拌洗濯槽53内的洗濯物的旋转叶轮54，在该洗衣机中，在设于水槽52底部的固定板55上安装有图17所示的电动机30。 

并且，该电动机30的输出轴，即洗衣机的旋转轴38与旋转叶轮54连接的同时，空心旋转轴40与洗濯槽53连接。因此，对于这种洗衣机，在洗濯时，电动机30的转子1的旋转通过减速机构3 1减速后传递给旋转叶轮54，这样，旋转叶轮54旋转以进行搅拌洗濯槽53内的洗濯物的洗濯动作；并且，在脱水时，电动机30的转子1的旋转未经减速地传递给洗濯槽53，洗濯槽53以高速旋转进行脱水动作。该动作的切换通过电动机所具备的离合机构进行。 

Claims (6)

1.一种电动机的转子，与电动机的定子相面对地设置，其特征在于，

具有：将电磁钢板叠层而成的转子铁心，沿着该转子铁心的圆周方向布置的以稀土类材料制成的多个永久磁铁，以及，以埋入上述转子铁心和上述永久磁铁的方式模塑成形为一体的合成树脂部；

上述转子铁心具有配置成比上述永久磁铁更向上述定子侧突出的磁极片，该磁极片为完全与转子铁心的主体部分离开的结构，

做成上述磁极片的一部分从上述合成树脂部的圆周面露出的结构，

做成上述合成树脂部的圆周面比上述磁极片的露出面沿径向更突出的结构，在将上述转子组装到电动机时，在上述磁极片与上述定子接触之前，上述合成树脂部先与上述定子接触，

所述磁极片的露出面在整个圆周面上都比上述合成树脂部的外周面，沿径向靠近内侧。

2.根据权利要求1所述的电动机的转子，其特征在于：

上述磁极片在其露出面一侧的两端部分具有上述合成树脂部咬入的台阶部。

3.根据权利要求1所述的电动机的转子，其特征在于：

上述电磁钢板具有相互叠合并结合的结合突尖部。

4.根据权利要求1所述的电动机的转子，其特征在于：

上述永久磁铁的表面未经防锈处理。

5.一种电动机，其特征在于：

具有权利要求1-4中任何一项所述的转子和与该转子的圆周面相面对地配置的具有电磁线圈的定子。

6.根据权利要求5所述的电动机，其特征在于：

做成将上述定子配置在外侧，将上述转子配置在内侧的内转型结构。

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