马达转子、马达、包含该转子的电器和该转子的制造方法
马达转子、马达、包含该转子的电器和该转子的制造方法
【专利说明】马达转子、马达、包含该转子的电器和该转子的制造方法
[0001 ] 本分案申请是国际申请日为2011年6月27日、国际申请号为PCT/NZ2011/000121、发明名称为“马达转子、马达、包含该转子的电器和该转子的制造方法”、国家阶段申请号为201180037904.6的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及电动马达，并且更为具体地涉及一种用作家用洗衣机的主驱动马达类型的马达。
【背景技术】
[0003]EP1548171描述了一种用于洗衣机的驱动系统。驱动系统包括具有大直径的窄定子和在定子外部的具有磁体的转子的马达。定子支撑在具有洗衣机的如在图2中所示的洗涤外筒的端部上。定子具有让驱动轴穿过的孔。如欧洲专利申请1548171的附图2和16所示，固定在驱动轴上用于驱动洗衣机的旋转滚筒的转子具有支撑在钢垫环内侧上的永磁体材料环。框架在转子的毂(轴可从中延伸穿过)和钢垫环之间延伸。垫环和框架可以一体形成。永磁体材料是由一系列弯曲永磁体元件制成。永磁体材料在转子物理构成之后被磁化。典型的转子具有30个以上的磁化到磁性材料环中的磁极。这些磁极的极性围绕垫环交替。
[0004]如在EP1548171的图16中所示的转子包括散热片42和位于在相邻散热片之间的预定位置处的径向压纹43。散热片从转子框架的水平表面的预定位置切开并且弯曲以在转子40的旋转过程中吹风，以便为马达冷却和除湿。每个压纹加强转子框架41。压纹43可以通过压制操作形成。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种改良的转子或具有这种转子的马达，或者使用这种马达或转子的电器，或至少向工业提供一种有用的选择。
[0006]在一个方面中，本发明提供一种用于马达的转子，转子包括用于将所述转子与轴连接的毂、用于与马达的定子相互作用以使所述转子绕转动轴线转动的周边部分和在所述毂和所述周边部分之间的框架。
[0007]其中所述框架包括从所述毂向外朝着所述周边部分延伸的支腿，每个支腿具有位于所述毂处的内端，多个第一支腿的内端与多个第二支腿的内端轴向间隔开。
[0008]优选的是，所述框架为金属的，并且所述多个第一或多个第二支腿或两者都从框架弯曲，以使得所述多个第一支腿的内端与所述多个第二支腿的内端轴向间隔开。
[0009]优选的是，所述毂包括用于将所述转子与所述轴连接的加强构件和将每个支腿的内端与所述加强构件连接的二次模制塑料材料。
[0010]优选的是，所述多个第一支腿与所述多个第二支腿是交替的，来自所述多个第一支腿的各支腿与来自多个第二支腿的两个支腿相邻并位于它们之间。
[0011]优选的是，所述框架包括位于所述支腿的外端和所述转子的周边部分之间的环形外部，所述支腿在所述毂和所述环形外部之间延伸。
[0012]优选的是，所述多个第一支腿和所述多个第二支腿在所述框架的外部分的共同轴向位置上从所述框架的外部分分叉开延伸。
[0013]优选的是，所述多个第一支腿的内端与所述框架的外部一侧间隔开，并且所述多个第二支腿的内端与所述框架的外部的另一侧间隔开。
[0014]优选的是，所述框架包括将所述多个第一支腿的内端或所述多个第二支腿的内端连接在一起的环。
[0015]优选的是，所述毂包括与支腿的内端相连接的加强构件，用于将转子与轴相连接，加强构件包括在外周上的用于靠着环的表面的肩状物，以相对于框架轴向定位加强构件。
[0016]优选的是，毂包括与所述支腿的内端连接的加强构件，用于将所述转子与所述轴连接，并且所述加强构件的外周靠在所述环的内周上，以使得所述框架相对于所述加强构件径向定位。
[0017]优选的是，从所述框架弯曲的每个支腿都在折叠线处弯曲，并且所述框架在每个折叠线上都包括压纹，所述压纹桥接在所述框架的外部分和所述支腿之间。
[0018]优选的是，所述框架由金属板制成，所述支腿在一个或多个冲压、挤压或弯曲操作中形成。
[0019]优选的是，所述框架由钢制成。
[0020]优选的是，框架由单个板坯制成，并且所述多个第一支腿与所述多个第二支腿相交错。
[0021 ]优选的是，所述框架包括两个部分，第一部分具有多个第一支腿，并且第二部分具有多个第二支腿。
[0022]优选的是，所述多个第一支腿的外端和所述多个第二支腿的外端与在所述转子周边部分处由塑料一起二次模制。
[0023]优选的是，所述第一部分包括将所述多个第一支腿的内端连接在一起的环，并且所述第二部分包括与所述多个第二支腿的外端连接在一起的环，或者所述第一部分包括将所述多个第一支腿的外端连接在一起的环，并且所述第二部分包括与所述多个第二支腿的内端连接在一起的环。
[0024]优选的是，所述支腿围绕所述毂径向布置。
[0025]优选的是，所述毂包括与所述支腿的内端连接的加强构件，以将所述转子与所述轴连接，并且所述加强构件由金属制成并接触所述框架。
[0026]优选的是，所述毂的内周具有花键，用于将所述转子与包括相应花键的轴转动地连接。
[0027]优选的是，所述转子为用于包围着内定子的外转子，所述转子具有从所述框架轴向延伸的圆筒形侧壁，用于安装转子元件以与定子相互作用以使转子围绕转动轴线转动。
[0028]优选的是，所述圆筒形侧壁是金属的并与所述框架一体形成。
[0029]优选的是，所述圆筒形侧壁为二次模制在所述框架的周边上的塑料。
[0030]优选的是，所述框架和毂由塑料一体形成。
[0031]优选的是，所述框架和圆筒形侧壁由塑料一体形成。
[0032]优选的是，所述毂、框架和圆柱形侧壁由塑料一体成型。
[0033]优选的是，所述多个第二支腿与所述框架的外部在一个平面中，所述多个第一支腿的内端向着所述转子的相应定子侧轴向间隔开。
[0034]优选的是，所述毂包括用于将所述转子与所述轴连接的加强构件和将所述加强构件与所述框架连接的二次模制塑料。
[0035]优选的是，所述转子用于无刷直流马达，并且所述塑料的圆筒形侧壁将垫环和位于所述垫环内部的磁体封装。
[0036]优选的是，所述框架包括与所述毂径向间隔开并位于所述多个第一和第二支腿的内端和外端之间的构件，所述部件在圆周上围绕着所述毂延伸，所述构件在所述支腿的内端和所述支腿的外端之间的径向位置上连接在所述多个第一支腿和所述多个第二支腿之间。
[0037]在另一个方面，本发明提供了包括定子和如上所述的转子的马达。
[0038]在另一个方面，本发明提供了一种洗衣机，它包括外筒、可转动地安装在所述外筒内的滚筒、驱动轴和用于通过驱动轴驱动所述滚筒转动的马达，所述马达包括相对所述外筒固定的定子和与驱动轴连接的转子，转子为如上所述的。
[0039]在另一个方面，本发明提供了一种制造转子的方法，转子包括用于将所述转子与轴连接的毂、用于与所述马达的定子相互作用以使所述转子绕着所述转动轴线转动的周边部分和位于所述毂和所述周边部分之间的框架，所述方法包括以下步骤:
[0040]i)用金属板冲压所述框架以形成支腿，每个支腿从安装在所述毂上的内端朝着所述周边部分向外延伸；
[0041]ii)使得多个第一支腿或多个第二支腿或两者从所述框架弯曲，从而多个所述支腿的内端与所述多个第二支腿的内端轴向间隔开；
[0042]iii)将所述毂安装在所述支腿的内端上。
[0043]优选的是，所述步骤ii)包括以下步骤:
[0044]ii)a)将所述支腿的内端放置在模腔中；
[0045]ii)b)将塑料注入所述模腔中以将所述支腿的内端一起二次模制在所述毂处；
[0046]ii)c)将所述框架和所述加强构件从所述模具释放，所述加强构件和塑料形成所述毂。
[0047]在此说明书和权利要求中使用的词语“包括”表示“至少部分由…组成”。当解释在包括术语“包括”的说明书和权利要求中的每个表述时，除了由术语引出的特征之外的特征也可以存在。相关的术语“包括”按照相同的方式解释。
[0048]对于本发明涉及的本领域技术人员，本发明的任何结构上的改变和许多不同的实施例和用途将不脱离附加权利要求中所限定的范围。此处的公开内容和说明仅作为解释而不意图做出限制 。
【附图说明】
[0049]下面将参照这些附图只是以实施例的方式对本发明的优选实施方案进行说明。
[0050]图1显示出根据本发明的一个实施方案的转子。
[0051]图2显示出可以与图1的转子一起使用以形成根据本发明一个实施方案的马达的定子。
[0052]图3为图1的转子的剖视图。
[0053]图4为图1的转子和定子的剖视图，所述转子和定子形成根据本发明一个实施方案的马达。
[0054]图5为图1的转子的分解视图。
[0055]图6A至6C为根据本发明的可选实施方案的转子的局部视图，并且图6D和6E显示出根据另一个可选实施方案的转子。
[0056]图7A至7C为用于图1的转子的框架，图7A为端视图，图7B为贯穿框架中央的剖视图，并且图7C为透视图。
[0057]图8显示出根据本发明另一个实施方案的转子的可选框架。
[0058]图9显示出根据本发明另一个实施方案的转子。
[0059]图10为图9的转子的剖视图。
[0060]图11显示出可以结合有根据本发明的转子和/或马达的竖直轴线的洗衣机的示意性剖视图。
[0061]图12显示出可结合有根据本发明的转子和/或马达的具有前通道的水平轴洗衣机的示意图。
[0062]图13显示出可结合有根据本发明的转子和/或马达的具有顶部或倾斜通道的水平轴洗衣机的示意图。
[0063]图14显示出可结合有根据本发明的转子和/或马达的具有倾斜通道的水平轴洗衣机的示意图。
【具体实施方式】
[0064]在本发明的一个实施例中，设有图1所示的转子1。在技术领域中已知转子1与定子10—起在一个马达中被使用。图2所示为典型定子100的示例。
[0065]根据本发明的一个实施例的转子结合附图1，3和5被描述。转子包括圆筒形侧壁10和端面或框架3。永磁体5定位在框架的周边处。优选的是，在转子用在马达中时，永磁体5位于侧壁的内周以定位在定子极的外侧。优选的是，永磁体位于转子侧壁的内周表面上。
[0066]框架3跨在转子圆筒形侧壁10和毂9之间。毂提供将转子安装在轴上来驱动机器的驱动组件，例如洗衣机中的洗衣滚筒。在使用中转子相对定子绕转动轴线20转动。
[0067]毂9将转子1连接至驱动轴。框架包括从框架3的外部分12向毂9延伸的多个支腿11。各个支腿具有在毂上的内端13和在框架的外部分上的外端14。支腿布置在毂上，以使多个第一支腿11a的内端与多个第二支腿lib的内端沿着转动轴线20的方向间隔开。支腿的内端固定在毂上。
[0068]支腿在毂和框架之间提供刚性连接，并向框架提供刚性以防止或抵抗框架的弯曲或屈曲。相比其中框架的内部分仅与毂在单轴向位置连接的例如US 6，474，114中的图1所示的框架，在毂上轴向分开支腿的内端向框架提供刚性用来防止或抵抗框架的弯曲或屈曲。刚性框架适合于确保转子的与定子极磁性地相互作用的部件准确地相对于定子定位。
[0069]所示的实施例具有与框架的外部分的一侧间隔开的多个第一支腿的内端，并且多个第二支腿的内端与框架的外部分的另一侧间隔开。这使得毂9几乎与框架的外部分12在同一平面，如果特定马达装置中需要的话。作为选择，可能需要将毂向着马达组件的外侧面定位，在此情况中多个第一支腿11a可以与框架的外部分12在同一平面，并且多个第二支腿lib被形成有与对应的定子轴向间隔开的内端。作为选择，这需要将毂向着马达组件的内侧面定位，在此情况中多个第二支腿lib可以与框架的外部分12在同一平面，并且多个第一支腿11 a形成有与对应的定子轴向间隔开的内端。
[0070]支腿的内端13优选是刚性固定在毂上。支腿可以用焊接、用紧固件安装、粘结或其它方式固定在毂上。在优选实施例中，支腿在毂9的塑料部分中二次成型。优选的是，毂9包括用于将转子与轴相连接的加强构件2和用于将各支腿的内端与加强构件相连接的二次成型塑料材料7。例如，如图所示，加强构件2包括在加强构件内周的花键8，花键用于可转动地连接转子至包括相配的花键的轴。可选择地，加强构件可被键入轴或以其它方式地可转动地与轴相连接。
[0071]可选择地，毂9可包括在支腿的内端二次成型的塑料材料，塑料毂的内周形成为与轴相配，如图6A的局部视图所示。在塑料毂9的内周上形成有花键或其它特征，例如键槽25，用来将毂与轴相连接。
[0072]支腿的内端可包括帮助固定支腿的内端至毂9的特征。例如，如图6B所示，支腿的端部可包括在轴向方向上或与转动轴线垂直的平面成一定角度的方向上延伸的部分26。支腿的内端可被成形以帮助固定支腿的内端至塑料毂，例如图7A中所示，支腿的内端包括径向朝外的肩状物28。通过在相邻支腿之间设置间隙27，例如通过从相邻支腿之间移除一小片材料，除了每个支腿最内部的部分，来形成在各个支腿的两侧的肩状物28，。
[0073]在如图6C所示的可选的实施例中，支腿的内端可被熔接至毂9。
[0074]如图1和3至5所示，多个第一支腿11a和多个第二支腿lib从框架的外部分12分叉延伸，以使在毂9上的多个第一支腿的内端和多个第二支腿的内端之间有一段轴向距离。在所示的实施例中，支腿11a，lib的外端14定位在框架12的外部分且处在框架3的外部分的共轴位置处。支腿从框架的外部分和从框架3的外部分的共轴位置处分叉出。
[0075]优选的是，框架3由金属板制成，并且多个第一支腿或多个第二支腿或两者都从支架弯曲以沿着转动轴线的方向分开多个第一支腿的内端和多个第二支腿的内端。优选的是，框架3由金属板制成，例如钢铁板，支腿11在一个或多个冲压、挤压或弯曲操作中形成。在优选实施例中，每个从框架弯曲的支腿都在折叠线15处弯曲，并且框架包括在各个折叠线处的压纹16。压纹跨接在框架的外部分12和支腿11之间。在各个弯曲支腿处的压纹向支腿提供在轴向方向上的刚性，以在转子的生产过程中至少在先于将支腿的内端固定在框架的毂上之前帮助支腿保持定位。优选的是，压纹16在与支腿从框架的外部分所弯曲的轴向方向相同的轴向方向上被挤压到金属框架中。
[0076]如图3所示，支腿的内端优选垂直对准转动轴线以连接至毂。在框架由金属板制造的情况下，支腿的内端在折叠线23处折叠以与转动轴垂直或成一定角度。框架可包含在各个支腿的内端处的折叠线23处的压纹(未示出)，以向支腿提供在轴向方向上的刚性，以在转子的生产过程中至少先于将支腿的内端固定在框架的毂上之前帮助支腿的内端定位。
[0077]将支腿的内端在毂上轴向分开以向框架提供刚性，来防止或抵抗框架的弯曲或屈曲。与其中框架的内部分仅以单轴向位置与毂连接的框架相比，与毂连接的多个第一支腿和多个第二支腿的内端之间的任何轴向距离都增大的刚性。然而，对于在洗衣设备中的用于驱动可转动滚筒的马达所需的转子的典型尺寸，多个第一支腿的内端优选与多个第二支腿的内端分开相距10mm至50mm。例如，根据本发明实施例的且适合于在洗衣设备的马达中使用的转子可具有其外径约为80mm的毂、在毂与转子外部分12之间且长约50mm的支腿、和多个第一支腿的内端和多个第二支腿的内端之间的轴向距离约为16mm的毂。对于在洗衣设备中的用于驱动可转动滚筒的马达的转子的典型尺寸，多个第一支腿和多个第二支腿优选在第一和多个第二支腿之间从框架的外部分以大约5至30度的角度偏离。在洗衣设备中的用于驱动可转动滚筒的马达的并且结合有本发明的典型转子外径可大约300mm，毂的直径约为80mm，和跨在毂和框架的外部分之间的支腿长度约为50mm，多个第一支腿的内端与多个第二支腿的内端分开约16mm。
[0078]优选的是，多个第一支腿中至少有三个支腿和多个第二支腿中至少有三个支腿。优选的是，在多个第一支腿中有三至十二个支腿，并且在多个第二支腿中有三至十二个支腿。优选的是，在多个第一支腿中和多个第二支腿中的支腿在数量上相同。优选的是，多个第一支腿和多个第二支腿是交替的，来自多个第一支腿的各支腿与两个来自多个第二支腿的两个支腿相邻并在其间。
[0079]如附图所示，支腿11优选在外端14处较宽并在内端13处较窄。支腿11在外端14处较宽并在内端13处较窄，以利用用于框架的工业制造的底部材料的主体，来提供最大的刚性。然而，在一个可选实施例中，支腿的宽度可沿着支腿的长度不变，宽度由支腿的内端可允许的最大宽度决定。优选的是，各个支腿相对于径向中心线对称。优选的是，各个支腿是楔形的，各个支腿的外端比支腿的内端宽。优选的是，支 腿11绕着毂径向布置。
[0080]框架3可包括与多个第一支腿的内端或多个第二支腿的内端连接在一起的环17。相比没有环的框架，环17加强框架以及在毂和框架之间的连接强度。
[0081]如上所述，根据本发明的转子实施例包括具有二次成型在框架3上的加强构件2的毂9。环17可被用于帮助在制造过程中相对于框架3放置加强构件2。例如，加强构件2可包括在外周上的肩状物18，用来靠着环的径向接触面19以相对于框架轴向地定位加强构件。在永久将加强构件固定在框架上之前，加强构件相对于框架定位。另外，加强构件的外周可靠着环的内周，以相对于框架定位加强构件。作为选择，当框架不包括环时，支腿的内端的尺寸优选形成为接触加强构件，用来在永久固定加强构件至框架之前相对于框架定位加强构件。支腿长度和加强构件的外径可被选择，以使加强构件的外周靠着至少三个支腿的径向内接触表面，以相对于框架3径向定位加强构件2。加强构件可包括在外周上的朝向径向的肩状物，用来靠着支腿内端的朝向径向的接触面，以相对于框架轴向定位加强构件。
[0082]优选的是，加强构件2与框架3相连接，以帮助相对于框架定位加强构件。优选的是，加强构件由金属制成。优选的是，框架由钢制成。优选的是，加强构件由金属制成。
[0083]图8所示为用于根据本发明的可选实施例的转子的可选框架3’。用来帮助理解这个可选框架，框架的边缘以连续线示出，并且框架上的折叠以虚线示出。框架3’由两部分构成，30和31。第一部分30具有多个第一支腿11a，并且第二部分31具有多个第二支腿lib。如图所示，第一部分具有与多个第一支腿的内端13相连接的环17，并且第二部分具有与多个第二支腿的内端14相连接的环29。第一和第二部分在毂上和转子的周边部分上一起形成为转子。例如，多个第一支腿的内端13和多个第二支腿的内端在毂处一起用塑料二次成型，塑料二次成型至少形成毂的一部分，并且多个第一支腿的外端和多个第二支腿的外端在转子周边部分一起用塑料二次成型。在此实施例中，多个第一支腿的外端14可与多个第二支腿的外端14沿着转动轴线的方向分开。作为选择，多个第一支腿的外端14和多个第二支腿的外端14可从共同轴线位置偏离。
[0084]本发明的转子可在任何包括具有与马达的定子相互作用的周边部分的转子的任意类型马达中使用，以使转子相对于定子绕着转动轴线转动。例如，根据本发明的转子可被用于具有内转子和外定子的马达，如US 4，998，052的图2A所示。作为选择，根据本发明的转子可被用于具有在定子外部的转子的马达，例如结合US 2007/0132323的图2所描述的无刷直流马达，或结合US 2007/0132323的图8的感应马达。作为选择，根据本发明的转子可被用于马达，其中转子的磁性地与定子相互作用的部件定位在转子框架3的轴向侧上，如图6D所示，定子的相应用于与转子部件磁性地相互作用的部件在轴向上布置在转子旁边。
[0085]本发明的示出的实施例展示了用于具有环绕着内定子的外转子的马达，转子具有从框架轴向延伸的圆筒形侧壁，用来安装转子部件以与定子相互作用，以使转子绕着旋转轴线旋转。圆筒形侧壁10由塑料制成并二次成型至框架的周边。在可选实施例中，圆筒形侧壁可以为金属的并与框架一体成形，如图6E所示。例如，转子框架和侧壁可由一母金属板冲压而成。
[0086]图9和10中所示为根据本发明的可选实施例的转子。在此实施例中，转子包括从转子的毂延伸至转子的周边的塑料框架。框架包括在框架3的外部分12和毂9之间延伸的多个支腿11。支腿布置在毂上，以使多个第一支腿的内端与多个第二支腿1 lb的内端沿着转动轴线20的方向分开，处于与结合附图1至8的本发明的另一个实施例相似的结构。在图9和10中的实施例中，多个第二支腿lib与框架的外部分12在一个平面上，并且多个第一支腿11a朝向相对应的转子的定子侧轴向间隔开。然而，在可选的转子中，多个第一支腿的内端可分布于框架的外部分的一侧，并且多个第二支腿的内端可分布于框架的外部分的另一侧，或反过来，按照马达的几何形状要求。本发明需要多个第一支腿的内端与多个第二支腿的内端轴向分开。支腿11相对于框架的外部分或框架的周边的轴向位置取决于特定马达组件所需的转子的具体几何形状。
[0087]优选的是，毂9和框架由塑料一体成形。优选的是，转子的塑料周围侧壁和塑料框架由塑料一体成形。优选的是，转子毂、框架和外圆周壁在塑料注入成形过程中由塑料一体成形。
[0088]毂包括加强构件2和塑料，毂的塑料与转子框架一起二次成型至加强构件2。
[0089]优选的是，转子框架包括与毂轴向分开的部件40，在多个第一支腿和多个第二支腿的内端和外端之间并且圆周地绕着毂延伸。部件在支腿的内端和支腿的外端之间的径向位置处连接在多个第一支腿和多个第二支腿之间。圆周部件40向转子框架的结构提供刚性，并且帮助防止或抵抗支腿11a和lib的弯曲。
[0090]优选的是，在每个支腿lla、llb处设有肋状物41a、41b，以提升框架的结构刚性。优选的是，肋状物41a和41b在转子的径向方向上延伸。如图9和10所示，优选的是，多个第一支腿的各个支腿11a具有在各个支腿11a—侧的肋状物41a，其面向多个第二支腿lib。优选的是，第而多个支腿的各个支腿lib具有在各个支腿lib—侧的肋状物41b，其面向多个第一支腿11a。转子可包括另外的用于结构强度的肋状物，例如从多个第一支腿的各个支腿的外端延伸至转子的圆周壁10的肋状物42。
[0091]结合附图展示的各种转子是用于无刷直流马达的转子。对于包括塑料圆筒形侧壁的实施例，塑料的圆筒形侧壁10将金属圆筒或垫环4和位于垫环4内侧的磁体5封装。垫环与磁体之间的磁通量相连，并且在制造过程中控制组装的磁体的内部径向尺寸。优选的是，垫环的形成是通过将金属带缠绕或包裹成圆柱形，直到达到所需的厚度。磁体5定位在垫环的内圆周表面上，并且垫环和磁体优选的是在注射模塑处理中通过塑料侧壁模制在一起。优选的是，磁体的内表面暴露于塑料的圆筒形侧壁的内圆周表面处。对于图1和3至5中的实施例，优选的是，垫环、磁体和框架一起优选的是在注射模塑处理中通过塑料侧壁模制在一起。例如，垫环、磁体和框架可置于模腔中，然后向模腔注入塑料以一起模制框架、磁体和垫环。对于图9和10中的实施例，塑料侧壁10与框架3由塑料一体形成。优选的是，垫环、磁体和框架一起优选布置在模腔中，之后向模腔注入塑料以将框架、磁体和垫环与模制侧壁10和框架3—起模制。其中毂包括加强构件2，优选的是，加强构件、垫环和磁体置于模腔中，之后向模腔注入塑料以将磁体和垫环与侧壁10—起模制，并且将加强构件铸造进入毂，框架在同一注射模塑处理中与侧壁和毂一起成形。
[0092]根据本发明实施例的转子具有从毂向外朝向转子的周边延伸的支腿。每个支腿具有在毂处的内端。多个第一支腿的内端与多个第二支腿的内端轴向分开。在多个第一支腿和多个第二支腿之间有缝隙50。转子的结构提供了使转子框架的每侧的气压均衡的结构。当转子旋转，转子可作为风扇，形成横跨转子框架的气压差。现有技术的转子包括在转子框架中的孔，来减少横跨转子框架的气压差，并且使空气到达定子来冷却定子线圈。在转子上增加的孔可减小转子框架的刚性，这是不被希望的。根据本发明的转子不需要在转子框架中设有孔，因为在转子的相邻支腿之间的间隙允许空气流过转子框架。
[0093]根据本发明的转子对于用于框架构造的一定量材料是刚性的，因为支腿的间隔材料而与转子框架的中间轴线间隔开。现有技术的框架可包括刚性的肋状物，但这样的肋状物必须要大以提供足够的刚性。具有特别深的肋状物的转子可作为风扇，并且引起在转子框架的压力差，这是不期望有的。
[0094]本发明的一个实施例包括带有包括上述转子的马达的洗衣机，或另一个实施例可能包括马达自身，或转子自身。例如，如图4所示为包括上述转子的马达的横截面。作为选择，转子可在另一个应用中使用，例如发电设备。
[0095]下面给出了根据本发明的一个实施例的用于生产转子的优选方法，转子包括用于将所述转子与轴连接的毂、用于与定子相互作用以使转子绕着所述转动轴线转动的周边部分和位于所述毂和所述周边部分之间的框架。
[0096]方法包括以下步骤:
[0097]i)用金属板冲压所述框架以形成支腿，每个支腿从安装在所述毂上的内端向外朝着所述周边部分延伸；
[0098]ii)使得多个第一支腿或多个第二支腿或两者从所述框架弯曲，从而多个所述支腿的内端与所述多个第二支腿的内端轴向间隔开；
[ 0099]iii)将所述毂安装在所述支腿的内端上。
[0100]优选的是，所述步骤ii)包括以下步骤:
[0101 ] ii )a)将所述支腿的内端布置在模腔中；
[0102]ii)b)将塑料注入所述模腔中以将所述支腿的内端二次模制在所述毂上；
[0103]ii)c)将所述框架从所述模具释放，所述毂由塑料形成。
[0104]优选地，步骤iii)包括以下步骤:
[0105]iii)a)将支腿的内端和用于将转子连接到轴的加强构件布置在模腔中；
[0106]iii)b)将塑料注射到模腔中，以将支脚的内端和加强构件二次模制在毂上；
[0107]iii)c)将框架和加强构件从模具中释放，加强构件和塑料形成在辊上。
[0108]使用所述马达的衣物机例如烘干机或洗衣机可以有多种形式中的一个。例如，参考图11，一个实施例包括具有外壳和悬置在外壳内的外筒的顶部装入洗衣机。具有穿孔壁的旋转滚筒布置在外筒中并可以在机壳内部的悬置的外筒内转动。马达(包括前述的定子和转子)通过转动轴与旋转滚筒相连接。马达可通过控制器来操作，以振荡旋转滚筒来进行衣物的清洗。
[0109]参考图12，另一个实施例包括具有外壳和悬置在安装于外壳内的旋转滚筒的前装入水平轴洗衣机。旋转滚筒布置在旋转滚筒机壳内部并可以在其中转动。门提供进入旋转滚筒以放入或取出被清洗的衣物。垫圈位于门和旋转滚筒之间。马达(包括前述的定子和转子)通过转动轴与旋转滚筒相连接。马达可通过控制器来操作，以旋转和振荡旋转滚筒来进行衣物清洗。
[0110]参考图13，另一个实施例包括自顶装入或倾斜进入水平轴洗衣机。洗衣机具有外壳和悬置在外壳内的外筒。旋转滚筒可在外筒内转动。衣物从滚筒的顶部开口进入旋转滚筒和从旋转滚筒取出。马达(包括前述的定子和转子)通过转动轴与旋转滚筒相连接。马达可通过控制器来操作，以旋转和振荡旋转滚筒来进行衣物清洗。
[0111]图14所示为倾斜装入水平轴洗衣机。洗衣机具有外壳和悬置在外壳内的外筒。旋转滚筒可在外筒内转动。衣物从滚筒的顶部的开口进入旋转滚筒和从旋转滚筒取出。马达(包括前述的定子和转子)通过转动轴与旋转滚筒相连接。马达可通过控制器来操作，以旋转和振荡旋转滚筒来进行衣物的清洗。
[0112]需要理解的是，图11至14所示仅为可以使用具有以上述方式生产的转子的马达的洗衣机的四个示例。本发明的其它实施例可包括本领域技术人员设想的其它由上述马达进行作业的烘干或洗衣机。
【主权项】
1.一种用于制造转子的方法，该转子具有用于将该转子连接至轴的毂、用于与马达定子相互作用以使得所述转子围绕转动轴线转动的周边部分、以及介于所述毂与所述周边部分之间的框架，所述方法包括以下步骤: 从金属片材冲压所述框架以形成支腿，每个所述支腿从内端朝着所述周边部分向外地延伸， 使多个第一支腿和/或多个第二支腿从所述框架弯曲，从而所述多个第一支腿的内端与所述多个第二支腿的内端轴向地间隔开，和 将所述毂附接至所述支腿的内端。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述附接的步骤包括: 将所述支腿的内端放置在模具空腔中， 将塑料材料注入所述模具空腔中以将所述支腿的内端一起二次模制在所述毂处，和 将所述框架从所述模具释放，所述毂至少从所述塑料材料形成。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述附接的步骤包括: 将所述支腿的内端以及用于将所述转子联接至所述轴的加强构件放置在模具空腔中， 将塑料材料注入所述模具空腔中以将所述支腿的内端和所述加强构件一起二次模制在所述毂处，和 将所述框架和所述加强构件从所述模具释放，所述加强构件和所述塑料材料形成所述毂。4.如权利要求1所述的方法，还包括将所述周边部分形成为在所述框架的周边处的圆筒形侧壁，所述圆筒形侧壁轴向地延伸，其中: 所述圆筒形侧壁由二次模制到所述框架的周边的塑料材料形成，或者 所述圆筒形侧壁与所述框架从所述金属片材一体地形成。5.如权利要求4所述的方法，其中，所述圆筒形侧壁从所述塑料材料形成，并且所述转子是无刷DC马达转子，所述方法还包括将磁体定位在垫环的内部处，并将所述垫环封装在由所述塑料材料形成的所述圆筒形侧壁中。6.如权利要求1所述的方法，其中，所述弯曲的步骤还包括将所述多个第一支腿和所述多个第二支腿沿圆周方向交错开。7.如权利要求1所述的方法，其中，所述冲压的步骤包括形成内环，该内环将所述多个第一支腿的内端联合在一起或者将所述多个第二支腿的内端联合在一起。8.如权利要求7所述的方法，还包括将用于使所述转子联接至所述轴的加强构件联接至所述支腿的内端，所述加强构件具有在其外圆周上的肩部，并且所述加强构件将所述内环的表面抵靠所述肩部坐置以将所述加强构件相对于所述框架轴向地定位。9.如权利要求7所述的方法，还包括将用于使所述转子联接至所述轴的加强构件联接至所述支腿的内端，并且使所述加强构件的外圆周抵靠所述内环的内圆周，从而将所述加强构件相对于所述框架径向地定位。10.如权利要求1所述的方法，其中，所述冲压的步骤还包括形成外环，所述外环将所述多个第一支腿和/或所述多个第二支腿的外端联合在一起。11.一种用于马达的转子，包括: 毂，该毂用于将所述转子联接至马达轴； 周边部分，所述周边部分用于与马达定子相互作用以使得所述转子围绕转动轴线转动，和 介于所述毂和所述周边部分之间的框架，其中: 从金属片材冲压所述框架以形成支腿，每个所述支腿从附接至所述毂的内端朝着所述周边部分向外地延伸，并且 所述多个第一支腿和/或所述多个第二支腿从所述框架弯曲，从而所述多个第一支腿的内端与所述多个第二支腿的内端轴向地间隔开。12.如权利要求11所述的转子，其中，从将所述支腿的内端二次模制在一起的塑料材料至少部分地形成所述毂。13.如权利要求11所述的转子，还包括加强构件，该加强构件用于将所述转子联接至轴，其中所述毂从将所述支腿的内端和所述加强构件二次模制在一起的塑料材料形成。14.如权利要求11所述的转子，其中，所述周边部分包括在所述框架的周边处的圆筒形侧壁，所述圆筒形侧壁轴向地延伸，其中，所述圆筒形侧壁从二次模制到所述框架的周边的塑料材料形成，或者与所述框架从金属片材一体地形成。15.如权利要求14所述的转子，其中，所述转子是无刷DC马达转子，并且所述圆筒形侧壁由塑料材料形成，所述塑料材料封装垫环以及被定位在所述垫环的内部处的磁体。16.如权利要求11所述的转子，其中，所述多个第一支腿和所述多个第二支腿沿着圆周方向交错开。17.如权利要求11所述的转子，其中，所述框架还包括内环，该内环将所述多个第一支腿的内端联合在一起或者将所述多个第二支腿的内端联合在一起。18.如权利要求17所述的转子，还包括用于将所述转子联接至所述轴的加强构件，所述加强构件具有在其外圆周上的肩部，并且所述加强构件使所述内环的表面抵靠所述肩部坐置以将所述加强构件相对于所述框架轴向地定位。19.如权利要求17所述的转子，还包括用于将所述转子联接至所述轴的加强构件，其中，所述加强构件的外圆周抵靠所述内环的内圆周坐置以将所述加强构件相对于所述框架径向地定位。20.如权利要求11所述的转子，其中，所述框架还包括外环，所述外环将所述多个第一支腿和/或所述多个第二支腿的外端联合在一起。21.如权利要求11所述的转子，每个所述支腿的内端与所述毂相交的区域大致沿着所述毂的圆周布置。22.—种马达，包括定子和如权利要求11 一 21中任一项所述的转子。23.—种洗衣机，包括机壳、可转动地安装在所述机壳内的滚筒、驱动轴和用于通过所述轴驱动所述滚筒转动的马达，所述马达是如权利要求22所限定的马达。
【专利摘要】用于马达的转子，马达包括具有用于连接转子至轴的毂的框架和用于与马达的定子相互作用以使转子绕转动轴转动的周边部分。框架包括从框架的外部分向着毂延伸的支腿，各个支腿具有在毂处的内端和在框架的外部分处的外端，多个第一支腿的内端与多个第二支腿的内端沿着转动轴的方向上分开。
【IPC分类】H02K15/03, H02K1/30
【公开号】CN105490420
【申请号】CN201510834503
【发明人】G·P·希尔, R·J·杰克逊
【申请人】菲舍尔和佩克尔应用有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2011年6月27日
【公告号】CN103081303A, CN103081303B, DE112011102148T5, US9325210, US20130091902, WO2011162624A1
【专利说明】马达转子、马达、包含该转子的电器和该转子的制造方法
[0001 ] 本分案申请是国际申请日为2011年6月27日、国际申请号为PCT/NZ2011/000121、发明名称为“马达转子、马达、包含该转子的电器和该转子的制造方法”、国家阶段申请号为201180037904.6的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及电动马达，并且更为具体地涉及一种用作家用洗衣机的主驱动马达类型的马达。
【背景技术】
[0003]EP1548171描述了一种用于洗衣机的驱动系统。驱动系统包括具有大直径的窄定子和在定子外部的具有磁体的转子的马达。定子支撑在具有洗衣机的如在图2中所示的洗涤外筒的端部上。定子具有让驱动轴穿过的孔。如欧洲专利申请1548171的附图2和16所示，固定在驱动轴上用于驱动洗衣机的旋转滚筒的转子具有支撑在钢垫环内侧上的永磁体材料环。框架在转子的毂(轴可从中延伸穿过)和钢垫环之间延伸。垫环和框架可以一体形成。永磁体材料是由一系列弯曲永磁体元件制成。永磁体材料在转子物理构成之后被磁化。典型的转子具有30个以上的磁化到磁性材料环中的磁极。这些磁极的极性围绕垫环交替。
[0004]如在EP1548171的图16中所示的转子包括散热片42和位于在相邻散热片之间的预定位置处的径向压纹43。散热片从转子框架的水平表面的预定位置切开并且弯曲以在转子40的旋转过程中吹风，以便为马达冷却和除湿。每个压纹加强转子框架41。压纹43可以通过压制操作形成。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种改良的转子或具有这种转子的马达，或者使用这种马达或转子的电器，或至少向工业提供一种有用的选择。
[0006]在一个方面中，本发明提供一种用于马达的转子，转子包括用于将所述转子与轴连接的毂、用于与马达的定子相互作用以使所述转子绕转动轴线转动的周边部分和在所述毂和所述周边部分之间的框架。
[0007]其中所述框架包括从所述毂向外朝着所述周边部分延伸的支腿，每个支腿具有位于所述毂处的内端，多个第一支腿的内端与多个第二支腿的内端轴向间隔开。
[0008]优选的是，所述框架为金属的，并且所述多个第一或多个第二支腿或两者都从框架弯曲，以使得所述多个第一支腿的内端与所述多个第二支腿的内端轴向间隔开。
[0009]优选的是，所述毂包括用于将所述转子与所述轴连接的加强构件和将每个支腿的内端与所述加强构件连接的二次模制塑料材料。
[0010]优选的是，所述多个第一支腿与所述多个第二支腿是交替的，来自所述多个第一支腿的各支腿与来自多个第二支腿的两个支腿相邻并位于它们之间。
[0011]优选的是，所述框架包括位于所述支腿的外端和所述转子的周边部分之间的环形外部，所述支腿在所述毂和所述环形外部之间延伸。
[0012]优选的是，所述多个第一支腿和所述多个第二支腿在所述框架的外部分的共同轴向位置上从所述框架的外部分分叉开延伸。
[0013]优选的是，所述多个第一支腿的内端与所述框架的外部一侧间隔开，并且所述多个第二支腿的内端与所述框架的外部的另一侧间隔开。
[0014]优选的是，所述框架包括将所述多个第一支腿的内端或所述多个第二支腿的内端连接在一起的环。
[0015]优选的是，所述毂包括与支腿的内端相连接的加强构件，用于将转子与轴相连接，加强构件包括在外周上的用于靠着环的表面的肩状物，以相对于框架轴向定位加强构件。
[0016]优选的是，毂包括与所述支腿的内端连接的加强构件，用于将所述转子与所述轴连接，并且所述加强构件的外周靠在所述环的内周上，以使得所述框架相对于所述加强构件径向定位。
[0017]优选的是，从所述框架弯曲的每个支腿都在折叠线处弯曲，并且所述框架在每个折叠线上都包括压纹，所述压纹桥接在所述框架的外部分和所述支腿之间。
[0018]优选的是，所述框架由金属板制成，所述支腿在一个或多个冲压、挤压或弯曲操作中形成。
[0019]优选的是，所述框架由钢制成。
[0020]优选的是，框架由单个板坯制成，并且所述多个第一支腿与所述多个第二支腿相交错。
[0021 ]优选的是，所述框架包括两个部分，第一部分具有多个第一支腿，并且第二部分具有多个第二支腿。
[0022]优选的是，所述多个第一支腿的外端和所述多个第二支腿的外端与在所述转子周边部分处由塑料一起二次模制。
[0023]优选的是，所述第一部分包括将所述多个第一支腿的内端连接在一起的环，并且所述第二部分包括与所述多个第二支腿的外端连接在一起的环，或者所述第一部分包括将所述多个第一支腿的外端连接在一起的环，并且所述第二部分包括与所述多个第二支腿的内端连接在一起的环。
[0024]优选的是，所述支腿围绕所述毂径向布置。
[0025]优选的是，所述毂包括与所述支腿的内端连接的加强构件，以将所述转子与所述轴连接，并且所述加强构件由金属制成并接触所述框架。
[0026]优选的是，所述毂的内周具有花键，用于将所述转子与包括相应花键的轴转动地连接。
[0027]优选的是，所述转子为用于包围着内定子的外转子，所述转子具有从所述框架轴向延伸的圆筒形侧壁，用于安装转子元件以与定子相互作用以使转子围绕转动轴线转动。
[0028]优选的是，所述圆筒形侧壁是金属的并与所述框架一体形成。
[0029]优选的是，所述圆筒形侧壁为二次模制在所述框架的周边上的塑料。
[0030]优选的是，所述框架和毂由塑料一体形成。
[0031]优选的是，所述框架和圆筒形侧壁由塑料一体形成。
[0032]优选的是，所述毂、框架和圆柱形侧壁由塑料一体成型。
[0033]优选的是，所述多个第二支腿与所述框架的外部在一个平面中，所述多个第一支腿的内端向着所述转子的相应定子侧轴向间隔开。
[0034]优选的是，所述毂包括用于将所述转子与所述轴连接的加强构件和将所述加强构件与所述框架连接的二次模制塑料。
[0035]优选的是，所述转子用于无刷直流马达，并且所述塑料的圆筒形侧壁将垫环和位于所述垫环内部的磁体封装。
[0036]优选的是，所述框架包括与所述毂径向间隔开并位于所述多个第一和第二支腿的内端和外端之间的构件，所述部件在圆周上围绕着所述毂延伸，所述构件在所述支腿的内端和所述支腿的外端之间的径向位置上连接在所述多个第一支腿和所述多个第二支腿之间。
[0037]在另一个方面，本发明提供了包括定子和如上所述的转子的马达。
[0038]在另一个方面，本发明提供了一种洗衣机，它包括外筒、可转动地安装在所述外筒内的滚筒、驱动轴和用于通过驱动轴驱动所述滚筒转动的马达，所述马达包括相对所述外筒固定的定子和与驱动轴连接的转子，转子为如上所述的。
[0039]在另一个方面，本发明提供了一种制造转子的方法，转子包括用于将所述转子与轴连接的毂、用于与所述马达的定子相互作用以使所述转子绕着所述转动轴线转动的周边部分和位于所述毂和所述周边部分之间的框架，所述方法包括以下步骤:
[0040]i)用金属板冲压所述框架以形成支腿，每个支腿从安装在所述毂上的内端朝着所述周边部分向外延伸；
[0041]ii)使得多个第一支腿或多个第二支腿或两者从所述框架弯曲，从而多个所述支腿的内端与所述多个第二支腿的内端轴向间隔开；
[0042]iii)将所述毂安装在所述支腿的内端上。
[0043]优选的是，所述步骤ii)包括以下步骤:
[0044]ii)a)将所述支腿的内端放置在模腔中；
[0045]ii)b)将塑料注入所述模腔中以将所述支腿的内端一起二次模制在所述毂处；
[0046]ii)c)将所述框架和所述加强构件从所述模具释放，所述加强构件和塑料形成所述毂。
[0047]在此说明书和权利要求中使用的词语“包括”表示“至少部分由…组成”。当解释在包括术语“包括”的说明书和权利要求中的每个表述时，除了由术语引出的特征之外的特征也可以存在。相关的术语“包括”按照相同的方式解释。
[0048]对于本发明涉及的本领域技术人员，本发明的任何结构上的改变和许多不同的实施例和用途将不脱离附加权利要求中所限定的范围。此处的公开内容和说明仅作为解释而不意图做出限制 。
【附图说明】
[0049]下面将参照这些附图只是以实施例的方式对本发明的优选实施方案进行说明。
[0050]图1显示出根据本发明的一个实施方案的转子。
[0051]图2显示出可以与图1的转子一起使用以形成根据本发明一个实施方案的马达的定子。
[0052]图3为图1的转子的剖视图。
[0053]图4为图1的转子和定子的剖视图，所述转子和定子形成根据本发明一个实施方案的马达。
[0054]图5为图1的转子的分解视图。
[0055]图6A至6C为根据本发明的可选实施方案的转子的局部视图，并且图6D和6E显示出根据另一个可选实施方案的转子。
[0056]图7A至7C为用于图1的转子的框架，图7A为端视图，图7B为贯穿框架中央的剖视图，并且图7C为透视图。
[0057]图8显示出根据本发明另一个实施方案的转子的可选框架。
[0058]图9显示出根据本发明另一个实施方案的转子。
[0059]图10为图9的转子的剖视图。
[0060]图11显示出可以结合有根据本发明的转子和/或马达的竖直轴线的洗衣机的示意性剖视图。
[0061]图12显示出可结合有根据本发明的转子和/或马达的具有前通道的水平轴洗衣机的示意图。
[0062]图13显示出可结合有根据本发明的转子和/或马达的具有顶部或倾斜通道的水平轴洗衣机的示意图。
[0063]图14显示出可结合有根据本发明的转子和/或马达的具有倾斜通道的水平轴洗衣机的示意图。
【具体实施方式】
[0064]在本发明的一个实施例中，设有图1所示的转子1。在技术领域中已知转子1与定子10—起在一个马达中被使用。图2所示为典型定子100的示例。
[0065]根据本发明的一个实施例的转子结合附图1，3和5被描述。转子包括圆筒形侧壁10和端面或框架3。永磁体5定位在框架的周边处。优选的是，在转子用在马达中时，永磁体5位于侧壁的内周以定位在定子极的外侧。优选的是，永磁体位于转子侧壁的内周表面上。
[0066]框架3跨在转子圆筒形侧壁10和毂9之间。毂提供将转子安装在轴上来驱动机器的驱动组件，例如洗衣机中的洗衣滚筒。在使用中转子相对定子绕转动轴线20转动。
[0067]毂9将转子1连接至驱动轴。框架包括从框架3的外部分12向毂9延伸的多个支腿11。各个支腿具有在毂上的内端13和在框架的外部分上的外端14。支腿布置在毂上，以使多个第一支腿11a的内端与多个第二支腿lib的内端沿着转动轴线20的方向间隔开。支腿的内端固定在毂上。
[0068]支腿在毂和框架之间提供刚性连接，并向框架提供刚性以防止或抵抗框架的弯曲或屈曲。相比其中框架的内部分仅与毂在单轴向位置连接的例如US 6，474，114中的图1所示的框架，在毂上轴向分开支腿的内端向框架提供刚性用来防止或抵抗框架的弯曲或屈曲。刚性框架适合于确保转子的与定子极磁性地相互作用的部件准确地相对于定子定位。
[0069]所示的实施例具有与框架的外部分的一侧间隔开的多个第一支腿的内端，并且多个第二支腿的内端与框架的外部分的另一侧间隔开。这使得毂9几乎与框架的外部分12在同一平面，如果特定马达装置中需要的话。作为选择，可能需要将毂向着马达组件的外侧面定位，在此情况中多个第一支腿11a可以与框架的外部分12在同一平面，并且多个第二支腿lib被形成有与对应的定子轴向间隔开的内端。作为选择，这需要将毂向着马达组件的内侧面定位，在此情况中多个第二支腿lib可以与框架的外部分12在同一平面，并且多个第一支腿11 a形成有与对应的定子轴向间隔开的内端。
[0070]支腿的内端13优选是刚性固定在毂上。支腿可以用焊接、用紧固件安装、粘结或其它方式固定在毂上。在优选实施例中，支腿在毂9的塑料部分中二次成型。优选的是，毂9包括用于将转子与轴相连接的加强构件2和用于将各支腿的内端与加强构件相连接的二次成型塑料材料7。例如，如图所示，加强构件2包括在加强构件内周的花键8，花键用于可转动地连接转子至包括相配的花键的轴。可选择地，加强构件可被键入轴或以其它方式地可转动地与轴相连接。
[0071]可选择地，毂9可包括在支腿的内端二次成型的塑料材料，塑料毂的内周形成为与轴相配，如图6A的局部视图所示。在塑料毂9的内周上形成有花键或其它特征，例如键槽25，用来将毂与轴相连接。
[0072]支腿的内端可包括帮助固定支腿的内端至毂9的特征。例如，如图6B所示，支腿的端部可包括在轴向方向上或与转动轴线垂直的平面成一定角度的方向上延伸的部分26。支腿的内端可被成形以帮助固定支腿的内端至塑料毂，例如图7A中所示，支腿的内端包括径向朝外的肩状物28。通过在相邻支腿之间设置间隙27，例如通过从相邻支腿之间移除一小片材料，除了每个支腿最内部的部分，来形成在各个支腿的两侧的肩状物28，。
[0073]在如图6C所示的可选的实施例中，支腿的内端可被熔接至毂9。
[0074]如图1和3至5所示，多个第一支腿11a和多个第二支腿lib从框架的外部分12分叉延伸，以使在毂9上的多个第一支腿的内端和多个第二支腿的内端之间有一段轴向距离。在所示的实施例中，支腿11a，lib的外端14定位在框架12的外部分且处在框架3的外部分的共轴位置处。支腿从框架的外部分和从框架3的外部分的共轴位置处分叉出。
[0075]优选的是，框架3由金属板制成，并且多个第一支腿或多个第二支腿或两者都从支架弯曲以沿着转动轴线的方向分开多个第一支腿的内端和多个第二支腿的内端。优选的是，框架3由金属板制成，例如钢铁板，支腿11在一个或多个冲压、挤压或弯曲操作中形成。在优选实施例中，每个从框架弯曲的支腿都在折叠线15处弯曲，并且框架包括在各个折叠线处的压纹16。压纹跨接在框架的外部分12和支腿11之间。在各个弯曲支腿处的压纹向支腿提供在轴向方向上的刚性，以在转子的生产过程中至少在先于将支腿的内端固定在框架的毂上之前帮助支腿保持定位。优选的是，压纹16在与支腿从框架的外部分所弯曲的轴向方向相同的轴向方向上被挤压到金属框架中。
[0076]如图3所示，支腿的内端优选垂直对准转动轴线以连接至毂。在框架由金属板制造的情况下，支腿的内端在折叠线23处折叠以与转动轴垂直或成一定角度。框架可包含在各个支腿的内端处的折叠线23处的压纹(未示出)，以向支腿提供在轴向方向上的刚性，以在转子的生产过程中至少先于将支腿的内端固定在框架的毂上之前帮助支腿的内端定位。
[0077]将支腿的内端在毂上轴向分开以向框架提供刚性，来防止或抵抗框架的弯曲或屈曲。与其中框架的内部分仅以单轴向位置与毂连接的框架相比，与毂连接的多个第一支腿和多个第二支腿的内端之间的任何轴向距离都增大的刚性。然而，对于在洗衣设备中的用于驱动可转动滚筒的马达所需的转子的典型尺寸，多个第一支腿的内端优选与多个第二支腿的内端分开相距10mm至50mm。例如，根据本发明实施例的且适合于在洗衣设备的马达中使用的转子可具有其外径约为80mm的毂、在毂与转子外部分12之间且长约50mm的支腿、和多个第一支腿的内端和多个第二支腿的内端之间的轴向距离约为16mm的毂。对于在洗衣设备中的用于驱动可转动滚筒的马达的转子的典型尺寸，多个第一支腿和多个第二支腿优选在第一和多个第二支腿之间从框架的外部分以大约5至30度的角度偏离。在洗衣设备中的用于驱动可转动滚筒的马达的并且结合有本发明的典型转子外径可大约300mm，毂的直径约为80mm，和跨在毂和框架的外部分之间的支腿长度约为50mm，多个第一支腿的内端与多个第二支腿的内端分开约16mm。
[0078]优选的是，多个第一支腿中至少有三个支腿和多个第二支腿中至少有三个支腿。优选的是，在多个第一支腿中有三至十二个支腿，并且在多个第二支腿中有三至十二个支腿。优选的是，在多个第一支腿中和多个第二支腿中的支腿在数量上相同。优选的是，多个第一支腿和多个第二支腿是交替的，来自多个第一支腿的各支腿与两个来自多个第二支腿的两个支腿相邻并在其间。
[0079]如附图所示，支腿11优选在外端14处较宽并在内端13处较窄。支腿11在外端14处较宽并在内端13处较窄，以利用用于框架的工业制造的底部材料的主体，来提供最大的刚性。然而，在一个可选实施例中，支腿的宽度可沿着支腿的长度不变，宽度由支腿的内端可允许的最大宽度决定。优选的是，各个支腿相对于径向中心线对称。优选的是，各个支腿是楔形的，各个支腿的外端比支腿的内端宽。优选的是，支 腿11绕着毂径向布置。
[0080]框架3可包括与多个第一支腿的内端或多个第二支腿的内端连接在一起的环17。相比没有环的框架，环17加强框架以及在毂和框架之间的连接强度。
[0081]如上所述，根据本发明的转子实施例包括具有二次成型在框架3上的加强构件2的毂9。环17可被用于帮助在制造过程中相对于框架3放置加强构件2。例如，加强构件2可包括在外周上的肩状物18，用来靠着环的径向接触面19以相对于框架轴向地定位加强构件。在永久将加强构件固定在框架上之前，加强构件相对于框架定位。另外，加强构件的外周可靠着环的内周，以相对于框架定位加强构件。作为选择，当框架不包括环时，支腿的内端的尺寸优选形成为接触加强构件，用来在永久固定加强构件至框架之前相对于框架定位加强构件。支腿长度和加强构件的外径可被选择，以使加强构件的外周靠着至少三个支腿的径向内接触表面，以相对于框架3径向定位加强构件2。加强构件可包括在外周上的朝向径向的肩状物，用来靠着支腿内端的朝向径向的接触面，以相对于框架轴向定位加强构件。
[0082]优选的是，加强构件2与框架3相连接，以帮助相对于框架定位加强构件。优选的是，加强构件由金属制成。优选的是，框架由钢制成。优选的是，加强构件由金属制成。
[0083]图8所示为用于根据本发明的可选实施例的转子的可选框架3’。用来帮助理解这个可选框架，框架的边缘以连续线示出，并且框架上的折叠以虚线示出。框架3’由两部分构成，30和31。第一部分30具有多个第一支腿11a，并且第二部分31具有多个第二支腿lib。如图所示，第一部分具有与多个第一支腿的内端13相连接的环17，并且第二部分具有与多个第二支腿的内端14相连接的环29。第一和第二部分在毂上和转子的周边部分上一起形成为转子。例如，多个第一支腿的内端13和多个第二支腿的内端在毂处一起用塑料二次成型，塑料二次成型至少形成毂的一部分，并且多个第一支腿的外端和多个第二支腿的外端在转子周边部分一起用塑料二次成型。在此实施例中，多个第一支腿的外端14可与多个第二支腿的外端14沿着转动轴线的方向分开。作为选择，多个第一支腿的外端14和多个第二支腿的外端14可从共同轴线位置偏离。
[0084]本发明的转子可在任何包括具有与马达的定子相互作用的周边部分的转子的任意类型马达中使用，以使转子相对于定子绕着转动轴线转动。例如，根据本发明的转子可被用于具有内转子和外定子的马达，如US 4，998，052的图2A所示。作为选择，根据本发明的转子可被用于具有在定子外部的转子的马达，例如结合US 2007/0132323的图2所描述的无刷直流马达，或结合US 2007/0132323的图8的感应马达。作为选择，根据本发明的转子可被用于马达，其中转子的磁性地与定子相互作用的部件定位在转子框架3的轴向侧上，如图6D所示，定子的相应用于与转子部件磁性地相互作用的部件在轴向上布置在转子旁边。
[0085]本发明的示出的实施例展示了用于具有环绕着内定子的外转子的马达，转子具有从框架轴向延伸的圆筒形侧壁，用来安装转子部件以与定子相互作用，以使转子绕着旋转轴线旋转。圆筒形侧壁10由塑料制成并二次成型至框架的周边。在可选实施例中，圆筒形侧壁可以为金属的并与框架一体成形，如图6E所示。例如，转子框架和侧壁可由一母金属板冲压而成。
[0086]图9和10中所示为根据本发明的可选实施例的转子。在此实施例中，转子包括从转子的毂延伸至转子的周边的塑料框架。框架包括在框架3的外部分12和毂9之间延伸的多个支腿11。支腿布置在毂上，以使多个第一支腿的内端与多个第二支腿1 lb的内端沿着转动轴线20的方向分开，处于与结合附图1至8的本发明的另一个实施例相似的结构。在图9和10中的实施例中，多个第二支腿lib与框架的外部分12在一个平面上，并且多个第一支腿11a朝向相对应的转子的定子侧轴向间隔开。然而，在可选的转子中，多个第一支腿的内端可分布于框架的外部分的一侧，并且多个第二支腿的内端可分布于框架的外部分的另一侧，或反过来，按照马达的几何形状要求。本发明需要多个第一支腿的内端与多个第二支腿的内端轴向分开。支腿11相对于框架的外部分或框架的周边的轴向位置取决于特定马达组件所需的转子的具体几何形状。
[0087]优选的是，毂9和框架由塑料一体成形。优选的是，转子的塑料周围侧壁和塑料框架由塑料一体成形。优选的是，转子毂、框架和外圆周壁在塑料注入成形过程中由塑料一体成形。
[0088]毂包括加强构件2和塑料，毂的塑料与转子框架一起二次成型至加强构件2。
[0089]优选的是，转子框架包括与毂轴向分开的部件40，在多个第一支腿和多个第二支腿的内端和外端之间并且圆周地绕着毂延伸。部件在支腿的内端和支腿的外端之间的径向位置处连接在多个第一支腿和多个第二支腿之间。圆周部件40向转子框架的结构提供刚性，并且帮助防止或抵抗支腿11a和lib的弯曲。
[0090]优选的是，在每个支腿lla、llb处设有肋状物41a、41b，以提升框架的结构刚性。优选的是，肋状物41a和41b在转子的径向方向上延伸。如图9和10所示，优选的是，多个第一支腿的各个支腿11a具有在各个支腿11a—侧的肋状物41a，其面向多个第二支腿lib。优选的是，第而多个支腿的各个支腿lib具有在各个支腿lib—侧的肋状物41b，其面向多个第一支腿11a。转子可包括另外的用于结构强度的肋状物，例如从多个第一支腿的各个支腿的外端延伸至转子的圆周壁10的肋状物42。
[0091]结合附图展示的各种转子是用于无刷直流马达的转子。对于包括塑料圆筒形侧壁的实施例，塑料的圆筒形侧壁10将金属圆筒或垫环4和位于垫环4内侧的磁体5封装。垫环与磁体之间的磁通量相连，并且在制造过程中控制组装的磁体的内部径向尺寸。优选的是，垫环的形成是通过将金属带缠绕或包裹成圆柱形，直到达到所需的厚度。磁体5定位在垫环的内圆周表面上，并且垫环和磁体优选的是在注射模塑处理中通过塑料侧壁模制在一起。优选的是，磁体的内表面暴露于塑料的圆筒形侧壁的内圆周表面处。对于图1和3至5中的实施例，优选的是，垫环、磁体和框架一起优选的是在注射模塑处理中通过塑料侧壁模制在一起。例如，垫环、磁体和框架可置于模腔中，然后向模腔注入塑料以一起模制框架、磁体和垫环。对于图9和10中的实施例，塑料侧壁10与框架3由塑料一体形成。优选的是，垫环、磁体和框架一起优选布置在模腔中，之后向模腔注入塑料以将框架、磁体和垫环与模制侧壁10和框架3—起模制。其中毂包括加强构件2，优选的是，加强构件、垫环和磁体置于模腔中，之后向模腔注入塑料以将磁体和垫环与侧壁10—起模制，并且将加强构件铸造进入毂，框架在同一注射模塑处理中与侧壁和毂一起成形。
[0092]根据本发明实施例的转子具有从毂向外朝向转子的周边延伸的支腿。每个支腿具有在毂处的内端。多个第一支腿的内端与多个第二支腿的内端轴向分开。在多个第一支腿和多个第二支腿之间有缝隙50。转子的结构提供了使转子框架的每侧的气压均衡的结构。当转子旋转，转子可作为风扇，形成横跨转子框架的气压差。现有技术的转子包括在转子框架中的孔，来减少横跨转子框架的气压差，并且使空气到达定子来冷却定子线圈。在转子上增加的孔可减小转子框架的刚性，这是不被希望的。根据本发明的转子不需要在转子框架中设有孔，因为在转子的相邻支腿之间的间隙允许空气流过转子框架。
[0093]根据本发明的转子对于用于框架构造的一定量材料是刚性的，因为支腿的间隔材料而与转子框架的中间轴线间隔开。现有技术的框架可包括刚性的肋状物，但这样的肋状物必须要大以提供足够的刚性。具有特别深的肋状物的转子可作为风扇，并且引起在转子框架的压力差，这是不期望有的。
[0094]本发明的一个实施例包括带有包括上述转子的马达的洗衣机，或另一个实施例可能包括马达自身，或转子自身。例如，如图4所示为包括上述转子的马达的横截面。作为选择，转子可在另一个应用中使用，例如发电设备。
[0095]下面给出了根据本发明的一个实施例的用于生产转子的优选方法，转子包括用于将所述转子与轴连接的毂、用于与定子相互作用以使转子绕着所述转动轴线转动的周边部分和位于所述毂和所述周边部分之间的框架。
[0096]方法包括以下步骤:
[0097]i)用金属板冲压所述框架以形成支腿，每个支腿从安装在所述毂上的内端向外朝着所述周边部分延伸；
[0098]ii)使得多个第一支腿或多个第二支腿或两者从所述框架弯曲，从而多个所述支腿的内端与所述多个第二支腿的内端轴向间隔开；
[ 0099]iii)将所述毂安装在所述支腿的内端上。
[0100]优选的是，所述步骤ii)包括以下步骤:
[0101 ] ii )a)将所述支腿的内端布置在模腔中；
[0102]ii)b)将塑料注入所述模腔中以将所述支腿的内端二次模制在所述毂上；
[0103]ii)c)将所述框架从所述模具释放，所述毂由塑料形成。
[0104]优选地，步骤iii)包括以下步骤:
[0105]iii)a)将支腿的内端和用于将转子连接到轴的加强构件布置在模腔中；
[0106]iii)b)将塑料注射到模腔中，以将支脚的内端和加强构件二次模制在毂上；
[0107]iii)c)将框架和加强构件从模具中释放，加强构件和塑料形成在辊上。
[0108]使用所述马达的衣物机例如烘干机或洗衣机可以有多种形式中的一个。例如，参考图11，一个实施例包括具有外壳和悬置在外壳内的外筒的顶部装入洗衣机。具有穿孔壁的旋转滚筒布置在外筒中并可以在机壳内部的悬置的外筒内转动。马达(包括前述的定子和转子)通过转动轴与旋转滚筒相连接。马达可通过控制器来操作，以振荡旋转滚筒来进行衣物的清洗。
[0109]参考图12，另一个实施例包括具有外壳和悬置在安装于外壳内的旋转滚筒的前装入水平轴洗衣机。旋转滚筒布置在旋转滚筒机壳内部并可以在其中转动。门提供进入旋转滚筒以放入或取出被清洗的衣物。垫圈位于门和旋转滚筒之间。马达(包括前述的定子和转子)通过转动轴与旋转滚筒相连接。马达可通过控制器来操作，以旋转和振荡旋转滚筒来进行衣物清洗。
[0110]参考图13，另一个实施例包括自顶装入或倾斜进入水平轴洗衣机。洗衣机具有外壳和悬置在外壳内的外筒。旋转滚筒可在外筒内转动。衣物从滚筒的顶部开口进入旋转滚筒和从旋转滚筒取出。马达(包括前述的定子和转子)通过转动轴与旋转滚筒相连接。马达可通过控制器来操作，以旋转和振荡旋转滚筒来进行衣物清洗。
[0111]图14所示为倾斜装入水平轴洗衣机。洗衣机具有外壳和悬置在外壳内的外筒。旋转滚筒可在外筒内转动。衣物从滚筒的顶部的开口进入旋转滚筒和从旋转滚筒取出。马达(包括前述的定子和转子)通过转动轴与旋转滚筒相连接。马达可通过控制器来操作，以旋转和振荡旋转滚筒来进行衣物的清洗。
[0112]需要理解的是，图11至14所示仅为可以使用具有以上述方式生产的转子的马达的洗衣机的四个示例。本发明的其它实施例可包括本领域技术人员设想的其它由上述马达进行作业的烘干或洗衣机。
【主权项】
1.一种用于制造转子的方法，该转子具有用于将该转子连接至轴的毂、用于与马达定子相互作用以使得所述转子围绕转动轴线转动的周边部分、以及介于所述毂与所述周边部分之间的框架，所述方法包括以下步骤: 从金属片材冲压所述框架以形成支腿，每个所述支腿从内端朝着所述周边部分向外地延伸， 使多个第一支腿和/或多个第二支腿从所述框架弯曲，从而所述多个第一支腿的内端与所述多个第二支腿的内端轴向地间隔开，和 将所述毂附接至所述支腿的内端。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述附接的步骤包括: 将所述支腿的内端放置在模具空腔中， 将塑料材料注入所述模具空腔中以将所述支腿的内端一起二次模制在所述毂处，和 将所述框架从所述模具释放，所述毂至少从所述塑料材料形成。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述附接的步骤包括: 将所述支腿的内端以及用于将所述转子联接至所述轴的加强构件放置在模具空腔中， 将塑料材料注入所述模具空腔中以将所述支腿的内端和所述加强构件一起二次模制在所述毂处，和 将所述框架和所述加强构件从所述模具释放，所述加强构件和所述塑料材料形成所述毂。4.如权利要求1所述的方法，还包括将所述周边部分形成为在所述框架的周边处的圆筒形侧壁，所述圆筒形侧壁轴向地延伸，其中: 所述圆筒形侧壁由二次模制到所述框架的周边的塑料材料形成，或者 所述圆筒形侧壁与所述框架从所述金属片材一体地形成。5.如权利要求4所述的方法，其中，所述圆筒形侧壁从所述塑料材料形成，并且所述转子是无刷DC马达转子，所述方法还包括将磁体定位在垫环的内部处，并将所述垫环封装在由所述塑料材料形成的所述圆筒形侧壁中。6.如权利要求1所述的方法，其中，所述弯曲的步骤还包括将所述多个第一支腿和所述多个第二支腿沿圆周方向交错开。7.如权利要求1所述的方法，其中，所述冲压的步骤包括形成内环，该内环将所述多个第一支腿的内端联合在一起或者将所述多个第二支腿的内端联合在一起。8.如权利要求7所述的方法，还包括将用于使所述转子联接至所述轴的加强构件联接至所述支腿的内端，所述加强构件具有在其外圆周上的肩部，并且所述加强构件将所述内环的表面抵靠所述肩部坐置以将所述加强构件相对于所述框架轴向地定位。9.如权利要求7所述的方法，还包括将用于使所述转子联接至所述轴的加强构件联接至所述支腿的内端，并且使所述加强构件的外圆周抵靠所述内环的内圆周，从而将所述加强构件相对于所述框架径向地定位。10.如权利要求1所述的方法，其中，所述冲压的步骤还包括形成外环，所述外环将所述多个第一支腿和/或所述多个第二支腿的外端联合在一起。11.一种用于马达的转子，包括: 毂，该毂用于将所述转子联接至马达轴； 周边部分，所述周边部分用于与马达定子相互作用以使得所述转子围绕转动轴线转动，和 介于所述毂和所述周边部分之间的框架，其中: 从金属片材冲压所述框架以形成支腿，每个所述支腿从附接至所述毂的内端朝着所述周边部分向外地延伸，并且 所述多个第一支腿和/或所述多个第二支腿从所述框架弯曲，从而所述多个第一支腿的内端与所述多个第二支腿的内端轴向地间隔开。12.如权利要求11所述的转子，其中，从将所述支腿的内端二次模制在一起的塑料材料至少部分地形成所述毂。13.如权利要求11所述的转子，还包括加强构件，该加强构件用于将所述转子联接至轴，其中所述毂从将所述支腿的内端和所述加强构件二次模制在一起的塑料材料形成。14.如权利要求11所述的转子，其中，所述周边部分包括在所述框架的周边处的圆筒形侧壁，所述圆筒形侧壁轴向地延伸，其中，所述圆筒形侧壁从二次模制到所述框架的周边的塑料材料形成，或者与所述框架从金属片材一体地形成。15.如权利要求14所述的转子，其中，所述转子是无刷DC马达转子，并且所述圆筒形侧壁由塑料材料形成，所述塑料材料封装垫环以及被定位在所述垫环的内部处的磁体。16.如权利要求11所述的转子，其中，所述多个第一支腿和所述多个第二支腿沿着圆周方向交错开。17.如权利要求11所述的转子，其中，所述框架还包括内环，该内环将所述多个第一支腿的内端联合在一起或者将所述多个第二支腿的内端联合在一起。18.如权利要求17所述的转子，还包括用于将所述转子联接至所述轴的加强构件，所述加强构件具有在其外圆周上的肩部，并且所述加强构件使所述内环的表面抵靠所述肩部坐置以将所述加强构件相对于所述框架轴向地定位。19.如权利要求17所述的转子，还包括用于将所述转子联接至所述轴的加强构件，其中，所述加强构件的外圆周抵靠所述内环的内圆周坐置以将所述加强构件相对于所述框架径向地定位。20.如权利要求11所述的转子，其中，所述框架还包括外环，所述外环将所述多个第一支腿和/或所述多个第二支腿的外端联合在一起。21.如权利要求11所述的转子，每个所述支腿的内端与所述毂相交的区域大致沿着所述毂的圆周布置。22.—种马达，包括定子和如权利要求11 一 21中任一项所述的转子。23.—种洗衣机，包括机壳、可转动地安装在所述机壳内的滚筒、驱动轴和用于通过所述轴驱动所述滚筒转动的马达，所述马达是如权利要求22所限定的马达。
【专利摘要】用于马达的转子，马达包括具有用于连接转子至轴的毂的框架和用于与马达的定子相互作用以使转子绕转动轴转动的周边部分。框架包括从框架的外部分向着毂延伸的支腿，各个支腿具有在毂处的内端和在框架的外部分处的外端，多个第一支腿的内端与多个第二支腿的内端沿着转动轴的方向上分开。
【IPC分类】H02K15/03, H02K1/30
【公开号】CN105490420
【申请号】CN201510834503
【发明人】G·P·希尔, R·J·杰克逊
【申请人】菲舍尔和佩克尔应用有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2011年6月27日
【公告号】CN103081303A, CN103081303B, DE112011102148T5, US9325210, US20130091902, WO2011162624A1
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