CN101197509B - 电动机 - Google Patents

Abstract

一种电动机，包括：形成磁路并沿着圆周方向具有多个齿部分的定子铁心；提供在各个齿部分中以将线圈缠绕其上的齿；以及沿着所述定子铁心的圆周方向与所述齿部分相交替的延伸部分，该延伸部分沿着内侧径向方向凸出地延伸。

Description

电动机

本申请要求于2006年12月6日提交的韩国专利申请No.10-2006-0122998、10-2006-0122999、10-2006-0123000和10-2006-0123001的权益，其全体在此以参考的方式结合，如同在此完全阐述一样。

技术领域

本发明涉及电动机，更具体地说，涉及一种易于制造且效率和耐用性提高、具备紧凑结构的电动机。

背景技术

通常而言，罩极线圈式电动机(shading coil motor)作为风扇电动机结合在冰箱或冷冻机中。罩极线圈，以及主线圈缠绕在罩极线圈式电动机中的定子上。

罩极线圈被构造成用于启动转子。罩极线圈连同主线圈一起形成椭圆形的磁场来启动转子。当转子旋转时，罩极线圈不再需要并会导致电流损耗。

此外，必须提供辅助的齿来缠绕罩极线圈以使定子组件成型，并必须还将罩极线圈缠绕在所述齿上以形成缠绕组件。

由于罩极线圈式电动机使用单相交流电以减少电气和电子部件的数量，罩极线圈式电动机具备低成本的优点。然而，罩极线圈式电动机通常会消耗并损失大量的电能。

而且，罩极线圈式电动机难以控制，它的大尺寸也是一个缺陷。

因此，对能够减少电消耗、并具备紧凑形状以易于制造的电动机的需求持续增长。这种电动机不仅可以操控风扇，还可以对风扇的速度和转矩进行控制。

发明内容

因此，本发明涉及一种电动机。

本发明的一个优点在于，通过减小电动机的装配空间来提供一种外形紧凑便于制造的电动机，使这种电动机具有广泛的使用范围。

本发明的另一优点在于，提供一种可提高效率以使电流损耗最小化的电动机。

本发明的又一优点在于，提供一种能够控制其转速或转矩以便提高可靠性和耐用性的电动机。

更明确地说，按照本发明，变动力矩得以减小以便提高电动机的效率，这样可以更为顺利地控制电动机。

本发明的其他优点和特征将在下列说明书中部分地阐明，并对研究下列说明的本领域普通技术人员变得明显，或可通过本发明的实践而获知。本发明的这些及其他优点，可以通过该书面描述及其权利要求和附图中所具体指出的构造得以实现和完成。

为了实现这些及其他优点并与本发明的目的相一致，如在此具体实施和概括性描述的，电动机包括：形成磁路的定子铁心，该定子铁心沿着圆周方向具有多个齿部分；布置在多个齿部分的每一个中的齿，以将线圈缠绕其上；以及沿着所述定子铁心的圆周方向在多个齿部分的每一个之间交替的延伸部分，以使该延伸部分沿着内侧径向方向凸出地延伸。

按照本发明的另一方面，一种电动机包括：具有定子铁心的定子，所述定子铁心形成磁路；沿着圆周方向形成的多个齿部分；提供在多个齿部分的每一个中的齿，以便缠绕线圈；沿着所述定子铁心的圆周方向在所述多个齿部分中的一个之间交替的延伸部分，以使该延伸部分沿着内侧径向方向凸出地延伸，其中所述延伸部分形成在所述定子铁心处于相邻两个齿部分之间的每个部分上；以及提供在所述定子内部的转子，该转子沿其外圆周表面布置有至少一个永久磁体，以便形成交替的磁极。

应当理解，本发明的以上概述和以下具体说明都是示范性的，且不应理解成对权利要求范围的限制。

附图说明

被包含以提供对本发明的进一步说明且并入和构成本申请的一部分的附图显示了本发明的实施例，并连同说明书一起用作解释本发明的原理。在附图中：

图1是显示本发明的电动机的分解透视图；

图2是透视图，显示图1中所示电动机在组合状态下的一部分；

图3是显示图1中所示上部托架的下表面的透视图；

图4是平面图，显示与PCB相固定的图1中的下部托架；

图5是显示图1中定子的平面图；

图6是平面图，部分显示了用于电力连接的相关技术接线器的固定结构；以及

图7是透视图，部分显示了按照本发明的电动机用于电力连接的接线器的固定结构。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的优选实施例，本发明的示例显示在附图中。无论何处，相同的附图标记在所有附图中用来表示相同或相似的部分。

图1是按照本发明的电动机100的分解透视图。

如图1中所示，本发明的电动机100包括托架110、印刷电路板(PCB)150、定子140、转子170和轴180。托架110确定电动机的外观。PCB150被容纳在托架110和电子图形(未显示)中。此外，多个元件(未显示)装配在PCB150上。

托架110包括下部托架120和上部托架130。下部托架120和上部托架130彼此连接以将多个组件保持其间。为了将下部托架120和上部托架130彼此连接，可以将固定凸起122和132与固定孔121和131譬如通过螺钉(未显示)相固紧，这些固定孔形成在固定凸起122和132上。

参看图1和图5，将具体描述按照本发明的电动机的定子140。

定子140包括定子铁心141和齿142。

如上述附图中所示，定子铁心141可以成型为圆形并形成磁路。齿142沿着定子铁心141的径向方向凸出，且其上缠绕有线圈。上述附图中所示的电动机100具体实施为内转子型电动机，其中转子170布置在定子铁心141的内部。因此，齿142沿着径向方向向内凸出。齿142可以形成有多个，图5显示了其中形成有4个齿142的实施例。

沿着定子铁心141的内圆周方向，多个齿部分144与多个延伸部分145相交替。齿142分别布置在各个齿部分144上。

在相邻两个齿部分144之间，延伸部分145沿着径向方向向内凸出地延伸。在一个实施例中，延伸部分145整体地增加其厚度，从而确保形成磁通量所需的足够空间。由此，高饱和磁通密度所导致的漏磁通得以最小化从而使得电动机效率最大化，同时定子铁心141的厚度增加从而增强了定子铁心141的结构强度。

作为选择，延伸部分145可以沿着径向方向向外地形成。然而，这种方案会增加定子铁心141的尺寸，并进而增加电动机的整体尺寸。

因此，可以通过将多个单位定子铁心多层叠置来形成定子铁心141。也即是说，多个薄的单位定子铁心可以被多层叠置，由此形成具有预定高度的定子铁心141。通过单位定子铁心多层叠置所形成的定子铁心141，可以使得可能形成于磁通量的垂直方向上的漏磁通最小化，从而增强电动机的效率。齿142也可以通过多层叠置的方式而形成。

如果通过多层叠置单位定子铁心来形成定子铁心141，定子铁心141应当彼此固定成为一个整体。这意味着形成为一个整体的一个定子铁心141是必需的。因此，应当提供堵缝部分(caulking part)146以将定子铁心141彼此固定。堵缝部分146形成在定子铁心141上。更明确地说，形成在具备较大宽度的部分上。堵缝部分146穿过定子铁心141的上部和下部，由此使得堵缝部分146所导致的漏磁通或边缘通量最小化。

按照本发明，堵缝部分146可以形成在延伸部分145上。例如，堵缝部分146可以形成在延伸部分145的中央，此处具有最大的宽度。

这样，可以执行可靠的堵缝。堵缝部分146使得定子铁心141的变形最小化，并防止效率下降。

同时，齿142可以与定子铁心141整体地形成，也即是说，齿142可以与定子铁心141形成为一个整体。作为选择，齿142可以独立于定子铁心141而形成并与定子铁心141相固定，由此简化定子140的制造及缠绕。

在形成于定子铁心141上的齿部分144的中央，可以形成有齿槽147，齿142的一端插入齿槽147中由此将齿142固紧于定子铁心141。

因此，齿142可以插入线轴143中而线圈缠绕在线轴143上，由此将齿142插入到齿槽147中，这样线轴143与齿142之间的固定和缠绕可以顺利执行。

接下来，沿着定子铁心141的大致纵向方向，可以在定子铁心141的外圆周表面上形成凹槽148。在一个实施例中，沿着定子铁心141外表面的圆周方向，可以形成有多个凹槽148。

当冲切和模制单位定子铁心时，凹槽148还有助于将单位定子铁心与冲模分开。更明确地说，凹槽148使得模具的内部压力等同于外部压力，以便将单位定子铁心从模具顺利地分离。此外，凹槽148对单位定子铁心进行导向。

在一个示范实施例中，可以在形成于定子铁心141上的齿槽147的外部形成凹槽148，由此使得齿142插入齿槽147时所导致的铁心尺寸改变最小化。因此，为执行该功能，凹槽148可以对应于齿槽147的中央。

按照本发明，线圈被缠绕在构造为绝缘的线轴143上，并且线圈与齿142之间的缠绕毫无困难，而不是将线圈直接缠绕在齿142上。

线轴143可以构造为内壁143a、缠绕部分143b和外壁143c。线圈缠绕在内壁143a与外壁143c之间的缠绕部分143b上，并且内壁143a和外壁143c可防止线圈向外移动。

这里，线轴143的外壁143c与布置在定子铁心141上的齿部分144相接触。在一个实施例中，齿部分144的内壁是与线轴143的外壁143c相接触的平面，这样使得线轴143可以更可靠地连接于定子铁心141。

作为示例，本发明的电动机可以具有四个齿142。由此，当电能供给缠绕在齿142上的线圈时，N极和S极交替形成于各个齿142上。如图5中所示，如果最上部位置的齿142上形成N极，则相邻的齿142上形成S极。

极性形成在齿142上，而漏磁通随着齿之间的距离变远而增大。因此，极靴149可以形成在各个齿142的前端上以使漏磁通最小化，并且该极靴在两个相对的圆周方向上都延伸预定的长度，从而与转子170的外表面固定地接触。这样，相邻两个齿142之间产生的漏磁通得以最小化。

如图5中所示，形成在一个齿142上的极靴149与形成在相邻另一齿142上的下一极靴149可以不相连。这是因为，两种不同的极性分别形成在相邻两个极靴149上。如果相邻两个极靴149彼此相连，极性则会削弱。

在形成极靴149以使漏磁通最小化的同时，轴180和转子170由于齿之间极性的急剧改变而产生的变动力矩(cogging torque)或转矩脉动得以减小。这是因为，变动力矩使得电动机难以控制并会产生振动或噪音。

因此，优选的是，消除相邻两个齿之间极性的急剧改变。

按照本发明，可以在极靴149的相对两端(未显示)或一端形成有切口部分149a，以使变动力矩最小化。磁通密度由于切口部分149a而减小，由此防止极性急剧地发生改变。此外，漏磁通会由于切口部分149a而增大。因此，切口部分149a可以仅仅形成在一个极靴149上。

优选地，切口部分149a沿着大致纵向方向形成在极靴149的一端，由此使得其宽度要比极靴149的其他部分更窄。

下面，参看图1和图4，将具体地描述按照本发明的电动机的PCB150。这里，图4是显示PCB150装配在下部托架120上的平面图。

如图1和图5中所示，按照本发明的电动机的定子140可以形成为圆形。与定子140的形状相对应，PCB150的至少一些部分可以形成为圆形。如图1和图4中所示，PCB150的安置有定子140的上部可以形成为圆形。

PCB150的圆形部分的半径可以与定子铁心141的半径大致相等。PCB150的大尺寸的形状会增大托架110的尺寸。因此，电动机的整体尺寸变大。因此，PCB150的一些部分可以形成为圆形，从而提供更为紧凑尺寸的电动机。

在线轴143的下部相对两侧形成有凸棱(fin)143d。凸棱143d与缠绕在线轴143上的线圈电连接。这样，凸棱143d被插入形成于PCB150上的孔151中，由此将PCB150与线圈相连。在凸棱143d插入PCB150上的孔151后，就可以执行焊接以确保电连接。

凸棱143d有助于通过使用线轴143而将定子140固定在PCB150的上部，以及使得PCB150与线圈电连接。这样，凸棱143d形成在凸起143e上，由此增加与PCB150的接触区域并承载定子140的重量。

凸起143e形成在外壁143c的下部，从而保持PCB150与定子铁心141之间的距离。

在PCB150的一侧提供有接线器160。凸棱161形成在接线器160的一端，而接线器160通过凸棱161固定于PCB150，并与PCB150电连接。凸棱161插入形成于PCB150上的孔152中，而接线器160的另外一端暴露于电动机的外部，也即是托架110的外部，并与外部电源相连。

此外，在PCB150与转子170的位置相对应的部分上，提供有霍尔传感器190。霍尔传感器组件190检测转子170的旋转位置或转速，从而对转子170的转速或转矩进行控制。因此，在PCB150上形成有孔153，由此固定住霍尔传感器190，并将霍尔传感器190电连接于PCB150。

由于本发明的电动机中提供有四个齿142，因而提供连接四个线轴143的四个部分。

如图1和图4中所示，PCB150的一些部分形成为圆形。在PCB150的圆形部分上，形成有预定数目的四个部分。如上所述，该圆形部分与定子140的圆形形状相对应。

此外，在圆形PCB部分的最外面的部分上，可以形成有预定数目的孔151。也即是说，预定数目的孔151可以形成在PCB150的周边上。

在一个实施例中，PCB的延伸部分154在形成有孔151的部分上向外延伸。换而言之，延伸部分154在孔151与PCB150的最外面部分之间确保预定的距离，由此增强PCB150的强度，并避免PCB150的外部形状变大。此外，延伸部分154允许PCB150平稳地固定在托架110上。

在PCB150上形成有中空环155。中空环155可以形成在PCB150的中央，而以下将描述的制动器插入到中空环155中，由此避免转子170与PCB150之间的干涉。

此外，由于制动器插入到中空环155中，PCB150可以可靠地固定于托架110。

下面，参看图2和图3，将具体描述按照本发明的电动机的托架110。

如前所述，本发明的托架110包括下部托架120和上部托架130，它们彼此连接以保持各种部件。下部托架120可以包括安装部分123，该安装部分将电动机100安装至电动机所应用的各种部件。

托架110的形状与PCB150的形状一致。PCB150被固定在托架110内部，更明确地说，固定在下部托架120内部。

在下部托架上可以形成有与延伸部分154相对应的槽124，由此将延伸部分154固定在该槽中。这样当PCB150固定在下部托架120上时，可以自动调节PCB150的位置，而且更为可靠。

在下部托架120上形成有以下将描述的台阶部分128，由此将定子装配至下部托架120。台阶部分128从下部托架120的内壁突出预定的长度。优选地，槽124切去台阶部分128的一些部分，由此避免托架的形状由于槽124而变大。

如图2中所示，PCB150被装配在下部托架120内部。如上所述，制动器155插入至形成于PCB150上的中空环155中。

由此，定子140是PCB150上的隔离物，而转子170和轴180布置在定子140内部。

轴180的一端由布置在下部托架120中的轴承126可旋转地支承，并保持有推力。轴180的另外一端由布置在上部托架120中的轴承136可旋转地支承。这里，所述轴通过通孔137暴露于外以驱动荷载。

如图2中所示，轴180插入转子170中以与转子170作为一个整体旋转，这样可避免转子170沿着轴180的纵向方向移动。

考虑到上述问题，可以形成有制动器125，由此避免转子170朝向轴180的移动。制动器125可以突出到托架的内部，并可以与托架形成为一个整体。

在图1和图2中，显示了与下部托架形成为一个整体的制动器125。

制动器135也可以在上部托架130中与上部托架130作为一个整体形成。转子170可以布置在制动器125与135之间。

这样，即使转子170朝向轴180移动，制动器125和135也能够防止与托架110和PCB150的干涉。

制动器125和135可以呈圆柱形突出。这是因为，制动器优选地与转子170的形状相对应。此外，制动器125和135的上表面与转子170的上表面或下表面相接触。

按照本发明的电动机，定子140可靠地固定在托架110内部。为此，在下部托架120和上部托架130上分别形成有台阶部分128和138。

定子140，更明确地说是定子铁心141的外圆周表面，被固定在台阶部分128和138上。由此，当上部托架130与下部托架120相连接时，定子140得以可靠地固定在台阶部分128与138之间。

由于PCB150已经固定在下部托架120上，因而难以形成与定子铁心141的整个周边一致的台阶部分128。这样，可以形成与定子铁心141的整个周边一致的台阶部分138。为此，优选的是，在上部托架130的内部还形成内分隔壁139。

作为选择，也可以在下部托架中形成内分隔壁。如果这样，在PCB150上应当形成有通孔(未显示)以便该内分隔壁可以从该通孔通过，因此不是优选的。

下面，参看图6和图7，将描述用于电动机的电力连接的接线器。

图6是显示相关技术接线器的固定结构的正视图，而图7是显示按照本发明的接线器的固定结构的部分透视图。

更明确地说，接线器60将电能供给PCB50。接线器60的一端与PCB50相连，而PCB50的另外一端暴露在托架外部，由此与外部电源相连。

这里，接线器60的另外一端通过插头(未显示)与外部电源相连，并且当该插头连通或断开时，接线器60承受力的作用。

所述力可以是将接线器60推入托架的推力，或是将接线器60拉出托架的拉力。因此，上述对PCB50与接线器60之间的连接部分产生影响的外力应当被消除。

翼状部分61分别在相关技术接线器的中央的相对两侧延伸。翼状部分61上形成有开口(未显示)。此外，托架11上形成有凸起(未显示)，该凸起具有与所述开口相对应的固定孔。

这样，一旦接线器60与PCB50相连接，接线器60的翼状部分61通过螺钉62固紧于托架11的凸起。由于翼状部分61承受外力，接线器60与PCB50之间的连接部分可避免发生损坏。

如图6中所示，形成翼状部分61处的PCB50部分应当被切除。此外，如果成批量地制造电动机，则需要辅助的螺钉连接，由此使得生产率降低。此外，存在必需部件的数量增多的问题。

因此，按照本发明的电动机，该电动机还包括与上部托架或下部托架形成为一个整体的加固部分，从而当上部托架与下部托架相连接时增强接线器160的固定强度。

也即是说，不再需要提供譬如螺钉之类的辅助部件来增强接线器160的固定强度，上部托架和下部托架的连接可以自动地增强固定强度，由此允许顺利的制造过程。

图7显示加固部分与上部托架形成为一个整体。

加固部分165是上部托架130的一个侧壁，并包括朝向接线器160突出的凸出肋166。作为选择，凸出肋166可与上部托架130的侧壁分离开。

在接线器160上可以形成有台阶部分162用于与凸出肋166相接触。由于凸出肋166与台阶部分162发生接触，接线器60所产生的外力可得以承受。

凸出肋166与台阶部分162之间的接触过程与上、下部托架之间的连接过程同时地进行。由此，可以省略掉传统的螺钉固定的过程。

台阶部分162仅仅承受将接线器160推入托架的力。因此，台阶部分162可以形成为槽部分163，从而还承受将接线器160拉出托架110的力。凸出肋166插入槽部分163中，以承受两个方向的力。

加固部分165还可以包括加固肋167以增强凸出肋166的强度。加固肋167可以分别形成在托架的内部和外部。

作为选择，加固肋167可以垂直于凸出肋166。这里，优选的是，加固肋167的一些部分与接线器160的上表面相接触。这是因为，通过增加和上部托架130与接线器160的接触区域，接线器160能够可靠地固定住。

此外，可以沿着水平方向在接线器160的外周表面上形成槽164，由此可靠地固定住接线器160。

下部托架120的一些部分插入槽164中，从而增强接线器的固定强度。

本领域的技术人员显然可知，在不偏离本发明的精髓或范围的情况下，可以对本发明作出各种修改和改变。因此，期望本发明覆盖落在所附权利要求及其等效体范围内本发明的各种修改和改变。

Claims (19)

1.一种电动机，包括：

托架，该托架具有彼此连接以限定该电动机的外观的上部托架和下部托架；

在所述下部托架内的印刷电路板(PCB)，该印刷电路板具有电路图案、安装在该印刷电路板上的各种元件以及形成在该印刷电路板中央的中空部；

定子，该定子包括：定子铁心，该定子铁心形成磁路并且沿着圆周方向具有多个齿部分；齿，该齿布置在每一个齿部分中以将线圈缠绕在该齿上；以及延伸部分，该延伸部分沿着所述定子铁心的圆周方向与所述齿部分交替并且朝向内侧径向方向凸出地延伸，所述定子安装到所述印刷电路板上；

转子，该转子设置在所述定子内；

轴，该轴与所述转子一起旋转以传递所述转子的旋转力；以及

制动器，该制动器从所述下部托架的内侧突出并且插入所述中空部，以防止所述转子与所述印刷电路板之间的干涉。

2.如权利要求1所述的电动机，其中单位定子铁心被多层叠置以形成所述定子铁心。

3.如权利要求2所述的电动机，其中在所述延伸部分上形成有堵缝部分，该堵缝部分将所述单位定子铁心连接成一个整体。

4.如权利要求1所述的电动机，其中所述齿的一端插入形成于所述齿部分上的齿槽中。

5.如权利要求4所述的电动机，其中沿着大致纵向方向在所述齿部分的外部形成有凹槽，以使得所述齿插入所述齿槽时所产生的定子铁心尺寸改变最小。

6.如权利要求5所述的电动机，其中所述凹槽对应于所述齿槽的中央。

7.如权利要求1所述的电动机，还包括线轴，该线轴的中央插有所述齿且所述线圈直接缠绕该线轴上。

8.如权利要求7所述的电动机，其中所述线轴包括内壁和外壁以固定所述线圈，并且所述外壁与所述齿部分相接触。

9.如权利要求8所述的电动机，其中内壁形成为板形。

10.一种电动机，包括：

托架，该托架具有彼此连接以限定该电动机的外观的上部托架和下部托架；

安装在所述下部托架内的印刷电路板(PCB)，该印刷电路板具有电路图案、安装在该印刷电路板上的各种元件以及形成在该印刷电路板中央的中空部；

定子，该定子包括：定子铁心，该定子铁心形成磁路并且沿着圆周方向具有多个齿部分；齿，该齿布置在每一个齿部分中以将线圈缠绕在该齿上；以及延伸部分，该延伸部分沿着所述定子铁心的圆周方向与所述齿部分交替并且朝向内侧径向方向凸出地延伸，所述定子安装到所述印刷电路板上；以及

布置在所述定子内部以旋转的转子，该转子沿其外圆周表面布置有永磁体，以便形成交替的磁极，其中所述延伸部分形成在两个相邻的齿部分之间的每一部分上；

轴，该轴与所述转子一起旋转以传递所述转子的旋转力；以及

制动器，该制动器从所述下部托架的内侧突出并且插入所述中空部，以防止所述转子与所述印刷电路板之间的干涉，其中所述制动器的上表面与所述转子的下表面接触。

11.如权利要求10所述的电动机，其中在所述齿的一端形成有极靴，该极靴的相对两端沿着圆周方向延伸预定的距离，从而与所述转子朝向该极靴的外圆周表面大致相平行。

12.如权利要求11所述的电动机，其中在所述极靴的相对两端或一端形成有切口部分，以使得变动力矩最小化。

13.如权利要求12所述的电动机，其中所述切口部分沿着纵向方向形成在所述极靴的一端，以使得该切口部分的宽度要比该极靴其他部分的宽度更窄。

14.如权利要求10所述的电动机，其中所述定子包括布置在所述齿处的线轴，以将线圈缠绕在该线轴上。

15.如权利要求14所述的电动机，其中所述印刷电路板通过形成在所述线轴上的凸棱电连接到所述线圈。

16.如权利要求15所述的电动机，其中所述印刷电路板的一些部分形成为与所述定子的形状相对应的形状，并在所述印刷电路板形成插入所述凸棱的孔的部分上形成向外延伸的延伸部分。

17.如权利要求16所述的电动机，其中所述托架的形状对应于所述印刷电路板的形状。

18.如权利要求16所述的电动机，还包括接线器，该接线器的一端电连接于所述印刷电路板，而另外一端暴露在所述托架的外部以连接到外部电源。

19.如权利要求18所述的电动机，还包括加固部分，该加固部分与上部托架或下部托架形成为一个整体，以便当所述上部托架连接到所述下部托架时增强所述接线器的固定强度。

Images