CN103329399A - 非晶质定子及利用该非晶质定子的电动马达 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高功率、高速电动马达用非晶质定子及利用该非晶质定子的电动马达，用非晶质合金粉末来压缩成型多个单元分割铁芯，并利用线轴来进行组装，能够容易实现复杂形状的铁芯成型，同时使用非晶质合金粉末能够实现铁芯损耗的极小化，来提高马达的效率。本发明中，在形成于多个单元分割铁芯的线轴缠绕线圈，上述多个单元分割铁芯包括借助一体型线轴或分割型线轴组装成环形的定子以及借助与上述定子间的相互作用而旋转的转子，上述单元分割铁芯由板状的非晶质合金粉末与球形的软磁粉末的混合粉末成型而成。

Description

非晶质定子及利用该非晶质定子的电动马达

技术领域

本发明涉及非晶质定子及利用该非晶质定子的电动马达，更详细地涉及高功率、高速电动马达用非晶质定子及利用该非晶质定子的电动马达，用非晶质合金粉末来压缩成型多个单元分割铁芯，并利用线轴来进行组装，能够容易实现复杂形状的铁芯成型，同时使用非晶质合金粉末能够实现铁芯损耗的极小化，来提高马达的效率。

背景技术

槽形定子很难缠绕，缠绕时所需的时间也很长，并需要复杂而价格昂贵的线圈缠绕设备。并且，形成有多个齿（teeth）的结构引发磁性的不连续性，从而影响马达的效率，并且根据槽的有无，产生齿槽转矩（cogging torque）。像电钢板这种材质由于厚度大，因而导致铁损变大，应用于高速马达时效率低。

在最新技术的高速机床、航空马达、致动器以及压缩机等各种领域所使用的多种装置需要以大于15000～20000rpm（每分钟转速）有时以高达100000rpm的速度工作的电动马达。几乎大多数的高速电气装置以低的磁极系数制成，这是为了防止高频工作的电气装置内的磁性材料具有过多的铁芯损耗。这主要是因为大部分马达所使用的软磁材料由Si-Fe合金形成。在现有的Si-Fe类材料中，在约400Hz以上的频率发生变化的磁场引起的损耗普遍将材料加热至借助任何适当冷却方法也不能冷却为止。

目前为止的技术很难将利用低损耗材料的优点的同时容易制作的电气装置廉价制造。目前为止，将低损耗材料适用于现有的装置的努力都以失败告终，这是因为初期设计装置的铁芯时，简单依赖于用非晶质金属等新型软磁材料来代替Si-Fe等现有的合金。这种电气装置有时具有低损耗而提高了效率，却通常存在功率严重下降、进行非晶质金属的成型等处理时所需费用大的问题。其结果，无法实现商业成功或市场进入。

另一方面，典型的电动马达包括磁性部件，该磁性部件由层叠多个由无方向性电钢板形成的迭片（lamination）而成。每个迭片通过将典型且在机械上软的无方向性电钢板压印、冲压或切割成所需形状而成。将由此形成的迭片接连层叠，从而形成具有所需形态的转子或定子。

普遍认为，与无方向性电钢板相比，非晶质金属提供优秀的磁性能，但因对特定的物理特性和加工产生的阻碍而不适合用作像电动马达用定子或转子一样的块状磁性部件。

例如，非晶质金属比无方向性电钢板更薄且更轻，因此比加工工具（fabrication tool）和模具磨损得更快。与像冲压或压印一样普通技术相比，上述切削加工和制造而造成的费用增加，以致于在加工块状非晶质金属磁性部件的方面不具有商业竞争力。非晶质金属的薄的厚度还导致需要增加组装的部件的迭片数量，并且导致非晶质金属转子或定子磁铁组装体的总费用提高。

非晶质金属将作为具有均匀的带宽度的既薄又连续的带来供给。但是，非晶质金属为极轻的材料，因此很难将其切断或者成型。若进行退火处理来确保峰值磁特性，则非晶质金属带表现较大的脆性。这会导致很难利用普通的方法来构成块状非晶质磁性部件且导致费用提高。并且，上述非晶质金属带在适用于电动马达时因其脆性会影响块状磁性部件的耐久性。

考虑到这一点，在韩国公开专利第2002-63604号中提出了具有多面体形状且由多个非晶质条层构成，用于高效率电动马达的低损耗非晶质金属磁性部件。上述磁性部件可在大约50Hz-20000Hz的频率范围内工作，并且与在相同的频率范围内工作的硅钢磁性部件相比，具有表现出提高了的性能特性的铁芯损耗，并且切断非晶质金属条来形成具有预定的长度的多个切断条之后，使用环氧来进行层叠，由此形成多面体形状部。

但是，在上述韩国公开专利第2002-63604号等中，仍然经过切断等成型工序来制造脆性较大的非晶质金属带，因此存在很难进行实用化的问题，并且在50Hz-20000Hz的频率范围内工作，因此无法提出针对高速频率的应用。

另一方面，像电动汽车用驱动马达一样，使用硅钢板来实现100kW的高功率和50000rpm的高速马达的情况下，随着高速旋转导致的涡流（eddy current）增加而引发产生热的问题，并且，由于制作成大型，而无法适用于轮内马达结构的驱动方式，且增加汽车的重量，出于这些理由，并不优选使用硅钢板。

通常，非晶质条的涡流损耗（eddy current loss）较低，但是，如上述的现有技术所指出，卷绕或成型或层叠非晶质条而制成的现有的马达用铁芯因制造工序困难而很难实用化。

如上所述，非晶质条相比无方向性电钢板具有更优秀的磁性能，但是因制造加工时所产生的阻碍而不能应用为像电动马达用定子或转子一样的块状磁性部件。

并且，上述现有的非晶质软磁性铁芯的制造方法未能为具有高功率、高速、高转矩、高频特性的电动马达领域提供最佳的磁芯的设计方案。

进而，正需要一种高速、高效率电器所需的表现出优秀的磁特性及物理特性的组合得以改善的非晶质金属马达部件。需要开发一种能够有效使用非晶质金属并用于大量生产各种类型的马达及其磁性部件的制造方法。

发明内容

技术问题

因此，本发明是考虑到上述现有技术的问题而提出的，其目的在于，提供高功率、高速电动马达用非晶质定子及利用该非晶质定子的电动马达，通过使用线轴来组装单元分割铁芯的方法来代替由非晶质合金粉末压缩成型而成的单元分割铁芯相互直接结合的方法，从而将单元分割铁芯的形状设计成容易压缩成型的简单结构。

本发明的另一目的在于，提供高功率、高速电动马达用非晶质定子及利用该非晶质定子的电动马达，通过利用板状的非晶质合金粉末与球形的软磁粉末的混合粉末来成型单元分割铁芯，能够提高磁导率与填充密度，将铁芯损耗极小化，并提高马达的效率。

本发明的另一目的在于，提供一种具有在10kHz以上的频带工作的磁极（pole）数以能够最大限度地利用非晶质合金材料的磁导率特性的高功率、高速旋转用电动马达。

本发明的另一目的在于，提供一种电动马达，利用在相邻的线轴之间进行铰链结合的线轴，在不增加磁阻的情况下也能够实现分割铁芯之间的紧密结合，因此在单定子-单转子结构也采用分割铁芯，能够实现线圈缠绕的效率性，且将大小与重量最小化。

本发明的另一目的在于，提供一种电动马达，即使在单定子-单转子结构，也利用上部线轴及下部线轴来组装多个单元分割铁芯，使得分割铁芯之间能够紧密结合，因而容易形成一体型定子铁芯。

本发明的另一目的在于，提供能够构成单定子-双转子结构的马达的分割铁芯型非晶质定子及利用该非晶质定子的电动马达，利用线轴及环形支架容易地将由非晶质合金粉末形成的多个非晶质分割铁芯组装成环形，并且排除用于一体化的团状模塑料（BMC，Bulk MoldingCompound）槽板来改善散热特性。

本发明的另一目的在于，提供一种分割铁芯型非晶质定子及利用该非晶质定子的电动马达，通过将非晶质金属材料粉末化并压缩成型分割铁芯，来容易实现复杂形状的铁芯部件的成型，利用所成型的多个非晶质分割铁芯，容易构成单转子或者双转子组合使用的定子。

解决问题的手段

为了达成上述目的，本发明提供一种电动马达用非晶质定子，其特征在于，由组装成环形的多个单元分割铁芯组装体构成；上述多个单元分割铁芯组装体包括：多个单元分割铁芯，分别通过将非晶质合金粉末压缩成型以“T”字形状形成，上述多个单元分割铁芯的两侧端部相互接触而形成环形磁回路，绝缘性线轴，形成于上述多个单元分割铁芯的外周，用于限定线圈形成区域，并将多个单元分割铁芯组装成环形，以及线圈，其缠绕于上述绝缘性线轴。

根据本发明的另一特征，本发明提供电动马达用非晶质定子，其特征在于，包括：多个单元分割铁芯组装体，预组装成环形，以及环形支架，与所组装的上述多个单元分割铁芯组装体的一侧面相结合，用于固定多个单元分割铁芯组装体；上述多个单元分割铁芯组装体分别包括：多个单元分割铁芯，由非晶质合金粉末以“I”字形状压缩成型而成，多个绝缘性线轴，分别形成于上述多个单元分割铁芯的外周，具有用于限定线圈缠绕区域的内部凸缘和外部凸缘，在外部凸缘的两侧端部形成的第一结合突起与结合环相互结合并组装成环形，借助沿着上述第一结合突起的反方向延伸形成的第二结合突起将多个绝缘性线轴固定于支架的外侧，借助在上述内侧凸缘的两侧形成的一对第三结合突起将多个绝缘性线轴固定于支架的内侧，以及线圈，缠绕上述绝缘性线轴的线圈缠绕区域。

根据本发明的另一特征，本发明提供一种电动马达，其特征在于，包括：定子，在形成于多个单元分割铁芯的线轴缠绕线圈，上述多个单元分割铁芯借助一体型线轴或者分割型线轴组装成环形，以及转子，与上述定子隔开间隔地相向配置，在背轭交替安装N极永久磁铁和S极永久磁铁，所述转子借助与上述定子的相互作用而旋转；上述单元分割铁芯由板状的非晶质合金粉末与球形的软磁粉末的混合粉末成型而成。

发明的效果

如上所述，本发明通过使用线轴组装单元分割铁芯的方法来代替由非晶质合金粉末压缩成型而成的单元分割铁芯相互直接结合的方法，能够将单元分割铁芯的形状设计成容易压缩成型的简单结构，容易实现铁芯成型。

并且，本发明通过利用板状的非晶质合金粉末与球形的软磁粉末的混合粉末成型单元分割铁芯，能够提高磁导率与填充密度，将铁芯损耗极小化，并提高马达的效率。

并且，本发明通过设计成具有在10kHz以上的频带工作的转子的磁极（pole）数，能够最大限度地利用非晶质合金材料的磁导率特性。

尤其，本发明中，利用在相邻的线轴之间进行铰链结合的线轴，在不增加磁阻的情况下也能够实现分割铁芯之间的紧密结合，因此在单定子-单转子结构也采用分割铁芯，能够实现线圈缠绕的效率性，且将大小与重量最小化。

本发明中，即使在单定子-单转子结构，也利用上部线轴及下部线轴来组装多个单元分割铁芯，使得分割铁芯之间能够紧密结合，能够容易形成一体型定子铁芯。

并且，本发明可适用于单定子-双转子结构，利用线轴及环形支架容易地将由非晶质合金粉末形成的多个非晶质分割铁芯组装成环形，并且排除用于一体化的团状模塑料（BMC，Bulk Molding Compound）槽板来改善散热特性。

本发明中，利用以高成型密度用非晶质合金粉末容易地成型形状简单的非晶质分割铁芯后得到的多个非晶质分割铁芯，来构成能够与单转子或双转子组合使用的定子。

附图说明

图1是表示作为本发明的第一实施例的马达的空气吸入装置用驱动马达的应用例的轴方向简要剖视图，该马达包括由非晶质合金粉末成型的定子的铁芯与转子的背轭，且由一体型铁芯定子与IPM（InteriorPermanent Magnet，内嵌式永久磁铁）型转子相组合而成。

图2是表示本发明第一实施例的由非晶质合金粉末成型的多个分割铁芯构成的分割铁芯型定子铁芯的简要俯视图。

图3a及图3b分别是如图2所示的本发明的由非晶质合金粉末成型的分割铁芯的俯视图及沿着图3a的A-A'线取得的剖视图。

图4是表示在图2所示的分割铁芯型定子铁芯形成有线轴的俯视图。

图5是图4的侧视图。

图6a及图6b分别是表示图1所示的IPM类型的转子的主视图及沿着图6a的X-X'线取得的剖视图。

图7a及图7b分别是表示在本发明的第二实施例的分割铁芯型定子铁芯结合有分割型线轴的结构的简要俯视图及主视图。

图8a及图8b分别是对图7a所示的分割铁芯中的一个进行放大而图示的俯视图及主视图。

图9是表示作为本发明的第三实施例的马达的洗衣机的滚筒或者篮筐驱动马达的应用例的直径方向简要俯视图，该马达为无刷直流（BLDC）马达，包括由非晶质合金粉末成型的定子的分割铁芯与转子的背轭，且由分割铁芯型定子与SPM（Surface Permanent Magnet，面贴式永久磁铁）型双转子组合而成。

图10是第三实施例的马达的定子线圈的接线图。

图11是表示第三实施例的结合有线轴的单元分割铁芯组装体的俯视图。

图12是表示结合有变形的线轴的单元分割铁芯组装体的俯视图。

图13是表示第三实施例的结合有线轴的单元分割铁芯组装体的主视图。

图14是表示用于说明单元分割铁芯组装体之间的组装方法的说明图。

图15是表示四个单元分割铁芯组装体的组装状态的主视图。

图16及图17分别是表示相对于单元分割铁芯的连续缠绕方法的说明图。

图18是表示多个单元分割铁芯组装体预组装的环形的状态的俯视图。

图19是表示用于固定在图18所示的预组装的多个单元分割铁芯组装体的支架的俯视图。

图20是表示图19所示的支架与图18所示的预组装单元分割铁芯组装体相结合的状态的俯视图。

图21是表示图20的支架与单元分割铁芯组装体之间的结合结构的局部剖切剖视图。

图22是表示将图9所示的本发明的第三实施例的马达适用于滚筒洗衣机用薄型驱动装置的轴方向剖视图。

图23表示将采用图22中变形的单元分割铁芯的马达适用于滚筒洗衣机用薄型驱动装置的轴方向剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图进行的详细说明会让本发明的上述目的、特征及优点更加明确，并且本发明所属技术领域的普通技术人员能够容易地实施本发明的技术思想。

并且，在说明本发明时，若判断为与本发明相关的公知技术的详细说明不必要地混淆本发明的要旨，则省略其详细的说明。下面，将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的说明。

图1是表示作为本发明的第一实施例的马达的空气吸入装置用驱动马达的应用例的轴方向简要剖视图，该马达包括由非晶质合金粉末成型的定子的铁芯与转子的背轭，且由一体型铁芯定子与IPM（InteriorPermanent Magnet，内嵌式永久磁铁）型转子相组合而成，图2是表示本发明第一实施例的由非晶质合金粉末成型的多个分割铁芯构成的分割铁芯型定子铁芯的简要俯视图，图3a及图3b分别是如图2所示的本发明的由非晶质合金粉末成型的分割铁芯的俯视图及剖视图，图4是表示在图2所示的分割铁芯型定子铁芯形成有线轴的俯视图，图5是图4的侧视图，图6a及图6b分别是表示图1所示的IPM类型的转子的主视图及沿着图6a的X-X'线取得的剖视图。

图1所示的本发明的第一实施例的马达1包括由非晶质合金粉末成型的定子的铁芯13与转子的背轭21，且由一体型铁芯定子10与IPM型转子20组合而成，图1中表示的是马达1适用于吸尘器的空气吸入装置用驱动马达的应用例。

首先，整体说明马达，在马达1的壳体2a与下部盖2b分别设有第一轴承8a及第二轴承8b，通过下部盖2b的上侧与上述壳体2a的内周部相结合，来固定定子10，在上述定子10的中央形成的空间配置有转子20，与上述转子20的中央部相结合的旋转轴9可旋转地被第一轴承8a及第二轴承8b支撑。

在下部盖2b的内周部以与地板具有间隔的方式设有控制用印刷电路板（PCT）6，该控制用印刷电路板6为安装有用于向定子10施加驱动电压的驱动电路的电路元件。

在上述壳体2a与下部盖2b可形成有至少一个贯通孔，在将马达1用作空气吸入装置的情况下，借助所述贯通孔将通过与马达1的上部相结合的叶轮导入的空气导入至马达1的内部。

如图2、图3a及图3b所示，上述定子10由多个例如由六个“T”字形状构成，并且具有使用由非晶质合金粉末成型的单元分割铁芯13a-13f来构成的非晶质定子铁芯13。

如图3a及图3b所示，构成非晶质定子铁芯13的六个单元分割铁芯130由相互组合来形成环形外周部的轭131与从轭131向内侧突出的齿133构成，如图3b所示，轭131与齿133之间的上下部形成有凹槽132。上述凹槽132在节省材料费用的层面上优选，但并非必须设置的，并且因与配置于内侧的转子的磁铁相向的面积不变，因此磁回路层面上具有类似的效果。

由六个单元分割铁芯130构成定子铁芯13的情况下，上述单元分割铁芯130的轭131以盖住60°的圆周角的方式呈曲线带形状，齿133的前端部的两侧端部以相比凹槽132的宽度更宽的尺寸向两侧延伸，而呈“T”字形状。

如图2所示，将六个单元分割铁芯13a-13f组装成环形的情况下，六个齿133形成从环形的轭131向内侧突出的结构，六个齿133之间形成有六个槽，在齿133缠绕线圈11来实现磁的三相的N极与S极。

并且，如图4及图5所示，将六个单元分割铁芯13a-13f组装成环形之后结合由绝缘用树脂制成的线轴12，以缠绕线圈11。

如图所示，上述线轴12由上部线轴12a及下部线轴12b预先成型并组合而成，或者借助使用树脂通过嵌件注塑形成一体型。这种情况下，优选的是，不在齿133的前端部形成线轴12。

上述线轴12的上部面和下部面，针对每个齿133隔开间隔地突出形成有用于排列所缠绕线圈的两对排列引导部12c-12f。针对每个齿133利用两对排列引导部12c-12f，在上述线轴12缠绕线圈11，来完成定子10。

上述第一实施例的定子10的非晶质定子铁芯13由六个单元分割铁芯13a-13f、130来构成，每个单元分割铁芯130由轭131与齿133构成，其中上述轭131相互组合来形成环形外周部，上述齿133从轭131向内侧突出。

现有的通常的由无方向性电钢板构成的一体型定子铁芯因以“T”字形构成的多个齿向内侧或者外侧突出而具有复杂的形状。这样的一体型定子铁芯因结构复杂，即使利用非晶质合金粉末来进行压缩成型，也无法实现所需的成型密度。因此，存在铁芯的无法获得所需的磁导率且耐久性差的缺点。

但是，本发明如图2及图3所示，由于每个单元分割铁芯130的尺寸小，具有简单的形状，因此能够借助压缩成型容易制造出，且容易地解决利用线轴环形组装的问题。

下面，详细说明通过进行压缩成型来制造上述单元分割铁芯的方法。

首先，通过基于熔融纺丝法的快速凝固法（RSP），来将非晶质合金制造成30um以下的极薄型非晶质合金带或条之后，将其粉碎得到非晶质合金粉末。此时，得到的粉碎的非晶质合金粉末具有1um～150um的范围内的大小。

将粉碎的非晶质合金粉末分级成粉末的平均粒度为20至50um的非晶质合金粉末和50至75um的非晶质合金粉末，优选地，使用以1:1的重量比例混合的粉末。此时，优选地，将得到的非晶质合金粉末的长宽比设定在1.5至3.5范围内。

这种情况下，可以在氮气氛且在400-600℃温度下进行热处理，以使上述非晶质合金带具有能够实现高磁导率的纳米晶粒微细组织。

并且，上述非晶质合金带可在100-400℃且在大气气氛下进行热处理，以提高粉碎效率。

作为上述非晶质合金粉末，除了使用通过非晶质合金带的粉碎方法得到的粉末以外，还可使用借助喷雾法得到的球形粉末。

作为上述非晶质合金，可使用例如Fe类、Co类、Ni类中的一种，优选地，使用价格低廉的Fe类非晶质合金。作为上述Fe类非晶质合金优选的是Fe-Si-B、Fe-Si-Al、Fe-Hf-C、Fe-Cu-Nb-Si-B或者Fe-Si-N中的一种，并且，作为上述Co类非晶质合金优选的是Co-Fe-Si-B或者Co-Fe-Ni-Si-B中的一种。

之后，对粉碎的非晶质合金粉末按其大小进行分级，以具有最佳的组合均匀性的粉末粒度分布进行混合。这种情况下，由于粉碎的上述非晶质合金粉末呈板状，因而与粘结剂混合并以部件形状成型时，不具有最佳的填充密度。由此，优选地，在本发明中，使粉末的粒子呈球形的同时以预定量混合能够提高磁特性即磁导率的球形状的软磁粉末，来提高成型密度。

作为上述的能够提高磁导率与填充密度的球形软磁粉末，例如可使用MPP（铁镍钼）粉末、HighFlux（高磁通）粉末、Sendust（铁硅铝）粉末、铁粉中的一种或者这几种的混合物。

优选地，相对于混合粉末总量，上述球形的软磁粉末的添加量在10至50重量%范围内。在上述球形的软磁粉末的添加量小于10重量%的情况下，存在因非晶质粉末之间的气隙变大导致磁导率变低，从而磁性部件的磁阻变大而导致电动马达的效率变低的问题，相反，在上述球形的软磁粉末的添加量大于50重量%的情况下，则存在因铁芯损耗（core loss）增加而导致Q（loss factor，损耗系数）值减少的问题。

优选地，将上述板状的非晶质合金粉末的长宽比设定在1.5至3.5范围内，并将上述球形的软磁粉末的长宽比设定在1至1.2范围内。上述板状的非晶质合金粉末的长宽比小于1.5的情况下，存在粉碎非晶质合金的带或条需要很长时间的问题，而在长宽比大于3.5的情况下，则存在成型过程中填充率下降的问题。并且，考虑到对提高成型密度的影响，上述球形的软磁粉末的长宽比优选在上述1至1.2的范围内。

作为与所混合的上述非晶质合金粉末混合的粘结剂，可以使用热固化树脂，例如水玻璃、陶瓷硅酸铝、环氧树脂、酚醛树脂、硅酮树脂或聚酰亚胺等。这种情况下，粘结剂的最大混合比例优选为20重量%。

优选地，所混合的上述非晶质合金粉末在添加粘结剂及润滑剂的状态下，利用冲压机和模具以所需的铁芯或背轭形状压缩成型。优选地，利用冲压机压缩成型时的成型压力设定为15-20ton/cm²。

之后，成型的上述铁芯或背轭在300-600℃范围内以10-600分钟范围进行烧结热处理，从而实现磁特性。

在热处理温度小于300℃的情况下，热处理时间增加，而导致生产率下降，而大于600℃的情况下，产生非晶质合金的磁特性的劣化。

如上所述，本发明中，将非晶质金属材料粉末化并压缩成型时，将复杂形状的定子铁芯分割成多个分割铁芯来成型之后利用线轴等来相互组装成一体型，而不是整体形成复杂形状的定子铁芯，具有制造容易的优点。

在此情况下本发明通过将软磁特性优秀的球形的结晶质金属粉末添加于板状的非晶质合金粉末，能够提高磁导率和压缩成型时的填充密度。

另一方面，第一实施例的马达1中，配置于定子10的内部空间的转子20使用背轭21由非晶质合金粉末成型的铁芯，构成为IPM（InteriorPermanent Magnet，内嵌式永久磁铁）型结构。

下面，参照图6a及图6b来对包括由非晶质合金粉末成型的背轭21的转子20进行详细说明。

首先，参照图6a及图6b，本发明的IPM型转子20包括由非晶质合金粉末成型的背轭21、在背轭21的中央部沿着轴方向形成的轴孔27、在背轭21的中央部的外侧在相同圆周上形成的八个永久磁铁插入孔24、插入于该永久磁铁插入孔24的八个永久磁铁22，上述轴孔27结合有旋转轴9，该旋转轴9与转子20一同旋转来产生旋转驱动力。

可与上述定子的铁芯13相同的材料与方法对形成上述背轭21的转子铁芯进行成型，转子20的上部与下部附着有圆形的非磁性材料，例如由SUS或者Cu组成的平衡重23a、23b，来防止轴方向的磁通量的泄漏的同时防止转子20高速旋转时插入于背轭21的永久磁铁22脱离，并消除偏心。转子20高速旋转而发生偏心时，上述平衡重23a、23b分别在外周面形成微细的槽来去除偏心。

在上述平衡重23b的下部形成有用于固定结合感应磁铁28的感应磁铁托架29，上述感应磁铁托架29的下部面结合有感应磁铁28。

优选地，利用磁通密度高的Nd磁铁来实现上述永久磁铁22，沿着转子20的半径方向磁化而形成两极，从而由永久磁铁22的磁通量与在定子10的线圈11流动的电流形成的旋转磁场之间发生相互作用，产生永久磁铁转矩。

并且，本发明的转子20中，使每个永久磁铁22插入的永久磁铁插入孔24的外周面具有与背轭21的外周面相同的曲率，与此相向的内侧面呈直线形状，在两侧面部分形成未分别插入有永久磁铁22的空间，分别突出形成有防止磁通量向侧面方向泄漏的小型隔片。这时，隔片在直径方向上的长度相对比永久磁铁22的插入部分的长度短。

进而，本发明中，每个永久磁铁22的外周面具有与永久磁铁插入孔24的外周面相同的曲率，与此相向的内侧面呈直线形状，从而永久磁铁22具有与永久磁铁插入孔24对应的形状，两个侧面分别具有与内侧面呈直角形态的杆（bar）形状。因此，插入于永久磁铁插入孔24的永久磁铁22的圆周方向及直径方向上的移动得到限制。

如上所述，本发明的永久磁铁22分别设置成外周面相比内周面相对长，同时两个侧面分别形成有用于防止磁通量向侧面方向泄漏的小型隔片，其结果，永久磁铁22分别发散的磁感线与永久磁铁22分别收敛的磁感线成为均匀分布的方式。

结果，本发明的IPM马达1中，通过使转子20与定子10之间的空隙的磁通量密度分布均匀，不权能够提高马达的效率，同时还能够减少转矩纹波。

上述永久磁铁插入孔24最大限度地接近背轭21的外周面，来增大从永久磁铁发散的磁通量，进而增大转矩。

如上所述的IPM方式的转子20作为无刷直流方式能够实现40000RPM、2400W的大功率，能够应用于吸尘器，电动汽车等。

并且，上述实施例的说明中考虑到高速旋转的问题而例示了IPM（Interior Permanent Magnet，内嵌式永久磁铁）型转子结合于定子的例子，但是也可使用SPM（Surface Permanent Magnet，面贴式永久磁铁）型转子。

如上所述的本发明中，由于背轭21的形状简单，因此能够通过将对非晶质合金粉末压缩成型，容易制造出具有高成型密度的背轭21，得出IPM型转子20。

如上所述的第一实施例中使用一体型线轴来实现多个单元分割铁芯，以与单转子组合使用，但是本发明不限于此，可制造完全分割型多个单元分割铁芯与分割型线轴之后分别缠绕线圈来提高缠绕效率。

下面，参照图7a至图8b来对本发明的第二实施例的分割铁芯型定子进行详细说明。

图7a及图7b分别是表示在本发明的第二实施例的分割铁芯型定子铁芯结合有分割型线轴的结构的简要俯视图及主视图，图8a及图8b分别是对图7a所示的分割铁芯中的一个进行放大而图示的俯视图及主视图。

与第一实施例类似，本发明的第二实施例的分割铁芯型定子利用图2至图3b所示的单元分割铁芯13a-13f：130，以与单转子组合使用。

第一实施例与第二实施例的不同点在于，第一实施例的定子10利用一体型线轴12a、12b将多个单元分割铁芯13a-13f：130组合成环形，而第二实施例的分割铁芯型定子10a利用分割型线轴120a-120f：120将多个单元分割铁芯组装体130a-130f组合成环形。

即，第二实施例中的单元分割铁芯组装体130a-130f是，利用嵌件注塑方法在每个单元分割铁芯13a-13f：130的外周一体型形成线轴120。这种情况下，不在齿133的前端部与轭131的外侧面及两侧面形成线轴120。

并且，使用树脂利用嵌件注塑方法在单元分割铁芯13a-13f：130的外周一体型形成线轴120的情况下，线轴120的两侧面具有使相邻的线轴之间相互结合的结合结构。为此，在线轴120的一侧沿着垂直方向在底座部124延伸形成有结合突起125，而线轴120的另一侧的上侧形成有结合环127，在结合环127形成有插入结合于相邻的线轴120的结合突起125的孔127a。

如上所示的实施例中，结合突起125与结合环127分别配置在左侧及右侧，相反地，也可将结合突起125与结合环127分别配置在右侧及左侧。

因此，如图7b所示，使单元分割铁芯组装体130a的结合突起125与相邻的单元分割铁芯组装体130b的结合环127的孔127a相结合，并以相同的方法使单元分割铁芯组装体130b的结合突起125与相邻的单元分割铁芯组装体130c的结合环127相结合，如此依次使六个单元分割铁芯组装体130a-130f相结合，来完成相邻的线轴120之间的结合，构成如图7a所示的环形的组装结构。

并且，如上所述的第二实施例中，提出了利用结合突起125与结合环127来使相邻的单元分割铁芯组装体130a-130f之间结合的结构，但是也可在线轴120的左右侧分别形成结合突起与结合槽来实现相互结合。

如图7a所示，预组装成环形的情况下，对向结合环127的上部露出的结合突起125的前端部进行热熔敷或超声波熔敷，就能够简单实现固定。

本发明中，组装六个单元分割铁芯组装体130a-130f之前，先在各线轴120的线圈缠绕部123缠绕线圈11。即，在针对各相使用连接夹具线状地排列单元分割铁芯组装体130a-130f的状态下，可利用单轴缠绕器来连续缠绕上述线圈11。

115其次，所组装的单元分割铁芯组装体130a-130f，形成围绕通过使用树脂的嵌件注塑方法组装的单元分割铁芯组装体130a-130f的定子支撑体，并将除齿132以外的剩下部分进行一体化，从而提高耐久性，抑制噪声的产生，并提高密封特性。

并且，作为上述嵌件注塑方法的代替方法，组装的单元分割铁芯组装体130a-130f还可以在线轴120的下侧形成结合突起，并利用环形支架进行组装，来提高耐久性，并实现轻量化。组装单元分割铁芯组装体130a-130f后，使用树脂进行嵌件注塑并非为必须采用的事项，因此实现轻量化的同时，利用单元分割铁芯组装体130a-130f之间空间可实现空冷现象。

因此，如上所述地，第二实施例的单元分割铁芯组装体130a-130f分别为由非晶质合金粉末成型的多个单元分割铁芯13a-13f相互连接的结构，既能将泄漏磁通量最小化，还具有相互分离的完整的分割型结构，因而能够使用价格低廉的通用缠绕器来对各单元分割铁芯组装体130a-130f的线圈11缠绕线圈，具有提高缠绕效率的优点。

如上所述的第一实施例和第二实施例中例示的是一体型铁芯型定子10及分割铁芯型定子10a与内部转子组合使用的结构，但是只要齿向外侧突出的形态配置分割铁芯，且以相同的方式形成一体型或分割型线轴，就能容易地变形为与外部转子相组合使用的定子。

并且，上述的第一实施例和第二实施例中例示了电动马达适用于吸尘器的空气吸入装置用驱动马达，但是也可适用于电动汽车用驱动装置、混合动力汽车（HEV）用驱动装置、车辆用或者空气调节器用散热器冷却用风扇驱动装置、电池冷却用风扇驱动装置、油泵用叶轮驱动装置、洗衣机的滚筒驱动装置等各种用途。

并且，上述的第一实施例和第二实施例中例示了一体型铁芯型定子10及分割铁芯型定子10a变形成与内部转子组合使用或者与外部转子组合使用，但是本发明不限于此，也可具有与下面的双转子组合使用的结构。

图9是表示作为本发明的第三实施例的马达的洗衣机的滚筒或者篮筐驱动马达的应用例的直径方向简要俯视图，该马达包括由非晶质合金粉末成型的定子的分割铁芯与转子的背轭，且由分割铁芯型定子与SPM（Surface Permanent Magnet，面贴式永久磁铁）型双转子组合而成，图10是第三实施例的马达的定子线圈的接线图，图11是表示第三实施例的结合有线轴的单元分割铁芯组装体的俯视图，图12是表示结合有变形的线轴的单元分割铁芯组装体的俯视图，图13是表示第三实施例的结合有线轴的单元分割铁芯组装体的主视图，图14是表示用于说明单元分割铁芯组装体之间的组装方法的说明图，图15是表示四个单元分割铁芯组装体的组装状态的主视图，图16及图17分别是表示相对于单元分割铁芯的连续缠绕方法的说明图，图18是表示多个单元分割铁芯组装体预组装的环形的状态的俯视图，图19是表示用于固定在图18所示的预组装的多个单元分割铁芯组装体的支架的俯视图，图20是表示图19所示的支架与图18所示的预组装单元分割铁芯组装体相结合的状态的俯视图，图21是表示图20的支架与单元分割铁芯组装体之间的结合结构的局部剖切剖视图。

第三实施例的无刷直流马达应用于洗衣机驱动装置的情况下，例如，如图9所示，可具有6极-18槽的结构。这样的情况下，内部转子4与外部转子5分别附着于由三个N极与三个S极交替配置的六极磁铁4a、5a以环形构成的内部轭4b及外部轭5b的外侧面和内侧面，优选地，配置成内部转子4与外部转子5的相向的磁铁具有相反的极性。

由内部转子4与外部转子5构成的双转子50之间的环形空间插入有包括18个单元分割铁芯30的环形定子3。上述环形定子3的18个单元分割铁芯30通过使用树脂的嵌件注塑方法形成一体化，或者利用与线轴20相结合的支架40进行固定。

本发明的定子3为由多个例如18个单元分割铁芯30以环形依次连接的结构，制作成分割结构。这种情况下，如果适用三相驱动方式，18个单元分割铁芯30为在各相U、V、W由六个单元分割铁芯30构成。

如图10所示，分别在单元分割铁芯30的外周形成有线轴120的六个U相单元分割铁芯组装体U1-U6：30a、30d、30g、30j、30m、30p连续缠绕有第一线圈L1，六个V相单元分割铁芯组装体V1-V6：30b、30e、30h、30k、30n、30q连续缠绕有第二线圈L2，六个W相单元分割铁芯组装体W1-W6：30c、30f、30i、30l、30o、30r）连续缠绕有第三线圈L3。

每相六个共18个单元分割铁芯组装体30a-30r，按每相交替配置单元分割铁芯组装体U1-U6、V1-V6、W1-W6之后，缠绕于各单元分割铁芯组装体U1-U6、V1-V6、W1-W6的第一线圈至第三线圈L1-L3的一侧端分别与电源块7的终端端子71-73联接，第一线圈至第三线圈L1-L3的另一侧端以形成中性点（Neutral Point，NP）的方式相互结线。

通过按U、V、W各相交替配置单元分割铁芯组装体30a-30r，驱动电流切换之后依次向U、V、W各相施加时，实现转子4、5的旋转。

下面，对包括这样的18个单元分割铁芯30的定子3的制造工序进行详细说明。

与第一实施例相同，本发明的单元分割铁芯30分别使用以“I”字形状压缩成型的非晶质合金粉末。

之后，各单元分割铁芯30如图11及图12所示，例如，将树脂作为材料通过嵌件注塑方法在单元分割铁芯30的外周一体形成绝缘性线轴120。在这种情况下，与内部转子4和外部转子5相向的单元分割铁芯30的内侧面与外侧面为形成磁回路的路径的部分，因而不形成线轴120。

上述线轴120由用于缠绕线圈的四方筒形状的线圈缠绕部123、内部凸缘121和外部凸缘122构成，上述内部凸缘121和外部凸缘122分别在线圈缠绕部的内侧及外侧弯曲而延伸，用于限定线圈缠绕区域，这些凸缘121、122之间的线圈缠绕部123为用于缠绕线圈11的空间。

在上述单元分割铁芯30的直线形状的本体的内侧及外侧分别弯曲延伸形成有内部凸缘及外部凸缘，优选地，内部凸缘向内侧呈圆弧状，外部凸缘向外侧呈圆弧状，以与环形的内部转子4及外部转子5维持规定间隔。这种情况下优选的是，外部凸缘相对大于内部凸缘。

并且，优选地，单元分割铁芯30与线轴120之间的组装通过使用热固化树脂的嵌件注塑方法一体成型，但是，不限定于此制，可通过其他公知的方式进行组装。

优选地，上述线轴120的内部凸缘121和外部凸缘122中外部凸缘122相对大于内部凸缘121，线轴的内部凸缘121或者外部凸缘122的中央部可具有结线箱129（参照图12），结线箱129用于将电源块7的终端端子71-73与第一至第三线圈L1-L3的一侧端相互连接。

并且，在外部凸缘122的左侧和右侧一体形成有结合结构物，该结合结构物用于将缠绕有线圈11的单元分割铁芯组装体30a-30r相互结合来预组装成环形。

即，如图11及图13，在外部凸缘122的左侧，从底座部124向上侧及下侧分别延伸形成有第一结合突起125及第二结合突起126，外部凸缘122的右侧具有使第一结合突起125插入结合的圆形结合环127（图13中的第一结合突起125、第二结合突起126与结合环127的设置位置与图11相反）。

如上述图11所示的实施例中，第一结合突起125、第二结合突起126与结合环127配置在外部凸缘122的左侧和右侧，相反，如图13所示，第一结合突起125、第二结合突起126与结合环127可设在外部凸缘122的右侧和左侧，也可设在线轴120的内部凸缘122的左侧和右侧。

并且，将单元分割铁芯组装体30a-30r相互结合并如图18所示预组装成环形之后，如图20所示，借助支架40固定所组装的单元分割铁芯组装体30a-30r时，如图11所示，利用在线轴120的内部凸缘121和外部凸缘122向下侧突出形成的第二结合突起126与一对第三结合突起126a、126b。

即，如图9及图11所示，在外部凸缘122，沿着第一结合突起125反方向延伸形成有第二结合突起126，以将线轴120的外侧端固定于支架40，在内部凸缘121的左侧及右侧，沿着下侧延伸形成一对第三结合突起126a、126b，以将线轴120的内侧端固定于支架40。上述一对第三结合突起126a、126b呈半圆形，以便在进行组装时分别与形成于相邻的单元铁芯组装体的线轴120的第三结合突起126a、126b组合而形成一个圆。

因此，如图14及图15所示，使单元分割铁芯组装体30a的第一结合突起125与相邻的单元分割铁芯组装体30b的结合环127的孔127a相结合，并以相同的方法使单元分割铁芯组装体30b的第一结合突起125与相邻的单元分割铁芯组装体30c的结合环127相结合，如此依次使18个单元分割铁芯组装体30a-30r相结合，来完成相邻的线轴120之间的结合，构成如图18所示的环形的预组装的结构。

并且，如上所述的实施例中，提出了，利用第一结合突起125与结合环127来使相邻的单元分割铁芯组装体30a、30b之间的结合的结构，但是如图12所示，也可以在线轴120的内部凸缘121的左右侧分别形成结合突起128a与结合槽128b来实现相互结合，也可在结合突起128a的下端形成与支架40相结合的结合突起。这种情况下，也能够以结合突起128a与结合槽128b形成于外部凸缘122的左右侧的结构来代替结合突起128a与结合槽128b形成于线轴120的内部凸缘121的左右侧的结构。

尤其，可采用用于结合相邻的单元分割铁芯组装体30a、30b之间的任何结合结构，并且线轴120与支架40的结合结构也可采用其他方式。例如，用于与支架40相结合的线轴的结合突起不仅可形成于结合突起128a的下端，还可形成于内部凸缘121或者外部凸缘122的另一处。

如图12所示的线轴120与在相邻的线轴缠绕有线圈的端子相互联接，并以一体化方式具有用于简单处理电源块与终端端子之间联接的结线箱129。上述结线箱129，例如，从侧面插入所要结线的两个线圈端子之后将弹性夹子形态的MAG-MATE端子（马格马特端子）插入到结线箱槽129a而实现电连接。

如图9所示，电源块7的终端端子71-73利用结线箱129与第一线圈至第三线圈L1-L3的一侧端相互连接。即，通过在终端端子71-73的内侧前端部分别具有弹性夹子形态的MAG-MATE端子简单地实现第一线圈至第三线圈L1-L3连接。

这样的终端端子71-73与第一线圈至第三线圈L1-L3的连接结构实现定子3的薄型化，能够以直接驱动方式（Direct Drive）将滚筒洗衣机的滚筒驱动装置安装于外桶，并且这样的定子3的薄型化有助于增加洗衣机的洗涤容量。

本发明中，结合18个单元分割铁芯组装体30a-30r之前，先在每个线轴120的线圈缠绕部123缠绕第一线圈至第三线圈11：L1-L3。即，如图16所示，针对各相，各相使用五个连接夹具35将六个单元分割铁芯组装体U1-U6、V1-V6、W1-W6排列成线形的状态下使用单轴缠绕器连续缠绕上述第一线圈至第三线圈11：L1-L3。

这种情况下，例如，对U相单元分割铁芯组装体U1-U6：30a、30d、30g、30j、30m、30p连续进行缠绕时，优选地，考虑到单元分割铁芯组装体U1-U6：30a、30d、30g、30j、30m、30p之间的配置距离，连接夹具35也实施数圈缠绕来形成长的连接线。

并且，如图17所示，将第一线圈至第三线圈11：L1-L3缠绕于线轴120的方法，也可利用多轴，例如，利用3轴缠绕器来对多个单元分割铁芯组装体U1-U6、V1-V6、W1-W6进行连续缠绕。这种情况下，将18个单元分割铁芯组装体U1-U6、V1-V6、W1-W6的每六个单元分割铁芯组装体进行连续缠绕，或者按各相，例如对每两个或者三个单元分割铁芯组装体进行缠绕之后，在按各相利用在线轴的内部凸缘121或者外部凸缘122的中央部设置的结线箱129来使相邻的单元分割铁芯组装体（U相的情况下30a、30d、30g、30j、30m、30p）的线圈端子相互连接。

如上所述，在六个单元分割铁芯组装体U1-U6、V1-V6、W1-W6的线轴120缠绕第一线圈至第三线圈11：L1-L3，在三相的情况下准备三对单元分割铁芯组装体U1-U6、V1-V6、W1-W6之后，如图9及图10所示，U、V、W各相的单元分割铁芯组装体U1-U6、V1-V6、W1-W6按各相交替配置的状态下如图14结合，18个单元分割铁芯组装体30a-30r如图18呈环形的预组装结构。

为了方便说明，图18表示除掉缠绕于线轴12的线圈11状态。

之后，如图20及图21所示，在沿着预组装的单元分割铁芯组装体30a-30r的线轴120的下侧延伸的第二结合突起126及一对第三结合突起126a、126b组装环形支架40，来固定多个单元分割铁芯组装体30a-30r。

为此，如图19所示，支架40包括内侧环41、外侧环42、用于连接内侧环41和外侧环42的多个连杆43，其中，多个连杆43隔开间隔地放射状配置，上述各连杆43的与第二结合突起126及一对第三结合突起126a、126b对应的部分突出形成有凸台44a，其中所述凸台44a的中央部形成有贯通孔44、45。

在单元分割铁芯组装体30a-30r组装支架40的情况下，优选地，第二结合突起126的前端部的一部分通过凸台44a的贯通孔44向支架40的下侧突出，对向支架40的下侧突出的第二结合突起126进行超声波熔敷或者热熔敷，来将单元分割铁芯组装体30a-30r与支架40相互固定。

并且，在相邻的线轴形成的用于将线轴120的前端固定于支架40的一对第三结合突起26a、26b与形成有支架40的贯通孔45的凸台一同组装，借助熔敷来将向支架40的下侧突出的前端部固定于支架40。

尤其，由图21所示的实施例中，对单元分割铁芯组装体30a-30r与支架40进行组装时，出于加强结合固定力且将噪声最小化的目的，优选地，支架40上一体形成与第二结合突起及第三结合突起26：26a、26b相结合的凸台44a，但是本发明不限定于此。即，单元分割铁芯组装体30a-30r组装于支架40时，如果在支架40部分性的支撑线轴的前端及后端的状态下，第二结合突起及第三结合突起26；26a、26b的前端部固定在支架40，则即使省略设置凸台44a也可得到充分的固定。

另一方面，优选地，上述支架40由既轻又具有韧度的金属材料，例如，由铝（Al）等来制成，也可利用合成树脂来制成。

并且，考虑到第二结合突起126配置于内部凸缘121的左侧或者右侧的情况，上述各连杆43的与内侧环41相邻的部分可包括中央部具有其他贯通孔45的凸台。

进而，内侧环41突出有具有多个固定孔47的圆形突起46，其中固定孔47用于使用固定螺钉或者固定螺丝等来将上述定子3固定于例如洗衣机的壳体或者外桶等。根据需要，也可使圆形突起46在外侧环42突出，而不是在内侧环41突出。

如图20所示，将预组装的上述单元分割铁芯组装体30a-30r分别设在支架40的多个连杆43之间的空间，第二结合突起126插入于各连杆43的贯通孔44，一对第三结合突起126a、126b一同插入于贯通孔45。

之后，对向支架40的下侧突出的第二结合突起及第三结合突起26；126a、126b进行超声波熔敷或者热熔敷，来实现单元分割铁芯组装体30a-30r与支架40的相互固定。

如上所述，本发明中，在多个单元分割铁芯30连续缠绕线圈11：L1-L3，且通过对相邻的线轴120之间进行结合固定，来排除基于嵌件注塑的方法的一体化注塑，实现定子的轻量化、薄型化，并提高组装生产率。

并且，本发明的马达，利用支架40固定缠绕有线圈11的多个分割铁芯，即单元分割铁芯组装体30a-30r，由此排除借助嵌件注塑方法的一体化注塑，容易地将从定子线圈11产生的热量向外部排出。

进而，本发明中，当转子4、5旋转时连接内部转子4及外部转子5的转子支撑体51上形成与圆周方向垂直的冷却孔与加强筋51a而产生大量风来形成涡流，来有效地冷却从转子4、5与定子10b、10c产生的热（参照后述的图22或者图23）。

图22是表示将图9所示的本发明的第三实施例的马达适用于滚筒洗衣机用薄型驱动装置的轴方向剖视图，图23表示将采用图22中变形的单元分割铁芯的马达适用于滚筒洗衣机用薄型驱动装置的轴方向剖视图。

与第三实施例类似，图22所示的滚筒洗衣机用薄型驱动装置形成为6极-18槽结构，包括：双转子50，使得内部转子4与外部转子5的相向的磁铁具有不同磁性；环形定子10b，设在内部转子4与外部转子5的环形空间上，并包括18个单元分割铁芯30。

这种情况下，优选地，内部转子4与外部转子5分别附着于内部轭4b及外部轭5b的外侧面及内侧面，该内部轭4b及外部轭5b是由三个N极与三个S极交替配置的六级磁铁4a、5a环形构成的。

上述环形定子10b通过使用树脂的嵌件注塑方法对18个单元分割铁芯30进行一体化，或者借助与线轴20结合的支架40来进行固定。

本发明的定子10b是由多个例如18个单元分割铁芯30依次连接成环形的结构，制造成分割结构。在此情况下，适用3相驱动方式，18个单元分割铁芯30按U、V、W各相由六个单元分割铁芯30构成。定子10b能够以与第三实施例相同的结构形成，因此省略对其的详细说明。

由图22所示的双转子50与定子10b构成的滚筒洗衣机用薄型驱动装置用马达具有双转子50配置在内侧且在双转子50的外侧配置有定子10b的结构。

双转子50在旋转时在连接内部转子4及外部转子5的转子支撑体51上形成与圆周方向垂直的冷却孔与加强筋51a而产生大量风来形成涡流，来有效地冷却从转子4、5与定子10b、10c产生的热。并且，转子支撑体51的中央部以一体化方式形成有轴套52，该轴套52形成有与旋转轴9结合的结合孔9a。

上述定子10b从双转子50的外侧结合，中央部分呈开放状态，有利于向外部散出定子10b的热，从定子10b向外侧延伸的定子支撑体15的外侧部分形成有多个用于与滚筒洗衣机外桶结合的安装孔40。

上述定子的安装结构能够将定子10b铁芯高度增加20%以上，因而能够提高性能，且由于铁芯向内外侧面露出，因而提高散热效果。

同时，本发明中，能够提出一体型结构的转子50与定子10b。由于这样的结构中安装孔设在外侧，因此紧固螺钉时不受转子50的影响，组装方便。

这种结构不仅适用于具有驱动轴水平的滚筒洗衣机，还可适用于具有驱动轴垂直的所有全自动洗衣机。

图22所示的滚筒洗衣机用薄型驱动装置用马达中，双转子50构成与第三实施例相同的磁回路，因此省略对其的详细说明。

与如图9所示的第三实施例相同地，定子10b的单元分割铁芯30由非晶质合金粉末来成型，在内侧及外侧分别以与内部转子4及外部转子5相向的方式配置有内侧凸缘和外侧凸缘，且连接部与内侧凸缘和外侧凸缘垂直配置，单元分割铁芯30整体上呈“I”字形状。

这种情况下，将单元分割铁芯30的内侧凸缘和外侧凸缘的高度设置成与相向的内部转子4及外部转子5的永久磁铁4a、5a相同的高度，由此最小化从永久磁铁4a、5a产生的磁通量的泄漏，提高马达的效率。

另一方面，图23所示的马达包括具有双转子50a与多个单元分割铁芯230的定子10c。

图23所示的马达与图22所示的滚筒洗衣机用薄型型驱动装置用马达实质性相同，不同点在于定子10c的单元分割铁芯230的配置形状。

图23所示的马达在以下方面存在不同点，即，定子的10c的单元分割铁芯230的内侧和外侧分别配置有与内部转子4及外部转子5相向的内侧凸缘230b和外侧凸缘230a，连接部与内侧凸缘230b和外侧凸缘230a水平地配置，单元分割铁芯230整体上呈“I”字形状。

即，将定子10b的单元分割铁芯230旋转90°来配置定子10c的单元分割铁芯230。这种情况下，将单元分割铁芯230的内侧凸缘230b和外侧凸缘230a的高度设置成与相向的内部转子4及外部转子5的永久磁铁4a、5a具有相同的高度，由此减少从永久磁铁4a、5a产生的磁通量的泄漏，提高马达的效率。

上述的如图22及图23所示的滚筒洗衣机的篮筐驱动装置，即，马达的定子10b、10c的外周部附着于洗衣机的外桶，与双转子50、50a的中央结合的旋转轴9的中间部分以可旋转的方式支撑于外桶，同时前端部结合有篮筐或者滚筒，用作直接驱动装置（Direct Drive）。

上述的实施例说明中，举了本发明的马达中转子及定子径向配置的例子进行了说明，但是本发明不限定于此，还可适用转子与定子可轴向（axial type）地相向配置的情况。

另一方面，非晶质合金材料至少在10kHz以上的频带工作时可以最大限度地利用磁导率特性。鉴于此，在本发明中，如下述数学式1，设定对于马达的转子50、50a的电极常数：

数学式1：F=P×N/120

在此，F表示旋转频率（rotation frequency），P表示转子的电极（pole）数，N表示转子的每分钟转速（rpm）。

在本发明中，假设马达在10kHz旋转频率、50000rpm工作时，电极优选为24极。在上述第一实施例至第三实施例中公开的转子50、50a可变形为具有24极的电极，从而具有24电极-18槽的结构。

在本发明中，借助通过烧结上述的非晶质合金粉末来制造使用于马达的转子50、50a的背轭和使用于定子3、10-10c的铁芯13、13a-13f、30、130、230，而使铁损最小化的同时，设计为使转子的电极在10kHz以上的工作区域中最佳，从而使磁导率特性最大化。

因此，即使适用于需要100kW的高功率的电动汽车用驱动装置，也能够体现为小型化的大小，从而可以在轮内马达结构的驱动方式中采用。

并且，在本发明中，通过将非晶质金属材料粉末化并压缩成型，能够容易进行复杂形状的铁芯部件的成型的同时，由于可以使用非晶质粉末来使铁芯的损耗最小化来提高马达效率，而能够体现高功率、高速电动马达用非晶质合金粉末铁芯。

进而，在本发明中，由于使用非晶质合金粉末铁芯，可以在不增加磁阻的同时进行分割铁芯之间的结合，从而在单定子-单转子结构中，采用分割铁芯的同时可以实现线圈缠绕的有效性，还可以将大小和重量最小化。

并且，本发明的电动马达不仅可以适用于电动汽车用驱动装置，而且还可以适用于混合动力汽车（HEV）用驱动装置。

进而，本发明的电动马达还可作为发电机来适用。

以上，以特定的优选的实施例为例对本发明进行了说明，但是，本发明并不局限于如上所述的实施例，只要在不脱离本发明的精神的范围内，本发明所属技术领域的普通技术人员就能够进行各种变更和更改。

产业上的可利用性

本发明涉及利用非晶质合金粉末来压缩成型多个单元分割铁芯并利用线轴来进行组装，能够容易实现复杂形状的铁芯的成型，同时使用非晶质粉末来将铁芯的损耗最小化，能够提升马达效率的技术，不仅可利用于使用高功率、高速电动马达的电动汽车用驱动装置，而且还可利用于混合动力汽车（HEV）用驱动装置的定子及电动马达。

Claims (20)

1.一种电动马达用非晶质定子，其特征在于，

由组装成环形的多个单元分割铁芯组装体构成；

上述多个单元分割铁芯组装体包括：

多个单元分割铁芯，分别通过将非晶质合金粉末压缩成型以“T”字形状形成，上述多个单元分割铁芯的两侧端部相互接触而形成环形磁回路，

绝缘性线轴，形成于上述多个单元分割铁芯的外周，用于限定线圈形成区域，并将多个单元分割铁芯组装成环形，以及

线圈，其缠绕于上述绝缘性线轴。

2.根据权利要求1所述的电动马达用非晶质定子，其特征在于，

上述多个单元分割铁芯分别由相互组合来形成环形外周部的轭以及从上述轭向内侧或外侧突出的齿构成，

在上述轭与齿之间的上下部形成凹槽。

3.根据权利要求2所述的电动马达用非晶质定子，其特征在于，

上述绝缘性线轴包围上述多个分割铁芯各自的轭与齿之间，用于排列缠绕于上述绝缘性线轴的上部面及下部面的线圈的两对排列引导部以隔开间隔的方式突出形成于上述绝缘性线轴，

将结合突起与结合环相互结合并组装成环形，所述结合突起与结合环形成于线轴的两侧端部，用于使相邻的分割铁芯的轭维持接触状态。

4.根据权利要求3所述的电动马达用非晶质定子，其特征在于，上述结合突起与结合环相互结合之后，对结合突起的前端部进行熔敷固定。

5.根据权利要求1所述的电动马达用非晶质定子，其特征在于，上述绝缘性线轴以使得组装成环形的多个分割铁芯一体化的方式以单一体形成。

6.根据权利要求1所述的电动马达用非晶质定子，其特征在于，还包括环形支架，所述环形支架与所组装的上述多个单元分割铁芯组装体的上侧或下侧相结合，用于固定单元分割铁芯组装体。

7.一种电动马达用非晶质定子，其特征在于，

包括：

多个单元分割铁芯组装体，预组装成环形，以及

环形支架，与所组装的上述多个单元分割铁芯组装体的一侧面相结合，用于固定多个单元分割铁芯组装体；

上述多个单元分割铁芯组装体分别包括：

多个单元分割铁芯，由非晶质合金粉末以“I”字形状压缩成型而成，

多个绝缘性线轴，分别形成于上述多个单元分割铁芯的外周，具有用于限定线圈缠绕区域的内部凸缘和外部凸缘，在外部凸缘的两侧端部形成的第一结合突起与结合环相互结合并组装成环形，借助沿着上述第一结合突起的反方向延伸形成的第二结合突起将多个绝缘性线轴固定于支架的外侧，借助在上述内侧凸缘的两侧形成的一对第三结合突起将多个绝缘性线轴固定于支架的内侧，以及

线圈，缠绕上述绝缘性线轴的线圈缠绕区域。

8.根据权利要求7所述的电动马达用非晶质定子，其特征在于，

上述支架包括：

内侧环和外侧环，以不同直径以同心圆状配置，以及

多个连杆，隔开间隔地以放射状配置，用于连接上述内侧环和外侧环；

各个上述连杆具有使上述第二结合突起插入结合的第一贯通孔与使一对第三结合突起插入结合的第二贯通孔。

9.根据权利要求8所述的电动马达用非晶质定子，其特征在于，

在上述连杆的第一贯通孔和第二贯通孔分别突出形成有凸台，其中所述凸台的中央部形成有贯通孔，

上述第二结合突起和第三结合突起与支架的凸台相结合之后，对第二结合突起的前端部和第三结合突起的前端部进行超声波熔敷或热熔敷。

10.根据权利要求7所述的电动马达用非晶质定子，其特征在于，上述线轴包括：

第一结合突起，其形成于上述外部凸缘的一侧；

结合环，形成于上述外部凸缘的另一侧，与相邻的线轴的第一结合突起相结合；

第二结合突起，沿着上述第一结合突起的反方向延伸形成，且前端部固定于支架；以及

一对第三结合突起，分别形成于上述内部凸缘的一侧和另一侧，且前端部固定于支架。

11.根据权利要求7所述的电动马达用非晶质定子，其特征在于，上述多个单元分割铁芯通过在板状的非晶质合金粉末混合球形的软磁粉末并成型而成，以提高磁导率与填充密度。

12.一种电动马达，其特征在于，

包括：

定子，在形成于多个单元分割铁芯的线轴缠绕线圈，上述多个单元分割铁芯借助一体型线轴或者分割型线轴组装成环形，以及

转子，与上述定子隔开间隔地相向配置，在背轭交替安装N极永久磁铁和S极永久磁铁，所述转子借助与上述定子的相互作用而旋转；

上述单元分割铁芯由板状的非晶质合金粉末与球形的软磁粉末的混合粉末成型而成。

13.根据权利要求12所述的电动马达，其特征在于，通过对内部具有纳米晶粒微细组织的非晶质金属条通过热处理进行粉碎来取得上述非晶质合金粉末。

14.根据权利要求12所述的电动马达，其特征在于，相对于全部混合粉末，添加10至50重量%的上述球形的软磁粉末。

15.根据权利要求12所述的电动马达，其特征在于，

上述转子由包括配置于定子的内侧与外侧的内部转子与外部转子的双转子构成；

上述定子包括：

多个单元分割铁芯组装体，在通过将非晶质合金粉末以“I”字形状压缩成型而成的多个单元分割铁芯缠绕线圈，并利用线轴预组装成环形，以及

环形支架，与所组装的上述多个单元分割铁芯组装体的一侧面相结合，用于固定多个单元分割铁芯组装体。

16.根据权利要求12所述的电动马达，其特征在于，上述定子包括：

多个单元分割铁芯组装体，在多个单元分割铁芯的外周以一体化方式形成有绝缘性线轴，其中所述绝缘性线轴具有用于限定线圈缠绕区域的内侧凸缘和外侧凸缘，在上述内侧凸缘或外侧凸缘中一个的一侧和另一侧，相邻的单元分割铁芯的线轴之间以能够拆装的方式相互结合并组装成环形；以及

环形支架，与所组装的上述多个单元分割铁芯组装体的一侧面相结合，用于固定多个单元分割铁芯组装体。

17.根据权利要求16所述的电动马达，其特征在于，

上述多个单元铁芯组装体分别包括：

多个分割铁芯，

绝缘性线轴，在上述多个分割铁芯的外周以一体化方式具有用于限定线圈缠绕区域的内侧凸缘和外侧凸缘，相互结合并组装成环形，且

上述线轴包括：

第一结合突起，形成于上述外侧凸缘的一侧；

结合环，形成于上述外侧凸缘的另一侧，与相邻的线轴的第一结合突起相结合；

第二结合突起，沿着上述第一结合突起的反方向延伸形成，且前端部固定于支架；及

一对第三结合突起，分别形成于上述内侧凸缘的一侧和另一侧，且前端部固定于支架。

18.根据权利要求17所述的无刷直流马达，其特征在于，

上述支架包括：

内侧环和外侧环，以不同直径以同心圆状配置，以及

多个连杆，隔开间隔地以放射状配置，用于连接上述内侧环和外侧环，

各个上述连杆具有使上述第二结合突起插入结合的第一贯通孔与使一对第三结合突起插入结合的第二贯通孔。

19.根据权利要求12所述的电动马达，其特征在于，还包括：

圆筒形壳体及下部盖；相互组合，并在形成于内周面的环形凹槽支撑上述定子的外侧；

第一轴承和第二轴承，分别设置于上述圆筒形壳体及下部盖的中央，能够旋转地支撑与转子的中央部相结合的旋转轴的两端。

20.根据权利要求12所述的电动马达，其特征在于，当F表示旋转频率且N表示转子的每分钟转速时，上述转子具有由以下数学式决定的磁极数（P）：

P=（F/N）×120。

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