CN103746475A - 洗衣机外转子电机及其定子铁芯、定子冲片 - Google Patents

Abstract

本发明适用于家用电器的外转子电机领域，公开了一种外转子电机的定子冲片、由该定子冲片制成的定子铁芯及具有该定子铁芯的洗衣机外转子电机，该定子冲片包括冲片本体和齿冠部件，冲片本体由多个冲片单元组成，每个冲片单元包括一个定子轭和一个凸设于定子轭外壁上的定子齿，相邻两冲片单元的所述定子齿和定子轭外壁围合成嵌线槽；冲片本体和齿冠部件分别单独冲压成型，齿冠部件安装于定子齿的外壁上。本发明通过将冲片本体和齿冠部件分开设置和加工，可使该定子冲片采用直条冲制成型方法加工出的齿冠部件的宽度比较大，这样，在提高钢板原材料利用率和降低电机材料成本的前提下，可保证由该定子冲片制成的外转子电机的性能。

Description

洗衣机外转子电机及其定子铁芯、定子冲片

技术领域

本发明属于家用电器的外转子电机领域，尤其涉及一种外转子电机的定子冲片、由该定子冲片制成的定子铁芯及具有该定子铁芯的洗衣机外转子电机。

背景技术

洗衣机上的外转子直流变频电机，其定子铁芯由定子冲片制成。传统的加工方法中，定子铁芯是由定子冲片叠压而成的，且定子冲片是直接由钢板冲制成环状的，即定子冲片是整环冲制的，而我们知道，定子冲片的中心部分设有供电机输出轴穿设的中心孔，这样，每冲压加工一个环状定子冲片，都要在钢板原材料上冲掉一块外径等于中心孔内径的圆钢板，从而使得钢板原材料的利用率极低，这样，电机的制造材料成本也就比较高了。

为了解决上述问题，现有技术提出了一种定子冲片的直条冲制方法，如图6～8所示，其是先将钢板冲制成直条状定子冲片11〞，然后再将该直条状定子冲片11〞弯折环绕成环状定子冲片1〞。该方法由于不需要在钢板原材料上冲制中心孔12〞，故而可有效提高钢板原材料的利用率，达到了降低电机制造材料成本的目的。但是，该方法在具体应用中仍存在不足之处，具体体现在：

1）一个定子冲片1〞可分成多个冲片单元111〞，每个冲片单元111〞包括一个定子轭1111〞和一个定子齿1112〞，定子齿1112〞具有齿冠部1113〞，且现有技术中，定子轭1111〞、定子齿1112〞和齿冠部1113〞是一体冲压成型的。为了保证电机的性能，设计时，齿冠部1113〞的宽度L1〞（齿冠部1113〞在环状定子冲片1〞上圆周方向的弧形宽度）一般设计得比定子轭1111〞的宽度L2〞大；而如图6和图8所示，在现有定子冲片的直条冲制方法中，如果齿冠部1113〞的宽度L1〞大于定子轭1111〞的宽度L2〞，则由于定子冲片呈直条状时，相邻齿冠部1113〞之间会有相互重叠部分1110〞，故在冲制过程中相邻齿冠部1113〞就会产生干涉现象，从而使得冲制加工无法完成。因此，为了防止相邻齿冠部1113〞的冲制产生干涉现象，现有定子冲片的直条冲制方法中，一般将齿冠部1113〞的宽度L1〞设计得比较小（小于定子轭1111〞的宽度L2〞），而这样会导致嵌线槽13〞转矩的上升和转矩系数的降低，从而会导致电机性能的恶化，如出现电流变大、效率降低、噪音变大、振动变大等不良现象。

2）如图6和图7所示，采用该方法进行双列咬合式冲压定子冲片（一块钢板原材料上同时冲压成型两个直条状定子冲片11〞，且一个直条状定子冲片11〞的定子齿在另一个直条状定子冲片11〞的嵌线槽13〞内成型）时，由于定子齿1112〞和齿冠部1113〞均在嵌线槽13〞内冲制成型，故齿冠部1113〞的宽度应设计得小于或等于嵌线槽13〞的宽度，这样，采用该方法进行双列咬合式冲压定子冲片1〞，会进一步缩小齿冠部1113〞的宽度L1〞，从而进一步提升嵌线槽13〞的转矩和降低转矩系数，进而会导致电机性能的进一步恶化。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种外转子电机的定子冲片、由该定子冲片制成的定子铁芯及具有该定子铁芯的洗衣机外转子电机，其旨在解决由于现有直条冲制方法冲制而成的定子冲片的齿冠部件宽度小而导致电机性能恶化的技术问题。

本发明的技术方案是：一种外转子电机的定子冲片，包括冲片本体和齿冠部件，所述冲片本体由多个冲片单元组成，每个所述冲片单元包括一个定子轭和一个定子齿，各所述定子轭围合成供电机输出轴穿设的中心孔，各所述定子齿分别凸设于各所述定子轭的外壁上，相邻两所述冲片单元的所述定子齿侧壁和所述定子轭外壁围合成供定子绕组嵌入安装的嵌线槽；所述冲片本体和所述齿冠部件分别单独冲压成型，所述齿冠部件安装于所述定子齿的外壁上。

具体地，所述定子齿背对所述中心孔的外壁上设有第一凹槽，所述齿冠部件上设有与所述第一凹槽配合设置的第一凸台，所述第一凸台卡插固定于所述第一凹槽内。

优选地，所述第一凹槽的槽底宽度大于其槽口的宽度，所述第一凸台与所述第一凹槽的槽口过盈配合连接。

更优选地，所述第一凹槽的槽底和槽口通过倾斜侧壁过渡连接。

作为本发明的一具体实施方案，所述冲片本体由至少两个第一直条状构件弯折后连接成环状，所述第一直条状构件包括若干个所述冲片单元，一个所述第一直条状构件首端的定子轭通过焊接方式固定连接另一个与其邻接的所述第一直条状构件尾端的所述定子轭。

进一步地，所述第一直条状构件中位于首端的所述定子轭端部和位于尾端的所述定子轭端部分别设有第二凹槽和第二凸台，一个所述第一直条状构件的所述第二凸台卡插于另一个与其邻接的所述第一直条状构件的所述第二凹槽内。

作为本发明的另一具体实施方案，所述冲片本体由一个第二直条状构件弯折后首尾接合成环状，所述第二直条状构件包括若干个所述冲片单元，所述一个第二直条状构件首尾两端的所述定子轭通过焊接方式固定连接。

进一步地，所述一个第二直条状构件中位于首端的所述定子轭端部和位于尾端的所述定子轭端部分别设有第三凹槽和与所述第三凹槽配合设置的第三凸台，所述第三凸台卡插于所述第三凹槽内。

本发明还提供了一种外转子电机的定子铁芯，该定子铁芯由若干个上述的定子冲片叠合而成。

本发明还提供了一种洗衣机外转子电机，包括定子和套设于所述定子外的外转子，所述定子包括上述的定子铁芯和嵌设于所述定子铁芯上的定子绕组。

本发明提供的外转子电机的定子冲片、由该定子冲片制成的定子铁芯及具有该定子铁芯的洗衣机外转子电机，通过将冲片本体和齿冠部件分开设置，以使冲片本体与齿冠部件可单独冲压成型，从而使齿冠部件的宽度设计得大于定子轭的宽度时，仍可采用直条冲制方法冲制成型，这样，在提高钢板原材料利用率和降低电机材料成本的前提下，可保证冲制成的齿冠部件的宽度符合电机性能的设计要求，有效避免由于齿冠部件宽度过小造成嵌线槽转矩上升和转矩系数降低的情形发生，并避免了由该定子冲片制成的电机出现电机电流变大、效率降低、噪音变大、振动变大等电机性能恶化的现象。冲片本体采用双列咬合式冲压成型时不会影响齿冠部件的宽度，从而在不影响由其制成的电机性能的前提下可进一步提高钢板的原材料利用率和降低电机的材料成本。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的外转子电机的定子冲片的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的冲片本体的分解示意图；

图3是本发明实施例一提供的冲片本体采用双列咬合式冲制的加工示意图；

图4是本发明实施例一提供的冲片单元的结构示意图；

图5是本发明实施例二提供的冲片本体的分解示意图；

图6是现有技术提供的外转子电机的定子冲片的结构示意图；

图7是现有技术提供的外转子电机的定子冲片采用双列咬合式冲制的加工示意图；

图8是现有技术提供的外转子电机的定子冲片由于齿冠部过大造成在直条冲制过程中相邻齿冠部相互干涉的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1～图4所示，本发明实施例一提供的外转子电机的定子冲片，包括冲片本体1和齿冠部件2，冲片本体1由多个冲片单元111组成，每个冲片单元111包括一个定子轭1111和一个定子齿1112，各定子轭1111围合成供电机输出轴（图未示）穿设的中心孔12，各定子齿1112分别凸设于各定子轭1111的外壁上，相邻两冲片单元111的定子齿1112侧壁和定子轭1111外壁围合成供定子绕组（图未示）嵌入安装的嵌线槽13；冲片本体1和齿冠部件2分别单独冲压成型，齿冠部件2安装固定于定子齿1112的外壁上。由于本发明的冲片本体1和齿冠部件2是分开设置和加工的，故，即使齿冠部件2的宽度L1设计得很大，直条冲制时也不会造成相邻齿冠部件2相互干涉的现象，从而使齿冠部件2的宽度L1设计得大于定子轭1111的宽度L2时，仍可采用直条冲制方法冲制成型，这样，一方面提高了钢板原材料利用率和降低了定子冲片的材料成本，另一方面可保证冲制成的齿冠部件2的宽度L1符合电机性能的设计要求，进而有效避免由于齿冠部件2的宽度L1（齿冠部件2在环状定子冲片上圆周方向的弧形宽度）过小造成嵌线槽13转矩上升和转矩系数降低的情形发生，并避免了有该定子冲片制成的电机出现电机电流变大、效率降低、噪音变大、振动变大等电机性能恶化的现象。同时，冲片本体1和齿冠部件2的分开设置和加工，使得冲片本体1采用双列咬合式冲压方法成型（一块钢板原材料上同时冲压成型两个直条状的冲片本体1，且一个直条状的冲片本体1的定子齿1112在另一个直条状的冲片本体1的嵌线槽13内成型）时不会影响齿冠部件2的宽度L1，且由于双列咬合式冲压成型可减小嵌线槽13冲制成型需要冲切掉的材料量，故而冲片本体1采用双列咬合式冲压成型在不影响电机性能的前提下可充分利用钢板的原材料，进一步提高钢板原材料的材料利用率。

优选地，齿冠部件2的宽度L1大于定子轭1111的宽度L2，且冲片本体1和齿冠部件2均采用直条冲制方法加工。其中，直条冲制方法加工，可避免需要在钢板原材料上冲切中心孔12，从而利于提高钢板原材料的利用率和降低电机的材料成本；而将齿冠部件2的宽度L1优选设计得大于定子轭1111的宽度L2，可有效避免由于齿冠部件2宽度L1过小造成嵌线槽13转矩上升和转矩系数降低的情形发生，并避免了由该定子冲片制成的电机出现电机电流变大、效率降低、噪音变大、振动变大等电机性能恶化的现象。

进一步地，如图1、图2和图4所示，定子齿1112背对中心孔12的外壁上设有第一凹槽11121，齿冠部件上设有与第一凹槽11121配合设置的第一凸台21，第一凸台21卡插固定于第一凹槽11121内。第一凸台21和第一凹槽11121的卡插连接可有效实现齿冠部件2与定子齿1112的固定连接，从而可实现齿冠部件2在冲片本体1上的安装固定。优选地，为了保证第一凸台21与第一凹槽11121卡插配合的稳固性，第一凸台21与第一凹槽11121的配合为过盈配合。当然了，具体应用中，也可将第一凸台凸设于定子齿1112的外壁上，而将第一凹槽设置于齿冠部件2上，这样，通过第一凸台与第一凹槽的卡插配合也可实现齿冠部件2与定子齿1112的固定连接。

更进一步地，为了提高第一凸台21卡插于第一凹槽11121内的稳固性，第一凸台21可通过胶水粘固于第一凹槽11121内；或者可在齿冠部件2与定子齿1112的配合处进行加焊处理。

优选地，如图4所示，第一凹槽11121的槽底宽度L4大于其槽口的宽度L3，第一凸台21与第一凹槽11121的槽口过盈配合连接，这样，可提高第一凸台21卡插于第一凹槽11121内的稳固性，从而可防止第一凸台21轻易从第一凹槽11121内滑脱出来。

更优选地，如图4所示，第一凹槽11121的槽底和槽口通过倾斜侧壁11122过渡连接，这样，可便于第一凸台21在第一凹槽11121内的卡入安装。具体应用中，为了简化第一凹槽11121的设计加工过程，第一凹槽11121可设计为标准的燕尾槽。

具体地，定子轭1111的内壁和外壁均呈光滑圆弧形，这样，一方面可保证由定子轭1111内壁围合成的中心孔12的内壁光滑性，利于提高电机输出轴与中心孔12的配合精度，另一方面可保证嵌线槽13槽底的光滑性。利于提高定子绕组与嵌线槽13的配合精度。齿冠部件2的外壁也呈光滑圆弧形，这样，利于提高定子铁芯与外转子的配合精度。

具体地，如图2所示，冲片本体1由至少两个第一直条状构件11弯折后连接成环状，第一直条状构件11直接由钢板原材料冲制成型，第一直条状构件11包括若干个冲片单元111，一个第一直条状构件11首端的定子轭1111通过焊接方式固定连接另一个与其邻接的第一直条状构件11尾端的定子轭1111。具体加工中，先由钢板原材料冲制成具有若干个冲片单元111的第一直条状构件11，再将若干个第一直条状构件11弯折连接成一环状冲片本体1，并将两相邻第一直条状构件11的接合处通过焊接方式固定连接，这样即制成了一个环状的冲片本体1；同时，齿冠部件2也由钢板原材料单独冲制成型，最后将齿冠部件2安装固定于环状的冲片本体1上，即完成了定子冲片的生产加工过程。优选地，在冲制加工过程中，可在一块钢板原材料钢板上同时冲压两个咬合式的第一直条状构件11，即加工时一个第一直条状构件11的定子齿1112在另一个第一直条状构件11的嵌线槽13内冲压成型，这样，可减小嵌线槽13冲制成型需要冲切掉的材料量，从而可充分利用钢板原材料，进一步提高钢板原材料的材料利用率。更优选地，本实施例，冲片本体1由三个第一直条状构件11弯折连接而成，当然了，具体应用中，用于连接成冲片本体1的第一直条状构件11的数量也可是三个以上或三个以下。

具体地，由于定子轭1111的内壁和外壁均呈光滑圆弧形，故，在第一直条状构件11的具体冲制中，为了保证定子轭1111端面与定子轭1111内壁、外壁的垂直相切，可在两相邻冲片单元111的定子轭1111端面之间冲制形成一个三角形的缺口114，以使第一直条状构件11弯折后其上的两相邻冲片单元111的定子轭1111端面可更好的贴合。

进一步地，如图2和图3所示，第一直条状构件11中位于首端的定子轭1111端部和位于尾端的定子轭1111端部分别设有第二凹槽113和第二凸台112，一个第一直条状构件11的第二凸台112卡插于另一个与其邻接的第一直条状构件11的第二凹槽113内。第二凹槽113和第二凸台112的设置，一方面可为两第一直条状构件11的连接起到导向定位作用，进而可提高第一直条状构件11的连接效率；另一方面可进一步提高两相邻第一直条状构件11连接的稳固可靠性。

进一步地，本发明实施例一还提供了一种外转子电机的定子铁芯，该定子铁芯由若干个上述的定子冲片叠合而成。本实施例提供的外转子电机的定子铁芯由于采用上述的定子冲片制成，故，一方面可有效提高原材料的利用率和降低定子铁芯的材料成本，另一方面可使制成的定子铁芯的性能符合设计要求。

更进一步地，本发明实施例一还提供了一种洗衣机外转子电机，包括定子、穿设于定子中心孔12内的输出轴和套设于定子外的外转子，定子包括定子铁芯和嵌设于定子铁芯上的定子绕组，定子铁芯为上述的定子铁芯。具体地，本实施例提供的洗衣机外转子电机为外转子直流变频电机。本实施例提供的洗衣机外转子电机由于采用了上述的定子铁芯，故，在可降低电机材料成本的前提下，并有效保证电机的性能，避免由于定子铁芯加工尺寸无法满足设计尺寸导致电机电流变大、效率降低、噪音变大、振动变大等电机性能恶化的现象发生。

为了提高钢板原材料的利用率，具体生产中，冲片本体1和齿冠部件2均优选采用直条冲制方法。而我们知道，冲片本体1采用直条冲制方法直接冲制成的是直条状构件，而最终的冲片本体1应是呈环状，故在冲制成型直条状构件后，还需将直条状构件弯折环绕成环状构件。上述实施例一的环状冲片本体1是由若干个第一直条状构件11弯折连接而成的，而根据直条状构件的弯折连接方式的不同，以下提供直条状构件弯折连接成环状冲片本体的另一具体实施例二（以下主要介绍实施例二提供的方案与实施例一提供的方案的不同之处，实施例二提供的外转子的定子冲片、外转子电机的定子铁芯及洗衣机外转子电机的其他结构设置原理与实施例一的设置原理相同，以下不再详述）：

具体地，如图5所示，实施例二提供的冲片本体由一个第二直条状构件11′弯折后首尾接合成环状，第二直条状构件11′直接由钢板原材料冲制成型，第二直条状构件11′包括若干个冲片单元111′，冲片单元111′包括一个定子轭1111′和一个定子齿1112′，第二直条状构件11′首尾两端的定子轭1111′通过焊接方式固定连接。本实施例和实施例一均可达到由直条状构件弯折围合成环状冲片本体的目的，而本实施例与实施例一最大的区别在于：本实施例中只需一个第二直条状构件11′就可直接围合成符合要求的环状冲片本体1′，而本实施例一中的环状冲片本体1需要由至少两个第一直条状构件11连接而成。

进一步地，如图5所示，第二直条状构件11′中位于首端的定子轭1111′端部和位于尾端的定子轭1111′端部分别设有第三凹槽113′和与第二凹槽配合设置的第三凸台112′，第三凸台112′卡插于第三凹槽113′内。第三凹槽113′和第三凸台112′的设置，一方面可为第二直条状构件11′首尾两端的接合起到导向定位作用，进而可提高第二直条状构件11′的接合效率；另一方面可进一步提高第二直条状构件11′首尾两端连接的稳固可靠性。与实施例一不同的是：本实施例中第二直条状构件11′上的第三凸台112′直接卡插于该第二直条状构件11′上的第三凹槽113′内；而实施例一中一个第一直条状构件11上的第二凸台112卡插于另一个第一直条状构件11上的第二凹槽113内。本实施例中定子齿1112′、定子轭1111′、齿冠部件（图未示）的结构设置原理与实施例一中定子齿1112、定子轭1111、齿冠部件2的结构设置原理相同，在此不再详述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种外转子电机的定子冲片，其特征在于：包括冲片本体和齿冠部件，所述冲片本体由多个冲片单元组成，每个所述冲片单元包括一个定子轭和一个定子齿，各所述定子轭围合成供电机输出轴穿设的中心孔，各所述定子齿分别凸设于各所述定子轭的外壁上，相邻两所述冲片单元的所述定子齿侧壁和所述定子轭外壁围合成供定子绕组嵌入安装的嵌线槽；所述冲片本体和所述齿冠部件分别单独冲压成型，所述齿冠部件安装于所述定子齿的外壁上。

2.如权利要求1所述的外转子电机的定子冲片，其特征在于：所述定子齿背对所述中心孔的外壁上设有第一凹槽，所述齿冠部件上设有与所述第一凹槽配合设置的第一凸台，所述第一凸台卡插固定于所述第一凹槽内。

3.如权利要求2所述的外转子电机的定子冲片，其特征在于：所述第一凹槽的槽底宽度大于其槽口的宽度，所述第一凸台与所述第一凹槽的槽口过盈配合连接。

4.如权利要求3所述的外转子电机的定子冲片，其特征在于：所述第一凹槽的槽底和槽口通过倾斜侧壁过渡连接。

5.如权利要求1至4任一项所述的外转子电机的定子冲片，其特征在于：所述冲片本体由至少两个第一直条状构件弯折后连接成环状，所述第一直条状构件包括若干个所述冲片单元，一个所述第一直条状构件首端的定子轭通过焊接方式固定连接另一个与其邻接的所述第一直条状构件尾端的所述定子轭。

6.如权利要求5所述的外转子电机的定子冲片，其特征在于：所述第一直条状构件中位于首端的所述定子轭端部和位于尾端的所述定子轭端部分别设有第二凹槽和第二凸台，一个所述第一直条状构件的所述第二凸台卡插于另一个与其邻接的所述第一直条状构件的所述第二凹槽内。

7.如权利要求1至4任一项所述的外转子电机的定子冲片，其特征在于：所述冲片本体由一个第二直条状构件弯折后首尾接合成环状，所述第二直条状构件包括若干个所述冲片单元，所述一个第二直条状构件首尾两端的所述定子轭通过焊接方式固定连接。

8.如权利要求7所述的外转子电机的定子冲片，其特征在于：所述一个第二直条状构件中位于首端的所述定子轭端部和位于尾端的所述定子轭端部分别设有第三凹槽和与所述第三凹槽配合设置的第三凸台，所述第三凸台卡插于所述第三凹槽内。

9.一种外转子电机的定子铁芯，其特征在于：该定子铁芯由若干个如权利要求1至8任一项所述的定子冲片叠合而成。

10.一种洗衣机外转子电机，包括定子和套设于所述定子外的外转子，其特征在于：所述定子包括权利要求9所述的定子铁芯和嵌设于所述定子铁芯上的定子绕组。

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