200535293 九、發明說明： c發明所屬之技術領域3 本發明涉及一種縫纟刀機，它包括一基板；一其内支承 有一從動臂軸的頂臂；一連接該基板和頂臂的立柱；一由 5 —具有一轉子和一定子的電動馬達形成的從動臂軸驅動 器；該轉子具有一轉子結構和多個永磁體。 【先前技術3 可從先前的公開使用中已知這種類型的縫紉機。在裝 配電動馬達時，特別是已經在維護或修理工作中拆除該電 10 動馬達以後，故障會反覆出現，使得該電動馬達不能運行 或甚至被毀壞。 【發明内容】 本發明的一個目的是，改進開始所述類型的縫紉機， 以簡化電動馬達的裝配。 15 根據本發明，通過這樣一種縫紉機來實現該目的，在 該縫紉機中永磁體容納在轉子結構上互補的凹部内，該凹 部形狀是不對稱的，從而使每個永磁體都以一種確定的磁 性取向容納在配置給它的凹部中。 根據本發明，已經發現電動馬達裝配中的差錯是由於 20 沒有將永磁體以一給定的磁性取向插入轉子結構而産生 的。然而，爲正確安裝電動馬達，永磁體的一給定的磁性 取向次序是不可缺少的。根據本發明的與永磁體互補的凹 部的不對稱設計保證了永磁體只能以唯——個的磁性取向 插入所述凹部。這可避免錯誤地給轉子結構設置任何帶有 5 200535293 不正確磁性取向的永磁體。電動馬達的裝配也被大大簡化。 每個凹部都經由一開孔通向轉子結構的至少一個前側 的構型允許從前面將永磁體插入轉子結構。因此，即使轉 子已經與定子安裝在一起也可更換永磁體。 5 如果所述凹部（分別）具有一相應的與在相關聯的永磁 體上形成的互補凹槽相接合的突出部，以及如果所述凹部 具有一與在相關聯的永磁體上形成的互補突出部相接合的 凹槽，則可容易地實現永磁體和互補凹槽的實施形式。一 不對稱佈置的單個凹槽或突出部即可確保永磁體在相關聯 10 的凹部中的一給定取向。不同的實施形式可設置多個凹槽 或突出部，以便加強這種給定的磁性取向。 扁平的長方體形式的永磁體一其磁極設置爲該永磁體 内的磁力線在表面積最大的兩個側壁之間垂直延伸一使得 電動馬達的結構和裝配變得簡單，並具有確定的磁力線分 15 佈。 將所述突出部或凹槽設置成使其在永磁體的兩個最大 的側壁之一中延伸，這將使得對磁力線分佈的干涉盡可能 地少。 圖式簡單說明 20 從下面結合附圖對本發明示例性實施例的說明中，本 發明的細節將顯而易見，其中： 第1圖是由操作者觀察的一縫紉機的側視圖； 第2圖是第1圖中線II-II上的剖視圖； 第3圖是第2圖中線III-III上的放大的細部視圖； 6 200535293 第4圖是拫據第1至3圖的縫紉機手輪的放大的透視圖； 第5圖是第4圖中手輪的另一透視圖； 第6圖是第3圖中線VI-VI上的放大的剖視圖； 第7圖疋第6圖中所示臂軸驅動馬達的轉子結構放大 5 圖； 第8圖疋臂軸驅動馬達的轉子中永磁體的正視圖； 第9圖是拫據第8圖的永磁體的透視圖； 第10圖是第6圖中視圖的細部放大圖； 弟11图义第3圖中線XI-XI上的放大的剖視圖； 弟°义考轴驅動馬達的定子結構的正視圖；和 第13圖爲縫紉機另一實施例的與第3圖類似的視圖。 【實施"冷式】 較佳實施例之詳細說明 第1至13圖中所示縫紉機丨包括一殼體形式的基板2、一 15頂臂3和一連接這兩部分的立柱4。該縫紉機1的總體形狀爲 C形。頂臂3内支承有一臂軸5，通過該臂軸5借助於一曲柄 驅動器（未示出）驅動一帶有一針7的針桿6上下往覆運動。臂 軸5通過一（皮）帶傳動裝置8和一容納在基板2内的軸9致動 一容納在基板2内並配設給針7的線鈎（未示出）。 20 一凸緣部10在帶傳動裝置8的高度處設置在臂軸5上。 臂軸5經由凸緣部10不可轉動地連結到一臂軸驅動馬達12 的一與該臂軸對齊的驅動軸11上。在凸緣部10附近，通過 一軸向/徑向軸承12a安裝所述驅動軸丨丨。一手輪14設置在驅 動轴11的一自由纟而13上並通過一徑向螺检15不可相對轉動 200535293 地與驅動軸11連接。所述徑向螺栓15旋入一也設置在驅動 軸11的自由端13上的手輪支承結構16中。手輪14和手輪支 承結構16通過總共三個緊固螺栓π旋擰在一起，所述緊固 螺栓17在繞驅動軸11的一縱向軸線18的周向上分佈並與所 5 述軸線平行地延伸。 第4和5圖示出手輪14的放大的透視圖。手輪14的一操 作區段19設計爲一可從外部自由接近的周向卷邊(c〇nar)， 該操作區段19出自該手輪14的一圓柱狀外部限定壁20。在 手輪14的外部限定壁2〇和一與外部限定壁隔開的内部限定 10 壁21之間設有一用於冷卻臂軸驅動馬達12的風扇葉輪22。 該風扇葉輪22共有十二個扇葉23。風扇葉輪22容納在手輪 14中。限定壁21、22之間限定有一環形空腔，扇葉23部分 地設置在該空腔中。每個扇葉23都與内部限定壁22和外部 限定壁21—體地連接在一起。所述扇葉23在其一體地過渡 15到外部限定壁20的一端部24的位置處設置成相對於徑向表 面朝縱向軸線18傾斜一角度；所述端部24設置在操作區段 19中’並以圓頂形向外逐漸變細。扇葉23隨著向内的延伸 而在端部24内彎曲，從而這樣形成一向内的弓部25，即該 弓部25的内端部相對於縱向軸線18近似徑向地延伸。 20 從繞縱向軸線18的周向上看，每隔三個扇葉23就有一 個扇葉具有一一體形成在其上的螺栓通道26，當手輪14已 經安裳後每個螺栓通道26都保持所述三個緊固螺栓27中的 個在朝向驅動馬達12的方向上’扇葉23徑向向内延伸， 從而一體地過渡到手輪丨4的内部限定壁21。内部限定壁21 8 •200535293 朝向驅動馬達12錐形地擴展。一作爲内部限定壁21的一部 分的旋裝壁27面貼合地貼靠在手輪支承結構16的一周向凸 台28上。周向凸台28上設有用於旋進緊国嫘栓17的螺紋 部。内部限定壁21的自由端與扇葉23的從所述内部限定壁 5 上突出的端部一起朝驅動馬達12貼靠在一導向罩29上，該 導向罩29同樣不可轉動地連接在驅動軸11上。 在導向罩29的南度處，一具有多個位置標f志的定位輪 30連接到驅動軸11上。定位輪3〇在周向區域伸入一固定安 裝在殼體上的旋轉信號發送器31的感測器槽中。旋轉信號 10 發送器31將驅動軸11的暫態旋轉位置的位置資訊發送給縫 紉機1的一控制系統(未示出）。旋轉信號發送器31緊固在一 固疋在殼體上的保持板32上。沿驅動轴丨丨向内一即朝向臂 軸5，在保持板32的下游設有驅動馬達12的定子33。保持板 32具有一用於驅動軸11的通道34。 15 定子33位於一馬達殼體36的一中空的圓柱狀凹部35 内，邊馬達殼體36是縫紉機殼體的一部分並完全設置在其 中。馬達殼體36—體形成在縫紉機殼體中。馬達殼體36包 括夕個平行於縱向軸線18的空氣通道π，所述空氣通道P 在周向上圍繞定子33分佈並與定子33靠近。第2圖的剖視圖 2〇爲空氣通道37的正視圖。所述空氣通道設計成馬達殼體36 朝向定子33的内壁上的縱向凹槽的形式。第3圖的剖視圖中 的虛線概略地示出空氣通道37的輪廓。朝向風扇葉輪22的 二氣通道37經由保持板32高度處的通孔38與環形空腔相 連°亥環形空腔在外側由手輪14的外部限定壁2〇限定，在 9 200535293 内側由内部限定壁21和導向罩29限定。所述環形空腔用於 引導風扇葉輪22和空氣通道37之間的冷卻空氣。_空氣 通道37的另一端在凸緣部1〇附近通入縫紉機丨的内部。 定子33的縱向尺寸小於馬達殼體36的縱向尺寸。金屬 5片條38a防止空氣通道37在定子33的兩側經由所述空氣通 道37超過定子33伸出的部分與兩個環形連接腔邛連通。這 防止灰塵進入臂軸驅動馬達12。轉子4〇本身不可轉動地連 接到驅動軸11上。在第3圖中轉子結構41的右側，一環狀包 園驅動軸11的平衡體40a不可轉動地與驅動軸u連接。平衡 !〇醴40a配備有用於使驅動軸η平衡的配平重物（未示出）。轉 子40的轉子結構41共包括四個分別設計成用來保持一永 磁體46的凹部42至45。轉子結構41的凹部“至“經由各自 的一開孔45a通至轉子40的前側。轉子40安裝好以後，開孔 45a在第3圖的左側被驅動軸丨丨的一臺階部封閉，而在第3圖 15 的右側被平衡體40a封閉。 第8和9圖中示出一永磁體46。該永磁體46設計爲一扁 乎的長方體，所述永磁體的磁極設置成使得在永磁體46内 磁力線在該永磁體46表面積最大的兩個側壁47、48之間垂 直延伸。永磁體46的S極和N極之間的磁力線路徑由第8圖中 2〇 的箭頭49概略示出。該路徑限定永磁體46的磁性取向。 第8圖上部所示的永磁體46的側壁47具有一底部爲拱 形或圓弧形的縱向凹槽50。每個凹部42至45都包括一突出 的並與凹槽50互補的縱向突出部51。由於該凹槽-突出部組 合，只能以使永磁體的N極面向縱向突出部51的方式將永磁 200535293 體46推入凹部42至45之一。因此，只能以一種確定的磁陵 取向將永磁體46插入相關聯的凹部42至45。 作爲所示實施例的可選方案，可設想永磁體46和凹部 42至45的其他不對稱而互補的設計，以癌保每個永磁㈣私 5 都以一種確定的磁性取向容納在相關聯的凹部42至45中 例如，永磁體46可具有一與凹部42至45中互補的凹槽相接 合的突出部。可通過永磁體和凹部的橫截面幾何形狀來庐 得所述永磁體和凹部的互補的且不對稱的組合的設計方 案，所述橫截面形狀在垂直於永磁體插入方向的方向上是 10互補的，而當將永磁體沿插入方向轉動180。時就不能相互 配合插入。 如第6和7圖所示，四個永磁體46設置在空心圓柱狀轉 子結構41内的凹部42至45内，並在繞縱向軸線18的周向上 相隔90。放置，使得永磁體46表面積最大的側壁47、48與由 15轉子結構41的外壁52規定的一圓柱面的弦平面（ch〇rdai plane)重合。在按第6和7圖的轉子結構41的定向中位於上部 和下部的凹部42、44的縱向突出部51對中地設置在外側， 而另兩個凹部43、45的縱向突出部對中地設置在内側。 由於永磁體46的長方體形狀以及互補的凹部42至45， 20 以及由於所述凹部42至45在轉子結構41中的弦線式佈置， 永磁體46的外邊緣53與轉子結構41的外璧相鄰。共存在八 個這種類型的邊緣53。轉子結構41的與所述邊緣53相鄰的 外壁52的區域内設有凹入的縱向凹部54。共有八個縱向凹 部54。每個縱向凹部54分配給所述八個邊緣53中的一個。 11 200535293 縱向凹部54平行於縱向軸線18地沿整個轉子結構41縱 ‘ 向延伸。縱向凹部54設計成底部形狀爲拱形或圓弧的凹 槽。它們的深度T相當於轉子結構41在縱向凹部54和凹部42 • 至45之間所保留部分的厚度8(見第7圖）。 5 在第3、6、11和12圖中示出驅動馬達12的其他設計。 定子33的一定子結構55包括總共12個極靴56，它們在繞縱 向轴線18的周向上規則分佈地並包圍轉子結構41的外壁 52。勵磁繞組57配設給極靴56(見第3圖）。 • 定子33的極勒：56數量是永磁體46的三倍。可選地，可 10 設計不同數量的極勒:和不同數量永磁體。優選使極勒:的數 量超過永磁體的數量。例如極轨的數量可爲永磁體數量的 ， 兩倍。 第11圖的放大視圖示出將定子結構55安裝到馬達殼體 36上的細節。定子結構55的端側包括三個凸緣部58，所述 凸緣部58在繞縱向軸線18的周向上規則地分佈並超過定子 結構55徑向突出。每個凸緣部58具有一通孔59。將一緊固 • 螺栓6〇推入各通孔59 ;所述緊固螺栓被旋入馬達殼體36内 一平行於縱向軸線18的螺栓通道。第3圖的剖視圖中未示出 由下部緊固螺栓60所進行的緊固。 20 驅動馬達12内穿過定子33和轉子40的磁通量在第1〇圖 中由兩條磁力線a、b示例性地示出。閉合的磁力線b完全處 在閉合的磁力線a内。下面將對與永磁體46中所示的箭頭49 相對應的磁通量方向上的磁力線a、b的分佈進行說明： 進入轉子結構41的磁力線a、b穿過永磁體46中裝在凹 12 200535293 部42内的第一磁體。該永磁體46的磁極性使得其磁通量的 向内指向轉子結構41中。離開該第一永磁體46的磁力線a、 b繼而拱形地穿過轉子結構41，然後從内側進入第1〇圖中左 側的相鄰的永磁體46。所述永磁體位於凹部45内，其礙植 5 性使得其磁通量49從轉子結構41指向外部。這兩條礤力線 a、b在第二永磁體的邊緣53區域離開該第二永磁體。由於 這裏設置在外壁52上的縱向凹部54,内部磁力線b穿過轉子 結構41和定子結構55之間的中間空間的一因該縱向凹部& 而增大的氣隙。與不設縱向凹部54的邊緣區域53中的磁通 10 量相比，該縱向凹部54使得磁力線a、b間的距離增大。由 於縱向凹部54，磁力線a、b間的距離在基本上與是否在邊 緣區域53中穿過轉子結構41和定子結構55間的中間空間或 是否距其有一定距離地穿過無關。因此，與外壁52的其他 部分相比，所述縱向凹部54事實上防止了或很大程度上減 15 少了邊緣區域5 3内磁通量的增加。隨著磁力線a、b的前行， 所述磁力線a、b經由一第一極勒：56進入定子結構55，然後 通過右側相鄰的極靴56離開定子結構。 在驅動馬達12的停止狀態下，即不向勵磁繞組5 7供電 時，縱向凹部54附近的所述磁通密度的均勻化使得在定子 20 33中能容易地繞縱向軸線18手動將轉子40轉動到一特定的 相對角位置。在轉子40相對於定子33的一角位置處一其中 特定邊緣53與極靴56相鄰，與其他角位置相比不需要手動 克服特別高的轉動力矩。在驅動馬達丨2停止狀態下，都不 會發生對轉子40從該轉子40相對於定子33的一手動設定位 13 200535293 置到一由場通量不均勻化引起的重新定位的位置的任何調 /r/r 即° 在.驅動馬達12運行時，通過集成在手輪14中的風扇葉 輪22將冷卻空氣從外部經由限定壁20、21和空氣通道37之 5間的壞形空間供應到定子33。冷卻空氣沿整個空氣通道37 在外部在定子結構55上流過。從而直接、有效地冷卻定子 33並間接、有效地冷卻轉子4〇。 第13圖示出縫紉機1的另一實施例。下面將僅對該實施 例與第1至12圖所示縫紉機實施例的不同之處進行說明。與 1〇結合第1至12圖所述部件相對應的部件具有相同的參考標 號，並將不再詳細解釋。 弟3圖的貫施例具有一貫通的臂轴61，而不是第1至I〕 圖的設計所示的與臂軸對齊的驅動軸。在第3圖左側所示的 一對應於第1至12圖的實施例中的臂軸5的臂軸段62中，第 15 13圖的臂車由61具有與第1至12圖中的臂軸5相同的厚度。在 軸向/徑向軸承12a的高度處 ，臂軸61通過一臺階63變細。在 第13圖右側與臺階63相鄰的另一臂軸段64對應於根據第丄 至12圖的實施例的驅動軸11。該臂軸61在凸緣部1〇和驅動 馬達12附近設置於一承載套65中。承載套65的外輪廓對應 20於苐1至12圖的實施例中驅動軸11的外輪腐。該承載套&不 可轉動地與臂軸61連接。承載套65支承著不可轉動地與其 連接的轉子40。 C圖式簡單說明】 第1圖是由操作者觀察的一縫紉機的側視圖； 14 200535293 第2圖是第1圖中線ΙΙ-ΙΙ上的剖視圖； 第3圖是第2圖中線ΙΙΙ-ΙΙΙ上的放大的細部視圖； 第4圖是根據第1至3圖的縫紉機手輪的放大的透視圖； 第5圖是第4圖中手輪的另一透視圖； 5 第6圖是第3圖中線VI-VI上的放大的剖視圖； 第7圖是第6圖中所示臂軸驅動馬達的轉子結構放大 圖 第8圖是臂軸驅動馬達的轉子中永磁體的正視圖； # 第9圖是根據第8圖的永磁體的透視圖； 10 第10圖是第6圖中視圖的細部放大圖； 第11圖是第3圖中線ΧΙ-ΧΙ上的放大的剖視圖； ’ 第12圖是臂軸驅動馬達的定子結構的正視圖；和 第13圖爲縫紉機另一實施例的與第3圖類似的視圖。 【主要元件符號說明】 1…縫紉機 2 基板
6 9 頂臂 11…驅動軸 12…驅動馬達 12a···軸向/徑向軸承 主柱 臂軸 針桿 針 帶傳動裝置 軸 10…凸緣部 13…自由端 14…手輪 15…徑向螺栓 16…手輪支承結構 17…緊固螺栓 18…縱向軸線 19…操作區段 15 200535293
20…外部限定壁 21…内部限定壁 22…風扇葉輪 23…扇葉 24…端部 25…弓部 26…螺栓通道 27…緊固螺栓 28…周向凸台 29…導向罩 30…定位輪 3l···發送器 32…保持板 33…定子 34…通道 35…圓柱狀凹部 36…馬達殼體 37…空氣通道 38···通孔 39…環形連接腔 40…轉子 40a···平衡體 41…轉子結構 42-45···凹部 45a…開孔 46…永磁體 47,48···側壁 49…箭頭 50…凹槽 51…縱向突出部 52…外壁 53…外邊緣 54…凹部 55…定子結構 56…極萃化 57…勵磁繞組 58…凸緣部 59…通孔 60…緊固螺栓 61…臂轴 62…臂軸段 63…台階 65…承載套 16