专利名称：电机和使用该电机的洗衣机的制作方法洗衣机是一种利用洗涤水和摩擦来洗涤衣物的装置。在滚筒洗衣机中，衣物被放置于在洗衣机中侧面(sideways)定向的滚筒内，并且随着滚筒的低速转动通过衣物的上 升和下落运动来执行洗涤操作。在此，滚筒侧向放置并且其开口朝向洗衣机的前面。电机 位于洗衣机的后部以将转动力传递至滚筒。因为电机被设置在滚筒洗衣机的后侧，这增加 了洗衣机的水平长度，进而增加了洗衣机的体积。当洗衣机的体积增大时，需要较大的安装 空间，这特别是在室内空间呈高价时降低了洗衣机的用户满意度。外转子式电机可被用作为滚筒洗衣机的电机。所述电机包括定子，固定在盛水桶 后侧上并且包括多个圆形设置的线圈；以及转子，连接至滚筒并且包括圆形设置的永磁体。 在线圈与永磁体之间产生的电磁力使得转子转动。转子的转动力由电磁力的强度确定。电 磁力由永磁体的磁场的强度和通过线圈产生的电场的强度确定。因此，优选的是，使永磁体 的磁场尽可能地强并且使高电流流过线圈以产生强电场。如果电机产生的电磁力很强，则 它的尺寸无需太大。在一些传统的洗衣机中，永磁体是铁氧体磁铁，线圈由铜制成。然而，由于最近铜 价格的攀升使得这些洗衣机的制造成本显著增加。此外，因为铁氧体磁铁提供的磁场较小，所以需要较大的铁氧体磁铁来产生足够 的转动力以驱动洗衣机的滚筒。为了支撑体积较大且重量较重的永磁体，单独地在转子中 制造有用于容置永磁体的腔(pocket)，永磁体被插入到该腔中。然而，这种制造方法不仅使 注射材料的制造工艺复杂，并且由于模制工艺的难度甚至更多地增加了制造成本。此外，因 为电机的体积和质量增加了，在电机转动时转动负荷也增加，这会在电机中产生噪音和振 动。而且，由于使用的是通过注射成型来设置的单独的转子芯，存有磁通泄漏，这使得 输出下降。为了减少输出下降，转子的结构必须变得甚至更加复杂，这致使转子的机械强度 降低并且制造成本增加。
技术问题本发明的电机的一些特征在于，增加转动力，简化结构，降低制造成本，减少振动 和噪音，以及缩小体积。技术方案为了实现这些特征，如在此公开的，本发明提供一种电机，其包括定子，具有多个 铝线圈；以及转子，包括具有磁性材料的框架和附连至框架的永磁体，其中永磁体由钕制 成。永磁体可以被附连至框架的内壁，并且框架的内壁可以比永磁体更厚。线圈可以 包覆有绝缘体。框架可以由铁制成。永磁体的外表面的曲率半径可以与框架的内壁的曲率半径相同，并且在永磁体的 内表面上可以形成有多个倒棱部(chamfered portion)。此外，本发明还公开了一种洗衣机，其包括盛水桶，用于存储洗涤水；滚筒，其设 置在盛水桶内；定子，其固定在盛水桶上并且具有多个线圈；以及转子，用于使滚筒转动。 转子包括具有磁性材料的框架和设置在框架内壁上的钕磁体。线圈由比铜的电阻率更高且 密度更小的材料制成。 线圈可以由铝制成。框架的内壁可以比钕磁体厚。框架可以由铁制成。永磁体的外表面的曲率半径可以与框架的内壁的曲率半径相同，并且可以在永磁 体的内表面上形成多个倒棱部。并且，本发明还公开了一种洗衣机，其包括盛水桶，用于存储洗涤水；能转动的 滚筒，其设置在盛水桶内；定子，其固定在盛水桶上并且具有多个线圈；转子，用于使滚筒 转动；以及电机轴，其穿过定子以将滚筒与转子连接。转子包括具有磁性材料的框架和附连 至框架内壁上的永磁体。永磁体由钕制成，并且框架的内壁比永磁体厚。线圈可以由比铜的电阻率更高且密度更小的材料制成。线圈可以由被包覆的铝 (coated aluminum)制成。下面以附图和文字说明阐明本发明的一个或多个实施例的细节。在随后的文字说 明中将部分地阐明本发明的其它优点和特征，并且部分内容对于本领域技术人员而言会在 随后的审阅中变得显而易见，或可以由本发明的实践而获知。有益的技术效果与传统的电机相比，本发明的电机能够增加转动力，简化结构，降低制造成本，减 少振动和噪音，以及减小体积。图1是根据本发明实施例的连接至洗衣机的电机的剖视图。图2是图1所示的电机的立体分解图。图3是沿图2的线Ι-Γ所截取的剖视图。
首先，当洗衣机的操作循环开始时，给定子线圈42施加电流，致使定子线圈42产 生电场。线圈42的电场与永磁体52的磁场的相互作用致使转动力被施加到永磁体52上。 因为永磁体52被固定至框架51，所以整个转子5与永磁体52 —起转动。由于齿部18和54，电机轴1与转子5 —起转动而不会滑动。在转子5转动时，可 以通过安装在定子4上的霍尔传感器(未示出)精确地探测转子5的转动状态，并且可以 基于探测到的转子5的转动状态来控制施加至定子线圈42上的电流。由此，可以精确地控 制转子5的转动状态。由于电机轴1连接至滚筒46，所以滚筒46也与转子5和电机轴1 一 起转动。线圈42由铝制成，并且永磁体52由钕(Nd)制成。线圈42被绝缘体包覆以防止 线圈之间的传导。以下说明线圈42由铝制成的原因。铜、金、银和铝都是导电金属。银的电阻率约是铜的电阻率的0.94倍，金的电阻率 约是铜的电阻率的1. 39倍，而铝的电阻率约是铜的电阻率的1. 60倍。因此，在这些金属中， 银是最好的导电体。然而，铝的价格低于其它这些金属的价格，而银和金的价格使得使用这 些金属特别不实际。由于这些金属的电阻率的差别，对于铝线圈而言，在传导与铜线圈相同的电量时， 铝线圈的体积必须大于铜线圈的体积。然而，由于铜的密度约为8. 92g/cm3，而铝的密度约 为2. 70g/cm3，铝线圈的质量会小于铜线圈的质量。因此，使用铝线圈代替铜线圈可得到更 轻的电机。因为铝线圈无法传导如铜线圈一样的电流，所以必须使用更多的铝线圈来获得相 同的电传导(current conductance)。其不利之处在于增加了电机的尺寸。为了克服这个问题，使用例如NdFeB烧结物的钕磁体作为永磁体52。钕磁体的磁 性比铁氧体磁铁的磁性高，通常约为铁氧体磁铁的磁性的十倍。因此，即使通过弱电场也可以产生强大的电磁力。这使得电机中无需包括大量的铝线圈。 在上述的示例性实施例中，线圈由铝制成。然而，本发明并不限于此示例，可以使 用比铜密度更小且电阻率更高的其它金属。因为钕具有强磁性，当使用钕磁体时，可以减少线圈42的数量。此外，由于钕的强 磁性，钕磁体可以比传统的铁氧体磁铁小很多。例如，即使钕磁体的尺寸是传统磁体的一 半，它却仍可以产生两倍于传统磁体的转动力。由于钕磁体比传统磁体小很多且轻很多，因此不需要以注射物 (injectionobject)的形式设置到转子框架上的分离转子芯来支撑永磁体的重量。替代地， 永磁体可以通过粘附方式被附连且固定到框架的内表面上。由于永磁体通过直接附连的方 式被固定到由金属制成的框架上而无需使用由树脂形成的单独的转子芯，所以该永磁体没 有磁通泄漏。因此，磁场更强了，转动力增加了，电机的重量减小了，并且振动和噪音减少 了。图3是沿图2的线Ι-Γ所截取的剖视图。参照图3，钕磁体52被直接附连至框架51的圆形的内壁。永磁体52可以通过粘 附方式被固定到框架51上。为此目的，永磁体52的外表面可以被制造为具有与框架51的 内壁的曲率半径相同的曲率半径，以提高粘附强度。因为永磁体52的体积小且质量轻，所 以永磁体52可以被制造为薄板状，从而几乎没有脱离的危险。框架51被制造成具有足够的厚度，以便进入和离开永磁体52的磁通可以穿过框 架而不会泄漏。为此目的，框架51的内壁的厚度tl可以大于永磁体52的厚度t2。因此， 转子5可以通过只将永磁体52粘附至框架51的内壁而被简单地形成。此外，为了防止永磁体的磁通集中，永磁体52包括形成在磁体52的前面的前部56 和形成在磁体52的侧面的多个侧部59。在前部56与侧部59之间形成有多个倒棱部58。 通过倒棱部58可以防止磁通的集中。如上所述，线圈42不限于铝线圈。而是，可以使用比铜的密度更小且价格更低的 其它导电材料作为替换。然而，当前，就制造价格和便利性方面而言，被包覆的铝是最优选 的。如上所述，因为钕具有强磁性，磁体52可以很薄，这使得磁体52可以通过粘附被 固定到框架51的内壁上。为了提高粘附强度，可以在框架51中沿永磁体52的形状形成预 定的凹槽，并且永磁体52可以被设置在该凹槽中，以便永磁体52可以被更牢固地结合至框 架51。可选地，框架51和永磁体52可以利用预定的结合构件彼此结合。当然，就结合方法 和结构的简单化方面而言，粘附方法是优选的。可以在本发明的范围内改变衬套53和转子5的结合。例如，衬套53可以由金属而 不是树脂形成。衬套53可以通过插入到模具中借助注射成型与框架51—起形成。然而， 在考虑到结合的便利性和降低制造成本之后，优选的是，衬套53被设置为由树脂形成的单 独的构件，并且被固定到框架51上。如上所述，与传统电机相比，在此公开的电机增加了转动力，简化了结构和制造工 序，降低了制造成本，减少了振动和噪音，减小了体积，并且提高了运行可靠性。尽管已参照多个附图描述了多个实施例，但是应该理解的是，本领域技术人员能 够构思出多种不脱离本说明书的原理的精神和范围的、其他的变型和实施例。更具体地，在本说明书、附图和所附权利要求的范围内，对本发明主题的组合设置的组成部件和/或设 置的各种变型和修改是可行的。除了对组成部件和/或设置进行变化和变型之外，对于本 领域技术人员显而易见的是也可以使用可替代的应用。本说明书的一个或多个实施例在此处单独地和/或共同地引用，术语“发明”仅出 于方便的目的，而并非旨在将本申请的范围自动地限制为任意特定的发明或发明构思。此 外，尽管已经在此处示出且描述了特定实施例，应该理解的是，设计为实现相同或相似目的 的任何随后的设置可以代替示出的特定实施例。本说明书旨在覆盖多种实施例的任何及所 有随后的适配或变化。上述实施例的组合以及在此处未特别说明的其它实施例对于本领域 技术人员而言在审阅说明书时即可变得显而易见的。上述披露的主题仅用于说明，而并非限制性的，所附权利要求旨在涵盖落入本发 明的真实精神和范围内的所有这种变型、强化和其它实施例。因此，为了最大程度地符合法 律，本发明的范围由所附权利要求及其等同内容的最广泛允许的解释来确定，而并非由前 述的详细描述限定或限制。尽管已经参照多个示例性实施例对本发明进行说明，应该理解的是，已使用的词 语是用于说明和解释的词语，而不是用于限制的词语。由于本发明可以在不脱离本发明的 精神或实质特征的情况下以多种形式实施，还应该理解的是，除非特别指定，上述实施例不 受限于前述说明的任何细节。更适当地，上述实施例应该在如所附权利要求书中所限定的 本发明的精神和范围内广义地被解释。因此，如前所述和所修正的，在所附权利要求的边界 和界限内可以在不脱离本发明方案的范围和精神的情况下进行变化。


本发明公开一种电机，其包括转子和具有多个铝线圈的定子。转子包括具有磁性材料的框架和附连至框架的永磁体。该永磁体由钕制成。