專利名稱：永磁馬達及洗滌機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在轉子的鐵芯內部具備多種永久磁鐵的永磁馬達及洗滌機。
背景技術：
在這種永磁馬達中，希望根據由該永磁馬達驅動的負荷(例如滾筒式洗滌干燥機的滾筒)適當地調整與定子繞線交鏈的永久磁鐵的磁通量(交鏈磁通量)。但是，一般在永磁馬達中具備的永久磁鐵由1種構成，因而，永久磁鐵的磁通量總為一定。在此情況下，如果例如僅由頑磁力較大的永久磁鐵構成，則高速旋轉時的永久磁鐵帶來的感應電壓變得極高而有可能導致電子零件的絕緣破壞等。另一方面，如果僅由頑磁力較小的永久磁鐵構成，則低速旋轉時的輸出下降。所以，例如在專利文獻1所記載的永磁馬達中，在轉子的鐵芯內部配設頑磁力不同的兩種永久磁鐵，通過由電樞反作用帶來的外部磁場(通過流到定子繞線中的電流產生的磁場)使其中的頑磁力較小的永久磁鐵的磁化狀態(tài)減磁或增磁，來調整永久磁鐵的磁通量。專利文獻1 日本特開2009-284746號公報但是，在專利文獻1所記載的永磁馬達中，例如在將轉子的鐵芯分開形成的情況下，在頑磁力較小的永久磁鐵的磁化為減磁狀態(tài)的情況和增磁狀態(tài)的情況下，鐵芯間的磁通不同，所以有發(fā)生馬達的噪聲的情況。

發(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的，其目的是提供一種不論頑磁力較小的永久磁鐵的磁化是減磁狀態(tài)還是增磁狀態(tài)、都不給轉子的鐵芯間的磁通帶來影響的永磁馬達以及具備該永磁馬達的洗滌機。實施方式所涉及的永磁馬達，其特征在于，具備定子，具有卷繞著繞線的多個齒； 以及轉子，將多個分割鐵芯沿周向配置而形成大致環(huán)形狀，在各個分割鐵芯上具有插入永久磁鐵而形成磁極的多個磁鐵插入口，可相對于上述定子旋轉地被設置；在上述磁鐵插入口中的上述分割鐵芯彼此的邊界附近的磁鐵插入口中插入有頑磁力相對較大的永久磁鐵， 在上述邊界附近以外的磁鐵插入口中插入有至少1個頑磁力相對較小的永久磁鐵。


圖1是概略地表示有關本發(fā)明的實施例1的永磁馬達的整體結構的立體圖。圖2是將轉子的一部分放大表示的立體圖。圖3是將轉子及定子的一部分展開為直線狀表示的概略示意圖。圖4是概略地表示洗滌機的內部結構的縱剖側視圖。圖5是概略地表示永磁馬達的電氣連接的框圖。標號說明
在附圖中，1表示永磁馬達，3表示轉子，11表示轉子鐵芯，IlA表示分割鐵芯，Ila 表示凸部，lib表示磁鐵插入口，12a表示低頑磁力磁鐵，12b表示高頑磁力磁鐵，21表示洗滌機，42表示控制電路部(控制部)。
具體實施例方式(第1實施方式)以下，參照圖1至圖5對本發(fā)明的第1實施方式進行說明。圖1是概略地表示永磁馬達1(外轉子型無刷馬達)的整體結構的立體圖。永磁馬達1包括定子2和設在其外周的轉子3。定子2包括在外周部具有以放射狀突出的多個齒如的定子鐵芯4、和卷裝在各齒 4a上的定子繞線5。定子鐵芯4是將通過將沖切形成的作為軟磁性體的硅鋼板層疊多片且斂縫而形成的多個鐵芯4A、通過使形成在一個端部上的卡合凸部相互插入卡合到形成在另一個端部上的卡合凹部中而連結形成的。定子鐵芯4的表面除了在與轉子3的內周面之間形成空隙的外周面(各齒如的前端面)以外，被PET樹脂(模制樹脂)覆蓋。此外，由該 PET樹脂構成的多個安裝部6 —體地成形在定子2的內周部上。在這些安裝部6上設有多個螺孔，通過將這些安裝部6螺紋緊固，將定子2在此情況下固定到洗滌機21的水槽25 (參照圖4)的背面上。定子繞線5由三相構成，卷裝在各齒如上。轉子3如圖1及圖2所示，為將框架10、轉子鐵芯11、和頑磁力不同的多種永久磁鐵12通過未圖示的模制樹脂一體化的結構?？蚣?0通過將作為磁性體的例如鐵板進行沖壓加工而形成為扁平的有底圓筒狀，具有圓形的主板部、和從該主板部的外周部經由臺階部豎起的環(huán)狀的周側壁。在主板部的中心部，設有用來安裝旋轉軸的軸安裝部16。轉子鐵芯11是將大致沖切形成為環(huán)狀的作為軟磁性體的硅鋼板層疊多片并斂縫而形成的，配置在框架10的周側壁的內周部上。該轉子鐵芯11的內周面(與定子的外周面(定子鐵芯4的外周面)對置、在與該定子鐵芯4之間形成有空隙的面)形成為具有朝向內側以圓弧狀突出的多個凸部Ila的凹凸狀。在這些多個凸部Ila的內部，分別形成有一個將轉子鐵芯11在軸向(硅鋼板的層疊方向)上貫通的矩形狀的磁鐵插入口 11b，為將這些多個磁鐵插入口 lib以環(huán)狀配置在轉子鐵芯11上的結構。永久磁鐵12是例如低頑磁力的永久磁鐵(以下稱作“低頑磁力磁鐵12a”)和高頑磁力的永久磁鐵(以下稱作“高頑磁力磁鐵12b”)的兩種永久磁鐵，通過插入在轉子鐵芯11的磁鐵插入口 lib中，使轉子鐵芯11的凸部Ila成為磁極(參照圖3)。低頑磁力磁鐵1 是頑磁力較低的例如釤鈷(釤-鈷)磁鐵(釤鈷磁鐵的頑磁力是350kA/m以下)。 高頑磁力磁鐵lib是頑磁力較高的例如釹磁鐵(釹磁鐵的頑磁力是700kA/m以上)。另外， 所謂釤鈷磁鐵是低頑磁力磁鐵12a、釹磁鐵是高頑磁力磁鐵12b，在使電樞反作用帶來的外部磁場(通過流過定子繞線5的電流產生的磁場)從定子2 (定子繞線幻作用的情況下， 在能夠使釤鈷磁鐵的磁化量變化之程度的電流下釹磁鐵的磁化量不變化的基準中，將釤鈷磁鐵稱作低頑磁力磁鐵12a，將釹磁鐵稱作高頑磁力磁鐵12b。在圖3中表示轉子鐵芯11的結構及永久磁鐵12的配置。圖3是將轉子3及定子 2的一部分以直線狀表示的概略示意圖。將多個分割鐵芯IlA通過使形成在一個端部上的卡合凸部13a相互插入卡合到形成在另一端部上的卡合凹部13b中而連結形成。通過將該分割鐵芯IlA組合6個而形成轉子鐵芯11。分割鐵芯IlA如圖2所示，具有分別形成磁極的8個凸部11a，在各8個磁鐵插入口 lib中插入配置低頑磁力磁鐵1 或高頑磁力磁鐵 12b以使其分別交替成為N極和S極的磁極而構成。這里，在分割鐵芯IlA的兩端部的磁鐵插入口 lib中配置高頑磁力磁鐵12b，在兩端部以外的至少一個磁鐵插入口 lib中配置低頑磁力磁鐵12a。例如，從分割鐵芯IlA的一側(左側)觀察，在第4個磁鐵插入口 lib中配置低頑磁力磁鐵12a，在其他磁鐵插入口 lib中配置高頑磁力磁鐵12b。具體而言，以高頑磁力磁鐵12b( “大N”)、高頑磁力磁鐵12b( “大S”)、高頑磁力磁鐵12b( “大N”)、低頑磁力磁鐵12a( “小S”)、高頑磁力磁鐵12a( “大N”)、高頑磁力磁鐵12a( “大S”)、高頑磁力磁鐵 12a( “大N”)、高頑磁力磁鐵12a( “大S”)的順序配置。其他分割鐵芯IlA也同樣，依次配置低頑磁力磁鐵12a和高頑磁力磁鐵12b。接著，對具備如上述那樣構成的永磁馬達1的洗滌機21的結構進行說明。圖4是概略地表示洗滌機21的內部結構的縱剖側視圖。形成洗滌機21的外殼的外箱22在前面具有以圓形狀開口的洗滌物出入口 23，該洗滌物出入口 23被門M開閉。在外箱22的內部，配置有背面被封閉的有底圓筒狀的水槽 25，在該水槽25的背面中央部，通過用螺紋緊固而固接著上述永磁馬達1(定子幻。該永磁馬達1的旋轉軸26的后端部(在圖4中右側的端部)固定在永磁馬達1 (轉子幻的軸安裝部16上，前端部(在圖4中左側的端部)突出到水槽25內。在旋轉軸沈的前端部上， 固定著背面被封閉的有底圓筒狀的滾筒27，以使其相對于水槽25為同軸狀，該滾筒27通過永磁馬達1的驅動而與轉子3及旋轉軸沈一體地旋轉。另外，在滾筒27上，設有空氣及水能夠流通的多個流通孔觀、和用來進行滾筒27內的洗滌物的刮起及揉開的多個擋板四。在水槽25上連接著供水閥30，如果將該供水閥30開放，則向水槽25內供水。此外，在水槽25上連接著具有排水閥31的排水軟管32，如果將該排水閥31開放，則將水槽 25內的水排出。在水槽25的下方，設有向前后方向延伸的通風管道33。該通風管道33的前端部經由前部管道34連接到水槽25內，后端部經由后部管道35連接到水槽25內。在通風管道33的后端部設有送風風扇36，通過該送風風扇36的送風作用，將水槽25內的空氣如箭頭所示那樣從前部管道；34送到通風管道33內、通過后部管道35送回到水槽25內。在通風管道33內部的前端側配置有蒸發(fā)器37，在后端側配置有冷凝器38。這些蒸發(fā)器37及冷凝器38與壓縮機39及節(jié)流閥(未圖示)一起構成熱泵40，在通風管道33 內流動的空氣被蒸發(fā)器37除濕并被冷凝器38加熱、被循環(huán)到水槽25內。在外箱22的前面、位于門M的上方而設有操作面板41，在該操作面板41上設有用來設定運轉路線等的多個操作開關(未圖示)。操作面板41連接在以微型計算機為主體構成、控制滾筒式洗滌干燥機21的整體運轉的控制電路部42 (相當于控制部)上，該控制電路部42按照經由操作面板41而設定的內容，一邊控制永磁馬達1、供水閥30、排水閥 31、壓縮機39、節(jié)流閥等的驅動，一邊執(zhí)行各種運轉過程。此外，在永磁馬達1中，在對置于永久磁鐵12的部分上，配置有檢測該永久磁鐵 12的磁力的磁傳感器43 (參照圖5)。該磁傳感器43安設在被安裝于定子2側的電路基板 (未圖示)上。如圖5所示，控制電路部42基于來自該磁傳感器43的檢測信號運算轉子3的旋轉位置。并且，通過對應于該運算結果的門極驅動信號G，驅動將6個IGBTMa(在圖7 中僅圖示了兩個)三相橋接而成的逆變器電路44，一邊控制定子繞線5的通電一邊使轉子 3旋轉。接著，對如上述那樣具備永磁馬達1的洗滌機21的作用進行說明。如果控制電路部42動作而逆變器電路44向定子繞線5通電，則由電樞反作用帶來的外部磁場(通過流過定子繞線5的電流產生的磁場)作用在轉子3的永久磁鐵12a、 12b上。并且，這些永久磁鐵12a、12b中的高頑磁力磁鐵12b的磁化狀態(tài)不變化、而低頑磁力磁鐵12a的磁化狀態(tài)通過該電樞反作用帶來的外部磁場而被減磁或增磁。由此，能夠使交鏈于定子繞線5的磁通量(交鏈磁通量)增減。所以，在本實施方式中，控制電路部42 通過控制定子繞線5的通電，將低頑磁力磁鐵1 的磁化狀態(tài)按照運轉行程(洗滌行程、脫水行程、干燥行程)切換而執(zhí)行。即，控制電路部42具有磁化量控制機構。這里，對各運轉行程中的動作內容依次說明。首先，洗滌行程中，控制電路部42將供水閥30開放而對水槽25內進行供水，接著使?jié)L筒27旋轉而進行洗滌。在該洗滌行程中，為了將含有水的洗滌物刮起而需要使?jié)L筒27 以高轉矩旋轉，但旋轉速度是低速就可以。所以，控制電路部42控制由逆變器電路44進行的定子繞線5的通電，以使低頑磁力磁鐵12a的磁化狀態(tài)增磁。由此，作用在定子繞線5上的磁通量變多(磁力變強)，所以能夠使?jié)L筒27以高轉矩低速度旋轉。接著，在脫水行程中，控制電路部42將排水閥31開放而將水槽25內的水排出，接著通過使?jié)L筒27高速旋轉而將洗滌物中含有的水分脫水。在該脫水行程中，為了提高脫水效率而需要使?jié)L筒27以高速旋轉，但轉矩也可以較小。所以，控制電路部42控制由逆變器電路44進行的定子繞線5的通電，以使低頑磁力磁鐵12a的磁化狀態(tài)減磁。由此，作用在定子繞線5上的磁通量變少(磁力變弱)，所以能夠使?jié)L筒27以低轉矩高速度旋轉。最后，在干燥行程中，控制電路部42通過驅動送風風扇36及熱泵40并使?jié)L筒27 旋轉，進行洗滌物的干燥。在該干燥行程中，控制電路部42為下次的洗滌行程準備，控制由逆變器電路44進行的定子繞線5的通電，以使低頑磁力磁鐵12a的磁化狀態(tài)增磁。由此， 能夠成為使作用在定子繞線5上的磁通量變多的狀態(tài)，在下次的洗滌行程中能夠容易使?jié)L筒27以高轉矩低速度旋轉。如以上說明過的那樣，根據本實施方式的永磁馬達1，通過用電樞反作用帶來的外部磁場使頑磁力不同的兩種永久磁鐵12a、12b中的低頑磁力磁鐵1 的磁化狀態(tài)減磁或增磁，能夠進行對應于驅動的負荷(在本實施方式中是洗滌機21的滾筒27)的永久磁鐵12 的磁通量的調整。由此，能夠適當地改變永久磁鐵12的磁通量，能夠防止高速旋轉時的絕緣破壞及低速旋轉時的輸出下降等。此外，插入配置在分割鐵芯IlA的兩端部的磁鐵插入口 lib中的永久磁鐵12為高頑磁力磁鐵12b，在兩端部以外的磁鐵插入口 lib中配置低頑磁力磁鐵12a。由此，在分割鐵芯IlA的兩端部沒有低頑磁力磁鐵12a，所以低頑磁力磁鐵1 成為增磁狀態(tài)、減磁狀態(tài)時的分割鐵芯IlA間的磁通不變化。由此，能夠抑制永磁馬達1的振動、噪聲。此外，根據本實施例的結構，由于將低頑磁力磁鐵12a的配置以盡量遠離兩端部的狀態(tài)形成，所以能夠進一步抑制分割鐵芯IlA間的磁通的變化。此外，在各分割鐵芯IlA中，由于使低頑磁力磁鐵12a與高頑磁力磁鐵12b的配置為一定，所以能夠使永磁馬達1的制造簡單化，并且能夠使旋轉中的空隙磁通密度的變化為一定，能夠進行變動較少的旋轉。此外，由于在各分割鐵芯IlA中低頑磁力磁鐵12a的配置相同，所以能夠容易地使低頑磁力磁鐵12a的磁化狀態(tài)高效率地變化。(其他實施方式)本發(fā)明并不僅限定于上述各實施方式，能夠如以下這樣變形或擴展。設分割鐵芯IlA的磁極數(凸部Ila的數量)為8個、分割鐵芯IlA的數量為6 個而進行了記載，但并不限定于此，只要在分割鐵芯IlA的兩端部的磁鐵插入lib中配置有高頑磁力磁鐵12b，其數量可以任意地設定。分割鐵芯IlA的永久磁鐵12的配置并不限定于上述實施例，只要在分割鐵芯IlA 的端部的磁鐵插入lib中配置高頑磁力磁鐵12b，可以采用各種形態(tài)。例如，在實施例1中， 將低頑磁力磁鐵1 配置在距分割鐵芯IlA的兩端部起最遠的部分中，但只要不配置在分割鐵芯IlA的兩端部的磁鐵插入lib中，配置在哪個磁鐵插入lib中都可以。此外，雖作為了各分割鐵芯IlA的低頑磁力磁鐵12a的配置在各分割鐵芯IlA中是相同位置的實施例， 但在各個分割鐵芯IlA中配置也可以不同。此外，雖作為了各分割鐵芯IlA的低頑磁力磁鐵1 被配置有一個的實施例，但也可以配置有多個。此外，在各分割鐵芯IlA中配置多個低頑磁力磁鐵1 的情況下，既可以將低頑磁力磁鐵1 與高頑磁力磁鐵12b交替地配置， 也可以將低頑磁力磁鐵1 連續(xù)配置。為了容易進行低頑磁力磁鐵12a的磁化狀態(tài)變化， 在低頑磁力磁鐵12a的至少一個的旁邊配置高頑磁力磁鐵12b是優(yōu)選的。另外，設低頑磁力磁鐵12a為釤鈷磁鐵、高頑磁力磁鐵12b為釹磁鐵，但并不限定于這些。即，只要是以在使電樞反作用帶來的外部磁場(通過流過定子繞線5的電流產生的磁場)從定子2(定子繞線幻作用的情況下、在能夠使低頑磁力磁鐵12a的磁化量變化之程度的電流下、高頑磁力磁鐵12b的磁化量不變化的基準，選擇低頑磁力磁鐵1 和高頑磁力磁鐵12b就可以，可以采用任意的永久磁鐵。例如，作為低頑磁力磁鐵12a，也可以采用鋁鐵鎳鈷磁鐵、鐵素體磁鐵、頑磁力較小的釹磁鐵等。此外，作為高頑磁力磁鐵12b，也可以采用頑磁力較大的釤鈷磁鐵等。此外，永久磁鐵12并不限定于兩種，也可以由頑磁力為大、中、小的3種永久磁鐵構成，也可以由4種或5種等多種永久磁鐵構成。在此情況下，也通過將頑磁力相對較大的永久磁鐵配置在分割鐵芯IlA的兩端部，能夠將分割鐵芯IlA間的磁通的變化抑制為最小限度。作為調整永久磁鐵12的磁通量的機構，并不限定于通過逆變器電路44控制定子繞線5的通電的結構，例如也可以做成設置與定子繞線5另外的繞線、控制該繞線的通電的結構。本發(fā)明的永磁馬達1不僅在上述洗滌機21中、在具有干燥功能的洗滌干燥機或旋轉槽的軸向是縱向的縱軸型的洗滌機中也能夠使用。此外，本發(fā)明不僅在上述那樣的外轉子型的永磁馬達1中、在定子的內周設有轉子的內轉子型馬達中也能夠使用。進而，本發(fā)明的永磁馬達1在被搭載在空調等中的壓縮機驅動用的馬達等各種馬達中也能夠使用。
權利要求
1.一種永磁馬達，其特征在于， 具備定子，具有卷繞著繞線的多個齒；以及轉子，將多個分割鐵芯沿周向配置而形成大致環(huán)形狀，在各個分割鐵芯上具有插入永久磁鐵而形成磁極的多個磁鐵插入口，可相對于上述定子旋轉地被設置；在上述磁鐵插入口中的上述分割鐵芯彼此的邊界附近的磁鐵插入口中插入有頑磁力相對較大的永久磁鐵，在上述邊界附近以外的磁鐵插入口中插入有至少1個頑磁力相對較小的永久磁鐵。
2.如權利要求1所述的永磁馬達，其特征在于，在配置在插入了上述頑磁力相對較小的永久磁鐵的磁鐵插入口的旁邊的至少一個磁鐵插入口中，插入有頑磁力相對較大的永久磁鐵。
3.如權利要求1或2所述的永磁馬達，其特征在于，上述頑磁力相對較大的磁鐵和頑磁力相對較小的磁鐵交替地配置。
4.如權利要求1或2所述的永磁馬達，其特征在于，通過磁化量控制機構使上述定子的繞線產生勵磁電流，從而使上述頑磁力相對較小的永久磁鐵的磁化量變化。
5.一種洗滌機，其特征在于，具有權利要求4所述的永磁馬達及磁化量控制機構；上述磁化量控制機構使上述頑磁力相對較小的永久磁鐵的磁化量按照運轉工序而變
全文摘要
本發(fā)明提供一種永磁馬達及洗滌機。其實現一種在頑磁力較小的永久磁鐵的磁化是減磁狀態(tài)和增磁狀態(tài)中都不給轉子的分割鐵芯間的磁通帶來影響的永磁馬達。永磁馬達的轉子將多個分割鐵芯沿周向配置而形成大致環(huán)形狀，在各個分割鐵芯上具有插入永久磁鐵而形成磁極的多個磁鐵插入口，可相對于定子旋轉而設置。在磁鐵插入口中的分割鐵芯彼此的邊界附近的磁鐵插入口中插入有頑磁力相對較大的永久磁鐵，在邊界附近以外的磁鐵插入口中插入有至少1個頑磁力相對較小的永久磁鐵。
文檔編號H02K1/27GK102447326SQ201110267279
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權日2010年9月30日
發(fā)明者新田勇 申請人:株式會社東芝