电的制造方法

电的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种电机，其包括定子和相对于该定子旋转的转子，该定子包括：定子芯，其包括背轭和沿径向从该背轭（311）突出的多个齿；绝缘体，设置在相对于该定子芯的沿径向的预定部，以将该定子芯与外部绝缘；以及绝缘膜，从相对于该定子芯的沿径向的另一部分形成到所述多个齿，以使定子芯与线圈和齿绝缘，以便降低制造成本，并使制造工艺简单，提高产品可靠性。
【专利说明】电机
[0001]本申请主张2013年I月18日提交的、申请号为10-2013-0006155的韩国申请的在先提交日期和优先权的权益，其全部内容由此以援引方式纳入本文。
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种电机，尤其涉及一种能够降低制造成本、制造工艺简单、提高产品可靠性的电机。
[0003]根据本发明的电机可以是应用于洗衣机的电机，但能应用该电机的设备并不限于洗衣机。
【背景技术】
[0004]一般而言，电机用于将转子的旋转力传递到轴，以使该轴驱动负载。例如，该轴连接到在洗衣机中设置的滚筒以驱动该滚筒，或者连接到冰箱中设置的风扇以驱动该风扇向需要冷气的空间供给冷气。
[0005]在这种电机中，转子借助与定子的电磁相互作用而旋转。为此，定子上缠绕有线圈，并且使线圈通电，以使转子相对于定子旋转。
[0006]该定子包括定子芯，该定子芯由导体形成。该定子典型地固定到物体上。需要固定装置来将定子固定到诸如电机壳或电机支架之类的物体上。另外，围绕定子缠绕线圈，并且在线圈与定子芯之间必须设置绝缘装置。必须设置抽头端子(tap terminal)结构以向线圈供电。
[0007]由于电机的这些特性，定子必须包括以上所提到的固定装置、定子芯、线圈和用于与抽头端子绝缘的绝缘结构。
[0008]线圈通常由铜形成。这是由于铜具有良好的导电性和延展性，且当布线时损坏较小。
[0009]然而，这种铜材料的原材料价格高，足以导致电机的制造成本提高。在国际上，对铜的需求量急剧增大，因此铜的稳定的供给和需求经常不能履行。
[0010]因此，提出应当采用另一种材料构成的线圈，而不是由铜构成的线圈，以降低电机的制造成本，并使得原材料的供给和需求稳定。另外，与传统的铜线圈相比，即使在使用由另一种材料构成的线圈时，也必须要制造出至少具有相同品质甚至更高品质的电机。
[0011]同时，假如铜线圈被另一种材料构成的线圈替代，优选的是电机的传统的结构不会有大的改变。即便线圈的原材料价格下降，但必须重新设计和制造其他部件。在此情况下，就涉及到高昂的设计成本以及初始装备投资成本的问题。
[0012]参照图1和图2,以下将详细描述一种传统的电机。图中所不的电机是用于驱动设置在洗衣机中的滚筒的电机的一个示例。该电机为外转子式电机，其具有在定子上进行旋转的外转子。然而，本发明并不限于这种电机。
[0013]首先，参照图1，现在将描述构成用于洗衣机的传统电机的定子。
[0014]定子100可包括定子芯110、上绝缘体120和下绝缘体130。[0015]定子芯110具有背轭和沿背轭111的外周向外径方向突出的多个齿112。图1示出了设置在外转子式电机中的定子，稍后将描述包括转子的外转子式电机。可选地，这些齿可沿背轭111的外周向内径方向突出。在此情况下，该定子可以是设置在内转子式电机中的定子。
[0016]同时，通过冲切和层压多个钢板来形成定子芯110。然而，假如采用这种方法，在定子芯中产生的圆形钢片不能被利用，并且可能导致材料的浪费。因此，优选的是带状的背轭和从背轭垂直地突出的齿弯曲并层压为螺旋形，从而成为螺旋形芯部类型。图1中示出了这种螺旋形芯部。
[0017]在层压的环形背轭111中形成有嵌缝(caulking) 113，以将这些层彼此联接以便与定子芯一体地形成。
[0018]线圈(图未示)围绕齿112缠绕。然而，这些齿通常可由导电材料形成，并且在齿和线圈之间设置绝缘体，以将齿与线圈绝缘。例如，绝缘体120和130分别设置在定子芯110之上和之下。换言之，上绝缘体120和下绝缘体130分别被联接到定子芯110的上部和下部，以围绕定子芯110。此时，线圈围绕齿112周围的绕组部120A和130A缠绕。
[0019]绕组部120A和130A可包括多个齿接纳部121和131。换言之，齿112可被以插入方式容纳在齿接纳部121和131中，使得齿接纳部121和131可被定位在缠绕的线圈与齿121之间，以使线圈与齿之间绝缘。
[0020]同时，绝缘体120和130包括多个固定部120B和130B，这些固定部设置在相对于绕组部120A和130B的径向的内侧和外侧。
[0021]绕组部120A和130A以及固定部120B和130B可整体地形成为一个本体。换言之，上绝缘体120可由彼此一体形成的绕组部120A和固定部120B构成。绝缘体120和130可由塑性材料形成，并且该塑性材料注入模具成为一体。
[0022]这里，绕组部120A和130A可以是连接到齿112的部分。固定部120B和130B可以是连接到背轭111的部分。因此，绕组部被构造成在背轭与齿之间执行绝缘的功能，并且固定部被构造成在背轭与其它部件之间执行绝缘的功能。其它部件可包括线圈、线圈端部、定子被固定到的物体等。
[0023]固定部120B和130B可包括沿内径方向突出的联接凸台125和135。在联接凸台中可形成联接孔126和136，以将定子固定地定位到设置在洗衣机中的盛水桶的后壁表面(图中未示)。这种联接凸台未必被构造为用以将定子固定到盛水桶。根据本发明，联接凸台125和135可被构造为将定子联接到托架(图中未示)或限定电机外观的电机罩(图中未示)。
[0024]如洗衣机为水平轴型式，则定子100被固定到盛水桶的后壁表面并且直接驱动滚筒。如洗衣机为竖直轴型式，则定子被定向到盛水桶的下壁以直接驱动滚筒。竖直轴式洗衣机的上部部分可以是前表面，而其下部部分可以是后表面。因此，在任何类型的洗衣机中，定子100均可被固定到盛水桶的后壁表面。
[0025]当上绝缘体、定子芯和下绝缘体被联接时，上绝缘体的联接孔126以及下绝缘体的联接孔136彼此对应，以形成一个联接孔126和136。可通过将螺栓(图中未示)固定到联接孔而将整个定子固定到上文提到的盛水桶。
[0026]此外，邻近上绝缘体的联接孔126可形成有定位突出部127。具体而言，定位突出部被插入在盛水桶中形成的槽(图中未示)中，则定子100的位置确定。此后，能够使用以上提到的螺栓来固定定子100。
[0027]同时，对应于角U、￥和w的线圈可围绕图1所示的定子缠绕。可将一个线圈围绕一个齿缠绕，以使一个齿具有一个磁极，这被称作“同心绕法”。由于磁极越来越多，转子的最大转数变低。因此，能够更容易控制电机，并且最高转矩能够相对增大。
[0028]首先，完成线圈绕一个齿按角U缠绕，在经过两个相邻的齿之后，线圈围绕在上绝缘体中形成的线圈绕组肋122固定地缠绕，然后围绕下一个齿缠绕。U型线圈的起始端和结束端分别位于用于电源连接的抽头端子128和中性点抽头端子129处。线圈根据这种方法按角V和角w缠绕。
[0029]这里，连接器140被连接到用于电源连接的抽头端子，并且三相电应用到按角u、v和w的线圈。而且，每个线圈的端部在中性点抽头端子129处彼此电连接以形成该中性点。[0030]这些抽头端子128和129的外表面与绝缘体一体地由绝缘材料形成。换言之,绝缘体的固定部120B可包括抽头端子128和129。因此，当线圈端部被固定地定位在抽头端子处时，可在定子芯与线圈端部之间实现绝缘。
[0031]同时，霍尔传感器组件141被固定在抽头端子中，也就是用于电源连接的抽头端子128和中性点抽头端子。通过该霍尔传感器组件可感测转子的位置和/或速度，以调节所施加的电压的相位和电流强度，以便控制转子的转数和转矩。
[0032]绝缘体肋123可沿周向形成在线圈绕组肋122的内径向部分。这种绝缘体肋123不仅形成在上绝缘体中，还形成在下绝缘体中。绝缘体肋123具有预定的或更高的高度，以执行阻挡绝缘体的湿气流到绕组部121和131的功能。
[0033]另外，优选的是绝缘体肋123的高度大于缠绕的线圈的高度。这是由于涉及到当处理定子100时，由放在附近的其它物体导致的对线圈的损坏。换言之，当将定子放在地面时只有绝缘体肋123与地面接触，而线圈不与地面接触，从而能够有效地防止对线圈的损坏。
[0034]而且，绝缘体肋123可被构造为将绝缘体中的线圈端部所固定到的部分或者线圈缠绕或移动的部分与定子被固定到物体的部分区分开。因此，能够防止经由线圈流向该物体的漏电。
[0035]参照图2，现在将描述设置在传统洗衣机的电机中的转子。
[0036]设置在传统的电机中的转子200包括转子框架210和永磁体216。
[0037]转子框架210包括基部212和联接到该基部的侧部的侧壁部211。基部212和侧壁部可通过冲压钢板而形成。这里，在侧壁部的内部部分沿周向可设置多个永磁体。这些永磁体以N极和S极的顺序交替布置。
[0038]侧壁部211起到用于形成磁路的背轭的作用。
[0039]可选地，能够采用注塑成型工艺来形成转子框架，并且在此情况下能够另外设置环形磁背轭。
[0040]在基部212的中部形成有上凸的毂213，以提高基部的刚度。毂213具有形成在中部的通孔219，轴(图中未示)例如洗衣机的轴位于该通孔中。轴和毂213能够通过附图中未示出的连接器彼此连接，使得随着转子旋转，转子的旋转力能被传递到该轴。
[0041]在毂213中可形成联接孔214或位置确定槽215，该联接孔被构造为将该连接器联接在其中，该定位槽被构造为用以确定该连接器的联接位置。
[0042]这种转子200将定子100容置在其中，并且基于与定子的相互作用而相对于定子100旋转。转子的旋转力被传递到与转子框架210 —体地旋转的轴(图中未示)。
[0043]在以上提到的传统电机中，绝缘体120和130包括固定部120B和130B以及绕组部120A和130A。换言之，绕组部沿着固定部的径向从内径或外径部分延伸。因此，绝缘体被构造成为联接到背轭111和齿112的独立的元件。
[0044]绕组部的数量随着形成在定子100中的齿的数量而增大。与这些齿类似的是，绕组部可沿周向彼此分开。具有彼此一体形成的固定部和绕组部的绝缘体的外观可能会很复杂，以至于不容易制造这种绝缘体。
[0045]此外，当制造或处理该绝缘体时，绕组部容易被损坏。将绕组部120A和130A连接到固定部120B和130B的部分的刚度的提高受到限制，这与绕组部的厚度和绝缘材料密切相关。
[0046]由于这些绕组部的厚度增大，绕组部之间的间隙变得更窄。这是由于覆盖齿的两个侧面的绕组部的厚度逐渐增大。由于必须确保每两个相邻线圈之间的最小绝缘距离，因此围绕绕组部缠绕线圈的次数(frequency)难免显著减小。
[0047]由于这些绕组部的厚度逐渐增大，线圈的高度就难免显著增大。这是由于覆盖齿的顶表面或底表面的绕组部的厚度逐渐增大。因此，缠绕线圈的高度就难免显著地增大。可能存在着定子的体积非必要地增大的问题，另一个问题是线圈的长度非必要地延长。
[0048]这些问题可简单地说明如下。缠绕的线圈的次数和齿112的横截面积是重要因素。如上文所提到的，线圈围绕齿112缠绕。当齿112的横截面积确定时，线圈的缠绕次数和高度以及线圈的总长度可以是均匀的。然而，由于如上文所提到的那样塑性结构围绕齿112，则线圈围绕该塑性结构缠绕，并且大体缠绕线圈的横截面积显著地增大。这种横截面积的增大会使线圈的高度和总长度显著增大。此外，线圈缠绕次数的增加被限制。
[0049]更具体而言，除了线圈的竖直部分之外，围绕绕组部缠绕的线圈的水平部分与电机的性能不相关。线圈的水平长度的增大导致材料成本、电机重量、和线圈电阻的增大，从而会增大电阻损耗。而这可能与电机效率的下降直接关联。
[0050]因此，现在越来越需要一种制造工艺简单、故障率降低的电机。对效率提高而材料成本降低的电机的需求日渐增加。

【发明内容】

[0051]为克服传统电机的缺点，本发明涉及一种电机。
[0052]本发明的一个目的是提供一种电机，该电机能够减少线圈的使用来降低材料成本、减小线圈的电阻来提高电机的性能并降低电机的总重量。
[0053]本发明的另一个目的是提供一种电机，通过使用铝线圈代替传统的铜线圈，该电机能够实现与传统的电机相似或相同的性能。
[0054]本发明的再一个目的是提供一种电机，该电机能够降低制造成本、具有简单的制造工艺以及减少处理或组装电机时对绝缘体的损坏，仅为了提高生产率。
[0055]为实现上述的及其它的目的，并且根据本发明的目的，如这里具体化及宽泛描述的，电机包括定子和相对于该定子旋转的转子，该电机可设有独立地设置在定子芯中的绝缘体和绝缘膜。绝缘膜可与缠绕线圈的齿一体地形成，并且线圈可围绕其上形成有绝缘膜的齿缠绕。
[0056]根据一个实施例，一种电机包括定子和相对于该定子旋转的转子，该定子包括:定子芯，包括背轭和从该背轭沿径向凸出的多个齿；绝缘体，设置在相对于该定子芯的沿径向的预定部，以将该定子芯与外部绝缘；以及绝缘膜，从相对于该定子芯的沿径向的另一部分形成到所述多个齿，以使该定子芯与线圈及与齿绝缘。
[0057]具体而言，该绝缘体可沿定子芯的径向设置在内部部分，而该绝缘膜可沿定子芯的径向设置在外部部分。绝缘膜可延伸到所述多个齿。亦即，绝缘膜可从这些被线圈缠绕的齿延伸。
[0058]该绝缘体可包括上绝缘体和下绝缘体,该上绝缘体和该下绝缘体设置在定子芯的顶部和底部，以被联接到该定子芯。这里，绝缘体可被配合到定子芯。上绝缘体和下绝缘体可通过定子芯彼此配合。为此,绝缘体可由塑性材料经注塑成型工艺形成。
[0059]绝缘体可包括抽头端子，线圈的一端固定到该抽头端子。该抽头端子可包括:电源连接抽头端子，对应于角的线圈的一端被固定到该电源连接抽头端子；以及中性点抽头端子，对应于角U、V和W的线圈的另一端被固定到该中性点抽头端子。
[0060]该绝缘体可包括线圈绕组肋，该线圈绕组肋被构造为对在处于角度U、V和w的每个所述线圈从一个齿移动到另一个齿时形成的牵引线进行固定。
[0061]该绝缘体包括联接凸台，该联接凸台被构造为将该定子联接到物体。该绝缘体可与抽头端子、线圈绕组肋和联接箱一体地形成。如以上提到的，该绝缘体可通过注塑成型工艺形成。
[0062]该齿可包括:齿本体，沿该定子芯的外周面或内周面的径向延伸，以使线圈绕齿本体缠绕；以及
[0063]极靴，从该齿本体的一端沿两个周向延伸，以与该转子形成间隙。
[0064]该极靴可包括:最大外径表面或最小内径表面，以与该转子形成间隙；以及端面，从该最大外径表面或该最小内径表面的两侧沿与该转子的间隙变大的方向形成。
[0065]该绝缘膜可在除了该极靴的最大外径表面或最小内径表面之外，该定子芯的外周面或内周面以及所述齿的整个区域形成。例如，在外转子式电机的情形下，绝缘膜可在除了该极靴的最大外径表面之外，这些齿的整个部分和该定子芯的外周面形成。
[0066]绝缘膜可通过将聚合树脂粉末涂料(环氧粉末涂料)附着到定子芯而形成。具体而言，静电喷涂或静电流化床方法可用来形成均匀的绝缘膜。因此，绝缘膜可与定子芯整体地形成为一体。
[0067]绝缘体可被联接到与绝缘膜整体形成的定子芯。绝缘膜和绝缘体可使定子芯的外表面与外部完全地绝缘。
[0068]具体而言，该定子芯的沿径向的内部部分可被绝缘体绝缘，而该定子芯的沿径向的外部部分可被绝缘膜绝缘。定子芯的顶表面和底表面的至少预定部可被绝缘体和绝缘膜重叠地绝缘。换言之，绝缘体可覆盖定子芯的顶表面和底表面的形成有绝缘膜的部分。
[0069]绝缘膜可被设置为不仅用于线圈与齿之间的绝缘，还用于线圈与背轭之间的绝缘。为此，在外转子式电机的情形下，绝缘膜甚至可形成在定子芯的外周面上。在此情况下，绝缘体可使定子芯的内周面绝缘。[0070]在本发明的实施例的另一个方面，一种电机，其包括定子和相对于该定子旋转的转子，该定子包括:定子芯，包括背轭和沿该定子芯的径向突出到内部部分或外部部分的多个齿，以使线圈围绕该定子芯缠绕；绝缘体，通过塑性注塑成型工艺形成，用以被联接到该定子芯；以及绝缘膜，从该定子芯的内周面或外周面至所述齿的端部连续地形成，以使所述齿与该线圈绝缘，该绝缘体可通过涂覆、加热并硬化聚合树脂粉末而形成。
[0071]除与该转子形成间隙的齿的最大外径表面或最小内径表面之外，该绝缘膜可在所述齿的其它部分形成。
[0072]在外转子式电机的情形下，在齿的最大外径表面可不形成绝缘膜。可经由该最大外径表面形成转子的磁路。为了更通畅地形成磁路，在该最大外径表面可不形成绝缘膜。
[0073]该绝缘膜可形成到联接到该绝缘体的该定子芯的顶表面和底表面的预定部，并且该绝缘体可被联接到该定子芯的顶表面和底表面。在外转子式电机中，绝缘膜可沿相对于背轭的中心半径的径向在外部部分形成，而不是沿径向在内部部分形成。绝缘体可被构造为部分地覆盖背轭的形成有绝缘膜的顶表面和底表面。因此，定子芯的外表面可借助绝缘体和绝缘膜中的至少一者而不外露。当然，在最大外径表面或最小内径表面可不形成绝缘膜，以便形成磁路。
[0074]在该定子芯中沿周向可形成多个通孔，并且在所述绝缘体中形成有突出部，该突出部插入该通孔中，以确定该绝缘体相对于该定子芯的联接位置。
[0075]该绝缘膜可仅在该定子芯的顶表面和底表面的相对于该通孔更邻近所述齿的预定部形成。
[0076]该绝缘体可被构造为覆盖该定子芯的顶表面和底表面。
[0077]该绝缘膜可通过涂覆、加热和硬化聚合树脂粉末而形成。
[0078]一种电机，包括定子和相对于该定子旋转的转子，该定子包括:
[0079]定子芯，包括背轭和多个齿；
[0080]绝缘膜，在该定子芯的外周面上乃至所述齿的端部连续地形成，以使所述齿和背轭两者与该线圈绝缘；以及
[0081]绝缘体，通过塑性注塑成型工艺形成，以使该定子芯与牵引线及该线圈的端部绝缘，并且在该绝缘体中形成有联接箱，以将该定子联接到在洗衣机中设置的盛水桶的后壁，该绝缘体被配置为围绕该定子芯的形成有绝缘膜的顶表面、底表面和内周面。
[0082]该绝缘体包括抽头端子、线圈绕组肋和联接箱中的至少一个，线圈的一端固定地设置在该抽头端子中，线圈绕组肋被构造为用以固定每个线圈从一个齿被移动到另一个齿时形成的牵引线，而联接箱被构造为将该定子固定到物体。
[0083]抽头端子、线圈绕组肋和联接箱中的至少一个可与绝缘体整体地形成以成为一体。为此,该绝缘体可通过注塑成型工艺形成。
[0084]在又一个实施例中，一种电机包括缠绕有线圈的定子和相对于该定子旋转的转子，该定子包括:定子芯，具有背轭和多个齿；绝缘体，以注塑成型工艺形成，以使定子芯与牵引线和与线圈的一端绝缘，并且联接箱形成为将该定子固定到该盛水桶的后壁，以覆盖定子芯的顶表面、底表面和内周面；以及绝缘膜，从定子芯的外周面到这些齿的端部连续地形成，以使这些齿和背轭与线圈绝缘。
[0085]该线圈可由传统的铜材料形成，并且该线圈可包括由铝材形成的芯线(coreline)。
[0086]在缠绕线圈的齿上可形成有绝缘膜，而不是塑性结构。因此，基本上缠绕有线圈的齿的横截面积能被显著减小。这意味着具有相对大半径的线圈可以相同的缠绕次数缠绕。例如，可使用由具有相对大的横截面积的铝材料制成的线圈。换言之，不用重新设计其它的元件，改变线圈的材料和线圈的横截面积，就能够实现相同或更优的类似性能。
[0087]该绝缘膜可从该定子芯的顶表面和底表面沿径向到外部部分连续地形成。
[0088]该绝缘膜可通过附着聚合树脂粉末涂料而形成。
[0089]在再一个实施例中，一种电机包括定子300和相对于该定子300旋转的转子200，定子300包括:定子芯310，其包括背轭311和从该背轭311沿径向突出的多个齿312 ;以及绝缘体，其中绝缘体320、330包括绝缘膜340，绝缘膜340沿定子芯310的方向设置在预定部中以使定子芯310绝缘，并从定子芯310的沿径向的另一部分到多个齿312形成，以将所述多个齿312和定子芯310与线圈绝缘。
[0090]该绝缘膜可与定子芯一体地形成，并且该绝缘体可独立于绝缘膜和定子芯形成，进而联接到定子芯。
[0091]该绝缘膜可通过涂覆、加热并硬化聚合树脂粉末而形成，并且硬化的绝缘膜可被联接到定子芯。一旦形成绝缘膜，绝缘体可被联接到定子芯。
[0092]该绝缘体是通过注塑成型工艺形成，并且被配合到定子芯。
[0093]该绝缘膜可被局部地形成到联接到绝缘体的定子芯的顶表面和底表面。该绝缘体可被联接到定子芯的形成有绝缘膜的顶表面和底表面。绝缘体可被构造为覆盖定子芯的顶表面和底表面。因此，在绝缘体与绝缘膜之间的连接部可形成重叠的绝缘结构，并能够实现更为可靠的绝缘功能。
[0094]根据本发明，可减少线圈的使用，并且能提供一种能够降低材料成本、通过减小线圈的电阻提高性能和减小总重量的电机。
[0095]此外，可在采用传统的铜线圈的电机中使用铝线圈，并且实现了相似或几乎相同的性能。
[0096]再者，根据本发明的实施例能够被容易地制造，以便降低制造成本。而且，当处理或组装电机时产生的对绝缘体的损坏被尽可能地减少，从而能够提高电机的生产率。
[0097]再者，定子的高度和转子的高度可被降低，并且可提供更为紧凑的电机。
【专利附图】

【附图说明】
[0098]图1是在传统的电机中设置的定子的立体剖切图；
[0099]图2是在传统的电机中设置的转子的立体图；
[0100]图3是根据一个实施例的定子芯的局部剖切的立体图；
[0101]图4是局部地示出图3所示的定子芯的平面图；
[0102]图5是示出根据一个实施例的上绝缘体的顶表面的立体图；
[0103]图6是示出图5所示的上绝缘体的底表面的立体图；
[0104]图7是根据一个实施例的下绝缘体的平面图；
[0105]图8是示出图7所示的下绝缘体的底表面的立体图；
[0106]图9是根据一个实施例的定子的立体图；[0107]图10是示出根据一个实施例制造定子芯的过程的流程图；
[0108]图11是示出附着聚合树脂粉末涂料的过程的示意图；以及
[0109]图12是示出局部地消除所附着的聚合树脂粉末涂料的过程的示意图。
【具体实施方式】
[0110]以下将参照附图详细描述多个实施例。
[0111]首先，参照图1和图2，传统的定子芯110和转子200可同样地或类似地应用于根据本发明的电机。与此同时，参照图1描述的绝缘体120和130的一些特性可类似应用于本发明。因此，现在将详细参照本发明的特定实施例，在附图中示出了这些实施例的示例。在整个附图中，将尽可能地使用相同的附图标记来表示相同或类似的部件。
[0112]参照图3和图4，以下将详细描述根据一个实施例的电机中设置的定子，具体而言定子芯。
[0113]与传统的定子芯不同的是，根据本实施例的电机中设置的定子可包括与定子芯310 一体地形成的绝缘膜。该绝缘膜340可被构造为使定子芯310与外界绝缘。
[0114]在附图中，为方便起见，形成有绝缘膜340的部分被以特别的折线示出，而不具有特别的折线的部分则不形成绝缘膜。
[0115]定子芯310可包括背轭311和多个齿312。定子芯310由导电材料形成。环形的背轭311构成芯部310的中心。齿312可沿着背轭311的周面形成。换言之，齿312可沿背轭311的径向突出。
[0116]根据齿312的突出方向，该电机可以是内转子式电机或外转子式电机。在附图中所不的电机包括相对于背轭311径向向外突出的齿312,则该电机能够是外转子式电机。根据本实施例的电机可以是外转子式电机或内转子式电机。为方便描述本实施例，在附图中以外转子式电机为例说明。
[0117]线圈围绕齿312缠绕。具有一个磁极的一个线圈可围绕一个齿缠绕。然而，齿312构成作为导体的定子芯，则需要使齿312与线圈绝缘。在传统的电机中，通过将塑性材料在模具中注塑成型来形成绝缘体，以实现齿与线圈之间的绝缘。由此，难免要产生以上所提到的缺点。
[0118]根据本实施例，在有线圈缠绕的齿312上可形成绝缘膜。具体而言，在齿上可不设置绝缘体，而能够形成绝缘膜。优选的是，绝缘膜的厚度比齿312或形成在绝缘体中的缠绕部120A和130A的厚度小得多。绝缘膜可形成在线圈缠绕的区域中，并具有连续和均匀的厚度。
[0119]一个齿312可包括齿本体315和极靴314。齿本体315是缠绕线圈的部分，而极靴314是与转子形成间隙的端部。
[0120]极靴314可从齿本体315的端部沿两个周向(内周向和外周向)延伸，使得在定子芯310与转子之间能够顺利地形成磁通。
[0121]更具体而言，绝缘膜340可在齿本体315的整个区域上形成。换言之，优选的是绝缘膜340形成在直接缠绕线圈的齿本体315上。因此，绝缘膜340可形成在齿本体315的顶表面、底表面315a和两个侧表面315b上。
[0122]同时，可以说齿本体315被设置在背轭311与极靴314之间。这是由于背轭311和极靴314能够执行限制线圈的旋转运动的功能。因此，有必要使线圈与背轭311和极靴314绝缘。
[0123]优选的是，绝缘膜340甚至形成在背轭311的外周面311b上(在外转子式电机的情况下)。另外，优选的是绝缘膜340甚至形成在极靴314上，使得绝缘膜340被构造成还使线圈甚至与背轭311以及与齿312绝缘。
[0124]同时，具有最大外径的极靴的外径表面314a经由间隙与转子直接面对。换言之，具有最大外径的外径表面314a可被称作具有高磁通密度的部分，并且能被称作“最大外径表面”。因此，绝缘膜340不在最大外径表面形成并不是优选的。换言之，最大外径表面314a可暴露作为导体的定子芯。在内转子式电机的情况下，该表面可以是最小内径表面。
[0125]极靴314还可起到防止线圈沿径向向外分离的功能，并且该极靴可包括内径表面314b和从齿本体315的端部沿相反方向延伸的左、右侧向表面314c。这里，为了在线圈与极靴314之间绝缘，优选的是绝缘膜340形成在内径表面314b和左右横向表面314c上。
[0126]极靴314的两端可包括从外径表面314a沿与转子的间隙较大的方向形成的端面314d。这一端面可被设置在外径表面314a所具有的两侧的每一侧，以减缓磁极剧烈变化。通过减缓磁极的剧烈变化，减小了齿槽转矩，并且优选的是绝缘膜340甚至形成在端面314b上，从而可以减小齿槽转矩，并且仅使线圈与外径表面314a之间的绝缘距离增大，以确保稳定性。
[0127]因此，绝缘膜340可从背轭311的外周面连续地形成到极靴的端部，具体而言为端面 314d。
[0128]在本实施例中，使用包括由铝材形成的芯线的线圈，而不是由铜材料形成的线圈。与铜相比，铝具有相对大的电阻。与铜线圈的外径相比，有必要增大线圈的外径以减小这种内部电阻。
[0129]首先，具有绝缘装置的齿的厚度、缠绕有线圈的部分的厚度和狭缝的区域可固定。换言之，缠绕线圈的条件可固定。此时，线圈外径增大意味着在固定条件下，线圈的缠绕次数减小。因此，可能难以确保电机的期望性能。换言之，为了降低成本，可改变线圈的材料，但这会造成电机性能的下降。
[0130]根据本实施例，可省略由塑性材料形成的线圈绕组部120A和130B，并且绝缘膜340可替代该线圈绕组部，使得因绝缘装置造成的缠绕的线圈的厚度增大能够被显著地减小。亦即，不用重新设计定子芯，就可以使缠绕的线圈的厚度减小。另外，由于齿之间的间隙的狭缝的区域能够增大。
[0131]缠绕的线圈的厚度减小和狭缝的区域的增大可带来如下效果。
[0132]首先，在使用传统的定子芯的情况下，线圈的缠绕次数可能增大。在线圈的缠绕次数不变的情况下，能够减小线圈的长度。因此，可提高电机的性能和效率。
[0133]此外，在因线圈的材料改变而使线圈的外径增大的情况下，能够确保电机具有期望的性能和效率。这是由于可以使线圈缠绕次数最小化，或甚至提增大线圈的缠绕次数。即使当用铝线圈代替铜线圈时，也能够确保具有相同的或甚至更优的类似性能。当然，通过改变线圈的材料，能够显著地减少原材料。
[0134]增大到齿本体315的顶部和底部、以使线圈围绕齿本体315的顶表面和底表面315a缠绕的线圈的长度可以减小。设置在齿本体315的顶表面和底表面315a的线圈的高度可被显著地降低，从而能够防止线圈的总长度不必要地增大，并且能够防止定子的高度不必要地增大。这意味着绝缘体肋123的高度能被降低。
[0135]由此，可实现原材料的减少，电机可被容易地处理和维护。
[0136]如以上所提到的，可设置绝缘体，用以使背轭与线圈的牵引部绝缘，使得背轭与线圈的端部绝缘，并使背轭与外界绝缘。该绝缘体可包括上绝缘体和下绝缘体。这里，该绝缘体可被设置为用以使径向的内部部分相对于背轭绝缘，而绝缘膜可被设置为用以使径向的外部部分相对于背轭绝缘。
[0137]以下将参照图5和图6详细描述上绝缘体320。
[0138]图5是示出根据一个实施例的上绝缘体320的顶表面的立体图。图6是示出图5所示的上绝缘体320的底表面的立体图。
[0139]如图所示，与图1所示的上绝缘体120不同，上绝缘体320不包括绕组部120A,使得固定部120B及该固定部的具体构造可以与上绝缘体120中的类似或相同。
[0140]具体而言，线圈绕组肋322、绝缘体肋323、联接凸台325、联接孔326、位置确定突出部327及抽头端子328和329可与传统的电机的对应部件类似或相同。
[0141]然而，在本实施例中，由于线圈的高度减小，上绝缘体肋323可低于传统的上绝缘体肋。线圈绕组肋322及抽头端子328和329可低于设于传统的电机中的对应部件。因此，定子320的高度可以降低，因而能够提供结构更为紧凑的定子。定子320的高度的这种降低使得转子的高度能够被降低，从而能够提供结构更为紧凑的电机。
[0142]根据本实施例的转子可与图2所示的转子类似或相同。因此，定子高度的降低可造成形成在图2所示的转子框架的基部上的侧壁部211的高度降低。换言之，通过是否设置绝缘体，可实现定子和转子的高度降低。
[0143]如图6所示，在上绝缘体320底表面可设置芯部肋324。该芯部肋324可面对图3所示的定子芯的内周面311a。芯部肋324面对图7所示的下绝缘体330的芯部肋334，以使定子芯的内周面311a与外界绝缘。
[0144]上绝缘体320可包括平坦表面321，该平坦表面被配置为覆盖设置在定子芯中的背轭311的顶表面。突出部327可从平坦表面321突出。
[0145]平坦表面321可被设置在相对于芯部肋324的径向的外部部分，并且可覆盖背轭311的顶表面311c的整个面积，从而使背轭311可借助平坦表面321而与线圈的牵引线及线圈的端部绝缘。
[0146]在平坦表面321覆盖背轭311的顶表面311a之后，上绝缘体320可在背轭311上旋转。换言之，上绝缘体320的周向位置可被改变,这能够意味着上绝缘体320与下绝缘体330的联接位置可错位。
[0147]因此，上绝缘体320必须被固定在沿背轭311的周向的规则位置。为此，在平坦表面321上可设置突出部327，该突出部可插入到设置在背轭311中的齿槽部或通孔。这里，优选的是沿周向可设置多个突出部327。
[0148]突出部327与通孔313之间的连接可使上绝缘体320能够在规则位置联接到定子芯 310。
[0149]同时，突出部327与通孔313之间的连接可允许上绝缘体320的线圈绕组肋322位于齿312的中心。上绝缘体320的设置线圈绕组肋322的部分321a可沿径向扩展。换言之，对应于线圈缠绕线圈322可设置沿径向扩展的扩展部321a。这种扩展部321a可被形成为局部地覆盖齿本体315。
[0150]在此情况下，扩展部321a可执行加强线圈绕组肋322的刚度的功能，从而能够确保线圈与背轭311的外周面311b之间的绝缘距离。这是由于根据本实施例，在绝缘体320和330被联接到定子芯310之后能够缠绕线圈。
[0151]参照图7和图8，以下将详细说明下绝缘体330。
[0152]图7是下绝缘体330的平面图，而图8是示出下绝缘体的底表面的立体图。
[0153]如图所示，下绝缘体330的顶表面可类似以上提到的上绝缘体320的底表面。另夕卜，下绝缘体330被联接到背轭311以及上绝缘体320。
[0154]另外，下绝缘体330可包括平坦表面331、扩展部331a，芯部肋334、联接凸台335、联接孔336和突出部337。
[0155]此外，与上绝缘体310的线圈绕组肋322对应地，下绝缘体可包括设置在其底表面的绝缘体肋333。下绝缘体的绝缘体肋333可被构造为在处理或保持电机时保护线圈不接地，这与上绝缘体的绝缘体肋323类似。由于线圈的高度降低，绝缘体肋333的高度能被降低。
[0156]图9示出定子300具有如上文参照图3至图8所述的彼此联接的定子芯310、上绝缘体320和下绝缘体330。
[0157]如图9所示，定子芯310借助绝缘体320、330及绝缘膜314与外界绝缘。齿312的最大外径表面314a可不绝缘。
[0158]具体而言，绝缘体可被设置为使背轭与线圈的牵引线、线圈的端部和外界绝缘。相比之下，绝缘膜可被设置为使线圈与齿及背轭绝缘。因此，绝缘体和绝缘膜可被独立地设置，并分别包括由不同材料形成的多个绝缘装置。可选地，它们可包括独立地联接到定子芯的多个绝缘装置。在定子芯中可设置独立地定位在不同位置的绝缘装置。在此情况下，可产生重叠的部分，并且这种重叠部分使绝缘性能更为可靠。
[0159]线圈可分别按U、V和w的顺序围绕定子300的齿312缠绕。在连接到下一个齿312之前，线圈的牵引线围绕线圈绕组肋322缠绕，因此其高度与具有不同磁极的另一个线圈的高度不同。
[0160]每个线圈的一端被固定到用于电源连接的抽头端子328，而其另一端部被固定到中性点端子329，以仅制造一个定子300。
[0161]在此情况下，线圈可直接围绕设有绝缘膜的齿312缠绕，从而可避免在缠绕过程中对绝缘体的损坏。这是由于线圈并不围绕绝缘体缠绕。
[0162]同时，如果定子310的应用物体是洗衣机，例如，洗衣机能在潮湿的条件下使用，并且水汽可能透入绝缘体与定子芯之间。
[0163]如图3所示，绝缘膜340可被甚至设置到背轭311所具有的顶表面311c和311d的预定部31 le。换言之，绝缘膜340可从背轭311的外周面311b连续延伸背轭311所具有的上表面的预定部分。
[0164]具体而言，绝缘膜可设置在相对于背轭311中形成的通孔313的沿径向的外部部分311c，而不是在相对于通孔313的沿径向的内部部分。背轭311的底表面可具有相同的构造。[0165]因此，即使水汽透入背轭311与绝缘体320、330之间，仍能确保充足的绝缘功能。这是由于绝缘装置重叠确保。另外，绝缘体320、330可被联接成按压背轭的顶表面和底表面，从而可确保提高绝缘功能的可靠性。
[0166]同时，优选的是，由于下列原因，绝缘膜340不设置在相对于背轭的径向的内部部分 311d。
[0167]首先，绝缘膜340不设置在内部部分，以防止绝缘材料的不必要的浪费，并将定子芯310精确地联接到绝缘体320和330，并将绝缘体彼此精确地联接。
[0168]定子300可被固定到振动的物体，如洗衣机的盛水桶，因而有必要使得定子300的振动或震动产生的噪音最小化。因此，定子芯310与绝缘体320和330之间的精确联接能够尽可能地减少这种噪音。
[0169]图10示出形成根据本实施例的电机中的绝缘膜的过程。
[0170]首先，制造绝缘物体(SlO)并且可执行清洁或表面处理(S11)。在此情况下，绝缘物体可以是由导电材料构成的定子芯310。定子芯310的表面被以物理或化学方式清洁，并且能够均匀地形成绝缘膜。
[0171]同时，该表面处理可包括处理不形成绝缘膜的部分的步骤。例如，在定子芯的内周面上覆盖掩膜，以使此部分不形成绝缘膜。
[0172]因此，该绝缘物体被预加热(S12)，聚合树脂粉末(例如环氧粉末)被刷涂或涂覆在绝缘物体(S13)上。一旦刷涂或涂覆结束，可执行去除掩膜的过程。
[0173]在刷涂或涂覆完成之后(S13)，执行加热过程(S14)并使绝缘膜硬化。由此，可执行冷却过程(S15)和检查过程(S16)，然后可完全地形成绝缘膜(S17)。
[0174]此时，为形成均匀的绝缘膜，可执行多种不同的刷涂或涂覆方法。具体而言，不使用液态聚合树脂，而优选使用粉末聚合树脂。可通过使用静电喷涂或流化床式设备将聚合树脂粉末涂覆到绝缘物体上。
[0175]根据使用这种静电喷涂的方法，绝缘物体的电极不同于粉末涂料的电极，并且通过使用压缩空气使粉末涂料喷涂到绝缘物体。此后，涂料被加热并浸透，然后使浸透的涂料硬化。
[0176]根据使用流化床方法的方法，通过多孔板进行吹气，以产生粉末涂料的流动，并使预加热的绝缘物体放置成使得粉末涂料附着到绝缘物体。
[0177]静电流化床方法与流化床方法相同。然而，代替预加热，使用静电使粉末涂料附着到绝缘物体。
[0178]图11是示出通过使用静电流化床设备400附着聚合树脂粉末涂料的示意图。
[0179]将定子芯接地到相反的两极，并经由多孔板420吹送空气。同时，将粉末涂料充电成为阴极，并且随着定子芯310旋转，流动的粉末涂料341可被均匀地附着。
[0180]如图12所示，一旦定子芯310随着固定电刷410 —起旋转，则附着到定子芯的最大外径表面314a的粉末涂料可被去除。此后，附着粉末涂料的过程完成，通过加热附着的粉末涂料而形成绝缘膜。
[0181]其中形成有绝缘膜的定子芯310被联接到绝缘体320、330。此后，可形成图9所示的定子，线圈围绕该定子缠绕。由此，能够制造出整个定子。
[0182]尽管参照了多个阐释性实施例描述了本发明，但应理解的是，能够由本领域技术人员构思出多种其它的修改和实施例也将落入本发明的原理的精神和范围内。更特别地，在本说明书、附图和随附的权利要求书的范围内，可以对零部件和/或主题的组合配置的多种配置进行多种不同的变型和修改。除了零部件和/或配置的变型和修改之外，替代性的使用对于本领域技术人员来说也将是显而易见的。
【权利要求】
1.一种电机，包括定子和相对于该定子旋转的转子，该定子包括: 定子芯，包括背轭和从该背轭沿径向凸出的多个齿； 绝缘体，设置在相对于该定子芯的沿径向的预定部，以将该定子芯与外部绝缘；以及绝缘膜，从相对于该定子芯的沿径向的另一部分形成到所述多个齿，以使该定子芯与线圈及所述齿绝缘。
2.根据权利要求1所述的电机,其中该绝缘体包括， 上绝缘体和下绝缘体，设置在该定子芯的顶部和底部，以被联接到该定子芯。
3.根据权利要求1所述的电机，其中该绝缘体包括抽头端子，线圈的一端固定到该抽头端子。
4.根据权利要求3所述的电机，其中该抽头端子包括， 电源连接抽头端子，对应于角U、V和w的多个线圈的一端被固定到该电源连接抽头端子；以及中性点抽头端子，对应于角11^和《的所述多个线圈的另一端被固定到该中性点抽头端子。
5.根据权利要求4所述的电机，其中该绝缘体包括线圈绕组肋，该线圈绕组肋被构造为固定在处于角度U、V和W的每个线圈从一个齿 移动到另一个齿时形成的牵引线。
6.根据权利要求1所述的电机，其中该绝缘体包括联接凸台，该联接凸台被构造为将该定子联接到物体。
7.根据权利要求1所述的电机，其中该绝缘膜是通过使聚合树脂粉末涂料附着于该定子芯而形成。
8.根据权利要求1所述的电机，其中该齿包括， 齿本体，沿该定子芯的外周面或内周面的径向延伸，以使所述线圈绕所述齿本体缠绕；以及 极靴，从该齿本体的一端沿两个周向延伸，以与该转子形成间隙。
9.根据权利要求8所述的电机，其中该极靴包括， 最大外径表面或最小内径表面，以与该转子形成间隙；以及 端面，从该最大外径表面或该最小内径表面的两侧沿与该转子的间隙变大的方向形成。
10.根据权利要求9所述的电机，其中除了该极靴的最大外径表面或最小内径表面之外，该绝缘膜在该定子芯的外周面或内周面以及所述齿的整个区域形成。
11.一种电机，包括定子和相对于该定子旋转的转子，该定子包括: 定子芯，包括背轭和沿该定子芯的径向突出到内部部分或外部部分的多个齿，以使线圈围绕该定子芯缠绕； 绝缘体，通过塑性注塑成型工艺形成，以联接到该定子芯；以及绝缘膜，从该定子芯的内周面或外周面至所述齿的端部连续地形成，以使所述齿与该线圈绝缘，该绝缘体通过涂覆、加热及硬化聚合树脂粉末而形成。
12.根据权利要求11所述的电机，除与该转子形成间隙的所述齿的最大外径表面或最小内径表面之外，该绝缘膜在所述齿的其它部分形成。
13.根据权利要求11所述的电机，其中该绝缘膜形成到联接到该绝缘体的该定子芯的顶表面和底表面的预定部，以及该绝缘体被联接到该定子芯的顶表面和底表面。
14.根据权利要求13所述的电机，其中在该定子芯中沿周向形成多个通孔，并且在所述绝缘体中形成突出部，该突出部插入该通孔中，以确定该绝缘体相对于该定子芯的联接位置。
15.根据权利要求14所述的电机，其中该绝缘膜仅在该定子芯的顶表面和底表面的相对于该通孔更邻近所述齿的预定部形成。
16.根据权利要求13所述的电机，其中该绝缘体被构造为覆盖该定子芯的顶表面和底表面。
17.—种电机，包括定子和相对于该定子旋转的转子，该定子包括: 定子芯，包括背轭和多个齿； 绝缘膜，在该定子芯的外周面上乃至所述齿的端部连续地形成，以使所述齿和背轭与该线圈绝缘；以及 绝缘体，通过塑性注塑成型工艺形成，以使该定子芯与牵引线及与该线圈的端部绝缘，并且在该绝缘体中形成有联接箱，以将该定子联接到在洗衣机中设置的盛水桶的后壁，该绝缘体被配置为围绕该定子芯的形成有绝缘膜的顶表面、底表面和内周面。
18.根据权利要求17所述的电机，其中该线圈包括由铝材形成的芯线。
19.根据权利要求17所述的电机，其中该绝缘膜从该定子芯的顶表面和底表面到沿径向的外部部分连续地形成。
20.根据权利要求17所述的电机，其中该定子芯的沿径向的内部部分被该绝缘体绝缘，而该定子芯的沿径向的外部部分被该绝缘膜绝缘，并且该定子芯的顶表面和底表面的至少预定部被该绝缘体和该绝缘膜重叠地绝缘。
【文档编号】H02K1/12GK103944285SQ201310342724
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2013年8月8日 优先权日:2013年1月18日
【发明者】河炫昊, 金成中, 郑贤寓 申请人:Lg电子株式会社