专利名称：用于洗衣机的电动机和滚筒式洗衣机的制作方法
技术领域：
本发明涉及将旋转轴水平或倾斜地支撑在水桶内，利用电动机驱动旋转滚筒旋转来进行洗涤、漂洗、脱水各个过程的滚筒式洗衣机，或者涉及进行洗涤、漂洗、脱水、干燥各个过程的滚筒式洗涤干燥机，以及所使用的电动机。
背景技术：
以往，在这种滚筒式洗衣机中，作为驱动旋转滚筒旋转的电动机的结构有以下方式，将在洗涤过程中可以正反旋转的第1电动机、与进行脱水过程的第2电动机这两个电动机固定在水桶外底部，通过V型带将旋转传递给旋转滚筒的驱动方式(例如，参照专利文献1)；使安装在水桶背面的电动机的旋转直接与旋转滚筒的旋转轴连动的驱动方式(例如，参照专利文献2)；安装在水桶背面的电动机利用在定子(固定件)内周设有转子(旋转件)的内侧(内部)转子式电动机或者在定子(固定件)外周设有转子(旋转件)的外侧(外部)转子式电动机(例如，参照专利文献3)等，来驱动旋转滚筒的方式等。
图5是上述以往的滚筒式洗衣机使用内侧转子式电动机时的示意剖面图，图6是以往的滚筒式洗衣机使用外侧转子式电动机时的示意剖面图。
如图5所示，其表示内侧转子式电动机，旋转滚筒2旋转自如地支撑在水桶3的内部，在水桶3的背面即外底面3b上安装电动机20，所述电动机20的转子(旋转件)5设在定子(固定件)6的内周侧，在图6中，表示了转子5设在定子(固定件)6的外周侧的外侧转子式电动机。
此处，电动机20所需要的转矩根据滚筒式洗衣机的规格而变化，由于旋转滚筒2的容量增大和使用水量等增加，必须增大电动机要求的转矩，但为了提高电动机20的转矩，一般通过将所述转子5和定子6的厚度(即层叠厚度)以及外径设定得大些来对应。
专利文献1 日本特开平10-263271号公报专利文献2 日本特开2006-43105号公报专利文献3 日本特开2004-216166号公报但是，在前述以往的结构中，利用两个电动机驱动的方式需要其配置空间，设备整体特别在高度方向上大型化，而且也是不利于成本降低的结构。
并且，在将电动机安装于水桶背面的方式中，在扩展洗衣机的机型时，在增加旋转滚筒的容量的情况下，此时在增大电动机转矩时，如果使电动机的厚度(层叠厚度)或外径增加以提高转矩，则存在电动机的外径或厚度(层叠厚度)尺寸变大、而且材料的使用量增加致使成本提高的问题。
特别是在增大外径时，在图5中的转子(旋转件)5的内周侧和图6中的定子(固定件)6的内周侧分别产生无助于电动机特性的死空间(deadspace)12而导致大型化。
并且，针对容量不同的旋转滚筒，为了优化电动机转矩、材料的使用量，在改变电动机外径或厚度(层叠厚度)时，需要对应于各种电动机规格的生产设备，因此存在设备切换等生产率恶化的问题。
发明内容
本发明就是为了解决上述问题而进行的，其目的在于，提供一种低成本的滚筒式洗衣机，通过将安装于水桶背面的电动机构成为大转矩且紧凑的电动机，来实现生产设备的共用和生产率的提高。
为了解决前述以往的问题，本发明的滚筒式洗衣机构成为，在配置于水桶背面的电动机的定子(固定件)的外周侧和内周侧可分别具有外侧转子和内侧转子。
由此，可以提供即使要增大电动机转矩也不需要增大电动机的尺寸的、大转矩且紧凑的滚筒式洗衣机，而且可以实现下述结构，即，仅通过选择使用外侧转子和内侧转子两者的情况和只使用任一个的情况，即可对应于所需要的电动机转矩的增减。
本发明的滚筒式洗衣机，可以把无助于所述电动机产生的转矩的所述定子的内周侧空间用作配置内侧转子的空间，因此能够将电动机外周或轴向尺寸的增大抑制在最小限度，并且可以实现大转矩，而且可以实现能够与所需要的电动机转矩的增减对应的电动机生产设备的共用化。
本发明第一方面提供一种用于洗衣机的电动机，所述电动机具有定子；分别配设在所述电动机的定子的外周侧和内周侧的外侧转子空间和内侧转子空间；以及设置在外侧转子空间的外侧转子和设置在内侧转子空间中的内侧转子中的至少一个。
根据本发明第一方面，所述电动机的转子可由分别配设在所述电动机的定子的外周侧和内周侧的外侧转子和内侧转子构成，其中在所述电动机的定子的外周侧和内周侧的空间分别作为外侧转子空间和内侧转子空间，由此可以把无助于所述电动机产生转矩的所述定子的内周侧空间用作配置内侧转子的空间，因此能够将电动机外周或轴向尺寸的增大抑制在最小限度，并形成紧凑结构，而且可以大转矩化。
本发明第二方面是在第一方面的基础上，所述定子在其水桶侧一体地设置用于安装在水桶背面上的安装单元。
本发明第三方面是在第二方面的基础上，所述安装单元通过模制加工一体地形成在所述定子上。
根据本发明第二和第三方面，通过把用于将所述定子安装在所述水桶背面上的安装单元设在所述模制件上，从而能够容易装配。
本发明第四方面是在第一或二方面的基础上，所述的定子用具有绝缘性的材料模制加工而形成。
本发明第五方面提供一种滚筒式洗衣机，所述滚筒式洗衣机具备旋转滚筒，该旋转滚筒用于收纳洗涤物，并在水平方向或倾斜方向具有旋转轴心；水桶，该水桶内含所述旋转滚筒并被弹性地支撑在洗衣机主体内；以及电动机，该电动机安装在所述水桶背面，并通过一旋转轴驱动所述旋转滚筒；所述电动机具有定子；分别配设在所述电动机的定子的外周侧和内周侧的外侧转子空间和内侧转子空间；以及设置在外侧转子空间的外侧转子和设置在内侧转子空间中的内侧转子中的至少一个。
根据本发明第五方面，所述电动机的转子可由分别配设在所述电动机的定子的外周侧和内周侧的外侧转子和内侧转子构成，其中在所述电动机的定子的外周侧和内周侧的空间分别用作外侧转子空间和内侧转子空间，由此可以把无助于所述电动机产生转矩的所述定子的内周侧空间用作配置内侧转子的空间，因此能够将电动机外周或轴向尺寸的增大抑制在最小限度，并形成紧凑结构，而且可以大转矩化。
本发明第六方面是在第五方面的基础上，定子利用具有绝缘性的材料模制加工而形成，所述定子在其水桶侧一体地设置用于将所述定子安装在水桶背面上的安装单元，由此将所述定子固定在所述水桶的背面。
根据本发明第六方面，通过把用于将所述定子安装在所述水桶背面上的安装单元设在所述模制件上，因此能够容易装配。
本发明第七方面是在第五或六方面的基础上，电动机的定子形成为共用部件，电动机的转子构成为根据旋转滚筒的容量大小，只使用内侧转子、或只使用外侧转子、或使用内侧转子和外侧转子两者。
根据本发明第七方面，由于电动机的定子形成为共用部件，电动机的转子构成为根据旋转滚筒的容量大小，只使用内侧转子、或只使用外侧转子、或使用内侧转子和外侧转子两者，虽然定子只有一种，但可以构成以下三种电动机，即，在装配所述内侧转子和所述外侧转子两者的情况下构成产生大转矩的电动机，在只装配所述外侧转子的情况下构成产生中转矩的电动机，在只装配所述内侧转子的情况下构成产生小转矩的电动机，从而可以通过最小限度的生产设备和设备切换对应于所需要的电动机转矩的增减，可以实现削减生产设备费用和提高生产率。
图1是本发明的实施方式1的滚筒式洗衣机的示意剖面图。
图2是该滚筒式洗衣机的电动机的主要部分剖面图。
图3是本发明的实施方式2的滚筒式洗衣机在采用只使用外侧转子的电动机时的示意剖面图。
图4是该滚筒式洗衣机在采用只使用内侧转子的电动机时的示意剖面图。
图5是以往的滚筒式洗衣机使用内侧转子式电动机时的示意剖面图。
图6是以往的滚筒式洗衣机使用外侧转子式电动机时的示意剖面图。
符号说明1洗衣机主体；2旋转滚筒；3水桶；4旋转轴；5转子；5a外侧转子；5a’外侧转子空间；5b内侧转子；5b’内侧转子空间；6定子；6a安装单元；21电动机。
具体实施例方式
(实施方式1)图1表示本发明的第1实施方式的滚筒式洗衣机的示意剖面图，图2是该滚筒式洗衣机的电动机的主要部分剖面图。
在图1中，对与以往示例的图5或图6所示相同的结构赋予相同标号进行说明。
在图1中，滚筒式洗衣机主体1内置有水桶3和旋转自如地配设在该水桶3内的旋转滚筒2，在旋转滚筒2的旋转中心沿大致倾斜的方向设置旋转轴4，使旋转滚筒2的轴心方向从正面侧朝向背面侧向下倾斜，在水桶3的背面即外底面3b上安装电动机21。
所述电动机21的定子6通过安装单元6a固定在水桶3的底面上。
并且，旋转轴4通过轴承(未图示)旋转自如地枢转支撑在水桶3的底面上，电动机的外侧(外部)转子5a和内侧(内部)转子5b两者与旋转轴4连接(其中，位于所述电动机的定子的外周侧的用于安装外侧转子5a的空间称为外侧转子空间5a’(见图4)；位于所述电动机的定子的内周侧的用于安装内侧转子5b的空间称为内侧转子空间5b’(见图3))，利用控制单元(未图示)使外侧(外部)转子5a和内侧(内部)转子5b旋转，由此驱动旋转滚筒2在正转、反转方向旋转。
在旋转滚筒2的内壁面设置有衣物搅拌用的多个突起板7。
利用盖体9开闭自如地覆盖设于水桶3正面侧的向上倾斜面的开口部3a，通过打开该盖体9，可以将洗涤物通过洗涤物出入口8在旋转滚筒2内取出或放入。由于将盖体9设在向上倾斜面上，所以不必弯腰就可以取出和放入洗涤物。
水桶3利用弹簧体(未图示)可摇动地悬挂在洗衣机主体1上，通过设于水桶3上部的给水路径11向水桶3内供给水，通过设于下部的排水路径10将洗涤水排出。
并且，在本实施方式中，在旋转滚筒2的旋转中心沿大致倾斜方向设置旋转轴4，并且将旋转滚筒2的轴心方向配设成从正面侧朝向背面侧向下倾斜，但也可以在旋转滚筒2的旋转中心沿大致水平方向设置旋转轴4，并且将旋转滚筒2的轴心方向配设在大致水平方向。
以下，根据图2所示电动机的主要部分剖面图说明电动机的具体结构。
定子(固定件)24由层叠了电磁钢板等的定子铁心25和隔着绝缘物(未图示)卷绕在所述定子铁心25上的定子绕组26构成，并且以埋入具有电绝缘性的热固性树脂等定子树脂模制件(mold)23中的方式模制成型。所述定子绕组26为三相绕组，通常为星形接线或三角接线。
所述定子树脂模制件23为了利用图2中左侧的安装面22紧密固定在水桶3的背面，而形成具有安装孔27的定子安装脚28。在图1中说明的安装单元6a可以利用所述定子树脂模制件23构成。
转子(旋转件)29利用由热固性树脂等形成的转子树脂模制件36保持内部转子架31和外部转子架35，所述内部转子架31对应于所述定子铁心25的内侧面，具有内装了内部转子磁铁30的内部转子铁心32，所述外部转子架35对应于定子铁心25的外侧面，具有内装了外部转子磁铁33的外部转子铁心34，在所述转子树脂模制件36的旋转中心部内装有安装轴套(boss)37。
另外，在图2中，示出了内部转子磁铁30内装在内部转子铁心32中、或者外部转子磁铁33内装在外部转子铁心34中的IPM结构的转子，但也可以应用内部转子磁铁30固定在内部转子铁心32的外周、或者外部转子磁铁33固定在外部转子铁心34的内周的SPM结构的转子。并且，还可以不具有内部转子架31或外部转子架35中的任一个或两者，而利用转子树脂模制件36模制内部转子磁铁30、内部转子铁心32、外部转子磁铁33和外部转子铁心34。
借助于通过向所述定子绕组26通上三相交流电流而在定子24上产生的旋转磁场，在内部转子铁心32和外部转子铁心34上产生旋转力。
在本实施例的图2所示的结构中，将内部转子架31和外部转子架35同时与转子树脂模制件36模制加工为一体，但是所述内部转子架31和外部转子架35也可以分体构成，因此可以分别进行没有内部转子架31时和没有外部转子架35时的模制加工，这可以扩展为以下叙述的实施方式2。
安装轴套37固定在图1中的旋转轴4上，用于使旋转滚筒2旋转。
根据以上那样的结构，通过配设外部转子和内部转子两者，可以最大限度地利用作为电动机能够使用的空间。其结果，每单位空间产生的转矩增加，因此可以提高电动机转矩或者使电动机小型化，从而可以实现滚筒式洗衣机的容量增加、小型化。
并且，对于电动机在水桶背面上的安装，由于在具有绝缘性的树脂模制件的一部分上一体地构成安装脚或安装孔，所以不需要安装用的专用部件，即可简单可靠地安装定子。
(实施方式2)图3是表示本发明的第2实施方式的外侧(外部)转子式电动机的滚筒式洗衣机的示意剖面图。图4表示该滚筒式洗衣机使用内侧(内部)转子式电动机时的情况。另外，其他构成要素与图1和图2相同，所以省略相同结构的说明。
图3中，只安装了外侧转子5a，在内侧转子空间5b’中没有安装内侧转子5b；在图4中，只安装了内侧转子5b，在外侧转子空间5a’中没有安装外侧转子5a。
把图3所示的只由外侧转子5a构成的电动机产生的转矩设为To，把图4所示的只由内侧转子5b构成的电动机产生的转矩设为Ti。在定子6为相同规格时，外侧转子5a的内径大于内侧转子5b的外径，所以只由外侧转子5a构成的电动机产生的转矩大于只由内侧转子5b构成的电动机产生的转矩，即To＞Ti。
此处，对于构成图1中的外侧、内侧两个转子的电动机产生的转矩，各个转矩之和表现为电动机产生的转矩T，所以T＝To+Ti。
根据以上所述，转矩关系T＞To＞Ti成立，通过从图1所示结构装卸外侧转子5a或内侧转子5b，可以扩展为实施方式2的图3、图4所示结构，由此可以将定子6作为共用部件，使电动机转矩对应三种规格。
根据以上那样的结构，仅通过从图1所示结构卸下外侧转子5a或内侧转子5b中的任一个，即可构成实施方式2的图3、图4所示的电动机。
这在由于旋转滚筒2的容量和使用水量等差异使得电动机需要的转矩不同的滚筒式洗衣机中，作为电动机转矩，可以利用同一定子6并装卸外侧转子5a或内侧转子5b来对应三种规格。
另外，图3、图4中的外侧转子5a和内侧转子5b的层叠厚度未必一定相同，只要适当选择外侧转子5a的内径和层叠厚度及内侧转子5b的内径和层叠厚度，以便符合所需要的三种电动机转矩规格即可。
如上所述，如果使用本发明的电动机，由于定子6是共用的，所以生产设备单一而不会产生因进行设备切换而造成的生产率降低，关于转子，其不同点仅在于是否装配外侧转子和内侧转子，因此能够以变更或省略装配工序的一部分的方式使生产方法、生产设备的变更达到最小限度，从而不花费生产设备的费用，生产率提高。由此，可以提供低成本的滚筒式洗衣机。
如上所述，本发明涉及的滚筒式洗衣机，由于可以把以往的电动机中无助于转矩的死空间用于转子上，所以可实现电动机转矩的提高和小型化，并且，可实现电动机的生产设备的共用化和生产率的提高，因此可以实现设备的低成本化和大容量化及小型化。
权利要求
1.一种用于洗衣机的电动机，所述电动机具有定子；分别配设在所述电动机的定子的外周侧和内周侧的外侧转子空间和内侧转子空间；以及设置在外侧转子空间的外侧转子和设置在内侧转子空间中的内侧转子中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的用于洗衣机的电动机，其特征在于，所述定子在其水桶侧一体地设置用于安装在水桶背面上的安装单元。
3.根据权利要求2所述的用于洗衣机的电动机，其特征在于，所述安装单元通过模制加工一体地形成在所述定子上。
4.根据权利要求1或2所述的用于洗衣机的电动机，其特征在于，所述的定子用具有绝缘性的材料模制加工而形成。
5.一种滚筒式洗衣机，所述滚筒式洗衣机具备旋转滚筒，该旋转滚筒用于收纳洗涤物，并在水平方向或倾斜方向具有旋转轴心；水桶，该水桶内含所述旋转滚筒并被弹性地支撑在洗衣机主体内；以及电动机，该电动机安装在所述水桶背面，并通过一旋转轴驱动所述旋转滚筒；所述电动机具有定子；分别配设在所述电动机的定子的外周侧和内周侧的外侧转子空间和内侧转子空间；以及设置在外侧转子空间的外侧转子和设置在内侧转子空间中的内侧转子中的至少一个。
6.根据权利要求5所述的滚筒式洗衣机，其特征在于，定子利用具有绝缘性的材料模制加工而形成，所述定子在其水桶侧一体地设置用于将所述定子安装在水桶背面上的安装单元，由此将所述定子固定在所述水桶的背面。
7.根据权利要求5或6所述的滚筒式洗衣机，其特征在于，电动机的定子形成为共用部件，电动机的转子构成为根据旋转滚筒的容量大小，只使用内侧转子、或只使用外侧转子、或使用内侧转子和外侧转子两者。
全文摘要
本发明提供用于洗衣机的电动机和滚筒式洗衣机，在驱动滚筒式洗衣机旋转的电动机中，实现电动机的大转矩化、小型化，并且可以通过最小限度的生产设备和生产设备的切换对应设备需要的多种转矩规格，从而实现成本降低。在通过与可旋转自如地枢转支撑的旋转轴(4)连接来旋转驱动旋转滚筒(2)的电动机中，在定子(6)的外周侧和内周侧分别配设外侧转子(5a)和内侧转子(5b)，根据电动机所需要的转矩，使用外侧转子(5a)和内侧转子(5b)中任一个或两者，由此可以对应于转矩规格不同的多个设备。
文档编号D06F37/30GK101090224SQ20071010770
公开日2007年12月19日 申请日期2007年4月27日 优先权日2006年6月14日
发明者桧胁英治, 松尾繁 申请人:松下电器产业株式会社