专利名称：无电刷电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一； 缘的无电刷电动机。
技术背景专利文献l一日本特开2000-175394号公报记载了延长槽绝缘物到作为邻 接的T形件间隙的狭缝，以确保绝缘距离的技术。直接驱动洗衣机用的DC无电刷电动机，由于在洗涤工序中需要低转速、 高转矩，所以需要定子的槽数多，输出高转矩。另外，在脱水工序中转矩虽小， 但转速需要提高，通常通过弱磁场控制提高转速，但由于驱动电压越高越能提 高转速，所以对商用电源进行倍压整流来供给高的直流电源。并且，为了提高 DC无电刷电动机的效率而增加容纳在槽中的绕组的占空因素。因此，缝隙的 绕組和定子铁心之间的绝缘距离变小，在湿度比较高的环境下运转的洗衣机有 泄漏电流增加的问题。 发明内容本发明为了解决该问题，提供一种通过把定子的T形件前端部相对转子的 外形做成非同心圆，把与转子相对的T形件前端部的形状做成反圆弧形，在内 接T形件前端部的同心圆和定子的T形件前端部之间设置间隙部，使对绕组进 行绝缘的绝缘物从槽的内侧通过狭缝直到间隙通过整体树脂模塑定子铁心，从 而增加绕组和定子铁心的绝缘距离的DC无电刷电动机。根据本发明，以前的T形件前端由于是同心圆，用树脂模塑只能构成到狭 缝的绝缘物，但由于将T形件前端做成反圆弧形，并在T形件前端和内接同心 圓之间设置了间隙，能构成直到间隙的绝缘物，所以能大幅度地增加绝缘距离， 能减少泄漏电流。
图1是表示本发明的实施例的滚筒式洗衣干燥机的立体图。图2是表示本发明的实施例的滚筒式洗衣干燥机的纵剖视图。图3是表示本发明的实施例的滚筒式洗衣千燥机的运转工序的方块图。图4是表示驱动本发明的实施例的滚筒式洗衣干燥机的电路图。图5是表示本实施例的定子铁心的正视图。图6是表示本实施例的定子的正视图。图7是表示本实施例的定子的A部的局部放大图。图8是表示本发明的实施例的在定子的A部巻绕绕组95时的A部的局部 放大图。图9是表示本发明的实施例的树脂模塑将突缘部96的宽度扩展到间隙部 92时的其他实施例。
具体实施方式
以下，引用
本发明有关实施方式的实施例。 图1是表示本发明的实施例的滚筒式洗衣干燥机的立体图。 在底座1的上部放置着用树脂模制品与钢板组合构成的外框2。在外框2 的正面设置取出放入洗涤物的门3,用按钮开关4进行开关操作。门3用外侧 是外观设计零件的树脂成形品和内侧是耐热玻璃制的门构成。在外框2的侧面 部设有排水软管固定孔5。为了搬运移动主体，设有多个把手6。另外，在外 框2的上面部左右各自安装有洗涤剂盘7和干燥用过滤器8。在它们之间设有 操作部9，显示部10。另外，从底座1的侧面部引出排水管11，底部在四角 配置插入了橡胶的脚部12。图2是表示本发明的实施例的滚筒式洗衣干燥机的纵剖视图。外框2的内 侧具有外槽20。外槽20的下部用多个悬架21支承，上部用前后配置的2个 拉簧22、 23支承。悬架21支承外槽20的全部重量，形成坚固的结构。并且， 设有吸收脱水运转时产生的外槽20的上下振动，防止因开始脱水运转时外槽 20的共振引起的异常振动用的衰减机构等。为了兼作防止外槽20的前后方向 倾倒的支承和降低脱水时前后、上下、左右振动，设有从外槽20的上部支承 的拉簧22、 23。洗涤和漂洗时从连接到自来水龙头的供水软管24连接到供水 电磁阀25，通过供水电磁阀25的操作从注水软管26经由洗涤剂投入盒27供 给洗涤和漂洗需要的水。供给的水在外槽20的底部作为洗涤水，在漂洗时作为漂洗水存积。洗涤剂投入盒27在洗涤时投入必要的洗涤剂，在漂洗时投入 改良整理用的柔软整理剂。洗涤时从注水软管26供给的水一面溶解洗涤剂投 入盒27的洗涤剂， 一面从外槽20的上部通过柔性软管28投入。位于外槽20 的内侧的旋转滚筒29有打开门3投入的洗涤物30，在旋转滚筒29开口部的 外周上设有用于降低脱水时因洗涤物30的不平衡引起的振动的流体平衡器 3i。流体平衡器31沿半径方向分成多个通路31a被配制在内部。另外，该通 路31a中流体充填50%左右。该通路31a在半径方向安装有肋(未图示)，使 流体难以在圓周方向无阻力地自由流动。充填在内部的流体，作为比重较重、 不腐败的材料可以使用氯化钠、氯化钾和氯化钓等的水溶液的流体。这些流体 充填通路31a的体积的30—50°/。左右，使用饱和水溶液。另外，流体平衡器31 的内侧从前面向进深方向与旋转滚筒29留有间隙，设有全周肋31b,做成取 出洗涤物30时不触及与流体平衡器31的流体充填部直接接触的旋转滚筒29 的金属部的结构。在旋转滚筒29的内侧的全周设有多个脱水时用于以高速旋 转使洗涤物30包含的水分脱水的脱水孔32。另外，在旋转滚筒29的内侧设 有多个洗涤时把洗涤物30翻拢上去用的提升器33。旋转滚筒29通过与旋转 滚筒用金属制凸缘34连接的主轴35直接连接在DC无电刷电动机36上。DC 无电刷电动机36安装在固定于外槽20的金属制凸缘37上。在本实施例的情 况下，DC无电刷电动机36使用的是磁铁埋入型用内转子、定子有集中绕组的 绕组的DC无电刷电动机36。 DC无电刷电动机36由于洗涤工序51以低转速高 转矩，脱水工序以高转速低转矩使用，因而转子是多极，磁铁使用稀土类磁铁。 外槽20的开口部安装有由弹性体构成的橡胶类的波紋管38。门3由透明树脂 成形品39和耐热性玻璃40构成。该波紋管38的设置使得构成门3的透明树 脂成形品39和耐热性玻璃40中耐热性玻璃40的密封部外圆面40a直接接触， 并实现维持外槽20的内部和门3的水密性的作用。因此，能防止洗涤、漂洗和脱水时的漏水。门3为了用耐热玻璃40和透 明的树脂成形品39夹住并固定，在全周设有突缘部40b，并以与流体平衡器 31在轴向不重叠的方式配置其内侧端面40c。因此，能尽可能确保容纳洗涤物 30的空间。洗涤和漂洗结束不要的水和脱水时从洗涤物30脱出的水，打开排 水阀从排水软管ll排水。在干燥中，由送风扇42吹送的风，由于通过装有洗涤物30的旋转滚筒 29的内部及外周，因为包含线头， 一定需要通过干燥用的过滤器8。因此，虽 然未图示路径，但经由干燥用的过滤器8给加热器43送风，经加热的暖风从 在外槽上部设置的开口部44向旋转滚筒29的内部送风。暖风通过洗涤物30， 从旋转滚筒29的后部通过设置在外槽20的底部的除湿装置45的通风口 46， 由除湿装置45除湿，再用送风扇42反复循环来干燥洗涤物30。旋转滚筒29 用不锈钢的钢板构成，前面部的圆筒板部47夹住把端面部的外周形成-字状 的前面部板48,并在轴向沿内侧弯曲折回连接固定。因此，能提高旋转滚筒 29的入口侧的强度。另外，通过在其中装有流体平衡器31,由于可以由旋转 滚筒承受圆周方向的离心力，因而能降低流体平衡器31的强度，能减少构成 流体平衡器31的材料费。图3是表示本发明的实施例的滚筒式洗衣千燥机的运转工序的方块图。该 运转工序在该方块图中表示了自动进行的如下一般自动洗涤过程使附着在洗 涤物30的上污物落下，或者通过漂洗洗净洗涤剂成分，或者通过旋转滚筒29 的高速旋转的离心力使洗涤物30包含的水分脱水，或者将这些水分排出等的 一连串工序。以下根据方块图说明各工序。由供水电磁阀25的操作进行供水 50。洗涤工序51中向外槽20内供给洗涤需要的水时，滚筒驱动用电动机36 旋转，旋转滚筒29进行旋转。这时的旋转滚筒29的转速是每分40—50转， 通过每次进行数分钟的暂停后的向右转、向左转，用旋转滚筒29内的升降器 33进行边翻拢，边拍打清洗洗涤物30的洗涤。在洗涤工序51结束时通过洗 涤除去附着在洗涤物30上的污物，并过渡到把污染了的洗涤水排出到洗衣机 外的排水工序52。排水结束后，过渡到对洗涤物30中包含的洗涤剂成分进行 脱水的脱水工序53。在脱水工序53中，使旋转滚筒29高速旋转，用离心力 使洗涤物30自设置在旋转滚筒29的内壁的多个脱水孔32脱水。这时的转速 设为每分800—1500转。脱水工序53结束时，过渡到漂洗包含在洗涤物30 中的洗涤剂成分的漂洗工序54。在进入漂洗工序54之前，如与洗涤工序51 相同的那样在供给清水的供水工序50中向外槽20内供给必要的清水。漂洗需 要的清水在本实施例中与洗涤相同进行25—30升的供水。当供给规定量的清 水时，自动地进行漂洗工序54,与洗涤工序51相同地旋转滚筒29 —面低速旋转(每分钟45转左右)， 一面除去洗涤物30中包含的洗涤剂成分。在本实 施例中，漂洗进行2次，但漂洗工序54的次数也可以是2 3次。漂洗工序54 结束后进行排水，以便使洗涤物30中包含的水分充分脱水，过渡到最终脱水 工序55。最终脱水工序55的脱水时间一般是5分钟以上，使旋转滚筒29高 速旋转，用离心力除去洗涤物30的水分。这时的脱水率是60—65%。此外， 滚筒式洗衣干燥机，作为热源用加热器43使暖风在槽内循环，从清洗到千燥 自动地进行。这时，最终脱水工序55结束后，自动过渡到干燥工序56。在干 燥工序56中，充分地除去洗涤物30的水分后，用加热器43 —面对洗涤物30 吹暖风， 一面使旋转滚筒29以每分40—55转进行反转或向一个方向旋转来除 去洗涤物30的水分，进行干燥。为了缩短干燥时间，需要提高最终脱水工序 55的转速来提高脱水率，最高设每分钟1500 1700转。因此，根据旋转滚筒 29的直径，脱水率约为70%。在干燥工序中，结束后有冷却工序57,使冷却 风在旋转滚筒29内循环进行冷却，若下降到预定的温度，当按压按钮开关4 时，则解除闭锁，打开门3,便能取出洗涤物30。另外，在干燥途中要停止干 燥时也同样，由于旋转滚筒29中的温度达到80—100。C左右，要用冷却工序 57冷却，温度达到60。C以下后打开门。图4表示驱动本发明的实施例的滚筒式洗衣干燥机的电路。AC100V的商 用电源60通过插座61,经过和电源开关62并联配置的保险丝63进入到滤波 电路64。从滤波电路64的后方直接向各种电气零件及整流电路65供给电源。 在本实施例中，整流电路65对AC100V进行倍压整流，得到直流的高电压。这 时的直流电压的最大值约为282V。在最终脱水工序55中，由于转速高达每分 钟1500 1700转，用弱磁场进行转矩变小而提高速转的控制，在洗涤工序51 中是每分钟40—50转，转速比增大，所以提高供给电源的电压，以确保脱水 工序55的转速。从整流电路65连接供给低压的直流电源用的开关电源66、 倒相电路67。另外,在这之间连接着电压检测电路68及保险丝69。倒相驱动电路70 根据DC无电刷电动机36带有的旋转位置传感器71的信号控制倒相驱动电路 67，使DC无电刷电动机36旋转。滚筒式洗衣机整体的控制用微机72进行。 作为用商用电源60直接驱动的电气零部件有供水电磁阀25、排水岡41,用微机72控制流过继电器绕组74的电流来进行分别串联连接的继电器接点73的 连接和断开。另外，在干燥工序中使用的送风风扇42和在洗涤及漂洗时使用 的循环泵电动机76用转换开关78对同一倒相电路77进行转换使用。因此， 电路可共用而能降低成本。加热器43并联连接有相同容量的加热器，由滤波 电路64之前提供电源。其理由是，加热器43是纯电阻的元件，不需要通过滤 波电路64,加热器43由于电流大，通过在滤波器电路64之前使用能降低电 感的容量。图5是表示本实施例的定子铁心的正视图。定子铁心80组合多个以T形 件81的单位分割的铁心组82而构成。在本实施例中，组合6个T形件81作 为铁心组，组合7个铁心组作为圆形定子铁心80。铁心组82的个数太多时， 模型大而成为高价。而过少时生产率下降，所以3 8个合适。铁心组82以直 线状态冲切，层叠成预定的层叠厚度后弯曲组合成圆形，做成定子铁心80。 通过以T形件81的单位分割，以直线状态冲切，通过用槽83使T形件81相 互重叠地进行冲切，提高了材料利用率。另外，由于使用T形件81是42个， 转子的极数多达56个，且使用磁通密度大的稀土类磁铁，因而，为了建立正 弦波的感应电压，对于与转子为同心圆的T形件81的前端形状，铁的部分的 磁通密度增高，则难于建立正弦波的感应电压。因此，通过相对于以转子外形 为基准的同心圆做成反圆弧形，转子的磁通密由于远离T形件81的中心而急 剧变小，所以通过变更转子的磁极片形状很容易地建立正弦波的感应电压。另 外，这部分的形状相对同心圆，若外形侧有两侧，则得到同样的效果。图6是表示本实施例的定子的正视图。定子84在定子铁心80的外周压入 定子法兰盘85,用树脂模铸形成定子法兰盘安装部86、三相短路连接器87、 电源连接器88及槽绝缘物89。定子法兰盘85使用镀锌钢板的沖压加工件， 在其内侧嵌合定子铁心80。图7是表示本实施例的定子84的A部的局部放大图。本实施例的场合， 槽83内的槽绝缘物89的厚度为0. 8mm，作为定子铁心80的T形件81间的间 隙部的狭缝90的狭缝部绝缘物91的厚度为0.5mm。在槽83的部分将槽绝缘 物89的厚度加厚的目的是，在集中绕组的场合，由于将绕组巻绕在T形件81 上，在定子铁心80和槽绝缘物89之间施加了在形成绕组时由绕组张力引起的大的力，该力使槽绝缘物89变形，由于有时产生裂紋，所以为了确保强度而 加厚。但是，由于对狭缝卯部分的狭缝部绝缘物91的部分不会直接施加绕组 的形成的力，所以能做得比槽绝缘物89更薄。另外，狭缝90部分在将绕组巻 绕在T形件81上时，使绕线机的筘片在其间往复通过，由于筘片通过绕组， 因而筘片的强度可以通过减薄狭缝绝缘物91的厚度来提高筘片的强度，因为 从狭缝90的宽度减去绕组的直径的值的1/2成为厚度，狭缝90的宽度大的能 增大厚度变。间隙部92由与T形件前端部93内接的同心圆94和狭缝卯构成。 由于即使比同心圓94大的间隙部92的部分有树脂模铸而成的合成树脂也比转 子的外径大，所以和转子不接触。因此，即使在该间隙部92的范围用树脂模 铸设置绝缘物，也没有任何障碍。图8是表示本发明的实施例的在定子的A部巻绕绕组95时的A部的局部 放大图。由于用集中绕组巻绕有绕组95，因而被巻绕在每个T形件81上。绕 组95 —般用绕线机使通过了绕组的筘片(未图示)通过狭窄的狭缝90或狭缝 绝缘物91之间，巻绕在绝缘的T形件81上。在本实施例中，虽然距T形件 81的高度为一定地进行巻绕，但在提高绕组95的占空因素时，则以相邻绕组 95的间隙与狭缝90的宽度并行的方式巻绕。绕组95构成为不从狭缝绝缘物 91向外侧溢出。若设槽绝缘物89和狭缝绝缘物91的立边尺寸为B,将绕组 95做成该尺寸以下，以防止绕组95散落。通常以该尺寸B的高度在突缘部96 构成全周以防止绕组95露出。以前，为了确保绕组95的筘片强度而需要尽可 能加大狭缝90的宽度，因而不设置缝隙绝缘物91而将T形件81做成与定子 铁心80为同一面，所以槽绝缘物89的厚度成为与定子铁心80的绝缘距离。 在本实施例中，若设狭缝部绝缘物91的长度为C,设间隙部92的长度为D, 设T形件前端部93和D的长度为E，则定子铁心80和绕组95的绝缘距离为 C+D+E。即，通过树脂才莫4#直到间隙部92，至少能增加定子铁心80和绕组95 的绝缘距离(D+E)。间隙部92的树脂模铸的厚度，仅确保绝缘距离的值为0. 5mm以上，上限 值为突缘部96的高度B。另外，由于T形件前端部93和间隙部92内的树月旨 模铸确保厚度，分型面大致成直角，所以不容易形成飞边。另外，树脂模铸得 很薄，不易剥落。图9表示本发明的实施例的将突缘部96的宽度扩展到间隙部92的树脂模 铸而成时的其它实施例。绝缘距离为C+D,与图8比较虽只减少了 E部分，但 由于能增大D,所以实际上不怎么变化而能确保绝缘距离。突缘部96以相同 的宽度高度B构成全周，树脂模铸而成间隙部92和T形件前端部93。因此， 虽然突缘部96的宽度越厚，绝缘距离D能做得越大，但由于树脂模铸变薄， 以及铸模的T形件前端部93的挤压原料变少，因而残留T形件前端部93的宽 度的l/2以上。在将绕组95巻绕在绝缘物89上时，由于施加在突缘部96的力由定子铁 心80支撑，因而，即使槽83侧的突缘部96较薄，虽然在强度上也没有任何 问题，但由于在叠片厚度方向的端面侧只由树脂模铸而成的突缘部96构成， 由于可通过树脂模铸到间隙部92而加厚突缘部96的厚度，因而能提高突缘部 96的强度。因此，由于能提高线圈的张力而容易用粗线排列绕组。另夕卜，在制作树脂模铸用的金属模时，由于只加厚突缘部96的宽度尺寸， 所以与以前的比较，加工花费的工夫可相同。在本发明中，利用反圆弧的T形件前端部93和与其内接的同心圆94及狭 缝90构成间隙部92，通过在该间隙部92的范围树脂冲莫铸T形件81,由于能 增大定子铁心80和绕组95的绝缘距离，所以能减少泄漏电流。另外，由于将槽83、狭缝90、间隙部92—体树脂模铸而成定子铁心80, 由于通过减薄不施加绕组张力的狭缝卯的狭缝绝缘物91的厚度而增大狭缝 卯的宽度，因而能加厚巻绕绕组时的筘片的厚度，能提高强度。另外，通过江河突缘部96加厚到间隙部92，可增大绝缘距离，并且提高 不由T形件81承受的端面部的突缘部96的强度。
权利要求
1.一种DC无电刷电动机，使用内转子并具有形成集中绕组的定子，把上述定子的T形件前端部做成非同心圆形状，把与转子相对的面做成反圆弧形，其特征在于，相对于定子的T形件前端与中央部相接的同心圆，由T形件前端与上述同心圆构成间隙部，将对绕组进行绝缘的绝缘物从槽的内侧通过狭缝直到上述间隙部整体树脂模铸而成定子铁心并构成绝缘物。
2. 如权利要求1所述的DC无电刷电动机，其特征在于，使狭缝绝缘物的 厚度比槽绝缘物薄。
3. 如权利要求1所述的DC无电刷电动机，其特征在于，将突缘部的宽度 加大到间隙部。
4. 一种洗衣机，具有收纳洗涤物的旋转滚筒，至少具有洗涤工序、漂洗 工序、脱水工序的各工序，具有驱动上述'旋转滚筒的DC无电刷电动机，上述 DC无电刷电动机使用内转子并具有形成集中绕组的定子，把上述定子的T形 件前端部做成非同心圆形状，把与转子相对的面做成反圆弧形，其特征在于， 相对于定子的T形件前端部与中央部相接的同心圆，由T形件前端与上述同心 圓构成间隙部，将对绕组进行绝缘的绝缘物从槽的内侧通过狭缝直到上述间隙 部整体树脂模铸而成定子铁心并构成绝缘物。
5. —种DC无电刷电动机，其特征在于，使用内转子并具有形成集中绕组 的定子，把上述定子的T形件前端部相对于转子做成反圆弧形，从上述T形件 前端的两端部到上述定子的槽内侧用树脂模铸而成。
全文摘要
本发明涉及无电刷电动机。为了提高DC无电刷电动机的效率而增加容纳在槽中的绕组的占空因素。因此，狭缝的绕组和定子铁心之间的绝缘距离变少，在湿度比较高的环境下运转的洗衣机中存在漏电流增加的问题。本发明为了解决该问题而提供一种DC无电刷电动机，通过把定子的T形件前端部相对于转子做成非同心圆形，把与转子相对的T形件前端部的形状做成反圆弧形，在内接T形件前端部的同心圆和定子的T形件前端部之间设置间隙部，将对绕组进行绝缘的绝缘物从槽内侧通过狭缝到上述间隙部整体通过树脂模铸而成定子铁心，从而增加绕组和定子铁心的绝缘距离。
文档编号H02K3/32GK101404436SQ20081000409
公开日2009年4月8日 申请日期2008年1月24日 优先权日2007年10月2日
发明者丰田荣治, 坂本国弘, 大川友弘, 成田博文 申请人:日立空调·家用电器株式会社