具有一体型护罩结构的薄型定子与薄型电机,以及包括该结构件的滚筒洗衣机直接驱动装置的制作方法

专利名称：具有一体型护罩结构的薄型定子与薄型电机,以及包括该结构件的滚筒洗衣机直接驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于嵌入式滚筒洗衣机的电机技术，更具体地，涉及一种为了将具有分裂铁芯结构的定子与双转子的BLDC电机用于滚筒洗衣机制作中，而提供具有一体型护罩结构的薄型定子、薄型电机，以及包含这些结构件的滚筒洗衣机专用直接驱动装置。
背景技术：
—般情况下，滚筒洗衣是一种通过将洗衣剂、洗衣水以及洗涤物投入到滚筒内，利用电机驱动旋转滚筒，使滚筒与洗涤物之间产生摩擦力进行衣物洗涤的方式，该方式几乎不会损伤洗涤物，也不会有洗涤物之间缠绕，并可以达到拍打、揉搓衣物的洗涤效果。
目前，在滚筒洗衣机中，根据电机驱动方式可分为以下两种，通过电机皮带轮与滚筒轮之间的皮带将电机驱动力间接传送到滚筒的间接连接方式，以及通过连接于BLDC电机转子上的轴与滚筒直接接触，从而直接传递电机驱动力的直驱方式(direct drive :DD)。
其中，在电机驱动力并非直接传递给滚筒，而是通过设置在电机皮带轮和滚筒轮之间的皮带传递的皮带轮驱动方式中，驱动力传递过程中会发生较多的能量损失，而且，在动力传递过程中也会产生较大噪音。 因此，为了解决以往滚筒洗衣机中存在的问题，采用BLDC电机的直驱式滚筒洗衣机呈现出逐渐普及的趋势。 另外，在日本、欧洲等地区，为了提高室内居住空间效率，一般多采用嵌入方式安装洗衣容量在5-8公斤的中小型滚筒洗衣机。 在嵌入安装方式中，洗衣机的安装空间一般设置为600X600X600mm，如果考虑到中小型滚筒洗衣机洗涤容量，以及从滚筒洗衣机筒体(tub)到滚筒洗衣机背面的机架，可以安装驱动装置的空间(长度)大约为45mm。 此时，为了确保筒体吸收其内部可旋转支撑的网篮在正/逆旋转驱动时产生的冲击力，利用弹簧和减震器在滚筒洗衣机的机架内部安装了弹性支撑。 因此，为了避免筒体向前后方向移动，从而使之受到损坏，有必要留下大约15-20mm的多余空间(长度)。使可以安装上述驱动装置的空间(长度)从45mm变为减去20mm之后的25mm(长度)。 在嵌入式滚筒洗衣机中，由于安装这种驱动装置的空间(长度)比较狭窄，无法使
用厚度超过25mm的驱动装置，也就是说，还没有出现这种超薄型驱动电机。亦即，截止目前，所开发的驱动电机都是针对厚度在63mm以上的大型滚筒洗衣机
专用电机。因此，如果想在嵌入式滚筒洗衣机中使用这种大型直驱方式驱动电机时，不可避
免地要考虑减少影响洗衣容量的筒体长度。 考虑到这种情况，为了保持足够的筒体长度，可采用皮带轮间接驱动方式，将电机设置在滚筒洗衣机下部，并需要通过设置在皮带轮上的皮带，间接驱动网篮，但是，这种方式仍然存在无法保证电机正常驱动力的问题。由此，开发可以用于滚筒洗衣机中的薄型电 机，显得越来越重要。 因此，在行业中开发可直接安装在洗衣容量为5-8Kg的中小型嵌入式滚筒洗衣机 中的、厚度满足25mm的薄型电机是非常必要的。 下面，结合附图l，对韩国公开特许公报第2005-12399号专利中所提出的、以往利 用BLDC电机的直驱式滚筒洗衣机结构进行简单说明。
图1为显示了以往直驱式滚筒洗衣机的结构简图。 如图1所示，在机罩(100)内侧设置筒体(200)，并在上述筒体(200)内侧中央部 位设置可旋转的滚筒(或网篮)(300)。用于旋转滚筒(300)的电机(500)将被设置在与筒 体(200)后边的支撑架(250)相连接。 电机(500)包括驱动轴(700)、铁芯定子(520)、外转子(510)等几个部分。其 中，驱动轴(700)通过设置在上述筒体(200)背面中央部与对面支撑架(250)上的轴承盒 (600)上的两个上/下轴承(610,620)进行可旋转连接；而铁芯定子(520)是利用线圈缠 绕的多层铁芯，当电流通过上述线圈时，可以产生旋转磁场；外转子(510)是为了确保通过 所述定子(520)形成的旋转磁场，使驱动轴(700)旋转，在定子外周边设置的磁铁。
其中，所述驱动轴(700)后端中心部位连接电机(500)的所述转子(510)，而所述 转子(510)内侧与所述筒体(200)连接，亦即，固定在支撑架(250)后壁部位，设置有与所 述转子(510) —起构成电机(500)的所述定子(520)。 当按下开关启动图1中所示洗衣机时，电源被提供给电机(500)定子(520)，在定 子(520)中产生旋转磁场。该旋转磁场将通过缠绕在定子(520)线圈部(图中未显示)上 的线圈，产生在上述线圈部前端，与上述线圈部前端靠近的转子(510)将按照佛来明左手 定则进行旋转。 因此，通过转子(510)旋转，使上下侧轴承盒(600)与连接在筒体(200)上的驱动 轴(700)旋转，使滚筒(300)产生逆向转动，进行衣物洗涤。 如上所述，在以往的直驱式滚筒洗衣机中，电机(500)采用了外转子结构，如果将 电机(500)设置在筒体(200)与洗衣机背面的空间时，从筒体(200)到滚筒洗衣机背面之 间的空间(A)被分为由电机(500)占用的电机安装空间(B)以及大约20mm左右的筒体 (200)晃动空间(C)。不过，在如图l所示的以往电机(500)中，通过在转子(510)的筒体 周边设置多个冷却销和冷却孔，可以冷却由定子(520)放出热量。在上述以往电机(500) 中，向电机内部延伸的冷却销结构与连接在筒体(200)后边的支撑架(250)等成为影响设 计薄型电机的不利因素，因此，该结构多用在大容量(洗衣容量10Kg)洗衣机中。
在一般情况下，作为洗衣机滚筒驱动装置使用的电机为了获得较大的旋转惯性， 多数采用单一外转子方式，具备在一体型定子铁芯或分裂定子铁芯缠绕线圈的定子。
因此，在以往技术中，如将外转子型驱动电机设计成可直接应用于嵌入式滚筒洗 衣机的薄型电机(厚度为25mm)时，存在着无法满足洗衣容量为5_8Kg的中小型滚筒洗衣 机所要求的驱动扭矩等问题。 另外，在铁芯型BLDC电机中，由于磁路具有以轴为中心沿径向方向对称的结构， 轴向振动噪音少、适合低速旋转，相对于磁路方向，空隙所占的空间极少，可以使用性能较 低的磁铁，也可以减少 铁用量，从而 获得高密度磁束，并具有扭矩大、效率高等优势。
但是，如果这种铁芯采用磁轭结构，制作定子时的磁轭(yoke)材料损失较大，而
批量生产时，由于磁轭结构比较复杂，在磁轭缠绕线圈时，需要使用特殊的昂贵的专用绕线
机，而且制作定子时的模具的成本也较高，因而大大地提高了设备投资。 在铁芯型AC或BLDC电机，特别是，在径向型铁芯电机中，由于采用了完全分裂型
定子铁芯，可以采用廉价通用绕线机非常有效地在分裂铁芯上缠绕线圈，成为决定电机成
本竞争力非常重要的因素。相反，如果采用一体型定子铁芯结构，需要采用价格昂贵的专用
绕线机，绕线时的效率较低，从而，提高了电机的制造成本。 在上述径向型铁芯电机中，如果为了提高绕线效率而采用完全分裂型定子铁芯 时，在与单一转子组合时，容易发生无法形成完整磁路的问题。 为了解决上述问题，本发明人曾经通过韩国公开特许公报第2004-0002349号提 出了通过采用径向铁芯双转子/单定子结构，可组成完全分裂型定子铁芯的BLDC电机。
在所述韩国公开特许公报第2004-0002349号中，在定子铁芯的内侧及外侧同时 设置永久磁铁转子，从而通过内侧与外侧永久磁铁，以及转子磁轭，形成磁路，可实现完全 分裂型定子铁芯，通过这种方式，具备了根据个别线圈绕线，显著提高了定子铁芯生产效率 和电机功率的结构。 另外，在所述韩国公开特许公报第2004-0002349号中，还提出了根据分裂铁芯， 准备缠绕线圈的多个分裂型铁芯组装体之后，利用热固性树脂的嵌件结构，组成环圆形状， 以准备一体型定子的概略性方法。 但是，在所述韩国公开特许公报第2004-0002349号中，并没有提出在进行嵌件成 型之前，将多个独立铁芯组装成一体型结构，进行线圈接线时，可以提高组装效果的定子组 装结构与方法。 为了解决这些问题，通过韩国公开特许公报第2005-0000245号提出了可以显著 提高定子组装效率的结构。在该结构中，包括了在线轴上以一定间隔，安装绕有线圈的多个 定子铁芯组装体，在进行支撑的同时，可以形成对多个线圈进行相线连接时所需的圆环型 铁芯支撑板，以及在铁芯支撑板上具有以一定间隔自动支撑多个定子铁芯组装体所需的自 动位置设置/支撑工具。 下面，结合附图2，对上述BLDC电机进行更加详细的说明。 如图2所示，上述BLDC电机包括定子(13)、转子(15)以及旋转轴(19)。其中，定 子(13)的铁芯支撑板(14)内周部通过螺栓/螺母等各种固定手段，由机架(20)进行支 撑，而多个完全分裂定子铁芯在线轴外周上进行绕线之后，以圆环形状组装起来；而在转子 (15)中，将多个圆环形磁铁(16a，16b)布置在定子(13)的内周部与外周部之间的一定间隔 磁间隙(gap)中，使内转子(15a)和外转子(15b)得到磁轭架(18)的支撑，使转子(15)具 有双转子结构；旋转轴(19)通过轴承(11)在机架(20)中进行可旋转支撑，通过轴衬(17) 与磁轭架(18)中心部连接。 所述定子(13)中的多个分裂定子铁芯，在保持线轴外周缠绕线圈的多个定子铁 芯组装体可以安装在圆环型铁芯支撑板(14)上的状态的情况下，使用热固性树脂进行嵌 件成型，形成一体型圆环结构。 在图2中，未进行说明的标号12可以是用于对三相驱动方式定子线圈供应电源的 接线盒，而10是冷却孔。
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在上述电机中，定子(13)下侧设置有铁芯支撑板(14)，具备有可连接缠绕在分裂 定子铁芯上的线圈的接线空间，另外，如图2所示，由于为电机线圈供应电源所需的接线盒 (12)位于从定子支撑体突出的位置，使电机的总厚度保持在大约h = 63mm左右。而且，如 果将上述电机应用在滚筒洗衣机时，由于滚筒洗衣机的滚筒直径的尺寸为220 260mm，从 而使环形铁芯支撑板的直径也相应地采用较大口径，因此，如果从环形铁芯支撑板制造成 本、组装方便性等方面考虑，以上尺寸都成为极为不利的因素。 如上所述，由于电机的整体厚度较厚，为了实现电机薄型化，最好不要使用上述环 形铁芯支撑板，而是需要对缠绕线圈的多个定子铁芯利用热固性树脂进行嵌件成型，以实 现一体化。 另外，大型电机具有多个定子极与多个转子极组合的结构，对于分裂铁芯结构，将 由多个分裂铁芯构成的多组铁芯进行连续绕线，这种方式要比对多个分裂铁芯进行分别绕 线组装的结构，具有更高的组装效率。 关于通过这种连续绕线，不需要环形铁芯支撑板就可以进行多个分裂铁芯组装， 以制作电机的技术，已由本发明人通过专利第663641号进行了公开。 而且，在上述专利中所提出的电机将利用定子的下部空间，对缠绕在多个分裂型 铁芯上的线圈进行接线，而为电机线圈供电所需的接线盒，是从定子支撑体沿着厚度方向 凸出设置，而且，由于用于与洗衣机机架(例如，筒体)连接的定子支撑体内侧延长部无法 制成超薄结构，因而不能在嵌入式滚筒洗衣机中采用直驱式薄型电机。 不仅如此，由于以往滚筒洗衣机专用电机没有露置在筒体外部，因此，电机驱动噪 音较大，因此，不适合采用嵌入方式安装在室内。 另外，一般具有组装定子的安装面的筒体是一种利用喷塑模具制作的大型产品， 由于调节同心的难度较大，容易产生较大误差。 但是，在以往滚筒洗衣机中，在筒体设置有一对具备一定间隔的支撑轴承，以实现 旋转轴支撑。因而，转子将以旋转轴为基准进行组装，而定子将以上述公差较大的固定定 子的筒体作为基准进行组装，使旋转轴与筒体之间的同心结构产生与上述公差相对应的偏 差，转子与定子之间气隙也会产生相应的误差。 例如，当气隙被设定为lmm时，如果发生0. 5mm误差， 一侧气隙减少为0. 5mm，而对 面的气隙就会增加到1. 5mm。 如上所述，如果在转子与定子之间的气隙产生误差时，当转子旋转时，相对的两侧 就会产生不均匀的电磁力，从而会产生振动，而这种振动噪音对于实现嵌入式低噪音洗衣 机是十分不利的。

发明内容
发明要解决的技术课题 本发明的目的，在于提供一种嵌入式滚筒洗衣机用直接驱动装置，该直接驱动装
置无需减少嵌入式中小型滚筒洗衣机中与洗衣容量相关的筒体尺寸，可设置在允许的25mm
空间内，采用直驱方式驱动筒体内部网篮，该装置具有低噪音结构一体型护罩定子。 本发明的另一个目的，在于提供一体型护罩定子以及利用该定子的滚筒洗衣机专
用直接驱动装置。其中，旋转的转子设置在电机内部，而将对面的定子以一体型护罩结构布置在电机外部，以同时实现降低噪音与薄型化的目的。 本发明的另一个目的，在于提供一体型护罩定子以及利用该定子的滚筒洗衣机专 用直接驱动装置。其中，旋转的转子设置在电机内部，而将对面的定子以一体型护罩结构布 置在电机外部，同时，将旋转轴支撑轴承安装在定子内，将设置在筒体中的旋转轴支撑用轴 承减至一个，从而可以实现筒体背面厚度薄型化。 本发明的另一个目的，在于提供洗衣机用直接驱动装置。其中，用内置于定子中的 旋转轴支撑轴承上支撑旋转轴一端，使转子与定子均以旋转轴为基准进行组装，从而可以 均匀设置转子与定子之间的气隙。 本发明的另一个目的，在于提供滚筒洗衣机用直接驱动装置。其中，将与旋转轴连 接的转子轴衬设置在电机中心部位，而定子外侧面采用无凸出物的设计方式，尽可能减少 了电机的轴向长度(也就是厚度)。 本发明的另一个目的，在于提供薄型定子以及利用该薄型定子的滚筒洗衣机用 直接驱动装置。其中，各相对多个分裂定子铁芯进行连续绕线，从而可以省略在缠绕有线 圈的分裂铁芯组装体之间进行接线操作，而对于为了利用热固性树脂成型而进行临近分裂 铁芯组装体之间的组装，通过利用线轴之间有效结合，可消除分裂铁芯组装用印刷电路板 (PCB)，从而可以实现产品的薄型化。 本发明的另一个目的，在于提供可实现薄型化的滚筒洗衣机用直接驱动装置。其 中，增加电机直径以及定子和转子的槽、极数，以降低临近分裂铁芯之间线圈的填充因数 (Fill Factor)，从而可在所获得的铁芯间的空间内，设置用于连接三相线圈端子与电源接 线盒的接线盒安装架和接线端子机架，实现接线盒高度的最小化，从而可以实现薄型化制 作。 本发明的另一个目的，在于提供薄型电机。其中，电机通过采用具有薄型结构、又 无需减少磁铁尺寸的双转子结构，从而可以提高电机效率及电机驱动扭矩，从而，适合用在 以快速(Quick)逆转方式动作的滚筒洗衣机的直接驱动(DD)。 本发明的另 一个目的，在于提供薄型电机。其中，通过尽可能减少电机轴向长度， 降低整体高度，增加外径，从而，可以在倾斜滚筒洗衣机的倾斜角度较大的情况下，也可以 应用薄型电机。 本发明的另一个目的，在于提供薄型电机。其中，为了与上开门(Top loading)结 构相适应，在定子内侧插入霍尔传感器，而在旋转的转子外侧粘贴可由霍尔传感器侦测的 磁铁，对电机停止位置进行控制，从而具备可实现上开门驱动的外定子结构。
课题解决手段 为了实现以上目的，本发明所述滚筒洗衣机用直接驱动装置所采用的、具有一体 型护罩结构的薄型定子，其特征在于，包括多个分裂铁芯；多个线轴，形成于上述多个分 裂铁芯各自的外周，围绕着中间部分，并在两侧安装第一及第二法兰，组装时，布置在内侧 的第一法兰的两侧面端部分别具备接合凸起物和接合凹槽，在邻接的分裂定子铁芯线轴之 间，通过接合凹槽与接合凸起物进行相互连接，对多个线轴进行环形布置；三相线圈，在各 相交叉布置的各相线轴上连续绕线；定子支撑体，除了在上述多个线轴上缠绕线圈而组装 成的分裂定子铁芯组装体各分裂铁芯内/外侧面以外，通过热固性树脂嵌件成型，而组成 环形结构；外侧延长部，从所述定子支撑体外周部向前方延长，与滚筒洗衣机筒体相结合而成。 本发明所述滚筒洗衣机用直接驱动装置所采用的、具有一体型护罩结构的薄型定 子，其另外特征在于，包括分裂定子铁芯组装体，在各外周形成有线轴的多个分裂铁芯上 按各相连续绕线，而对相邻分裂铁芯线轴进行环形连接组装；定子支撑体，在分裂定子铁芯 组装体外部有选择地设置，并实现一体化。所述定子支撑体还进一步包括内侧延长部，该 内侧延长部通过轴向延长，支撑中心部位旋转轴一端，以保证该端顺利旋转；外侧延长部， 该外侧延长部为了形成环绕转子的护罩，从外周部位向前方延长形成，与所述滚筒洗衣机 筒体固定连接。 所述定子支撑体与外侧延长部将形成对布置在定子与筒体之间的转子进行环绕 的护罩。 此时，所述定子支撑体还包括支撑轴承，该支撑轴承从所述定子的外侧向轴向延 长形成的中心部位，对与所述转子相结合的旋转轴一端进行支撑，从而保证该端顺利旋转。
另外，所述定子支撑体还可以包括接线盒安装架。该接线盒安装架具备第一至第 三接线端子机架和共用接线端子机架。其中，第一至第三接线端子机架被设置在绕有三相 线圈的多个分裂铁芯之间，用于连接三相线圈一侧线圈端子与外部导出用三相导线；而共 用接线端子机架主要用于对三相线圈另一次线圈端子进行相互连接，以形成中性点。
此时，上述线轴还包括分别形成于第一及第二法兰下端中央部位的第一及第二接
合凸起物，而上述接线盒安装架还较佳地包括连接孔，使上述第一及第二接合凸起物与该 连接孔相连接固定。 较佳地，缠绕在上述分裂定子铁芯上的线圈最好采用金属铝材质。
本发明所述滚筒洗衣机用直接驱动装置，其另外一个特征在于，包括如下构成部 分旋转轴，其一端以可旋转方式安装在滚筒洗衣机筒体上，而在其前端部连接固定网篮； 双转子，上述双转子具有如下结构使多个N极及S极磁铁在各不相同的同心圆上以环状交 叉布置，并使在内、外部之间保持一定距离、互相对立的磁铁具有相反极性的内/外转子， 以及形成于对上述内/外转子一端，在进行连接的同时、使内周部处于转子重量中心部位、 与上述旋转轴相连接的轴衬延长线上的转子支撑体；定子，其中，对在各外周使绝缘性线轴 一体化形成的多个分裂铁芯，采用三相线圈进行连续、交叉绕线，以形成环形分裂定子铁芯 组装体，而该组装体则通过定子支撑体实现一体化，使前端部位于上述内转子与外转子之 间。所述定子支撑体还进一步包括内侧延长部，该内侧延长部通过轴向延长，支撑中心部 位旋转轴一端，以保证该端顺利旋转；外侧延长部，该外侧延长部为了形成环绕转子的护 罩，从外周部位向前方延长形成，并与筒体固定连接。 另外，较佳地，还应包括接线盒安装架，而上述接线盒安装架具备，布置在绕有上 述三相线圈的多个分裂铁芯之间，对三相线圈一侧线圈端子以及外部导出用三相导线进行 连接的第一至第三接线端子机架，以及对三相线圈另一端线圈端子进行相互连接，以形成 中性点的共用接线端子机架。 较佳地，上述线轴具备，形成于多个分裂铁芯的外周，在两侧分别具备第一及第二 法兰，而在进行组装时，布置在内侧的第一法兰的两侧端分别具备与各相邻线轴相互结合 的接合凸起物与接合凹槽。 较佳地，上述驱动装置还包括设置在上述筒体，以支持旋转轴一端的第一支撑轴承，以及设置在所述定子支撑体的内侧延长部中心位置，对上述旋转轴另一端进行可旋转 支持的第二支撑轴承。 另外，上述驱动装置还包括，设置在所述转子外周面的磁性部件，以及安装在所述 定子外侧延长部的内侧，对上述磁性部件位置进行侦测的信号发生霍尔传感器。通过以上 结构可以实现上开门驱动。 本发明所述滚筒洗衣机用直接驱动装置，其另一个特征在于，包括旋转轴，其一 端以可旋转方式安装在滚筒洗衣机筒体上，而在其前端部连接固定网篮；转子，在中央部接 合上述旋转轴；定子，对于以一体形式形成绝缘性线轴的多个分裂铁芯，按不同相进行线圈 缠绕，在被组装成环形的定子铁芯组装体外周形成有定子支撑体，从而可以对所述转子进 行旋转驱动。所述定子支撑体还进一步包括内侧延长部，该内侧延长部通过轴向延长，支 撑中心部位旋转轴另一端，以保证该端顺利旋转；外侧延长部，该外侧延长部为了形成环绕 转子的护罩，从外周部位向前方延长形成，并与筒体固定连接。
所述转子具有双转子、内转子、以及外转子中的某种结构。 本发明所述具有一体型护罩定子的薄型电机，其另外一个特征在于，包括如下构 成部分旋转轴，薄型电机将可旋转地安装在装置机架上，并在前端部连接固定被动体；双 转子，上述双转子具有如下结构使多个N极及S极磁铁在各不相同的同心圆上以环状交叉 布置，并使在内、外部之间保持一定距离、互相对立的磁铁具有相反极性的内/外转子，以 及形成于对上述内/外转子一端，在进行连接的同时、使内周部处于转子重量中心部位、与 上述旋转轴相连接的轴衬延长线上的转子支撑体；定子，其中，对在各外周使绝缘性线轴一 体化形成的多个分裂铁芯，采用三相线圈进行连续、交叉绕线，以形成环形分裂定子铁芯组 装体，而该组装体则通过定子支撑体实现一体化，使前端部位于上述内转子与外转子之间。 所述定子支撑体还进一步包括内侧延长部，该内侧延长部通过轴向延长，支撑中心部位旋 转轴一端，以保证该端顺利旋转；外侧延长部，该外侧延长部为了形成环绕转子的护罩，从 外周部位向前方延长形成，并与上述机架固定连接。 本发明所述的薄型电机，其另外一个特征在于，包括如下构成部分旋转轴，可旋 转地安装在装置机架上，并在前端部连接固定被动体；双转子，上述双转子具有如下结构 使多个N极及S极磁铁在各不相同的同心圆上以环状交叉布置，并使在内、外部之间保持 一定距离、互相对立的磁铁具有相反极性的内/外转子，以及形成于对上述内/外转子一 端，在进行连接的同时、使内周部处于转子重量中心部位、与上述旋转轴相连接的轴衬延长 线上的转子支撑体；定子，其中，对在各外周使绝缘性线轴一体化形成的多个分裂铁芯，采 用三相线圈进行连续、交叉绕线，以形成环形分裂定子铁芯组装体，而该组装体则通过定子 支撑体实现一体化，使前端部位于上述内转子与外转子之间。所述定子支撑体还进一步包 括内侧延长部，该内侧延长部通过轴向延长，支撑中心部位旋转轴一端，以保证该端顺利 旋转；外侧延长部，该外侧延长部为了形成环绕转子的护罩，从外周部位向前方延长形成， 并与上述机架固定连接。 上述装置的机架为滚筒洗衣机筒体，而上述被动体可以是网篮。
发明效果 如上所述，在本发明所述的嵌入式中小型滚筒洗衣机中，不用减少与洗衣容量相 关筒体尺寸，可以设置在允许的25mm空间内，采用直驱方式对筒体内部网篮进行旋转驱动。 而且，在本发明中，对于多个分裂铁芯组装体，采用线轴接合结构与连续线圈绕 线，不需要使用其他铁芯支撑板，而是利用热固性树脂喷塑成型，组装多个分裂铁芯，从而 可以实现薄型定子。 进一步地，在本发明中，通过电机轴向高度的最小化，使电机获得适合安装在电机 安装空间较小的嵌入式滚筒洗衣机内，从而，可以确保稳定的电机驱动，而且，由于扭矩较 大，使电机适合在以快速(Quick)逆转方式运行的滚筒洗衣机中使用。 而且，本发明通过对电机轴向高度进行最小化，从而即便是在倾斜型滚筒洗衣机 倾斜角较大的情况下，也可以使用本电机。 进一步地，本发明中定子采用设置在电机外侧的外定子结构，从而可以有效防止 在内部旋转转子中产生的噪音泄露到外部，从而，可以达到降低噪音等级的效果。而且，由 于在本发明中，定子具有电机护罩结构，不需要额外安装其他护罩，从而可以进一步实现电 机的薄型化。 而且，在本发明中，定子被罩在滚筒洗衣机筒体外侧，因此，不会以露出状态旋转， 因此，具有优异的稳定性效果。 而且，在本发明中，旋转的转子设置在电机内部，而将对面定子作为一体型护罩结 构设置在电机外部，同时，将旋转轴支撑用轴承设置在定子内部，将设置在筒体中的旋转轴 支撑用轴承从两个减少为一个，从而实现了筒体背面厚度薄型化。


图1是表示以往直驱式滚筒洗衣机的简要结构图； 图2是将多个分裂铁芯组装体组装在铁芯支撑板上的电机截面图； 图3a是根据本发明实施例l，对连接有薄型电机的滚筒洗衣机进行轴向切割的截
面图； 图3b是与图3a对应的分解斜视图； 图4是有关本发明中使用于薄型电机中的分裂定子铁芯斜视图； 图5a及图5b是对应于图4中分裂定子铁芯侧面图以及对应于图5a中B_B线部
分的截面图； 图6是为了说每年给邻接分裂定子铁芯连接状态而提供的斜视图；
图7是对多个分裂定子铁芯进行环形组装完成的分裂定子铁芯组装体斜视图；
图8是为了说明被布置在已完成分裂定子铁芯组装体上的接线盒安装架而提供 的斜视图； 图9是为了说明图8中分裂定子铁芯组装体的三相驱动式绕线与布置、接线状态 而提供的示意图； 图10a是为了说明图8中被安装在接线盒安装架上的U相端口而提供的参照图；
图10b是为了说明图8中被安装在接线盒安装架上的公共端口而提供的参照图；
图lla及图lib是本发明所述薄型电机的定子斜视图与平面图；
图12a及图12b是本发明所述薄型电机的转子斜视图及底部图。
具体实施例方式
本发明涉及一种薄型电机，该电机厚度(或高度)在25mm以下，适合应用为嵌入 式中小型滚筒洗衣机用直接驱动装置，或者适合应用于需要安装电机、而且电机安装空间 较小的其他情况中，特别是，其中所述的定子被布置在外部的同时，还采用了具有一体型护 罩结构的外定子方式。 本发明所述薄型电机，在具有薄型结构的同时，还表现出适合滚筒洗衣机快速 (Quick)逆转式驱动的较高驱动扭矩，并且，考虑到定子铁芯完全拆卸线圈绕线操作性能， 采用了不改变现有机体中磁铁尺寸的双转子结构，因此，电机磁路被定为进行"内转子_分 裂铁芯-外转子-邻接分裂铁芯"循环的双转子/单定子结构。 而且，定子为了实现厚度方向上的薄型化，对多个分裂铁芯的线圈缠绕，每个相
(U， V， W)实施连续缠绕，从而可以省略按不同相进行线圈缠绕的分裂铁芯组装体之间的接
线操作，并且，为了进行热固性树脂成型，将相邻分裂铁芯组装体进行组装，通过利用线轴
之间的弹簧扣件，省略了组装分裂铁芯所需任何组装用PCB或支撑体。 —般情况下，如本发明所述，当电机极数增加时，尽管会降低旋转速度(rpm)(滚
筒洗衣机不需要较高的转数)，但是，却可以减少在各定子铁芯中的线圈匝数。 本发明通过考虑以上问题，为了实现定子电源供应所需接线盒高度的最小化，以
及增加电机直径、定子与转子的槽数和极数，降低了邻接分裂铁芯之间线圈的填充因数，获
得了铁芯之间的空间，从而保证了可以在该空间内设置连接三相线圈端子与电源接线盒所
需的接线盒安装架，以及接线端子机架，实现了薄型化。 进一步地，在本发明中将与旋转轴连接的转子轴衬，以及连接在筒体上的定子内 侧延长部布置在电机重量中心及其圆周上，从而，有效地消除了电机从轴向方向增加厚度 的可能性。 而且，通过将定子作为电机护罩使用，可以获得适合嵌入式洗衣机的较佳的低噪
音结构，而不需要其他护罩，可以保证电机的薄型化，并为了实现上开门驱动，可以在定子
内侧设置霍尔传感器，而在其对应的转子外侧，也可以设置磁铁。 下面，参照附图，对本发明的较佳实施例进行详细说明。 A.电机整体结构 图3a是根据本发明实施例l，对连接有薄型电机的滚筒洗衣机进行轴向切割的截 面图，图3b是与图3a对应的分解斜视图。 结合图3a，薄型电机(1)将被设置在嵌入式中小型滚筒洗衣机的筒体(40)背面， 主要用于采用直驱方式，对处于筒体(40)内部的网篮(30)进行正反方向旋转驱动的过程 中，而且，也可以用在洗衣机以外的其他设备中。 在本发明中，薄型电机(1)大体上包括定子(50)，在多个分裂定子铁芯(51)没 有图示的线轴外周，缠绕线圈(59)之后，使用热固性树脂进行嵌件成型，而制成圆环型定 子支撑体(52)，从而获得一体化定子(50);转子(60)，该转子(60)由内转子(60a)、外转 子(60b)以及转子支撑架(65)等构成，其中，在上述内转子(60a)中，所述定子(50)的内 周部与外周部之间具有一定的磁间隙(gap)，以圆环型方式，布置多个磁铁(63)与环状内 部磁轭(64)，而在上述外转子(60b)中，设置有多个磁铁(62)和环状外部磁轭(61)，而所 述转子支撑架(65)在连接上述内转子(60a)与外转子(60b) —端的同时，通过向中心部位延伸，与轴衬(67)相结合；旋转轴(70)，通过转子(60)中心部渐开线锯齿(Involute Serration)轴衬(67)与转子(60)相连接，并通过一端与定子(50)整体设置的轴承(71)， 进行可旋转支撑，而另一端则通过设置在筒体(40)上的至少一个轴承(73，75)，获得可旋 转支撑。 在所述定子(50)中，完全可拆卸的多个分裂定子铁芯(51)通过圆环型定子支撑 体(52)实现圆环型一体化成型，在所述定子支撑体(52)中，使内侧延长部(58)向内侧延 长与轴承(71)接合，而旋转轴(70)将通过轴承(71)获得可旋转支撑。
本发明所述电机(1)如图3所示，具有在外侧布置定子(50)，而在内测布置转子 (60)的外定子(outer-stator)结构。在所述定子(50)中，具有沿着环形外周部与洗衣机 筒体(40)连接所需的、形成环形护罩的外侧延长部(55)。 因此，在本发明所述电机(1)中，定子(50)同时还具有护罩的作用，因而无需另外
设置电机护罩，从而可以实现薄型化，并可以获得适合嵌入式设备的低噪音结构。 在所述定子(50)中，可完全拆卸的多个分裂定子铁芯(51)通过圆环型定子支撑
体(52)成型作为圆环状一体结构，而所述定子支撑体(52)将通过外周部向前方延长形成
的外侧延长部(55)被固定在洗衣机的筒体(40)上。 此时，所述转子(60)通过由转子支撑架(65)延伸的轴衬支撑体(68)与大致布置 在转子重量中心的轴衬(67)相连接，将旋转力传递给旋转轴(70)，旋转轴(70)通过分别 被布置在定子支撑体(52)中央与筒体(40)中央的轴承(71，73，75)，获得可旋转支撑。而 且，在旋转轴(70)的前端部连接有相对于洗衣机筒体(40)内部可旋转地支撑，并收容洗涤 物的网篮(30)，通过电机(1)的动作对网篮(30)进行旋转驱动。 其中，当用于大容量洗衣机专用驱动装置时，例如，被设计为27槽-24极或36极 结构，而在本发明所述薄型电机(1)中，为了降低定子的线圈填充因数，相对地大幅增加电 机的直径，由此，被设计为诸如36槽(slot)-48极(pole)的结构，形成了需要增加定子的 铁芯与转子的磁铁数量的结构。 由此，上述双转子(60)的内转子(60a)与外转子(60b)被固定在分别由48个磁铁 (63,62)形成为环形的内部及外部磁轭(64,61)的外侧面及内侧面上，而在该双转子(60) 之间的环形空间内，插入包含36个绕有线圈的分裂定子铁芯(51)在内的一体型定子(50)。
在本发明所述薄型电机(1)中，为了降低定子的线圈填充因数，相对地大幅增加 电机的直径，由此，被设计为诸如36槽(slot)-48极(pole)的结构，形成了需要增加定子 的铁芯与转子的磁铁数量的结构。 因此，本发明所述电机(1)是由内转子(60a)与外转子(60b)支撑在转子支撑架 (65)上的双转子(60)，以及单一定子(50)构成的径向铁芯型BLDC电机。
另外，如果将上述电机(1)应用在以上开门(top loading)形式驱动的滚筒洗衣 机中时，如图3a所示，在定子(50) —侧内部装入霍尔传感器(91)，并可以在与其对应的转 子(60)外侧设置磁铁(92)。因此，为了进行上开门驱动，由霍尔传感器(91)侦测磁铁(92) 位置，以决定网篮(30)的洗涤物投入口停止位置，从而实现上开门驱动。其中，霍尔传感 器(91)的侦测信号不使用其他信号侦测控制部，而由电机驱动控制部对来自霍尔传感器 (91)的信号进行侦测，从而，可以对电机(1)的驱动进行有效控制。 图3b为滚筒洗衣机与薄型电机的分解斜视图，在滚筒洗衣机中，筒体(40)内侧设有网篮(30)，而在筒体(40)背面，为了保证与网篮的驱动装置一 电机(1)之间的方便连 接，使用多个固定螺丝或螺栓/螺母，对圆盘状支撑架进行连接(45)。
而且，在上述支撑架(45)的外侧面突出形成有多个接合固定凸起物(45a)，例如， 凸出形成有8个接合固定凸起物(45a)，在与其对应的定子(50)的上述外侧延长部(55) 中，形成有与接合固定凸起物(45a)数量相同的多个接合固定部(55a)，例如，八个接合固 定部(55a)形成为一体形式。因此，通过在接合固定部(55a)连接固定螺栓，将定子(50) 固定在筒体(40)背面。 因此，在本发明中，当在筒体(40)上安装电机(1)时，如果先在筒体(40)背面接 合固定支撑架(45)时，一端被连接在网篮(30)上，旋转轴(70)另一端则向外凸出，所述旋 转轴(70)由中间部分设置于筒体(40)上的轴承(73,75)进行可旋转支撑。
之后，在凸出形成的旋转轴(70)的锯齿部分(70a)上组装连接转子(60)的轴衬 (67)，接着为外侧延长部(55)的接合固定部(55a)安装固定螺栓，固定在支撑架(45)的接 合固定凸起物(45a)上时，定子(50)被固定在筒体(40)的背面，并在设置于定子(50)上 的轴承(71)上，对旋转轴(70)另一端进行可旋转支撑。 因此，在本发明中，在转子(60)的外部，对定子(50)进行一体型护罩结构设置的 同时，将旋转轴支撑轴承(71)内置于定子(50)上，从而可将设置在筒体(40)上的旋转轴 支撑轴承(73,75)从2个减少为l个，从而，通过使用一个轴承，减少了相应的厚度，可以实 现筒体(40)的背面厚度薄型化。 而且，在本发明中，如上所述，通过将旋转轴(70) —端支撑在内置于定子(50)中 的旋转轴支撑轴承(71)上，使转子(60)和定子(50)都针对一个旋转轴(70)完成组装。从 而，在本发明中，可在内转子(60a)、外转子(60b)以及定子(50)之间形成均匀的气隙，可以 解决由气隙不均匀弓I发的振动噪音。 进一步地，在外转子方式电机中，如果和以往一样，利用螺丝将定子固定在筒体 上，如果在定子线圈上接通电源时，由于所产生的电磁力，会使筒体或支撑架受到应力作 用，可能会导致机体变形或损伤。 但是，如上所述，如果通过内置于定子(50)上的旋转轴支撑轴承(71)支撑旋转轴 (70)时，将具有可以减少上述损伤，防止变形，并对转子旋转时所发生的负荷进行分散支撑 的良好的结构。 B.定子结构与制造工艺 图4是有关本发明所述用于薄型电机中的分裂定子铁芯斜视图，而图5a及图5b 分别是与图4中分裂定子铁芯相对应的正面图及截面图。 参照图4至图5b，分裂定子铁芯(51)，所述定子铁芯可以采用"I"形象构成，将环 绕分裂铁芯(53)的绝缘用线轴(54)进行"I"形象一体化的状态下，在线轴(54)外周绕线 圈(图中未显示)，进行环形组装之后，通过嵌件成型方式，对外侧面进行热固性树脂成型， 从而，可以获得环形一体型定子(50)。上述线圈一般采用铜材质，但是，为了减少电机重量， 可以使用比重只有铜的1/3、而且价格也比铜低廉的铝材质。在一般情况下，由于铝很容易 发生氧化，因而不太适合作为电机线圈使用，而在本发明中，通过使用热固性树脂披覆绕有 线圈的定子铁芯组装体，从而可以防止材料的氧化问题。 而且，分裂铁芯(53)为了防止电机旋转时可能会发生的涡流(eddycurrent)导致的磁束损失，对多个硅钢板进行积层使用，或者使用可提高投资效率、电阻值较大的软磁性 体粉末(soft magnetic compound)进行烧结使用。 上述"I"形状线轴(54)由缠绕线圈的中间长方体部分，以及向长方体内侧和外侧 部分分别弯曲延长的内、外法兰(54a，54b)构成，而这两个法兰(54a，54b)之间的长方体部 分即为可以缠绕线圈的空间。其中，在线轴(54)内、外法兰(54a，54b)中，由于外法兰(54b) 被布置在定子外侧，因此，较佳地，应该使外法兰(54b)尺寸相对大于内法兰(54a)。
分裂定子铁芯(51)为了确保日后环形组装中，内法兰(54a)内周面之间的相互结 合，在两侧面具有垂直形成的接合凹槽(A)与接合凸起物(B)，外法兰(54b)外周面则将与 圆柱形成面(C)相互对接形成。而且，在线轴(54)的内、外法兰(54a，54b)下部具备组装 各接线盒安装架(80 :参见图7)所需一对接合凸起物(D)。 图5a显示了分裂定子铁芯(51)正面，图5b是对应于图5a中标记B_B线部分的 截面图。 结合图5b，在图中显示了被插入到分裂定子铁芯(51)内部的"I"形状分裂铁芯
(53)，并形成有环绕着该铁芯外周部的线轴(54)。在该线轴(54)的内法兰(54a)形成有接
合凹槽(A)和接合凸起物(B)，而在外法兰(54b)形成有圆柱形成面(C)。 较佳地，分裂铁芯(53)与线轴(54)之间组装应该采用热固性树脂，以嵌件成型方
式进行一体成型，但是，本发明并不局限于以上方式，也可以采用其他所熟悉的方式进行组装。 下面，对所述分裂定子铁芯(51)进行组装，以制作环形一体型定子(50)的方法进 行说明。 图6是为说明图4中分裂定子铁芯连接状态的斜视图，而图7是将图4中分裂定 子铁芯进行环形组装而成的分裂定子铁芯组装体斜视图。 下面，为了便于说明，图中并没有标出缠绕在各分裂定子铁芯上的线圈，而熟悉本 行业的相关人员可以了解，实际上通过嵌件成型制作定子(50)时，必须保持缠绕着三相(U 相，V相，W相)线圈的状态。对于三相线圈及其接线，下面将结合图9做出说明。
参照图6及图7，在各分裂定子铁芯(51)的线轴(54)中，内法兰(54a) —侧形 成有接合凹槽(A)，而在另一侧形成有接合凸起物(B)，而在外法兰(54b)上形成与偶圆柱 形成面(C)。各分裂定子铁芯(51)通过连接与自身接合凸起物(B)邻接的分裂定子铁芯 (51')接合凹槽(A)，形成内周面，通过内周面连接，使两个分裂定子铁芯(51，51')圆柱 形成面(C)相互连接，形成外周面。 在各分裂定子铁芯(51)线轴(54)的接合凹槽(A)与接合凸起物(B)连续相接之 后，如图7所示，可以完成分裂定子铁芯组装体(2)。 参照图7，在各分裂定子铁芯(51)中，通过一侧接合凹槽(A)与另一侧接合凸起物 (B)，进行内周面接合，通过圆柱形成面(C)相接，形成外周面，通过斜视图可以看到形成有 环形分裂定子铁芯组装体(2)的底部状态。 在分裂定子铁芯组装体(2)底部一部分，连接有进行线圈接线所需的接线盒安装 架(80)。在分裂定子铁芯(51)内周面和外周面下部两端，有一对接合凸起物(D)与接线盒 安装架(80)连接孔(85)相连接。 图8是为了说明安装在已完成分裂定子铁芯组装体上的接线盒安装架而提供的
16斜视图，图9是为了说明图8中分裂定子铁芯组装体线圈缠绕之后，将引导接线盒安装架的 状态而提供的示意图。 首先，参照图8，接线盒安装架(80)具备与分裂定子铁芯组装体(2)接合所需的 多个连接孔(85)。而且，所述接线盒安装架(80)包括，为了与缠绕在分裂定子铁芯组装 体(2)上的U相线圈(59a)的U相导线(81c :参见图10a)相连接所需U相连接端子机架 (81);将缠绕在分裂定子铁芯组装体(2)上的V相线圈(59b)V相端子与V相导线(图中未 显示)相连接所需的V相连接端子机架(82);将缠绕在分裂定子铁芯组装体(2)上的W相 线圈(59c)的W相端子与W相导线(图中未显示)相连接所需的W相连接端子机架(83); 以及对三相(U相，V相，W相)线圈(59a-59c)相互连接所需公共(common)连接端子机架 (84)。由以上部分构成的接线盒安装架(80)上的相应机架(81，82，83，84)在连接到分裂 定子铁芯组装体(2)上之后，由于被布置在各分裂定子铁芯(51)之间后完成接线，因此，可 以进行薄型电机(1)制作，从而可以实现电机(1)高度最小化。
下面，结合图7至图IO，对定子(50)制作方法进行说明。 在本发明中，如果定子(50)采用三相驱动方式时，采用各相(U， V， W)连续绕线方 式进行多个分裂定子铁芯(51' ，51〃 ，51〃 ')绕线。例如，当电机磁路由36槽-48极构 成时，U， V， W等各相将在在12个分裂定子铁芯(51' ，51〃 ，51〃 ')上，分别连续进行线 圈(59a-59c)绕线，从而可以省略各相线圈缠绕的分裂定子铁芯之间的接线操作。
然后，如图9所示，将完成线圈绕线的36个分裂定子铁芯(51' ，51〃 ，51〃 ') 按照U，V，W相类进行交叉布置，如图6所示，在邻接的分裂定子铁芯(51' ，51〃 ，51〃 ') 中，对线轴(54)上接合凹槽(A)与接合凸起物(B)进行连续相互连接时，即可完成分裂定 子铁芯组装体(2)。 然后，将位于分裂定子铁芯(51)内周面和外周面下部两端的接合凸起物(D)与接 线盒安装架(80)上的连接孔(85)相连接，同时，如图7及图8所示，为了能够在分裂定子 铁芯组装体(2)底部一部分进行线圈(59a-59c)连接，应安装接线盒安装架(80)。
然后，对于按各相连续缠绕在12个分裂定子铁芯(51' ，51〃 ，51' 〃 )上的3线 圈(59a-59c)的一侧端，则利用连接端子机架(81-83)连接可以与接线座(57)连接的U，V， W相导线，而3线圈(59a-59c)另一端口 ，则为了通过连接U， V， W相线，形成中性点(NP)，将 其连接在插入了公共端口 (COMMON)的共用连接端子机架(84)。 下面，结合图IO，更详细地说明将三相(U， V， W)线圈一侧端与另一端口分别组装 在各机架上的方法。 图10a是为了说明被设置在接线盒安装架的U相连接端子机架上的U相端口而提 供的参照图。 参照图10a，在U相连接端子机架(81)之前，先插入从图9引出的U相线圈 (59a)。然后，在位于U相连接端子机架(81)上部的槽中插入磁线终接端子(mag mate)端 口 (81a)，剪掉多余的U相线圈部分。将连接着U相导线(81c)的拨动式(poke-in)接线 端(81b)插入到磁线终接端子(mag mate)端口 (81a)进行连接。对于V相端口与W相端 口，也采用相同的方法，在各自的连接端子机架(82，83)中插入V相线圈(59b)与W相线圈 (59c)，从而可以在V相线圈(59b)和W相线圈(59c)中分别连接V相及W相导线。
图10b是为了说明利用安装在接线盒安装架上的共用连接端子机架，形成中性点
17(NP)的方法而提供的参照图。 结合图10b，在形成于共用连接端子机架(84)的三个插入槽之前，分别插入从图 9引出的三相线圈(59a-59c)的另一端口。然后，将共用接线端专用磁线终接端子(84a) 插入到共用连接端子机架(84)时，通过由导体构成的磁线终接端子(84a)，使三相线圈 (59a-59c)的另一端口相互连接，以形成中性点(NP)。 在完成利用上述接线盒安装架(80)与机架(81-84)的三相线圈(59a-59c)端子 处理之后，如图8所示，分裂定子铁芯组装体(2)接线将在插入到各分裂定子铁芯(51)之 间的接线盒安装架(80)上完成，使定子具备薄型结构。 如前所述，完成接线的分裂定子铁芯组装体(2)通过嵌件成型方式完成定子支撑 体(52)成型。结合图ll，进行如下说明。 图lla及图llb是本发明所述薄型电机所采用的定子斜视图与平面图。
结合图lla及图llb，在定子(50)中，如图7所示，将通过多个分裂定子铁芯(51) 顺着环形外周进行组装获得的分裂定子铁芯组装体(2)，以及利用热固性树脂嵌件成型而 形成的定子支撑体(52)，制备成一体式圆环型结构，而在定子支撑体(52)的外周部上，向 前方延伸形成有外侧延长部(55)。在环形外侧延长部(55)的前端部形成有多个筒体连接 孔(55a)，通过该孔，可与筒体(40)相接合。 而且，在定子(50)中心部位布置旋转轴支撑轴承(71)，定子支撑体(52)则从轴向
延伸内侧延长部(58)。在内侧延长部(58)，从环绕旋转轴支撑轴承(71)的轴承支撑体到
环绕分裂定子铁芯组装体(2)的定子支撑体(52)之间内侧面具有板状外观，在其外侧面布
置着多个放射状肋条(59)，在肋条(59)之间的空间形成有扇形槽(56)。 此时，定子(50)的定子支撑体(52)与内侧延长部(58)在如图3a所示的情况，由
于外侧面具备垂直状、无任何凸起物的薄型外观，可以与薄型转子(60)灵活组装，使整体
电机具备薄型结构。 而且，在外侧延长部(55)外周面具备接线座或接线盒(57)，以确保从内部接线盒 安装架(80)引出的三相导线向外部导出，并在其附近形成有霍尔(Hall)IC装配(76)，以发 生用于检测旋转转子(60)位置，所述旋转转子(60)主要用于控制三相驱动式定子(50)线 圈的电流控制。 这种定子(50)通过与筒体(40)或支撑架(45)直接连接，还起到包裹电机(1)的 保护罩作用，而旋转转子(60)由于被插入到定子(50)内部，旋转体不会被外露，从而提高 了安全性。而且，定子(50)通过将转子(60)套在其内部，还起到降低转子(60)旋转时发 生的噪音大小的作用。 关于上述嵌件成型，例如，利用BMC(Bulk Molding Compound)，对除了外露在各分 裂定子铁芯(51)外部的分裂铁芯(53)以外的各分裂定子铁芯组装体(2)之间的空间、上 /下为缠绕线圈的部分以及线轴(54)等部分进行覆盖成型时，就可以获得圆环状一体型定 子(50)。 除了上述嵌件成型用BMC以外，还可以使用其他热固性树脂。C.转子结构及制作 工艺 图12a及图12b是有关本发明中可用于薄型电机中的转子斜视图及底部图。
结合图12a与图12b，将转子(60)放在喷塑成型模具上，此时，将渐开线锯齿
18(Involute Serration)轴衬(67)位于上述内转子(60a)与外转子(60b)中央部位。在保 持以上状态的情况下，利用热固性树脂，例如，利用BMC(Bulk Molding Compound)进行嵌件 成型，完成制作。 如上述有关图3a中截面图说明部分，为了使多个磁铁(63，62)保持位于环状磁轭 (61，64)上的状态，内转子(60a)与外转子(60b)将通过由热固性树脂制成的转子支撑体 (65)进行连接，从而，在内转子(60a)与外转子(60b)之间产生可插入定子(50)前端部的 电缆沟形状凹槽(65a)。 而且，所述转子支撑体(65)是通过朝向转子(60)重力中心延长的倾斜连接部 (69)与由前端部支撑轴衬(67)的轴衬支撑部(68)整体连接。上述倾斜连接部(69)的外 侧面是平坦面，在其内侧面可以从外侧向中心方向、以放径向形状设置厚度发生逐渐减少 的多个肋条。 因而，转子(60)具备可防止向着轴向方向厚度逐渐增加的薄型结构，可以将转子
(60) 旋转时发生的振动降低到最低。 因此，转子支撑体(65)包括，在内转子(60a)和外转子(60b)中，通过环绕着除了 各多个磁铁(63，62)对面以外的上/下面以及环状磁轭(61，64)外周部，在内转子(60a)和 外转子(60b)之间插入定子(50)前端部的电缆沟型凹槽(65a)的电缆沟形成部(65b);从 上述电缆沟形成部(65b)朝向转子(60)的重力中心倾斜形成的倾斜连接部(69);内部设 有轴衬(67)进行支持，并使倾斜连接部(69)的前端部与外周部相连接的轴衬支撑部(68) 等，而这些结构件将通过热固性树脂形成一体结构。 结合图3a，对于上述双转子(60)，在圆环型内部磁轭(64)外侧，将分为N极与S 极的多个磁铁(63)采用粘合剂进行交叉布置，以形成内转子(60a)，而在圆环型外部磁轭
(61) 内侧，将分为N极与S极的多个磁铁(62)利用粘合剂进行交叉布置，以形成了外转子 (60b)。此时，对于内转子(60a)与外转子(60b)相互面对的磁铁，应按不同极性进行布置。
而且，对于上述内转子(60a)与外转子(60b)的对应磁铁，可以采用无需另外粘接 过程，而可以将磁铁固定在模具上的内部结构件，以实现一体化。 在上述嵌件成型中，内转子(60a)与外转子(60b)将除了相互面对的磁铁对面以 外，进行外侧面的环状成型。 而且，本发明所述转子(60)通过嵌件成型，将内转子(60a)与外转子(60b)的多 个磁铁(63，62)布置在同心圆上，由此提高了真圆度，从而，在与定子(50)组装时，可以维 持均匀的磁间隙(gap)。 因此，如上所述，在本发明中，可以将转子(60)与定子(50)分别设计为薄型，通过 这些结构件的相互组合，可以降低电机(1)的整体厚度(也就是高度)，通过较佳实施例可 以知道，电机的厚度可以制作为25mm。 而且，在本发明中，为了提高线圈绕线的可操作性，将定子(50)的铁芯制作为完 全分裂铁芯，而且，通过采用双转子(60)，提高了磁路效率。 进一步地，在本发明中，采用不縮小磁铁尺寸、而增加转子与定子直径、增加槽 (即，分裂铁芯)与极(即，磁铁)数量的方式，进行磁路设计，从而，降低铁芯与铁芯之间线 圈的填充因数，另外，在分裂铁芯与分裂铁芯之间空间内，设置从三相线圈端口通过接线座 (57)向外部引线所需的接线盒安装架(80)以及机架(81-84)，进行线圈(59a-59c)端口处理，而对于各相分裂铁芯采用连续绕线方式，消除了分裂铁芯之间的线圈连接，从而，实现 了定子结构的薄型化。 而且，在本发明中，尽管采用了薄型化结构，但是，却没有减少磁铁与分裂铁芯尺 寸，而是通过增加转子与定子直径的方式，增加了槽(即，分裂铁芯)与极(即，磁铁)的数 量，实现了双转子/单定子结构，比起普通的大容量单转子/单定子电机，进一步提高了电 机效率与扭矩。 从而，在普通单转子/单定子结构电机中，最大扭矩为32N m、电机效率为27.6X 左右，而在本发明中，不仅实现了电机的薄型结构，还表现出高驱动扭矩(最大扭矩42N m)和高效率(44% )，由此，本发明所述薄型电机具备了滚筒洗衣机快速(Quick)逆转方式 驱动所需足够的扭矩。 而且，本发明可以提供厚度(或高度)大约在25mm以下的薄型电机，从而可以将
该电机安装在嵌入式中小型滚筒洗衣机内部给定的电机安装空间内，从而，可以实现以直
驱方式对筒体内部网篮进行旋转驱动的直接驱动装置(DD :Direct Drive)。 而且，由于分裂定子铁芯(51)尺寸较小，硅钢板浪费率小于一体型定子铁芯结
构，几乎不会带来材料损失，外观结构简单，制作方便。 进一步地，在上述实施例中，转子与定子都采用树脂实现了一体结构，其耐久性和
防湿性优异，适合作为高湿度环境下运行的洗衣机专用滚筒驱动源使用，但是，该部件的应
用并不局限于这里，定子的安装结构也可以根据采用电机的装置情况进行调整。 并且，由于电机(1)外部定子(60)起到护罩的作用，不需要其他护罩，就可以实现
电机薄型化。通过在定子(50)插入霍尔传感器(91)，在旋转转子(60)中布置磁铁(92)，
提高了上开门驱动的方便性。 在上述实施例中，例示了具有防噪音护罩一体型结构的定子采用分裂铁芯部件的 情况，但是，也可以具有在一体型铁芯上缠绕线圈、对内侧延长部及外侧延长部进行延长形 成的护罩一体型结构。 而且，在上述实施例中，显示了电机，S卩，定子采用三相驱动方式进行驱动的情况，
但是，通过本行业相关技术人员的修改，可以将其应用为2相驱动方式。 进一步地，在上述实施例中，显示了为了防止噪音采用护罩一体型结构的定子，与
具有内/外转子的双转子相组合的情况，而本发明并不局限于此，还可以使护罩一体型定
子与内转子或外转子相组合构成电机。 产业利用可能性 本发明可提供厚度(或高度)大约在25mm以下的薄型电机，从而，可以将其应用 在嵌入式中小型滚筒洗衣机用直接驱动装置(DD :Direct Drive)中。 而且，本发明所述薄型电机不仅可以应用在嵌入式中小型滚筒洗衣机中，还可以 在大容量滚筒洗衣机用直接驱动装置(DD :DirectDrive)中，作为薄型结构使用。
权利要求
一种应用于滚筒洗衣机用直接驱动装置中的、具有护罩一体型结构的薄型定子，其特征在于，包括多个分裂铁芯；多个线轴，形成于所述多个分裂铁芯各自的外周，围绕着中间部分，并在两侧安装第一及第二法兰，组装时，布置在内侧的第一法兰的两侧面端部分别具备接合凸起物和接合凹槽，在邻接的分裂定子铁芯线轴之间，通过接合凹槽与接合凸起物进行相互连接，对多个线轴进行环形布置；三相线圈，在各相交叉布置的各相线轴上连续绕线；定子支撑体，除了在所述多个线轴上缠绕线圈而组装成的分裂定子铁芯组装体各分裂铁芯内/外侧面以外，通过热硬性树脂嵌件成型，而组成环形结构；外侧延长部，从所述定子支撑体外周部向前方延长形成，与滚筒洗衣机筒体相结合。
2. —种应用于滚筒洗衣机用直接驱动装置中的、具有护罩一体型结构的薄型定子，其特征在于，包括分裂定子铁芯组装体，在各外周形成有线轴的多个分裂铁芯上按各相连续绕线，而对相邻分裂铁芯线轴进行环形连接组装；定子支撑体，在分裂定子铁芯组装体外部有选择地设置，并实现一体化，所述定子支撑体还包括内侧延长部，所述内侧延长部通过轴向延长，支撑中心部位旋转轴一端，以保证所述端顺利旋转；外侧延长部，所述外侧延长部为了形成环绕转子的护罩，从外周部位向前方延长形成，与所述滚筒洗衣机筒体相结合。
3. 根据权利要求1所述的一种应用于滚筒洗衣机用直接驱动装置中的、具有护罩一体型结构的薄型定子，其特征在于，所述定子支撑体与外侧延长部将形成对布置在定子与筒体之间的转子进行环绕的护罩。
4. 根据权利要求3所述的一种应用于滚筒洗衣机用直接驱动装置中的、具有护罩一体型结构的薄型定子，其特征在于，所述定子支撑体还包括支撑轴承，所述支撑轴承从所述定子的外侧向轴向延长形成的中心部位，对与所述转子相结合的旋转轴一端进行支撑，从而保证所述端顺利旋转。
5. 根据权利要求1或2所述的一种应用于滚筒洗衣机用直接驱动装置中的、具有护罩一体型结构的薄型定子，其特征在于，还包括接线盒安装架，所述接线盒安装架具备第一至第三连接端子机架和共用连接端子机架，其中，第一至第三连接端子机架被设置在绕有三相线圈的多个分裂铁芯之间，用于连接三相线圈一侧线圈端子与外部导出用三相导线；共用连接端子机架被用在对三相线圈另一侧线圈端子进行相互连接，以形成中性点。
6. 根据权利要求5所述的一种应用于滚筒洗衣机用直接驱动装置中的、具有护罩一体型结构的薄型定子，其特征在于，所述线轴还包括分别形成于第一及第二法兰下端中央部位的第一及第二接合凸起物，所述接线盒安装架还包括连接孔，使所述第一及第二接合凸起物与所述连接孔相连接固定。
7. 根据权利要求2所述的一种应用于滚筒洗衣机用直接驱动装置中的、具有护罩一体型结构的薄型定子，其特征在于，所述内侧延长部还包括支撑轴承，所述支撑轴承用于支持其中心部位与转子相结合的旋转轴一端，以确保其旋转。
8. —种滚筒洗衣机用直接驱动装置，其特征在于，包括旋转轴，其一端以可旋转方式安装在滚筒洗衣机筒体上，而在其前端部连接固定网條.rrrt.，双转子，所述双转子具有如下结构使多个N极及S极磁铁在各不相同的同心圆上以环状交叉布置，并使在内、外部之间保持一定距离、互相对立的磁铁具有相反极性的内/外转子，以及形成于对所述内/外转子一端，在进行连接的同时、使内周部处于转子重力中心部位、与所述旋转轴相连接的轴衬延长线上的转子支撑体；定子，其中，对在各外周使绝缘性线轴一体形成的多个分裂铁芯，采用三相线圈进行连续、交叉绕线，以形成环形分裂定子铁芯组装体，所述组装体通过定子支撑体实现一体化，使前端部位于所述内转子与外转子之间，所述定子支撑体还包括内侧延长部，所述内侧延长部通过轴向延长，支撑中心部位旋转轴一端，以保证所述端顺利旋转；外侧延长部，所述外侧延长部为了形成环绕转子的护罩，从外周部位向前方延长形成，并与筒体固定连接。
9. 根据权利要求8所述的一种滚筒洗衣机用直接驱动装置，其特征在于，还包括接线盒安装架，所述接线盒安装架具备布置在绕有所述三相线圈的多个分裂铁芯之间，对三相线圈一侧线圈端子以及外部导出用三相导线进行连接的第一至第三连接端子机架，以及对三相线圈另一端线圈端子进行相互连接，以形成中性点的共用连接端子机架。
10. 根据权利要求8所述的一种滚筒洗衣机用直接驱动装置，其特征在于，所述线轴具备，形成于多个分裂铁芯的外周，在两侧分别具备第一及第二法兰，在进行组装时，布置在内侧的第一法兰的两侧端分别具备与各相邻线轴相互结合的接合凸起物与接合凹槽。
11. 根据权利要求8所述的一种滚筒洗衣机用直接驱动装置，其特征在于，还包括设置在所述筒体上，以支持旋转轴一端的第一支撑轴承，以及设置在所述定子支撑体的内侧延长部中心位置，对所述旋转轴另一端进行可旋转支持的第二支撑轴承。
12. 根据权利要求8所述的一种滚筒洗衣机用直接驱动装置，其特征在于，还包括设置在所述转子外周面的磁性部件，以及被设置在所述定子的外侧延长部的内侧，对所述磁性部件位置进行侦测的信号发生霍尔传感器，通过以上结构可以实现上开门驱动。
13. —种滚筒洗衣机用直接驱动装置，其特征在于，包括旋转轴，其一端以可旋转方式安装在滚筒洗衣机筒体上，而在其前端部连接固定网條.rrrt.，转子，在中央部接合所述旋转轴；定子，对于以一体形式形成绝缘性线轴的多个分裂铁芯，按不同相进行线圈缠绕，在被组装成环形的定子铁芯组装体外周形成有定子支撑体，从而可以对所述转子进行旋转驱动，所述定子支撑体还包括内侧延长部，所述内侧延长部通过轴向延长，支撑中心部位旋转轴另一端，以保证所述端顺利旋转；外侧延长部，所述外侧延长部为了形成环绕转子的护罩，从外周部位向前方延长形成，并与筒体固定连接。
14. 根据权利要求13所述的一种滚筒洗衣机用直接驱动装置，其特征在于，所述转子还包括使多个N极及S极磁铁在各不相同的同心圆上以环状交叉布置，并使在内、外部之间保持一定距离、互相对立的磁铁具有相反极性的内/外转子；以及形成于对所述内/外转子一端，在进行连接的同时、使内周部处于转子重力中心部位、与所述旋转轴相连接的轴衬延长线上的转子支撑体，所述定子前端部被布置在所述内转子与外转子之间。
15. 根据权利要求13所述的一种滚筒洗衣机用直接驱动装置，其特征在于，所述转子具有外转子或内转子结构。
16. 根据权利要求13至15所述的一种滚筒洗衣机用直接驱动装置，其特征在于，还包括被设置在所述筒体上，用于支持旋转轴一端的第一支撑轴承；以及被设置在所述定子支撑体的内侧延长部中心部位，对所述旋转轴的另一端进行可旋转支撑的第二支撑轴承。
17. 根据权利要求13所述的一种滚筒洗衣机用直接驱动装置，其特征在于，还包括被接合固定在所述筒体背面，而在其外侧面有多个接合固定凸起物的、具有圆盘外观的支撑架，在所述定子的外侧延长部以一体形式形成有与接合固定凸起物相结合的多个接合固定部。
18. —种具有护罩一体型定子的薄型电机，其特征在于，包括旋转轴，可旋转地安装在装置机架上，并在前端部连接固定被动体；双转子，所述双转子具有如下结构使多个N极及S极磁铁在各不相同的同心圆上以环状交叉布置，并使在内、外部之间保持一定距离、互相对立的磁铁具有相反极性的内/外转子，以及形成于对所述内/外转子一端，在进行连接的同时、使内周部处于转子重力中心部位、与所述旋转轴相连接的轴衬延长线上的转子支撑体；定子，其中，对在各外周使绝缘性线轴一体形成的多个分裂铁芯，采用三相线圈进行连续、交叉绕线，以形成环形分裂定子铁芯组装体，所述组装体通过定子支撑体实现一体化，使前端部位于所述内转子与外转子之间，所述定子支撑体还包括内侧延长部，所述内侧延长部通过轴向延长，支撑中心部位旋转轴一端，以保证所述端顺利旋转；外侧延长部，所述外侧延长部为了形成环绕转子的护罩，从外周部位向前方延长形成，并与所述机架固定连接。
19. 根据权利要求18所述的一种具有护罩一体型定子的薄型电机，其特征在于，还包括被设置在所述筒体机架上，用于支撑所述旋转轴一端的第一支撑轴承；以及被设置在所述定子支撑体的内侧延长部中心部位，对所述旋转轴的另一端进行可旋转支撑的第二支撑轴承。
20. 根据权利要求18所述的一种具有护罩一体型定子的薄型电机，其特征在于，所述装置的机架是滚筒洗衣机的筒体，而所述被动体是网篮。
全文摘要
本发明涉及一种将具有分裂铁芯结构的定子与双转子的BLDC电机用在滚筒洗衣机制作中的，具有一体型护罩结构的定子、薄型电机，以及滚筒洗衣机专用直接驱动装置。本发明所述的驱动装置，其特征在于，包括如下构成部分旋转轴，其一端以可旋转方式安装在滚筒洗衣机筒体上，而在其前端部连接固定网篮；双转子，在内、外之间以一定距离分布内/外转子，而该内/外转子具有转子支撑体，而该转子支撑体位于连接内/外转子一端的同时，使内周部位于转子的重量中心部位，并与旋转轴连接的轴衬上；定子，在多个分裂铁芯上进行三相线圈绕线，并以环形状组装的分裂定子铁芯组装体通过定子支撑体实现一体化，而该定子位于内转子与外转子之间。所述定子支撑体还进一步包括内侧延长部，该内侧延长部通过轴向延长，支撑中心部位旋转轴一端，以保证该端顺利旋转；外侧延长部，该外侧延长部为了形成环绕转子的护罩，从外周部位向前方延长形成，并与筒体固定连接。
文档编号H02K1/16GK101764443SQ200910262690
公开日2010年6月30日 申请日期2009年12月23日 优先权日2008年12月23日
发明者丁奎赫, 李南勋, 李正勋 申请人:阿莫泰克有限公司