雙定子／雙轉子型電動機及利用其的洗衣機的直接連接型驅動裝置的製作方法

2023-05-30 01:37:56 2

專利名稱：雙定子／雙轉子型電動機及利用其的洗衣機的直接連接型驅動裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及雙定子/雙轉子型電動機，尤其涉及一種雙定子/雙轉子型電動機及利用其的洗衣機的直接連接型驅動裝置，把在背軛的內周面與外周面加裝了磁鐵的雙轉子相向地配置於內部定子及外部定子之間，從而能夠形成具有針對內部及外部定子分別縮短的磁路的磁迴路，提高電動機的效率。
背景技術：
根據是否存在定子鐵芯對BLDC(無刷直流)電動機進行分類，一般分為具有杯(圓筒)結構的鐵芯型(或徑向型)與無鐵芯型(或軸流型)。 鐵芯型結構的BLDC電動機分為內部磁鐵型和外部磁鐵型，其中，內部磁鐵型由在內周部形成的多個凸起上為具有電磁鐵結構而進行線圈繞線的圓桶形的定子和以圓桶形永久磁鐵構成的轉子構成，外部磁鐵型是定子在外周部形成的多個凸起上沿上下方向繞線有線圈，轉子在其外部由多極磁化的圓桶形永久磁鐵構成。在以往的外部磁鐵型BLDC電動機中，磁束的主通路形成在轉子的永久磁鐵行進，通過空隙連接到定子，再向永久磁鐵和軛的方向行進的磁迴路。在內部磁鐵型的情況下，被線圈纏繞的定子鐵芯的多個「T形」鐵芯部從外部向內側方向凸出形成，各鐵芯部的內側終端部形成具有既定直徑的圓，在其內部的空間，加裝包括旋轉軸的圓桶形永久磁鐵，或加裝在中心包括旋轉軸的圓桶形軛上附著了環形永久磁鐵的轉子。電動機旋轉的方式與外部磁鐵型相同。這種鐵芯型BLDC電動機由於磁迴路以軸為中心向徑向對稱的結構形成，軸向振動性噪聲小，適合於低速旋轉，相對於磁路方向，空隙所佔部分極小，使用性能低的磁鐵或減小磁鐵的量，也能夠獲得較高的磁束密度，具有扭矩大、效率高的優點。本申請人在韓國公開專利公報第2004-2349號中提供了一種BLDC電動機，為徑向鐵芯型，具有單一定子/雙轉子結構，能夠以完全分割型構成定子鐵芯。韓國公開專利公報第2004-2349號提出了一種結構，在定子鐵芯的內側及外側同時配置轉子，藉助於內側與外側的永久磁鐵及軛形成磁路的流動，從而能夠實現定子鐵芯的完全分割，能夠藉助於個別的線圈繞線，極大地提高定子鐵芯的生產率與電動機的輸出。另外，在韓國公開專利公報第2008-30667號及第2008-666號中公開了一種結構，在單一定子/雙轉子結構的電動機中，線圈在個數相同的內外側槽溝之間的軛上環形(toroidal)繞線,該結構由於無法使用高填充率(fill factor),因而在提高效率方面存在制約。另一方面，以往的分割鐵芯雙轉子型電動機能夠如圖I所示。圖I是關於以往的分割鐵芯雙轉子型電動機的剖面圖。圖I所示的分割鐵芯雙轉子型電動機，其分割型定子鐵芯(即，分割鐵芯，I)位於內側轉子(2)與外側轉子(3)之間。這種分割鐵芯雙轉子型電動機的分割型定子鐵芯(1)，在內側轉子(2)與外側轉子(3)上通過既定的磁間隙相向地形成磁迴路(LO)。此時，磁迴路(LO)表現為從定子鐵芯(I)連接至內側轉子(2)，再從定子鐵芯(I)連接至外側轉子(3)的單一通路。一般而言，磁迴路的通路越長，磁阻越增加，從而磁力的損失越大。因此，以往的分割鐵芯雙轉子型電動機將分割型定子鐵芯置於中間，形成使內側轉子(2)與外側轉子(3)循環的磁迴路(LO)，因此與單一轉子型結構相比，磁阻大，由此造成的磁力損失大，成為了低效率的結構。因此，以往的分割鐵芯雙轉子型電動機需要減小磁迴路的通路，從而減小磁阻，防止磁力損失。另一方面，在韓國公開專利公報第2008-30667號中，公開一種單一定子/雙轉子 結構的電動機，在向內外側凸出的鋸齒上繞線有線圈的定子與雙轉子組合，用於減小齒槽轉矩及轉矩波動。

發明內容
技術課題因此，本發明的目的在於提供一種雙定子/雙轉子型電動機及利用其的洗衣機的直接連接型驅動裝置，把在背軛的內周面與外周面上附著有磁鐵的雙轉子相向地配置於內部定子及外部定子之間，從而能夠形成具有針對內部及外部定子分別縮短的磁路的磁迴路，提聞效率。另外，本發明的另一目的在於提供一種雙定子/雙轉子型電動機及利用其的洗衣機的直接連接型驅動裝置，相互不同地設定內部定子與外部定子的槽溝數，使齒槽轉矩及轉矩波動減小。本發明的目的並非限定於以上提及的目的，藉助於以下說明，本發明未提及的其它目的及優點將會被理解，藉助於本發明的實施例，將會更加明確。另外，顯而易見，本發明的目的及優點將能夠藉助於權利要求書中出現的裝置及其組合而實現。技術方案為達成所述目的，本發明的雙定子/雙轉子型電動機包括轉子，其具備加裝於背軛的內周面的第I永久磁鐵和加裝於所述背軛的外周面的第2永久磁鐵；內部定子，其與所述第I永久磁鐵具有空隙並相向，產生使所述轉子旋轉的磁場；以及外部定子，其與所述第2永久磁鐵具有空隙並相向，產生使所述轉子旋轉的磁場。另外，其特徵在於所述轉子配置於所述內部定子與所述外部定子之間，形成針對所述內部定子及所述外部定子分別獨立的磁迴路，執行雙轉子功能。另外，其特徵在於所述轉子的第I及第2永久磁鐵由相互相同的極性的磁鐵相向地配置。另外，其特徵在於所述轉子的背軛在內周與外周分別形成凸起，與相鄰凸起形成通道結構的槽溝，從而所述第I及第2永久磁鐵以滑動方式插入所述槽溝並固定。另外，其特徵在於所述內部定子形成向圓環形主體的外側凸出的多個外側齒，所述外部定子形成向圓環形主體的內側凸出的多個內側齒，所述外側齒與所述內側齒的個數及開角相異地形成，分別使齒槽轉矩及轉矩波動實現最小化。
另外，其特徵在於所述內部定子及所述外部定子具有分割鐵芯結構。另外，其特徵在於所述雙定子/雙轉子型電動機適用於具有內轉子(innerrotor)結構的滾筒洗衣機或全自動洗衣機。另外，其特徵在於所述雙定子/雙轉子型電動機適用於具有外轉子(outerrotor)結構的滾筒洗衣機或全自動洗衣機。另一方面，本發明的滾筒洗衣機的直接連接型驅動裝置安裝於滾筒洗衣機的外桶，用於驅動內桶，包括轉子，其具有加裝於背軛的內周面的第I永久磁鐵與加裝於所述背軛的外周面的第2永久磁鐵；定子，其具備與所述第I永久磁鐵具有空隙並相向、產生使所述轉子旋轉的磁場的內部定子，及與所述第2永久磁鐵具有空隙並相向、產生使所述轉子旋轉的磁場的外部定子，產生用於使所述轉子旋轉驅動的電磁場；旋轉軸，其外周部支撐於所述轉子的中央部，在前端部結合內桶；第I軸承，其能旋轉地支撐所述旋轉軸的一端；以及第2軸承，其安裝於所述外桶，能旋轉地支撐所述旋轉軸的另一端。 另外，其特徵在於所述定子以在外部包圍所述轉子的罩結構安裝於所述外桶。另外，其特徵在於所述第I軸承加裝於所述定子的中央部或所述外桶。另外，其特徵在於所述驅動裝置由所述定子配置於所述外桶的外側、所述轉子配置於所述定子的外側的外轉子結構構成。技術效果綜上所述，本發明儘管是雙轉子型電動機，但通過在電動機的內部及外部形成分別獨立的雙重磁迴路，從而減小磁迴路的通路，並因而減小磁阻，使磁力的損失、減小及洩漏通量實現最小化，具有提高電動機效率的效果。另外，本發明藉助於雙定子而增加轉子輸出扭矩，具有適合大容量的輸出扭矩用的效果。另外，本發明能夠應用於全自動洗衣機，或者作為罩一體型或超薄型，應用於滾筒型洗衣機的內桶或滾筒驅動裝置。另外，本發明能夠利用I套模具，通過內外側鐵芯模具，節省模具所需的時間和費用。


圖I是關於以往分割鐵芯雙轉子型電動機的剖面圖，圖2是關於本發明第I實施例的雙定子/雙轉子型電動機的剖面圖，圖3是關於本發明第2實施例的雙定子/雙轉子型電動機的剖面圖，圖4a是顯示關於轉子的內部定子及外部定子的齒槽轉矩周期的圖表，圖4b是顯示關於轉子的內部定子及外部定子的轉矩波動周期的圖表， 圖5是顯示把本發明的雙定子/雙轉子型電動機的罩一體型結構應用於滾筒洗衣機的一個實施例的軸向剖面圖，圖6是顯示把本發明的雙定子/雙轉子型電動機的罩一體型結構應用於滾筒洗衣機的變形實施例的軸向剖面圖，圖7是顯示把本發明的雙定子/雙轉子型電動機的超薄型結構應用於滾筒洗衣機的一個實施例的軸向剖面圖，
圖8是顯示把本發明的雙定子/雙轉子型電動機的超薄型結構應用於滾筒洗衣機的變形實施例的軸向剖面圖。
具體實施例方式通過參照附圖進行的後述詳細說明，上述目的、特徵及優點將更加明確，因而本發明所屬技術領域的技術人員將能夠容易地實施本發明的技術思想。在說明本發明的實施例之前需要指出的是，本發明的雙定子/雙轉子型電動機體現為應用在內部及外部定子(stator)之間配置雙轉子(rotor)的結構的情形。其中，雙定子/雙轉子型電動機即使在內部及外部定子之間配置一體型轉子，實際上，通過把形成針對內部及外部定子分別獨立的磁迴路所需的磁鐵加裝於轉子的背軛內部及外部，也能夠提供分別與內部及外部定子相向的雙轉子功能。就這種雙定子/雙轉子型電動機而言，因從內部及外部定子獲得的輸出扭矩的合力被傳遞給轉子，結果使得連接於轉子的旋轉軸的輸出扭矩增大，適合於大容量電動機。·一般而言，在電動機的磁迴路中，磁路越長，磁阻和洩漏通量越增加，因而造成磁力的損失越大。但是，本發明的雙定子/雙轉子型電動機通過在內部及外部形成分別獨立的磁迴路，因而不僅能夠作為雙模式型電動機(例如，雙轉子式電動機)的優點，提供大容量的輸出扭矩，而且能夠防止作為雙模式型電動機的缺點，即，磁路形成得長、磁力效率下降。下面針對雙定子/雙轉子型電動機，參照附圖進行詳細說明。圖2是關於本發明第I實施例的雙定子/雙轉子型電動機的剖面圖。 如圖2所示，本發明第I實施例的雙定子/雙轉子型電動機(100)包括轉子(11a)、內部定子(21a)、外部定子(31a),把轉子(Ila)配置於內部定子(21a)與外部定子(31a)之間。此時，內部定子(21a)及外部定子(31a)罩住旋轉的轉子(11a)，使轉子(Ila)旋轉時發生的振動噪聲減小。另外，在轉子(Ila)上，在內外側配置有內部定子(21a)及外部定子(31a)，在內外側配置有相同極性的內部磁鐵(13a)和外部磁鐵(14a)。從而，第I實施例的雙定子/雙轉子型電動機(100)與單一定子/單一轉子結構的電動機相比，向轉子(Ila)直徑方向接入的力向相互相反方向作用，實現了抵銷。因此，第I實施例的雙定子/雙轉子型電動機(100)比單一定子/單一轉子型電動的振動小，能夠延長支撐旋轉軸(40)的軸承的壽命。轉子(Ila) —端部連接於旋轉軸(40)，以旋轉軸(40)為中心旋轉，包括背軛(12a),其呈圓環形；內部磁鐵(13a),其插入在背軛(12a)的內周形成的內側凸起(15a)；外部磁鐵(14a)，其插入在背軛(12a)的外周形成的外側凸起(16a)。另外，內部定子(21a)包括圓環形的第I主體(23a)、從第I主體(23a)向外側凸出的多個第I齒(24a)、繞線於第I齒(24a)的多個第I線圈(25a)。此時，把第I主體(23a)及第I齒(24a)統稱為「內部定子鐵芯(22a) 」。而且，外部定子(31a)包括圓環形的第2主體(33a)、從第2主體(33a)向內側凸出的多個第2齒(34a)、繞線於第2齒(34a)的多個第2線圈(35a)。此時，把第2主體(33a)及第2齒(34a)統稱為「外部定子鐵芯(32a) 」。特別是轉子(Ila)的背軛(12a)、內部定子(21a)的內部定子鐵芯(22a)及外部定子(31a)的外部定子鐵芯(32a)，可以使用I套鐵芯模具，能夠節省模具所需的時間及費用。首先，轉子(Ila)在圓環形的背軛(12a)內部交替配置由磁化成N極及S極的分割片構成的多個內部磁鐵(13a)，與內部定子(21a)相向，執行作為內部轉子的功能，在圓環形的背軛(12a)外部交替配置由磁化成N極及S極的分割片構成的多個外部磁鐵(14a)，與外部定子(31a)相向，執行作為外部轉子的功能。此時，在內部磁鐵(13a)與外部磁鐵(14a)之間相互相向的磁鐵具有相互相同極性地配置。這種內部磁鐵(13a)及外部磁鐵(14a)均被磁化成8極(極對數=2)。於是，轉子(Ila)即使是配置於內部定子(21a)與外部定子(31a)之間的一體型轉子，藉助於沿內周與外周分別配置的內部磁鐵(13a)與外部磁鐵(14a)，執行獨立的轉子功能(即，內部及外部轉子功能)，從而執行相對於內部定子(21a)及外部定子(31a)的雙轉子功能。這意味著，轉子(Ila)在構成上儘管是一體型轉子，實際上執行雙轉子功能，因而把由內部定子(21a)及外部定子(31a)發生的輸出扭矩之和作為旋轉軸(40)的輸出扭·矩加以作用。此時，以轉子(Ila)為基準，在電動機(100)的內部，在N極的內部磁鐵(13a)、內部定子鐵芯(22a)、與N極的內部磁鐵(13a)相鄰的S極的內部磁鐵(13a)、背軛(12a)間形成內部磁迴路(LI)。另外，以轉子(Ila)為基準，在電動機(100)的外部，在N極的第I外側磁鐵(14a)、外部定子鐵芯(32a)、與N極的第I外側磁鐵(14a)相鄰的S極的第I外側磁鐵(14a)、背軛(12a)間形成外部磁迴路(L2)。而且，在背軛(12a)內周與外周形成的各個內側凸起(15a)及外側凸起(16a)，為了容納內部磁鐵(13a)或外部磁鐵(14a)而與相鄰凸起形成通道結構的槽溝(slot)。另夕卜，內側凸起(15a)及外側凸起(16a)由於形成於圓環形背軛(12a)的內周與外周的特徵，其大小雖然相互不同，但形狀均為T字形，以相同形狀形成相同的個數，在背軛(12a)上，相互對應地在相同位置形成。因此，內部磁鐵(13a)及外部磁鐵(14a)能夠以滑動方式插入在背軛(12a)形成的槽溝並固定。附加地，本發明的轉子(21a)也可以取代分割片結構，把分割磁化成N極及S極的環狀磁鐵配置於背軛(12a)的內/外側。其中，內部定子鐵芯(22a)是針對一體型定子鐵芯(即，筒狀鐵芯)進行了說明，但在分割型定子鐵芯(即，分割鐵芯)的情況下也能夠應用。即，在分割型定子鐵芯的情況下，如韓國註冊專利第663641號或韓國註冊專利第930011號中公開的一樣,在一體形成包圍內部分割鐵芯的絕緣用繞線筒的狀態下，在繞線筒的外周纏繞線圈，組裝成環形後，藉助於嵌件模塑方式，以熱硬化性樹脂形成外側面，獲得環形的一體型定子。這是所屬技術領域的技術人員能夠容易理解的，因而省略對此的詳細說明。另外，在採用分割型定子鐵芯結構的情況下，能夠實現填充率(fill factor)的最大化和排列繞線，因而能夠提高效率。第I線圈(25a)處於在各個第I齒(24a)上纏繞了 3相(U相、V相、W相)的不同線圈的狀態，構成3相星形接線或3相三角形接線。這種第I線圈(25a)通電後，在與內部磁鐵(13a)的關係下產生扭矩,使轉子(Ila)向既定方向旋轉。附加地，第I線圈(25a)的材料一般使用銅(Cu)，也可以使用比重相當於銅的1/3、價格相對低廉的鋁(Al)，以便能夠減小電動機的重量。一般而言，鋁發生氧化問題，難以用作電動機線圈，但想要使用鋁時，使用熱硬化性樹脂，對線圈繞線的定子鐵芯組件的外部進行被覆，解決氧化問題。同理，就外部定子鐵芯(32a)而言，是對一體型定子鐵芯進行的說明，但也可以應用於分割型定子鐵芯的情形。另外，第2線圈(35a)處於在各個第2齒(34a)上纏繞3相(U相、V相、W相)的不同線圈的狀態，構成3相星形接線或3相三角形接線。這種第2線圈(35a)通電後，在與外部磁鐵(14a)的關係下產生扭矩，使轉子(Ila)向既定方向旋轉。不過在圖2中，為了便於說明，未具體示出第I線圈(25a)及第2線圈(35a)的纏繞狀態。即，實際上，內部定子(21a)及外部定子(31a)應以3相(U相、V相、W相)的線圈纏繞的狀態製作，這是不言而喻的。圖3是關於本發明第2實施例的雙定子/雙轉子型電動機的剖面圖。圖4所示的第2實施例的雙定子/雙轉子型電動機(200)作為第I實施例的雙定子/雙轉子型電動機(100)的變形實施例，具有第I實施例的雙定子/雙轉子型電動機
(100)的主要構成要素。S卩，第2實施例的雙定子/雙轉子型電動機(200)包括轉子(11b)、內部定子(21b)、外部定子(31b)。而且，轉子(Ilb)包括背軛(12b)、內部磁鐵(13b)及外部磁鐵(14b)，內部定子(21b)包括第I主體(23b)、第I齒(24b)及第I線圈(25b)，外部定子(31b)包括第2主體(33b)、第2齒(34b)及第2線圈(35b)。此時，把第I主體(23b)及第I齒(24b)統稱「內部定子鐵芯(22b) 」，把第2主體(33b)及第2齒(34b)統稱「外部定子鐵芯(32a)」。對此的詳細說明對應於前述第I實施例的雙定子/雙轉子型電動機(100)的構成要素，相應構成要素的說明因重複而加以省略。不過，第I實施例的雙定子/雙轉子型電動機(100)在內部定子的結構方面，與第2實施例的雙定子/雙轉子型電動機(200)相異。S卩，第I實施例的第I齒(24a)形成的個數比第2實施例的第I齒(24b)多2倍，第I實施例的第I齒(24a)比第2實施例的第I齒(24b)的開角窄。其中，所謂「開角」，是指通過定子的齒的兩端的2條線，相對於旋轉軸(40)中心構成的角度，此時並非機械角，而是顯示為電角度。特別是第I實施例的雙定子/雙轉子型電動機(100)，通過選擇相對於內部定子(21a)的第I齒(24a)與外部定子(31a)的第2齒(34a)的開角，以便使關於「轉子(Ila)與內部定子(21a)」或「轉子(Ila)與外部定子(31a) 」的齒槽轉矩(coging torque)及轉矩波動(torqueripple)的相位反轉,從而能夠在保持高扭矩常數(平均扭矩)的同時，使整體齒槽轉矩及轉矩波動達到最小。此時，第I齒(24a)的開角為通過第I齒(24a)的兩端的2條線相對於旋轉軸(40)中心構成的角度，第2齒(34a)的開角為通過第2齒(34a)的兩端的2條線相對於旋轉軸(40)中心構成的角度。具體而言，在本發明中，相對於在轉子(Ila)與內部定子(21a)間存在的第I齒槽轉矩的相位，使在轉子(Ila)與外部定子(31a)間存在的第2齒槽轉矩的相位反轉。而且，在本發明中，相對於在轉子(Ila)與內部定子(21a)間存在的第I轉矩波動的相位，使在轉子(Ila)與外部定子(31a)間存在的第2轉矩波動的相位反轉。例如，轉子(Ila)的內部定子(21a)及外部定子(31a)的齒槽轉矩(參照圖4a)及轉矩波動(參照圖4b)具有相位相對於A範圍及B範圍變換的變極點(極小點)，由具有極大點及極小點的正弦波形構成。
圖4a是顯示關於轉子(Ila)的內部定子(21a)及外部定子(31a)的齒槽轉矩周期的圖表，圖4b是顯示關於轉子(Ila)的內部定子(21a)及外部定子(31a)的轉矩波動周期的圖表。其中，在使整體齒槽轉矩及轉矩波動實現最小化方面，儘可能在振幅小的範圍內，選擇相對於相位反轉點的內部定子(21a)的第I齒(24a)及外部定子(31a)的第2齒(34a)的開角。而且，開角在扭矩常數(平均扭矩)高的範圍內對應地選擇。這是為了在提高輸出扭矩的同時，減小整體齒槽轉矩及轉矩波動。同理，第2實施例的雙定子/雙轉子型電動機(200)如同選擇相對於第I實施例的第I齒(24a)及第2齒(34a)的開角一樣，選擇相對於第2實施例的第I齒(24b)及第2齒(34b)的開角。另一方面，第2實施例的雙定子/雙轉子型電動機(200)如前所述，與第I實施例的雙定子/雙轉子型電動機(100)的內部定子(21a)結構相異地體現內部定子(21b)的結 構，這是為了容易變換第2實施例的轉子(21b)及內部定子(21b)間的齒槽轉矩與轉矩波動的周期。從而，本發明的第I及第2實施例的雙定子/雙轉子型電動機(100，200)能夠整體上減小齒槽轉矩及轉矩波動。另一方面，第I及第2實施例的雙定子/雙轉子型電動機(100，200)不僅能夠應用於滾筒洗衣機，在全自動洗衣機中也能夠應用，但對於應用於滾筒洗衣機的情形，省略詳細說明(參照後述圖5至圖8)。不過，第I及第2實施例的雙定子/雙轉子型電動機(100，200)在應用於全自動洗衣機的情況下，把旋轉軸的上端部連接於與滾筒洗衣機的內桶(basket)對應的內槽，把定子的支撐部位連接於與滾筒洗衣機的外桶(tub)對應的外槽。第I及第2實施例的這種雙定子/雙轉子型電動機(100，200)在要求高扭矩的清洗時，可以向兩側定子接入電源並驅動，在要求高速旋轉的脫水時，可以向一側定子接入電源並驅動。特別是在脫水時，通過只使一側定子驅動，從而節省耗電，不需要弱磁(fieldweaking)控制，能夠提高效率。而且，第I及第2實施例的雙定子/雙轉子型電動機(100，200)雖然在內部定子(21a, 21b)的第I齒(24a，24b)個數方面相異，但在應用於滾筒洗衣機的直接連接型驅動裝置中，可以相同地進行說明，因此，出於說明的便利，只對第I實施例的雙定子/雙轉子型電動機(100)進行說明。下面參照後述的圖5至圖8，對安裝於滾筒洗衣機的外桶、用於驅動內桶的滾筒洗衣機的直接連接型驅動裝置進行詳細說明。圖5是顯示把本發明的雙定子/雙轉子型電動機的罩一體型結構應用於滾筒洗衣機的一個實施例的軸向剖面圖。第I及第2實施例的雙定子/雙轉子型電動機(100，200)顯示的結構是，在軸向剖面中，作為相對於內部定子(21a)及外部定子(31a)，把轉子(Ila)配置於電動機內側(即，滾筒洗衣機的外桶側)的內轉子(inner-rotor)結構[或外定子(outer-stator)結構],構成罩一體型結構，切斷在內側旋轉的轉子部分的噪聲。第I及第2實施例的雙定子/雙轉子型電動機(100，200)，例如可以安裝於嵌入型的中/小型滾筒洗衣機的外桶(51)背面，用於以直接連接式使位於外桶(51)內部的內桶
(52)向正/反方向旋轉驅動，另外，也可以應用於洗衣機之外的其它機器。如前所述，在此出於說明的便利，參照第I實施例的雙定子/雙轉子型電動機(100)的附圖標號進行說明。下面對應用了本發明的雙定子/雙轉子型電動機的滾筒洗衣機進行詳細說明。如圖5所示，轉子(Ila)相對於內部定子(21a)與外部定子(31a)具有既定的磁間隙(gap)，在背軛(12a)的內外側，多個內部磁鐵(13a)、外部磁鐵(14a)以圓環形配置。此時，轉子(Ila)藉助於轉子支撐體(45)進行連接，藉助於轉子支撐體(45)上延長的襯套支撐體(44)與襯套(43)結合，旋轉力被傳遞給旋轉軸(40)。其中，旋轉軸(40)成為能夠把轉子(11a)、內部定子(21a)及外部定子(31a)組裝成一個的基準。因此，轉子(Ila)通過均一地設置內部定子(21a)與外部定子(31a)之間的磁間隙，能夠防止在旋轉時因磁間隙不均一而產生的振動噪聲。旋轉軸(40)在轉子(Ila)的中心部通過漸開線花鍵(involute serration)襯套
(43)與轉子(Ila)連結，一端通過一體地安裝於內側延長部(46)的第I軸承(41)而被能 旋轉地支撐，另一端通過安裝於外桶(51)的第2軸承(42)而被能旋轉地支撐。另外，在旋轉軸(40)的前端部，結合著能旋轉地支撐於洗衣機的外桶(51)內部並容納洗滌物的內桶(52)，隨著電動機(100)的工作而向正/反方向旋轉驅動內桶(52)。內部定子(21a)使內部定子鐵芯(22a) —體結合於圓環形內部定子支撐體(47)，形成圓環形，夕卜部定子(31a)使外部定子鐵芯(32a) —體結合於圓環形外部定子支撐體
(48)，形成圓環形。此時，內部及外部定子支撐體(47，48)向內側延長形成內側延長部
(46)，與第I軸承(41)結合。如前所述，旋轉軸(40)能旋轉地支撐於第I軸承(41)。而且，內部定子鐵芯(24a)在第I線圈(25a)繞線於第I繞線筒(26a)的外周后，藉助於使用熱硬化性樹脂以嵌件模塑方式製造的內部定子支撐體(47)形成一體，外部定子鐵芯(34a)在第2線圈(35a)繞線於第2繞線筒(36a)的外周后，藉助於使用熱硬化性樹脂以嵌件模塑方式製造的外部定子支撐體(48)形成一體。特別是外部定子支撐體(48)，藉助於外周部向前方延長形成、構成環形罩的外側延長部(49)，固定於洗衣機的外桶(51)。於是，內部定子(21a)及外部定子(31a) —體連接的本發明的定子，無需具備另外的罩即可，因而能夠實現超薄，能夠實現嵌入型所需的低噪聲結構。圖6是顯示把本發明的雙定子/雙轉子型電動機的罩一體型結構應用於滾筒洗衣機的變形實施例的軸向剖面圖。作為如圖5所示，把轉子(Ila)配置於電動機內側的內轉子結構(或外定子結構)，圖6所示的雙定子/雙轉子型電動機(100)雖然是一種罩一體型結構，但卻將第I軸承(41)及第2軸承(42)全部置於外桶(51)中，能旋轉地支撐旋轉軸(40)，去除作為定子支撐體(47，48)的延長部分的內側延長部(46)，具有能夠從外部確認轉子支撐體(45)的工作狀態的開放型結構。其作為外定子結構，即使轉子(Ila)位於內部，也能夠從外部確認轉子支撐體(45)的工作狀態，確認轉子(Ila)的狀態。另一方面，關於轉子(11a)、內部定子(21a)及外部定子(31a)的具體說明，由於與前述圖5重複，因而只簡單說明。S卩，轉子(Ila)在背軛(12a)的內外側以圓環形配置多個內部磁鐵(13a)及外部磁鐵(14a)，被與旋轉軸(40)連接的轉子支撐體(45)支撐並進行旋轉。另外，內部定子(21a)使第I線圈(25a)繞線於第I繞線筒(26a)外周的內部定子鐵芯(22a) —體結合於內部定子支撐體(47)，形成圓環形，外部定子(31a)使第2線圈(35a)繞線於第2繞線筒(36a)外周的外部定子鐵芯(32a) —體結合於外部定子支撐體(48)，形成圓環形。圖7是把本發明的雙定子/雙轉子型電動機的超薄型結構應用於滾筒洗衣機的一個實施例的軸向剖面圖。第I及第2實施例的雙定子/雙轉子型電動機(100，200)在軸向剖面中，作為相對於內部定子(21a)及外部定子(31a)，把轉子(Ila)配置於電動機外側(即，滾筒洗衣機的外桶相反側)的外轉子(outer-rotor)結構[或內定子(inner-stator)結構],可以體現超薄型結構。如前所述，在此出於說明的便利，參照第I實施例的雙定子/雙轉子型電動機(100)的附圖標號進行說明。如圖7所示，第I實施例的雙定子/雙轉子型電動機(100)把與旋轉軸(40)結合的襯套(43)和結合於外桶(51)的內側延長部(46)配置於電動機的中心部，使電動機的軸向長度(即，厚度)縮短到最小限度，具有使轉子(Ila)旋轉時發生的振動實現最小化的超薄型結構。S卩，為避免電動機厚度向軸向增加，內側延長部(46)向內側方向折彎I級並延·長，結果，前端部同與轉子(Ila)的旋轉軸(40)結合的襯套(43)同軸向配置。而且，外轉子方式的第I實施例的雙定子/雙轉子型電動機(100)，在把內側延長部(46)用螺栓連結於外桶(51)進行固定的情況下，當向電動機接入電源時，在電磁力作用下，外桶(51)可能在受力的同時，因應力而發生變形及損傷。但是，第I軸承(41)及第2軸承(42)支撐旋轉軸(40)，使因施加於外桶(51)的力而發生的變形及損傷減小，防止扭曲，分散旋轉時發生的負載並進行支撐。另外，雙定子/雙轉子型電動機(100)把第I軸承(41)配置於內側延長部(46)，把第2軸承(42)配置於外桶(51)，從而在第I軸承(41)與第2軸承(42)間離開既定間隔，使結構穩定性提高，能夠提高相對於洗衣機振動的耐久性。這意味著，可以適合低振動及低噪聲結構地體現滾筒洗衣機或全自動洗衣機。其中，關於轉子(11a)、內部定子(21a)及外部定子(31a)的詳細說明與前述圖5及圖6重複，因此省略。圖8是顯示把本發明的雙定子/雙轉子型電動機的超薄型結構應用於滾筒洗衣機的變形實施例的軸向剖面圖。圖8所示的雙定子/雙轉子型電動機(100)，作為如圖7所示把轉子(Ila)配置於電動機外側的外轉子結構[或內定子結構]，是一種超薄型結構，使第I軸承(41)及第2軸承(42)全部位於外桶(51)上，能旋轉地支撐旋轉軸(40)。另一方面，圖8的雙定子/雙轉子型電動機(100)的構成要素與前述的圖7重複，因而省略詳細說明，同理，關於對轉子(11a)、內部定子(21a)及外部定子(31a)的說明也省略。以上以特定的優選實施例為例，對本發明進行了圖示及說明，但是，本發明並非限定於上述的實施例，在不超出本發明精神的範圍內，相應發明所屬技術領域的技術人員能夠進行多種變更和修改。工業利用可能性本發明能夠應用於全自動洗衣機，或者以罩一體型或超薄型應用於滾筒型洗衣機的內筒或滾筒驅動裝置。
權利要求
1.一種雙定子/雙轉子型電動機，其特徵在於包括 轉子，其具備加裝於背軛的內周面的第I永久磁鐵和加裝於所述背軛的外周面的第2永久磁鐵； 內部定子，其與所述第I永久磁鐵具有空隙並相向，產生使所述轉子旋轉的磁場；以及 外部定子，其與所述第2永久磁鐵具有空隙並相向，產生使所述轉子旋轉的磁場。
2.根據權利要求I所述的雙定子/雙轉子型電動機，其特徵在於 所述轉子配置於所述內部定子與所述外部定子之間，形成針對所述內部定子及所述外部定子分別獨立的磁迴路，執行雙轉子功能。
3.根據權利要求2所述的雙定子/雙轉子型電動機，其特徵在於 所述轉子的第I及第2永久磁鐵由相互相同的極性的磁鐵相向地配置。
4.根據權利要求3所述的雙定子/雙轉子型電動機，其特徵在於 所述轉子的背軛在內周與外周分別形成凸起，與相鄰凸起形成通道結構的槽溝，從而所述第I及第2永久磁鐵以滑動方式插入所述槽溝並固定。
5.根據權利要求I所述的雙定子/雙轉子型電動機，其特徵在於 所述內部定子形成向圓環形主體的外側凸出的多個外側齒，所述外部定子形成向圓環形主體的內側凸出的多個內側齒，所述外側齒與所述內側齒的個數及開角相異地形成，分別使齒槽轉矩及轉矩波動實現最小化。
6.根據權利要求I所述的雙定子/雙轉子型電動機，其特徵在於 所述內部定子及所述外部定子具有分割鐵芯結構。
7.根據權利要求I所述的雙定子/雙轉子型電動機，其特徵在於 所述雙定子/雙轉子型電動機適用於具有內轉子結構的滾筒洗衣機或全自動洗衣機。
8.根據權利要求I所述的雙定子/雙轉子型電動機，其特徵在於 所述雙定子/雙轉子型電動機適用於具有外轉子結構的滾筒洗衣機或全自動洗衣機。
9.一種滾筒洗衣機的直接連接型驅動裝置，安裝於滾筒洗衣機的外桶，用於驅動內桶，其特徵在於包括 轉子，其具有加裝於背軛的內周面的第I永久磁鐵與加裝於所述背軛的外周面的第2永久磁鐵； 定子，其具備與所述第I永久磁鐵具有空隙並相向、產生使所述轉子旋轉的磁場的內部定子，及與所述第2永久磁鐵具有空隙並相向、產生使所述轉子旋轉的磁場的外部定子，產生用於使所述轉子旋轉驅動的電磁場； 旋轉軸，其外周部支撐於所述轉子的中央部，在前端部結合內桶； 第I軸承，其能旋轉地支撐所述旋轉軸的一端；以及 第2軸承，其安裝於所述外桶，能旋轉地支撐所述旋轉軸的另一端。
10.根據權利要求9所述的滾筒洗衣機的直接連接型驅動裝置，其特徵在於 所述定子以在外部包圍所述轉子的罩結構安裝於所述外桶。
11.根據權利要求9所述的滾筒洗衣機的直接連接型驅動裝置，其特徵在於 所述第I軸承加裝於所述定子的中央部或所述外桶。
12.根據權利要求9所述的滾筒洗衣機的直接連接型驅動裝置，其特徵在於:所述驅動裝置由所述定子配置於所述外桶的外側、所述轉子配置於所述定子的外側的外轉子結構構成。
全文摘要
本發明涉及雙定子／雙轉子型電動機及利用其的洗衣機的直接連接型驅動裝置，旨在提供一種雙定子／雙轉子型電動機及利用其的洗衣機的直接連接型驅動裝置，把在背軛的內周面和外周面加裝了磁鐵的雙轉子相向地配置於內部定子及外部定子之間，從而能夠形成具有針對內部及外部定子分別縮短的磁路的磁迴路，提高效率。為此，本發明的雙定子/雙轉子型電動機包括轉子，其具備加裝於背軛的內周面的第1永久磁鐵和加裝於所述背軛的外周面的第2永久磁鐵；內部定子，其與所述第1永久磁鐵具有空隙並相向，產生使所述轉子旋轉的磁場；以及外部定子，其與所述第2永久磁鐵具有空隙並相向，產生使所述轉子旋轉的磁場。
文檔編號H02K16/00GK102948049SQ201180031092
公開日2013年2月27日 申請日期2011年6月14日 優先權日2010年6月23日
發明者金炳秀 申請人:阿莫泰克有限公司