用于洗衣机中的直接驱动电动机

摘要

本发明的目的是提供用于洗衣机中的直接驱动电动机，其中，对洗衣机内的驱动单元的结构进行改进，以改善可加工性，即使定子绕组和转子之间的绝缘被损坏时，也可切断流向洗涤轴的电流以防止由于忽视安全而出现事故。为实现本发明的所述目的，本发明提供的用于洗衣机中的直接驱动电动机包括具有上面缠绕有线圈的绕组部分的定子(14)；固定地连接到洗涤轴(4)、用于直接驱动滚筒的转子(13)，转子(13)具有侧壁(13b)和中心设有通孔(131)的后壁(13a)；用与洗涤轴不同的震动模式的材料在转子的后壁(13a)的中心处被夹物模压而成的连接器(16)，其与转子形成一体并被固定地连接到洗涤轴，以使转子与洗涤轴连接且支撑洗涤轴。

说明书

技术领域

本发明涉及洗衣机，更具体地说，涉及一种可应用于滚筒式洗衣机以及类似洗衣机中的直接驱动电动机。

背景技术

通常，波轮式洗衣机在微型计算机的控制下，通过传感器确定衣物的类型和数量后，据此自动设定洗涤方法，根据衣物的类型和数量供给适当水平的洗涤水，借助于洗涤剂的软化作用，随着波轮的转动引起的循环水的摩擦，以及波轮对衣物的冲击从衣物和床上用品上去除污垢来完成洗涤。

另一方面，滚筒式洗衣机在将洗涤剂、洗涤水和衣物置于滚筒内的情况下，通过利用衣物和借助于电动机的驱动力转动的滚筒之间的摩擦来洗涤衣物，这种洗衣机对衣物几乎不造成损坏，不使衣物缠绕，并具有冲击和揉搓衣物的洗涤效果。

以下参考图1简要地描述现有的滚筒式洗衣机。

图1为现有的滚筒式洗衣机的纵向截面图，该洗衣机具有在机壳1内的桶2和可转动地安装在桶2的中央部分的滚筒3。

在桶2的下方设有电动机5a，该电动机具有通过轴耦连于其上的电动机皮带轮18，在滚筒3的后部设有安装在滚筒上并具有耦连到滚筒上的滚筒皮带轮19的滚筒轴。

据此，通过皮带20将滚筒轴上的滚筒皮带轮19和耦连到电动机5a的电动机皮带轮18连接时，动力传递元件通过皮带20将来自电动机的驱动力传递到滚筒3。

门21和安装在门21和桶2之间的垫圈2被安装在机壳1的前面。

同时，在机壳1上部的下侧和桶2的外侧周边的上侧之间设有用来悬吊桶的悬吊弹簧23，而在机壳1的底部和桶2的外侧周边的下侧之间设有用于甩干(spinning)时减小桶2产生的震动的减震器24。

但是，由于现有的洗衣机结构是通过电动机皮带轮18、滚筒皮带轮19、以及连接电动机皮带轮18和滚筒皮带轮19的皮带20将驱动力从电动机5a传递到滚筒3，现有的洗衣机具有以下缺点。

首先，因为驱动力不是直接传递到滚筒3，而是通过绕在电动机皮带轮18和滚筒皮带轮19上的皮带20传递，在驱动力传递过程中产生能量损失。

此外，因为驱动力不是直接传递到滚筒3，而是经过如电动机皮带轮18、滚筒皮带轮19、皮带20等很多部件传递，在动力传递中产生很大的噪音。

需要如电动机皮带轮18、滚筒皮带轮19、皮带20等很多部件将驱动力从电动机5a传递到滚筒3，因此增加了产品组装的工时。

另外，将驱动力从电动机5a传递到滚筒3需要很多部件，这将增大发生故障的次数和频率。

简而言之，利用电动机皮带轮、滚筒皮带轮、以及皮带将驱动力从电动机5a间接传递到滚筒3有可能出现很多麻烦和噪音，存在很多能量浪费因素，且降低了洗涤能力。

再者，现有的滚筒式洗衣机的不锈钢桶2造价高、可加工性差而且很重。

同时，尽管已有人提出了可代替使用皮带和皮带轮间接地将驱动力从电动机传递到滚筒的直接驱动的滚筒式洗衣机系统，但这种系统具有的缺点是由于由电动机的震动而引起的固定部分的损坏或变形而导致直接固定在桶的后壁的定子不能保持定子的同心度。

此外，为了解决所述问题，在轴承箱与桶分开制造的情况下，不仅很难组装，而且由于整个轴承箱从桶突出而使组件占据很大的空间。在轴承箱由螺钉或螺栓固定的情况下，由于轴承箱不是整体被支撑，而仅在一侧被部分支撑，这种固定很易受到震动的影响。而且，由于不仅轴承本身需要复杂的水保护结构，而且在桶和轴承之间也需要复杂的水保护结构，这种结构存在制造方面的缺陷。

总之，这种轴承箱需要具有用来支撑安装在其内的轴承的分开的部件的凹辊环和凸辊环，由于单独的永久磁铁、钢板、以及在钢板后侧处的后部磁轭(back yoke)使得转子的制造难度非常大。

同时，这种直接驱动的滚筒式洗衣机很有可能由于定子和转子的绕组部分之间的绝缘损坏而导致电流流入桶内的洗涤水中，而且还存在因单独制造和安装用于从电动机到洗涤轴的转动传递的连接器而导致降低装配线和生产率方面的可操作性的问题。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是提供一种用于洗衣机中的直接驱动电动机，其中对滚筒式洗衣机中的驱动单元结构进行了改进，使得可将驱动力从电动机直接传递到滚筒以便降低噪音、减少故障和能量浪费因素，而且即使定子的绕组部分和转子之间的绝缘损坏，可切断流向洗涤轴的电流，以防止由于忽视安全而出现事故。

本发明的另一目的是提供一种用于洗衣机中的直接驱动电动机，其中在制造转子的过程中不需要单独安装连接器，从而可提高生产率和安全性。

技术方案

本发明的所述目的可通过在洗衣机内提供这样一种直接驱动电动机来实现，该电动机包括：具有上面缠绕有线圈的绕组部分的定子14；固定地连接到洗涤轴4、用来直接驱动滚筒的转子13，转子13具有侧壁13b和中心处具有通孔131的后壁13a；和连接器16，该连接器由具有与洗涤轴不同的震动模式的材料夹物模压(insert molded)于转子的后壁13a的中心处而与转子一体地构成，并被固定地连接到洗涤轴以便将转子连接到洗涤轴并支撑洗涤轴。

优选转子13由钢板压制而成，使得侧壁13b和后壁13a成为一体。优选转子13的后壁13a中心处的通孔131形成在毂盘(hub)132的中心，该毂盘是凸出于定子侧或凸出于与相邻表面相对的方向的部分。

优选的是，即使洗涤轴4由导电金属制成，连接器16也由树脂构成，以使洗涤轴4和转子4之间绝缘。

优选连接器16包括位于内侧周边表面上的锯齿形部分164，该锯齿形部分的形状与洗涤轴4的后端部分处的锯齿形部分400的形状一致。连接器16还包括用于增强连接器16的强度的加强肋161。

为使转子13和连接器16之间结合牢固，优选转子13包括至少一个位于通孔131附近的连通孔，用于在夹物模压连接器时增强树脂连接器16和转子之间的结合力，以使转子13和连接器16之间牢固结合。

可将连接器16夹物模压于转子内，使得连接器16覆盖通孔131的内侧和转子的通孔131附近的前后表面。转子13内的通孔131具有沿洗涤轴4的长度方向凸出的结合片210，以便在夹物模压连接器时增强树脂连接器16和转子13之间的结合力。

后壁13b具有至少一个围绕转子13内的通孔131、沿洗涤轴4的长度方向凸出的结合片211，以便在夹物模压连接器时增强树脂连接器16和转子13之间的结合力。

本发明的另一方面，提供一种用于洗衣机中的直接驱动电动机，该电动机包括：具有上面缠绕有线圈的绕组部分的定子14；固定地连接到洗涤轴4、用来直接驱动滚筒的转子13，转子13具有通过压制钢板而形成为一体的侧壁13b和后壁13a，后壁13a的中心处具有通孔131；以及由树脂夹物模压制成的连接器16，致使连接器16被结合于内部包括有连通孔137的转子的后壁13a的内侧和外侧上，从而与转子形成一体并固定地连接到洗涤轴，以将转子连接到洗涤轴并支撑洗涤轴。

本发明的又一方面，提供一种用于洗衣机中的直接驱动电动机，该电动机包括具有上面缠绕有线圈的绕组部分的定子14；固定地连接到金属的洗涤轴4、用来直接驱动滚筒的磁性金属转子13，转子13具有侧壁13b和中心处具有通孔131的后壁13a；以及在转子16的后壁13a的中心处由用于使洗涤轴和转子之间绝缘的树脂夹物模压制成的连接器16，以使该连接器与转子形成一体并使洗涤轴与转子连接。

有益效果

本发明的用于洗衣机中的直接驱动电动机具有以下优点。

这种直接驱动电动机可提供具有低噪音、故障少和动力损耗小的滚筒式洗衣机，而具有良好的加工性的能压制的钢板的转子可缩短制造时间，从而可使滚筒式洗衣机的生产率提高。

具有与转子的震动模式不同的连接器可降低从转子传到洗涤轴的震动，即使转子和洗涤轴均由导电金属材料制成，由树脂构成的连接器也可使转子和洗涤轴之间绝缘，借此可事先防止触电事故的发生。

特别是通过夹物模压将转子和连接器制成一体可减少部件的数量，缩短组装工时，因此可提高生产率。

附图说明

用于进一步理解本发明的附图示出了本发明的一些实施例，这些附图与说明书文字部分一起用于解释本发明的原理。附图中；

图1为现有的直接驱动的滚筒式洗衣机的示意图；

图2为本发明一优选实施例的直接驱动的滚筒式洗衣机的示意图；

图3为图2中“A”部分的纵向剖面图，它示出了本发明一优选实施例的滚筒式洗衣机的驱动单元；

图4为图3中“B”部分的放大视图；

图5为图3所示的转子的透视图，图中切去了一部分；

图6为图5所示的底部透视图；

图7为图3所示的定子的透视图；

图8为本发明另一优选实施例的滚筒式洗衣机的驱动单元的关键部分的纵向剖面放大图；

图9为本发明又一优选实施例的滚筒式洗衣机的驱动单元的关键部分的纵向剖面放大图。

具体实施方式

现将详细描述本发明的一些优选实施例，在附图2到11中示出了一些实例。

图2示出了本发明第一优选实施例的直接驱动的滚筒式洗衣机，图3示出了图2中“A”部分的细节，图4为图3中“B”部分的放大视图。

图5为图3所示的转子的透视图，图中去掉了部分视图；图6为图5所示的底部透视图；图7为图3所示的定子的透视图。

本实施例的滚筒式洗衣机包括处于机壳1内的桶2、处于桶2内的滚筒3、与滚筒3相连用于将动力从电动机5传递到滚筒3的洗涤轴4、以及处于洗涤轴4的相对端的外侧周边表面上的轴承。

桶2由塑料制成，金属制成的轴承箱7被设置于桶2的后壁200的中心，以将轴承支承于洗涤轴4的相对端的外侧周边表面上。

金属轴承箱7被插入塑料桶2的注塑成型模件(injection molding)内，使轴承箱7在桶2的后壁与该桶成为一体。

轴承箱7优选由铝制成。

此外，轴承箱7具有位于轴承箱7的内侧周边表面上的台阶8a和8b，以便分别支承前轴承6a和后轴承6b，并防止所述轴承脱出轴承箱7。

至于轴承箱7的内侧周边表面上的台阶8a和8b，在前侧的台阶8a具有形状，以形成支承前轴承6a的后端的结构，而在后侧的台阶8b具有形状，以形成支承后轴承6b的前端的结构。

在轴承箱7内的用来将动力从电动机5传递到滚筒3的洗涤轴4的外侧周边表面上，设有位于其前侧和后侧的定位台阶9a和9b，以便将前轴承6a和后轴承6b定位于洗涤轴4上。

洗涤轴4还具有被牢固地固定于滚筒3的后壁上的支架10上的前端，黄铜轴衬11被压配在洗涤轴4的从支架10的后端内的洗涤轴4的暴露部分开始到前轴承6a的区域上，以防止洗涤轴4生锈，且在轴衬11的外侧上设有密封件12来防止渗水。

同时，有被耦连到洗涤轴4的后端部分的中心的直接驱动电动机5的转子13和被固定到桶2的后壁200的转子13的内侧上的直接驱动电动机5的定子14。

参考图5到7，优选由钢板构成的转子13包括从后壁13a的周边向前延伸的侧壁13b和毂盘132，所述侧壁具有沿圆周方向形成的弯曲部分，带有用于支承安装在侧壁13a的内侧周边表面上的磁铁13c的支持表面130，所述毂盘处于后壁13a中心，毂盘具有形成于其中的通孔131，以允许如螺栓之类的固定件15b的螺纹部分穿过，而使转子13与洗涤轴4耦连。

优选通过压制形成转子13。

围绕转子13的毂盘132设有多个沿半径方向形成的冷却翅片133，以便在转子13转动时将空气吹向定子14，而使来自定子14的热量降温，每个冷却翅片沿半径方向具有预定长度。

通过氧气切割形成冷却翅片133，使冷却翅片133从后壁向开口部分弯曲90度，通过氧气切割形成的通孔134用作通风孔。

同时，在转子13的后壁13a上的相邻的冷却翅片133之间有压花部分135以加强转子13，每一压花部分具有用于排水的排水孔136。

转子13具有处于毂盘132中心的通孔131，由树脂制成的、具有与洗涤轴4的震动模式不同的连接器16被夹物模压成在通孔131的边缘上与转子13成为一体。

因此，在现场组装这种滚筒式洗衣机时，作为一体制造的转子13和连接器16不需要更多的组装工作，因而可提高生产率。

优选通孔131的直部分沿通孔131的通过方向、即实际上与洗涤轴的长度方向相同的方向也就是前/后方向形成。

为了在夹物模压连接器16时提高树脂和转子13之间的结合力，优选围绕转子13的通孔131形成至少一个连通孔137。

连接器16具有锯齿形部分164和加强肋161，所述锯齿形部分处于毂盘163的内侧周边表面上并与洗涤轴4的后端上的锯齿形部分400形状一致，加强肋处于连接器16的毂盘163的外侧上用以加强毂盘163。

由树脂构成、具有与由钢板构成的转子13不同的震动模式的连接器16可抑制震动从转子传递到洗涤轴4并用作转子的轴衬。

转子的材料不限于钢板，也可使用其他磁性金属。通常，考虑到强度和可加工性，洗涤轴也可由金属构成。

这样，在具有上面缠绕有用于电流流动的线圈的绕组部分的定子和通过与定子的电磁作用转动的转子之间的绝缘损坏的情况下，电流很可能流向洗涤轴，致使最终通过桶内的洗涤水而导致触电。

然而，参考图3到6，由于连接器16是由树脂、即绝缘材料制成，其可切断洗涤轴4和转子13之间的电连接，因而可防止电流流向洗涤轴4，可避免由于忽视安全而引起的事故。

同时，在桶2的后壁200上设有用于将轴承箱7插入桶的注塑成型模件内的毂盘201，且在毂盘201的外侧设有以有规律的间隔形成在圆周方向上的用于通过固定件15a将定子14牢固地固定到桶2的后壁200上的紧固凸台202。

在桶2的后壁200和定子14之间设有形状几乎与桶的后壁200的轮廓相同、用于在安装定子14时固定到桶的后壁200上的支撑件17，以便支撑定子14并保持定子14的同心度。

支撑件17具有与桶的后壁200上的肋203的内侧紧密接触的前侧和与轴承箱7的后端的外侧周边紧密接触的后侧，但其未被毂盘包围，而是在桶的后壁200的中心处从毂盘201暴露出来。

为了将支撑件17和桶的后壁200耦连在一起，将多个固定件15d紧固到支撑件17的外侧周边表面的内侧并紧固到在桶的后壁上的毂盘204上。为了将定子14固定到支撑件17上，在固定件15a的圆周方向的内侧上使用了另外的固定件15a。

支承安装在侧壁13a的内侧周边表面上的磁铁13c，借此可以方便地制造转子。

在转子13的后壁13a的中心处具有形成在其内的通孔131的毂盘132可使如螺栓之类的固定件15b的螺纹部分通过，以将转子13耦连到洗涤轴4，转子13转动时，多个冷却翅片133(其每一个都沿半径方向按预定长度形成)可将空气吹向定子14以降低来自定子14的热量。

沿转子13的开口方向利用氧气切割形成冷却翅片133，而利用氧气切割形成的通孔134起通风孔的作用。

优选通过压制钢板形成的转子13可显著缩短制造转子13的时间，从而可提高生产率。

同时，利用夹物模压与转子形成为一体的连接器可省略将连接器和转子组装在一起的附加步骤，从而可提高制造转子的生产率。

利用夹物模压与转子形成为一体的连接器16具有与优选为钢板的金属转子13不同的震动模式，因此在将震动传递到洗涤轴4之前可削弱来自转子13的震动。

因为由树脂、一种绝缘材料构成并与转子4成为一体的连接器13处于通常由金属材料构成的洗涤轴4和转子4之间，使转子4和洗涤轴4之间绝缘，故可防止由于安全疏忽所引起的事故，进而可保护使用者。

同时，连接器16的毂盘163的内侧周边表面上的锯齿形部分164与洗涤轴4的后端部分上的锯齿形部分400的嵌合实际上可将转动力从转子13通过连接器16传递到洗涤轴4。

在连接器16的毂盘163外侧上的加强肋161增强了连接器的强度。

同时，在转子13的后壁13a上的每个相邻的冷却翅片133之间的压花部分135提高了转子13的整体刚度，而在压花部分135内的排水孔136可用来排放水。

以规则的间隔沿圆周方向位于毂盘201外侧上的紧固凸台202可用于将定子14固定到桶2的后壁200上。位于桶2的后壁200和定子14之间、具有几乎与桶的后壁200的轮廓相同形状、用于在安装定子14时被固定于桶的后壁200的支撑件17支撑定子14并可保持定子的同心度。

也就是说，一旦支撑件17通过固定件15a被紧固到桶的后壁200上的支撑件紧固凸台204上，支撑件17的外侧与在桶的后壁200上的肋203的内

同时，参考图3和8，电动机5的定子14包括环形构架140和缠绕在构架140的外侧的绕组部分上的线圈142，还带有作为一体而形成在构架140的内侧上、用于将定子14固定到桶的后壁200上的紧固肋143。

下文将描述本发明的滚筒式洗衣机的运行。

在电动机驱动控制器(未示出)的控制下当电流顺序流到定子14上的线圈142时转子13开始转动，与通过夹物模压和转子形成一体的连接器16耦连的具有锯齿形部分的洗涤轴4转动，据此将转动力从转子通过洗涤轴4传递到滚筒，使滚筒3转动。

此时对具有本发明的驱动单元的滚筒式洗衣机施行以下操作。

由于桶2为注塑成型，具有良好的耐热性能的塑料制成的桶2的结构很轻且具有很好的可加工性。

由于在高温下轴承箱7不会变形，由如铝合金之类的金属制成的轴承箱7的结构甚至能应用于带有干燥程序的滚筒式洗衣机。

用塑料对桶2进行注塑成型时插入桶的后壁200的毂盘200内使之与桶2构成一个单元的金属轴承箱可省去在桶200的后壁200上单独安装轴承箱7的步骤。

因此，可进一步简化组装过程，进而减少组装所需的工时。

在轴承箱7的内侧周边表面的前侧处的形台阶8a和在其后侧处的形台阶可支承前轴承6a的后端和后轴承6b的前端。

也就是说，在金属轴承箱的内侧周边表面的相对侧上的台阶8a和8b可支承轴承6a和6b，使之不会从轴承箱7脱落出来。

此外，在安装在轴承箱7内的用于将动力从电动机5传递到滚筒3的洗涤轴4的前和后外侧周边表面上的定位台阶9a和9b可以很方便地将前轴承6a和后轴承6b定位于洗涤轴4处。

同时，将洗涤轴4的前端固定到滚筒3的后壁上的支架10上并将用于防止洗涤轴4生锈的黄铜轴衬11压配在从在支架10的后部的洗涤轴4的暴露部分开始到前轴承6a的洗涤轴4上的区域上可防止洗涤轴4生锈。

轴衬11的外侧上的密封件12防止水向轴承渗透。

直接驱动电动机5的转子13被耦连到洗涤轴4的后端部分的中心，而定子14处于转子13的内侧上，其中转子13具有从后壁13a的圆周向前延伸的侧壁13b，后壁具有沿圆周方向形成的弯曲部分，带有支持表面130，以侧紧密接触，而支撑件17的内侧与轴承箱7后端的外侧周边紧密接触，其不被毂盘201包围，而是在桶的后壁200的中心处从毂盘201暴露出来，从而支承定子14和保持定子的同心度。

用于本发明的方式

下文将参考图8和9对本发明另一实施例进行描述。

图8是本发明另一优选实施例的滚筒式洗衣机中的驱动单元的关键部分的纵向剖面放大图。

参考图8，该直接驱动电动机包括具有上面缠绕有线圈的绕组部分的定子14；固定地连接到洗涤轴4用来直接驱动滚筒的转子13，该转子具有通过压制钢板而形成一体的侧壁13b和后壁13a，后壁13a的中心具有通孔131；以及由树脂通过夹物模压被制成为与转子成一体的连接器16，使得连接器16与包括有处于转子的后壁13a内的连通孔137的转子的内侧和外侧结合，并被固定地连接到洗涤轴以将转子连接到洗涤轴并支撑洗涤轴。

也就是说，在连接器16与转子13的夹物模压中，树脂不仅注入连通孔137内，而且也覆盖转子的通孔131的附近。

因此，借助作为一体的连接器和转子的结构可使连接器和转子之间的结合更牢固。

同时，图9为本发明又一优选实施例的滚筒式洗衣机中的驱动单元的关键部分的纵向剖面放大图，除转子13包括结合片外，其他与前述实施例相同。

也就是说，与其他实施例不同的是，转子中连通孔137和通孔131分开，转子包括沿洗涤轴的长度方向凸出的结合片210和211。所述凸出方向可以是长度方向上的前面方向或后面方向。

优选的是在毂盘处、优选在通孔131处形成至少一个结合片210。当然，也可以形成两个结合片210和211或者可以不形成结合片。

在转动力从转子13通过连接器16传递到洗涤轴4的结构中，转子14和连接器16之间的结合通过结合片210和211可变得更牢固。

同时，虽然图中未示出，当然，转子中不设连通孔也可进行夹物模压，以使树脂覆盖转子毂盘的通孔附近的前表面和后表面。

本发明并不限于所述实施例，在不超出本发明范围的前提下，可在尺寸，形状和材料方面作出很多变换。

工业实用性

本发明的用于洗衣机中的直接驱动电动机可提供具有低噪音、故障少以及动力损失小的滚筒式洗衣机，改善了制造转子时的可成形性，并使转子的震动减小。

此外，具有良好的加工性的压制钢板的转子能缩短制造时间并可提供具有提高的生产率的滚筒式洗衣机，具有不同于转子的震动模式的连接器可减小从转子传递到洗涤轴的震动，且支撑件可有效支撑定子和保持定子的同心度。