CN1586031A - 径向铁芯型双转子无刷直流电动机及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种配置有内外双转子、定子铁芯可被完全分割、且线圈缠绕容易的径向铁芯型双转子无刷直流电动机。本发明的电动机包括可转动地设置于机架上的转轴、内部与外部转子、及设置在内部与外部转子之间的定子。该内部与外部转子包括内部与外部磁轭及多个磁铁，该内部与外部磁轭呈圆筒状，设置于外壳的中心部位，且通过转轴可转动。该多个磁铁在内部磁轭的外侧面及外部磁轭的内侧面分别设置为相反的极性；定子由在多个组件形成为一体，该多个定子铁芯组件通过在多个分割型铁芯上分别缠绕线圈而制成。

Description

径向铁芯型双转子无刷直流电动机及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种径向铁芯型无刷直流(BLDC)电动机，特别涉及一种径向铁芯型双转子无刷直流电动机，通过在径向铁芯型电动机上采用在定子的内外两侧配置两层转子的双转子结构，实现定子铁芯的完全分割，并提高了线圈缠绕的生产率和电动机输出。
背景技术
根据是否存在定子铁芯将BLDC电动机分类，通常可分为具有杯状(圆筒)结构的铁芯型(或称径向型)和无芯型(或称轴向型)。
铁芯型结构的BLDC电动机因为在其内周部分形成的多个突起具有电磁铁结构，分为图2所示的内部磁铁型与图1所示的外部磁铁型。该内部磁铁型包括由缠绕有线圈的圆筒形的定子与圆筒形的永久磁铁构成的转子，该外部磁铁型则构成为将定子的形成于外周部位上的多个突起沿着上下方向缠绕线圈、其转子则由外部被多极磁化的圆筒形的永久磁铁构成。
在如图1所示的外部磁铁型的情况下，缠绕有线圈(未图示)的定子铁芯101a通过支持座设置于基座上作为固定体，圆筒形的旋转体101c在中心部位利用转轴101d而设置，通过设置于上述固定体的中心的轴承而自由转动，在旋转体的内侧面设置的永久磁铁101b呈圆筒状，相对上述的固定体形成一定的空间，即空隙G。
接通电源，使缠绕在作为固定体的定子铁芯101a上的线圈形成磁场，利用设置于旋转体101c上的永久磁铁101b的磁力线的相互作用，由此使旋转体外壳(case)装置旋转。
如上所述的现有技术的BLDC电动机的磁力线的主要通路从作为旋转体的永久磁铁开始，经过空隙，通过作为固定体的定子再回到永久磁铁和磁轭的方向，从而形成磁力线回路。
在如图2所示的内部磁铁型的情况下，缠绕有线圈的定子铁芯202a的多个“T型”铁芯部202C从外部向内部突出形成，各铁芯部的内侧的终端部形成具有一定直径的圆，在其内部的空间中设置旋转体202f，该旋转体202f是包括转轴202d的圆筒形永久磁铁、或者是在中心设有转轴的圆筒形磁轭202c上安装环形永久磁铁202b的结构。
上述的铁芯型BLDC电动机的磁回路以轴为中心径向对称，所以，轴向的振动噪音小，适于低速转动，相对磁路的方向，空隙占有部分极少。所以，即使使用性能低的磁铁或者减少磁铁量，也能得到高密度的磁力线，因此，具有转矩大、效率高的谈判优点。
但是，对于上述的磁轭结构，在制造定子时，磁轭的材料损失大，在批量生产时，由于磁铁结构复杂，在磁铁上缠绕线圈必须使用特殊的高价的专用绕线机，并且，在制造固定体时，模具的投资费高，所以设备的投资费用高。
另一方面，为改善上述的铁芯型BLDC电动机的缺点，本申请人在美国专利第五,945,766号中公开了一种作为现有技术的无芯型BLDC电动机，作为一种轴向型BLDC电动机的例子，它提出了一种双转子方式，在旋转体转动时，能相互抵消发生的轴向的振动，同时将转矩增加两倍以上。
上述BLDC电动机的定子在第一及第二转子之间设置一定的空隙，根据施加的DC电流，在上述第一及第二转子上缠绕用于产生电磁力的多个无线轴的线圈。另外，在上述线圈具有与第一及第二转子对应的磁铁相反的极性时，产生具有相同轴方向上的极性的磁通量，提供能产生与上述第一及第二转子反向的电磁力的电流。
上述轴向型双转子的BLDC电动机在第一及第二转子之间配置定子，形成相对于定子及转轴为对称结构的磁回路。利用第一及第二转子及定子，其定子线圈相对于单一的转子结构增加了两倍，场磁铁(field magnet)也增加两倍，所以，驱动电流及磁力线密度增加两倍。因此，与同样的轴向型的单一转子结构相比，能得到两倍以上的转矩。
上述的轴向铁芯式的电动机具有多种优点。但是，由于在空隙中形成电枢绕线的占用部分，所以，与磁铁数量相比，磁阻性高，其空隙的磁力线密度低。
换言之，如图3所示，在由磁铁(m1～m4)形成的磁路中，在磁铁m1和磁铁m2、磁铁m3和磁铁m4之间形成的空隙G部分的磁阻大大增加，发生磁通损失，所以，电动机的效率低下。
另外，为了真正实现转矩高的电动机，如果增加电枢绕线的匝数，必须进一步增加空隙，所以反而带来减少磁力线密度而更加减小功率的后果。
由此，轴向铁芯方式的电动机与同等输出的径向铁芯类型的电动机相比，必须使用高性能磁铁或增加磁铁数量，增加产品的成本。
上述的没有铁芯的轴向空隙型的电动机尽管具有上面列举的各种优点，但是，在轴向振动面上比轴向型的电动机更为不利。
另外，在径向铁芯型的电动机上，上述的一体成型的定子对应的线圈绕线必须使用特殊用途的专用绕线机。所以，其初期的设备投资费用非常高。因此，人们提出了多种方案来试图解决相对于定子铁芯的线圈绕线的生产效率低的问题。
例如，采用在内部磁铁型铁芯电动机上将形成铁芯的内/外轮分离的方式，将定子从一体成型改变为分割形而容易进行线圈绕线，或者不改变一体成型的铁芯结构，而改变相对铁芯的线圈绕线方法，从而提高线圈绕线的加工性能。
另外，在径向铁芯型电动机上，曾提出过具有内/外两层转子结构的电动机的方案。但是，该电动机只是试图简单地增加永久磁铁的数量、有效利用空余空间、和增加电动机的输出，其定子依然具有一体成型的结构。所以，仍然存在现有技术中线圈绕线加工性能低、材料损失大、绕线机投资费用高等问题，并且，在线圈绕线方面也存在必须在定子的内外侧双重进行的问题。
另外，用于铁芯内侧的绕线设备与用于铁芯外侧的绕线设备不能通用。所以，电动机的输出越增加，绕线机的投资费用就越高。
除上述的现有技术外，在径向铁芯型的电动机方面，为增加定子的线圈绕线的生产率和降低绕线机等设备的投资费用，也有很多种分割型铁芯结构的方案。
发明内容
本发明针对现有技术中的上述问题而提出，本发明的目的在于提供一种径向铁芯型的双转子型的BLDC电动机，在定子的内侧及外侧同时配置永久磁铁转子，由内侧和外侧的永久磁铁及转子磁轭形成磁路，从而能完全分割定子，大大提高与各个定子相应的线圈绕线的生产率及电动机的输出。
本发明的另一目的在于提供一种能有效利用轴向双转子类型与径向铁芯类型的优点、并改善其缺点的径向铁芯型的双转子型的BLDC电动机。
本发明的又一目的在于提供一种径向铁芯型的双转子型的BLDC电动机，在采用双转子及分割型定子结构时，能在铁芯支撑板上自动设定多个定子组合并固定，将线圈连线，利用这种定子结构能大大提高定子组装的生产率。
本发明的又一目的在于提供一种径向铁芯型的双转子型的BLDC电动机，以使用热固化树脂的夹物模压(insert molding)方式，将内部、外部转子及轴套一体成型，从而具有提高耐久性与可靠性的形成为一体的双转子结构。
本发明的又一目的在于提供一种径向铁芯型的双转子型的BLDC电动机，以使用热固化树脂的夹物模压方式，将上述定子一体成型，与上述一体成型的双转子组装在一起，适用于要求防水性的洗衣机用转筒驱动源。
本发明的又一目的在于提供一种径向铁芯型的双转子型的BLDC电动机的制造方法。
为实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供一种径向铁芯型双转子无刷直流电动机，其包括：可转动地设置于设备的机架上的转轴、由内部与外部转子组成的双转子、及固定于设备的机架上的一体成型的定子，该双转子的中心部分通过轴套与上述转轴结合，并被可转动地支撑，分别在不同的同心圆上交替设置有成圆环状多个N极与S极磁铁，且内/外部之间隔开一定的距离，各相对的磁铁具有相反的极性；在设备的机架上固定的一体成型的定子，与上述内部与外部转子之间有相同的间隙，其包含有多个定子铁芯，其中定子铁芯组件被安装在能自动定位的圆环状的铁芯支撑板上，并用热硬化树脂通过夹物模压方法一体地形成为圆环状，各个所述定子铁芯组件内部的线轴上绕有线圈；通过在上述内部转子与外部转子中配置的极性相反的磁铁等、及位于上述内部转子与外部转子之间的分割型定子铁芯等，形成磁路。
上述一体成型的定子包括上述多个分割型定子铁芯、围绕上述多个分割型定子铁芯的多个绝缘线轴、在上述多个线轴各自的外周卷绕的多个线圈、圆环状的铁芯支撑板、自动定位/支撑装置、及定子支撑件；上述铁芯支撑板的上表面以一定间隔容纳并支撑在上述线轴上缠有线圈的多个定子铁芯组件，同时，多个线圈按照各相连接；上述自动定位/支撑装置用于在上述铁芯支撑板上以一定的间隔自动定位并支撑多个定子铁芯组件；上述定子支撑件采用热硬化树脂涂布上表面，以将上述多个定子铁芯组件与圆环状的铁芯支撑板一体化。
上述自动定位/支撑装置包括内部及外部导向凸缘、多个第一结合突起、及多个第二结合突起。上述内部及外部导向凸缘在上述铁芯支撑板各自的内侧端部及外侧端部垂直延伸，其内部容纳并支撑多个定子铁芯组件的下部；上述多个第一结合突起分别在上述内部及外部导向凸缘的上端相互面对，且以同样的间隔延伸形成，当将多个定子铁芯组件组装到铁芯支撑板上时，配置于相邻的定子铁芯组件之间，限制定子铁芯组件向圆周方向的移动；上述多个第二结合突起分别在上述内部及外部导向凸缘的上端相互面对，且以同样的间隔在上述的多个第一结合突起之间延伸形成，当将多个定子铁芯组件组装到铁芯支撑板上时，能与在上述定子铁芯的内/外侧面沿垂直方向形成的第一及第二结合槽结合，限制定子铁芯组件沿轴向的前/后移动；当将上述多个定子铁芯组件与多个第一及第二结合突起结合时，能以一定的间隔自动定位。
上述自动定位/支撑装置包括多个第一结合突起、及多个第二结合突起。上述多个第一结合突起分别在上述铁芯支撑板的内侧端部以相同的间隔垂直延伸形成，当将上述多个定子铁芯组件组装到铁芯支撑板上时，配置在相邻的定子铁芯组件的内侧端之间，限制定子铁芯组件向圆周方向的移动；上述多个第二结合突起分别在上述铁芯支撑板的外侧端上，在与多个第一结合突起相对的位置，以相同的间隔垂直延伸形成，当将多个定子铁芯组件组装到铁芯支撑板上时，配置于相邻的定子铁芯组件的外侧端之间，限制定子铁芯组件沿圆周及轴向的前/后移动；当将上述多个定子铁芯组件与多个第一及第二结合突起结合时，能以一定的间隔自动定位。
另外，上述自动定位/支撑装置包括多个第一结合突起及多个第二结合突起、多个第一及第二结合孔。该多个第一结合突起及多个第二结合突起分别在上述多个绝缘线轴的内部及外部的凸缘的下部延伸形成；上述多个第一及第二结合孔在上述铁芯支撑板的底部沿着内侧端部及外侧端部，在同一圆周上以一定的间隔相向地形成，以与第一及第二结合突起结合；当将上述多个绝缘线轴各自的第一及第二结合突起与上述多个第一及第二结合孔结合时，多个定子铁芯组件能以一定的间隔自动定位。
另外，上述铁芯支撑板包括多个导线与多个结合孔。该多个导线印刷在铁芯支撑板的下部表面上，用于按照各个相位连接上述多个线圈；上述多个结合孔形成为使上述多个导线的各自的两端贯穿铁芯支撑板，将多个线圈的两端从多个定子铁芯组件拉出至下表面。
另外，上述的径向铁芯型双转子无刷直流电动机还包括沿定子支撑件的中心方向延伸、用于与设备的机架结合的延长部。
另一方面，上述双转子包括第一磁轭、第二磁轭、多个第一N极与S极磁铁、及多个第二N极与S极磁铁。该第一磁轭的内侧端部与轴套连接，另外一端的第一弯折部弯曲成直角且呈水杯状；上述的第二磁轭与上述的第一磁轭组合成一体，同时，其内侧端部与轴套连接，另外一端的第二弯折部弯曲成直角，以与上述的第一磁轭的第一弯折部保持一定的距离；上述多个第一N极与S极磁铁在上述的第一弯折部的外周面上交替设置成圆环状；上述多个第二N极与S极磁铁在上述第二弯折部的外周面上交替设置成圆环状，且与多个第一N极与S极磁铁相对的磁铁具有相反的极性。
另外，上述双转子包括内部转子、外部转子及转子支撑件。该内部转子由呈圆筒状的内部磁轭、与沿该内部磁轭的外周交替设置成圆环状的多个第一N极及第一S极磁铁组成；该外部转子由外部磁轭与多个第二N极及第二S极磁铁组成，该外部磁轭的直径比内部磁轭大，并与内部磁轭隔开一定的距离，上述第二N极及第二S极磁铁在上述外部磁轭的内周面上交替设置成圆环状，并且其与相对的多个第一N极及S极磁铁极性相反；上述转子支撑件除内部及外部转子的相对的磁铁之外，各自一体成型为圆环状，同时在内部及外部转子之间形成可***上述定子的空间，并利用使用了热硬化树脂的夹物模压方法一体成型，将内侧端部与轴套的外圆周面连接。
在上述本发明的电动机中，其转子及定子全都可通过使用热硬化树脂的夹物模压方法一体成型，所以，适用于作为洗衣机的转筒驱动源。
根据本发明的第二方面，提供一种径向铁芯型双转子无刷直流电动机，其包括：可转动地设置在设备的机架上的转轴、由内部与外部转子组成的双转子、及定子。其中，该双转子的内部磁轭的中心部分通过轴套与上述转轴结合并可转动地支撑于其上，多个的N极与S极磁铁分别在不同的同心圆上交替设置成圆环状，且内/外部之间隔开一定的距离，各个相互面对的磁铁具有相反的极性；上述定子在上述内部与外部转子之间设置成圆环状，并与上述内部与外部转子保持间隙。
本发明的第三方面提供一种径向铁芯型双转子无刷直流电动机的制造方法，其包括下述步骤：利用磁性材料形成“T”状的多个分割型定子铁芯；在能盖住上述定子铁芯的外周的绝缘线轴上绕线圈；将“T”状的一对铁芯从上述缠有线圈的线轴的两个方向上***，通过填缝将两部分结合，制成缠有线圈的多个定子铁芯组件；将绕有上述线圈的多个定子铁芯组件设置于印刷电路板(PCB)上并固定，将线圈连接后，通过使用热硬化树脂的夹物模压方法制成呈圆环状的一体成型的定子；将上述一体成型的定子配置在由内部转子与外部转子按照径向型排列的双转子之间。
本发明的第四方面提供一种径向铁芯型双转子无刷直流电动机的制造方法，其包括下述步骤：利用磁性材料形成“T”状的多个分割型定子铁芯；在能盖住上述铁芯的外周的多个绝缘线轴上分别绕线圈；在上述绕有线圈的线轴上，分别***“T”状的铁芯，制成缠有线圈的多个定子铁芯组件；将缠有上述线圈的多个定子铁芯组件配置于圆环状的铁芯支撑板上并固定，将线圈连接后，通过使用热硬化树脂的夹物模压方法制成呈圆环状的一体成型的定子；将上述一体成型的定子配置在由内部转子与外部转子按照径向铁芯型排列的双转子之间。
本发明的第五方面提供一种径向铁芯型双转子无刷直流电动机，其包括下述步骤：利用磁性材料形成“I”状的多个分割型定子铁芯；制备上下分割成的上部及下部绝缘性线轴，以能盖住上述铁芯的外周；将上述上部及下部线轴从上下方组装到“I”状的铁芯上，在该状态下，在线轴上缠绕线圈，制成缠有线圈的多个定子铁芯组件；将绕有上述线圈的多个定子铁芯组件通过使用热硬化树脂的夹物模压方法，制成呈圆环状的一体成型的定子；将上述一体成型的定子配置于由内部转子与外部转子按照径向型排列的双转子之间。
本发明的第六方面提供一种径向铁芯型双转子无刷直流电动机的制造方法，其包括下述步骤：通过使用热硬化树脂的夹物模压方法而将绝缘线轴一体成型，该绝缘线轴的中间部围绕带有线圈的“I”状的定子铁芯，且其两侧具有第一及第二凸缘；在上述线轴的第一及第二凸缘之间卷绕线圈，制成多个定子铁芯组件；在将上述多个定子铁芯组件组装到其内侧端部及外侧端部设有多个自动定位用的结合突起的铁芯支撑板上的状态下，将铁芯支撑板下表面引出的线圈的两端相互连接；通过使用热硬化树脂的夹物模压方法，除分割型定子铁芯的内/外侧面之外，制成呈圆环状的一体成型的定子；将上述一体成型的定子配置于由内部转子与外部转子按照径向型排列的双转子之间。
本发明的第七方面提供一种径向铁芯型双转子无刷直流电动机的制造方法，其包括下述步骤：将定子铁芯***到线轴的筒形部分的中空部位，将至少一个连接销***到线轴中相互面对的第一及第二凸缘的角部，通过使用热硬化树脂的夹物模压方法，将定子铁芯的外周与线轴一体成型；在上述线轴的第一及第二凸缘之间卷绕线圈，制成H区数的多个定子铁芯组件；将上述多个定子铁芯组件组装到其内侧端部及外侧端部设有多个自动定位用的结合突起的铁芯支撑板上，在该组装状态下，将线圈的一端连接到上述连接销的一端上，将铁芯支撑板的下面引出的连接销的另一端与铁芯支撑板的下表面上印刷的导线连接，将线圈分别按照各相相互连接；通过使用热硬化树脂的夹物模压方法，除分割型定子铁芯的内/外侧面之外，制成呈圆环状的一体成型的定子；将上述一体成型的定子配置于由内部转子与外部转子按照径向型排列的双转子之间。
本发明的第八方面提供一种径向铁芯型双转子无刷直流电动机的制造方法，其包括下述步骤：通过使用热硬化树脂的夹物模压方法将绝缘线轴一体成型，该绝缘线轴的中间部围绕着缠有线圈的“I”状的定子铁芯，且其两侧具有第一及第二凸缘，在第一及第二凸缘的下端具有第一及第二结合突起；在上述线轴的第一及第二凸缘之间卷绕线圈，制成多个定子铁芯组件；将上述多个定子铁芯组件的第一及第二结合突起***到圆环状的铁芯支撑板的自动定位用的多个结合孔内，该结合孔在铁芯支撑板的内侧端部及外侧端部形成同心状且互相对应设置，在该组装状态下，将线圈的两端按照各相相互连接；通过使用热硬化树脂的夹物模压方法，除分割型定子铁芯的内/外侧面之外，制成呈圆环状的一体成型的定子；将上述一体成型的定子配置于由内部转子与外部转子按照径向型排列的双转子之间。
在这种情况下，上述双重转子除内部及外部转子的相对的磁铁之外，分别一体化地形成圆环状，同时，在内部及外部转子之间形成能***上述定子的空间，内侧端部通过使用热硬化树脂夹物模压方法形成与轴套的外周面连接的结构。
如上所述，本发明提供了一种具有双转子型BLDC电动机的优点、且将定子铁芯完全分割的电动机。具体而言，本发明的BLDC电动机有效利用了能增加轴向双转子型电动机的输出与转矩的优点，克服了由于使用了高性能磁铁材料而造成材料费用高的缺点，发挥了径向铁芯型电动机的轴向振动小的优点，且使用一体成型的单一定子，克服了高额的模具投资费、线圈绕线费用、及使用专用的绕线机带来的设备投资费用的缺点。
另外，本发明中，在铁芯支撑件上自动定位多个定子铁芯组件的位置并固定，且能很容易地相互连接各个线圈，所以，大大提高了定子的组装生产率。
另外，本发明提供的BLDE电动机通过使用热硬化树脂的夹物模压方式一体成型双转子与轴套，提高了耐久性与可靠性，并且，上述定子也通过使用热硬化树脂一体成型，与上述一体成型的双转子组合在一起，由此，适用于要求防水性与耐久性的洗衣机的转筒驱动。
附图说明
图1是说明现有技术中的外部磁铁型铁芯BLDC电动机的结构的截面图；
图2是说明现有技术中的内部磁铁型铁芯BLDC电动机的结构的截面图；
图3是说明现有技术中的轴向间隙类型的磁路的图；
图4A～图4C是说明具有空隙的环形永久磁铁的图；
图5是说明现有技术的磁路的图；
图6A～图6D分别是说明本发明的基本实施方式的径向铁芯型双转子无刷直流电动机的结构及工作原理的圆周方向的截面图、轴向的平面图、分割的定子铁芯的立体分解图及线轴的立体组合图；
图7A及图7B是比较本发明的磁路与已有的外部磁铁型径向铁芯型电动机的平面图；
图8是将本发明的变形的分割型铁芯的形状变成T形的场合时，表示铁芯配置的平面图；
图9A～图9C分别是本发明的最佳实施例的径向铁芯型双转子无刷直流电动机的主视图、图9A的沿A-A线的截面图及沿B-B线的截面图；
图10A及图10B分别是本发明中使用的完全分割型定子的立体图、图10A的沿A-A线的截面图；
图11A～图11C分别是表示本发明的第一实施例的定子组件与铁芯支撑板的组合关系的立体分解图、铁芯支撑板的局部放大图及组合状态的放大图；
图12A及图12B分别是图11A的铁芯支撑板的底面图及图12A的A部分的放大图；
图12C～图12F分别是表示线圈与线圈之间相互连线关系的铁芯支撑板的截面图；
图13A～图13D分别是本发明的第二实施例的定子组件与铁芯支撑板的结合关系的立体分解图、铁芯支撑板的放大组合图、组合状态的放大图、及图13A的分割型定子的沿A-A线的截面图；
图14A及图14B分别是本发明的第三实施例的定子组件与铁芯支撑板的结合关系的立体分解图、及分割型定子的放大图；
图15是表示本发明一体成型的定子的立体分解图；
图16是使用本发明的双重磁轭的双转子的支撑结构的截面图；
图17A～图17D分别是表示双重磁轭结构的变形的截面图；
图18A及图18B分别是本发明中使用的轴套的立体分解图；
图18C是表示铆钉与结合销组合的轴套结合结构的截面图；
图19A及图19B分别是本发明的一体成型的双转子的下方向的立体分解图及轴向的截面图。
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明的优选实施例。
本发明着眼于在轴向间隙型的双转子的BLDC电动机中在其定子两侧配置永久磁铁转子而形成磁路，以提高输出。为此提供一种将其适用于径向铁芯型，作为一种内部磁铁型与外部磁铁型结合的双转子的新型的电动机，能实现分割铁芯结构的电动机构造。
在说明本发明之前，首先就理想的磁路加以说明。如图4A所示，是具有空隙1g的圆环状的磁铁，当用高导磁率的磁性辅助物填充空隙1g时，磁铁的状态是图4C所示的去磁曲线上的a位置。此时，在没有外部磁场的情况下，可以说它是磁力线密度Bm最高的点，其磁阻最低。
此时，如果除去空隙中的辅助物，因为空气的导磁率比辅助物低，所以，磁路上的磁阻增加，磁铁的状态移动到图4C所示的去磁曲线上的b点。即磁力线密度Bm减少。
如果不设空隙，磁力线就只分布于磁铁内，在磁铁的截面上有一定的分布。如图4B所示，在空隙内，发生磁力线稍微扩散的现象，由此，可看出空隙的截面积(Ag)比磁铁的截面积(Am)稍大。
当磁场的安培积分法则适用时，因为没有自由电流，所以适用于下述等式1，可将其变换成等式2。
Hmlm+Hglg＝0                                     (1)
H m = - l g l m H g [ A / m ] - - - ( 2 )
通过等式2可知，空隙的存在起到与在永久磁铁内部适用与磁力线方向相反的磁场(去磁场)相同的效果。
因为通过整个回路的磁力线必须连续，所以，下述等式3成立，式4表示空隙中的磁力线密度与磁场之间的关系，通过等式1至等式4可得到等式5。
BmAm＝BgAg[Wb]                                      (3)
Bg＝μ0 Hg                                          (4)
B m = - μ 0 A g A m · l m l g H m [ T ] - - - ( 5 )
上述μ0是真空或空气的导磁率，在SI单位制具有4π×10-7[N/A2]或者4π×10-7[H/m]的值，是表示分布于空间的磁场与磁力线密度关系的系数。像铁之类的强磁性体的导磁率有达到5000μ0的情况。磁阻Rm用l/μS表示，e表示磁力线通过的磁路的长度，S表示截面积。从该等式中可知导磁率与磁阻成反比。
等式5表示图4C的直线(0、b)，与去磁曲线的交点b表示除去辅助物状态的磁场状态(作用点)。该直线的倾斜度称为透过系数(permeance)。
根据上述分析可知，具有空隙的永久磁铁的作用点由磁铁的形状及去磁曲线决定。但是，与实际情况仍有差距，可以考虑图5所示的更接近实际的情况。
在磁路中，磁铁105a占有的部分只不过是一部分，几乎全部的磁力线通过的路径(pole piece)是由磁阻低、导磁率高的材料组成，且具有***磁性辅助物105b的空隙。因此，由磁铁105a发出的磁力线(Φm)中几乎全部的磁力线(Φg)通过磁极(pole piece)105c。若是考虑除去磁性辅助物105b的场合，少量漏出的磁力线不通过空隙，如图5中Φ1所示，其在上下的磁极105c之间的空间中通过。为表示该种状况，如下等式6所示，其必须包含泄漏系数q。
BmAm＝qBgAg[Wb]                                (6)
上述q定义为(磁铁内部的磁力线)/(通过空隙的磁力线)，Bm与Hm之间的关系定义为等式7。
B m = - μ 0 q A g l m A m l g · H m [ T ] - - - ( 7 )
从上述说明可知下述事实。
1.永久磁铁的状态(作用点)由磁铁的固有特性的去磁特性与磁铁的尺寸、磁路的构成决定。
2.在其他条件相同的条件下，作用点的磁力线密度越靠近磁铁的磁化方向越大，并且与磁化方向垂直的面的面积越小越大。
3.正如磁路的局部具有空隙一样，在存在较大的磁阻的情况下，磁力线密度减小。空隙越长磁力线密度越小。
4.磁路的磁阻越大磁力线密度越减小，与磁铁内部的磁力线相反方向的磁场(Hm，也称为去磁场)越大。
因此，本发明基于上述理论提供一种BLDC电动机，其通过在定子的内/外侧配置永久磁铁，采用分割定子代替形成磁路，具有制造容易、绕线简单、材料损失少的优点。
下面首先说明本发明的电动机的结构及原理、以及对应定子的制造方法的实施例。然后，就本发明电动机的可商业化的最佳实施例的结构与定子结构及其制造方法有关的各种方法加以说明。
附图中，图6A～图6C分别是说明本发明的双转子型的BLDC电动机的结构及工作原理的截面图、平面图、及单一的定子铁芯的立体分解图。图7A及图7B是比较本发明的磁路与现有的径向型电动机的平面图。
参照图6A～图6C，本发明的径向铁芯型双转子无刷直流电动机中，在定子支撑座例如设备主体的机架2上、最好是以通过两个轴承11可转动地支撑于机架的中心的转轴9上的方式，设置由内部转子5a及外部转子5b组成的一对双转子5，结合成径向结构，在双转子5之间配置圆环状的一体成型的定子3。
上述双转子5的各自形成为圆环状的内部磁轭框8a与外部磁轭框8b最好是一体成型并支撑于转轴9上，在内部磁轭框8a与外部磁轭框8b的相对面上的多个磁铁16a-16d、17a-17d被分别磁化，或者设置分割的多个磁铁。另外，位于内部磁轭框8a与外部磁轭框8b的相对面上的多个相对的磁铁16a-16d、17a-17d配置成极性相反，另一方面，相邻的其他的磁铁也配置成极性相反。
另外，上述双转子的相对的磁铁之间具有一定的距离，配置成圆环状的定子3设有多个分割型定子铁芯3a(23a-23d)，该各自的分割型定子铁芯23a-23d上分别缠绕线圈3b(13a-13d)，上述多个分割型定子铁芯23a-23d利用在其周围由热固化树脂射出成型的定子支撑件3e而固定，并形成圆环状。
上述分割型定子23a-23d的结构如图6C所示，为防止电动机转动时的涡流(eddy current)产生的磁力线的损失，使用重叠的多个硅钢板，或者使用烧结的导磁率高且高电阻的软磁性化合物粉末(soft magneticcompound)。此时，能更为自由地形成铁芯的形状。
在说明上述构成的本发明的作用前，首先参照图7B，说明现有技术的径向铁芯型电动机(图1)中的外部磁铁型的磁路。在具有上述一体成型的铁芯结构的电动机上，给线圈通电，缠在定子铁芯1a上的线圈形成磁场，与设置在转子1c上的永久磁铁1b产生的磁力线相互作用，由此，转子装置旋转。
此时，一体成型的铁芯型电动机如图所示，为了维持沿着箭头方向A1形成的通过一体成型的铁芯1a、转子的磁铁1b及磁轭的磁路流动，磁阻低的铁芯部分的突出磁极1e之间必须互相连接且形成为一体。
因此，上述一体成型的铁芯型电动机，其“T”形铁芯部分的绕线操作必须使用专用绕线机进行，所以，制造费用与设备费用高，难以具有竞争力。另外，现有技术的径向一体成型铁芯型的电动机，其铁芯的形状复杂且结构较大，所以材料损失率高，绕线困难。
另一方面，在具有分割型铁芯的结构的本发明中，如图7A所示，由内部转子5a的磁铁16a、内部磁轭框8a、磁铁16b、定子铁芯23b、外部转子5b的磁铁17b、外部磁轭框8b、磁铁17a、及定子铁芯23a沿着箭头方向A10形成一个磁路。
在本发明方案的构造中，用内部转子5a的永久磁铁16a-16d与磁轭框8a代替以往的一体成型的定子铁芯的中的突出磁极，定子3a不必一体成型。因此，在本发明中，可将定子制成多个独立的铁芯23a-23d。
因此，分割型铁芯尺寸小，所以硅钢板的浪费减小，材料损失几乎没有，形状简单制造容易，另外，对分割的铁芯23a-23d的绕线能使用通常的绕线机，线圈绕线的费用和绕线设备的投资费用减少。
首先如图6C所示，本发明的定子的制造方法使用硅钢(硅元素钢板)材料组成的钢板，在各个“I”形的定子铁芯3a成形后，将其上下分开且层叠成“T”状的两个铁芯23e、23f，或者将软磁性粉末烧结品上下分开制造，由此制成分割型铁芯3a。
之后，采用通常的变压器的制造方式，在图6D所示的机架线轴30上首先卷绕线圈，然后，在该线轴30上，从顶端***分离成“T”状的铁芯的部分23e，再于相反方向***“T”状的铁芯的剩余部分23f，通过填缝将两部分接合，分别制成缠有线圈的定子铁芯组件。然后，将缠有线圈的多个定子组件配置于电路板(PCB)上并固定，在将线圈连接后，在未图示的模具上配置成环状的状态下，用夹物模压方法的射出成形方式射出热固化树脂，形成圆环状，完成本发明的一体成型的定子的制造。
下面参照图8说明本发明的其他的定子制造方法，
首先，将分割型定子铁芯24a-24h制成T形，在图6D所示的多个绝缘线轴30上分别缠绕线圈13a-13d，然后在各个线轴30上从上方***被分割成“T”状的铁芯24a、24c、24e、24g，或者从下方将“T”状的铁芯24b、24d、24f、24h***线轴，由此制成多个缠绕有线圈的定子铁芯组件。
以下与上述实施例相同，将多个缠有线圈的定子组件配置于印刷电路板(PCB)上或者铁芯支撑件上并固定，将线圈连线后，在未图示的模具上配置成环状的状态下，由夹物模压方法的射出成形方式射出热固化树脂，制成圆环状，由此制成与上述实施例类似的本发明的一体成型的定子。
在图8所示的定子铁芯24a-24h中，为了更加正确地表示定子铁芯结构，省略了线轴30与缠绕在上面的线圈3b及由树脂形成的定子支撑件3e的图示。
另外，对于其他的定子的制造方法，先制作图6C所示的“I”状的一体成型的定子铁芯，然后将图6D所示的上/下分割的线轴30i、30j从上下方向组装到“I”形铁芯3a上，在该组装状态下，在线轴上缠绕线圈3b，制成缠有线圈的多个定子铁芯组件。
然后，采用与上述实施例相同的方式，将多个的缠有线圈的定子铁芯组件配置于印刷电路板(PCB)上或者铁芯支撑件上并固定，将线圈连线后，在未图示的模具上配置成环状的状态下，利用夹物模压方法的射出成形方式射出热固化树脂，制成圆环状，由此制成与上述实施例类似的本发明的一体成型的定子。
上述实施例中例示的线轴是互相分割的结构，多数是在形成圆环状的状态下将两端互相连接而成的结构。
然后，在上述一体成型的定子3上结合与转轴3一体成型的双转子5，制成具有分割的铁芯结构的径向型双转子型的BLDC电动机。
下面关于上述的本发明的BLDC电动机常用的最佳实施例加以说明。
图9A～图9C分别是本发明的最佳实施例的径向铁芯型双转子无刷直流电动机的主视图、沿图9的A-A线的截面图及沿B-B线的截面图。
图示的实施例的结构特别适用于设置在洗衣机的下部、且能驱动洗衣机的转筒(drum)左右转动，但不局限于此结构。
具体而言，图示的BLDC电动机1主要包括定子3、双转子结构的转子5、转轴9。该定子3如图9C所示，铁芯支撑板4的内部圆周面由螺丝/螺母之类的各种锁固装置支撑于洗衣机的机架2上。多个完全分割型定子铁芯3a在未图示的线轴外周缠绕线圈3b，组装成圆环状；上述转子5在定子3的内部圆周及外部圆周上隔开一定的磁隙(gap)。多个磁铁6a、6b配置成圆环状，并在磁轭框8上支撑内部转子5a和外部转子5b。上述转轴9通过轴承11可转动地支撑在上述机架2上，在磁轭框8的中心部位通过轴套7连接。
上述定子3如下所述，在多个分割型定子铁芯3a的未图示的线轴的外部圆周缠绕线圈3b形成多个定子铁芯组件3c(参照图11C)，将该定子铁芯组件3c组装到设有自动设定位置/支持装置4a的圆环状支撑板4上，然后使用热固化树脂的夹物模压方法，形成为一体的圆环状。
此时，对应多个的定子铁芯组件的夹物模压方法而形成的定子支撑件3e***到多个定子铁芯组件之间，将多个定子铁芯组件3c形成为一体。另外，在进行夹物模压工艺时，从铁芯支撑板4向内侧延伸形成的延长部40a相对于洗衣机的机架之类的机架2固定，同时，起到阻挡漏出的水流入到电动机内的作用。
另外，铁芯支撑板4设有下面所述的各种自动定位/支持装置4a，当将多个的定子铁芯组件3c组装到铁芯支撑板4上时，能自动地定位，同时，用于夹物模压方法的组件可容易地临时组装，由此提高了组装的工作性能。
如图9C所示，未说明的部件符号12表示例如用于为了控制三相驱动方式的定子的电流供给而产生对转动的转子5的位置进行检测的信号的霍尔IC组件。由此，如图9C及19A所示，上述内部转子5a的内部磁轭框8a的内轭51a不能延长到内部磁铁6a的下端，与霍尔IC组件12内部的霍尔IC相对着的部分被去除。
未说明的部件标号10表示冷却孔。
上述电动机1采用与上述图6所示的实施例相同的方式，双转子结构的转子5通过定子3而转动，所以，对此省略详细的操作说明。
具体而言，如图9C的箭头指向所示，内部转子5a及外部转子5b的磁铁6a、6b与分割型定子铁芯3a形成一个完整的磁路，所以，定子铁芯能完全分割。由此，在本发明中，可将定子铁芯制成多个分割型的定子铁芯3a，另外，可通过采用双转子来增加电动机的输出与转矩。
但是，如上所述，将定子铁芯具体实现为多个分割型的定子铁芯3a时，与使用一体成型(即单个)的定子铁芯的场合相比，对各自的定子铁芯3a缠绕线圈的工艺，生产性能优良，但是，在组装时，所得到的结构会存在生产性能及耐久性差的问题。
下面关于本发明的径向铁芯型双转子无刷直流电动机的用于提高组装生产性能及组装所得到的产品的耐久性的结构加以说明。
图10A及图10B分别是本发明中使用的完全分割型定子的立体图、图10A的沿A-A线的截面图。图11A～图11C分别是表示本发明的第一实施例的定子组件与铁芯支撑板的组合关系的立体分解图、铁芯支撑板的局部扩大图及组合状态的放大图。
分解型定子铁芯3a是例如图10A及图10B所示，大致呈“I”形，其两侧面的相面对的位置上形成截面为半圆形的上下方向的结合槽31a、31b，其外周部分的中间位置结合有由塑料材质之类的绝缘性材料构成的线轴30，线轴的中间部配置中空的筒状部分，该筒状部分的内侧及外侧分别延伸有凸缘30a、30b，该凸缘30a、30b之间形成能缠绕线圈3b的空间。
另外，线轴30通常由塑料材料射出成形，在本发明中，如下所述，在各个定子铁芯组件之间，为了连接绕线各自不同的线圈3b，使用连接销32(参照图11C)，或者将用于贯穿线圈的贯通孔33设置于线轴的内侧凸缘30a的一侧或两侧上、或者形成于交叉的(crossed)位置上。
此时，“I”型定子3a与线轴30之间的组合最好采取使用热硬化树脂的夹物模压方式一体成型。但是，不局限于此，也能以本领域人员公知的其他的方式组装。
另外，内部及外部凸缘30a、30b与“I”形定子3a的内/外部延长部34a、34b的外部相对面相比，其面积相对较小，特别是定子3a的内/外部延长部34a、34b的下端，与内部及外部凸缘30a、30b的下端保持一定距离。在上述内部及外部凸缘30a、30b上，没有被定子3a的内/外部延长部34a、34b覆盖的开放部，由下面所述的铁芯支撑板的内部及外部的导向凸缘41、42容纳并固持。
另外，本发明中为组装图11C所示的多个的定子铁芯组件3c，并将线圈3b的两端相互连线，采用图11B所示的圆环状的铁芯支撑板4。铁芯支撑板4在圆环形板40的内侧及外侧上，沿单侧方向(即向上)从圆环状板40开始垂直地延伸有一对内部及外部导向凸缘41、42，其具有容纳并固定各个定子3a的下部的结构。具体而言，在内部及外部的导向凸缘41、42之间的空间43内，容纳并固定各个线轴30的内部及外部凸缘30a、30b的没有被定子铁芯3a的内/外部延长部34a、34b覆盖的开放部分。
另外，在上述内部及外部导向凸缘41、42上，当上端组装多个的定子铁芯组件3c时，能自动地定位，同时，为保持该固定状态，截面为长方形的多个第一结合突起44a、44b、及截面为半圆形的多个第二结合突起45a、45b以一定的间隔延伸设置。此时，内部导向凸缘41的第一及第二结合突起44a、45a分别与外部导向凸缘的第一及第二结合突起44b、45b相对设置。
因此，如图11C所示，多个定子组件3C分别在定子铁芯3a的半圆形的上下方向的结合槽31a、31b上结合上述的第二结合突起45a、45b，在相邻的定子铁芯组件3C之间结合第一结合突起44a、44b。
因此，使用上述铁芯支撑板4组装多个定子铁芯组件3C时，通过第一结合突起44a、44b及第二结合突起45a、45b，能自动定位定子组件3C的半径方向及圆周方向的位置，所以，即便是非熟练的使用者也能进行组装作业，同时，在后续工艺中，能容易地保持用于夹物模压方法的支撑状态，所以，组装的生产性能非常优良。
另外，如上所述，被组装的定子3d其定子铁芯3a的内/外延长部34a、34b分别以一定的曲率弯曲成向内及向外的曲面，所以，多个定子铁芯组件3c的内周部分及外周部分非常接近于圆，与在定子3d的内/外部结合的内侧转子5a和外侧转子5b之间相邻，且能保持一定的磁力空隙。
图11B中未作说明的部件符号46是贯通孔，如图9C所示，当进行夹物模压时，由热硬化树脂形成的定子支撑件3e贯通铁芯支撑板40的上部及下部而一体形成；47是能结合连接销32的销结合孔，用于将线圈3b相互连接。
另一方面，如上所述，使用铁芯支撑板4组装多个定子铁芯组件3c时，为了按各相来连接线圈3b的两端，在铁芯支撑板4的底面上配置如图12A及图12B所示的多个导线48，该导线48从设于外周部的销结合孔47a开始穿过相邻的销结合孔，向设置于内周部的销结合孔47b倾斜。此时，多个导线48分别设置于凹槽内(参照图12C)。结合孔47a、47b分别贯穿设于导线48两端的圆形连接垫49的中央而设置。但是，也可以取代导线而只设置线圈导引用凹槽。
图12C～图12F分别是表示线圈与线圈之间相互线连接构造的铁芯支撑板的截面图。
线圈3b与线圈3b之间的线圈连接方式，第一种参照图12C所示，在定子铁芯组件3c的线轴上利用夹物模压方法一体形成一对连接销32。此时，线圈3b的一端与另外一端预先与连接销32的下端连接。然后，将定子铁芯组件3c的连接销32***组装到铁芯支撑板4的销结合孔47a、47b内，通过焊接固定形成于支撑板底面上的导线48与连接销32，由此连接线圈3b。
第二种线圈连接方式如图12D所示，将定子铁芯组件3c的线圈的一端贯穿形成于线轴的凸缘30a上的贯通孔33后，***到铁芯支撑板4的销结合孔47a、47b内，利用焊接固定线圈与导线48的一端，由此连接线圈3b。
第三种线圈连接方式如图12E所示，在定子铁芯3c的线轴30上通过夹物模压***一个连接销32且一体成型，线圈3b的一端预先与连接销32的下端连接。
然后，将定子铁芯组件3c的连接销32***并组装到铁芯支撑板4的销结合孔47a内，将线圈的一端贯穿形成于线轴的凸缘30a上的贯通孔33后，***到铁芯支撑板4的销结合孔47b内，沿着线圈导引用凹槽在上述连接销32上绕线，由此，连接线圈3b。
第四种线圈连接方式如图12F所示，将定子铁芯组件3c的线圈的两端穿过形成于线轴的凸缘30a上的贯通孔33后，***到铁芯支撑板4的销结合孔47a、47b内，利用焊接固定线圈3b的两端，由此连接线圈3b。
如上所述，本发明的定子铁芯组件3c之间的线圈连接如图12C～图12F所示，在贯穿铁芯支撑板4的销结合孔47a、47b后在反面通过使用焊接等方法而形成，所以，通过分离缠绕在线圈上的部分与连线部分，提高了绝缘性。
另外，形成于上述铁芯支撑板4的底面的多个导线48、及与此对应的连线导引凹槽或印刷连接导引线，沿着连接于线圈的各不同相的位置而配置。由此，操作者将贯穿销结合孔47a、47b的连接销32或线圈3b与导线48的端部焊接(图12C、图12E)，或者沿导引凹槽或印刷的连接导引线连接线圈，任何操作者都能简单地操作，不会混淆连线导引线。
下面归纳说明上述的第一实施例的定子3的组装过程。
首先，分别将定子铁芯3a***到线轴30的筒状中空部，采用夹物模压方法一体成型至少一个连接销32，以使其能***到线轴的凸缘30a、30b的角部。
然后，在与定子铁芯3a一体成型的线轴30的凸缘30a、30b之间的外周部分上，使用常规的绕线机缠绕线圈3b，制成定子铁芯组件3c。
以下如图11A所示，在射出成形的铁芯支撑板4的上部，结合上述多个定子铁芯组件3c，在铁芯支撑板4的底面上，通过上述的线圈连线方法在各个不同相上连接线圈的两端，由此得到图11C所示的定子3d。
另一方面，上述图11C所示暂时组装的定子3d用于洗衣机的驱动电动机时，承受洗涤时发生的磁力的强度不足。另外，为保持双转子的内/外部磁铁与铁芯之间的一定气隙，需要确保同心度。
因此，为了覆盖除各定子铁芯3a的内/外部的延长部34a、34b的外部相互面对的表面之外的多个定子铁芯组件3c中间的空间、以及铁芯支撑板4下部的线圈连线部分，利用夹物模压方法，采用热硬化树脂、例如聚酯之类的BMC(Bulk Molding Compound：模塑料块)铸造定子铁芯3a的下表面，得到图9C及图15所示的定子3。此时，根据需要，一体成型与上述铁芯支撑板的下部的定子支撑件3e连接的延长部40a，以用于连接机架2。
图15中未说明的符号表示霍尔IC组件。
如上所述，在将整个表面模制了绝缘物的定子组装于洗衣机上时，不必像以往的电动机那样在高湿度环境中洗涤时需要另外增加绝缘物，同时外表上会给操作者带来伤害的尖锐部位全部被隐藏起来，能确保安全性。
图13A～图13D分别是本发明的第二实施例的定子组件与铁芯支撑板的结合关系的立体分解图、铁芯支撑板的放大组合图、组合状态的放大图、及图13A的分割型定子的沿A-A线的截面图。
参照图13A～图13D，在本发明的第二实施例的定子中，其分割型定子铁芯3a′的截面形状与第一实施例不同。铁芯3a′的两侧面没有形成上下方向的结合槽，并且，在圆环状的铁芯支撑板4′上从设有导向凸缘的圆环状板体40开始直接垂直地延伸成多个第一及第二结合突起44′、45′，该第一及第二结合突起44′、45′用于自动定位并支撑多个定子铁芯组件3c′。
第二实施例的铁芯支撑板4′的截面为长方形的多个第一结合突起44′以一定的间隔在圆环状板体40的内侧形成同心状，截面为“+”状的多个第二结合突起45′在圆环状板体40的外侧与多个的第一结合突起44′相对，以一定间隔形成同心状。
因此，在本发明的第二实施例中，多个的定子铁芯组件3c′组装于铁芯支撑板4′时，多个的第一结合突起44′配置于相邻的多个定子铁芯组件3c′的内侧部位之间，多个第二结合突起45′配置于相邻的多个定子铁芯组件3c′的外侧部位之间形成的“+”字形空间S内，由此，限制了组装成的定子铁芯组件3c′的移动。所以，第二实施例与第一实施例相比，铁芯支撑板4′的结构简单，同时有效地支撑了多个定子铁芯组件3c′。
如上所述，在第二实施例中，在分割型定子铁芯3a′的外部延长部34′与线轴30的外部凸缘30b之间分别在左/右侧形成***槽31′，由此在定子铁芯组件3c′的外侧部之间形成“+”字形空间S。
第二实施例中的定子的其余结构、组装过程及其作用功效与第一实施例在本质上相同，在此省略说明。
图14A及图14B分别是本发明的第三实施例的定子组件与铁芯支撑板的结合关系的立体分解图、及分割型定子的放大图。
参照图14A及图14B，本发明的第三实施例的定子其多个的定子铁芯组件3c′的结构与第二实施例中类似，但是，在线轴30的内部及外部的凸缘30a、30b的下方延伸形成有截面分别为圆形或四边形的结合突起30c、30d，并形成有用于连接/导引线圈3b(未图示)的导引槽30e-30h。在圆环状的铁芯支撑板4″上代替能自动定位并固定多个定子铁芯组件3″的多个的第一及第二结合突起44′、45′，在环状板体40的底面穿孔以形成对应于结合突起30c、30d的结合孔47c、47d。
具体而言，铁芯支撑板4″使用与射出成形的第一及第二实施例的铁芯支撑板不同的BMC，利用挤压成形方法，在圆环状板体40的内周部分及外周部分形成导向凸缘41、42，以固定多个的定子铁芯组件3c″。同时，在圆环状板体40的底部穿孔以形成结合孔47c、47d。另外，在圆环状板体40的内圆周部分一体形成具有洗衣机组装用贯通孔47e的延长部40a。该贯通孔47e可将定子组装于洗衣机的机架3上。当将上述延长部40a与洗衣机的机架2结合时，起到防止从洗衣机中漏出并向下流的漏水浸透电动机的作用。
因此，对于第三实施例的定子，在结合有铁芯3a′的线轴30上缠绕线圈而制成定子铁芯组件3c″后，将结合突起30c、30d***到铁芯支撑板4″的结合孔47c、47d内而固定。此时，结合突起30c、30d与结合孔47c、47d之间的固定结构采用例如强制嵌合或扣合结构结合后，使末端热熔防止发生分离。
然后，将从定子铁芯组件3c″上拉出的线圈贯穿导引槽30e-30h相互连接，对多个定子铁芯组件3c″部分，与上述的第一实施例类似，采取使用热硬化树脂的夹物模压方法，以获得耐久性及防水性。
因此，在第三实施例中，对应铁芯支撑板4的多个的定子铁芯组件3c″的组装能简便地进行，此时，能自动定位定子铁芯组件3c″的半径方向及圆周方向的组装位置，所以，组装生产性能非常优良。
另外，本发明的双转子型的BLDC电动机如图9C所示，转子5的内部转子5a与外部转子6a固定于兼有磁轭作用的一对内部及外部磁轭框8a、8b组成的磁轭框8上，上述内部转子5a与外部转子6a与多个的磁铁6a、6b相互面对地配置。
图16是使用本发明的双重磁轭的双转子的支持结构的截面图。上述磁轭框8的内部及外部磁轭框8a、8b分别利用挤压弯折成形，内部磁轭框8a的弯折的末端与外部磁轭框8b之间形成第一台阶结构81a，该第一台阶结构81a用于设置内部转子5a用磁铁6a。外部磁轭框8b的末端形成用于装设外部转子5b用磁铁6b的第二台阶结构81b。该第一和第二台阶结构之间形成能***定子3一部分的圆环状沟槽82。
上述多个的磁铁6a、6b各自的N极与S极分别磁化，或者也可由图1B所示的分割片组成。另外，位于内部磁轭55与外部磁轭56的相对面的多个相互面对的磁铁配置成彼此相反的极性，同时，相邻的磁铁之间的极性也是相反的。
上述内部及外部磁轭框8a、8b如图17A～17D所示，能使用多种结合结构“C”实现一体化。具体而言，可从图17A所示的称为TOX结合结构、图17B所示的TOX扁平结合结构、图17C所示的点焊熔接结合结构、及图17D所示的铆接结合结构中选择一种来达到结合的目的。
上述内部及外部磁轭框8a、8b与轴套7结合支撑于转轴9上。此时，轴套7如图18A及图18B所示利用烧结或锻造制成。在其与内部磁轭框8a接触的面上形成多个连接孔71，或者配置多个与该连接孔71交错地突出的结合销72，该多个连接孔71形成为同心圆状，采用铆钉83或螺栓/螺母紧固，该多个结合销72用于在连接孔间定位及传递转矩。
铆钉83与结合销72之间的组合结构如图18C所示。采用上述的结合结构时，同心定位及传递转动力由结合销72进行，轴套与磁轭框之间的结合利用铆钉或螺栓/螺母紧固。
另一方面，上述转子5除上述的双重磁轭框结构外，如图19A及图19B所示，也可采用一体成型的双转子结构制成。
一体成型的双转子50包括内部转子50a和外部转子50b。在圆环状的内侧磁轭51a的外侧，交替设置有多个N极与S极磁体6a。在圆环状的外侧磁轭51b的内侧，多个N极与S极交替设置。通过使用了树脂例如BMC的夹物模压方法，形成一体的内部转子50a和外部转子50b，其中轴套7a通过多个肋52与转轴9结合，该多个肋部在其中央部延伸成放射状。此时，除内部转子50a与外部转子50b的分别相互面对的磁铁6a、6b的相对面外，通过铸造，将相互面对的磁铁配置成相反的极性。
另外，在上述内部磁轭50a与外部磁轭50b之间的由树脂形成的转子支撑件53上形成多个的冷却孔10，该多个冷却孔10用于冷却***支撑件53内的线圈；在外部转子50b的下端面一体形成多个冷却用的风扇叶片54，所以，在转子转动时，其自身就能对转子进行空气冷却。
如上所述，本发明的一体成型的双转子50使用自身具有基本的结构强度的射出物(BMC)，一体化内部转子50a与外部转子50b的多个磁铁6a、6b，所以，不需要另设特定用途的支撑板。
另外，通过夹物模压方法，内部转子50a与外部转子50b的多个的磁铁6a、6b配置成同心圆状，所以，非常接近于圆形，当与定子3组装时，能维持均匀的磁隙。
另外，上述实施例中，转子及定子全部使用树脂一体成型，所以，耐久性、防潮性优良，适用于高湿度环境中使用的洗衣机用转筒的驱动源，但是，不局限于此，定子的组装结构也可在应用于其它电动机时相应地进行改变。
如上所述，本发明的BLDC电动机提供一种将定子铁芯完全分割的电动机，有效利用了能增加电动机输出与转矩的双转子型的优点，由于使用了高性能磁铁材料而克服了材料费用高的缺点，发挥了径向铁芯型电动机的轴向振动小的优点，且使用一体成型的定子，克服了高额的线圈绕线费用、及使用专用的绕线机带来的设计投资费用的缺点。
另外，在本发明中，在形成分割型定子铁芯时，在铁芯支撑件上自动定位多个定子铁芯组件的位置并固定，且能很容易地相互连接各个线圈，所以，大大提高了定子的组装生产率。
另外，本发明的电动机通过使用热硬化树脂的夹物模压方法，一体成型双转子的内部、外部转子及轴套，提高了耐久性与可靠性，并且，上述定子也通过使用热硬化树脂一体成型，与上述一体成型的双转子组合在一起，由此适用于要求防水性与耐久性的洗衣机用转筒的驱动。
以上对本发明的特定优选实施例进行了详细说明，但应该理解所用的实施例只是说明性的而不是限制性的。对上述启示的各种修改和变化对本领域所属技术人员是很明显的，这样的修改和变化仍然属于本发明范围。

Claims (23)

1.一种径向铁芯型双转子无刷直流电动机，包括：
可转动地设置于设备的机架上的转轴；
由内部与外部转子组成的双转子，该双转子的中心部分通过轴套与所述转轴结合，并被可转动地支撑，在不同的同心圆上成圆环状地交替设置有多个N极与S极磁铁，且内/外部之间隔开一定的距离，各相互面对的磁铁具有相反的极性；
在设备的机架上固定的一体成型的定子，与所述内部与外部转子之间有相同的间隙，其包含有多个定子铁芯，其中定子铁芯组件被安装在能自动定位的圆环状的铁芯支撑板上，并用热硬化树脂通过夹物模压方法一体地形成为圆环状，各个所述定子铁芯组件内部的线轴上绕有线圈，
通过在所述内部转子与外部转子中配置的极性相反的磁铁、及位于所述内部转子与外部转子之间的分割型定子铁芯，形成磁路。
2.如权利要求1所述的径向铁芯型双转子无刷直流电动机，其特征在于，所述一体成型的定子包括：
所述多个分割型定子铁芯；
围绕所述多个分割型定子铁芯的多个绝缘线轴；
在所述多个线轴各自的外周卷绕的多个线圈；
圆环状的铁芯支撑板，所述铁芯支撑板的上表面以一定间隔容纳并支撑在所述线轴上缠有线圈的多个定子铁芯组件，同时，多个线圈按照各相连接；
自动定位/支撑装置，用于在所述铁芯支撑板上以一定的间隔自动定位并支撑多个定子铁芯组件；和
定子支撑件，采用热硬化树脂涂布上表面，以将所述多个定子铁芯组件与圆环状的铁芯支撑板一体化。
3.如权利要求2所述的径向铁芯型双转子无刷直流电动机，其特征在于，所述自动定位/支撑装置包括：
内部及外部导向凸缘，在所述铁芯支撑板各自的内侧端部及外侧端部垂直延伸，其内部容纳并支撑多个定子铁芯组件的下部；
多个第一结合突起，分别在所述内部及外部导向凸缘的上端相互面对，且以同样的间隔延伸形成，当将多个定子铁芯组件组装到铁芯支撑板上时，配置于相邻的定子铁芯组件之间，限制定子铁芯组件向圆周方向的移动；
多个第二结合突起，分别在所述内部及外部导向凸缘的上端相互面对，且以同样的间隔在所述的多个第一结合突起之间延伸形成，当将多个定子铁芯组件组装到铁芯支撑板上时，能与在所述定子铁芯的内/外侧面沿垂直方向形成的第一及第二结合槽结合，限制定子铁芯组件沿轴向的前/后移动，
当将所述多个定子铁芯组件与多个第一及第二结合突起结合时，能以一定的间隔自动定位。
4.如权利要求2所述的径向铁芯型双转子无刷直流电动机，其特征在于，所述自动定位/支撑装置包括：
多个第一结合突起，分别在所述铁芯支撑板的内侧端部以相同的间隔垂直延伸形成，当将所述多个定子铁芯组件组装到铁芯支撑板上时，配置在相邻的定子铁芯组件的内侧端之间，限制定子铁芯组件向圆周方向的移动；
多个第二结合突起，分别在所述铁芯支撑板的外侧端上，在与多个第一结合突起相对的位置，以相同的间隔垂直延伸形成，当将多个定子铁芯组件组装到铁芯支撑板上时，配置于相邻的定子铁芯组件的外侧端之间，限制定子铁芯组件沿圆周及轴向的前/后移动，
其中，当将所述多个定子铁芯组件与多个第一及第二结合突起结合时，能以一定的间隔自动定位。
5.如权利要求2所述的径向铁芯型双转子无刷直流电动机，其特征在于，所述自动定位/支撑装置包括：
多个第一结合突起及多个第二结合突起，分别在所述多个绝缘线轴的内部及外部凸缘的下部延伸形成；
多个第一及第二结合孔，在所述铁芯支撑板的底部沿着内侧端部及外侧端部，在同一圆周上以一定的间隔相向地形成，以与第一及第二结合突起结合，
其中，当将所述多个绝缘线轴各自的第一及第二结合突起与所述多个第一及第二结合孔结合时，多个定子铁芯组件能以一定的间隔自动定位。
6.如权利要求2所述的径向铁芯型双转子无刷直流电动机，其特征在于，所述铁芯支撑板包括多个导线与多个结合孔，所述多个导线印刷在铁芯支撑板的下部表面上，用于按照各相来连接所述多个线圈；所述多个结合孔形成为使所述多个导线的各自的两端贯穿铁芯支撑板，将多个线圈的两端从多个定子铁芯组件拉出至下表面。
7.如权利要求6所述的径向铁芯型双转子无刷直流电动机，其特征在于，其还包括至少一个连接销，该连接销在所述多个绝缘线轴的内部及外部的凸缘的角上***而成为一体，并与所述线圈的一端电连接，其中，在将所述多个定子铁芯组件的连接销组装到铁芯支撑板上的结合孔中后，将所述连接销的另一端与多条导线电连接。
8.如权利要求2所述的径向铁芯型双转子无刷直流电动机，其特征在于，进一步包括沿定子支撑件的中心方向延伸的用于与设备的机架结合的延长部。
9.如权利要求1所述的径向铁芯型双转子无刷直流电动机，其特征在于，所述双转子包括：
第一磁轭，其内侧端部与轴套连接，另外一端的第一弯折部弯曲成直角且呈水杯状；
第二磁轭，与所述的第一磁轭组合成一体，同时，其内侧端部与轴套连接，另外一端的第二弯折部弯曲成直角，以与所述的第一磁轭的第一弯折部保持一定的距离；
多个第一N极与S极磁铁，在所述的第一弯折部的外周面上交替设置成圆环状；和
多个第二N极与S极磁铁，在所述第二弯折部的外周面上交替设置成圆环状，且与多个第一N极与S极磁铁相对的磁铁具有相反的极性。
10.如权利要求1所述的径向铁芯型双转子无刷直流电动机，其特征在于，所述双转子包括：
内部转子，由呈圆筒状的内部磁轭和与沿该内部磁轭的外周交替设置成圆环状的多个第一N极及第一S极磁铁组成；
外部转子，由外部磁轭与多个第二N极及第二S极磁铁组成，该外部磁轭的直径比内部磁轭大，并与内部磁轭隔开一定的距离，所述第二N极及第二S极磁铁在所述外部磁轭的内周面上交替设置成圆环状，并且其与相对的多个第一N极及S极磁铁极性相反；和
转子支撑件，除所述内部及外部转子的相对的磁铁之外，分别一体成型为圆环状，同时在内部及外部转子之间形成可***所述定子的空间，并利用使用了热硬化树脂的夹物模压方法一体成型，将内侧端部与轴套的外周表面连接。
11.如权利要求1所述的径向铁芯型双转子无刷直流电动机，其特征在于，所述设备是洗衣机，连接于转轴上的被动体是洗衣机用转筒。
12.一种径向铁芯型双转子无刷直流电动机，包括：
可转动地设置在设备的机架上的转轴；
由内部与外部转子组成的双转子，其内部磁轭的中心部分通过轴套与所述转轴结合并可转动地支撑于其上，多个的N极与S极磁铁分别在不同的同心圆上交替设置成圆环状，且内/外部之间隔开一定的距离，各个相互面对的磁铁具有相反的极性；和
定子，在所述内部与外部转子之间设置成圆环状，并与所述内部与外部转子之间保持间隙。
13.如权利要求12所述的径向铁芯型双转子无刷直流电动机，其特征在于，所述定子是由分别缠绕有线圈的多个分割型定子铁芯组装而成。
14.如权利要求12所述的径向铁芯型双转子无刷直流电动机，其特征在于，所述定子是在分别缠有线圈的多个分割型定子铁芯组件组装于铁芯支撑板上后，通过使用热硬化树脂的夹物模压而一体成型的。
15.如权利要求12所述的径向铁芯型双转子无刷直流电动机，其特征在于，通过所述内部及外部转子、与在所述内部及外部转子之间间隔一定空隙配置的多个定子铁芯，形成磁路。
16.一种径向铁芯型双转子无刷直流电动机的制造方法，包括下述步骤：
利用磁性材料形成“T”状的多个分割型定子铁芯；
在能盖住所述定子铁芯的外周的绝缘线轴上绕线圈；
将“T”状的一对铁芯从所述缠有线圈的线轴的两个方向上***，通过填缝将两部分结合，制成缠有线圈的多个定子铁芯组件；
将绕有所述线圈的多个定子铁芯组件设置于印刷电路板上并固定，将线圈连接后，通过使用热硬化树脂的夹物模压制成呈圆环状的一体成型的定子；和
将所述一体成型的定子配置在由内部转子与外部转子按照径向型排列的双转子之间。
17.一种径向铁芯型双转子无刷直流电动机的制造方法，包括下述步骤：
利用磁性材料形成“T”状的多个分割型定子铁芯；
在能盖住所述铁芯的外周部分的多个绝缘线轴上分别绕线圈；
在所述绕有线圈的线轴上，分别***“T”状的铁芯，制成缠有线圈的多个定子铁芯组件；
将缠有所述线圈的多个定子铁芯组件配置于圆环状的铁芯支撑板上并固定，将线圈连接后，通过使用热硬化树脂的夹物模压制成呈圆环状的一体成型的定子；和
将所述一体成型的定子配置在由内部转子与外部转子按照径向铁芯型排列的双转子之间。
18.一种径向铁芯型双转子无刷直流电动机的制造方法，包括下述步骤：
利用磁性材料形成“I”状的多个分割型定子铁芯；
制备上下分割成的上部及下部绝缘性线轴，以能盖住所述铁芯的外周；
将所述上部及下部线轴从上下方组装到“I”状的铁芯上，在该状态下，在线轴上缠绕线圈，制成缠有线圈的多个定子铁芯组件；
将绕有所述线圈的多个定子铁芯组件通过使用热硬化树脂的夹物模压，制成呈圆环状的一体成型的定子；和
将所述一体成型的定子配置于由内部转子与外部转子按照径向型排列的双转子之间。
19.一种径向铁芯型双转子无刷直流电动机的制造方法，包括下述步骤：
通过使用热硬化树脂的夹物模压而将绝缘线轴一体成型，该绝缘线轴的中间部围绕带有线圈的“I”状的定子铁芯，且其两侧具有第一及第二凸缘；
在所述线轴的第一及第二凸缘之间卷绕线圈，制成多个定子铁芯组件；
将所述多个定子铁芯组件组装到其内侧端部及外侧端部设有多个自动定位用的结合突起的铁芯支撑板上，在此状态下，将铁芯支撑板下表面引出的线圈的两端相互连接；
通过使用热硬化树脂的夹物模压，除分割型定子铁芯的内/外侧面之外，制成呈圆环状的一体成型的定子；和
将所述一体成型的定子配置于由内部转子与外部转子按照径向型排列的双转子之间。
20.一种径向铁芯型双转子无刷直流电动机的制造方法，包括下述步骤：
将定子铁芯***到线轴的筒形部分的中空部位，将至少一个连接销***到线轴中相互面对的第一及第二凸缘的角部，通过使用热硬化树脂的夹物模压方法，将定子铁芯的外周与线轴一体成型；
在所述线轴的第一及第二凸缘之间卷绕线圈，制成多个定子铁芯组件；
将所述多个定子铁芯组件组装到其内侧端部及外侧端部设有多个自动定位用的结合突起的铁芯支撑板上，在该组装状态下，将线圈的一端连接到所述连接销的一端上，将铁芯支撑板的下面引出的连接销的另一端与铁芯支撑板的下表面上印刷的导线连接，将线圈分别按照各相进行连接；
通过使用热硬化树脂的夹物模压方法，除分割型定子铁芯的内/外侧面之外，制成呈圆环状的一体成型的定子；和
将所述一体成型的定子设置于由内部转子与外部转子按照径向型排列的双转子之间。
21.如权利要求20所述的径向铁芯型双转子无刷直流电动机的制造方法，其特征在于，所述双重定子的内部转子及外部转子由第一及第二磁轭支撑。
22.一种径向铁芯型双转子无刷直流电动机的制造方法，包括下述步骤：
通过使用热硬化树脂的夹物模压方法将绝缘线轴一体成型，该绝缘线轴的中间部围绕着缠有线圈的“I”状的定子铁芯，且其两侧具有第一及第二凸缘，在第一及第二凸缘的下端具有第一及第二结合突起；
在所述线轴的第一及第二凸缘之间卷绕线圈，制成多个定子铁芯组件；
将所述多个定子铁芯组件的第一及第二结合突起***到圆环状的铁芯支撑板的自动定位用的多个结合孔内，该结合孔在铁芯支撑板的内侧端部及外侧端部形成同心状且互相对应设置，在该组装状态下，将线圈的两端按照各相相互连接；
通过使用热硬化树脂的夹物模压方法，除分割型定子铁芯的内/外侧面之外，制成呈圆环状的一体成型的定子；和
将所述一体成型的定子配置于由内部转子与外部转子按照径向型排列的双转子之间。
23.如权利要求22所述的径向铁芯型双转子无刷直流电动机的制造方法，其特征在于，所述双重转子除内部及外部转子的相互面对的磁铁之外，分别形成一体成型的圆环状，同时，在内部及外部转子之间形成能***所述定子的空间，其内侧端部使用热硬化树脂夹物模压方法形成与所述轴套的外周面连接的结构。
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