CN1842953A - 螺旋型芯结构及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

在从底层到顶层以螺旋线旋转该钢板铁芯的同时叠压而成的钢板铁芯的多层环形结构的螺旋型铁芯，该钢板铁芯通过以双排冲压电动的板形成，形态为一对带形基础在宽度方向上彼此相对，而分别从该基础突出出来的T形部是交替的，该螺旋型铁芯包括在该钢板铁芯的每个T形部的上表面或下表面上的定位销，和补偿该定位销的孔，用于防止该钢板铁芯在螺旋旋转方向的反向上解链，并且防止在以螺旋线旋转该钢板铁芯的同时在该钢板铁芯的叠压中该钢板铁芯的底层/顶层分离。凹槽形成在该基础中该钢板铁芯的相邻的T形部之间，以致该凹槽具有多边形形状，其深度在中间部分最深，随着该凹槽从中间部分向相反的两侧延伸越远变得越来越小，直到该凹槽与该基础的边缘并接，用于当钢板铁芯缠绕时减小应力，成型为基本上“C”型形状的每个T形部末端，用于减小在电机驱动期间接头转矩产生的噪音。因此减少了制造所需要的材料和制造铁芯的重量，并且简化了制造工艺。

Description

螺旋型芯结构及其制造方法
技术领域
本发明涉及滚筒式洗衣机，特别是，外转子型无刷直流电机(BLDCmotor)的定子的螺旋型芯(helical core)。
背景技术
通常，借助电机驱动力转动的滚筒与浸泡在滚筒中的洗涤剂和水中的衣服之间的摩擦力来实现洗涤的滚筒式洗衣机几乎不损坏和缠绕衣服，并且具有撞击(pounding)和摩擦洗涤的作用。
在相关技术的滚筒式洗衣机中，一种是间接连接型，其中电机驱动滚筒的驱动力通过绕在电机皮带轮和滚筒皮带轮上的皮带来传送；另一种是直接连接型，其中无刷直流电机的转子直接连接到滚筒，以从电机到滚筒直接传递驱动力。
电机的驱动力不是直接而是通过电机皮带轮和滚筒皮带轮间接传递到滚筒的类型的洗衣机，在动力传递过程中具有大量的能量损耗，并且在动力传递过程中导致大量的噪音。
据此，为了解决间接连接的问题，滚筒式洗衣机呈现出使用直接连接的趋势，带有无刷直流电机的滚筒式洗衣机呈上升趋势。
图1图解了相关技术的滚筒式洗衣机的轴向截面图。
参照图1，相关技术的滚筒式洗衣机提供有：安装在机壳1的内侧上的桶2和转动地安装在桶2的内侧的中间部位上的滚筒3。在桶2的后面具有电机，其中定子6固定在桶的后壁上，而转子5围绕定子6，并且用穿过桶壁的轴连接到滚筒3。
同时，具有安装在机壳1的前面的门21和在门21与桶2之间的密封垫22。
具有在机壳1的上部的内表面与桶2的外圆周表面的上部之间的悬挂弹簧23和在机壳1的下部内表面与桶2的外圆周表面下部之间的摩擦阻尼器24。
同时，图2图解了图1中的定子的外部透视图，而图3图解了可用于图2中的定子的分段铁芯SC，其中相关技术的定子铁芯通过压钢片形成单元铁芯来制造，其每一个具有多个T形部(Ts)151、基础部分150和在T形部(Ts)151的对面上用于形成紧固孔500a的凸出500，叠压单元铁芯形成芯组件，并且在圆周方向上逐一连结芯组件。
凸出500用于提供用来连接定子6到桶2的后壁上的连接孔500a，并且维持螺栓的连接力。
然而，分段铁芯不仅材料大量损耗，而且制造工艺复杂。
也就是，在制造分段铁芯的情况下，因为单元铁芯由一片钢片压制而成，单元铁芯叠压以构成铁芯组件，并且铁芯组件在圆周方向上逐一连结，所以制造分段铁芯，不仅由于压制铁芯后大量钢片剩余导致材料浪费过多，而且在T形部151对面的凸出500需要大量的钢片，并且使制造工艺复杂。
因此，需要一种仍然具有与分段铁芯SC相同的功能，但是能够减少材料浪费，并且简化制造工艺的定子铁芯。
发明内容
本发明的目的是提供一种螺旋型铁芯的结构及其制造方法，其可以减少材料的重量，同时也简化制造工艺。
本发明的目的可以通过提供在从底层到顶层以螺旋线旋转钢板铁芯的同时叠压而成的多层环形结构的螺旋型铁芯取得；钢板铁芯通过双排冲压电动的板形成，形态为一对带型基础的在其宽度方向上彼此对称，而分别从基础突出出来的T形部是交替的，螺旋型铁芯包括在钢板铁芯的每个T形部的上表面或下表面上的定位销，和补偿定位销的孔，用于防止钢板铁芯在螺旋旋转方向的反向解链，并且防止当沿螺旋线旋转叠压钢板铁芯时底层/顶层分离，凹槽形成在基础中钢板铁芯每个相邻的T形部之间，以致凹槽具有多边形形状，其深度在中间部分最深，随着从中间部分向相反的两边延伸越远变得越来越小，直至凹槽与基础的边缘并接(merge)，用于当钢板铁芯缠绕时减小应力，每个T形部的末端成型为基本上“C”型，用于在电机驱动期间减小接头转矩产生的噪音。
在本发明的另一个观点中，制造螺旋型铁芯包括：冲压步骤，从电动的板上冲压成双排钢板铁芯，其以一对带形基础的形态在其宽度方向上彼此相对，而分别从基础突出出来的T形部151是交替的；绕制步骤，在始自底层至顶层以螺旋线旋转的同时，通过叠压来自冲压步骤的钢板铁芯，形成多层结构。
因此，应用本发明的滚筒式洗衣机，不仅能防止在旋转方向的反向解链，而且能防止绕制螺旋型铁芯时钢板铁芯层间分离，使绕制螺旋型铁芯变得简单。
而且，应用本发明的滚筒式洗衣机能节省制造螺旋型铁芯的材料，简化制造工艺，减小螺旋型铁芯接头转矩产生的噪音。
附图说明
图1示意性地图解了相关技术的滚筒式洗衣机的轴向截面图；
图2图解了相关技术的定子的透视图；
图3图解了图2中分段铁芯的透视图；
图4示意性地图解了展示根据本发明的优选实施例制造螺旋型铁芯的工艺步骤的示意图；
图5图解了沿着图4的I-I线剖取的主要部件的轴向截面图；
图6图解了图4中的螺旋型铁芯钢板铁芯的主要部分的平面图；
图7图解了应用本发明的螺旋型铁芯的定子外部透视图；
图8图解了图7的分解透视图；
图9图解了展示图8中上部绝缘体的部分的背面透视图；
图10图解了图7中定子的主要部分的平面图。
具体实施方式
现将参照附图4到10详细描述本发明的实施例。
图4图解了展示根据本发明的优选实施例制造螺旋型铁芯的工艺步骤的示意图，图5图解了沿着图4中I-I线剖取的主要部件的轴向截面图，而图6图解了图4中螺旋型铁芯的钢板铁芯的主要部分的平面图。
如所示，本发明的螺旋型铁芯HC包括：在从底层开始到顶层以螺旋线旋转钢板铁芯11的同时叠压而成的多层环形结构的钢板铁芯11，其通过冲压电动的板10而形成，其形态为一对带型的基础150在其中的宽度方向上彼此对应，而分别从基础150突出出来的T形部151是交替的。
也就是说，钢板铁芯11在一块电动的板中设置成双排。
在这种情况下，为了防止钢板铁芯11在螺旋线旋转方向的反向解链，并且防止当沿螺旋线旋转叠压钢板铁芯11时底层/顶层分离，在钢板铁芯11的每个T形部151的上表面上形成定位销154a，并且在每个T形部151的下表面上形成与定位销154a互补的孔154b。
定位销可以形成在每个T形部151的下表面上，而孔可以形成在每个T形部151的与定位销互补的上表面上。
基础150具有在钢板铁芯11的每个相邻的T形部151之间的凹槽152，以便当钢板铁芯11缠绕时减小应力，以使缠绕易于进行。
凹槽152具有多边形形状，凹槽的中间部分152a最深，并且从中间部分152a向相反的两侧延伸时变得越来越小，直到凹槽152与基础150的边缘并接，这样凹槽152的相对的两侧相对于中间部分152a对称。
在钢板铁芯11的每个T形部151的末端具有相对于中间部分151b对称的斜面部分151c，其每一个以直线或者曲线斜切而成，以形成基本上“C”型形状，在电机驱动过程中来减小变动力矩产生的噪音。
同时，钢板铁芯11从电动的板10上冲压成两排，以便补偿钢板铁芯11的T形部151末端的凹槽150a形成在对应于T形部151相对(即与基础150相对)的基础150中。
而且，优选钢板铁芯11的T形部151具有为了凸头151d的凹面，以便冲压成两排的钢板铁芯11平滑分离。
叠压的钢板铁芯11通过基础部分150中的透孔用铆钉153固定，以便固定住叠压的钢板铁芯11。
叠压的钢板铁芯11分别具有缠绕起始端和末端，与基础150的相应部分接触性焊接起来。
仅供参考，将结合附图7到10描述具有前述螺旋型铁芯HC应用其上的定子铁芯结构。
图7图解了应用本发明的螺旋型铁芯的定子铁芯外部透视图，图8图解了图7的分解透视图，图9图解了展示图8中上部绝缘部分的背面透视图，图10图解了图7中定子主要部分的平面图。
如所示，具有本发明应用其上的螺旋型铁芯HC的定子6包括前述的螺旋型铁芯HC、以匹配螺旋型铁芯HC的形状覆盖在螺旋型铁芯HC上部的电绝缘材料的上部绝缘体60a和在与上部绝缘体60a相匹配的同时以匹配螺旋型铁芯HC的形状覆盖在螺旋型铁芯HC下部的电气绝缘材料的下部绝缘体60b，其中每个上部绝缘体60a和下部绝缘体60b包括三个或三个以上的紧固部分600，其形成为与从螺旋型铁芯HC内表面向着定子6中心方向的凸出成为一体，用于连接定子6到桶壁上。
紧固部分600具有用于保证定子6与连接构件的连接面连接的紧固孔620a。紧固孔620a由突向紧固部分600的背侧的凸台620构成。
每个上部绝缘体60a和下部绝缘体60b具有支撑筋650，其在内侧上沿着圆周方向与螺旋型铁芯HC接触，用来支撑铁芯的内表面。
每个上部绝缘体60a和下部绝缘体60b的紧固部分600具有至少一个连接在紧固孔620a上的凸台620和支撑筋650之间的加强筋660，用来分散连接在凸台620上的紧固力，并且加强紧固部分600的强度。
同时，每个上部绝缘体60a和下部绝缘体60b的紧固部分600在其内侧圆周上具有加强筋670，和至少一个连接在加强筋670和径向支撑铁芯内表面的支撑筋650之间的连接筋680，用于提供支撑力。
同时，每个上部绝缘体60a和下部绝缘体60b具有相对于每个T形部610侧壁上的端部610a和610b，他们的形状彼此互补以便装配时装配成平接面。
每个T形部610上的每个端部610a和610b具有“”形，而另一侧具有“”形。
在基本上垂直于上部绝缘体60a和下部绝缘体60b的T形部610相对侧面的相对末端表面上也有彼此形状互补的端部610a和610b。
上部绝缘体60a和下部绝缘体60b的T形部610具有在末端的底座面611a，用于安放螺旋型铁芯HC的铁芯承座151a。
同时，在上部绝缘体60a的紧固部分600上的紧固孔620a附近有位置凸出630，其形状与桶安装面中的位置孔或槽(未示出)互补匹配。
在紧固孔620a中有柱状套筒800，切开部分具有弹性的弹簧销，或者能够压力配合在紧固孔620a中的中空销，作为套管。
同时，参照图10，关于本发明的定子6，具有紧固部分600，其每个形成为与上部绝缘体60a或下部绝缘体60b成一体，从铁芯的内侧圆周表面在轴向上的三个或三个以上的地方凸出出来，形成紧固部分600，以致可以定义不等式a≥b，其中“a”表示从螺旋型铁芯HC的外表面突出的每个T形部151的长度，“b”表示螺旋型铁芯内侧表面到在紧固部分600中的紧固孔中心的距离。
仅供参考，图8中未解释的标号8表示用于控制电机的霍耳传感器组件，而9表示用于连接电源给定子供电的接线盒组件(tap housing assembly)。
现将参照图4描述根据本发明的优选实施例的制造螺旋型铁芯的方法。
如所示，根据本发明的优选实施例制造螺旋型铁芯的方法包括：冲压步骤，从电动的板10上冲压成双排钢板铁芯11，其以一对带形基础150的形态在其宽度方向上彼此相对，而分别从基础150突出出来的T形部151是交替的；绕制步骤，在始自底层至顶层以螺旋线旋转的同时，通过叠压来自冲压步骤的钢板铁芯11，形成多层结构。
在冲压步骤中，通过冲压电动的板10形成双排钢板铁芯11，以便补偿T形部151的末端的凹槽151d形成在每个T形部151对面的基础150中。
在这种情况下，通过为了在钢板铁芯11的T形部151上提供退刀的凹槽151d，可以易于分开从电动的板10上冲压成双排的钢板铁芯11。
因为钢板铁芯11通过压力(未示出)冲压成电动的板10的长度，所以在冲压步骤后，为了满足制造螺旋型铁芯HC需要，钢板铁芯11要在长度上切割。
同时，钢板铁芯11切割成要求的长度，因此当钢板铁芯11通过缠绕装置(未示出)自动按螺旋线旋转时，随着钢板铁芯11叠压会变成具有环形形状，以便螺旋线具有预定的直径，并且使T形部151向外突出。
缠绕和叠压后的钢板铁芯11用铆钉153穿过基础150中的透孔夹紧。
而且，钢板铁芯11固定后，其缠绕起始端(未示出)和缠绕末端分别焊接到基础部分150上与其接触，完成螺旋型铁芯HC的制造。
仅供参考，如果完成的螺旋型铁芯HC与上部和下部绝缘体60a和60b(见图5)装配，并且线圈142缠绕在与上部和下部绝缘体60a和60b安装在一起的螺旋型铁芯HC的每个T形部151上，则完成了定子6(见图6)。
对本领域的技术人员显而易见，本发明可以进行各种修改和变化，而不脱离本发明的精神和范围。因此，本发明旨在覆盖所附权利要求范围内的修改和变化，和他们的等同物。
工业应用
应用本发明的滚筒式洗衣机，不仅能防止在旋转方向的反向解链，而且能防止绕制螺旋型铁芯时钢板铁芯层间分离，使绕制螺旋型铁芯变得简单。
应用本发明的滚筒式洗衣机能节省制造螺旋型铁芯的材料，简化制造工艺，减少螺旋型铁芯接头转矩产生的噪音，因此具有很高的工业应用价值。

Claims (20)

1、一种螺旋型铁芯，在从底层到顶层以螺旋线旋转钢板铁芯的同时，叠压成钢板铁芯的多层环形结构，该钢板铁芯通过冲压电动的板而形成，其形态为一对带形基础在其宽度方向上彼此相对，而分别从该基础突出出来的T形部是交替的，该螺旋型铁芯包括：
在该钢板铁芯的每个该T形部的上表面或下表面上的定位销，和补偿该定位销的孔，用于防止该钢板铁芯在该螺旋的旋转方向的反向上解链，并且防止在以螺旋线旋转该钢板铁芯的同时叠压该钢板铁芯时该钢板铁芯的底层/顶层分离；
在该基础中该钢板铁芯的每个相邻的T形部之间的凹槽，用于当该钢板铁芯缠绕时减小应力；和
通过以直线或曲线形式斜切每个该T形部的端部相对边缘的角部分成型的基本上“C”型的每个该T形部的末端，用于在电机驱动期间减小接头转矩产生的噪音。
2、如权利要求1所述的螺旋型铁芯，其中该钢板铁芯从该电动的板上双排冲压，以便补偿该钢板铁芯的该T形部的该末端的凹槽形成在与该T形部相对的该基础中。
3、如权利要求2所述的螺旋型铁芯，其中该钢板铁芯的该T形部的每一个包括用于退件的凹槽，以方便冲压成双排的该钢板铁芯的平滑分离。
4、如权利要求1所述的螺旋型铁芯，其中该叠压的钢板铁芯包括穿过在该基础中的透孔的铆钉，用于夹紧该叠压的钢板铁芯在一起。
5、如权利要求1所述的螺旋型铁芯，其中该层压的钢板铁芯包括在该基础的预定位置上的焊接部分，与该钢板铁芯的缠绕起始端和缠绕末端接触。
6、如权利要求1所述的螺旋型铁芯，其中该凹槽具有在相邻的T形部之间的多边形形状，其深度在中间部分最深，并且随着该凹槽从该中间部分朝着相反的侧面延伸越远变得越来越小，直到该凹槽与该基础的边缘并接。
7、一种制造螺旋型铁芯的方法，包括：
冲压步骤，从电动的板上冲压成双排钢板铁芯，形态为一对带形基础在宽度方向上彼此相对，而分别从该基础突出出来的T形部是交替的；和
绕制步骤，在从底层到顶层以螺旋线旋转该钢板铁芯的同时，通过叠压经过该冲压步骤的该钢板铁芯形成多层结构。
8、如权利要求7所述的方法，其中该冲压步骤包括以双排冲压该电动的板以形成该钢板铁芯的该步骤，以便补偿每个T形部的末端的形状的凹槽形成在该基础中每个该T形部的相对面。
9、如权利要求8所述的方法，其中该冲压步骤还包括在该钢板铁芯的该T形部中形成为了退件的凹槽的步骤，以便使得冲压成双排的该钢板铁芯易于分开。
10、如权利要求7所述的方法，还包括在该冲压步骤后的从该电动的板上冲压出该钢板铁芯之后，以固定长度切割该钢板铁芯的该步骤。
11、如权利要求7所述的方法，还包括在该绕制步骤后借助穿过在该基础中的透孔的铆钉夹紧该叠压的钢板铁芯在一起的该步骤。
12、如权利要求7所述的方法，还包括在该绕制步骤后焊接该钢板铁芯的缠绕起始端和缠绕末端到该基础的预定位置分别与其接触的焊接步骤。
13、一种螺旋铁芯，在从底层到顶层以螺旋线旋转钢板铁芯的同时叠压该钢板铁芯的多层环形结构，该钢板铁芯通过从电动的板上双排冲压形成，形态为一对带形基础在宽度方向上彼此相对，而分别从该基础突出出来的T形部是交替的，该螺旋型铁芯包括：
在该钢板铁芯的每个该T形部的上表面或下表面上的定位销，和补偿该定位销的孔，用于防止该钢板铁芯在该螺旋的旋转方向的反向上解链，并且防止在以螺旋线旋转该钢板铁芯的同时叠压该钢板铁芯时该钢板铁芯的底层/顶层分离；
形成在该基础中该钢板铁芯的每个相邻的T形部之间的凹槽，以致该凹槽具有多边形形状，其深度在中间部分最深，并且随着该凹槽从该中间部分朝着相反的侧面延伸越远变得越来越小，直到该凹槽与该基础的边缘并接，用于减小当该钢板铁芯缠绕时引起的应力；和
基本上“C”型的每个该T形部的末端，用于在电机驱动期间减小接头转矩产生的噪音。
14、如权利要求13所述的螺旋型铁芯，其中每个该T形部的该末端包括以直线或者曲线斜切的其上每个相对边缘的倒角部分。
15、如权利要求12所述的螺旋型铁芯，其中该钢板铁芯从电动的板上双排冲压而成；因此补偿该钢板铁芯的一侧T形部的该末端的凹槽形成在与该一侧T形部相对的该基础中。
16、如权利要求15所述的螺旋型铁芯，其中该钢板铁芯的该T形部的每一个包括为了退件的凹槽，用于冲压成双排的该钢板铁芯的平滑分离。
17、如权利要求13所述的螺旋型铁芯，其中该叠压的钢板铁芯包括在该基础的预定部位上的焊接部分，以与该钢板铁芯的缠绕起始端和缠绕末端相接处。
18、一种螺旋铁芯，在从底层到顶层以螺旋线旋转钢板铁芯的同时，叠压成该钢板铁芯的多层环形结构，该钢板铁芯具有带形基础和从该基础以基本上垂直于该基础的方向上突出出来的T形部，该螺旋型铁芯包括：
在该钢板铁芯的每个该T形部的上表面或下表面上的定位销和补偿该定位销的孔，用于防止该钢板铁芯在螺旋旋转方向的反向解链，并且防止在以螺旋线旋转该钢板铁芯的同时在该钢板铁芯的叠压中该钢板铁芯的底层/顶层分离；
在该基础中该钢板铁芯的每个相邻的T形部之间的凹槽，用于当该钢板铁芯缠绕时减小应力；和
成型为基本上“C”型形状的每个该T形部的末端，用于减小在电机驱动期间由接头转矩产生的噪音。
19、如权利要求18所述的螺旋型铁芯，其中每个该T形部的该末端包括以直线或者曲线斜切的其上每个相对边缘的倒角。
20、如权利要求18所述的螺旋型铁芯，其中该凹槽具有在相邻的T形部之间的多边形，其深度为中间部分最深，并且随着该凹槽从该中间部分朝着相反的两侧延伸得越远变得越来越小，直到该凹槽与该基础的边缘并接。
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