CN211670752U - 电动机组件、洗衣机、干衣机和洗衣干衣机 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种电动机组件，适用于洗衣机或干衣机或洗衣干衣机，包括定子和具有转子磁体的转子，且定子线圈轴向地间隔，从而使得所述转子磁体和定子线圈之间的磁通路径轴向地定向。所述定子与轴承壳体部件相关联，所述轴承壳体部件与所述机器的外滚筒或桶的基部相关联，以提供从所述定子线圈到所述轴承壳体部件的热传导路径。本申请还公开了一种洗衣机、干衣机、洗衣干衣机，其包含上述电动机组件。

Description

电动机组件、洗衣机、干衣机和洗衣干衣机
技术领域
本实用新型涉及一种适用于例如洗衣机的轴向磁通永磁同步电动机直驱电动机组件。
背景技术
直驱电动机常用于洗衣机。电动机在转子和轴之间没有皮带或其它形式的运动传动装置的情况下直接驱动轴。对洗衣机中的直驱电动机的要求包含电动机产生足够的扭矩以用于可靠启动、最小化电动机升温，并且具有最小厚度，因此电动机不会占用来自洗衣机桶的空间 (因此对于给定的占据面积-洗衣机容量，洗衣机可以容纳更大量的衣服)。
用于直驱洗衣机的电动机通常是带有外转子的径向磁通-永磁同步电动机类型(RF-PMSM)。磁通路径径向地定向。在RF-PMSM电动机中，扭矩输出与电动机在轴向方向上的厚度成正比，并且电动机效率与定子极长度(即电动机直径)成正比。
轴向磁通永磁同步电动机(AF-PMSM)是磁通轴向地定向的电动机。在AF-PMSM电动机中，扭矩输出随径向方向上的电动机直径而变化，并且效率随轴向方向上的电动机厚度而变化。先前已经提出用于洗衣机的AF-PMSM电动机-参见美国专利说明书20100275660和PCT国际专利说明书WO2018155843。
本实用新型的目标为提供适用于洗衣机的改进型或至少替代形式的直驱AF-PMSM电动机组件。
实用新型内容
概括地说，本实用新型包括一种电动机组件，适用于洗衣机或干衣机或洗衣干衣机，所述电动机组件包括：
电动机，其包括：包括定子线圈的定子；和转子，其包括永磁体，并且直接驱动来自所述电动机的输出驱动轴，其中所述转子的永磁体和定子线圈轴向地间隔，从而使得所述转子的永磁体和定子线圈之间的磁通路径轴向地定向，
转子轴承壳体部件，其适于与所述洗衣机或干衣机或洗衣干衣机的外滚筒或桶的基部相关联，其中所述定子与所述轴承壳体部件相关联，其中热传导路径从所述定子线圈到所述转子轴承壳体部件。
在一个实施例中，定子线圈缠绕在定子芯上，所述定子芯由附接到转子轴承壳体部件的定子框架承载。
在另一实施例中，定子线圈缠绕在由转子轴承壳体部件直接承载/ 与转子轴承壳体部件集成的定子芯上。
可选地，电动机可以位于安装转子的轴向间隔的轴承之间。
宽泛地说，本发明还包括一种电动机组件，适用于洗衣机或干衣机或洗衣干衣机，电动机组件包括：
电动机，其包括：包括定子线圈的定子；和转子，其包括永磁体，并且直接驱动来自电动机的输出驱动轴，
转子轴承壳体部件，其适于与洗衣机或干衣机或洗衣干衣机的桶的基部相关联，其中定子与转子轴承壳体部件相关联，其中热传导路径从定子线圈到转子轴承壳体部件，且
其中电动机位于安装转子的轴向间隔的轴承之间。
本实用新型还包含一种洗衣机、干衣机和洗衣干衣机，其包含电动机组件。
在洗衣机、干衣机和洗衣干衣机中，所述转子轴承壳体部件分别固定到所述洗衣机、干衣机和洗衣干衣机的外滚筒或桶的封闭端。
在本说明书中，术语“包括”意指“至少部分地由……组成”。在解释本说明书和权利要求书中包含“包括”的陈述时，也可以存在除所述术语之外的特征或术语前面的特征。应类似地解释例如“包括 (comprise和comprises)”的相关术语。
附图说明
现将参考附图描述本实用新型的优选形式，在附图中：
图1是根据优选实施例中的任一个的并有电动机的前装式水平轴洗衣机的部分竖直剖视图，
图2是根据优选实施例中的任一个的并有电动机的顶部或倾斜进口式水平轴洗衣机的完全竖直剖视图，
图3是根据本实用新型的第一实施例的贯穿安装到水平轴机器的洗衣机滚筒的封闭端的直驱电动机组件的剖视图，
图4是根据本实用新型的第二实施例的贯穿安装到水平轴机器的洗衣机滚筒的封闭端的直驱电动机组件的剖视图，和
图5是根据本实用新型的第三实施例的贯穿安装到水平轴机器的洗衣机滚筒的封闭端的直驱电动机组件的剖视图。
具体实施方式
参考图1，示出了前装式或水平轴式洗衣机1。前装式洗衣机包含具有前门3的外壳2，所述前门允许进入带孔的可旋转内滚筒4，所述滚筒用于装纳例如待洗衣服的衣物，并且安装在外壳内以绕水平轴旋转。用于容纳洗涤液的大致圆柱形的固定(非旋转式)液体外滚筒5 围绕内滚筒4安装(悬挂)在外壳2内。图2示出了完全剖视的顶部或倾斜进口式水平轴机器的内滚筒4和外滚筒5以及电动机7，并且未也示出外壳。
在这两种情况下，无刷DC(BLDC)或永磁(PM)电动机7的定子6固定地附接到外滚筒5的端部5a(参见图2)。外滚筒5外部的转子8可旋转地固定到转子轴9的外端，所述转子轴延伸穿过外滚筒 5的端部中的通道并在其另一端处承载内滚筒4。转子轴9经由至少一对间隔开的轴承安装，例如由固定到外滚筒5的端部的轴承壳体部件 16承载的滚柱轴承。在图2的顶部或倾斜进口式机器中，滚筒的两个水平端部也由轴承支撑。机器控制器和/或电动机控制器(未示出)向设置在定子极周围的定子绕组提供适当的换向信号，从而使得可以在机器的用户设定洗涤程序的各种循环期间指示转子的旋转速度和方向。
在图3和4的实施例中，转子8优选地包括相对轻质但刚性且成本有效的聚合物或塑料框架10，所述框架例如通过注塑成型。转子框架10包括具有栓槽孔的中心转子轮毂11，所述栓槽孔装配到驱动轴9 的端部上的栓槽，以及外转子部分，其承载永磁极或双极元件12的圆周环。转子框架10可以由塑料材料和金属轮毂11形成，或替代地转子框架可以由单一材料(例如聚合材料或金属)形成为单个部件。转子框架10可以具有例如支架或辐条形式。转子组件通过螺栓(未示出) 固定到转子轴9，所述螺栓拧入转子轴端部中的螺纹孔13中。
如上所述，这对轴向间隔的轴承14和15承载或安装在轴承壳体部件16中，所述轴承壳体部件例如可以是铸造或压制金属部件，并且可旋转地支撑承载转子的轴9。轴承壳体部件16又固定到外滚筒4的端部(水平轴机器中水平安装的滚筒的底部)。外或第一轴承14设置在轴9的端部处或附近，且轴承15邻近滚筒4。密封件17安装到轴承壳体16并径向向内延伸到轴9，以提供对轴9的旋转密封和对滚筒端部的静密封。例如，轴承可以是滚珠轴承或滚柱轴承。在所示的实施例中，滚筒4的端部具有围绕轴9到滚筒的联接件的中央环形腔4a，其形状和直径用以容纳轴承壳体部件16。
在图3的实施例中，定子6(包含个别芯20和围绕芯20的线圈 21)紧固到轴承壳体部件16。定子芯和线圈20/21可由具有中心开口 22a的环形定子框架22承载，当定子安装到轴承壳体部件时，轴承壳体部件16的中心环形延伸部16a进入所述中心开口。
定子芯20可以形成为薄的大致圆形的钢叠片堆叠，或单个螺旋缠绕的叠片。定子芯从定子框架22轴向延伸(与转子8和转子轴9的旋转轴线平行)。定子芯20可以适当地附接到定子框架22，包含例如在定子框架由塑料材料制成的情况下，通过由定子框架包覆成型。因此，围绕轴向对齐的定子芯/极20缠绕的定子线圈21也轴向对齐。在图2 中，定子芯20和线圈21示出为在一侧上被切割，而定子芯和线圈在图的另一侧上未被切割。
因为根据本实用新型，定子芯20和线圈21由具有相对高质量的轴承壳体部件16承载，所以通过定子框架22，来自定子线圈的热传导路径得到改进(与洗衣机中的典型的传统径向磁通电动机组件相比)。定子芯20和线圈21将热量散发到其安装到的(相对大的)轴承壳体部件16。轴承壳体部件可以将热量散发到桶4。在定子框架22 和轴承壳体部件16之间存在用于高传热的宽的环形表面接触区域。为了也便于热传导，定子框架和轴承壳体部件16可以由金属形成。
图4的第二实施例类似于图2的实施例，并且相同的附图标记表示相同的部件，除了在图3的实施例中，包含定子芯20的定子框架与轴承壳体部件以一体式部件36集成在一起。
同样，因为定子芯20和线圈21由轴承壳体部件36承载，所以改进了来自定子芯和线圈的热传导路径。定子芯20和线圈21将热量散发到其安装到的集成式定子框架和轴承壳体部件36。
在图5所示的第三实施例中，除非另有说明，否则相同的附图标记表示相同的部件。在此实施例中，电动机位于轴承14和15之间，如将进一步描述。然而，在此实施例中，同样，定子芯20和线圈21 也由固定到滚筒的封闭端的轴承壳体部件承载，从而使得改进了来自定子线圈的热传导路径。
参考图5，在此实施例中，轴承15承载或安装在轴承壳体部件46 中，所述轴承壳体部件同样可以是例如铸造或压制金属部件。在此实施例中，外轴承14承载或安装在端板或端部安装部件47中，所述端板或端部安装部件可具有例如盘状形式且可选地具有支架或辐条结构，并且在其外周边处或附近附接到轴承壳体部件46的环形周壁的端部，如46a处所示。端板或部件47包括安装轴承14的轴承安装腔或座46b，但替代地，轴承14可以以任何方式安装到端板或部件47。端板或部件47可任选地包含孔46c。端板或部件47可以是例如铸造或压制金属部件，或替代地是刚性塑料部件。
虽然在图3和4的实施例中，转子8包括塑料框架10和形成为单独金属部件的转子轮毂11，但在图4的实施例中，转子和轮毂可以以此方式形成，或替代地如所示，转子8全部(即框架10和轮毂11) 由例如通过金属压制或铸造的单一材料形成，或由塑料材料形成。转子8通过螺栓(未示出)固定到轴9，所述螺栓拧入驱动轴9的端部中的螺纹孔13中。
在图5的实施例中，轴承壳体部件46同样包括集成式定子框架和轴承壳体部件。因为定子芯20和线圈21由此集成式定子框架和轴承壳体部件46承载，所以同样改进了来自定子线圈的热传导路径。定子芯20和线圈21将热量散发到轴承壳体部件46。
在电动机位于轴承之间的图5的实施例中，电动机可以替代地是 RF-PMSM电动机。
如前所述，并有本实用新型的电动机组件的洗衣机可以是前装式或顶部或倾斜进口式水平轴洗衣机或顶装式竖直轴洗衣机。本实用新型的电动机组件可以并入干衣机或洗衣干衣机中，其通常是水平进口式的。
前面描述了本实用新型，包含其优选形式。在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以进行本领域技术人员将显而易见的修改和变更。

Claims (18)

1.一种电动机组件，适用于洗衣机或干衣机或洗衣干衣机，其特征在于，所述电动机组件包括：
电动机，其包括：包括定子线圈的定子；和转子，其包括永磁体，并且直接驱动来自所述电动机的输出驱动轴，其中所述转子的所述永磁体和所述定子线圈轴向地间隔，从而使得所述转子的所述永磁体和所述定子线圈之间的磁通路径轴向地定向，
转子轴承壳体部件，其适于与所述洗衣机或所述干衣机或所述洗衣干衣机的外滚筒或桶的基部相关联，其中所述定子与所述转子轴承壳体部件相关联，其中热传导路径从所述定子线圈到所述转子轴承壳体部件。
2.根据权利要求1所述的电动机组件，其特征在于，所述定子线圈缠绕在由附接到所述转子轴承壳体部件的定子框架承载的定子芯上。
3.根据权利要求1所述的电动机组件，其特征在于，所述定子线圈缠绕在由所述转子轴承壳体部件直接承载/与所述转子轴承壳体部件集成的定子芯上。
4.根据权利要求1所述的电动机组件，其特征在于，所述电动机位于安装所述转子的轴向间隔的轴承之间。
5.根据权利要求2所述的电动机组件，其特征在于，所述电动机位于安装所述转子的轴向间隔的轴承之间。
6.根据权利要求3所述的电动机组件，其特征在于，所述电动机位于安装所述转子的轴向间隔的轴承之间。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的电动机组件，其特征在于，所述转子轴承壳体部件适于安装轴向间隔的轴承，以可旋转地支撑所述转子。
8.根据权利要求7所述的电动机组件，其特征在于，所述转子轴承壳体部件适于安装所述轴向间隔的轴承中的一个，且外板或外安装部件适于安装所述轴向间隔的轴承中的另一个。
9.根据权利要求7所述的电动机组件，其特征在于，所述转子轴承壳体部件适于安装所述轴向间隔的轴承中的一个，且外板或外安装部件适于安装所述轴向间隔的轴承中的另一个，以及所述外板或外安装部件在其周边处或附近附接到所述转子轴承壳体部件。
10.根据权利要求1所述的电动机组件，其特征在于，包括单个定子和单个转子。
11.一种电动机组件，适用于洗衣机或干衣机或洗衣干衣机，其特征在于，所述电动机组件包括：
电动机，其包括：包括定子线圈的定子；和转子，其包括永磁体，并且直接驱动来自所述电动机的输出驱动轴，
转子轴承壳体部件，其适于与所述洗衣机或所述干衣机或所述洗衣干衣机的桶的基部相关联，其中所述定子与所述转子轴承壳体部件相关联，其中热传导路径从所述定子线圈到所述转子轴承壳体部件，且
其中所述电动机位于安装所述转子的轴向间隔的轴承之间。
12.根据权利要求11所述的电动机组件，其特征在于，所述转子轴承壳体部件适于安装所述轴承中的一个，且外板或外安装部件适于安装所述轴向间隔的轴承中的另一个。
13.一种洗衣机，其特征在于，包含根据权利要求1到12中任一项所述的电动机组件。
14.根据权利要求13所述的洗衣机，其特征在于，所述转子轴承壳体部件固定到所述洗衣机的外滚筒或桶的封闭端。
15.一种干衣机，其特征在于，包含根据权利要求1到12中任一项所述的电动机组件。
16.根据权利要求15所述的干衣机，其特征在于，所述转子轴承壳体部件固定到所述干衣机的外滚筒或桶的封闭端。
17.一种洗衣干衣机，其特征在于，包含根据权利要求1到12中任一项所述的电动机组件。
18.根据权利要求17所述的洗衣干衣机，其特征在于，所述转子轴承壳体部件固定到所述洗衣干衣机的外滚筒或桶的封闭端。
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