專利名稱：永磁同步電機的轉子與工作構件間的啟動機構及交流永磁排水泵的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及交流永磁同步電機及排水泵技術領域。
背景技術：
U型交流永磁同步電機常應用于排水泵，因此這種排水泵也往往稱為交流永磁排水泵。這種排水泵主要應用于洗衣機上。由于這種排水泵具有低壓啟動困難的特點，從而限制了電磁利用效率，使產品的整體效率低下。另一方面，近年來，隨著生產廠家的增多、市場競爭的加劇、客戶要求的不斷提高，此產品的成本壓力也在不斷凸顯，噪音問題也需要不斷改善。
公開日為2007年6月27日，公開號為CN2916195Y的中國發明專利公開了一種離心式排水泵,該離心式排水泵的葉輪中央設置有啟動機構，該啟動機構包括帶有啟動筋的軸套、帶有從動筋的葉輪內腔及設置于兩者之間的多組減震體，其啟動原理是通過轉軸的轉動帶動軸套轉動，在軸套轉動過程中，軸套上的啟動筋觸動減震體，進一步通過減震體觸動從動筋驅使葉輪轉動。由于需滿足1.減震體需要與啟動筋和從動筋分別發生干涉；2.啟動筋與從動筋避免接觸，不可相互干涉的條件，因此造成了位于軸套的啟動筋作用于減震體的徑向內側，而減震體的徑向外側作用于從動筋，在長期的受力方向不對稱的工作狀態下，減震體容易產生扭曲變形，降低了裝置的效率與使用壽命。減震柱滑動的最大好處是增大觸動前轉子空載運轉的角度。
公開日為2009年6月10日，公開號為CN201255190Y，發明名稱為“永磁同步電機的轉子和工作構件之間的傳動裝置”的中國實用新型專利也公開了一種永磁同步電機的轉子和工作構件之間的啟動機構，該啟動機構中從動筋與啟動筋位于錯開的平面、延軸向發生干涉，同樣存在減震體受力不對稱的情況，長期工作下，受易變形、勞損，降低裝置的效率與使用壽命。
實用新型內容本實用新型的目的在于解決上述問題，提供一種改進的啟動機構，能使轉子與工作構件之間的啟動傳動受力均衡、減少變形勞損、提高可承受負載能力，壽命更長，噪音更低。為了實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案:一種永磁同步電機的轉子和工作構件間的啟動機構，包括一殼體及設置于殼體內的軸套和減震柱，所述殼體由軸向的第一部分和第二部分裝配而成，第一部分與第二部分之間限定出一用于容置軸套和減震柱的密閉的腔室，所述第一部分具有徑向的一平坦的第一部分內平面，從第一部分內平面軸向凸伸出至少一塊第一觸動筋，所述第二部分具有徑向的一平坦的第二部分內平面，從第二部分內平面軸向凸伸出至少一塊第二觸動筋，且第一觸動筋與第二觸動筋于裝配后位于同一軸線投影上，構成觸動筋對，所述軸套具有一可套接轉軸的管狀主體，管狀主體外壁徑向向外凸伸出至少一塊第三觸動筋,所述第三觸動筋與所述第一觸動筋及第二觸動筋之間沿軸向留有旋轉時不相碰的間隙， 所述減震柱安置于所述觸動筋對與第三觸動筋所夾的空間之內，在軸向上分別與第一觸動筋、第二觸動筋及第三觸動筋發生干涉，當殼體或軸套的其中之一受外力驅使而轉動時，(a)觸動筋對或(b)第三觸動筋中的其中之一將推動減震柱在所述腔室內滑向位于減震柱另一側的(a)觸動筋對或(b)第三觸動筋的另外之一，使殼體或軸套的另外之一產生轉動。所述減震柱的高度與第一部分內平面、第二部分內平面之間的垂直距離大致相等，以使減震柱能平穩地在殼體腔室內滑行。所述減震柱具有與相鄰的觸動筋對形狀相匹配的第一側面及與相鄰的第三觸動筋側壁形狀相匹配的第二側面，以便減震柱能更平穩地與觸動筋發生接觸、平穩地傳遞動力。優選地，所述第一觸動筋與第二觸啟動筋是位于同一直柱體的兩段長度相同的實心體。優選地，所述第三觸動筋有兩塊，對稱設置于管狀主體軸截面兩端。優選地，所述觸動筋對有兩組，對稱設置于第一部分或第二部分軸截面兩端。優選地，所述減震柱有兩塊，對稱地設置于觸動對與第三觸動筋所夾空間之內。作為另一種實施方式，所述第三觸動筋有一塊，所述觸動筋對有一組，所述減震柱
有一塊。作為一種實施方式，所述殼體成形于交流永磁排水泵磁芯的其中一端，所述第二部分或第一部分的其中之一與包裹磁芯的磁芯塑封外殼固定連接或一體注塑在一起，所述第二部分或第一部分的另外之一為轉子壓蓋。作為另一種實施方式，所述殼體成形于交流永磁排水泵泵蓋內腔，所述第二部分或第一部分的其中之一與泵蓋固定連接或一體注塑在一起，所述第二部分或第一部分的另外之一為轉子腔壓蓋。作為一種應用，一種改進了啟動機構的交流永磁排水泵，包括泵蓋，泵體，設置于泵蓋內腔的葉輪組件、設置于泵體內腔的定子鐵芯、線圈、轉子組件及轉軸，其特征在于:所述轉子組件包括磁芯、包裹磁芯的磁芯塑封外殼及如上任一所述的啟動機構，所述轉軸一端連接所述葉輪組件，另一端依次與轉子前軸承、磁芯、所述啟動機構的軸套及轉子后軸承有效連接。作為另一種應用，一種改進了啟動機構的交流永磁排水泵，包括泵蓋，泵體，設置于泵蓋內腔的葉輪組件、設置于泵體內腔的定子鐵芯、線圈、轉子組件及轉軸，其特征在于:所述轉子組件包括磁芯、包裹于磁芯外的磁芯塑封外殼及如上任一所述的啟動機構，所述轉軸一端連接所述葉輪組件，另一端依次與轉子前軸承、所述啟動機構的軸套、磁芯及轉子的后軸承有效連接。作為第三種應用，一種改進了啟動機構的交流永磁排水泵，包括泵蓋，泵體，設置于泵蓋內腔的葉輪組件、設置于泵體內腔的定子鐵芯、線圈、轉子組件及轉軸，其特征在于:所述葉輪組件包括葉片及設置于泵蓋內的如權利要求f 7或9任一所述的啟動機構，所述泵蓋與所述啟動機構的第一部分或第二部分的其中之一固定連接或注塑成一體。本實用新型改進了永磁同步電機的轉子與工作構件之間的啟動機構，使轉子啟動工作構件轉動的過程中受力均勻、減小彈性變形，可承受更大的負載，延長電機或泵的壽命，提聞水栗性能。
圖1是本實用新型的交流永磁排水泵的外部結構示意圖。圖2是本實用新型實施例1的剖面結構示意圖。圖3是轉子組件與啟動機構的分解示意圖。圖4是啟動機構軸向結構示意圖(此圖未表示出第一部分和第二部分的側壁)。圖5是圖4的A-A剖面示意圖。圖6是圖4的C-C剖面示意圖。圖7是圖4的B-B剖面示意圖。圖8是本實用新型實施例2的剖面結構示意圖。圖9是本實用新型實施例3的剖面結構示意圖。圖10是單個觸動筋的啟動機構的分解示意圖。圖11各圖是圖10所示啟動機構的啟動過程示意圖,其中圖1la的起始狀態，圖1lb是中間狀態，圖1lc是終止狀態。其中，后軸承I轉子壓蓋2轉子壓蓋啟動筋2.1磁芯塑封外殼3磁芯塑封啟動筋3.1磁芯4前軸承5葉輪6軸套7管狀主體7.2從動筋7.1減震柱8轉軸9定子線圈10定子鐵芯11泵體12泵蓋13轉子腔壓蓋1具體實施方式
實施例1如圖1所示的交流永磁排水泵，其內部結構如圖2所示，包括泵蓋(圖中未示出)、泵體12、置于泵蓋內腔的葉輪組件、設置于泵體內腔的定子鐵芯11、定子線圈10、轉子組件及轉軸9。其中，所述轉子組件包括磁芯、包裹磁芯的磁芯塑封外殼3及設于泵體內腔的啟動機構。在本例中，啟動機構設置于磁芯遠離葉輪的那一端。啟動機構具有一殼體，殼體內設置有軸套7和減震柱8。殼體由第一部分和第二部分裝配而成，其中，磁芯塑封外殼3在磁芯的末端向后延伸形成殼體的第一部分,第二部分由轉子壓蓋2所充當；在轉子壓蓋2與磁芯塑封外殼3之間限定出可容納軸套和減震柱的腔室。磁芯塑封外殼3具有一平坦的內平面，從該內平面向后垂直凸伸出兩塊磁芯塑封啟動筋3.1，對稱設置于磁芯塑封外殼軸截面兩端。轉子壓蓋2具有一蓋內平面，從該蓋內平面向前垂直凸伸出兩塊位于同一軸截面兩端的轉子壓蓋啟動筋2.1，且磁芯塑封啟動筋
3.1與轉子壓蓋啟動筋2.1對應設置于同一軸線上，構成啟動筋對。優選地，磁芯塑封啟動筋3.1與轉子壓蓋啟動筋2.1是截取自同一直柱體上的兩段長度相等的實心體。圖5所示，軸套7具有一可套接轉軸的管狀主體7.2，管狀主體7.2外壁向外凸伸出兩塊從動筋7.1。如圖4所示，從動筋7.2與啟動筋對在軸向上留有防撞間隙，彼此不發生干涉。減震柱8為橫截面為扇形的柱體，不固定地安置于啟動筋對與從動筋所夾空間之內，在軸向上分別與啟動筋對及從動筋發生干涉，如圖4所示。為了與啟動筋對及從動筋有更好的接觸面,減震柱8的兩個側面分別具有與相鄰的啟動筋及從動筋對側壁形狀相匹配的形狀。減震柱與軸套在平面上的干涉關系可見圖5所示；減震柱與磁芯塑封啟動筋3.1在平面上的干涉關系可見圖6所示；減震柱與轉子壓蓋啟動筋2.1在平面上的干涉關系可見圖7所示。轉軸9 一端與葉輪緊固連接，另一端如圖2自右至左依次:支承于轉子前軸承5，穿越磁芯4，緊固于啟動機構的軸套7及最后支承于轉子后軸承。軸套7固定連接于轉軸9，與轉軸7同步轉動。定子線圈10通電，對磁芯產生作用力，使磁芯轉動，磁芯塑封外殼3也隨之轉動，啟動筋對或推動減震柱8在腔室內滑向位于減震柱另一側的從動筋，從而使軸套7轉動。軸套7的轉動，使轉軸及與轉軸連接的葉輪一起轉動，從而完成泵的啟動。實施例2本例與實施例1的結構大致相同，不同之處在于啟動機構的設置位置。如圖8所示，啟動機構設置于磁芯靠近葉輪的這一端。啟動機構具有一殼體，殼體由第一部分和第二部分裝配而成，其中，磁芯塑封外殼3在磁芯的末端向前延伸形成殼體的第一部分，第二部分由轉子壓蓋2所充當；在轉子壓蓋2與磁芯塑封外殼3之間限定出可容納軸套和減震柱的腔室。磁芯塑封外殼3具有一平坦的內平面，從該內平面向前垂直凸伸出兩塊磁芯塑封啟動筋3.1，對稱設置于磁芯塑封外殼軸截面兩端。轉子壓蓋2具有一蓋內平面，從該蓋內平面向后垂直凸伸出兩塊位于同一軸截面兩端的轉子壓蓋啟動筋2.1，且磁芯塑封啟動筋3.1與轉子壓蓋啟動筋2.1對應設置于同一軸線上，構成啟動筋對。優選地，磁芯塑封啟動筋3.1與轉子壓蓋啟動筋2.1是截取自同一直柱體上的兩段長度相等的實心體。圖5所示，軸套7具有一可套接轉軸的管狀主體7.2，管狀主體7.2外壁向外凸伸出兩塊從動筋7.1。如圖4所示，從動筋7.2與啟動筋對在軸向上留有防撞間隙，彼此不發生干涉。減震柱8為橫截面為扇形的柱體，不固定地安置于啟動筋對與從動筋所夾空間之內，在軸向上分別與啟動筋對及從動筋發生干涉，如圖4所示。為了與啟動筋對及從動筋有更好的接觸面，減震柱8的兩個側面分別具有與相鄰的啟動筋及從動筋對側壁形狀相匹配的形狀。減震柱與軸套在平面上的干涉關系可見圖5所示；減震柱與磁芯塑封啟動筋3.1在平面上的干涉關系可見圖6所示；減震柱與轉子壓蓋啟動筋2.1在平面上的干涉關系可見圖7所示。轉軸9 一端與葉輪緊固連接，另一端如圖8自右至左依次:支承于與轉子前軸承5，緊固于啟動機構的軸套7，穿越磁芯4及最后支承于轉子后軸承I。軸套7固定連接于轉軸9，與轉軸7同步轉動。定子線圈10通電，對磁芯產生作用力，使磁芯轉動，磁芯塑封外殼3也隨之轉動，啟動筋對或推動減震柱8在腔室內滑向位于減震柱另一側的從動筋，從而使軸套7轉動。軸套7的轉動，使轉軸及與轉軸連接的葉輪一起轉動，從而完成泵的啟動。實施例3本例與實施例1的結構大致相同，不同之處在于啟動機構的設置位置。如圖1所示的交流永磁排水泵，其內部結構如圖9所示，其包括泵蓋，泵體，設置于泵蓋內腔的葉輪組件、設置于泵體內腔的定子鐵芯、線圈、轉子組件及轉軸。葉輪組件包括葉片及設置于泵蓋內的如啟動機構。啟動機構具有一殼體，殼體由第一部分及第二部分裝配而成，其中第一部分由泵蓋13所充當，第二部分由轉子腔壓蓋14所充當，泵蓋13與轉子腔壓蓋14之間限定出一用于容納軸套7和減震柱8的腔室。其中，第一部分可以由泵蓋本體構成，也可以是與泵蓋固定連接的另一構件。本例中，泵蓋具有一朝向腔室的平坦的泵蓋內平面，從泵蓋內平面向后垂直凸伸出兩塊泵蓋啟動筋，對稱地設置于泵蓋軸截面兩端。轉子腔壓蓋14具有一平坦的轉子腔壓蓋內平面，從轉子腔壓蓋內平面向前垂直凸伸出兩塊位于同一直徑兩端的轉子腔壓蓋啟動筋，且泵蓋啟動筋與轉子腔壓蓋啟動筋對應設置于同一軸線上，構成啟動筋對。優選地，泵蓋啟動筋與轉子腔壓蓋啟動筋是截取自同一直柱體上的兩段長度相同的實心體。軸套7具有一緊固地套接轉軸的管狀主體7.2，管狀主體7.2外壁向外凸伸出兩塊從動筋7.1。從動筋7.2與啟動筋對在軸向上留有防撞間隙，彼此不發生干涉。減震柱8為橫截面為扇形的柱體，不固定地安置于轉子腔壓蓋內平面與泵蓋內平面之間，啟動筋對與從動筋分設于減震柱8兩側,在軸向上分別與減震柱發生干涉。為了與啟動筋對及從動筋有更好的接觸面，減震柱8的兩個側面分別具有與相鄰的啟動筋及從動筋對側壁形狀相匹配的形狀。轉軸7緊固地穿過軸套，從泵蓋貫穿進入泵體內腔中的磁芯，與磁芯緊固連接。定子線圈通電，對磁芯產生作用力，使磁芯轉動，轉軸7跟隨磁芯一起轉動，轉軸上的從動筋推動減震柱8在啟動機構腔室內滑向位于減震柱另一側的啟動筋，從而使啟動機構的殼體轉動，即泵蓋轉動，帶動葉片一起轉動，從而完成泵的啟動。實施例廣3中，設置于殼體的觸動筋對及設置于軸套的第三觸動筋均為成對對稱設置于管狀主體軸截面兩端的突起結構，在應用中，也可以單個設置，具體如圖10及圖11各圖所不。減震柱8安置于觸動筋對與第三觸動筋所夾的空間之內，在軸向上分別與第一觸動筋、第二觸動筋及第三觸動筋發生干涉，當殼體或軸套的其中之一受外力驅使而轉動時，(a)觸動筋對或(b)第三觸動筋中的其中之一將推動減震柱在所述腔室內滑向位于減震柱另一側的(a)觸動筋對或(b)第三觸動筋的另外之一，使殼體或軸套的另外之一產生轉動。其中，圖1la為起始狀態，圖1lb為軸套上的啟動筋隨轉軸轉動并接觸減震柱8的左偵牝圖1lc為軸套上的啟動筋推動減震柱8直至減震柱8右側接觸殼體上的從動筋，從而完成啟動過程。本實用新型包括但并不限于上述實施例及附圖所示的內容，其它一切與本實用新型的技術方案具有相同實質性內容的產品結構均落入本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種永磁同步電機的轉子和工作構件間的啟動機構,其特征在于:包括一殼體及設置于殼體內的軸套和減震柱， 所述殼體由軸向的第一部分和第二部分裝配而成，第一部分與第二部分之間限定出一用于容置軸套和減震柱的密閉的腔室， 所述第一部分具有徑向的一平坦的第一部分內平面，從第一部分內平面軸向凸伸出至少一塊第一觸動筋， 所述第二部分具有徑向的一平坦的第二部分內平面，從第二部分內平面軸向凸伸出至少一塊第二觸動筋，且第一觸動筋與第二觸動筋于裝配后位于同一軸線投影上，構成觸動筋對， 所述軸套具有一可 套接轉軸的管狀主體，管狀主體外壁徑向向外凸伸出至少一塊第三觸動筋，所述第三觸動筋與所述第一觸動筋及第二觸動筋之間沿軸向留有旋轉時不相碰的間隙， 所述減震柱安置于所述觸動筋對與第三觸動筋所夾的空間之內，在軸向上分別與第一觸動筋、第二觸動筋及第三觸動筋發生干涉，當殼體或軸套的其中之一受外力驅使而轉動時，Ca)觸動筋對或(b)第三觸動筋中的其中之一將推動減震柱在所述腔室內滑向位于減震柱另一側的(a)觸動筋對或(b)第三觸動筋的另外之一，使殼體或軸套的另外之一產生轉動。
2.根據權利要求1所述的轉動啟動機構，其特征在于:所述減震柱的高度與第一部分內平面、第二部分內平面之間的垂直距離大致相等。
3.根據權利要求1所述的轉動啟動機構，其特征在于:所述減震柱具有與相鄰的觸動筋對形狀相匹配的第一側面及與相鄰的第三觸動筋側壁形狀相匹配的第二側面。
4.根據權利要求1所述的轉動啟動機構，其特征在于:所述第一觸動筋與第二觸啟動筋是位于同一直柱體的兩段長度相同的實心體。
5.根據權利要求1所述的轉動啟動機構，其特征在于:所述第三觸動筋有兩塊，對稱設置于管狀主體軸截面兩端。
6.根據權利要求5所述的轉動啟動機構，其特征在于:所述觸動筋對有兩組，對稱設置于第一部分或第二部分軸截面兩端。
7.根據權利要求6所述的轉動啟動機構，其特征在于:所述減震柱有兩塊，對稱地設置于觸動對與第三觸動筋所夾空間之內。
8.根據權利要求1所述的轉動啟動機構，其特征在于:所述第三觸動筋有一塊，所述觸動筋對有一組，所述減震柱有一塊。
9.根據權利要求1所述的轉動啟動機構，其特征在于:所述殼體成形于交流永磁排水泵磁芯的其中一端，所述第二部分或第一部分的其中之一與包裹磁芯的磁芯塑封外殼固定連接或一體注塑在一起，所述第二部分或第一部分的另外之一為轉子壓蓋。
10.根據權利要求1所述的轉動啟動機構，其特征在于:所述殼體成形于交流永磁排水泵泵蓋內腔，所述第二部分或第一部分的其中之一與泵蓋固定連接或一體注塑在一起，所述第二部分或第一部分的另外之一為轉子腔壓蓋。
11.一種改進了啟動機構的交流永磁排水泵，包括泵蓋，泵體，設置于泵蓋內腔的葉輪組件、設置于泵體內腔的定子鐵芯、線圈、轉子組件及轉軸，其特征在于:所述轉子組件包括磁芯、包裹磁芯的磁芯塑封外殼及如權利要求1、任一所述的啟動機構,所述轉軸一端連接所述葉輪組件，另一端依次與轉子前軸承、磁芯、所述啟動機構的軸套及轉子后軸承有效連接。
12.—種改進了啟動機構的交流永磁排水泵，包括泵蓋，泵體，設置于泵蓋內腔的葉輪組件、設置于泵體內腔的定子鐵芯、線圈、轉子組件及轉軸，其特征在于:所述轉子組件包括磁芯、包裹于磁芯外的磁芯塑封外殼及如權利要求1、任一所述的啟動機構,所述轉軸一端連接所述葉輪組件，另一端依次與轉子前軸承、所述啟動機構的軸套、磁芯及轉子的后軸承有效連接。
13.—種改進了啟動機構的交流永磁排水泵，包括泵蓋，泵體，設置于泵蓋內腔的葉輪組件、設置于泵體內腔的定子鐵芯、線圈、轉子組件及轉軸，其特征在于:所述葉輪組件包括葉片及設置于泵蓋內的如權利要求f 8任一或10所述的啟動機構，所述泵蓋與所述啟動機構的第一部分或第二部分的其中之一固定連接或注塑成一體。
專利摘要本實用新型公開了一種永磁同步電機的轉子和工作構件間的啟動機構，其包括一殼體及設置于殼體內的軸套和減震柱，當殼體或軸套的其中之一受外力驅使而轉動時，位于殼體或軸套上的(a)觸動筋對或(b)第三觸動筋中的其中之一將推動減震柱在腔室內滑向位于減震柱另一側的(a)觸動筋對或(b)第三觸動筋的另外之一，使殼體或軸套的另外之一產生轉動。本實用新型還公開了改進了啟動機構的交流永磁排水泵，使轉子啟動工作構件轉動的過程中受力均勻、減小彈性變形，可承受更大的負載，延長電機或泵的壽命,提高水泵性能。
文檔編號F04D29/00GK203071734SQ20132006062
公開日2013年7月17日 申請日期2013年2月1日 優先權日2013年2月1日
發明者黃訪新 申請人:江門市地爾漢宇電器股份有限公司