CN101408228A - 永磁同步电机的转子和工作构件之间的传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁同步电机的转子和工作构件之间的传动装置，该传动装置包括：连接转子轴的轴套；从轴套的管状主体侧壁凸出的启动筋；具有容置轴套的容纳腔的工作构件；从工作构件的容纳腔内壁凸出的第一限位筋；容置在所述容纳腔内的减震块；其中，所述启动筋的顶面与所述第一限位筋的顶面之间设有防碰撞间隙，以便轴套随转子轴旋转时，防止所述启动筋与所述第一限位筋发生碰撞或摩擦。本发明具有轴套的自由行程大的技术效果，因此低压启动性能好。

Description

永磁同步电机的转子和工作构件之间的传动装置

技术领域

本发明涉及一种永磁同步电机的联轴器，特别涉及永磁同步电机的转子和工作构件之间的传动装置。

背景技术

公开号为US2005/0111992的美国专利申请披露了一种家用电器使用的离心式排水泵。该排水泵是为了解决水泵启动时负荷大、容易烧毁电机的问题而开发的，其主要对轴套和叶轮之间的启动连接进行了改进。如该专利的附图所示，该专利在轴套设置启动筋，而在叶轮的内部向外也设置了一块限位筋，在启动筋和限位筋的轴向辐射的两个侧面均包裹了一层弹性物体，以减低噪音和吸收震动。但是，这种设计比较复杂，造成生产成本和维修成本较高。

公开号为CN1641239A的中国专利申请披露了一种永磁同步电动机的转子和工作构件之间的联轴器装置，如图1所示，该申请的联轴器装置包括：从工作构件37的容纳腔内壁凸出两个限位筋34a、34b；从轴套的管状主体侧壁凸出的启动筋32a；以及放置在限位筋34a与限位筋34b之间的空间34c或34d内的弹性件35a。其中轴套的启动筋32a和叶轮的限位筋34a、34b被设置在不同且互不干涉的平行平面内，并且弹性件35a的高度至少大于启动筋32a或限位筋34a、34b之任何一个的高度，这样当转子转动时，启动筋32a首先接触弹性件35a，然后推动弹性件35a接触限位筋34a、34b之任一个。由于，启动筋32a和限位筋34a或34b通过弹性件35a进行接触，使启动筋32a对限位筋34a或34b的冲击能量分布在弹性件35a的被压缩体积中，从而减缓启动筋32a对限位筋34a或34b冲击，进而降低永磁同步电机的工作噪声。但是，转子旋转时有可能沿轴向抖动，使得启动筋32a也沿轴向抖动，造成启动筋32a与限位筋34a、34b的直接碰撞而生成噪声。此外，由于存在两个对称设置的限位筋34a和34b，也限制了轴套的自由行程或自由转动角度。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种永磁同步电机的转子和工作构件之间的传动装置，该传动装置在转子沿轴向抖动旋转时，也能防止转子轴套的启动筋直接碰撞工作构件的限位筋。

本发明的另一个目的是提供一种永磁同步电机的转子和工作构件之间的传动装置，该传动装置能够加大轴套的自动行程，提升低压启动性能。

根据本发明的第一方面，本发明提供的永磁同步电机的转子与工作构件之间的传动装置包括：

连接转子轴的轴套；

从轴套的管状主体侧壁凸出的启动筋；

具有容置轴套的容纳腔的工作构件；

从工作构件的容纳腔内壁分别凸出的第一限位筋和第二限位筋；

容置在第一限位筋与第二限位筋之间的一个空腔内的减震块；

其中，所述启动筋顶面与所述第一限位筋顶面之间以及启动筋顶面与第二限位筋顶面之间设有防碰撞间隙，以便轴套随转子轴旋转时，防止所述启动筋与所述第一限位筋和第二限位筋发生碰撞或摩擦。

其中，所述启动筋和所述第一、第二限位筋被设置在平行于转子轴径向的同一平面上。

其中，所述减震块横截面为扇形，其内弧边缘靠近轴套的外圆边缘，其外弧边缘靠近工作构件的容纳腔的内壁。

其中，减震块的厚度大于启动筋和第一限位筋或第二限位筋的高度之和。

这里所述的减震块的厚度是指减震块外弧半径与其内弧半径之差；启动筋的高度是指从轴套的管状主体侧壁凸出的启动筋的凸出高度；第一限位筋或第二限位筋的高度是指从工作构件的容纳腔内壁凸出的第一限位筋或第二限位筋的凸出高度。

由于本发明第一方面提供的上述结构，因此本发明的这一永磁同步电机的转子与工作构件之间的传动装置可以避免转子抖动造成的碰撞或接触现象。

根据本发明的第二方面，本发明提供的永磁同步电机的转子与工作构件之间的传动装置包括：

连接转子轴的轴套；

从轴套的管状主体侧壁凸出的启动筋；

具有容置轴套的容纳腔的工作构件；

从工作构件的容纳腔内壁凸出的第一限位筋；

容置在所述容纳腔内的减震块；

其中，所述启动筋的顶面与所述第一限位筋的顶面之间设有防碰撞间隙。

其中，所述启动筋和所述第一限位筋被设置在平行于转子轴径向的同一平面上。

其中，所述减震块的横截面为扇形，其内弧边缘靠近轴套的外圆边缘，其外弧边缘靠近工作构件的容纳腔的内壁。

其中，减震块厚度大于启动筋高度和第一限位筋高度之和。

由于本发明第二方面提供的结构，因此本发明的这一永磁同步电机的转子与工作构件之间的传动装置不仅可以避免转子抖动造成的碰撞或接触现象，而且还能够增加启动筋的最大自由行程，使其可以达到360度以上，从而提高低压启动性能。

此外，在本发明第二方面中，所述传动装置还可以包括从轴套的管状主体侧壁凸出的第二启动筋，并且第二启动筋与第一启动筋按一字型布置。

根据本发明第三方面，本发明提供的永磁同步电机的转子和工作构件之间的传动装置包括：

连接转子轴的轴套；

从轴套的管状主体侧壁分别凸出的第一启动筋；

工作构件，具有容置轴套的容纳腔；

从工作构件的容纳腔内壁凸出的限位筋；

放置在所述容纳腔内的减震块；

其特征在于：第一启动筋与限位筋沿轴向被分别安装在互不干涉的不同位置上，并且在第一启动筋与限位筋之间设置防碰撞间隙。

其中，本发明的传动装置还包括从轴套的管状主体侧壁凸出的第二启动筋，该第二启动筋与限位筋沿轴向被分别安置在互不干涉的不同位置上，并且在第二启动筋与限位筋之间设置防碰撞间隙。

其中，所述减震块具有用来接触第一启动筋和/或第二启动筋的第一部分和用来接触限位筋的第二部分。

其中，所述第二启动筋与所述第一启动筋为一字型布置。

另外在本发明的上述所有传动装置中，所述减震块由诸如橡胶或弹性塑料等的弹性材料制成。

综上所述，本发明的传动装置具有以下优点：

1、水泵可以空载启动，避免了电机启动负荷大的问题；

2、启动筋和限位筋利用容置在工作构件容置腔内的减震块接触，可以降低接触噪声；

3、通过设置防碰撞间隙，可以避免因转子抖动造成的启动筋和限位筋直接碰撞。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是公开号为CN1641239A的中国专利披露的联轴器装置的示意图；

图2是适用于本发明的传动装置的永磁同步电机的示意图；

图3是显示本发明的永磁同步电机的传动装置第一种结构的剖视图；

图4是显示本发明的永磁同步电机的传动装置第一种结构的分解图；

图5是显示本发明的永磁同步电机的传动装置第二种结构的剖视图；

图6是显示本发明的永磁同步电机的传动装置第二种结构的分解图；

图7是显示本发明的永磁同步电机的传动装置第三种结构的剖视图；

图8是显示本发明的永磁同步电机的传动装置第三种结构的分解图

图9是可用于本发明的永磁同步电机的传动装置第一种结构和第二种结构的带平台轴套的示意图；

图10是可用于本发明的永磁同步电机的传动装置第三种结构的带平台轴套的示意图；

图11是显示图8中的启动筋、限位筋和减震块三者关系的示意图。

具体实施方式

为了便于解释或说明本发明，下面首先定义本发明的如下技术术语：

径向是指转轴的径向，轴向是指转轴的轴向；

启动筋的顶面是指从轴套的管状主体侧壁凸出的启动筋的凸出最高处的表面；

限位筋的顶面是指从工作构件的容纳腔内壁凸出的限位筋的凸出最高处的表面；

减震块的厚度是指横截面为扇形的减震块的外弧半径与其内弧半径之差；

减震块的长度是指减震块在平行于轴向的方向上的尺寸；

启动筋的长度是指启动筋沿平行于轴向的方向延伸的尺寸；

限位筋的长度是指限位筋沿平行于轴向的方向延伸的尺寸；

启动筋的高度是指从轴套的管状主体侧壁凸出的启动筋的凸出高度；

限位筋的高度是指从工作构件的容纳腔内壁凸出的限位筋的凸出高度。

图2是适用于本发明的传动装置的永磁同步电机的示意图。如图2所示，所述永磁同步电机包括两个相互隔离的转子腔和排水泵盖腔。转子腔由泵体、永磁转子、转子轴4、轴承及轴承支撑件组成；转子轴4连接本发明的传动装置6，以便转子带动传动装置6的工作构件3转动。

图3显示了本发明的永磁同步电机的传动装置6的第一种结构，如图3所示，所提供的永磁同步电机的转子和工作构件之间的传动装置6包括：连接转子轴4的轴套1；从轴套1的管状主体侧壁凸出的启动筋11；具有容置轴套1的容纳腔的工作构件3；从工作构件3的容纳腔内壁分别凸出的第一限位筋31和第二限位筋32；容置在第一限位筋31与第二限位筋32之间的一个空腔内的减震块2；其中，所述启动筋11的顶面与所述第一限位筋31顶面之间以及启动筋11的顶面与第二限位筋32的顶面之间设有防碰撞间隙，以便轴套1随转子轴4旋转时，防止所述启动筋11与所述第一限位筋31或第二限位筋32发生碰撞或摩擦。

由于启动筋11顶面与所述第一和第二限位筋31、32顶面之间设有防碰撞间隙，因此，即使启动筋11随着转子轴4沿径向抖动而径向抖动，也不可能与第一31和第二限位筋32发生碰撞，因此大大降低噪声。

其中，所述启动筋11和所述第一、第二限位筋31、32被设置在垂直于转子轴4的同一平面上。

其中，减震块2的横截面为扇形，其内弧边缘靠近轴套1的外圆边缘，其外弧边缘靠近工作构件3的容纳腔的内壁，使得减震块2的厚度大于启动筋和第一限位筋31或第二限位筋32的凸出高度之和，或者说大于从轴套的管状主体侧壁凸出的启动筋11与从工作构件的容纳腔内壁分别凸出的第一限位筋31或第二限位筋32的凸出高度之和。

这样减震块2的一部分可以接触启动筋11，其另一部分接触第一或第二限位筋31或32。具体地说，当启动筋11正转或反转时，启动筋11首先接触减震块2一端的下部(即靠近轴套1轴心的部分)，然后驱动减震块2移动，使减震块2另一端的上部(远离轴套1轴心的部分)接触一个限位筋(如图3所示的第二限位筋32)。由于启动筋11通过减震块2接触第一限位筋31或第二限位筋32，利用减震块2吸收冲击能量，因而具有非常好的减震效果。

图4是显示本发明的永磁同步电机的传动装置的第一种结构的分解图，如图4所示，启动筋11的轴向尺寸可以等于轴套1的轴向尺寸，以及减震块2的轴向尺寸可以大于或等于启动筋11的轴向尺寸，这样可以增加启动筋11与减震块2的接触面积。并且限位筋31或32的轴向尺寸可以等于轴套1的轴向尺寸，以及减震块2的轴向尺寸可以大于或等于限位筋31或32的轴向尺寸，这样可以增加限位筋31或32与减震块2的接触面积。请注意，这里所述的轴向是指转子轴4的轴心方向。

另外，如图2和图4所示，在工作构件3的容纳腔下方用一个环形的叶轮垫片5把轴套1封堵在容纳腔内。

图5显示了本发明的永磁同步电机的传动装置6的第二种结构，如图5所示，这种结构的永磁同步电机的转子和工作构件之间的传动装置6包括：连接转子轴的轴套1；从轴套1的管状主体侧壁凸出的启动筋11；具有容置轴套1的容纳腔的工作构件3；从工作构件3的容纳腔内壁凸出的第一限位筋31；容置在所述容纳腔内的减震块2；其中，所述启动筋11的顶面与所述第一限位筋31的顶面之间设有防碰撞间隙，以便轴套1随转子轴旋转时，防止所述启动筋11与所述第一限位筋31发生碰撞或摩擦。

由于启动筋11顶面与所述第一限位筋31顶面之间设有防碰撞间隙，因此，即使启动筋11随着转子轴径向抖动而径向抖动，也不可能与限位筋发生碰撞，而应大大降低噪声。

其中，所述启动筋11和所述第一限位筋31被设置在平行于转子轴4径向的同一平面上。

其中，减震块2横截面为扇形，其内弧边缘靠近轴套1的外圆边缘，其外弧边缘靠近工作构件3的容纳腔的内壁，使得减震块2的厚度大于启动筋和第一限位筋31的高度之和，或者大于从轴套的管状主体侧壁凸出的启动筋11与从工作构件的容纳腔内壁分别凸出的第一限位筋31凸出高度之和。

这样减震块2就可以用其一部分接触启动筋11，用其另一部分接触第一限位筋31。具体地说，当启动筋11正转或反转时，启动筋11首先接触减震块2一端的下部(即靠近轴套1轴心的部分)，然后驱动减震块2移动，使减震块2另一端的上部(远离轴套1轴心的部分)接触第一限位筋31(如图5所示)。由于启动筋11通过减震块2接触第一限位筋31，通过减震块2吸收冲击能量，因而具有非常好的减震效果。

图6是显示本发明的永磁同步电机的传动装置的第二种结构的分解图；如图6所示，启动筋11的轴向尺寸可以等于轴套1的轴向尺寸，以及减震块2的轴向尺寸等于或大于启动筋11的轴向尺寸，这样可以增加启动筋11与减震块2的接触面积。

由于在工作构件3的容纳腔中只设置一个限位筋31，因此减震块2可以在除限位筋31所占的容纳腔位置外的整个容纳腔中的大部分位置移动，因而启动筋11最大自由行程可以达到360度以上，这样可以提高低压启动性能。也就是，当电机启动后，转子轴4带动轴套1空转360度后，才通过减震块2与工作构件3的第一限位筋31干涉而带动叶轮转动，这样就可以解决了电机启动负荷大的问题。

另外，如图2和图6所示，在工作构件3的容纳腔下方用一个环形的叶轮垫片5把轴套1封堵在容纳腔内。

在该传动装置的第二种结构中，最好还包括从轴套1的管状主体侧壁凸出的第二启动筋(图6中未示出)，并且第二启动筋与第一启动筋11按一字型布置。这种两个启动筋的设计类似于下面将要结合图8说明的第三种结构的第一启动筋(11)和第二启动筋(12)的设计。

图7显示了本发明的永磁同步电机的传动装置6的第三种结构，如图7所示，本发明的永磁同步电机的转子和工作构件之间的传动装置6包括：连接转子轴的轴套1；从轴套1的管状主体侧壁分别凸出的第一启动筋11；具有容置轴套1的容纳腔的工作构件3；从工作构件3的容纳腔内壁凸出的第一限位筋31；放置在所述容纳腔内的减震块2；其中，其中，第一启动筋11与第一限位筋31沿轴向被分别设置在互不干涉的不同位置上，这样可以避免第一启动筋11旋转时碰撞或摩擦第一限位筋31。

尽管在上述结构中，第一启动筋可能会随着转子轴轴向窜动而碰撞第一限位筋，但是本发明可以通过设置一个防止碰撞间隙解决这一问题。该防止碰撞间隙的距离最好大于或等于轴向窜动的距离。

另外，传动装置6还可以包括从轴套1的管状主体侧壁凸出的第二启动筋12，该第二启动筋12与第一限位筋31也沿轴向被分别设置在互不干涉的位置上。并且所述第二启动筋12与所述第一启动筋11为一字型布置，或者为其它形状布置。这种一字型布置的双启动筋的设置可以缩短启动筋11或12接触限位筋31的时间。

此外，减震块2的横截面为扇形，其内弧边缘靠近轴套1的外圆边缘，其外弧边缘靠近工作构件3的容纳腔的内壁。

图8是显示本发明的永磁同步电机的传动装置的第三种结构的分解图，如图8所示，第一启动筋11与第二启动筋12的长度相等，并小于减震块2的长度；并且第一限位筋31的长度也小于减震块2的长度。

图11显示了图8所示的启动筋11、12、限位筋31与减震块2三者之间的关系，其中，减震块2利用不同部分分别接触启动筋(第一启动筋11或第二启动筋12)和第一限位筋31，因此减震块2具有两个部分，即，接触第一启动筋11或第二启动筋12的第一部分22，和接触第一限位筋31的第二部分21。

当图8所示传动装置的转子带动轴套1正向或反向旋转时，轴套1上的第一启动筋11或第二启动筋12首先接触减震块第一部分22，然后推动减震块2移动，使减震块第二部分21接触第一限位筋31。由于第一启动筋11或第二启动筋12通过减震块2接触第一限位筋31，使第一启动筋11或第二启动筋12对第一限位筋31的冲击能量分布在减震块2的被压缩体积中，从而减缓第一启动筋11或第二启动筋12对第一限位筋31冲击，进而降低永磁同步电机的工作噪声。由于设置了第一和第二启动筋，因此图8所示的转动装置可以缩短启动筋接触限位筋的时间。

另外，如图2和图8所示，在工作构件3的容纳腔下方用一个圆形叶轮垫片5把轴套1封堵在容纳腔内。

需要说明的是，图2所示的永磁同步电机实际上是一种离心式排水泵，因此，在此情况下，工作构件3应当是叶轮。

图9显示了用于传动装置的第一种结构和第二种结构的带平台轴套；图10显示了可用于传动装置的第三种结构的带平台轴套。图9和图10所示的轴套带有一个平台，这种带平台轴套1在垫片5的配合下，可以限制轴套的位置，从而有利于降低轴套的抖动。

需要说明的是，上述的第一启动筋11、第二启动筋12、第一限位筋31、第二限位筋32中的第一和第二用于保证这些部件名称上下文的一致性，而不是用来限定传动装置6的结构。也就是说，不一定有第一，就必须有第二。例如在图5、图6所示的第二种结构的传动装置中，只有第一启动筋11和第一限位筋31，但没有第二启动筋12和第二限位筋32。

另外，减震块可以由诸如橡胶或弹性塑料的弹性材料制成。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种永磁同步电机的转子与工作构件之间的传动装置，包括：

连接转子轴(4)的轴套(1)；

从轴套(1)的管状主体侧壁凸出的一个或多个启动筋(11，12)；

具有容置轴套(1)的容纳腔的工作构件(3)；

从工作构件(3)的容纳腔内壁分别凸出的一个或多个限位筋(31，32)；

容置在所述容纳腔中的减震块(2)；

其中，所述一个或多个启动筋(11，12)与所述一个或多个限位筋(31，32)被设置在互不干涉的位置上。

2、一种永磁同步电机的转子与工作构件之间的传动装置，包括：

连接转子轴(4)的轴套(1)；

从轴套(1)的管状主体侧壁凸出的第一启动筋(11)；

具有容置轴套(1)的容纳腔的工作构件(3)；

从工作构件(3)的容纳腔内壁分别凸出的第一限位筋(31)和第二限位筋(32)；

容置在第一限位筋(31)与第二限位筋(32)之间的一个空腔内的减震块(2)；

其中，所述第一启动筋(11)的顶面与所述第一限位筋(31)顶面之间以及第一启动筋(11)的顶面与第二限位筋(32)的顶面之间设有防碰撞间隙；

其中，所述第一启动筋(11)和所述第一限位筋(31)及第二限位筋(32)被设置在平行于转子轴(4)径向的同一平面上。

3、根据权利要求1或2所述的传动装置，其中减震块(2)的厚度大于启动筋(11)和第一限位筋(31)或第二限位筋(32)的凸出高度之和。

4、一种永磁同步电机的转子与工作构件之间的传动装置，包括：

连接转子轴的轴套(1)；

从轴套(1)的管状主体侧壁凸出的第一启动筋(11)；

具有容置轴套1的容纳腔的工作构件(3)；

从工作构件(3)的容纳腔内壁凸出的第一限位筋(31)；

容置在所述容纳腔内的减震块(2)；

其中，所述第一启动筋(11)的顶面与所述第一限位筋(31)的顶面之间设有防碰撞间隙；

其中，所述第一启动筋(11)和所述第一限位筋(31)被设置在平行于转子轴(4)径向的同一平面上。

5、根据权利要求4所述的传动装置，还包括从轴套(1)的管状主体侧壁凸出的第二启动筋(12)，并且第二启动筋(12)与第一启动筋(11)按一字型布置。

6、根据权利要求2或4所述的传动装置，其中减震块(2)厚度大于启动筋(11)和第二启动筋(12)和第一限位筋(31)的凸出高度之和。

7、一种永磁同步电机的转子和工作构件之间的传动装置，包括：

连接转子轴的轴套(1)；

从轴套(1)的管状主体侧壁分别凸出的第一启动筋(11)；

工作构件(3)，具有容置轴套(1)的容纳腔；

从工作构件(3)的容纳腔内壁凸出的限位筋(31)；

放置在所述容纳腔内的减震块(2)；

其中：第一启动筋(11)与限位筋(31)沿轴向被分别安装在互不干涉的不同位置上，并且在第一启动筋(11)与限位筋(31)之间设置防碰撞间隙。

8、根据权利要求7所述的传动装置，还包括从轴套(1)的管状主体侧壁凸出的第二启动筋(12)，该第二启动筋(12)与限位筋(31)沿轴向被分别安置在互不干涉的不同位置上，并且在第二启动筋(12)与限位筋(31)之间设置防碰撞间隙。

9、根据权利要求8所述的传动装置，其中所述减震块(2)具有用来接触第一启动筋(11)和/或第二启动筋(12)的第一部分(22)和用来接触限位筋(31)的第二部分(21)。

10、根据上述权利要求任一项所述的传动装置，其中所述轴套(1)是带有平台的轴套。

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