CN102130520B - 燃油泵及其无刷电机组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无刷电机组件以及使用该无刷电机组件的燃油泵。所述无刷电机组件包括：定子，所述定子包括定子铁芯和绕组，定子铁芯具有向内伸出的齿，所述绕组缠绕到所述齿；分别套装到定子的两端的两个固定盖，该两个固定盖与定子的外周表面紧配并与泵壳的内侧表面紧配；转子，所述转子包括转轴以及相对于转轴固定的磁铁，所述转子安装到所述定子内，所述转轴的两端分别由所述两个固定盖支承。本发明通过塑料固定盖将电机定子和电机转子组装成一个电机组件，便于包装与运输，将这种电机组件应用到燃油泵中，能够简化燃油泵的装配工作，加快装配速度。此外，因为塑料固定盖作为电机与泵壳之间的减震器，所以，本发明的燃油泵具有更低的振动和噪音。

Description

燃油泵及其无刷电机组件

技术领域

本发明涉及燃油泵，尤其涉及用于燃油泵的无刷电机。

背景技术

无刷燃油泵主要包括无刷电机以及由无刷电机驱动的泵轮，电机和泵轮安装到泵壳内，泵壳通常作为电机的外壳。

目前，电机、泵轮、泵壳通常由不同的供应商提供。这意味着，如果燃油泵使用内转子无刷电机，那么，电机供应商所提供的就是外定子和内转子这两个部件，这就给包装与运输带来了困难：如果定子和转子独立包装与运输，不仅会明显增加包装成本、运输成本，而且磁性转子的强磁场也会给运输设备产生电磁干扰；如果将转子塞到定子内再一起包装与运输，定子与转子之间的碰撞将会导致定子和转子表面的摩擦变形，甚至损坏转子磁钢。同时，组装燃油泵时，通常先将定子固定安装到泵壳内，然后将转子安装到定子内，接着将泵轮安装到转子。因为转子具有强磁场，所以转子很容易被吸附到定子上，增加了组装的难度。

另外，与有刷直流电机不同，对于无刷电机，电枢铁心和绕组固定于泵壳内，因此，电机运行时定子绕组交变电流产生的电磁振动将直接传递到泵壳，导致一般的无刷电机燃油泵具有较大的振动。

发明内容

一方面，本发明提供一种无刷电机组件，包括：定子，所述定子包括定子铁芯和绕组，所述定子铁芯具有向内伸出的齿，所述绕组缠绕到所述齿；分别固定套装到定子两端的两个固定盖，所述固定盖包括端部和轴向延伸部，所述轴向延伸部包裹定子的外周表面；转子，所述转子包括转轴以及相对于转轴固定的磁铁，所述转轴的两端分别由所述两个固定盖支承，所述磁铁位于所述定子内。

优选地，该电机组件还包括一个外壳安装在所述定子外，所述固定盖的轴向延伸部与所述外壳的内侧表面紧配。

另一方面，本发明提供一种燃油泵，包括泵壳、泵轮以及安装在所述泵壳内的无刷电机组件，所述无刷电机组件包括定子、转子以及两个固定盖；所述定子包括定子铁芯和绕组，所述定子铁芯具有向内伸出的齿，所述绕组缠绕到所述齿；所述两个固定盖分别固定套装到定子的两端，所述固定盖包括端部和轴向延伸部，所述轴向延伸部包裹所述定子的外周表面，轴向延伸部的外周表面与所述泵壳的内侧表面紧配；所述转子包括转轴以及相对于转轴固定的磁铁，所述转子安装到所述定子内，所述转轴的两端分别由所述两个固定盖支承；所述泵轮固定安装到所述转轴的伸出于固定盖的部分。

所述泵壳的两端分别具有入口泵盖和出口泵盖，所述入口泵盖设有入口，所述出口泵盖设有出口；所述两个固定盖都设置有通孔以在所述入口泵盖和出口泵盖之间形成燃油通道。

本发明的实施例通过塑料固定盖将电机定子和电机转子组装成一个电机组件，便于电机的测试、包装与运输，同时避免了运输过程中定子和转子发生碰撞。将这种电机组件应用到燃油泵中，能够简化燃油泵的装配工作，加快装配速度。此外，因为塑料固定盖在电机与泵壳之间的阻尼作用，所以，本发明的燃油泵具有更低的振动。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

附图中：

图1是本发明一个实施例提供的无刷电机组件的示意图；

图2是图1所示无刷电机组件的剖视图；

图3是图1所示无刷电机组件的展开示意图；

图4是图1所示无刷电机组件的一个绝缘线架的示意图；

图5是图1所示无刷电机组件的一个固定盖的示意图；

图6是本发明另一个实施例提供的燃油泵的示意图；

图7是图6所示燃油泵的剖视图；

图8是图6所示燃油泵的展开示意图；

图9是本发明另外一个实施例提供的无刷电机组件的示意图；

图10是应用了图9所示无刷电机组件的燃油泵的展开示意图；

图11是本发明一个实施例的燃油泵与现有的燃油泵振动幅度对比示意图。

具体实施方式

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。

图1是本发明一个实施例提供的燃油泵无刷电机组件的示意图，图2和图3分别是该无刷电机组件的剖视图和展开示意图。该电机组件包括定子、转子以及两个塑料固定盖41和42。所述定子包括定子铁芯21、绕组25、端子27以及绝缘线架31和32。定子铁芯具有向内伸出的齿23，绕组25缠绕到齿23上。绝缘线架31和32分别从定子铁芯21的两端装入，覆盖齿23的轴向端面以及线圈槽的至少一部分表面，以绝缘定子铁芯21与绕组25。端子27安装到绝缘线架32上，用于将绕组25的线端连接到外部的电源或者控制电路。转子安装到定子内，转子包括转轴51、固定到转轴51上的转子铁芯53、固定安装到转子铁芯53的磁铁55。塑料固定盖41和42分别套装到定子的两端，固定盖41和42都包括端部以及从端部外周伸出来的轴向延伸部，轴向延伸部的内侧表面与定子的外周表面紧配，本实施例中，固定盖41和42的端部的中间位置分别安装有轴衬47和48，轴衬47和48分别支承转轴51的两端，使转子铁芯53收容于定子铁芯内，且转子能够相对于定子转动。

图4是绝缘线架32的示意图，图5是固定盖42的示意图。绝缘线架32的外圆周表面上具有若干带有凸块33，而固定盖42的轴向延伸部的内侧表面具有若干对应的凹位43。凸块33具有过渡斜面，以便于在压配固定盖42时凸块33能滑入到凹位43。凸块33与凹位43的配合，能够防止固定盖42脱落，并能够防止固定盖42相对于绝缘线架32旋转。本实施例中，绝缘线架32的外周表面还设有若干沿着轴向延伸的凹槽35，而固定盖42的轴向延伸部的内周表面对应设置有凸条45，凹槽35与凸条45起到周向定位、径向紧配等作用。绝缘线架31和固定盖41也设置有类似的或者同样的卡扣装置。

与现有的方案相比，通过两个塑料固定盖将定子和转子组装到一起，不需要将定子与转子独立包装，降低了包装成本和运输成本，并能防止定子与转子发生摩擦和碰撞。

在后期装配时，可以将上述组装好的电机组件直接安装到燃油泵外壳内，降低了装配难度和装配成本。并可以根据泵壳的内径大小来调整塑料固定盖的外径大小，使电机组件与外壳紧配。换言之，通过改变塑料固定盖的外径大小，同一种型号的转子和定子可以组装到相近功率但不同直径的泵壳中，不需要另行设计转子与定子的尺寸。此外，塑料固定盖还对定子振动具有阻尼作用，因此，实施本发明，还能够有效隔离电机定子的机械振动，有效降低电机的振动和噪音。

图6是本发明一个实施例提供的燃油泵示意图，图7是燃油泵的剖视图，图8是燃油泵的展开示意图。该燃油泵包括泵壳71、入口泵盖61、出口泵盖67、泵轮63、密封圈69以及安装在泵壳内的无刷电机组件65。电机组件65的结构可参见上面的描述，这里不再详述。入口泵盖61和出口泵盖67分别安装到泵壳71的两端，泵轮63与电机组件65位于泵壳71以及入口泵盖61、出口泵盖67围成的空间内。泵轮63固定安装到电机组件65的转轴的一端，泵轮63位于入口泵盖61和电机组件的固定盖41之间。优选地，固定盖41的朝向入口泵盖61的端面具有一个凹腔用于收容泵轮63，在装配时，固定盖41的至少一部分抵顶到入口泵盖61从而实现安装定位。作为一种替换方案，可以将改凹腔设置在入口泵盖61上，或者干脆不设置凹腔。

入口泵盖61设有油路入口以便于燃油进入到泵轮63所在的空间。出口泵盖67设有油路出口，固定盖41和42上都设置有通孔以在入口泵盖61和出口泵盖67之间形成通道。燃油泵运行时，泵轮63旋转使燃油经过固定盖41进入到电机组件内，然后通过固定盖42、出口固定盖67进入系统油路。为了改善油路，电机组件的定子铁芯21的外周表面可以具有若干沿着轴向延伸的凹槽28，固定盖41和42上的至少一部分通孔与凹槽28连通。这样，燃油从固定盖41进入电机组件65之后，可以通过定子与转子之间的空隙、定子的齿之间的空隙、定子铁芯上的凹槽28等路径到达固定盖42，并从固定盖42出来。

在装配时，将出口泵盖67安装到泵壳71的一端，密封圈69放置在两者的连接处以提高该连接处的密封性。将泵轮63固定到电机组件65的转轴的一端，接着，将电机组件65压装到泵壳71内，直到电机组件65抵顶到出口泵盖67为止。本实施例中，电机组件65以及泵轮63都位于泵壳71所围成的空间内。出口泵盖67设置有通孔，以便于无刷电机组件的端子与外面的电路连接。然后，将入口固定盖61装配到泵壳的另一端，如上所述，固定盖41的至少一部分会抵顶到入口泵盖61从而实现定位。实施本发明，首先在泵壳外将定子和转子组装为一体，并通过固定盖41与入口泵盖61之间的配合实现安装定位，简化了泵壳设计和装配过程，提高了装配效率。

如图9和图10所示，作为一种改进方案，上述的出口泵盖67和固定盖42可以合成为一个整体。这种设计进一步简化了燃油泵的结构。

图11是本发明一个实施例的无刷燃油泵与现有的无刷燃油泵径向振动示意图，其中横坐标为电机的转速，纵坐标为径向振动的振幅。经测试发现，实施本发明，无刷燃油泵的振幅有显著的减小。如上所述，因为塑料固定盖41和42在电机与泵壳之间的阻尼减震作用，有效地降低了振动传递，使得本发明的无刷燃油泵具有较低的振动。

上述的实施例中，电机组件的固定盖41和42未完全覆盖定子铁芯的外周表面，但是，本发明不局限于这种设计。相反，在替换的方案中，定子铁芯的外周表面可以完全被塑料固定盖覆盖。此外，绝缘线架31和32可以是套装到定子铁芯，也可以是直接嵌件成型到定子铁芯上，即，绝缘线架31和绝缘线架32可以合成为一体。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (14)

1.一种用于燃油泵的无刷电机组件，其特征在于，包括：

定子，所述定子包括定子铁芯和绕组，所述定子铁芯具有向内伸出的齿，所述绕组缠绕到所述齿；

分别固定套装到所述定子两端的两个塑料固定盖，所述固定盖包括端部和轴向延伸部，所述轴向延伸部包裹定子铁芯的外周表面；

转子，所述转子包括转轴以及相对于转轴固定的磁铁，所述转轴的两端分别由所述两个固定盖支承，所述磁铁位于所述定子内；所述固定盖的端部安装有轴承或者轴衬用于支承所述转轴；

所述定子还包括绝缘线架，所述绝缘线架分别从所述定子铁芯的两端装入，整体地覆盖所述齿的轴向端面以及线圈槽的至少一部分表面，所述绝缘线架的外周表面与所述固定盖的轴向延伸部的内侧表面设置有匹配的卡扣装置以互相扣合在一起。

2.根据权利要求1所述的无刷电机组件，其特征在于，其中一个固定盖安装有端子用于与所述绕组的线端电连接。

3.根据权利要求1所述的无刷电机组件，其特征在于，所述卡扣装置包括设置在绝缘线架外周表面的凸块以及设置在固定盖轴向延伸部的内侧表面的凹位。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的无刷电机组件，其特征在于，还包括一个外壳安装在所述定子外，所述两个固定盖的外周表面与所述外壳的内侧表面紧配。

5.根据权利要求4所述的无刷电机组件，其特征在于，其中一个固定盖的朝外的端面具有一个凹腔，所述无刷电机组件还包括一个叶轮固定安装到转子转轴，所述凹腔用于收容泵轮。

6.根据权利要求4所述的无刷电机组件，其特征在于，所述定子铁芯的外周表面具有若干沿着轴向延伸的凹槽，所述固定盖具有通孔与所述凹槽连通。

7.一种燃油泵，包括泵壳、泵轮以及安装在所述泵壳内的无刷电机组件，其特征在于：

所述无刷电机组件包括定子、转子以及两个塑料固定盖；

所述定子包括定子铁芯和绕组，所述定子铁芯具有向内伸出的齿，所述绕组缠绕到所述齿；

所述两个固定盖分别固定套装到定子的两端，所述固定盖包括端部和轴向延伸部，所述轴向延伸部包裹定子的外周表面并与所述泵壳的内侧表面紧配；

所述转子包括转轴以及相对于转轴固定的磁铁，所述转轴的两端分别由所述两个固定盖支承，所述磁铁位于所述定子内；

所述定子还包括绝缘线架，所述绝缘线架分别从所述定子铁芯的两端装入，整体地覆盖所述齿的轴向端面以及线圈槽的至少一部分表面，所述绝缘线架的外周表面与所述固定盖的轴向延伸部的内侧表面设置有匹配的卡扣装置以互相扣合在一起；

所述泵轮固定安装到所述转轴的伸出于固定盖的部分。

8.根据权利要求7所述的燃油泵，其特征在于，所述泵壳的两端分别具有入口泵盖和出口泵盖，所述入口泵盖设有入口，所述出口泵盖设有出口；所述两个固定盖都设置有通孔以在所述入口泵盖和出口泵盖之间形成通道。

9.根据权利要求8所述的燃油泵，其特征在于，所述泵轮位于所述入口泵盖与靠近所述入口泵盖的固定盖之间，所述固定盖和入口泵盖的至少之一具有凹腔用于收容所述泵轮。

10.根据权利要求9所述的燃油泵，其特征在于，该固定盖的至少一部分与所述入口泵盖接触。

11.根据权利要求9所述的燃油泵，其特征在于，靠近所述出口泵盖的固定盖固定有端子用于与所述绕组的线端电连接，所述出口泵盖设置有孔供所述端子穿出。

12.根据权利要求8所述的燃油泵，其特征在于，所述出口泵盖与相邻的固定盖一体成型形成一个整体，所述泵轮位于所述入口泵盖与靠近所述入口泵盖的固定盖之间。

13.根据权利要求7至12中任意一项所述的燃油泵，其特征在于，所述定子还包括绝缘线架设置到所述定子铁芯的两轴端用于防止所述绕组与所述定子铁芯电连接，所述绝缘线架的外周表面与所述固定盖的内侧表面设置有匹配的卡扣装置以互相扣合在一起。

14.根据权利要求8至12中任意一项所述的燃油泵，其特征在于，所述定子铁芯的外周表面具有若干沿着轴向延伸的凹槽，所述固定盖上的至少一部分通孔与所述凹槽连通。