CN102220682B - 洗衣机用的直驱电机与双动力传动装置集成的驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种洗衣机双动力驱动装置，包括直接驱动直流无刷电机和双动力传动机构。双动力传动机构包括行星齿轮机构和电磁离合器，其能将一个动力输入转化为两个动力输出。所述电机的定子固定在传动机构的下壳体上，转子直接连接在传动机构的驱动轴上。驱动轴的另一端构成一个动力输出端，连接到洗衣机的波轮。一个驱动轴套可旋转地同轴设置在驱动轴外，其上端连接洗衣机内桶，下端连接行星齿轮机构的外部齿圈。通过操纵电磁离合器，控制驱动轴与驱动轴套旋转方向是反向或同向，完成洗涤与脱水模式的切换。该传动装置结构紧凑，能节省空间，降低成本、减小噪音。

Description

洗衣机用的直驱电机与双动力传动装置集成的驱动装置

技术领域

本发明涉及一种洗衣机用的双动力直接驱动装置。 

背景技术

洗衣机是通过化学分解作用和机械冲击作用使附着在洗涤物上的污渍除去的机器。近来，一种双动力洗衣机正受到消费者青睐。所谓双动力洗衣机，就是在洗涤程序时，波轮与内桶的旋转方向相反，在脱水程序时，波轮与内桶的旋转方向相同。这样，洗衣机在洗涤时，波轮和内桶模拟搓揉的效果，从而不但能强力去污同时还可以减少洗涤物的缠绕和磨损；在脱水时，又能快速甩干洗涤物。 

要实现双动力洗涤，最关键的部件就在于双动力传动装置。已公开的一中国专利CN2612691Y披露了一种双动力传动装置，它包括一离合器装置，该离合器装置包括棘爪17、棘轮22、离合弹簧21、制动带25。利用该离合器装置，实现内桶4和波轮5的反向或同向转动。已公开的又一中国专利CN2665184Y披露了又一双动力传动装置，它包括一离合器装置，该离合器装置包括方形离合弹簧19、制动轮11。利用离合弹簧19的放松和旋紧状态，实现波轮和内桶的反向或同向转动。上述已公开的双动力传动装置，都存在结构复杂，体积较大、制造成本较高等不足。 

另外，中国专利CN2612691Y以及CN2665184Y中，为洗衣机传输动力是通过电机、皮带轮、皮带等实现，这也加大了制造成本和安装所需的空间。 

发明内容

本发明的目的就在于提供一种结构紧凑、体积较小的洗衣机驱动装置及双动力传动装置。 

首先，本发明的技术方案涉及一种洗衣机双动力传动装置，包括： 

驱动轴，其上端构成所述传动装置的一个动力输出端，下端为动力输入端； 

驱动轴套，可转动地同轴设置在所述驱动轴外，其上端构成所述传动装置的另一个动力输出端，下端与一行星齿轮系的外部齿圈固定连接； 

固定连接在所述驱动轴上的输入齿轮和离合齿盘，该输入齿轮构成所述行星齿轮系的太阳轮； 

行星齿轮，设置在所述输入齿轮与外部齿圈之间，分别与两者啮合； 

行星轮保持架，具有外齿，且所述行星齿轮通过行星齿轮轴设置在所述行星轮保持架上； 

离合齿圈，与所述行星轮保持架的外齿可上下滑动地啮合； 

电磁线圈，与离合齿圈耦合，通过控制电磁线圈通电与否，来控制离合齿圈与离合齿盘的脱离或结合状态，进而控制驱动轴与驱动轴套旋转方向是反向或同向。 

优选地，传动装置的壳体由上下两部分组成，在上下壳体的结合面处，所述上壳体沿径向向外延伸，构成法兰状安装托盘。所述下壳体与安装托盘采用铆合连接，所述铆合连接是通过下壳体与安装托盘连接处的冲压变形完成的。 

优选地，当电磁线圈通电时，离合齿圈与离合齿盘脱离，并与固定于传动装置上壳体的弹簧保持架结合，驱动轴与驱动轴套反向旋转；当电磁线圈不通电时，离合齿圈与弹簧保持架脱离，并与离合齿盘结合，驱动轴与驱动轴套同向旋转。 

优选地，离合齿圈上端设有上插齿、下端设有下插齿，弹簧保持架上设有与上插齿相配合的插槽，离合齿盘上设有与下插齿相配合的插槽。 

优选地，在离合齿圈与弹簧保持架之间设有螺旋弹簧。 

优选地，行星轮保持架包括一底架和一圆筒形侧壁，所述圆筒形侧壁包围在所述外部齿圈的圆周外侧，所述底架连接行星齿轮轴。 

在传动装置的基础上，本发明的技术方案还涉及一种洗衣机双动力驱动装置，包括直流无刷电机和所述的双动力传动装置。 

优选地，所述传动装置的下壳体构成为定子保持架，所述电机的定子与定子保持架固定连接。所述电机的转子为外转子，并直接连接所述驱动轴。 

优选地，所述转子包括转子保持架，转子保持架通过花键套与驱动轴连接。 

优选地，所述定子与定子保持架通过螺钉连接，用螺钉连接的定子与保持架之间设有柔软材质的缓冲垫将两者隔离。 

优选地，所述缓冲垫包括：在所述定子的螺钉孔内环绕螺钉轴向延伸部分和在所述定子与定子保持架之间沿径向延伸部分。 

优选地，所述缓冲垫由橡胶制成。 

在驱动装置的基础上，本发明的技术方案还涉及一种双动力洗衣机，其采用上述的双动力驱动装置，所述驱动轴用于驱动洗衣机的波轮，所述驱动轴套用于驱动洗衣机的内桶。 

本发明具有以下优点：1.本发明采用了直驱直流无刷电机，减少了皮带轮等中间的连接件，降低了成本；2.直驱直流无刷电机和双动力传动装置形成为整体，结构也变得紧凑，需要的空间较小，为洗衣机附加功能提供足够空间，如超声波杀菌功能、自动添加洗涤剂或洗涤剂暂存箱；3.直驱直流无刷电机和双动力传动装置形成为整体为洗衣机厂商配套，能减少其内部的装配工艺、减少内部的物料管理；4.在用连接螺钉连接的定子与保持架之间设有柔软材质的缓冲垫将两者隔离，能吸收在洗衣机驱动中通过连接螺钉传递的振动，起到抑制噪音发生的作用；5.定子保持架与安装托盘采用铆合连接方式，不需要螺钉、螺栓等类似的连接件，降低了成本。 

附图说明

附图1是本发明的直驱直流无刷电机与双动力传动装置集成驱动装置的示意图。 

附图2是附图1中的A处放大图。 

附图3是附图1中的B处放大图。 

附图4是附图1中的C处放大图。 

具体实施方式

如图1-2所示，本发明的双动力传动装置包括行星齿轮机构和电磁离合机构，其能将一个动力输入转化为两个动力输出。传动装置的壳体由上下两部分组成，在上下壳体的结合面处，所述上壳体沿径向向外延伸，构成法兰状安装托盘14。所述下壳体同时构成为电机的定子保持架12。驱动轴1的下端与电机转子相连接，构成动力输入端。驱动轴1的上端构成一个动力输出端，与洗衣机的波轮固连。驱动轴套2，可转动地同轴设置在所述驱动轴1外，其上端构成另一个动力输出端，与洗衣机内桶固连；下端与一行星齿轮系的外部齿圈4固定连接。驱动轴1上固定连接输入齿轮3和离合齿盘9，离合齿盘9位于输入齿轮3下方。驱动轴套2上固定连接外部齿圈4。输入齿轮3与外部齿圈4之间设有与输入齿轮3和外部齿圈4同时啮合的行星齿轮5。行星齿轮5为直齿轮，至少有2个，优选为4个，通过齿轮轴转动设置在行星轮保持架6的底架上。行星轮保持架6还具有与底架一体形成的圆筒形侧壁，所述圆筒形侧壁包围在所述外部齿圈4的圆周外侧，圆筒形侧壁具有外齿，外部套接离合齿圈7。离合齿圈7与行星轮保持架6的圆筒形侧壁的外齿啮合且可沿上下方向滑动。离合齿圈7下端均匀分布多个插齿71，至少为2个，优选为10个，离合齿盘9圆周外端均匀分布与插齿71相配的多个插槽91，优选为10个插槽。离合齿圈7上端也均匀分布多个插齿，弹簧保持架16均匀分布与插齿相配的多个插槽。弹簧保持架16与传动装置的上壳体固连。离合齿圈7圆周外侧设有电磁线圈8，离合齿圈7与弹簧保持架16之间设有螺旋弹簧。本发明不同于传统的驱动方式，而采用直驱直流无刷电机驱动，该电机具有制动功能。电机包括定子10a和转子10b，转子10b通过花键套11与驱动轴1直接相连。定子10a通过连接螺钉13固定在定子保持架12上。 

如图1和3所示，定子保持架12端部铆合连接于安装托盘14上，所述铆合连接是通过定子保持架12与安装托盘(14)连接处的冲压变形完成的。 

如图4所示，在螺钉连接位置处的定子10a与定子保持架12之间设有缓冲垫15。缓冲垫15包括：在所述定子10a的螺钉孔内环绕螺钉13轴向延伸部分和在所述定子10a与定子保持架12之间沿径向延伸部分。缓冲垫15由柔软材质制成，例如热塑性橡胶，具有良好的耐磨蚀性、抗化学性和耐热性。 

洗衣机的主要包括洗涤程序和脱水程序，下面详细描述一下双动力洗衣机的工作过程： 

当洗衣机选择洗涤程序时，电磁线圈8处于通电状态，离合齿圈7在电磁线圈8 的磁力作用下克服弹簧的阻力向上滑动，使得离合齿圈7与离合齿盘9脱离，并与固定于所述上壳体的弹簧保持架16结合，此时电机带动驱动轴1旋转，驱动轴1驱动波轮转动的同时带动输入齿轮3转动，输入齿轮3带动行星齿轮5自转，行星齿轮5再带动外部齿圈4转动，外部齿圈4带动驱动轴套2转动。由于外部齿圈4与输入齿轮3反向旋转，使得驱动轴套2与驱动轴1相对反向转动，从而形成了洗衣机在一个动力源下的波轮与内桶的反向旋转。 

当洗衣机选择脱水程序时，电磁线圈8断电，离合齿圈7在弹簧的回复力和自身重力的作用下向下滑动，离合齿圈7下端的插齿71插入离合齿盘9的插槽91中，离合齿圈7与离合齿盘9锁定，也就是与驱动轴1锁定，离合齿圈7与行星轮保持架6的啮合关系以及行星齿轮5与输入齿轮3、外部齿圈4的啮合关系，使得输入齿轮3与外部齿圈4之间被锁定，驱动轴1与驱动轴套2同向转动，从而形成了洗衣机在一个动力源下的波轮与内桶的同向旋转。 

上述设置带来如下优点：首先，由于本发明采用了直驱直流无刷电机，减少了中间的连接件，例如皮带轮、皮带等的使用，降低了成本；其次，直驱直流无刷电机和双动力传动装置形成为整体，这样为洗衣机制造客户提供了整体的驱动单元方案，减少了内部的装配工艺、减少了内部的物料管理、集中对供应商质量控制，另外，结构也变得紧凑，需要的空间较小，这样为洗衣机附加功能提供了足够空间，比如超声波杀菌功能、自动添加洗涤剂或洗涤剂暂存箱；或同一体积洗衣机，增大洗衣机洗涤容量，充分利用洗衣机空间；最后，降低噪音和能耗。 

以上具体的实施例对本发明进行了详细的描述，本领域技术人员在领悟了本发明的实质所在后应该认识到，本发明并不局限于上述具体的实施例，它还有很多变化或改型，但都不脱离本发明的精神和范围。 

Claims (17)

1.一种洗衣机双动力传动装置，包括：

驱动轴（1），其上端构成所述传动装置的一个动力输出端，下端为动力输入端；

驱动轴套（2），可转动地同轴设置在所述驱动轴（1）外，其上端构成所述传动装置的另一个动力输出端，下端与一行星齿轮系的外部齿圈（4）固定连接；

固定连接在所述驱动轴（1）上的输入齿轮（3）和离合齿盘（9），该输入齿轮（3）构成所述行星齿轮系的中心太阳轮；

行星齿轮（5），设置在所述输入齿轮（3）与外部齿圈（4）之间，分别与两者啮合；

行星轮保持架（6），具有外齿，且所述行星齿轮（5）通过行星齿轮轴设置在所述行星轮保持架（6）上；

离合齿圈（7），与所述行星轮保持架（6）的外齿可上下滑动地啮合；

电磁线圈（8），与离合齿圈（7）耦合，通过控制电磁线圈（8）通电与否，来控制离合齿圈（7）与离合齿盘（9）的脱离或结合状态，进而控制驱动轴（1）与驱动轴套（2）旋转方向是反向或同向；

当电磁线圈通电时，离合齿圈（7）与离合齿盘（9）脱离，并与固定于传动装置壳体的一弹簧保持架（16）结合，驱动轴（1）与驱动轴套（2）反向旋转；当电磁线圈不通电时，离合齿圈（7）与弹簧保持架（16）脱离，并与离合齿盘（9）结合，驱动轴（1）与驱动轴套（2）同向旋转；

离合齿圈（7）上端设有上插齿、下端设有下插齿（71），弹簧保持架（16）上设有与上插齿相配合的插槽，离合齿盘（9）上设有与下插齿相配合的插槽（91）。

2.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，传动装置的壳体由上下两部分组成，在上下壳体的结合面处，所述上壳体沿径向向外延伸，构成法兰状安装托盘（14）。

3.根据权利要求2所述的传动装置，其特征在于，所述下壳体与安装托盘（14）采用铆合连接，所述铆合连接是通过下壳体与安装托盘（14）连接处的冲压变形完成的。

4.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，在离合齿圈（7）与弹簧保持架（16）之间设有螺旋弹簧。

5.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述插齿具有2个以上的齿。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的传动装置，其特征在于，行星齿轮（5）为直齿轮，至少为2个，均匀分布在行星轮保持架（6）上。

7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的传动装置，其特征在于，行星轮保持架（6）包括一底架和一圆筒形侧壁，所述圆筒形侧壁包围在所述外部齿圈（4）的圆周外侧，所述底架连接行星齿轮轴。

8.一种洗衣机双动力驱动装置，包括直流无刷电机（10）和权利要求1－7之一所述的传动装置。

9.根据权利要求8所述的驱动装置，其特征在于，所述传动装置的下壳体构成为定子保持架（12），所述电机（10）的定子（10a）与定子保持架（12）固定连接。

10.根据权利要求9所述的驱动装置，其特征在于，所述定子（10a）与定子保持架（12）通过螺钉（13）连接，在螺钉连接位置处的定子与定子保持架（12）之间设有柔软材质的缓冲垫（15）。

11.根据权利要求10所述的驱动装置，其特征在于，所述缓冲垫（15）包括：在所述定子（10a）的螺钉孔内环绕螺钉（13）轴向延伸部分和在所述定子（10a）与定子保持架（12）之间沿径向延伸部分。

12.根据权利要求10或11所述的驱动装置，其特征在于，所述缓冲垫由热塑性橡胶制成。

13.根据权利要求8－11之一所述的驱动装置，其特征在于，所述电机的转子（10b）为外转子，并直接连接所述驱动轴（1）。

14.根据权利要求13所述的驱动装置，其特征在于，所述转子（10b）包括转子保持架（18），转子保持架（18）通过花键套（11）与驱动轴（1）连接。

15.一种洗衣机，包括权利要求8－14之一所述的驱动装置。

16.根据权利要求15所述的洗衣机，其特征在于，所述驱动轴（1）用于驱动洗衣机的波轮，所述驱动轴套（2）用于驱动洗衣机的内桶。

17.根据权利要求15或16所述的洗衣机，其特征在于，所述驱动装置通过安装托盘（14）装配到洗衣机上。

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