CN106704204A - 电子泵 - Google Patents

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Abstract

一种电子泵，包括转子组件，转子组件包括叶轮部分、转子部分和轴套组件，叶轮部分设置于轴套一端，转子部分设置于远离安装有叶轮部分的轴套的另一端，转子部分包括转子铁芯、永磁体以及永磁体护罩，永磁体围绕并贴合转子铁芯外周面设置，永磁体护罩与轴套固定设置，永磁体护罩与轴套之间形成容纳转子铁芯和永磁体的密闭空间。

Description

电子泵
【技术领域】
本发明涉及一种电子泵，具体应用于工作介质循环系统。
【背景技术】
近几十年来，电子泵已经渐渐取代传统的机械泵，并被大量运用于散热和加热循环系统中。电子泵具有无电磁干扰，高效环保，无极调速等优点，能很好的满足市场的要求。
电子泵包括转子组件，转子组件影响着电子泵的水力效率和电机效率，转子组件的结构和制造工艺直接影响着电子泵的性能和制造成本。
因此，有必要对现有的技术进行改进，以解决以上技术问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种制造工艺简单，结构简单的带有转子组件的电子泵。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种电子泵，包括转子组件，所述转子组件包括叶轮部分、转子部分以及轴套组件，所述轴套组件包括轴套，所述叶轮部分设置于所述轴套一端，所述转子部分设置于远离安装有所述叶轮部分的所述轴套的另一端，所述转子部分包括永磁体和永磁体护罩，所述永磁体与所述轴套直接或间接固定，所述永磁体护罩与所述轴套通过焊接固定，所述永磁体护罩与所述轴套之间形成一个密闭空间，所述永磁体固定设置于所述密闭空间。
所述永磁体护罩包括套筒和端板，所述套筒和端板由不锈钢材料制成，所述套筒与所述端板的连接部通过焊接固定设置，所述套筒的内周面贴合或基本贴合所述永磁体相对朝外的表面，所述端板形成有中心孔，所述轴套穿过所述中心孔设置，所述端板通过所述中心孔与所述轴套配合，所述端板与所述轴套外周面通过焊接固定。
所述端板成形有第一翻边结构和第二翻边结构，所述第一翻边结构围绕所述中心孔设置，所述端板的外边缘形成有第二翻边结构，所述端板与所述轴套的外周面通过所述第一翻边结构配合，所述端板与所述套筒的内表面或外表面通过所述第二翻边结构配合，所述轴套外周面与所述第一翻边结构的连接部以及所述第二翻边结构与所述套筒的内周面或外表面的连接部通过焊接固定并形成密封。
所述转子组件还包括转子铁芯，，所述转子铁芯与所述轴套固定设置；所述转子铁芯包括永磁体限位凹槽，所述转子铁芯的外周面成形有凸起筋，所述凸起筋沿所述转子铁芯外周面均匀分布，所述相邻凸起筋和所述相邻凸起筋之间的所述转子铁芯的外周面之间的空间形成所述永磁体限位凹槽，所述永磁体设置于所述永磁体限位凹槽。
所述转子铁芯包括沿所述转子铁芯圆周方向均匀分布的多个通孔，所述通孔的数量与所述永磁体限位凹槽的数量相同，所述通孔贯穿所述转子铁芯的上下表面设置，所述通孔位于所述转子铁芯的中心与所述其中一个永磁体限位凹槽的中心的连线位置并关于该连线对称设置，在所述转子铁芯圆周方向，相邻所述通孔的主体部分之间的所述转子铁芯的实体部分的弧长自所述转子铁芯中心到所述转子铁芯外周面逐渐增加。
所述永磁体包括第一表面、第二表面，所述第一表面为凹面，所述第二表面为凸面，所述第一表面与所述转子铁芯的外周面接触，所述第二表面远离所述转子铁芯；所述第二表面包括平面部，所述平面部设置于所述第二表面的中部，所述平面部将所述第二表面分为第一弧面部、第二弧面部和所述平面部，所述第一弧面部和所述第二弧面部位于所述平面部两侧，所述平面部的面积占所述第二表面的面积的二分之一以上。
所述叶轮部分包括上盖板和下盖板以及一衬套，所述衬套为金属材料，所述衬套外表面成形有平面部和凸缘部，所述衬套的内表面为圆筒面，以所述衬套为嵌件在所述衬套的外表面注塑形成包括下盖板的注塑件，所述衬套的内表面与所述轴套外表面紧配合。
所述轴套组件还包括第一轴承和第二轴承，所述轴套的内表面靠近两末端成形有第一台阶部和第二台阶部，所述第一台阶部包括第一台阶面和第一侧壁，所述第二台阶部包括第二台阶部和第二侧壁，所述第一轴承安装于所述第一台阶部，所述第二轴承安装于第二台阶部。
所述轴套组件还包括减振套，所述减振套设置与所述轴承和所述轴套之间，所述减振套呈圆筒状，所述减振套具有一缺口结构，所述减振套包括内表面和外表面，所述减振套的内表面成形有凸起结构，所述减振套的内表面通过所述凸起结构与所述轴承的外周面接触，所述减振套的外周面与所述轴套的内周面接触设置。
所述转子组件还包括一平衡套，所述平衡套由金属材料制成，所述平衡套套设于所述轴套的外表面，所述平衡套设置与所述叶轮部分和所述转子部分之间；所述轴套外表面成形于有台阶部，所述平衡套一端面与所述台阶部抵接设置，所述平衡套的另一端面作为所述叶轮部分轴向安装的定位部。
与现有技术相比，本发明通过永磁体护罩和轴套外周面之间形成容纳永磁体的密闭空间，可以避免永磁体被工作介质腐蚀，提高电子泵的寿命，同时本发明的转子组件结构简单，方便制造。
【附图说明】
图1是本发明电子泵的一种实施例的一个截面结构示意图；
图2是图1所示的转子组件的分解示意图；
图3是图1所示转子组件的一个截面结构示意图；
图4是图1所示转子组件的转子铁芯的端面结构示意图；
图5是图1所示永磁体的一种结构示意图；
图6是图2所示转子部分的一个截面结构示意图；
图7是叶轮部分的衬套的一种实施方式的结构示意图；
图8是图7所示衬套的正面结构示意图；
图9是图8所示的衬套的B-B截面结构示意图；
图10是图2所示减振套的端面结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：
图1为一种电子泵100的结构示意图，电子泵100应用于工作介质循环系统，工作介质循环系统包括汽车冷却循环系统。电子泵100包括叶轮腔盖10、隔离套20、电机壳体30、泵轴40、转子组件50、定子组件60、电控板70、散热组件80；泵内腔包括叶轮腔盖10、电机壳体30之间的空间，隔离套20将泵内腔分隔为流通腔91和容纳腔92；电子泵100工作时，流通腔91内有工作介质流过，转子组件50设置于流通腔91，容纳腔92无工作介质通过，定子组件60和电控板70设置于容纳腔92内；泵轴40与隔离套20注塑固定，转子组件50可以围绕泵轴40转动，转子组件50与定子组件60通过隔离套20隔开，定子组件60与电控板70电连接，电控板70与外部线路连接，散热组件80用于将电控板70热量传递并散热，散热组件80与电机壳体30固定安装。本实例中，电驱动泵100为内转子式电驱动泵，内转子式电驱动泵是指以泵轴40为中心轴，转子组件50比定子组件60更靠近泵轴40设置。本实施例中，泵轴40相对于隔离套20固定设置，转子组件50可相对于泵轴40转动。
图2至图10为转子组件50或者转子组件零部件的结构示意图，其中图2为转子组件50的分解图，参见图2，转子组件50包括转子部分1、叶轮部分2和轴套组件3以及平衡套4，轴套组件3包括轴套31、第一轴承32、第二轴承33以及减振套34，轴套31为金属材料，转子部分1与轴套31固定设置，叶轮部分2与轴套31通过紧配合固定，平衡套4套设于轴套31上并位于转子部分1和叶轮部分2之间。
参见图3、图4、图5以及图6，转子部分1包括转子铁芯11、永磁体12以及永磁体护罩13，永磁体12围绕转子铁芯11的外周面设置，永磁体护罩13围绕永磁体12设置并与轴套31外表面通过焊接形成密闭空间，本实施例中永磁体护罩13为金属材料。
参见图4，转子铁芯11包括多个硅钢片，硅钢片通过叠铆固定；转子铁芯11具有安装孔111、永磁体限位槽112以及多个通孔113，安装孔111呈圆形并靠近转子铁芯11的中心设置，轴套31穿过安装孔111，安装孔111的侧壁与轴套31的外周面紧配合设置。
本实施例中，转子铁芯11的外周面成形有间隔均匀分布的多个凸起筋114，凸起筋114的侧面和转子铁芯11的外周面117形成的空间为永磁体限位槽112，永磁体限位槽112的深度大致为永磁体12厚度的二分之一，永磁体限位槽112的宽度略大于永磁体12的宽度，这样可以方便将永磁体12安装于永磁体限位槽112内，永磁体12可通过粘结固定在永磁体限位槽112而与转子铁芯11固定。
本实施例中，贯穿转子铁芯11的上下表面设置有多个通孔113，通孔113位于安装孔111的外部，通孔113沿转子铁芯11周向呈均匀分布，通孔113的设置可以减轻转子部分1的重量，减少转子部分1的转动惯量，有利于提高转子部分1的启动性能；通孔113的数量与永磁体限位槽112的数量相同，通孔113位于永磁体限位槽112的中点与转子铁芯11的中心的连线位置，每一个通孔113关于永磁体限位槽112的中点与转子铁芯11的中心的连线对称设置，通孔113包括主体部分和连接部分；本实施例中，通孔113大致呈等腰三角形，三角形的顶部进行倒角设置或通过圆弧过渡连接，其中等边三角形的两等长的直边为通孔113的主体部分，圆弧或者倒角部分为连接部分；通孔113位于所述转子铁芯11的中心与其中一个永磁体限位凹槽112的中心的连线位置并关于该连线对称设置；相邻通孔113主体部分之间的转子铁芯11的实体部分的弧长自转子铁芯中心到转子铁芯外周面117逐渐增加；因为永磁体12的磁力线分布大致如图6所示的带有箭头的线段组所示，靠近转子铁芯11的外周面117，相邻永磁体12的磁力线集中并且密度较大，在转子铁芯的中心处，很少有磁力线通过，这样设置通孔113对磁通量影响较小。
参见图5，永磁体12为呈一定厚度的磁瓦，本实施例中永磁体12的材料包括钕铁硼，另外也可以是其他材料；永磁体12包括面积较大的第一表面121和第二表面122以及连接第一表面121和第二表面122的第一侧面和第二侧面，第一表面121为凹面，第二表面122为凸面；永磁体12与转子铁芯组装后，第一表面121与转子铁芯11接触设置，第二表面122相对第一表面121远离转子铁芯11；第二表面122包括一平面部1221和位于平面部1221两侧的弧面部1222，平面部1221的面积至少占第二表面面积的二分之一，这样设置的平面部1221能够改善永磁体12的磁密，使得永磁体12本来呈现正弦波的波顶部被削平并趋近于方波，在永磁体12改动较小的情况下，满足方波驱动要求。
参见图3，本实施例中，永磁体护罩13由不锈钢等金属材料制成，永磁体护罩13包括上端板131、下端板132以及套筒133，上端板131、下端板132以及套筒133由不锈钢材料制成，上端板131、下端板132、套筒133以及轴套31的外表面通过焊接固定连接并使转子铁芯11和永磁体12固定于永磁体护罩13与轴套31形成的容纳空间，并形成容纳转子铁芯11和永磁体12的密闭空间。
为了保证转子组件和定子组件具有较小的气隙，套筒133的厚度尽量小，本实施例中，上端板131的厚度与套筒133的厚度接近，上端板131包括第一翻边结构1311、第二翻边结构1312以及两者之间的平板结构1313，上端盖131具有中心孔，第一翻边结构1311围绕上端板131的中心孔设置，上端盖131通过中心孔套设于轴套31的外表面，上端板131的外周边形成有第二翻边结构1312，上盖板131通过第一翻边结构1311与轴套31的外周面接触，第一翻边结构1311与轴套31外周面紧配合设置，第一翻边结构1311与平板结构1313大致垂直设置，这样第一翻边结构1311的存在使得上端盖131与轴套31外表面的配合面的长度增加，可以增加配合的稳定性，第一翻边结构1311与轴套31之间的连接部位通过焊接固定；第二翻边结构1312可与套筒133内表面或外表面配合，第二翻边结构1312与平板结构1313大致垂直设置，第二翻边结构1312可以增加上端盖131与套筒133的配合长度，第二翻边结构与1312与套筒133的连接处通过焊接固定；当然第一翻边结构1311和第二翻边结构1312的延伸方向可以相同也可以不同，都能增加配合长度，本实施例中，第一翻边结构1311和第二翻边结构1312延伸方向相同，这样工艺简单，同时本实施例中上端板131和下端板132结构相同，可以减少零件及模具，降低制造成本；本实施例中，永磁体护罩13包括分别独立成形的上端板131、套筒133和下端板132，当然套筒133可以是与上端板131或者下端板132之一一体成形的，这样可以减少一个焊接部位，本实施例中采用分别成形的上端板131和下端板132以及套筒133，这样的永磁体护罩13与轴套31安装更方便些；当然如果上端板和下端板的厚度比较大，上盖板和下盖板也可以不包括翻边结构。
参见图3，叶轮部分2包括上盖板21、下盖板22以及衬套23，衬套23为金属材料，以衬套23为嵌件经过注塑形成包括下盖板22的下盖板组件，上盖板21和包括衬套23和下盖板22的下盖板组件经过超声波焊接固定。
参见图7至图9，衬套23具有中心孔231，衬套23的外周面成形有关于中心孔231的轴线均匀分布的平面部232，本实施例中平面部232为两个，两个平面部232关于中心孔231的轴线大致呈对称分布，这样可以保持叶轮部分2的动平衡，当然平面部232也可以为四个或者其他偶数个，在衬套23的外周面呈均匀分布；衬套23在平面部232的两端形成凸缘部233，这样以衬套23为嵌件注塑形成下盖板组件时，平面部232可以限制衬套23相对于下盖板沿周向的转动，凸缘部233可以限制衬套23相对于下盖板沿轴向的移动。
参见图2和图3，轴套组件3包括轴套31、第一轴承32、第二轴承33以及减振套34，叶轮部分和转子部分通过轴套31连接为一个整体，轴套31为连接件，转子组件50通过第一轴承32和第二轴承33套设于泵轴40外周并可以围绕泵轴40转动。轴套31两端的内周面具有内台阶部，第一轴承32和第二轴承33限位于内台阶部，本实施例包括两个减振套34，两个减振套34分别设置于第一轴承32外表面和轴套31内周面之间以及第二轴承33外表面和轴套31内表面之间。
参见图10，减振套34由不锈钢材料制成，减振套34大致呈圆筒状，减振套34具有缺口部341，减振套34包括内周面342和外周面343，减振套34具有一定的弹性，减振套34的内周面342分布有多个凸起部，凸起部包括沿减振套34的轴向延伸的凸起筋345，凸起筋345自减振套34的内周面342朝向减振套内部凸起形成；减振套34的外周面与轴套31台阶部的侧壁接触，减振套34的内周面的凸起筋345与第一轴承32以及第二轴承33的外表面接触，这样由于减振套34具有一定的弹性，泵轴40与第一轴承32和第二轴承33的凸起筋345接触，当转子组件50在转动和安装时出现较小的偏移时，减振套34能够通过弹性对转子组件50的对中，并且吸收转子组件50的微小振动，有利于减少噪音。
转子组件还包括平衡套4，参见图2、图3，平衡套4套设于轴套31的外表面，平衡套4设置于叶轮部分1和转子部分2之间，平衡套4为金属材料制成，可以选用黄铜材料，轴套4外表面成形有外台阶部，平衡套4一端面与外台阶部的外台阶面抵接设置，平衡套4的另一端面与叶轮部分1抵接；由于平衡套4为黄铜材料，可以通过在平衡套4上打孔来调节转子组件50的质量分布，进而调节转子组件50的动平衡。
转子组件包括转子部分、叶轮部分和轴套组件，所述转子部分包括转子铁芯，永磁体以及永磁体护罩，叶轮部分包括上盖板、下盖板组件，轴套组件包括轴套和轴承；所述转子组件的加工过程包括以下步骤：
S1、零件的加工或准备：所需加工成形或准备的零件包括转子铁芯、永磁体、组成永磁铁护罩所需的零组件、叶轮的上盖板，叶轮的下盖板组件、轴套以及轴承；
S2、部件的组装：主要包括叶轮部件的组装和转子部件的组装，其中叶轮部件的组装包括上盖板与下盖板组件组装并通过焊接固定；转子部件的组装包括将转子铁芯与轴套装配完成使两者之间形成紧配合，将永磁体与转子铁芯固定，将永磁体护罩与永磁体、转子铁芯的组合件组装完成，并将永磁体护罩的零件之间、永磁体护罩与轴套通过焊接固定；
S3、转子组件的装配：将叶轮组件压入与转子部件固定的轴套的另一端并紧配合，将轴承与轴套压装并固定；或者将轴承与减振套、轴套压装并固定。
其中S1步骤中转子铁芯由多个硅钢片叠铆形成，所述转子铁芯具有永磁体限位槽，所述永磁体限位槽沿所述转子铁芯的外周面均匀分布。
其中S1步骤中成形的所述转子铁芯具有贯穿所述转子铁芯的上下端面的通孔，所述通孔对应所述永磁体限位槽设置，通孔位于所述转子铁芯的中心与其中一个永磁体限位凹槽的中心的连线位置并关于该连线对称设置；相邻通孔主体部分之间的转子铁芯的实体部分的弧长自转子铁芯中心到转子铁芯外周面逐渐增加。
其中S1步骤的下盖板组件包括衬套，所述衬套为金属材料，所述下盖板组件包括以所述衬套为嵌件形成的包括下盖板的注塑件。
其中S1步骤的永磁体包括第一表面和第二表面，所述第一表面呈凹面，所述第二表面呈凸面，所述第一表面与所述转子铁芯接触设置，所述第二表面成形有平面部和被所述平面部隔离的两部分弧面部，其中所述平面部的面积占所述第二表面的二分之一以上。
另外，转子组件还可以包括减振套，所述减振套设置于所述轴套和所述轴承之间，其中S1步骤还包括减振套的准备，S3步骤还包括将所述减振套组装于所述轴套和轴承之间。
另外，转子组件还可以包括平衡套，所述平衡套由黄铜材料制成，所述平衡套固定套设于所述轴套，所述平衡套设置于所述叶轮部分和所述转子部分之间，所述轴套设置有外台阶部，所述平衡套的一端面与所述外台阶部接触设置，所述平衡套的另一端面可以作为叶轮部分向转子部分安装时轴向的定位部。
所述永磁体护罩可以包括套筒和盖板，S1步骤包括所述套筒和所述盖板的成形，所述盖板和所述轴套以及所述套筒通过焊接固定。
需要说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种电子泵，包括转子组件，所述转子组件包括叶轮部分、转子部分以及轴套组件，所述轴套组件包括轴套，所述叶轮部分设置于所述轴套一端，所述转子部分设置于远离安装有所述叶轮部分的所述轴套的另一端，其特征在于：所述转子部分包括永磁体和永磁体护罩，所述永磁体与所述轴套直接或间接固定，所述永磁体护罩与所述轴套通过焊接固定，所述永磁体护罩与所述轴套之间形成一个密闭空间，所述永磁体固定设置于所述密闭空间。
2.根据权利要求1所述的电子泵，其特征在于：所述永磁体护罩包括套筒和端板，所述套筒和端板由不锈钢材料制成，所述套筒与所述端板的连接部通过焊接固定设置，所述套筒的内周面贴合或基本贴合所述永磁体相对朝外的表面，所述端板形成有中心孔，所述轴套穿过所述中心孔设置，所述端板通过所述中心孔与所述轴套配合，所述端板与所述轴套外周面通过焊接固定。
3.根据权利要求2所述的电子泵，其特征在于：所述端板成形有第一翻边结构和第二翻边结构，所述第一翻边结构围绕所述中心孔设置，所述端板的外边缘形成有第二翻边结构，所述端板与所述轴套的外周面通过所述第一翻边结构配合，所述端板与所述套筒的内表面或外表面通过所述第二翻边结构配合，所述轴套外周面与所述第一翻边结构的连接部以及所述第二翻边结构与所述套筒的内周面或外表面的连接部通过焊接固定并形成密封。
4.根据权利要求1至3任一项所述的电子泵：其特征在于：所述转子组件还包括转子铁芯，，所述转子铁芯与所述轴套固定设置；所述转子铁芯包括永磁体限位凹槽，所述转子铁芯的外周面成形有凸起筋，所述凸起筋沿所述转子铁芯外周面均匀分布，所述相邻凸起筋和所述相邻凸起筋之间的所述转子铁芯的外周面之间的空间形成所述永磁体限位凹槽，所述永磁体设置于所述永磁体限位凹槽。
5.根据权利要求4所述的电子泵：其特征在于：所述转子铁芯包括沿所述转子铁芯圆周方向均匀分布的多个通孔，所述通孔的数量与所述永磁体限位凹槽的数量相同，所述通孔贯穿所述转子铁芯的上下表面设置，所述通孔位于所述转子铁芯的中心与所述其中一个永磁体限位凹槽的中心的连线位置并关于该连线对称设置，在所述转子铁芯圆周方向，相邻所述通孔的主体部分之间的所述转子铁芯的实体部分的弧长自所述转子铁芯中心到所述转子铁芯外周面逐渐增加。
6.根据权利要求1或2或3或5所述的电子泵：其特征在于：所述永磁体包括第一表面、第二表面，所述第一表面为凹面，所述第二表面为凸面，所述第一表面与所述转子铁芯的外周面接触，所述第二表面远离所述转子铁芯；所述第二表面包括平面部，所述平面部设置于所述第二表面的中部，所述平面部将所述第二表面分为第一弧面部、第二弧面部和所述平面部，所述第一弧面部和所述第二弧面部位于所述平面部两侧，所述平面部的面积占所述第二表面的面积的二分之一以上。
7.根据权利要求1或2或3或5所述的电子泵：其特征在于：所述叶轮部分包括上盖板和下盖板以及一衬套，所述衬套为金属材料，所述衬套外表面成形有平面部和凸缘部，所述衬套的内表面为圆筒面，以所述衬套为嵌件在所述衬套的外表面注塑形成包括下盖板的注塑件，所述衬套的内表面与所述轴套外表面紧配合。
8.根据权利要求1或2或3或5所述的电子泵：其特征在于：所述轴套组件还包括第一轴承和第二轴承，所述轴套的内表面靠近两末端成形有第一台阶部和第二台阶部，所述第一台阶部包括第一台阶面和第一侧壁，所述第二台阶部包括第二台阶部和第二侧壁，所述第一轴承安装于所述第一台阶部，所述第二轴承安装于第二台阶部。
9.根据权利要求8所述的电子泵：其特征在于：所述轴套组件还包括减振套，所述减振套设置与所述轴承和所述轴套之间，所述减振套呈圆筒状，所述减振套具有一缺口结构，所述减振套包括内表面和外表面，所述减振套的内表面成形有凸起结构，所述减振套的内表面通过所述凸起结构与所述轴承的外周面接触，所述减振套的外周面与所述轴套的内周面接触设置。
10.根据权利要求1所述的电子泵：其特征在于：所述转子组件还包括一平衡套，所述平衡套由金属材料制成，所述平衡套套设于所述轴套的外表面，所述平衡套设置与所述叶轮部分和所述转子部分之间；所述轴套外表面成形于有台阶部，所述平衡套一端面与所述台阶部抵接设置，所述平衡套的另一端面作为所述叶轮部分轴向安装的定位部。
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