專利名稱：減速離合機構與電機一體化裝置和具有該裝置的洗衣機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于洗衣機的減速離合機構與電機一體化裝置，以及包括該一體化裝置的洗衣機。
背景技術：
在現(xiàn)有技術中，用于波輪洗衣機的減速離合器和電機是兩大分離裝置，減速離合器一般由波輪減速裝置、脫水裝置、棘輪機構和制動牽引裝置組成，這些裝置全部安裝在長方形盤狀的底座上，電機則根據洗衣機與波輪離合器的要求單獨匹配。然而，上述裝置結構繁雜、體積大、總體閉合高度大且制造成本高。為解決以上不足之處，需設計一種結構更簡單的離合裝置來代替繁雜的棘輪機構和制動牽引裝置。

實用新型內容本實用新型鑒于上述目的而作出。一方面，本實用新型提供了一種用于洗衣機的減速離合機構與電機一體化裝置，包括減速離合機構和電機。所述減速離合機構包括:減速器，所述減速器包括輸入軸、與該輸入軸共軸布置的外殼部和設置在該外殼部內的減速部；和離合器，所述離合器包括主動部和從動部。所述電機包括轉子總成和定子總成。所述電機的轉子總成與所述減速器的輸入軸驅動連接，所述減速器的減速部與洗衣機的波輪輸出軸驅動連接，所述減速器的外殼部與洗衣機的滾筒輸出軸驅動連接，所述減速器的輸入軸與所述離合器的主動部驅動連接，所述離合器的從動部與所述減速器的外殼部驅動連接，并且所述離合器為離心式離合器。另一方面，本實用新型提供了包括上述的減速離合機構與電機一體化裝置的洗衣機。本實用新型的減速離合機構與電機一體化裝置及洗衣機用離心式離合器取代了現(xiàn)有技術中的繁雜的棘輪機構和制動牽引裝置，使得整體結構簡化、體積減小、制造工藝簡單，降低了制造成本，減小了閉合高度。

圖1是示出根據本實用新型一實施例的減速離合機構與電機一體化裝置安裝在洗衣機中的狀態(tài)的側視剖視圖；圖2a和2b分別是示出根據本實用新型一實施例的減速離合機構與電機一體化裝置的電機轉子總成的側視剖視圖和透視圖；圖3是示出根據本實用新型一實施例的減速離合機構與電機一體化裝置的離心式離合器的一種示例性構型的透視圖；圖4示出根據本實用新型一實施例的減速離合機構與電機一體化裝置中的連接法蘭的一種示例性構型；圖5a和5b分別是示出安裝在圖4所示的連接法蘭上的一種示例性防水罩的透視圖和細節(jié)放大圖；圖6是根據本實用新型一實施例的減速離合機構與電機一體化裝置的采用多級行星齒輪傳動機構的雙動力減速器的結構圖；圖7是根據本實用新型一實施例的減速離合機構與電機一體化裝置的采用單級行星齒輪傳動機構的單動力減速器的結構圖；以及圖8是示出根據本實用新型一實施例的減速離合機構與電機一體化裝置的另一種離合器構型的透視圖。
具體實施方式
以下結合附圖對根據本實用新型一實施例的減速離合機構與電機一體化裝置進行描述。如圖1所示，所述一體化裝置中的減速離合機構包括減速器和離合器。減速器包括輸入軸13、與輸入軸13共軸布置的外殼部5和設置在外殼部5內的減速部(圖1中未不出)。外殼部5具有圍繞輸入軸13的軸套5a。離合器包括主動部10和從動部11，其具體結構在下文中詳述。所述一體化裝置中的電機包括轉子總成14和定子總成12。在本實施例中，電機例如為永磁無刷直流電機。這樣，如圖2a和2b所示，轉子總成14可為外轉子式結構，其包括由底壁42和周壁44構成的殼體、設置在周壁44內側的導磁環(huán)45和多個磁體(如磁鋼)41、以及設置在底壁42中央的聯(lián)軸器43。導磁環(huán)45可由薄鋼帶纏繞而成或由厚鋼板制成，多個磁體41可沿轉子的周向排布，導磁環(huán)45的內表面與磁體41的外表面為無間隙配合。所述殼體可用非金屬材料(如塑料)注塑而成，而導磁環(huán)45和磁體41可作為所述殼體的鑲嵌件通過嵌件成型法與所述殼體一體形成。同樣，聯(lián)軸器43可作為與所述殼體分離的部件(在這種情況下，其可由金屬制成)被嵌件成型在所述殼體中，但是聯(lián)軸器43也可作為所述殼體的一體部分直接在所述殼體上用相同的材料注塑而成。聯(lián)軸器43可與要由電機驅動的軸連接，使得轉子總成14的旋轉經聯(lián)軸器43傳遞給該軸。另外，在所述殼體的底壁42的任一個側面或兩個側面上可設置風葉46，用于在轉子旋轉過程中起散熱冷卻作用。仍參見圖1，定子總成12被轉子總成14包圍，并且可包括環(huán)形的定子鐵芯和分別覆蓋定子鐵芯的兩個軸向端面的上、下兩個環(huán)形的絕緣端蓋12a，這樣定子總成12整體呈具有內孔的環(huán)形。在定子鐵芯的沿周向排布的多個軛部上都卷繞有繞組。在本實施例中，減速器可封裝在位于洗衣機滾筒的底部的筒形殼體中，該殼體由座部4和體部6構成。座部4上安裝有密封圈2和軸承3，密封圈2隨同座部4安裝在洗衣機滾筒的底部以防止漏水，體部6的底部安裝有單向軸承7。軸承3和單向軸承7對安置在筒形殼體中的減速器進行支撐固定。筒形殼體可經由連接法蘭8與電機的定子總成12連接在一起。圖4示出了連接法蘭8的一種示例性構型。連接法蘭8大體呈帶有底壁的筒狀。在筒壁上沿周向等間隔地設有三個凸部54，在凸部54上具有兩個開孔53和可選的定位結構52 (例如，小孔或立柱)。在與定子總成12連接時，連接法蘭8的各凸部54中的開孔53與定子總成12的上端蓋12a中的對應開孔對準以供緊固件(如螺栓、螺釘?shù)?穿過而實現(xiàn)固定連接。在此過程中，附加地，可利用定子總成12的上端蓋12a上的對應定位結構(立柱或小孔)與連接法蘭8的凸部54上的定位結構52 (小孔或立柱)之間的配合進行定位，以便于上述開孔的對準。設在連接法蘭8的底壁上的安裝孔56可利用緊固件將連接法蘭8固定在封裝減速器的筒形殼體的底面上(見圖1)。在連接法蘭8的中央也設有供減速器的輸入軸13穿過的通孔。連接法蘭8的徑向尺寸和軸向厚度(即凸部54的軸向高度)可根據所要連接的電機的尺寸和安裝位置進行調整。另外，在連接法蘭8的筒壁上還沿周向等間隔地向外伸出有多個突耳55，在突耳55中設有開孔51。突耳55用于在連接法蘭8上安裝防水罩9以防止洗衣機中的水漏到電機上。圖5a示出了防水罩9的一種示例性構型。防水罩9呈盤狀，并具有形狀與連接法蘭8的外廓形匹配的中央通孔。在中央通孔的邊緣處沿周向等間隔地設有三個連接結構71。如放大示出圖5a中的細部A的圖5b所示，連接結構71可呈對稱布置的兩個彈性插頭的形式。在將防水罩9安裝到連接法蘭8上時，將彈性插頭71插入穿過連接法蘭8上的對應突耳55中的開孔51內，并且利用插頭端部的倒鉤防止防水罩9從連接法蘭8脫開(見圖1)。電機的轉子總成14與減速器的輸入軸13驅動連接。在本發(fā)明中，諸如“A與B驅動連接”這樣的表述是指對象A以本領域已知的任何適當方式(例如，鍵連接、花鍵連接、銷連接、齒輪嚙合傳動，等等)直接或間接地與對象B連接在一起而能夠驅動對象B轉動。轉子總成14經聯(lián)軸器43通過例如花鍵與減速器的輸入軸13連接在一起而能夠驅動輸入軸13轉動。輸入軸13的下端通過螺母15相對于轉子總成14的聯(lián)軸器鎖緊。本發(fā)明中所采用的離合器可為離心式離合器。根據一種示例性構型，如圖1和3所示，該離心式離合器的從動部11是碗形輪鼓，主動部10是接納在所述輪鼓中的盤形轉子。在該轉子的中央布置有凸臺64，在轉子上圍繞凸臺64沿周向設置有多個(在本實施例中示出為2個)離心塊62，各個離心塊在兩端用拉簧61彼此連接，并且在徑向外側都設置有摩擦片63。當離心塊62在離心作用下朝徑向外側移動時，摩擦片63可與輪鼓11的周壁內側摩擦接合，從而實現(xiàn)轉子與輪鼓的同步旋轉，即達到離合器的接合狀態(tài)。轉子10可例如通過設在其凸臺中的花鍵孔套裝在減速器的輸入軸13上，由此輸入軸13與轉子10驅動連接。輪鼓11例如以鍵連接的方式套裝在減速器的外殼部5的軸套5a上，使得輪鼓11與減速器的外殼部5驅動連接。這樣，整個離心式離合器安置在電機的定子總成12的內孔中。減速器的安置在外殼部5中的減速部與洗衣機的波輪輸出軸Ia驅動連接，而外殼部5與洗衣機的滾筒輸出軸Ib驅動連接。所述減速部可被構造為如圖6所示的多級行星齒輪傳動機構，其封裝在外殼部5中并且可例如包括輸入軸中心輪21、一級行星架22、第一花鍵齒輪23、二級行星輪系24、二級行星架25、內齒輪26、一級行星輪系27、第二花鍵齒輪28、軸承29和含油軸承30。該多級行星齒輪傳動機構與洗衣機的波輪輸出軸Ia和滾筒輸出軸Ib兩者驅動連接，以向洗衣機的波輪和滾筒提供雙動力輸出。所述減速部也可替換為如圖7所示的單級行星齒輪傳動機構，其包括上行星架31、行星輪系32、下行星架33、內齒輪34、中心輪35和箱蓋36。該單級行星齒輪傳動機構與洗衣機的波輪輸出軸驅動連接以向洗衣機的波輪提供單動力輸出。應指出，上述多級和單級行星齒輪傳動機構的結構及工作方式是本領域已知的，這里不作進一步的詳細說明。另外，優(yōu)選地，可根據洗衣機的不同需求通過改變上述行星齒輪傳動機構中的齒輪來變更它們的傳動速比。如上所述，根據本實用新型，用結構簡單的離心式離合器取代了現(xiàn)有技術的減速離合機構中的繁雜的棘輪機構和制動牽引裝置，并且離心式離合器在電機定子總成的內孔中套裝在減速器的輸入軸和外殼部上，而封裝減速器的筒形殼體用尺寸可調的連接法蘭與電機定子總成固定連接，從而實現(xiàn)了減速離合機構與電機的一體化，并且該一體化裝置整體結構簡化、體積減小、制造工藝簡單，降低了制造成本，減小了閉合高度。下面簡要描述一下洗衣機借助于根據本實用新型的減速離合機構與電機一體化裝置進行工作的過程。當波輪式洗衣機的指令為洗滌時，電機按指令程序啟動運轉(電機轉速在100至1200轉/分可調)。參見圖1、3和6，電機的轉子總成14帶動減速器的輸入軸13運轉，而離心式離合器的轉子10因套裝在輸入軸13上而與其同時旋轉。由于洗滌時轉速較低(150轉/分左右)，轉子10上的離心塊62甩不開，因而離心塊62與輪鼓11的周壁為間隙配合，故輪鼓11靜止不動。此時在減速器的減速部內，輸入軸13的前端中心輪21與一級行星輪系27嚙合，而一級行星輪系27的一級行星架22的內花鍵帶動第一花鍵齒輪23做降速旋轉，第一花鍵齒輪23又帶動二級行星輪系24嚙合旋轉，同時，該二級行星輪系與內齒輪26嚙合帶動第二花鍵齒輪28旋轉，而第二花鍵齒輪28的內花鍵與滾筒輸出軸Ib連接，所以滾筒輸出軸Ib與波輪輸出軸Ia做逆向旋轉而向洗衣機提供雙動力輸出。當洗衣機的指令為脫水時，電機轉速為750至1000轉/分，此時離心式離合器的離心塊62在離心力的作用下朝徑向外側甩出，使得離心塊上的摩擦片63與輪鼓11的周壁內側緊密配合而產生摩擦接合，故而離合器的轉子10與輪鼓11同速旋轉。由于輪鼓11緊配于減速器外殼部的軸套5a上，所以波輪輸出軸Ia和滾筒輸出軸Ib做同速同向旋轉，完成脫水功能。如果洗衣機洗滌時不需要雙動力功能，則只需將減速器外殼部內的多級行星齒輪傳動機構更換為圖7所示的單級行星齒輪傳動機構。當洗滌時輸入軸中心輪35帶動行星輪系32，通過行星架的內孔連接帶動波輪輸出軸旋轉，從而利用單動力輸出完成洗滌功能。當脫水時，洗滌與脫水的轉換如上所述同樣通過離心式離合器完成。另外，關于洗衣機脫水后的剎車問題，可利用電機的反電勢完成，以去掉剎車機構，減少制造成本。上面描述了根據本實用新型的減速離合機構與電機一體化裝置的示例性結構。然而，本實用新型不限于所述的結構。例如，上述的離心式離合器也可用如圖8所示的牙嵌式離合器來代替，其中牙嵌式離合器的一個半部81安裝在電機轉子總成14的中央并固定套裝在減速器的輸入軸13上，而另一個半部82可固定套裝在減速器的外殼部5上。由此，同樣能以簡單的結構實現(xiàn)洗衣機脫水時的離合轉換操作。另外，電機并不限于采用永磁無刷直流電機，而是也可換成感應電機，其結構簡單、重量輕、效率高，且與永磁無刷直流電機相比能減少后期粘接磁鋼的工序。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而并非限制本實用新型。對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種用于洗衣機的減速離合機構與電機一體化裝置，包括減速離合機構和電機， 所述減速離合機構包括: 減速器，所述減速器包括輸入軸(13)、與該輸入軸共軸布置的外殼部(5)和設置在該外殼部內的減速部；和 離合器，所述離合器包括主動部(10)和從動部(11)， 所述電機包括轉子總成(14)和定子總成(12)， 所述一體化裝置的特征在于，所述電機的轉子總成(14)與所述減速器的輸入軸(13)驅動連接，所述減速器的減速部與洗衣機的波輪輸出軸(Ia)驅動連接，所述減速器的外殼部(5)與洗衣機的滾筒輸出軸(Ib)驅動 連接，所述減速器的輸入軸(13)與所述離合器的主動部(10)驅動連接，所述離合器的從動部(11)與所述減速器的外殼部(5)驅動連接，并且所述離合器為離心式離合器。
2.根據權利要求1所述的一體化裝置，其特征在于，所述離合器的從動部(11)是碗形輪鼓，所述離合器的主動部(10)是接納在所述輪鼓中的盤形轉子，所述離合器還包括沿周向設置在所述轉子上并用拉簧(61)彼此連接的多個離心塊(62)，每個離心塊都在徑向外側設置有摩擦片(63)。
3.根據權利要求1或2所述的一體化裝置，其特征在于，還包括包封所述減速器并安裝在洗衣機滾筒的底部的筒形殼體(4，6)，該筒形殼體通過固定在其底面上的連接法蘭(8)與所述電機的定子總成(12)連接。
4.根據權利要求3所述的一體化裝置，其特征在于，在所述連接法蘭(8)上安裝有防止洗衣機漏水到所述電機上的防水罩(9 )。
5.根據權利要求1或2所述的一體化裝置，其特征在于，所述減速器的減速部被構造為多級行星齒輪傳動機構，該多級行星齒輪傳動機構與洗衣機的波輪輸出軸(Ia)和滾筒輸出軸(Ib)兩者驅動連接以向洗衣機的波輪和滾筒提供雙動力輸出。
6.根據權利要求1或2所述的一體化裝置，其特征在于，所述減速器的減速部被構造為單級行星齒輪傳動機構，該單級行星齒輪傳動機構與洗衣機的波輪輸出軸(Ia)驅動連接以向洗衣機的波輪提供單動力輸出。
7.根據權利要求1或2所述的一體化裝置，其特征在于，所述電機為永磁無刷直流電機，所述電機的轉子總成(14)呈外轉子式結構并包圍所述電機的定子總成(12)。
8.根據權利要求7所述的一體化裝置，其特征在于，所述電機的轉子總成(14)包括具有周壁(44)和底壁(42)的殼體、設置在所述周壁內側的導磁環(huán)(45)和磁體(41)、以及設置在所述底壁的中央并與所述底壁一體形成或分開形成的聯(lián)軸器(43 )，所述聯(lián)軸器與所述減速器的輸入軸(13)固定連接。
9.根據權利要求1或2所述的一體化裝置，其特征在于，所述電機為感應電機。
10.一種洗衣機，包括根據權利要求1至9中任一項所述的減速離合機構與電機一體化>j-U ρ α裝直。
專利摘要本實用新型涉及一種用于洗衣機的減速離合機構與電機一體化裝置，包括減速離合機構和電機。減速離合機構包括包括輸入軸(13)、與該輸入軸共軸布置的外殼部(5)和設置在該外殼部內的減速部的減速器；和包括主動部(10)和從動部(11)的離合器。電機包括轉子總成(14)和定子總成(12)。電機的轉子總成與減速器的輸入軸驅動連接，減速器的減速部與洗衣機的波輪輸出軸(1a)驅動連接，減速器的外殼部與洗衣機的滾筒輸出軸(1b)驅動連接，減速器的輸入軸與離合器的主動部驅動連接，離合器的從動部與減速器的外殼部驅動連接，并且所述離合器為離心式離合器。本實用新型還涉及一種包括所述一體化裝置的洗衣機。
文檔編號D06F37/30GK203021795SQ20132002965
公開日2013年6月26日 申請日期2013年1月21日 優(yōu)先權日2013年1月21日
發(fā)明者高祀法, 孫亮, 崔恒懂, 藺江磊 申請人:尼得科電機(青島)有限公司