CN105370582A - 一种电子水泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子水泵，包括外壳体、隔离套、定子部件、转子部件；隔离套将所述电子水泵内的空间分隔成两个腔体：容置腔与流体腔；转子部件位于所述流体腔内，定子部件固定设置于所述容置腔内；转子部件为包括转子铁芯、转轴形成的注塑件；转子铁芯包括转子本体部和偶数个转子凸极；定子部件包括定子和多个绕组，定子包括定子本体部和偶数个定子凸极，定子凸极上绕制有绕组，定子凸极相对定子本体部靠近转子凸极，且转子凸极相对转子本体部靠近定子凸极；电子水泵动作时，定子部件的多个绕组按一定顺序分别通电，且通电时至少有两个绕组同时通电，并带动转子部件转动。转子部件可以不使用永磁体材料，从而结构和装配工艺更简单，运行更可靠。

Description

一种电子水泵

【技术领域】

本发明涉及一种电子水泵，特别是涉及一种车用电子水泵。

【背景技术】

现在一般的车用电子水泵都采用无刷电机，转子部件的一部分采用永磁性材料制作；因为有永磁性材料的存在，生产工艺上有充磁工序，并且永磁性材料属性比较脆，成本上稀土磁性材料比较贵且价格波动大，而在具体使用过程中，特别是环境相对恶劣的情况下，具体应用时还需要考虑永磁体退磁的影响和安装精度等对电机性能的影响。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种新结构的电子水泵，可以无需用到永磁材料制作的转子部件，为此，本发明采用如下技术方案：

一种电子水泵，包括外壳体、隔离套、定子部件、转子部件；所述隔离套将所述电子水泵内的空间分隔成两个腔体：容置腔与流体腔，所述流体腔与容置腔相隔离而使流体腔的流体不会流到容置腔；所述转子部件位于所述流体腔内，所述定子部件固定设置于所述容置腔内；所述转子部件包括转子铁芯、叶片注塑体、转轴，所述转子部件为注塑件；所述转子铁芯包括转子本体部和偶数个转子凸极；所述定子部件包括定子和多个绕组，所述定子包括定子本体部和偶数个定子凸极，每一定子凸极上绕制有所述绕组，所述定子凸极相对定子本体部靠近转子凸极，且转子凸极相对转子本体部靠近所述定子凸极；在所述电子水泵动作时，定子部件的多个绕组按一定顺序分别通电，且通电时至少有两个绕组同时通电，并带动所述转子部件转动。所述容置腔与流体腔通过隔离套隔开，从而使容置腔内可以置放定子部件等需要通电的即不耐流体的部件。

所述转子部件不包含永磁体材料，所述转子铁芯为矽钢片经冲压加工并经铆接或搭扣连接或焊接固定形成或使用较高导磁率的粉末冶金压制制成；所述转子部件还包括塑料垫块，塑料垫块设置于相邻的转子凸极之间；所述定子凸极与转子凸极均沿径向均匀设置，所述定子为矽钢片经冲压加工并经铆接或搭扣连接或焊接固定形成或使用较高导磁率的粉末冶金压制制成，所述定子凸极的数量大于转子凸极的数量。这样转子部件不包含永磁体材料，结构与装配工艺相对简单。

所述转子部件为将转子铁芯、转轴、塑料垫块组装在一起经注塑形成的一体结构，所述叶片注塑体将转子铁芯、塑料垫块包覆，且在转子铁芯的外侧形成包覆层。

所述转子铁芯和或塑料垫块在轴向的两个端部中的至少一端设置有欠缺部，在转子部件成型时，塑料材料填充或至少部分填充所述欠缺部，这部分塑料材料为叶片注塑体的一部分而形成转子部件的加强结构。

所述转轴在与所述叶片注塑体结合的部位设置有凹槽、或者所述转轴在与所述叶片注塑体结合的部位的外表面加工成螺旋状或网状结构；所述转子部件在转子铁芯轴向的一端形成叶片部，而在轴向的另一端包括端部包覆层，叶片部与端部包覆层为一体结构。

所述电子水泵的外壳体包括第一壳体与第二壳体，第一壳体设置有流体进口与出口；所述第二壳体与隔离套形成所述容置腔，第一壳体与隔离套形成流体腔；所述容置腔内还固定设置有散热板、电子线路板、电容器。

所述定子部件包括三组或四组定子凸极，每组定子凸极包括对称设置的两个定子凸极，每一定子凸极各绕制有一个绕组，每组定子凸极的两个绕组呈串联或并联设置，在电子动作时，这一组定子凸极上绕制的绕组同时通电。

所述定子部件可以包括三组定子凸极，每组定子凸极至少包括对称均匀设置的四个定子凸极，每一定子凸极各绕制有一个绕组，每组定子凸极的四个绕组呈串联或并联、或两两串联后再与另两个绕组并联设置，在电子动作时，这一组定子凸极上绕制的绕组同时通电。

【附图说明】

图1是本发明的电子水泵的一个实施方式的外观示意图；

图2是图1所示电子水泵剖视的示意图，其中部分未画出具体结构；

图3是图2实施例中C—C的剖视示意图；

图4是图2实施例中转子部件的示意图；

图5是图4转子部件的剖视示意图；

图6是图5转子部件的沿A—A剖视的示意图

图7是图4转子部件注塑前的零件的示意图；

图8是图2实施例中定子部件的剖视示意图；

图9是图8定子部件的B—B向的示意图；

图10是本发明另一实施方式的转子部件注塑前零件的示意图。

图中的组件不一定按比例绘制，重点是用于示出所述实施例的原理。在附图中，同一标号在各个视图中表示相同或相应的部件。

【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。如图1-图9所示，本实施例的电子水泵设置有进口与出口(图中未标图号)，电子水泵包括外壳体1、隔离套5、定子部件7、转子部件8；外壳体1包括第二壳体15、设置有进口与出口的第一壳体14；隔离套5将外壳体1内的空间分隔成两个腔体：容置腔13与流体腔12，第二壳体15与隔离套5形成的是相对封闭的可用于置放电子器件等的容置腔13，第一壳体14与隔离套5形成的是与进口和出口连通的流体腔12；隔离套5与第一壳体14、第二壳体15之间分别设置有密封垫26如可以是环形密封圈。定子部件7固定设置在容置腔13内，容置腔13内还固定设置有散热铝板62及电子线路板61、电容器63等电子元器件，电子线路板61和电容器63构成驱动电子水泵电机的电子控制回路，而散热铝板62有助于将电子线路板61的热量传导出去。电子线路板61，电容器63、定子部件7等电子元器件通过第二壳体15上设置的接插件(图中未示出)与外部线路相连接。散热铝板62及电子线路板61、电容器63等电子元器件固定设置在隔离套5或隔离套5与第二壳体15。在本实施例中第二壳体15、第一壳体14、隔离套5是一起通过固定螺钉24相固定的。

转子部件8包括转轴81、转子铁芯82、塑料垫块83、叶片注塑体84，转轴81、转子铁芯82、塑料垫块83通过叶片注塑体固定在一起形成转子部件8，转轴81的两端伸出于转子部件8与两端的轴承相配合，转子部件8可转动地设置在流体腔12中或者说可转动地设置在隔离套5与第一壳体14之间。转轴81在与叶片注塑体结合的部位可以设置有凹槽以使两者的结合更加可靠，或者将转轴81的外表面加工成螺旋状或网状结构以使两者的结合更加可靠。隔离套5在朝向流体腔设置有限位固定部51，而第一壳体设置有支架11，支架11与第一壳体14为一体成型结构。其中转子部件8的一端即转轴的一端通过第二轴承22可转动地设置于隔离套5的限位固定部51，另一端通过垫片23、第一轴承21设置于支撑座25，支撑座25位于支架11与转子部件8之间，支撑座25设置有内凹的第二限位部251，第一轴承21位于或至少部分位于支撑座25的第二限位部251而得到限位，转子部件8的径向通过转轴81的两端分别与第一轴承、第二轴承的径向限位而实现限位，轴向通过隔离套5的限位固定部51、支撑座25与支架11而限位即通过支撑座25的第二限位部而限位。而垫片23设置在第一轴承21与叶片注塑体84的端部之间并套设在转轴81上，从而可以起减小运动摩擦的作用。本实施例中转子部件包括塑料垫块，但这一部件也是可以不设置的，而转子部件只包覆转子铁芯即在原设置塑料垫块的部位带有几个相应的槽，这样只是转子部件转动时阻力会相对大一些；另外也可以是在转子部件注塑时填充这部分空间，这样可以省略塑料垫块的成型与装配。

具体地，转子铁芯82包括转子本体部823、转子连接孔822及加强孔821、多个沿转子本体部823外凸的转子凸极824，即转子凸极沿转子本体部823向定子部件7方向凸出或者可以说是沿径向向外凸出；转子凸极824沿径向均匀设置，在本实施例中，电机为四相(8/6)结构的磁阻电机，转子铁芯82包括6个向外凸出即向定子方向凸出的转子凸极824，其中相对设置的两个转子凸极形成一组转子凸极即共三组转子凸极。转轴81通过转子连接孔822与转子铁芯过盈配合设置，另外也可以过流配合再进行加强使两者固定可靠。在相邻的转子凸极之间还设置有塑料垫块83以进行填充。在转子部件8加工时，是将转轴81、塑料垫块83、转子铁芯82一起固定作为注塑时的嵌件而进行注塑，通过注塑形成一体结构的叶片注塑体84而构成转子部件，叶片注塑体84包覆在塑料垫块83、转子铁芯82的外侧形成较薄的包覆层841，同样地在塑料垫块83、转子铁芯82的两端分别形成端部包覆层842及叶片部843，同时塑料材料填充或至少部分填充转子铁芯的加强孔821，这里加强孔821即作为欠缺部，从而使注塑时塑料材料可进行填充或至少部分填充，从而使叶片注塑体84与转子铁芯连接的机械性能更加可靠。叶片注塑体所形成的塑料包覆层可以使转子铁芯82与外部相隔离，即使长期使用在有水等液体的环境中也不会发生生锈等问题。在本实施例中，转子铁芯没有采用永磁体材料制作，转子铁芯具体可以为矽钢片经冲压加工并经铆接或搭扣连接或焊接固定形成，也可以使用较高导磁率的粉末冶金压制制成。这里，“较高导磁率”指的是导磁率在7000-10000亨/米(H/m)之间。

定子部件7位于隔离套5的外侧，具体在本实施例中是套设并固定于隔离套5上。定子部件7包括定子71、绕组72。本实施例中的电机为四相(8/6)结构的磁阻电机，其中定子71包括定子基部711与四组定子凸极712，即8个定子凸极；定子凸极712为均匀对称设置，定子凸极从定子基极711向内即向转子部件8方向凸出；定子凸极712采用矽钢片经冲压后经铆钉固定，或者冲压后在端部设置扣片槽后扣压经折弯紧固，或者将一个冲片上凸出来的部位和下一个冲片凹进去的部位“搭扣”在一起即形成搭扣连接，另外还可以在冲压后经焊接固定或使用较高导磁率的粉末冶金压制制成。每组定子凸极对称设置并绕制有绕组，每一定子凸极各有一个绕组72，每组定子凸极如定子凸极A、A’上的两个绕组呈串联设置；另外也可以通过电路分别连接到两个绕组，这样两个绕组就是并联设置；即每一组定子凸极的绕组是同时通电或断电的。在绕组72与定子凸极712之间，还设有绝缘层，具体可以是先在各组定子凸极套设内绝缘层，内绝缘层可以是经注塑形成的塑料件，然后在内绝缘层上绕制绕组，绕组经连接线引出，每组的绕组绕制在一起或分开绕制后再连接。另外定子凸极与绕组间的内绝缘层也可以是在定子凸极相应的用于绕制绕组的该部位上涂覆了一层绝缘层如环氧涂覆层，然后再进行绕组的绕制，这样，内绝缘层的厚度可以相对较薄；另外还可以在定子凸极上设置如套设绝缘纸等等以进行绝缘隔离。

电子水泵具体工作时，可以按顺时针方向或逆时针方向给各组绕组通电，具体的退电顺序根据水泵动作需要可自行设计。下面以依次给定子的A→D→C→B相绕组通电时进行说明；以图3中定子部件、转子部件的相对位置作为初始位置，此时在其中的一个相位A-A’下，定子A-A’励磁，定子凸极A-A’上的两个绕组通电，此时两个转子凸极8242与定子凸极A、A’相吸相对而使位置相对固定，此时磁阻相对最小；接下去，定子凸极A、A’上的绕组断电并去磁，而定子凸极D、D’上的绕组通电，即定子D-D’励磁，此时转子顺时针转动大约15°，使两个转子凸极8243与定子凸极D、D’相对相吸而位置相对固定；然后，定子凸极D、D’上的绕组断电并去磁，定子凸极C、C’上的绕组通电，定子C-C’励磁，此时转子顺时针转动大约15°，转子凸极8244与定子凸极C、C’相对相吸而位置相对固定；然后，定子凸极C、C’上的绕组断电并使定子去磁，定子凸极B、B’上的绕组通电，定子B-B’励磁，此时转子顺时针再转动大约15°，转子凸极8241与定子凸极B、B’相对相吸而位置相对固定；接下去定子A-A’励磁，定子凸极A-A’上的两个绕组；这样，转子部件就实现了顺时针转动。相反的，如果定子是按A→B→C→D相绕组通电，则转子就按逆时针相对转动相应的角度。即电子水泵的转动动作方向只需要改变绕组通电的励磁顺序即可，而与绕组的电流方向无关。如果需要转动多少角度，则按励磁顺序给绕组进行通电。

另外在实际应用中，可以根据不同的需要设计不同的定子凸极数和转子凸极数，这样每一个励磁转子所转动的角度会不同。上面介绍的实施例中电机是四相(8/6)结构的磁阻电机，其中定子凸极与转子凸极的数量不相同，即定子凸极为8个，而转子凸极为6个。另外电机还可以是三相(12/8)结构的磁阻电机，即定子凸极为12个，而转子凸极为8个，这时，每组定子凸极为4个，通电时每一励磁相位时均为4个绕组同时通电，4个绕组可以串联或并联设置，另外也可以相对的两个串联然后再并联设置；另外可以是三相(6/4)结构的磁阻电机，即定子凸极为6个，而转子凸极为4个，同样地，每两个定子凸极为一组。从上也可以看出定子凸极与转子凸极的数量不相同。

下面介绍另外一个实施例，请参图10所示。本实施例与上面介绍的实施例的主要区别在于，本实施例中，转子部件的转子铁芯82a与塑料垫块83a的结构有所不同，在转子铁芯82a上没有再设置加强孔821，而是在与塑料垫块83a相邻的位置设置了凹槽部825作为欠缺部，另外同样在塑料垫块83a上也设置有加强孔831作为欠缺部，这样，在塑料垫块83a与转子铁芯82a、转轴81组装并一体注塑时，使塑料材料可填充或部分填充这些欠缺部，从而可以使叶片注塑体与转子铁芯、塑料垫块的结合更加可靠稳定。当然塑料垫块与转子铁芯上还可以设置其他结构的加强结构而使叶片注塑体与两者的结合更加可靠，如使塑料垫块上设置其他结构的欠缺部具体如在其侧边832上设置内凹的欠缺部，或者在转子凸轮的侧边8240设置内凹的欠缺部，这样使转子部件注塑后的叶片注塑体上具有轴向的用于固定塑料垫块、转子凸轮的加强结构，从而使转子部件的叶片注塑体与塑料垫块连接更加可靠，或使塑料垫块与转子铁芯组装后的间隙相对合理，如在0.5-1.5mm等，这样这部分间隙在注塑时会有塑料材料填充，从而保证转子部件的可靠稳定性。

本发明可以不采用永磁体作为转子的一部分，即可以取消永磁体的使用实现电子水泵的功能，另外采用本发明的技术方案，电子水泵的转子部件采用塑料材料包覆在转子铁芯的外面，在使用过程中使转子部件的转子铁芯不会直接与外面的流体如水相接触，从而不会出现生锈腐蚀等问题，而适合于环境条件相对恶劣的场合使用。

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 (8)

1.一种电子水泵，包括外壳体、隔离套、定子部件、转子部件；所述隔离套将所述电子水泵内的空间分隔成两个腔体：容置腔与流体腔，所述流体腔与容置腔相隔离而使流体腔的流体不会流到容置腔；所述转子部件位于所述流体腔内，所述定子部件固定设置于所述容置腔内；所述转子部件包括转子铁芯、叶片注塑体、转轴，所述转子部件为注塑件；所述转子铁芯包括转子本体部和偶数个转子凸极；所述定子部件包括定子和多个绕组，所述定子包括定子本体部和偶数个定子凸极，每一定子凸极上绕制有所述绕组，所述定子凸极相对定子本体部靠近转子凸极，且转子凸极相对转子本体部靠近所述定子凸极；在所述电子水泵动作时，定子部件的多个绕组按一定顺序分别通电，且通电时至少有两个绕组同时通电，并带动所述转子部件转动。

2.如权利要求1所述的电子水泵，其特征在于，所述转子部件不包含永磁体材料，所述转子铁芯为矽钢片经冲压加工并经铆接或搭扣连接或焊接固定形成或使用较高导磁率的粉末冶金压制制成；所述转子部件还包括塑料垫块，塑料垫块设置于相邻的转子凸极之间；所述定子凸极与转子凸极均沿径向均匀设置，所述定子为矽钢片经冲压加工并经铆接或搭扣连接或焊接固定形成或使用较高导磁率的粉末冶金压制制成，所述定子凸极的数量大于转子凸极的数量。

3.如权利要求2所述的电子水泵，其特征在于，所述转子部件为将转子铁芯、转轴、塑料垫块组装在一起经注塑形成的一体结构，所述叶片注塑体将转子铁芯、塑料垫块包覆，且在转子铁芯的外侧形成包覆层。

4.如权利要求3所述的电子水泵，其特征在于，所述转子铁芯和或塑料垫块在轴向的两个端部中的至少一端设置有欠缺部，在转子部件成型时，塑料材料填充或至少部分填充所述欠缺部，这部分塑料材料为叶片注塑体的一部分而形成转子部件的加强结构。

5.如权利要求1-4任一所述的电子水泵，其特征在于，所述转轴在与所述叶片注塑体结合的部位设置有凹槽、或者所述转轴在与所述叶片注塑体结合的部位的外表面加工成螺旋状或网状结构；所述转子部件在转子铁芯轴向的一端形成叶片部，而在轴向的另一端包括端部包覆层，叶片部与端部包覆层为一体结构。

6.如权利要求1-4任一所述的电子水泵，其特征在于，所述电子水泵的外壳体包括第一壳体与第二壳体，第一壳体设置有流体进口与出口；所述第二壳体与隔离套形成所述容置腔，第一壳体与隔离套形成流体腔；所述容置腔内还固定设置有散热板、电子线路板、电容器。

7.如上述权利要求任一所述的电子水泵，其特征在于，所述定子部件包括三组或四组定子凸极，每组定子凸极包括对称设置的两个定子凸极，每一定子凸极各绕制有一个绕组，每组定子凸极的两个绕组呈串联或并联设置，在电子动作时，这一组定子凸极上绕制的绕组同时通电。

8.如权利要求1-6任一所述的电子水泵，其特征在于，所述定子部件包括三组定子凸极，每组定子凸极至少包括对称均匀设置的四个定子凸极，每一定子凸极各绕制有一个绕组，每组定子凸极的四个绕组呈串联或并联、或两两串联后再与另两个绕组并联设置，在电子动作时，这一组定子凸极上绕制的绕组同时通电。