洗衣機及其驅動系統的製作方法

2023-12-06 02:07:11 2

本發明涉及洗衣機領域，具體地涉及一種洗衣機的驅動系統。在此基礎上，本發明還涉及具有該驅動系統的洗衣機。

背景技術：

洗衣機的傳動系統是洗衣機的重要部件，其主要包括傳統的psc電機加皮帶的並聯驅動系統，減速離合器加bldc電機的並聯驅動系統及bldc加減速離合器的直接驅動系統。

傳統的皮帶輪驅動方式下，電機和減速離合器並排安裝在洗衣機底部，系統結構龐大，且電機的安裝位置偏離洗衣機的中心位置，容易產生噪聲和運動，且無法調節洗滌模式轉速變化，因而，這類驅動系統只適用於中低端機型。而直驅模式對電機和控制的要求較高，製造成本也相對昂貴，因此，bldc電機串聯驅動的電機減速離合器應用越來越廣泛。

目前的洗衣機的驅動系統中，減速離合器與電機相互獨立設計製造，然後進行裝配，這種生產製造模式會導致安裝結構複雜，無法保證定轉子之間的氣隙等很多設計匹配上的問題；且當前的電機減速離合器設計鬆散，軸向尺寸偏大，離合器的佔用空間大，有效洗滌容積受到影響。

技術實現要素：

本發明的目的是為了克服現有技術存在的電機與離合器分開製造再進行裝配而導致的安裝結構複雜、電機的定轉子之間的氣隙難以保證的問題，提供一種洗衣機的驅動系統，該洗衣機驅動系統具有結構簡單、成本低，可靠性高且軸向結構設計緊湊的特點。

為了實現上述目的，本發明一方面提供一種洗衣機的驅動系統，該驅動系統包括：

電機組件，該電機組件包括定子部分和轉子部分，所述轉子部分連接有動力輸入軸；離合機構；減速傳動組件，該減速傳動組件包括洗滌傳動系和脫水傳動系，所述洗滌傳動系包括洗滌軸和傳動連接於該洗滌軸與所述動力輸入軸之間的行星齒輪組，所述脫水傳動系包括常接合於所述離合機構的動力輸入軸套和傳動連接於該動力輸入軸套的脫水軸套，所述動力輸入軸延伸穿過所述動力輸入軸套，所述洗滌軸延伸穿過所述脫水軸套；以及，離合操控機構，該離合操控機構包括撥杆、撥環和相對所述定子部分固定安裝的撥環支架，所述撥杆具有弧形滑道，所述撥環的一側支撐於所述撥環支架上，另一側支撐所述離合機構，該撥環具有設置於所述弧形滑道內的導向銷，並設置為該導向銷能夠隨所述撥杆的轉動而在所述弧形滑道內移動以帶動所述撥環繞所述離合機構的中心軸線轉動，所述撥環包括沿朝向所述撥環支架的軸向具有不同延伸高度的第一接合面和第二接合面，所述撥環支架具有多個凸臺面，以在所述撥環轉動至所述第一接合面與所述凸臺面配合的位置使得所述離合機構傳動接合於所述定子部分，並在轉動至所述第二接合面與所述凸臺面配合的位置使得所述離合機構傳動接合於所述轉子部分。

優選地，所述定子部分和所述轉子部分彼此相對的一側分別形成有第一接合齒部和第二接合齒部，所述離合機構的兩端分別具有上齒部和下齒部，該離合機構安裝於所述定子部分和所述轉子部分之間並能夠被操縱為朝向其中一者滑動，以使得所述第一接合齒部接合於所述上齒部或所述第二接合齒部接合於所述下齒部。

優選地，所述離合機構包括離合齒圈和離合壓簧，所述上齒部和所述下齒部分別形成於所述離合齒圈的兩端部，所述離合齒圈形成有開口朝向所述定子部分的容納槽，所述離合壓簧安裝於該容納槽中。

優選地，所述離合齒圈具有第一花鍵孔，所述動力輸入軸套具有與該第一花鍵孔常嚙合的第一花鍵部。

優選地，所述轉子部分具有第二花鍵孔，所述動力輸入軸具有與該第二花鍵孔過盈配合的第二花鍵部。

優選地，所述轉子部分具有設置於所述第二花鍵孔的端部的花鍵墊片。

優選地，所述定子部分包括鐵芯和鐵芯包塑，該鐵芯包塑上設置有接線端子和朝向所述轉子部分延伸的多個繞線架。

優選地，所述撥環支架通過卡扣安裝於所述定子部分，並且/或者，所述第一接合面與所述第二接合面之間形成有過渡傾斜面。

優選地，至少部分所述凸檯面上形成有導槽，所述撥環形成有與該導槽配合的定位柱。

優選地，所述驅動系統包括殼體和蓋裝於該殼體上的蓋板，所述定子部分固定於所述殼體的背離所述蓋板的一側，所述行星齒輪組容納於所述殼體內腔中，所述動力輸入軸和所述洗滌軸分別對應穿過所述殼體和所述蓋板傳動連接於所述行星齒輪組。

優選地，所述動力輸入軸具有太陽輪，所述行星齒輪組包括行星架、安裝於該行星架上並與所述太陽輪嚙合的行星輪、環繞並嚙合於所述行星輪的內齒圈，該內齒圈周向接合於所述動力輸入軸套。

優選地，所述行星架形成有第三花鍵孔，所述洗滌軸具有與該第三花鍵孔過盈配合的第三花鍵部。

優選地，所述撥杆通過撥杆軸和套設於該撥杆軸上的撥杆彈簧偏壓安裝於所述殼體和/或所述蓋板上。

優選地，所述脫水傳動系包括連接於所述動力輸入軸套與所述脫水軸套之間的剎車盤，所述撥杆連接有能夠被操控為接觸或遠離所述剎車盤的剎車帶。

優選地，所述定子部分形成有開口部，所述撥環穿過該開口部延伸以可操作地連接至所述離合機構，並且/或者，所述殼體在靠近所述定子部分位置形成有用於所述撥環通過的避讓部。

優選地，所述動力輸入軸套和所述脫水軸套內分別安裝有襯套，並分別通過軸承對應樞轉安裝至所述殼體和所述蓋板。

本發明第二方面提供洗衣機，該洗衣機包括上述的任意一種驅動系統。

通過上述技術方案，離合機構沿軸向位於電機組件的定子部分和轉子部分之間，並且可以被離合操控機構驅動朝向定子部分或轉子部分滑移，以使第一接合齒部與上齒部嚙合，或者第二結合齒部與下齒部嚙合，轉子部分和定子部分之間的定位精度提高，可以合理減小定轉子間的氣隙，提高電機組件的效率，離合機構與電機組件配合製造，不在如現有技術中一樣分開製造、後期裝配，因此，不存在背景技術中所說的安裝結構複雜，無法保證定轉子之間的氣隙等很多設計匹配上的問題。

此外，本發明中電機定轉子組件與上下齒盤一體注塑，定位精度和效率高；軸向尺寸設計緊湊，增加洗衣機洗滌容量；撥環直接由撥杆驅動，結構簡單，零部件少；軸向尺寸設計緊湊，增加洗衣機洗滌容量；合理設計離合齒形，降低嚙合噪音和提高離合可靠性；在具有機械剎車的離合器中，撥杆同時可作為制動杆，進一步精簡機構，排水牽引器同時作為排水、剎車和離合機構的驅動源，進一步節省成本。

附圖說明

圖1是本發明洗衣機的驅動系統的一種實施例的洗滌工況主視圖；

圖2是本發明洗衣機的驅動系統的一種實施例的洗滌工況右視圖；

圖3是本發明洗衣機的驅動系統的一種實施例的洗滌工況爆炸示意圖；

圖4是本發明中涉及的撥環支架的一種實施例的結構示圖；

圖5是本發明中涉及的撥環的一種實施例的結構視圖；

圖6是本發明中涉及的殼體的一種實施例的結構視圖；

圖7是本發明中涉及的轉子部分的一種實施例的結構示意圖；

圖8是本發明中涉及的定子部分的一種實施例的第一視角視圖；

圖9是與圖8中的定子部分的第二視角視圖。

附圖標記說明

1-殼體；3-第一接合齒部；4-第二接合齒部；5-離合齒圈；6-撥杆；7-撥環；8-撥環支架；10-蓋板；11-動力輸入軸；11a-第二花鍵部；12-動力輸入軸套；12a-第一花鍵部；13-剎車帶；14-剎車盤；15-軸承擋圈；16-軸承；17-洗滌軸；17a-第三花鍵部；18-脫水軸套；22-撥杆軸；23-剎車銷；24-撥杆彈簧；26-離合壓簧；27-襯套；28-太陽輪；29-行星輪；30-內齒圈；31-行星架；311-第三花鍵孔；34-鎖緊螺釘；35-貯油氈；36-花鍵墊片；40-定子部分；401-鐵芯；402-鐵芯包塑；4021-繞線架；4022-接線端子；50-轉子部分；501-第二花鍵孔；502-轉子包塑；503-凹槽；102-定位孔；103-螺紋孔；104-避讓部；302-定位銷；303-安裝孔；304-開口部；51-上齒部；52-下齒部；53-容納槽；54-第一花鍵孔；601-弧形滑道；602-驅動部；701-導向銷；702-連接臂；703-第一接合面；704-第二接合面；706-過渡傾斜面；707-定位柱；801-凸臺面；802-卡扣；803-導槽。

具體實施方式

在本發明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如「上、下、左、右」通常是指參考附圖所示的上、下、左、右；「內、外」是指相對於各部件本身的輪廓的內、外。

如圖1中所示，根據本發明一種優選實施方式的洗衣機的驅動機構，包括作為動力源的電機組件、用於選擇接合至電機組件的不同部分的離合機構、減速傳動組件，以及用於操控離合機構動作的離合操控機構。其中：

電機組件包括定子部分40和轉子部分50。

離合機構包括離合齒圈5和為離合齒圈5的動作提供彈性作用力的離合壓簧26。

減速傳動組件分為洗滌傳動系和脫水傳動系，分別對應洗衣機的洗滌工況的動力傳遞和脫水工況的動力傳遞。洗滌傳動系包括洗滌軸17以及連接於洗滌軸17上的行星齒輪組；脫水傳動系包括動力輸入軸套12及同軸套設在洗滌軸17外的脫水軸套18，並且，洗滌軸17延伸穿過脫水軸套18。

離合操控機構包括撥杆6、撥環7以及撥環支架8，撥環支架8相對於定子部分40固定安裝，撥環7設置於撥環支架8的內部。當撥環7轉動至不同的位置，離合機構傳動接合於定子部分40或轉子部分50上，以使洗衣機工作在洗滌或者脫水工況下。

具體來說：如圖7中所示，本發明中轉子部分50優選為一體注塑件，其包括磁瓦和轉子包塑502，轉子包塑502上注塑一體成型有第二接合齒部4，用於在脫水工況時與離合機構傳動連接。轉子包塑502上還注塑形成有第二花鍵孔501，且該第二花鍵孔501的端部設置有花鍵墊片36，動力輸入軸11的一軸端具有第二花鍵部11a，且第二花鍵部11a過盈壓合於第二花鍵孔501內，當兩者過盈裝配到位時，動力輸入軸11上對應於第二花鍵部11a設置處的花鍵臺肩與花鍵墊片36相互牴觸。

動力輸入軸11通過第二花鍵部11a與轉子包塑502上的第二花鍵孔501過盈配合，提高此處的連接剛度，減小動力輸入軸11在正反轉時第二花鍵部11a與第二花鍵孔501之間嚙合時由於配合間隙導致的噪音。並且，轉子包塑502與動力輸入軸11上的第二花鍵部11a的鍵配合長度不小於15㎜，保證轉子部分50的安裝剛度以及轉子部分50和定子部分40之間的定位精度，以合理減小定轉子間的氣隙，提高電機組件的效率；

轉子部分50上形成有空腔，空腔內設置有離合機構中的離合齒圈5。如圖3中所示，離合齒圈5的兩端部分別形成上齒部51和下齒部52，並且，離合齒圈5朝向定子部分40處設置有容納腔53，容納腔53內安裝有離合機構的離合壓簧26，在洗脫轉換時，離合壓簧26的彈性復位力與離合齒圈5的自重一起，下齒部51與第二接合齒部4進入嚙合。離合齒圈5上的上齒部51和下齒部52為一體注塑件，並且兩個齒部上的離合齒由兩段直齒連接而成，在軸向上的投影為臺階狀，這種臺階形離合齒可以提高離合齒圈5在嚙合時的連接強度以及嚙合可靠性，能夠有效地減少齒面磨損以及齒損傷，同時降低了嚙合噪音。

如圖8和圖9中所示，定子部分40包括第一接合齒部3、鐵芯401以及鐵芯包塑402，其中：鐵芯包塑402與第一接合齒部3為一個整體，與鐵芯401一體注塑形成定子部分40。第一接合齒部3的嚙合齒為與上齒部51和下齒部52相同結構的臺階狀的離合齒，以在洗滌工況下與離合齒圈5相嚙合。定子部分40上環繞第一接合齒部3的圓周方向形成有開口部304。鐵芯包塑402上下端(即朝向轉子部分50的方向)周向一體注塑有若干繞線架4021和接線端子4022，兩者位於定子部分40和轉子部分50之間形成的空腔內，不單獨佔用軸向空間，線束從離合齒圈5和鐵芯包塑402之間的間隙引出，通過鐵芯包塑402上形成的另一開口部304接入驅動器。並且，繞線夾架4021和接線端子4022設置在鐵芯包塑402的下端，充分利用了定轉子組件內部空間，不僅節省了軸向高度，而且使外觀更加簡潔美觀。

定轉子部分均為一體注塑件，保證了各個技術特徵之間的精度要求。

轉子部分50上與定子部分40相對的一側形成有第二接合齒部4，離合機構沿軸向位於定子部分40和轉子部分50之間，並且可以被驅動朝向定子部分40或轉子部分50滑移，以使第一接合齒部3與上齒部51嚙合，或者第二結合齒部4與下齒部52嚙合。

如圖3中所示，離合齒圈5上形成有第一花鍵孔54，動力輸入軸套12上具有與第一花鍵孔54形成鍵連接的第一花鍵部12a。

如圖4和圖5中所示，撥環支架8上設置有多組卡扣802，卡扣802扣合至定子部分40上。撥環7包括沿朝向撥環支架8的軸向具有不同延伸高度的第一接合面703和第二接合面704，第一接合面703和第二接合面704之間形成有過渡傾斜面706，並且，第一接合面703與第二接合面704之間的高度差大於離合齒圈5的最大行程，撥環支架8和撥環7之間通過過渡斜面706形成螺旋副，離合動作時，撥環7在撥環支架8內螺旋運動，從而帶動離合齒圈5上下運動完成洗脫轉換。

撥環支架8具有多個凸臺面801，以在撥環7轉動至第一接合面703與凸臺面801配合的位置使得離合機構傳動接合於定子部分40，並在轉動至第二接合面704與凸臺面801配合的位置使得離合機構傳動接合於轉子部分50。

結合圖1和圖2中所示，本發明所描述的洗衣機的驅動系統還包括殼體1和蓋裝在殼體1上的蓋板10，定子部分40固定在殼體1上背離蓋板10設置的一側，行星齒輪組容納於殼體1上下形成的內腔中，動力輸入軸11和洗滌軸17分別穿過殼體1和蓋板10傳動連接至行星齒輪組。

離合操控機構中，撥杆6具有弧形滑道601，撥環7的一側支撐於撥環支架8上，另一側支撐離合機構的離合撥環5上，撥環7具有滑動設置於弧形滑道601內的導向銷701，弧形滑道601為等寬腰形孔設置，導向銷701為圓柱體設置，兩者形成滑動連接副，導向銷701隨撥杆6轉動而在弧形滑道601內移動，從而帶動撥環7繞離合機構的中心軸線轉動。撥環7位薄壁金屬件，其上具有至少彎折一次的連接臂702，連接臂702的彎折目的有二：一是降低軸向高度，二是提高撥環2的連接臂702處的剛度。連接臂702自圖8中所示的開口部304穿出，可操控地連接至離合機構中，殼體1上靠近定子部分40位置形成有用於撥環7的連接臂702通過的避讓部104。

凸臺面801上設置有腰形孔狀的導槽803，與之相對地，撥環7上設置有可滑動地穿入該導槽803的定位柱707，定位柱707插入導槽803中，可以防止導向銷701受到弧形滑道601側壁推力時，撥環7發生側翻而導致定位不穩。

如圖3中所示，動力輸入軸11的一軸端形成有太陽輪28，行星齒輪組還包括與太陽輪28嚙合的行星輪29，全部行星輪29外環繞並與行星輪29嚙合設置有內齒圈30，行星輪29安裝於行星架31上，內齒圈30空套在行星架31的外圓周上，並與輸入軸套12通過內齒圈30周向接合。至此，太陽輪28、行星輪29、內齒圈30、行星架31共同組成行星齒輪組。行星齒輪組內的全部齒輪均採用斜齒輪，斜齒輪傳動輪齒重合度高，傳動平穩且承載能力強，可以有效地控制軸向間隙，降低噪音。並且行星輪29及內齒圈30採用一體注塑成型工藝。行星架31採用壓鑄成型工藝製造。

行星架31上形成有第三花鍵孔311，洗滌軸17上對應處形成有過盈插入第三花鍵孔311內的第三花鍵部17a，並且，行星架31的上端面壓裝在洗滌軸17上靠近第三花鍵部17a處形成的軸肩上。洗滌軸17與行星架31之間過盈連接，可以提高兩者間的連接剛度，減小洗滌軸17頻繁正反轉時洗滌軸17上的第三花鍵部17a與第三花鍵孔311之間嚙合產生洗滌噪音，同時，行星架31的上端面壓裝在洗滌軸17上的軸肩處，可以提高裝配精度。

如圖3中所示，撥杆6通過撥杆軸22和套接在撥杆軸22上的撥杆彈簧24偏壓安裝在殼體1上或者蓋板10上。

如圖6中所示，殼體1中央位置還設置有內凹的軸承擋，在此處安裝軸承時，軸承直接壓裝至外圈底面與殼體1的下端面齊平，內凹設置的軸承擋101進一步減小了離合器的軸向尺寸。殼體1底面上還形成有若干定位孔102和螺紋孔103，行星架31通過定位孔102和螺紋孔103方便地定位安裝於殼體1上。

脫水傳動系包括連接於輸入軸套12和脫水軸套18之間的剎車盤14，撥杆6連接有能夠被操控為接觸或遠離剎車盤14的剎車帶13，剎車盤14與輸入軸套12形成有一空腔，行星齒輪組的內齒圈30具有一定竄動量地軸向設置在該空腔內。

所述脫水軸套18和輸入軸套12內孔均過盈壓裝有襯套27，並分別通過軸承16可樞轉地安裝至殼體1和蓋板10上，襯套27採用多孔質粉末冶金件，具有一定的壓縮性，通過專用工裝壓縮定位襯套27，以保證襯套27間的軸向尺寸及公差帶，提高定位精度。在保持剛度的前提下儘量縮短襯套之間的軸向尺寸，兩襯套27端面與貯油氈35之間的軸向移動量不大於1mm。合理設計輸入軸軸向尺寸，可以在提高裝配剛度的同時壓縮軸向空間。

本發明的洗衣機的驅動系統的離合原理敘述如下：

在初始位置時，撥杆6位於初始安裝位置，第一接合面703與凸臺面801貼合，撥環7處於上位，支撐離合齒圈5與第一接合齒部3嚙合，洗衣機的內筒鎖死，此時，離合壓簧26處於壓縮狀態，洗衣機處於洗滌工況；

當洗衣機的控制部分發出脫水指令時，撥杆6在排水牽引器的驅動下轉過一定角度，從而帶動導向銷701在弧形滑道601內滑動，當導向銷701運動至弧形滑道601內某一位置，使得撥環7繞離合結構的中心軸線轉過一定角度後，在此過程中，第一接合面703與凸臺面801脫開貼合關係，並且，撥環7和撥環支架8上的過渡傾斜面704相對滑動完成螺旋運動，當撥環7轉動至終點時，第二接合面704與凸臺面801貼合，撥環7移動至下位，與離合齒圈5脫開，離合齒圈5在在自身重力和離合壓簧26的彈性復位力作用下與第二接合齒部4嚙合，洗衣機內筒與波輪被傳動系統固定連接，完成洗衣機自洗滌工況至脫水工況的轉換，此時由前所述，撥環7的運動行程大於離合齒圈5的行程，避免了高速脫水工況下兩者之間的磨損。

當洗衣機脫水完成時，驅動器停止工作，撥杆6在撥杆彈簧24的彈性復位力下復位，帶動離合齒圈5上移，脫離與第二接合齒部4的嚙合關係，重新進入與第一接合齒部3嚙合的狀態，洗衣機此時恢復至初始的洗滌狀態，離合壓簧26再次被壓縮。

以上結合附圖詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明並不限於此。在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，為了避免不必要的重複，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。但這些簡單變型和組合同樣應當視為本發明所公開的內容，均屬於本發明的保護範圍。