洗衣机及其驱动系统的制作方法

本发明涉及洗衣机领域，具体地涉及一种洗衣机的驱动系统。在此基础上，本发明还涉及具有该驱动系统的洗衣机。

背景技术：

洗衣机传动系统是洗衣机的重要部件，主要包括传统的psc电机加皮带的并联驱动系统，减速离合器加bldc电机的并联驱动系统及bldc电机加离合的直接驱动系统。

传统的皮带轮驱动方式电机和离合器并排安装在洗衣机底部，系统结构庞大，且电机偏离洗衣机中心位置，容易产生噪声和运动，且无法调节洗涤模式转速变化，只适用于中低端机型。而直驱模式对电机和控制的要求较高，制造成本也相对昂贵。因此，bldc电机串联驱动的电机减速离合器应用越来越广泛。

目前的电机减速离合器，一般采用减速离合器和电机分别独立设计，再进行装配的模式。这样的生产制造模式会产生安装结构复杂，无法保证定转子间的气隙等很多设计匹配上的问题；并且目前的电机减速离合器设计松散，浪费离合器占用空间，减小有效洗涤容积。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术存在的电机减速离合器结构复杂、设计松散的问题，提供一种洗衣机的驱动系统，该驱动系统具有便于结构简化、设计紧凑等优点。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种洗衣机的驱动系统，包括：电机组件，该电机组件包括定子部分和转子部分，所述转子部分连接有动力输入轴；离合机构，该离合机构设置为能够被操控为选择性地传动接合于所述定子部分和所述转子部分中的一者；以及，减速传动组件，该减速传动组件包括洗涤传动系和脱水传动系，所述洗涤传动系包括洗涤轴和传动连接于该洗涤轴与所述动力输入轴之间的行星齿轮组，所述脱水传动系包括脱水轴套、常接合于所述离合机构的动力输入轴套以及传动连接于该动力输入轴套与所述脱水轴套之间的制动盘，所述动力输入轴延伸穿过所述动力输入轴套，所述洗涤轴延伸穿过所述脱水轴套。

优选地，所述定子部分和所述转子部分彼此相对的一侧分别形成有第一接合齿部和第二接合齿部，所述离合机构的两端分别具有上齿部和下齿部，该离合机构安装于所述定子部分和所述转子部分之间并能够被操纵为朝向其中一者滑动，以使得所述第一接合齿部接合于所述上齿部或所述第二接合齿部接合于所述下齿部。

优选地，所述离合机构包括离合齿圈和离合压簧，所述上齿部和所述下齿部分别形成于所述离合齿圈的两端部，所述离合齿圈形成有开口朝向所述定子部分的容纳槽，所述离合压簧安装于该容纳槽中。

优选地，所述离合齿圈具有第一花键孔，所述动力输入轴套具有与该第一花键孔常啮合的第一花键部。

优选地，所述转子部分具有第二花键孔，所述动力输入轴具有与该第二花键孔过盈配合的第二花键部。

优选地，所述转子部分具有设置于所述第二花键孔的端部的花键垫片。

优选地，所述定子部分包括铁芯和铁芯包塑，该铁芯包塑上设置有接线端子和朝向所述转子部分延伸的多个绕线架。

优选地，所述驱动系统包括壳体和盖装于该壳体上的盖板，所述定子部分固定于所述壳体的背离所述盖板的一侧，所述行星齿轮组容纳于所述壳体内腔中，所述动力输入轴和所述洗涤轴分别对应穿过所述壳体和所述盖板传动连接于所述行星齿轮组。

优选地，所述动力输入轴具有太阳轮，所述行星齿轮组包括行星架、安装于该行星架上并与所述太阳轮啮合的行星轮、环绕并啮合于所述行星轮的内齿圈，该内齿圈周向接合于所述动力输入轴套。

优选地，所述行星架形成有第三花键孔，所述洗涤轴具有与该第三花键孔过盈配合的第三花键部。

优选地，所述壳体和/或所述盖板上安装有用于操控所述离合机构的离合操控机构，该离合操控机构包括通过拨杆轴安装的拨杆和通过拨叉轴安装的拨叉，所述拨杆具有离合导向面，该离合导向面沿绕所述拨杆轴的枢转周向相对与所述拨杆轴的轴向相垂直的平面具有倾斜度，所述拨叉在所述拨叉轴的一侧具有抵接于该离合导向面的拨叉顶柱，并在另一侧可操作地连接至所述离合机构。

优选地，所述拨杆轴和所述拨叉轴通过支架安装于所述壳体上，所述拨杆轴上套设有偏压所述拨杆的拨杆弹簧，所述拨叉轴上套设有偏压所述拨叉的拨叉弹簧。

优选地，所述拨叉顶柱的抵接于所述离合导向面的一端设置有耐磨件，并且/或者，所述拨叉顶柱可调节地抵接于所述离合导向面。

优选地，所述拨杆轴与所述动力输入轴的轴向平行，所述拨叉轴与所述拨杆轴的轴向垂直。

优选地，所述拨杆连接有能够被操控为接触或远离所述制动盘的刹车带。

优选地，所述定子部分形成有开口部，所述拨叉穿过该开口部延伸以可操作地连接至所述离合机构，并且/或者，所述壳体在靠近所述定子部分位置形成有用于所述拨叉通过的避让部。

优选地，所述动力输入轴套和所述脱水轴套内分别安装有衬套，并分别通过轴承对应枢转安装至所述壳体和所述盖板。

本发明第二方面提供一种具有上述驱动系统的洗衣机。

通过上述技术方案，本发明将驱动系统中的电机组件和离合机构结合设计，由此便于使得离合机构容纳于电机组件中，整体结构简化并更加紧凑，从而能够增加有效洗涤容积。

附图说明

图1是根据本发明一种优选实施方式的驱动系统在洗涤工况下的主视示意图；

图2是图1中驱动系统的右视示意图；

图3是图1中驱动系统的爆炸视图；

图4是图1中驱动系统在脱水工况下的后视示意图；

图5是图1中驱动系统的用于安装离合操控机构的支架的立体结构示意图；

图6是图1中驱动系统的壳体的立体结构示意图；

图7是图1中驱动系统的转子部分的立体结构示意图；

图8是图1中驱动系统的定子部分的立体结构示意图；

图9是从另一视角观察的图8中定子部分的立体结构示意图。

附图标记说明

1-壳体；2-支架；3-第一接合齿部；4-第二接合齿部；5-离合齿圈；6-拨杆；7-拨叉；8-拨叉顶柱；9-螺母；10-盖板；11-动力输入轴；11a-第二花键部；12-动力输入轴套；12a-第一花键部；13-刹车带；14-制动盘；16-轴承；17-洗涤轴；17a-第三花键部；18-脱水轴套；21-拨叉轴；22-拨杆轴；23-刹车销；24-拨杆弹簧；25-拨叉弹簧；26-离合压簧；27-衬套；28-太阳轮；29-行星轮；30-内齿圈；31-行星架；311-第三花键孔；34-锁紧螺钉；35-贮油毡；36-花键垫片；40-定子部分；401-铁芯；402-铁芯包塑；4021-绕线架；4022-接线端子；50-转子部分；501-第二花键孔；502-转子包塑；503-凹槽；102-定位孔；103-螺纹孔；104-避让部；302-定位销；303-安装孔；304-开口部；51-上齿部；52-下齿部；53-容纳槽；54-第一花键孔；61-离合导向面；602-驱动部；702-连接臂；81-耐磨件。

具体实施方式

参照图1至图9，根据本发明一种优选实施方式的洗衣机的驱动系统，用于选择性地驱动洗衣机进行洗涤操作或脱水操作。其中，该驱动系统包括电机组件、离合机构和减速传动组件等。在进一步优选实施方式中，其还包括用作安装基础的安装结构(如壳体1等)以及用于操控所述离合机构的离合操控机构。

在图示实施方式中，电机组件包括定子部分40和转子部分50，其中设置有电器元件(如随后所述的铁芯401等)，以能够通过转子部分50转动而输出动力，并带动洗衣机的波轮和/或内桶转动。

其中，定子部分40可以包括铁芯401和铁芯包塑402，该铁芯包塑402的朝向转子部分50的一侧具有一体注塑成型的第一接合齿部3，其在洗涤工况与离合齿圈5的上齿部51相啮合。定子组件40的上端面设有定位销302和安装孔303，用于定位安装于随后所述的壳体1下端。定子组件40上还设有开口部304，其中一个开口部304用于容纳离合操控机构中的连接臂702，另一个开口部304可以用于容纳电机线束。所述铁芯包塑42的下端沿周向一体注塑有若干绕线架4021和接线端子4022，其位于定子部分40和转子部分50形成的空腔内，不单独占用轴向空间，线束从离合齿圈5和铁芯包塑402之间的空挡中引出，通过其中一个开口部304接入驱动器。

所述转子部分50为一体注塑件，包括磁瓦和转子包塑502，其上一体注塑有与离合齿圈5啮合的第二接合齿部4，其在脱水工况与离合齿圈5的下齿部52相啮合。转子部分50还一体注塑有与动力输入轴11下端花键轴(第二花键部11a)过盈配合的第二花键孔501，所述第二花键孔501下端设有容纳槽53，所述容纳槽53用于安装锁紧螺钉34。所述锁紧螺钉34锁紧后，其头部最高点不超过容纳槽53上端面。所述转子包塑502上还固定设有金属材质的花键垫片36，所述花键垫片36设置在所述第二花键孔501上端。所述转子包塑502和花键垫片36采用一体注塑成型工艺，注塑件上端面不高于花键垫片36上端面。

离合机构包括离合齿圈5，该离合齿圈5的上端具有用于与定子组件40的第一接合齿部3接合的上齿部51，下端具有用于与转子组件50的第二接合齿部4接合的下齿部52。该离合齿圈5容纳于定子组件40和转子组件50之间的空腔内，并能够在离合操控机构的作用下朝向定子组件40和转子组件50中的一者滑动，以使其上齿部51或下齿部52对应接合于所述第一接合齿部3和第二接合齿部4。

离合齿圈5的朝向定子组件40的一端形成有容纳槽53，其中容纳有离合压簧26，并能够起到减重作用。离合齿圈5的中心孔内具有第一花键孔54，该第一花键孔54常啮合于动力输入轴套12的第一花键部12a。由此，在洗涤工况中，转子组件50带动动力输入轴11转动，由此使得波轮转动；同时，离合齿圈5被约束为其上齿部51啮合于定子组件40的第一接合齿部3，由此锁定动力输入轴套12及其传动连接的内桶。在需要脱水时，可以如操控为使得离合齿圈5向转子部分50滑动至下齿部52啮合于第二接合齿部4，由此，转子部分50的转动同时通过动力输入轴11和动力输入轴套12传递。

为便于说明，根据不同工况下的传动路径不同，减速传动组件包括洗涤传动系和脱水传动系。其中，洗涤传动系包括行星齿轮组和洗涤轴17，行星齿轮组中具有内齿圈30、行星架31及行星轮29，动力输入轴11一体形成有太阳轮28并与行星轮29啮合。行星架31具有第三花键孔311，洗涤轴17具有与该第三花键孔311过盈配合的第三花键部17a。由此，动力输入轴11在转子部分50带动下转动，并驱动行星轮29自转；而由于内齿圈30被周向固定在如动力输入轴套12(此时被离合齿圈5周向锁止)不能转动，因此动力被减速传递至洗涤轴17，从而实施洗涤操作。

脱水传动系包括常接合于离合齿圈5的动力输入轴套12、制动盘14及脱水轴套18。在离合齿圈5被切换为其下齿部52与转子部分50的第二接合齿部4啮合的脱水工况下，转子部分50带动动力输入轴11和动力输入轴套12等速转动，动力输入轴套12和脱水轴套18分别固定连接于制动盘14的轴向两端，由此通过脱水轴套18带动内桶转动。与此同时，动力输入轴11仍将转动传递至行星齿轮组，但由于内齿圈30能够被动力输入轴套12带动旋转，该行星齿轮组能够将动力输入轴11的转动等速传递至洗涤轴17。因此，内桶和波轮具有相同的角速度。

所述动力输入轴套12和脱水轴套18内可以分别安装有衬套27，并分别通过轴承16对应枢转安装至壳体1和盖板10。其中，衬套27可以仅位于动力输入轴套12或脱水轴套18的端部位置，其间可以设置贮油毡35。所述壳体1和盖板10可以用作整个驱动系统的安装基础。

具体地，电机组件的定子部分40可以具有定位销302和安装孔303，壳体1的端部对应形成有定位孔102和螺纹孔103。由此，在安装过程中，可以首先通过使得定位销302插入至定位孔102中而确定安装位置，并通过螺栓等穿过安装孔303和螺纹孔103的紧固件将电机组件的定子部分40固定连接于壳体1上。前述行星齿轮组可以容纳于壳体1的内腔中，且动力输入轴11和洗涤轴17分别对应穿过壳体1和盖板10传动连接于该行星齿轮组。

在本发明一种较为优选的实施方式中，壳体1和/或盖板10上安装有用于操控所述离合机构的离合操控机构，该离合操控机构包括拨杆6和拨叉7。其中，拨杆6通过拨杆轴22安装于壳体1上，并具有离合导向面61，该离合导向面61相对与拨杆轴22的轴向相垂直的平面(即枢转轴线的法平面)具有倾斜角度；拨叉7通过拨叉轴21安装至壳体1上，并具有拨叉顶柱8，该拨叉顶柱8可以为调节螺钉，其一端抵接于离合导向面61。由此，当驱动拨杆6绕拨杆轴22转动时，拨叉顶柱8在离合导向面61上的抵接位置发生变化，由于离合导向面61在沿枢转周向相对枢转平面具有倾斜度，从而使得拨叉7在拨叉顶柱8所在一端产生轴向位移，进而绕拨叉轴21枢转，驱动离合机构亦发生轴向移动，由此实施离合操作。上述离合操控机构通过具有倾斜度的离合导向面61使得拨叉7枢转及离合机构轴向位移，具有结构简单、操控可靠等优点。典型地，拨杆轴22与动力输入轴11平行设置，拨叉轴21与其垂直。

拨杆轴22和拨叉轴21可以通过多种方式连接于壳体1和/或盖板10上。在图示实施方式中，提供了固定于壳体1上的支架2作为连接基础。并且，为了使得拨叉顶柱8保持抵靠于离合导向面61上，拨叉轴21上套设有偏压拨叉7的拨叉弹簧25。另外，拨杆轴22上可以套设有偏压拨杆6的拨杆弹簧24，由此在离合操控之后能够复位至初始位置(离合齿圈5的上齿部51接合于定子部分40的第一接合齿部3)。

拨叉顶柱8的抵接于离合导向面61的一端可以设置耐磨件81(如钢珠)，由此能够减小离合操控过程中的磨损，并可以通过减小接触面积而保持离合灵敏。可选地，拨叉顶柱8如通过螺母9可调节地抵接于离合导向面61，由此在如拨叉弹簧21经长期使用而具有较小恢复力时，可以调节拨叉顶柱8朝向离合导向面61的延伸长度。

在脱水操作之后，离合齿圈5需要与定子组件40接合以锁止内桶。为减小对啮合齿的碰撞损害，在离合齿圈5脱离脱水操作过程中所接合的转子组件50后，应当快速降低其转速。为此，拨杆6通过刹车销23连接有刹车带13，在拨杆6绕拨杆轴22转动过程中，刹车带13能够被同时地操控为接触或远离制动盘14，以在操控离合齿圈5切换与上齿盘40和下齿盘60的啮合关系的同时，利用刹车带13锁止或解锁脱水传动系的周向位置。

在本发明中，拨叉7需要从壳体1外部延伸至定子部分40和转子部分50之间，以可操作地连接离合齿圈5。为此，定子部分40可以形成开口部304，拨叉7的连接臂702穿过该开口部304延伸。另外，可以在壳体1的靠近定子部分40的位置形成有避让部104，以避免对拨叉7的设置或运动产生干涉。

为了更好地理解本发明的技术方案，以下对一种优选实施方式的驱动系统的工作过程进行说明：

1.初始位置时：在拨杆弹簧24的作用下，拨杆6带动刹车带13抱紧制动盘14，内桶刹车；同时拨叉7在拨叉弹簧25的作用下，耐磨件81与离合导向面61始终可靠接触，另一端顶紧离合齿圈5，使离合齿圈5与第一接合齿部3处于啮合状态，内桶被锁死；离合压簧26处于压缩状态，此时洗衣机处于洗涤状态。

2.发出脱水指令时：拨杆6绕拨杆轴22转过一定角度，刹车带13放松制动盘14，内桶刹车状态解除；与此同时，离合导向面61也转过一定角度，此时耐磨件81与离合导向面61的接触点在轴向上的位置发生了变化(上移)，从而通过绕拨叉轴21转动而带动另一端的凸起部反方向移动(下移)，拨叉7与离合齿圈5开始分离；离合齿圈5在在自身重力和离合压簧26的复位力作用下下移，离合齿圈5与第一接合齿部3脱离啮合，然后与第二接合齿部4进入啮合，内桶与波轮被固定连接，完成洗脱转换。此时，可以使得拨叉7的行程大于离合齿圈5的行程，其凸起部与齿圈限位面脱离，避免了高速脱水工况下两者之间的磨损。

3.脱水完成时：连接在拨杆6的驱动部602的驱动器停止工作，拨杆6在拨杆弹簧24的复位力作用下复位，带动刹车带13与制动盘14接触，离合器开始刹车动作；拨叉6带动离合导向面61复位，推动耐磨件81下移，通过拨叉7带动离合齿圈5上移，离合齿圈5与第二接合齿部4脱离啮合，然后与第一接合齿部3进入啮合，内桶被锁死，离合器回到洗涤状态。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。