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：

洗衣机的传动系统是洗衣机的重要部件，其主要包括传统的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加减速离合器的直接驱动系统。

传统的皮带轮驱动方式下，电机和减速离合器并排安装在洗衣机底部，系统结构庞大，且电机的安装位置偏离洗衣机的中心位置，容易产生噪声和运动，且无法调节洗涤模式转速变化，因而，这类驱动系统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。

目前的洗衣机的驱动系统中，减速离合器与电机相互独立设计制造，然后进行装配，这种生产制造模式会导致安装结构复杂，无法保证定转子之间的气隙等很多设计匹配上的问题；且当前的电机减速离合器设计松散，轴向尺寸偏大，离合器的占用空间大，有效洗涤容积受到影响。

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与离合器分开制造再进行装配而导致的安装结构复杂、电机的定转子之间的气隙难以保证的问题，提供一种洗衣机的驱动系统，该洗衣机驱动系统具有结构简单、成本低，可靠性高且轴向结构设计紧凑的特点。

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，该驱动系统包括：

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；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常接合于所述离合机构的动力输入轴套和传动连接于该动力输入轴套的脱水轴套，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；以及，离合操控机构，该离合操控机构包括拨杆、拨环和相对所述定子部分固定安装的拨环支架，所述拨杆具有弧形滑道，所述拨环的一侧支撑于所述拨环支架上，另一侧支撑所述离合机构，该拨环具有设置于所述弧形滑道内的导向销，并设置为该导向销能够随所述拨杆的转动而在所述弧形滑道内移动以带动所述拨环绕所述离合机构的中心轴线转动，所述拨环包括沿朝向所述拨环支架的轴向具有不同延伸高度的第一接合面和第二接合面，所述拨环支架具有多个凸台面，以在所述拨环转动至所述第一接合面与所述凸台面配合的位置使得所述离合机构传动接合于所述定子部分，并在转动至所述第二接合面与所述凸台面配合的位置使得所述离合机构传动接合于所述转子部分。

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，所述拨环支架通过卡扣安装于所述定子部分，并且/或者，所述第一接合面与所述第二接合面之间形成有过渡倾斜面。

优选地，至少部分所述凸台面上形成有导槽，所述拨环形成有与该导槽配合的定位柱。

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，所述拨杆通过拨杆轴和套设于该拨杆轴上的拨杆弹簧偏压安装于所述壳体和/或所述盖板上。

优选地，所述脱水传动系包括连接于所述动力输入轴套与所述脱水轴套之间的刹车盘，所述拨杆连接有能够被操控为接触或远离所述刹车盘的刹车带。

优选地，所述定子部分形成有开口部，所述拨环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环通过的避让部。

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洗衣机，该洗衣机包括上述的任意一种驱动系统。

通过上述技术方案，离合机构沿轴向位于电机组件的定子部分和转子部分之间，并且可以被离合操控机构驱动朝向定子部分或转子部分滑移，以使第一接合齿部与上齿部啮合，或者第二结合齿部与下齿部啮合，转子部分和定子部分之间的定位精度提高，可以合理减小定转子间的气隙，提高电机组件的效率，离合机构与电机组件配合制造，不在如现有技术中一样分开制造、后期装配，因此，不存在背景技术中所说的安装结构复杂，无法保证定转子之间的气隙等很多设计匹配上的问题。

此外，本发明中电机定转子组件与上下齿盘一体注塑，定位精度和效率高；轴向尺寸设计紧凑，增加洗衣机洗涤容量；拨环直接由拨杆驱动，结构简单，零部件少；轴向尺寸设计紧凑，增加洗衣机洗涤容量；合理设计离合齿形，降低啮合噪音和提高离合可靠性；在具有机械刹车的离合器中，拨杆同时可作为制动杆，进一步精简机构，排水牵引器同时作为排水、刹车和离合机构的驱动源，进一步节省成本。

附图说明

图1是本发明洗衣机的驱动系统的一种实施例的洗涤工况主视图；

图2是本发明洗衣机的驱动系统的一种实施例的洗涤工况右视图；

图3是本发明洗衣机的驱动系统的一种实施例的洗涤工况爆炸示意图；

图4是本发明中涉及的拨环支架的一种实施例的结构示图；

图5是本发明中涉及的拨环的一种实施例的结构视图；

图6是本发明中涉及的壳体的一种实施例的结构视图；

图7是本发明中涉及的转子部分的一种实施例的结构示意图；

图8是本发明中涉及的定子部分的一种实施例的第一视角视图；

图9是与图8中的定子部分的第二视角视图。

附图标记说明

1-壳体；3-第一接合齿部；4-第二接合齿部；5-离合齿圈；6-拨杆；7-拨环；8-拨环支架；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-刹车盘；15-轴承挡圈；16-轴承；17-洗涤轴；17a-第三花键部；18-脱水轴套；22-拨杆轴；23-刹车销；24-拨杆弹簧；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；601-弧形滑道；602-驱动部；701-导向销；702-连接臂；703-第一接合面；704-第二接合面；706-过渡倾斜面；707-定位柱；801-凸台面；802-卡扣；803-导槽。

具体实施方式

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

如图1中所示，根据本发明一种优选实施方式的洗衣机的驱动机构，包括作为动力源的电机组件、用于选择接合至电机组件的不同部分的离合机构、减速传动组件，以及用于操控离合机构动作的离合操控机构。其中：

电机组件包括定子部分40和转子部分50。

离合机构包括离合齿圈5和为离合齿圈5的动作提供弹性作用力的离合压簧26。

减速传动组件分为洗涤传动系和脱水传动系，分别对应洗衣机的洗涤工况的动力传递和脱水工况的动力传递。洗涤传动系包括洗涤轴17以及连接于洗涤轴17上的行星齿轮组；脱水传动系包括动力输入轴套12及同轴套设在洗涤轴17外的脱水轴套18，并且，洗涤轴17延伸穿过脱水轴套18。

离合操控机构包括拨杆6、拨环7以及拨环支架8，拨环支架8相对于定子部分40固定安装，拨环7设置于拨环支架8的内部。当拨环7转动至不同的位置，离合机构传动接合于定子部分40或转子部分50上，以使洗衣机工作在洗涤或者脱水工况下。

具体来说：如图7中所示，本发明中转子部分50优选为一体注塑件，其包括磁瓦和转子包塑502，转子包塑502上注塑一体成型有第二接合齿部4，用于在脱水工况时与离合机构传动连接。转子包塑502上还注塑形成有第二花键孔501，且该第二花键孔501的端部设置有花键垫片36，动力输入轴11的一轴端具有第二花键部11a，且第二花键部11a过盈压合于第二花键孔501内，当两者过盈装配到位时，动力输入轴11上对应于第二花键部11a设置处的花键台肩与花键垫片36相互抵触。

动力输入轴11通过第二花键部11a与转子包塑502上的第二花键孔501过盈配合，提高此处的连接刚度，减小动力输入轴11在正反转时第二花键部11a与第二花键孔501之间啮合时由于配合间隙导致的噪音。并且，转子包塑502与动力输入轴11上的第二花键部11a的键配合长度不小于15㎜，保证转子部分50的安装刚度以及转子部分50和定子部分40之间的定位精度，以合理减小定转子间的气隙，提高电机组件的效率；

转子部分50上形成有空腔，空腔内设置有离合机构中的离合齿圈5。如图3中所示，离合齿圈5的两端部分别形成上齿部51和下齿部52，并且，离合齿圈5朝向定子部分40处设置有容纳腔53，容纳腔53内安装有离合机构的离合压簧26，在洗脱转换时，离合压簧26的弹性复位力与离合齿圈5的自重一起，下齿部51与第二接合齿部4进入啮合。离合齿圈5上的上齿部51和下齿部52为一体注塑件，并且两个齿部上的离合齿由两段直齿连接而成，在轴向上的投影为台阶状，这种台阶形离合齿可以提高离合齿圈5在啮合时的连接强度以及啮合可靠性，能够有效地减少齿面磨损以及齿损伤，同时降低了啮合噪音。

如图8和图9中所示，定子部分40包括第一接合齿部3、铁芯401以及铁芯包塑402，其中：铁芯包塑402与第一接合齿部3为一个整体，与铁芯401一体注塑形成定子部分40。第一接合齿部3的啮合齿为与上齿部51和下齿部52相同结构的台阶状的离合齿，以在洗涤工况下与离合齿圈5相啮合。定子部分40上环绕第一接合齿部3的圆周方向形成有开口部304。铁芯包塑402上下端(即朝向转子部分50的方向)周向一体注塑有若干绕线架4021和接线端子4022，两者位于定子部分40和转子部分50之间形成的空腔内，不单独占用轴向空间，线束从离合齿圈5和铁芯包塑402之间的间隙引出，通过铁芯包塑402上形成的另一开口部304接入驱动器。并且，绕线夹架4021和接线端子4022设置在铁芯包塑402的下端，充分利用了定转子组件内部空间，不仅节省了轴向高度，而且使外观更加简洁美观。

定转子部分均为一体注塑件，保证了各个技术特征之间的精度要求。

转子部分50上与定子部分40相对的一侧形成有第二接合齿部4，离合机构沿轴向位于定子部分40和转子部分50之间，并且可以被驱动朝向定子部分40或转子部分50滑移，以使第一接合齿部3与上齿部51啮合，或者第二结合齿部4与下齿部52啮合。

如图3中所示，离合齿圈5上形成有第一花键孔54，动力输入轴套12上具有与第一花键孔54形成键连接的第一花键部12a。

如图4和图5中所示，拨环支架8上设置有多组卡扣802，卡扣802扣合至定子部分40上。拨环7包括沿朝向拨环支架8的轴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之间形成有过渡倾斜面706，并且，第一接合面703与第二接合面704之间的高度差大于离合齿圈5的最大行程，拨环支架8和拨环7之间通过过渡斜面706形成螺旋副，离合动作时，拨环7在拨环支架8内螺旋运动，从而带动离合齿圈5上下运动完成洗脱转换。

拨环支架8具有多个凸台面801，以在拨环7转动至第一接合面703与凸台面801配合的位置使得离合机构传动接合于定子部分40，并在转动至第二接合面704与凸台面801配合的位置使得离合机构传动接合于转子部分50。

结合图1和图2中所示，本发明所描述的洗衣机的驱动系统还包括壳体1和盖装在壳体1上的盖板10，定子部分40固定在壳体1上背离盖板10设置的一侧，行星齿轮组容纳于壳体1上下形成的内腔中，动力输入轴11和洗涤轴17分别穿过壳体1和盖板10传动连接至行星齿轮组。

离合操控机构中，拨杆6具有弧形滑道601，拨环7的一侧支撑于拨环支架8上，另一侧支撑离合机构的离合拨环5上，拨环7具有滑动设置于弧形滑道601内的导向销701，弧形滑道601为等宽腰形孔设置，导向销701为圆柱体设置，两者形成滑动连接副，导向销701随拨杆6转动而在弧形滑道601内移动，从而带动拨环7绕离合机构的中心轴线转动。拨环7位薄壁金属件，其上具有至少弯折一次的连接臂702，连接臂702的弯折目的有二：一是降低轴向高度，二是提高拨环2的连接臂702处的刚度。连接臂702自图8中所示的开口部304穿出，可操控地连接至离合机构中，壳体1上靠近定子部分40位置形成有用于拨环7的连接臂702通过的避让部104。

凸台面801上设置有腰形孔状的导槽803，与之相对地，拨环7上设置有可滑动地穿入该导槽803的定位柱707，定位柱707插入导槽803中，可以防止导向销701受到弧形滑道601侧壁推力时，拨环7发生侧翻而导致定位不稳。

如图3中所示，动力输入轴11的一轴端形成有太阳轮28，行星齿轮组还包括与太阳轮28啮合的行星轮29，全部行星轮29外环绕并与行星轮29啮合设置有内齿圈30，行星轮29安装于行星架31上，内齿圈30空套在行星架31的外圆周上，并与输入轴套12通过内齿圈30周向接合。至此，太阳轮28、行星轮29、内齿圈30、行星架31共同组成行星齿轮组。行星齿轮组内的全部齿轮均采用斜齿轮，斜齿轮传动轮齿重合度高，传动平稳且承载能力强，可以有效地控制轴向间隙，降低噪音。并且行星轮29及内齿圈30采用一体注塑成型工艺。行星架31采用压铸成型工艺制造。

行星架31上形成有第三花键孔311，洗涤轴17上对应处形成有过盈插入第三花键孔311内的第三花键部17a，并且，行星架31的上端面压装在洗涤轴17上靠近第三花键部17a处形成的轴肩上。洗涤轴17与行星架31之间过盈连接，可以提高两者间的连接刚度，减小洗涤轴17频繁正反转时洗涤轴17上的第三花键部17a与第三花键孔311之间啮合产生洗涤噪音，同时，行星架31的上端面压装在洗涤轴17上的轴肩处，可以提高装配精度。

如图3中所示，拨杆6通过拨杆轴22和套接在拨杆轴22上的拨杆弹簧24偏压安装在壳体1上或者盖板10上。

如图6中所示，壳体1中央位置还设置有内凹的轴承挡，在此处安装轴承时，轴承直接压装至外圈底面与壳体1的下端面齐平，内凹设置的轴承挡101进一步减小了离合器的轴向尺寸。壳体1底面上还形成有若干定位孔102和螺纹孔103，行星架31通过定位孔102和螺纹孔103方便地定位安装于壳体1上。

脱水传动系包括连接于输入轴套12和脱水轴套18之间的刹车盘14，拨杆6连接有能够被操控为接触或远离刹车盘14的刹车带13，刹车盘14与输入轴套12形成有一空腔，行星齿轮组的内齿圈30具有一定窜动量地轴向设置在该空腔内。

所述脱水轴套18和输入轴套12内孔均过盈压装有衬套27，并分别通过轴承16可枢转地安装至壳体1和盖板10上，衬套27采用多孔质粉末冶金件，具有一定的压缩性，通过专用工装压缩定位衬套27，以保证衬套27间的轴向尺寸及公差带，提高定位精度。在保持刚度的前提下尽量缩短衬套之间的轴向尺寸，两衬套27端面与贮油毡35之间的轴向移动量不大于1mm。合理设计输入轴轴向尺寸，可以在提高装配刚度的同时压缩轴向空间。

本发明的洗衣机的驱动系统的离合原理叙述如下：

在初始位置时，拨杆6位于初始安装位置，第一接合面703与凸台面801贴合，拨环7处于上位，支撑离合齿圈5与第一接合齿部3啮合，洗衣机的内筒锁死，此时，离合压簧26处于压缩状态，洗衣机处于洗涤工况；

当洗衣机的控制部分发出脱水指令时，拨杆6在排水牵引器的驱动下转过一定角度，从而带动导向销701在弧形滑道601内滑动，当导向销701运动至弧形滑道601内某一位置，使得拨环7绕离合结构的中心轴线转过一定角度后，在此过程中，第一接合面703与凸台面801脱开贴合关系，并且，拨环7和拨环支架8上的过渡倾斜面704相对滑动完成螺旋运动，当拨环7转动至终点时，第二接合面704与凸台面801贴合，拨环7移动至下位，与离合齿圈5脱开，离合齿圈5在在自身重力和离合压簧26的弹性复位力作用下与第二接合齿部4啮合，洗衣机内筒与波轮被传动系统固定连接，完成洗衣机自洗涤工况至脱水工况的转换，此时由前所述，拨环7的运动行程大于离合齿圈5的行程，避免了高速脱水工况下两者之间的磨损。

当洗衣机脱水完成时，驱动器停止工作，拨杆6在拨杆弹簧24的弹性复位力下复位，带动离合齿圈5上移，脱离与第二接合齿部4的啮合关系，重新进入与第一接合齿部3啮合的状态，洗衣机此时恢复至初始的洗涤状态，离合压簧26再次被压缩。

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，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。