转子组件以及电动泵的制作方法

【技术领域】

本发明涉及一种转子组件，具体应用于电动泵，所述电动泵可应用于热泵循环系统中。

背景技术：

近几十年来，电动泵已经渐渐取代传统的机械泵，并被大量运用于车辆的散热和加热循环系统中，能很好的满足市场的要求。

电动泵包括电机，电机影响着电动泵的水力效率，电机包括转子组件，转子组件包括转子铁芯61和永磁体62，参见图17，转子铁芯61包括内侧部611、外侧部612以及连接桥613，内侧部611、外侧部612以及连接桥613围绕永磁体安装槽614设置，相邻的外侧部612通过连接桥613连接，永磁体62插入转子铁芯61的永磁体安装槽614内，这样相邻的外侧部612通过连接桥613连接，进而使得转子铁芯61的外侧部连接为一体，保证转子组件连接的可靠性，但是由于转子铁芯61具有连接桥613，永磁体62产生的磁场会有一部分通过连接桥613闭合，这一部分磁场没有传出转子组件，而是消耗在转子组件内部，即产生漏磁，这样会降低电机的力矩，从而影响电动泵的性能。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种转子组件和电动泵，保证转子组件的连接可靠性的同时提高电机的力矩，进而提高电动泵的性能。

本发明采用如下技术方案：

一种转子组件，所述转子组件包括转子部分，所述转子部分包括转子铁芯、永磁体以及护罩，所述转子铁芯包括内铁芯和外铁芯，所述外铁芯位于所述内铁芯外围，所述永磁体位于所述内铁芯与所述外铁芯之间，所述永磁体的数量为所述外铁芯数量的整数倍，相邻所述外铁芯之间不直接连接，所述永磁体与所述内铁芯限位，所述永磁体与对应的所述外铁芯限位，所述护罩包括套筒，所述套筒套于所述外铁芯外周，至少部分所述套筒的内周面与至少部分所述外铁芯外周面贴合设置；所述套筒的磁导率低于所述外铁芯的磁导率和/或所述内铁芯的磁导率。

一种电动泵，所述电动泵包括第一壳体、第二壳体、隔离套、定子组件、电路板以及转子组件，所述电动泵包括泵内腔，泵内腔包括所述第一壳体和所述第二壳体形成的空间，所述隔离套将所述泵内腔隔离为第一腔和第二腔，所述转子组件设置于所述第一腔，所述定子组件和所述电路板设置于所述第二腔，所述的转子组件为以上转子组件。

电动泵包括转子组件，转子组件包括转子铁芯，转子铁芯包括内铁芯和外铁芯，永磁体位于内铁芯和外铁芯之间，相邻的外铁芯不直接连接，减少永磁体产生的磁场在转子铁芯内部的闭合消耗；外铁芯通过套筒限位，套筒的磁导率低于外铁芯的磁导率和/或内铁芯磁导率，这样，可以减少永磁体产生的磁场在套筒内部的闭合消耗；即有利于增加通过外铁芯传出转子组件的永磁体产生的磁场，这样有利于提高电机的力矩，进而提高电动泵的性能。

【附图说明】

图1是本发明提供的电动泵的第一种实施例的一个剖面结构示意图；

图2是图1中转子组件的一个正视的结构示意图；

图3是图2中转子组件沿a-a方向的一个剖面结构示意图；

图4是图2中转子部分与轴套的组合结构的一个正视的结构示意图；

图5是图4中转子部分与轴套的组合结构的爆炸结构示意图；

图6是图4中转子部分与轴套的组合结构沿b-b方向的一个剖面结构示意图；

图7是图4中第一种实施方式的转子部分与轴套的组合结构沿c-c方向的一个剖面结构示意图；

图8是图7中内铁芯的一个剖面结构示意图；

图9是图8中a部的放大结构示意图；

图10是图7中第一外铁芯的一个剖面结构示意图；

图11是图7中第一永磁体的一个剖面结构示意图；

图12是图4中第二种实施例的转子部分与轴套的组合结构沿c-c方向的一个剖面结构示意图；

图13是图4中第三种实施例的转子部分与轴套的组合结构沿c-c方向的一个剖面结构示意图；

图14是图4中第四种实施例的转子部分与轴套的组合结构沿c-c方向的一个剖面结构示意图；

图15是图4中第五种实施例的转子部分与轴套的组合结构沿c-c方向的一个剖面结构示意图；

图16是本发明提供的电动泵的第六种实施例的转子部分与轴套的组合结构的一个剖面结构示意图；

图17是现有技术中转子部分与轴套的组合结构的一个剖面结构示意图。

【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：

参见图1，电动泵100应用于工作介质循环系统，工作介质循环系统包括汽车冷却循环系统。电动泵100包括第一壳体10、隔离套20、第二壳体30、泵轴40、转子组件50、定子组件60、电路板70、散热组件80；泵内腔包括第一壳体10和第二壳体30之间的空间，隔离套20将泵内腔分隔为第一腔91和第二腔92；电动泵100工作时，第一腔91内有工作介质流过，转子组件50设置于第一腔91，第二腔92无工作介质通过，定子组件60和电路板70设置于第二腔92内；泵轴40与隔离套20固定设置，转子组件50能够围绕泵轴40转动，转子组件50与定子组件60通过隔离套20隔开，定子组件60与电路板70电连接，电路板70与外部线路连接，散热组件80用于将电路板70热量传递并散热，散热组件80与第二壳体30固定安装。本实施例中，电动泵100为内转子式电驱动泵，内转子式电驱动泵是指以泵轴40为中心轴，转子组件50比定子组件60更靠近泵轴40设置。

参见图1-图7，转子组件50包括转子部分51、叶轮部分52以及轴套53，转子部分51包括转子铁芯1、永磁体2以及护罩3，转子铁芯1包括内铁芯11和外铁芯12，外铁芯12位于内铁芯11外围，永磁体2位于内铁芯11与外铁芯12之间，永磁体2的数量为外铁芯12数量的整数倍，譬如永磁体2的数量为外铁芯12数量的2倍，即外铁芯12的数量为4，永磁体2的数量为8，可以使永磁体呈v形安装；这样可以提高永磁体的容纳空间，从而增加磁通。本实施例中，永磁体2的数量为外铁芯12数量的1倍，即外铁芯12的数量为4，永磁体2的数量为4。相邻外铁芯12之间不连接，永磁体2与内铁芯11限位，外铁芯12与永磁体2限位，这样外铁芯12相对于内铁芯11限位，护罩3包括套筒31，套筒31套于外铁芯12外周，至少部分套筒31的内周面与至少部分外铁芯12外周面贴合；套筒31的磁导率低于外铁芯12的磁导率和/或内铁芯11的磁导率，这样，可以减少永磁体2产生的磁场在转子铁芯1内部的闭合消耗，套筒31的磁导率低于外铁芯12的磁导率和/或内铁芯11的磁导率，可以减少永磁体2产生的磁场在套筒31内部的闭合消耗，有利于增加通过外铁芯12传出转子组件50的永磁体产生的磁场，这样有利于提高电机的力矩，进而提高电动泵的性能。

参见图1-图7，转子组件50还包括第一轴承54以及第二轴承55，叶轮部分52和转子部分51通过轴套53连为一个整体，轴套53为连接件，转子组件50通过第一轴承54和第二轴承55套设于泵轴40外周并可以围绕泵轴40转动。轴套53两端的内周面具有内台阶部56，第一轴承54和第二轴承55限位于内台阶部56，轴套53为金属材料，转子部分51与轴套53固定设置，叶轮部分52与轴套53通过压接紧配合固定。轴套53包括凸起筋57，凸起筋57沿轴套53外周面间隔周向均匀分布；转子铁芯1包括安装孔115，轴套53包括插入段，凸起筋57设置于插入段外周，插入段插入安装孔115；自插入段与转子铁芯1的连接段到插入段的自由端，凸起筋57自轴套53外周面凸起的高度逐渐增加。

本实施例中，外铁芯12的数量为四个，为了描述方便分别命名为第一外铁芯121、第二外铁芯122、第三外铁芯123以及第四外铁芯124；本实施例中转子部分51包括四个永磁体2，为了描述方便分别命名为第一永磁体21、第二永磁体22、第三永磁体23以及第四永磁体24。外铁芯12位于永磁体2的外周，永磁体2位于内铁芯11与外铁芯12之间。护罩3包括套筒31，套筒31套于外铁芯12外周，至少部分套筒31的内周面与至少部分外铁芯12的外周面贴合设置，这样套筒31对外铁芯12径向限位，使得内铁芯11、永磁体2以及外铁芯12在转子部分1的径向结合为一个整体。

护罩3还包括上端板32以及下端板33，套筒31与上端板32一体成形，下端板33与套筒31焊接固定；或者套筒31与下端板33一体成形，上端板32与套筒31焊接固定；或者套筒31、上端板32以及下端板33分别成形。护罩3设置于转子铁芯1外周并与轴套53外表面通过焊接固定并密封，本实施例中护罩3为金属材料制成；护罩3的磁导率小于转子铁芯1的磁导率。护罩3将永磁体2和转子铁芯1密封，防止永磁体2和转子铁芯1被工作介质腐蚀。

内铁芯11和外铁芯12分别包括多个硅钢片，形成内铁芯11的硅钢片通过叠铆固定，形成外铁芯12的硅钢片通过叠铆固定；内铁芯11具有本体部13，本体部13具有安装孔115，安装孔115呈圆形并位于本体部13的中心，轴套53穿过安装孔115。

参见图7-图11，本实施例中，内铁芯11还包括第一限位部，第一限位部包括成形于内铁芯11的凹槽14，内铁芯11包括形成凹槽14的凹槽底部16和凹槽侧壁17，本实施例中，内铁芯11包括四个凹槽14，为了方便描述，命名为第一凹槽111、第二凹槽112、第三凹槽113以及第四凹槽114，凹槽14成形于本体部13的外周，凹槽侧壁17成形于凹槽底部16两侧，第一凹槽111与第一永磁体21抵接配合，第二凹槽112与第二永磁体22抵接配合，第三凹槽113与第三永磁体23抵接配合，第四凹槽114与第四永磁体24抵接配合。第一凹槽111、第二凹槽112第三凹槽113以及第四凹槽114的结构相同，方便加工，以第一凹槽111为例进行说明，内铁芯11包括形成第一凹槽111的第一凹槽底部1111、第一凹槽侧壁1112以及第二凹槽侧壁1113。内铁芯11还包括台部15，本实施例中，内铁芯11包括四个台部15，台部15凸出内铁芯11的本体部13设置，为了方便描述，命名为第一台部116、第二台部117、第三台部118以及第四台部119，第一台部116、第二台部117、第三台部118以及第四台部119的结构相同，方便加工。台部15的侧部形成凹槽侧壁17，相邻台部15之间形成凹槽13。台部15包括支撑部18和连接部，以第一台部116为例进行说明，第一台部116包括第一支撑部1161和第一连接部1162，第一连接部1162呈平面，第一支撑部1161自第一连接部1162凸出并与第一连接部1162垂直设置，第一连接部1162与第一凹槽底部1111呈45゜，第一台部116的侧部形成第一凹槽侧壁1112，第一凹槽侧壁1112连接第一连接部1162和内铁芯11的主体部13；第一凹槽侧壁1112与后述第一永磁体21的第一角部2171抵接配合设置。第一凹槽111用于对第一永磁体21限位，使转子部分51的结构更加稳定。第一支撑部1161自第一台部116凸起，转子组件50装配完成后，第一支撑部1161与套筒31抵接配合设置，可以防止套筒31因受外力而引起变形，引起产品整体性能的下降。

参见图7-图11，本实施例中，,转子部分51包括四个外铁芯12，为了方便描述分别命名为第一外铁芯121、第二外铁芯122、第三外铁芯123以及第四外铁芯124，第一外铁芯121、第二外铁芯122、第三外铁芯123以及第四外铁芯124的结构相同，外铁芯12包括圆弧面、平面、第一端面以及第二端面，以第一外铁芯为例进行说明，第一外铁芯121包括第一平面1211、第一圆弧面1212、第一端面1215以及第二端面1216，第一圆弧面1212与套筒31的内周壁抵接配合设置。外铁芯12包括第二限位部，第二限位部包括成形于外铁芯的凸起部19，凸起部19自第一平面1211突出形成，以第一外铁芯121为例，本实施例中，第一外铁芯121具有第一凸起部1213和第二凸起部1214，当然，在其他实施例中凸起部19可以是1个或者超过2个，当然也可以不设置凸起部19。永磁体2具有凹部25，用于与凸起部19抵接配合，限定外铁芯12相对于永磁体2的位置，提高结构的稳定性。第一外铁芯121的第一平面1211与后述第一永磁体21的第二面212抵接配合，第一外铁芯121的第一凸起部1213与后述第一永磁体的第一凹部215抵接配合，第一外铁芯121的第二凸起部1214与后述第一永磁体21的第二凹部216抵接配合，限定外铁芯12相对于永磁体2的位置，提高结构的稳定性。

参见图7-图11，永磁体2为呈一定厚度的磁瓦，转子部分51包括四个永磁体2，为了方便分别命名为第一永磁体21、第二永磁体22、第三永磁体23以及第四永磁体24，第一永磁体21、第二永磁体22、第三永磁体23以及第四永磁体24的结构相同，方便加工，本实施例中永磁体的材料包括钕铁硼，另外也可以是其他材料；以第一永磁体21为例进行说明，第一永磁体21包括第一面211，第二面212以及连接第一面211和第二面212的第一端部213和第二端部214，第一面211和第二面212平行设置，本实施例中，第一面211、第二面212均呈平面；永磁体2与转子铁芯1组装后，第一面211朝向内铁芯11设置，第二面211朝向外铁芯12设置；永磁体2具有凹部25，凹部25自第二面212凹陷形成，以第一外铁芯121为例，本实施例中，第一永磁体的第二面212成形有第一凹部215和第二凹部216，第一凹部215靠近第一端部213，第二凹部216靠近第二端部214设置。当然，在其他实施例中凹部25可以是1个或者超过2个，当然也可以不设置凹部25。凹部25用于与外铁芯12的凸起部19抵接配合，限定外铁芯12相对于永磁体2的位置，提高结构的稳定性。

永磁体2与转子铁芯1组装后，第一永磁体21的第二面212与第一外铁芯121的第一平面1211抵接配合，第一永磁体21的第一面211与内铁芯11的第一凹槽底部1111抵接配合，第一永磁体21的第一凹部215与第一外铁芯121的第一凸起部1213抵接配合，第一永磁体21的第二凹部216与第一外铁芯121的第二凸起部1214抵接配合，其中，第一永磁体21的第一侧壁2151与第一外铁芯121的第一抵接部1217抵接配合，第一永磁体21的第二侧壁2152与第一外铁芯121的第二抵接部1218抵接配合。这样设置可以提高转子部分51结构的稳定性。由于钕铁硼具有很强的磁性，可以通过永磁体2与将内铁芯11、外铁芯12会因为互相吸引，从而永磁体2与内铁芯11、外铁芯12牢牢地吸附在一起。护罩3设置于转子铁芯1外周，转子组件50高速运转时，护罩3可以进一步对转子铁芯1和永磁体2进行固定。

参见图4-图7，护罩3由磁导率低于转子铁芯1的磁导率的金属材料制成，例如由磁导率低于硅钢片的不锈钢制成。本实施例中，护罩3包括套筒31、上端板32以及下端板33，套筒31、上端板32以及下端板33由金属材料制成，套筒31呈中空的管状，所述套筒31包括弧形侧壁312，弧形侧壁312与外铁芯12的圆弧面贴合设置，上端板32与下端板33均具有中心孔，轴套53穿过中心孔设置，上端板32、下端板33大致呈圆环状，为了保证转子组件50与定子组件60具有较小的气隙，套筒31的厚度尽量小，本实施例中，上端板32的厚度、下端板33的厚度比套筒31的厚度大，这样上端板32、下端板33可以与套筒31和轴套53的接触面积更大。上端板32、下端板33与轴套53通过焊接固定并密封设置，上端板32、下端板33与套筒31通过焊接固定并密封，具体的，上端板32的内周侧与轴套53的外表面通过焊接固定并密封，下端板33的内周侧与轴套53的外表面通过焊接固定并密封，上端板32的外周侧与套筒31的内表面通过焊接固定并密封，下端板33的外周侧与套筒31的内表面通过焊接固定并密封。在其他实施例中，上端板32与下端板33的内周侧可以设置翻边结构，这样上端板32、下端板33可以设置得相对较薄，同时使上端板32、下端板33与轴套53的接触面积更大，可以提高结构的稳定性；上端板32与下端板33的外周侧可以设置翻边结构，这样上端板32、下端板33可以设置得相对较薄，同时使上端板32、下端板33与套筒31的接触面积更大，可以提高结构的稳定性。护罩3与轴套53可以将转子铁芯1和永磁体2牢牢固定，同时转子铁芯1与永磁体2容置于护罩3与轴套53密封设置形成的密闭空间内，这样可以使转子铁芯1与永磁体2通过护罩3与工作介质隔离，减少转子铁芯1和永磁体被腐蚀的问题可以提高产品的可靠性。当然，如果转子铁芯1与永磁体2所在的空间无工作介质，护罩3也可以只设置套筒31，不设置上、下端板或者只设置套筒31与上端板32或下端板33，套筒3设置于转子铁芯1外周，限定转子铁芯1和永磁体2的径向位移，提高结构的稳定性。

参见图7，转子组件50装配好后第一永磁体21设置于内铁芯11与第一外铁芯121之间，第二永磁体22设置于内铁芯11与第二外铁芯122之间，第三永磁体23设置于内铁芯11与第三外铁芯123之间，第四永磁体24设置于内铁芯11与第四外铁芯124之间。内铁芯11的第一凹槽底部1111与第一永磁体21的第一面211抵接配合设置，第一外铁芯121的第一平面1211与第一永磁体21的第二面212抵接配合设置，第一外铁芯121的第一圆弧面1212呈圆弧面，与套筒31的内周壁抵接配合设置。转子组件50装配完成后，内铁芯11的安装孔115与轴套53抵接配合设置或小间隙配合设置。转子组件50装配完成后，依靠永磁体2可以将外铁芯12和内铁芯11固定，同时，护罩3可以将内铁芯11、外铁芯12、永磁体2进一步固定，由于采用分体式转子铁芯，总的气隙磁通将会增加，从而提高永磁体2的利用率，提高电机性能。轴套53包括凸起筋57，凸起筋57沿轴套53外周面间隔周向均匀分布；转子铁芯1包括安装孔115，轴套53包括插入段，凸起筋57设置于插入段外周，插入段插入安装孔115；自插入段与转子铁芯1的连接段到插入段的自由端，凸起筋57自轴套53外周面凸起的高度逐渐增加。这样限定转子铁芯1相对于轴套53的转动。

参见图12，本发明的电动泵的第二种实施方式中，该实施方式与第一种实施方式的主要区别在于：本发明的第二种实施例中，第一台部116a包括第一支撑部1161a和第一连接部，第一连接部包括第一平面部1162a以及第二平面部1163a，第一平面部1162a和第二平面部1163a垂直设置或呈钝角设置，第一支撑部1161a自第一平面部1162a和第二平面部1163a的连接处凸出设置，这样第一连接部的截面积大于第一支撑部1161a的截面积。该实施方式中的第一平面部1162a和第二平面部1163a比第一种实施方式的的第一连接部1162更远离内铁芯11a的本体部13a，这样第一台部116a成形更加方便。

参见图13，在本发明的第三中实施例中，与第二种实施例相比，内铁芯11b不设置支撑部，结构更加简单。

参见图14，本发明的第四种实施例中，与第二种实施例相比，套筒具有弧形侧壁312c套筒31c具有凹形弧面311，凹形弧面311包括第一凹形弧面3111、第二凹形弧面3112、第三凹形弧面3113以及第四凹形弧面3114，第一凹形弧面3111、第二凹形弧面3112、第三凹形弧面3113以及第四凹形弧面3114的结构相同，对称分布，可以方便加工。第一凹形弧面3111向内铁芯311c凹陷，第一台部116c的第一支撑部1161c与第一凹形弧面3111抵接配合设置。具体的，凹形弧面311自弧形侧壁312c向套筒31c内腔凹陷形成，凹形弧面311的内侧壁与外铁芯12c的第一端面1215c和第二端面1216c抵接设置，凹形弧面311可以起到对转子铁芯的限位作用。相应的，上端板与下端板也设置有对应的凹形结构与套筒31c配合。

参见图15，本发明的第五种实施例中，相对第四种实施例，本实施例中内铁芯11c不设置支撑部。

参见图16，本实施例中，相对第二种实施例，转子铁芯1e包括桥部4，桥部4包括第一桥部41、第二桥部42、第三桥部43以及第四桥部44。内铁芯11e与外铁芯12e一体成型并通过桥部4连接，其中，内铁芯11e和第一外铁芯121e通过第一支撑部1161e与第一桥部41连接，第一桥部41自第一外铁芯121e延伸出，与第一支撑部1161e的顶端固定连接，并与套筒31e抵接配合设置。通过设置桥部4可以加强对套筒31e支撑，防止套筒31e因外力而发生变形。

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。