电子水泵及其叶轮转子组件的制作方法

本实用新型涉及电子水泵技术领域，具体而言，涉及一种电子水泵的叶轮转子组件及包括该叶轮转子组件的电子水泵。

背景技术：

目前车用电子水泵叶轮材料为铝，铸造成型，叶轮的扇叶和盖板通过铆压连接成叶片，这种结构的成本高、重量大，铆压成型导致叶轮的动不平衡量大。

中国专利文献CN104061169A公开了一种叶轮转子结构，该结构采用两步注塑成型，第一步先将转子铁芯和磁钢注塑，第二步将第一步注塑成型体作为芯模注塑出叶轮，整体形成叶轮转子组件，存在以下弊端：1)转子轴孔充当滑动轴承与转轴发生摩擦，必须使用耐磨材料，叶轮与转子轴孔是一个整体，叶轮使用了强化PPS(CF10％)，使得叶轮的成本增加；2)由于两次注塑采用了不同的材料，转子组件内壁与叶轮粘接不牢固，叶轮重量大，转子带动叶轮旋转时需要比较大的扭矩，会使转子与叶轮松脱，该专利设计了前后两块限位板来固定转子，这种结构增加了成本，且依旧无法解决转子组件与叶轮圆周方向打滑的风险；3)第一次注塑采用强化PPS(GF30％)，第二次注塑采用PPS(CF10％)，两者均为热塑性材料，注塑熔融温度均为300～330℃，第二次注塑叶轮体积比较大，注塑时间长，很容易熔融第一次注塑后形成的注塑体，铁芯和磁钢有移位的风险。

技术实现要素：

本实用新型旨在解决上述技术问题至少之一。

为此，本实用新型第一方面的目的在于，提供一种电子水泵的叶轮转子组件。

本实用新型第二方面的目的在于，提供一种包括上述叶轮转子组件的电子水泵。

为了实现上述目的，本实用新型第一方面的技术方案提供了一种电子水泵的叶轮转子组件，包括叶轮和转子，所述叶轮包括叶轮主体和叶片，所述转子包括铁芯、磁钢和轴套，所述铁芯上设有磁钢槽，所述磁钢安装在所述磁钢槽内，所述铁芯和所述磁钢塑封在所述叶轮主体内部成为叶轮转子组件一，所述轴套二次注塑于所述叶轮转子组件一中成为叶轮转子组件二。

本实用新型上述技术方案提供的电子水泵的叶轮转子组件，叶轮转子组件包括叶轮和转子两部分，叶轮包括叶轮主体、叶片；转子包括铁芯、磁钢、轴套，叶轮转子组件通过两步注塑工艺成型，第一步注塑成型叶轮主体，第二步注塑成型轴套，这样叶轮主体和轴套各自注塑成型时所用的注塑材料可以不同，注塑叶轮主体的材料要求为高强度、耐酸碱，注塑轴套的材料要求为耐磨、高强度、耐酸碱，注塑轴套所用的材料成本高，注塑叶轮主体所用的材料成本低，相比于相关技术中轴套与叶轮主体一体注塑的叶轮转子组件，本方案节省了制造成本，因为若是采用一次注塑成型，轴套所用的材料是耐磨、高强度、耐酸碱的材料，叶轮主体也使用这种材料，成本较高。

其次，上述方案铁芯、磁钢塑封在叶轮主体内，铁芯、磁钢与叶轮主体粘接牢固；轴套体积小，重量轻，叶轮转子组件在旋转时，带动轴套旋转的扭矩小，轴套不易打滑，因此上述方案很好地解决了相关技术中转子组件与叶轮圆周方向打滑的风险；再次，叶轮主体体积大，轴套体积小，注塑轴套时速度快，不会对叶轮转子组件一造成影响，也即在二次注塑成型轴套时不会熔融第一次注塑成型的叶轮主体，因此上述方案很好地避免了相关技术中第二次注塑叶轮时熔融第一次注塑后形成的注塑体，造成铁芯和磁钢移位的风险。

另外，本实用新型上述技术方案中提供的电子水泵的叶轮转子组件还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，注塑所述叶轮主体的材料与注塑所述轴套的材料不一致，注塑所述叶轮主体的材料成本低于注塑所述轴套的材料成本。

叶轮主体和轴套各自注塑成型时所用的注塑材料不同，注塑轴套所用的材料成本高，注塑叶轮主体所用的材料成本低，相比于轴套与叶轮主体一体注塑的叶轮转子组件，本方案节省了制造成本，因为若是采用一次注塑成型，轴套所用的材料是耐磨、高强度、耐酸碱的材料，叶轮主体也使用这种材料，成本较高。

在上述技术方案中，优选地，所述铁芯内圆开槽，注塑所述轴套的注塑料填充在所述铁芯内圆的槽内。

铁芯内圆开槽，注塑轴套时，注塑料填充到铁芯内圆的槽内，使轴套与铁芯圆周方向不会打滑，从而很好地解决了现有方案转子组件与叶轮圆周方向打滑的风险。

在上述技术方案中，优选地，所述叶片为注塑体，所述叶轮转子组件二与所述叶片通过超声波焊接成一体成为叶轮转子组件三。

叶轮通过超声波焊接工艺成型，将叶片与叶轮转子组件二进行超声波焊接，形成叶轮转子组件三；叶轮一体注塑成型的注塑模具结构复杂，维护成本高，因此将叶轮分成叶轮主体和叶片两个部件分别注塑成型，叶片和叶轮转子组件二中的一个上设计焊接线、另一个上设计焊接槽，例如叶片上设计焊接线，叶轮转子组件二上设计焊接槽，再用超声波焊接进行成型，注塑模具的结构简单，大大降低了注塑模具的维护成本。

在上述技术方案中，优选地，注塑所述叶片的材料与注塑所述叶轮主体的材料相同。

叶片采用注塑叶轮主体的材料注塑成型，既使得叶片的成型方便，又便于对叶片与叶轮主体进行超声波焊接操作。

在上述任一技术方案中，优选地，所述轴套的内壁上开设有通槽。

轴套内壁开有通槽，电子水泵的定子组件与叶轮转子组件之间有气隙，两者形成水路，水泵运行时实现自冷却；同时轴套内壁水槽中的冷却液进入轴套与转轴的间隙中，在叶轮转子高速旋转时形成液压膜，起到滑动轴承润滑作用。

本实用新型第二方面的技术方案提供了一种电子水泵，包括泵壳、控制器、定子组件、机壳、转轴和如上述任一技术方案所述的叶轮转子组件，所述机壳装设于所述泵壳和所述控制器之间，所述叶轮转子组件插入所述转轴中，所述叶轮转子组件的轴套与所述转轴形成间隙配合。

本实用新型上述技术方案提供的电子水泵，轴套作为滑动轴承与转子成一体，叶轮转子组件通过轴套与转轴进行间隙配合，优选地轴套与转轴配合长度为25～30mm，运行时平稳，转子不会偏心晃动，无需轴承固定或调心；水泵运转时，叶轮转子组件轴向发生窜动，往泵壳方向窜动时，轴套上表面与泵壳底部部件(如设于泵壳底部的D型垫片)摩擦，往机壳底部窜动时，轴套下表面与机壳底部摩擦，轴套采用耐磨材料。

在上述技术方案中，优选地，所述定子组件与所述叶轮转子组件之间具有间隙，所述间隙与所述轴套内壁上的通槽连通形成水路。

轴套内壁开有通槽，与定子组件和叶轮转子组件之间的气隙连通，水泵运转时冷却液流转，实现自冷却。

在上述技术方案中，优选地，所述机壳为机壳注塑体，所述转轴嵌入所述机壳注塑体内部，所述转轴和所述机壳注塑体成为机壳转轴组件；或所述定子组件整体注塑而成，所述机壳为机壳注塑体，所述定子组件塑封在所述机壳注塑体内部，所述转轴嵌入所述机壳注塑体内部，所述定子组件、所述转轴和所述机壳注塑体成为机壳组件。

可以将转轴与机壳通过注塑固定成为机壳转轴组件；也可以将定子组件整体注塑而成，然后再注塑成型机壳组件，使定子组件塑封在机壳注塑体内部形成自密封。

在上述技术方案中，优选地，所述泵壳通过螺钉与所述机壳的前端固定连接，所述泵壳和所述机壳之间装设有第一密封圈；所述控制器通过螺钉与所述机壳的后端固定连接，所述控制器和所述机壳之间装设有第二密封圈。

泵壳、控制器通过螺钉如自攻螺丝和机壳固定；转轴与机壳通过注塑固定，叶轮转子组件插入转轴中，轴套与转轴形成间隙配合；水泵运转时，叶轮转子组件轴向发生窜动，往泵壳方向窜动时，轴套上表面与泵壳底部部件(如设于泵壳底部的D型垫片)摩擦，往机壳底部窜动时，轴套下表面与机壳底部摩擦，轴套采用耐磨材料。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型一个实施例的电子水泵的叶轮转子组件的分解结构示意图；

图2是本实用新型一个实施例的叶轮转子组件一的结构示意图；

图3是本实用新型一个实施例的叶轮转子组件二的结构示意图；

图4是本实用新型一个实施例的叶轮转子组件三的结构示意图；

图5是本实用新型一个实施例的叶轮转子组件的装配结构示意图；

图6是本实用新型一个实施例的电子水泵的结构示意图；

图7是本实用新型一个实施例的机壳转轴组件的结构示意图。

其中，图1至图7中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1轴套，2磁钢，3铁芯，4叶轮主体，41焊接槽，5叶片，51焊线，6叶轮转子组件一，7叶轮转子组件二，8叶轮转子组件三，9叶轮转子组件，10电子水泵，11泵壳，12控制器，13定子组件，14机壳转轴组件，15第二密封圈，16机壳，17转轴。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图7描述根据本实用新型一些实施例所述的电子水泵的叶轮转子组件及电子水泵。

如图1至图5所示，根据本实用新型的一些实施例提供的一种电子水泵的叶轮转子组件9，包括叶轮和转子，叶轮包括叶轮主体4和叶片5，转子包括铁芯3、磁钢2和轴套1，铁芯3上设有磁钢槽，磁钢2安装在磁钢槽内，铁芯3和磁钢2塑封在叶轮主体4内部成为叶轮转子组件一6，轴套1二次注塑于叶轮转子组件一6中成为叶轮转子组件二7。

具体地，本实用新型实施例的电子水泵的叶轮转子组件的成型工艺包括以下步骤：

S102，将未充磁的磁钢2安装在铁芯3的磁钢槽内，然后将铁芯3和磁钢2作为芯模一放置在注塑模一内注塑出叶轮主体4，叶轮主体4、铁芯3和磁钢2成为叶轮转子组件一6；

S104，将叶轮转子组件一6作为芯模二放置在注塑模二内注塑出轴套1，轴套1和叶轮转子组件一6成为叶轮转子组件二7。

优选地，注塑叶轮主体4的材料和注塑轴套1的材料不一致，注塑叶轮主体4的材料要求为高强度、耐酸碱；注塑轴套1的材料要求为耐磨、高强度、耐酸碱；两种注塑材料均为热塑性材料；叶轮主体4和轴套1各自注塑成型时所用的注塑材料不同，注塑轴套1所用的材料成本高，注塑叶轮主体4所用的材料成本低，相比于轴套1与叶轮主体4一体注塑的叶轮转子组件，本方案节省了制造成本，因为若是采用一次注塑成型，轴套1所用的材料是耐磨、高强度、耐酸碱的材料，叶轮主体4也使用这种材料，成本较高。

叶轮主体4体积大，轴套1体积小，注塑轴套1时速度快，不会对叶轮转子组件一6造成影响，铁芯3内圆开槽，注塑轴套1时，注塑料填充到铁芯3内圆的槽内，使轴套1与铁芯3圆周方向不会打滑。

在本实用新型的一个实施例中，如图4和图5所示，叶片5为注塑体，叶轮转子组件二7与叶片5通过超声波焊接成一体成为叶轮转子组件三8；优选地，注塑叶片5的材料与注塑叶轮主体4的材料相同。

一个具体实施例中，本实用新型实施例的电子水泵的叶轮转子组件的成型工艺，包括以下步骤：

S102，将未充磁的磁钢2安装在铁芯3的磁钢槽内，然后将铁芯3和磁钢2作为芯模一放置在注塑模一内(通过顶针顶住铁芯3表面和磁钢2(未充磁)表面上下定位，以铁芯3中孔为基准)注塑出叶轮主体4，叶轮主体4、铁芯3和磁钢2成为叶轮转子组件一6，如图2所示；注塑料填进铁芯3内圆槽内，使得铁芯3与叶轮主体4不会打转，注塑材料为强化PPS(GF30～40％)，注塑温度为300～330℃；

S104，将叶轮转子组件一6作为芯模二放置在注塑模二内(通过顶针上下定位，以叶轮转子组件一6外圆为基准)注塑出轴套1，轴套1和叶轮转子组件一6成为叶轮转子组件二7，如图3所示；注塑材料为强化PPS(CF10～30％)，注塑温度为300～330℃；

S105，用S102中注塑叶轮主体4的材料注塑出叶片5；

S106，将叶轮转子组件二7与叶片5通过超声波焊接成一体成为叶轮转子组件三8，如图4所示；叶轮转子组件二7与叶片5的拉脱力大于1000N，焊缝小于0.1mm；

S108，对叶轮转子组件三8进行充磁处理得到叶轮转子组件9，如图5所示。

S102注塑出的叶轮主体4与S104注塑出的轴套1其注塑材料不同，叶轮主体4注塑所用的材料成本低于轴套1注塑所用的材料成本，轴套1要求的特征是耐磨、高强度、耐酸碱，叶轮主体4要求的特征是高强度、耐酸碱，且要与叶片5能方便进行超声波焊接，因此叶轮主体4与轴套1选择两种不同的注塑料，将S102与S104分成两步注塑。

采用上述成型工艺制成的电子水泵的叶轮转子组件，如图1所示，包括轴套1、磁钢2、铁芯3、叶轮主体4、叶片5，其中叶轮主体4是第一次注塑成型，轴套1是第二次注塑成型；叶轮主体4与铁芯3、磁钢2(未充磁)、轴套1通过步骤S102、S104两次注塑，形成叶轮转子组件二7，通过步骤S105注塑出叶片5，通过步骤S106得到叶轮转子组件三8；通过步骤S108得到叶轮转子组件9。

磁钢2优选采用钕铁硼材料，其特性为高温退磁，叶轮转子组件的成型工艺，是对成型后的叶轮转子组件三8进行外充磁，得到叶轮转子组件。

优选地，轴套1内壁开有通槽，电子水泵10的定子组件13和叶轮转子组件9之间具有间隙，通槽与该间隙连通，水泵运转时冷却液流转，进行自冷却。

叶轮转子组件二7与叶片5的超声波焊接成型，焊线51设置在叶片5上，焊接槽41设置在叶轮转子组件二7上，通过注塑叶轮主体4得到焊接槽41。

注塑体叶轮主体4有防错结构，在叶轮转子组件三8进行充磁时进行正确定位，使磁钢2(未充磁)对准充磁线圈。

本实用新型的实施例提供的电子水泵，如图5所示，包括泵壳11、控制器12、叶轮转子组件9、定子组件13、机壳转轴组件14、密封圈；泵壳11、控制器12通过螺钉如自攻螺丝和机壳16固定，泵壳11和机壳16之间装设有第一密封圈，控制器12和机壳16之间装设有第二密封圈15；将转轴17作为芯模三注塑出机壳16，机壳16和转轴17成为机壳转轴组件14，如图6所示；叶轮转子组件9插入转轴17中，轴套1与转轴17形成间隙配合；轴套1与转轴17间隙配合长度为25～30mm，冷却液在叶轮转子组件9和转轴17的间隙中，在叶轮转子组件9运转时形成液压模，叶轮转子组件9不会发生偏摆。

进一步地，定子组件13与叶轮转子组件9之间具有间隙，该间隙与轴套1内壁上的通槽连通形成水路。

轴套1内壁开有通槽，与定子组件13和叶轮转子9组件之间的气隙连通，水泵运转时冷却液流转，实现自冷却。

电子水泵10运转时，叶轮转子组件9轴向发生窜动，往泵壳11方向窜动时，轴套1上表面与泵壳11底部部件(如设于泵壳11底部的D型垫片)摩擦，往机壳16底部窜动时，轴套1下表面与机壳16底部摩擦，轴套1采用耐磨材料：强化PPS(CF10～30％)。

上述方案提供的电子水泵10，轴套1作为滑动轴承与转子成一体，转轴17与机壳16固定，叶轮转子组件9插入转轴17，形成间隙配合，轴套1采用耐磨材料，且轴套1内壁开有通槽，与定子组件13和叶轮转子组件9之间的气隙连通，水泵运转时冷却液流转，实现自冷却。

当然，也可以将定子组件13整体注塑而成，然后再注塑成型机壳组件，机壳16为机壳注塑体，定子组件13塑封在机壳注塑体内部，转轴17嵌入机壳注塑体内部，定子组件13、转轴17和机壳注塑体成为机壳组件，使得定子组件13塑封在机壳注塑体内部形成自密封。

具体地，电子水泵为车用电子水泵。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。