转子及其制作方法、电机和电子水泵与流程

本发明涉及水泵领域，具体地涉及一种转子及其制作方法、电机和电子水泵。

背景技术：

近年来，为了提升汽车发动机机械水泵的冷却效率，电子水泵成为了业界的研究热点，并陆续公开了一些专利，例如公开号为us2014/0010684a1、us2015/0300355a1、us2015/0300356a1或us2015/0354576a1的美国发明专利。

但是，目前公开的电子水泵中，电机的转子中的磁钢位于转子铁芯的表面，而且由于电子水泵内部冷却回路的存在，使得转子铁芯及磁钢长时间浸泡在冷却液中，影响了转子和电机的运行以及使用寿命，从而严重影响了电子水泵运行的可靠性。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述问题提供一种转子、转子的制作方法、含有该转子的电机以及含有该电机的电子水泵，以实现转子铁芯和磁钢的完全密封，从而提高电子水泵运行的可靠性。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种转子，该转子包括磁钢和转子铁芯，所述磁钢埋设于所述转子铁芯的内部，所述转子铁芯包裹有绝缘层。

优选地，所述绝缘层为注塑而成的注塑层。

优选地，所述转子包括转子轴，所述转子铁芯和所述转子轴通过所述绝缘层连接成一体，所述绝缘层的位于所述转子轴与转子铁芯之间的部分的厚度为1mm～5mm。

优选地，所述转子轴的外周面与所述绝缘层的内周面彼此通过卡扣结构配合。

优选地，所述卡扣结构包括：

凸起部，该凸起部形成在所述转子轴的外周面和所述绝缘层的内周面中的一者上；和

凹陷部，该凹陷部形成在所述转子轴的外周面和所述绝缘层的内周面中的另一者上，并与所述凸起部卡扣配合。

优选地，所述转子轴形成为中空状。

本发明第二方面提供一种转子的制作方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、将磁钢埋设于转子铁芯的内部；

步骤二、对所述转子铁芯进行整体注塑，使所述转子铁芯的外部形成绝缘层；

步骤三、将转子轴装入所述转子铁芯的内孔中。

本发明第三方面提供一种转子的制作方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、将磁钢埋设于转子铁芯的内部；

步骤二、将转子轴装入所述转子铁芯的内孔中，并使所述转子轴与所述转子铁芯之间具有径向间隙；

步骤三、对所述转子铁芯和转子轴进行整体注塑，使所述转子铁芯的外部形成绝缘层，并使所述绝缘层填充所述径向间隙。

本发明第四方面提供一种电机，该电机包括相互组装的定子和转子，所述转子为以上所述的转子。

本发明第五方面提供一种电子水泵，该电子水泵包括：

第一壳体，该第一壳体内设置有叶轮；

电机，该电机用于驱动所述叶轮；和

第二壳体，该第二壳体内设置有与所述电机电连接的控制板，

其中，所述电机为以上所述的电机，所述电机固定连接在所述第一壳体和第二壳体之间。

本发明通过将磁钢埋设于转子铁芯内部，同时在转子铁芯上包裹绝缘层，使得转子铁芯和磁钢完全密封，将其应用于电子水泵时，能够与冷却液完全隔离，保证了转子和电机的使用寿命，从而有效提高电子水泵运行的可靠性。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明中转子轴的一种实施方式的示意图；

图2是本发明中一种实施方式的转子注塑前的示意图；

图3是图2中的转子注塑后的示意图；

图4是本发明电子水泵的一种实施方式的立体图；

图5是图4中电子水泵的剖视图；

图6是本发明中第二壳体的一种实施方式的结构示意图。

附图标记说明

10第一壳体11叶轮

12泵壳121进水口

122出水口13第一端盖

131第一滑动轴承套132通孔

20电机21定子

211注塑体212定子铁芯

213定子绕组214外密封圈

215内密封圈22转子

221转子铁芯222转子轴

223绝缘层224凸起部

23螺栓30第二壳体

31第二端盖32盖板

311第二滑动轴承套312轴向开槽

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内、外”通常是指相对于各部件本身轮廓的内、外。

本发明一方面提供一种转子，该转子22包括磁钢和转子铁芯221，所述磁钢埋设于所述转子铁芯221的内部，所述转子铁芯221包裹有绝缘层223。

通过上述方案，本发明的转子22使得转子铁芯221和磁钢完全密封，将其应用于电子水泵时，能够使得转子22与冷却液完全隔离，从而保证了转子和电机的使用寿命，有效提高电子水泵运行的可靠性。

本发明中，绝缘层223可以是注塑而成的注塑层。当然绝缘层223也可以通过其他方法包裹于转子铁芯221上。

如图2和图3所示，转子22还包括转子轴222，所述转子铁芯221和所述转子轴222通过所述绝缘层223连接成一体。作为优选，所述绝缘层223的位于所述转子轴222与转子铁芯221之间的部分的厚度为1mm～5mm，即转子轴222与转子铁芯221之间的径向间隙为1mm～5mm。

为了防止转子轴222与绝缘层223之间发生周向移动，提高转子22运行的可靠性，作为优选，所述转子轴222的外周面与所述绝缘层223的内周面彼此通过卡扣结构配合。

根据本发明卡扣结构的一种优选实施方式，所述卡扣结构包括：凸起部224，该凸起部224形成在所述转子轴222的外周面和所述绝缘层223的内周面中的一者上；和凹陷部，该凹陷部形成在所述转子轴222的外周面和所述绝缘层223的内周面中的另一者上，并与所述凸起部224卡扣配合。

图1示出了本发明的转子轴222的一种实施方式的示意图，其中，凸起部224形成在转子轴222的外周面上。

本发明中，所述转子轴222可以形成为中空状。这样便于转子22在应用于电子水泵时，与其他结构配合一起形成电子水泵内部的冷却回路(该部分将在后边详述)。

本发明第二方面提供一种转子的制作方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、将磁钢埋设于转子铁芯221的内部；

步骤二、对所述转子铁芯221进行整体注塑，使所述转子铁芯221的外部形成绝缘层223；

步骤三、将转子轴222装入所述转子铁芯221的内孔中。

本发明第三方面提供了另一种转子的制作方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、将磁钢埋设于转子铁芯221的内部；

步骤二、将转子轴222装入所述转子铁芯221的内孔中，并使所述转子轴222与所述转子铁芯221之间具有径向间隙；

步骤三、对所述转子铁芯221和转子轴222进行整体注塑，使所述转子铁芯221的外部形成绝缘层223，并使所述绝缘层223填充所述径向间隙。

其中，所述径向间隙优选为1mm～5mm。另外，在采用上述方法制作转子22时，例如将外周面上形成有凸起部224的转子轴222(参见图1)装入转子铁芯221的内孔中，使转子轴222与转子铁芯221之间保留1mm～5mm的径向间隙，然后对转子铁芯221和转子轴222进行整体注塑，使转子铁芯221的外部形成绝缘层223，并使绝缘层223填充所述径向间隙。通过上述整体注塑，绝缘层223的内周面上会形成与凸起部224配合的凹陷部，从而使转子轴222与绝缘层223卡扣连接。

本发明第四方面提供一种电机，该电机20包括相互组装的定子21和转子，该转子为本发明所提供的转子22。

本发明第五方面提供一种电子水泵，该电子水泵包括：第一壳体10，该第一壳体10内设置有叶轮11；电机，该电机用于驱动所述叶轮11；和第二壳体30，该第二壳体30内设置有与所述电机电连接的控制板(图中未示出)，其中，所述电机为本发明提供的电机20，所述电机20固定连接在所述第一壳体10和第二壳体30之间。

在现有技术的电子水泵中，电机的定子均安装于机壳之中，而且定子与转子之间通常需要设置一个隔离套筒以保证电机内部的冷却液与定子的隔离，而机壳和隔离套筒的存在大大增加了电机的制造成本，而且往往需要通过增加隔离套筒的厚度来提高其强度，这样便不可避免地增加了定子与转子之间的间隙，而使得磁场强度降低，从而降低了电机的输出功率和效率。

为了解决上述问题，本发明还对电子水泵作了以下改进：

在本发明的电子水泵中，定子21注塑为一体，包括注塑体211以及位于该注塑体211内的定子铁芯212和定子绕组213，其中，电机20通过注塑体211固定连接在所述第一壳体10和第二壳体30之间。

通过上述方案，注塑体211既可作为电机20的机壳，又能起到隔离电机内部的冷却液与定子铁芯212和定子绕组213的作用，从而省去了现有技术中电子水泵的机壳和隔离套筒，大大降低了电子水泵的生产成本；而且在安装时，只需将注塑体211与第一壳体10和第二壳体30固定连接即可，大大简化了电子水泵的安装工艺，而且有效提高了电子水泵的壳体装配的可靠性；此外，由于注塑体211的存在，使得定子21的刚度有了较大提升，从而有利于改善电子水泵的噪音。因此，本发明的电子水泵在安装工艺、成本以及性能上均有显著的优势。

如图5所示，本发明中，转子22的转子轴222的一端连接于所述叶轮11，另一端可旋转地连接于所述第二壳体30。通过给所述定子21通电，产生旋转磁场，使转子22转动，从而驱动叶轮11的旋转。

本发明中，第一壳体10和第二壳体30可以具有多种结构形式。例如，在图5所示的优选实施方式中，第一壳体10可以包括泵壳12和第一端盖13，所述转子轴222的连接于所述叶轮11的一端贯穿所述第一端盖13并通过第一滑动轴承套131可转动地支撑于所述第一端盖13。第二壳体30可以包括第二端盖31和设置于该第二端盖31外端部的盖板32，所述转子轴222的另一端通过第二滑动轴承套311可转动地支撑于所述第二端盖31。

其中，第一端盖13一方面用于安装支撑第一滑动轴承套131及转子轴222的一端，另一方面用于与定子21的一端配合安装并定位电机；第二端盖31则用于安装支撑第二滑动轴承套311及转子轴222的另一端，同时与定子21的另一端配合安装。从而确保转子轴222的旋转以及转子轴222对叶轮11的驱动。

其中，如图4所示，本发明电子水泵的泵壳12上设置有进水口121和出水口122。另外，还可在第二壳体30内设置用于安装所述控制板的安装结构。

为了提高本发明电子水泵的壳体装配的可靠性，本发明将第一端盖13夹持固定在泵壳12和注塑体211之间，例如将第一端盖13通过螺栓23夹持固定在泵壳12和注塑体211之间。其中，螺栓23可将泵壳12、第一端盖13和注塑体211固定连接，具有更高的可控性。具体来说，由于叶轮11由电机20的转子轴222驱动旋转，因此叶轮11相对于转子轴222具有准确的位置，进而用于准确定位并可转动地支撑转子轴222的第一滑动轴承套131和第二滑动轴承套311以及第一端盖13和第二端盖31与叶轮11之间也具有准确的相对位置。因此，通过使第一端盖13定位连接于泵壳12和注塑体211之间，使第二端盖31定位连接于注塑体211上，能够确保电子水泵的各部件之间的准确位置关系。

此外，为了加强泵壳12、第一端盖13和注塑体211的连接，以及第二端盖31和注塑体211的连接，螺栓23优选为多个，且沿电子水泵的周向均匀分布。

为了保证电子水泵中各部件的准确定位，本发明优选在第一端盖13和第二端盖31内分别设置有用于定位所述注塑体211的两端的定位凹槽。所述定位凹槽可以是分别与注塑体211的两端部配合的环状凹槽。

其中，为了保证第一端盖13、注塑体211和第二端盖31之间装配的密封性，从而避免电子水泵内部的冷却液泄漏和外部环境中液体的侵入，如图2所示，所述定位凹槽与所述注塑体211的外周面的相接处设置有外密封圈214，以实现电子水泵的外部密封(即电子水泵中壳体装配处的密封)；所述定位凹槽与所述注塑体211的内周面的相接处设置有内密封圈215，以实现电子水泵的内部密封(即电子水泵内部的冷却回路的密封)。本发明通过上述“双保险”的密封方式，能够有效防止电子水泵内部冷却液的泄漏和外部环境中液体的侵入。

另外，本发明中，所述电子水泵内部还具有冷却回路的结构，其中，所述转子轴222形成为中空状，所述第一端盖13上设置有轴向贯穿所述第一端盖13的通孔132，所述第二端盖31上设置有与所述转子轴222的中空部分连通的轴向开槽312(参见图6)。

通过上述方案，本发明电子水泵内部的冷却液能够从通孔132进入注塑体211和转子22的间隙，然后经轴向开槽312进入转子轴222的中空部分后流出，从而实现电子水泵的自冷却以及滑动轴承的润滑。

其中，作为优选，所述通孔132可以为多个，并围绕所述转子轴222排布。所述轴向开槽312也可以为多个，并围绕所述转子轴222排布。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，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，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过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。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。