專利名稱：包括磁驅(qū)動裝置的食物處理設(shè)備的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種以不通過直接機械連接的方式將轉(zhuǎn)動從一個動力源傳遞到一個密閉空間中的磁驅(qū)動裝置。本發(fā)明特別涉及攪拌機、混合器以及類似的設(shè)備，特別涉及具有一個攪拌裝置、葉輪、葉片或者其它安裝在一個可拆卸的杯子或容器中并且利用位于所述機器固定基座中的一個馬達進行轉(zhuǎn)動的工具。
常規(guī)的家用攪拌機和混合器設(shè)有一個可轉(zhuǎn)動地安裝在一個可拆卸攪拌杯內(nèi)的機械驅(qū)動葉輪。所述杯的基座設(shè)有一個大體圓形連接板，所述連接板具有形成在其下表面上的凸起部分和/或凹陷部分，該部分利用一種在豎直方向上的下落運動能夠以可移動的形式與形成在類似一個板上的相應(yīng)部分配合，所述另一個板與一個馬達的軸相連，所述馬達安裝在所述設(shè)備的一個基座中。在所述攪拌杯和攪拌器馬達之間的機械接合需要在所述葉輪和連接板之間的所述杯的基座處設(shè)置一種轉(zhuǎn)動密封件。在采用這種機械接合時，這種密封件經(jīng)過一段時間后會受到很大的磨損和撕裂。由于密封件失效會使液體從杯中泄漏，在所述杯的基座中設(shè)置密封件和軸承以確保在經(jīng)受摩擦處的密封。摩擦?xí)?dǎo)致磨損、受熱和動力損失。另外，這種常規(guī)的攪拌機會產(chǎn)生有害的噪音，這種在所述板之間的機械互鎖接合方式難以將所述杯從所述基座上移開或者放回到基座上。
許多飲料混合器在所述杯的正下方具有安裝在底部的驅(qū)動馬達。如果考慮到總高度，可能會使馬達被移到一旁并且利用一個皮帶或齒輪結(jié)構(gòu)與所述驅(qū)動軸相連。
已知的家用和商用攪拌器通常使用交流電動機。盡管所設(shè)置的交流電動機可以改變速度以及提供所需的輸出轉(zhuǎn)矩，但是這樣一種馬達通常體積大、重量重并且不適于進行速度的精確電子控制，更不用說電子制動了。
盡管無刷直流電動機也是已知的，但是它們沒有被用于攪拌機或攪拌/刨冰機中。這些電動機使用比較重的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子由一種扇形排列的永久磁體制成。在攪拌刨冰或冰塊以及液體時，特別是在起動或在一種冷凍飲料“凍結(jié)“過程中需要較高的轉(zhuǎn)矩。無刷直流電動機與常規(guī)交流電動機相比，其特點是輸出轉(zhuǎn)矩低。因此它主要是在一個需要低輸出轉(zhuǎn)矩的應(yīng)用(諸如風(fēng)扇)中作為動力源。
市售的用于生產(chǎn)冷凍飲料的攪拌/刨冰機必須滿足多種特定和重要的設(shè)計標(biāo)準。在占地面積和總高度方面，應(yīng)該結(jié)構(gòu)緊湊，以在一個酒吧中可以有效地利用有限的空間。它應(yīng)該具有較輕的重量。直接將一種常規(guī)的電動機放在所述攪拌杯下方會增大所述設(shè)備的總高度，因此通常不會采用。還必須能夠控制速度以在不同的操作期間適應(yīng)不同的功率和速度要求，這通常是利用齒輪和電子設(shè)備來提供的?？焖偾铱煽刂频闹苿右彩侵匾囊韵拗茢嚢杷璧目偟臅r間，在攪拌完成后避免攪拌材料的飛濺以及為了安全。振動控制、防止過熱、磨損最小化、易于維修以及穩(wěn)定性都是重要的。
利用磁的方式或者電磁的方式而不是利用機械方式驅(qū)動在一個攪拌杯中的葉輪已經(jīng)為人們所知。利用一種磁驅(qū)動裝置將一個在攪拌杯或類似裝置的外側(cè)的一個轉(zhuǎn)動永磁體與另一個以可轉(zhuǎn)動的方式安裝在攪拌杯中的永磁體耦合。由Hendricks提出的美國專利US2,459,224；由Ihle等人提出的美國專利US2,655,011；以及由Quigg提出的美國專利US5,478,149中披露了這樣的方案。Hendricks披露了一種用于液體混合的磁操作攪拌器，其中在所述液體容器內(nèi)，位于所述攪拌器的下端處安裝有一個磁體。Quigg披露了利用一種馬達，其利用齒輪箱和軸驅(qū)動一組磁體以使所述磁體組與安裝在一個攪拌器上的另一組磁體耦合。
由Baermann提出的美國專利US3,140,079使用一個大轉(zhuǎn)動板以裝載一系列周向隔開的磁體，所述磁體在一個較小的轉(zhuǎn)動導(dǎo)磁盤的一部分下方經(jīng)過。
由Stringham提出的美國專利US1,242,493和由Stainbrook提出的美國專利US1,420,773中披露了電動飲料混合器，其中一個交流電動機的一個定子圍繞在一個攪拌杯或在其基座中的一個轉(zhuǎn)子并與其相互作用。在Stringham提出的文獻中，一個鼠籠式轉(zhuǎn)子位于所述定子線圈的平面中。在Stainbrook提出的文獻中，一個交流轉(zhuǎn)子安裝在攪拌杯的基座并且定子線圈位于所述杯的下方。隨著定子線圈和轉(zhuǎn)子分開的程度增大，這樣分開的交流電動機結(jié)構(gòu)受到轉(zhuǎn)矩、速度控制、渦流損失以及交流電動機所帶來的電動勢干擾問題的限制。它們都不能提供良好的速度控制。它們沒有使用一種直流磁場耦合。馬達轉(zhuǎn)子設(shè)置在容器或杯內(nèi)會使所述杯組件的重量增大，如果在轉(zhuǎn)子仍然轉(zhuǎn)動時拿起杯子，由于回轉(zhuǎn)效應(yīng)而使所述杯子難以被操控。
如果一個無刷直流電動機的轉(zhuǎn)子位于一個攪拌杯的基座中，所述杯子不僅會更重而且會使回轉(zhuǎn)效應(yīng)加劇，但是能“粘住”金屬水槽和工作臺面，可能吸引松散的金屬零件，諸如銀器、酒具或硬幣。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種當(dāng)載荷超過一個預(yù)定值或者將所述從動構(gòu)件從其操作位置移開時能夠自動斷開的驅(qū)動裝置。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種具有下列優(yōu)點的磁驅(qū)動裝置，即，所述驅(qū)動構(gòu)件位于一個可拆卸的攪拌杯中，所述攪拌杯易于插入到所述攪拌機中并且從所述攪拌機中取出，當(dāng)將所述杯子從攪拌機中卸下時易于操控，例如沒有明顯的回轉(zhuǎn)效應(yīng)或磁力吸引。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種低磨損、低維修、在馬達和驅(qū)動元件之間無機械接合、特別能夠避免現(xiàn)有皮帶驅(qū)動和機械離合和制動所導(dǎo)致的高維修費用的驅(qū)動裝置。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕以及易于使用和清潔的用于攪拌機或類似裝置的磁驅(qū)動裝置。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種具有可編程并且可快速且可靠地制動的操作特點的驅(qū)動裝置。
在其優(yōu)選實施例中，作為一個用于攪拌機或其它食物處理設(shè)備中的驅(qū)動裝置，本發(fā)明使用了一個電動機以使一個環(huán)形磁體轉(zhuǎn)動，最好是一個由兩個環(huán)形磁體構(gòu)成的組件，所述環(huán)形磁體具有軸向磁極，所述組件與一個盤形驅(qū)動板以緊密的間隔隔開，所述盤形驅(qū)動板是由一種傳導(dǎo)性可磁化材料制成。所述磁體組件和驅(qū)動板都具有相互配合的周向分布的磁極。所述磁體組件最好具有一組極性交錯的偶數(shù)個餡餅狀永磁體磁極或部分。所述驅(qū)動板最好是一個黑色金屬薄板(諸如冷軋鋼)并且具有開放式徑向槽以限定所述磁極和控制渦流。所述磁體組件產(chǎn)生一個強大磁場(磁力線)，即使所述間隔包括高磁阻的空氣間隙，也能夠在所述盤的磁極上進行相反的磁化。這種磁化將所述磁體組件與所述板耦合以驅(qū)動所述板。在一個攪拌機中，所述驅(qū)動板以可轉(zhuǎn)動的方式安裝在所述攪拌杯的基座中并且支承一個軸，所述軸又安裝一個葉輪。所述磁體組件和馬達以與所述驅(qū)動板分開的形式被安裝。
所述電動機最好是一種無刷直流電動機，所述電動機具有定子線圈并且產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，所述旋轉(zhuǎn)磁場與一個轉(zhuǎn)子相互作用并在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)矩，所述轉(zhuǎn)子包括一個與和所述盤接合的磁體組件類似的磁體組件。所述轉(zhuǎn)子磁體環(huán)最好通過使所述磁體環(huán)結(jié)合在一個圓形冷軋鋼盤的相對表面上使其固定在所述驅(qū)動磁體上。當(dāng)所述板和相關(guān)的裝置(諸如一個攪拌杯)處于一個工作位置時，所述轉(zhuǎn)子驅(qū)動磁體環(huán)和驅(qū)動板是同軸排列的。所述馬達和驅(qū)動殼體最好具有連續(xù)延伸到所述磁體和板之間的間隙的平坦上壁，在所述攪拌杯上的平坦底壁也是如此。對于一個磁體組件，其表面上的場強為1400高斯，用于一個攪拌機中的緊密間隙最好為0.25英寸。使用較平的安裝在所述從動構(gòu)件下方的無刷直流電動機能夠使所述驅(qū)動裝置的馬達部分具有緊湊的結(jié)構(gòu)，高度與寬度的比優(yōu)選小至1∶3。
本發(fā)明還涉及一種方法，包括使利用磁極與一個旋轉(zhuǎn)電磁場的相互作用而使具有多個周向隔開磁極的一個轉(zhuǎn)子磁體轉(zhuǎn)動。接著所述轉(zhuǎn)子又與一個具有相同數(shù)量的周向分布的磁極的第二驅(qū)動磁體接合以使其與所述轉(zhuǎn)子同時轉(zhuǎn)動。所述方法還包括將是驅(qū)動磁體的磁場在軸向上引離所述轉(zhuǎn)子以在一個傳導(dǎo)性驅(qū)動板中感應(yīng)極性相反的磁極，所述驅(qū)動板以可轉(zhuǎn)動的方式安裝并且與所述驅(qū)動磁體之間具有一個緊密的間隔，使得在所述板中被感應(yīng)的磁極跟隨在轉(zhuǎn)動磁體組件中的磁極，即使存在間隔和抵抗轉(zhuǎn)動的載荷。所述磁場的引導(dǎo)包括以一個三明治的形式將所述磁體結(jié)合到一個薄鋼盤的相對表面上并且使所述環(huán)形磁體軸向極化。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明所涉及的驅(qū)動裝置可包括一個齒輪組件，所述齒輪組件具有一個或多個用于將轉(zhuǎn)矩從所述驅(qū)動板傳遞到一個從動構(gòu)件(例如一個輸出軸)上的齒輪。所述齒輪組件可包括一個或多個以這樣尺寸和形式布置的齒輪，即能夠減小或增大從所述驅(qū)動板傳遞到所述從動構(gòu)件的轉(zhuǎn)矩。在一個優(yōu)選實施例中，使用所述驅(qū)動和齒輪組件以使一個刨冰機的葉片轉(zhuǎn)動。所述刨冰機可以是一個單獨的裝置或者可安裝在一個攪拌機(諸如本發(fā)明涉及的攪拌機)中以形成一個能夠自動地制造冷凍飲料的自動攪拌/刨冰機。
從下面參照附圖對本發(fā)明的詳細描述中能夠看出本發(fā)明的這些和其它特征和目的。


圖1是本發(fā)明所涉及的一個攪拌/刨冰機的一個透視圖；圖2是圖1中所示攪拌/刨冰機的一個豎直截面圖；圖3是圖1和圖2中所示攪拌杯的一個分解透視圖；圖4是圖2中所示本發(fā)明磁驅(qū)動裝置的一個豎直截面圖，該裝置能夠為安裝在一個攪拌杯基座中的葉輪提供動力；圖5是圖1和圖2中所示攪拌/刨冰機基座的一個分解透視圖，其中示出了用于本發(fā)明磁驅(qū)動裝置的馬達組件的安裝；圖6是圖4中所示的雙磁體組件的一個透視圖；圖7是本發(fā)明所涉及的攪拌杯的另一個實施例的一個豎直截面圖；圖8是本發(fā)明所涉及的攪拌/刨冰機的刨冰部分所用的磁驅(qū)動和齒輪組件的一個豎直截面圖；以及圖9是沿著圖8中的磁驅(qū)動和齒輪組件中的F-F線所得到的一個豎直截面圖。
優(yōu)選實施例詳述圖1和圖2示出了本發(fā)明的一種主要應(yīng)用，即，用于一個適于在酒吧和餐館中自動制造冷凍飲料的攪拌/刨冰機10中。利用一組可轉(zhuǎn)動的葉片14將在一個裝料箱12中的一批冰塊輸送給一個葉片16。經(jīng)過刨削的冰塊通過一個帶有蓋子20的滑道18落入到一個攪拌杯22中，所述攪拌杯中已經(jīng)加入了諸如一種濃縮的香料和/或香精的液體配料。利用位于所述攪拌杯基座的一個葉輪(葉片組)24的轉(zhuǎn)動使所述杯中的冰塊得到攪拌，經(jīng)過一段預(yù)定時間后產(chǎn)生一種高質(zhì)量的冷凍飲料，即一種在倒出時能夠聳立的飲料并且其稠度是大體均勻的、非堅硬的且非水性的。盡管下面將描述的本發(fā)明是用于所述攪拌/刨冰機10中的，但是應(yīng)該理解的是，本發(fā)明適用于多種應(yīng)用中，其中需要將動力從一種動力源(例如一個馬達)的旋轉(zhuǎn)輸出傳遞到一個在載荷作用下的從動構(gòu)件，特別是一個固定在一個容器中的可轉(zhuǎn)動從動構(gòu)件，所述容器與所述動力源是密封的并且是可從所述動力源上分離的。例如本發(fā)明可用于多種食物處理設(shè)備中，諸如家用攪拌機、食物混合器、食物處理器和榨汁機。
一個用于所述葉輪24的磁驅(qū)動裝置26是本發(fā)明的主要部分。參照圖3-5，所述驅(qū)動裝置26包括一個大體環(huán)形驅(qū)動板34和一個無刷直流電動機28，所述環(huán)形驅(qū)動板34以可轉(zhuǎn)動的方式安裝在所述攪拌杯22的基座22a中，所述無刷直流電動機28包括定子線圈30和一個轉(zhuǎn)子32。所述轉(zhuǎn)子又包括一個雙磁體組件35，所述雙磁體組件35最好由一個轉(zhuǎn)子環(huán)形磁體36、一個驅(qū)動環(huán)形磁體38和一個由一種可磁化材料制成的盤40構(gòu)成，所述可磁化材料最好為冷軋鋼，所述盤40接合在所述磁體36和38之間。
所述環(huán)形磁體36和38都具有多個周向分布的軸向磁極42，圖6中示出了8個。橫向相鄰的磁極部分具有相反的極性。盡管8個磁極是優(yōu)選的，但是所采用磁極的數(shù)量也可為其它任何偶數(shù)。最好每一個磁極42是由一種餡餅狀永磁體區(qū)域44形成的，所述永磁體區(qū)域44形成在一個由一種強磁性材料制成的連續(xù)環(huán)中，所述強磁性材料諸如由Hitachi Coporation所出售的陶瓷磁體。在每一個磁體36和38中的磁體區(qū)域44也可以是單獨的構(gòu)件，它們相互接合或以機械的形式固定在一起以形成一個環(huán)形組件，所述環(huán)形組件具有平坦表面和一個大體圓柱形外壁。一個帶有徑向支承壁43a的塑料轂部43充填所述磁體36、38的中心部分以有助于將所述組件安裝在一個中心軸上。一個北極磁體區(qū)域44與一個南極磁體區(qū)域44相鄰。接著使組件36和38固定在所述盤40上，在一個組件中的每一個永磁體區(qū)域44最好位于另一個組件中的一個類似磁體區(qū)域上方，但是它們的極性是相反的以避免在所述磁體36和38之間形成排斥的磁力。一個塑料覆蓋層48有助于固定所述類似三明治的組件。具有軸向磁極區(qū)域44的所述磁體組件構(gòu)型以及與由所述鋼盤40為所有磁體區(qū)域44提供的低磁阻返回路徑致使所述轉(zhuǎn)子磁體36的磁場(磁力線)沿著軸向方向(在圖中所示，方向向下)導(dǎo)向定子線圈30以及使驅(qū)動磁體38的磁場沿著軸向方向(在圖中所示，方向向上)導(dǎo)向在所述杯基座22a中的板34。即使在所述磁體組件的大體平坦上表面38a和所述板34的大體平坦下表面34b之間存在一個間隔46(甚至是一個緊密的間隔)，所述驅(qū)動磁體38的磁場的強度和軸向取向也會在形成于所述驅(qū)動板34中的一個相應(yīng)磁極24a中產(chǎn)生一個極性相反的磁場。
在所述用于攪拌/刨冰機的優(yōu)選實施例中(用于攪拌高達80流體盎司的冷凍飲料)，所述永磁體36在其表面處產(chǎn)生的磁場強度為1400高斯，軸向上所測得的所述間隔46為0.25英寸。如圖4中所示，所述間隔不僅包括四個通常由一種塑料制成的層48、50a、52、22b而且還包括空氣間隙54和56。層48和52是一種分別重疊模制在所述磁體組件35和驅(qū)動板34上的薄塑料層。所述層50a是所述攪拌/刨冰機10的一個基座50的平坦上壁部分。層22b是所述杯基座22a的平坦下壁。
所述空氣間隙54是在所述轉(zhuǎn)子上的重疊模制層48和所述壁50a之間的微小間隙。所述間隙56是在所述壁22b和驅(qū)動板上的重疊模制層52之間的微小間隙。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易理解的是，所述間隔是在所述環(huán)形驅(qū)動磁體38和板34之間的磁路中的一個主要磁阻源。已知的無刷直流電動機(諸如由Integrated Motion Controls，LLC of Torrington，Connecticut所出售的盤徑為5英寸的馬達，該馬達為NO.50型)的永磁體轉(zhuǎn)子盡管在尺寸、結(jié)構(gòu)和磁場強度方面基本上與所述磁體38相當(dāng)，但是卻不能利用足夠大的磁場強度穿過所述間隔46與所述板34耦合以驅(qū)動所述盤使一個攪拌/刨冰機工作。
特別參見圖4和圖5，利用螺釘60將所述馬達28安裝在所述基座50中，所述螺釘60穿過一個鋼制馬達蓋62和后定子支承件64進入到形成于所述基座的一個馬達支承壁50b中的螺紋孔66中。所述后定子支承件64具有一個用于固定一個軸承組件68的中心開口，所述軸承組件68以軸頸方式卡在一個馬達軸70上。螺釘(未示出)穿過在所述后定子支承件中的開口54a擰入到一個前定子支承件72中并固定所述前定子支承件72以將一個鋼制支承環(huán)74夾在所述組件中，所述鋼制支承環(huán)74的位置與線圈30相鄰。所述前定子支承件72具有一個周邊72a，所述周邊72a是傾斜的并且在其上開有槽以支承如在上述50型馬達中所述的定子繞組30。(為了清楚起見，圖中未示出在所述槽中的繞組部分。)所述繞組為三相的，并且可被一個常規(guī)無刷直流電動機驅(qū)動線路激勵以產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)的電磁場。所述基座和定子支承件最好是由一種可模制的高強度塑料制成，它具有一定的厚度并且剛性地支承所述馬達28。
所述雙磁體組件35具有固定在其中心處的軸70，所述雙磁體組件35軸向地滑入到所述軸承68中(圖4)。所述組件35在所述軸承68中轉(zhuǎn)動，所述組件35的所有側(cè)壁上都具有一定的間隙。如上所述，當(dāng)所述轉(zhuǎn)子磁體和線圈被激勵時，主要由下轉(zhuǎn)子磁體36所形成的多極直流磁場方向向下以與由定子線圈30所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)電磁場相互作用。所述電磁場的旋轉(zhuǎn)與所述轉(zhuǎn)子磁體組件相互作用產(chǎn)生了一個能夠使所述轉(zhuǎn)子以一個相同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)矩。接合在所述磁體36和38之間的盤40將所述轉(zhuǎn)矩傳遞到所述板驅(qū)動磁體38上。作為防止所述線圈30因過熱而燃燒的一個安全性預(yù)防措施，一個環(huán)形護罩76具有一個下凸緣76a，所述下凸緣76a大體穿過位于所述組件35的外邊緣和所述后定子支承件64的圓柱形內(nèi)側(cè)壁(具有一個微小的間隙以避免與所述磁體組件35摩擦接觸)之間的空氣間隙延伸。所述護罩充分地充填所述間隙以阻止可能為燃燒提供氧的空氣流動。
直徑為5英寸的所述磁體組件35重約3磅。常規(guī)的操作速度在4000rpm至10000rpm之間的范圍內(nèi)變化，它能夠在所述支承結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生很大的作用力，特別是能夠產(chǎn)生振動的快速變化作用力。通過材料的選擇和尺寸以及整體設(shè)計使所述支承結(jié)構(gòu)具有足夠的剛性，例如利用加強壁的裝置(諸如外部肋條)以抵抗在正常工作中所產(chǎn)生的作用力和力矩，從而能夠?qū)赡苁顾鲴R達松動、磨損甚至最后破壞所述馬達的振動進行控制。
利用以一種已知的方式安裝在所述馬達殼體或基座58中的三個常規(guī)霍爾效應(yīng)傳感器檢測所述轉(zhuǎn)子的位置。位置信號為一個已知電子控制和驅(qū)動線路提供輸入信號，所述控制和驅(qū)動線路激勵所述三相定子繞組30以發(fā)揮下列作用(i)產(chǎn)生一個起動轉(zhuǎn)矩；(ii)將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)至一個所選擇的操作速度；(iii)在載荷作用下以所選擇的速度保持轉(zhuǎn)動；以及(iv)進行一種快速且可靠的制動。這樣，可對馬達的操作進行電動控制以及對其進行編程。通過使產(chǎn)生在所述繞組30中的制動電流消耗在安裝于散熱器上的大型電阻器或場效應(yīng)晶體管中來進行電子制動。
參照圖2-4，特別是參見圖3和圖4，所述傳導(dǎo)性驅(qū)動板34是以不可轉(zhuǎn)動的形式固定在一個軸78的下端，所述軸78卡在一對層疊的滾針軸承組件80中。一個環(huán)繞的黃銅軸環(huán)82壓力配合在所述塑料基座22中的一個具有圓柱形壁的中心開口22c中以固定所述軸承組件80。所述軸環(huán)82在所述杯的基座處具有一個直徑增大的沉孔以接收和固定一個由一種適合的彈性材料(諸如一種耐磨橡膠)制成的旋轉(zhuǎn)密封件84。所述密封件具有三個方向朝內(nèi)且相互隔開的凸緣84a，每一個所述凸緣84a的內(nèi)邊緣與所述軸78接合以在所述軸78周圍提供一種低摩擦轉(zhuǎn)動或滑動密封。即使一個轉(zhuǎn)動軸穿過所述杯22的底壁，所述密封件84也能夠?qū)⒁后w保持在所述杯22中。位于最下方的凸緣84a在一個周向溝槽中與所述軸78接合以使所述密封件定位和穩(wěn)定。在所述密封件下表面中的一個深的環(huán)形溝槽84b使所述凸緣彈性彎曲以輕微地壓靠在所述軸上。在所述密封件的上方，一個螺母擰在所述軸78的上端以對夾在三個墊片88a、88b和88c之間的葉片24進行固定。
所述驅(qū)動板34是一個驅(qū)動板組件的一部分，所述驅(qū)動板組件包括一組徑向分布的豎直加強肋條90，所述豎直加強肋條90位于每一個磁極34a上并且以一定角度會聚在同一個中心處(圖3)。所述肋條90和一個圍繞所述軸78的中心凸臺91最好與所述底層52連續(xù)地模制在一起。所述板34最好是由一個黑色金屬(諸如冷軋鋼)薄片制成，其厚度為0.058英寸并且具有一組開放式的徑向槽92以形成所述磁極34a。所述槽92還可控制由所述驅(qū)動磁體組件38的旋轉(zhuǎn)磁場在所述板中產(chǎn)生的渦流。由于所述板34比較薄并且開有槽，因此當(dāng)其受到所述板驅(qū)動磁體組件38所產(chǎn)生的很大的吸引性磁力(例如通常大約為5磅)作用時能夠變形，并且可與所述杯基座22b摩擦接觸。所述肋條90和重疊模制有助于使所述板保持其平坦的外形。
如圖中所示，最好在由從所述驅(qū)動組件底表面凸出的一個半球形球軸承和一個與所述杯基座壁22b上表面平齊的不銹鋼板96所形成的一個中心樞軸點處加載所述作用在驅(qū)動板34上的吸引性磁力。這種結(jié)構(gòu)能夠防止所述磁力向下作用在板34上，同時有助于軸78以低摩擦和低磨損的形式轉(zhuǎn)動。
參見圖7，在所述攪拌杯122的另一個實施例中，所述軸178以可轉(zhuǎn)動的方式被兩個在軸向上隔開的滾針軸承200a和200b支承。一個圓柱形隔離件202插入在所述滾針軸承200a和200b之間并且包圍所述軸178。所述驅(qū)動板134通過一個螺釘206與所述軸178相連，所述螺釘206具有能夠能夠與形成在軸178中的內(nèi)螺紋配合的互補外螺紋?？稍谒鲚S178的端部處設(shè)置一個法蘭204并且所述驅(qū)動板134夾在所述法蘭204和一個與螺釘206頭部相鄰的墊片208之間。這種特定結(jié)構(gòu)使所述軸178以可轉(zhuǎn)動的方式被滾針軸承200a、200b和螺釘206支承，并且無需設(shè)置從所述驅(qū)動組件底表面凸出的一個半球形球軸承和一個安裝在所述杯基座壁內(nèi)的不銹鋼板96。應(yīng)該理解的是，圖7中所示實施例中的部件與前面所述的類似，因此利用相同的附圖標(biāo)記表示類似的部件，但是在這些標(biāo)號的數(shù)字都加上100以將它們與前面所述實施例中的區(qū)別開。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，提高磁體38和驅(qū)動板34之間的耦合能力或“牽引力”不僅取決于作用在所述磁極34a上的磁場強度以及磁體與盤之間間隔的緊密程度，而且還取決于板34的厚度和所述槽92的寬度。通常，所述板越薄并且所述槽越寬，對于一個給定的磁體和間隔來說，所產(chǎn)生的牽引力越大。對于一個具有8個磁極并且直徑為4.425英寸的板，所述槽的優(yōu)選寬度為0.245英寸。
所需牽引力的大小取決于每一種應(yīng)用情況。在下列情況下需要對牽引力的大小進行選擇以使驅(qū)動板和驅(qū)動磁體能夠可靠耦合，即，(i)當(dāng)所述葉輪24在所述攪拌杯中的刨冰和一種冷凍飲料的液體配料的載荷作用下起動時；(ii)在將工作速度調(diào)節(jié)到一個所選擇的工作速度的過程中，該速度通常為幾千rpm；以及(iii)當(dāng)所述葉輪、以及所述杯中與葉輪相互作用的泥狀物質(zhì)結(jié)束轉(zhuǎn)動時。但是，當(dāng)將所述杯22從其位于所述冰塊滑道18下方并且在所述基座壁50a上的工作位置處取下或者當(dāng)載荷超過一個預(yù)定的最大值時，也可選擇所述牽引力以使驅(qū)動裝置26自動地離合。例如，當(dāng)所述冷凍飲料“凍結(jié)”在所述杯中(即，冷凍飲料部分或整體地變成一種固態(tài)凍結(jié)物質(zhì))時或者在所述攪拌杯的工作過程中一個物體(例如，一個勺子、一件珠寶或一個瓶蓋)意外地落入所述攪拌杯中時，可能會出現(xiàn)后一種情況。在所述磁驅(qū)動裝置26分離時，所述磁驅(qū)動裝置26自動且立即斷開輸送到所述葉輪的動力以避免對在所述攪拌杯附近的人以及機器本身造成傷害或使其傷害達到最小。該特征也可避免設(shè)置和維護一個機械離合器所需的費用。
盡管已知的無刷直流電動機具有較低的轉(zhuǎn)矩輸出，但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明能夠克服該缺點。但是，為了使所述馬達28的性能達到最佳，所述定子線圈30最好被卷繞以便能夠以一個預(yù)選的操作速度(例如接近8000rpm)使所述扭矩輸出達到最佳。
應(yīng)該特別注意的是，所述驅(qū)動板組件(主要是一個薄金屬盤和模制于其上的塑料)是比較輕的并且是非磁性的。當(dāng)所述杯在使用后從所述攪拌/刨冰機上取下時存在可察覺的短暫回轉(zhuǎn)效果。由于所述葉輪和驅(qū)動板組件而存在較低的旋轉(zhuǎn)動量。由于所述杯重量輕并且是非磁性的，因此容易操控。
還應(yīng)該特別注意的是，本發(fā)明所涉及的磁驅(qū)動裝置26可將所述杯放置在所述攪拌/刨冰機10上的一個操作位置處，使所述杯22在光滑平整的基座部分50a上的光滑平整的杯基座22b上進行簡單的橫向滑動。無需使所述杯沿著豎直方向落到一個以機械的形式互鎖的驅(qū)動接合裝置上并且接著在豎直方向上使所述杯升離所述接合裝置。橫向滑動地插入和取出不僅會更方便，而且還能減小在所述杯上方的豎直間隙。這種滑動進入形式還有助于對所述攪拌器基座的清潔，即僅需要擦拭一個光滑表面。溢出的液體和雪泥可流到或者翻過所述表面進入到一個形成在所述基座中位于壁50a后部處的一個排放部分94中。如果由于出現(xiàn)安全性故障、攪拌器過載或者其它不正常的情況而需要快速移開所述杯時，可利用滑動將所述杯從所述機器中簡單而又快速地抽出。另外，更主要的是，如果一個操作者比較急躁并且在所述馬達還未完全停止工作之前移開所述杯(這是當(dāng)這種裝置用于在酒吧中時常常出現(xiàn)的問題)，那么移開所述杯的過程本身會自動地斷開由馬達28對葉輪的驅(qū)動(所述杯的錯開和/或升離使磁極34a離開與其保持耦合關(guān)系的由所述磁體組件38所產(chǎn)生的磁力線)。在常規(guī)的皮帶驅(qū)動以及機械離合的攪拌/刨冰機中，這樣過早的移動會在傳動裝置和離合器上產(chǎn)生應(yīng)力和造成磨損。
這種驅(qū)動裝置的另一個重要優(yōu)點是，其直接位于所述攪拌器的下方，這樣能夠取消驅(qū)動帶或鏈以及滑輪或鏈輪，而且根據(jù)所述馬達自身的高度、所述馬達和所述杯之間接合的垂直高度以及將所述杯放到所述接合裝置和將所述杯從所述接合裝置上取下所需的垂直間隙還能夠在垂直方向和水平方向上保持結(jié)構(gòu)緊湊。
盡管前面已對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了詳細地描述，但是應(yīng)該理解的是，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可對其進行各種改進和變型。例如，盡管本發(fā)明所使用的是一種無刷直流電動機，但是利用一種交流電動機也可達到本發(fā)明的一些優(yōu)點，其中所述交流電動機的輸出軸與所述板驅(qū)動磁體接合。盡管本發(fā)明所涉及的一種可轉(zhuǎn)動的磁體組件是與在所述杯基座中的板耦合的部件，但是利用一個電磁體組件或其它永磁體結(jié)構(gòu)(諸如一個以磁性形式構(gòu)成的或者結(jié)合鐵磁體材料發(fā)揮作用的單件式永磁體)也可產(chǎn)生一個可轉(zhuǎn)動的電磁場或磁場，從而形成所需的磁極陣列。盡管本發(fā)明中所涉及的是一個可在一個攪拌杯的基座中轉(zhuǎn)動的板，但是所述驅(qū)動元件也可采用其它很多種形式，甚至不需要是一個盛裝液體的容器。盡管本發(fā)明中所涉及的磁體和板具有相同數(shù)量的磁極公知的，但對于本發(fā)明來說并不是主要的。對于所述雙磁體組件35和傳導(dǎo)性驅(qū)動板34來說，可以采用多種形式的安裝和轉(zhuǎn)動支承結(jié)構(gòu)。另外，盡管在本發(fā)明中，一個徑向開槽的板34形成了所述磁極34a以及控制所述板中的渦流，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以容易地看出，可以采用多種用于形成磁極和控制渦流的已知結(jié)構(gòu)。另外，盡管在本發(fā)明中，所述磁體是與一個金屬盤接合在一起的，但是也可不需要所述盤。
圖2、圖8和圖9示出了本發(fā)明的另一種應(yīng)用，即，用于一個刨冰組件中，所述刨冰組件能夠?qū)⑴俦┙o到所述攪拌/刨冰機10的攪拌器中。所述刨冰組件包括一個磁驅(qū)動和齒輪組件300，所述磁驅(qū)動和齒輪組件300能夠使葉片14轉(zhuǎn)動以通過滑道16將刨冰供給到攪拌杯22中。所述磁驅(qū)動和齒輪組件300與一個輸出軸302接合，所述輸出軸302的上端與所述可轉(zhuǎn)動的葉片組14相連。所述磁驅(qū)動和齒輪組件300包括一個磁驅(qū)動裝置304，所述磁驅(qū)動裝置304在結(jié)構(gòu)和操作上與所述攪拌器的磁驅(qū)動裝置26類似。所述磁驅(qū)動裝置的輸出通過一個齒輪組件306被傳遞到所述刨冰裝置的輸出軸302上。所述齒輪組件包括三個齒輪，即，一個馬達齒輪328、一個復(fù)合惰輪332和一個輸出齒輪334。
用于所述刨冰機的驅(qū)動裝置304包括一個環(huán)形驅(qū)動板308和一個無刷直流電動機310，所述環(huán)形驅(qū)動板308以可轉(zhuǎn)動的方式安裝在所述刨冰組件的馬達殼體309中，所述無刷直流電動機310包括定子線圈312和一個轉(zhuǎn)子314。所述轉(zhuǎn)子314又包括一個雙磁體組件，所述雙磁體組件最好由一個轉(zhuǎn)子環(huán)形磁體316、一個驅(qū)動環(huán)形磁體318和一個由一種可磁化材料制成的盤320構(gòu)成，所述可磁化材料最好為冷軋鋼，所述盤320接合在所述磁體316和318之間。
與在上述攪拌器中磁驅(qū)動裝置的環(huán)形磁體36和38類似，所述環(huán)形磁體316和318都具有多個周向分布的軸向磁極42。這樣，以一種與所述攪拌器中磁驅(qū)動裝置的環(huán)形磁體36和38類似的形式構(gòu)成和設(shè)置所述環(huán)形磁體316和318中的磁極。一個塑料轂部321充填所述環(huán)形磁體316、318的中心部分以有助于將所述磁體安裝在一個中心軸322上。所述環(huán)形磁體固定在所述盤320上，在一個環(huán)形磁體中的每一個磁極最好位于另一個環(huán)形磁體中的一個磁極上方，但是它們的極性是相反的以避免在所述磁體316和318之間形成排斥的磁力。一個包圍所述磁體316和318以及所述盤320的塑料覆蓋層有助于固定所述磁體組件。
所述無刷直流電動機310安裝在所述馬達殼體309中并位于所述轉(zhuǎn)子314的下方。所述馬達310是以與上述攪拌機中磁驅(qū)動裝置26的馬達28類似的方式構(gòu)成和工作的。所述定子線圈312為三相線圈，并且可被一個常規(guī)無刷直流電動機驅(qū)動線路激勵以產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)的電磁場。所述轉(zhuǎn)子314具有固定在其中心處的軸322，所述轉(zhuǎn)子322軸向地滑入到一個軸承324中。所述轉(zhuǎn)子314在所述軸承324中轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)子314的所有側(cè)壁上都具有一定的間隙。當(dāng)線圈被激勵時，主要由下轉(zhuǎn)子環(huán)形磁體316所形成的直流磁場的方向向下以與由定子線圈312所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)電磁場相互作用。所述電磁場的旋轉(zhuǎn)與所述轉(zhuǎn)子磁體組件314相互作用產(chǎn)生了一個能夠使所述轉(zhuǎn)子以一個相似的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)矩。接合在所述磁體316和318之間的盤320將所述轉(zhuǎn)矩傳遞到所述驅(qū)動環(huán)形磁體318上。
與上面所述的攪拌機中磁驅(qū)動裝置26的轉(zhuǎn)子32類似，利用安裝在所述馬達殼體309中的三個常規(guī)霍爾效應(yīng)傳感器檢測所述轉(zhuǎn)子314的位置。位置信號為一個用于激勵所述三相定子線圈312的控制和驅(qū)動線路提供輸入信號以產(chǎn)生一個起動轉(zhuǎn)矩、將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)至一個所選擇的操作速度、在載荷作用下以所選擇的速度保持轉(zhuǎn)動以及進行一種快速且可靠的制動。與上述的馬達28類似，可對馬達310的操作進行電動控制以及對其進行編程。通過使產(chǎn)生在所述繞組312中的制動電流消耗在安裝于散熱器上的大型電阻器或場效應(yīng)晶體管中來進行電子制動。
可以與上述攪拌機中磁驅(qū)動裝置26的驅(qū)動板34類似的方式構(gòu)成所述驅(qū)動板308。所述驅(qū)動板308以不可轉(zhuǎn)動的方式固定在一個驅(qū)動軸326的下端。所述馬達齒輪328以不可轉(zhuǎn)動的方式與一個馬達齒輪軸329相連，所述馬達齒輪軸329又連接到所述驅(qū)動軸316的上端。所述馬達齒輪328最好是一個具有多個螺旋齒輪齒350的螺旋齒輪。所述驅(qū)動軸326軸向安裝在所述齒輪軸329內(nèi)并且以不可轉(zhuǎn)動的方式固定在所述齒輪軸329和齒輪328上以使所述驅(qū)動軸326和齒輪328共同轉(zhuǎn)動。這樣，來自于所述驅(qū)動板308的轉(zhuǎn)矩可通過所述驅(qū)動軸326傳遞到所述齒輪328上。所述驅(qū)動軸326和所述馬達齒輪328的齒輪軸329被一對軸頸軸承330a和330b以可轉(zhuǎn)動的方式支承。
所述復(fù)合惰輪332以機械的方式與所述馬達齒輪328和輸出齒輪334接合以將來自于所述馬達齒輪328的轉(zhuǎn)矩傳遞到所述輸出齒輪334上。所述惰輪332包括一個細長的圓柱形上齒輪部分332a和一個大體盤形的下齒輪部分332b，所述上齒輪部分332a具有多個螺旋齒輪齒352。所述下齒輪部分332b設(shè)有多個尺寸和形狀與所述馬達齒輪328的齒輪齒350互補的螺旋齒輪齒354。所述馬達齒輪328的齒輪齒350與所述齒輪部分332b的齒輪齒354嚙合以將來自于所述馬達齒輪328的轉(zhuǎn)動和轉(zhuǎn)矩傳遞給所述惰輪332。所述復(fù)合惰輪332以不可轉(zhuǎn)動的方式固定在一個齒輪軸356上，所述齒輪軸356被一對軸頸軸承333a和333b以可轉(zhuǎn)動的方式支承。
所述輸出齒輪334為大體圓柱形并且以不可轉(zhuǎn)動的方式連接到所述輸出軸302上以與所述輸出軸302一起轉(zhuǎn)動。特別是，所述輸出齒輪334軸向地設(shè)置在所述輸出軸302的上方以使所述輸出軸安裝在所述輸出齒輪334的中心開口內(nèi)。所述輸出齒輪334設(shè)有多個尺寸和形狀與所述惰輪332的上齒輪部分332a的齒輪齒352互補的螺旋齒輪齒334a。上齒輪部分332a的齒輪齒352與所述輸出齒輪334的齒輪齒334a嚙合以將來自于所述惰輪332的轉(zhuǎn)動和轉(zhuǎn)矩傳遞給所述輸出齒輪334。所述輸出軸302和輸出齒輪334被一對軸頸軸承336a和336b以可轉(zhuǎn)動的方式支承。
所述馬達齒輪328、惰輪332和所述輸出齒輪334最好為具有螺旋齒輪齒的螺旋齒輪，它們最好由重量輕且強度高的塑料(例如乙?；蚰猃?制成。但是，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，其它類型的齒輪(諸如正齒輪、蝸輪以及它們的結(jié)合)以及其它材料(諸如金屬或復(fù)合材料)也可用于本發(fā)明的所述齒輪組件306中。
本發(fā)明的齒輪組件306的齒輪比是可調(diào)節(jié)的以增大或減小從所述磁驅(qū)動裝置304的驅(qū)動軸326傳遞到所述刨冰機的輸出軸302上的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。例如，所述齒輪組件306的齒輪比可被調(diào)節(jié)以減小轉(zhuǎn)速，從而增大從所述驅(qū)動軸326傳遞到所述輸出軸302上的轉(zhuǎn)矩。相反，所述齒輪組件306的齒輪比可被調(diào)節(jié)以增大轉(zhuǎn)速，從而減小從所述驅(qū)動軸326傳遞到所述輸出軸302上的轉(zhuǎn)矩。如在本領(lǐng)域已知的，通過改變所述齒輪齒的數(shù)量、齒輪的數(shù)量和/或齒輪組件的齒輪尺寸來調(diào)節(jié)所述齒輪比。
在本發(fā)明所涉及的刨冰機的一個優(yōu)選實施例中，為了能夠使所述刨冰機有效地工作，所述刨冰機的輸出軸326的所需速度大約為540rpm。本發(fā)明所涉及的磁驅(qū)動裝置300最好使用一種工作速度大約為6000rpm的無刷直流電動機。因此，所述齒輪組件306的齒輪比大約為11.1∶1。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，本發(fā)明所涉及的磁驅(qū)動和齒輪組件除了用于上述刨冰機中以外，還可用于很多種應(yīng)用中，其中需要將動力從一種動力源的旋轉(zhuǎn)輸出傳遞到一個在載荷作用下的從動構(gòu)件，例如本發(fā)明可用于多種食物處理設(shè)備中，諸如家用攪拌機、食物混合器、食物處理器和榨汁機。
另外，盡管本發(fā)明所涉及的刨冰機是作為攪拌/刨冰組合設(shè)備中的部件，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，所述刨冰機也可是一個單獨的設(shè)備，即，所述刨冰機與所述攪拌機可以是相互獨立的。
另外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，這里所述的關(guān)于本發(fā)明刨冰機中的齒輪類型和數(shù)量、齒輪的尺寸以及齒輪組件的齒輪齒的數(shù)量僅是作為示例。根據(jù)一個特定應(yīng)用的需要，所述齒輪組件的這些特征以及其它特征是可改變的以達到相同、相似或不同的齒輪比，這些都在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。例如，設(shè)計因素(諸如重量和尺寸)的限制可限定用于達到所需齒輪比的齒輪數(shù)量、類型和尺寸以及齒輪齒的數(shù)量。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)上面附圖所描述內(nèi)容可對本發(fā)明進行各種改進和變型，這些都將落入由后面的權(quán)利要求所限定的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于使一個從動構(gòu)件轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置包括一個由可磁化材料制成的驅(qū)動板，所述驅(qū)動板與所述從動構(gòu)件接合以使所述從動構(gòu)件與之一起轉(zhuǎn)動；一個位于所述驅(qū)動板附近的馬達，所述馬達具有一個定子和一個轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括一個轉(zhuǎn)子磁體，所述定子產(chǎn)生一個能夠與所述轉(zhuǎn)子磁體相互作用的電磁場以使所述轉(zhuǎn)子磁體轉(zhuǎn)動；以及一個驅(qū)動磁體，所述驅(qū)動磁體與所述轉(zhuǎn)子磁體接合以使所述轉(zhuǎn)子磁體與之一起轉(zhuǎn)動，所述驅(qū)動磁體在一個向著所述驅(qū)動板的方向上產(chǎn)生一個磁場以將一個驅(qū)動轉(zhuǎn)矩從所述馬達傳遞到所述驅(qū)動板上，從而使所述從動構(gòu)件轉(zhuǎn)動。
2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述馬達是一個電動機。
3.如權(quán)利要求2所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述電動機是一個無刷直流電動機。
4.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動磁體和所述轉(zhuǎn)子磁體都包括多個磁極。
5.如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動磁體和所述轉(zhuǎn)子磁體具有數(shù)量相同的磁極。
6.如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動磁體的所述磁極根據(jù)磁極磁性與所述轉(zhuǎn)子磁體的所述磁極對齊。
7.如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動磁體的所述磁極和所述轉(zhuǎn)子磁體的所述磁極是周向排列的。
8.如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動板包括多個徑向開口槽，所述多個開口槽限定了在所述驅(qū)動板上的多個磁極。
9.如權(quán)利要求8所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動板和所述驅(qū)動磁體具有相同數(shù)量的磁極，所述驅(qū)動板的所述磁極與所述驅(qū)動磁體的磁極對齊。
10.如權(quán)利要求9所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動板是由冷軋鋼制成的。
11.如權(quán)利要求8所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動板、所述驅(qū)動磁體和所述轉(zhuǎn)子磁體都具有8個磁極。
12.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動磁體和所述轉(zhuǎn)子磁體都以一個共同轉(zhuǎn)動軸線為中心。
13.如權(quán)利要求12所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述共同中心是以同軸的方式與所述驅(qū)動板的轉(zhuǎn)動中心對齊。
14.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動裝置還包括一個固定在所述驅(qū)動磁體和所述轉(zhuǎn)子磁體之間的可磁化材料板。
15.如權(quán)利要求14所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子磁體、所述驅(qū)動磁體以及所述板被包圍在一個塑料層內(nèi)。
16.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動裝置還包括一個用于包圍所述驅(qū)動板的第一殼體和一個用于包圍所述馬達、所述轉(zhuǎn)子磁體和所述驅(qū)動磁體的第二殼體，所述驅(qū)動板以可轉(zhuǎn)動的方式安裝在所述第一殼體中并與所述驅(qū)動磁體保持一種軸向?qū)R的關(guān)系且相互之間具有一個緊密間隔。
17.如權(quán)利要求16所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述緊密間隔容納(i)所述第二殼體的上壁；(ii)所述第一殼體的下壁；(iii)在所述下壁和所述驅(qū)動板之間的一個空氣間隙；以及(iv)在所述上壁和所述驅(qū)動磁體之間的一個空氣間隙。
18.如權(quán)利要求16所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動磁體在其表面處具有一個大約為1400高斯的場強，所述緊密間隔在軸向上所測得的距離大約為0.25英寸。
19.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述馬達和所述驅(qū)動磁體的高度與寬度之間的最大比值大約為1∶3，其中所述高度是沿著所述馬達和所述驅(qū)動磁體的轉(zhuǎn)動軸線測得的。
20.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述馬達包括一個固定在所述馬達上的輸出軸、一個后定子支承件和一個護罩，所述輸出軸可在軸承中的所述定子內(nèi)轉(zhuǎn)動，所述后定子支承件在其中心處支承所述軸承并且具有剛性的大體圓柱形側(cè)壁，所述圓柱形側(cè)壁以一個間隙包圍所述定子和所述轉(zhuǎn)子，所述護罩橫跨所述間隙。
21.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子磁體和驅(qū)動磁體都是一個單一的環(huán)形磁體。
22.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述從動構(gòu)件是一種食物處理設(shè)備的一個軸。
23.如權(quán)利要求22所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述食物處理設(shè)備是一種攪拌機、一種刨冰機、一種食物混合器、一種食物處理器或一種榨汁機。
24.如權(quán)利要求22所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述食物處理設(shè)備包括一個用于接收待處理的食物的容器，所述容器具有一個安裝在所述軸上的可轉(zhuǎn)動元件。
25.如權(quán)利要求24所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動裝置還包括一個圍繞所述軸設(shè)置的密封件以在所述容器和所述軸之間提供一種流體密封。
26.如權(quán)利要求24所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述可轉(zhuǎn)動的元件是一種用于處理食物的葉片。
27.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動裝置還包括一個齒輪組件，所述齒輪組件包括一個或多個與所述驅(qū)動板和所述從動構(gòu)件接合的齒輪，所述齒輪組件將所述驅(qū)動轉(zhuǎn)矩從所述驅(qū)動板傳遞到所述從動構(gòu)件上。
28.如權(quán)利要求27所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述齒輪組件增大從所述驅(qū)動板傳遞到所述從動構(gòu)件上的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。
29.如權(quán)利要求27所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述齒輪組件減小從所述驅(qū)動板傳遞到所述從動構(gòu)件上的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。
30.如權(quán)利要求27所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動板固定在一個驅(qū)動軸上以與所述驅(qū)動軸一起轉(zhuǎn)動。
31.如權(quán)利要求30所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動磁體和所述轉(zhuǎn)子磁體都以一個共同轉(zhuǎn)動軸線為中心。
32.如權(quán)利要求31所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述共同軸線以同軸的方式與所述驅(qū)動軸對齊。
33.如權(quán)利要求32所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述從動構(gòu)件圍繞一個偏離所述共同轉(zhuǎn)動軸線的轉(zhuǎn)動軸線轉(zhuǎn)動。
34.如權(quán)利要求30所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述齒輪組件的一個第一齒輪固定在所述驅(qū)動軸上以與之一起轉(zhuǎn)動。
35.如權(quán)利要求34所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述齒輪組件的一個第二齒輪連接在所述從動構(gòu)件上以與之一起轉(zhuǎn)動，所述第一齒輪和所述第二齒輪相互作用以將所述驅(qū)動轉(zhuǎn)矩從所述驅(qū)動板傳遞到所述從動構(gòu)件上。
36.如權(quán)利要求35所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述齒輪組件還包括一個插入在所述第一齒輪和所述第二齒輪之間的第三齒輪，所述第三齒輪與所述第一齒輪和所述第二齒輪相互作用以在它們之間傳遞所述驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。
37.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動裝置還包括一個以電的方式與所述馬達相連的控制和驅(qū)動裝置以控制所述馬達的操作，所述控制和驅(qū)動裝置以可選擇的方式激勵所述定子以在所述轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生一個操作轉(zhuǎn)矩或制動轉(zhuǎn)矩。
38.如權(quán)利要求37所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述定子包括一個或多個定子線圈。
39.如權(quán)利要求38所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述控制和驅(qū)動裝置通過所述定子線圈改變電流以產(chǎn)生所述操作轉(zhuǎn)矩或所述制動轉(zhuǎn)矩。
40.如權(quán)利要求37所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動裝置還包括一個或多個與所述控制和驅(qū)動裝置相連的位置傳感器以檢測所述轉(zhuǎn)子的位置。
41.如權(quán)利要求40所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述位置傳感器是霍爾效應(yīng)傳感器。
42.一種用于操作一個食物處理設(shè)備的方法，所述食物處理設(shè)備包括一個食物容器、一個由可磁化材料制成的驅(qū)動板和一個磁體組件，所述食物容器具有一個安裝一個軸上的可轉(zhuǎn)動元件，所述驅(qū)動板固定在所述軸上以與之一起轉(zhuǎn)動，所述磁體組件以磁性方式與一個馬達和所述驅(qū)動板耦合，所述方法包括下列步驟通過所述磁體組件以一個操作速度將一個操作轉(zhuǎn)矩從所述馬達傳遞到所述驅(qū)動板上以使所述軸和所述轉(zhuǎn)動元件轉(zhuǎn)動；以及通過所述磁體組件將一個制動轉(zhuǎn)矩從所述馬達傳遞到所述驅(qū)動板上以使所述軸和所述轉(zhuǎn)動元件停止轉(zhuǎn)動。
43.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，在沒有使所述驅(qū)動板和所述馬達以機械方式接合的情況下將所述操作轉(zhuǎn)矩和所述制動轉(zhuǎn)矩從所述馬達傳遞到所述驅(qū)動板上。
44.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，所述傳遞一個操作轉(zhuǎn)矩的步驟包括將一個起動轉(zhuǎn)矩從所述馬達傳遞到所述驅(qū)動板；將所述驅(qū)動板的轉(zhuǎn)速增大至一個所述操作速度；以及在所述操作轉(zhuǎn)矩作用下保持所述操作速度。
45.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，所述馬達是一種具有一個或多個定子線圈的無刷直流電動機，改變通過所述定子線圈的電流以產(chǎn)生所述操作轉(zhuǎn)矩和制動轉(zhuǎn)矩。
46.一種食物處理設(shè)備，包括一個攪拌器，包括一個攪拌杯，所述攪拌杯具有以轉(zhuǎn)動的方式安裝在一個第一軸上的第一葉片，一個由可磁化材料制成的第一驅(qū)動板，所述第一驅(qū)動板固定在所述第一軸上以與之一起轉(zhuǎn)動，一個位于所述第一驅(qū)動板附近的第一馬達，所述第一馬達具有一個第一定子和一個第一轉(zhuǎn)子，所述第一轉(zhuǎn)子包括一個第一轉(zhuǎn)子磁體，所述第一定子產(chǎn)生一個能夠與所述第一轉(zhuǎn)子磁體相互作用的電磁場以使所述第一轉(zhuǎn)子磁體轉(zhuǎn)動，一個第一驅(qū)動磁體，所述第一驅(qū)動磁體與所述第一轉(zhuǎn)子磁體接合以使所述第一轉(zhuǎn)子磁體與之一起轉(zhuǎn)動，所述第一驅(qū)動磁體在一個向著所述第一驅(qū)動板的方向上產(chǎn)生一個磁場以將一個驅(qū)動轉(zhuǎn)矩從所述第一馬達傳遞到所述第一驅(qū)動板上，從而使所述第一軸和第一葉片轉(zhuǎn)動；以及一個用于將刨冰供給到所述攪拌機的刨冰機，所述刨冰機包括一個裝冰塊的料箱，所述裝料箱具有第二葉片，所述第二葉片以可轉(zhuǎn)動的方式安裝在一個第二軸上，所述裝冰塊的料箱包括一個滑道，所述滑道與所述攪拌杯相連以將刨冰供給到所述攪拌杯中，一個由可磁化材料制成的第二驅(qū)動板，一個位于所述第二驅(qū)動板附近的第二馬達，所述第二馬達具有一個第二定子和一個第二轉(zhuǎn)子，所述第二轉(zhuǎn)子包括一個第二轉(zhuǎn)子磁體，所述第二定子產(chǎn)生一個能夠與所述第二轉(zhuǎn)子磁體相互作用的電磁場以使所述第二轉(zhuǎn)子磁體轉(zhuǎn)動，一個第二驅(qū)動磁體，所述第二驅(qū)動磁體與所述第二轉(zhuǎn)子磁體接合以使所述第二轉(zhuǎn)子磁體與之一起轉(zhuǎn)動，所述第二驅(qū)動磁體在一個向著所述第二驅(qū)動板的方向上產(chǎn)生一個磁場以將轉(zhuǎn)矩從所述第二馬達傳遞到所述第二驅(qū)動板上，以及一個齒輪組件，所述齒輪組件包括一個或多個與所述第二驅(qū)動板和所述第二軸接合的齒輪，所述齒輪組件將所述驅(qū)動轉(zhuǎn)矩從所述第二驅(qū)動板傳遞到所述第二軸上以利用所述第二葉片進行刨冰。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用在一個密封殼體中的可轉(zhuǎn)動從動構(gòu)件的磁感應(yīng)驅(qū)動裝置,特別是用于在一個攪拌杯中的由軸安裝的葉片或者在一個刨冰機中的由軸安裝的葉片,所述驅(qū)動裝置使用一個較薄的圓形驅(qū)動板,所述驅(qū)動板由一種可磁化的材料制成并且在周向上具有多個磁極,所述驅(qū)動板被包圍在一個固定于一驅(qū)動軸上的殼體內(nèi)。在一個與所述殼體分開的基座中的無刷直流電動機具有一個轉(zhuǎn)子,所述轉(zhuǎn)子是由一組餡餅狀永磁體區(qū)域形成的,所述永磁體區(qū)域與一個由一定子線圈環(huán)所產(chǎn)生的電控且旋轉(zhuǎn)的電磁場相互作用。這樣的第二永磁體被接合以與所述轉(zhuǎn)子同軸的方式同時轉(zhuǎn)動,第二永磁體中的相鄰磁極之間的極性相反。一個鋼盤夾在并且結(jié)合在所述轉(zhuǎn)子和所述第二永磁體之間。所述第二磁體的磁場(磁力線)在軸向上遠離所述轉(zhuǎn)子以在所述驅(qū)動板中產(chǎn)生極性相反的磁極。所述第二磁體與板的磁耦合穿過一個緊密的間隙工作,所述緊密的間隙包括所述基座的底壁、所述殼體的上壁、這些壁之間以及所述板和第二磁體之間的空氣間隙。一個齒輪鏈組件可與所述驅(qū)動軸接合以增大或減小從所述驅(qū)動板傳遞到從動構(gòu)件上的轉(zhuǎn)矩。
文檔編號H02K21/24GK1342052SQ00804572
公開日2002年3月27日 申請日期2000年1月11日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月12日
發(fā)明者小J·F·卡科斯, J·米切利 申請人:海島綠洲冰凍雞尾酒有限公司