CN102577042B - 吹风机用无刷直流电动机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种吹风机用无刷直流电动机，其包括通过整体注塑成型的高强度塑料部分，因此使零件数量减少，从而降低制造成本并减轻BLDC电动机的重量。此外，西罗科风扇安装在BLDC电动机中直接接合到转子壳的外圆周表面，以优化西罗科风扇组装结构，从而稳定其旋转，因此可降低由于旋转而产生的振动和噪音，并使引入的空气量可以最大化。为此，BLDC电动机包括：转子壳，包括在其内表面上的永磁体以及在其中央部分具有容纳轴的轴孔，其中用于吹动空气的西罗科风扇接合到转子壳的外部；转子框架，将上述轴接合到转子壳而使它们能整体地旋转；定子铁芯，其周围缠绕的线圈与永磁体形成的磁场相互作用，从而产生扭矩；PCB，其通过螺丝与定子铁芯的下部接合；基架，包括在其上外部、支持所述定子铁芯的支持突起；以及轴承箱，与所述基架的上部接合，用以支持球轴承，在其下部还包括移动阻止突起，以阻止所述定子铁芯的移动。

Description

吹风机用无刷直流电动机
技术领域
本发明涉及一种用于吹风机的无刷直流(BLDC)电动机，和一种安装在BLDC电动机中的西罗科风扇，特别涉及一种通过注塑成型，使轻量化内部零件部分集成，从而整体降低其重量的吹风机用BLDC电动机。此外，安装在BLDC电动机中的西罗科风扇直接接合到转子壳的外圆周表面，以优化其组装结构，从而稳定其旋转。因此，可降低由于旋转产生的振动和噪音，并使引入的空气量最大化。
背景技术
吹风机是用于干燥物体的电动装置，包括：加热器，在其内部加热空气；以及风扇电动机，用于强力吹动热风，从而方便地干燥人的头发或其它潮湿物体。因此，吹风机被广泛用于家庭和商业目的。
这种吹风机包括无刷直流(BLDC)电动机，这是一种无刷的直流电(DC)电动机，并使用半导体设备来控制电流。由于BLDC电动机不需要电刷，因此其使用寿命长。此外，由于BLDC电动机输出高扭矩，它们可以高速旋转。而且，由于电动机驱动电路控制电流方便，BLDC电动机的速度可以被有效地控制。
例如，在韩国专利注册号第0935158号中公开的BLDC电动机，名称为“吹风机用BLDC电动机的转子风扇接合装置”，已由本件申请的申请人提交并且获得注册。
所述的BLDC电动机包括：在其转子风扇部分包括多个转子叶片的风扇主体；插入在所述风扇主体内表面的转子壳；与上述风扇主体、所述转子壳、一个旋转轴接合的转子框架；以及将风扇主体和转子框架彼此固定连接的风扇固定弹簧。因此，转子风扇部分间接接合到BLDC电动机的电动机部分，从而转子风扇部分可以更容易和更有效地进行接合和分离。
然而，参照图1，这样的吹风机用BLDC电动机20包括单独形成的内部零件，例如，支架400，轴承箱110，印刷电路板(PCB)300和定子130。因此，这些单独接合的元件需要进行组装。此外，由于大部分零件由金属形成，BLDC电动机20的总重量增加，导致使用不方便。
此外，安装于通常的BLDC电动机的轴风扇上的、用于强力吹动空气的西罗科风扇，通过销接合到转子壳上，或者接合到其中间部分，因此，可能造成不稳定的旋转。
发明内容
本发明涉及一种BLDC电动机，基本解决了上述相关技术中由于限制和缺陷产生的一个或多个问题。实施例提供了一种BLDC电动机，具有集成的和轻量化的结构，从而提高了组装效率，使零件的次品率降至最小。此外，安装在BLDC电动机中的西罗科风扇，直接接合到转子壳的外圆周表面，以优化西罗科风扇的组装结构，从而稳定其旋转。因此，降低了因旋转产生的振动和噪音，并使引入的空气量最大化。
本发明的目的是提供一种BLDC电动机，其包括：转子壳，在其内表面上包括永磁体，以及在其中央部分容纳轴的轴孔，其中吹动空气的西罗科风扇与转子壳的外部接合；转子框架，将所述轴接合到所述转子壳使它们整体地旋转；定子铁芯，周围缠绕的线圈与永磁体形成的磁场相互作用，从而产生扭矩；印刷电路板，通过螺丝与定子铁芯的下部接合；基架，包括在其上外部的、用于支持定子铁芯的支持突起；和轴承箱，与基架的上部接合以支持球轴承，包括在其下外部的、阻止定子铁芯移动的阻止移动突起。
插销接合凹部设置在基架的支持突起上，插销接合孔贯穿轴承箱与插销接合凹部相对应，使插销贯穿所述插销接合孔。
西罗科风扇包括：多个风扇叶片，这些风扇叶片具有弯曲的形状并沿着圆形按固定距离相互间隔开，壳接合环，围绕由风扇叶片限定的内圆周面设置与所述转子壳接合；和一个辅助风扇，将所述壳接合环接合至所述风扇叶片。
根据本发明的实施例，BLDC电动机包括通过注塑成型的高强度塑料部分。因此，零件的数量减少，从而降低制造成本，减少BLDC电动机的重量，从而提高吹风机使用的便利。
此外，支持突起和移动阻止突起设置于基架和轴承箱之间的接合部分，从而稳定支持定子铁芯。因此，定子铁芯内径下降，而线圈的绕组宽度增加，从而最大限度地提高BLDC电动机的效率。
此外，作为涡轮风扇功能的辅助风扇集成到BLDC电动机的西罗科风扇中，从而降低能耗和噪音。此外，西罗科风扇配备有与转子壳接合的壳接合环，从而使西罗科风扇的旋转更稳定。
附图说明
图1为表示相关领域的BLDC电动机的驱动部分的分解的立体图。
图2为根据本发明实施例的BLDC电动机的分解的立体图。
图3为图2中BLDC电动机的分解剖视图。
图4为图2中BLDC电动机的剖视图。
图5为图2中BLDC电动机的西罗科风扇的立体图。
图6为图5中西罗科风扇的平面图。
图7为图2中BLDC电动机的基架的立体图。
图8为图2中BLDC电动机的轴承箱底部的立体图。
图9为图2中构成BLDC电动机的PCB的立体图。
图10为图2中BLDC电动机的定子铁芯的底部的立体图。
<附图标记>
10：西罗科风扇        11：风扇叶片
12：壳接合环          13：辅助风扇
20：BLDC电动机        21：永磁体
22：转子壳            22’：轴孔
22”：移动阻止突起    23：轴
24：转子框架          24a：压缩补缝部件
25：定子铁芯          25a：接合突起
25b：螺孔             25c：线圈
26：PCB               26a：轴孔
26b：接合凹部         27：基架
27a：支持突起         27b：插销接合凹部
27c：线材导板         28：轴承箱
28a：移动阻止突起     28b：插销接合孔
28c：导向壁           29：球轴承
31：垫圈              32：C形环
具体实施方式
以下，根据本发明示范性实施例的无刷直流(BLDC)电动机将通过参考图2～图10进行详细描述。
图2为根据本发明实施例的BLDC电动机的分解的立体图。图3为图2中BLDC电动机的分解剖视图。图4为图2中BLDC电动机的剖视图。图5～图10为图2中构成BLDC电动机的各个零件的视图。
根据本实施例的吹风机用BLDC电动机20包括：转子壳22，具有容纳定子铁芯25的空间，包括在转子壳22内表面上的永磁体21，以及在转子壳中央部分的轴孔22’；转子框架24，具有整体地接合到轴23的上端的内圆周面，从而与轴23整体可旋转接合到所述转子壳22；定子铁芯25，该定子铁芯25周围缠绕线圈25c，从而与永磁体21形成的磁场相互作用，由此产生扭矩；印刷电路板(PCB)26，与定子铁芯25下部接合；基架27，设置在定子铁芯25中，固定支持所述定子铁芯25；以及轴承箱28。
转子壳22、转子框架24、轴23的组件可以被视为是转子，线圈25c和定子铁芯25的组件可以被视为是定子。
移动阻止突起28a设置于轴承箱28的外下端，通过在上侧的球轴承29支持，支持突起27a设置在所述基架27的外上端与所述移动阻止突起28a相对应。因此，所述移动阻止突起28a和支持突起27a分别从上端和下端保持所述定子铁芯25，稳定支持所述定子铁芯25，并减少所述定子铁芯25的内径。因此，线圈25c的绕组宽度增加，从而增加了BLDC电动机20的效率。
参考图5和图6，西罗科风扇10包括：多个风扇叶片11，所述风扇叶片具有弯曲的形状，并沿圆形框架按照固定间距相互接合；壳接合环12围绕风扇叶片11限定的内圆周设置，与所述转子壳22接合；辅助风扇13，作为涡轮风扇使用，将壳接合环12与风扇叶片11连接。所述壳接合环12与转子壳22的外圆周表面进行表面接触。移动阻止突起22”设置在转子壳22的下部，防止壳接合环12的移动。多个焊接突起12a焊接到转子壳22上，从壳接合环12的下部凸起，相互间具有固定的距离。
基架27具有通常的下轴承箱和支架的整合结构，如图7所示，在支持突起27a上包括插销接合凹部27b。插销接合孔28b贯穿轴承箱28与插销接合凹部27b相对应，从而插销(未示出)贯穿插销接合孔28b。参考图8，插销接合孔28b沿导向壁28c相互具有固定间距，导向壁28c从轴承箱28下部突出一定的高度。因此，插销接合孔28b将导向壁28c分成多个部分，由此使它们具备弹性，从而导向壁28c的内径可以增加或减少。
线材导板27c一体设置于基架27的下部，用于导向并覆盖线圈25c的电源线。
在PCB 26上安装有用于向线圈25c施加电流的驱动电路，和磁极检测装置，例如用于感知永磁体磁极的霍尔传感器。参考图9，PCB 26具有轴孔26a与轴23接合。多个接合凹部26b围绕轴孔26a以固定距离相互间隔开。参考图10，多个接合突起25a设置在定子铁芯25的底部，与接合凹部26b相对应，从而接合突起25a可以插入接合凹部26b。螺孔25b设置在接合突起25a中，与螺丝S接合防止定子铁芯25的移动。
因此，PCB 26和定子铁芯25可以相互稳定接合，并容易相互拆开。
压缩补缝部件24a从转子框架24上突出，将转子框架24与转子壳22接合。因此，当制造BLDC电动机20时，补缝装置立即压缩该压缩补缝部件24a，由此，将转子框架24接合到转子壳22上。
每个基架27、轴承箱28和球轴承29均具有由轻质聚碳酸酯材料通过注塑成型的整体结构，由此提高了整体性并且减少了重量。
垫圈31和C形环32稳定支持球轴承29并阻止其移动。
下面对上述BLDC电动机的操作进行描述。
首先，当安装在PCB 26上的驱动电路提供电流到缠绕在定子铁芯25上的线圈25c时，产生磁性变化并传递到定子铁芯25周围的永磁体21，由此使转子壳22、转子框架24和轴23旋转。此时，安装在PCB 26上的磁性检测装置检测永磁体21的磁性，被检测到的磁性对应的信号传递到PCB 26的驱动电路，为线圈25c的磁化提供电力，而使其具有与永磁体21不同的磁性。由此使转子壳22、转子框架24和轴23连续地旋转。因此，西罗科风扇10高速旋转从而强力地从吹风机吹动空气。
在这个过程中，定子铁芯25稳固地由PCB 26、基架27和轴承箱28支持，由此更有效地使转子壳22、转子框架24和轴23旋转。
另外，每个基架27、轴承箱28和球轴承29均由轻质聚碳酸酯材料通过注塑成型，由此降低了它们的重量。
因此，BLDC电动机20具有模块化和轻量化的结构，构成BLDC电动机20的部件数量减少，从而降低了制造和组装成本，简化制造和组装过程。另外，由于BLDC电动机的重量整体地降低，西罗科风扇10的转数减少，由此使BLDC电动机20的驱动效率最大化。
另外，与通常的西罗科风扇固定于销或转子壳的中部不同，西罗科风扇10通过壳接合环12直接与转子壳22的外圆周表面进行表面接触而接合到转子壳22上。因此，西罗科风扇10能稳定旋转，一致地并最大化地输出空气，并且从中可以排出空气的最佳量。另外，力被施加到西罗科风扇10的单独部分从而防止BLDC电动机20能量的散失和扭矩的损失，由此节约能量。
另外，由于西罗科风扇10一致地且安全地接合到转子壳22，所以西罗科风扇10能精确地并不断地旋转而没有摇动和振动，由此降低异常的噪音，确保最佳性能(相对于气流和电动机扭矩)。
另外，由于辅助风扇13作为涡轮风扇整体地形成于西罗科风扇10的内部，从而输出大量的空气，由此确保在低RPM下的高性能。因此，仅通过设置所述的西罗科风扇10可以使能量消耗和噪音降低。
虽然本发明已通过参考示范性的实施例进行了特别的说明和描述，本领域技术人员可以理解的是，可以进行形式和细节上的各种变化而不脱离随附权利要求书所定义的本发明的宗旨和范围。
所述示范性的实施例仅为描述性但不作为对本发明的限制，因此本发明的范围并不由本发明的详细描述定义，而是由随附的权利要求书定义，并且在该范围内的所有变化均属于本发明的范围。

Claims (10)

1.一种吹风机用无刷直流电动机，包括：
转子壳(22)，包括：在所述转子壳内表面的永磁体(21)，以及在所述转子壳中央部分的、容纳轴(23)的轴孔(22’)，其中吹动空气的西罗科风扇(10)与转子壳(22)的外部接合；
转子框架(24)，具有整体地接合至所述轴(23)上端的内圆周面，和接合至所述转子壳(22)的外圆周面；
定子铁芯(25)，线圈(25c)缠绕所述定子铁芯(25)，与永磁体(21)形成的磁场相互作用，由此产生扭矩；
印刷电路板(26)，通过螺丝(S)与定子铁芯(25)的下部接合；
基架(27)，包括在所述基架(27)上外部的、支持所述定子铁芯(25)的支持突起(27a)；和
轴承箱(28)，与所述基架(27)的上部接合，支持球轴承(29)，包括在所述轴承箱(28)下外部的、阻止所述定子铁芯(25)移动的移动阻止突起(28a)。
2.如权利要求1所述的无刷直流电动机，其中，插销接合凹部(27b)设置在基架(27)的支持突起(27a)上，插销接合孔(28b)贯穿所述轴承箱(28)与所述插销接合凹部(27b)相对应，从而使插销贯穿所述插销接合孔(28b)。
3.如权利要求1或2所述的无刷直流电动机，其中，线材导板(27c)整体形成在基架(27)中，对用于供电的导线进行导向。
4.如权利要求2所述的无刷直流电动机，其中，设置了多个所述插销接合孔(28b)，并且，所述插销接合孔(28b)沿导向壁(28c)按照相同距离相互间隔开，所述导向壁(28c)从所述轴承箱(28)下部突出一定的高度，所述插销接合孔(28b)将所述导向壁(28c)分割为多个部分，从而使所述导向壁(28c)的内径增加或减少。
5.如权利要求1所述的无刷直流电动机，其中，所述印刷电路板(26)包括与轴(23)接合的轴孔(26a)，
多个接合凹部(26b)围绕轴孔(26a)按照相同距离相互间隔开,
多个接合突起(25a)设置在定子铁芯(25)的底部，与所述接合凹部(26b)相对应，从而接合突起(25a)插入所述接合凹部(26b)，并且
螺孔(25b)设置在每一个所述接合突起(25a)中，与螺丝(S)接合，防止定子铁芯(25)的移动。
6.如权利要求1所述的无刷直流电动机，其中，基架(27)、轴承箱(28)和球轴承(29)中的每一个均具有通过注塑成型由轻质聚碳酸酯材料形成的整体结构。
7.如权利要求1所述的无刷直流电动机，其中，压缩补缝部件(24a)从所述转子框架(24)突出，将所述转子框架(24)与所述转子壳(22)接合。
8.如权利要求1所述的无刷直流电动机，其中，所述西罗科风扇(10)包括：
多个风扇叶片(11)，具有弯曲形状并且沿圆形按固定距离相互间隔开；
壳接合环(12)，围绕由所述风扇叶片(11)限定出的内圆周面设置，与所述转子壳(22)接合；和
辅助风扇(13)，将所述壳接合环(12)接合至所述风扇叶片(11)。
9.如权利要求8所述的无刷直流电动机，其中，所述辅助风扇(13)为具有特定曲率的弯曲的形状，用作涡轮风扇。
10.如权利要求8所述的无刷直流电动机，其中，多个焊接突起(12a)焊接于所述转子壳(22)上，从所述壳接合环(12)的下部突出，且按固定距离相互间隔开。
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