CN103850953B - 风扇组件 - Google Patents

Abstract

一种风扇组件，包括马达环、由该马达环支撑的电动马达以及固定至该马达环的防溅罩。所述防溅罩包括被构造成沿径向夹持于所述马达环的多个卡扣式夹持器以及被构造成沿轴向推压于所述马达的至少一个干涉元件。在所述风扇组件的组装状态下，所述防溅罩在所述夹持器处经受来自所述马达环的径向弹性夹持力，并且在所述干涉元件处经受来自所述马达的轴向弹性夹持力，以将所述防溅罩固定在所述马达环中。根据本申请，马达环可以以简单而又稳定的方式固定至马达环。

Description

风扇组件

技术领域

本申请涉及一种具有改进的防溅罩固定结构的风扇组件。

背景技术

一般来说，车辆发动机装备有用于冷却内燃机的发动机冷却系统。发动机冷却系统大体上包括制冷剂箱、泵、散热器、冷却风扇以及延伸穿过该发动机的制冷剂通道。储存在制冷剂箱中的制冷剂被迫流经冷却通道，以通过与发动机的热交换进行加热。然后，加热了的制冷剂流经散热器以进行冷却，并返回制冷剂通道。通过这种方式，制冷剂在散热器与制冷剂通道之间循环，从而将发动机的温度保持在给定的范围内。

散热器设置在车辆进气栅的后方。当车辆行驶时，外部空气经进气栅流入车辆的发动机舱。外部空气流经散热器来降低其温度以及在其内的制冷剂温度。当外部气流的冷却效果不够时，或者当例如因车辆停止而没有外部气流时，启动冷却风扇来产生向散热器的冷却气流以主动冷却该散热器。

冷却风扇大体上包括具有马达环的护罩、安装至马达环的电动马达、由马达的轴杆承载用于产生冷却气流的叶片或桨片。马达自身也由该冷却气流冷却。需要保护电动马达以防不希望的异物，该异物可能会随冷却气流进入该马达。这一问题不仅存在于汽车工业，也存在于其它领域。

防溅罩被用来减少随冷却气流进入马达的不希望异物的量。例如，图1示出根据现有技术的风扇组件，其包括组装至马达环2的防溅罩1，该组装通过穿过固定孔3的三个螺钉进行。然而，通过螺钉将防溅罩组装至马达是耗费劳力的。

在现有技术的另一个方案中，防溅罩和马达环形成为一个部件。这种构造未设置允许外部空气高效地流向马达的气道，因此不能高效冷却马达。

在现有技术的又一个方案中，通过卡扣式结构将防溅罩组装至护罩或马达环，该卡扣式结构允许方便地组装防溅罩。然而，卡扣式结构不能在防溅罩和护罩之间形成足够的固定强度，因此该防溅罩在马达运行时可能会振动，或者可能会不允许气流经过马达或减弱气流，因而导致马达内部温度升高。

因此，非常希望提供具有比现有技术进步的特征的防溅罩固定结构。

发明内容

根据现有技术中存在的诸问题，本申请的目的是提供一种具有改进的防溅罩固定结构的风扇组件。

为实现这一目的，本申请在一个方面提供一种风扇组件，包括：马达环；由所述马达环支撑的电动马达；以及固定至所述马达环的防溅罩；其中，所述防溅罩包括被构造成沿径向夹持于所述马达环的多个卡扣式夹持器以及被构造成沿轴向推压于所述马达的至少一个干涉元件；以及其中，在所述风扇组件的组装状态下，所述防溅罩在所述夹持器处经受来自所述马达环的径向弹性夹持力，并且在所述干涉元件处经受来自所述马达的轴向弹性夹持力，以将所述防溅罩固定在所述马达环中。

根据本申请的一种优选实施方式，所述马达环包括多个带缺口的容置凹座；并且，在所述风扇组件的组装状态下，这些夹持器分别容纳在相应容置凹座中并且夹持到该容置凹座，同时这些缺口分别由所述夹持器基本封闭，以促进空气流经马达。

根据本申请的一种优选实施方式，各夹持器限定出一外径，该外径与由各容置凹座限定出的内径过盈配合，以在所述风扇组件的组装状态下产生和保持径向弹性夹持力。

根据本申请的一种优选实施方式，每个容置凹座限定出在马达组件的组装线中被用到的插槽，该插槽朝向前侧以及所述马达环的径向内侧开通。

根据本申请的一种优选实施方式，每个夹持器包括突伸座和钩部，该突伸座从所述防溅罩的主体向后延伸，该钩部从所述突伸座向后延伸，所述突伸座构造成至少部分地容纳在对应的容置凹座中。

根据本申请的一种优选实施方式，所述至少一个干涉元件，优选三个干涉元件，从所述防溅罩的中间部分朝向所述马达的前端罩突伸并且并抵靠于所述前端罩。

根据本申请的一种优选实施方式，所述轴向弹性夹持力是由防溅罩沿轴向方向远离所述马达的变形和/或由所述干涉元件承受的轴向压缩产生的。

根据本申请的一种优选实施方式，所述至少一个干涉元件包括在周向方向上均匀布置的三个或更多的内置式干涉元件。

根据本申请的一种优选实施方式，所述径向弹性夹持力是通过所述夹持器沿径向向内方向的变形产生的。

根据本申请的一种优选实施方式，所述马达环包括封闭唇缘，在所述风扇组件的组装状态下，该封闭唇缘封闭所述马达与所述马达环之间形成的间隙的至少一部分，以促进空气流经马达。

根据本申请的一种优选实施方式，所述防溅罩形成在所述防溅罩与所述马达环之间的蜿蜒流道，外部冷却空气被引导经过该蜿蜒流道流进所述马达中。

根据本申请的一种优选实施方式，该风扇组件是车辆的发动机冷却系统中的风扇组件。

根据本申请，防溅罩通过卡扣式固定结构组装至马达环。因此，风扇组件的组装工序简单方便。

另外，在防溅罩与马达环之间产生并保持弹性径向和轴向夹持力。因此，防溅罩在风扇组件的运行过程中稳定而不发生振动。

此外，在防溅罩和马达环之间产生良好的封闭性能。因此，可以高效地引导外部冷却空气进入马达而不发生明显的分流。

此外，可以高效地引导外部冷却空气经过蜿蜒流道进入马达，而阻止外部固体颗粒或液体进入到该马达内。

附图说明

通过阅读以下参照附图进行的详细描述，能够进一步理解本申请，其中：

图1是根据现有技术的风扇组件的示意性立体图；

图2是从前侧示出根据本申请一实施方式的风扇组件的防溅罩和马达环的示意性立体图；

图3是从后侧示出防溅罩和马达环的示意性局部立体图；

图4是本申请风扇组件的防溅罩的示意性立体图；

图5是本申请风扇组件的马达环的示意性立体图；

图6是示出防溅罩、马达环和电动马达之间组装关系的局部剖切示意性立体图；

图7是示出本申请风扇组件的第一组装步骤的示意性立体图；

图8和图9是示出本申请风扇组件的诸中间组装步骤的示意性立体图；

图10是示出本申请风扇组件的最终组装步骤的示意性立体图；以及

图11是示出在防溅罩和马达环之间获得足够固定强度的方式的局部剖切示意性立体图。

具体实施方式

下面将参照附图描述本申请的一些可行的实施方式。

首先，应当注意，本申请关注能够在车辆中的发动机冷却系统内使用的风扇组件。然而，本申请的原理也可以在其它类型的风扇组件中应用，例如，那些在其它领域而非汽车工业中使用的风扇组件。

本申请的风扇组件采用大功率马达来冷却发动机。马达自身也需要由冷却气流进行冷却。同时，在运行过程中，马达在发动机舱内对外界环境非常开放。不希望的异物，比如固体颗粒或液体，可能会随冷却气流进入马达。本申请的风扇组件不仅包括改进的风扇组件来防止不希望的异物随冷却气流进入马达，而且允许气流为进行冷却而穿过马达。

根据本申请一实施方式的风扇组件包括护罩，该护罩支撑靠近车辆内散热器的风扇组件的其余部件。护罩优选为一体模制的塑料件，其具有实心部分（未示出）、用于接纳风扇的风扇筒、自该风扇筒始径向向内延伸的定子叶片（未示出）以及由该定子叶片的径向内端支撑的马达环2（见图2和图3）。

电动马达由马达环2支撑，风扇可驱动地联结至马达以相对护罩旋转，该风扇优选为轴流式风扇。防溅罩1设置在靠近马达的一端处，以防止固体颗粒（例如碎屑）或液体（例如水）随流入及流经该马达的冷却气流进入该马达。

马达环2将马达支撑于护罩上。如图3和图5所示，马达环2由若干马达安装部分6形成，马达可以安装至该马达安装部分。如图所示，马达安装部分6可以是传统的螺钉式固定部分。然而，作为替代或附加，可以采用其它类型的马达安装部分。

图2从前侧、即从防溅罩背对由马达环支撑的马达的一侧示出组装好的防溅罩1和马达环2，图3从后侧、即从防溅罩面对由马达环支撑的马达的一侧示出该组装好的防溅罩和马达环。

如图2和图3所示，防溅罩1由若干卡扣式夹持器8固定至马达环2。在示出的实施方式中，设有三个夹持器8；然而，可以设有两个、四个或任意其它数量的夹持器8。

如图4所示，防溅罩1可以是一体模制的塑料件。防溅罩大体上具有圆盘状薄壁的形状，该防溅罩限定出中心轴线，并且包括基本呈平面或曲面的环状部分11、基本呈平面的中心圆形本体12以及外圈13，该中心圆形本体自该环状部分11的内缘始持续形成且自该环状部分11始沿防溅罩中心轴线向后错移，该外圈13自该环状部分11的外缘始向后延伸。

夹持器8沿外圈13均匀分布。每个夹持器包括突伸座15和自该突伸座15始向后延伸的钩部16。突伸座15自环状部分11及外圈13始向后凸出，形成对防溅罩1的前侧开通的插槽17（见图2）。突伸座15由一对彼此对置的第一壁15a、以及第二壁15b、第三壁15c和第四壁15d限定，该第一壁各自在对应的垂直于环状部分11的径向平面中延伸，并且经过或平行于防溅罩的中心轴线，该第二壁15b连接在该对第一壁15a的径向内端之间，并且在基本垂直于该环状部分11且平行于防溅罩的中心轴线的轴向平面中延伸，该第三壁15c连接在该对第一壁15a的径向外端之间，并且在基本平行于该环状部分11的平面中延伸，该第四壁15d连接在该对第一壁15a的径向中间部分之间，并且形成为在第一壁15b和第三壁15c之间的凹陷部。突伸座15在其径向内端的周向宽度小于在其径向外端的周向宽度。换言之，该对第一壁15a的径向内端之间的周向距离小于该对第一壁15a的径向外端之间的周向距离。

第三壁15c具有径向外缘，该径向外缘在径向方向上基本与外圈13齐平，而自该外圈13始向后偏移。钩部16具有板状本体16a和倒钩16b，该板状本体自该第三壁15c的外缘始向后延伸，并且与防溅罩1的中心轴线形成略微径向外偏的角度，该钩部形成在板状本体16a的末端上，并且径向向外凸出。板状本体16a可以径向挠曲。为了增强板状本体16a的挠曲能力，特别是在其末端处的挠曲能力，该板状本体16a向后变细。

一个或多个（例如示出的三个）干涉元件20设置在中部圆形本体12的后表面上，并且自该处向后延伸。当仅有一个干涉元件20时，其可以设置在中部圆形本体12的中心处。当有多个干涉元件20时，它们可以围绕该中部圆形本体12的中心在周向方向上均匀设置，例如，每个干涉元件20位于周向相邻的两个钩部16中间。

干涉元件20可以简单地与中部圆形本体12一体形成。作为替代，干涉元件20可以形成为单个元件，再附接至中部圆形本体12。在后者的情况下，容易选择干涉元件20的数量、材料、形状、尺寸和位置。例如，干涉元件20可以由弹性材料形成。

图5中从其前侧示出马达环2，图3中从其后侧部分地示出该马达环。可以看出，马达环2具有大致呈圆环的形状，该形状限定出中心轴线，该中心轴线在该防溅罩1组装至该马达环2时与防溅罩1的中心轴线共轴。马达环2包括筒形外壁2a、筒形内壁2b和中间壁2c，该筒形外壁2a围绕该马达环2的中心轴线延伸，该筒形内壁2b与该筒形外壁2a共轴并在其中限定出中心孔，该中间壁2c联结在该外壁2a和该内壁2b之间。为提高马达环2的整体强度，在外壁2a和内壁2b之间沿中间壁2c形成加强筋2d。另外，可以在内壁2b的前缘上形成内圈2e，并且该内圈自该前缘始径向向内延伸。

如图6所示，中间壁2c从外壁2a的前缘沿弧形向后且径向向内延伸，然后沿基本垂直于马达环2的中心轴线的平面延伸至内壁2b的后缘。加强筋2d依循中间壁2c的轮廓。

如上所述，马达环2形成有用于安装马达的马达安装部分6。如图所示，各马达安装部分6由侧壁6a和前壁6b形成，该侧壁从中间壁2c的后侧延伸至该中间壁的前侧，并且越过内壁2b径向向内延伸，该前壁连接在侧壁6a与内圈2e之间，并且在基本垂直于马达环2的中心轴线的平面内延伸。通过这种方式，马达安装部分6限定出插槽，该插槽向后侧及马达环2的径向内侧开通。

侧壁6a优选包括一对彼此对置的径向延伸的侧壁以及外部的周向延伸的侧壁。

形成在前壁6b中的通孔6c可以由用于将马达固定至马达环2的螺钉穿插。

用于容纳夹持器8的容置凹座22形成在马达环2中，例如，以分别靠近马达安装部分6的方式。各容置凹座22可以由侧壁22a和后壁22b形成，该侧壁从中间壁2c的前侧延伸至该中间壁的后侧，并且径向向内越过内壁2b，该后壁连接在侧壁22a的后缘之间。通过这种方式，容置凹座22限定出插槽19，该插槽向前侧和马达环2的径向内侧开通。

每个侧壁22a优选包括一对彼此对置的径向延伸的侧壁以及外部的周向延伸的侧壁。

内壁2b和中间壁2c由插槽中断，该插槽由马达安装部分6和容置凹座22限定。

在各容置凹座22直接靠近对应的马达安装部分6形成的情况下，它们之间的共用侧壁既是马达安装部分6形成的侧壁6a的一部分，也是容置凹座22形成的侧壁22a的一部分。

如图3所示，缺口22c穿过后壁22b与各容置凹座22的外部周向延伸的侧壁22a之间的连接部形成。缺口22c的位置和尺寸设计成允许钩部16的板状本体16经该缺口插入，从而使得钩部16的倒钩16b可以夹持在外部周向延伸的侧壁22a的其余部分上。插槽19可以用来在马达组件的组装线上实现容纳马达电极。当马达组件处于组装状态时，缺口22c和由容置凹座22限定的插槽由夹持器8基本封闭。

这些钩部16，特别在其末端处，限定出外径，该外径略大于由外部周向延伸的侧壁22a的径向内表面限定的内径。

图6示出在组装状态下的本申请风扇组件，其中马达（未示出）由螺钉安装至马达环2，该螺钉穿过马达安装部分6的通孔。防溅罩1从前侧由夹持器8组装至马达环2，该夹持器容纳在容置凹座22中并且钩挂在该容置凹座中。在这种状态下，防溅罩1的干涉元件20推压于马达上，特别推压于马达的前端罩30上，并因此沿向前方向引起防溅罩1的中部圆形本体12的变形。换言之，干涉元件20在防溅罩1与马达/马达环2之间产生弹性作用。因此，防溅罩1处于应力状态下，并因而稳定地固定至马达环2而不发生任何相对该马达环的自由轴向运动。

另外，由于马达环2的内圈2e朝向马达的前端罩30径向向内延伸，因而该内圈2e形成封闭唇缘，该封闭唇缘有效减小在马达与马达环2之间形成的间隙。通过这种方式，经过马达与马达环2之间的间隙冷却空气将更少，而更多冷却空气能够经过前端罩30流入马达的内部空间，从而改善马达内部的冷却效果。

另外，如图3所示，在马达组件的组装状态下，各缺口22c和相关容置凹座22由对应的多个夹持器8之一封闭。为提高此处的封闭性能，缺口22c和容置凹座22的周向尺寸可以分别与钩部16和夹持器8的突伸座15的周向尺寸配合。由于容置凹座22由夹持器8封闭，因而经过马达环2的容置凹座22逸出的冷却空气将更少，这将进一步改善马达内部的冷却效果。

另外，如图6所示，在马达组件的组装状态下，防溅罩1的外圈13抵靠马达环2的加强筋2d，造成外圈13与外壁2a的轴向中间部分之间的间隙。与此同时，环状部分11和防溅罩1的外圈13与马达环2的内壁2b的前缘形成大体弯曲的空间。通过这种方式，形成供外部冷却空气进入马达的蜿蜒流道。具体来说，外部冷却气流从前侧沿基本向后的方向流入马达环2，然后经过外圈13并转为基本向前的方向，然后经过内壁2b的前缘并再次朝向马达的前端罩30转为基本向后的方向。通过这种蜿蜒流道，外部冷却空气可以被马达所装风扇高效吸入该马达，同时外部固体颗粒或液体被阻挡随冷却空气进入该马达。

以下将参考图7至图10描述本申请马达组件的组装程序，这些视图示意性地示出本申请风扇组件的组装步骤。

在图7所示的第一步中，马达安装至马达环2，在防溅罩1的夹持器8分别与马达环2的容置凹座22对齐的情况下，朝向马达环2移动防溅罩1。

然后，在图8所示的步骤中，朝向马达环2持续移动防溅罩1，从而使得夹持器8分别插入到容置凹座22中。钩部16的倒钩16b接触外部周向延伸的侧壁22a，这使得钩部16的板状本体16a径向向内挠曲。为了便于夹持器8的插入以及板状本体16a的径向向内挠曲，构成侧壁22a一部分的外部周向延伸的侧壁可以形成有倒角或斜度，如图所示。

然后，进一步向马达环2移动防溅罩1，在钩部16到达其最终轴向位置之前，防溅罩1的干涉元件20接触并挤压马达的前端罩30，如图9所示。

另外，借助一些附加力，钩部16到达其最终轴向位置，如图10所示，从而使得钩部16的倒钩16b来到马达环2的缺口22c中，从而使板状本体16a自行径向向外运动，以分别抵靠外部周向延伸的侧壁22a。

在这种状态下，如图11所示，板状本体16a仍经受径向向内的挠曲，因为钩部16在其末端处限定出外径，该外径略大于由外部周向延伸的侧壁22a的径向内表面限定出的内径。因此，径向弹性夹持力F1保持在钩部16与马达环2之间。与此同时，防溅罩1的干涉元件（图11中未示出）引起防溅罩1的中部圆形本体12的略微向前的变形。因此，轴向弹性夹持力F2保持在防溅罩1与马达之间。

应当注意，作为替代形式或附加形式，轴向弹性夹持力F2可以由干涉元件的轴向弹性压缩产生。

通过上述两个夹持力F1和F2，防溅罩1稳定地固定至马达环2，因而消除防溅罩1相对马达环2的沿径向和轴向二者的任何自由运动。由此，可以避免防溅罩1在风扇组件运行过程中的振动。

根据本申请，防溅罩通过卡扣式固定结构组装至马达，而不用任何螺钉。由此，风扇组件的组装程序简单方便。

另外，在防溅罩已组装至马达环的状态下，弹性径向和轴向夹持力产生和保持在该防溅罩与该马达环之间。由此，稳定地防止防溅罩在风扇组件的运行过程中发生振动。

此外，马达环的容置凹座中的缺口由防溅罩的夹持器封闭，该缺口在马达组件的组装线上是必要的，并且马达环与马达之间的间隙由马达环的封闭唇缘减小。由此，外部冷却空气可以被高效地引导至马达中而不明显逸出。

此外，在防溅罩与马达环/马达之间形成供外部冷却空气的蜿蜒流道。由此，可以引导外部冷却空气进入到马达中，同时阻挡外部固体颗粒或液体进入马达。

总而言之，根据本申请，在防溅罩与马达环之间形成完美的固定。

尽管描述了特定实施方式，但是这些实施方式只以示例的方式呈现，并且不意图限制本申请的范围。所附权利要求书及其等同形式意图覆盖所有落入本申请范围和精神内的修改、替换和改变。

Claims (13)

1.一种风扇组件，包括：

马达环；

由所述马达环支撑的电动马达；以及

固定至所述马达环的防溅罩；

其中，所述防溅罩包括被构造成沿径向夹持于所述马达环的多个卡扣式夹持器以及被构造成沿轴向推压于所述马达的至少一个干涉元件；以及

其中，在所述风扇组件的组装状态下，所述防溅罩在所述夹持器处经受来自所述马达环的径向弹性夹持力，并且在所述干涉元件处经受来自所述马达的轴向弹性夹持力，以将所述防溅罩固定在所述马达环中。

2.根据权利要求1所述的风扇组件，其中，所述马达环包括多个带缺口的容置凹座；以及

其中，在所述风扇组件的组装状态下，这些夹持器分别容纳在相应容置凹座中并且夹持到该容置凹座，同时这些缺口分别由所述夹持器基本封闭，以促进空气流经马达。

3.根据权利要求2所述的风扇组件，其中，各夹持器限定出一外径，该外径与由各容置凹座限定出的内径过盈配合，以在所述风扇组件的组装状态下产生和保持径向弹性夹持力。

4.根据权利要求2所述的风扇组件，其中，每个容置凹座限定出在马达组件的组装线中被用到的插槽，该插槽朝向前侧以及所述马达环的径向内侧开通。

5.根据权利要求4所述的风扇组件，其中，每个夹持器包括突伸座和钩部，该突伸座从所述防溅罩的主体向后延伸，该钩部从所述突伸座向后延伸，所述突伸座构造成至少部分地容纳在对应的容置凹座中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的风扇组件，其中，所述至少一个干涉元件从所述防溅罩的中间部分朝向所述马达的前端罩突伸并且并抵靠于所述前端罩。

7.根据权利要求6所述的风扇组件，其中，所述干涉元件的数量为三个。

8.根据权利要求6所述的风扇组件，其中，所述轴向弹性夹持力是由防溅罩沿轴向方向远离所述马达的变形和/或由所述干涉元件承受的轴向压缩产生的。

9.根据权利要求6所述的风扇组件，其中，所述至少一个干涉元件包括在周向方向上均匀布置的三个或更多的内置式干涉元件。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的风扇组件，其中，所述径向弹性夹持力是通过所述夹持器沿径向向内方向的变形产生的。

11.根据权利要求1至5中任一项所述的风扇组件，其中，所述马达环包括封闭唇缘，在所述风扇组件的组装状态下，该封闭唇缘封闭所述马达与所述马达环之间形成的间隙的至少一部分，以促进空气流经马达。

12.根据权利要求1至5中任一项所述的风扇组件，其中，所述防溅罩形成在所述防溅罩与所述马达环之间的蜿蜒流道，外部冷却空气被引导经过该蜿蜒流道流进所述马达中。

13.根据权利要求1至5中任一项所述的风扇组件，其中，所述风扇组件是车辆的发动机冷却系统中的冷却风扇组件。