CN105275989A - 轴承单元和电动机 - Google Patents

Abstract

一种轴承单元，包括：形成为圆筒形的轴承壳体；以及附连到轴承壳体内的轴承部分。轴承壳体由树脂制成。在轴承壳体的壳体孔的内周面上和轴承部分的外周面上形成有沟槽和突出条，且它们沿轴向延伸。在沟槽和突出条彼此对应的状态下，轴承部分从轴承壳体的开口部分配装到轴承壳体内，直到轴承部分与壳体孔的内端面接触为止。形成在位于所述轴承壳体的所述一端侧上的所述壳体孔的一端处的保持突起变形成与所述轴承部分的端面交叠。

Description

轴承单元和电动机

发明领域

本发明涉及一种轴承单元和具有所述轴承单元的电动机，其中该轴承单元能够可转动地保持例如转子。

发明背景

通常，轴承用于可转动地保持转子的转子轴，且定子壳体用于将轴承固定在定子内。轴承设置在定子壳体的圆筒形件内，从而可转动地保持转子轴，且定子芯附连在圆筒形件的外周面上。

定子壳体由合适的金属制成，例如黄铜，其能方便地加工并形成为各种形状。烧结轴承压配到定子壳体内，且定子芯配装到其外周面上并通过粘合剂固定。

另一方面，某些定子壳体并非由金属、例如黄铜制成，它们是由树脂制成从而降低生产成本。为了防止轴承相对于定子壳体沿轴向移动，发明出一种轴承结构，在这种轴承结构中，用于抑制轴承沿轴向移动的保持件设置到定子壳体的一端(参见专利文献1)。

现有技术文献

专利文献1：日本专利第5039491号。

发明内容

但是，在由树脂制成的上述定子壳体中，当轴承被压配时，容易在定子壳体内产生内部扭曲，因而必须要求转动定尺寸的后期处理。此外，保持件必须在压配轴承后配装，但保持件仅对轴承沿轴向的移动进行抑制。在由树脂制成的定子壳体内会产生裂缝，并通过热冲击等降低用于将压配轴承保持在定子壳体内的力量，因而轴承将在转动电动机的同时在定子壳体内轻微转动。因此，会降低轴承与定子壳体的组装精度。此外，如果轴承存在间隙地配装，则轴承必然发生转动，而必然会降低组装精度。

本发明为解决常规技术中的上述问题而作。

因而，本发明一方面的目的在于提供一种轴承单元以及具有所述轴承单元的电动机，其中该轴承单元能够抑制金属轴承部分相对于由树脂制成的轴承壳体的转动，提高轴承单元的组装精度且降低其生产成本，另外能降低所述电动机的生产成本且能提高所述电动机的组装精度。

为了实现该目的，本发明具有以下结构。

即，本发明的轴承单元包括：

轴承壳体，所述轴承壳体形成为圆筒形；以及

轴承部分，所述轴承部分附连在所述轴承壳体内，所述轴承壳体能够可转动地保持转子轴，

所述轴承壳体由树脂制成，

在所述轴承壳体的壳体孔的内周面和所述轴承部分的外周面形成有沟槽和突出条，这些沟槽和突出条相互配合，并且沿所述轴承壳体和所述轴承部分的轴向延伸，

在所述沟槽和所述突出条相互对应的状态下，所述轴承部分从位于所述轴承壳体的一端侧上的开口部分配装到所述轴承壳体内，直到所述轴承部分与位于所述轴承壳体的另一端侧上的所述壳体孔的内端面接触为止，

形成在位于所述轴承壳体的所述一端侧上的所述壳体孔的一端处的所述轴承壳体的保持突起变形成与所述轴承部分的端面交叠。

利用这种结构，由于轴承壳体由树脂制成，因此可降低轴承单元的生产成本。在沟槽和突出条相互对应的状态下，轴承部分从位于轴承壳体的一端侧上的开口部分配装到轴承壳体内，直到轴承部分与壳体孔的内端面接触为止，这样，轴承部分便能附连在轴承壳体内并能抑制轴承部分的转动而无需压配。因为轴承部分能附连到轴承壳体而无需压配，所以轴承部分的内径不会因扭曲而变化，从而可省略转动定尺寸的后期处理。

此外，形成在位于轴承壳体的一端侧上的壳体孔的一端处的轴承壳体的保持突起变形成与轴承部分的端面交叠，因而能够对轴承部分进行保持且能够抑制轴承部分沿轴向方向移动。因此，轴承部分可高度精确地组装到由树脂制成的轴承壳体内而不发生由热和压配引起的变形。

较佳地，所述保持突起通过热填隙而变形。利用这一结构，由金属制成的轴承部分能沿轴向固定和保持而无需使用粘合剂。

应当注意的是，热填隙是使用任意的加热装置(例如热板、超声波装置、红外线装置、感应装置)的填隙方式。通过进行热填隙，由加热装置产生的热量会使轴承壳体变形以进行填隙。

较佳地，所述突出条形成在所述轴承壳体的所述内周面内并沿其轴向延伸，所述沟槽形成在所述轴承部分的所述外周面内。轴承壳体可通过例如注塑树脂模制制成,并且轴承部分、例如油浸烧结轴承可通过模具组制成，因而可在它们的相对面上形成凹凸形。因此，轴承部分可方便地附连到轴承壳体内而无需压配轴承部分。此外，通过将轴承部分附连到轴承壳体内，能可靠地抑制轴承部分的转动。

较佳地，形成在所述轴承部分的所述外周面内的所述沟槽的数量大于形成在所述轴承壳体的所述内周面内的所述突出条的数量。利用这一结构，能提高将轴承部分配装到轴承壳体内的工作效率。

在轴承单元内，轴承部分可由金属制成，例如油浸烧结金属。在该情况下，金属轴承部分能精确地附连到由树脂制成的轴承壳体而不会造成轴承壳体的内径部分扭曲。

本发明的电动机包括：

本发明的上述轴承单元；

定子芯，所述定子芯附连在所述轴承壳体的外周面上；以及

转子，所述转子具有转子轴，所述转子轴由附连在所述轴承壳体内的所述轴承部分可转动地保持。

利用这一结构，能降低电动机的生产成本，并能提高电动机的组装效率。

在本发明的轴承单元中，金属轴承部分能高度精确地附连到由树脂制成的轴承壳体，并能抑制轴承部分相对于轴承壳体的转动，且能保持轴承部分不会沿轴向移动。另一方面，在具有本发明轴承单元的电动机中，能降低生产成本，并能提高组装效率。因此，能提供优异的轴承单元和优异的电动机。

本发明的目的和优点将借助于权利要求书中所具体指出的元素和组合来实现和得到。

应当理解，以上总体描述和以下详细描述都是示例性和说明性的，并不对所公开的本发明进行限制。

附图说明

现将借助于实例并参照仅附图描述以说明方式给出的本发明各实施例，因此各实施例并不限制本发明，且附图中：

图1A是本发明实施例的轴承单元的平面图。

图1B是轴承单元的正视图；

图1C是轴承单元的仰视图；

图1D是沿线P-P截取的轴承单元的剖视图；

图1E是沿线Q-Q截取的轴承单元的剖视图；

图1F是部分X的放大图；

图1G是轴承单元的立体图；

图2A是填隙之前的保持突起的部分剖视图；

图2B是填隙之后的保持突起的部分剖视图；

图3A是拆解后的轴承壳体和金属轴承部分的正视图；

图3B是拆解后的轴承壳体和金属轴承部分的仰视图；

图3C是沿线R-R截取的、拆解后的轴承壳体和金属轴承部分的剖视图；

图3D是拆解后的轴承壳体和金属轴承部分的立体图；

图4A是包括本发明的电动机的吹风机的平面图；以及

图4B是沿线S-S截取的吹风机的剖视图。

具体实施方式

现将参照附图详细描述本发明的轴承单元和电动机的较佳实施例。首先，将参照图4A和4B说明包括根据本发明的电动机的吹风机的概要。

在图4A和4B中，定子3附连在轴承单元1的轴承壳体2的外周面上。转子4的转子轴5配装在金属轴承部分6内并由金属轴承部分6可转动地保持，其中所述金属轴承部分6附连在由树脂制成的轴承壳体2内。轴承壳体2的树脂材料具有较高的尺寸精度并能被注塑模制。较佳地，该树脂材料为聚苯硫醚(PPS)树脂。轴承部分6例如是滑动轴承(油浸烧结轴承)。

如图4B所示，转子轭7通过例如粘合剂、压配合、缩配合等方式与转子轴5的一端部一体形成。转子轭7形成具有开口部分的杯形，且环形转子磁体8固定到转子轭7的内周面上。叶轮9通过压配合、粘合剂等方式配装到转子轭7的顶板部分的外表面上，且与其一体形成。图4A所示的叶轮4在吹风机的壳体(未示出)内产生涡流，以吹送空气。

如图1D所示，轴承单元1包括：轴承壳体2，所述轴承壳体2形成为圆筒形并具有壳体孔；以及金属轴承部分6，所述金属轴承部分6附连到壳体孔内，从而可转动地保持转子轴5。例如，金属轴承部分6(例如油浸烧结轴承)配装或轻轻压配合在由PPS树脂制成的轴承壳体2内。在轴承部分6的外周面内形成有沟槽6a(参见图3A和3B)，且所述沟槽6a沿其轴向延伸。另一方面，在轴承壳体2的壳体孔的内壁面(内周面)2b内形成有突出条2a(参见图3C和3D)，且所述突出条2a沿其轴向延伸。多个沟槽6a和多个突出条2a沿周向平行布置并彼此配合(参见图1C、1E和1F)。轴承壳体2能通过例如注塑树脂模制制成，且轴承部分6(例如油浸烧结轴承)能通过成形模具组形成。因此，能在其相对面内形成凹凸形。通过将金属材料混合、将混合材料成形、烧结成形材料、为烧结轴承定尺寸、将油浸渍到烧结轴承内等步骤，来制作油浸烧结轴承。为了将轴承部分6附连到轴承壳体2内，沟槽6a和突出条2a被正确定位成彼此对应，然后轴承部分6从一个开口部分2k配装到轴承壳体2内。因此，轴承部分6能方便地附连，而无需执行压配步骤。此外，通过在突出条2a分别与沟槽6a啮合的状态下将轴承部分6附连到轴承壳体2内，从而能可靠地抑制轴承部分6的转动。

形成在轴承部分6的外周面内的沟槽6a的数量可等于形成在轴承壳体2的内周面2b内的突出条2a的数量(例如六个)。较佳地，沟槽6a的数量(例如六个)大于突出条2a的数量(例如三个)。在这种情况下，能提高将轴承部分6附连到轴承壳体2内的效率。

如图1C、1G和3B所示，在位于轴承壳体2的一端侧上的壳体孔的一端处形成有多个保持突起2c(例如六个保持突起)，且所述保持突起2c沿周向布置。保持突起2c通过热填隙而弯曲(变形)以与轴承部分6的端面6b交叠。应当注意，热填隙是使用能够产生热并将热施加到由树脂制成的轴承壳体2的任何热装置(例如热板、超声波装置、红外线装置、感应装置)的填隙方式，从而能使保持突起2c变形，且并能使保持突起2c被填隙。通过将各保持突起2c热填隙，由金属制成的轴承部分6能被保持在由树脂制成的轴承壳体2内，而无需使用粘合剂。

如图1B和1D所示，在轴承壳体2的外周面上形成有台阶形部分2d。定子芯3a附连到台阶形部分2d(参见图4B)。在图4B中，定子芯3a具有多个极齿3b，这些极齿3b径向形成并覆盖有绝缘件3c。电动机线圈3d缠绕在每个极齿3b上。极齿3b的磁通作用面(外表面)与转子磁体8相对。此外，如图1A和1D所示，沿轴承壳体2的周向方向，在台阶形部分2e的上端部内圆形地形成有圆形沟槽2e。

如图1A-1C和1G所示，在轴承壳体2的外周面上形成有凸缘2f。凸缘孔2g形成在凸缘2f内。如图4B所示，轴承壳体2的另一端侧配装到壳体10的通孔10a内，直到凸缘2f与壳体10接触为止，且螺钉或凸台插入凸缘孔2g内，以将吹风机组装到外部结构(未示出)。保持垫圈2h配装到转子轴5的端部，该端部配装到轴承部分6内，且轴端部由推力盖2i保持，该推力盖2i设置到轴承壳体2的内周面2b。推力盖2i具有由例如聚醚醚酮(PEEK)制成的推力承受件2j。用于检测转子4的转子磁体8的磁极位置的传感器11设置到壳体10。

接着，将参照图1A-3D，对组装轴承单元1的方法进行说明。首先，如图3A和3D所示，沟槽6a和突出条2a被正确地定位成彼此对应，然后将轴承部分6从开口部分2k配装到轴承壳体2内。此外，在沟槽6a和突出条2a彼此配合的状态下，轴承部分6进一步配装到轴承壳体2内，直到轴承部分6与形成在轴承壳体2的壳体孔的另一端处的壳体孔的内端面21接触为止。图1D示出了将轴承部分6完全配装在轴承壳体2内的状态。

接着，通过热填隙使形成在位于轴承壳体2的一端侧上的壳体孔一端处的轴承壳体2的保持突起2c(参见图2A)变形，以与轴承部分6的端面6b交叠并焊接在该端面6b上。图2B示出了将保持突起2c热填隙的状态。应当注意，台阶形部分6c可形成在轴承部分6的端面6b内，以将保持突起2c热填隙。在这种情况下，轴承部分6能保持在轴承壳体2内，并能防止轴承部分6沿轴向脱开。

在本实施例的电动机中，如图4B所示，轴承单元1附连到壳体10，使传感器11、定子3和转子4按顺序附连。其中定子芯3a覆盖有绝缘件3c且电动机线圈3d分别缠绕在极齿3b上的定子3附连到轴承壳体2的台阶形部分2d。定子芯3a可通过例如利用热填隙将轴承壳体2的一部分焊接的方式固定。附连有叶轮9的转子4通过以下步骤组装：将转子轴5插入轴承部分6的轴承孔内；配装保持垫圈2h；以及将推力盖2i配装在轴承壳体2的内周面2b上以通过推力承受件2j保持转子轴5的轴端。

如上所述，通过采用由树脂制成的轴承壳体2，能降低轴承单元1的生产成本。在沟槽6a和突出条2a彼此对应的状态下，由树脂制成的轴承部分6从位于轴承壳体2的一端侧上的开口部分2k配装到轴承壳体2内，直到轴承部分6与壳体孔的内端面21接触为止。因此，在突出条2a与沟槽6a配合的状态下，轴承部分6能附连到轴承壳体2，从而能可靠地抑制轴承部分6的转动。因为轴承部分6能附连到轴承壳体2而无需压配，所以轴承部分2的内径不会因扭曲而变化，因而能省略转动定尺寸的后期处理。

此外，形成在位于轴承壳体2的一端侧上的壳体孔一端处的轴承壳体2的保持突起2c变形成与轴承部分6的端面交叠，使得轴承部分6能被保持且能抑制沿轴向方向移动。因此，金属轴承部分6能方便且精确地组装到由树脂制成的轴承壳体2内而不发生由热和压配引起的变形。

在电动机中，定子芯3a附连在轴承壳体2的外周面上并通过热填隙保持，而具有转子轴5的转子4可转动地保持在电动机内，其中所述转子轴5由附连在轴承壳体2内的轴承部分6可转动地保持。利用这一结构，能降低电动机的生产成本，并能提高电动机的组装效率。

在上述实施例中，突出条2a形成在轴承壳体2的内周面2b上，沟槽6a形成在轴承部分6的外周面上。在本发明中，沟槽可形成在轴承壳体2内，各突出条可形成在轴承部分6内。

在上述实施例中，配装在轴承壳体2内的轴承部分6是油浸烧结轴承，但也可采用例如滑动轴承、流体动力轴承、空气轴承等其它轴承来作为轴承部分6。

本文所引用的所有实例和条件语言都是用于讲授目的以帮助读者理解发明人为发展本领域所作出的发明和概念，且应认为并不限于说明书中这些具体描述的实例和条件，也不限于涉及展示本发明优缺点的这些实例的组合。虽然已经详细描述了本发明的各实施例，但是应当理解，可对其作出各种改变、替代和变化而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (6)

1.一种轴承单元，包括：

轴承壳体，所述轴承壳体形成为圆筒形；以及

轴承部分，所述轴承部分附连在所述轴承壳体内，所述轴承壳体能够可转动地保持转子轴，

其特征在于，所述轴承壳体由树脂制成，

在所述轴承壳体的壳体孔的内周面和所述轴承部分的外周面形成有沟槽和突出条，这些沟槽和突出条相互配合，并且沿所述轴承壳体和所述轴承部分的轴向延伸，

在所述沟槽和所述突出条相互对应的状态下，所述轴承部分从位于所述轴承壳体的一端侧上的开口部分配装到所述轴承壳体内，直到所述轴承部分与位于所述轴承壳体的另一端侧上的所述壳体孔的内端面接触为止，

形成在位于所述轴承壳体的所述一端侧上的所述壳体孔的一端处的所述轴承壳体的保持突起变形成与所述轴承部分的端面交叠。

2.如权利要求1所述的轴承单元，其特征在于，所述保持突起通过热填隙而变形。

3.如权利要求1或2所述的轴承单元，其特征在于，所述突出条形成在所述轴承壳体的所述内周面内并沿其轴向延伸，

并且所述沟槽形成在所述轴承部分的所述外周面内。

4.如权利要求3所述的轴承单元，其特征在于，形成在所述轴承部分的所述外周面内的所述沟槽的数量大于形成在所述轴承壳体的所述内周面内的所述突出条的数量。

5.如权利要求1至4中任一项所述的轴承单元，其特征在于，所述轴承部分由金属制成。

6.一种电动机，包括：

如权利要求1至5中任一项所述的轴承单元；

定子芯，所述定子芯附连在所述轴承壳体的外周面上；以及

转子，所述转子具有转子轴，所述转子轴由附连在所述轴承壳体内的所述轴承部分可转动地保持。