CN106340994B - 一种微型直流电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微型直流电机，包括电机壳体以及设于电机壳体内的定子组件和转子组件。转子组件包括安装有叶轮及转子的转轴，所述转轴的外表面间隔制有两道环形的第一滚珠槽，所述转轴的外部套设有一个包围两道第一滚珠槽的安装套，所述安装套的内壁间隔制有两道对应的第二滚珠槽，在所述的第一滚珠槽与第二滚珠槽之间设有多个滚珠。本发明的一种微型直流电机，不需要使用轴承作为转动连接件，避免了轴承外圈、轴承内圈与滚珠之间因装配间隙引起转轴的蹿动和晃动，同时节省了两轴承之间的弹簧，简化了装配结构，使转轴在高速下具有稳定静音的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种电机，具体地说是一种微型直流电机。
背景技术
直流电机的转子组件可包括叶轮，该叶轮相对于固定在涡轮机内的罩旋转。直流电机主要用于吸尘器、干手机等作为抽真空驱动源，涡轮机的电机部分转速可以高达5万至10万rpm。在此高转速下，对转子组件的精度要求非常高，转子组件的轴承在转动过程中难免会有蹿动，转子组件由于不平衡的力震动，会导致叶轮相对于罩的震动，产生噪音。
专利申请号为201280041747.0的发明专利公开了一种转子组件，该转子组件包括轴、轴承组件、叶轮和罩，该叶轮和轴承组件被安装到轴，且该罩被安装到轴承组件以便覆盖叶轮。在将罩安装到轴承组件中，叶轮相对于罩自由地旋转。由于罩形成转子组件的一部分，由于转子组件的震动导致的叶轮的位移伴随着罩的位移。叶轮和罩之间的间隙在不考虑转子组件的震动的情况下被保持。结果，在操作期间更少的噪音由转子组件产生。将罩安装到轴承组件还使得能够在叶轮和罩之间建立良好限定的间隙。特别地，间隙可不受涡轮机内的转子组件的安装或对齐影响。
如图1所示，该专利公开的轴承91组件可包括一对由套筒9围绕的间隔开的轴承91。该罩于是被安装到套筒9，套筒9提供了相对大的表面，罩于是被安装在该表面上。相对良好的固定可被形成在罩和轴承91组件之间。附加地，由套筒9围绕的间隔开的轴承91的措施增加了转子组件的刚度，其进而导致更高的第一挠曲频率。因此，该转子组件能够使在更高的亚临界速度处操作。
该专利公开的现有技术，由于轴承内圈、轴承外圈和滚珠之间不可避免的存在装配间隙，在几万转的高速旋转下，该间隙对转子的稳定性起到非常大的影响。现有技术中，为了消除轴承内圈与轴承外圈的影响，保持转子高速下的稳定性和静音，两个轴承91除了被套筒9包围外，还在两个轴承91之间装配了弹簧92，通过弹簧92使两个轴承91的外圈之间存在斥力，以抵销一部分的蹿动力。该现有技术虽然极大的提高了转子在高速下的性能，但装配结构复杂，并且通过弹簧力消除蹿动影响，有一定的适用范围，负载超过弹簧力时仍然会影响转轴的稳定性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供一种微型直流电机，大大简化了转动副的结构，避免了轴承引起的蹿动和晃动，大大提高转子组件在高速转动下的稳定性和静音性。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种微型直流电机，包括电机壳体以及设于电机壳体内的定子组件和转子组件。转子组件包括安装有叶轮及转子的转轴，所述转轴的外表面间隔制有两道环形的第一滚珠槽，所述转轴的外部套设有一个包围两道第一滚珠槽的安装套，所述安装套的内壁间隔制有两道对应的第二滚珠槽，在所述的第一滚珠槽与第二滚珠槽之间设有多个滚珠。
为优化上述技术方案，本发明还包括以下改进的技术方案。
上述的安装套与转轴之间设有保持架，所述的保持架具有隔开各个滚珠的间隔体。
上述第一滚珠槽的第一轴向截面和第二滚珠槽的第二轴向截面分别为圆弧面；所述第一轴向截面的半径和第二轴向截面的半径分别大于滚珠的半径。
任意一侧上述的第一圆弧圆心、第二圆弧圆心与滚珠的圆心分别相错开。
上述两道第一滚珠槽之间的第一圆弧圆心距大于两道第二滚珠槽之间的第二圆弧圆心距，且两道第二滚珠槽的第二圆弧圆心位于两道第一滚珠槽的第一圆弧圆心之间。
上述两道第一滚珠槽之间的第一圆弧圆心距小于两道第二滚珠槽之间的第二圆弧圆心距，且两道第一滚珠槽的第一圆弧圆心位于两道第二滚珠槽的第二圆弧圆心之间。
上述电机壳体的内部制有与电机壳体一体相连的风机端盖，所述风机端盖的中部具有固定所述安装套的轴孔部；所述风机端盖的边缘与电机壳体的侧壁具有间隔并构成风道。
上述的风机端盖制有一体相连的至少15个导风片，每个所述导风片呈弧形，一端与风机端盖的外壁相连，另一端与电机壳体的内侧壁相连。
上述的叶轮具底板和上盖，所述的底板和上盖之间固定有旋转叶片。
与现有技术相比，本发明的一种微型直流电机，不需要使用轴承作为转动连接件，避免了轴承外圈、轴承内圈与滚珠之间因装配间隙引起转轴的蹿动和晃动，同时节省了两轴承之间的弹簧，简化了装配结构，使转轴在高速下具有稳定静音的优点。
附图说明
图1是现有技术中转轴的结构示意图。
图2是本发明中转轴的结构示意图。
图3是图2的B-B向剖面图。
图4是图3中的A部局部放大示意图。
图5是本发明的组装分解示意图。
图6是本发明的剖面结构示意图。
图7是图6的C-C向剖面图。
图8是图5中导风片的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
图1至图8所示为本发明的结构示意图。
其中的附图标记为：转轴1、第一滚珠槽1a、第一轴向截面1b、第一圆弧圆心1c、滚珠11、安装套2、第二滚珠槽2a、第二轴向截面2b、第二圆弧圆心2c、保持架3、叶轮4、底板41、上盖42、进风口42a、旋转叶片43、电机壳体5、风机端盖51、轴孔部51a、导风片52、导风道53、风道54、套筒9、轴承91、弹簧92。
本发明的一种微型直流电机，包括电机壳体5以及设于电机壳体5内的定子组件和转子组件。转子组件包括安装有叶轮4和转子的转轴1。
电机壳体5的内部制有与电机壳体5一体相连的风机端盖51，风机端盖51的中部具有安装转轴1的轴孔部51a。转轴1穿过风机端盖51，并转动安装在轴孔部51a内。
叶轮4位于风机端盖51的外侧，风机端盖51上一体制有围绕叶轮4的导风片52。前端盖的边缘与电机壳体5的侧壁具有间隔并构成风道54，导风片52呈渐开线弧形，一端与风机端盖51的外壁一体相连，另一端跨过风道54与电机壳体5的内侧壁一体相连，相间隔的导风片52之间形成与风道54相连的导风道53。
叶轮4具有底板41和上盖42，上盖42的中心制有向上凸起的进风口42a，底板41和上盖42之间固定有旋转叶片43，旋转叶片43在分布于进风口42a外围。转轴1可以带动叶轮4以几万转每分钟的高速旋转，叶轮4通过旋转叶片43将气流从进风口42a吸入，并将气流向叶轮4外围的导风道53排出。
风机端盖51外壁制有一体相连的15至19个导风片52。导风片52的数量优选为17个，旋转叶片43与导风片52的最小间隔距离小于等于0.4mm。导风片52以转轴1的轴心为中心对称分布，每个导风片52的弧度呈渐开线，可以快速引导气流从风道54排出，降低气流声，提高气流通过效率。
叶轮4高速旋转时，空气流从进风口42a进入叶轮4，经过旋转叶片43排入导风道53。旋转叶片43与导风片52的间隔距离越小，气流噪声越小，同时可以提高空气流量。
导风片52的端部向风道54内延伸并与风道54内的电机壳体5侧壁相连接。各个导风片52等间距排列在风机端盖51的外壁上，导风道53靠近旋转叶片43的入口与靠近风道54的出口宽度相同。
在转轴1的外表面间隔制有两道环形的第一滚珠槽1a，转轴1的外部套设有包围两道第一滚珠槽1a的安装套2，安装套2的内壁间隔制有两道对应的第二滚珠槽2a，在第一滚珠槽1a与第二滚珠槽2a之间设有一圈滚珠11。本发明中，转轴1和安装套2直接构成转动副，在之间不需要加装轴承。两圈滚珠11分别设置在两道第一滚珠槽1a和第二滚珠槽2a之间，由于转轴1和安装套2都是刚性体，约束了两圈滚珠11在高速转动过程的稳定性，大大提高转轴1的高速运转性能，并降低噪声等影响。
安装套2与转轴1之间设有保持架3。保持架3的本体为环形，在环形体上具有隔开各个滚珠11的间隔体。保持架3从安装套2的两端装入，在安装套2的端部再固定有封闭套。
第一滚珠槽1a的第一轴向截面1b和第二滚珠槽2a的第二轴向截面2b分别为圆弧面。第一轴向截面1b的半径和第二轴向截面2b的半径分别大于滚珠11的半径。
任意一侧第一圆弧圆心1c、第二圆弧圆心2c与滚珠11的圆心分别相错开。
在优选的实施方式中，两道第一滚珠槽1a之间的第一圆弧圆心距大于两道第二滚珠槽2a之间的第二圆弧圆心距，且两道第二滚珠槽2a的第二圆弧圆心2c位于两道第一滚珠槽1a的第一圆弧圆心1c之间。因此，任意一侧第一圆弧圆心1c、第二圆弧圆心2c与滚珠11的圆心是相错开的。
本发明中，由于转轴1和安装套2都是一个整体，两圈滚珠11直接与转轴1和安装套2相配合。如图4所示，两道第一滚珠槽1a的第一圆弧圆心1c与第二滚珠槽2a的第二圆弧圆心2c并不重合。所以右侧的滚珠11装入第一滚珠槽1a和第二滚珠槽2a之间时，是与第一滚珠槽1a的左半部相配合，同时与第二滚珠槽2a的右半部相配合，同时左侧的滚珠11正好是对称的。由于两圈滚珠11处的圆心都不重合，在高速转动下会自然产生向中间的约束力，以抵销负载或外部环境引起的蹿动和晃动。
尽管第一滚珠槽1a和第二滚珠槽2a的半径比滚珠11半径大，存在装配间隙。但在滚珠11装入后仍可以消除装配间隙的影响，自动与第一滚珠槽1a和第二滚珠槽2a紧密配合。这样，转轴1相对于安装套2高速转动时，两圈滚珠11可以有效防止转轴1在轴向上的蹿动以及径向上的晃动。
在另一种优选实施方式中，两道第一滚珠槽1a之间的第一圆弧圆心距可以小于两道第二滚珠槽2a之间的第二圆弧圆心距，且两道第一滚珠槽1a的第一圆弧圆心1c位于两道第二滚珠槽2a的第二圆弧圆心2c之间。在该实施方式中，任意一侧的第一圆弧圆心1c、第二圆弧圆心2c与滚珠11的圆心同样是相错开的。
本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。
Claims (6)
1.一种微型直流电机，包括电机壳体(5)以及设于电机壳体(5)内的定子组件和转子组件，其特征是：所述的转子组件包括安装有叶轮(4)及转子的转轴(1)，所述转轴(1)的外表面间隔制有两道环形的第一滚珠槽(1a)，所述转轴(1)的外部套设有一个包围两道第一滚珠槽(1a)的安装套(2)，所述安装套(2)的内壁间隔制有两道对应的第二滚珠槽(2a)，在所述的第一滚珠槽(1a)与第二滚珠槽(2a)之间设有多个滚珠(11)；所述的安装套(2)与转轴(1)之间设有保持架(3)，所述的保持架(3)具有隔开各个滚珠(11)的间隔体；所述第一滚珠槽(1a)的第一轴向截面(1b)和第二滚珠槽(2a)的第二轴向截面(2b)分别为圆弧面；所述第一轴向截面(1b)的半径和第二轴向截面(2b)的半径分别大于滚珠(11)的半径；任意一侧所述第一轴向截面(1b)的第一圆弧圆心(1c)、第二轴向截面(2b)的第二圆弧圆心(2c)与滚珠(11)的圆心分别相错开。
2.根据权利要求1所述的一种微型直流电机，其特征是：所述两道第一滚珠槽(1a)之间的第一圆弧圆心距大于两道第二滚珠槽(2a)之间的第二圆弧圆心距，且两道第二滚珠槽(2a)的第二圆弧圆心(2c)位于两道第一滚珠槽(1a)的第一圆弧圆心(1c)之间。
3.根据权利要求2所述的一种微型直流电机，其特征是：所述两道第一滚珠槽(1a)之间的第一圆弧圆心距小于两道第二滚珠槽(2a)之间的第二圆弧圆心距，且两道第一滚珠槽(1a)的第一圆弧圆心(1c)位于两道第二滚珠槽(2a)的第二圆弧圆心(2c)之间。
4.根据权利要求2或3所述的一种微型直流电机，其特征是：所述电机壳体(5)的内部制有与电机壳体(5)一体相连的风机端盖(51)，所述风机端盖(51)的中部具有固定所述安装套(2)的轴孔部(51a)；所述风机端盖(51)的边缘与电机壳体(5)的侧壁具有间隔并构成风道(54)。
5.根据权利要求4所述的一种微型直流电机，其特征是：所述的风机端盖(51)制有一体相连的至少15个导风片(52)，每个所述导风片(52)呈弧形，一端与风机端盖(51)的外壁相连，另一端与电机壳体(5)的内侧壁相连。
6.根据权利要求5所述的一种微型直流电机，其特征是：所述的叶轮(4)具底板(41)和上盖(42)，所述的底板(41)和上盖(42)之间固定有旋转叶片(43)。
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