CN108075583A - 一种外转子电机及应用该电机的滚刷吸尘器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种外转子电机及应用该电机的滚刷吸尘器。该电机包括内定子和外转子，所述内定子包括定子支架和安装到所述定子支架的定子组件，所述外转子包括转轴和固定到转轴的转子组件；其特征在于：所述定子支架为一体成型的塑料件，包括基座以及从所述基座伸出的支撑筒；所述支撑筒内形成腔体，所述腔体内安装有支撑部件；所述转轴穿入所述腔体并被所述支撑部件支撑从而能够相对于所述定子支架转动。实施本发明，电机的定子支架为一体成型的塑料件，简化了电机的结构并降低了成本。

Description

一种外转子电机及应用该电机的滚刷吸尘器
技术领域
本发明涉及电动领域，更具体地，涉及一种外转子电机以及应用该电机的滚刷吸尘器。
背景技术
传统的外转子电机的定子包括铝制的基座以及铝制的支撑筒，支撑筒与基座为一件式整体。基座通常为圆盘状，用于安装电机。支撑筒从基座伸出，供转子的转轴穿过以支撑转子。支撑筒两端分别安装有两个滚珠轴承，用于对转轴进行滚动支撑。该种方案的缺点在于，零部件数量较多，并且一件式的基座与支撑筒的加工成本很高，制造效率低。
发明内容
本发明的一个目的是简化外转子电机的结构。
为此，本发明第一方面提供一种外转子电机，包括内定子和外转子，所述内定子包括定子支架和安装到所述定子支架的定子组件，所述外转子包括转轴和固定到转轴的转子组件；其特征在于：所述定子支架为一体成型的塑料件，包括基座以及从所述基座伸出的支撑筒；所述支撑筒内形成腔体，所述腔体内安装有支撑部件；所述转轴穿入所述腔体并被所述支撑部件支撑从而能够相对于所述定子支架转动。
作为本发明的一种改进方案，所述支撑部件为分别安装于所述腔体两端的两个轴衬。
作为本发明的一种改进方案，所述支撑部件为两个，所述两个支撑部件互相隔开；所述腔体在所述两个支撑部件之间形成收容腔，所述收容腔内安装有润滑剂。
作为本发明的一种改进方案，所述腔体在所述支撑部件处的内径大于所述收容腔的内径。
作为本发明的一种改进方案，所述支撑筒的外壁具有轴向延伸的定位槽，所述定子组件套设到所述支撑筒并被所述定位槽定位。
作为本发明的一种改进方案，所述支撑筒的外壁靠所述基座端处形成有台阶，所述定子组件套设到所述支撑筒并被所述台阶限位。
作为本发明的一种改进方案，所述基座设有安装孔，所述安装孔内固定安装有螺母。
作为本发明的一种改进方案，所述转轴的两端都伸出于所述支撑筒，所述转轴在所述支撑筒的两侧分别安装有第一限位件、第二限位件，用于限定所述转轴相对于所述支撑筒的轴向运动范围。
作为本发明的一种改进方案，所述转轴的近基座端设有沿转轴周向的凹槽用于安装所述第一限位件，所述第一限位件为弹性的C环。
作为本发明的一种改进方案，所述外转子包括固定到所述转轴的连接件、环绕所述转轴和支撑筒的筒状外壳，所述筒状外壳的一端通过所述连接件与所述外壳固定。
作为本发明的一种改进方案，所述连接件包括固定套设到转轴的环套以及从环套向外伸出的连接部，所述连接部与所述筒状外壳连接。
作为本发明的一种改进方案，所述转轴在所述连接件与所述支撑筒之间安装有第二限位件，所述第二限位件用于限定所述转轴相对于所述支撑筒的轴向移动距离。
作为本发明的一种改进方案，所述第二限位件与所述支撑筒之间还安装有垫圈。
作为本发明的一种改进方案，所述定子组件包括定子磁芯和绕设到定子磁芯的定子绕组；所述转子组件包括环绕并固定到所述转轴的筒状外壳以及安装到所述筒状外壳内壁的永磁体。
本发明的第二方面还提供一种应用了本发明第一方面所提供的电机的滚刷吸尘器。该滚刷吸尘器包括主体和可转动地安装到主体的滚刷，还包括如本发明第一方面所述的外转子电机，所述外转子电机安装到所述滚刷内，所述外转子电机的内定子与所述主体固定，所述外转子电机外转子用于驱动所述滚刷。
实施本发明，电机的定子支架为一体成型的塑料件，简化了电机的结构并降低了成本。
附图说明
下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：
图1为本发明第一实施例的外转子电机的示意图；
图2是图1所述电机的侧面示意图；
图3是图2所示电机的A-A剖面示意图；
图4是图2所示电机的B-B剖面示意图；
图5是图1所示电机的定子支架及转子转轴的示意图；
图6是图5所示定子支架及转子转轴的侧面示意图；
图7是图6所示定子支架及转子转轴的C-C剖面示意图；
图8是本发明另一个实施例提供的滚刷吸尘器的示意图。
具体实施方式
参考图1和图2，本发明在一个实施例中提供一种外转子电机100，其包括内定子20和外转子70。
内定子20包括基座21、从基座21伸出的支撑筒31(见图3)、安装到支撑筒31的定子组件例如定子磁芯41(见图4)和电路板51等，电路板51套设到支撑筒31并位于基座21与定子磁芯41之间。电路板51设置有电机驱动电路，该电机驱动电路通过电源线23连接外部电源。因电源线23不是本发明的重点，所以图2中未显示电源线23。
外转子包括转轴71和固定到转轴71的转子组件例如筒状外壳77及安装到外壳内壁的若干永磁体79。支撑筒31内形成腔体供转轴71穿入，转轴71被支撑筒31支撑从而使外转子70能够相对于内定子20转动。
参考图2和图3，基座21与支撑筒31为一体成型的塑料件，该一体成型件作为定子支架用于安装定子组件。基座21与支撑筒31可由玻璃纤维增强的聚邻苯二甲酰胺(GlassFiber Reinforced Polyphthalamide，简称GFR-PPA)制成。
支撑筒31内形成腔体供转轴71穿过，该腔体内壁形成两个互相隔开的轴承位33，每个轴承位33安装有轴衬34作为支撑部件。转子的转轴71穿入支撑筒31的腔体，并被两个轴衬34支撑，从而使转子70能够相对于定子支架转动。可以理解地，可以使用滚动轴承替代轴衬34，但使用轴衬34能够简化结构，方便装配。
该腔体在两个轴衬34之间形成收容腔35，收容腔35内安装有润滑剂，从而改善两个轴衬34对转轴71的滑动支撑。优选地，支撑筒31的腔体在轴承位33处的外径大于收容腔35的内径，且轴承34的内径小于收容腔35的内径。
外转子的筒状外壳77环绕转轴71和支撑筒31，筒状外壳77的一端固定到转轴71从而能够随着转轴71转动。本实施例中，转轴71固定套设有连接件81，连接件81包括固定套设到转轴71的环套83以及从环套83向外伸出连接部85，筒状外壳77的一端与连接部85固定从而与转轴71固定。本实施例中，筒状外壳77的一端具有底部78，底部78固定到连接部85。
转轴71的两端都分别伸出于支撑筒31的两端，且转轴71在支撑筒31两侧分别安装有第一限位件73和74，用于限定转轴71相对于支撑筒31的轴向串动。具体地，转轴71的近基座21端设有沿转轴71周向的凹槽72，凹槽72用于安装第一限位件73以防止转轴71沿着远离基座21的方向脱离支撑筒31。优选地，凹槽72为环槽，第一限位件73为弹性C环。第二限位件74为一个环套。第二限位件74位于支撑筒31与连接件81之间。优选地，第二限位件74与支撑筒31之间还安装有垫圈75。
作为一种替换方案，连接件81的环套83可与第二限位件74形成一个整体。如此，连接件81既用于将外壳77固定连接到转轴71，也用于限定转轴71相对于支撑筒31的轴向移动距离。
参考图3和图4，定子磁芯41包括环状的轭部43、从轭部43向外伸出的若干定子齿45。定子绕组47绕设到定子齿45。定子绕组47绕设到对应的定子齿45，定子绕组47与定子磁芯41之间被绝缘衬垫48隔开。定子绕组47被电路板51的驱动电路驱动而产生旋转磁场，促使外转子70相对于定子转动。
参考图4和图5，轭部43套设到支撑筒31的外壁。优选地，如图4和图5所示，支撑筒31的外壁具有轴向延伸的定位槽37，定子磁芯41的轭部43套设到支撑筒31时，轭部43的定位部44进入定位槽37，实现定位与固定。
优选地，支撑筒31与定子磁芯41之间还可以通过超声波焊接固定。例如，将定子磁芯41套设到支撑筒41之后，通过超声波焊接使支撑筒41的远离基座21的一端形成凸缘32用于固定定子磁芯41。可以理解的，支撑筒31与定子磁芯41之间可以同时通过定位槽37与定位部44配合以及超声波焊接进行固定。
参考图5至图7，支撑筒31靠基座21端形成有台阶38，定子磁芯41的轭部43套设到支撑筒31时被台阶38限位。如此，定子磁芯31在支撑筒31的轴向分别被凸缘32以及38固定，在支撑筒31的圆周方向上被定位槽37固定。
基座21上可设安装孔23，用于将电机安装到想要的位置。优选地，安装孔23内固定有螺母24。螺母24和/或轴衬34可嵌件成型或包覆成型(overmould)于定子支架。
本发明简化了电机的结构，方便了电机的装配，降低了电机的成本。本发明的电机尤其适用于家用电动器械，例如真空吸尘器。
参考图8，本发明的电机可应用到滚刷吸尘器200中，吸尘器200包括主体210、可转动地安装到主体210的滚刷220。从图1、图2和图3可以看到本发明的电机的外转子70的外径可大于定子基座21的外径，因此，电机可安装到滚刷220内而不影响滚刷的转动。与传统的电机位于滚刷220径向外部或轴向外部的设计相比，本发明提供的吸尘器200中，电机可安装在滚刷220内，电机内定子的基座21与主体210固定，电机外转子用于驱动滚刷220，该种设计充分利用了滚刷220的内部空间，结构紧凑，减少了吸尘器的尺寸。此外，定子支架(基座21与支撑筒31)由塑料支撑，重量轻，成本低，从而降低了吸尘器的重量与成本。
以上参照附图说明了本发明的优选实施例，本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质，可以有多种变型方案实现本发明。举例而言，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到又一实施例。以上仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (18)

1.一种外转子电机，包括内定子和外转子，所述内定子包括定子支架和安装到所述定子支架的定子组件，所述外转子包括转轴和固定到转轴的转子组件；其特征在于：所述定子支架为一体成型的塑料件，包括基座以及从所述基座伸出的支撑筒；所述支撑筒内形成腔体，所述腔体内安装有支撑部件；所述转轴穿入所述腔体并被所述支撑部件支撑从而能够相对于所述定子支架转动。
2.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于，所述支撑部件为分别安装于所述腔体两端的两个轴衬。
3.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于，所述支撑部件为两个，所述两个支撑部件互相隔开；所述腔体在所述两个支撑部件之间形成收容腔，所述收容腔内安装有润滑剂。
4.根据权利要求3所述的外转子电机，其特征在于，所述腔体在所述支撑部件处的内径大于所述收容腔的内径。
5.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于，所述支撑筒的外壁具有轴向延伸的定位槽，所述定子组件套设到所述支撑筒并被所述定位槽定位。
6.根据权利要求1或5所述的外转子电机，其特征在于，所述支撑筒与所述定子磁芯之间通过超声波焊接固定。
7.根据权利要求6所述的外转子电机，其特征在于，所述支撑筒通过超声波使得其远离基座的一端形成有一凸缘已固定所述定子磁芯。
8.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于，所述支撑筒的外壁靠所述基座端处形成有台阶，所述定子组件套设到所述支撑筒并被所述台阶限位。
9.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于，所述基座设有安装孔，所述安装孔内固定安装有螺母。
10.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于，所述转轴的两端都伸出于所述支撑筒，所述转轴在所述支撑筒的两侧分别安装有第一限位件、第二限位件，用于限定所述转轴相对于所述支撑筒的轴向运动范围。
11.根据权利要求10所述的外转子电机，其特征在于，所述转轴的近基座端设有沿转轴周向的凹槽用于安装所述第一限位件，所述第一限位件为弹性的C环。
12.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于，所述外转子包括固定到所述转轴的连接件、环绕所述转轴和支撑筒的筒状外壳，所述筒状外壳的一端通过所述连接件与所述外壳固定。
13.根据权利要求12所述的外转子电机，其特征在于，所述连接件包括固定套设到转轴的环套以及从环套向外伸出的连接部，所述连接部与所述筒状外壳连接。
14.根据权利要求12所述的外转子电机，其特征在于，所述转轴在所述连接件与所述支撑筒之间安装有第二限位件，所述第二限位件用于限定所述转轴相对于所述支撑筒的轴向移动距离。
15.根据权利要求14所述的外转子电机，其特征在于，所述第二限位件与所述支撑筒之间还安装有垫圈。
16.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于，所述定子组件包括定子磁芯和绕设到定子磁芯的定子绕组；所述转子组件包括环绕并固定到所述转轴的筒状外壳以及安装到所述筒状外壳内壁的永磁体。
17.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于，所述外转子的外径大于基座的外径。
18.一种滚刷吸尘器，包括主体和可转动地安装到主体的滚刷，其特征在于，还包括如权利要求1至17中任意一项所述的外转子电机，所述外转子电机安装到所述滚刷内，所述外转子电机的内定子与所述主体固定，所述外转子电机外转子用于驱动所述滚刷。
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