CN108880097B - 一种用于毛发护理器具的电机 - Google Patents

Abstract

一种用于毛发护理器具的电机，包括机壳、定子组件和转子组件，所述机壳为具有内筒和外筒的套筒结构，且所述定子组件和所述除叶轮以外的转子组件均置于用作支撑结构的所述内筒中，所述内筒与外筒之间沿机壳轴向方向形成有弧形导风道。本发明提供的一种电机，该电机具有体积小、高转速、大风量、低噪音的优点，用于护发器具中可以提高用户的使用体感，满足现有市场的需求。

Description

一种用于毛发护理器具的电机

技术领域

本发明涉及毛发护理器具技术领域，具体涉及一种用于毛发护理器具的电机。

背景技术

在人们的日常生活中，由于头皮的新陈代谢，头部会不断产生头皮屑，洗头也成为了人们日常生活的一部分。而在洗完头之后人们需要进行洗漱睡觉或是外出时，头发的自然吹干时需要花费大量的时间，吹风机便利了人们的生活，缩短了人们吹干头发的时间，便利了人们的生活。随着生活质量的提高，人们对于头发的护理与保养日益重视，因而在现有吹风机的基础上人们又开发了多种护理功能，将一般的吹风机升级换代，使其也可用于家庭宠物吹干毛发等，用途较为广泛，成为了现下受人们热捧的护发器具。

目前市场上的护发器具中所用的电机多为低速电机，电机体较大、质量重、风速低、噪音大，给用户带来了较差的使用舒适感。为了提高用户的体感，目前也已经有了一些解决方案，如专利公开号CN106989039A、CN107006989A提供的装置，该类设计虽然在一定程度上解决了这些问题，但是仍然存在诸多的根本问题没有得到有效解决，如：

1、单相电机只能采用方波驱动方式，电机效率偏低，耗能高，同时导致电机电磁脉动大，带来较高的高频段噪音，客户体验不佳。

2、转子采用粘结钕铁硼多极磁钢，其剩余磁感应强度较低，电机功率密度低、体积偏大，不利于轻量化设计。

3、风叶采用11片或者13片的设计，在高转速，如7～10万转情况下，用户还是可以听到高频段噪音，在中低速档位客户体验不佳。

4、为了解决电机定子散热和出风问题，机壳风道采用直线设计，高速气流直接吹在定子铁芯、绕组、骨架等零部件上，与各零部件的尖角、台阶面产生剧烈冲击，带来噪音，无法满足使用者对于低噪音的要求，冲击在带来噪音的同时，伴随产生较大能量损失，出风效率降低。

5、采用铝合金的材质，重量偏重无法满足客户对于轻量化的要求，纯机加工生产，生产效率极低，且需采用5轴机床加工，成本极高，几乎要占到电机原材料成本50％以上，无法满足市场对于价格的需求。

针对目前现有的解决方案存在的问题，有必要提出一种新的体积小、高转速、大风量、低噪音的电机和具有该电机的护发器具，以提高用户的使用体感，满足现有市场的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于毛发护理器具的电机，该电机具有体积小、高转速、大风量、低噪音的优点，用于毛发护理器具中可以提高用户的使用体感，满足现有市场的需求。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于毛发护理器具的电机，包括机壳、定子组件和转子组件，所述定子组件包括定子铁芯、骨架和绕组，所述转子组件包括转轴、轴承件、叶轮和转子磁环，所述叶轮和转子磁环固定于转轴的两端，所述轴承件设于所述叶轮和所述转子磁环之间，所述定子铁芯包裹在所述转子磁环的外部，且定子铁芯内设置有多个绕组，所述骨架作为绕组的支撑设置在定子铁芯的端部，

所述机壳为具有内筒和外筒的套筒结构，且所述定子组件和除叶轮以外的转子组件均置于用作支撑结构的所述内筒中，所述内筒与外筒之间沿机壳轴向方向形成有弧形导风道，所述轴承件与转轴为一体式结构。

作为优选的，所述弧形导风道位于所述叶轮处的端口为进风口，位于所述定子铁芯处的端口为出风口，所述进风口的口径小于所述出风口的口径。

作为优选的，所述内筒在位于弧形导风道出风口处的侧壁上朝外筒径向延伸有多个流线型导风叶片。

作为优选的，所述流线型导风叶片的侧边与所述外筒侧壁存在0.05～0.1mm的间隙。

作为优选的，所述叶轮位于所述弧形导风道的进风口处，所述流线型导风叶片的底部与所述叶轮存在0.5～3.5mm的间隙。

作为优选的，所述轴承件包括滚珠、轴承，所述轴承包括内圈和外圈，所述轴承的内圈与所述转轴为一体式结构，所述滚珠围绕转轴设置在轴承的内圈和外圈之间。

作为优选的，所述定子铁芯为6槽结构，内径为6～8mm，外径为17～19mm。

作为优选的，所述转子磁环为烧结钕铁硼2极磁环或烧结钕铁硼4极磁环。

作为优选的，所述叶轮由聚醚醚酮树脂形成，且叶轮具有17个或19个叶片。

与现有技术相比，本发明提供的一种电机及具有该电机的护发器具，其具有以下优点：

1、本电机采用6槽4极或6槽2极三相内转子方案，相对于单相电机可以较大幅度提高转子磁场、电机绕组的利用率，同时采用矢量控制方法，提高电机效率，降低电磁脉冲。

2、转子磁环采用烧结钕铁硼材料，磁场强度高，相对于现有电子采用的磁体材料，气隙磁密提高30％，可以有效降低电机体积，减轻电机重量。

3、叶轮采用17片叶片设计，叶轮在7万转转速时，叶轮噪音音频变可到2万赫兹，超过人耳感知频率，故而在电机的各个档位均可提高用户的使用体感。

4、在机壳内设计弧形导风道结构，且进风口口径小于出风口的口径，风从叶轮处进入机壳内，通过弧形导风道的弧形引导，可使得整个风道更流畅，气流通过各处冲击减小到最低，降低噪音，提高出风效率。

5、同时，在弧形导风道内设计流线型导风叶片，保证了出风气流平行度更好，减少气流相互间的冲击损失，提高出风效率。

6、叶轮采用聚醚醚酮树脂形成，材料密度相较于现有的铝合金降低了40％，产品重量更轻，满足轻量化的设计要求。

7、将轴承件与转轴设置为一体式结构，能够缓释转轴转动时产生的振动，减少噪音的产生，同时也能减低电机的材料成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种用于毛发护理器具的电机的立体图；

图2为本发明提供的一种用于毛发护理器具的电机采用现有轴承件时的剖面图；

图3为本发明提供的一种用于毛发护理器具的电机中机壳的立体图；

图4为本发明提供的一种用于毛发护理器具的电机中机壳的剖面图；

图5为本发明提供的一种用于毛发护理器具的电机中定子组件的立体图；

图6为本发明提供的一种用于毛发护理器具的电机中定子铁芯的立体图；

图7为本发明提供的一种用于毛发护理器具的电机中采用现有轴承件时的转子组件的立体图；

图8为本发明提供的一种用于毛发护理器具的电机中叶轮的立体图；

图9为本发明提供的一种用于毛发护理器具的电机采用轴承件与转轴为一体结构时的剖面图；

图10为本发明提供的一种用于毛发护理器具的电机中采用轴承件与转轴为一体结构时的转子组件的立体图；

图11为现有技术的电机在距离其50cm处测试的噪音频谱图；

图12为本发明提供的电机在距离其50cm处测试的噪音频谱图。

附图中涉及的附图标记和组成部分说明：

1、机壳；2、定子铁芯；3、骨架；4、绕组；5、转轴；6、轴承件；7、叶轮；8、转子磁环；9、内筒；10、外筒；11、弧形导风通道；12、进风口；13、出风口；14、流线型导风叶片；15、叶片；16、滚珠；17、轴承。

具体实施方式

下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1～图8所示，一种电机，包括机壳1、定子组件和转子组件，定子组件包括定子铁芯2、骨架3和绕组4，转子组件包括转轴5、轴承件6、叶轮7和转子磁环8，叶轮7和转子磁环8固定于转轴5的两端，轴承件6设于叶轮7和转子磁环8之间，定子铁芯2包裹在转子磁环8的外部，且定子铁芯2内设置有多个绕组4，骨架3作为绕组4的支撑设置在定子铁芯2的端部。具体的，轴承件6包括通过弹簧连接两个轴承。

进一步地，为了降低电机的材料成本，同时降低振动噪音，本发明还提供另一种结构，即将轴承件6与转轴5设置成一体式结构。其中，轴承件6包括滚珠16、轴承17，轴承17包括内圈和外圈，轴承17的内圈与转轴5为一体式结构，滚珠16围绕转轴5设置在轴承17的内圈和外圈之间，具体结构可参见图9～10所示。

为了秉持减少风阻，降低噪音的生产设计要求，将机壳1设计为具有内筒9和外筒10的套筒结构，且定子组件和除叶轮7以外的转子组件均置于用作支撑结构的内筒9中，相较于现有技术中电机部分在机壳1内并未被全部包裹的结构，本发明提供的全包裹设计可以有效的减少气流在机壳1内对电机的定子组件、转子组件等部件的冲击，进而降低气流在冲击过程中的风量损失，提高电机的出风效率。

同时，在内筒9与外筒10之间沿机壳1轴向方向形成弧形导风道11，弧形导风道11位于叶轮7处的端口为进风口12，位于定子铁芯处的端口为出风口13，进风口12的口径小于出风口13的口径。弧形导风道11因其内部的弧形面与气流接触，使得整个风道更为流畅，在引导气流通过时可减少气流对机壳1内部的冲击，减少风阻，大大降低噪音。

由于机壳1的套筒结构设计，在位于弧形导风道11进风口12处，内筒9的侧壁上朝外筒10径向延伸有多个流线型导风叶片14。使得气流从进风口12进入后沿流线运动，逐渐形成平行气流，且将流线型导风叶片14与叶轮7之间的间隙控制在0.5～3.5mm，与外筒10侧壁的间隙控制在0.05～0.1mm时，可获得的电机最佳噪音范围和最佳出风效率。

再者，为了达到提高电机效率、减少电磁振动的目的，定子铁芯2采用为6槽结构，内径为6～8mm，外径为17～19mm，冲片之间采用0.4mm直径以下圆铆点叠铆或在定子铁芯外部采用激光焊接固定。配合6槽的定子铁芯2，转子磁环8采用烧结钕铁硼2极磁环或烧结钕铁硼4极磁环，形成6槽2极或6槽4极的电机结构，实现矢量控制。而定子铁芯2采用烧结钕铁硼的磁性材料，是通过粉末冶金工艺，熔炼后的合金制成粉末并在磁场中压制而成，相较于现有的磁性材料，其内部的气隙密度更高，可提高30％及以上，具有体积小、重量轻、磁性强的优点，有效降低了电机体积，减少电机重量，达到轻量化的设计要求。

叶轮7由聚醚醚酮树脂(PEEK)形成，材料密度比铝合金低40％，产品重量更轻，且叶轮7采用的该种材料可使用模具注塑成型，生产效率相对于机械加工可以提高10倍以上，为扩大产能提供有利条件，且该种材料的成本低，从而也进一步降低了电机的生产成本，满足市场对价格的要求。

进一步地，叶轮7采用了17片或者19片叶片的设计，叶片15数量的增多可有效的降低风噪，经过试验所得，本发明提供的电机，在7～8万转的中低速工况时，具有17片叶片或19片叶片的叶轮7所产生的风噪频率保持在大于2万赫兹及以上，是超出人耳感知频率范围的，由此，本发明提供的电机在多种转速的工况下，均可保持较低的噪音。

参见图11～图12所示，针对本发明提供电机和现有电机，选择在不同的距离处对电机的出风口和侧面进行噪音比对，通过数据分析可知，本发明提供的电机噪音明显小于现有电机，能够给用户提供更好的使用体验。

参见下表，下表为本发明与现有技术中的电机参数对比。

参见下表，下表为本发明与现有技术中的电机噪音性能数据对比。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种用于毛发护理器具的电机，包括机壳、定子组件和转子组件，所述定子组件包括定子铁芯、骨架和绕组，所述转子组件包括转轴、轴承件、叶轮和转子磁环，所述叶轮和转子磁环固定于转轴的两端，所述轴承件设于所述叶轮和所述转子磁环之间，所述定子铁芯包裹在所述转子磁环的外部，且定子铁芯内设置有多个绕组，所述骨架作为绕组的支撑设置在定子铁芯的端部，其特征在于：

所述机壳为具有内筒和外筒的套筒结构，且所述定子组件和除叶轮以外的转子组件均置于用作支撑结构的所述内筒中，所述内筒与外筒之间沿机壳轴向方向形成有弧形导风道，所述弧形导风道位于所述叶轮处的端口为进风口，位于所述定子铁芯处的端口为出风口，所述进风口的口径小于所述出风口的口径，所述轴承件与转轴为一体式结构，所述骨架的外端部上设置有端子接口。

2.根据权利要求1所述的一种用于毛发护理器具的电机，其特征在于：所述内筒在位于弧形导风道出风口处的侧壁上朝外筒径向延伸有多个流线型导风叶片。

3.根据权利要求2所述的一种用于毛发护理器具的电机，其特征在于：所述流线型导风叶片的侧边与所述外筒侧壁存在0.05～0.1mm的间隙。

4.根据权利要求2所述的一种用于毛发护理器具的电机，其特征在于：所述叶轮位于所述弧形导风道的进风口处，所述流线型导风叶片的底部与所述叶轮存在0.5～3.5mm的间隙。

5.根据权利要求1所述的一种用于毛发护理器具的电机，其特征在于：所述轴承件包括滚珠、轴承，所述轴承包括内圈和外圈，所述轴承的内圈与所述转轴为一体式结构，所述滚珠围绕转轴设置在轴承的内圈和外圈之间。

6.根据权利要求1所述的一种用于毛发护理器具的电机，其特征在于：所述定子铁芯为6槽结构，内径为6～8mm，外径为17～19mm。

7.根据权利要求1所述的一种用于毛发护理器具的电机，其特征在于：所述转子磁环为烧结钕铁硼2极磁环或烧结钕铁硼4极磁环。

8.根据权利要求1所述的一种用于毛发护理器具的电机，其特征在于：所述叶轮由聚醚醚酮树脂形成，且叶轮具有17个或19个叶片。