CN115459508A - 一种高速电机轴承预压力结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高速电机轴承预压力结构，包括定子组件、转子组件、叶轮及电机壳；其特征在于，该电机进一步包括两个轴承，所述的两个轴承通过轴承安装结构设置于所述的电机内，其中靠近叶轮一端的轴承安装结构设计有止挡部，且该止挡部抵于靠近叶轮一端的轴承外圈；远离叶轮一端的轴承安装结构预留有设置预压力件的空间；该电机进一步包括预压力件，设置于所述的空间内，且该预压力件抵于远离叶轮一端的轴承外圈。本发明通过改变预压力件的位置和安装方式，即调整了轴承轴向游隙，又能够保证轴承的预压力使其受力均衡，避免产生异音，同时延长了轴承以及整个电机的使用寿命。

Description

一种高速电机轴承预压力结构

技术领域

本发明涉及一种高速电机领域，特别是小型或者微型高速电机，尤其是适用于吹风机的小型或者微型高速无刷电机内轴承预压力结构。

背景技术

目前，高速吹风机已经为越来越多的消费者所追求，因此对作为高速吹风机动力部分——高速电机的要求也越来越高。用于吹风机的高速电机，不仅要实现微型、高速及低噪音的目的，如何在高转速下实现电机的稳定性并延长使用寿命，更是技术上需要不断探讨的问题。

高速电机的结构主要包括定子组件、转子组件以及轴承，在转速超过5万转/分的情况下，对其中的轴承的要求较高，需要采用较小的精密轴承，为此对于两个轴承在安装时需要较高的同心度；为实现轴承的高度同心度有方案是将此类高速电机设计加工成“单悬臂”结构，即将两个轴承设置在转子磁体的一侧，如图1所示的申请号为201611140022.3的中国发明专利申请，公开了轴承组件23(包括一对轴承25b、25b)固定在磁体22的一侧，此种结构有利于确保两个轴承一次性完成高精度定位安装，保证两个轴承的同心安装；但是由此也带来了新的问题：在上述一对轴承25b、25b之间，包括用于预加载(即预压)轴承25b、25b外环的弹簧26(或垫圈)。如图2所示，该弹簧26提供L1和L2两个方向的力，目的是调整轴承25a和轴承25b的轴向游隙，使轴承25a的滚珠摩擦a1面，轴承25b的滚珠摩擦b1面；但是由于高速电机的高转速会产生大量的热，因此在电机的一侧需设置有叶轮24带动空气快速流动为电机散热。此种情况下叶轮转动时将产生一个L3方向的力，会导致远离叶轮一侧的轴承25a承受较大的预压力，随着轴承25a滚珠的磨损，轴承25b会失去预压力，进而导致产生异音或为电机带来新的故障或缩短寿命。

现有结构中除上述“单悬臂”结构将轴承设置于转子磁体一侧的设计外，也有设计将轴承分列于转子磁体两侧，同时为了给轴承预压力，是将预压力弹簧或者垫圈等设置于两轴承外侧，如图3所示申请号为201911219908.0的中国发明专利申请，第一轴承90和第二轴承110位于电机转子40两侧，第一波浪垫片130和第二波浪垫片140，分别设置于第一轴承90和第二轴承110外侧为轴承提供预压力，其中第一轴承90位于靠近叶轮20的一侧。此种结构在工作时，叶轮转动产生一个L3方向的力，远离叶轮一侧的垫片140施加一个L2方向的力，而靠近叶轮一侧的垫片130会施加一个与L3相反方向的力L1。亦或如图4所示的申请号为202120281410.3的中国专利申请，两个轴承33分别位于磁环38(即转子磁体)两侧，进一步在两个轴承与磁环38之间，设置有两个金属环39为轴承提供预压力；同样的两个金属环提供一对方向相反的力L1、L2，同时，叶轮30转动时产生一个L3方向的力。

上述种种结构，均是由于在轴承两侧施加的预压力中，存在着与叶轮转动时产生的力相反的、不平衡的力，电机长时间高速运转会导致两个轴承因预压力不平衡加速滚珠磨损，进而产生异音或故障。

发明内容

本发明的目的在于提出一种高速电机轴承预压力结构，以避免上述背景技术中提到的问题，使得两个轴承在全生命周期可以保持平稳均衡的预压力，进而避免产生异音，进一步提高轴承和整个电机的使用寿命。

本发明所采用的技术方案如下：一种高速电机轴承预压力结构，包括定子组件、转子组件、叶轮及电机壳；其特征在于，该电机进一步包括两个轴承，所述的两个轴承通过轴承安装结构设置于所述的电机内，其中靠近叶轮一端的轴承安装结构设计有止挡部，且该止挡部抵于靠近叶轮一端的轴承外圈；远离叶轮一端的轴承安装结构预留有设置预压力件的空间；该电机进一步包括预压力件，设置于所述的空间内，且该预压力件抵于远离叶轮一端的轴承外圈。

其中，该轴承安装结构为轴承安装座，或者为电机壳体内壁限定的孔眼或孔洞。

其中，该止挡部为具有凸出部的台阶状，该凸出部抵于轴承外端面的外圈。

其中，该预压力件为预压力弹簧。

其中，该预压力弹簧一端定位于轴承外端面的外圈，另一端通过卡止结构定位。

其中，该预压力件为预压力垫圈。

其中，该预压力垫圈抵住轴承外端面的外圈。

一种高速电机轴承预压力结构，包括定子组件、转子组件、叶轮及电机壳；其特征在于，该电机进一步包括两个轴承安装座，其中靠近叶轮一端的轴承安装座设计为台阶状；远离叶轮一端的轴承安装座的高度大于轴承高度以预留有设置预压力件的空间；该两个轴承安装座内分别设置有轴承；该电机进一步包括预压力垫圈和预压力弹簧，该预压力垫圈设置于靠近叶轮一端的轴承安装座内，该预压力弹簧设置于所述的空间内。

其中，该预压力垫圈抵住轴承外端面的外圈，该预压力弹簧一端定位于轴承外端面的外圈，且该预压力弹簧的预压力大于该预压力垫圈的预压力。

其中，所述的电机壳为具有风道的筒状结构。

其中，所述的电机壳在长度方向上分为第一壳体和第二壳体两部分，两部分壳体组合后为一个具有风道的筒状结构整体，其中所述的两个轴承安装座与该第一壳体或第二壳体一体成型。

其中，所述的电机壳为壁面上开有安装孔且具有风道的筒状结构主体，该安装孔通过一个与其配合的安装窗封闭后形成完整的筒状结构；其中所述的两个轴承安装座与筒状结构主体一体成型。

本发明的一种高速电机轴承预压力结构，其优点及功效在于：本发明通过改变预压力件的位置和安装方式，即调整了轴承轴向游隙，又能够保证轴承的预压力使其受力均衡，避免产生异音，同时延长了轴承以及整个电机的使用寿命。

附图说明

图1所示为现有技术1的结构示意图

图2所示为现有技术1的受力示意图

图3所示为现有技术2的结构及受力示意图

图4所示为现有技术3的结构及受力示意图

图5所示为本发明实施例1的结构示意图

图6所示为本发明实施例1的局部结构示意图

图7所示为本发明实施例1的受力示意图

图8所示为本发明实施例4的结构示意图

图9所示为本发明实施例5的结构示意图

图中标号如下：

11-定子组件 12-转子组件

121-转子磁体 122-轴

13-叶轮 14a、14b-轴承安装座

15-电机壳 151-第一壳体

152-第二壳体 153-加强导流筋

16-空间 17a、17b-轴承

18-预压力弹簧 19-孔用挡圈

N-内壁

130’-波浪垫片 141-预压力弹簧

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图5、6所示，本发明提供一种高速电机轴承预压力结构，尤其可应用于高速电吹风，包括定子组件11、转子组件12、叶轮13及电机壳15；该定子组件至少包括定子及线圈；该转子组件至少包括转子磁体121和轴122；该电机进一步包括两个轴承安装座14a、14b，分别设置于电机转子组件的转子磁体121两端；其中吹风机高速电机常规零部件具体选型和装配工艺可根据需要进行选择和调整，此处不再赘述。

本实施例中，电机壳15在长度方向上分为两部分，具体为第一壳体151及第二壳体152，两部分壳体组合后为具有风道的圆筒状结构，该圆筒状结构具有内外双层壁面，在该双层壁面之间，均布有加强导流筋153，为使两部分壳体组合后具有内外双层壁面以形成风道，该第一壳体及第二壳体也分别为具有内外双层壁面的结构；其中所述的轴承安装座14a、14b与所述的第一壳体一体成型，两个轴承17a、17b分别置于两个轴承安装座中；转子组件的转子磁体121及定子组件设置于两个轴承安装座之间的空腔内。

本实施例中，靠近叶轮13一端的轴承安装座14a设计为台阶状；远离叶轮13一端的轴承安装座14b的高度大于轴承高度以预留有设置预压力件的空间16；该电机进一步包括预压力件，本实施例中为预压力弹簧18，设置于所述的空间16内，该预压力弹簧18的一端定位于轴承17b外端面的外圈，另一端通过孔用挡圈19定位。可以理解的是，该预压力件也可以为预压力垫圈，抵于轴承外圈以为轴承提供预压力。

如图7所示，由于轴承内圈与轴是紧固连接，上述实施例通过预压力弹簧18为轴承提供一个预压力L1’，以调整轴承的轴向游隙；当L1’作用于轴承17b的外圈时，轴承17b的滚珠沿着a1’面滚珠沟运转，调整了轴承17b的游隙，滚珠与轴承的a1’面紧密接触；由此轴122、轴承17b(远离叶轮一侧)、转子磁体121会将预压力L1’传递给轴承17a(靠近叶轮一侧)，此时由于靠近叶轮一侧的轴承安装座14a内台阶状的结构设计，该台阶的凸出部抵于轴承17a的外端面的外圈使其无法移动，从而使该轴承17a的滚珠沿着该轴承的b1’面滚珠沟运转，进而调整了轴承17a的轴向游隙。同时叶轮13转动时产生一个L3’方向的力，由于该L3’方向的力与预压力L1’方向相同，可以很好的保证轴承17a、17b的预压力，解决了背景技术中提到的问题。

实施例2

作为本发明的另一种结构形式，所述的预压力件可以为预压力垫圈。

实施例3

作为本发明的另一种结构方式，与实施例1、2的区别在于该电机壳可以为壁面上开有安装孔且具有风道的圆筒状结构主体，该安装孔通过一个与其配合的安装窗封闭后形成完整的筒状结构；该圆筒状结构具有内外双层壁面，在该双层壁面之间，均布有加强导流筋。该安装孔对应的圆筒状壳体内部为可容置电机定子组件和转子组件的空腔；述的两个轴承安装座与筒状结构主体一体成型。

实施例4

如图8所示，作为本发明的另一种结构形式，一种高速电机轴承预压力结构，尤其可应用于高速电吹风，可包括定子组件、转子组件、叶轮及电机壳；该定子组件至少包括定子及线圈(为高速电机常规零部件，故图中未具体示出)；该转子组件至少包括转子磁体和轴；其中吹风机高速电机常规零部件具体选型和装配工艺可根据需要进行选择和调整，此处不再赘述。

本实施例中，电机的内壁N限定孔眼，用于支撑转子组件，该转子组件包括转子磁体121，及位于该转子磁体121同侧的两个轴承17a、17b，两个轴承定位于内壁N限定的孔眼中，其中，靠近叶轮一侧的轴承17a的外端面抵于轴承安装结构(可为轴承安装座，或者电机的内壁内壁N设置的止挡部，如图8)，远离叶轮一侧的轴承17b的外端面通过设置一预压力弹簧18提供预压力，该预压力弹簧进一步通过孔用挡圈19或其他卡止结构定位。

实施例5

如图9所示，作为本发明的另一种结构形式，一种高速电机轴承预压力结构，尤其可应用于高速电吹风，可包括定子组件、转子组件、叶轮及电机壳；该定子组件至少包括定子及线圈(为高速电机常规零部件，故图中未具体示出)；该转子组件至少包括转子磁体和轴；其中吹风机高速电机常规零部件具体选型和装配工艺可根据需要进行选择和调整，此处不再赘述。

与实施例1的不同之处在于，该电机的两个轴承安装座并非一体成型，两个轴承及其安装结构，可分别单独设置电机壳体或端盖的相应位置，此为相关技术领域人员根据需要自行实现。在本实施例中，在个轴承的外端面与其安装结构之间，均设置有预压力件，特征在于，远离叶轮一端的轴承安装结构内的预压力件为预压力弹簧141，靠近叶轮一端的轴承安装结构内的预压力件为预压力垫圈，本实施例中为波浪垫片130’，该预压力弹簧141及波浪垫片130’均抵于对应轴承的外圈，且该预压力弹簧141的预压力要远大于波浪垫片130’的预压力，使二者之差的方向与叶轮转动所产生的力的方向相同。

需要说明的是，本发明所提出的高速电机轴承预压力结构，可应用于电吹风、无叶风扇、负压吸尘器、干手器、卫浴干燥等相关领域；本申请所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前、后、内、外、侧面等，仅是参考附图的方向。在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。同时，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明的各实施方式中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以上各实施方式的种种变化和修改，也可以在不脱离由本发明权利要求所限定的保护范围的情况下被做出和实现。

Claims (10)

1.一种高速电机轴承预压力结构，包括定子组件、转子组件、叶轮及电机壳；其特征在于，该电机进一步包括两个轴承，所述的两个轴承通过轴承安装结构设置于所述电机内，其中靠近叶轮一端的轴承安装结构设计有止挡部，且该止挡部抵于该靠近叶轮一端的轴承外圈，远离叶轮一端的轴承安装结构预留有设置预压力件的空间；该电机进一步包括预压力件，设置于所述的空间内，且该预压力件抵于远离叶轮一端的轴承外圈。

2.根据权利要求1所述的一种高速电机轴承预压力结构，其特征在于：其中，该轴承安装结构为轴承安装座，或者为电机壳体内壁限定的孔眼或孔洞。

3.根据权利要求1所述的一种高速电机轴承预压力结构，其特征在于：其中，该止挡部为具有凸出部的台阶状，该凸出部抵于轴承外端面的外圈。

4.根据权利要求1所述的一种高速电机轴承预压力结构，其特征在于：该预压力件为预压力弹簧。

5.根据权利要求4所述的一种高速电机轴承预压力结构，其特征在于：该预压力弹簧一端定位于轴承外端面的外圈，另一端通过卡止结构定位。

6.根据权利要求1所述的一种高速电机轴承预压力结构，其特征在于：该预压力件为预压力垫圈。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种高速电机轴承预压力结构，其特征在于：所述的电机壳为具有风道的筒状结构。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的一种高速电机轴承预压力结构，其特征在于：所述的电机壳在长度方向上分为第一壳体和第二壳体两部分，两部分壳体组合后为一个具有风道的筒状结构整体，其中所述的两个轴承安装座与该第一壳体或第二壳体一体成型。

9.根据权利要求1-6任意一项所述的一种高速电机轴承预压力结构，其特征在于：所述的电机壳为壁面上开有安装孔且具有风道的筒状结构主体，该安装孔通过一个与其配合的安装窗封闭后形成完整的筒状结构；其中所述的两个轴承安装座与筒状结构主体一体成型。

10.一种高速电机轴承预压力结构，包括定子组件、转子组件、叶轮及电机壳；其特征在于，该电机进一步包括两个轴承安装结构，其中靠近叶轮一端的轴承安装结构设计有止挡部；远离叶轮一端的轴承安装结构预留有设置预压力件的空间；该两个轴承安装结构内分别设置有轴承；该电机进一步包括预压力垫圈和预压力弹簧，该预压力垫圈设置于靠近叶轮一端的轴承安装结构内，且该预压力垫圈抵于轴承外圈，该预压力弹簧设置于所述的空间内，该预压力垫圈抵于轴承外圈，且该预压力弹簧的预压力大于该预压力垫圈的预压力。

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