CN116455117A - 一种高效防水电机结构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高效防水电机结构，涉及电机的领域，包括机壳、定子组件、转子组件、叶轮和冷却风叶，定子组件和转子组件设置于机壳内侧，机壳的一端设有端盖，端盖罩设有主风罩，主风罩与端盖之间形成用于容纳叶轮的风腔，转子组件具有转轴，转轴的一端穿出端盖，且与叶轮连接固定；转轴套设有异形垫片，异形垫片位于叶轮与端盖之间，异形垫片套设于转轴，异形垫片靠近端盖的一侧凸出设置有多个环状凸起，环状凸起同心设置，端盖设有与环状凸起适配的环形槽；转轴套设有隔水密封垫圈，端盖设有用于安装隔水密封垫圈的安装槽，隔水密封垫圈的内周面抵接转轴的外周面。本申请能够提高干湿两用吸尘器的电机在潮湿或有水区域中使用时的防水性能。

Description

一种高效防水电机结构

技术领域

本申请涉及电机的领域，尤其是涉及一种高效防水电机结构。

背景技术

家用吸尘器常用的电机主要有交流有刷串励电机和直流无刷电机。干湿两用吸尘器中使用的直流无刷电机在使用过程中，电机线圈通电发热，需要冷却气流对电机线圈通风冷却，干湿两用电机为避免电机吸入的气流中携带的水分影响电机绕组，通过设置专门的冷却风叶，使电机工作时通过专门的冷却风叶形成独立的气流对电机绕组进行冷却。然而目前干湿两用电机的密封防水性能不甚理想，使得干湿两用吸尘器较难以适应潮湿或有水区域的吸尘工作。

发明内容

为了提高干湿两用吸尘器的电机在潮湿或有水区域中使用时的防水性能，本申请提供一种高效防水电机结构。

本申请提供的一种高效防水电机结构采用如下的技术方案：

一种高效防水电机结构，包括机壳、定子组件、转子组件、叶轮和冷却风叶，所述定子组件和所述转子组件均设置于所述机壳内侧，所述机壳的一端设有端盖，所述端盖罩设有主风罩，所述主风罩与所述端盖之间形成用于容纳所述叶轮的风腔，所述转子组件具有转轴，所述转轴的一端穿出所述端盖，且与所述叶轮连接固定；所述转轴套设有异形垫片，所述异形垫片位于所述叶轮与所述端盖之间，所述异形垫片套设于所述转轴，所述异形垫片靠近所述端盖的一侧凸出设置有多个环状凸起，多个所述环状凸起同心设置，所述端盖设有多个与所述环状凸起适配的环形槽；所述转轴套设有隔水密封垫圈，所述端盖设有用于安装所述隔水密封垫圈的安装槽，所述隔水密封垫圈的内周面抵接所述转轴的外周面。

通过采用上述技术方案，电机工作时，转轴带动叶轮旋转，以形成经过风腔的气流，气流进入风腔后，使风腔内的气压升高，风腔内的风压大于机壳内侧的压强，而且由于转轴与端盖之间具有配合间隙，使风腔内的气流产生向机壳内流动的趋势，风腔内的气流进入机壳内侧先需要经过异形垫片与端盖之间的缝隙，然后经过转轴与隔水密封垫圈之间的配合间隙；在此情况下，由于本申请中异形垫片的环状凸起与端盖的环形凹槽配合，使异形垫片与端盖之间形成曲折的缝隙，使风腔内的气流较难以通过异形垫片与端盖之间的缝隙，再者转轴与端盖之间通过隔水密封垫圈密封，也有助于阻挡鞋带水分的气流进入机壳内侧，从而减少气流中的水分进入机壳内侧，使电机能够较好适应潮湿、有水的使用环境。

可选的，所述异形垫片的两个所述环状凸起部位的表面均设有蜡质密封层。

通过采用上述技术方案，异形垫片需要转轴随转轴旋转，异形垫片代替叶轮与隔水密封垫圈，使叶轮受到保护。异形垫片的环状凸起需要与对应的环形凹槽之间保持一定的配合间隙，通过在异形垫片的表面设置蜡质密封层，使蜡质密封层阻塞环状凸起与环形凹槽之间的配合间隙，由于蜡质密封层具有疏水性，有利于进一步阻碍气流中的水汽通过环状凸起与环形凹槽之间的配合间隙；同时，蜡质密封层具有润滑作用，能够减少环状凸起与环形凹槽之间的摩擦作用。

可选的，所述环状凸起设置有两个，其中位于外围的所述环状凸起定义为外环状凸起，所述外环状凸起的外周面设置锥面，所述外环状凸起的外径沿远离所述异形垫片的方向逐渐增大。

通过采用上述技术方案，外环状凸起的外周面设置为倾斜朝向异形垫片的锥面，当外环状凸起旋转时，附着在外环状凸起外周面的蜡质密封层的蜡质磨损剥落后，由于离心作用，会产生沿外环状凸起外周面流向外环形槽槽底的运动，从而使剥落的蜡质保留在外环形槽内，减少蜡质的流失。

可选的，两个所述环形槽中对应所述外环状凸起的定义为外环形槽；所述外环形槽内设有第一补偿环，所述第一补偿环的外周面与所述外环形槽的内凹壁过盈配合，所述第一补偿环的内周面与所述外环状凸起的外周面适配。

通过采用上述技术方案，通过在外环形槽内设置第一补偿环，使外环状凸起难以脱出外环形槽，从而有利于使异形垫片与端盖之间沿转轴轴向的相对位置保持稳定。另一方面，通过设置第一补偿环，能够减少外环状凸起与外环形槽之间的配合间隙。

可选的，所述第一补偿环沿轴向的尺寸小于所述外环形槽的深度；所述第一补偿环其中一端的端面与所述端盖靠近所述叶轮的表面保持齐平。

通过采用上述技术方案，当第一补偿环与外环形槽配合时，第一补偿环与外环形槽的槽底之间留有间距余量，使第一补偿环与外环形槽的槽底之间形成槽状的间隙，第一补偿环与外环形槽之间的槽状间隙能够容纳剥落的蜡质密封层，以尽量保留蜡质密封层的蜡质。

可选的，所述转轴套设有端面密封组件，所述端面密封组件位于所述隔水密封垫与所述异形垫片之间，所述端面密封组件包括动密封环和静密封环，所述动密封环包括沿轴向叠合设置的动环橡胶主体和动环片，所述动环橡胶主体远离所述动环片的端面抵接所述异形垫片；所述静密封环包括沿轴向叠合设置的静环橡胶主体和静环片，所述静环片与所述动环片互相抵接，所述静环片与所述动环片的相对侧的表面均为光滑面。

隔水密封垫圈虽然能够对转轴与端盖之间发挥密封作用，但是由于转轴需要高速旋转，因此转轴与隔水密封垫圈之间难免存在配合间隙；通过采用上述技术方案，端面密封组件位于隔水密封垫圈与异形垫片之间，端面密封组件受压时，静环橡胶主体和动环橡胶主体发生弹性变形，使静环片与动环片之间紧密贴合，从而使端面密封组件实现端面密封，当气流从异形垫片与端盖之间的间隙流向转轴与隔水密封垫圈之间的间隙时，受到端面密封组件的阻碍作用，从而有利于进一步提高电机的密封作用。

可选的，所述动环橡胶主体内部预埋设置有环形弹簧骨架，所述环形弹簧骨架为螺旋弹簧，所述环形弹簧骨架沿所述动环橡胶主体的周向螺旋延伸设置。

通过采用上述技术方案，静环橡胶主体和动环橡胶主体发生弹性变形时，位于动环橡胶主体内的螺旋弹簧能够支撑动环橡胶主体，减少动环橡胶主体受压变形过度的情况。动环橡胶主体需要随叶轮旋转，由于叶轮的加工精度和配合精度的影响，使叶轮旋转时难免对动环橡胶主体形成动态的挤压作用，通过在动环橡胶主体设置环形弹簧骨架，有利于保护动环橡胶主体。

可选的，所述环形弹簧骨架穿设有塑形金属丝，所述塑形金属丝用于使所述环形弹簧骨架保持环形。

通过采用上述技术方案，环形弹簧骨架需要通过预埋注塑的方式包裹在动环橡胶主体内部，环形弹簧骨架弯曲成环形状态后，再通过塑形金属丝使环形弹簧骨架保持良好的圆周度，从而有利于使环形弹簧骨架对动环橡胶主体形成均匀的支撑作用。

可选的，所述隔水密封垫圈靠近所述异形垫片的一端设有环形凸台，所述环形凸台的直径小于所述隔水密封垫圈主体部位的直径，所述环形凸台与所述隔水密封垫圈的主体部位之间形成台肩；所述安装槽的槽口朝向所述机壳的内侧，所述安装槽的槽底开设有贯通设置的避让孔，所述避让孔的内径小于所述安装槽的内径，所述避让孔用于避让所述环形凸台和所述转轴。

通过采用上述技术方案，安装槽的槽口朝向机壳的内侧，隔水密封垫圈安装时，从机壳内侧放入安装槽内，隔水密封垫圈安装时，隔水密封垫圈的外周面与安装槽的内周壁配合，隔水密封垫圈的环形凸台进入避让孔内，由于避让孔的内径小于安装槽的内径，使避让孔的内周面与安装槽之间留有尺寸余量，使安装槽的槽底能够遮蔽隔水密封垫圈与安装槽之间的配合间隙。

可选的，所述端面密封组件位于所述避让孔内侧。

通过采用上述技术方案，避让孔能够避让端面密封组件，使异形垫片与端盖之间无须保留过多的间隙以容纳端面密封组件，从而使异形垫片能够尽量靠近端盖，进而有利于尽量减小异形垫片与端盖之间的间隙。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.由于本申请中异形垫片的环状凸起与端盖的环形凹槽配合，使异形垫片与端盖之间形成曲折的缝隙，使风腔内的气流较难以通过异形垫片与端盖之间的缝隙，再者转轴与端盖之间通过隔水密封垫圈密封，也有助于阻挡鞋带水分的气流进入机壳内侧，从而减少气流中的水分进入机壳内侧，使电机能够较好适应潮湿、有水的使用环境。

2.通过在异形垫片的表面设置蜡质密封层，使蜡质密封层阻塞环状凸起与环形凹槽之间的配合间隙，由于蜡质密封层具有疏水性，有利于进一步阻碍气流中的水汽通过环状凸起与环形凹槽之间的配合间隙；同时，蜡质密封层具有润滑作用，能够减少环状凸起与环形凹槽之间的摩擦作用。

附图说明

图1是实施例1的电机结构的剖视图。

图2是图1中A处的局部放大视图。

图3是实施例1的电机结构的斜测图。

图4是实施例2用于体现异形垫片的安装状态的示意图。

图5是实施例3用于端面密封组件的安装状态的示意图。

图6是图5中B处的局部放大视图。

附图标记说明：

1、机壳；11、端壁；111、内冷却风口；2、定子组件；3、转子组件；31、转轴；311、螺柱段；312、限位阶梯面；32、轴承；4、叶轮；5、端盖；51、安装槽；511、避让孔；52、出风间隙；53、环形槽；531、外环形槽；532、内环形槽；533、第一补偿环；6、主风罩；61、风腔；62、进风口；63、出风口；7、端面密封组件；71、动密封环；711、动环橡胶主体；712、动环片；713、环形弹簧骨架；714、塑形金属丝；72、静密封环；721、静环橡胶主体；722、静环片；8、隔水密封垫圈；81、环形凸台；9、异形垫片；91、环状凸起；911、外环状凸起；912、内环状凸起；92、蜡质密封层；10、冷却风罩；101、外冷却风口；20、螺帽；30、垫片；40、冷却风叶。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

实施例1

本申请实施例公开一种高效防水电机结构。参照图1、图2和图3，高效防水电机结构包括机壳1、定子组件2、转子组件3和叶轮4，定子组件2和转子组件3均设置于机壳1内侧，机壳1的一端设有端盖5，机壳1远离端盖5的一端具有端壁11，端盖5罩设有主风罩6，机壳1远离端盖5的一端设有冷却风罩10，主风罩6与端盖5之间形成风腔61，冷却风罩10的中间部位开设有进风口62，冷却风罩10的周侧开设有多个出风口63；转子组件3具有转轴31，转轴31的一端穿出端盖5，且与叶轮4连接固定，叶轮4位于风腔61内；转轴31的一端通过轴承32与端盖5转动连接，转轴31的另一端通过轴承32与机壳1的端壁11转动连接；转轴31还设有冷却风叶40，冷却风叶40位于端盖5内侧，机壳1的端壁11设有内冷却风口111，冷却风罩10设有外冷却风口101，端盖5与机壳1之间形成出风间隙52。

电机运行时，转轴31同时带动叶轮4和冷却风叶40旋转，叶轮4旋转形成通过风腔61的气流，叶轮4形成的气流从进风口62进入，并从各出风口63流出；冷却风叶40旋转形成冷却气流，冷却气流依次经外冷却口、内冷却口进入机壳1内侧，并从出风间隙52流出，冷却气流经过定子组件2和转子组件3，对定子组件2和转子组件3进行降温。

参照图1和图2，转轴31套设有隔水密封垫圈8，隔水密封垫圈8为铁氟龙材质，端盖5设有安装槽51，安装槽51的槽口朝向机壳1的内侧，隔水密封垫圈8与安装槽51过盈配合，隔水密封垫圈8的内周面抵接转轴31的外周面。安装槽51同时作为轴承32室，转轴31的其中一个轴承32安装在安装槽51内，位于安装槽51内的轴承32与隔水密封垫圈8抵接。

叶轮4和冷却风叶40分别生成气流，叶轮4作为电机的主要工作部件，使叶轮4生成的气流压力大于冷却风叶40生成的冷却气流的压力，使风腔61内的气流具有经转轴31与端盖5之间的间隙流向机壳1内侧的趋势。隔水密封垫能够密封转轴31与端盖5之间的配合间隙，阻碍风腔61内的气流进入机壳1内侧，从而减少叶轮4生成的气流中的水分进入机壳1内侧。

参照图2，隔水密封垫圈8靠近异形垫片9的一端设有环形凸台81，环形凸台81的直径小于隔水密封垫圈8主体部位的直径，环形凸台81与隔水密封垫圈8的主体部位之间形成台肩；安装槽51的槽底开设有贯通设置的避让孔511，避让孔511的内径小于安装槽51的内径，避让孔511用于避让环形凸台81和转轴31。

参照图2，转轴31为阶梯轴，转轴31穿出端盖5的一端设有螺柱段311，叶轮4套设于转轴31的螺柱段311，转轴31靠近螺柱段311的部位限位阶梯面312；螺柱段311套设有垫片30和异形垫片9，垫片30和异形垫片9分别位于叶轮4的两侧，其中异形垫片9抵接限位阶梯面312，转轴31套设有转轴31通过外螺纹连接有螺帽20，螺帽20锁紧时，与限位阶梯面312共同夹紧叶轮4、垫片30和异形垫片9。

参照图2，异形垫片9靠近端盖5的一侧凸出设置有两个环状凸起91，两个环状凸起91同心设置，端盖5设有两个与环状凸起91适配的环形槽53。由于异形垫片9需要随叶轮4旋转，因此异形垫片9的两个环状凸起91需要与两个对应的环形槽53之间间隙配合。

叶轮4产生的气流进入机壳1内侧先需要经过异形垫片9与端盖5之间的缝隙，然后经过转轴31与隔水密封垫圈8之间的配合间隙；异形垫片9的两个环状凸起91与两个环形槽53之间形成曲折的路径，使风腔61内的气流难以通过异形垫片9与端盖5之间的间隙，以进一步减少风腔61的气流经过转轴31与隔水密封垫圈8之间的配合间隙。在隔水密封垫圈8和异形垫片9的共同作用下，使机壳1与转轴31之间的连接部位得到较好的密封作用，使电机能够较好适应潮湿、有水的使用环境。

实施例2

参照图4，本实施例与实施例1的不同之处在于：本实施例中在异形垫片9的两个环状凸起91部位的表面均设置有蜡质密封层92。蜡质密封层92占据环状凸起91与对应的环形槽53之间的间隙，并且蜡质密封层92具有疏水性，能够进一步阻碍气流中的水分通过。同时蜡质密封层92具有润滑性，能够减少环状凸起91与对应的环形槽53之间的摩擦作用。

两个环状凸起91中，位于外围的环状凸起91定义为外环状凸起911，位于内侧的环状凸起91定义为内环状凸起912，两个环形槽53分别定义为外环形槽531和内环形槽532，外环形槽531与外环状凸起911对应，内环形槽532与内环状凸起912对应。

外环状凸起911的外周面设置为锥面，外环状凸起911的外径沿远离异形垫片9的方向逐渐增大。附着在环状凸起91表面的蜡质密封层92难免出现蜡质剥落的情况，当外环状凸起911旋转时，由于离心作用，会产生沿外环状凸起911外周面流向外环形槽531槽底的运动，从而使剥落的蜡质尽量保留在外环形槽531内。

外环形槽531内设有第一补偿环533，第一补偿环533的外周面与外环形槽531的内凹壁过盈配合，第一补偿环533的内周面与外环状凸起911的外周面适配，以减少外环状凸起911与外环形槽531之间的间隙，第一补偿环533能够对外环状凸起911形成限位作用，使外环状凸起911与外环形槽531之间不易产生沿转轴31轴向的相对位移。

第一补偿环533沿轴向的尺寸小于外环形槽531的深度，第一补偿环533远离外环形槽531槽底的端面与端盖5靠近叶轮4的表面保持齐平，第一补偿环533与外环形槽531的槽底之间形成槽状间隙，槽状间隙能够外环状凸起911表面剥落的蜡质。

实施例3

参照图5和图6，本实施例与实施例1的不同之处在于：转轴31套设有端面密封组件7，端面密封组件7位于隔水密封垫与异形垫片9之间，并且位于避让孔511内侧。端面密封组件7包括动密封环71和静密封环72，动密封环71包括沿轴向叠合设置的动环橡胶主体711和动环片712，动环橡胶主体711远离动环片712的端面抵接异形垫片9；静密封环72包括沿轴向叠合设置的静环橡胶主体721和静环片722，静环片722与动环片712互相抵接，静环片722与动环片712的相对侧的表面均为光滑面，静环片722和动环片712的材料可以是陶瓷或硬质合金。

当螺帽20锁紧时，螺帽20迫使端面密封的动环橡胶主体711和静环橡胶主体721发生弹性变形，使动环片712与静环片722之间紧密贴合，从而使端面密封组件7形成端面密封作用，端面密封组件7能够密封转轴31与隔水密封垫圈8之间的配合间隙，以进一步减少风腔61中的气流进入机壳1内侧。

参照图6，动环橡胶主体711内部通过注塑预埋的方式设置有环形弹簧骨架713，环形弹簧骨架713为螺旋弹簧，环形弹簧骨架713沿动环橡胶主体711的周向螺旋延伸设置。环形弹簧骨架713能够支撑动环橡胶主体711，减少动环橡胶主体711出现过度受压变形的情况。

为使环形弹簧骨架713保持圆周度，在环形弹簧骨架713穿设有塑形金属丝714，金属丝可以是钢丝或铜丝等，塑形金属丝714能够使环形弹簧骨架713保持较高的圆周度，从而有利于使环形弹簧骨架713对动环橡胶主体711的支撑作用较为均匀。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效防水电机结构，其特征在于：包括机壳（1）、定子组件（2）、转子组件（3）、叶轮（4）和冷却风叶（40），所述定子组件（2）和所述转子组件（3）均设置于所述机壳（1）内侧，所述机壳（1）的一端设有端盖（5），所述端盖（5）罩设有主风罩（6），所述主风罩（6）与所述端盖（5）之间形成用于容纳所述叶轮（4）的风腔（61），所述转子组件（3）具有转轴（31），所述转轴（31）的一端穿出所述端盖（5），且与所述叶轮（4）连接固定；所述转轴（31）套设有异形垫片（9），所述异形垫片（9）位于所述叶轮（4）与所述端盖（5）之间，所述异形垫片（9）套设于所述转轴（31），所述异形垫片（9）靠近所述端盖（5）的一侧凸出设置有多个环状凸起（91），多个所述环状凸起（91）同心设置，所述端盖（5）设有多个与所述环状凸起（91）适配的环形槽（53）；所述转轴（31）套设有隔水密封垫圈（8），所述端盖（5）设有用于安装所述隔水密封垫圈（8）的安装槽（51），所述隔水密封垫圈（8）的内周面抵接所述转轴（31）的外周面。

2.根据权利要求1所述的一种高效防水电机结构，其特征在于：所述异形垫片（9）的两个所述环状凸起（91）部位的表面均设有蜡质密封层（92）。

3.根据权利要求2所述的一种高效防水电机结构，其特征在于：所述环状凸起（91）设置有两个，其中位于外围的所述环状凸起（91）定义为外环状凸起（911），所述外环状凸起（911）的外周面设置锥面，所述外环状凸起（911）的外径沿远离所述异形垫片（9）的方向逐渐增大。

4.根据权利要求3所述的一种高效防水电机结构，其特征在于：两个所述环形槽（53）中对应所述外环状凸起（911）的定义为外环形槽（531）；所述外环形槽（531）内设有第一补偿环（533），所述第一补偿环（533）的外周面与所述外环形槽（531）的内凹壁过盈配合，所述第一补偿环（533）的内周面与所述外环状凸起（911）的外周面适配。

5.根据权利要求4所述的一种高效防水电机结构，其特征在于：所述第一补偿环（533）沿轴向的尺寸小于所述外环形槽（531）的深度；所述第一补偿环（533）其中一端的端面与所述端盖（5）靠近所述叶轮（4）的表面保持齐平。

6.根据权利要求1所述的一种高效防水电机结构，其特征在于：所述转轴（31）套设有端面密封组件（7），所述端面密封组件（7）位于所述隔水密封垫与所述异形垫片（9）之间，所述端面密封组件（7）包括动密封环（71）和静密封环（72），所述动密封环（71）包括沿轴向叠合设置的动环橡胶主体（711）和动环片（712），所述动环橡胶主体（711）远离所述动环片（712）的端面抵接所述异形垫片（9）；所述静密封环（72）包括沿轴向叠合设置的静环橡胶主体（721）和静环片（722），所述静环片（722）与所述动环片（712）互相抵接，所述静环片（722）与所述动环片（712）的相对侧的表面均为光滑面。

7.根据权利要求6所述的一种高效防水电机结构，其特征在于：所述动环橡胶主体（711）内部预埋设置有环形弹簧骨架（713），所述环形弹簧骨架（713）为螺旋弹簧，所述环形弹簧骨架（713）沿所述动环橡胶主体（711）的周向螺旋延伸设置。

8.根据权利要求7所述的一种高效防水电机结构，其特征在于：所述环形弹簧骨架（713）穿设有塑形金属丝（714），所述塑形金属丝（714）用于使所述环形弹簧骨架（713）保持环形。

9.根据权利要求6所述的一种高效防水电机结构，其特征在于：所述隔水密封垫圈（8）靠近所述异形垫片（9）的一端设有环形凸台（81），所述环形凸台（81）的直径小于所述隔水密封垫圈（8）主体部位的直径，所述环形凸台（81）与所述隔水密封垫圈（8）的主体部位之间形成台肩；所述安装槽（51）的槽口朝向所述机壳（1）的内侧，所述安装槽（51）的槽底开设有贯通设置的避让孔（511），所述避让孔（511）的内径小于所述安装槽（51）的内径，所述避让孔（511）用于避让所述环形凸台（81）和所述转轴（31）。

10.根据权利要求9所述的一种高效防水电机结构，其特征在于：所述端面密封组件（7）位于所述避让孔（511）内侧。