CN211924535U - 双挑轴承结构的小型高速直流风机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双挑轴承结构的小型高速直流风机，包括风筒组件，风筒组件内设有转子组件(1)和定子组件(2)，风筒组件的入风端设有与转子组件(1)连接的叶轮(3)；所述风筒组件包括风筒本体(4)和支架体(5)，风筒本体(4)内的入风端设有第一轴承室(41)，支架体(5)连接在风筒本体(4)的出风一端；所述支架体(5)包括与风筒本体(4)等径的环身(51)，环身(51)的中心轴线上设有第二轴承室(52)，第二轴承室(52)和环身(51)之间经若干根横梁(53)连接。本实用新型具有运行时的稳定性高、产品品控好，不良率低、使用寿命较长的优点。

Description

双挑轴承结构的小型高速直流风机

技术领域

本实用新型涉及一种直流风机，特别是一种双挑轴承结构的小型高速直流风机。

背景技术

小型高速直流无刷电机正以势如破竹的态势打开吹风机的市场。其高转速、低功率、大风量等许多优势也是碾压以往的95％以上吹风机电机，而其高达100000RPM的超高转速主要倚仗的便是其转子组件，转子组件具体包括了转轴、轴承、磁钢等多个零部件，常规采用两个轴承来支撑转子，轴承一侧为叶轮，轴承另一侧为磁钢，两个轴承之间的间距较短，给予转轴的支撑效果较差，会降低风机运行的稳定性，目前在风机整体的设计中，普遍不会为两个轴承单独设计轴承安装室，轴承粘接在定子骨架或风筒的内筒壁上，对粘接的牢度要求较高。

虽然这种形式的转子组件是目前吹风机电机中普遍所采用的，但目前国内能自主供应风机转子组件的企业还是寥寥无几，多采用外购转子组件的方式，导致转子组件的成本过于高昂，外购的转子组件由于无需自行组装，容易在运输或存放的过程中出现瑕疵，组件品质也难以把控，产品的一致性比较差，拉高了成品风机的不合格率，极大的增加了生产成本。

小型高速直流风机在现有转子组件的框架下难有新的创新，目前，当风机转速高达100000RPM及以上时，常规的转子组件轴承支撑力度差，导致风机高速运行时的稳定性低，运行过程中外壳容易振动出现麻手的不良体验，在这种高转速的运行环境下，转子组件的使用寿命也不高。另外，转子组件结构形式的单一也会限定风机其它方面的发展，转子组件需要装配在风筒的中心轴线上，因此，转子组件的形状可以说在一定程度上决定了定子组件的安装位置、定子组件的形状以及风筒的形状，这也是小型直流风机发展至今在尺寸上难再有突破的一大原因。

因此，现有的小型高速直流风机存在风机运行的稳定性较低、产品品控较差，不良率高、使用寿命较短的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种双挑轴承结构的小型高速直流风机。它具有运行时的稳定性高、产品品控好，不良率低、使用寿命较长的优点。

本实用新型的技术方案：双挑轴承结构的小型高速直流风机，包括风筒组件，风筒组件内设有转子组件和定子组件，风筒组件的入风端设有与转子组件连接的叶轮；所述风筒组件包括风筒本体和支架体，风筒本体内的入风端设有第一轴承室，支架体连接在风筒本体的出风一端；所述支架体包括与风筒本体等径的环身，环身的中心轴线上设有第二轴承室，第二轴承室和环身之间经若干根横梁连接。

前述的双挑轴承结构的小型高速直流风机中，所述横梁连接第二轴承室的外壁和环身的内壁，环身内壁与横梁的连接处设有第一凸耳，第一凸耳上设有贯通的螺孔，风筒本体与支架体连接端的内壁上设有与第一凸耳一一对应的第二凸耳，第二凸耳上设有螺孔；所述环身的厚度为4.5-10.5mm。

前述的双挑轴承结构的小型高速直流风机中，所述支架体与风筒本体同轴连接，两者的连接处为沉槽配合的结构，支架体端面设有沉槽的内凹，风筒本体端面设有沉槽的外凸；所述第一凸耳与内凹的内端面相齐平，第二凸耳与外凸的外端面相齐平。

前述的双挑轴承结构的小型高速直流风机中，所述横梁的数量为三根。

前述的双挑轴承结构的小型高速直流风机中，所述风筒本体包括筒身，筒身内设有筒状的定子组件安装室，定子组件安装室的外壁与筒身的内壁之间沿空气轴流方向设置有若干片环形分布的轴向导叶；所述定子组件安装室的筒壁上设有若干条卡缝。

前述的双挑轴承结构的小型高速直流风机中，所述定子组件包括三组呈环形排列的骨架单体，每组骨架单体由上骨架和下骨架插接而成，上骨架和下骨架之间嵌有铁芯单体，铁芯单体上设有可嵌入卡缝的凸棱。

前述的双挑轴承结构的小型高速直流风机中，所述定子组件安装室包裹住铁芯单体在轴向上的60％以上的长度。

前述的双挑轴承结构的小型高速直流风机中，所述上骨架的端面上设有插针孔，插针孔内设有插针，插针与横梁在风筒组件的轴向错位布置。

前述的双挑轴承结构的小型高速直流风机中，所述转子组件包括转轴，转轴上沿风机入流方向依次设有第一轴承、磁钢和第二轴承，所述第一轴承装配在第一轴承室内，第二轴承装配在第二轴承室内。

前述的双挑轴承结构的小型高速直流风机中，所述第一轴承室向外凸出，叶轮的轮毂包裹住第一轴承室。

与现有技术相比，本实用新型对风机的外壳体进行了新的设计，在常规风筒本体的基础上增设了一个与风筒本体对接的支架体，其中，风筒本体的入风端以及支架体上(相当于风筒本体的出风端)均设有一个轴承安装室，用于安装转子组件上的两个轴承，也即转子组件上两个轴承之间的距离做到最大化，给予转轴更好的支撑，提高了风机运行时的稳定性，而转子组件上的两个轴承均有特制的轴承室也使得轴承的安装可以更为便捷的定位，安装后其位置不易因风机的使用而出现太大的变化，使用寿命得以延长。

本实用新型支架体具体的形状为三爪式，提升结构稳定性；支架体与风筒本体之间采用沉槽配合，并用螺栓锁定，可以更好地保障两个轴承室的同心度；本实用新型还对风筒本体内部包裹定子组件部分进行了形状设计，控制腔内同心度及垂直度，包裹住60％以上的定子铁芯高度，保证了定子组件与转子组件的同心度，降低风机运行振动，使用寿命较长。

另外，本实用新型靠近叶轮的轴承室向叶轮所在方位凸出，对叶轮的轮毂进行了新的设计，使其包裹住轴承室，有效减短了风机的长度，风机的定子组件以及转子组件的磁钢置于更靠近风机进风端的位置，可以有效缓解风机运行过程中整机机壳产生振动而出现麻手的不良体验，降低了风机运行噪音。

由于本实用新型风机的外壳体为风筒本体与支架体的分体式结构，两大结构各带一个轴承室，转子组件的轴承可以更加便捷地进行定位与装配，企业无需去采购价格更高的整装好的转子组件，可以分开采购零部件并实现转子组件的分步安装，先将轴承置于对应轴承室粘接再安装转轴，降低了生产的总成本，风机实现全部自组装后也有助于产品品控的提高，降低不良率。

综上，本实用新型具有运行时的稳定性高、产品品控好，不良率低、使用寿命较长的优点。

附图说明

图1是本实用新型的内部结构剖视图；

图2是本实用新型的三维爆炸结构示意图；

图3是支架体的结构示意图；

图4是风筒本体的结构示意图；

图5是支架体的内部结构剖视图；

图6是风筒本体的内部结构剖视图；

图7是转子组件的结构示意图；

图8是定子组件的结构示意图；

图9是本实用新型的外部结构示意图；

图10是PCBA在本实用新型上的安装状态示意图。

附图标记：1-转子组件，2-定子组件，3-叶轮，4-风筒本体，5-支架体，11-转轴，12-第一轴承，13-磁钢，14-第二轴承，21-上骨架，22-下骨架，23-铁芯单体，24-插针，41-第一轴承室，42-第二凸耳，43-筒身，44-定子组件安装室，45-轴向导叶，46-卡缝，51-环身，52-第二轴承室，53-横梁，54-第一凸耳，231-凸棱，301-轮毂。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

实施例：双挑轴承结构的小型高速直流风机，结构如图1至图10所示，包括风筒组件，风筒组件内设有转子组件1和定子组件2，风筒组件的入风端设有与转子组件1连接的叶轮3；所述风筒组件包括风筒本体4和支架体5，风筒本体4内的入风端设有第一轴承室41，支架体5连接在风筒本体4的出风一端；所述支架体5包括与风筒本体4等径的环身51，环身51的中心轴线上设有第二轴承室52，第二轴承室52和环身51之间经若干根横梁53连接；两个轴承室的设计使得转子组件1上的两个轴承之间的距离做到最大化，可以给予转轴11更好的支撑，提高了风机运行时的稳定性，而转子组件1上的两个轴承均有特制的轴承室也使得轴承的安装可以更为便捷的定位，安装后其位置不易因风机的使用而出现太大的变化，使用寿命得以延长。

所述横梁53连接第二轴承室52的外壁和环身51的内壁，环身51内壁与横梁53的连接处设有第一凸耳54，第一凸耳54上设有贯通的螺孔，风筒本体4与支架体5连接端的内壁上设有与第一凸耳54一一对应的第二凸耳42，第二凸耳42上设有螺孔；支架体5与风筒本体4同轴连接，两者的连接处为沉槽配合的结构，配合面均为CNC加工，以最大程度保证两个轴承室的同心度，支架体5端面设有沉槽的内凹，风筒本体4端面设有沉槽的外凸；所述第一凸耳54与内凹的内端面相齐平，第二凸耳42与外凸的外端面相齐平，支架体5与风筒本体4两者扣合后轴向锁定，并用螺栓在轴向锁定，可以更好地保障两个轴承室的同心度。

所述支架体5的环身51厚度可以根据定子组件2的铁芯叠厚进行细微改动，不会过大影响到产品的性能，兼容性强，具体可在4.5-10.5mm进行选择，此数值包括了支架体5上沉槽的内凹段数值，沉槽的内凹段为0.5mm。

针对不同的电机功率，只需选择适配的支架体5的环身51厚度和锁紧螺栓的长度，以匹配不同的铁芯单体23和磁钢，而无需重新设计或制作新的风筒本体4，节省了设计与制造成本。本实施例中铁芯单体23长度为12mm，功率120W；当使用铁芯单体23的长度为15mm时，风机最大功率可增加到160W以上，此时只需选择环身51厚度增厚3mm的支架体5，即较小的新的模具投入的情况下，实现了风机功率的大幅调整，无需改变风筒本体4的结构。

所述支架体5为铝合金材料，本实用新型中采用6系列航空铝材，提高了结构的强度，减轻了风机重量。

作为优选，横梁53的数量为三根，也即支架体5具体的形状为三爪式，有助于提升结构稳定性，既避开了3槽电机6个插针24的位置，又保证了横梁53对第二轴承室52整体的支撑强度。

所述风筒本体4包括筒身43，筒身43内设有筒状的定子组件安装室44，定子组件安装室44的外壁与筒身43的内壁之间沿空气轴流方向设置有若干片环形分布的轴向导叶45；所述定子组件安装室44的筒壁上设有若干条卡缝46。

所述定子组件2包括三组呈环形排列的骨架单体，每组骨架单体由上骨架21和下骨架22插接而成，上骨架21和下骨架22之间嵌有铁芯单体23，铁芯单体23上设有可嵌入卡缝46的凸棱231，使得定子组件2形成的腔内同心度及垂直度均较高。

所述定子组件安装室44包裹住铁芯单体23在轴向上的60％以上的长度，保证了定子组件2与转子组件1的同心度，降低风机运行振动，使用寿命较长。

所述上骨架21的端面上设有插针孔，插针孔内设有插针24，插针24外侧套有热缩管，插针24与横梁53在风筒组件的轴向错位布置，使得PCBA可以在支架体5上方与之连接，如图10所示，便于风机与整机装配。

所述转子组件1包括转轴11，转轴11上沿风机入流方向依次设有第一轴承12、磁钢13和第二轴承14，所述第一轴承12装配在第一轴承室41内，第二轴承14装配在第二轴承室52内。

所述第一轴承室41向外凸出，叶轮3的轮毂301包裹住第一轴承室41，减短了风机的整体长度。

所述定子组件2以及转子组件1的磁钢13置于更靠近风机进风端位置，也即风机的头部，进一步减短了风机的整体长度。

所述第二轴承室52的底部垫有波形垫片。

所述轴向导叶45的入流段为弧形导板，出流段为平面导板，轴向导叶45形状的设计配合以定子组件2以及转子组件1的磁钢13置于更靠近风机进风端位置的设计(也即风机重心的改变)使得气流无需经过风道进行转向，也很大程度地提升了输出效率，风机气动效率高。

本实用新型在进行装配时，由于风筒本体4与支架体5为分体式的结构，且两大结构各带一个轴承室，安装时，转子组件1中的第一轴承12可单独粘接在风筒本体4内入风端的第一轴承室41，第二轴承14可单独粘接在支架体5中心的第二轴承室52，转子组件1的轴承可以更加便捷地进行定位与装配，企业无需去采购价格更高的整装好的转子组件1，可以分开采购零部件并实现转子组件1的分步安装，转子组件1、定子组件2完成与风筒本体4的装配后再将支架体5扣在风筒本体4上，采用沉槽配合，实现周向锁定，最后用螺栓将支架体5与风筒本体4连接，实现轴向锁定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.双挑轴承结构的小型高速直流风机，其特征在于：包括风筒组件，风筒组件内设有转子组件(1)和定子组件(2)，风筒组件的入风端设有与转子组件(1)连接的叶轮(3)；所述风筒组件包括风筒本体(4)和支架体(5)，风筒本体(4)内的入风端设有第一轴承室(41)，支架体(5)连接在风筒本体(4)的出风一端；所述支架体(5)包括与风筒本体(4)等径的环身(51)，环身(51)的中心轴线上设有第二轴承室(52)，第二轴承室(52)和环身(51)之间经若干根横梁(53)连接。

2.根据权利要求1所述的双挑轴承结构的小型高速直流风机，其特征在于：所述横梁(53)连接第二轴承室(52)的外壁和环身(51)的内壁，环身(51)内壁与横梁(53)的连接处设有第一凸耳(54)，第一凸耳(54)上设有贯通的螺孔，风筒本体(4)与支架体(5)连接端的内壁上设有与第一凸耳(54)一一对应的第二凸耳(42)，第二凸耳(42)上设有螺孔；所述环身(51)的厚度为4.5-10.5mm。

3.根据权利要求2所述的双挑轴承结构的小型高速直流风机，其特征在于：所述支架体(5)与风筒本体(4)同轴连接，两者的连接处为沉槽配合的结构，支架体(5)端面设有沉槽的内凹，风筒本体(4)端面设有沉槽的外凸；所述第一凸耳(54)与内凹的内端面相齐平，第二凸耳(42)与外凸的外端面相齐平。

4.根据权利要求1、2或3所述的双挑轴承结构的小型高速直流风机，其特征在于：所述横梁(53)的数量为三根。

5.根据权利要求1所述的双挑轴承结构的小型高速直流风机，其特征在于：所述风筒本体(4)包括筒身(43)，筒身(43)内设有筒状的定子组件安装室(44)，定子组件安装室(44)的外壁与筒身(43)的内壁之间沿空气轴流方向设置有若干片环形分布的轴向导叶(45)；所述定子组件安装室(44)的筒壁上设有若干条卡缝(46)。

6.根据权利要求5所述的双挑轴承结构的小型高速直流风机，其特征在于：所述定子组件(2)包括三组呈环形排列的骨架单体，每组骨架单体由上骨架(21)和下骨架(22)插接而成，上骨架(21)和下骨架(22)之间嵌有铁芯单体(23)，铁芯单体(23)上设有可嵌入卡缝(46)的凸棱(231)。

7.根据权利要求6所述的双挑轴承结构的小型高速直流风机，其特征在于：所述定子组件安装室(44)包裹住铁芯单体(23)在轴向上的60％以上的长度。

8.根据权利要求6所述的双挑轴承结构的小型高速直流风机，其特征在于：所述上骨架(21)的端面上设有插针孔，插针孔内设有插针(24)，插针(24)与横梁(53)在风筒组件的轴向错位布置。

9.根据权利要求1所述的双挑轴承结构的小型高速直流风机，其特征在于：所述转子组件(1)包括转轴(11)，转轴(11)上沿风机入流方向依次设有第一轴承(12)、磁钢(13)和第二轴承(14)，所述第一轴承(12)装配在第一轴承室(41)内，第二轴承(14)装配在第二轴承室(52)内。

10.根据权利要求1所述的双挑轴承结构的小型高速直流风机，其特征在于：所述第一轴承室(41)向外凸出，叶轮(3)的轮毂(301)包裹住第一轴承室(41)。

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