CN212278063U - 一种转子组件及具有其的风机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种转子组件及具有其的风机，该转子组件包括：转轴；动叶轮，其设置于转轴沿其轴向方向的一端部上；以及轴承单元，其沿转轴的轴向方向套设在转轴上；其中，轴承单元沿转轴的轴向方向部分延伸入动叶轮，动叶轮与轴承单元不相接触。通过上述方式，本申请中的转子组件及具有其的风机具有成本低、重量轻的优点。

Description

一种转子组件及具有其的风机

技术领域

本申请涉及吸尘器技术领域，尤其涉及转子组件及具有其的风机。

背景技术

吸尘器是利用风机的叶轮高速旋转，在密封的壳体内产生空气负压，从而将尘屑等杂物吸入集尘袋中的清洁电器。吸尘器的风机是吸尘器的核心部件，动叶轮是风机的核心部分之一，其作用通过动叶轮高速旋转以吸入空气。现有的动叶轮在安装至转轴上后，存在转子组件轴向方向过长的问题。因此，有必要研究一种转子组件及具有其的风机。

实用新型内容

针对上述技术中存在的不足之处，本申请提供了一种转子组件及具有其的风机，具有成本低、重量轻的优点。

本申请解决其技术问题所采用的一个技术方案是：

一种转子组件，包括：转轴；动叶轮，其设置于所述转轴沿其轴向方向的一端部上；以及轴承单元，其沿所述转轴的轴向方向套设在所述转轴上；其中，所述轴承单元沿所述转轴的轴向方向部分延伸入所述动叶轮，所述动叶轮与所述轴承单元不相接触。

优选的，所述动叶轮上成型有供转轴插入的插孔，所述插孔靠近所述轴承单元伸入端的端面定义为插孔端面N，所述动叶轮外毂靠近所述轴承单元伸入端的端面定义为外毂端面M；其中，所述插孔端面N与所述轴承单元伸入端的端面之间的距离为L1，所述插孔端面N与所述外毂端面M之间的距离为L2；L1与L2比值的取值范围为：0.07～0.18。

优选的，所述插孔呈台阶状，所述转轴沿其轴向方向的一端部亦呈台阶状以与所述插孔相配合。

优选的，所述动叶轮与所述转轴之间采用过盈配合和胶水粘接的连接方式。

优选的，所述轴承单元包括：套筒；以及紧固于所述套筒轴向两端部处的一对轴承；其中，所述转轴通过所述轴承转动设置于所述套筒。

优选的，所述轴承单元还包括位于所述套筒筒腔内的弹簧和垫圈；其中，所述垫圈在所述弹簧的弹性力的作用下抵靠于所述轴承的外圈。

优选的，所述转轴上还紧固有磁铁，所述磁铁和所述动叶轮分别位于所述轴承单元的相向两侧；其中，所述转轴上成型有用于所述轴承单元和所述磁铁轴向定位的轴肩部。

优选的，所述转轴沿其轴向方向的另一端部上还紧固有平衡环，所述平衡环配置成通过限制所述转轴的径向运动来降低所述转轴在转动时因动不平衡而产生的离心跳动。

优选的，所述转轴的另一端部延伸出所述平衡环，其中，所述转轴另一端部延伸出所述平衡环的轴向距离为L3，L3≥1.5mm。

本申请解决其技术问题所采用的另一个技术方案是：

一种风机，包括如前所述的转子组件。

本申请与现有技术相比，其有益效果是：本申请提供的转子组件及具有其的风机，其通过将轴承单元靠近动叶轮的一端部延伸入动叶轮从而缩短了转子组件在轴向方向上的长度，降低了制造成本、减轻了重量。

附图说明

图1是本申请的转子组件的结构示意图；

图2是本申请的转子组件的主视方向的示意图；

图3是本申请的转子组件的分解结构示意图；

图4是本申请的转子组件的剖面结构示意图；

图5是图4中A区域的放大结构示意图；

图6是图4中B区域的放大结构示意图；

图7是本申请的动叶轮的结构示意图；

图8是本申请的风机的结构示意图；

图9是本申请的风机的分解的示意图；

图10是本申请的风机的剖面示意图；

图11是本申请的壳体的分解结构示意图；

图12是本申请的基壳的结构示意图；

图13是本申请的动叶轮与基壳之间的位置关系示意图；

图14是本申请的定子组件的结构示意图；

图15是本申请的定子组件的分解示意图；

图16是本申请的定子铁芯的结构示意图之一；

图17是本申请的定子铁芯的结构示意图之二。

具体实施方式

下面结合附图对本申请做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

请参阅图1至图5，本申请提供了一种转子组件20，包括：转轴21；动叶轮23，其设置于转轴21沿其轴向方向的一端部上；以及轴承单元22，其沿转轴21的轴向方向套设在转轴21上；其中，轴承单元22沿转轴21的轴向方向部分延伸入动叶轮23，动叶轮23与轴承单元22不相接触，动叶轮23随转轴21的转动而转动，若动叶轮23与轴承单元22相接触则会影响动叶轮23的正常工作。

本申请提供的技术方案中，通过将轴承单元22靠近动叶轮23的一端部延伸入动叶轮23从而缩短了转子组件在轴向方向上的长度，降低了制造成本、减轻了重量。

本申请中，请参阅图4和图5，动叶轮23上成型有供转轴21插入的插孔231，插孔231靠近轴承单元22伸入端的端面定义为插孔端面N，动叶轮23外毂靠近轴承单元22伸入端的端面定义为外毂端面M；其中，插孔端面N与轴承单元22伸入端的端面之间的距离为L1，插孔端面N与外毂端面M之间的距离为L2；L1与L2比值的取值范围为：0.07～0.18，L1与L2比值可以为0.09、0.12和0.15，这样设置的用意是：能够最大可能的节省空间。具体地，L1的取值尽可能的小，插孔端面N与轴承单元22伸入端的端面之间无限地接近但不相接触，工作时，插孔端面N高速旋转，而轴承单元22伸入端的端面固定不动。

具体地，请参阅图7，动叶轮23为混流式动叶轮，动叶轮23包括动叶轮基座、成型在动叶轮基座外壁上的多个翼片，动叶轮基座大体呈锥形状，动叶轮基座的锥面为曲面，动叶轮基座具有一窄端部和一宽端部。在窄端部处，多个翼片的端部位于同一圆C1上；在宽端部处，多个翼片的端部位于同一圆C2上；圆C1的直径为A1、圆C2的直径为A2，A1与A2之比为0.35～0.75，A1与A2之比可以为0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65和0.70，从而能够使得动叶轮50具有较佳的流体性能。

本申请中，请参阅图6，动叶轮23的插孔231呈台阶状，转轴21沿其轴向方向的一端部亦呈台阶状以与插孔相配合。动叶轮23的插孔231具有一台阶部，该台阶部将插孔分为孔径较小的第一孔部和孔径较大的第二孔部，转轴21与第一孔部之间通过胶水连接，转轴21与第二孔部之间采用过盈连接，以保证有足够的预应力。动叶轮23插孔的台阶部与转轴21的台阶部之间在轴向方向上存在一细小间隙K，该细小间隙用于存储胶水。

本申请中，动叶轮23与转轴21之间通过采用过盈配合和胶水粘接的连接方式，有效提高了动叶轮23与转轴21之间连接的可靠性，具有连接稳定可靠的优点。

本申请中，请参阅图4，轴承单元22包括：套筒222；以及紧固于套筒222轴向两端部处的一对轴承221；其中，转轴21通过轴承221转动设置于套筒222。轴承221为深沟球轴承，轴承221位于套筒222的筒腔内，轴承221的端面与套筒222的端面相平齐；轴承221的外圈与套筒222的筒壁之间采用过盈连接、内圈与转轴21之间过盈连接。

进一步地，轴承单元22还包括位于套筒222筒腔内的弹簧223和垫圈224；其中，垫圈224在弹簧223的弹性力的作用下抵靠于轴承221的外圈，这样设置的用意是：使得轴承221的滚动件始终位于轴承221的轨道内。

本申请中，请参阅图1至图4，转轴21上还紧固有磁铁24，磁铁24和动叶轮23分别位于轴承单元22的相向两侧；其中，转轴21上成型有用于轴承单元22和磁铁24轴向定位的轴肩部。磁铁24沿转轴21的轴向方向套设在转轴21上且与轴肩部相抵靠，磁铁24与转轴21之间通过胶水连接。

本申请中，请参阅图1至图4，转轴21沿其轴向方向的另一端部上还紧固有平衡环25，平衡环25配置成通过限制转轴21的径向运动来降低转轴21在转动时因动不平衡而产生的离心跳动。平衡环25沿转轴21的轴向方向套设在转轴21上且与磁铁24相抵靠，平衡环25与转轴21之间过盈连接。

本申请中，转轴21的另一端部延伸出平衡环25，其中，转轴21另一端部延伸出平衡环25的轴向距离为L3，L3≥1.5mm，这样设置的用意是：以便于拆装平衡环25，具有安装方便的优点。

可以理解地，本申请中的转子组件20可以应用到不同的使用场景，下面举例进行说明。

本申请中的转子组件20可以应用于风机。请参阅图8至图10，该风机包括所述的转子组件20、定子组件30、壳体10和风罩40，定子组件30设置于转子组件20的磁铁24的外围，定子组件30可拆卸设置于壳体10内，转子组件20的轴承单元22设置于壳体10，转子组件20的动叶轮23裸露于壳体10外，动叶轮23的外围设置有风罩40，风罩40紧固在壳体10上，转子组件20中的动叶轮23为风机的负载。

本申请中，请参阅图11和图12，壳体10包括基壳11、紧固在基壳11一侧端部上用于辅助固定驱动电路板(图未示)的辅助套12和紧固在基壳11上用于支撑轴承单元22的轴承支架13，其中，基壳11和辅助套12可一体成型，轴承支架13采用金属材料制成，基壳11为塑胶件，轴承支架13与基壳11通过注塑方式形成一个组件。

轴承支架13采用金属材料制成一方面以利于轴承单元22散热、另一方面有利于提高轴承单元22与轴承支架13之间的安装精度。

进一步地，请参阅图11，基壳11沿其轴向方向成型有一中心孔111，轴承支架13包括固定设置于中心孔111内且与轴承单元22的套筒222过盈配合的第一圆环柱131、与第一圆环柱131同轴设置且嵌置于基壳11内的第二圆环柱133、固定设置于第一圆环柱131和第二圆环柱133之间的若干翅片132，其中，翅片132沿第一圆环柱131或是第二圆环柱133的周向方向等间隔分布，翅片132的一侧端部固定于第一圆环柱131的外圆周壁面上、相向的另一侧端部固定于第二圆环柱133的内圆周壁面上，翅片132的侧壁面上还设置有多个用于增加翅片132表面积的圆弧凹面。具体地，第一圆环柱131以过盈配合的方式设置在中心孔111内，第一圆环柱131的外圆周壁面与中心孔111的孔壁相抵靠；翅片132和第二圆环柱133分别嵌置于基壳11内部。具体地，基壳11上还设置有多个螺孔柱113，定子组件30通过螺孔柱113可拆卸设置于基壳11。

进一步地，请参阅图12，基壳11上设置有定叶轮112，定叶轮112包括成型在基壳11上的圆环槽1121、分布于圆环槽1121内的若干固定叶片1122，其中，圆环槽1121与中心孔111同轴设置且位于中心孔111的外周，固定叶片1122沿圆环槽1121的周向方向等间隔分布。

具体地，请参阅图13，上述圆环槽的内圈直径为A3、外圈直径为A4，基壳11的外圈直径为A5，其中，A5为壳体10的最大外径，A1、A2、A3、A4和A5之间满足关系：A1＜A2＜A3＜A4＜A5。轴承支架13的第一圆环柱131的内径为A6，磁铁24的外圈直径为A7，A7＜A6，A6＜A1；A6的取值范围为：12～18mm，以适配合适尺寸的轴承221；A7的取值范围为：10～15mm，以使风机的外形小巧，质量更轻。

具体地，请参阅图4和图5，轴承单元22与磁铁24之间的轴向间距为L4，L1＜L4，L1与L4的比值范围为：0.05～0.2，此时的传动效果最佳；L1的取值范围为：0.2～3mm，L1的取值可以为0.5mm、1mm、1.5mm、2mm和2.5mm；L4的取值范围为：3～10mm，L4的取值可以为4mm、5mm、6mm、7mm、8mm和9mm；在保证结构紧凑的同时，使得定子组件30长期运行更可靠，由此，风机的结构紧凑的同时，结构也更可靠。

本申请中，请参阅图14至图17，定子组件30包括定子铁芯31、套设于定子铁芯31两端部处的骨架32以及绕阻(图未示)。定子铁芯31包括：环形轭部、多个定子齿部313，环形轭部径向方向上的形状为非整圆形，环形轭部包括形状不同的第一子轭部311和第二子轭部312，第一子轭部311和第二子轭部312围设形成闭环式的环形轭部，所述第一子轭部311之间同轴设置；定子齿部313设置于环形轭部，定子齿部313沿环形轭部的径向方向延伸设置、且沿环形轭部的圆周方向等间隔分布，相邻定子齿部313之间形成有绕线槽314，绕线槽314用于容置绕阻。定子齿部313的齿顶呈圆弧状，相邻定子齿部313的齿顶之间预留有供绕阻线绕至定子齿部313上的间隙。

进一步地，请参阅图17，定子齿部313的齿顶围设形成有一铁芯内孔，该铁芯内孔为定子铁芯31的内孔，第一子轭部311具有一中心轴线，将上述铁芯内孔的半径定义为R2，将第一子轭部311的外圆周壁与上述中心轴线之间的最大半径定义为R1，将中心轴线与第二子轭部312的外壁之间的最小距离定义为L0；其中，L0、R1和R2之间满足：0.7≤L0/R1≤0.98，且0.3≤R2/R1≤0.45；优选的，L0/R1的具体取值可以为0.75、0.80、0.85、0.90和0.95，R2/R1的具体取值可以为0.35、0.38、0.40和0.42，当L0/R1和R2/R1在上述取值下，风机机的高效轻量化效果较好。

本申请提供的技术申请中，通过限定定子铁芯31的结构，并通过限定铁芯内孔的半径R2、第一子轭部311的外圆周壁与上述中心轴线之间的最大半径R1和中心轴线与第二子轭部312的外壁之间的最小距离L0之间的比值范围以使风机在输出功率一定的情况下，减小风机体积、减轻风机重量。

进一步地，请参阅图17，环形轭部的最小轭部厚度定义为L5，所述定子齿部313的齿厚定义为L6；其中，L5和L6之间满足：1.6≤L6/L5≤2.2。L6/L5的具体取值可以为1.7、1.8、1.9、2.0和2.1，当L6/L5在上述取值下，定子铁芯31在具有较理想的结构强度的同时还具有较优的容置绕组线的能力。具体地，假设第一子轭部311和第二子轭部312的数量之和为6，每一子轭部都具有厚度，那么，6个子轭部的厚度分别为H1、H2、H3、H4、H5和H6，H1至H6中数值最小的即为L5。

进一步地，环形轭部的各个子轭部的厚度不尽相同，其中，厚度最小的子轭部的厚度值为L5；或是，所述环形轭部的各个子轭部的厚度均相同，各个子轭部的厚度大于等于L5。环形轭部的各个子轭部的厚度可根据具体实际使用情况而定。

进一步地，请参阅图16和图17，第一子轭部311在环形轭部径向方向上呈圆弧状，第二子轭部312在环形轭部径向方向上呈直线状或是折线状；其中，第一子轭部311和第二子轭部312相间分布，定子齿部313设置于第二子轭部312，优选的，定子齿部313位于第二子轭部312的中点位置处。当定子齿部313与第二子轭部312之间的夹角为直角时，第二子轭部312在环形轭部径向方向上呈直线状；当定子齿部313与第二子轭部312之间的夹角为钝角时，第二子轭部312在环形轭部径向方向上呈折线状(图未示)。定子齿部313与第二子轭部312之间的夹角不建议设置为锐角，会减少定子铁芯的绕线槽的容积，不利于绕设绕阻。

进一步地，定子铁芯31由n个形状、大小相同的子铁芯拼接而成，其中，n与定子齿部313的齿数一致。定子铁芯31由至少两片体沿其厚度方向叠压而成，上述片体由非晶材料粉末或软磁材料压制后经过热处理得到。

本申请中，骨架32分体式设置，包括卡设于定子铁芯31一端部上的第一架体321和卡设于定子铁芯31相向另一端部上的第二架体322。具体地，骨架32与定子铁芯31相配合，并覆盖定子铁芯31的绕线槽，以防止绕阻线与定子铁芯31直接接触，具有增强绝缘、防止定子铁芯31割破绕阻线漆皮的作用；另外，骨架32还方便将绕阻线缠绕至定子齿部313上。骨架32上设置有与螺孔柱113相对应的安装凸台，骨架32通过螺栓与基壳11连接。

本申请中，风罩40紧固在基壳11的另一侧端部上，风罩40的位置与动叶轮23处于轴承单元22的同一侧，风罩40围设于动叶轮23的四周。

可以理解地，上述具体应用仅仅是本申请中转子组件20的举例说明，本领域的技术人员可以根据实际情况做适应性调整，在此不一一赘述。

综上所述，本申请中通过将轴承单元靠近动叶轮的一端部延伸入动叶轮从而缩短了转子组件在轴向方向上的长度，降低了制造成本、减轻了重量。进一步，通过限定定子铁芯的结构，并通过限定铁芯内孔的半径R2、第一子轭部的外圆周壁与中心轴线之间的最大半径R1和中心轴线与第二子轭部的外壁之间的最小距离L0之间的比值范围，以使风机在输出功率一定的情况下，减小风机体积、减轻风机重量，从而达到风机高效轻量化的目的。

尽管本申请的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本申请的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本申请并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种转子组件，其特征在于，包括：

转轴(21)；

动叶轮(23)，其设置于所述转轴(21)沿其轴向方向的一端部上；以及

轴承单元(22)，其沿所述转轴(21)的轴向方向套设在所述转轴(21)上；

其中，所述轴承单元(22)沿所述转轴(21)的轴向方向部分延伸入所述动叶轮(23)，所述动叶轮(23)与所述轴承单元(22)不相接触。

2.如权利要求1所述的转子组件，其特征在于，

所述动叶轮(23)上成型有供转轴(21)插入的插孔，所述插孔靠近所述轴承单元(22)伸入端的端面定义为插孔端面N，所述动叶轮(23)外毂靠近所述轴承单元(22)伸入端的端面定义为外毂端面M；

其中，所述插孔端面N与所述轴承单元(22)伸入端的端面之间的距离为L1，所述插孔端面N与所述外毂端面M之间的距离为L2；L1与L2比值的取值范围为：0.07～0.18。

3.如权利要求2所述的转子组件，其特征在于，

所述插孔呈台阶状，所述转轴(21)沿其轴向方向的一端部亦呈台阶状以与所述插孔相配合。

4.如权利要求1所述的转子组件，其特征在于，

所述动叶轮(23)与所述转轴(21)之间采用过盈配合和胶水粘接的连接方式。

5.如权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述轴承单元(22)包括：

套筒(222)；以及

紧固于所述套筒(222)轴向两端部处的一对轴承(221)；

其中，所述转轴(21)通过所述轴承(221)转动设置于所述套筒(222)。

6.如权利要求5所述的转子组件，其特征在于，

所述轴承单元(22)还包括位于所述套筒(222)筒腔内的弹簧(223)和垫圈(224)；

其中，所述垫圈(224)在所述弹簧(223)的弹性力的作用下抵靠于所述轴承(221)的外圈。

7.如权利要求1所述的转子组件，其特征在于，

所述转轴(21)上还紧固有磁铁(24)，所述磁铁(24)和所述动叶轮(23)分别位于所述轴承单元(22)的相向两侧；

其中，所述转轴(21)上成型有用于所述轴承单元(22)和所述磁铁(24)轴向定位的轴肩部。

8.如权利要求1所述的转子组件，其特征在于，

所述转轴(21)沿其轴向方向的另一端部上还紧固有平衡环(25)，所述平衡环(25)配置成通过限制所述转轴(21)的径向运动来降低所述转轴(21)在转动时因动不平衡而产生的离心跳动。

9.如权利要求8所述的转子组件，其特征在于，

所述转轴(21)的另一端部延伸出所述平衡环(25)，其中，所述转轴(21)另一端部延伸出所述平衡环(25)的轴向距离为L3，L3≥1.5mm。

10.一种风机，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的转子组件。

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