本發(fā)明涉及一種無刷渦輪機，尤其是涉及一種用于吸塵器中的無刷渦輪機。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在工程技術(shù)人員通過持續(xù)不斷努力設(shè)計出體積較小的吸塵器無刷渦輪機。其中定子組件被設(shè)計成一個零件具有多個延伸功能，從而較小的吸塵器無刷渦輪機被實現(xiàn)，實現(xiàn)了產(chǎn)品整體輕量化設(shè)計，高轉(zhuǎn)速的無刷渦輪機將會被實現(xiàn)，通過較高的旋轉(zhuǎn)速度實現(xiàn)較高的流量與真空度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種無刷渦輪機，該無刷渦輪機將多個結(jié)構(gòu)進(jìn)行集成、結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小，工作時可以產(chǎn)生較高的空氣流量與真空度，使產(chǎn)品小型化和輕量化的同時具有很好的工作性能。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：提供一種無刷渦輪機，其包括前蓋、主機體、渦輪風(fēng)葉、控制器組件、轉(zhuǎn)子組件和定子組件，所述定子組件包括軸承支架、電繞組和矽鋼片導(dǎo)磁體，所述軸承支架的中心處軸向設(shè)置有軸承套，其中轉(zhuǎn)子組件軸向安裝在軸承套內(nèi)，所述導(dǎo)磁體的內(nèi)側(cè)設(shè)有一個或多個向內(nèi)凸出的導(dǎo)磁腿，多個導(dǎo)磁腿徑向環(huán)繞固定軸承套。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，繞線支臂的內(nèi)部為一容納導(dǎo)磁腿的空腔，該空腔深入軸承套的壁內(nèi)或貫穿至軸承套的內(nèi)壁。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述軸承套的外側(cè)設(shè)有多個徑向凸出的繞線支臂，每個導(dǎo)磁腿均位于一個繞線支臂內(nèi)。多個導(dǎo)磁腿圍繞軸承套呈“+”形、“—”形、“x”形、“*”形或者“c”形布置。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述轉(zhuǎn)子組件包括一對軸承、中心軸和永磁體，其中永磁體和一對軸承均套裝在中心軸上，且一對軸承分別位于永磁體軸向兩端。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述中心軸與永磁體接觸段的表面上設(shè)有外螺紋或滾花。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述轉(zhuǎn)子組件和軸承套軸向之間設(shè)有波形墊圈。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述軸承支架上設(shè)有霍爾支架，所述霍爾支架位于軸承套外側(cè)。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述霍爾支架上安裝有霍爾傳感器，霍爾傳感器的正面面向永磁體。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述軸承支架上設(shè)有導(dǎo)電片支架，導(dǎo)電片支架位于軸承套的外側(cè)。

在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述軸承支架上安裝有導(dǎo)電片，導(dǎo)電片同時與控制器組件和電繞組電性連接。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的無刷渦輪機將多個部件集成到一個軸承支架上、結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小，一個軸承支架部件就實現(xiàn)了多個功能，工作時可以產(chǎn)生較高的空氣流量與真空度，使產(chǎn)品小型化和輕量化的同時具有很好的工作性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中：

圖1是本發(fā)明的無刷渦輪機主機體的第一等角視圖：

圖2是本發(fā)明的無刷渦輪機主機體的第二等角視圖：

圖3是無刷渦輪機的分解視圖：

圖4是無刷渦輪機主機體的第一等角視圖：

圖5是無刷渦輪機主機體的第二等角視圖：

圖6是無刷渦輪機主機體的俯視圖：

圖7是無刷渦輪機主機體的剖試圖：

圖8是無刷渦輪機上蓋局部剖視圖：

圖9是無刷渦輪機上蓋等角視圖：

圖10是無刷渦輪機的渦輪風(fēng)葉等角視圖：

圖11是無刷渦輪機的渦輪風(fēng)葉俯視圖：

圖12是無刷渦輪機的轉(zhuǎn)子組件的等角視圖：

圖13是無刷渦輪機的轉(zhuǎn)子組件的分解視圖：

圖14是無刷渦輪機的定子組件的第一等角視圖：

圖15是無刷渦輪機的定子組件的第二等角視圖：

圖16是無刷渦輪機的定子組件的第一等角剖視圖：

圖17是無刷渦輪機的定子組件的第二等角剖視圖：

圖18是無刷渦輪機的軸承支架的第一等角視圖：

圖19是無刷渦輪機的軸承支架的第二等角視圖：

圖20是無刷渦輪機的軸承支架的剖面?zhèn)纫晥D：

圖21是無刷渦輪機的軸承支架的剖面等角視圖：

圖22是無刷渦輪機的導(dǎo)電片的等角視圖：

圖23是無刷渦輪機的導(dǎo)磁體的俯視圖視圖：

圖24是無刷渦輪機的組件的剖面?zhèn)纫晥D：

圖25是無刷渦輪機的組件的剖面?zhèn)纫晥D、箭頭表達(dá)了空氣流體在無刷渦輪機的運動方向。

具體實施方式

下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參閱圖1至圖25，無刷渦輪機1包括主機體2、前蓋3、轉(zhuǎn)子組件5、定子組件6、控制器組件7。主機體2為圓柱形狀且包括（剖面虛線表達(dá)）渦輪腔30、側(cè)壁31，通過多個導(dǎo)風(fēng)葉片26將渦輪腔30和側(cè)壁31連接固定，三者形成多個導(dǎo)風(fēng)口25，其中多個導(dǎo)風(fēng)葉片26外側(cè)設(shè)有一圈比側(cè)壁31小的臺階，臺階外側(cè)設(shè)有定位槽28和多個卡位27，位于渦輪腔30中心的端面20且中心設(shè)有一個孔，反面位孔21和一對螺絲柱22和多個加強筋23，定位在渦輪腔30外側(cè)的倒角24，其中側(cè)壁31后面的內(nèi)側(cè)設(shè)有限位卡圈29。

前蓋3為圓筒形狀，包括定位在圓柱外壁端部下面的定位筋32和圓柱外壁內(nèi)側(cè)的多個卡槽31。

渦輪風(fēng)葉4為螺旋半敞開式，包括定位在輪盤37上的多個螺旋葉片33和多個半螺旋葉片34，半螺旋葉片34的頂部端面36與中心軸38的夾角大于等于88度，渦輪風(fēng)葉4的中心處設(shè)有供中心軸41軸向貫穿的孔35。

轉(zhuǎn)子組件5包括中心軸41、永磁體42、永磁體套43，永磁體套43套在永磁體42上，永磁體42、一對軸承39、40和渦輪風(fēng)葉4均軸向套裝固定到中心軸41上。中心軸41表面設(shè)置有外螺紋44或滾花處理，其目的是使中心軸41的表面可更多容納粘合劑，永磁體42軸向套裝粘接固定到中心軸41的帶有外螺紋44的一段上，更多的粘合劑可以使永磁體42在中心軸41上的固定非常牢固。一對軸承39、40分別分布在永磁體42的兩側(cè)，沿軸間隔開的一對軸承提供了轉(zhuǎn)子組件的穩(wěn)定性，相對緊湊的轉(zhuǎn)子組件可以被實現(xiàn)。結(jié)果，位于永磁體42兩側(cè)的軸承39、40可以被軸向固定到一個同軸度相對較高的零件中，這將解決了一對軸承固定于兩個零件中帶來的不同軸問題，從而提高軸承的壽命同時可以壓縮軸向空間。轉(zhuǎn)子組件4的一對軸承39、40安裝在一次模制成型的軸承套50內(nèi)這可良好的控制同軸精度、從而軸承的壽命可有效的得到保證。

定子組件6包括軸承支架49、矽鋼片導(dǎo)磁體45、電繞組55、霍爾傳感器52、導(dǎo)電片54。

軸承支架49包括套管形式的軸承套50，軸承套50軸向的一端設(shè)有端蓋51、且中心設(shè)有孔，軸承套50和端蓋51兩者形成帶端蓋的軸承套組件，轉(zhuǎn)子組件5軸向安裝在軸承套50內(nèi)、且轉(zhuǎn)子組件5的一個軸承40和端蓋51內(nèi)側(cè)之間設(shè)有波形墊圈67，波形墊圈67可有效的控制轉(zhuǎn)子組件的預(yù)緊力，使軸承竄動問題得了到良好的控制、軸承的壽命也可以良好的得到保證。

軸承支架49包括位于軸承套50外側(cè)的霍爾支架46，霍爾傳感器52軸向裝入霍爾支架46，位置越過軸承40并靠近轉(zhuǎn)子組件的永磁體42，具體安裝以可以接收霍爾信號為準(zhǔn)。同時霍爾傳感器52和控制器組件7連接固定，因霍爾支架46和軸承支架49是一次模制成型，這可以精密的控制霍爾傳感器52和永磁體42的角度、位置、和距離，這對接收信號的穩(wěn)定性提供了良好的保證、同時結(jié)構(gòu)更緊湊。

軸承支架49包括位于軸承套50外側(cè)兩端的導(dǎo)電片支架53、57，端蓋51上設(shè)有多個限位筋56、這幾個結(jié)構(gòu)部件是一次模制成型，可以減少安裝環(huán)節(jié)、提高裝配效率、部件尺寸控制精密、強度好，可良好的固定一對導(dǎo)電片54，一對導(dǎo)電片54同時連接電繞組55和控制器組件7，導(dǎo)電片支架53、57、外側(cè)均設(shè)有卡線槽58，其目的是用于定位電繞組55，這可以良好控制電繞組55的正負(fù)極不會接觸，電繞組55變換正負(fù)極時銅線纏繞在軸承套50外側(cè)、而且定位于卡線槽58內(nèi)部，以上方案用的是徑向空間、機器的整體軸向尺寸并沒有增加、所以相對緊湊的結(jié)構(gòu)被實現(xiàn)。

軸承支架49包括環(huán)繞在軸承套50外側(cè)的多個繞線支臂47，多個繞線支臂47圍繞軸承套50呈“+”形、“—”形、“x”形、“*”形或者“c”形布置，繞線支臂47與軸承套50兩者是一次模制成型，同時矽鋼片導(dǎo)磁體45均被成型到多個繞線支臂47內(nèi)部、繞線支臂47上下兩端均設(shè)有工藝孔60、其目的是防止模制成型過程中導(dǎo)磁體45軸向竄動，電繞組55均纏繞在多個繞線支臂47上。

下面將描述定子組件6的組裝方法。

因定子組件6的多數(shù)結(jié)構(gòu)和功能都集成在軸承支架49上完成、這樣做是為了實現(xiàn)相對緊湊的結(jié)構(gòu)同時避免了多零件的累積公差問題，實現(xiàn)了相對緊湊的結(jié)構(gòu)和主要部位的精度。

下面將描述定子組件6的組裝方法。

軸承支架49是模制成型、將矽鋼片導(dǎo)磁體45的多個導(dǎo)磁腿65裝入模具內(nèi)、模制成型后多個矽鋼片導(dǎo)磁腿65均布置在繞線支臂47內(nèi)部，其中繞線支臂47上下均設(shè)有工藝孔60目的是防止模制成型時矽鋼片導(dǎo)磁腿65在模具內(nèi)部竄動。

將一對導(dǎo)電片54緊配壓裝到軸承支架49的多個限位筋56內(nèi)，其中導(dǎo)電片54的卡位樁63同時被緊配壓裝到導(dǎo)電片支架53、57內(nèi)，其中三者配合的位置施加少量的粘結(jié)劑，間隔數(shù)小時三者將被粘結(jié)在一起。也可以用一種壓力較大的工裝治具將三者緊配壓裝到一起、這樣可以不需要使用粘結(jié)劑。

現(xiàn)在軸承支架49被加工成定子組件6，但這還是半成品，它包括軸承支架49、矽鋼片導(dǎo)磁體45、和一對導(dǎo)電片54，電繞組55均在多個繞線支臂47上纏繞。導(dǎo)電片54設(shè)有多個與電繞組55相連接的彎角62，電繞組55纏繞前它是半敞開形式、纏繞完成后彎角62將電繞組55包于彎角62彎折的內(nèi)部空間、并且用工裝治具把彎角62壓平。這之后利用焊接方式將電繞組55均焊接固定在彎角62內(nèi)部的彎折空間內(nèi)。

霍爾傳感器52帶有少量的粘結(jié)劑軸向裝入到霍爾支架46內(nèi)固定粘結(jié)。控制器7同時連接霍爾傳感器52和導(dǎo)電片54，其中導(dǎo)電片54的端部61和控制器組件7焊接固定，霍爾傳感器52的三個信號腿和控制器7焊接固定。一個定子組件被組裝完成。

現(xiàn)在將描述無刷渦輪機的組裝方法：

轉(zhuǎn)子組件5和波形墊圈67被軸向裝到定子組件6的軸承套50內(nèi)部。定子組件6被軸向裝到主機體2終止于限位卡圈29，軸承套50外側(cè)的周圈被裝配到定位孔21內(nèi)終止于端面20內(nèi)側(cè)。利用螺絲將螺絲帽48和螺絲柱21進(jìn)行鎖緊固定。

渦輪風(fēng)葉4中心處設(shè)有一個孔35，中心軸41被軸向壓裝到孔35內(nèi)，輪盤37的邊緣平面和主機體2中心的倒角24頂端小平面對齊，這將用工裝治具壓裝完成，同時孔35和軸41的配合處會施加少量的粘結(jié)劑固定。

將前蓋3套裝在主機體2上，前蓋3的定位筋32與主機體2的定位槽28裝配固定，前蓋3的多個卡槽66均裝配在主機體2的多個卡位27上，同時前蓋3和主機體2的配合處被施加少量的粘結(jié)劑固定。

控制器組件7位于機器的后面并被固定在定子組件6多個零件上，包括與一對導(dǎo)電片54焊接固定、與霍爾傳感器52焊接固定，他們之間電導(dǎo)通。至此一個無刷渦輪機制作完成。

下面將描述無刷渦輪機的工作原理：

電源給控制器組件7供電，控制器組件7通過霍爾傳感器52識別當(dāng)前轉(zhuǎn)子組件5位置、然后控制器組件7給導(dǎo)電片54供電、導(dǎo)電片54給電繞組55供電，通過控制器組件7的控制，電繞組55開始給導(dǎo)磁腿65勵磁、導(dǎo)磁腿65通過磁場變換驅(qū)動轉(zhuǎn)子組件5，開始工作的轉(zhuǎn)子組件5為360度旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子組件5的前端的渦輪風(fēng)葉4也隨之旋轉(zhuǎn)，渦輪風(fēng)葉4在空腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)會產(chǎn)生負(fù)壓、此時的空氣流體狀態(tài)是從渦輪機口進(jìn)入、通過渦輪風(fēng)葉4的旋轉(zhuǎn)氣流在機體2的導(dǎo)風(fēng)口25處出風(fēng)。在這之前已經(jīng)產(chǎn)生了負(fù)壓，接下來氣流會給定子組件6和控制器組件7進(jìn)行冷卻，氣流在控制器組件7的外圍和機體2之間離開無刷渦輪機1。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。