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CN112688471A - 电动机和清洁设备 - Google Patents

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CN112688471A
CN112688471A CN202011614035.6A CN202011614035A CN112688471A CN 112688471 A CN112688471 A CN 112688471A CN 202011614035 A CN202011614035 A CN 202011614035A CN 112688471 A CN112688471 A CN 112688471A
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
casing
driving shaft
impeller
heat dissipation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011614035.6A
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English (en)
Inventor
曹非
王云彬
周春锋
马宗到
陈振
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Kaihang Electromotor Co ltd
Tineco Intelligent Technology Co Ltd
Original Assignee
Suzhou Kaihang Electromotor Co ltd
Tineco Intelligent Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Kaihang Electromotor Co ltd, Tineco Intelligent Technology Co Ltd filed Critical Suzhou Kaihang Electromotor Co ltd
Priority to CN202011614035.6A priority Critical patent/CN112688471A/zh
Publication of CN112688471A publication Critical patent/CN112688471A/zh
Priority to PCT/CN2021/135141 priority patent/WO2022142998A1/zh
Pending legal-status Critical Current

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    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/10Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with arrangements for protection from ingress, e.g. water or fingers
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Abstract

本申请公开了一种电动机,所述电动机至少包括密闭的机壳和位于所述机壳内部的定子、转子和驱动轴,所述电动机还包括散热组件;所述机壳至少部分地沿第一方向朝向所述散热组件,所述机壳的直径沿所述第一方向逐渐减小。本申请提供的技术方案,可以满足电动机的防水和降温需求。

Description

电动机和清洁设备
技术领域
本申请涉及清洁设备领域,特别涉及一种电动机和清洁设备。
背景技术
随着人们生活水平的提高,越来越多的家庭开始借助各种各样的清洁设备来减少劳动,提高生活质量。
现有的清洁设备通常以电动机为动力源,受限于清洁设备的使用场景,清洁设备经常会接触到液体,并且电动机会长时间工作,这就导致清洁设备经常因为电动机进水或者温升过高而出现故障。
发明内容
本申请的目的在于提供一种电动机和清洁设备,可以满足电动机的防水和降温需求。
为实现上述目的,本申请一方面提供一种电动机,所述电动机至少包括密闭的机壳和位于所述机壳内部的定子、转子和驱动轴,所述电动机还包括散热组件;所述机壳至少部分地沿第一方向朝向所述散热组件,所述机壳的直径沿所述第一方向逐渐减小。
为实现上述目的,本申请另一方面还提供一种清洁设备,所述清洁设备至少包括机身和设置于所述机身内部的电动机,所述电动机至少包括密闭的机壳和位于所述机壳内部的定子、转子和驱动轴,所述电动机还包括散热组件;所述机壳至少部分地沿第一方向朝向所述散热组件,所述机壳的直径沿所述第一方向逐渐减小。
由此可见,本申请提供的方案,电动机中的定子、转子、驱动轴等组件被放置于封闭的机壳中,当电动机工作时,上述定子、转子等组件产生的热量可以传导至机壳。同时,在机壳的外部设置有散热组件,并且上述散热组件与驱动轴的输出端连接,这样,当电动机工作时,上述驱动轴可以带动散热组件中的动叶轮旋转,旋转的动叶轮可以将外部空气吹向机壳的外表面,而快速流动的空气可以将机壳上的热量带走,从而对机壳进行强制散热,保证电动机的温升不至于太大。另一方面,由于电动机的机壳具有良好的密闭结构,因此电动机的内部空间与外界环境可以完全隔离,这样外界环境中的液体将无法进入电动机的内部,从而解决了电动机因进水而引起失效的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请提供的一种实施方式中电动机的立体图;
图2是图1中电动机的分解立体图;
图3是图1中电动机的纵剖面图;
图4是图3中A区域的局部放大示意图;
图5是图3中B区域的局部放大示意图;
图6是本申请提供的另一种实施方式中电动机的纵剖面图;
图7是本申请提供的另一种实施方式中电动机的纵剖面图;
图8是图7中C区域的局部放大示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。本申请使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”、“第一端”、“第二端”、“一端”、“另一端”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如,如果将图中的设备翻转,则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此,示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向),并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。
此外,术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“滑动连接”、“固定”、“套接”应做广义理解。例如,“连接”可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
随着社会生产力的发展,人们的生活水平也得到了提高。在物质基础得到保障的前提下,人们开始借助各种各样的清洁设备来减少劳动,提高生活质量。现有的清洁设备通常以电动机为动力源,电动机在结构上主要包括定子、转子和附件。
定子是电动机的静止部分,通常由机座、定子铁心和定子绕组组成,其中,定子铁心一般由表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成,在定子铁心的内圆冲有均匀分布的槽,用以嵌放定子绕组;定子绕组一般由三个在空间互隔120°、结构完全相同的绕组连接而成,这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子槽内,在通电时可以产生旋转磁场;机座通常用于固定定子铁心与前后端盖以支撑转子,并起防护、散热等作用。
转子是电动机的旋转部分,通常包括转子铁心、转子绕组和驱动轴等部件,其中,转子铁心一般用硅钢片冲制、叠压而成,硅钢片外圆冲有均匀分布的孔,用来安置转子绕组;转子绕组用于切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流,并形成电磁转矩而使电动机旋转;驱动轴用于传递转矩及支撑转子的重量,通常转子铁心直接压装在驱动轴上。
附件通常包括起支撑作用的端盖,连接转动部分与不动部分的轴承,以及电路部分,其中,电路部分一般包括MOS管(MOSFET,金属-氧化物半导体场效应晶体管)和MCU(Motor Control Unit,电机控制单元)等功率控制组件,功率控制组件通常安装在线路板上。
当电动机工作时,定子、转子和电路部分会产生大量的热量,电动机的温升主要由上述热量产生。若要保证电动机可以正常工作,需要对电动机进行散热,同时,电动机内部还需要保持干燥的环境,以免定子、转子和电路部分发生故障。现有的电动机散热方案需要将电动机的内部和外界环境连通,然后利用散热风叶将外界环境中的空气送入电动机内部,电动机内部设有风道,外界空气沿着风道进入,从而对电动机内部进行散热。由于电动机与外界环境连通,因此电动机内部的器件易受外界水汽影响而失效,导致电动机容易出现故障。
因此,如何满足电动机的温升要求,同时避免电动机进水,便成为本领域亟需解决的课题。
下面将结合附图,对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,本申请所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本申请保护的范围。
请一并参考图1、图2、图3和图4。在本实施方式中,电动机1至少包括密闭的机壳12和位于机壳12内部的定子13、转子14和驱动轴11,其中,定子13固接在机壳12上,转子14可转动的安装于机壳12中,驱动轴11固定在转子14上。
在一种可实现的实施方式中,可以利用压铸或浇铸工艺制作出一个顶盖1201和一个大致筒状的壳体1202,顶盖1201上设置有出线孔1211,壳体1202上设置有开孔1221,顶盖1201和壳体1202可以通过螺丝或者卡槽组合为一个大致密闭的容器(即机壳12),其中,外部电线可以通过出线孔1211被引入机壳12内部,驱动轴11的动力输出端可以穿过开孔1221,并部分的外露于机壳12。在实际应用中,可以在出线孔1211中设置一橡胶密封圈(未示出),橡胶密封圈的内孔径与外部电线的直径相匹配,如此,在将外部电线引入机壳12内部时,橡胶密封圈和外部电线共同将出线孔1211堵住,从而对出线孔1211进行密封。相应的,驱动轴11与开孔1221之间设置有油封(未示出),上述油封和驱动轴11共同将开孔1221堵住,从而对开孔1221进行密封。通过上述设置,机壳12在整体上具有封闭的结构,外界空气和水份将很难进入机壳12内部。
在一种可实现的实施方式中,电动机1外部连接有散热组件2,机壳12至少部分地沿第一方向朝向散热组件2,并且机壳12的直径沿上述第一方向逐渐减小。需要指出的是,本申请将第一方向定义为如图3中箭头所指示的方向,具体的,第一方向从出线孔1211指向开孔1221。散热组件2可以将外部空气沿与第一方向相反的方向,吹向机壳12的外表面,从而对电动机1进行冷却。
在一种可实现的实施方式中,电动机1还包括导热支架15和线路板16,导热支架15位于机壳12内部,并且导热支架15与机壳12的内表面连接;线路板16上的元器件朝向导热支架15设置并与导热支架15贴合,以通过导热支架15将元器件产生的热量传递至机壳12。在实际应用中,导热支架15可以采用导热良好的金属材料(例如铝、铜、铁等)制作,并且导热支架15的外缘至少部分的与机壳12的内表面接触。电动机功率控制组件(例如MOS管和MCU等电子元件)全部布设于线路板16的一侧,在安装线路板16时,可以将线路板16布设有元器件的一侧朝向导热支架15,并且在MOS管和MCU表面涂覆高导热硅脂,然后将线路板16压合锁紧在导热支架15上,这样,MOS管和MCU将通过导热硅脂与导热支架15接触,MOS管和MCU产生的热量可以快速传递至导热支架15,并通过导热支架15传递至机壳12,而散热组件2吹向机壳12外表面的气流可以将机壳12中的热量带走,通过上述热传递过程,MOS管和MCU产生的热量最终被气流带走,从而实现对电动机1进行降温的效果。
在一种可实现的实施方式中,机壳12具有大致筒状的框架,导热支架15垂直于上述框架的轴向设置,并将上述框架分隔为上部腔体121和下部腔体122;线路板16位于上部腔体121中,定子13、转子14和驱动轴11位于下部腔体122中,并且驱动轴11贯穿下部腔体122。具体的,导热支架15可以安装在机壳12内部的规定位置,并通过螺丝固定在机壳12上,导热支架15的横截面与机壳12在上述规定位置处的横截面大致相同,并且导热支架15具有一定的厚度,从而使得当导热支架15被安装于上述规定位置处时,导热支架15可以将机壳12内部分隔为两个独立的腔体(即上部腔体121和下部腔体122)。出线孔1211位于上部腔体121的顶部,电线可以通过出线孔1211与线路板16上的电子元器件电连接。开孔1221位于下部腔体122的底部,驱动轴11的动力输出端可以穿过开孔1221,并部分的外露于下部腔体122。
可选的,机壳12可以选用导热良好的金属材质(例如,铁或者铝等)制作。为增加导热支架15与机壳12内壁的接触面积,提高散热效果,导热支架15的外边缘沿轴向外翻一定距离,导热支架15通过上述外翻的外边缘固定在机壳12的内壁上。进一步的,导热支架15与机壳12的接合处可以填充高导热系数的导热硅脂,相应的,定子13与机壳12接合处也可以填充高导热系数的导热硅脂,上述导热硅脂可以将导热支架15,以及定子13产生的热量高效的传递到机壳12上,从而实现对电动机1整体降温的效果。
在一种可实现的实施方式中,如图3所示,导热支架15可以作为一个单独的部件连接在机壳12上,即分别制作导热支架15和机壳12。具体的,可以利用压铸或浇铸工艺制作出顶盖1201和壳体1202,上述顶盖1201和上述壳体1202可以组合为一个密闭的容器(即机壳12),导热支架15可以安装在机壳12上。相应的,电动机1的装配工序可以为:首先将定子13、转子14和驱动轴11等器件安装在壳体1202中,然后将导热支架15安装在壳体1202上,之后将线路板16压合锁紧在导热支架15上,最后将顶盖1201与壳体1202组合在一起。
可选的,如图6所示,导热支架15可以作为机壳12的一部分,即分别利用模具压铸或浇铸出顶盖1201、底盖1203,以及带有导热支架15的壳体1202,上述顶盖1201、底盖1203和壳体1202可以组合为一个密闭的容器(即机壳12)。相应的,电动机1的装配工序可以为:首先将定子13、转子14和驱动轴11等器件安装在壳体1202中,然后将底盖1203与壳体1202组合在一起,之后将线路板16压合锁紧在导热支架15上,最后将顶盖1201与壳体1202组合在一起。
在一种可实现的实施方式中,散热组件2包括风罩21和动叶轮22。风罩21具有进气口211,并且风罩21将动叶轮22覆盖,即动叶轮22完全位于风罩21的内部腔体中。当散热组件2安装于电动机1上时,风罩21至少部分的包裹下部腔体122,即当散热组件2和电动机1组合在一起时,电动机1的下部腔体122至少部分的位于风罩21的内部腔体中。同时,下部腔体122的直径小于上部腔体121的直径,风罩21的直径小于或者等于上部腔体121的直径。动叶轮22通过联轴器221与驱动轴11的动力输出端连接,从而使得动叶轮22可以在驱动轴11的驱动下旋转,当动叶轮22旋转时,动叶轮22可以将外部空气经进气口211引入风罩21内部。
在一种可实现的实施方式中,风罩21具有端板212和侧板213。端板212为圆形,在端板212的中心位置处设置有开孔以形成进气口211,外界空气可以通过进气口211进入风罩21的内部腔体中。侧板213环绕端板212的外缘,从而形成具有开放结构的圆筒状腔体,该圆筒状腔体即为风罩21的内部腔体。风罩21的内部腔体中还设置有支撑结构(未示出),该支撑结构的一端与风罩21的内壁连接,另一端与电动机1的外表面连接,从而使得风罩21可以固定在电动机1上,具体的,上述支撑结构可以为辐条式同心圆环,同心圆环的外环与风罩21的内壁连接,同心圆环的内环套接在电动机1的外表面上。
动叶轮22配设在端板212的轴向内侧,并且动叶轮22通过联轴器221与驱动轴11的动力输出端连接,从而使得动叶轮22可以跟随驱动轴11同步旋转。动叶轮22被构造为:当动叶轮22旋转时,动叶轮22中的叶片可以将外部空气从进气口211吸入风罩21的内部腔体,并将进入风罩21内部腔体的空气沿与第一方向相反的方向,吹向机壳12的外表面。动叶轮22的具体结构可以参考现有技术,此处不做赘述。
在实际应用中,电动机1需要设置密封防水结构,通常利用O型密封圈对机壳12的各个连接处进行密封。同时,为防止螺钉孔位置进水导致电机失效,各个螺钉孔需要增加螺钉垫片或孔塞,电动机1与外部结构件(例如电机支座)之间还需要设置缓冲零件,以进行缓冲和止转,这些结构和部件都增加了电动机1制作的复杂性。
针对上述问题,在一种可实现的实施方式中,请一并参考图1和图3,电动机1还包括包胶件3,包胶件3包括塑胶本体31和止挡结构32。塑胶本体31与上部腔体121的外部轮廓相匹配,以包裹并密封上部腔体121;止挡结构32位于塑胶本体31的外表面上,当电动机1被安装在电机支座(未示出)上时,止挡结构32与电机支座相配合,以阻止电动机1发生位移。具体的,可以使用弹性树脂或者人工橡胶、TPU、TPR、TPE、软PVC等胶料制作包胶件3,塑胶本体31从上部腔体121的顶部装配在上部腔体121上,并将上部腔体121上的螺钉孔、接缝等易进水部位包裹,从而阻止水分进入上部腔体121内部。
在实际应用中,为将气流导向电动机1的外表面,以提高冷却效率,在一种可实现的实施方式中,散热组件2还包括定叶轮23,定叶轮23位于风罩21内部,并设置在动叶轮22的后方。定叶轮23可以卡接在电动机1的外表面上,或者定叶轮23可以通过卯榫结构固接在风罩21的内壁上。定叶轮23被构造为:当外界空气经动叶轮22吹向定叶轮23时,定叶轮23中的叶片可以将上述空气按照规定角度引导至电动机1的外表面。定叶轮23的具体结构可以参考现有技术,此处不做赘述。
将定叶轮23与电动机1或者风罩21直接连接,需要设置特定的对接构件,并且安装工序复杂。为简化定叶轮23的安装,在一种可实现的实施方式中,散热组件2还包括定叶轮支架24和导风部25。定叶轮支架24与电动机1固定连接,导风部25套接在风罩21内部,并且定叶轮支架24与导风部25之间具有气流间隙;定叶轮23位于上述气流间隙中,并且定叶轮23的一端与定叶轮支架24连接,定叶轮23的另一端与导风部25连接。
定叶轮支架24为中心开孔的圆盘状结构,定叶轮支架24可以通过上述开孔套接在电动机1上,并且定叶轮支架24可以通过螺钉固定在电动机1上。进一步的,上述开孔具有多个内凹的定位点,电动机1的外表面上设置有对应数量的定位柱,通过将定位柱嵌入到内凹的定位点中,定叶轮支架24可以被准确的套设在电动机1上。
导风部25的外轮廓与风罩21相匹配,并且导风部25的直径小于风罩21的直径,从而使得导风部25可以卡接在风罩21的内部腔体中,具体的,导风部25可以通过螺纹或者卯榫结构与风罩21连接。定叶轮支架24的直径小于导风部25的直径,当定叶轮支架24被固定在电动机1上,同时导风部25被固定在风罩21上时,定叶轮支架24的外缘和导风部25的内壁之间具有一定的距离(即气流间隙),气流可以在上述气流间隙中通过。定叶轮23位于上述气流间隙中,并且定叶轮23叶片根部的两端分别与定叶轮支架24和导风部25连接,如此,导风部25可以被固定在定叶轮支架24上,定叶轮支架24可以支撑导风部25,从而使得导风部25具有更加稳定的结构。需要指出的是,上述气流间隙的大小可以根据定叶轮23的结构进行设定,例如,可以根据定叶轮23中叶片的偏转角度设置气流间隙的大小。
可选的,导风部25的直径也可以大于风罩21的直径,此时,风罩21可以卡接在导风部25的内部。相应的,定叶轮支架24的直径需要小于风罩21的直径,从而在定叶轮支架24和风罩21之间形成气流间隙,定叶轮23位于上述气流间隙中,并且定叶轮23叶片根部的两端分别与定叶轮支架24和风罩21连接。
在实际应用中,外界空气中通常含有一定量的水蒸气,由于定叶轮支架24的折流板效应,上述水蒸气可能会在定叶轮支架24处汇聚,并附着在外露的驱动轴11上。考虑到上述情况,在一种可实现的实施方式中,可以在定叶轮支架24朝向动叶轮22的一侧设置双环形筋结构,双环形筋结构环绕驱动轴11,并且双环形筋结构与动叶轮22之间具有预设间隙。双环形筋结构可以被构造为:以定叶轮支架24的中心开孔为圆心,在定叶轮支架24朝向动叶轮22的一侧设置两个同心圆环状凸起241和242,并且外侧的圆环状凸起241环绕定叶轮支架24的外边缘,内侧的圆环状凸起242与外侧的圆环状凸起241之间存在规定距离。在设置圆环状凸起241和242的凸起高度时,可以根据定叶轮支架24与动叶轮22底部之间的距离进行设定,从而使得圆环状凸起241和242的顶部与动叶轮22底部之间存在预设间隙。
由于圆环状凸起241的存在,定叶轮支架24和动叶轮22可以看做一段具有缝隙的壁板,相应的,上述壁板与风罩21的内壁可以组合为一段具有缝隙的管道,上述管道通过该缝隙与圆环状凸起241和242之间的区域(为便于叙述,本申请将该区域称为X区域)连通。当动叶轮22旋转时,外界空气通过进气口211进入风罩21的内部,并经过上述管道流向定叶轮23,根据流体力学的附壁效应,气流在从动叶轮22流向定叶轮23时,气流会贴着上述管道的管壁高速流动,而高速流动的气体可以使管道内部的气压低于X区域的气压,如此,在压差的作用下,X区域中的气体将通过上述缝隙被吸入管道中,这样就减少了进入X区域的气体数量,X区域汇聚水分的概率也随之减小,相应的,驱动轴11上附着水分的概率也随之减小。通过理论计算和仿真分析,当圆环状凸起241和242的顶部到动叶轮22底部的距离小于1mm时,驱动轴11附近位置处的空间气压能够达到-3Kpa左右,从而有效降低了驱动轴11处进水的几率。
在一种可实现的实施方式中,为增加空气在机壳12外表面的驻留时间,可以利用风罩21和下部腔体122外壳形成驻留风道。具体的,将风罩21的直径设置为小于或者等于上部腔体121外壳的直径,风罩21至少部分的包裹下部腔体122,风罩21的内壁和下部腔体122的外壳之间形成一气流通道(即驻留风道),如此,进入风罩21内部的气流将被限定在上述驻留风道中流动,从而阻止了气流的不规则逸散,延长了气流在机壳12外表面的驻留时间。进一步的,机壳12至少部分沿上述第一方向呈向内拐弯的弧状。具体的,可以将下部腔体122外壳的直径设置为小于上部腔体121外壳的直径,并且下部腔体122外壳的直径沿第一方向逐渐减小,同时,上部腔体121外壳和下部腔体122外壳之间平滑过渡,从而使得机壳12形成向内拐弯的弧状。如此,相比于纯线性设计的下部腔体122外壳,本实施例中的下部腔体122对于从进气口211进来的气流,具有更长的散热路径、更大的散热接触面积,可以进一步延长气流在机壳12外表面的驻留时间,增加空气对机壳12的散热效果。
可选的,机壳12的外表面具有至少一个散热翅123,并且散热翅123位于机壳12向内拐弯的弧状处,即散热翅123位于上部腔体121和下部腔体122的过渡段。散热翅123可以选用导热良好的金属材质(例如,铜或者铝等)制作,散热翅123的根部与机壳12的外表面连接,散热翅123可以增加机壳12的表面积,从而增加机壳12的散热面积。
可选的,散热翅123沿机壳12的外表面延伸,并且散热翅123与机壳12中心轴存在夹角,即散热翅123的延伸方向与机壳12的中心轴线不平行,如此,散热翅123可以阻挡气体的流动,进而可以延长气流在机壳12外表面的驻留时间,增加空气对机壳12的散热效果。
请一并参考图3和图5,在一种可实现的实施方式中,电动机1还包括轴承室4和轴承5。轴承室4设置于驱动轴11的径向外侧,并且轴承室4环绕驱动轴11,驱动轴11贯穿轴承室4;轴承5位于轴承室4内,并且轴承5与驱动轴11连接,以支撑驱动轴11旋转。具体的,轴承5可以采用整体式滑动轴承,轴承5的内圈与驱动轴11连接,以支撑驱动轴11旋转;轴承5的外圈与轴承室4连接,轴承5通过轴承室4固定在机壳12的规定位置。轴承室4中注有润滑油,轴承5浸泡在上述润滑油中,润滑油可以减少轴承5在运动时的摩擦力。轴承5的具体结构和安装方式可以参考现有技术,此处不做赘述。需要指出的是,轴承室4可以位于机壳12的内部,也可以位于机壳12的外部。
可选的,轴承室4设置有弹性隔片41。弹性隔片41环绕驱动轴11,并且弹性隔片41的形状与轴承室4的横截面相匹配,从而使得当弹性隔片41放置于轴承室4中时,弹性隔片41的一端与轴承室4的内壁抵接,弹性隔片41的另一端与驱动轴11抵接。弹性隔片41可以将轴承室4分隔为第一腔室42和第二腔室43,第一腔室42和第二腔室43中都存在润滑油,轴承5位于第一腔室42中。在实际应用中,弹性隔片41可以采用低摩擦系数材料(例如铁氟龙垫片)制作,以减少弹性隔片41对驱动轴11的磨损。
在一种可实现的实施方式中,轴承室4位于机壳12的内部,并且第二腔室43紧贴驱动轴11与动叶轮22相连接的一端,即第二腔室43紧贴下部腔体122的底部开孔1221,如此,当少量的外界液体通过开孔1221进入机壳12内部时,上述液体可以被弹性隔片41阻挡在第二腔室43中,亦即外界液体无法进入第一腔室42中,相应的,外界液体也就无法与轴承5接触,从而使得轴承5具有更好的工作环境。
为减少弹性隔片41在轴承室4中移动,可选的,驱动轴11位于轴承室4的部分设置有过渡段,上述过渡段具有斜坡面111,弹性隔片41与上述斜坡面111抵接,斜坡面111可以阻挡弹性隔片41沿驱动轴11的轴向方向上移动。另一方面,弹性隔片41通过斜坡面111与驱动轴11过盈配合,会有更好的过盈效果,可以进一步提升第一腔室42的密封效果。
可选的,为减少弹性隔片41对驱动轴11的磨损,弹性隔片41具有弧形面411,并且上述弧形面411与斜坡面111匹配,以使得弹性隔片41通过弧形面411与斜坡面111形成线接触。具体的,弹性隔片41与驱动轴11形成过盈接触,在驱动轴11和轴承室4的共同作用下,弹性隔片41朝向斜坡面111弯曲,从而形成弧形面411,并且上述弧形面411与斜坡面111抵接,这样弧形面411将与斜坡面111形成线接触,即弧形面411与斜坡面111之间摩擦力的方向是接触面的切线方向。弧形面411与斜坡面111之间形成线接触,可以减少弹性隔片41与驱动轴11之间的接触面积,进而减小弹性隔片41与驱动轴11之间的摩擦力,最终在提升防水效果的同时减少对电动机1负载的影响。
在一种可实现的实施方式中,如图7、图8所示,动叶轮的支架(例如联轴器221)具有遮蔽板2211,机壳12具有遮蔽凹槽1212,其中,遮蔽板2211环绕驱动轴11,并且遮蔽板2211从联轴器221的底部沿驱动轴11的轴向方向,向机壳12方向延伸;遮蔽凹槽1212环绕驱动轴11,并且遮蔽凹槽1212从机壳12的外表面沿驱动轴11的轴向方向,向联轴器221方向延伸;遮蔽板2211和遮蔽凹槽1212的形状相匹配,从而使得遮蔽板2211和遮蔽凹槽1212共同构成迷宫密封结构。上述迷宫密封结构可以对驱动轴11外露于机壳12的部分进行包裹,从而阻止水汽或化学物质接触到驱动轴11。进一步的,上述迷宫密封结构中可以填充油脂,以进一步提高迷宫密封结构的密封效果,同时上述油脂还可以对驱动轴11进行润滑。
本申请还提供一种清洁设备,所述清洁设备至少包括机身和设置于所述机身内部的电动机1,电动机1至少包括密闭的机壳12和位于机壳12内部的定子13、转子14和驱动轴11,其中,定子13固接在机壳12上,转子14可转动的安装于机壳12中,驱动轴11固定在转子14上。电动机1外部连接有散热组件2,机壳12至少部分地沿第一方向朝向散热组件2,并且机壳12的直径沿上述第一方向逐渐减小。
进一步的,散热组件2包括风罩21和动叶轮22。风罩21具有进气口211,并且风罩21将动叶轮22覆盖,即动叶轮22完全位于风罩21的内部腔体中。当散热组件2安装于电动机1上时,风罩21至少部分的包裹电动机1,即当散热组件2和电动机1组合在一起时,电动机1的一部分结构位于风罩21的内部腔体中。动叶轮22与电动机1中的驱动轴11连接,以使得动叶轮22可以在驱动轴11的驱动下旋转,当动叶轮22旋转时,动叶轮22可以将外部空气经进气口211引入风罩21内部。电动机1和散热组件2的具体实现结构可参见上述实施方式中的相关内容,此处不再赘述。清洁设备的具体形式可以是例如吸尘器、清洗机、扫地机器人等设备。
以下结合具体的应用场景,以清洁设备为吸尘器为例进行详细的说明。
应用场景一
某一用户家中有一个游泳池,该用户需要定期对游泳池进行清理,以保持游泳池的卫生。通常游泳池在放完水后,游泳池的底部仍然会残留许多水分,这就使得用户需要对一个很潮湿的环境进行清理,由于现有吸尘器的结构主要针对干燥的颗粒类垃圾进行优化,因此如果直接利用现有的吸尘器对游泳池进行清理,那么吸尘器中的电动机很可能会因为进水而出现故障。同时,由于游泳池的面积比较大,因此吸尘器需要进行长时间的工作,吸尘器中的电动机很可能会因长时间的工作而导致温升过高,最终出现故障。
该用户经过长时间的尝试,发现现有的吸尘器都无法满足其要求,在朋友的推荐下,该用户决定使用一种新型的吸尘器,该吸尘器安装有本申请提供的防水电动机。
某一天,该用户决定对游泳池进行清理,在放完游泳池中的水后,该用户拿出上述新型吸尘器,并直接使用该吸尘器吸取游泳池底部的残留水分。由于吸尘器中的电动机具有密闭的壳体,因此进入吸尘器内部的水分无法进入电动机内部。同时,安装在电动机端部的散热组件还可以不断将外界空气吹向电动机的外表面,这些空气在流经电动机的外表面时,可以将电动机内部元器件产生的热量带走,从而保证了电动机不会因为长时间的工作而出现温升过高的情况。吸尘器中的电动机与吸尘风道连通,因此电动机中的散热组件可以直接从吸尘风道中抽取空气,吸尘风道中的潮湿空气在流经电动机的外表面时,上述潮湿空气中的水分可以被电动机产生的热量蒸发,从而进一步提高了对电动机的冷却效果。
由此可见,本申请提供的方案,电动机中的定子、转子、驱动轴等组件被放置于封闭的机壳中,当电动机工作时,上述定子、转子等组件产生的热量可以传导至机壳。同时,在机壳的外部设置有散热组件,并且上述散热组件与驱动轴的输出端连接,这样,当电动机工作时,上述驱动轴可以带动散热组件中的动叶轮旋转,旋转的动叶轮可以将外部空气吹向机壳的外表面,而快速流动的空气可以将机壳上的热量带走,从而对机壳进行强制散热,保证电动机的温升不至于太大。另一方面,由于电动机的机壳具有良好的密闭结构,因此电动机的内部空间与外界环境可以完全隔离,这样外界环境中的液体将无法进入电动机的内部,从而解决了电动机因进水而引起失效的问题。
以上所述仅为本申请的较佳实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种电动机,其特征在于,所述电动机至少包括密闭的机壳和位于所述机壳内部的定子、转子和驱动轴,所述电动机还包括散热组件;
所述机壳至少部分地沿第一方向朝向所述散热组件,所述机壳的直径沿所述第一方向逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的电动机,其特征在于,所述电动机还包括导热支架和线路板;
所述导热支架位于所述机壳内部,并与所述机壳的内表面连接;
所述线路板上的元器件朝向所述导热支架设置并与所述导热支架贴合,以通过所述导热支架将热量传递至所述机壳。
3.根据权利要求2所述的电动机,其特征在于,所述机壳具有大致筒状的框架;
所述导热支架垂直于所述框架的轴向设置,并将所述框架分隔为上部腔体和下部腔体;
所述线路板位于所述上部腔体中,所述定子、所述转子和所述驱动轴位于所述下部腔体中,并且所述驱动轴贯穿所述下部腔体。
4.根据权利要求3所述的电动机,其特征在于,所述散热组件包括风罩和动叶轮,所述风罩至少部分的包裹所述下部腔体,并且所述下部腔体的直径小于所述上部腔体的直径,所述风罩的直径小于或者等于所述上部腔体的直径。
5.根据权利要求3所述的电动机,其特征在于,所述电动机还包括包胶件,所述包胶件包括塑胶本体和止挡结构;
所述塑胶本体与所述上部腔体的外部轮廓相匹配,以包裹并密封所述上部腔体;
所述止挡结构位于所述塑胶本体的外表面上,当所述电动机被安装在电机支座上时,所述止挡结构与所述电机支座相配合,以阻止所述电动机发生位移。
6.根据权利要求4所述的电动机,其特征在于,所述散热组件还包括定叶轮,所述定叶轮位于所述风罩内部,并位于所述动叶轮后方,以将进入所述风罩内部的外部空气,按照规定角度引导至所述电动机的外表面。
7.根据权利要求6所述的电动机,其特征在于,所述定叶轮的支架朝向所述动叶轮一侧具有双环形筋结构,所述双环形筋结构环绕所述驱动轴,并且所述双环形筋结构与所述动叶轮之间具有预设间隙。
8.根据权利要求1所述的电动机,其特征在于,所述机壳至少部分沿所述第一方向呈向内拐弯的弧状。
9.根据权利要求8所述的电动机,其特征在于,所述机壳的外表面具有至少一个散热翅,并且所述散热翅位于所述弧状处。
10.根据权利要求1所述的电动机,其特征在于,所述电动机还包括轴承和轴承室,所述轴承室设置有弹性隔片;
所述弹性隔片环绕所述驱动轴,并且所述弹性隔片的一端与所述轴承室的内壁抵接,所述弹性隔片的另一端与所述驱动轴抵接,以将所述轴承室分隔为第一腔室和第二腔室,所述轴承位于所述第一腔室中。
11.根据权利要求10所述的电动机,其特征在于,所述电动机还包括动叶轮,所述动叶轮的支架具有遮蔽板,所述机壳具有遮蔽凹槽;
所述遮蔽板环绕所述驱动轴,并从所述动叶轮的支架沿所述驱动轴的轴向向所述机壳方向延伸;
所述遮蔽凹槽环绕所述驱动轴,并从所述机壳沿所述驱动轴的轴向向所述动叶轮的支架方向延伸;
所述遮蔽板和所述遮蔽凹槽构成迷宫密封结构。
12.一种清洁设备,所述清洁设备至少包括机身和设置于所述机身内部的电动机,其特征在于,所述电动机至少包括密闭的机壳和位于所述机壳内部的定子、转子和驱动轴,所述电动机还包括散热组件;
所述机壳至少部分地沿第一方向朝向所述散热组件,所述机壳的直径沿所述第一方向逐渐减小。
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