一种吸尘器离心风机的制作方法

本发明属于弹性流体转子技术领域，特别涉及一种吸尘器离心风机。

背景技术：

吸尘器离心风机,利用电机转子带动离心叶轮高速旋转，在密封的壳体内产生空气负压，从而将灰尘等杂物吸入集尘袋中的清洁电器。

为了增加吸尘器的便携性和使用舒适度，吸尘器的体积呈缩小化趋势。离心风机作为立式吸尘器的核心部件，为实现吸尘器的高效节能，多采用叶片式扩压器，同时在高转速的工况下工作，以得到较高的风机效率。因此，需要控制吸尘器离心风机的体积。

传统的吸尘器离心风机，转速较高，其转速在33000-40000r/min，其体积较大，较为笨重。例如，其内部的扩压器采用了分体式结构，轴向导叶和轴承室分层，占用了较大空间，且可靠性差；机壳厚重，整体包裹了内部器件，与内部器件的外壁功能重复，且散热性差。因此，传统的吸尘器离心风机，存在工作电机散热性差、可靠性低、体积笨重的不足。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种吸尘器离心风机。

本发明采用以下技术方案。

一种吸尘器离心风机，包括叶轮外罩、叶轮、有叶扩压器和电机；所述叶轮外罩开设有进风口和出风口；所述进风口位于叶轮外罩的顶部中央，所述叶轮容置于叶轮外罩内部且与进风口相邻设置；所述叶轮中部轴向开设有第一安装孔；所述有叶扩压器容置于叶轮外罩内部且位于叶轮下游；所述有叶扩压器包括一体设置的外壳体、轴向导叶和内壳体；所述轴向导叶倾斜设置于外壳体和内壳体之间，相邻轴向导叶之间形成倾斜的导流孔；所述电机连接叶轮和有叶扩压器。

所述外壳体为中空的圆环形结构；所述内壳体呈圆片状并与外壳体同轴设置，且内壳体轴心处设有第一轴承室；所述第一轴承室设有轴向贯通内壳体的通孔；所述轴向导叶以内壳体的圆心为中点等角度布设于内壳体外沿；所述轴向导叶为薄叶片，轴向导叶内侧与内壳体外缘固定连接，轴向导叶外侧与外壳体内壁固定连接；所述第一轴承室内壁开设有第一轴向槽；所述第一轴向槽有3个，且等角度均布于第一轴承室内壁；所述内壳体上表面中部设置有一内陷的同轴的圆饼槽，使得内壳体上表面端面上有一层阶梯，端面高度分为两层，端面外层和叶轮底盘间隙变小，形成防回流结构；所述轴向导叶与外壳体的交角为25~40°。

所述轴向导叶前端弧形设置形成前缘，后端弧形设置形成后缘；所述前缘顶端与内壳体上表面相齐平，所述前缘与内壳体的交角度数小于轴向导叶与内壳体的交角度数；所述后缘的末端与外壳体的底部相邻设置，且所述后缘与内壳体的交角度数小于轴向导叶与内壳体的交角度数。

所述内壳体底部等角度布设有径向导叶；所述径向导叶为弧形片，从内壳体外缘向内壳体轴心处延伸；所述径向导叶的内端与第一轴承室间隙设置，径向导叶外侧面和轴向导叶内侧面固定连接；所述径向导叶的外端部与内壳体的外轮廓相切；相邻径向导叶之间形成稳流槽；所述稳流槽与导流孔相连通。

所述径向导叶呈内低外高的阶梯分布；所述径向导叶的内侧高度低于外侧高度；所述径向导叶外端顶部倾斜设置，径向导叶外端顶部与轴向导叶侧壁相邻设置，且径向导叶外端顶部倾斜程度与轴向导叶的弧度相一致。

所述外壳体下游设置有凸起的定位销；所述电机包括呈中空的圆柱状的电机壳体；所述电机壳体内壁上部开设有与外壳体的定位销相适应的定位销槽；所述外壳体下游插设于电机壳体，定位销嵌设于定位销槽。

所述电机包括转子机构,所述转子机构包括均同轴设置的轴芯、第一轴承、第一平衡块、磁钢、第二平衡块、第二轴承;所述磁钢套设且固定安装于轴芯；所述轴芯外露于磁钢的部位为外壁光滑的等径圆轴；所述磁钢和轴芯粘接；所述叶轮、第一轴承、第一平衡块、第二平衡块、第二轴承均与轴芯过盈配合。

所述电机包括定子机构；所述定子机构，包括电机壳体、定子铁芯、定子铁芯、绕线架、轴承架；所述定子铁芯由三个分瓣式的定子铁芯组件环设组成；相邻的定子铁芯组件榫卯过盈连接；所述定子铁芯组件，一端设置有开设有卯眼，另一端设置有与卯眼相适应的榫头；所述榫头嵌设于相邻定子铁芯组件的卯眼；所述定子铁芯组件，包括弧形架、定子定位架、内圆架；所述弧形架的侧面呈圆心角为120°的弧形；所述定子定位架上端固定安装于弧形架内壁，下端固定安装于内圆架中部；所述内圆架侧面呈弧形，所述内圆架和弧形架同轴心设置；相邻定子定位架之间形成绕线槽，相邻内圆架间隙设置。

所述电机壳体内壁等角度均布有第一螺纹孔和第一柱销；所述弧形架的外壁中部设置有定子定位件；所述定子定位件包括均轴向设置的定位通孔和柱销孔；所述轴承架为一体式爪式结构，包括第二轴承室以及三个径向等角度布设于第二轴承室外沿的弯爪；所述弯爪的自由端设有第二螺纹孔和第二柱销；第一柱销和第二柱销分别插设于定子铁芯组件的柱销孔两端，所述第二螺纹孔、定位通孔、第一螺纹孔穿设有螺栓。

所述定子铁芯组件由定子铁芯组件冲片叠铆而成；所述定子铁芯组件冲片呈片状，其形状和定子铁芯组件的侧面形状相同；所述定子机构还包括绕线架；所述绕线架分设于定子铁芯组件两侧，定子铁芯组件两侧的绕线架覆盖了定子定位架整个表面以及内圆架的上表面；所述内圆架的内壁外露；所述绕线架设置有凸檐；所述凸檐沿内圆架轴向延伸。

现有的无刷电机吸尘器扩压器的安装方式为轴向导叶和轴承室分层式安装，整个吸尘器电机体积较大，较为笨重。

本技术方案，有叶扩压器为一体式的结构，解决了常规吸尘器有叶扩压器分层占用空间大，产品加工繁琐，制作成本高的缺点，并增大了吸尘器电机的通风量，提高了电机效率,所述用于吸尘器的有叶扩压器具有结构紧凑、过流快、效率高等优点。

附图说明

图1是本装置的结构示意图；

图2是图1中a-a面的剖视图；

图3是本装置的爆炸图；

图4是叶轮外罩、叶轮和有叶扩压器的装配图；

图5是图4中b-b面的剖视图；

图6是有叶扩压器的俯视图；

图7是有叶扩压器的仰视图；

图8是有叶扩压器的一幅立体图；

图9是有叶扩压器的另一幅立体图；

图10是电机壳体的立体图；

图11是电机壳体和有叶扩压器的装配图；

图12是转子机构的结构示意图；

图13是图12中c-c面的剖视图；

图14是定子铁芯的俯视图；

图15是定子铁芯的立体图；

图16是定子铁芯组件的立体图；

图17是定子铁芯组件冲片的俯视图；

图18是轴承架的一幅立体图；

图19是轴承架的另一幅立体图；

图20是定子机构的装配图；

图21是绕线架的立体图；

图中：叶轮外罩100、进风口101、出风口102、

叶轮200、第一安装孔201、

有叶扩压器300、外壳体301、定位销302、轴向导叶303、前缘304、后缘305、导流孔306、内壳体307、圆饼槽308、第一轴承室309、第一轴向槽310、径向导叶311、稳流槽312、

转子机构400、轴芯401、环形槽402、第一轴承403、第一平衡块404、磁钢405、第二平衡块406、第二轴承407、

定子机构500、电机壳体501、定位销槽502、定子铁芯503、第一螺纹孔504、第一柱销505、定子铁芯组件506、弧形架507、定子定位架508、内圆架509、绕线槽510、定位通孔511、柱销孔512、定子铁芯组件冲片513、弧形片514、定子定位片515、内圆片516、铆接点517、绕线架518、轴承架519、第二轴承室520、弯爪521、第二螺纹孔522、第二柱销523、凸檐524、卯眼525、榫头526。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作进一步详细说明。

一种吸尘器离心风机，包括叶轮外罩100、叶轮200、有叶扩压器300和电机。

所述叶轮外罩100开设有进风口101和出风口102；所述进风口101位于叶轮外罩100的顶部中央，且进风口101可以为圆形。进风口101处可以形成负压，使得进风口101处的气流具有朝向叶轮外罩100内部流入的动能，从而气流可以经叶轮外罩100的进风口101流入，并从叶轮外罩100的出风口102流出。

所述叶轮200容置于叶轮外罩100内部且与进风口101相邻设置；所述叶轮200中部轴向开设有第一安装孔201；所述电机连接叶轮200。电机驱动叶轮200高速旋转，使得叶轮200中的空气被离心抛出，从而形成气流的流动。

所述有叶扩压器300容置于叶轮外罩100内部且位于叶轮200下游。有叶扩压器300用以调节气流的流动方向和流动速度，气流在流经有叶扩压器300时，可以将气流的动能转化为气流的压力能，并引导气流从叶轮外罩100的出风口102排出。

所述有叶扩压器300包括一体设置的外壳体301、轴向导叶303和内壳体307。

所述外壳体301为中空的圆环形结构。

所述内壳体307呈圆片状并与外壳体301同轴设置，且内壳体307轴心处设有第一轴承室309；所述第一轴承室309设有轴向贯通内壳体307的通孔。作为优选，所述第一轴承室309内壁开设有第一轴向槽310。作为优选，所述第一轴向槽310有3个，且等角度均布于第一轴承室309内壁。第一轴向槽310用以点胶，从而将有叶扩压器300固定于电机，防止轴承上下窜动而增加轴承功耗，提高吸尘器电机工作效率。

作为优选，所述内壳体307上表面中部设置有一内陷的同轴的圆饼槽308。圆饼槽308的设置，使得内壳体307上表面端面上有一层阶梯，端面高度分为两层，外层靠近叶轮200，和叶轮200底盘间隙变小，形成防回流结构，内层为含有第一轴承室309的圆饼槽308。

所述轴向导叶303以内壳体307的圆心为中点等角度布设于内壳体307外沿；所述轴向导叶303倾斜设置于外壳体301和内壳体307之间，轴向导叶303内侧与内壳体307外缘固定连接，轴向导叶303外侧与外壳体301内壁固定连接；所述轴向导叶303为薄叶片，相邻轴向导叶303之间形成倾斜的导流孔306。导流孔306不仅能够用于电机外径与离心叶轮外径比值较小的场合，适用范围广，而且能够有效减小气流在有叶扩压器中形成回流，减少能量损失，降低电机温度。

作为优选，所述轴向导叶303与外壳体301的交角为25~40°。

所述轴向导叶303前端弧形设置形成前缘304，后端弧形设置形成后缘305；所述前缘304顶端与内壳体307上表面相齐平，所述前缘304与内壳体307的交角度数小于轴向导叶303与内壳体307的交角度数；所述后缘305的末端与外壳体301的底部相邻设置，且所述后缘305与内壳体307的交角度数小于轴向导叶303与内壳体307的交角度数。

前缘304和后缘305的设置，使得气流经过轴向导叶303圆润的前缘304和后缘305处，阻力小，快速导风不回流。

所述内壳体307底部等角度布设有径向导叶311；所述径向导叶311为弧形片，从内壳体307外缘向内壳体307轴心处延伸；所述径向导叶311的内端与第一轴承室309间隙设置，径向导叶311外侧面和轴向导叶303内侧面固定连接。所述径向导叶311的外端部与内壳体307的外轮廓相切。相邻径向导叶311之间形成稳流槽312。所述稳流槽312与导流孔306相连通。作为优选，稳流槽312数量与导流孔306数量相同，稳流槽312与相邻的导流孔306一一对应。从导流孔306过来的气流部分流入相邻的稳流槽312，并流向电机，为电机降温，快速带走电机定转子热量，提高输出功率，且降低转子磁钢温度，增强磁钢的抗退磁能力。

进一步，所述径向导叶311的内侧高度低于外侧高度。径向导叶311呈内低外高的阶梯分布，避开电机定子绕线端部的长度影响。

进一步，所述径向导叶311外端顶部倾斜设置，径向导叶311外端顶部与轴向导叶303侧壁相邻设置，且径向导叶311外端顶部倾斜程度与轴向导叶303的弧度相一致，有利于导流孔306中的气流部分流入稳流槽312。

有叶扩压器300由一体式结构的外壳体301、轴向导叶303、内壳体307、径向导叶311、第一轴承室309组成，改变了传统的分体式结构，减少零部件数量，减小制作难度；且减小电机体积，便于携带。

本方案通过将轴向导叶和轴承室一体设计，轴向导叶和径向导叶一体设计以及轴向导叶与径向导叶角度的合理设定，形成了适用于吸尘器离心风机的有叶扩压器，其产生如下有益效果：

1、减小电机体积，便于携带；

2、快速带走电机定转子热量，提高输出功率；

3、减少零部件数量，减小制作难度；

4、降低转子磁钢温度，增强磁钢的抗退磁能力。

所述外壳体301下游设置有凸起的定位销302。定位销302的设置，保证与电机的壳体相连时紧密连接，圆周配合，位置固定。所述电机壳体具有三个按120度分布的矩形的定位销槽，所述电机壳体内圆与所述有叶扩压器外圆圆周配合，外壳体301下游插设于电机壳体，定位销302嵌设于定位销槽，辅助胶水粘接。

所述电机包括转子机构400和定子机构500。

所述转子机构400包括均同轴设置的轴芯401、第一轴承403、第一平衡块404、磁钢405、第二平衡块406、第二轴承407。

所述磁钢405套设且固定安装于轴芯401；所述轴芯401外露于磁钢405的部位为外壁光滑的等径圆轴。作为优选，所述磁钢405和轴芯401粘接。所述磁钢405为是圆柱型永磁铁。磁钢405易碎，因此，磁钢405和轴芯401之间不宜采用过盈配合，而适合采用胶装。

作为一种优选，所述轴芯401整根都是外壁光滑的等径圆轴。作为另一种优选，所述轴芯401在与磁钢405的连接处开设有环形槽402，轴芯401其余部分为外壁光滑的等径圆轴。环形槽402的设置，方便点胶，加强了轴芯401和磁钢405的连接强度。

因此，本轴芯401上下端部均为同一外径的光轴，在加工上只需一道外圆磨工序，降低加工难度，减少加工时间，减少零件报废率，节约了成本。同时，市面上的电机转子的磁钢一般采用过盈配合进行压装，由于磁钢很容易碎，因此对于磁钢与轴的配合精度要求更为苛刻。本发明采用胶装结构，将磁钢与光轴通过胶水粘合，既提供足够的安装力度，又方便定位，且不需要严格控制磁钢与轴的配合公差。

所述轴芯401的上端圆周处设置有倒角。所述轴芯401从上至下依次布设有叶轮200、第一轴承403、第一平衡块404、磁钢405、第二平衡块406、第二轴承407。所述叶轮200、第一轴承403、第一平衡块404、第二平衡块406、第二轴承407均与轴芯401过盈配合。装配时，只需要从下至上，将第二轴承407、第二平衡块406、磁钢405、第一平衡块404、第一轴承403、叶轮200依次装配于轴芯401。

市面上的电机转子上的轴承一般采用压装方式压到轴肩处，如果压力设备压力过大或行程变长会造成轴承损坏，增加零件成本和安装成本。本发明采用光轴的轴芯401，轴上没有轴肩，压力设备进行压装时，压力的大小对轴承无任何影响，所以减少了轴承损坏的概率。

所述第一平衡块404和第二平衡块406分设于磁钢405两侧。由于磁钢405易碎，不易校正平衡。因此，在磁钢405两侧分设第一平衡块404和第二平衡块406，以获得动平衡。

所述定子机构500，包括电机壳体501、定子铁芯503、绕线架518、轴承架519。

所述电机壳体501呈中空的圆柱状，其内壁上部开设有与外壳体301的定位销302相适应的定位销槽502。外壳体301下游插设于电机壳体，定位销302嵌设于定位销槽，辅助胶水粘接。

所述电机壳体501内壁等角度均布有第一螺纹孔504和第一柱销505。作为优选，所述第一螺纹孔504和第一柱销505有3对，相邻第一螺纹孔504的角度为60°。

所述定子铁芯503由三个分瓣式的定子铁芯组件506环设组成；相邻的定子铁芯组件506榫卯过盈连接。

所述定子铁芯组件506，一端设置有开设有卯眼525，另一端设置有与卯眼525相适应的榫头526；所述榫头526嵌设于相邻定子铁芯组件506的卯眼525。作为优选，所述榫头526和卯眼525的形状为梯形。作为另一种优选，所述榫头526和卯眼525的形状为三角形、圆弧形，当然也可以采用常规的榫卯结构。

传统的定子铁芯连接结构一般为松配合压装或者焊接连接，前者定子铁芯三分瓣之间可以滑动，依靠绕线架和绕组绕线进行轴向尺寸上的约束，加大了绕线的难度；而焊接连接又破坏了定子铁芯的绝缘性，增大了涡流损耗和由于焊接工序带来的成本。

本发明的定子铁芯组件506先由多片定子分瓣冲片通过对称的扣点相互叠卯成120°的定子铁芯分瓣结构，然后将三个定子铁芯分瓣冲压形成整体定子铁芯，冲压形成的定子铁芯各分瓣之间为紧配合，相互之间不可滑动。

所述定子铁芯组件506，包括弧形架507、定子定位架508、内圆架509；所述弧形架507的侧面呈圆心角为120°的弧形；所述定子定位架508上端固定安装于弧形架507内壁，下端固定安装于内圆架509中部；所述内圆架509侧面呈弧形，所述内圆架509和弧形架507同轴心设置。相邻定子定位架508之间形成绕线槽510，相邻内圆架509间隙设置。

值得注意的是，本定子机构500可以采用三槽三相的结构，此时，定子定位架508上端固定安装于弧形架507内壁中部；还可以采用六槽三相结构。仅是部件数量或者部件位置的常规变化，均应视为本方案的等同替换，从而落于本申请的保护范围。

本技术方案，通过对分瓣式定子铁芯组件506叠铆形成的分瓣式定子铁芯进行榫接压装，产生的整体定子铁芯安装绕线架后进行绕线，完成的定子绕组通过定位结构和电机壳体与轴承架相连，其产生如下有益效果：

1、减少焊接工序，降低涡流损耗，提高电机效率；

2、减少模具开发难度和费用；

3、保证电机机壳、轴承架与定子铁芯均同心，消减不平衡电磁力，减少振动；

4、绕线方便：可在分瓣式定子铁芯绕线后再拼装。

所述弧形架507的外壁中部设置有定子定位件。作为优选，所述定子定位件包括均轴向设置的定位通孔511和柱销孔512。

所述轴承架519为一体式爪式结构，包括第二轴承室520以及三个径向等角度布设于第二轴承室520外沿的弯爪521；所述弯爪521的自由端设有第二螺纹孔522和第二柱销523。

安装时，先将电机壳体501上的第一柱销505和轴承架519上的第二柱销523分别插设于定子铁芯组件506的柱销孔512两端，从而初步定位了电机壳体501、定子铁芯组件506和轴承架519的位置，再用螺栓通过轴承架519上的第二螺纹孔522、定子铁芯组件506的定位通孔511、电机壳体501的第一螺纹孔504，从而将定子铁芯组件506夹设于电机壳体501和轴承架519之间。作为一种优选，所述定位通孔511可以为内壁光滑的圆孔或者半圆孔，第一螺纹孔504内壁和第二螺纹孔522内壁均设置有螺纹。作为另一种优选，所述定位通孔511可以为内壁光滑的圆孔或者半圆孔，第一螺纹孔504内壁和第二螺纹孔522内壁均光滑。螺栓通过第二螺纹孔522、定位通孔511、第一螺纹孔504后用螺母固定。定子铁芯与电机壳体采用柱销定位结构，安装方便，受尺寸和形位公差影响小。

作为优选，完成上述电机壳体501、定子铁芯组件506、轴承架519的机械固定后，还可以在电机壳体501和定子铁芯组件506的连接处、定子铁芯组件506和轴承架519的连接处，加入胶水紧固定位，从而进一步保证电机的结构强度。

传统的柱销定位结构，安装电机转子时定子受磁钢吸力弹起破坏柱销或者因为尺寸、形位公差安装不进柱销。本技术方案，定子铁芯与电机壳体采用柱销定位结构，安装方便，受尺寸和形位公差影响小。

现在市面上的吸尘器电机安装的时候，轴承架扣在电机壳体上，造成定子铁芯不受力，处于悬空状态，易产生振动。本发明的定子铁芯安装，轴承架受力在定子铁芯上，且由柱销圆周定位，再锁上螺栓，保证定子铁芯在机体内在所有方向存在约束力，降低振动。

市面上的吸尘器电机定子铁芯安装不同心，造成转动时候出现不平衡电磁力，从而造成振动并增加损耗，降低轴承使用寿命。本发明的定子铁芯安装，在电机机壳及轴承架各添加三个圆柱销，使定子铁芯与机壳同心，定子铁芯与轴承架同心，使得电机机壳、轴承架与定子铁芯均同心，消减不平衡电磁力，降低振动。

所述定子铁芯组件由定子铁芯组件冲片513叠铆而成。所述定子铁芯组件冲片513呈片状，其形状和定子铁芯组件506的侧面形状相同，可根据需要选取不同数量的定子铁芯组件冲片513叠铆，从而形成所需厚度的定子铁芯组件506。所述定子铁芯组件冲片513包括弧形片514、定子定位片515、内圆片516；所述弧形片514左侧中部、弧形片右侧中部、定子定位片515中部均设有铆接点517。

作为优选，所述定子机构500还包括绕线架518；所述绕线架518分设于定子铁芯组件506两侧，定子铁芯组件506两侧的绕线架518覆盖了定子定位架508整个表面以及内圆架509的上表面。内圆架509的内壁外露。绕线架518设置有凸檐524；所述凸檐524沿内圆架509轴向延伸。

定子铁芯成型后，上下面需要添加绕线架，绕线架形状按照定子铁芯形状设定，分为三瓣式上下两部分共六个零部件。安装时，带有接线端子的绕线架扣于上方，另一种绕线架扣于下方；安装完成后再进行漆包线绕线形成定子绕组。绕线架的作用：1、避免漆包线与定子铁芯直接接触，起到绝缘保护作用；2、约束绕组漆包线的尺寸，避免漆包线松动进入内圆和转子磁钢接触；3、保证绕组三相线的定位，减少震动。

现有的定子铁芯连接结构一般为松配合压装或者焊接连接，前者定子铁芯三分瓣之间可以滑动，依靠绕线架和绕组绕线进行轴向尺寸上的约束，加大了绕线的难度；而焊接连接又破坏了定子铁芯的绝缘性，增大了涡流损耗和由于焊接工序带来的成本。

本发明的定子铁芯先由多片定子分瓣冲片通过对称的扣点相互叠卯成120°的定子铁芯分瓣结构，然后用工装将三个定子铁芯分瓣冲压形成整体定子铁芯，冲压形成的定子铁芯各分瓣之间为紧配合，相互之间不可滑动；定子铁芯与电机壳体采用柱销定位结构，安装方便，受尺寸和形位公差影响小。解决了定子铁芯由于焊接而破坏定子铁芯绝缘性导致效率减小和松配合压装导致的定子铁芯相对移动问题；解决了定子铁芯的偏心和震动问题。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。