本發明涉及一種用于電動機的支架,優選的是電動機。
背景技術:
電動機變得越來越復雜,現代設計能夠具有更高的轉速。電動機的一種這樣的設計是由申請人在其手持式真空吸塵器系列中使用的無刷直流電動機并能夠以100krpm的范圍驅動。
在諸如真空吸塵器、風扇和頭發護理設備之類的流體移動應用中,高速電動機的使用在技術上是有吸引力的,因為配備有物理上小的電動機的風扇單元可以產生非常高的流體流速。
然而,特別是在手持式設備的情況下,電動機可以形成設備重量的很大一部分,并且如果設備掉落,電動機必須被保護以免受其殼體的損壞和錯位。
技術實現要素:
本發明提供了一種用于電動機的支架,該支架包括用于接收電動機的套筒,該套筒包括圍繞套筒延伸的環形密封件以及圍繞套筒圓周延伸的凹槽。
優選地,套筒具有第一端和第二端。優選地,凹槽設置成與套筒的第一端相鄰。優選的是,環形密封件設置在第一端,而且凹槽靠近環形密封件。
優選地,第一端是支架的下游端。
優選的是,凹槽是圍繞套筒周向地延伸的凹痕。
優選地,凹槽設置在套筒的徑向外表面上。
優選的是,凹槽包括當處于未壓縮狀態時,間隔開的第一和第二徑向表面。優選地,當處于壓縮狀態時,第一表面和第二表面被壓在一起。
多個元件中的每一個,以及波紋密封件或每一個波紋密封件,以及凹槽是用于容納在可壓縮的支架中的風扇單元的彈性支撐件。
優選地,多個元件單獨設置在套筒的徑向外表面上。優選地,套筒的徑向內表面是平滑的。可相信的是,最大的移除從配置套筒中獲得,以使得元件/螺柱僅從套筒的外表面突出,同時內表面是平滑的,以便與套筒中電動機的下面的外殼均勻地接觸。然而,本發明不排除諸如支架凸耳,或者甚至是單獨形成在套筒內表面或與套筒外表面的螺柱組合的尖螺柱之類的特征。
可替代地,至少一些元件設置在套筒的徑向外表面上,并且其中至少一些元件設置在套筒的徑向內表面上。
優選地,套筒由聚合材料形成。當電動機支架由聚合材料形成時,實現了有益的結果,而且當前優選的材料是聚氨酯橡膠。優選地,使用的材料具有大約為20的肖氏硬度。
還公開了一種頭發護理設備,其包括:具有流體入口、流體出口和環形底座的外殼;用于電動機的支架,由環形底座支撐,該電動機支架包括:用于接收電動機的套筒、包括圍繞套筒延伸的環形密封件,該環形密封件與環形底座套管密封接合,以及圍繞套筒的圓周延伸的凹槽。
優選地,該設備包括容納加熱器的主體和包括殼體的手柄。
在優選實施例中,設備包括流體流動路徑,該路徑在主體中從流體入口延伸進入外殼到流體出口。
優選地,凹槽設置在電動機支架的下游端。
優選地,套筒具有第一端和第二端。優選的是,凹槽設置成與套筒的第一端相鄰。優選地,環形密封件設置在第一端,而且凹槽靠近環形密封件。
優選地,第一端是支架的下游端。
優選的是,凹槽是圍繞套筒周向地延伸的凹痕。
優選地,凹槽設置在套筒的徑向外表面上。
優選的是,凹槽包括當處于未壓縮狀態時,間隔開的第一和第二徑向表面。優選地,當處于壓縮狀態時,第一表面和第二表面被壓在一起。
多個元件中的每一個,以及波紋密封件或其中每一個,以及凹槽是用于容納在可壓縮支架中的風扇單元的彈性支撐件。
優選地,設備包括位于套筒內的電動機。在優選實施例中,設備包括電動機和位于套筒內的葉輪。可替代地,葉輪位于套筒的外部。
優選的是,流體流動路徑設置在流體入口和流體出口之間并且經過套筒。電動機支架的環形密封件相對于殼體密封流體流動路徑,以阻止在電動機支架周圍的循環流動,該循環流動降低了效率。
外殼包括環形密封件,其優選地包括密封接合表面,例如凸緣,其優選地從殼體內壁在內部徑向延伸,并且大致垂直于內壁,并且與環形密封件密封接合。
附圖描述
現將參考附圖僅通過示例的方式說明本發明,其中:
圖1示出了可以使用根據本發明的電動機支架的吹風機;
圖2示出了通過圖1的吹風機的橫截面;
圖3示出了根據本發明的電動機支架的等距視圖;
圖4a示出了處于未壓縮狀態的電動機支架的橫截面;
圖4b示出了處于壓縮狀態的電動機支架的橫截面;
圖5a示出了處于未壓縮狀態的電動機支架的一部分的放大視圖;和
圖5b示出了處于壓縮狀態的電動機支架的一部分的放大視圖。
具體實施方式
圖1和圖2示出了具有手柄20和主體30的吹風機10。手柄具有連接到主體30的第一端22和遠離主體30的第二端24,并且包括主要流體入口40。通過電纜50向吹風機10供電。在距吹風機10的電纜50的遠端處,設置有插頭(未示出),插頭可以提供到主電源或例如電池組的電連接。
手柄20具有從主體30延伸到手柄的遠端24的外壁200。在手柄的遠端24處,端壁210延伸穿過外壁200。電纜50通過該端壁210進入吹風機。手柄20中的主要流體入口40包括圍繞手柄的外壁200并沿著其延伸的第一孔口42,以及延伸跨越并穿過手柄20的端壁210的第二孔口46。電纜50大致位于端壁210的中間,從手柄20的中心延伸。手柄20具有縱向軸線x-x,外壁200沿著該縱向軸線x-x從主體30向遠端24延伸。
優選的是,電纜50從手柄20在中心延伸,因為這意味著吹風機是平衡的,而與使用者手中手柄20的定向無關。另外,如果使用者在手柄20上移動手的位置,將不會發生電纜50的拖曳,因為當手移動時,其不相對于手改變位置。如果電纜偏移并且靠近手柄的一側,則吹風機的重量分布將隨著定向而改變,這會令使用者困擾。
在主流體入口40的上游設置有風扇單元70。風扇單元70包括風扇和電動機。風扇單元70容納在電動機支架100中。風扇單元70吸引流體通過主流體入口40,穿過主流體流動路徑400流向主體30,主流體流動路徑400從主流體入口40延伸并且進入到主體30中,在主體中手柄20和主體30連接90。主體30具有第一端32和第二端34,主流體流動路徑400繼續穿過主體30朝向主體的第二端34,圍繞加熱器80,并且到主要流體出口440,在這里由風扇單元吸入的流體離開主流體流動路徑400。主流體流動路徑400是非線性的,并且在第一方向上流過手柄20,并且在與第一方向正交的第二方向上穿過主體30。
主體30包括外壁360和內導管310。主流體流動路徑400沿著主體從手柄20和主體30的連接處90在外壁360和內導管310之間朝向在主體30的第二端34處的主流體出口440延伸。
在主體中設置另一流體流動路徑;這種流動不是由風扇單元或加熱器直接處理,而是通過風扇單元的作用被吸入吹風機,從而產生通過吹風機的主流動。該流體流動通過流過主流體流動路徑400的流體而被攜帶到吹風機中。
主體的第一端32包括流體入口320,并且主體的第二端34包括流體出口340。流體入口320和流體出口340兩者至少部分地由內管道310限定,內管道310是主體30的內壁并且在主體內部沿著主體延伸。流體流動路徑300在內導管310內從流體入口320延伸到流體出口340。在主體30的第一端32處,側壁350在外壁360和內導管310之間延伸。該側壁350至少部分地限定流體入口320。主流體出口440是環形的并且環繞流體流動路徑。
包括用于吹風機的控制電子器件的pcb75位于主體30中,靠近側壁350和流體入口320。pcb75是環形的并且在內導管310和外壁360之間,在內導管310周圍延伸。pcb75與主流體流動路徑400流體連通。pcb75圍繞流體流動路徑300延伸,并且通過內導管310與流體流動路徑300隔離。
pcb75控制諸如加熱器80的溫度和風扇單元70的旋轉速度的參數。內部布線(未示出)將pcb75電連接到加熱器80和風扇單元70以及電纜50。設置有控制按鈕62、64,并且控制按鈕連接到pcb75,以使使用者能夠,例如從溫度設置和流率的范圍中進行選擇。
在使用中,流體通過風扇單元70的作用被吸入主流體流動路徑400中,可選地被加熱器80加熱并從主流體出口440流出。這種處理的流動使流體在流體入口320處被攜帶到流體流動路徑300中。流體與主體第二端34處的處理的流體結合。在圖2所示的例子中,處理的流動作為環形流動離開主流體出口440和吹風機,環形流動環繞通過流體出口340從吹風機離開的攜帶的流動。因此,通過風扇單元和加熱器處理的流體通過被攜帶的流動而增加。
現在參考圖3至圖5b,現在將詳細描述本發明。電動機支架100包括大致為圓柱形的套筒120,其包括第一和第二開口端114、116。第一開口端114和第二開口端116兩者的直徑基本上與套管112的直徑相同。
套筒112的構造限定了腔室118,其中接收有包括電動機框架270、電動機和葉輪的風扇單元70。風扇單元70通過套筒112的開口端114、116被接收在腔室118中。優選地,套筒112是諸如聚合物的柔性材料,使得套筒112可以被拉到風扇單元70的外表面上,并且如果需要,可被拉伸,使得套筒112的內表面122形成在風扇單元70周圍的緊密配合,像護套一樣。一對環形內凸緣124從套筒的內表面122向內徑向延伸。這些凸緣124限定了腔室118的范圍,并且適于將風扇單元70相對于套筒112保持在適當的位置。注意的是,在本實施例中,內表面122是平滑的,以便與風扇單元70的圓柱形外輪廓緊密地一致。
應當理解,為了簡單起見,示意性地示出了風扇單元70,從而不會混淆電動機支架100的細節。風扇單元不是本發明概念的中心,因此將不再詳細描述。此外,在本實施例中,整個風扇單元70容納在電動機支架70中,這不是必需的,風扇可以在電動機支架70的外部。
電動機支架100的一個目的是配合在風扇單元70周圍,并且用作風扇單元70的外殼和裝置的內表面之間的隔離界面,風扇單元安裝到該裝置中。為了增強電動機支架100的隔離特性,套筒112設置有噪聲衰減器。在該實施例中,噪聲衰減器采取圍繞套管壁的外表面130間隔開的多個突出元件132、134的形式。注意的是,為了清楚起見,僅標注了幾個元件。
更具體地,第一類型的元件是形成為正圓錐的螺柱132,每個正圓錐限定尖銳的點,也被稱為頂點136,其遠離套筒112指向。因此,螺柱132提供圍繞套管112的表面徑向分布的尖銳點,以用作與風扇單元70和電動機支架100安裝在其中的相鄰殼體的界面。圖2示出了安裝在外殼或殼體150中的電動機支架100。
第二類型的元件是多個壓縮肋134,它們圍繞套管112的外表面130徑向間隔開,并且位于兩排中,一排在凸緣124a和套筒112的第一端114之間,另一排在凸緣124b和套筒112的第二端116之間。因此,壓縮肋134軸向地位于風扇單元70所在的腔室118的外部或外側。壓縮肋134為風扇單元70提供軸向緩沖。
在電動機支架110的每個端部114、116設置環形密封件140。環形密封件140是具有許多功能的波紋密封件140a、140b,其中一個功能是提供在外殼150和電動機支架100之間的密封,另一個是容納壓縮肋134,第三個是隔離振動。
外殼150包括一對環形底座160,每個環形底座160從內壁220徑向向內延伸,提供了密封接合表面或凸緣162a、162b,用于與相應的波紋密封件140a、140b密封接合。
在該實施例中,兩個波紋密封件140a、140b相對于套管112相對定向。波紋密封件相對地定向,以利用當風扇單元70被啟動時內套筒表面122和外套筒表面130之間產生的壓差。波紋密封件140a、140b是自激勵密封件,并且當風扇單元70被啟動時,每個波紋密封件140a、140b的相應的密封表面142a、142b被推靠在凸緣160的接觸表面162a、162b上。
壓縮肋134在套管112的外表面130上設置有一排134a,并且在套筒112的內表面122上設置有另一排134b,這是因為兩個波紋密封件140a、410b相對定向,一個140a相對于套筒的內表面122是凸出的,而另一個140b相對于套筒112的內表面122是凹陷的。
接觸表面162a、162b是徑向設置的表面而不是軸向設置的表面的事實改善了震動隔離。接觸表面162a、162b是位于由凸緣160形成的主體部分150內的環形底座。在電動機支架100上,凸緣124a、124b從電動機支架100的內表面122徑向向內延伸,使得殼體150的每個凸緣160的接觸表面162a、162b基本上垂直于風扇單元120的葉輪的旋轉軸線。此外,風扇單元70的葉輪的旋轉軸線與殼體150的縱向軸線基本上共線。
波紋密封件134是優選地小于殼體150的內徑的環形密封件,使得波紋密封件140與殼體150的內表面220間隔開,并且即使當壓縮時,波紋密封件140a、140b與殼體150的內表面220隔離。
波紋密封件140和突出元件132、134在電動機支架100和殼體150的內表面152之間提供多個彈性支撐件。彈性支撐件圍繞電動機支架100徑向地設置,并且位于或鄰近電動機支架的每個端部114、116,為電動機提供軸向和徑向緩沖,而不管定向如何。這種類型的電動機支架100的重要優點在于,對于被設計成被保持并且不具有底座表面(它放置到底座表面上)的設備,在不被保持時,風扇單元需要保護以防止在所有方向上的沖擊,避免設備掉落或從表面撞倒的情況。
在圖1和圖2所示的吹風機中,兩個最重的部件是風扇單元70和加熱器80,因此如果吹風機10落下,首先將傾向于落在主體30上。為了提供額外的保護,抵抗電動機框架270和風扇單元70從殼體150移位,在電動機支架100周圍設置有凹槽170。凹槽170是圍繞套筒112周向地延伸的凹痕。凹槽170設置在電動機支架100的下游端。
為了使凹槽170正確地定位在吹風機10內,突出特征172設置在電動機支架100上。該突出特征172從下游環形密封件140b向上突出并且適于與位于下游凸緣或密封接合表面162b內的相應特征接合。這確保電動機支架100正確地定向,下游端114朝向主體30定位,上游端116朝向流體入口40定位。
凹槽170設置靠近電動機支架100的下游端,與環形密封件140b相鄰。當力f推動電動機支架100的下游端114時,環形密封件140b朝向風扇單元70壓縮(圖4b和5b)。當處于未壓縮狀態(圖4a)時,將電動機框架270和風扇單元70保持在殼體150內的適當位置的電動機支架凸緣124a和124b的深度(d1)約為0.8mm。通過具有凹槽170,當環形密封件140b被壓縮時,凸緣124b徑向向內凸出。參考圖5a和5b,在未壓縮狀態(圖5a)中,凹槽170是由兩個徑向表面174、176和一個縱向表面178限定的開放間隙。下游徑向表面174限定環形密封件140b的上游端。
當力f被施加到電動機支架70的下游端114時,例如當吹風機10下落后落在表面上時,凹槽170受擠壓,并且兩個徑向表面174、176被壓在一起來封閉間隙。因為電動機支架100是柔性的,這導致產生一個凸起180,該凸起180從電動機支架100徑向向內延伸并超過電動機框架270。包括未壓縮凸緣124b和凸起180的距離d2約為1mm。電動機支架100的厚度的這種增加提供了增加的保護,防止電動機框架270和風扇單元70由于風扇單元70的動量被移出電動機支架100和殼體150。
雖然凹槽170已經被描述為靠近電動機支架100的下游端114,但是還可以在電動機支架100的上游端116附近的上游環形密封件140a的下游和鄰近處設置另外的凹槽。在該特定實施例中,由于重量分布不均勻,另外的凹槽不提供任何益處;然而,在具有更平衡的重量分布的設備中,可能需要另外的凹槽。
如上所述,優選地,電動機支架是柔性材料聚合材料。在本實施例中,使用聚氨酯橡膠。
凹槽170的使用提供了另外的益處,因為當力被施加到電動機支架100時,其有助于保持套筒120的內表面122與電動機框架270之間的接觸。在沒有凹槽170的情況下,力f向下壓在環形密封件140b上,并且可以使套筒120的內表面122在電動機支架凸緣124b附近與電動機框架270脫離,導致電動機支架凸緣124b被徑向向外拉動。因此,電動機支架凸緣124b并非與電動機框架270基本上軸向對準,而是變得偏移并且僅覆蓋電動機框架270的厚度的一部分,這意味著電動機框架270和風扇單元70相對于電動機支架100移位的機會更高。
上面已經提到了對說明性附圖的具體實施例的一些變型。其他的將在下文解釋。
在所示的具體實施例中,風扇單元70裝備有用作流體推動器的電動機和葉輪,空氣流動由箭頭表示,電動機和葉輪都容納在電動機支架內。這種布置可以特別適用于需要高速氣流的其它裝置,例如真空吸塵器;其他頭發護理設備,例如傳統吹風機,其流體僅流過主體和熱定型刷子;以及風扇。然而,應當理解,具體實施例僅是示例性的,并且電動機支架可以僅容納電動機,其中葉輪位于外部,因此使用術語電動機支架100,支架可適用于任何設備,在其中電動機需要安裝在緊密的外殼中,無論電動機是否聯接到葉輪上。
套筒的圓柱形形狀目前是優選的,因為它的作用是將電動機的相應形狀的外表面包圍在保護和隔離材料不間斷的“護套”中。然而,還可以設想的是,如果套筒是部分圓柱形的,使得它不包圍電動機的整個外表面,則可以獲得益處。
雖然電動機支架的外表面設置有多個尖頭螺柱,但是在該實施例中,電動機支架的內表面是平滑的。有關套筒內表面的平滑度并不意味著表面粗糙度的精確值,而是內表面應該基本上沒有表面像差/突出和隆起,使得內表面與外表面均勻接觸電動機外殼的外周邊。不受理論的約束,可以相信,套筒內表面的平滑度促進了電動機與套筒之間良好的聲學接觸。
在上述具體實施例中,套筒是圓柱形的。然而,應當理解的是,這對于本發明不是必需的,并且套管可以具有不同的橫截面輪廓。這里,輪廓是圓柱形的,以便匹配電動機殼體的圓柱形輪廓,因為套筒應該與其外表面一致。因此,盡管圓柱形電動機外殼是最常見的,但是套筒可以具有與電動機的外殼配合所需的任何輪廓。
在具體實施例中描述的環形密封件是波紋密封件,但是對于本領域技術人員顯而易見的是可以應用任何能夠密封環狀物并且是可逆地壓縮的任何布置。