CN102810925B - 电机壳及具有该电机壳的吸尘器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机壳及具有该电机壳的吸尘器，所述电机壳用于装设电机组件，所述电机壳包括电机壳主体和所述电机壳主体前端连接的电机壳盖，所述电机壳内形成有上行流道和下行流道，所述下行流道在所述电机壳主体的底部延伸，所述上行流道包括：螺旋段，呈螺旋形，环绕于所述电机组件的叶片开口的外周；轴向段，连接于所述螺旋段末端，沿所述电机组件的轴向延伸；以及径向段，连接于所述轴向段的末端，沿所述电机组件的径向延伸。本发明的电机壳能够有效消除叶片周边开口所泄露的单频BPF噪声。

Description

电机壳及具有该电机壳的吸尘器

技术领域

本发明涉及一种家电设备，尤其涉及一种电机壳及具有该电机壳的吸尘器。

背景技术

吸尘器是一种重要的家用电器。如图1-图3所示的吸尘器局部包括电机组件2、电机壳和后端过滤器4，电机壳用于装设电机组件2，电机壳包括两部分，即电机壳主体6和在电机壳主体6前端连接的电机壳盖1，电机壳盖1的前端具有用于装设前端过滤器(图中未示出)的前端过滤器固定部11。电机壳主体6的后端与后端过滤器4相连接。

其中，如图2所示，电机组件2包括电机盖20、风扇22、上导流罩23、下导流罩24、电机(图中未示出)和电机罩25。电机罩25是紧邻所述电机的壳体。其中，电机罩25的底部具有四个开口，分别为两相对的排气口29和两相对的电刷设置口26。

如图1-图3所示，吸尘器的电机组件2的风扇22在所述电机的高速驱动下，风扇22的叶片不断对空气做功，使空气得到能量，并以极高的速度排出电机组件2。同时吸尘器的吸入的空气不断地补充电机组件2中的空气，致使吸尘器的吸尘部内形成瞬时真空，即在吸尘部内与外界大气压形成一个相当高的负压差，在此负压差作用下，吸尘部的吸嘴近处的垃圾与灰尘随气流进入吸尘器，在吸尘器内部经过前端过滤器过滤，垃圾与灰尘留在储灰箱内，而空气在对电机起冷却作用之后，经过后端过滤器4后再排出吸尘器进入室内，至此完成了整个吸尘全过程。

如图1所示，在空气从电机组件2的排气口29排出后，流向后端过滤器4的过程中经过流道3，流道3形成于电机壳主体6的底部，流道3与电机组件2的电机罩25之间为多孔板61，空气自吸嘴吸入，经过电机组件2内的气流通道，从如图2中箭头所示的方向自排气口29经多孔板21进入流道3，流向后端过滤器4。

然而，现有技术的吸尘器，为提高电机效率，在电机组件2的风扇22的叶片周边的电机盖20上，也开设有均匀分布的多个叶片开口21。这样，虽然提高了电机效率，但使得单频BPF(叶片的通过频率)噪声泄露严重，噪声剧增。可是现有技术的从电机组件2至后端过滤器4的流道3并没有针对叶片开口21进行设计。

另外，即使不考虑叶片开口21所泄露的单频BPF噪声，由于电机自身即具有很高的单频BPF噪声，现有技术吸尘器的流道3也没有针对性的降低上述电机自身的单频BPF噪声，因此如图4的频谱图所示，在中心频率5000Hz附近，电机整体噪声的分贝值偏高，且由振动引起的低频单频噪声及高频噪声也偏高。从而，现有技术的吸尘器整机噪声的尖锐度偏高，影响用户使用。

发明内容

本发明的目的为提供一种能够有效降低单频BPF噪声的电机壳，以解决现有技术电机壳存在的因叶片周边开口导致的BPF噪声外泄严重的技术问题。

本发明的另一在于提供一种具有本发明电机壳的吸尘器。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种电机壳，用于装设电机组件，所述电机壳包括电机壳主体和所述电机壳主体前端连接的电机壳盖，所述电机壳内形成有上行流道和下行流道，所述下行流道在所述电机壳主体的底部延伸，所述上行流道包括：螺旋段，呈螺旋形，环绕于所述电机组件的叶片开口的外周；轴向段，连接于所述螺旋段末端，沿所述电机组件的轴向延伸；以及径向段，连接于所述轴向段的末端，沿所述电机组件的径向延伸。

本发明的吸尘器，具有本发明的电机壳。

本发明的有益效果在于，本发明电机壳及本发明的吸尘器，针对电机盖的叶片开口，增设了螺旋形的“蜗壳结构”的上行流道，起到了减小流阻，增长流道以增加声能损失的作用，能够有效的消除由于叶片周边开口所泄露的BPF单频噪声。另外，还通过在后端过滤器的位置加装“1/4波长”消音器，同时消除上行流道和下行流道的BPF单频噪声，减少整机噪声的尖锐度，改善整机噪声的声音品质。另外，还通过在上行流道的上方设置穿孔板消声器，有效的消除了高频噪声。

附图说明

图1为现有技术吸尘器局部的剖视示意图。

图2为现有技术吸尘器的电机组件的立体示意图。

图3为现有技术电机组件的分解立体图。

图4为现有技术吸尘器的单频BPF噪声频谱图。

图5为本发明优选实施例的吸尘器局部的剖视示意图。

图6为图5中的A-A剖视图。

图7为本发明优选实施例的吸尘器中的消音器的立体示意图。

图8为四分之一波长消音器的原理示意图。

图9为是本发明优选实施例的吸尘器的局部装配图。

图10为本发明优选实施例的吸尘器的单频BPF噪声频谱图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

本发明实施例的吸尘器，具有本发明实施例的电机壳。但本发明实施的电机壳并不局限于应用于本发明实施例的吸尘器，也可以适用于其他的家用电器或者其他需要进行单频BPF噪声降噪的装置或设备。

下面具体介绍本发明优选实施例的吸尘器及本发明优选实施例的电机壳。

对于吸尘器及其他家用电器而言，电机壳的概念可以有两种，一是直接包绕电机组件的用于装设电机组件的“狭义”电机壳，二是吸尘器或家用电器的整个外壳可以称为是一种“广义”电机壳，本说明书中所指的电机壳是指前者，即直接包绕电机组件的用于装设电机组件的“狭义”电机壳。而电机组件自身的壳体在本说明书中已被区分为“电机盖”和“电机罩”。

本发明实施例的吸尘器，其各个组成部分与现有技术的吸尘器相同，其电机组件也与现有技术的电机组件相同，所不同的是电机壳以及过滤器的内部结构，包括电机壳主体6及电机壳盖1的内部结构。本说明书中，是以吸尘器中的气流走向定义前后，以进气一端为前，排气一端为后。

如图5所示，本发明实施例的吸尘器的电机壳用于装设电机组件2，电机壳包括电机壳主体6和电机壳主体6前端连接的电机壳盖1，电机壳盖1主要包覆电机组件2的电机盖20部位，而电机壳主体6主要包覆电机组件2的电机罩25。电机壳盖2与电机壳主体6之间可通过螺钉进行连接。

电机壳盖1的前端具有用于装设前端过滤器的前端过滤器固定部11，后端过滤器4连接于电机壳主体6的后端。与现有技术一样，电机组件2的电机盖20上具有叶片开口21，电机组件2的电机罩25具有排气口29和用于设置电刷的电刷设置口26。

针对叶片开口21致使单频BPF噪声泄露严重以及流道3内的BPF单频噪声的情况，本发明优选实施例的电机壳内分别形成有上行流道和下行流道34，其中的下行流道34，其设置位置、走向及起始点等均可与现有技术吸尘器的电机壳的流道3相同，因此，下行流道34形成于电机壳主体6的底部，下行流道34与电机罩25之间为多孔板61，空气自前端过滤器固定部11方向吸入后，经过电机组件2内的气流通道，从如图5中下方箭头所示的方向自排气口29经多孔板61进入下行流道34，流向后端过滤器4。

而所述上行流道包括依次首尾相连的螺旋段31、轴向段32和径向段33。分别介绍如下：

1、螺旋段31

上行流道的螺旋段31呈螺旋形，形成于电机壳盖1内，环绕于电机组件2的叶片开口21的外周；如图6所示，上行流道的螺旋段31由上弧形板14、下弧形板13和堰板12所围成，螺旋段31的走向如图6中的带箭头的分段线所示。从叶片开口21泄露的单频BPF噪声，虽然从路径上看可以从电机组件2外表面向后经过多孔板61进入下行流道34，但是由于其从叶片开口21排出角度的关系，绝大多数的单频BPF噪声应被上弧形板14、下弧形板13和堰板12反射而进入上行流道的螺旋段31。

其中，如图6所示，堰板12的一端紧贴于电机盖20的外周，堰板12的另一端连接于上弧形板12和下弧形板13的连接处，优选的，上弧形板14与下弧形板13的连接处是与电机盖20的圆心在同一水平线上；并且，为了增加降噪的效果，堰板12的截面与下圆弧板63的截面共同构成一渐开线，且所述渐开线的基圆为电机盖20的截面圆。

因此螺旋段31的流道起点38位于堰板12与电机盖20的间距最小处，流道终点39位于电机壳主体6的正上方，与上行流道的轴向段32相连接。由于堰板12的设置，使得从叶片开口21所泄露的噪声，尤其是从图6中的堰板12下方的叶片开口21所泄露的噪声，需要经过堰板12与电机盖20围成的区域、下弧形板13与电机盖20围成的区域、上弧形板14与电机盖20围成的区域及上弧形板14与堰板12围成的区域，才能通向上行流道的轴向段32，如不设置堰板12，则电机盖20顶部的叶片开孔21所泄露的噪声会直接进入上行流道的径向段32，因此本发明的电机壳，增长了流道，减小了流阻，增加了声能损失，可以有针对性的消除叶片开口21所泄露的单频BPF噪声。

2、轴向段32

上行流道的轴向段32形成于电机壳主体6的顶端，前端与螺旋段31相连接，后端与径向段33相连接，沿电机组件2的轴向水平延伸；如图9所示，在电机壳主体6内设置有与前述堰板12的形状与位置相匹配的隔板62，上行流道的轴向段32形成于隔板62的上方，隔板62的前端可具有凹槽，以使堰板12插接于所述凹槽中。另外，在上行流道的螺旋段31向轴向段32过渡的部位，可通过设置逐渐接近的侧板而使得上行流道逐渐变细，以起到导流的作用。

为了进一步提高降噪的效果，可在上行流道的轴向段32的流道上方设置穿孔板消声器92，轴向段32的流道下方，也即隔板62的后端设置具有消音减噪作用的末端封闭盲孔圆管532，隔板62的下方也可设置有具有消音减噪作用的末端封闭盲孔圆管531。

以下分别介绍穿孔板消声器92及末端封闭盲孔圆管531、532的工作原理。

穿孔板消声器92也称微穿孔板消声器，是衬装微穿孔板结构的消声器。能在较宽的频带范围内消除气流噪声，而且具耐高温、耐油污、耐腐蚀的性能，即使所述气流中带有大量水分，也不影响降噪效率。由于穿孔直径小、板面光滑，因此消声器阻损比一般阻性消声器要小。

穿孔板消声器92具有多个消声孔，如有N个消声孔，则会形成N个亥姆霍兹共振腔，利用腔体的共振频率与目标频率相同的特点，使得入射声波在腔内形成共振，从而实现声能衰减。本发明主要是利用穿孔板消声器92来消除高频噪声，也就是5000-8000Hz频段的噪声。穿孔板消声器92的作用频率(即所要消除的高频噪声的频率)与声速c、单个进气口面积Sc、共振腔体积V和入口颈长度lc之间的关系满足以下的公式1：

$f=\frac{c}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{\mathrm{Sc}}{\mathrm{Vlc}}}$ (公式1)

因此，需根据公式1调整进气口面积Sc、共振腔体积V或入口颈长度lc，来达到消除高频噪声的目的。

穿孔板消声器91的顶部具有上盖91，在穿孔板消声器92内装设消声孔后再盖上上盖91，以封闭穿孔板消声器92。

下面再介绍末端封闭盲孔圆管531、532的消声降噪原理。

本发明吸尘器中的末端封闭盲孔圆管531、532，可称为是一种“1/4波长”消音装置，末端封闭盲孔圆管531、532是本发明中的“1/4波长”消音装置的一种实现形式，另一种实现形式是装设在后端过滤器4中的单体的消音器5，消音器5中具有末端封闭盲孔圆管53，如图7所示。下面以末端封闭盲孔圆管53为例，说明本发明中的“1/4波长”消音装置的工作原理。

如图8所示，假设L为分支管72的长度，也即末端封闭盲孔圆管53的盲孔深度，经过末端封闭盲孔圆管53的反射声波正好经过两个1/4波长的距离，与入射声波叠加而实现消声降噪。当然，在分支管的长度L与入射声波的波长满足公式2时，也可实现叠加：

$L=\frac{2n-1}{4}\mathrm{\λ}$ (公式2)

上式在n＝1时，L＝λ/4，在n取大于等于2的正整数时，L分别等于3λ/4、5λ/4等值，以这些值进行消声降噪，就会较1/4波长消音器而增加成本，也增加消音器的体积，从而降低其通用性。

对于吸尘器而言，如要消除中心频率5000Hz的单频噪声，按其频率计算出波长，即可确定出消音器的末端封闭盲孔圆管的盲孔深度。

在部分应用中，如需要同时消除多个连续频段的噪声，例如5000Hz左右的噪声，则可将末端封闭盲孔圆管53的末端做成斜面封闭结构，即末端是与盲孔圆管轴向成一定夹角的斜面，这样的末端封闭盲孔圆管即可消除该连续频率段的噪声，如图5所示过滤器中所装设的消声器5的多个末端封闭盲孔圆管53即属于此类情形。

而在另一部分应用中，可能需要同时消除多个离散频段的噪声，例如5000Hz、10000Hz和15000Hz的噪声，则可将多个末端封闭盲孔圆管分别做成不同盲孔深度，这样的多个末端封闭盲孔圆管即可分别消除上述离散频段的噪声。

对于不同直径的末端封闭盲孔圆管，其截面积也必然不同，噪声通过的传递损失TL有以下的公式3，其中m＝主通道截面积/分支管截面积，这里的各分支管截面积是指各分支管截面积之和。

$\mathrm{TL}=10{\log }_{10}[1+\frac{1}{4}{\left(m\tan \frac{2\mathrm{\πL}}{\mathrm{\λ}}\right)}^2]$ (公式3)

由公式3可知，如要在本发明的电机壳内进行消声降噪，需在流道的垂直方向设置消音减噪的多个末端封闭盲孔圆管。因此，轴向段32的流道下方设置的末端封闭盲孔圆管532的开口朝上，而如图5和图9所示的隔板62的下方，也即螺旋段31的起始端的流道侧壁上设置的末端封闭盲孔圆管531的开口朝前。

当然，上述末端封闭盲孔圆管532、末端封闭盲孔圆管531及隔板62，既可以整体一体成型，也可以分别成型后相互组装在一起。

3、径向段33

上行流道的径向段33，连接于上行流道的轴向段32的末端，沿电机组件2的径向延伸至吸尘器的后端过滤器4。

以上是对本发明电机壳主体6的上行流道的介绍，本发明的电机壳，除其内形成的上行流道及相应的穿孔板消声器92、末端封闭盲孔圆管532、末端封闭盲孔圆管531外，电机壳主体6的其他结构，包括与前端过滤器的连接，与后端过滤器4的连接，均可与现有技术相同。

如图9所示，在装配本发明实施例的吸尘器时，在电机组件2与电机壳盖1之间、电机组件2与电机壳主体6之间，可分别设置有垫圈27、28，以减少电机噪声。

下面再介绍一下本发明吸尘器的后端过滤器4中的降噪措施。

如图7和图9所示，本发明吸尘器的后端过滤器4中，装设有消音器5，消音器5包括一外壳51，外壳51可为各种不同的形状，例如正方体、长方体或多棱柱体等；外壳51内的中部位置具有一用于空气或者声波通过的通道52；在通道52的两侧，例如图7中的上下两侧，均设置有用于消音减噪的末端封闭盲孔圆管53，上下各两排。通道52上侧的末端封闭盲孔圆管53作用于上行流道，通道52下侧的末端封闭盲孔圆管53作用于下行流道34，消音器中的通道52则是经过消音减噪作用之后的气流或声波的通道，也即上行流道和下行流道34汇流后的通道。因此，叶片开口21所泄露的单频BPF噪声，即使有极小部分从下行流道34流向后端过滤器，也有消音器5对其进行消声降噪。

为了提高气体通过速度，增加吸尘器的效率，避免产生新的涡流噪音，装设于后端过滤器4中的消音器5的通道52的截面可以是呈开口向外的喇叭形。壳体的后端，为便于将消音器5装设于后端过滤器4中，可具有用于固定和限位作用的凸起或凹槽结构。

如图7所示的结构中，为了有效的利用上下两排相邻四个末端封闭盲孔圆管之间的空间，在这一空间上设置有比末端封闭盲孔圆管53直径小的末端封闭盲孔圆管54，以进一步增强消声降噪效果。

如上所述的本发明优选实施例的吸尘器，通过增设上行流道，有效的消除了叶片开口21所泄露的噪声；通过在电机壳主体6内一体成型具有消音减噪作用的末端封闭盲孔圆管531、532，并在后端过滤器4中加装“消音器5”，均有效降低了电机的单频BPF噪声，减少了整机噪声的尖锐度，改善了整机噪声的声音品质。

本发明优选实施例的吸尘器的单频BPF噪声频谱图如图10所示，由图10可知，本发明优选实施例的吸尘器，较现有技术的吸尘器的单频BPF噪声频谱图(如图4所示)，如如表1所示，在中心频率5000Hz处的单频BPF噪声降低约23dB，电机壳整体噪声值(即声压级值)降低8dB，且5000-8000hz频段的高频噪声及由振动引起的低频单频噪声也明显降低。

表1

	声压级/dB	BPF/dB
			现有技术吸尘器	71.8	70
本发明的吸尘器	63.15	475

然而，本发明的吸尘器并不局限于上述的优选实施例，本发明的吸尘器，也可以采取上述各种技术措施的任意组合。

并且，在其他的实施例中，本发明电机壳的电机壳主体6与电机壳盖1的连接位置，也可以向前移，以使上行流道全部形成于电机壳主体6内。

在上述的优选实施例中，末端封闭盲孔圆管531、532均是一体成型于电机壳主体6内，结构紧凑，使用方便。但如果为了增加通用性，则可如以下的实施例：

在该实施例中，上述的末端封闭盲孔圆管531、532并非一体成型于电机壳主体6内，而是在电机壳主体6的隔板62的下方和后方设置安装槽，将前述的单体的消音器5装设于所述安装槽中，可针对不同情况选择不同规格的消音器5，例如选择具有不同盲孔深度或不同末端结构的末端封闭盲孔圆管53的消音器，实现更广的通用性，也便于对消音器5进行维护和更换。当然，也可以将前述的末端封闭盲孔圆管53一体成型于后端过滤器4中。

本发明的技术方案已由优选实施例揭示如上。本领域技术人员应当意识到在不脱离本发明所附的权利要求所揭示的本发明的范围和精神的情况下所作的更动与润饰，均属本发明的权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电机壳，用于装设电机组件，其特征在于，所述电机壳包括电机壳主体和所述电机壳主体前端连接的电机壳盖，所述电机壳内形成有上行流道和下行流道，所述下行流道在所述电机壳主体的底部延伸，所述上行流道包括：

螺旋段，呈螺旋形，环绕于所述电机组件的叶片开口的外周；

轴向段，连接于所述螺旋段末端，沿所述电机组件的轴向延伸；以及

径向段，连接于所述轴向段的末端，沿所述电机组件的径向延伸；

其中，所述上行流道的所述螺旋段形成于所述电机壳盖内，所述上行流道的所述轴向段和所述径向段形成于所述电机壳主体内，所述螺旋段由一上弧形板、一下弧形板和一堰板形成，所述堰板的一端与所述电机组件的电机盖外表面接触，所述堰板的另一端连接于所述上弧形板和所述下弧形板的连接处。

2.如权利要求1所述的电机壳，其特征在于，所述上行流道的所述轴向段的流道顶部设置有穿孔板消声器。

3.如权利要求1所述的电机壳，其特征在于，所述堰板和所述下弧形板的截面为渐开线。

4.如权利要求1所述的电机壳，其特征在于，所述电机壳主体内设置有与所述堰板的形状相匹配的隔板，所述上行流道的所述轴向段形成于所述隔板的上方，所述隔板的前端具有凹槽，所述堰板插接于所述凹槽中。

5.如权利要求4所述的电机壳，其特征在于，所述上行流道的所述轴向段的底部与所述隔板一体成型有多个末端封闭的盲孔圆管，所述盲孔圆管的盲孔深度等于所要消除噪声波长长度的四分之一。

6.如权利要求5所述的电机壳，其特征在于，在所述隔板后端一体成型的所述多个末端封闭的盲孔圆管的开口朝上，在所述隔板下方一体成型的所述多个末端封闭的盲孔圆管的开口朝前。

7.一种吸尘器，其特征在于，所述吸尘器具有权利要求1-6任一所述的电机壳。

8.如权利要求7所述的吸尘器，其特征在于，所述电机壳的所述电机壳主体的后端连接有后端过滤器，所述后端过滤器中装设有消音器，所述消音器包括一壳体和所述壳体内相互平行设置的多个末端封闭的盲孔圆管，所述盲孔圆管的盲孔深度等于所要消除噪声波长长度的四分之一。

9.如权利要求8所述的吸尘器，其特征在于，所述消音器具有供气流或声波通过的通道，所述通道的截面呈开口向外的喇叭形，所述盲孔圆管的末端为斜面封闭结构。