CN106122104A - 电动送风机的导气部件、电动送风机及电吸尘器 - Google Patents

Abstract

一种电动送风机、电动送风机的导气部件以及电吸尘器，该电动送风机具备：电动机，其包含定子和转子且转子以旋转轴为中心进行旋转；托架，其保持定子；离心风扇，其安装于旋转轴；导气部件，其配设于托架和离心风扇之间；风扇壳体，其在中央部具有空气吸入口且覆盖导气部件及旋转风扇。本导气部件具备：隔板，其将托架和离心风扇之间隔开；扩散器，其设于离心风扇的外周侧且具有多个扩散器导向叶片；返回叶片，其经由隔板形成于扩散器的背面。而且，在本导气部件中，扩散器导向叶片设为偶数片，而且，在每隔一片的扩散器导向叶片中，在这些扩散器导向叶片各自的规定位置设置开口部。

Description

电动送风机的导气部件、电动送风机及电吸尘器

技术领域

本发明涉及一种用于电吸尘器等的电动送风机及其导气部件。

背景技术

近年来，在使用电动送风机的电吸尘器中，电吸尘器主体的小型化不断发展，其结果，主体内部中进行隔音对策的空间变少。因此，尽可能减小从电动送风机本身产生的声音的必要性不断增强。

在电吸尘器所使用的电动送风机中，使离心风扇以高速旋转，由此，吸入空气，在升压后，利用设于离心风扇的外周侧的具有多个扩散器导向叶片的导气部件使压力恢复。然后，被吸入的空气一边冷却电动机内部的零件，一边排出至电动送风机的外部。

在此，从以高速旋转的离心风扇排出的空气流由于在离心风扇的表面背面产生的压力差而产生周期性的压力变动。随着该压力变动的空气流流入导气部件的扩散器导向叶片时，与扩散器导向叶片碰撞。而且，由于该碰撞产生乱流，由此，产生具有特定频率的所谓声波的风扇音而成为噪声。

作为用于解决该噪声问题的现有的技术，例如在日本国专利第3510107号公报(专利文献1)中，公开有一种在导气部件的扩散器导向叶片设有多个贯通孔的电动送风机。在该现有的电动送风机的导气部件中，各扩散器导向叶片由在其板面设置至少一个以上的贯通孔的板状部件形成。在此，这些贯通孔形成于被相邻的扩散器导向叶片双方夹持而形成的空气流路(扩散器通风路)的从一扩散器导向叶片的出口端面到施加了开口端修正值δ的位置之间的另一扩散器导向叶片。

通过该结构，在该现有的导气部件中，将声音的压力变动的波节附近和波节以外通过开设在特定位置的贯通孔结合。而且，通过在贯通孔的压力变动的结合，在邻接的扩散器通风路间产生声波的相互干涉，减弱重叠部中的驻波的强度，使放射音的噪声降低。

另外，例如日本国专利特开2009－299635号公报(专利文献2)中公开了如下的技术，从扩散器导向叶片的凸面侧向凹面侧经由贯通孔产生空气的泄漏流，使扩散器通风路间的空气流动均匀化，由此，改善压力恢复而提高送风机效率。

但是，专利文献1所记载的电动送风机中，在全部扩散器导向叶片上设有至少一个以上的贯通孔，因此，易于产生贯通孔引起的空气乱流，导致真空压的下降带来的性能方面的降低。

另外，关于相邻的扩散器通风路的噪声，为了通过经由贯通孔进行干涉而降低噪声，但通过扩散器导向叶片的贯通孔降低的空气流动的波形在相邻的扩散器通风路之间不同。因此，不仅贯通孔中的声音的波形的干涉降低效果降低，相反地有时也使其增幅，因此，有时不能充分降低噪声。

另外，专利文献2所记载的电动送风机中，从全部扩散器导向叶片的凸面侧向凹面侧经由贯通孔产生空气的泄漏流，因此，全部扩散器通风路间的空气流动变得不均匀，而成为送风机效率下降或噪声的差异产生的原因。

发明内容

为了解决所述课题，本发明的目的在于，有效地降低电动送风机的噪声、特别是在离心风扇和设于离心风扇的外周侧的扩散器导向叶片的入口部之间产生的风扇音。

本发明提供一种电动送风机的导气部件，该电动送风机具备：电动机，其包含定子和转子且转子以旋转轴为中心进行旋转；托架，其保持定子；离心风扇，其安装于旋转轴；导气部件，其配设于托架和离心风扇之间；风扇壳体，其在中央部具有空气吸入口且覆盖导气部件及旋转风扇。本导气部件具备：隔板，其将托架和离心风扇之间隔开；扩散器，其设于离心风扇的外周侧且具有多个扩散器导向叶片；返回叶片，其经由隔板形成于扩散器的背面。而且，本导气部件为如下结构，扩散器导向叶片设为偶数片，且在每隔一片的扩散器导向叶片的规定位置设置开口部。

另外，本发明的电动送风机的导气部件为如下结构，将电动送风机的转速设为N(r/min)，将离心风扇的叶片片数设为Z(Z为自然数)，将音速设为V(m/sec)时，规定的位置设于从扩散器导向叶片的入口部起成为D＝V/((N/60)×Z×2)/n(在此，n＝1，2，……)的位置。

另外，本发明的电动送风机的导气部件为如下结构，将离心风扇的叶片片数设为Z，将扩散器导向叶片的叶片片数设为B时，具有B＝(Z－y)×2(在此，y＝1或0)的关系。

另外，本发明的电动送风机的导气部件为如下结构，将开口部设于扩散器导向叶片的顶部侧，将开口部距扩散器导向叶片的顶部端的长度限定在扩散器导向叶片高度的大致1/2以下。

本发明还涉及一种电动送风机，其为如下结构，具备上述导气部件。

本发明还涉及一种电吸尘器，其为如下结构，搭载有上述电动送风机。

由此，可以仅在将具有狭缝或贯通孔那样的开口部的扩散器导向叶片夹于正中间的两个扩散器通风路之间，使空气流动经由开口部相互干涉，而有效地降低风扇音。

另外，通过在成为因扩散器导向叶片的入口部分的压力差产生的风扇音的高次谐波成分的大致半波长的位置设置开口部，在夹着具有开口部的扩散器导向叶片而相邻的扩散器导向通风路中流过的空气流成为与风扇音的频率成分具有相对性地偏离大致半波长的相反相位的波形关系的空气流。因此，在开口部中的两个波形干涉的情况下，可以将彼此的波形相互抵消，而有效地降低风扇音。

另外，通过将开口部距扩散器导向叶片的顶部的长度限定在扩散器导向叶片高度的一半，可以抑制由于开口部中的空气干涉产生的空气乱流所带来的送风性能的下降。

这样，根据本发明，可以抑制送风性能的下降，同时，有效地降低送风机的噪声、特别是风扇音。

附图说明

图1是本发明实施方式1中的电动送风机的半剖面图；

图2是从空气吸入口方向观察同电动送风机的离心风扇和导气部件的正面图；

图3是同电动送风机的导气部件的立体图；

图4是本发明实施方式1中的电动送风机和作为比较例的电动送风机的噪声波形的比较图；

图5是本发明本实施方式2中的电吸尘器的外观图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。此外，本发明并不限定于该实施方式。

(实施方式1)

图1是本实施方式中的电动送风机10的半剖面图。电动送风机10具备：电动机20、托架13、离心风扇15、导气部件16、风扇壳体18。一方开口的圆筒状的托架13由在内侧保持电动机20的托架13a和配置于托架13a的开口侧的托架13b构成。另外，在托架13b上，以堵塞托架13的开口的方式固定有导气部件16。而且，相对于该导气部件16，在电动机20的相反侧以利用风扇壳体18覆盖的方式配置有离心风扇15。

在这种本实施方式的电动送风机10中，电动机20采用换向器电动机，该换向器电动机具备：作为定子的励磁组装体21、作为转子的电枢组装体24、旋转自如地保持电枢组装体24的一对轴承19、电刷部29。具体而言，在圆筒状的托架13a的内部保持固定有向励磁铁芯22卷绕励磁绕组23而形成的励磁组装体21。进而，在该励磁组装体21的内侧还配置有电枢组装体24。该电枢组装体24具有由卷绕有电枢绕阻26的电枢铁芯27和换向器25构成的电枢及保持它们的旋转轴28，电枢铁芯27经由极小的间隙与励磁铁芯22对置，且配置于该励磁铁芯22的内侧。换向器25以如下方式构成，将旋转轴28方向上较长的由金属板形成的多个换向器片在主体的外周沿周方向等间隔配置。在这些换向器片上电连接有电枢绕阻26。另外，旋转轴28贯通换向器25及电枢铁芯27的中心部，使它们压入固定，并且利用一对轴承19被旋转自如地保持。而且，在换向器25的换向器片上，分别抵接有一对电刷部29的碳刷。

这种电动机20的结构中，一边向定子的励磁绕组23流过励磁电流，一边经由该一对碳刷及换向器25向电枢绕阻26流过电枢电流，由此，转子以旋转轴28为中心进行旋转。

接着，该旋转轴28的一端侧从托架13的开口部突出，在其一端侧的前端部安装有离心风扇15。该离心风扇15包含插入固定于旋转轴28的轮毂板15c、多片风扇叶片15a、与轮毂板15c对置配置的罩板15b而构成。在此，风扇叶片15a分别以由轮毂板15c和罩板15b夹持的方式连结固定。本实施方式中，列举出这种具有9片风扇叶片15a的离心风扇15的一例。另外，为了吸入空气，该离心风扇15在其中央部的罩板15b上形成有吸入口15d。

而且，在离心风扇15的外周侧，以形成通风路的方式设置具备多个扩散器导向叶片16a的导气部件16。另外，具有用于向中央部吸入空气的空气吸入口18a的风扇壳体18内包离心风扇15及导气部件16，且压入固定于托架13b。

上述结构中，当对电动机20施加电压时，在励磁组装体21的励磁绕组23中流过励磁电流而产生磁通。另外，经由一对碳刷及换向器25，向电枢组装体24的电枢绕阻26流过电枢电流。而且，通过由励磁组装体21产生的磁通和电枢组装体24的电流产生旋转力矩，电枢组装体24进行旋转。通过电枢组装体24进行旋转，安装于电枢组装体24的旋转轴28的离心风扇15进行旋转。

当离心风扇15高速旋转时，电动送风机10从风扇壳体18的空气吸入口18a吸入空气，吸入的空气经由吸入口15d进一步向离心风扇15的内部导入。导入的空气利用旋转的离心风扇15各自的风扇叶片15a升压，并从离心风扇15的外周部吹出。从离心风扇15吹出的空气通过导气部件16进入电动机20侧，一边冷却励磁组装体21及电枢组装体24，一边排出至电动送风机10的外部。

接着，详细说明离心风扇15和导气部件16。图2是从空气吸入口18a方向观察图1的离心风扇15和导气部件16的正面图。图2中，为了方便，去除了风扇壳体18及离心风扇15的罩板15b。另外，图3是导气部件16的立体图。

如图2所示，9片风扇叶片15a分别以成为等间隔且涡旋形状的方式配置。另外，为了对通过这种风扇叶片15a的旋转而排出的空气进行整流，导气部件16的扩散器导向叶片16a分别位于离心风扇15的外周侧。本实施方式中，列举出这种具有16片扩散器导向叶片16a的导气部件16的一例。

即，本实施方式中的离心风扇15的风扇叶片15a的数量即叶片片数Z为9片，导气部件16的扩散器导向叶片16a的数量即导向叶片片数B为16片。在此，叶片片数Z和导向叶片片数B具有下式1的关系。

B＝(Z－1)×2 (式1)

此外，本实施方式中，对基于式1设定叶片片数Z和导向叶片片数B的一例进行说明，但也可以基于下式2设定叶片片数Z和导向叶片片数B。

B＝(Z－y)×2 (式2)

在此，y＝1或0，即，本实施方式中，将导向叶片片数B设为偶数。

另外，如图3所示，导气部件16成为扩散器导向叶片16a和返回叶片16c夹着隔板16b而对置那样的结构。如图1所示，扩散器导向叶片16a从隔板16b向风扇壳体18侧突出，并且如图2及图3所示，从内周侧向外周侧曲线状地延伸。另外，流入这种扩散器导向叶片16a间的扩散器导向通风路33的气流通过由导气部件16和风扇壳体18构成的流路，流入隔板16b的电动机20侧。这样流入的气流利用作为相对于气流的导向叶片的返回叶片16c，向电动机20引导。

而且，本实施方式中，在扩散器导向叶片16a的全部片数量中每隔一片的一半片数的扩散器导向叶片16a设置作为贯通叶片的开口部的狭缝32。具体而言，如图3所示，在16片的扩散器导向叶片16a中每隔一片的合计8片的扩散器导向叶片16a设置狭缝32。这样，本实施方式中，具有开口部的扩散器导向叶片16a和不具有开口部的扩散器导向叶片16a交替配置。另外，本实施方式中的作为开口部的狭缝32如图3所示，设为扩散器导向叶片16a的从位于隔板16b的相反侧的顶部向隔板16b方向的开口。

接着，设置狭缝32的位置设于距扩散器导向叶片16a的入口部31为尺寸D的位置。

在此，就尺寸D而言，下式3的关系式成立。

D＝V/((N/60)×Z×2) (式3)

其中，V为音速(m/sec)，N为离心风扇15的转速(r/min)，Z为离心风扇15的叶片片数。

另外，本实施方式中，如图3所示，该狭缝32设为成为扩散器导向叶片16a的从位于隔板16b的相反侧的顶部向隔板16b方向的开口的狭缝。而且，狭缝32距扩散器导向叶片16a的顶部的长度E设为扩散器导向叶片16a的高度H的一半。具体而言，狭缝32的长度E为不超过高度H一半的范围，只要为大致一半即可。另外，相对于长度E成为垂直方向的狭缝32的宽度W(图2所示)设为取得风扇音降低和送风性能下降的平衡的范围，并设为从长度E的一半宽度以上到与长度E相同的宽度以下的范围内(即，E/2＜W＜E)。

这种结构中，当离心风扇15沿逆时针方向旋转时，从空气吸入口18a(参照图1)流入空气，空气流在离心风扇15中沿着风扇叶片15a流动而升压，然后，从离心风扇15的外周吹出。此时，由于在风扇叶片15a的表面背面此时的压力差，从而产生周期性的压力变动。随着该压力变动的空气流与导气部件16的扩散器导向叶片16a碰撞而产生乱流，因此，产生具有特定的频率f(Hz)的所谓声波的风扇音。

在此，就特定的频率f而言，当将电动机20的转速设为N(r/min)，且将风扇叶片15a的片数设为Z时，通过下式4通式取得。

f＝(N/60)×Z (式4)

另外，在本实施方式的情况下，叶片片数Z为9片，因此，成为下式5。

f＝(N/60)×9 (式5)

另外，当比较这种基于风扇叶片15a的风扇音和在相邻的扩散器导向叶片16a的入口部31产生的风扇音时，关于产生的频率，均为上述特定的频率f，且相互相同。但是，关于彼此的相位，相对于离心风扇15的风扇叶片15a的片数9片，通过将扩散器导向叶片16a的片数设为约低于约2倍的偶数片的16片，相对的相位差偏离大致半个周期。伴随该相位差的空气流入扩散器导向通风路33(参照图2)。

流入扩散器导向通风路33的空气沿着离心风扇15的风扇叶片15a升压。因此，在以扩散器导向叶片16a的高度方向观察的情况下，与扩散器导向通风路33的隔板16b侧相比，沿着由风扇壳体18覆盖的顶面侧流过更多的空气。

即，通过扩散器导向通风路33的具有特定的频率f的空气沿着扩散器导向叶片16a被引导，且大量空气沿着由风扇壳体18覆盖的顶面侧即扩散器导向叶片16a的顶部侧被引导，并到达设于大致半波长位置的狭缝32。到达狭缝32的空气仅在夹持具有狭缝32的扩散器导向叶片16a而相邻的扩散器导向通风路33间相互干涉。

在此，流过相邻的扩散器导向通风路33的空气的相位差偏离大致半个周期。因此，通过将狭缝32设于距扩散器导向叶片16a的入口部31为尺寸D的位置即大致半个波长的位置，经由狭缝32的干涉波形成为相反相位的关系。而且，通过设为该相反相位的关系，将彼此的波形相互抵消，其结果，可以降低具有特定的频率成分f的风扇音。

另外，由于在偶数片的扩散器导向叶片16a的每隔一片设置狭缝32，降低了上述风扇音的空气流不会进一步流过相邻的扩散器导向通风路33。即，在维持风扇音降低的状态下，空气流从导气部件16的扩散器外周部排出，不会引起降低的风扇音再次增幅。

另外，通过将狭缝32的长度E限定在从流过大量空气的扩散器导向叶片16a的顶部到大致1/2的高度以下，可以确保上述风扇音的降低，同时最小限度地限制伴随着利用狭缝32降低压力的送风性能的下降。

图4是比较本实施方式的电动送风机10和作为比较例的电动送风机的噪声波形的图。实线波形为本实施方式的电动送风机10的噪声波形。另外，虚线波形为具有不具备狭缝的扩散器导向叶片的作为比较例的电动送风机的噪声波形。此外，图4中的横轴为频率，纵轴为噪声等级。为了方便，两个波形不易看到重叠，因此，关于本实施方式中的电动送风机10的波形数据，将100Hz位置偏离显示。

在此，电动送风机的转速为37500(r/min)，风扇音的特定基本频率f成为f＝(37500/60)×9＝5625(Hz)。如图4中可知，比较例的电动送风机的波形在风扇音的特定基本频率(5625Hz)下具有突出的峰值波形。另外，风扇音的2次、3次高次谐波成分也同样表示突出的波形。

另一方面，可知本实施方式的电动送风机的波形中，将5625Hz的风扇音的峰值波形抑制为约16dB，利用狭缝产生的相反相位干涉效果降低噪声。

此外，关于本实施方式，在相对于风扇音的基本频率(5625Hz)成为大致半波长的位置的部位设置一个有狭缝的位置(设有狭缝的位置)，因此，相对于基本波成分的频率，更有效地发挥降低效果，但关于2次、3次、……、n次的高次谐波成分的风扇音，通过在对象的频率成分的大致半个波长的位置设置狭缝，也可以得到相同的噪声降低效果。即，将式3扩展，设置狭缝的位置也可以为距扩散器导向叶片16a的入口部31为下式5表示的尺寸D的位置。

D＝V/((N/60)×Z×2)/n (式6)

其中，在此，n＝1、2，V为音速(m/sec)，N为离心风扇15的转速(r/min)，Z为离心风扇15的风扇叶片15a的叶片片数。

另外，本实施方式中的作为开口部的狭缝构成为通过从扩散器导向叶片的顶部进行切口的槽形状，但即使是简单的贯通孔(不管孔的形状)，也可得到同样的效果。

另外，狭缝32的宽度W相对于长度E设为E/2＜W＜E的范围进行了说明，但狭缝的宽度及贯通孔的大小也可以根据各个电动送风机的规格，一边观察风扇音降低和送风性能下降的平衡一边适当决定。

(实施方式2)

图5是本发明本实施方式2中的电吸尘器的外观图。

如图5所示，在吸尘器主体41的外部安装有车轮42及脚轮43。由此，吸尘器主体41在地面上可自如移动。

吸尘器主体41在设于吸尘器主体41下方的吸入口45依次连接有吸入软管46及形成手柄47的延长管48。吸入工具49安装于延长管48的前端。

吸尘器主体41内置实施方式1中说明的电动送风机10。集尘壳体44相对于吸尘器主体41拆装自如地设置。集尘壳体44吸入包含尘埃的空气。由此，可以不使主体的大小大型化或重量化而降低噪声。电吸尘器可以确保较强的吸入力。由此，可以降低电吸尘器的风扇音并且提高清洁性能。

如以上所述，本发明未使用特别的隔音、消音部件，就可以有效地降低具有特定频率的风扇音，因此，可适用于要求廉价且低噪声的用途、特别是家庭用吸尘器或送风机所使用的电动送风机的电动机。

Claims (6)

1.一种电动送风机的导气部件，该电动送风机具备：电动机，其包含定子和转子且所述转子以旋转轴为中心进行旋转；托架，其保持所述定子；离心风扇，其安装于所述旋转轴；所述导气部件，其配设于所述托架和所述离心风扇之间；风扇壳体，其在中央部具有空气吸入口且覆盖所述导气部件及所述离心风扇，其特征在于，

所述导气部件具备：

隔板，其将所述托架和所述离心风扇之间隔开；

扩散器，其设于所述离心风扇的外周侧且具有多个扩散器导向叶片；

返回叶片，其经由所述隔板形成于所述扩散器的背面，

所述扩散器导向叶片设为偶数片，并且，在每隔一片的所述扩散器导向叶片的规定位置设置开口部。

2.如权利要求1所述的电动送风机的导气部件，其特征在于，

将所述电动送风机的转速设为N(r/min)，将所述离心风扇的叶片片数设为Z，将音速设为V(m/sec)时，所述规定的位置设于从所述扩散器导向叶片的入口部起为D＝V/((N/60)×Z×2)/n的位置，其中，n＝1，2，……，Z为自然数。

3.如权利要求2所述的电动送风机的导气部件，其特征在于，

将所述离心风扇的叶片片数设为Z，且将所述扩散器导向叶片的叶片片数设为B时，具有B＝(Z－y)×2的关系，其中，y＝1或0。

4.如权利要求1～3中任一项所述的电动送风机的导气部件，其特征在于，

所述开口部设于所述扩散器导向叶片的顶部侧，

将所述开口部距所述扩散器导向叶片的顶部的长度限定在所述扩散器导向叶片高度的1/2以下。

5.一种电动送风机，其特征在于，

具备权利要求1～4中任一项所述的电动送风机的导气部件。

6.一种电吸尘器，其特征在于，

搭载有权利要求5所述的电动送风机。