CN107960949A - 电动送风机以及搭载了该电动送风机的电动吸尘器 - Google Patents

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CN107960949A CN201710713083.2A CN201710713083A CN107960949A CN 107960949 A CN107960949 A CN 107960949A CN 201710713083 A CN201710713083 A CN 201710713083A CN 107960949 A CN107960949 A CN 107960949A
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伊藤则和
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本多武史
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Abstract

本发明提供一种电动送风机以及搭载该电动送风机的电动吸尘器,该电动送风机小型轻量且在宽阔的风量范围内可靠性高且高效率,并且,在宽阔的风量范围内提高了吸引力。具备具有转子以及定子的电动机、旋转自如地设置的旋转轴、一体形成于该旋转轴的一端部的上述转子、安装于上述旋转轴的另一端部的旋转叶片、安装于上述转子与上述旋转叶片之间的上述旋转轴的轴承、将该轴承内置的轴承罩、在该轴承罩上一体形成的壳体、配置于上述旋转叶片的上述电机侧的隔板、设置于上述壳体的上述旋转叶片侧且覆盖上述旋转叶片的风扇壳,在上述隔板的外周侧与上述壳体之间形成圆环流路,在上述风扇壳的外周部的一部分上设置开口部。

Description

电动送风机以及搭载了该电动送风机的电动吸尘器
技术领域
本发明涉及电动送风机以及搭载了该电动送风机的电动吸尘器。
背景技术
作为现有的电动吸尘器用的电动送风机,被公开于日本特开2001-271794号公报(专利文献1)中。
在该专利文献1中记载:“一种电动送风机,该电动送风机具备被托架覆盖且旋转驱动涡轮的电机、设置于涡轮外周部并在表面具有多个静叶片且在相邻的静叶片之间形成的扩散器、将涡轮内包并安装于托架上的风扇壳,是通过涡轮所产生的气流进行电机冷却的形式的电机,在风扇壳的外周上设置将通过扩散器部的气流的一部分向外部空气放出的多个缝隙,在使缝隙的总面积为S1、使配置于托架上的排气口的总面积为S2时,以S1≦S2的方式设定”。
现有技术文献
专利文献1:日本特开2001-271794号公报
电动吸尘器由于根据过滤器的堵塞、清扫对象地等的材质等、运转条件,动作风量较大地变化,因此谋求在宽阔的风量范围内吸力强的电动送风机。
专利文献1中记载的电动送风机通过电动机旋转叶轮(涡轮)而产生空气的流。从电动送风机的吸入口流入的空气用叶轮升压以及增速,通过在配置于叶轮外周上的扩散器的叶轮之间减速,流入扩散器的空气所具有的动能转换为压力能量,进一步提高压力。
带叶轮扩散器在设计点风量上能够进行出色的压力往复,但在非设计点风量上,由于扩散器叶轮的入口角与空气流向扩散器的流入角不一致而存在扩散器性能降低的可能性。因此,存在电动吸尘器的吸引力在设计点风量附近高、但在非设计点风量上降低的可能性。
如无线操作杆型或在规定的清扫区域(例如,室内)内自行行走的自行式电动吸尘器那样用电池(充电电池)驱动的吸尘器的电动送风机的消耗的电力小、最大风量也小。因此,存在在这些吸尘器中适用专利文献1中的电动送风机的情况下由于最大风量降低、垃圾搬送能力降低、吸尘器吸力降低的课题。
另外,由于通过设置于风扇壳上的多个缝隙而不通过收纳电机的壳体内部就能够将从扩散器流出的空气的一部分排出,因此能够提高电动送风机的效率,但由于从缝隙部急剧扩大地向外部排气,存在缝隙的排气阻力变大、电动送风机效率提高量变小的可能性。
另外,考虑电机的冷却,在将风扇壳的排气口的总面积作为S1、将电机壳体(托架)的排气口的总面积作为S2时为S1≦S2,但关于从扩散器出口部向回程导流叶片的弯曲流路入口面积的记述没有,若弯曲流路入口面积小,则电机壳体排气口面积S2即使比风扇壳的排气口面积S1大也存在电机冷却不能充分地进行的可能性。而且,为了不使扩散器性能降低而使弯曲流路入口面积变大,存在需要使风扇壳直径变大的需要而大型化的问题。
而且,为了在风扇壳外周设置多个缝隙,因此由涡轮与扩散器的干涉引起的叶片通过频率噪音(旋转频率×涡轮叶片片数)、空气流动所产生的流体噪音从缝隙释放。因此,由于从电动送风机的外周全区域释放噪音,存在电动送风机与搭载其的电动吸尘器的噪音增大的课题。
而且,从扩散器出口部流出的空气的一部分从风扇壳的缝隙向外部排出,剩余的空气在子午面上为以下的弯曲流。首先,在弯曲流路中大致90°地转向并向旋转轴方向流动。然后,再次大致90°地转向,向径向内流动而流入回程导流叶片。通过回程导流叶片的流动,再次大致90°地转向而成为轴向流流入电机壳体内,进行电机壳体内的电机冷却并从电机壳体的排气口向朝径向弯曲的外部排出。
如此,从扩散器出口流出的空气在弯曲流路中向轴向流动转向,在回程导流叶片中为向径向内流动,在电机壳体内再次向轴向流动,在排气口中向径向流动转向。因此,存在在扩散器下游侧流动紊乱而弯曲损失增加、电动送风机效率降低的课题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述课题,提供一种高效地冷却电动送风机的轴承、电动机且提高电动送风机效率、在宽阔的风量区域中高效的小型轻量的电动送风机的同时,提供在宽阔的风量区域中提高吸力、小型的电动吸尘器、自行式电动吸尘器。
为了解决上述课题,在代表性的本发明的电动送风机之一上配置具备转子以及定子的电动机、自由旋转地设置的旋转轴、在旋转轴的一端部上一体成形的转子、安装于旋转轴的另一端部的旋转叶片、安装于转子与旋转叶片之间的旋转轴的轴承、将该轴承内包的轴承罩、在轴承罩上一体形成的壳体、配置于旋转叶片的电动机侧的隔板、设置于壳体的旋转叶片侧并覆盖旋转叶片的风扇壳,在隔板的外周侧与壳体之间形成圆环流路,通过在风扇壳的外周部的一部分上具备开口部而实现。
发明效果
根据本发明,旋转叶片的下流侧是无叶片扩散器,能够在宽阔的风量区域中动作。而且,通过将从旋转叶片流出的空气的一部分从风扇壳的开口部向外部排出而能够降低弯曲部的损失,由于从隔板的外周侧与壳体之间的圆环流路向电动机部流入剩余的空气而能冷却壳体内的轴承、电动机并向外部排出,能够提供可靠性高且在宽阔的风量区域中维持高的电动送风机效率的小型电动送风机。
另外,由于在风扇壳的一位置上设置开口部,从开口部的一方向释放噪音。在将该电动送风机搭载于电动吸尘器的情况下,通过以成为电动吸尘器的地面侧的方式配置来自风扇壳开口部的排出空气,因此能够提供在宽阔的风量区域中提高吸力的小型电动吸尘器、自行式电动吸尘器。
除了上述以外的课题、结构以及效果通过以下实施方式的说明能够清楚。
附图说明
图1a是本发明的实施方式示例中的电动送风机的外观图。
图1b是电动送风机的纵向剖视图。
图1c是表示电动送风机的圆环流路形状的示意图。
图2a是本发明的实施方式示例中的离心叶轮的立体图。
图2b是离心叶轮的纵向剖视图。
图3a是本发明的实施方式示例中的风扇壳的立体图。
图3b是纵向剖视图。
图3c是图3b中的D-D线的剖视图,是表示风扇壳的外周部形状的说明图。
图4是本发明的实施方式示例中的其他风扇壳的外观图。
图5a是表示本发明的实施方式示例中的送风机部流动的说明图,是将送风机部扩大的纵向剖视图。
图5b是表示本发明的实施方式示例中的送风机部流动的说明图,是图1a的电动送风机的E-E线的剖视图。
图6a是本发明的实施方式示例中的壳体的立体图。
图6b是本发明的实施方式示例中的壳体的背面图。
图7a是图6a中的F-F线的剖视图。
图7b是图6a中的G-G线的剖视图。
图8是适用本发明的实施方式示例中的电动送风机的操作杆式电动吸尘器的立体图。
图9是图8中的电动吸尘器的纵向剖视图。
图10a是适用实施方式示例中的电动送风机的自行式电动吸尘器的外观立体图。
图10b是适用实施方式示例中的电动送风机的自行式电动吸尘器的底面图。
图11是图10中的H-H线的自行式电动吸尘器的剖视图。
图中:1—离心叶轮,2—隔板,3—风扇壳,4—圆环流路,5—空气吸入口,6—开口部,7—旋转轴,8—壳体,9—转子铁芯,10—定子铁芯,11—定子线圈,12—轴承,13—轴承,14—弹簧,15—轴承罩,16—支撑部,17—螺纹孔,18—螺栓,19—开口,20—排气口,21—定子铁芯固定螺栓,22—突起,23—安装孔,24—爪状突起,25—护罩板,26—轮毂板,27—叶片,28—吸入开口,29—凹状槽,30—轮毂,31—轴环,32—上板部,33—曲面部,34—外周部,35—凹部,36—流入流,37—流出流,38—径向流,39—桥,40—框架,41—螺纹孔,42—倾斜部,100—电动吸尘器主体,200—电动送风机,201—送风机部,202—电动机部。
具体实施方式
以下,关于本发明的一实施方式示例参照附图进行说明。在本实施方式示例中,旋转叶片使用离心叶轮进行说明。
实施例
关于涉及本发明的一实施方式的电动送风机200,参照图1a所示的电动送风机的外观图、图1b所示的电动送风机的纵向剖视图、图1c所示的圆环流路部的示意图进行说明。该电动送风机200大致区分为送风机部201与电动机部202。送风机部201由作为旋转叶片的离心叶轮1、在作为该离心叶轮1的背面的电动机部202侧配置隔板2并收纳该离心叶轮1、隔板2的树脂制的风扇壳3构成。隔板2为圆板状,用壳体8的内面与隔板2的外径形成使空气流入电动机部202的圆环状的流路4(以下,称为圆环流路4)(图1c中的斜线部)。用离心叶轮1与风扇壳3的内周之间形成无叶片扩散器。
在风扇壳3的上面设置空气吸入口5,在风扇壳3的外周部34上以将从离心叶轮1流出的空气的一部分排出的方式设置开口部6。风扇壳3的外周部34的内径从开口部6的旋转方向(图1c所示的箭头)的上游侧向从离心叶轮1流出的空气的流动方向逐渐变大。即,从作为开口部6的端部的开口端部6a向离心叶轮1的旋转方向内径相同,但在本实施方式示例中,延长将开口部6宽度方向的中央与旋转轴7的中心连结的线,将与风扇壳3相交的点A作为起点,从点A至开口端部6b内径逐渐变大。(参照图3c)
开口部6是用圆滑的假想曲线将开口端部6a与开口端部6b连结的大致弧状的部分。
离心叶轮1是热可塑性树脂制,被直接连结于旋转轴7。在此,在本实施例中,将作为旋转叶片的离心叶轮1压入固定于旋转轴7,但也可以在旋转轴7的端部设置螺纹,使用固定螺母固定离心叶轮1。
电动机部202由固定于被收纳于壳体8内的旋转轴7上的转子铁芯9以及固定于壳体8上的定子铁芯10构成。在定子铁芯10的周围缠绕定子线圈11,一起形成相线圈。相线圈电力化连接于配置于电动送风机200上的驱动用电路(参照图9、图11)。
转子铁芯9形成于旋转轴7中的与固定离心叶轮1的端部相反侧的端部上,由稀土类系列的结合磁石构成。稀土类系列的结合磁石将稀土类系列磁性粉末与有机粘合剂混合制作而成。作为稀土类系列的结合磁石能够使用如钐钴磁石、铷磁石等。并且,转子铁芯9一体化成形于旋转轴7。
并且,在本实施例中,转子铁芯9使用永久磁石,但并不束缚于此,可以使用作为无整流子电机的一种的磁阻电机等。
在离心叶轮1与转子铁芯9之间具备轴承12、13,自由旋转地支撑旋转轴7。在轴承12与轴承13之间以被压缩的状态配置弹簧14,对轴承12、轴承13施加预压。轴承12、轴承13、弹簧14倍内包于轴承罩15中。轴承罩15是非磁性金属材料制,与树脂制壳体8通过嵌入成形而一体化。并且,轴承罩15优选铝合金等的热传导率高的材料。
在树脂制壳体8的支撑部16的端部上形成向旋转轴方向延伸的螺纹孔17。在螺纹孔17中可螺纹结合固定螺栓18,通过固定螺栓18的螺纹结合,隔板2被固定设置于树脂制壳体8上。
在壳体8的径向内周面与隔板2的外周面之间形成圆环流路4。通过在作为离心叶轮1背面的电动机部202侧设置隔板2而抑制由离心叶轮1引起的电动机部202内的空气流动紊乱,从而能抑制电动机部202的流路损失增加,还能够降低离心叶轮1的圆板摩擦损失。
在本实施方式示例中,使离心叶轮1的外径与隔板2的外径相同,但由于通过使隔板2的外径比离心叶轮1的外径大,在隔板2与风扇壳3之间作为无叶片扩散器的效果增加,因此能够提高送风机效率。
在壳体8上以空气向壳体8内流入的方式设置开口19、向电动送风机200的外部排出空气的排气口20。配置于壳体8的端部上的定子铁芯10通过固定螺栓21被固定于壳体8上。
以圆环流路4(图1c中的斜线部)的面积比风扇壳3的开口部6的面积大的方式设定隔板2的外径。圆环流路4是从隔板2的外周面至壳体8的内周面的部分(图1c中的斜线部),圆环流路4的面积是其部分的面积。风扇壳3的开口部6的面积是从开口端部6a至开口端部6b的大致弧状部分的面积。
由此,能够使流经圆环流路4的空气量比从风扇壳3的开口部6流出的空气量多,能够冷却电动机部202。另外,由于将从离心叶轮1流出的空气的一部分从风扇壳3的开口部6排出,因此流入圆环流路4的空气的量变少,能够抑制圆环流路4中的流速增加。而且,从离心叶轮1流出的空气在圆环流路4中在旋转轴方向上转向,但由于使圆环流路4的面积变大,能够降低圆环流路部中的损失。如此,能同时实现风扇壳3的小型化、抑制圆环流路部中的损失增加。
其次,说明电动送风机200内的空气流动。若驱动电动机部202而使作为旋转叶片的离心叶轮1旋转,则空气从风扇壳3的空气吸入口5流入,流入离心叶轮1内。流入的空气在离心叶轮1内升压及增速,并从离心叶轮1的外周流出。离心叶片1与风扇壳3的内周间作为无叶片扩散器而发挥作用。从离心叶轮1流入的空气的一部分从风扇壳3的开口部6向外部流出,剩余的空气从由风扇壳3的内周面与隔板2的外周面形成的圆环流路4流入电动机部202。
流入电动机部202的空气从壳体8的开口19流入壳体8内部。通过该流入空气冷却轴承罩15,通过轴承罩15冷却轴承12、13,另外,一部分空气冷却转子铁芯9、定子铁芯10、定子线圈11并向外部排出。由此,冷却壳体8内的电动机部202。流入壳体8中的空气流的一部分不冷却转子铁芯9、定子铁芯10、定子线圈11地从壳体8的排气口20向外部排出。由此,能降低电动机部202中的转向损失,提高电动送风机效率。
在风扇壳3的端部上设置突起22,设置将风扇壳3固定于壳体8上的安装孔23。在壳体8的送风机部201侧的端部上设置爪状突起24,与风扇壳3的安装孔23嵌合连接。
其次,使用图2至图5说明本实施方式示例中的送风机部201。图2a是本发明中的一实施例的离心叶轮的立体图,图2b是离心叶轮的剖视图,图3a是本发明中的风扇壳3的立体图,图3b是纵向剖视图,图3c是用图3b中的D-D线的剖视图表示风扇壳3的外周部形状的说明图,图4是本发明的实施方式示例中的其他风扇壳3的外观图,图5a是表示本发明的一实施例中的送风机部流动的说明图、是送风机部的扩大剖视图,图5b是表示本发明的一实施例中的送风机部的流动的说明图、是图1a中的电动送风机的E-E线的剖视图。
首先,使用图2关于作为涉及本发明的一实施例中的旋转叶片的离心叶轮1进行说明。涉及本发明的一实施例的离心叶轮1由护罩板25、轮毂板26与多片叶片27构成。轮毂板26与叶片27用热可塑型树脂一体成形。热可塑型树脂制的护罩板25在中央部形成吸入空气的圆环状的吸入开口28。
在护罩板25的流路面侧,在与叶片27对应的位置上形成凹状槽29,延伸设置至外径侧。在轮毂板26的中央形成凸形状的轮毂30。在轮毂30上一体形成插入固定旋转轴7的轴环31。轴环31的前端为六角形的形状。由此,在将各部件组装作为电动送风机200时能够用手、工具简单地使离心叶轮1旋转,进行有无旋转的初期异常等的检测。
并且,在本实施例中一体成形轮毂板26与轴环31,但并不限定于此,可以压入固定轮毂板26与轴环31。另外,轴环31的端部为六角形的形状,并不限于此,可以为两面形、圆筒形状。
与轮毂板26一体成形的叶片27在圆周方向上等间隔地设置,具备随着从内径侧向径向外侧,向旋转方向后退的叶片形状。轮毂30以从轴向向径向的方式形成曲面。在叶片27的上面形成与突起状的钩爪溶敷用的肋。将叶片27的突起状的钩爪、护罩板25的凹状槽29、叶片27卡合,通过溶敷加工使钩爪与溶敷肋接合而形成离心叶轮1。
溶敷肋由于在凹状槽29内熔化,因此使溶敷肋的体积比在凹状槽29中插入叶片27时的间隙的体积小。即,能够抑制熔化的树脂材料溢出至离心叶轮1的流路内。另外,由于叶片27的溶敷肋熔化、与护罩板25溶敷,因此能够防止叶片27之间的泄漏流动。并且,在轮毂板26的叶片27的背面侧的外周上设置凸部26a,通过使离心叶轮1旋转而切削凸部26a,能够进行平衡修正。由此,能够使离心叶轮1的不平衡量变小,能够谋求振动与噪音的降低。
其次,使用图3关于涉及本发明的一实施例的风扇壳3进行说明。涉及本发明的一实施例中的风扇壳3具备从外方覆盖作为旋转叶片的离心叶轮1且俯视为圆形状的上板部32、与上板部32的周缘部连续并向轴向延伸的曲面部33,配备从曲面部33延伸的大致圆环状的外周部34。在外周部34上设置开口部6。
就风扇壳3的外周部34的内径而言,延长连结作为开口部6的端部的开口端部6a与6b的在宽度方向上宽的一侧的中央与中心的线,将与风扇壳3相交的点A作为起点,从点A至开口端部6a的范围B的风扇壳3的内半径r1相同,但从点A至作为开口端部6的端部的开口端部6b的范围C的风扇壳3的内半径r2逐渐变大。即,风扇壳3的内半径为r1<r2。风扇壳3的内径r从点A向开口端部6b使半径r2逐渐变大。并且,所谓开口部6的宽度方向的中央是若将开口端部6a与开口部6的宽度方向的中央所成的角度作为6c、将开口端部6b与宽度方向的中央所成的角度作为6d,则角度6c=角度6d的点为宽度方向的中央。并且,在本实施例中,由于开口端部6a与开口端部6b与旋转轴7平行地设置,因此开口端部6a与6b的宽度相同。
如此,由于在用离心叶轮1与风扇壳3的内周面所形成的无叶片扩散器部能够降低从离心叶轮流出的空气的速度,因此能够将运动能量转换为压力能量,能提高送风机效率。另外,由于无叶片扩散器,能在宽阔的风量范围内得到高效率。而且,使半径r2逐渐变大,但由于开口部6的宽度方向的中央直径小,因此能够谋求小型化与高效率化的并存。
在本实施例中,开口部6打开外周部34的全周的大致1/6的范围。以该开口部6的面积比在壳体8的内面与隔板2的外周之间形成的圆环流路4的面积小的方式设定开口部6的面积。由此,相比于从风扇壳3的开口部6流出的空气量,能够使流经圆环流路4中的空气的量变多,能够充分冷却电动机部202,还由于从开口部6排出从离心叶轮1流出的空气的一部分,因此能够抑制圆环流路4中的流速增加、即增加圆环流路部中的损失而能够提高送风机效率。
通过离心叶轮1旋转,由叶片通过频率噪音(旋转频率×涡轮叶片片数)、空气流动所产生的流体噪音从开口部6放出。本实施例中的开口部6由于为外周部34的全周的大致1/6,因此在搭载于电动吸尘器上的情况下,关于从一方向的辐射音能够采取静音结构。即,能够使电动吸尘器主体中的吸引材质等变少,有助于电动吸尘器的低成本化。而且,由于开口部6的宽度方向中央直径小,因此有助于电动吸尘器的小型化。
在风扇壳3的与上板部32相反侧的外周部34的端部上设置突起22,设置将风扇壳3固定于壳体8上的安装孔23。在风扇壳3的上板部32的中央设置空气吸入口5。在相比于空气吸入口5靠外径侧设置凹部35,在凹部35内配置离心叶轮1的吸入开口28。具有以风扇壳3与离心叶轮1的吸入开口28的前端具有小间隙的方式配置离心叶轮1、使通过离心叶轮1而升压的空气向离心叶轮1的吸入开口28侧循环的空气量变小的结构。并且,通过在凹部35内配置密封部件,能够提高密封效果,还能够提高送风机效率。
在本实施例中,设置于风扇壳3上的开口部6的开口端部6a、6b与旋转轴7平行地形成,如图4所示,通过在宽度方向上使风扇壳3的壳体8侧的开口端部6b变宽、从侧面方向观察相对于旋转轴7倾斜而形成,能够产生由离心叶轮1的叶片27与开口端部6b的干涉而产生的叶片通过频率噪音的相位差,因此能够在宽度宽的转速范围内降低叶片通过频率噪音,实现电动吸尘器的低噪音化。并且,图4所示的风扇壳3在宽度方向上使开口端部6b变宽,但即使在宽度方向上使开口端部6a侧、或开口端部6a与开口端部6b的两侧变宽也能够得到相同的效果。
其次,使用图5,说明涉及本发明的第一实施方式示例的送风机部的流动。若驱动电动机而使作为旋转叶片的离心叶轮1旋转,则从风扇壳3的空气吸入口5向离心叶轮1流入。流入离心叶轮1的空气如流入流36那样从旋转轴7的方向流入,在半径方向使流转向。以下,将从空气吸入口5向旋转轴7的方向的流称为轴向流。并且,在离心叶轮1内升压以及增速的排气流为从离心叶轮1流出的流出流37。
流出流37具有旋转方向的流成分,碰上风扇壳3的内面,旋转的同时转向轴向流,从壳体8的内面与隔板2的外周所形成的圆环流路4流入壳体8中。壳体3由于具备曲面部33,而能够顺畅地转向轴向流,能够使损失变小。由此,能够提高送风机效率。另外,由于使用无叶片扩散器,在除了设计点风量以外的广阔的风量区域能够得到高效率。
另外,来自离心叶轮1的流出流37的一部分在径向上从风扇壳3的开口部6流动并向外部排气(排气流38)。如此,来自离心叶轮1的流出流37为轴向流与径向流的排气流路结构。
其次,使用图6、图7说明本发明的第一实施方式示例中的电动机部202。图6a是本发明中的一实施例的壳体的立体图,图6b是背面图,图7a是图6a的F-F线的剖视图,图7b是图6a的G-G线的剖视图。
壳体8是合成树脂制,具备固定内置轴承12、13的轴承罩15的支撑部16。支撑部16呈大致双重圆筒状,位于壳体8的前部内侧。在支撑部16内侧的大致圆筒部16a上固定轴承罩15。
在树脂制壳体8的支撑部16的端部上形成向旋转轴方向延伸的螺纹孔17。在螺纹孔17上可螺纹结合固定螺栓18,通过固定螺栓18的螺纹结合,隔板2被固定设置于壳体8上。支撑部16的外周部通过桥39与大致圆筒状的框架40连接。在框架40的具有桥39的端部上设置固定定子铁芯10的螺纹孔41。在螺纹孔41上可螺纹结合固定螺栓21,通过固定螺栓21的螺纹结合,定子铁芯10能固定设置于壳体8上。另外,在框架40上的送风机部201侧的端部上设置爪状突起24,与风扇壳3的安装孔23嵌合连接。
由此,能够确保风扇壳3的旋转轴7方向的定位精度,用树脂制风扇壳3的端部与树脂制壳体8的端部能够可靠地嵌合保持。通过提高离心叶轮1与风扇壳3的定位精度,能够使离心叶轮1与风扇壳3的凹部35的间隙的偏差变小,能够提高电动送风机200的性能以及使量产时的性能偏差变小。另外,防止离心叶轮1与风扇壳3接触,能够提供可靠性高的电动送风机200。
在壳体8上设置多个以空气向壳体8内流入的方式在桥39之间形成的开口19、不冷却转子铁芯9、定子铁芯10、定子线圈11而直接向外部排出空气的排气口20。
框架40的内侧设置倾斜部42。为从壳体8的内面与隔板2的外周所形成的圆环流路4流出的空气通过倾斜部42容易流入开口19的结构,从开口19流入的空气碰撞于轴承罩15。轴承12、13所产生的热量热传导至由非磁性金属材料制作的轴承罩15,通过冷却轴承罩15而能够有效地冷却轴承12、13。
即使用树脂制作壳体8,也能通过轴承罩15有效地使轴承12、13所产生的热量散热,可有效地冷却轴承12、13,能够提供可靠性高的电动送风机200。而且,用树脂制作壳体8,因此能轻量化,能使电动送风机200轻量化。在本实施例中,可以用嵌入成形将轴承罩15与树脂制壳体8一体化,在树脂制壳体8压入轴承罩15。
根据以上说明的本实施方式示例的电动送风机200,由于以壳体8的内面与隔板2的外周之间的圆环流路4的面积比风扇壳3的开口部6的面积大的方式设定隔板2的外径,因此相比于从风扇壳3的开口部6流出的空气量能够使流经圆环流路4的空气的量变多,能够冷却电动机部202。另外,由于从风扇壳3的开口部6排出从离心叶轮1流出的空气的一部分,因此流入圆环流路4的空气的量变少,能够抑制圆环流路部中的流速增加、即圆环流路部中的损失增加。而且,由于隔板2与风扇壳3之间作为无叶片扩散器发挥作用,因此能够在宽阔的风量范围内提高送风机效率。由此,能够得到在宽阔的风量区域中高效的小型轻量的电动送风机。
而且,通过将隔板2设置于离心叶轮1的背面的电动机部202侧,抑制由离心叶轮1引起的电动机部202内的空气流的紊乱,从而能够抑制电动机部202的流路损失的增加,还能减低离心叶轮1的圆板摩擦损失,能够提高送风机效率。
另外,通过将树脂制风扇壳3端部的安装孔23、树脂制壳体8的爪状突起24嵌合连接,风扇壳3能可靠地固定,能够确保风扇壳3的轴向的定位精度。由此,能够使离心叶轮1与风扇壳3的凹部35的间隙偏差变小,能够使电动送风机200的性能偏差变小。另外,防止离心叶轮1与风扇壳3接触,能够得到可靠性高的电动送风机200。
而且,由于使风扇壳3、壳体8、离心叶轮1为树脂制,能够使电动送风机200轻量化。
其次,通过图8以及图9,关于涉及本发明一实施例的搭载电动送风机200的操作杆类型的电动吸尘器300进行说明。在图8中表示适用本实施例的电动送风机的电动吸尘器的立体图。如图8所示,吸尘器主体100收纳收集灰尘的集尘室101以及产生集尘所需要的吸入气流的电动送风机200(图9)。102是安装吸尘器主体100的保持部,103是设置于保持部102的一端部上的把手部,104是进行设置于把手部上的电动送风机200通断的开关部。在保持部102的另一端部上安装吸口体105,吸尘器主体100与吸口体105用连接部106连接。107是将电池单元108(图9)充电的充电座。
在以上的结构中,若操作把手部103的开关部104,则被收纳于吸尘器主体100内的电动送风机200运转,产生吸入气流。并且,从吸口体105中吸入灰尘,通过连接部106集尘于吸尘器主体100的集尘室101中。
其次,使用示意地表示图9所示的操作杆类型的电动吸尘器300的剖视图,关于吸尘器主体100进行说明。在吸尘器主体100的内部中配置产生吸力的电动送风机200、驱动电动送风机200的电池单元108、驱动用电路109、集尘室101。
吸尘器主体100从保持部102上拆下能够作为便携式吸尘器使用,在吸尘器主体100上配置主体把手部110与吸口开口111。112(图8)是进行作为便携式吸尘器使用时的电动送风机200通断的主体开关部。并且,主体开关部112即使在将吸尘器主体100安装于保持部102时也能够操作。
设置于电动送风机200的风扇壳3上的开口部6以成为吸尘器主体100的背面侧(与主体把手部110相反侧)的方式配置。在清扫地面时等用手把持主体把手部110、把手部103,由于电动送风机200的开口部6朝向地面侧,因此从电动送风机200产生的噪音向地面侧释放。因此,对于进行清扫的使用者降低听力上的噪音。
通过将本发明的电动送风机200搭载于小型电动吸尘器,能够电动吸尘器的可靠性高地进行小型轻量化,能够在低噪音且宽阔的风量区域中提高吸力。
其次,通过图10以及图11,关于涉及本发明的一实施例的自行式电动吸尘器400进行说明。并且,将自行式电动吸尘器400(参照图10a)前进的方向中、设置侧毛刷401的一侧作为前方,将垂直方向作为上方,将驱动轮409(参照图10b)对置的方向作为左方以及右方。即,如图10以及图11所示,定义前后、上下、左右。
图10是从自行式电动吸尘器400的上方的外观立体图,图10b是底面图。在图10中,自行式电动吸尘器400含有作为上壁(以及一部分侧壁)的上壳体402、作为底壁(以及一部分侧壁)的下壳体403、设置于前部的缓冲器404而构成。在自行式电动吸尘器400的上面设置集尘室405与用于将该集尘室拆卸的把手406。在上壳体402配置操作按钮407与显示清扫模式等的显示面板408。
如图10b所示,在下壳体403的中央附近的左右两侧形成驱动轮409、用于驱动驱动轮409的驱动机构部410。在下壳体403的前侧上形成侧毛刷401、辅助轮411。另外,在下壳体403的后侧形成吸口部412。
侧毛刷401是将位于相比于自行式电动吸尘器400的主体靠外侧的房间角落等的灰尘向吸口部412引导的毛刷,其一部分在俯视中从自行式电动吸尘器400主体露出。侧毛刷401在俯视中具备以120°间隔放射状地延伸的三束毛刷,配置于下壳体403的前方左右。侧毛刷401通过被侧毛刷电机(未图示)驱动,侧毛刷401向内侧(图10b标记的箭头方向)旋转,向吸引部412收集灰尘。
辅助轮411是以距离地面预定高度保持自行式电动吸尘器400且用于顺畅地移动自行式电动吸尘器400的辅助性的车轮。辅助轮411以伴随自行式电动吸尘器400的移动通过与地面之间产生的摩擦力而从动旋转的方式被轴支撑,方向在水平方向上360°自由旋转地构成。
在相比于下壳体403的中心靠后侧形成吸口部412。吸口部412是形成吸引口413的同时收纳拾取毛刷414、旋转毛刷415的部件。拾取毛刷414在表面的一部分或全面上配置刷丝,距离地面0.5mm左右悬浮地被支撑于吸口部412。
旋转毛刷415是圆筒形,通过旋转毛刷电机(未图示)可旋转、且可拆卸地被支撑于吸口部412。旋转毛刷415配置多个刷丝。旋转毛刷415的刷丝具备长度不同的刷丝、硬度不同的刷丝等的多种刷丝,各刷丝以相对于旋转轴螺旋状地排列的方式配置。
在下壳体403的中央部上设置将从电动送风机200(参照图11)的排出空气的一部分向外部排出的多个排气口416。排气口416以在吸口部412侧流经空气的方式倾斜地形成,在排气口416的上侧配置电动送风机200(参照图11)。电动送风机200的风扇壳3的内径由于从使将开口部6的宽度方向中央与中心连结的线延长并与风扇壳3相交的点A向离心叶轮1的旋转方向逐渐变大,开口部6的风扇壳3的外径能够变小。通过将开口部6朝向自行式电动吸尘器400的上侧或下侧安装于电动吸尘器400,由于风扇壳3的外径不在电动吸尘器400的高度方向扩大就能安装,能够抑制尺寸的扩大。
另外,来自电动送风机200的排出空气的一部分冷却控制装置421(图11)、电池单元419(图11),从排气口416、驱动机构部410向外部排出。
下壳体403的前后左右四处上配置地面用测距传感器417。由于通过地面用测距传感器417检测台阶等的大的阶梯,能够防止自行式电动吸尘器400的掉落(从台阶等)。
其次,使用示意地表示图11所示的自行式电动吸尘器400中的吸尘器主体的剖视图,关于自行式电动吸尘器主体400进行说明。在自行式电动吸尘器主体400的内部大致中央部上配置电动送风机200(参照图1)。从电动送风机200观察在空气流动的上游侧配置集尘过滤器418、集尘室405,被连接于吸引部412。在电动送风机200的电动机侧(自行式电动吸尘器400的前侧)配置电池单元419,在内部收纳电池(充电电池)420。在电池单元419的上部配置控制装置421。来自电池420的电力向电动送风机200、各传感器类、各电动机、各驱动装置以及控制装置421供给。
被设置于电动送风机200的风扇壳3上的开口部6以成为主体上壳体402侧的方式配置。来自开口部6的排气流通过电动送风机收纳壳体422,从排气口416向地面排气。另外,从电动送风机200的排气口20排出的空气冷却控制装置421、电池单元419,从自行式电动吸尘器400的排气口416、驱动机构部410向外部排出。
在此,在电动送风机200的外周面上设置弹性体423。通过将弹性体423介于电动送风机200与电动送风机收纳壳体422之间,电动送风机200的振动衰减而难以向自行式电动吸尘器400传递,能够降低振动、噪音。
在以上的结构中,若操作操作按钮407,则电动送风机200运转,产生吸入气流。并且,从吸引口413吸入灰尘,被导入至集尘室405,在集尘过滤器418中清除灰尘。清除了灰尘的空气向电动送风机200内部流入,从电动送风机200的开口部6、排气口20等排出。从电动送风机200排出的空气通过电动送风机收纳壳体402从设置于下壳体403上的排气口416、自行式电动吸尘器400的驱动机构部416向外部排出。
从下壳体403的排气口416排出的空气由于流向配置于下壳体403上的吸口部412侧,因此以将用侧毛刷401收集的灰尘搬送至吸口部412侧的方式发挥作用。因此,提高自行式电动吸尘器400的集尘性能。
另外,由于在下壳体403上设置朝向地面的排气口416,由于由电动送风机200产生的噪音向地面侧释放,因此对于位于室内的使用者来说能够抑制噪音。在将电动送风机200的开口部6朝向上壳体402侧的方式配置的情况下,从开口部6释放的噪音由于被电动送风机收纳壳体422、上壳体402的双重壁覆盖,因此能遮蔽从电动送风机200释放的噪音。另外,由于能够使从电动送风机200的开口部6至下壳体403的排气口416的流路长度变长,由于声音的能量衰减而能够降低噪音。
在本实施方式示例中,以将电动送风机200的开口部6朝向上壳体402侧的方式配置,通过配置于下壳体403侧,能够使开口部6与排气口416的距离变短而抑制排气流路损失,还能够提高吸引力。另外,还能够降低从上壳体402的上面释放的噪音。
另外,通过将电动送风机200的开口部6朝向电动吸尘器400的上侧或下侧安装,能够抑制自行式电动吸尘器400的高度方向的扩大。因此,床等的下面等高度限制的地方也能进入,能够进行宽阔范围内的清扫。
通过将本发明的电动送风机200搭载于自行式电动吸尘器中,能够电动吸尘器的可靠性高地进行小型轻量化,能够在低噪音且宽阔的风量区域中提高吸引力。
并且,本发明并不限定于上述实施例,含有多种变形例。例如,上述实施例是为了容易理解上述实施例而进行说明而详细地说明,未必限定于具备所说明的全部结构的装置。另外,可将某实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构,另外,还可在某实施例的结构上追加其他实施例的结构。另外,关于各实施例的结构的一部分上可进行其他结构的追加·删除·置换。

Claims (6)

1.一种电动送风机,其特征在于,
具备:具备转子以及定子的电动机;旋转自如地设置的旋转轴;一体成形于该旋转轴的一端部的上述转子;安装于上述旋转轴的另一端部的旋转叶片;安装于上述转子与上述旋转叶片之间的上述旋转轴的轴承,该电动送风机还具备:内包该轴承的轴承罩;一体成形于该轴承罩的壳体;配置于上述旋转叶片的上述电动机侧的隔板;以及设置于上述壳体的上述旋转叶片侧并覆盖上述旋转叶片的风扇壳,在上述隔板的外周侧与上述壳体之间形成圆环流路,在上述风扇壳的外周部的一部分具备开口部。
2.根据权利要求1所述的电动送风机,其特征在于,
使上述圆环流路面积比上述风扇壳的开口部的面积大。
3.根据权利要求1或2所述的电动送风机,其特征在于,
以延长连结上述开口部的在宽度方向上宽的一侧的中央与上述风扇壳的中心的线而与上述风扇壳相交的点为起点,上述风扇壳的外周部的内径朝向上述旋转叶片的旋转方向逐渐变大。
4.根据权利要求1~3任一项所述的电动送风机,其特征在于,
上述壳体、风扇壳为树脂制。
5.一种电动吸尘器,其特征在于,
搭载了权利要求1~4任一项所述的电动送风机。
6.根据权利要求5所述的电动吸尘器,其特征在于,
将排出来自上述电动送风机的上述风扇壳的开口部的排出空气且设置于电动吸尘器主体的排气口配置于地面侧。
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