TWI401365B - An electric blower, an electric vacuum cleaner loaded with the electric blower, and a method of manufacturing the same - Google Patents

Description

電動送風機、裝載有該電動送風機之電動吸塵器及其製造方法

本發明係關於電動送風機、裝載有該電動送風機之電動吸塵器及其製造方法。

以往的電動送風機，例如以下的專利文獻1也有揭示，一般而言是具備：遮板(shroud)、配置在與遮板相對向的位置之主板、以及配置在兩板間之複數個葉片；前述葉片在遮板側形成比輪轂側更大的傾斜，藉由高速旋轉來獲得風量及真空壓力。

特別是，專利文獻1所記載的電動送風機之旋轉風扇，其風扇葉片被夾在前面遮板和後面遮板之間，藉由鉚接來固定，吸入口附近的風扇葉片是傾斜成前面遮板側的曲率半徑比後面遮板側更大，在內周側使前面遮板側朝旋轉方向傾斜，在外周側與後面遮板大致垂直。

〔專利文獻1〕日本特許第2757501號公報(日本特開平3-151598號公報)

以往的電動送風機，針對入口的氣流並未實施詳細的葉片角度分布的調整，因此風扇內部的氣流容易發生剝離和逆流現象，而成為能量損失(效率降低)的原因。特別是在電動送風機的吸入口，是藉由可旋轉的送風機和導引 吸入氣流的口環(mouth ring)來抑制起因於葉片吸入口和葉輪出口的壓力差所產生之洩漏氣流。因此，於吸入口，在旋轉體和靜止體的連結部形成段差，為了考慮該段差氣流和洩漏氣流來調整與葉片入口角度間之匹配(matching)及葉片間負載分布，必須理解葉片內部的現象而使整體最佳化。亦即，在具有入口漏氣的情況下，必須藉由與漏氣匹配而調整葉片角度分布，以使葉片間負載分布最佳化，而抑制剝離現象及逆流現象來謀求高效率。此外，針對入口的氣流，由於未實施詳細的風扇葉片角度分布的調整，在吸入口附近，風扇葉片的傾斜與空氣流入方向不一致，空氣會碰到風扇葉片的側面而有碰撞損失增大之虞。

此外，在前述電動送風機，從軸向觀察的情況，由於前述葉片相對於前述主板具有大的傾角，在使用板金進行組裝的過程，起因於挫曲等而容易造成葉片、鉚接部發生變形等組裝上的問題。

此外，在以往的電動送風機，雖然在內周側(流入側)，前面遮板側是朝旋轉方向傾斜，但外周側(流出側)則是與後面遮板大致垂直，因此在外周側(流出側)，從前面遮板至後方遮板之氣流變得不均一，亦即，從前面遮板至後方遮板之壓力分布變得不均一，而有能量損失增大之虞。

於是，本發明的目的是為了提供：即使在具有入口漏氣的情況下仍能獲得高效率之電動送風機及裝載有該電動 送風機之電動吸塵器。

此外，本發明的目的是為了提供可提昇組裝精度之電動送風機的製造方法。

此外，本發明的目的是為了提供：藉由將相對於輪轂之各葉片的內緣之形成方向朝旋轉方向的傾斜最佳化，以減少碰撞損失之高效率的電動送風機及裝載有該電動送風機之電動吸塵器。

此外，本發明的目的是為了提供：可抑制從遮板至輪轂之氣流的不均一，以減少能量損失之高效率的電動送風機及裝載有該電動送風機之電動吸塵器。

為了達成上述目的，本發明的特徵具備以下的構造。

亦即，各葉片是由平板形成，相對於輪轂之各葉片的形成方向，比起葉片之內緣及外緣在中間部更朝旋轉方向傾斜。

或者是，葉輪外徑尺寸為Φ60mm~Φ120mm的範圍，葉片外緣相對於輪轂的高度為6~12mm的範圍，葉片厚度為0.5~1.5mm的範圍，葉輪所包含的葉片數目為6~9片的範圍，電動送風機的輸入功率為500W~1500W的範圍，葉輪的最高轉數為每分鐘35000~50000轉的範圍，相對於輪轂之各葉片的形成方向，比起葉片之內緣及外緣在中間部更朝旋轉方向傾斜。

或者是，相對於輪轂之各葉片的形成方向，比起葉片之內緣及外緣在中間部更朝旋轉方向傾斜。再者，葉片和遮板的連接部及葉片和輪轂的連接部之至少一方，是被電 沉積塗層或黏著劑所被覆。

或者是，葉片在入口和出口具有大致二維的形狀，在入口和出口之間是朝旋轉方向傾斜，從軸向觀察時葉片具有弦月形狀。

或者是，葉片在入口和出口具有大致二維的形狀，在入口和出口之間是朝旋轉方向傾斜，在中間部的最大傾斜角度為5度~10度。

或者是，在葉片的遮板側(上端部)和輪轂側(下端部)上，分別形成有複數個鉚接用突起，以與遮板和輪轂大致垂直的方式在葉片形成鉚接用突起，將鉚接用突起插入分別形成於遮板和輪轂之孔內，進行鉚接，藉此將葉片固定於遮板和輪轂。

或者是，相對於輪轂之各葉片內緣的形成方向，比起相對於輪轂之各葉片外緣的形成方向是朝旋轉方向側傾斜，相對於輪轂之各葉片內緣的形成方向朝旋轉方向側的傾斜角度大於45度。

或者是，相對於輪轂之各葉片內緣的形成方向，比起相對於輪轂之各葉片外緣的形成方向是朝旋轉方向側傾斜，相對於輪轂之各葉片外緣的形成方向朝旋轉方向側的傾斜角度大於0度。

依據本發明，藉由使入口漏氣和葉片角度分布匹配，可抑制風扇內部之氣流的剝離現象和逆流現象，不僅是設計點，在低風量區域也能謀求高效率。

此外，依據本發明，藉由將鉚接用突起的方向最佳化 ，可提昇組裝精度。

此外，依據本發明，藉由使相對於輪轂之各葉片內緣的形成方向朝旋轉方向側的傾斜角度大於45度，能讓葉片傾斜成與空氣的流入方向一致，可避免空氣碰到葉片側面，而能減少碰撞損失。此外，依據本發明，相對於輪轂之各葉片內緣的形成方向是比外緣的形成方向更朝旋轉方向側傾斜的情況，藉由使外緣的形成方向朝旋轉方向的傾斜角度大於0度，可抑制從遮板至輪轂發生氣流不均一，亦即可抑制從遮板至輪轂發生壓力分布不均一，而能提供能量損失少之高效率的電動送風機及裝載有該電動送風機之電動吸塵器。

以下，根據圖式來說明本發明的實施例1~實施例5。

〔實施例1〕

以下，使用圖式來說明本發明的一實施例。

首先，使用第1圖來說明電動吸塵器整體。第1圖是從電動吸塵器主體100的上方觀察之示意橫截面圖，根據其來說明電動吸塵器主體100的構造。若以電動吸塵器主體100的軟管接頭101安裝側為電動吸塵器主體100的前側，在電動吸塵器主體100的前端具備可拆裝自如的軟管接頭101。在電動吸塵器主體100的前側具備用來保持紙袋103的集塵室102。在電動吸塵器主體100的後側具備用來收納 電動送風機106之馬達室105，在集塵室102和馬達室105之間具備：用來抑制集塵室102內的塵埃流入馬達室105內之過濾器部104。集塵室102和馬達室105是經由過濾器部104形成連通。在集塵室102具備可拆裝自如的紙袋103。紙袋103的開口連通於軟管接頭101。隨著紙袋103內的塵埃堆積，紙袋103會膨脹，而使紙袋103之底部(位於開口的相反側)抵接於過濾器部104。在馬達室105具備用來產生吸引力的電動送風機106。在電動送風機106的前側的兩端和馬達室105的前側的內壁面之間設有：用來抑制電動送風機106的振動傳遞至電動吸塵器主體100之防振橡膠107(防振構件)。防振構件，亦可取代橡膠而採用彈簧。電動送風機106，在前端具備用來吸入空氣之送風機入口108，在後側側方具備用來排出空氣之送風機出口109。而且送風機入口108是朝過濾器部104開口。在馬達室105的側方設有用來捲繞收納電源線之捲線器110。在電動送風機106的後側兩側方具備車輪。又雖未圖示出，在軟管接頭101連接著軟管，軟管和操作管連接，操作管和延長管連接，延長管和吸入具連接。軟管接頭101側(上游側)是電動吸塵器主體100的前側，相反側是電動吸塵器主體100的後側。將電動吸塵器主體100從上方觀察的情況，與電動吸塵器主體100的前後方向正交的方向是電動吸塵器主體100的左右方向。側方，是比電動吸塵器主體100的左右方向的中心偏左側或右側的一側。

接下來說明電動吸塵器主體100內的氣流。從軟管接 頭101流入的空氣進入集塵室102。在第1圖，作為集塵手段雖是使用紙袋103，但袋體的材質沒有限制。此外，在採用氣旋方式的情況，是取代紙袋103而設置氣旋室(氣旋室集塵盒)。經由紙袋103而將大部分的塵埃除去後的空氣，進一步流過過濾器部104，在此將微細的塵埃除去。然後，氣流會流入馬達室105。電動送風機106是透過防振橡膠107而被懸吊於馬達室105內，從送風機入口108流入的空氣經昇壓後從送風機出口109排出。

接著，使用第2圖來說明電動送風機106。電動送風機106係具備：用來吸入空氣的送風機201、及用來驅動送風機201之電動機202。

電動機202，是在由殼體203及端托架204構成的電動機外殼上支承著旋轉軸205，在旋轉軸205安裝轉子206，在轉子206外周配置固定部的定子207。朝向旋轉部的轉子206之電氣供應，是藉由電刷208及與電刷208接觸的整流器209來傳遞。

送風機201，是在風扇殼體214內具備：與旋轉軸205直接連結的葉輪210、設置於葉輪210的外周側之擴壓器(diffuser)211、以及隔著間隔板212與擴壓器211相對置之回流導件213。葉輪210，是在吸入部(eye)215與風扇殼體214側的密封材216概略接觸，以形成防漏構造。

通過電動送風機入口217(相當於第1圖的送風機入口108)後的空氣，首先通過吸入部215附近後，藉由葉輪210進行昇壓及增速。然後，通過擴壓器211使氣流轉向大 約180°再流入回流導件213，在此過程氣流被減速而使壓力上昇。通過回流導件213後的氣流，流入馬達的殼體203內，將轉子206、定子207、電刷208、整流器209予以冷卻後進行排氣。旋轉軸205的軸向與電動吸塵器主體100的前後方向大致一致。以旋轉軸205為基準，與軸向正交的方向為半徑方向。

本發明的對象之吸塵器用電動送風機的葉輪外徑約為Φ60mm~Φ120mm的範圍，葉片出口高度約為6~12mm的範圍，葉片板厚約為0.5~1.5mm的範圍，葉片數目約為6~9片的範圍，輸入功率約為500W~1500W的範圍，最高轉數約為每分鐘35000~50000轉的範圍。

接下來使用第3圖來說明本實施例的電動送風機之吸入部300附近的構造。第3圖係第2圖的吸入部215附近的放大圖。密封材302(相當於第2圖的密封材216)，是透過安裝在風扇殼體309(相當於第2圖的風扇殼體214)上的密封材固定構件301來進行固定。葉輪吸入部315咬入該密封材302而構成密封機構。該密封機構設置在此位置是重要的，但並不限定於此方式。葉片306，是藉由鉚接部317來固定在軸向前側的遮板壁304及軸向後側的輪轂壁305上。葉片306，是由厚度大致均一之主成分為鋁的材料之平板所構成。在此的大致均一，是包含加工時的變形和熱變形所產生之厚薄、表面凹凸所產生之厚薄。遮板，是由厚度大致均一之主成分為鋁的材料之平板所構成，具有圓環形狀。遮板的葉片306側壁面為遮板壁304。如第3圖所示 ，遮板的外緣(半徑方向的最外周)是朝向半徑方向，遮板的內緣(半徑方向的最內周)是朝向軸向。如第3圖所示，在遮板的內緣附近，其方向逐漸從半徑方向改變成軸向。輪轂也是由厚度大致均一之主成分為鋁的材料之平板所構成，呈圓形或圓環形。輪轂的葉片306側壁面為輪轂壁305。如第3圖所示，輪轂的外緣及內緣都是朝向半徑方向。因此，遮板的外緣與輪轂的外緣大致平行且隔著間隔。葉片306、遮板、輪轂，亦可為包含鋁的合金、鋁以外的金屬(例如鐵、不鏽鋼、鈦)、陶瓷。鉚接部一般是沿著葉片306的遮板壁304側端面及輪轂壁305側端面準備複數個，在此僅圖示出位於遮板壁304側且最內徑側(內緣側)的鉚接部。鉚接部317較佳為與葉片306形成一體。例如，在從平板模切出葉片306時，只要連鉚接部317也一起模切出，即可使鉚接部317與葉片306形成一體。或是，在從平板切削出葉片306時，只要連鉚接部317也一起切削出，即可使鉚接部317與葉片306形成一體。葉片306之遮板壁304側端面具有沿著遮板壁304的形狀，葉片306之輪轂壁305側端面具有沿著輪轂壁305的形狀。而且，藉由遮板、輪轂及圓周方向之複數個葉片306來構成葉輪303。輪轂是固定於旋轉軸308(相當於第2圖的旋轉軸205)，藉此將葉輪303固定於旋轉軸308。如此，隨著旋轉軸308的旋轉而使葉輪303進行旋轉。葉片306的內緣朝前側突出而形成葉片前緣307。在葉片前緣307和旋轉軸308之間存在空間而形成流路。風扇殼體309內周的靜止部前端314的位置 和葉片306的葉片前緣307的位置不一致，靜止部前端314位於葉片前緣307的前側，而形成軸向段差316。亦即，在固定部和旋轉部之間，在軸向具有段差。風扇殼體309內周的靜止部前端314的位置和遮板的葉輪吸入部315的位置不一致，靜止部前端314位在葉輪吸入部315的內周側，而形成徑向段差310。亦即，在固定部和旋轉部之間，在徑向也具有段差。粗箭頭313代表氣流的方向。空氣進入吸入部215的入口，流入兩片在圓周方向相鄰的葉片306間所形成的空間(流路)。由於存在有徑向段差310而會發生氣流洩漏。

接下來使用第4圖來說明葉片400的形狀。第4(a)圖是將一片葉片400從軸向前側觀察的前視圖。第4(b)圖係一片葉片400之入口附近403和出口附近404之半徑方向的中間點從半徑方向內側觀察之截面圖。葉片400(相當於第3圖的葉片306)，在靠近旋轉軸308之入口附近403和其相反側的出口附近404具有大致二維的形狀，在入口和出口間的中間部，是朝旋轉方向405傾斜，葉片從軸向觀察是呈弦月形。入口附近403的入口端，是半徑方向的內緣，且是圓周方向的前端(旋轉方向405的最前端)。出口附近404的出口端，是半徑方向的外緣，且是圓周方向的後端(旋轉方向405的最後端)。亦即，在入口附近403和出口附近404，葉片400之遮板側401的端面和輪轂側402的端面位置在旋轉方向405是大致一致的，在其中間部，葉片400之遮板側401的端面位在輪轂側402的端面之旋轉 方向405前側。例如，葉片400相對於輪轂壁305的形成方向，在入口附近403是大致垂直或是比大致垂直稍微朝旋轉方向405側傾斜(0度~1度左右)，從入口附近403至中間點則是逐漸比大致垂直朝旋轉方向405側傾斜，從中間點至出口附近404則傾斜程度逐漸減小，在出口附近404形成大致垂直。在此的形成方向如第4(b)圖所示，是葉片400的輪轂側402的端面(端面之厚度方向的前端406或中心線407或後端408)和葉片400的遮板側401的端面(端面之厚度方向的前端406或中心線407或後端408)所連成的直線方向。輪轂壁305較佳為形成與軸向大致垂直，因此與輪轂壁305大致垂直的方向是大致軸向。最大傾斜位置較佳為位在中間點、或比中間點更靠內緣側(入口附近403側)。又葉片400是將平板彎曲加工而形成的，其板厚不會在中間部特別厚，而是大致均一的。在葉片400的中間部，從輪轂側402端面至遮板側401端面的傾斜，可為直線狀，亦可如第4(b)圖所示般呈彎曲(或是反向彎曲)。又如第4(a)圖所示，葉片400在出口附近404的曲率半徑比入口附近403、中間部的曲率半徑更大，而在出口附近404是形成大致直線狀。

接下來使用第5圖來說明本發明的葉片之葉片角度分布。在第5圖，對於葉片任意位置和中心軸(旋轉軸308的軸心)所連成的直線，拉出正交線，將該正交線與葉片外面的切線所夾的角度設定為葉片安裝角度或葉片角度「β」。橫軸為半徑。如第5圖所示，在半徑最小的內緣，遮 板內緣之葉片角度設定成比主板內緣之葉片角度更大。具體而言，相對於葉片外徑D，遮板內徑為0.397D、輪轂內徑為0.366D的情況，遮板內緣之葉片角度設定為約24度，輪轂內緣之葉片角度設定為約21度。亦即，在內緣，遮板側的葉片角度比輪轂側更大。而且，在半徑最大的外緣，遮板外緣之葉片角度設定成和主板外緣之葉片角度大致相等，輪轂外緣之葉片角度設定成和主板外緣之葉片角度大致相等。

再者，與輪轂壁相接之葉片的角度分布，如第5圖的實線曲線所示，隨著從輪轂面的內緣往外緣而增加，到達輪轂內緣側的反曲點502。接著，葉片角度隨著往外緣而減少，到達外緣側的反曲點502。接著，若經過該外緣側的反曲點502，葉片角度再度隨著往外緣而增加。亦即，與輪轂相接之葉片的角度分布，是設定成隨著往外緣而具有兩個反曲點502。又依其入口條件，具有一個反曲點也是可能的。

再者，遮板側的葉片角度分布，如第5圖的虛線曲線所示，隨著從遮板內緣往外緣而增加，到達遮板內緣側的反曲點501。接著，葉片角度隨著往外緣而減少，到達外緣側的反曲點501。接著，若經過該外緣側的反曲點501，葉片角度再度隨著往外緣而增加，最後與輪轂側的葉片角度成為大致相同角度。亦即，與遮板相接之葉片的角度分布，是設定成隨著往外緣而具有兩個反曲點。

再者，遮板側的葉片角度分布之虛線曲線和輪轂側的 葉片角度分布之實線曲線，在半徑方向的大致中央位置會交叉。在交叉點503的內側緣，遮板的葉片角度比輪轂的葉片角度更大，在交叉點的外緣側，遮板的葉片角度比輪轂的葉片角度更小。交叉點503，亦可位在大致中央位置的內緣側或外緣側。交叉點503的位置，例如是取決於流速、流入葉輪303的入射角。

接著，第6圖係顯示測定上述本實施例的電動送風機之靜壓效率的實驗結果。第6圖的縱軸代表風扇效率，橫軸代表風量。如第6圖所示，依據上述本實施例的電動送風機，比起習知的構造，設計點風量601之靜壓效率增加。此外，關於設計點風量601以外之非設計點風量也是，在除了大風量區域以外之廣範圍的流量區域，本實施例的電動送風機都能獲得比習知構造更高的效率。在此，作為習知構造，是葉片中間部未朝旋轉方向前側傾斜的葉片，亦即在葉片的入口附近、中間部、出口附近都具有大致二維形狀的葉片。

再者，針對上述本實施例之電動送風機，為了調查設計點風量601之效率改善效果，進行數值分析來獲得總壓力損失分布，其比較結果如第7圖所示。顏色越濃代表數值越小，總壓力損失越少。根據第7圖可知，相較於習知構造，本實施例可降低葉片400間的距離最窄之喉部的損失、葉片400出口附近404之總壓力損失。這是起因於輪轂側402的葉片安裝角度，藉由改變葉片安裝角度，可增加葉片的功率而降低能量損失，藉此提昇效率。

以下說明本發明的電動送風機之製造方法。

使用第8圖來說明鉚接。在葉片804(相當於第3圖的葉片306)之遮板側、即上端部(軸向前側)和輪轂側、即下端部(軸向後側)分別設有複數個鉚接用突起805(鉚接部)。如前述般，鉚接用突起805較佳為和葉片804形成一體。配合葉片之鉚接用突起805的位置及數目，在遮板803和輪轂801設置複數個鉚接用孔802。如此，遮板803之複數個鉚接用孔802間的相對位置是沿著葉片804上端部的形狀之位置，輪轂801之複數個鉚接用孔802間的相對位置是沿著葉片804下端部的形狀之位置。鉚接用孔802是貫通孔。例如在習知構造的情況，由於葉片的入口附近、中間部、出口附近都是具有二維形狀，遮板803的複數個鉚接用孔802間的相對位置和輪轂801之複數個鉚接用孔802間的相對位置大致相同，但在本實施例，在葉片804的中間部，葉片804的上端部比下端部更往旋轉方向405前側傾斜，因此遮板803的複數個鉚接用孔802間的相對位置，相較於輪轂801之複數個鉚接用孔802間的相對位置，其中間部的鉚接用孔802位於朝向旋轉方向405前側隆起的位置。第8圖是在遮板、輪轂側都具有三個鉚接構造。葉片804的上端部之各鉚接用突起805的位置，是分別對應於葉片804的下端部之各鉚接用突起805的位置。將葉片804的鉚接用突起805插入遮板803和輪轂801的鉚接用孔802，從外側進行鉚接，藉此將葉片804組裝成與遮板803和輪轂801形成一體化。第8圖所示的葉片形狀，是葉片外徑D2為90mm， 葉片寬度b2為6.3mm，b2/D2=0.07之扁平的葉片形狀。在此的鉚接是指：在鉚接用孔802插入鉚接用突起805，將貫穿鉚接用孔802而從相反側跑出的鉚接用突起805的前端，使用專用工具或專用設備來鎚扁的行為。將葉片804固定在輪轂801後，在遮板803的鉚接用孔802插入葉片804的鉚接用突起805而進行鉚接亦可，與其相反亦可。此外，在輪轂801的鉚接用孔802及遮板803的鉚接用孔802插入葉片804的鉚接用突起805之後，進行鉚接亦可。接下來，使用第9圖來說明鉚接用突起904(相當於第8圖的鉚接用突起805)和葉片901(相當於第8圖的葉片804)的位置關係。比較例如第9(b)圖所示，若鉚接用突起904的方向與葉片901的方向一致，由於鉚接用突起904是相對於遮板902或輪轂903傾斜地插入，在鉚接時，葉片901和鉚接用突起904容易沿著鉚接用孔(相當於第8圖的鉚接用孔802)滑動，因此遮板902和輪轂903的距離b無法固定而變得不穩定。

相對於此，在本實施例，如第9(a)圖所示，讓鉚接用突起904形成與遮板902及輪轂903大致垂直，在鉚接時藉由鉚接用突起904和葉片901的連接部進行固定，因此遮板902和輪轂903的距離b穩定，在將遮板902和輪轂903和葉片901組裝時可提昇組裝精度。但為了獲得效果，不一定要形成大致垂直，只要讓鉚接用突起904的形成方向和葉片901的形成方向不同而有差異即可，亦即，只要讓鉚接用突起904的形成方向比起葉片901的形成方向，朝向與 遮板902及輪轂903大致垂直的方向稍呈傾斜即可。在此的大致垂直代表包含誤差。因此，大致垂直是包含：相對於90度加減1度左右。

相較於習知構造，在本實施例，葉片901特別是在中間部，讓葉片901朝旋轉方向前側傾斜，因此要在葉片901和遮板壁304間以及葉片901和輪轂壁305間保持氣密變困難。於是較佳為，在葉片901和遮板壁304的鉚接部905(連接部)以及葉片901和輪轂壁305的鉚接部905(連接部)，藉由電沉積塗層或黏著劑進行被覆。特別較佳為，採用比習知構造所使用之電沉積塗層或黏著劑的黏性更低者。藉此，可防止在葉片901和遮板壁304的鉚接部905(連接部)以及葉片901和輪轂壁305的鉚接部905(連接部)產生間隙，可抑制氣流的亂流發生而能避免效率降低。

〔實施例2〕

由於基本構造是和實施例1相同，針對相同要素是賦予相同符號而省略其說明。

如第10圖所示，實施例2的葉片804之上端部的鉚接用突起805和與其相對置之下端部的鉚接用突起805，是分別配置成在半徑方向上的位置不一致。葉片804之上端部的鉚接用突起805各個，相對於下端部的鉚接用突起805是在半徑方向上朝內周側偏移1004。

藉此，可讓鉚接時所產生的應力分散，使葉片804及鉚接部905不容易變形而能提昇組裝性。

〔實施例3〕

由於基本構造是和實施例1相同，針對相同要素是賦予相同符號而省略其說明。

如第11圖所示，在葉片400的入口附近403和出口附近404，由於葉片400具有大致二維的形狀，故在上端部和下端部分別設有鉚接用突起805。在中間部1105由於葉片具有三維形狀，在構造上不容易承力，因此可省去中間部1105的鉚接用突起805。

依據此構造，除了與上述實施例1相同的作用效果以外，藉由減少鉚接用突起805的數目可謀求製造材料的節約及輕量化。

〔實施例4〕

從軸向觀察葉片的形狀，只要在入口附近403和出口附近404具有大致二維的形狀，中間部1105的葉片具有三維的形狀即可，中間部1105葉片的傾斜方式也能採用其他形態。例如第12(a)(b)圖所示，在軸向上，僅大致上半側的葉片形成傾斜亦可。

以上是說明本發明的較佳實施形態，但本發明當然並不限定於上述實施形態。

〔實施例5〕

其基本構造由於是和實施例1相同，對於相同要素是 賦予相同符號而省略其說明。

實施例5的葉片，在入口附近403和出口附近404具有大致二維的形狀，在入口附近403和出口附近404的中間部1105是朝旋轉方向405傾斜，在中間部，葉片之最大傾斜角度1307相對於軸向1306為5度~10度，較佳為7度左右，藉此可獲得與實施例1同樣的效果。

〔實施例6〕

空氣朝向葉片400的流入方向，可由朝向電動送風機入口217之空氣軸向(與輪轂壁305大致垂直的方向)之流入速度、以及在電動送風機入口217之葉片400的周方向之旋轉速度(周速)兩者之合成向量來求出。因此，朝向電動送風機入口217之空氣軸向之流入速度越慢，在電動送風機入口217之葉片400的周方向之旋轉速度越快，空氣的流入方向相對於軸向變得越傾斜，而使空氣更容易碰到葉片400的側面。但是，空氣之軸向的流入速度，不僅是取決於葉片400的周速，也取決於電動送風機入口217之開口面積。

於是，在本實施例6，相對於輪轂壁305之葉片400的形成方向，在入口附近403是相對於大致垂直朝旋轉方向405側大幅傾斜(例如65度~70度)，從入口附近403至中間點其傾斜程度逐漸變小，從中間點至出口附近404也是傾斜程度逐漸變小，亦即從入口附近403至出口附近404是以連續的角度分布來逐漸減少其傾斜程度，在出口附近 404，也是相對於大致垂直朝旋轉方向405側傾斜(45度~50度左右)。但在出口附近404的傾斜程度是比入口附近403的傾斜程度小。又在入口附近403之葉片400相對於大致垂直朝旋轉方向405側的傾斜角度為65度的話，相對於輪轂壁305之葉片400之形成方向為25度。在出口附近404之葉片400相對於大致垂直朝旋轉方向405側的傾斜角度為45度的話，相對於輪轂壁305之葉片400之形成方向為45度。因此，相對於輪轂壁305之葉片400之形成角度，是內緣小、外緣大。

而且，相對於輪轂壁305之各葉片400內緣之形成方向，比起相對於輪轂壁305之各葉片400外緣之形成方向，是更朝旋轉方向405側傾斜，內緣之朝旋轉方向405側的傾斜角度大於45度(例如65度~70度)，外緣之朝旋轉方向405側的傾斜角度大於0度(例如45度~50度)，再者，該傾斜是從內緣往外緣而逐漸變小。亦即，葉片400，在入口入近403是朝朝旋轉方向405側大幅傾斜，其傾斜隨著往外緣而逐漸減少。如此，實施例6的葉片400，是從內緣至外緣都具有三維的形狀。

相對於輪轂壁305之各葉片400內緣的形成方向朝旋轉方向405側的傾斜，藉由設定成大於45度(例如65度~70度)，能使葉片400傾斜成與空氣的流入方向一致，藉此能防止空氣碰到葉片400的側面，而能減少碰撞損失。

再者，相對於輪轂壁305各葉片400內緣的形成方向是朝旋轉方向405側大幅傾斜的情況，使相對於輪轂壁305各 葉片400外緣的形成方向，不是與輪轂壁305大致垂直而是朝旋轉方向405側傾斜，藉此從與輪轂壁305大致垂直的面觀察的情況(亦即從遮板壁304至輪轂壁305)之氣流變得大致均一，換言之壓力分布變得大致均一，而能減少能量損失。由於各葉片400外緣之朝旋轉方向405側的傾斜比各葉片400內緣之朝旋轉方向405側的傾斜更小，能使出口附近404之氣流的周方向成分比入口附近403之氣流的周方向成分更小，而容易使出口附近404的空氣朝大致180°方向轉向。再者，藉由從葉片400的內緣至外緣使朝旋轉方向405側的傾斜逐漸變小，可從葉片400之內緣至外緣抑制空氣從葉片400壁面發生剝離，而能減少能量損失。再者，相較於在葉片400的入口側接合與葉片400分開形成的擴壓器的情況，藉由將一片平板彎曲來形成葉片400，由於容易發生段差的接合部變得不存在，可從葉片400之內緣至外緣抑制空氣從葉片400壁面發生剝離，而能減少能量損失。

此外，除了從入口附近403至中間點逐漸減少其傾斜程度，從中間點至出口附近404也逐漸減少其傾斜程度以外，與實施例1同樣的，從入口附近403至中間點逐漸增加其傾斜程度，從中間點至出口附近404則逐漸減少其傾斜程度亦可。

100‧‧‧電動吸塵器主體

101‧‧‧軟管接頭

102‧‧‧集塵室

103‧‧‧紙袋

104‧‧‧過濾器部

105‧‧‧馬達室

106‧‧‧電動送風機

107‧‧‧防振橡膠

108‧‧‧送風機入口

109‧‧‧送風機出口

110‧‧‧捲線器

111‧‧‧車輪

201‧‧‧送風機

202‧‧‧電動機

203‧‧‧殼體

204‧‧‧端托架

205、308‧‧‧旋轉軸

206‧‧‧轉子

207‧‧‧定子

208‧‧‧電刷

209‧‧‧整流器

210、303‧‧‧葉輪

211‧‧‧擴壓器

212‧‧‧間隔板

213‧‧‧回流導件

214、309‧‧‧風扇殼體

215、300‧‧‧吸入部

216、302‧‧‧密封材

217‧‧‧電動送風機入口

301‧‧‧密封材固定構件

304‧‧‧遮板壁

305‧‧‧輪轂壁

306、400、804、901‧‧‧葉片

307‧‧‧葉片前緣

310‧‧‧徑向段差

311‧‧‧靜止區

312‧‧‧葉片前緣上端部

313‧‧‧氣流

314‧‧‧靜止部前端

315‧‧‧葉輪吸入部

316‧‧‧軸向段差

317‧‧‧鉚接部

401‧‧‧遮板側

402‧‧‧輪轂側

403‧‧‧入口附近

404‧‧‧出口附近

405‧‧‧旋轉方向

501‧‧‧遮板側的反曲點

502‧‧‧輪轂側的反曲點

503‧‧‧交叉點

601‧‧‧設計點風量

801、903‧‧‧輪轂

802‧‧‧鉚接用孔

803、902‧‧‧遮板

805、904‧‧‧鉚接用突起

905‧‧‧鉚接部

1004‧‧‧偏移

1105‧‧‧中間部

1306‧‧‧軸向

1307‧‧‧葉片的傾斜角度

第1圖係吸塵器主體的示意橫截面圖。

第2圖係吸塵器用電動送風機之截面圖。

第3圖係葉輪的吸入部附近的構造圖。

第4(a)(b)圖係葉片的形狀圖。

第5圖係顯示葉片的遮板及主板接觸面之葉片安裝角度分布。

第6圖係實施例和習知構造的效率比較圖。

第7圖係實施例和習知構造的損失比較圖。

第8(a)~(c)圖係顯示鉚接。

第9(a)(b)圖係顯示鉚接的位置。

第10圖係顯示鉚接的位置。

第11圖係省略中間位置的鉚接之圖。

第12(a)(b)圖係葉片的其他構造圖。

第13圖係葉片的形狀圖。

304‧‧‧遮板壁

305‧‧‧輪轂壁

400‧‧‧葉片

401‧‧‧遮板側

402‧‧‧輪轂側

403‧‧‧入口附近

404‧‧‧出口附近

405‧‧‧旋轉方向

406‧‧‧葉片的端面之厚度方向的前端

407‧‧‧葉片的端面之厚度方向的中心線

408‧‧‧葉片的端面之厚度方向的後端

Claims (29)

1. 一種電動送風機，係具備：圓環狀的遮板、與前述遮板相對置的輪轂、在前述遮板和前述輪轂之間沿圓周方向配置之複數個葉片、用來使前述遮板和前述輪轂和前述葉片旋轉之電動部；該電動送風機的特徵在於：各葉片是由平板所形成；相對於前述輪轂之各葉片的形成方向，比起前述葉片之內緣及外緣在中間部更朝旋轉方向傾斜。
2. 如申請專利範圍第1項記載的電動送風機，其中，前述葉片是由主成分為鋁之材料所構成。
3. 如申請專利範圍第1或2項記載的電動送風機，其中，相對於前述輪轂之各葉片內緣的形成方向，是大致垂直或是比大致垂直稍微朝旋轉方向傾斜；相對於前述輪轂之各葉片外緣的形成方向是大致垂直；相對於前述輪轂之各葉片的形成方向之朝旋轉方向的傾斜，是從內緣往中間部逐漸變大，從中間部往外緣逐漸變小。
4. 如申請專利範圍第1或2項記載的電動送風機，其中，相對於前述輪轂之各葉片的半徑方向上之最大傾斜位置，是前述葉片的內緣和外緣的中間點，或比前述中間點更靠前述葉片的內緣側。
5. 一種電動吸塵器，其特徵在於：係裝載有申請專利範圍第1至4項中任一項記載的電動送風機。
6. 一種電動送風機，係具備葉輪和電動部之電動送風機，該葉輪包含：圓環狀的遮板、與前述遮板相對置的輪轂、在前述遮板和前述輪轂之間沿圓周方向配置之複數個葉片；該電動部是用來使前述葉輪旋轉；其特徵在於：該葉輪外徑尺寸為Φ60mm~Φ120mm的範圍，前述葉片外緣相對於前述輪轂的高度為6~12mm的範圍，前述葉片厚度為0.5~1.5mm的範圍，前述葉輪所包含的葉片數目為6~9片的範圍，該電動送風機的輸入功率為500W~1500W的範圍，前述葉輪的最高轉數為每分鐘35000~50000轉的範圍，相對於前述輪轂之各葉片的形成方向，比起前述葉片之內緣及外緣在中間部更朝旋轉方向傾斜。
7. 如申請專利範圍第6項記載的電動送風機，其中，前述遮板的內緣側是朝向軸向彎曲而形成空氣的吸入口。
8. 一種電動吸塵器，其特徵在於：係裝載有申請專利範圍第6或7項記載的電動送風機。
9. 一種電動送風機，係具備：圓環狀的遮板、與前述遮板相對置的輪轂、在前述遮板和前述輪轂之間沿圓周方向配置之複數個葉片、覆蓋前述遮板和前述輪轂和前述葉片之殼體、用來使前述遮板和前述輪轂和前述葉片旋轉之電動部；該電動送風機的特徵在於：相對於前述輪轂之各葉片的形成方向，比起前述葉片 之內緣及外緣在中間部更朝旋轉方向傾斜；前述葉片和前述遮板的連接部及前述葉片和前述輪轂的連接部之至少一方，是被電沉積塗層或黏著劑所被覆。
10. 如申請專利範圍第9項記載的電動送風機，其中，前述葉片和前述遮板是藉由鉚接來連接，前述葉片和前述輪轂是藉由鉚接來連接。
11. 一種電動吸塵器，其特徵在於：係裝載有申請專利範圍第9或10項記載的電動送風機。
12. 一種電動送風機，係具備：形成吸入口之圓環狀的遮板、與前述遮板相對置的輪轂、在前述遮板和前述輪轂之間沿圓周方向配置之複數個葉片、用來使前述遮板和前述輪轂和前述葉片旋轉之電動部；該電動送風機的特徵在於：前述葉片在入口和出口具有大致二維的形狀，在入口和出口之間是朝旋轉方向傾斜；從軸向觀察時前述葉片具有弦月形狀。
13. 如申請專利範圍第12項記載的電動送風機，其中，前述葉片，從徑向的大致中央位置至入口，與遮板壁相接之葉片角度比與輪轂壁相接之葉片角度更大；從徑向的大致中央位置至出口，與遮板壁相接之葉片角度比與輪轂壁相接之葉片角度更小。
14. 如申請專利範圍第12項記載的電動送風機，其中，前述葉片之遮板側的葉片角度，在內緣側是比輪轂側的 葉片角度更大，在外緣側則是大致相等。
15. 如申請專利範圍第12項記載的電動送風機，其中，前述葉片的遮板側的角度分布具有二個反曲點；前述葉片之輪轂側的角度分布具有二個或一個反曲點。
16. 如申請專利範圍第12項記載的電動送風機，其中，前述葉片和前述遮板或前述輪轂的連接部，是被施以電沉積塗裝。
17. 一種電動送風機，係具備：形成吸入口之圓環狀的遮板、與前述遮板相對置的輪轂、在前述遮板和前述輪轂之間沿圓周方向配置之複數個葉片、用來使前述遮板和前述輪轂和前述葉片旋轉之電動部；該電動送風機的特徵在於：前述葉片在入口和出口具有大致二維的形狀，在入口和出口間之中間部是朝旋轉方向傾斜，前述中間部的最大傾斜角度為5度~10度。
18. 如申請專利範圍第17項記載的電動送風機，其中，前述葉片和前述遮板或前述輪轂的連接部，是被施以電沉積塗裝。
19. 一種電動吸塵器，其特徵在於：係裝載有申請專利範圍第12或18項記載的電動送風機。
20. 一種電動送風機之製造方法，該電動送風機係具備：形成吸入口之圓環狀的遮板、與前述遮板相對置的輪轂、在前述遮板和前述輪轂之間沿圓周方向配置之複數個 葉片、用來使前述遮板和前述輪轂和前述葉片旋轉之電動部；該製造方法的特徵在於：在前述葉片的遮板側(上端部)和輪轂側(下端部)上，分別形成有複數個鉚接用突起，以與前述遮板和前述輪轂大致垂直的方式在前述葉片形成前述鉚接用突起，將前述鉚接用突起插入分別形成於前述遮板和前述輪轂之孔內，進行鉚接，藉此將前述葉片固定於前述遮板和前述輪轂。
21. 如申請專利範圍第20項記載的電動送風機之製造方法，其中，使前述上端部的鉚接用突起和與其相對置的前述下端部的鉚接用突起在半徑方向的位置不一致。
22. 如申請專利範圍第20或21項記載的電動送風機之製造方法，其中，使相對於前述輪轂之各葉片的形成方向，比起前述葉片的內緣及外緣而在中間部更朝旋轉方向傾斜，而以這種方式來形成前述葉片。
23. 一種電動送風機，係具備：圓環狀的遮板、與前述遮板相對置的輪轂、在前述遮板和前述輪轂之間沿圓周方向配置之複數個葉片、用來使前述遮板和前述輪轂和前述葉片旋轉之電動部；該電動送風機的特徵在於：各葉片是由平板所形成；相對於前述輪轂之各葉片內緣的形成方向，比起相對於輪轂之各葉片外緣的形成方向是朝旋轉方向側傾斜；相對於輪轂之各葉片內緣的形成方向朝旋轉方向側的傾斜角度大於45度。
24. 如申請專利範圍第23項記載的電動送風機，其中，相對於前述輪轂之各葉片外緣的形成方向朝旋轉方向側的傾斜角度大於0度。
25. 如申請專利範圍第23或24項記載的電動送風機，其中，相對於前述輪轂之各葉片的形成方向朝旋轉方向側的傾斜，是從內緣往外緣逐漸變小。
26. 一種電動吸塵器，其特徵在於：係裝載有申請專利範圍第23或24項記載的電動送風機。
27. 一種電動送風機，係具備：圓環狀的遮板、與前述遮板相對置的輪轂、在前述遮板和前述輪轂之間沿圓周方向配置之複數個葉片、用來使前述遮板和前述輪轂和前述葉片旋轉之電動部；該電動送風機的特徵在於：各葉片是由平板所形成；相對於前述輪轂之各葉片內緣的形成方向，比起相對於輪轂之各葉片外緣的形成方向是朝旋轉方向側傾斜；相對於前述輪轂之各葉片外緣的形成方向朝旋轉方向側的傾斜角度大於0度。
28. 如申請專利範圍第27項記載的電動送風機，其中，相對於前述輪轂之各葉片的形成方向朝旋轉方向側的傾斜，是從內緣往外緣逐漸變小。
29. 一種電動吸塵器，其特徵在於：係裝載有申請專利範圍第27或28項記載的電動送風機。