TWI843058B - 電動送風機及具備其之電動吸塵器 - Google Patents

Abstract

本發明之課題在於提供一種既為小型輕量，且送風機之效率於廣風量區較高，馬達之冷卻效率亦較高之電動送風機。 本發明之馬達部具有旋轉軸、軸承、轉子鐵芯、定子鐵芯、及於側面使上游側徑向開口與下游側徑向開口開口之馬達外殼，送風機部具有：葉輪，其固定於旋轉軸之前端；風扇箱，其覆蓋葉輪之外周；上游側外殼，其包圍馬達部之上游側外周；及下游側外殼，其包圍馬達部之下游側外周；第一流路於上游側外殼之內壁與外壁之間、及下游側外殼之內壁與外壁之間流通；第二流路於下游側徑向開口或下游側馬達外殼之旋轉軸方向之開口、馬達部之內部、上游側徑向開口、馬達外殼與上游側外殼之內壁之間、及馬達外殼與下游側外殼之內壁之間流通，於下游側外殼之下游側，設置與下游側徑向開口對向之圓環擴散器。

Description

電動送風機及具備其之電動吸塵器

本發明係關於一種電動送風機及具備其之電動吸塵器。

作為電動吸塵器內置之電動送風機(送風裝置)之一例，於專利文獻1記載有一種送風裝置，「其具備：葉輪(Impeller)10，其繞上下延伸之中心軸C旋轉；馬達20，其具有配置於葉輪之下方之定子24且使葉輪旋轉；馬達外殼，其收納定子；及風扇箱2，其收納葉輪與馬達外殼並於與馬達外殼之間隙構成第1流路5；風扇箱之上部覆蓋葉輪之上方，且具有於上下方向開口之吸氣口3；於風扇箱之下部設置經由第1流路連通於吸氣口之排氣口4；於馬達外殼中較固定於馬達外殼之內表面之定子之上表面更下方，設置徑向貫通並連通於第1流路之流入口21a；馬達外殼具有自流入口向上方延伸並連通於較上述定子更上方之空間的第2流路6」。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2018-105269號公報

已知電動吸塵器因粉塵引起之過濾器之堵塞、或吸塵對象之地板之材質等運轉條件而動作風量大幅變化。因此，作為電動吸塵器用之電動送風機，追求於廣風量範圍抽吸力較強之電動送風機。

又，雖基於電動吸塵器之使用便利性，亦追求電動送風機之小型化或輕量化，但伴隨於此，因電動送風機之散熱區域減少，電動送風機內部之發熱密度增加，故需提高馬達或軸承之冷卻性能。

尤其，如無繩桿式吸塵器或自主行駛式吸塵器(機器人吸塵器)般之由電池(2次電池)驅動之吸塵器因電池電容之關係，電動送風機之消耗電力較小，最大風量亦較小。因此，有過濾器堵塞時垃圾搬送能力下降，吸塵器之抽吸力下降之問題。再者，電池驅動之吸塵器謀求小型且輕量，搭載於吸塵器之電動送風機謀求兼備於廣風量範圍抽吸力較強、及小型。

此處，若使用擴散器葉片(於專利文獻1中為「靜葉片40」)，則可於設計點風量中進行優異之壓力恢復，但於因過濾器堵塞等之影響導致風量低於設計點風量之情形時，因擴散器葉片之入口角與空氣流向擴散器之流入角之不一致可能會引起擴散器性能下降，電動吸塵器之抽吸力下降。

又，於專利文獻1之送風裝置，如該文獻之圖4等所示，流經外側之第1流路5之氣流S之一部分經由設置於馬達外殼之周壁之流入口21a，流入內側之第2流路6，將上方之軸承26冷卻，之後進而將下方之軸承26 冷卻，不與第1流路5合流，而自第2流路6之出口(流出口29a)排出至送風裝置1之外部。如此，於採用自第1流路5分支之第2流路6不與第1流路5合流之構成之情形時，因流經第1流路5之氣流S之一部分與第2流路6分支時之壓力損耗(阻力)，而於第1流路5中與流入口21a(分支點)之上游側之風量相比，流入口21a(分支點)之下游側之風量減少。

此外，因專利文獻1之第2流路6較為小型，故流路面積較小，再者，因於馬達20內部彎曲而流動，故流路之壓力損耗較大，冷卻風量下降，馬達20內部之溫度變高，而有馬達效率下降之擔憂。

本發明係解決上述問題者，其目的在於提供一種既為小型輕量，且送風機之效率於廣風量區較高，且馬達之冷卻效率亦較高的電動送風機及具備其之電動吸塵器。

為解決上述問題，本發明之電動送風機之第一流路於送風機部之內部流通，第二流路於馬達部之內部流通，且上述馬達部具有：旋轉軸；軸承，其將該旋轉軸旋轉自如地支持；轉子鐵芯，其固定於上述旋轉軸；定子鐵芯，其以包圍該轉子鐵芯之外周之方式配置；及馬達外殼，其保持該定子鐵芯，且於側面使上游側徑向開口與下游側徑向開口開口；上述送風機部具有：葉輪，其固定於上述旋轉軸之前端；風扇箱，其覆蓋該葉輪之外周；上游側外殼，其包圍上述馬達部之上游側外周；及下游側外殼，其包圍上述馬達部之下游側外周；上述第一流路於上述上游側外殼之內壁與 外壁之間、及上述下游側外殼之內壁與外壁之間流通；上述第二流路於上述下游側徑向開口或下游側馬達外殼之旋轉軸方向之開口、上述馬達部之內部、上述上游側徑向開口、上述馬達外殼與上述上游側外殼之內壁之間、及上述馬達外殼與上述下游側外殼之內壁之間流通；於上述下游側外殼之下游側，設置與上述下游側徑向開口對向之圓環擴散器。

根據本發明，提供一種既為小型輕量，且送風機之效率於廣風量區較高，且馬達之冷卻效率亦較高的電動送風機及具備其之電動吸塵器。

1:葉輪

2:旋轉軸

3:風扇箱

4:上游側外殼

4a:內壁

4b:外壁

4c:突起

4d:緊固部

4e:嵌合部

5:下游側外殼

5a:內壁

5b:外壁

5c:爪部

5d:嵌合部

5e:圓環擴散器

6:上游側馬達外殼

6a:徑向開口

7:下游側馬達外殼

7a:徑向開口

7b:軸向開口

7c:角部開口

8:上游側擴散器葉片

8a:前緣

8b:後緣

9:下游側擴散器葉片

9a:前緣

9b:後緣

11:輪轂

11a:輪轂凸部

12:葉片

13:凸台

13a:凸台曲面

14:套筒

14a:凸部

21:上游側軸承

21a:上游側間隔件

22:下游側軸承

22a:下游側間隔件

23:轉子鐵芯

24:定子鐵芯

24a:露出部

24b:線圈

25:軸環

25a:凹部

100:電動吸塵器

110:吸塵器本體

111:本體握柄部

111a:本體開關部

112:吸氣開口

113:集塵室

114:驅動電路

115:電池單元

120:保持部

121:握柄部

121a:開關部

122:吸口體

122a:連接部

130:充電台

200:電動送風機

200a:吸氣口

200b:排氣口

201:送風機部

202:馬達部

L1:軸向長度

L2:軸向長度

L3:軸向長度

F1:第一流路

F2:第二流路

H1:徑向高度

H2:徑向距離

圖1A係一實施例之電動送風機之外觀圖。

圖1B係一實施例之電動送風機之縱剖視圖。

圖2A係一實施例之葉輪之立體圖。

圖2B係一實施例之葉輪之縱剖視圖。

圖3A係一實施例之上游側外殼之俯視圖。

圖3B係一實施例之上游側外殼之縱剖視圖。

圖3C係一實施例之上游側外殼之局部剖視圖。

圖4A係一實施例之下游側外殼之俯視圖。

圖4B係一實施例之下游側外殼之縱剖視圖。

圖4C係一實施例之下游側外殼之局部剖視立體圖。

圖5A係一實施例之馬達部之外觀圖。

圖5B係一實施例之馬達部之縱剖視圖。

圖6A係顯示第二流路之構造之一例之縱剖視圖。

圖6B係顯示第二流路之構造之一例之縱剖視圖。

圖6C係顯示第二流路之構造之一例之縱剖視圖。

圖6D係顯示第二流路之構造之一例之縱剖視圖。

圖7係一實施例之電動吸塵器之立體圖。

圖8係一實施例之電動吸塵器之縱剖視圖。

圖9係比較一實施例與比較例之電動送風機之送風機效率之圖表。

圖10係比較一實施例與比較例之電動送風機之溫度上升之圖表。

以下，一面參考圖式，一面對本發明之電動送風機、及具備其之電動吸塵器之一實施例詳細進行說明。

<電動吸塵器100之概略構成>

首先，使用圖7與圖8，說明本發明之一實施例之電動吸塵器100。圖7係電動吸塵器100之立體圖，圖8係電動吸塵器100之縱剖視圖。圖示之電動吸塵器100係將吸塵器本體110安裝於保持部120之充電式無繩桿式吸塵器，可於載置於充電台130之狀態下進行充電者。另，此處雖例示充電式之無繩桿式吸塵器，但亦可於具備電源線之非充電式之桿式吸塵器內置本發明之電動送風機200。

吸塵器本體110係可單獨作為手持吸塵器使用之單元，於上部具備作為手持吸塵器使用時供利用者握持之本體握柄部111，於下部具備作為手 持吸塵器使用時抽吸塵埃之吸氣開口112。又，於吸塵器本體110之內部具備：集塵室113，其將塵埃集塵；電動送風機200，其產生集塵所需之吸入氣流；驅動電路114，其驅動電動送風機200；及電池單元115，其對驅動電路114供給電力。

另一方面，保持部120係可供裝卸吸塵器本體110之單元，於上部具備於作為桿式吸塵器使用時由利用者握持之握柄部121，於下部具備：吸口體122，其於作為桿式吸塵器使用時抽吸塵埃；及連接部122a，其連接吸口體122與吸氣開口112。

又，於吸塵器本體110之本體握柄部111，設置有於作為手持吸塵器使用時用於打開/切斷電動送風機200之驅動之本體開關部111a，於保持部120之握柄部121，設置有於作為桿式吸塵器使用時用於打開/切斷電動送風機200之驅動之開關部121a。

<電動送風機200>

接著，使用圖1A至圖6、及圖9、圖10，說明本實施例之電動送風機200之細節。本實施例之電動送風機200主要具有葉輪1、旋轉軸2、風扇箱3、上游側外殼4、下游側外殼5、上游側馬達外殼6、下游側馬達外殼7、上游側擴散器葉片8、下游側擴散器葉片9等，藉由該等構成送風機部201與馬達部202。

圖1A係電動送風機200之外觀圖，圖1B係電動送風機200之縱剖視 圖。因本實施例之電動送風機200係於使葉輪1旋轉時，自上方之吸氣口200a吸入空氣，自下方之排氣口200b噴出空氣之送風機，故如圖示般定義上游側與下游側。又，著眼於旋轉軸2之設置方向，如圖示般定義軸向與徑向。另，為了可自電動吸塵器100之下部之吸口體122向上方之集塵室113吸上塵埃，於將電動送風機200之吸氣口200a朝向下方，將排氣口200b朝向上方之狀態下，於電動吸塵器100之內部設置電動送風機200(參照圖8)。

如圖1A所示，電動送風機200之外周由將風扇箱3、上游側外殼4、下游側外殼5之三者一體化之外殼覆蓋。稍後詳細敘述將該等一體化之具體方法。

又，如圖1B所示，於電動送風機200之內部，旋轉自如地配置旋轉軸2，於其上端，固定有與旋轉軸2一體旋轉之葉輪1。另，於圖1B中，雖以螺固於旋轉軸2之上端之螺母固定葉輪1，但亦可藉由壓入旋轉軸2之前端而固定葉輪1。

若該葉輪1旋轉，則於電動送風機200之內部，如圖1B之左側所例示般，形成實線箭頭之空氣流路(以下，稱為「第一流路F1」)，其自吸氣口200a流經送風機部201內到達排氣口200b；及虛線箭頭之空氣流路(以下，稱為「第二流路F2」)，其於第一流路F1之下游側分支，於馬達部202內自下游側流向上游側。以下，將可一面使第一流路F1與第二流路F2中流通期望之空氣流，於廣風量範圍維持抽吸力，一面將馬達部202之內 部充分冷卻之本實施例之電動送風機200之構造分為送風機部201與馬達部202依序進行說明。

<送風機部201>

送風機部201係用於產生電動吸塵器100抽吸塵埃之空氣流之單元，如圖1B所示，自上游側依序配置有旋轉葉片即葉輪1、設置於上游側外殼4之內周之上游側擴散器葉片8、設置於下游側外殼5之內周之下游側擴散器葉片9等。另，於本實施例中，雖為控制葉輪1之下游側之空氣流之流速、或控制靜壓而設置上下之擴散器葉片，但只要可充分維持稍後敘述之文氏管效應，則亦可設為省略擴散器葉片之一部分或全部之構成。以下，依序說明各部。

<葉輪1與風扇箱3>

首先，使用圖2A、圖2B，對葉輪1進行說明。圖2A係葉輪1之立體圖，圖2B係葉輪1之縱剖視圖。兩圖之葉輪1係無護罩之開放型斜流葉輪，且具有由工程塑膠或熱塑性樹脂一體成型之輪轂11、複數片葉片12、及用於插入旋轉軸2之凸台13。另，本實施例之葉輪1亦可為有護罩之斜流葉輪，又可為離心葉輪或軸流葉輪。

於輪轂11之背面側，與葉輪1之凸台13同軸，以一體成型品設置金屬製之套筒14。因藉由使用此種套筒14，而可減小不使用套筒時產生之可能性較高之葉輪1與旋轉軸2之嵌合間隙之不均，可減少葉輪1之失衡，故可減少葉輪1旋轉驅動時之振動或噪音。又，於套筒14之下游側設置有凸 部14a。稍後敘述該凸部14a之功能。

風扇箱3係以工程塑膠或熱塑性樹脂一體成型之覆蓋葉輪1之外周之外罩，如圖1B所示，於上游側開口有吸氣口200a，又，負責葉輪1之護罩之功能。

<上游側外殼4與上游側擴散器葉片8>

接著，使用圖3A至圖3C，對上游側外殼4與上游側擴散器葉片8進行說明。圖3A係自上游側觀察上游側外殼4之俯視圖，圖3B係上游側外殼4之縱剖視圖，圖3C係自外周觀察上游側外殼4之局部剖視圖。另，於圖3C中，藉由省略上游側外殼4之護罩之一部分，而表示上游側擴散器葉片8之形狀(尤其係前緣8a與後緣8b之位置)。

上游側外殼4與上游側擴散器葉片8係以工程塑膠或熱塑性樹脂一體成型者，如圖3A~圖3C所示，於上游側外殼4之內壁4a(輪轂)與外壁4b(護罩)之間，於周向等間隔配置有與其等一體成型之複數片上游側擴散器葉片8。

上游側擴散器葉片8之前緣8a至後緣8b之長度(葉片弦長)與內壁4a側相比，外壁4b側更長。其原因在於，於葉輪1之下游，因外周側之風速快於內周側，故藉由使上游側擴散器葉片8之外側長於內側，而抑制損耗，且追求送風機之高效率化。另，此處，雖例示設置有15片上游側擴散器葉片8之構成，但上游側擴散器葉片8之片數可根據電動送風機200之規格而 變更。

又，如圖3A、圖3C所示，於上游側外殼4之外壁4b之外周3個部位等間隔設置突起4c，將稍後敘述之下游側外殼5之爪部5c嵌入於此，藉此可一面將上游側外殼4與下游側外殼5定心一面將其等一體化(參照圖1B)。

又，如圖3A、圖3B所示，於上游側外殼4之上表面之2個部位設置有緊固部4d，可一面將馬達部202定心一面將其緊固於此(參照圖1B)。

再者，如圖3A~圖3C所示，於上游側外殼4之外壁4b之外周之突起4c以外之部分設置有嵌合部4e，將風扇箱3之下端嵌入接著固定於此，藉此可一面將風扇箱3與上游側外殼4定心一面將其等一體化(參照圖1 B)。

<下游側外殼5與下游側擴散器葉片9>

接著，使用圖4A至圖4C，對下游側外殼5與下游側擴散器葉片9進行說明。圖4A係自上游側觀察下游側外殼5之俯視圖，圖4B係下游側外殼5之縱剖視圖，圖4C係自外周觀察下游側外殼5之局部剖面立體圖。另，於圖4C中，藉由省略下游側外殼5之護罩之一部分，而表示下游側擴散器葉片9之形狀(尤其係前緣9a與後緣9b之位置)。

下游側外殼5與下游側擴散器葉片9係由工程塑膠或熱塑性樹脂一體成型者，如圖4A~圖4C所示，於下游側外殼5之內壁5a(輪轂)與外壁5b(護罩)之間，於周向等間隔配置與其等一體成型之複數片下游側擴散器 葉片9。另，此處，雖例示設置有15片下游側擴散器葉片9之構成，但這是因為，由於於各個上游側擴散器葉片8之下游配置下游側擴散器葉片9，故使上游側擴散器葉片8之片數與下游側擴散器葉片9之片數一致。

又，如圖4A~圖4C所示，於下游側外殼5之上端外周之3個部位等間隔設置爪部5c，於除上端外周之爪部5c以外之部分設置嵌合部5d。藉由將上游側外殼4之下端壓抵於下游側外殼5之嵌合部5d，且將3個部位之爪部5c嵌入3個部位之突起4c，而可一面將上游側外殼4與下游側外殼5定心一面將其等一體化(參照圖1B)。

再者，如圖4B、圖4C所示，於下游側外殼5之下游側，設置有未設置下游側擴散器葉片9之圓環擴散器5e。稍後敘述該圓環擴散器5e之細節。

此處，如圖1B所示，於本實施例，關於上游側外殼4之內壁4a與下游側外殼5之內壁5a、及上游側外殼4之外壁4b與下游側外殼5之外壁5b之任一組合，使徑向位置大體一致且將其一體化。藉此，使各流路之內表面平滑，減少各流路中之損耗。又，於本實施例中，為了使一對上游側擴散器葉片8與下游側擴散器葉片9作為1個擴散器葉片發揮功能，可使上游側擴散器葉片8之後緣8b與下游側擴散器葉片9之前緣9a之周向位置一致，且使上游側擴散器葉片8與下游側擴散器葉片9之曲面圓滑地連續。再者，於本實施例，藉由使各擴散器葉片之厚度隨著自上游側朝向下游側而變厚，可提高靜壓，實現送風機部201之高效率化。

<馬達部202>

接著，使用圖5A與圖5B，對馬達部202進行說明。圖5A係馬達部202之側面外觀圖，圖5B係馬達部202之縱剖視圖。圖示之馬達部202係用於使送風機部201之葉輪1於例如50,000~200,000[rpm]之範圍內旋轉之單元，且由旋轉軸2、上游側軸承21、下游側軸承22、轉子鐵芯23、定子鐵芯24、軸環25、上游側馬達外殼6、下游側馬達外殼7等構成。以下，依序說明各部。

<馬達部202之外框>

如兩圖所示，馬達部202具有上游側馬達外殼6與下游側馬達外殼7，作為保持定子鐵芯24等之外框，以螺釘等於上游側外殼4之下表面固定上游側馬達外殼6之上表面，藉此，可將馬達部202內置於電動送風機200(參照圖1B)。

上游側馬達外殼6係覆蓋馬達部202之上游側之金屬製(鋁合金材、鋼材等)之外框，如圖5A所示，於側面具有複數個(例如6個)徑向開口6a。又，如圖5B所示，上游側馬達外殼6之上表面中央向上方突出，於其突出內部，設置有將旋轉軸2旋轉自如地支持之上游側之上游側軸承21。且，藉由上游側軸承21之下方之上游側間隔件21a，進行上游側軸承21之軸向之定位。另，亦可於上游側馬達外殼6設置軸向開口，於已設置之情形時，冷卻風流向上游側軸承21，可進行冷卻。

另一方面，下游側馬達外殼7係覆蓋馬達部202之下游側之金屬製(鋁合金材、鋼材等)之外框，如圖5A所示，於側面具有複數個(例如6個)徑向開口7a，於下表面具有複數個軸向開口7b。又，如圖5B所示，下游側馬達外殼7之下表面中央向下方突出，於該突出內部，設置有將旋轉軸2旋轉自如地支持之下游側之下游側軸承22。且，藉由下游側軸承22之上方之下游側間隔件22a，進行下游側軸承22之軸向之定位。

又，如圖5A所示，於本實施例中，上游側之徑向開口6a與下游側之徑向開口7a以不於軸向上重疊之方式設置。又，各馬達外殼之徑向開口6a、7a以於軸向上與稍後敘述之線圈24b之軸向端部重疊之方式配置。另，各馬達外殼之徑向開口於周向上均一配置，以徑向開口之個數與擴散器葉片之片數之最大公約數為3之方式，設定開口個數與葉片片數。藉此，於馬達部202之內部，於周向之3個部位形成同一流場，故可減少周向之溫度分佈。另，亦可將3以外之特定值設為最大公約數，設定徑向開口之個數或擴散器葉片之片數。

另，於本實施例中，為提高馬達部202之冷卻性能，將各馬達外殼設為金屬製而提高散熱性能，且於上下之馬達外殼之間設置定子鐵芯24露出之區域(露出部24a)，藉此可自外側將定子鐵芯24冷卻，但於馬達部202之發熱量較少之情形等時，亦可設為將各馬達外殼設為耐熱樹脂製，或連結上下之馬達外殼不使定子鐵芯24露出之構造。

又，下游側馬達外殼7之徑向開口7a與軸向開口7b係即使僅靠徑向開 口7a亦可進行馬達冷卻，但藉由存在軸向開口7b，可減少於馬達冷卻吸入時之壓力損耗，馬達冷卻風量增加而可進行馬達冷卻。

<馬達部202之轉子>

如圖5B所示，旋轉軸2中，於由上下之間隔件夾著之區域固定有轉子鐵芯23。該轉子鐵芯23係內置釤鐵氮磁鐵或釹磁鐵等稀土類系之黏結磁鐵之馬達部202之轉子。

又，如圖5A所示，於自上游側馬達外殼6之上部突出之旋轉軸2固定有軸環25，於軸環25之上部設置有凹部25a。藉由將該凹部25a嵌合於上述之葉輪1之套筒14之凸部14a，而可將旋轉軸2之扭矩確實地傳遞至葉輪1，可防止葉輪1之空轉。

<馬達部202之定子>

如圖5B所示，於馬達部202之外周，以包圍馬達部202之轉子即轉子鐵芯23之方式配置馬達部202之定子即定子鐵芯24。於該定子鐵芯24之捲線框部，捲繞有由被覆材覆蓋鋁線或銅線之線圈24b，自圖8之驅動電路114對該線圈24b供給期望之交流電力，藉此可將定子鐵芯24設為電磁鐵，可使轉子鐵芯23、旋轉軸2及葉輪1一體高速旋轉。

另，以密合接著劑將上游側馬達外殼6固定於定子鐵芯24之上游側，以密合接著劑將下游側馬達外殼7固定於下游側，藉此可將定子鐵芯24、上游側馬達外殼6及下游側馬達外殼7一體化，藉此，可於線圈24b之上游 側端部之高度設置上游側馬達外殼6之徑向開口6a，於線圈24b之下游側端部之高度設置下游側馬達外殼7之徑向開口7a。

<第一流路F1、第二流路F2之構造>

接著，使用圖1B與圖6A，對本實施例之第一流路F1與第二流路F2之構造詳細進行說明。

如圖1B所示，於將規定第一流路F1與第二流路F2之形狀之尺寸設為下游側擴散器葉片9之徑向高度H1、圓環擴散器5e之內表面與下游側馬達外殼之外表面之徑向距離H2、內壁5a之軸向長度L1、下游側擴散器葉片9之軸向長度L2、及圓環擴散器5e之軸向長度L3之情形時，於本實施例之電動送風機200，為兼備提高送風機部201之送風機效率、與提高馬達部202之冷卻效率，藉由以下之各式設定各尺寸。以下，使用將圖1B之右側流路放大之剖視圖即圖6A，說明各式之作用。

H1≧0.5×H2．．．(式1)

更佳為H1≧0.66×H2．．．(式1’)

0.5×L2≦L1≦L2．．．(式2)

更佳為L1≒0.5×L2．．．(式2’)

L3≧2.5×H1．．．(式3)

更佳為L3≧3×H1．．．(式3’)

若對馬達部202供給電力使葉輪1旋轉，則如圖6A所示，於電動送風機200之內部形成流經送風機部201之第一流路F1、與主要流經馬達部202 內之第二流路F2。且，自第一流路F1分支之第二流路F2經由以下之(1)~(5)之流路，自電動送風機200之排氣口200b排氣。

(1)首先，於圓環擴散器5e之內側自第一流路F1分支之空氣流自下游側之徑向開口7a與軸向開口7b流入馬達部202之內部。於本實施例中，藉由於下游側之徑向開口7a之外周側配置圓環擴散器5e，而可抑制自下游側擴散器葉片9流出之空氣流向外周向之擴散，將自第一流路F1分支之空氣流效率較佳地導入馬達部202之內部。

(2)自下游側之徑向開口7a流入馬達部202之內部之空氣流一面自下游側流向上游側，一面效率較佳地將高溫狀態下之下游側軸承22、轉子鐵芯23、定子鐵芯24、及上游側軸承21等冷卻。

(3)於馬達部202之內部流向上游側之空氣流於自上游側之徑向開口6a流出馬達部202之外部之後，於上游側外殼4之內壁4a之內表面與上游側馬達外殼6之外表面之間隙流向下游側，進而將定子鐵芯24之露出部24a冷卻。

(4)將露出部24a冷卻之空氣流於下游側外殼5之內壁5a之下端附近與第一流路F1合流。於本實施例，如(式1)或(式1’)般，因將下游側擴散器葉片9之徑向高度H1設定得較大，故可使下游側擴散器葉片9接近下游側馬達外殼7，可提高下游側馬達外殼7之外周區域之流速。又，若如(式2’)般，將下游側外殼5之內壁5a之下端配置於下游側擴散器葉片9之軸向長度 之大致一半之位置(例如L1/L2=0.5~0.6)，則於流經下游側擴散器葉片9之高流速存在區域，可使第二流路F2與第一流路F1合流。因此，藉由高速之第一流路F1之文氏管效應，可自上游側之徑向開口6a效率較佳地吸收馬達部202之內部空氣，其結果，可自下游側之徑向開口7a與軸向開口7b對負壓之馬達部202之內部效率較佳地抽吸冷卻風。即，藉由第一流路F1之文氏管效應，不論電動送風機200之運轉範圍如何，皆可使馬達部202之冷卻效率提高。

(5)自排氣口200b排出與第一流路F1合流之空氣流。於本實施例中，如(式3)或(式3’)所示，設置與下游側擴散器葉片9之徑向高度H1對應之軸向長度L3之圓環擴散器5e。因圓環擴散器5e之軸向長度L3與下游側擴散器葉片9之徑向高度H1相比足夠長，故抑制下游側擴散器葉片9之下游側之流路急速擴大，作為其結果，送風機部201之送風效率提高。

<圓環擴散器5e之效果>

接著，參照圖9與圖10之實驗結果，說明本實施例之圓環擴散器5e之效果。另，圖9與圖10所示之比較例相當於自圖6A之電動送風機200卸除圓環擴散器5e之部分之電動送風機。

於比較例之電動送風機，因於與下游側之徑向開口7a對向之位置不存在圓環擴散器5e，故流路於高速之空氣流流經之下游側擴散器葉片9之後緣9b之下游側急劇擴大。於其情形時，如圖9之實驗結果所示，與具備圓環擴散器5e之本實施例之電動送風機200相比，電動送風機效率大幅劣 化。伴隨於此，於比較例之電動送風機，因流入馬達部202之內部之空氣量減少，故如圖10所示，與本實施例之電動送風機200相比，馬達部202之內部之軸承(上游側軸承21、下游側軸承22)、定子鐵芯24、線圈24b等之溫度高出25~40K左右。

因此，如自圖9與圖10所明瞭，根據具備圓環擴散器5e之本實施例之電動送風機200，可知與不具有圓環擴散器之比較例之電動送風機相比，不僅送風機部201之送風效率提高，馬達部202之冷卻效率亦提高。

<變化例>

接著，使用圖6B至圖6D，說明圖6A之構造之變化例。

圖6B係將下游側之徑向開口7a配置於較圖6A更下游側者。於該情形時，因於實線所示之第一流路F1之空氣流中最內周側之空氣流附著於下游側馬達外殼7之位置附近，第二流路F2自第一流路F1分支，故自下游側之徑向開口7a抽吸至馬達部202內部之空氣量增加，可較圖6A進一步提高馬達部202之冷卻效率。

圖6C係將下游側之徑向開口7a配置於較圖6A更上游側者。於該情形時，因實線所示之第一流路F1之空氣流中最內周側之空氣流於更上游側附著於下游側馬達外殼7之外周面，故可抑制流路擴大之圓環擴散器5e之區域之空氣流之剝離，可較圖6A進一步提高送風機部201之送風效率。

圖6D係取代上述徑向開口7a與軸向開口7b，而設置一併具有兩者之功能之角部開口7c者。於該情形時，可由簡化之構成獲得與圖6B同樣之效果。

另，於圖6A至圖6D，雖於下游側外殼5之下游側設置有圓環擴散器5e，但亦可設為省略圓環擴散器5e之構成。於其情形時，為抑制第一流路F1之流路於下游側之徑向開口7a之附近急劇擴大，只要使下游側擴散器葉片9延長至至少與下游側之徑向開口7a對向之軸向位置即可。

另，本構成之文氏管效應所致之冷卻係即使無上游側外殼或下游側外殼之擴散器葉片亦可進行馬達冷卻。

<本實施例之效果>

根據以上說明之本實施例，可提供一種既為小型且輕量，且送風機之效率於廣風量區較高，馬達之冷卻效率亦較高之電動送風機、及具備其之電動吸塵器。

另，本發明並非限定於上述實施例者，尚包含各種變化例。例如，上述實施例係為易於理解地說明本發明而詳細說明者，未必限定於具備說明之所有構成者。又，可將某實施例之構成之一部分置換為其他實施例之構成，又，亦可對某實施例之構成添加其他實施例之構成。又，關於各實施例之構成之一部分，可追加/刪除/置換其他構成。

1:葉輪

2:旋轉軸

3:吸氣口

4:排氣口

5:下游側外殼

5a:內壁

5e:圓環擴散器

6:上游側馬達外殼

6a:徑向開口

7:下游側馬達外殼

7a:徑向開口

7b:軸向開口

8:上游側擴散器葉片

9:下游側擴散器葉片

21:馬達外殼

22:下游側軸承

23:轉子鐵芯

24:定子鐵芯

200:電動送風機

200a:吸氣口

200b:排氣口

201:送風機部

202:馬達部

L1:軸向長度

L2:軸向長度

L3:軸向長度

F1:第一流路

F2:第二流路

H1:徑向高度

H2:徑向距離

Claims (9)

1. 一種電動送風機，其特徵在於，第一流路於送風機部之內部流通，第二流路於馬達部之內部流通，且 上述馬達部具有：旋轉軸；軸承，其將該旋轉軸旋轉自如地支持；轉子鐵芯，其固定於上述旋轉軸；定子鐵芯，其以包圍該轉子鐵芯之外周之方式配置；及馬達外殼，其保持該定子鐵芯，且於側面使上游側徑向開口與下游側徑向開口開口； 上述送風機部具有：葉輪，其固定於上述旋轉軸之前端；風扇箱，其覆蓋該葉輪之外周；上游側外殼，其包圍上述馬達部之上游側外周；及下游側外殼，其包圍上述馬達部之下游側外周； 上述第一流路於上述上游側外殼之內壁與外壁之間、及上述下游側外殼之內壁與外壁之間流通； 上述第二流路於上述下游側徑向開口或下游側馬達外殼之旋轉軸方向之開口、上述馬達部之內部、上述上游側徑向開口、上述馬達外殼與上述上游側外殼之內壁之間、及上述馬達外殼與上述下游側外殼之內壁之間流通；且 於上述下游側外殼之下游側，設置與上述下游側徑向開口對向之圓環擴散器。
2. 如請求項1之電動送風機，其中 於上述上游側外殼之內壁與外壁之間設置上游側擴散器葉片， 於上述下游側外殼之內壁與外壁之間設置下游側擴散器葉片。
3. 如請求項2之電動送風機，其中 於將上述下游側擴散器葉片之徑向高度設為H1，將上述圓環擴散器之內表面與上述馬達外殼之外表面之徑向距離設為H2時，滿足以下任一式 H1≧0.5×H2､ H1≧0.66×H2。
4. 如請求項2之電動送風機，其中 於將上述下游側外殼之內壁之軸向長度設為L1，將上述下游側擴散器葉片之軸向長度設為L2時，滿足以下任一式 0.5×L2≦L1≦L2、 L1≒0.5×L2。
5. 如請求項2之電動送風機，其中 於將上述下游側擴散器葉片之徑向高度設為H1，將上述圓環擴散器之軸向長度設為L3時，滿足以下任一式 L3≧2.5×H1、 L3≧3×H1。
6. 如請求項1之電動送風機，其中 上述馬達外殼包含覆蓋上述定子鐵芯之上游側之上游側馬達外殼、與覆蓋上述定子鐵芯之下游側之下游側馬達外殼，上述第二流路未被上述上游側馬達外殼與上述下游側馬達外殼覆蓋，且沿上述定子鐵芯之露出部流通。
7. 一種電動送風機，其特徵在於，第一流路於送風機部之內部流通，第二流路於馬達部之內部流通，且 上述馬達部具有：旋轉軸；軸承，其將該旋轉軸旋轉自如地支持；轉子鐵芯，其固定於上述旋轉軸；定子鐵芯，其以包圍該轉子鐵芯之外周之方式配置；及馬達外殼，其保持該定子鐵芯，且於側面使上游側徑向開口與下游側徑向開口開口； 上述送風機部具有：葉輪，其固定於上述旋轉軸之前端；風扇箱，其覆蓋該葉輪之外周；上游側外殼，其包圍上述馬達部之上游側外周；及下游側外殼，其包圍上述馬達部之下游側外周； 上述第一流路於上述上游側外殼之內壁與外壁之間、及上述上游側外殼之內壁與外壁之間流通； 上述第二流路於上述下游側徑向開口、上述馬達部之內部、上述上游側徑向開口、上述馬達外殼與上述上游側外殼之內壁之間、及上述馬達外殼與上述下游側外殼之內壁之間流通；且 於上述下游側外殼之下游側，設置與上述下游側徑向開口對向之下游側擴散器葉片。
8. 如請求項1至7中任一項之電動送風機，其中 於上游側或下游側馬達外殼或者兩者具有軸向開口。
9. 一種電動吸塵器，其具備如請求項1至8中任一項之電動送風機。