CN102308099B - 电动鼓风机和使用了该电动鼓风机的电动吸尘器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电动鼓风机和使用了该电动鼓风机的电动吸尘器。对自叶轮吹出的空气进行整流的空气引导部(10)具有圆弧形状的多个导向翼(80)，空气引导部(10)的流路(81)的截面形状是：相比由内周侧的导向翼(80)形成的内壁面的轴向的直线部分的长度(A)，由外周侧的导向翼(80)形成的内壁面的轴向的直线部分的长度(B)较短。因此，能够使流路(81)的内部的流速分布均匀化，减少由于流速差而产生的损失。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动鼓风机和使用了该电动鼓风机的电动吸尘器。
背景技术
作为以往的电动鼓风机，例如公知专利文献1所公开的电动鼓风机。图8是表示专利文献1所述的电动鼓风机的局部剖视图。电动鼓风机119包括电动机部132和风扇部131。
电动机部132具有电枢151，该电枢151包括轴153、电枢铁芯170和换向器152。在电枢铁芯170的外周卷绕有电枢绕线122。另外，电动机部132具有在励磁铁芯172的外周卷绕有励磁线圈123的励磁系统109。在电枢151的轴153的两端压入有轴承104。轴承104中的一轴承由反负荷侧托架106支承。另外，电动机部132具有刷保持体107，该刷保持体107内置有碳刷(carbon brush)108，且由金属构成。
风扇部131包括：叶轮111，其用于吸入作为负荷的空气，并且将吸入的空气吹出；壳体112，其用于覆盖叶轮111的上方；负荷侧托架105；整流用的空气引导部110。叶轮111利用隔离件(未图示)、垫圈114和螺母115固定在轴153上，与轴153一并旋转。另外，与支承在反负荷侧托架106上的轴承104不同的另一轴承104由负荷侧托架105支承。空气引导部110利用螺钉(未图示)等固定在负荷侧托架105与叶轮111之间。另外，空气引导部110具有多个导向翼180。另外，负荷侧托架105和反负荷侧托架106由螺钉(未图示)等固定。
另外，风扇部131具有由树脂等构成的张紧帽(tight cap) 116。通过溶解粘接等将张紧帽116固定在壳体112的中央部，形成壳体112的进气口190。通过使叶轮111的吸入部191与张紧帽116接触，能够确保气密性。
接下来说明上述那样地构成的电动鼓风机119的动作。在叶轮111的旋转的作用下被吹出的空气经过整流用的空气引导部110。经过了空气引导部110的空气被引导到电动机部132中，冷却电枢绕线122和励磁线圈123，在经过了反负荷侧托架106后被排出。
图9是以往的电动鼓风机119的风扇部131的局部剖视图。图9中的箭头表示空气的气流。空气自叶轮111的吸入部191进入，自叶轮111被吹出。被吹出的空气经过由空气引导部110的多个导向翼180形成的流路181。由此，被吹出的空气一边逐渐向大气压释放压力，一边被引导到电动机部132中。
图10是相对于轴153垂直地剖切空气引导部110和叶轮111的一部分而从上方(图8的上侧)看去的剖视图。在叶轮111的旋转的作用下，叶轮111的多个叶片182沿外周方向挤出空气。相对应地新空气自叶轮111的吸入部191进入。被挤出的空气流入到由整流用的空气引导部110的导向翼180形成的流路181中。被挤出的空气在叶片182的作用下沿离心方向被挤出，因此沿圆弧形状的外周侧的导向翼180的内壁面180b在流路181的内部快速流动。因而，即使在同一个流路181的内部，内周侧的导向翼180的内壁面180a附近的空气的流速也比外周侧的导向翼180的内壁面180b附近的空气的流速慢。也就是说，速度分布是如下的分布，即，从外周侧的导向翼180的内壁面180b向内周侧的导向翼180的内壁面180a，流速逐渐变慢。
图11是包括壳体112在内地表示图10中的11-11截面的剖视图。另外，11-11截面是以包括轴153在内的面剖切而成的剖 面。如图11中的箭头所示，自叶轮111吹出的空气朝叶轮111的外周稍向下方倾斜地被吹出。这是由形成叶轮111的吸入部191侧部分的前面护罩(shroud)183的形状导致的。前面护罩183是朝向顶部去斜度变大且朝向底部去斜度变小的圆锥台形状。也就是说，前面护罩183的外周附近具有少许的倾斜角度α，因此被吹出的空气如上所述朝外周稍向下方倾斜地被吹出。
空气引导部110的流路181如图11所示，作为底面的流路底面180c向外周方向朝下方倾斜。也就是说，在除去导向翼180而连接了整个流路底面180c的情况下的形状是靠向外周方向朝下方倾斜的伞形。另一方面，作为流路181的其他不同形状，也有流路底面180c不倾斜而是水平的形状。也就是说，在除去导向翼180而连接了整个流路底面180c的情况下的形状是水平且平坦的圆盘形状。该种形状易于进行设计以及制作模具。因而，在以往的空气引导部110中，外周侧的导向翼180的内壁面180b的沿轴153方向的直线部分的长度B与内周侧的导向翼180的内壁面180a的沿轴153方向的直线部分的长度A相同或比该长度A长。
但是，在上述以往的电动鼓风机119中，空气引导部110的流路111的内部中的空气的速度分布如用图10说明的那样，外周侧的导向翼180的内壁面180b侧的速度较快。另外，如图11中的箭头所示，空气是向下方倾斜地吹出的。因此如图11所示，在外周侧的导向翼180的内壁面180b侧的由黑色圆点标记所示的根部，局部流速增加。另外，流路底面180c是水平且平坦、或是向外周方向朝下方倾斜的，因此空气更容易流到外周侧的导向翼180的内壁面180b侧的根部，使局部流速加快。这样，在同一个流路181的内部，当存在局部流速较快的位置(例如图11的实心圆形标记所示的根部)时，由于与其他位置的流速差而产生空气的气流的损失。结果，存在电动鼓风机119的吸入性能下降的问题。
专利文献1：日本特开2007-270633号公报
发明内容
本发明用于解决上述问题，提供一种电动鼓风机，该电动鼓风机通过将利用空气引导部的导向翼形成的流路的截面形状最佳化，使流路的内部中的空气的流速分布均匀化，来抑制由于流速差而产生的损失，吸入性能较高。
本发明的电动鼓风机包括：电动机部；叶轮，其固定在电动机部的轴的一端，具有用于朝外周方向吹出空气的叶片；空气引导部，其用于对自叶轮吹出的空气进行整流。另外，在本发明的电动鼓风机中，空气引导部具有形成流路的多个导向翼，多个导向翼从轴的一端看去是圆弧形状。另外，在本发明的电动鼓风机中，流路的底面从内周侧向外周侧朝上方倾斜地构成，以在用包括轴在内的平面剖切而成的截面形状中，相比利用内周侧的导向翼形成的内壁面的轴向的直线部分的长度，利用外周侧的导向翼形成的内壁面的轴向的直线部分的长度较短。
由此，空气引导部的流路的内部中的空气的流速分布被均匀化，能够减少由于流速差而产生的损失。因而，能够提供一种吸入性能较高的电动鼓风机。
附图说明
图1是本发明的实施方式1中的电动鼓风机的局部剖视图。
图2是该实施方式中的电动鼓风机的空气引导部和叶轮的剖视图。
图3是表示图2中的3-3截面的剖视图。
图4是本发明的实施方式2中的电动鼓风机的空气引导部的剖视图。
图5是本发明的实施方式3中的电动鼓风机的空气引导部的剖视图。
图6是本发明的实施方式4中的电动鼓风机的空气引导部的剖视图。
图7是本发明的实施方式5中的电动吸尘器的结构图。
图8是以往的电动鼓风机的局部剖视图。
图9是以往的电动鼓风机的风扇部的局部剖视图。
图10是以往的电动鼓风机的空气引导部和叶轮的剖视图。
图11是图10中的11-11截面的剖视图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。
实施方式1
图1是实施方式1中的电动鼓风机的侧面的局部剖视图。如图1所示，电动鼓风机19包括电动机部32和风扇部31。
电动机部32具有电枢51，该电枢51包括轴53、电枢铁芯70和换向器52。在电枢铁芯70的外周卷绕有电枢绕线22。另外，电动机部32具有在励磁铁芯72的外周卷绕有励磁线圈23的励磁系统9。在电枢51的轴53的两端压入有轴承4。轴承4中的一轴承由反负荷侧托架6支承。另外，电动机部32具有刷保持体7，该刷保持体7内置有碳刷8，且由金属构成。
风扇部31包括：叶轮11，其用于吸入作为负荷的空气，并将吸入的空气吹出；壳体12，其用于覆盖叶轮11的上方；负荷侧托架5；整流用的空气引导部10。叶轮11利用隔离件(未图示)、垫圈14和螺母15固定在轴53上，与轴53一并旋转。另外， 与支承在反负荷侧托架6上的轴承4不同的另一轴承4由负荷侧托架5支承。空气引导部10利用螺钉(未图示)等固定在负荷侧托架5与叶轮11之间。另外，空气引导部10具有多个导向翼80。另外，负荷侧托架5和反负荷侧托架6由螺钉(未图示)等固定。
另外，风扇部31具有由树脂等构成的张紧帽16。通过溶解粘接等将张紧帽16固定在壳体12的中央。张紧帽16的中央敞口，形成壳体12的进气口90。通过使叶轮11的吸入部91与张紧帽16接触，能够确保密封性。
图2是相对于轴53垂直地切割空气引导部10和叶轮11的一部分而从上方(图1的上侧)看去的剖视图。图3是将壳体12也包含在内地表示图2中的3-3截面的剖视图。另外，3-3截面是以包括轴153在内的面剖切而成的剖面。
如图3所示，空气引导部10在基座部84上具有多个导向翼80。如图2所示，导向翼80在从上方看去的情况下是圆弧形状。另外，所有的导向翼80为同一形状。流路81由相邻的2个导向翼80、基座部84和壳体12包围而成。另外，基座部84的形成流路81底面的面是流路底面80c。
流路底面80c如图3所示，自内周向外周呈大致直线地向上方倾斜。也就是说，在将导向翼80全部除去而连接了所有的流路底面80c的情况下的形状大概是朝外周方向向上方倾斜的大致的倒伞状。由此，相比内周侧的导向翼80的内壁面80a的沿轴53方向的直线部分的长度A，外周侧的导向翼80的内壁面80b的沿轴53方向的直线部分的长度B较短。
接下来说明上述那样地构成的电动鼓风机19的动作。在启动电动鼓风机19时，利用电动机部32的轴53的旋转使叶轮11旋转。利用叶轮11的旋转自吸入部91吸入空气。被吸入的空气沿叶片82流动而被吹出。在该情况下，如图3的箭头所示，被吸入 的空气朝叶轮11的外周稍向下方倾斜地吹出。这是由形成叶轮11的吸入部91侧部分的前面护罩83的形状导致的。前面护罩83是朝向顶部去斜度变化量变大且朝向底部去斜度变化量变小的圆锥台形状。也就是说，前面护罩83的外周附近具有少许的倾斜角度α，因此被吸入的空气如上所述朝外周稍向下方倾斜地吹出。
被吹出的空气流入到整流用的空气引导部10的流路81的上部。流入到空气引导部10中的空气沿导向翼80的形状在流路81内前进，向流路81的下游流动。这里，如图2所示，位于流路81的底部801的下游的底部802在相邻的流路81中相当于底部803的位置。如图3所示，流路81以底部803位于底部801的下方的方式，朝下游向下方扩展。也就是说，流路81的流路截面积从上游向下游逐渐变大。由此，在流路81的内部流动的空气逐渐减速。也就是说，在流路81的内部流动的空气的流速能量逐渐转换成压力能量。结果，叶轮11的吸入压力增加。
这里，如图11所示，在以往的空气引导部110中，在流路181的内部存在流速较快的位置(黑色圆点)。相对于此，在本实施方式的空气引导部10中，如图3所示，相比内周侧的导向翼80的内壁面80a的沿轴53方向的直线部分的长度A，外周侧的导向翼80的内壁面80b的沿轴53方向的直线部分的长度B较短。也就是说，通过缩小在以往的空气引导部110中流速快的外周部分的空间，能够相对地增大在以往的空气引导部110中流速慢的内周部分的空间。由此，在空间相对较大的内周部分空气容易流动，使流路81的内部中的流速均匀化。结果，能够减少流路81的内部中的、由于流速较快的位置与流速较慢的位置之间的流速差而产生的损失。
实施方式2
图4是本发明的实施方式2中的电动鼓风机的叶轮和空气引导部附近的结构的剖视图。在本实施方式中，与实施方式1的不同之处在于，与实施方式1的基座部84的形状、流路81的流路底面80c的形状、外周侧的导向翼80的内壁面80b的形状、流路底面80c与外周侧的导向翼80的内壁面80b相连接的连接部分的形状不同。其他结构与实施方式1相同，对于相同的构成部件，采用相同的附图标记并省略详细的说明。
如图4所示，本实施方式的空气引导部10的流路底面80c是水平且平坦的面。其中，水平的面是与轴53垂直的面。与流路底面80c的形状相对应地，基座部84也具有水平且平坦的形状。这里，流路底面80c与外周侧的导向翼80的内壁面80b相连接的连接部分具有大约45度的倒角(C面，即45°倒角面)。
由此，相对于内周侧的导向翼80的内壁面80a的沿轴53方向的直线部分的长度A，外周侧的导向翼80的内壁面80b的沿轴53方向的直线部分的长度B较短。也就是说，通过缩小在以往的空气引导部110中流速快的外周部分的空间，能够相对地增大在以往的空气引导部110中流速慢的内周部分的空间。由此，在空间相对较大的内周部分空气容易流动，使流路81的内部中的流速均匀化。结果，能够减少流路81的内部中的、由于流速较快的位置与流速较慢的位置之间的流速差而产生的损失。另外，通过将在以往的空气引导部中流速快的流路81的内部的角部分堵塞、消除，能够降低损失。
实施方式3
图5是本发明的实施方式3中的电动鼓风机的叶轮和空气引导部附近的结构的剖视图。在本实施方式中，与实施方式2的不同之处在于，与实施方式2中的、流路底面80c与外周侧的导向翼80的内壁面80b相连接的连接部分的形状不同。其他结构与 实施方式2相同，对于相同的构成部件，采用相同的附图标记并省略详细说明。
如图5所示，在本实施方式的空气引导部10中，流路底面80c与外周侧的导向翼80的内壁面80b相连接的连接部分具有半径R的圆弧形状。半径R与流路81的宽度相同。
由此，相比内周侧的导向翼80的内壁面80a的沿轴53方向的直线部分的长度A，外周侧的导向翼80的内壁面80b的沿轴53方向的直线部分的长度B较短。也就是说，通过缩小在以往的空气引导部110中流速快的外周部分的空间，能够相对地增大在以往的空气引导部110中流速慢的内周部分的空间。由此，在空间相对较大的内周部分空气容易流动，使流路81的内部中的流速均匀化。结果，能够减少流路81的内部中的、由于流速较快的位置与流速较慢的位置之间的流速差而产生的损失。另外，在以往的空气引导部中流速快的、流路81的内部的角部分减少，能够降低空气的气流的损失。
实施方式4
图6是本发明的实施方式4中的电动鼓风机的叶轮和空气引导部附近的结构的剖视图。在本实施方式中，与实施方式3的不同之处在于，与实施方式3的流路81中的、流路底面80c与内周侧的导向翼80的内壁面80a相连接的连接部分的形状不同。其他结构与实施方式3相同，对于相同的构成部件，采用相同的附图标记并省略详细说明。
如图6所示，在本实施方式的空气引导部10中，流路底面80c与内周侧的导向翼80的内壁面80a相连接的连接部分具有半径r的圆弧形状。半径r比流路81的宽度小。也就是说，半径r比半径R小。
由此，相比内周侧的导向翼80的内壁面80a的沿轴53方向的直线部分的长度A，外周侧的导向翼80的内壁面80b的沿轴53 方向的直线部分的长度B较短。也就是说，通过缩小在以往的空气引导部110中流速快的外周部分的空间，能够相对地增大在以往的空气引导部110中流速慢的内周部分的空间。由此，在空间相对较大的内周部分空气容易流动，使流路81的内部中的流速均匀化。结果，能够减少流路81的内部中的、由于流速较快的位置与流速较慢的位置之间的流速差而产生的损失。另外，在以往的空气引导部中流速快的、流路81的内部的角部分更小，能够减少空气的气流的损失。
实施方式5
图7是本发明的实施方式5中的电动吸尘器的结构图。电动吸尘器61由以下各部分构成，即：吸尘器主体62、用于吸入尘土等的吸头63、与吸头63的一端相连接的管64、用于连接管64和吸尘器主体62的软管65。在吸尘器主体62中搭载有实施方式1～4中的电动鼓风机19中的任意一种电动鼓风机。管64的把持部66设有便操作式开关(日语：手元スイツチ)，利用便操作式开关启动电动鼓风机19。在本实施方式中，电动鼓风机19利用空气引导部10的结构能够减少空气的气流的损失。由此，能够提高电动吸尘器61的吸入性能。
产业上的可利用性
本发明的电动鼓风机能够减少空气引导部的内部的空气的气流的损失，提高空气的吸入性能，因此能够利用在要求小型轻型的轻便(handy)型电动吸尘器中。
附图标记说明
10、空气引导部；11、叶轮；19、电动鼓风机；32、电动机部；53、轴；61、电动吸尘器；80、导向翼；80a、内周侧的导向翼的内壁面(由内周侧的导向翼形成的内壁面)；80b、外周侧的导向翼的内壁面(由外周侧的导向翼形成的内壁面)；80c、流路底面(底面)；81、流路；82、叶片；91、吸入部。
Claims (5)
1.一种电动鼓风机，其特征在于，
该电动鼓风机包括：
电动机部；
叶轮，其固定在上述电动机部的轴的一端，且具有用于向外周方向吹出空气的叶片；
空气引导部，其用于对自上述叶轮吹出的空气进行整流，
上述空气引导部具有用于形成流路的多个导向翼；
上述多个导向翼从上述轴的一端看去是圆弧形状；
上述流路的底面从内周侧向外周侧朝上方倾斜地构成，以在上述流路的用包括上述轴在内的平面剖切而成的截面形状中，相比由内周侧的上述导向翼形成的内壁面的在上述轴的轴向上的直线部分的长度，由外周侧的上述导向翼形成的内壁面的在上述轴的轴向上的直线部分的长度较短，并且上述流路的底面朝下游向下方扩展且上述流路的流路截面积从上游向下游逐渐变大。
2.根据权利要求1所述的电动鼓风机，其特征在于，
在上述流路的上述截面形状中，上述流路的上述底面是直线。
3.根据权利要求1所述的电动鼓风机，其特征在于，
在上述流路的上述截面形状中，上述流路的上述底面与由上述外周侧的导向翼形成的上述内壁面相连接的连接部分是以上述流路的宽度作为半径的圆弧形状。
4.根据权利要求3所述的电动鼓风机，其特征在于，
在上述流路的上述截面形状中，上述流路的上述底面与由上述内周侧的导向翼形成的上述内壁面相连接的连接部分是以比上述流路的宽度小的长度作为半径的圆弧形状。
5.一种电动吸尘器，其特征在于，
该电动吸尘器具有权利要求1～4中任意一项所述的电动鼓风机。
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