吹风机的制作方法

1.本发明涉及吹风机，特别涉及园林作业用吹风机。


背景技术：

2.园林吹风机主要用于吹扫落叶、路面灰尘、积水、积雪等。常见的吹风机类型包括汽 油吹风机和电动吹风机。汽油吹风机在工作时由汽油发动机提供动力，风扇叶片在风机涡 壳内转动产生风力，该产生的风力经出风口吹出进行作业。相比与汽油吹风机，通过电机 驱动风扇转动的电动吹风机因其体积小、质量轻且操作方便而受到消费者的欢迎。
3.电动吹风机工作时，用于控制电机的电路板上的电子器件产生热量，导致电路板及其 周围的温度迅速上升。若不及时将热量散发，则电子器件会因过热失效。为防止热量损坏 电子器件，需要为电路板提供散热机构。惯常的散热机构包括安装在电路板上的散热器， 以及用于冷却的独立空气通道，使外部空气能够带走电路板和散热器的热量。然而，散热 器会增加吹风机的重量，且难以保证足够量的冷却空气进入独立空气通道。


技术实现要素：

4.为克服以上缺陷，本发明提供了一种吹风机，其利用风扇转动时产生的工作气流对电 路板进行散热。吹风机包括：吹风机主体，其中容纳风扇和驱动单元，风扇的旋转轴限定 纵向轴线，吹风机主体限定进风口；吹风管，其附接到吹风机主体且沿纵向轴线延伸，吹 风管限定出风口；控制单元，其用于控制驱动单元的工作，其中，吹风机限定从进风口向 出风口延伸的风道，控制单元至少部分地位于风道中，使得吹风机工作时，进入进风口的 气流的至少一部分对控制单元进行散热，然后通过出风口排出。
5.在一个实施例中，控制单元靠近驱动单元设置。优选地，控制单元大致横向于纵向轴 线。
6.在一个实施例中，驱动单元包括电机，控制单元包括控制电路板，控制电路板位于电 机的端部。优选地，在气流方向上，控制电路板和风扇中的一者位于电机的下游，另一者 位于电机的上游。
7.在一个实施例中，吹风机主体包括罩壳，风扇、电机和控制电路板位于罩壳内。优选 地，罩壳包括中空的锥形导流体，锥形导流体的表面和/或末端上形成开口。更优选地， 锥形导流体的表面上形成沿周向彼此间隔开的多个开口，开口由两条弧和两条边围成，两 条弧是以锥形导流体的末端中心为圆心的半径不同的两个圆上的一段弧。
8.在一个实施例中，吹风机主体包括限定进风口的防护罩，在纵向轴线的方向上，控制 电路板与进风口之间的距离与控制电路板与出风口之间的距离的比例在0.7-1.3之间。
9.在一个实施例中，电机是利用无传感器方式控制的无刷直流电机，控制电路板上不存 在散热器。
10.在一个实施例中，罩壳包括外环和内环，锥形导流体与内环连接，控制电路板位于由 锥形导流体和内环界定的空间中。优选地，锥形导流体的至少一部分突出于外环，且开
口 形成在至少一部分上。
11.在一个实施例中，锥形导流体还包括翅部，翅部具有内壁、位于内壁的径向外侧的外 壁和将内壁与外壁连接的连接部，罩壳的内环和外环上分别形成与内壁和外壁配合的内环 槽和外环槽。优选地，内环槽中的未被内壁占据的部分形成内环孔，控制电路板位于内环 孔的下游。
12.在一个实施例中，控制电路板的横截面与电机的横截面对应。优选地，控制电路板的 横截面积与电机壳体的横截面积的比例在0.7-1.5之间，更优选地在0.9-1.1中之间。
13.在一个实施例中，控制电路板的横截面积与内环围成的面积的比例在0.5-0.9之间， 优选地在0.7-0.9之间。控制电路板的横截面积与外环围成的面积的比例在0.3-0.7之间， 优选地在0.4-0.6之间。
14.在一个实施例中，控制电路板借助紧固件连接到电机壳体，电机的至少一部分未被电 机壳体覆盖。
15.在一个实施例中，电机壳体包括位于电机一端的第一壳体部和位于电机另一端的第二 壳体部，控制电路板固定到第二壳体部，第二壳体部包括底壁和侧壁，侧壁上形成第一组 紧固件孔，底壁上形成第二组紧固件孔，至少一个通向电机内部的开口形成在侧壁上。
16.在一个实施例中，控制电路板具有至少一个允许气流通过控制电路板的通孔和/或切 口。
附图说明
17.图1中示出根据本发明的一个实施例的吹风机。
18.图2中示出根据本发明的一个实施例的吹风机的截面。
19.图3中示出根据本发明的一个实施例的吹风机中的限定风道的罩壳。
20.图4a中示出根据本发明的一个实施例的吹风机中的出风侧罩壳的一侧。
21.图4b中示出根据本发明的一个实施例的吹风机中的出风侧罩壳的另一侧。
22.图5中示出根据本发明的一个实施例的吹风机中的锥形导流体。
23.图6中示出根据本发明的一个实施例的吹风机中的出风侧罩壳的截面。
24.图7中示出根据本发明的一个实施例的吹风机中的风扇和电机组件。
25.图8a中示出根据本发明的一个实施例的吹风机中的电机壳体部的一侧。
26.图8b中示出根据本发明的一个实施例的吹风机中的电机壳体部的另一侧。
27.图9中示出根据本发明的一个实施例的吹风机中的控制电路板。
28.图10中示出根据本发明的一个实施例的吹风机中的锥形导流体的端面。
具体实施方式
29.图1示出根据本发明的一个实施例的吹风机，其为轴流式吹风机，包括吹风机主体 100和安装在吹风机主体100上的吹风管300。吹风机主体100中容纳风扇和驱动风扇旋 转的驱动单元。在非使用状态下，用户可将吹风管300从吹风机主体100上移除以减小收 纳空间。吹风机限定从进风口向出风口延伸的风道。进风口形成在吹风机主体100上，出 风口形成在吹风管300上。为便于描述，文中将吹风机中的风扇的旋转轴所在的直线定义 为纵向
轴线，将朝向出风口的一侧称为远侧，将朝向进风口的一侧称为近侧。在本实施例 中，吹风管300通过位于其近侧的卡扣连接件330与吹风机主体100连接。应当理解，其 它的可拆卸连接方式也是可行的，且包含在本发明的范围内。
30.吹风机主体100包括主体外壳200和限定风道的罩壳。主体外壳200可由两个外壳半 件组成，方便拆卸。罩壳包括彼此连接或整体形成的进风侧罩壳400和出风侧罩壳500。 防护罩210附接到主体外壳200的近侧部分，限定吹风机的进风口。防护罩210上形成防 护格栅以阻止异物进入主体外壳200内。有利的是，格栅图案设计成有助于将杂乱的外界 空气梳理成平稳的进气流。
31.吹风机主体100还包括把手220。在图1示出的实施例中，把手220具有供使用者握 持的握持部221和将握持部221连接到主体外壳200上的连接部222。握持部221上设置 控制按钮223以便使用者单手操作吹风机。在未示出的实施例中，连接部222与主体外壳 220枢转连接，允许使用者调节把手220相对于主体外壳200的定向。
32.吹风机主体100还包括电池包安装机构230，用于附接可拆卸式电池包(图中未示 出)。随着电池技术的发展，电池包的容量不断增大，其重量也随之增加。本实施例中的 电池包安装机构230设置在把手220的连接部222上。该布置的优势在于电池包直接安装 在把手220上，更靠近握持部221，使用者在手持吹风机作业时能够稳定保持吹风机的定 向。在其它实施例中，电池包安装机构可设置在主体外壳200的下部或侧面。
33.图2示出吹风机的截面。外界空气在风扇600的带动下经由防护罩210进入吹风机主 体100，依次流过进风侧罩壳400、出风侧罩壳500和吹风管300，最终通过吹风管300 远端的出风口离开。从侧面观察，吹风管300的外壁310，320相对于纵向轴线l成角度。 该角度优选小于5度，更优选地小于2度。过大的角度导致送风口的面积显著减小，这会 过度增加送风口处的风力，可能不期望地吹起重量较大的物体，也会对出风口附近的吹风 管内壁施加较大压力。在本实施中，吹风管300的上侧外壁310相对于下侧外壁320沿纵 向轴线l延伸更远的距离。在吹风管300的近侧部分设置底部支撑件340，允许将吹风机 稳定安置于地面，防止吹风管外表面的磨损。可选地，在吹风管的远端边缘的底部设置突 起350，当单独放置吹风管时，底部支撑件340和突起350能平稳支撑吹风管300。
34.现有的吹风机通常将控制风扇旋转的控制单元设置在风道之外，例如手柄220内或者 手柄220与主体外壳200的连接部s内。由于控制单元中的电子元件在吹风机工作时产生 热量，因此必须为控制单元提供散热手段。一般来说，散热手段包括在控制单元上设置金 属散热器，同时在邻近控制单元的主体外壳上形成通风口。然而，金属散热器的重量较大， 会对使用者造成负担。在无风或微风环境中，由通风口进入外壳内的空气有限，无法迅速 带走金属散热器上的热量。
35.为克服上述缺陷，图2中示出的吹风机将用作控制单元的控制电路板800布置在风道 内，通过风扇600旋转时产生的气流实现对于控制单元的冷却。控制电路板800可设置成 靠近驱动单元的电机700，例如位于电机700的端部。在图2的实施例中，在气流方向上， 控制电路板800位于电机700的下游，风扇600位于电机700的上游。在其它实施例中， 控制电路板800位于电机700的上游，风扇600位于电机700的下游。在纵向轴线l的方 向上，控制电路板800大致位于吹风机整体长度的中段。优选地，控制电路板800与防护 罩210限定的进风口之间的距离d1与控制电路板800与吹风管300限定的出风口之间的 距离d2的比例d1/
d2在0.7-1.3之间。
36.图3示出吹风机主体100中限定风道的的进风侧罩壳400和出风侧罩壳500。进风侧 罩壳400的近端连接防护罩210，出风侧罩壳500的远端连接吹风管300。为扩大进风区 域，保持气流流速，将进风侧罩壳400的近侧部分410设计成沿近侧方向逐渐张开。进风 侧罩壳40大体上呈圆柱形，且包括至少一个定位件420。定位件420可形成在进风侧罩 壳400的外壁上，定位件420与形成在主体外壳200上对应位置处的定位件接合，确保进 风侧罩壳400安装在吹风机主体100的预定位置。类似地，出风侧罩壳500的外壁上也具 有定位件511，其同样与形成在主体外壳上的对应位置处的定位件接合。
37.图1示出的实施例中，进风侧罩壳400和出风侧罩壳500的至少一部分暴露于外界环 境中。在未示出的实施例中，进风侧罩壳400和出风侧罩壳500位于主体外壳200的内部， 两者均不暴露于外界环境中。在进风侧罩壳400和/或出风侧罩壳500的外壁上可设置弹 性定位件。弹性定位件的厚度略大于罩壳外壁与主体外壳内壁之间的距离，使弹性定位件 在罩壳外壁与主体外壳内壁之间受到挤压，从而将罩壳居中地定位在主体外壳中，抵抗振 动且减小噪音。
38.图4a和4b中示出出风侧罩壳500的结构。出风侧罩壳500包括由外壁形成的外环 510和位于外环510内部的内环520。外环510与内环520之间通过多个静叶530连接。 多个静叶530在周向上间隔开，用于引导气流。内环520限定电机罩壳，其中容纳电机组 件。内环520的远端敞开，近端具有电机安装架540。图4b中示出电机安装架540具有 中心孔541，以便电机轴从中穿过。至少一个紧固件孔542形成在电机安装架540上，紧 固件(例如螺丝)可穿过紧固件孔542将电机固定到电机安装架540上。可选地，在电机 安装架540的周边形成开口543，其将电机罩壳的内部与外部连通，允许空气进入或离开 电机罩壳。出风侧罩壳500的外壁上还具有突片513，突片513上的孔用于接收固定进风 侧罩壳400与出风侧罩壳500的紧固件。
39.出风侧罩壳500包括朝向远侧渐缩的锥形导流体550。图5中示出锥形导流体，其为 中空的，包括至少一个向近端延伸的连接件551。本实施例中的连接件551为钩状件，其 与形成在内环520近侧的连接件521配合，实现锥形导流体550与内环520之间的固定连 接。应当理解，锥形导流体550与内环520可以借助任何方式连接，或者锥形导流体550 与内环520整体形成。锥形导流体550的外表面上形成至少一个开口552，其将锥形导流 体550的内部与外部连通，允许空气进入或离开锥形导流体。
40.锥形导流体550还包括翅部560。翅部560具有内壁561、位于内壁561的径向外侧 的外壁562和将内壁561与外壁562连接的连接片563。图4a中示出的出风侧罩壳500 的内环520和外环510在周向上并非完全闭合，而且分别具有内环槽522和外环槽512。 当完成装配后，翅部560的内壁561和外壁562分别进入内环槽522和外环槽512中，连 接片560用作外环510和内环520之间的静叶。
41.图6中示出出风侧罩壳500的截面，其中容纳有电机组件和风扇600。电机组件包括 电机700和用于控制电机工作的控制电路板800。电机组件定位在由内环520限定的电机 罩壳内。风扇600位于电机罩壳外且位于电机700的近侧，风扇600安装到电机700的输 出轴750上。在本实施例中，锥形导流体550的至少一部分突出于外环510，开口552形 成在突部的部分上。锥形导流体550的近端边缘与内环520的远端边缘对齐，相互连接的 锥形导流体
550和内环520界定一弹头形的内部空间。需要说明的是，虽然图6中示出的 控制电路板800位于内环520中，但控制电路板800也可以设置在该内部空间中的的其它 位置。
42.图7中示出风扇和电机组件。风扇600包括毂部610和从毂部610径向向外延伸的叶 片620。毂部610与出风侧罩壳500的内环520在轴向上大致对齐。叶片620的末端与出 风侧罩壳500的外环510的内壁515(图4b中示出)之间的间距为优选为0.5-2.5mm，更 优选为0.8-1.5mm。过小的间距可能导致叶片刮伤罩壳内壁，过大的间距会增加噪音，降 低吹风效率。电机组件中的控制电路板800位于电机700的近侧。在本实施例中，电机 700是内转子型电机，电机700的壳体包括第一壳体部720和第二壳体部730，控制电路 板800与第二壳体部730固定连接。
43.图8a和8b中示出第二壳体部730的结构。第二壳体部730包括覆盖电机700一端的 底壁731和围绕定子叠片710的侧壁732。第二壳体部730还包括两组紧固件孔。第一组 紧固件孔735形成在侧壁732上，其与形成在第一壳体部720的侧壁上的紧固件孔对齐， 用于接收固定第一和第二壳体部720，730的紧固件740(图7中示出)。第二组紧固件孔 734形成在底壁731上，用于接收固定控制电路板800的紧固件。除了第二组紧固件孔 734外，底壁731上还形成圆柱部737，用于容纳电机轴承。底壁731上的中心通孔733 允许电机轴从中穿过。
44.在图7示出的实施例中，第一壳体部720和第二壳体部730未完全包围电机700，定 子叠片710的一部分没有被第一壳体部720和第二壳体部730覆盖。非全包围的电机壳体 使空气容易接触电机中的发热部件，从而提高散热效率。可选地，在第二壳体部730的侧 壁732上形成至少一个开口736。
45.第一壳体部720与第二壳体部730可具有大致相同的结构，包括形成在侧壁和底壁上 的两组紧固件孔。第一壳体部720的底壁上的紧固件孔与形成在出风侧罩壳500的电机安 装架540上的紧固件孔542(图4b中示出)对准，用于接收固定电机的紧固件。
46.图9中示出控制电路板800，其上布置有用于控制电机工作的各类电子元件801，802。 优选地，控制电路板800的形状与电机壳体的横截面形状对应。控制电路板800的横截面 积与电机壳体的横截面积的比例在0.7-1.5之间，更优选地在0.9-1.1中之间。虽然图中 示出大致圆形的控制电路板，但其它形状的控制电路板也包含在本发明的范围内。控制电 路板800上形成紧固件孔820，其与第二壳体部730的底壁731上形成的第二组紧固件孔 734对齐。优选地，控制电路板上还形成至少一个通孔，例如位于中心的通孔810和靠近 边缘的通孔830，或者在控制电路板的边缘形成切口。这些通孔或切口允许空气穿过控制 电路板800并带走电子元件工作时产生的热量。此外，位于中心的通孔810也可容纳电机 轴。
47.回到图6，其中示出了吹风机工作时空气的流动路径。气流在风扇的作用下穿过内环 520与外环510之间的环形区域，然后在锥形导流体550的引导下离开出风侧罩壳500并 进入吹风管300。本实施例中，锥形导流体550的翅部560的内壁561并未完全占据出风 侧罩壳500的内环520上的内环槽522。内环槽522中未被内壁561占据的部分形成内环 孔524，其将环形区域与内环520连通。这样，在吹风机工作时，被吸入空气的一部分经 由该内环孔524进入电机罩壳内，带走电机部件产生的热量。
48.类似地，翅部560的外壁562也未完全占据外环510上的外环槽512。外环槽512中 未被外壁562占据的部分形成外环孔514，其将出风侧罩壳500与主体外壳200连通。优 选地，外环孔514和内环孔524在竖直方向上对准。连接把手220上的控制按钮的电线可 穿过
外环孔514和内环孔524到达控制电路板800。
49.为便于区分，下文中将经由环形区域离开出风侧罩壳500的空气称为主空气流，并将 通过内环孔524进入电机罩壳内的空气称为冷却空气流。为了充分利用冷却空气流，将控 制电路板800定位在靠近电机700的位置，优选地位于内环孔524的下游，以使冷却空气 流也能对控制电路板800进行冷却。由于控制电路板800位于出风侧罩壳500的内环520 中，因此不会影响主空气流。
50.从图6可知，控制电路板800布置成大致横向于纵向轴线，即横向于冷却空气流的流 动方向。一方面，该布置方式增加了控制电路板800与冷却空气流之间的接触面。另一方 面，由于控制电路板800的阻挡，导致冷却空气流无法迅速离开内环520，这增加了冷却 空气流与控制电路板800的接触时间。控制电路板800的横截面积与内环520围成的面积 的比例优选为0.5-0.9，更优选地0.7-0.9。控制电路板800的横截面积与外环510围成 的面积的比例为0.3-0.7，更优选地0.4-0.6。随着新的冷却空气流进入内环520，原先 的冷却空气流经由控制电路板800上的通孔以及控制电路板800与内环520之间的间隙离 开内环520并进入锥形导流体550内。
51.图10是锥形导流体550的端面视图。从近侧向远侧观察，锥形导流体550上的三个 开口552沿周向彼此间隔开。每个开口552由两条弧553，554和两条边围成。两条弧 553，554是以锥形导流体550的末端570中心为圆心的半径不同的两个圆上的一段弧。 开口552使冷却空气流快速通过锥形导流体550进入吹风管300内，从而带走电机700和 控制电路板800产生的热量。应当理解，开口的数量、形状和排列方式可以改变，例如可 以选择圆形或环形的开口。在其它实施例中，开口也可形成在锥形导流体的末端570。考 虑到冷却空气流在离开锥形导流体550后会与主空气流混合，因此在设计开口的形状和排 列时应当尽可能避免冷却空气流干扰主气流。图10中示出的开口布置方式能够实现上述 效果。
52.特别地，如果驱动风扇旋转的电机是利用无传感器方式控制的无刷直流电机，则控制 电路板上无需设置用于控制电机换向的位置传感器(例如霍尔传感器)。对于使用此类无 刷直流电机的吹风机，利用风扇旋转产生的工作气流能够实现对于控制电路板的有效散热， 因此无需为控制电路板提供散热器。这能够降低吹风机的重量，减小使用者长时间手持吹 风机工作时的疲劳感。由于控制电路板位于空气通道内，因此无需在吹风机壳体中留出容 纳控制电路板的空间。这有助于优化壳体设计，减小吹风机的整体尺寸。
53.虽然本发明已接合有限的实施方案进行了详细说明，但应当理解，本发明不限于这些 公开的实施方案。本领域的普通技术人员可设想符合本发明的精神和范围的其它实施方式， 包括部件的数量变化、更改、替代或等效布置，这些实施方式均落入本发明的范围。