清洁器的制作方法
本公开的示例性实施例涉及一种清洁器，更具体地涉及一种无绳棒型清洁器。
背景技术：
近来，锂离子电池性能的改善使得能够以较低成本购买尺寸小且重量轻的高功率锂离子电池，因此，无绳棒型清洁器已被广泛使用。由于清洁器不具有电源线，所以高便利性和轻重量使得这种清洁器开始流行。作为其示例，专利文献1中公开了一种无绳棒型清洁器。
专利文献1：日本未审查专利申请公开no.2015-159841
技术实现要素：
按照传统的方式，即使在强模式下，无绳清洁器也只具有大约25w-100w的低吸风率，这低于具有大约180w的吸风率的罐式清洁器。
因此，用户拥有两个清洁器的趋势增长，其中用户使用罐式清洁器作为主清洁器，并使用无绳清洁器作为辅助清洁器。当然，对用户来讲，最好只拥有一个清洁器。因此，需要开发出方便且强力的无绳棒型清洁器。
因此，本公开的一个方面是提供一种具有被配置为在清洁器内部产生吸力的风扇结构的清洁器，更具体地，涉及一种具有强吸力的无绳棒型清洁器。
根据本发明的一个方面，提供了一种清洁器。所述清洁器包括：吸风风扇部；以及驱动器，驱动所述吸风风扇部。其中，所述驱动器包括具有多个被配置为旋转的转子的驱动电机，所述吸风风扇部包括由所述驱动电机的第一转子旋转的第一风扇和由所述驱动电机的第二转子旋转的第二风扇，所述驱动电机还包括所述第一转子和所述第二转子公用的定子。
所述驱动电机可以设置有两个转子和单个定子。
所述第一风扇和所述第二风扇中的任一风扇可以是轴流风扇，所述轴流风扇中空气流动的方向与旋转轴平行。
所述第一风扇和所述第二风扇中的任一风扇可以是轴流风扇，所述轴流风扇中空气流动的方向与旋转轴平行，并且另一风扇可以是离心风扇或混流风扇之一，所述离心风扇通过向心力使空气从内侧向周向流动，所述混流风扇具有所述轴流风扇和所述离心风扇之间的中间特性。
所述第一风扇和所述第二风扇可以按照彼此相反的方向旋转。
所述驱动电机可以对应于无刷dc电机，其中，所述第一转子可以为外转子，所述第二转子可以为内转子，并且所述定子可以布置在所述内转子与所述外转子之间。
所述清洁器还可以包括逆变器，该逆变器控制所述第一转子和所述第二转子的旋转。
所述清洁器还可以包括电力部，该电力部具有电池和ac-dc转换器，用来向所述驱动电机供电。
所述ac-dc转换器可以是非隔离反激式转换器，其中，所述电池和所述ac-dc转换器分别可以包括dc输出电容器，并且所述驱动电机中的所述电容器的电容量可以比所述ac-dc转换器中的电容器的电容量大至少40倍。
所述清洁器还可以包括：启动开关，启动操作；以及控制器，当所述启动开关被按下时，从所述电池和所述ac-dc转换器中的至少任一个向所述驱动电机供电。
所述清洁器还可以包括：电机壳体，与针对所述驱动电机的容器相对应；以及散热板，耗散所述电力部的热量，其中，所述电机壳体包括金属部，所述散热板和所述电机壳体的金属部相连以使得能够传热。
所述清洁器可以是无绳棒型清洁器。
根据本发明的另一方面，提供了一种清洁器。所述清洁器包括：进气口；以及吸风风扇部，与所述进气口连通，其中，所述吸风风扇部可以包括第一风扇和与所述第一风扇沿相反方向旋转的第二风扇，所述第一风扇与所述第二风扇相比可以安装得更靠近所述进气口。
所述第二风扇可以是轴流风扇，所述轴流风扇中空气流动的方向与旋转轴平行，并且所述第一风扇可以是离心风扇或混流风扇之一，所述离心风扇通过向心力使空气从内侧向周向流动，所述混流风扇具有所述轴流风扇和所述离心风扇之间的中间特性。
所述第一风扇的外径可以小于或等于所述第二风扇的外径，并且所述第一风扇在朝向所述旋转的中心的方向上的长度可以大于所述第二风扇在朝向所述旋转的中心的方向上的长度。
根据本公开的一个方面，可以通过在清洁器内侧产生吸力的吸风风扇部中设置双反转风扇来提供具有高吸风率的清洁器，其中双反转风扇被设置为使得第一风扇设置为混流风扇或离心风扇中的任一个并且第二风扇设置为轴流风扇。
附图说明
图1是根据示例性实施例的无线棒型清洁器的基本组成的框图。
图2a和图2b是示出了机构集成电机的系统组成的示意图。
图3是机构集成电机的侧视图。
图4是示出了金属壳体部与散热板的连接状态的透视图。
图5是从机构集成电机的后方观察到的电力部的透视图。
图6是电力部的平面图。
图7是示出了电力部的组成的电路图。
图8是示出了驱动电路的组成的电路图。
图9是示出了第一电容器的输出电压改变和电容改变之间的关系的图。
图10是根据示例性实施例的清洁器(a)启动的流程图。
图11是根据示例性实施例的吸风风扇部的侧视图。
图12是示出了示例性实施例和对比例中的风量-静压特性的曲线图。
具体实施方式
下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例。此外，一个或多个示例性实施例可以按多种不同形式来体现，并且不应当被解释为受到本文阐述的示例实施例的限制。
根据所公开的实施例，清洁器a是无绳棒旋风型。如图1所示，清洁器a在图中未示出的清洁器外壳内设置有机构集成电机1和电池8，并且清洁器a经由电源线9连接到商用电源，其中，外壳中的进气口打开。“前”表示清洁器a的前端侧(外壳的进气口侧)，“后”表示清洁器a的握持部(未示出)。
机构集成电机1可以包括：非隔离电力部6，将从商用电源提供的ac电力转换为dc电力；无刷dc电机部4(驱动器)，产生吸力；驱动电路3，驱动dc电机部4；以及吸风风扇部5，集成安装到dc电机部4的轴41和43的前侧。
驱动电路3包括：逆变器31，通过接收来自电池8或电力部6的电力来驱动dc电机部4；以及控制电路32(控制器)，控制逆变器31。接通或断开电力部6和逆变器31之间的连接的开关sw31可以安装在连接电力部6和逆变器31的ac侧电力线n11上，并且接通或断开电池8和逆变器31之间的连接的开关sw32可以安装在连接电池8和逆变器31的dc侧电力线n12上。
ac侧电力线n11和dc侧电力线n12可以通过二极管d11和d12连接，以便不流回。开关sw1可以连接在位于两个二极管之间的中间节点n13与用于接通或断开中间节点n13和控制电路32之间的连接的控制电路32之间。由于中间节点n13连接到安装在控制电路32中的继电器rl33，所以当继电器rl33接通时，中间节点n13可以连接到控制电路32的控制基板电源。
电池8可以通过升压电路7连接到电力部6，并且电池8可以被配置为当电源线9连接到商用电源时充电。
如图2a至图4所示，机构集成电机1设置有前端打开的电机壳体11，其中所述前端可以对应于与清洁器的外壳的进气口连通的进气口2。在电机壳体11中，吸风风扇部5、dc电机部4、驱动电路3以及电力部6依次设置在相对于dc电机部4的轴向的前后方向上。也就是说，吸风风扇部5、dc电机部4、驱动电路3以及电力部6形成为机构集成型，使得吸风风扇部5、dc电机部4、驱动电路3以及电力部6被具有相同直径(例如，
如图2a所示，吸风风扇部5可以包括具有布置在相对于dc电机部4的轴41和43的前后方向上的第一风扇5a和第二风扇5b的双反转风扇。具体地，如图11所示，设置在前侧的第一风扇5a和设置在第一风扇5a的后侧的第二风扇5b可以相对于dc电机部4的轴41和43以特定距离彼此间隔开。
第一风扇5a是离心风扇，其中心旋转是dc电机部4的轴的中心，并且第一风扇5a设置有与dc电机部4的轴41一体旋转的基部51。基部51可以具有截锥形状，其中在其外周设置有直径从前端向后端增大的圆锥形表面。在基部51的圆锥形表面上，沿径向向外突出的多个主叶片52和辅助叶片53可以在周向上交替布置。离心风扇表示被配置为通过由多个主叶片52和辅助叶片53的旋转产生的离心力使空气从内侧向周向流动的风扇。
每个主叶片52形成为条形。主叶片52在具有随着接近基部51的前侧而向周向的一侧弯曲的形状的同时沿倾斜方向延伸。另外，基部51也可以布置为沿周向在圆周上彼此间隔特定距离。在主叶片52之间，设置有辅助叶片53。每个辅助叶片53具有三角板，三角板在前后方向的长度比主叶片52短。辅助叶片53在从基部51的前后方向的中心附近到其后部的范围内与主叶片52沿相同的方向倾斜地延伸。
第二风扇5b是轴流风扇，其中心旋转是dc电机部4的轴的中心。第二风扇5b设置有：基部56，具有圆板并与dc电机部4的圆柱形第二轴43一体地旋转；以及多个轴流叶片57，沿径向向外侧突出，并布置为沿周向在外周表面上彼此间隔特定距离。每个轴流叶片57形成为条形。轴流叶片57在具有随着接近基部51的前侧而向周向的另一侧(与第一风扇5a的主叶片52和辅助叶片53弯曲到前侧的方向相反的方向)弯曲的形状的同时沿倾斜方向延伸。轴流风扇是指气流的方向与旋转轴平行的风扇。
第一风扇5a和第二风扇5b安装为双反转风扇。也就是说，如上所述，形成第一风扇5a的主叶片52和辅助叶片53相对于旋转中心的倾斜的方向与与形成轴流叶片57相对于旋转中心的倾斜的方向相反。具体地，第一风扇5a的主叶片52和辅助叶片53沿朝向轴41的周向的一侧的后向倾斜地形成，而第二风扇5b的轴流叶片57则沿朝向第二轴43的周向的另一侧的后向倾斜地形成。
当将第一风扇5a的尺寸与第二风扇5b的尺寸进行比较时，第一风扇5a的朝向旋转中心的前后方向的长度比第二风扇5b的相应长度更长，第二风扇5b的外径大于第一风扇5a的外径。
如图2a和2b所示，dc电机部4包括多个转子。例如，如图2a和图2b所示，dc电机部4是具有无刷dc电机的双转子型，并包括内转子4a、外转子4b和定子4c。dc电机部4可以包括在内转子4a和外转子4b之间共用的单个定子4c。公共定子4c可以执行内转子4a的定子的功能和外转子4b的定子的功能。
单个公共定子4c可以布置在内转子4a和外转子4b之间。也就是说，定子4c可以设置在内转子4a的外侧和外转子4b的内侧。在这种情况下，定子4c可以形成为中空的圆柱形，并且内转子4a可以设置在定子4c之内。
内转子4a在圆周上与第一轴41一体旋转，并且轴41连接到吸风风扇部5的第一风扇5a。由于内转子4a相对于第一轴41沿一个方向旋转，第一风扇5a与第一轴41沿相同的方向旋转。另一方面，外转子4b与圆柱形第二轴43一体地旋转，并且第一轴41插入到第二轴43中以能够相对旋转。第二轴43连接到吸风风扇部5的第二风扇5b，并且当外转子4b相对于第二轴43沿一个方向上旋转时，第二风扇5b相对于第二轴43沿相同方向旋转。内转子4a和外转子4b以预定比例如1:1、1:2或2:1的转速沿相反方向转动。
电机壳体11包括：壳体主体11a，沿吸风风扇部5和dc电机部4的轴向覆盖外周；金属壳体部(金属部)11b，连续地并且集成地连接到壳体主体11a的后部；以及后壳体部11c，连续地并且集成地连接到金属壳体部11b的后部。具体地，壳体主体11a和金属壳体部11b相连，使得集成安装在壳体11a中的连接部11d的外侧被金属壳体部11b覆盖(参考图3)。金属壳体部11b和后壳体部11c相连，使得安装在金属壳体部11b中的连接部11e的外侧被后壳体部11c覆盖(参考图4)。另外，金属壳体部11b在图3中未示出并且后壳体部11c和电力部6(后面描述的散热板除外)在图4中未示出。
壳体主体11a由绝缘材料形成或者涂覆有绝缘材料，使得可以在保持到dc电机部4的距离的同时确保安全。金属壳体部11b可以由铝形成以覆盖驱动电路3和电力部6的前侧的外周。电力部6后侧的圆周被后壳体部11c覆盖。在后壳体部11c中，被配置为允许机构集成电机1中的空间沿径向与外部空间连通的多个气流孔11f可以沿着整个周向以相同的间距安装。
通常，驱动电路3可以对应于驱动电机的逆变器。当电机具有单相时，驱动电路3可以是h桥电路，并且当电机具有三相时，驱动电路3可以是具有六个元件的驱动电路。虽然dc电机部4驱动两个转子(内转子4a和外转子4b)，但是与驱动一个电机的情况相同地设置单个逆变器。
驱动电路3和电力部6可以分别安装在多层基板38和61(例如四层基板)上。驱动电路3和电力部6可以从前侧开始依次布置，使得多层基板38和61垂直于dc电机部4的轴向。多层基板38和61在平面图中具有圆形形状，并且基板的尺寸是
在dc电机部4的轴向的中间部分中的金属壳体部11b的内部安装有销(pin)39，其中该销39设置有多个肋(rib)，该多个肋以相同的间距沿周向设置的同时从金属壳体部11b向内侧依次一体地突出。另外，多层基板38和dc电机部4通过连结构件(支撑体)37集成地连接。
电力部6是非隔离型的以使组件的数量最小化是合适的。图5至图7示出了与反激式转换器型相对应的电力部6，其中在非隔离型中组件的数量较少。图5和图6示出了组件布置图，并且图7示出了电路图。
如图7所示，电力部6设置有：桥式整流部db6，经由电源线9接收ac电力；平滑电容器c62，使整流电压平滑化；二极管d6和开关元件q6，串联在平滑电容器c62的后端部电源与地之间；谐振电路62；以及控制器65，控制开关元件q6。控制器65通过向开关元件q6的栅极发送控制信号来切换开关元件q6，并且类似的振荡ic可以应用为控制器65。开关元件q6具有低接通电阻是合适的，因此开关元件q6可以采用低接通电阻型混合mosfet或绝缘栅双极型晶体管(igbt)。
谐振电路62形成有连接在电力部6的一对输出端子(out)之间的第一电容器c61和安装在连接到所述输出端子中的任一个的信号线路上的电感器l6。电感器l6的尺寸小且性能高是合适的，因此可以采用小型且高性能的线圈。
反激式转换器型电力部6向开关元件q6和二极管d6提供相对较高的频率和较大的电流，并且因此增加生热量。因此，根据示例性实施例，如图5和图6所示，具有大量生热的开关元件q6和二极管d6与多层基板61的外周相邻地布置，与此同时，设置了从外侧与每个元件q6和d6接触以进行传热的散热板63和64从外部设置d6。另外，散热板63和64连接到金属壳体部11b以允许传热，从而可以改善散热效果(参考图4)。
如图8所示，在驱动电路3设置有：第二电容器c3，连接在一对输入端子(in)之间，为了在被电池驱动时进行稳定化；电驱动部36，驱动dc电机部4；控制器33，控制电驱动部36的操作。控制器33基于通过安装在dc电机部4附近的位置传感器35的位置信息以及与dc电机部4的驱动相关的电流信息sa和电压信息sa，经由电驱动部36来控制dc电机部4的驱动。具体地，控制器33向安装在电驱动部36中的驱动器发送控制信号sc1-sc4以驱动dc电机部4。
假定当在电池驱动时实现高吸风率(例如，180w或更高)时的功耗大约为600w。例如，当使用锂离子电池作为内部电池时，锂离子电池可以具有至少dc30v或20a的能力。
为了实现即使在连接到商用电源时也与电池驱动时相同的输出(吸风率)，要求商用电源的ac电力在降压的同时输出600w，直到与电池驱动相同的dc电压(例如dc30v)为止。
为此，需要安装在电力部6中的第一电容器c61和安装在驱动电路3中的第二电容器c3具有大容量(例如4000μf)以实现具有上述性能的清洁器a(即，清洁器a获得高输出)。因此，为了小型化清洁器a，第一电容器c61和第二电容器c3的尺寸方面存在困难。
通过共用电力部6的第一电容器c61和驱动电路3的第二电容器c3的一部分，设计者解决了困难，并且实现了机构集成电机1(即清洁器a)的小型化。
具体地，电力部6的第一电容器c61的容量被减小到驱动电路3的第二电容器c3的容量的1/40或更小，然后，电力部6的第一电容器c61与电感器l6相邻布置。通过第一电容器c61和电感器l6的lc谐振建立反激式转换器型电力部6，因此当在l和c之间存在例如线路阻抗的阻抗时，可能难以稳定地振荡。
图9示出了根据电力部6的第一电容器c61的容量改变的输出电压变化。在图9中，实线表示无负载时的输出电压，虚线表示额定负载时的输出电压，单点划线表示额定负载时的电压降。另外，驱动电路3的第二电容器c3是4000μf。
如图9所示，虽然第一电容器c61的容量为与第二电容器c3的容量的1/40相对应的100μf，但是谐振电路62可以在几乎不发生电压降的状态下稳定地振荡并输出期望的电压。如图9所示，虽然第一电容器c61的容量大约为与第二电容器c3的容量的大约1/65相对应的60μf，但是可以输出期望的电压。
由此，能够使设置有较大的隔室(例如平滑电容器c62、电感器l6、整流部db6)的电力部6的第一电容器c61大幅度地减小尺寸。换句话说，由于可以充分减小第一电容器c61的尺寸，所以电力部6可以被加载到与覆盖dc电机部4的电机壳体11具有相同直径的多层基板61上，同时，dc电机部4的高度增加可能受到限制。
下文中，将参考图10描述根据示例性实施例的清洁器的操作。图10是示出了根据示例性实施例的清洁器a启动的的情况的流程图。
当用户按下启动开关(未示出)时，清洁器a的电源接通，并且sw1(参考图1)变为接通(on)(s1)。因此，电力部6和控制电路32通过二极管连接，并且电池8和控制电路32通过二极管连接。
当ac电力未被提供到电力部6时或者当电池8没有剩余量时(s2中为“否”)，不向控制电路32提供电力，因此清洁器a不工作(s3)。因此，由于用户立即识别电池8是否没有剩余量，或者是否因为电源线9的断开而导致清洁器a不工作，所以用户可以立即针对供电采取行动。
当从电力部6或电池8向控制电路32提供ac电力时(s2中为“是”)，控制电路32中的继电器rl33瞬时接通，从而向控制电路32的基板供电(s4)。
接着，控制电路32检测ac电力是否连接。当连接ac电力时(s5中为“是”)，控制电路32允许开关sw31接通，使得电力部6向逆变器31供电(s6)。接收来自电力部6的电力的逆变器31驱动dc电机部4(s8)。
当未连接ac电力时(s5中为“否”)，控制电路32允许开关sw32接通，使得电池8向逆变器31供电(s7)。接收来自电池8的电力的逆变器31驱动dc电机部4(s8)。
因此，即使当针对清洁器a的零待机功率而停止向各种电路供电时，也可以由用户通过驱动启动操作(开机)向每个电路(例如，控制电路32)供电来驱动dc电机部4。由于假定用户想要在连接ac电力时进行ac操作，所以只描述了检测到ac电力。然而，可以根据是否提供电池8的电力来执行s5的确定。
当dc电机部4被驱动时，内转子4a和外转子4b沿相反方向旋转，通过轴41连接到转子41和43的吸风风扇部5的第一风扇5a和第二风扇5b被驱动为反向旋转。结果，在吸风风扇部5的前侧(上游侧)的空间中产生负压，并且因此空气从进气口2的前侧流入电机壳体11。吸风风扇部5包括形成有双反转结构的第一风扇5a和第二风扇5b，因此与设置单风扇的情况相比，能够流入更多的空气。空气沿着dc电机部4的轴向向后侧移动，通过通气孔11f向外部排出(参考图3的虚线箭头)。
通过气流，能够改善在前后方向上并排设置的驱动电路3和电力部6的冷却效果。另外，通过气流，清洁器外部的灰尘与来自清洁器的外壳的进气口的空气一起被吸入，然后灰尘进入存储灰尘的灰尘盒。因此，清洁器a收集灰尘。
因此，根据示例性实施例，吸风风扇部5包括具有第一风扇5a和第二风扇5b的双旋转风扇，并且可以与传统的单风扇相比按照大体积且稳定的方式产生抽吸空气流。因此，可以增加清洁器的吸力。
由于第一风扇5a设置有混流风扇，并且第二风扇5b设置有轴流风扇，所以能够使在第一风扇5a中产生的气流更稳定的同时将与第一风扇5a接触的大量的空气流向叶片52和53之间。由于第一风扇5a的外径小于或等于第二风扇5b的外径，并且第一风扇5a在前后方向上的长度大于第二风扇5b的长度，可以将第一风扇5a中产生的气流确定地引导至第二风扇5b，从而改善双反转风扇的性能。结果，棒型旋风除尘器可以将吸风率提高到180w以上，因此实现高效率。该混流风扇是具有轴流风扇和离心风扇的功能的风扇，即具有轴流风扇和离心风扇之间的概念的风扇。
由于在吸风风扇部5的双反转风扇中产生的气流流向电机壳体11的内部，所以能够改善驱动电路3和前后方向并排设置的电力部6的冷却效果。因此，可以在实现电力部6和驱动电路3的小型化的同时实现其高输出。
(另一示例性实施例)
根据上述实施例，吸风风扇部5的双反转风扇被配置为使得第一风扇5a是离心风扇而第二风扇5b是轴流风扇。但是，代替离心风扇，也可以在第一风扇5a上设置混流风扇或轴流风扇，并使第一风扇5a和第二风扇5b向相同的方向旋转。
第一风扇5a的主叶片52和辅助叶片53的数量以及第二风扇5b的轴流叶片57的数量可以改变。
作为根据一个示例性实施例的双转子型驱动电机的替代，可以使用两个均具有单个转子的驱动电机来驱动第一风扇5a和第二风扇5b。
已经描述了电力部6的第一电容器c61和驱动电路3的第二电容器c3的一部分是共用的，但是不限于此。由于电力部6的电感器l6和驱动电路3的第二电容器c3之间的线路阻抗被最小化，所以其全部部分可以与驱动电路3的第二电容器c3共用。具体地，驱动电路3的基板的后表面与电力部6的基板的后表面紧密接触(即，驱动电路3和电力部6的基板的后表面均通过绝缘层例如绝缘片彼此接触)，同时，电感器l6和第二电容器c3可以设置在电感器l6和第二电容器c3之间的布线被缩短的位置。因此，能够使电力部6进一步小型化。
根据另一示例性实施例，可以实现与一个示例性实施例相同的效果。
以下将描述详细公开的示例。
(示例)
在根据示例性实施例的清洁器中，测量风量-静压特性。在该测量中，将预定的风量吹到吸风风扇部，此时，测量吸风风扇部可获得的静压的最大值。图12中示出了测量结果。
(对比例)
在传统的单风扇清洁器上执行与示例中相同的测量。作为单风扇，单独使用示例性实施例的第一风扇(离心风扇)。图12中示出了测量结果。
(评估测量结果)
如图12所示，无论风量如何，与具有单风扇的清洁器相比，具有大致双反转风扇的清洁器的风量-静压特性得以改善。因此，随着清洁器的前端部的旋转方向和清洁器的后端部的旋转方向彼此相反并且吹风的方向相同，风直线流动，并且风量-静压特性改善。
从以上描述中显见的是，可以改善清洁器的吸风率。
由于清洁器具有较高的吸风率，所以很有可能在工业上使用。
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