叶轮、送风装置以及吸尘器的制作方法

1.本实用新型涉及叶轮、具有叶轮的送风装置以及具有送风装置的吸尘器。


背景技术：

2.作为现有的离心送风机，已知有如下的离心送风机：构成离心送风机的叶轮的叶片的出口角度β2为60
°
以上，入口角度β1为30
°
以下，在叶片的行进侧叶片面上连结入口端和出口端的曲线在大致中间点处具有拐点，入口侧的叶片面和出口侧的叶片面具有相反方向的曲率。与现有的使用了圆弧叶片的离心送风机相比，在增大压力的同时不增大噪音等级(参照专利文献1)。
3.专利文献1：日本特开2002-349486号
4.在送风装置中，期望相对于输入能量(消耗电力)的风量多。即，期望送风效率良好。与现有文献所记载的送风机相比，需要进一步提高风量和送风效率。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种风量比以往多且送风效率良好的叶轮、送风装置以及吸尘器。
6.本实用新型的第一方式提供一种叶轮，该叶轮能够绕中心轴线旋转，其特征在于，该叶轮具有多个主叶片，该多个主叶片沿所述叶轮的旋转方向排列；以及辅助叶片，该辅助叶片的形状与所述主叶片不同，从轴向观察时，各个所述主叶片的径向外侧是向所述旋转方向的后方侧凸出的曲面，其中，该轴向是与所述中心轴线平行的方向，从所述轴向观察时，所述主叶片的径向的内侧是向所述旋转方向的前方侧凸出的曲面，在所述旋转方向上相邻的所述主叶片的所述旋转方向之间配置至少一个所述辅助叶片。
7.本实用新型的第二方式的叶轮的特征在于，在第一方式的叶轮中，从所述轴向观察时，所述辅助叶片具有向所述旋转方向的后方侧凸出的曲面。
8.本实用新型的第三方式的叶轮的特征在于，在第一方式的叶轮中，所述辅助叶片的所述旋转方向的前方侧和所述旋转方向的后方侧的面是平面。
9.本实用新型的第四方式的叶轮的特征在于，在第一方式至第三方式的任意一个方式的叶轮中，所述辅助叶片具有：第1辅助叶片；以及第2辅助叶片，其配置在比所述第1辅助叶片靠旋转方向的前方侧的位置。
10.本实用新型的第五方式的叶轮的特征在于，在第四方式的叶轮中，若将所述第2辅助叶片和与所述第2辅助叶片的所述旋转方向的前方侧相邻的所述主叶片在所述旋转方向上的间隔设为第1间隔，将所述第1辅助叶片和所述第2辅助叶片在所述旋转方向上的间隔设为第2间隔，将所述第1辅助叶片和与所述第1辅助叶片的所述旋转方向的后方侧相邻的所述主叶片在所述旋转方向上的间隔设为第3间隔，则所述第1间隔比所述第2间隔和所述第3间隔宽。
11.本实用新型的第六方式的叶轮的特征在于，在第一方式的叶轮中，所述辅助叶片
的所述径向的内端配置在比所述主叶片的所述径向的外端与所述主叶片的所述径向的内端的从所述径向观察的中点靠所述径向外侧的位置。
12.本实用新型的第七方式的叶轮的特征在于，在第一方式的叶轮中，所述主叶片的所述径向的内端配置在比与所述主叶片的所述旋转方向的前方侧相邻的所述辅助叶片的所述径向的内端靠所述旋转方向的前方的位置。
13.本实用新型的第八方式的叶轮的特征在于，在第一方式的叶轮中，所述主叶片的所述径向的内端配置在连结与所述主叶片的所述旋转方向的前方侧相邻的所述主叶片的所述径向的外端和所述中心轴线的假想线上或者配置在比所述假想线靠所述旋转方向的后方侧的位置。
14.本实用新型的第九方式的叶轮的特征在于，在第一方式的叶轮中，所述主叶片的所述径向的外侧的曲面的曲率半径比所述主叶片的所述径向的内侧的曲面的曲率半径短。
15.本实用新型的第十方式提供一种送风装置，其特征在于，该送风装置具有上述第一方式至第九方式的任意一个方式的叶轮。
16.本实用新型的第十一方式提供一种吸尘器，其特征在于，该吸尘器具有上述第十方式的送风装置。
17.根据本实用新型的叶轮，与以往相比，能够增多风量，能够提高送风效率。
附图说明
18.图1是示出实施方式的自走式吸尘器的一例的图。
19.图2是示出实施方式的送风装置的一例的图。
20.图3是示出实施方式的送风装置的一例的图。
21.图4是示出实施方式的叶轮的一例的图。
22.图5是示出实施方式的叶轮的一例的图。
23.图6是示出第1变形例的叶轮的一例的图。
24.图7是示出第2变形例的叶轮的一例的图。
25.图8是示出第3变形例的叶轮的一例的图。
26.标号说明
27.1：叶轮；1a：叶轮；1b：叶轮；1c：叶轮；11：主叶片；12：辅助叶片；12a：辅助叶片；12b：辅助叶片；12c：辅助叶片；12c1：第1辅助叶片；12c2：第2辅助叶片；13：护罩；14：孔；2：上外壳；3：基座部；4：马达；41：轴；5：马达固定部；51：支承部；6：下外壳；100：送风装置；101：吸气部；102：排气部；200：自走式吸尘器；201：壳体；202：吸气口；203：排气口；204：空气通路；205：驱动轮；206：从动轮；ca：中心轴线；cp：中点；l2：假想线；w1：第1间隔；w2：第2间隔；w3：第3间隔。
具体实施方式
28.以下，参照附图对本实用新型的实施方式的叶轮1、具有叶轮1的送风装置100以及具有送风装置100的吸尘器进行说明。另外，本实用新型的范围并不限定于以下的实施方式，能够在本实用新型的技术思想的范围内任意地变更。
29.在本说明书中，中心轴线ca表示叶轮1的中心轴线ca，并通过叶轮1的旋转中心。例
如，中心轴线ca与使叶轮1旋转的马达4的轴41平行。将与中心轴线ca平行的方向称为“轴向”。将与中心轴线ca垂直的方向称为“径向”。径向外侧是指远离中心轴线ca的一侧。径向内侧是指接近中心轴线ca的一侧。将叶轮1的旋转方向简称为“旋转方向”。在使叶轮1旋转时，将主叶片11和辅助叶片12前进的一侧称为“旋转方向前方侧”。在使叶轮1旋转时，将与主叶片11和辅助叶片12前进的方向相反的一侧称为“旋转方向后方侧”。在本说明书中，在送风装置100中，以轴向作为上下方向、以送风装置100的吸气部101侧为上而对形状、位置关系进行说明。另外，在自走式吸尘器200中，将靠近清扫面(地板面)的方向称为“下方”，将远离清扫面的方向称为“上方”。这些方向仅是为了说明而使用的，并不限定自走式吸尘器200的使用状态下的位置关系和方向。
30.＜1.吸尘器＞
31.对实施方式的例示性的吸尘器进行说明。作为具有实施方式的送风装置100的吸尘器，对自走式吸尘器200进行说明。图1是示出实施方式的自走式吸尘器200的一例的图。自走式吸尘器200是所谓的机器人式的电动吸尘器。另外，包含实施方式的送风装置100的吸尘器不限于自走式。实施方式的送风装置100也可以搭载于罐式或手持式的电动吸尘器。
32.自走式吸尘器200的壳体201具有吸气口202和排气口203。吸气口202设置在自走式吸尘器200的下表面。排气口203设置在自走式吸尘器200的侧面。在壳体201内设置有与吸气口202和排气口203相连的空气通路204。在空气通路204内从上游侧朝向下游侧依次配置有集尘部(未图示)、过滤器(未图示)以及送风装置100。从吸气口202吸入的空气中包含尘埃、垃圾。过滤器妨碍空气中所含的尘埃、垃圾从排气口203排出。过滤器捕捉到的尘埃、垃圾积存于集尘部。集尘部和过滤器能够相对于壳体201装卸。
33.在壳体201的下部设置有一对驱动轮205和1个从动轮206。一对驱动轮205通过具有马达的驱动部(未图示)而旋转。通过驱动轮205的旋转，自走式吸尘器200在清扫面上行走。吸尘器具有送风装置100。由于吸尘器包含送风效率高的送风装置100，因此能够提供吸引力大、消耗电力得到抑制的吸尘器，详细内容在后面说明。在吸尘器为电池驱动的情况下，能够以比以往少的消耗电力发挥同等的吸引力。另外，能够延长吸尘器的驱动时间。
34.＜2.送风装置100＞
35.对实施方式的例示性的送风装置100进行说明。图2、图3是示出实施方式的送风装置100的一例的图。图3是示出将实施方式的送风装置100分解后的状态的一例的图。
36.如图3所示，送风装置100具有上外壳2、叶轮1、基座部3、马达4、马达固定部5以及下外壳6。在上外壳2和下外壳6内收纳有叶轮1、基座部3、马达4、马达固定部5。叶轮1固定于基座部3。叶轮1的主叶片11和辅助叶片12与基座部3连接。由此，能够在叶轮1内形成空气的流路。
37.马达4使叶轮1旋转。马达4安装在设置于马达固定部5的支承部51。马达固定部5固定马达4的位置。马达固定部5嵌合在设置于下外壳6的安装孔(未图示)，马达固定部5与下外壳6被固定。
38.图2、图3所示的送风装置100是所谓的离心送风机。在送风装置100的上侧设置有吸气部101。在送风装置100的侧面设置有排气部102。在使叶轮1旋转时，从吸气部101吸入空气。空气被向叶轮1的径向外方推出。空气沿着由上外壳2和下外壳6形成的流路流动。其结果为，空气从排气部102排出。
39.送风装置100具有叶轮1。实施方式的叶轮1的送风效率高，详细内容在后面说明。由于送风装置100包含送风效率高的叶轮1，因此能够提供相对于输入能量的风量多的送风装置100。即，能够提供送风效率高的送风装置100。
40.＜3.叶轮1＞
41.对实施方式的例示性的叶轮1进行说明。图4是示出实施方式的叶轮1的一例的图。图4是从轴向观察叶轮1的图。另外，图4中的标注了中心c的标号的十字标记表示中心轴线ca的位置。换言之，中心c表示中心轴线ca通过的位置(点)。图4的粗线箭头表示叶轮的旋转方向。
42.叶轮1能够绕中心轴线ca旋转。多个主叶片11沿叶轮1的旋转方向排列。另外，叶轮1还具有形状与主叶片11不同的辅助叶片12。
43.如图3、图4所示，主叶片11和辅助叶片12呈具有曲面的板状。在图2中，仅对多个主叶片11和多个辅助叶片12中的各1个标注标号。叶轮1中的送风装置100的上方是护罩13。护罩13呈环状。在护罩13上配置有主叶片11和辅助叶片12。例如，主叶片11和辅助叶片12与轴向平行地延伸。护罩13在中央具有孔14。在实施方式的叶轮1中，中心轴线ca通过孔14的从轴向观察的中心。孔14沿轴向贯通。在使叶轮1旋转时，从吸气部101吸入的空气朝向孔14。
44.＜3.1主叶片11＞
45.叶轮1具有多个主叶片11。图4示出了设置有10片主叶片11的例子。主叶片11的片数不限于10片。主叶片11的旋转方向的面的面积比辅助叶片12的旋转方向的面的面积大。图4示出了所有主叶片11的径向和轴向的尺寸相同且旋转方向的厚度相同的例子。
46.如图4所示，从轴向观察时，各个主叶片11的径向外侧是向旋转方向后方侧凸出的曲面。从轴向观察时，主叶片11的径向内侧是向旋转方向前方侧凸出的曲面。换言之，从轴向观察时，主叶片11为s字状。在从轴向观察的情况下，在主叶片11中的拐点处旋转方向的凸的朝向改变。拐点是指从轴向观察时主叶片11的曲率成为零的点。
47.如图4所示，主叶片11的径向的外侧的曲面的曲率半径比主叶片11的径向的内侧的曲面的曲率半径短。由此，能够在主叶片11中的径向外侧的部分将更多的空气向径向外方推出。因此，主叶片11能够捕捉更多的空气并向径向外方排出，从而能够高效地输送空气。因此，叶轮1的送风效率变好。另外，与以往相比，能够增加能够由叶轮1排出的风量。
48.＜3.2辅助叶片12＞
49.在旋转方向上相邻的主叶片11的旋转方向之间配置至少一个辅助叶片12。由此，由叶轮1产生的风量增加。因此，能够增加由叶轮1排出的空气的风量。另外，与以往相比，相对于输入能量的风量增加，因此送风效率变好。
50.辅助叶片12也可以仅为1个。另外，辅助叶片12也可以为多个。如图4所示，也可以在旋转方向上相邻的主叶片11之间各设置1个辅助叶片12。
51.从轴向观察时，各个辅助叶片12具有向旋转方向后方侧凸出的曲面。辅助叶片12的曲面抓紧空气并将空气向径向外方输送。由此，能够高效地输送空气，使送风效率变好。另外，能够进一步增加由叶轮1产生的风量。
52.＜4主叶片11和辅助叶片12的位置关系＞
53.接着，使用图5对实施方式的主叶片11和辅助叶片12的位置关系的一例进行说明。图5是示出从轴向观察的实施方式的叶轮1的一例的图。在图5中，省略了叶轮1的主叶片11
中的在旋转方向上相邻的2片主叶片11以外的主叶片11的图示。另外，在图5中，省略了图示的主叶片11之间以外的辅助叶片12的图示。
54.＜4.1附图的记号的定义＞
55.首先，对图5中使用的记号的定义进行说明。图5中的标注了中心c的标号的十字标记表示中心轴线ca的位置。圆cs1是以中心轴线ca为中心的圆，是通过各个主叶片11的径向内侧的端部的圆。半径rs1是圆cs1的半径。
56.圆cs2是以中心轴线ca为中心的圆，是通过各个辅助叶片12的径向内侧的端部的圆。半径rs2是圆cs2的半径。
57.圆cf是以中心轴线ca为中心的圆，是通过各个主叶片11的拐点的圆。半径rf是圆cf的半径。
58.圆ce是以中心轴线ca为中心的圆，是通过各个主叶片11的径向外侧的端部的圆。半径re是圆ce的半径。
59.入口角度θs1是主叶片11的入口角度。出口角度θe1是主叶片11的出口角度。
60.入口角度θs2是辅助叶片12的入口角度。入口角度θs2的角度可以为0
°
＜θs2＜90
°
的范围内的任意角度。出口角度θe2是辅助叶片12的出口角度。出口角度θe2的角度可以为-60
°
＜θe2＜60
°
的范围内的任意角度。
61.角度θp是表示在旋转方向上相邻的主叶片11的间隔的角度。具体而言，角度θp是连结旋转方向前方侧的主叶片11的径向内侧的端部和中心c的直线与连结旋转方向后方侧的主叶片11的径向内侧的端部和中心c的直线所成的角度。在旋转方向上均等地配置主叶片11的情况下，在旋转方向上相邻的主叶片11的每个组合中，角度θp是相等的。例如，在设置10片主叶片11的情况下，主叶片11以36度(360
÷
10)的周期配置。
62.角度θ12表示辅助叶片12与旋转方向前方侧的主叶片11的角度。具体而言，角度θ12是将辅助叶片12的径向内侧的端部和中心c在径向上连接的直线l0与将旋转方向前方侧的主叶片11中的旋转方向的最后端和中心c在径向上连接的直线l1所成的角度。
63.＜4.2位置关系＞
64.辅助叶片12的径向的内端也可以配置在比主叶片11的径向的外端与主叶片11的径向的内端的从径向观察的中点cp靠径向外侧的位置(条件1)。通过辅助叶片12，能够在可以充分确保主叶片11间的流路的旋转方向的宽度的位置设置辅助叶片12。由此，能够通过叶轮1高效地输送空气。因此，叶轮1的送风效率变好。另外，与以往相比，能够增加由叶轮1产生的风量。这里，如果从轴向观察，则比中点cp靠径向外侧的意思是，比中心与圆cs1和圆ce相同且半径为半径rs1与半径re之和的1/2的圆靠径向外侧。
65.另外，主叶片11的径向的内端也可以配置在比与主叶片11的旋转方向前方侧相邻的辅助叶片12的径向的内端靠旋转方向的前方的位置(条件2)。能够充分拉开主叶片11的径向的内端与辅助叶片12的径向的内端的距离。由此，能够在可以充分确保主叶片11间的流路的位置配置主叶片11和辅助叶片12。因此，能够通过叶轮1高效地输送空气。另外，与以往相比，能够增加由叶轮1产生的风量。
66.并且，主叶片11的径向的内端也可以配置在连结与主叶片11的旋转方向前方侧相邻的主叶片11的径向的外端和中心轴线ca的假想线l2上或者配置在比假想线l2靠旋转方向后方侧的位置(条件3)。由此，能够充分确保在旋转方向上相邻的主叶片11间的距离。因
此，能够充分扩大旋转方向的流路的宽度。因此，能够通过叶轮1高效地输送空气，从而送风效率变好。另外，与以往相比，能够增加由叶轮1产生的风量。
67.也可以在满足上述的条件1～条件3的全部的位置配置主叶片11和辅助叶片12。也可以在仅满足上述的条件1～条件3中的1个条件的位置配置主叶片11和辅助叶片12。另外，也可以在满足上述的条件1～条件3中的2个条件的位置配置主叶片11和辅助叶片12。
68.另外，主叶片11和辅助叶片12也可以配置在满足0.2θp＜θ12＜0.8θp的条件的位置。由此，能够充分确保辅助叶片12与旋转方向前方侧的主叶片11的间隔，从而能够防止辅助叶片12过于靠近主叶片11。另外，主叶片11和辅助叶片12也可以配置在满足0.7rf＜rs2＜re的条件的位置。由此，能够将辅助叶片12的径向的内端充分地配置在径向外侧，因此能够抑制叶轮1的送风效率的降低。通过应用上述的2个式子，辅助叶片12的径向的内端充分地配置在径向外侧，因此能够抑制叶轮1的送风效率的降低。
69.＜5变形例＞
70.使用图6～图8，对实施方式的叶轮1的变形例进行说明。作为变形例，对第1变形例、第2变形例、第3变形例进行说明。另外，在变形例的叶轮中，所有的主叶片11和辅助叶片12也配置在满足条件1～条件3的全部或一部分的位置。在变形例的叶轮中，对与在图1至图5中进行了说明的叶轮1的结构对应的部位使用相同的标号，而省略详细的说明。
71.＜5.1第1变形例＞
72.对第1变形例的例示性的叶轮1a进行说明。图6是示出第1变形例的叶轮1a的一例的图。图6是从轴向观察第1变形例的叶轮1a的图。图6中的标注了中心c的标号的十字标记表示中心轴线ca的位置。图6的粗线箭头表示叶轮1a的旋转方向。
73.第1变形例的叶轮1a与实施方式的叶轮1的不同之处在于辅助叶片的面的形状。如图6所示，在第1变形例的叶轮1a中，辅助叶片12a的旋转方向前方侧和旋转方向后方侧的面是平面。在第1变形例的叶轮1a中，辅助叶片12a不向旋转方向前方侧和后方侧中的任一侧凸出。叶轮1a能够通过树脂成型来制造。在该情况下，使用模具。在第1变形例的叶轮1a中，辅助叶片12a的形状简单。因此，能够以简单的模具形成叶轮1a。由此，叶轮1a的量产性提高。
74.＜5.2第2变形例＞
75.对第2变形例的例示性的叶轮1b进行说明。图7是示出第2变形例的叶轮1b的一例的图。图7是从轴向观察第2变形例的叶轮1b的图。图7中的标注了中心c的标号的十字标记表示中心轴线ca的位置。图7的粗线箭头表示叶轮1b的旋转方向。
76.第2变形例的叶轮1b与实施方式的叶轮1和第1变形例的叶轮1a的不同之处在于辅助叶片的形状。如图7所示，从轴向观察时，第2变形例的叶轮1b的辅助叶片12b为s字状。从轴向观察时，辅助叶片12b的径向外侧是向旋转方向前方侧凸出的曲面。从轴向观察时，辅助叶片12b的径向内侧是向旋转方向后方侧凸出的曲面。通过辅助叶片12b具有上述结构，叶轮1b高效地向径向外方输送空气。因此，叶轮1b的送风效率变好。因此，能够进一步增加叶轮1b的风量。
77.＜5.3第3变形例＞
78.对第3变形例的例示性的叶轮1进行说明。图8是示出第3变形例的叶轮1c的一例的图。图8是从轴向观察第3变形例的叶轮1c的图。图8中的标注了中心c的标号的十字标记表
示中心轴线ca的位置。图8的粗线箭头表示叶轮1c的旋转方向。
79.第3变形例的叶轮1c与实施方式的叶轮1、第1变形例的叶轮1a以及第2变形例的叶轮1b的不同之处在于在旋转方向上相邻的主叶片11间的辅助叶片的个数。如图8所示，辅助叶片12c具有第1辅助叶片12c1和第2辅助叶片12c2。第2辅助叶片12c2配置在比第1辅助叶片12c1靠旋转方向前方侧的位置。图8示出了在旋转方向上相邻的主叶片11的旋转方向之间设置2个辅助叶片12c的例子。另外，设置于叶轮1c的第1辅助叶片12c1和第2辅助叶片12c2也可以分别仅为1个。另外，也可以在叶轮1c上分别设置多个第1辅助叶片12c1和第2辅助叶片12c2。
80.在第3变形例的叶轮1c中，在主叶片11与主叶片11之间设置有多个辅助叶片12c。由此，能够利用多个辅助叶片12c高效地输送空气。通过多个辅助叶片12c，叶轮1c的送风效率变好。另外，能够进一步增加由叶轮1c产生的风量。
81.如图8所示，将第2辅助叶片12c2和与第2辅助叶片12c2的旋转方向前方侧相邻的主叶片11在旋转方向上的间隔设为第1间隔w1。将第1辅助叶片12c1和第2辅助叶片12c2在旋转方向上的间隔设为第2间隔w2。将第1辅助叶片12c1和与第1辅助叶片12c1的旋转方向后方侧相邻的主叶片11在旋转方向上的间隔设为第3间隔w3。此时，第1间隔w1也可以比第2间隔w2和第3间隔w3宽。由此，能够在主叶片11与主叶片11之间确保旋转方向的宽度较宽的流路。因此，在叶轮1c中，能够在设置多个辅助叶片12的同时高效地输送空气。
82.以上，对本实用新型的实施方式和变形例进行了说明，但实施方式中的各结构及它们的组合等是一个例子，在不脱离本实用新型的主旨的范围内，能够进行结构的附加、省略、置换以及其他变更。另外，本实用新型并不受实施方式限定。
83.产业上的可利用性
84.本实用新型的叶轮能够用于送风装置。本实用新型的送风装置能够用于吸尘器那样的电气设备。