JPH03297431A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気掃除機に係り、特に、騒音を低減するの
に好適な電気掃除機に関するものである。

〔従来の技術〕 従来の電動送風機の排気騒音を低減する装置としては、
実開昭４８−８４１６３号に示すように、電動送風機の
回りを旋回させて吸音材により吸音する方法があるが、
この場合、吸音材と本体ケースによって構成された排気
ダクトの流れに対し遠心力によって本体外側の面に添っ
て排気が流れ、内側はほとんど流れないため、排気ダク
トとして設けた容積が有効に活用されず、騒音低減効果
は流れに対して本体外側にある吸音材がほとんどとなっ
てしまっていた。特に近年、電動送風機の性能が向上し
、排気風量が増大していることから、遠心力による偏流
はさらに起こりやすくなってきている。また、実開昭４
８−７２７５３号に示すものでは、電動送風機室につな
がる排気ダクトを持つが、電動送風機室から排気出口及
び、排気ダクトの排気出口において流れがほぼ直角に曲
げられており、この部分で排気の衝突による衝撃音が出
ると共に、排気流が乱れてしまう問題があった。さらに
、この屈曲部で通気抵抗が増大し掃除機の吸込性能を低
下させる一因ともなっていた。さらに特開昭６１−１７
９１２１号に示すものでは、排気ダクト長が長く取れ、
Ｕターン部分では有効に吸音できるものの、電動送風機
室から排気ダクトへつながる部分が、はぼ直角に曲げら
れており、実開昭４８−７２７５３号に示すものと同様
な問題があった。また、電動送風機室番こは吸音カバー
しか吸音材がなく、排気流は電動送風機の外周から直接
下方の排気ダクト（Ｕターン部分）へ流れ込むため、電
動送風機室での排気騒音に対する吸音効果は、排気ダク
ト部に比して低いものであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は上記従来例の問題点を解決し、電動装態機の排
気騒音を大幅に低減することを目的としている。

また、本発明の他の目的は、騒音低減のために排気側の
通気抵抗が増大することを防ぎ、掃除機の吸込性能の低
下を最小限にとどめることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、電動送風機を横置きに配置
し、これを略円筒状で吸音材を内貼りした電動送風機ケ
ースに収納し、電動送風機と電動送風機ケースとの間に
排気が流れる空間を設けると共に電動送風機ケースの排
気出口を電動送風機の半径方向と違う方向に、曲率半径
を持った排気流路接続部を開口させ、大部分の排気流を
電動送風機の回りを一方向に回るように曲率半径を持っ
た排気流路接続部近傍の電動送風機と吸音材の空間を狭
くし、さらにこの排気流路接続部につながる円環状の排
気ダクト室を設け、内部に吸音材を内貼りすると共に、
気流の偏流を防ぐための円弧状の案内リブを設け、排気
ダクト室からの排気出口に曲率半径を持った案内部（壁
面）を構成したものである。

また、上記他の目的を達成するために各排気流路の断面
積が急激に変化、特に狭くなることを避け、直角に曲が
るような屈曲部を廃し、さらに電動送風機からの排気を
一部直接、排気流路接続部へ導くことにより排気風速を
低下させることができ、騒音低減効果を上げるばかりで
なく、通気抵抗を最小に抑えるようにしたものである。

さらには、排気ダクトからの排気を本体を支える車輪台
と本体ケースとの間の空間へ導き、排気を分散させて掃
除機本体のほぼ全周から排出させることにより、排気流
による騒音に方向性を無くして、騒音低減効果をさらに
高めるようにしている。

〔作用〕

電動送風機から排出された排気は、電動送風機の周りを
回って吸音材によって効果的に吸音された後２曲率半径
を持った排気流路接続部を通って滑らかに排気ダクト室
へ導かれる。ここで、円弧状の案内リブにより、排気の
偏流を防ぐため分流させて、吸音材によって充分に吸音
された後、車輪台と掃除機本体との間の分散排気室へ、
曲率半径を持った壁面で構成した案内部に添って滑らか
に排出される。この部分で排気は分散して機外へ低風速
にて排出される。ここで分散排気室で排気流は、車輪台
の内面に対し水平方向へ曲げられるが、排気ダクト室の
排気口面積を充分に大きく構成することにより、排気風
速が低下しているので、衝突音の発生が全体の騒音レベ
ルに影響するレベルではない。

また、電動送風機からの排気の一部を直接排気ダクト側
へ流出させることにより、排気風速を下げて、吸音材上
を流れる排気流の吸音率を高めると共に、通気抵抗を最
小にして掃除機の吸込性能の低下を最小に抑えることが
できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に用いるところにより説
明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す電気掃除機の縦断面
図、第２図は、第１図においてＰ方向から見た横断面図
、第３図は、第１図においてＱ方向から見た断面図であ
る。

掃除機本体１は、上ケース２．下ケース３により構成し
、下方に下ケース３と回動自在に取付けた車軸台４を、
前方に集塵フィルター５の交換のための開閉自在の集塵
蓋を有している。上ケース２の上面には持ち運ぶための
ハンドル７０がある。

内部には、電気掃除機の駆動源として、機械的なブラシ
を持たず、それ故長寿命で、また制御応答性の良いイン
バータ駆動のブラシレス電動送風機７を内蔵する電動送
風機室８．集塵フィルター５を収納する集塵室９．電源
を供給する電源コード１０を巻き取るコードリール１１
、および棚用吸口１２を収納する付属部品収納室１３が
ある。

電動送風機室８は、ブラシレス電動送風機７の反ファン
側部１４を略球状に、側面部１５を略円筒状に構成する
ことにより剛性を高めた電動送風機ケース１６．１７に
より構成しており、内側に吸音材１８を貼り付けている
。ここで、電動送風機ケース１６．１７の反ファン側部
１４を略球状に、側面部１５を略円筒状に構成すること
によりケース自体の剛性の強化によって、電動送風機ケ
ース１６．１７からの透過音、特に電気掃除機の騒音で
問題となる１０００Ｈｚ以下の低周波数域の透過音低減
に効果がある。この電動送風機室８は、第２図で示す如
く滑らかに下ケース３内にリング状に構成した排気ダク
ト室１９に接続しており、電動送風機室８と同様に、内
側に吸音材（底面）２０を貼り付けている。また、電動
送風機室８の排気部には、排気風量を最適に調節して排
気音を低減するための、絞り部２１を電動送風機ケース
１６と一体に構成している。排気ダクト室１９は、下側
を下ケース３で、上側と排気ダクトカバー２２で構成し
、終端を滑らかに下ケース３と下方に下ケース３と回動
軸２３を中心に回動自在に取付けた車輪台４に中間排気
口２４をもって開放している。車軸台４には、４カ所の
キャスター取付部２５があり、キャスター軸２６を回動
中心としてキャスター２７を回動自在に設けており、外
周に家具等への傷付きを防ぐためのバンパー２８を取付
けている。下ケース３の下方には、複数個（通常３〜４
個）の車軸２９があり、車軸台４の内面上をギャップを
もって下ケース３が回動できるように構成している。ま
た、この下ケース３と車輪台４とのギャップ空間を、中
間排気口２４から排出された排気流の分散排気室３０と
して活用している。集塵室９は、第２図で２点鎖線で示
す如く平面部をもたない略円筒状の集塵ケース３１と集
塵蓋６の内側にある集塵蓋カバー３２により構成し、内
側に高性能フィルター、すなわち０．３μｍ程度の塵埃
を９９％以上まで捕集可能なミクロフィルター３３を一
体成形した箱状のフィルターケース５８を有し、この内
側に集塵フィルター５を収納している。フィルターケー
ス５８の吸込側外周には気密パツキン３４を嵌着させて
、集塵蓋カバー３２と集塵ケース３１の気密をとってい
る。また、集塵ケース３１の電動送風機側外周に気密パ
ツキン（送風機側）３５を嵌着させて、集塵ケース３１
と電動送風機ケース１７との気密をとって、集塵室９の
空気洩れを防ぐように配慮している。ブラシレス電動送
風機７は、両側を防振ゴム３６．防振ゴム３７を介して
電動送風機室８内で防振支持し、回転振動音が電動送風
機ケース１７に直接伝わらないようにしている。また、
ブラシレス電動送風機７からの排気は２カ所の尾管３８
を通って電動送風機室８内に排出する。この尾管３８を
通すことにより、ブラシレス電動送風機７自体の騒音レ
ベルを低減できる。ブラシレス電動送風機７の端部には
、回転子３９の回転数を検知するため位置検出部４０が
あるが、この部分に細塵が侵入すると位置検出の信頼性
が低下するため、細塵の侵入防止が必要である。本実施
例の場合には、ブラシレス電動送風機７の吸気側にミク
ロフィルタ３３を配置しているため、位置検出部４０へ
の微細塵の侵入が心配はない。集塵蓋６内には、ホース
６２を回動自在に取付支持するホース差込口４１があり
、気密パツキン（吸込口）４２を介して集塵蓋カバー３
２と気密をとっている。また、集塵蓋カバー３２に取付
けた気密パツキン（フィルター）４３で集塵蓋カバー３
２と紙袋フィルター５の当板部４４の気密をとっている
。

次に、電気部品関係について説明する。第４図に本実施
例の全体回路図を示す。図において、交流１００Ｖ電源
４４を、コンデンサ４５とリアクトル４６で構成する力
率改善部４７．ノイズフィルター４８を通したのち、整
流回路４９で整流し、平滑用コンデンサ５０により平滑
にしてインバータ回路５１に直流電圧２００■を供給す
るものである。ブラシレス電動送風機７は、２極の永久
磁石から成る回転子３９と、三相の固定子巻線を有して
いる。ブラシレス電動送風機７の速度制御は、回転子３
９の磁極位置を検出する位置検出部４０゜インバータ回
路５１内のトランジスタを駆動するペースドライバー５
２および、位置検出部４０より得られた検出信号に基づ
いてペースドライバー５２を駆動するマイクロコンピュ
ータ−５３とから主要構成している。マイクロコンピュ
ータ−５３は制御部５４に収納し、この制御部５４へ実
際の使用者が操作する起動スイッチ、吸口（図示せず）
に設けた回転ブラシ（図示せず）の起動を操作するスイ
ッチ等を含む手元操作回路５５がつながっている。ブラ
シレス電動送風機７は、固定子巻線に流れる電流が電動
機の出力トルクに対流するので、逆に印加電流を変えれ
ば出力トルクを可変にできる。すなわち、印加電流を調
整することにより、電動機の出力トルクを連続的に任意
に変えることができる。又、インバータの駆動周波数を
変えることにより回転速度を自由に変えることができる
。次に、各電気部品の掃除機本体１への実装について説
明する。力率改善用のコンデンサ４５と平滑用コンデン
サ５０は、円筒形のものを用い、ビニールテープ５６で
固定して、第２図に示す如く端子側を上向きにして、金
属ケース５７内に収納する。ここで端子側を上向きにす
るのは、端子側に防爆弁があるためで、万一、コンデン
サが劣化した場合に内部の電解液が流出するという最悪
の事態を想定して、最も被害の少ないように電解液が流
出する防爆弁を上側に位置させて、直接垂れ流れないよ
うにするものである。また、金属ケース５７に収納する
のは、不慮の欠陥が生じコンデンサ４５あるいは平滑用
コンデンサ５０が爆発あるいは洩れ出た電解液による短
絡などによる発煙２発火を最小限にとどめる。すなわち
、金属ケース５７外への類焼を防止するためである。イ
ンバータ回路５１は、モジュール化し集塵ケース３１に
直接固定している。ここで、集塵ケース３１は、金属ケ
ースとして、内側（フィルターケース５８側）をプラス
チック材で電気絶縁処理を施したものである。すなわち
、インバータ回路５１は、内部損失による発熱量を多く
、冷却する必要があるが、集塵ケース３１自体を冷却フ
ィンとして使用するものである。集塵ケース３１は、常
に吸気により冷却されるので冷却効果が高いためである
。また、集塵ケース３１内を電気絶縁処理するのは、フ
ィルターケース５８がミクロフィルター３３のメンテナ
ンス等のために集塵ケース３１と着脱自在に構成してい
るためで、インバータ回路５１と集塵ケース３１とは一
次的に電気絶縁しているものの、万一に備え、これを二
重に絶縁するためである。力率改善用のりアクドル４６
は、単品での重量が重いため、下ケース３の回動軸２３
上で、平面方向から見て掃除機本体１の略中央部の最も
安定して強固に支持できる箇所に配置している。ノイズ
フィルター４８及び整流回路４９は、一つの基板にまと
め電源基板５９とし、ペースドライバー５２（基板化し
ている）とを、第３図に示す如く、基板上の部品同志が
相対するように組合せて、金属ケース６０内に収納して
いる。ここで、金属ケース６０内に収納するのは、不慮
の場合の発煙９発火に対する類焼防止と、電波障害とな
るノイズ発生を抑制するためである。

マイクロコンピュータ−５３を含む制御部５４は、集塵
室９上方に配置している。尚、コードリール１１及び制
御部５４は、仕切板６３に搭載し、上方をリールカバー
６４で保護している。制御部５４側のリールカバー６４
上には、吸込力の程度を表示するＬＥＤ点灯式のパワー
インジケータ６７がある。電動送風機ケース１６．１７
は、それぞれ防振ゴム６８．６９を介して排気ダクトカ
バー２２と支切板６３で挟持し、電動送風機７から見る
と二重に防振されている構成であり、電動送風機７の回
転振動音を効果的に低減できるものである。

以上説明してきた電動送風機内の風の流れについて説明
する。各図に白抜きの矢印で示したのが風の流れである
。吸込気流は、塵埃と共にホース差込口より集塵室９に
流入し、集塵フィルター５で塵埃を濾過したあと、フィ
ルターケース５８のミクロフィルター３３を通過し、ブ
ラシレス電動送風機７内に入いる。ミクロフィルター３
３を通過することによって、０．３μｍ程度の微細塵が
９９％以上取り除かれた状態で、電動送風機ケース１７
に安全保護のために設けた保護リブ７１間を通ってブラ
シレス電動送風機７内に入いる。ブラシレス電動送風機
７から排出された気流は１尾管３８を通ったのち、通気
性で且つ難燃性をもつ吸音カバー７７を通過して電動送
風機室８内に入いり、内部した吸音材１８により減音さ
れた後、排気ダクト室１９へ滑らかに導かれる。ここで
、第２図に示すように、尾管３８はブラシレス電動送風
機７に２カ所取付けており、電動送風機室８の排気量ロ
ア２の近傍からは一部の排気が排気ダクト室１９へ直接
導かれるが、その他の排気は電動送風機室８内を時計回
りに流れる形で吸音材１８によって効果的に吸音される
。ここで、排気量ロア２の近傍から一部の排気を排気ダ
クト室１９へ直接導く風量は、ブラシレス電動送風機７
の性能と電動送風機室８の容積によって決まる。

すなわち、ブラシレス電動送風機７の性能が高く、排気
風量が多い場合に、排気全体を時計回りに流すと、排気
風速が上がってしまい、吸音材１８による吸音効果が減
ってしまう場合がある。この場合は、一部の排気を直接
排気ダクト室１９へ導く方が全体の排気風速が下がり、
吸音材１８による吸音効果が高まって全体の騒音レベル
を下げることができる。また、ブラシレス電動送風機７
の性能が高く、排気風速が高い場合でも、電動送風機室
８の容積を大きくできれば、排気風速を適当なものとで
きるので、排気全体を時計回りに流して吸音材１８によ
り効果的に清音できるが、電動送風機室８の容積を大き
くする程、掃除機本体１の寸法が大きくなるため取扱性
が低下することになる。従って、ブラシレス電動送風機
７の性能は、電動送風機室８の容積のバランスを考慮し
て一部の排気を直接排気ダクト室１９へ導く風量を決め
ることになる。次に、排気量ロア２には、電動送風機ケ
ース１６と一体に形成した絞り部２１があるが、この高
さを適当なものに設定することによより、排気ダクト室
１９へ導かれる排気風の風速を最適に１１１節すること
ができる。電動送風機室８から排気ダクト室１９への流
路は、第５図で２点鎖線で示す電動送風機ケース１６．
１７に形成した比較的大きな曲率半径をもった排気流路
接続部７３で滑らかな流路となる様に構成している。排
気ダクト室１９は、下ケース３と第５図に点線で示す排
気ダクトカバー２２で構成しているが、ここに流れ込ん
だ排気流は、円環状の案内リブ６１に沿って下ケース３
上を回り、吸音材（底面）２０によって充分吸音された
後、中間排気口２４より車軸台４の分散排気室３０へ流
入する。ここで、中間排気口２４へは、排気ダクトカバ
ー２２と下ケース３により構成した大きな曲率半径をも
った案内部７４により滑らかに排出される。また中間排
気口には、金網などの素材の整流ネットを設けており、
これによってスムーズに排気流を分散排気室３０へ導く
ことができる。分散排気室３ｏからは下ケース３と車輪
台４との空間に添って掃除機本体１の全周に設けた排気
ロアロより低風速にて排出される。従って、排気風によ
って床面の塵埃をまき上げることは最小に抑えることが
できる。

以上述べてきたように、本実施例によれば、ブラシレス
電動送風機７からの排気を、非常に長い通路で、且つ、
屈曲部の無い滑らかな通路により、偏流の少ない均質な
流れとすることができるので、吸音材による吸音効果を
最大限に高めることができ、排気流に対する騒音低減効
果が極めて高い掃除機を提供できる。

さらに、ブラシレス電動送風機７の排気の一部を電動送
風機室８内をう回せずに直接排気ダクト室１９へ導くこ
とにより、排気風速を低下させることができ、これによ
り電動送風機室８内をう回する排気流の吸音材１８によ
る吸音効果を最大限に高めることができ、さらに−磨製
音低減を図ることができる。また、騒音低減効果のみな
らず、屈曲部が無く滑らかな流路構成であり、しかも、
排気風速が上がる要素が無いので、通気抵抗による圧力
損失を最小限にできるため、騒音低減のために掃除機本
体の吸込性能を低下させるのを極小にすることができる
。

さらに、絞り部２１の高さを調節することにより、容易
に排気風速を調節できるので、騒音低減と掃除機本体の
吸込性能のバランスの取れた掃除機を提供することがで
きる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、排気流路を滑らかに、且つ長く構成で
きるので、排気流に対して大幅な騒音低減効果が得られ
ると共に、排気流路を滑らかに、且つ充分な排気流路断
面積を確保できるので、排気による通気抵抗の増大を防
いで圧力損失を防げるので、Ｎ音低減を大幅に行なって
も掃除機の吸込性能を低下させることを極小にできる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の一実施例を示し、第１図は電気掃除機
の縦断面図、第２図は、第１図においてＰ方向から見た
横断面図、第３図は、第１図においてＱ方向から見た断
面図、第４図は本実施例で使用しているブラシレス電動
送風機を用いた場合の駆動及び制御回路図、第５図は、
第１図において車輪台４を取りはずして、Ｒ方向より見
た下面図、第６図は、第５図におけるＡ−Ａ線断面図、
第７図は、第１図においてＳ方向から見た電動送風機ケ
ースの正面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電動送風機を横置きに配置し、該電動送風機を覆う
   電動送風機ケース内に収納すると共に、電動送風機と電
   動送風機ケースとの間に排気が流れる空間を設け、該電
   動送風機ケースの排気出口を電動送風機の半径方向と違
   う方向に、曲率半径を持つた流路にて開口させたことを
   特徴とする電気掃除機。 ２、曲率半径を持つた流路に接続する排気ダクトを設け
   たことを特徴とする請求項１記載の電気掃除機。 ３、電動送風機ケース内面にウレタンフォームなどの吸
   音材を内貼りしたことを特徴とする請求項１記載の電気
   掃除機。 ４、排気ダクト内にウレタンフォームなどの吸音材を配
   設したことを特徴とする請求項２記載の電気掃除機。 ５、電動送風機ケースを、排気出口となる曲率を持つた
   流路部分を除き、略円筒状に形成したことを特徴とする
   請求項１記載の電気掃除機。 ６、排気ダクトを円環状に形成し、流路を分割する円弧
   状の案内リブをその排気ダクト内に構成したことを特徴
   とする請求項２記載の電気掃除機。 ７、電動送風機ケースを左右二つの部材にて構成し、一
   方に曲率半径を持つた流路部分を一体的に形成したこと
   を特徴とする請求項１記載の電気掃除機。 ８、排気ダクトを二つ部材で構成し、一方の部材に円環
   状の案内リブを形成すると共に、もう一方の部材に吸音
   材を内貼りしたことを特徴とする請求項６記載の電気掃
   除機。 ９、電動送風機ケースの排気出口近傍に排気風量を規制
   する絞り部を設けたことを特徴とする請求項１記載の電
   気掃除機。 １０、排気ダクトの一方の部材を掃除機本体ケースで構
   成し、該掃除機本体ケースの下方に掃除機本体を支持す
   る車輪台を配設して、排気ダクトからの排気を掃除機本
   体ケースと車輪台の間の空間へ導入させて、掃除機本体
   のほぼ全周から外部へ排出させことを特徴とする請求項
   ８記載の電気掃除機。 １１、排気ダクトの出口部分を、流れに対し曲率半径を
   持つた曲面に添わせて車輪台と掃除機本体ケースで構成
   する排気空間へ排気させたことを特徴とする請求項１０
   記載の電気掃除機。 １２、電動送風機の回りを一方向に大部分の排気流を回
   すと共に一部の排気を直接曲率を持つた流路部分へ導く
   ように、曲率半径を持つた流路部分近傍の電動送風機と
   吸音材との空間を、他よりも狭くするか、あるいは無く
   したことを特徴とする請求項３記載の電気掃除機。