JPH0454929A - 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、さらに詳細には。

電動送風機入力制御用発熱素子の冷却と、掃除機全体と
しての騒音レベル低減化とを同時に達成することのでき
る電気掃除機の改良に関する。

〔従来の技術〕

電気掃除機の送風機には、一般に、たとえば実開昭５８
−９８０５７号公報に示されているように、カーボンブ
ラシを有する電動送風機が用いられている。

そして、カーボンブラシを有する電動送風機の場合、そ
の入力制御用自己発熱素子の冷却は、電動送風機の排気
流で十分である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、最近、電動送風機として、回転数制御を
自在におこなうことのできる、インバータ制御によるブ
ラシレス電動送風機の採用が検討されているが、このイ
ンバータ制御によるブラシレス電動送風機を電気掃除機
に実装した場合、インバータのスイッチング素子である
パワーモジュール、さらには整流ダイオードなどの半導
体素子は、自己発熱が１４０〜１５０℃と相当に高いこ
とから、電動送風機内を通過して成る程度昇温された排
気流、すなわち電動送風機内を通過することによって当
該送風機からの発熱分を含んだ排気流による冷却では不
十分である。

一方、電気掃除機の静音化は、ユーザからの声を俟つま
でもなく、斯界において重要なテーマの１つである。

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであって、
その目的とするところは、電動送風機入力制御用自己発
熱素子の冷却と、掃除機全体としての騒音レベル低減化
とを同時に達成することのできる電気掃除機を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的は、掃除機本体内に塵埃を捕集する集塵室と、
電動送風機とを備える電気掃除機において、前記電動送
風機の上流側に位置して冷風が通過する集塵室の壁材を
、防音兼放熱材によって構成するとともに、前記集塵室
壁に、電動送風機入力制御用の自己発熱素子を取り付け
ることによって達成される。

〔作用〕

しかして、前記構成よりなる本発明によれば、集塵室の
壁材を防音兼放熱材、たとえば通常のプラスチック材に
比べて剛性が高く、薄肉でも透過音抑制効果の大きな金
属材によって構成することにより、集塵室から外部に洩
れる騒音量を少なくし、掃除機全体としての騒音レベル
の低減化をはかる一方、電動送風機の上流側に位置する
集塵室内、ひいては集塵室壁は、電動送風機の吸込気流
によって常に低い温度にあることから、この集塵室壁に
対し、電動送風機入力制御用の自己発熱素子を取り付け
ることにより、前記集塵室壁全体が自己発熱素子から吸
熱し、これを冷却してその熱的トラブルを未然に防止で
きるという２つの効果を同時に達成することができる。

〔実施例〕

以下、本発明を、図面の一実施例にもとづいて説明する
と、第１図は本発明に係る電気掃除機の全体構成を示す
縦断面図、第２図は第１図のＡ方向断面図、第３図は第
１図のＢ方向断面図、第４図は電気回路図、第５図は第
１図に符号４で示す車輪台を取り外した状態のＣ方向矢
視図、第６図は第５図のＤ−Ｄ線断面図、第７図は電動
送風機ケース１７の正面図である。

しかして、第１図〜第３図において、掃除機本体１は、
上ケース２．下ケース３によって構成され、その下方に
は、下ケース３に対して回動自在に取り付けた車輪台４
が、また前方には、集塵フィルター５の交換のための開
閉自在な集塵蓋６が設けられている。

上ケース２の上面には、掃除機持運び用のハンドル７０
が設けられている。

掃除機本体１内には、電気掃除機の訃動源として機械的
なブラシを持たず、それ故長寿命で、しかも制御応答性
のよいインバータ駆動によるブラシレス電動送風機７を
内蔵した電動送風機室８゜集塵フィルター５を収納する
集塵室９．＠源コード１ｏを巻き取るコードリール１１
、さらに極用吸口１２を収納する付属部品収納室１３が
設けられている。

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
ことによって剛性を高めた電動送風機ケース１６．１７
により構成されており、内側に吸音材１８が貼り付けら
れている。そして、前記のごとく、電動送風機ケース１
６．１７の反ファン側部１４を略球状に、側面部１５を
略円筒状に構成してケース自体の剛性を高めることによ
り、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１０００１（ｚ以下の低周
波数域の透過音を低減する工夫がなされている。

電動送風機室８は、第２図に示すごとく、下ケース３内
にリング状に形成した排気ダクト室１９に接続しており
、排気ダクト室１９には、電動送風機室８と同様、内側
（底面）に吸音材２０が貼り付けられている。

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が、電動送
風機ケース１６と一体に構成されている。

排気ダクト室１９は、その下側を下ケース３により、ま
た上側を排気ダクトカバー２２によって構成されており
、回動軸２３を中心に回動自在に取り付けた車輪台４部
分に中間排気口２４を有している。

車輪台４の４個所には、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が
回動自在に設けられており、その外周には、家具などへ
の傷付けを防ぐためのバンパー２８が取り付けられてい
る。

下ケース３の下方には、複数個（通常３〜４個）の車輪
２９があり、車輪台４の内面上を、ギャップをもって下
ケース３が回動できるよう構成されている。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３ｏとして利用
している。

集塵室９は、第２図に２点鎖線で示すごとく、平面部を
持たない略円筒状の集塵ケース３１と、集塵蓋６の内側
に位置する集塵蓋カバー３２とにより構成され、集塵ケ
ース３１の内側には、高性能フィルター、すなわち０．
３μｍ程度の鷹埃を９９％以上まで捕集可能なミクロフ
ィルタ３３が設けられており、また集塵ケース３１内に
は、箱状のフィルターケース５８が設けられており、そ
の内側に集塵フィルター５が収納されている。

ここで、フィルターケース５８の外壁には、集塵フィル
ター５と同程度の捕集性能を有する２次フィルタ７７が
貼り付けられている。

フィルターケース５８の吸込側外周には、気密パツキン
３４が嵌着されていて、集塵蓋カバー３２と集塵ケース
３１との気密をとっている。

また、電動送風機７側に位置する集塵ケース３１の外周
には、気密パツキン３５を嵌着して、集塵ケース３１と
電動送風機ケース１７との気密をとり、集塵室９の空気
洩れを防ぐ配慮がなされている。

ブラシレス電動送風機７は、その両側を防振ゴム（大）
３６．防振ゴム（小）３７を介して電動送風機室８内で
防振支持されていて、電動送風機７の回転振動音が電動
送風機ケース１７に直接伝わらないよう工夫されている
。

また、ブラシレス電動送風機７からの排気は、２個所の
尾管３８を通って電動送風機室８内に排出され、この尾
管３８に電動送風機７からの排気を通すことにより、ブ
ラシレス電動送風機７自体の騒音レベルを低減すること
ができる。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位置検出部４０が設けられてい
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がある。しかして、本実施
例においては、ブラシレス電動送風機７の吸気側にミク
ロフィルタ３３が配置されているため、位置検出部４ｏ
に対して微細塵が侵入するおそれはない。

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４２を介して集
塵蓋カバー３２と気密をとっている。

また、集塵蓋カバー３２に取り付けた気密パツキン４３
により、集塵蓋カバー３２と紙袋フィルター５との当板
部４４の気密をとっている。

ここで、前記構成よりなる電気掃除機の回路構成を、第
４図にもとづいて説明すると、同図において、４４は交
流１００Ｖの電源を示し、電源４４からの入力は、コン
デンサ４５とリアクトル４６とで構成された力率改善部
４７．ノイズフィルター４８を介して整流回路４９で整
流され、平滑用コンデンサ５０により平滑されて、イン
バ−タ回路５１に直流電圧２００Ｖを供給する。

ブラシレス電動送風機７は、２極の永久磁石からなる回
転子３９と、三相の固定子巻線とを有している。

ブラシレス電動送風機７の速度制御部は、回転子３９の
磁極位置を検出する位置検出部４０．インバータ回路５
１内のトランジスタを駆動するペースドライバー５２、
および位置検出部４０から得られた検出信号にもとづい
てペースドライバー５２を駆動するマクロコンピュータ
ー５３とにより主要部を構成している。

マイクロコンピュータ−５３は、制御部５４に収納され
、この制御部５４に対し、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などを含む手元操作回路５５
が接続されている。

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することができる。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。また、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と
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図に示すごとく、端子側を上向きにして、金属ケ
ース（１）５７内に収納する。

なお、前記のごとく、力率改善用のコンデンサ４５およ
び平滑コンデンサ５０の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ある、すなわち、コンデンサ
４５．５０が劣化した場合、内部の電解液が流出すると
いう最悪の事態？−想定して、最も被害が少ないように
、電解液が流出する防爆弁を上側に位置させることによ
り、前記電解液の垂流れを防止している。力率改善用の
コンデンサ４５および平滑用コンデンサ５０を金属ケー
ス（１）５７に収納するのは、不慮の欠陥が生じてコン
デンサ４５．５０が爆発したり、あるいはコンデンサ４
５．５０から洩れ出た電解液による短絡事故などの発煙
２発火を最小限に止どめるためである。すなわち、金属
ケース（１）５７外への類焼を防止するためである。

ここで、インバータ回路５１の取付構造について説明す
ると、前記インバータ回路５１は、モジュール化して集
塵ケース３１に直接固定されている。また、前記集塵ケ
ース３１は、アルミ、鉄などの金属材により構成されて
おり、その内側（フィルターケース５８側）は、プラス
チック材により電気的に絶縁処理されている。すなわち
、インバータ回路５１は、内部損失による発熱量が多く
、冷却する必要があるが、本発明においては、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って、
集塵ケース３１は常に吸気流により冷却されているので
冷却効果が高い。また、集塵ケース３１内を電気的に絶
縁処理するのは、フィルターケース５８の交換に際し、
ユーザが集塵ケース３１内に手を差し入れるためである
。すなわち、インバータ回路５１と集塵ケース３１とは
一次的に電気絶縁されているものの、万一に備え、これ
を二重に絶縁した。

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上において、平面方向から見
て掃除機本体１の略中央部、すなわち最も安定した位置
に配置されている。

ノイズフィルタ４８および整流回路４９は、１つの基板
にまとめて電源基板５９とし、これとペースドライバー
５２（基板化しである）とを、第３図に示すごとく、基
板５９．５２上の部品同士が相対するように組み合わせ
て金属ケース（２）６０内に収納しである。

なお、前記のごとく、ノイズフィルタ４８および整流回
路４９を金属ケース（２）内に収納するのは、不慮の事
故発生時における発煙７発火に対する類焼防止、さらに
は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８の上方に配置されている。

コードリール１１および制御部５４は仕切板６３に搭載
され、その上方をリールカバー６４で保護されている。

制御部５４側のリールカバー６４上には、掃除機吸込力
の程度を表示するＬＥＤ点灯式のパワーインジケータ６
７が設けられている。

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とで
挾持されており、電動送風機７側から見ると二重に防振
されていて、前記電動送風機７の回転振動音を効果的に
低減できるよう構成されている。

ここで、前記掃除機内における風の流れについて説明す
る。なお、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、塵埃とともにホース差込口より集塵室８に
流入し、集塵フィルター５部分で塵埃を濾過された後、
フィルターケース５８の２次フィルタ７７を通過し、ミ
クロフィルタ３３を通過してブラシレス電動送風機７内
に入る。

そして、前記ミクロフィルタ３３を通過することによっ
て０．３μｍ程度の微細埃が９９％以上取り除かれた気
流は、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
る。ブラシレス電動送風機７から排出された気流は尾管
３８を通った後、電動送風機室８内に入り、電動送風機
室８に内貼りした吸音材１８により減音された後、排気
ダクト室１９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個所取り付けられており、電動送風機室８
の排気量ロア２の近傍からは、部の排気が排気ダクト室
１９に直接導がれるが、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によって吸音され
る。

そして、排気量ロア２の近傍から排気ダクト室１９に直
接導かれる排気の風量は、ブラシレス電動送風機７の性
能と電動送風機室８の容積とによって決定される。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、前記のごとく、排気全体を電動送風機室８
内の時計回りに流すと排気風速が上がってしまい、吸音
材１８による吸音効果が損なわれることになる。したが
って、このような場合は、既述のごとく、一部の排気を
直接排気ダクト室１９へ導く方が排気全体としての風速
が下がり、吸音材１８による吸音効果が高まって、掃除
機全体としての騒音レベルを下げることができる。

なお、ブラシレス電動送風機７の性能が高く、排気風速
が高い場合であっても、電動送風機室８の容積を大きく
すれば、その排気風速を適当なものとすることができ、
排気全体を時計回りに流しても、吸音材１８により効果
的に消音できるが、電動送風機室８の容積が大きくなる
と、掃除機本体１の寸法も大きくなってその取扱性が低
下することになる。したがって、ブラシレス電気送風機
７の性能と電動送風機室１８の容積のバランスとを考慮
して、一部の排気を直接排気ダクト室１９へ導くのがよ
い。

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が設けられているが、この高さを適宜の
寸法に設定することにより、排気ダクト室１９へ導かれ
る排気風の風速を調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
図に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な有する排気流路接続部７３
を介して接続されている。

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とで構成されているが、排気ダク
ト室１９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、排気ダクト室１９の吸音
材２ｏによって十分吸音された後、中間排気口２４を経
て車輪台４の分散排気室３０に流入する。なお、排気ダ
クト室１９から中間排気口２４への排気流は、排気ダク
トカバー２２と下ケース３とによって構成した大きな曲
率半径を有する案内部７４を経て排出される。また、中
間排気口２４には、金網などの素材からなる整流ネット
が設けられており、これにより、排気流をスムーズに分
散排気室３０に導くことができる。

分散排気室３０からの排気流は、下ケース３と車輪台４
との空間に沿って、掃除機本体１の全周に設けた排気ロ
アロを介し、低風速で排出され、したがって排気風によ
って床面の塵埃をまき上げることはない。

ところで、図示実施例においては、インバータ回路５１
を集塵ケース３１の外壁に取り付けた場合について例示
したが、前記インバータ回路５１を集塵ケース３１の内
壁に取り付けるようにしてもよく、なおこの場合も、イ
ンバータ回路５１の万一のトラブル発生による感電防止
を考慮して、インバータ回路５１を隔離する形で、柴塵
ゲース３１内に絶縁処理をほどこしておけばよい。

また、図示実施例においては、インバータ制御によるブ
ラシレス電動送風機７を掃除機本体１に内蔵した場合に
ついて例示したが、これに代えて、カーボンブラシを有
する電動送風機を掃除機本体１に内蔵し、その入力制御
用の自己発熱素子を集塵ケース３１に取り付けてその冷
却作用を得るとともに、前記集塵ケース３１による騒音
低減効果を得るようにしてもよい。

以上、要するに、本発明によれば、集塵室の壁材を防音
兼放熱材、たとえば通常のプラスチック材に比べて剛性
が高く、薄肉でも透過音抑制効果の大きな金属材によっ
て構成することにより、集塵室から外部に洩れる騒音量
を少なくし、掃除機全体としての騒音レベルの低減化を
はかる一方、電動送風機の上流側に位置する集塵室内、
ひいては集塵室壁は、電動送風機の吸込気流によって常
に低い温度にあることから、この集塵室壁に対し、電動
送風機入力制御用の自己発熱素子を取り付けることによ
り、前記集塵室壁全体が自己発熱素子から吸熱し、これ
を冷却してその熱的トラブルを未然に防止できるという
２つの効果を同時に達成することができる。

〔発明の効果〕

本発明は以上のごときであり、図示実施例の説明からも
明らかなように、本発明によれば、電動送風機入力制御
用発熱素子の冷却と、掃除機全体としての騒音レベル低
減化とを同時に達成することのできる電気掃除機を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る電気掃除機の一実施例を示し、第１
図はその全体構成を示す縦断面図、第２図は第１図のへ
方向断面図、第３図は第１図のＢ方向断面図、第４図は
電気回路図、第５図は第１図に符号４で示す車輪台を取
り外した状態のＣ方向矢視図、第６図は第５図のＤ−Ｄ
線断面図、第７図は電動送風機ケース１７の正面図であ
る。 ７・・・ブラシレス電動送風機、９・・・集塵室、３１
・・・金属製集塵ケース、５１・・・インバータ回路。 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電動送風機と、塵埃を捕集する集塵室とを掃除機本
   体内に備える電気掃除機において、前記電動送風機の上
   流側に位置して冷風が通過する集塵室の壁材を、防音兼
   放熱材によって構成するとともに、前記集塵室壁に、電
   動送風機入力制御用の自己発熱素子を取り付けたことを
   特徴とする電気掃除機。 ２、請求項１において、電動送風機の上流側に位置して
   冷風が通過する集塵室の壁材を、防音兼放熱機能を有す
   る金属材によって構成するとともに、前記集塵室内に、
   感電防止用絶縁材をほどこした電気掃除機。 ３、請求項１または２において、電動送風機入力制御用
   の自己発熱素子を、防音兼放熱材によって構成された集
   塵室の外壁に取り付けた電気掃除機。 ４、請求項１または２において、電動送風機入力制御用
   の自己発熱素子を、当該自己発熱素子を感電防止用絶縁
   材によって隔離した状態で、防音兼放熱材によって構成
   された集塵室の外壁に取り付けた電気掃除機。 ５、請求項１〜４のいずれかにおいて、電動送風機はイ
   ンバータ駆動のブラシレス電動送風機である電気掃除機
   。 ６、請求項１〜５のいずれかにおいて、電動送風機入力
   制御用の自己発熱素子は半導体素子である電気掃除機。