JPH0417822A - 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、制御の為の電子回路を有する掃除機に関する
。

〔従来の技術〕

従来は、集塵室内の一部で風の流れる部分に発熱する回
路素子を置き冷却していた。

［発明が解決しようとする課題〕 上記従来技術は、塵集室内に回路素子を置く事から、使
用者が手で回路素子に触れ、感電、やけど及び、塵埃に
よる素子の破損、ショート等の問題が有り、多大なプロ
テクトを要し、コストのアップ、冷却効果の低減等の問
題が有った。

又、集塵室内に回路素子を配置した場合、集塵容積が少
なくなると言う問題を発生すると同時に、冷却出来る部
品数、大きさも限られて来る問題が有った。

本発明は、上記問題を解決することを目的としており、
特に、安全性と冷却効率の向上及び、今後の電子化によ
る発熱部品の増加に対応する事を目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、集塵室と回路収納室を別に
設け、連通部で結ぶようにしたものである。

冷却風を、効率よく回路収納室にバイパスさせるために
、連通部を、流路に対し、上流、下流に分割したもので
ある。

冷却風を、効率よく連通部に流し込むために、連通部の
分割部を、流れに抗するように突出させたものである。

冷却風を、効率よく連通部に流し込むために、連通部に
突出させた変流板を流路に対し上流側に傾斜させたもの
である。

冷却風を、効率よく連通部に流し込むために、連通部に
突出させた変流板の、上流側に流体ガイドを設けたもの
である。

回路収納室に対する、集塵室からの各種トラブルを防止
するために、連通部の断面積を１回路収納室の連通部側
断面積より、小さくしたものである。

回路収納室に効率良く冷却風を流すために、圧力差の異
なる上流下流の複数点に、連通部を設けるようにしたも
のである。

熱によるトラブルが無いように、集塵室と回路収納室を
結んだ複数の連通部を、電動送風機の上流か下流かのど
ちらか一方に設けるようにしたものである。

効率良く回路収納室に冷却風を流すために、上下流路の
複数の連通部の主流路側を回路収納室側より流路抵抗大
にしたものである。

効率良く回路収納室に冷却風を取り込むために上流側の
連通部の面積を下流側の連通部の面積より大きくしたも
のである。

フィルター等の目詰りによる冷却風量の低下した場合に
、有効な冷却風を得るために、上流側流路の一部に外気
を導入するバイパス流路を設けた。

本体性能を確保しながら、有効な冷却を行なうために、
圧力及び熱により開閉するバイパスバルブを設けたもの
である。

本体性能を確保しながら、有効な冷却を行なうために、
センサーで熱を検知してバイパスバルブの開閉や電動送
風機のコントロールをマイコンで行なうものである。

〔作用〕

集塵室内に吸い込まれた風は、フィルターで塵埃を分離
して集塵ケースとの間を通り、電動送風機に吸い込まれ
る、この場合、フィルターと集塵ケース内に設けられ、
連通部を介して、回路収納室内に配した。電子部品は、
集塵ケースとフィルターを流れた風が、連通部を介して
、回路収納室に流れ込み、電子部品を冷却する。

又、上流側の連通部の一部に外気を取り込むバイパスを
設ける事により、風量低下時の冷却効果が確保される。

又、排気側に設ける場合は、排気流の一部を回路収納室
にバイパスさせる。回路収納室で電子部品を冷却した風
は、再度メイン流路に戻す、この場合、メイン流路の圧
力損失より、回路収納室をバイパスさせる。流路の圧力
損失の方が、小さくなるように設定する事により、効果
的に電子部品を冷却する事が出来る。

又冷却風量が異常に減少した場合に回路収納室の圧力が
増加しそれをセンサー又は機械式バイパスバルブで検知
し適正な冷却風量を上流側連通部に取付けたバルブで確
保し回路の温度を適正に保つようコントロールする。

又なんらかの原因で回路が異常温度上昇した場合に下流
側連通部に取付けた温度センサーより異常を検知して掃
除機をコントロールする。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。第１
図、第２図、第３図は本発明の一実施例を示す電気掃除
機の断面図、第４図は本発明の一実施例の効果を説明す
る図である。

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輪台４を、前
方に集塵フィルター５の交換のため開閉自在の集塵蓋６
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、それ放炎寿命で、また制御応答性の良いイン
バータ駆動のブラシレス運動送風機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を巻取るコードリール１１さ
らに棚用吸口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
とによる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）２ｏ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、上側を排気ダクトカバー２２で構成し
、終端を滑らかに下ケース３の下方に下ケース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。車輪台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ンフィルター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。フラジレス電動送風機
７は両側を防振ゴム（犬）３６．防振ゴム（小）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ケ所の尾
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がある。

本実施例の場合には、ブラシレス電動送風機７の吸気側
にミクロンフィルター３３を配置しているため、位置検
出部４０への微細塵の侵入の心配はない。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４
１があり、気密パツキン（吸込口）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３
２に取付けた気密パツキン（フィルター）４３で集塵蓋
カバー３２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４
４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に直接電圧２００ｖ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３
９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３９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５２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５
４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（１）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（１）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（１）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だものである。

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３
１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５日がミクロンフィルター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
回転軸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筋できる個所に配置している
。リアクトル４６は、発熱するため、リアクトル４６を
収納する回路収納室７７を連通部６５で集塵ケース３１
に連通している。

又連通部６５の略中央はシキリ板で流路上流と下流に区
切られ、集塵室内に突出したシキリ板の上流側には変流
板７６を設け、さらに変流板７６表面には流体ガイド６
６を設ける構造とした。ノイズフィルター４８及び整流
回路４９は一つのキバンにまとめ電源キバン５９とし、
ペースドライバー５２（キバン化している）とを、第３
図に示す如く、キバン上の部品同志が相対するように組
合せて、金属ケース（２）６０内に収納している。

ここで金属ケース（２）６０内に収納するのは不慮の場
合の発煙２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８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側のリードカバー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６８．６
９を介して排気ダクトカバー２２を仕切板６３で挾持し
、電動送風機７から見ると二重に防振されている構造で
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。各回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８に流
入し、集塵フィルター５で集塵を濾過したあと一部の風
は、連通部６５の流体ガイド６６に当り変流板７６によ
り上流側連通部に入り連通部より回路収納室７７に入り
リアクトル４６を冷却して下流側連通部より集塵室内に
戻り、主流体と一緒にフィルターケース５８のミクロン
フィルター３３を通過し、ブラシレス電動送風Ｗ＆７内
に入る。ミクロンフィルター３３を通過することによっ
て、０．３μｍ程度の微粒子が９９％以上取除かれた状
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
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を通ったのち、電動送風機室８内に入り、内貼した
吸音材１８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ケ所取付けており、電動送
風機室８内の排気上ロア２の近傍からは一部の排気ダク
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、排気上ロア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、一部の肺置きを直接
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、排気風速を最適なものをでき
るので、排気全体を時計回りに流して吸音材１８に効果
的に消音できる。

電動送風機室８の容積を大きくする程、掃除機全体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の性能と、電動送風機室
１８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
気上ロア２には電動送風機ケース１６を一体に構成した
絞り部２１があるが、この高さを適当なものに設定する
ことにより排気ダクト室１９へ導かれる排気風の風速を
最適に調整することができる。電動送風機室８から排気
ダクト室１９への流路は、第８図で２点鎖線で示す電動
送風機ケース１６．１７室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
様に構成でいる。

排気ダクト室１９は、下ケース３を第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に治って■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より車軸箱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、これによって
スムーズに排気流室３０からは下ケース３を車輪台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。

以上述べてきた様に、本実施例によれば、第４図グラフ
に示すように冷却なしに比較して、集塵室の風をバイパ
スさせて電子部品を冷却する事により、常時外気温度で
電子部品が冷却され、冷却効率が良い、又、集塵室外に
回路収納室を設けた事により、集塵スペースを犠牲にし
ないで、大型電子部品を冷却する事が出来る。

又、ゴミによる電子部品の破損を防止出来る。

又、集塵室にないため、容易に電子部品に手が触れる事
がなく感電がない。

又、発熱電子部品を分離しかこえるため、発火した場合
の他の部品への（特にプラスチック、ゴミ、フィルター
）延焼を防止出来る。

他の実施例として、集塵室内に食出させた変流板を、流
れに抗するように、上流側に傾斜させる。

本実施例の効果として、風を連通部に導入しやすく冷却
効果を向上させる事が出来る。

他の実施例として、連通部の断面積を、回路収納室の連
通部側断面積より小さく設定する。

本実施例の効果として、ゴミによる回路の破損回路収納
室に手が入る事による感電等が防止出来る。

他の実施例として、連通部を吸排気独立させて流れの上
流と下流に配置する事によって、上流と下流での圧力差
によって、回路収納室に冷却流が効果的に流入する。

本実施例の効果として、回路収納室の配置を自由な場所
に設定出来る効果が有る。

他の実施例として、電動送風機の後段の排気流路内に１
回路収納室の連通部を設け、排気流の上流側と下流側に
分割開口する事によって、圧力差により排気流をバイパ
スさせ回路収納室に排気流の一部を流し電子部品を冷却
するものである。

本実施例の効果としては、電子部品を吸気流路および吸
気側に入れる場合発生する（電子部品の配線に関する）
リーク等の性能低下の要因がなくなる。又集塵室囲りに
電子部品を配した場合発生する、集塵室のスペース低下
を防止出来る。

他の実施例として、掃除機流路の一部から、回路収納室
に吸気および排気用の連通部を設けたものにおいて、掃
除機流路内の吸気と排気の連通部開口部用の主流路にフ
ィルター、フラップ等の流路抵抗体を配し、バイパス流
量をコントロールする物で、吸気側にフィルターを配置
した場合は、フィルターの目詰りによるバイパス風量が
増加する。又、排気側でフラップを設けた場合は、風量
が大きい場合はフラップ開、風最小ではフラップ閉で、
バイパス流量をセルフコントロールする構造となる。

本実施例によれば、バイパス流量をセルフコントロール
する効果が有り、一定の冷却効果が得られる特長がある
。

他の実施例として、流路の一部に吸気と排気の連通部を
設ける場合、上流側の開口面積を下流側の開口面積に比
べて同等以上にする。

本実施例によれば１回路収納室に流れ込みやすくなり冷
却効果が向上する。

他の実施例として、複数の連通部の上流側の一部に外気
を導入するバイパスを設けた、バイパスは、常時開放又
は圧力、温度が設定以上になった場合開口するように設
定する。

本実施例によれば、ホースがゴミで詰った場合回路が異
常を起こした場合などの異常時に、回路部品の冷却が行
える効果が有る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、電子部品、特に形状の大きな部品、多
くの部品等の冷却を効果的に行なえる効果が有る。又１
発煙９発火等の問題の有る部品を一ケ所にまとめてＢＯ
Ｘ内に収納し、安全性を確保した上で効果的に冷却でき
る効果が有る。

又、電子部品を自由な場所にレイアウト出来る効果もあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の一実施例の断面図、第３図、
第５図は本発明の一実施例の部分拡大図、第４図は本発
明の効果を表わす図、第６図は本発明の回路を表わす図
、第７図、第８図は本発明の一実施例を示す図である。 １・・・掃除機本体、２・・・上ケース、３・・・下ケ
ース、４・・・車輪台、５・・・集塵フィルター、６・
・・集塵蓋。 ７・・・電動送風機、８・・・電動送風機室、９・・・
集塵室、１ｏ・・・電源コード、１１・・・コードリー
ル、１２・・・１１−吸口、１３・・・付属部品収納室
、１４・・・反ファン側部、１５・・・側面部、１６・
・・電動送風機ケース、１７・・・電動送風機ケース、
１８・・・吸音材、１９・・・排気ダクト室、２０・・
・吸音材、２１・・・絞り部。 ２２・・・排気ダクトカバー、２３・・・回動軸、２４
・・・中間排気口、２５・・キャスター取付部、２６・
・・キャスター軸、２７・・・キャスター、２８・・・
バンパー２９・・・車軸、３０・・・分散排気室、３１
・・・集塵ケース、３２・・・集塵蓋カバー、３３・・
・ミクロフィルタ３４・・・気密パツキン、３５・・気
密パツキン、３６・・・防振ゴム（大）、３７・・・防
振ゴム（小）、３８・・・尾管、３９・・・回転子、４
０・・・位置検出部、４１・・ホース差込口、４２・気
密パツキン（吸込口）、４３・・・気密パツキン（フィ
ルター）、４４・・１００Ｖ電源、４５・・コンデンサ
、４６・・・リアクトル、４７・・・力率改善部、４８
・・ノイズフィルター、４９・・整流回路、５０・・平
滑コンデンサ、５１　＝−インバータ回路、５２・・・
ベースドライバー５３・・マイクロコンピュータ、５４
・・・制御部、５５・・・手元操作回路、５６・・・ビ
ニールテープ、５７・・金属ケース（１）、５８・・・
フィルターケース、５９・・・電源キバン、６０・・・
金属ケース（２）。 ６１・・・案内リブ、６２・・・ホース、６３・・仕切
板、６４・リールカバー、６５・・連通部、６６・流体
ガイド、６７・・・パワーインジケータ、６８・・・防
振ゴム、６９　防振ゴム、７０・・・ハンドル、７１・
・保護リブ、７２・・・排気出口、７３・排気流路接合
部、７４　・案内板、７５・・・排気口、７６・・変流
板、７７・回路収納室。 第 Ｚ 図 ＩＪ３ 図 第４０ 象イ＋１．支う支板負勢、し 条４チ２：ｔも紀１（資す

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、集塵室と電動送風機と電動送風機をコントロールす
   る電子回路部品と電子回路部品を収納する回路収納室か
   らなる電気掃除機において、送風路の一部と、回路収納
   室を連通部で結んだ事を特徴とした電気掃除機。 ２、請求項第１項において、送風路の一部と、回路収納
   室を結んだ連通部を、送風路を流れる吸気流に対し、上
   流及び下流に分割した事を特徴とする電気掃除機。 ３、請求項第２項において、送風流に抗し突出させた変
   流板を吸気流の上流側に傾斜させた事を特徴とする電気
   掃除機。 ４、請求項第２項において、送風流に抗し抵抗体を突出
   させ、その抵抗体の送風流上流側面に流路抵抗を増加さ
   せ、送風流を効率よく回路収納室に導く流体ガイドを設
   けた事を特徴とする電気掃除機。 ５、請求項第４項において、送風路と回路収納室を流体
   的に結んだ連通部を、複数設け送風路の上流及び下流に
   配した事を特徴とする電気掃除機。 ６、請求項第５項において、複数の連通部を、電動送風
   機の下流に配した事を特徴とする電気掃除機。 ７、請求項第６項において、複数の連通部の上流側と下
   流側の送風路に、回路収納室の流路抵抗体より大きな流
   路抵抗体を配した事を特徴とする電気掃除機。 ８、請求項第６項において、複数の連通部の上流側と下
   流側の連通部の面積を上流側≧下流側とした事を特徴と
   する電気掃除機。