JPS60185530A - 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 本発明は電動送風機の電流制御を行なう半導付素子の冷
却用放熱板を有する電気掃除機に関するものである。

従来の技術 近年、電気掃除機においては、省エネルギーの観点から
消費電力のコントロール装置つきのものが商品化され、
このコントロール装置には製造価格の引下げと多様性を
持った機能を設けるために、双方向性３端子制御整流素
子等の半導体素子が使用されるようになってきた。また
、従来リモートコントロールで電源を人、切するために
、マグネットリレーが使用されていたが、ごみが接点部
に侵入して耐久性に劣る等の理由から、半導体リレーが
考えられ、実用化されてきた。このような半導体素子を
電気掃除機に使用するうえで、一番留怠するべき仁とは
、半導体素子の過温度上昇を如何に防止するかという点
にある。いうまでもなく半導体素子は、電流が流れるこ
とによシ、自己発熱を起し、これが上限値を超えると破
壊をしてしまうという特性があシ、特に電気掃除機にお
いては、電動送風機が自己発熱をして排気温度が高くな
）、フィルター装置が目づまシした場合等によシ、空気
流入量が減少すると、排気通路温度そのものが半導体素
子の温度上限値に近づくことも発生することかあった。

このため、従来においては、半導体素子を固定した放熱
板を設け、この放熱板を電動送風機より前の吸気側に設
置して、吸気流によシ冷却する方式あるいは本体の排気
通路と隔離した大気と連通ずる隔室を設け、この隔室に
放熱板を設置するとともに、電動送風機前面の吸気側と
連通させて電動送風機の回転時は常に冷却空気を大気よ
シ吸入する方式が採用されていた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記前者の方式では半導体素子と電気掃
除機の本体側の電源部とを電気的に接続するために配線
構造が複雑になシ、製造原価が高くなる問題があシ、ま
た後者の手段ではフィルター装置をバイパスする空気流
が常に存在することとなって吸込性能の低下をまねくも
のであった。

本発明はこのような従来の問題点を解消したもので、電
気掃除機の性能を低下させることなく半導体素子の冷却
を的確に行ったものである。

問題点を解決するための手段 このような従来の問題点を解消するために本発明は、電
動送風機を内蔵するとともに、排気流を外気に排出する
排気穴と電動送風機とを連通する排気通路を形成した本
体と、前記本体の排気通路と仕切壁でしゃ断し外気に連
通ずる通気穴を設けた隔室と、こ′の隔室と電動送風機
前部の負圧部とを連通ずるとともに、同負圧部と外気と
の圧力差によシ作動して外気を導入する安全弁装置と、
前記隔室に収納した電流制御用の半導体素子を固着した
金属製の放熱板とを備え、この放熱板の一部は仕切壁を
貫通して排気通路に略垂直に臨ませたものである。

作用 フィルター装置の目づまシなどがなく、掃除機が正常に
動作しているときは安全弁装置が閉じて隔室には大気が
導入されない。しかし、この場合、電動送風機の排気流
度が低いので同排気によシ放熱板からの放熱を促進でき
るものである。！た安全弁装置が開いた状態では排気温
か上昇するけれども、隔室に大気が導入されて、この大
気で放熱板からの放熱が促進される。

また本体側に半導体素子を設けることができるので配線
構造も簡素化される。

実施例 以下その実施例を添附図面を参照して説明する。

図において、１は左右に略分割された本体で、内部に前
支持体２と後支持体３に保持された電動送風機４と、電
源コード６の巻取装置６が設置されている。７は本体１
の外壁８と内壁９により形成された排気通路で、電動送
風機室１ｏよシ排気室１１へ排気流を流し、排気フィル
ター１２．排気穴１３を介して外気へ放出する。１４は
尾錠装置１６により本体１に対して着脱自在に取着した
集塵箱で、内部にフィルター装置１６を着脱自在に有し
、本体１に集塵箱１４を係着した時、フィルターパツキ
ン１Ｔが本体１に密着して負圧部１８を形成する。１９
は本体１と一体に形成した把手で、内部に吸込仕氷率が
最高時点の風量以下で作動して外気を導入する圧力式の
安全弁装置２０が跨着式れていスー？″め害仝弁馨署２
０針　会年翔（１８と連通した接続管２１と、この接続
管２１　ＦＬ一端を接続するとともに、弁ばね２２と弁
体２３を内設し、かつ他端は弁体２３の外径より小径の
弁穴２４を形成した透明な弁筒２６とからなシ、弁体２
３は弁筒２６内を摺動自在であシ、弁穴２４側に弁ばね
２２で付勢されている。２６は把手１９に形成した通気
穴で、外気を導入して安全弁装置２０に導入する。２７
は開口した表示窓で、弁体２３の動きが透明な弁筒２６
を通して確認できる。

２８は半導体素子である双方向性３端子制御整流素子２
９（以下半導体素子という）をねじ等により固着した金
属製の放熱板で、把手１９の後部に形成した隔室３０に
収納されるとともに、隔室３０と排気通路７を仕切る本
体１の左右の仕切壁３１によシ挾持され、また放熱板２
８の一部分は排気通路７内に垂直に突出している。３２
け制御回路を組み込んだプリント基盤で、本体１のリブ
体３３によ）保持されている。

次に第３図に基づき電気回路について簡単に説明する。

プリント基盤ｊ２には、放熱板２６に固定した半導体素
子２９に信号を送るためのトリガー素子３４と、このト
リガー素子３４の信号電流を調整する可変抵抗器３６．
抵抗３６．コンデンサ］３７が組み込まれて、電動送風
機４に流れる電流を制御し電動送風機４の回転数を変え
る制御回路が組み込まれている。コンデンサー３８．抵
抗３９は半導体素子２９の保護回路であシ、また、リモ
ートコントロール用の手元スイッチ４０の人。

切操作によシ前記制御回路に電流を流す。また補助の双
方向性３端子制御整流素子４１（以下補助の半導体素子
という）と、この補助の半導体素子４１に信号を送るト
リガー素子４２．コンデンサー４３と、手元スイッチ４
０に流れる電流を微電流にする抵抗４４とが設けら力て
いる。上記回路において、電源に電圧を印加した後、手
元スイッチ４ｏを人にすると、コンデンサー４３に容量
が蓄えられ、一定電圧になると、トリガー素子４２より
信号が送られて補助の半導体素子４１に電流を流す。そ
して補助の半導体素子４１にょ多制御回路に電流が流れ
出し、コンデンサー３８に一定容量蓄積されると、トリ
ガー素子３４よシ信号が半導体素子２９に送られ主回路
に電流が流れて電動送風機４が回動する。この半導体素
子２９は、大電流が流れることによシ自己発熱作用を起
し、一定限塵を超えると半導体素子２９内部のジャンク
ション部が破壊されるため、放熱板２８等で常に冷却を
しておかねばならない。本実施例に使用している半導体
素子２９はジャンクション温度は１２６℃が限度であり
、この場合半導体素子２９表面のジャンクションケース
温度Ｔｊ（以後１“ｊと呼ぶ）は７５℃を上限値と定め
ている。手元スイッチ４ｏを切にすると、補助の半導体
素子４１が電流を流さなくなるため、主回路も電流が停
止し、電動送風機４は停止する。

上記構成において、電動送風機４が回動すると、排気流
が排気通路７を流れるが、フィルター装置１６に目づ！
シがなく、充分な空気流がある場合には、電動送風機４
も冷却されているので、排気流の温度はあまシ上昇する
ことがなく、排気通路７に突出させた放熱板２８を冷却
し半導体素子２９の温度過上昇を防止する。次にフィル
ター装置１６が目づまりをして、電動送風機４の冷却が
不充分になると、排気通路７の温度か上昇して、半導体
素子２９の冷却効果が悪くなるが、本実施例では、ホー
ス延長管の先端で風量が０．７ｙｙ／／ｍ付近よシ少な
くなると、負圧部１８の圧力が外気圧より低くなシ、安
全弁装置２０の弁体２３に弁穴２４を介して圧力が作用
して弁ばね２２の付勢力に打ち勝って接続管２１方向へ
弁体２３が移動し、外気が通気穴２６．弁穴２３よシ負
圧部１８へ流入するため、半導体素子２９は外気により
冷却され、過温度上昇を防止する。

・　第４図について説明すると、温度がどのように変化
するかについて画いたグラフであるが、■の曲線は半導
体素子２９のついた放熱板２８を本体１内の隔室に設置
した時の安全弁動作直前風量での温度上昇の変化を示し
たもので、排気通路温度■の上昇とともに冷却効果が悪
くなシ、Ｔｊ上限値■を超えてしまっている。■の曲線
は半導体素子２９つきの放熱板２８すべてを把手１９の
隔室３゜に収納した時の安全弁動作直前風量での変化を
示したもので、排気通路７とは仕切壁３１により隔離さ
れ、かつ外気に接しているので、ある程度冷却効果が出
てＴｊ上限値■を超えることはないが、安全弁装置２０
が動作しないでさらに風量が低下したとすると、排気通
路７の温度は上昇して■の曲線に近づきＴｊ上限値を超
えてしまうことになるので、安全弁装置２ｏを設けであ
る一定風量以下になると冷却空気を流入して温度上昇を
防止している。もちろん上述からすれば、放熱板２８を
完全に排気通路７等の温度が上るところから離してしま
えば、安全弁装置２０は不必要であるが、この場合は本
体１が大きくなってしまう欠点がある。

次に曲線［相］、■について説明すると、第１図で示し
たように放熱板２８を排気通路７に突出させた時の温度
変化で、［相］はフィルター装置１６が目づｔｂしてい
ない時の開放風量の温度変化、■は安全弁装置２０の動
作直前風量（本実施例では約ｏ、ｙｖｌ／ｌＩ＆１１）
の時の温度変化で、風量が少なくなるにしたがって温度
上昇も大となシ、放熱板２８の冷却効果は減少してくる
が、風量が充分ある時（開放風量に近い時）は排気流に
より放熱板２８を冷却して温度上昇を防止している。安
全弁装置２０が動作する直前では、放熱板２８が排気通
路７に突出している効果はなくなるが、この風量よシ少
し低下すると安全弁装置２ｏが作動して、把手１９の隔
室３０内を冷却空気が流れ半導体素子２９を冷却する。

したがって曲線■よりも温度上昇値が低いため、Ｔｊ上
限値の低い半導体素子２９を使用できる。

次に放熱板２８の冷却効果であるが、上記に示したよう
に排気通路Ｔ中に突出させて掠ることにより排気流によ
って通常は冷却される。ところで、電気掃除機が吸塵し
た塵埃は１００％フィルター装置１６に捕集されるもの
ではなく、細塵のうち数パーセントは排気流と共に後方
へ排出されるため、放熱板２８の表面にも付着してその
放熱効果を低下させることが実験にょシ明確になった。

その中でも放熱板２８を水平配設すると、電動送風機４
の停止後、排気中に浮遊している細塵が放熱板２８の上
面部に蓄積し、特に湿度の高い時期等には層状に付着し
て放熱板２８の平面部の半分の冷却効果を低下させるた
め、よシ耐熱温度の高い半導体素子２９を使用する必要
があったが、上記構成では、放熱板２８は略垂直となる
ようにしているので、細塵の付着を防止でき冷却効果の
持続性を良くしている。

なお、上記実施例では、排気通路７に突出させた放熱板
２８は全てを垂直にしているが、放熱板２８の面積の少
なくとも半分以上の部分について略垂直にしておけば、
放熱板２８の面積の７εチ以上を有効に活用できるため
冷却効果の持続性は維持できる。

発明の効果 このように本発明によれば、半導体素子を設置した放熱
板を排気流中に略垂直に臨ませたので、排気流中に含ま
れている細塵が放熱板に付着しにくくなシ、冷却効果の
持続性を良くする効果がある。また放熱板は通常時排気
流で、異常時のみ吸引される大気で冷却されるため、電
気掃除機の効率が大巾に低下することがないものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電気掃除機の全体構成
を部分断面にして示した正面図、第２図は第１図のＡ−
大断面矢視図、第３図は本実施例に採用した電気回路図
、第４図は本実施例の作用効果を示す温度特性図である
。 １・・・・・・本体、４・・・・・・電動送風機、７・
・・・・・排気通路、１８・・・・・・負圧部、２０・
・・・・・安全弁装置、２８・・・・・・放熱板、２９
・・・・・・半導体素子、３０・・・・・・隔室。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名集１
図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電動送風機を内蔵するとともに、排気流を外気に排出す
   る排気穴と電動送風機とを連通ずる排気通路を形成した
   本体と、前記本体の排気通路と仕切壁でしゃ断し外気に
   連通ずる通気穴を設けた隔室と、この隔室と電動送風機
   前部の負圧部とを連通ずるとともに、同負圧部と外気と
   の圧力差によシ作動して外気を導入する安全弁装置と、
   前記隔室に収納した電流制御用の半導体素子を固着した
   金属製の放熱板とを備え、この放熱板の一部は仕切壁を
   貫通して排気通路に略垂直に臨ませた電気掃除機。