JP2003290087A

JP2003290087A - 電気掃除機

Info

Publication number: JP2003290087A
Application number: JP2002104837A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Morishita; 和久森下; Takeshi Tokuda; 剛徳田; Yoshitaka Murata; 吉隆村田; Takeshi Nishimura; 剛西村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-04-08
Filing date: 2002-04-08
Publication date: 2003-10-14

Abstract

(57)【要約】【課題】電動送風機の軽量化、すなわち電気掃除機の
軽量化をはかることを目的とする。【解決手段】空気吸い込み用の電動送風機３は、ロー
タ５１と、永久磁石からなるステータ１１２とを有する
モータ部３２と、前記ロータの出力軸５３に備えられた
インペラ１１と、前記インペラからの吹き出し風を整流
するためのエアガイド１０と、前記インペラ、及びエア
ガイドを覆うケーシング１２を備えたファン部３１とを
有し、前記モータ部３２にはＤＣ電源を供給する整流回
路１１１を接続したことにより、モータ部３２がユニバ
ーサルモータの場合に比較して、ステータ１１２の軽量
化が図れ、整流回路１１１を含んでも、トータル質量と
しての大幅な掃除機本体の軽量化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主に電気掃除機に
使用される電動送風機に関するものであり、特に、電気
掃除機本体の軽量化を実現し、使用性の向上を図るもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、電気掃除機の軽量化が市場の要望
として高まってきている中、電機掃除機本体の小型・軽
量化に直接的に影響する電動送風機の軽量化が重要な位
置付けとなりつつある。

【０００３】従来の電気掃除機における電動送風機は、
ステータコアーにステータ巻線を巻き込んだステータか
ら発生する磁界で、ロータに回転力を発生させるユニバ
ーサルモータを使用している。そして、ロータの回転に
より、インペラが回転することによって、発生する吹き
出し風がインペラの吹き出し口外周に設けた整流用のエ
アガイドを通過した後、ロータ、ステータの巻線を冷却
し、反負荷側のブラケットから外部へ排気されるもので
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな電動送風機を備えた電気掃除機では、電動送風機に
おけるステータは、板厚０．３５〜０．５ｍｍの珪素鋼
鈑を積層してなるコアの外周に、銅線を数十ターン巻き
込んでなるものであった。このステータは電動送風機の
トータル質量約４０％のウェイトを占めており、この部
品を軽量化しなければ電動送風機の大幅質量ダウンに繋
がらない。すなわち、ステータ以外の部分で軽量化を図
っても、大幅な効果が得られ難いのが現状である。

【０００５】本発明は、前記従来の課題を解決するもの
で、電動送風機の軽量化、すなわち電気掃除機の軽量化
を図り、使用性の高い電気掃除機を提供することを目的
としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の電気掃除機は、質量ウェイトの高いステー
タをマグネット化した電動送風機を採用したものであ
る。

【０００７】これにより、電動送風機の軽量化、すなわ
ち電気掃除機本体の軽量化を図り、使用性の高い電気掃
除機が提供できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、塵埃を
捕集する集塵室と、前記集塵室に連通するように接続さ
れる吸気部と、空気吸い込み用の電動送風機を備え、前
記電動送風機はロータと、永久磁石からなるステータと
を有するモータ部と、前記ロータの出力軸に備えられた
インペラと、前記インペラからの吹き出し風を整流する
ためのエアガイドと、前記インペラ、及びエアガイドを
覆うケーシングを備えたファン部とを有し、前記モータ
部にはＤＣ電源を供給する整流回路を接続した電気掃除
機とすることにより、ステータ巻線タイプの電動送風機
（ユニバーサルモータ）と比較して、モータ部がステー
タを銅と鉄を含んだ質量からマグネットのみの質量への
軽量化が図れるため、ＤＣ電源を供給する整流回路を含
んでも、トータル質量としての大幅な軽量化が図れ、使
用性の高い電気掃除機が提供できる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、電動送風機は吸
込風量が１．２ｍ³／ｍｉｎ以上の風量域で、消費電力
を略６００Ｗ以上とした請求項１に記載の電気掃除機と
することにより、この消費電力域での電気掃除機本体の
軽量化により大きく貢献できる。

【００１０】請求項３に記載の発明は、電動送風機は吸
込風量が１．２ｍ³／ｍｉｎ以上の風量域で、ファン出
力を３００Ｗ以上とした請求項１または２に記載の電気
掃除機とすることにより、電機掃除機として一般的に要
望される最低限の吸込仕事率２００Ｗ以上を得ることが
できる。

【００１１】請求項４に記載の発明は、電動送風機は吸
込風量が１．２ｍ³／ｍｉｎ以上の風量域で、ファン回
転数を４００００ｒｐｍ以上とした請求項１〜３のいず
れか１項に記載の電気掃除機とすることにより、インペ
ラの外径を小さく設計することができるため、電気掃除
機本体のより軽量化、及び小型化を図ることができる。

【００１２】請求項５に記載の発明は、整流回路を倍電
圧整流回路とした請求項１〜４のいずれか１項に記載の
電気掃除機とすることにより、電動送風機に流れる電流
値を半減でき、スパーク、寿命などの信頼性の向上を図
ることができる。

【００１３】請求項６に記載の発明は、整流回路をモー
タ部の反負荷側ブラケット外周近傍に設置した請求項１
〜５のいずれか１項に記載の電気掃除機とすることによ
り、反負荷側ブラケット外周のデッドスペースを有効活
用することができる。

【００１４】請求項７に記載の発明は、エアガイドの底
面部に位置するブラケットにインペラからの吹き出し風
が外部へ排出されるための冷却穴を設け、整流回路の整
流素子を前記冷却穴の下部近傍に配設した請求項１〜６
のいずれか１項に記載の電気掃除機とすることにより、
モータ部を通過せず比較的温度の低いインペラからの吹
き出し風が、直接整流回路の発熱部品である整流素子を
冷却することができる。

【００１５】請求項８に記載の発明は、整流回路の整流
素子を反負荷側ブラケットに堅持した請求項１〜６のい
ずれか１項に記載の電気掃除機とすることにより、ブラ
ケットを放熱フィンの役割として利用することができ
る。

【００１６】請求項９に記載の発明は、整流回路をファ
ン部のケーシングの前面近傍に設置した請求項１〜６の
いずれか１項に記載の電気掃除機とすることにより、モ
ータ部、及びファン部も通過していない吸込み風が直接
整流回路の発熱部品である整流素子を冷却することがで
きる。

【００１７】請求項１０に記載の発明は、整流回路の整
流素子をケーシングに堅持した請求項１〜６のいずれか
１項に記載の電気掃除機とすることにより、ケーシング
を放熱フィンの役割として利用することができる。

【００１８】請求項１１に記載の発明は、整流回路の整
流素子、又は整流回路自体をエアガイド底面とブラケッ
トの空間に配置した請求項１〜６のいずれか１項に記載
の電気掃除機とすることにより、モータ部を通過せず比
較的温度の低いインペラからの吹き出し風が、直接整流
回路の発熱部品である整流素子を冷却することができる
とともに、整流回路を電動送風機の内部に組みこむこと
で、よりコンパクト化することができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例における電気掃除機に
ついて図を参照して説明する。

【００２０】図１に示すように、電気掃除機１は、その
掃除機本体２内に、塵埃を捕集する集塵室１０６と、空
気吸い込み用の電動送風機３とを備えるとともに、前記
集塵室１０６に連通するように接続された吸気部１０７
を備えている。

【００２１】具体的には、掃除機本体２にホース１０１
の一端が着脱自在に接続され、ホース１０１の他端には
操作部１０２を形成する先端パイプ１０３が備えられて
いる。先端パイプ１０３には延長管１０４と、その延長
管１０４には吸込具１０５が接続され構成されている。
掃除機本体２には、ホース１０１に連通して集塵室１０
６が形成され、集塵室１０６後方には吸気部１０７を集
塵室１０６側に面するよう配された電動送風機３と、コ
ードリール１０８が備えられており、掃除機本体２後方
には、フィルター１０９と、本体排気口１１０が設けら
れている。そして、電動送風機３の吸引力により吸込具
１０５から集められたゴミは、延長管１０４、先端パイ
プ１０３、ホース１０１を通り、集塵室１０６に集めら
れるものである。

【００２２】図２に示すように、前記電動送風機３は、
ロータ５１と、永久磁石からなるステータ１１２とを有
するモータ部３２と、前記ロータ５１の出力軸５３に備
えられたインペラ１１と、前記インペラ１１からの吹き
出し風を整流するためのエアガイド１０と、前記インペ
ラ１１、及びエアガイド１０を覆うケーシング１２を備
えたファン部３１とを有するものである。

【００２３】前記電動送風機３において、ロータ５１へ
回転力を発生させるために、ステータ１１２で磁界をつ
くりだしている。そのため、電動送風機３へ電源を供給
するための電源端子は、ブラシホルダー７に直接電源端
子１１３が取り付けられている。また、ステータ１１２
は、永久磁石にて構成することにより、ステータの質量
が大幅に低減し、電動送風機３のトータル質量のウェイ
トとして約１０％にまで低減することが可能となる。

【００２４】また、ロータ５１は、整流子５２、ロータ
巻線２２を有し、ロータ巻線２２はロータコアー７０の
外周に巻かれている。ロータ５１の出力軸５３の両端に
は軸受４が圧入され、この軸受４を負荷側ブラケット５
と反負荷側ブラケット６にて支持している。ブラシホル
ダー７はカーボンブラシ８を内蔵した金属からなり、反
負荷側ブラケット６にて保持されている。

【００２５】エアガイド１０は、負荷側ブラケット５
と、空気吸引、吹き出し用のインペラ１１との間に形成
し、インペラ１１からの吹き出し風を整流している。こ
のエアガイド１０は、ネジ（図示せず）等にて負荷側ブ
ラケット５に固定しており、負荷側ブラケット５と反負
荷側ブラケット６もネジ（図示せず）等にて固定してあ
る。インペラ１１はスペーサー、座金１４及びナット１
５により出力軸５３に固定され、出力軸５３とともに回
転する。なお、インペラ１１、及びエアガイド１０を覆
うケーシング１２には、吸気口を形成する吸気管１６が
溶着等で固定されている。

【００２６】ここで、図３に示すように、整流素子１１
４と電解コンデンサ１１５を有する整流回路１１１をモ
ータ部３２に接続してＤＣ電源を供給するようにしてい
る。

【００２７】上記電動送風機３は、インペラ１１が回転
することによって発生する吹き出し風が、インペラ１１
の吹き出し口外周に設けた整流用のエアガイド１０を通
過した後、モータ部３２のロータ５１のロータ巻線２２
を冷却し、反負荷側ブラケット６から後方、すなわち本
体排気口１１０（図１）から外部へ排気される。

【００２８】次に、電動送風機３について、具体的な数
値を挙げて詳述する。従来、トータル質量１１４０ｇの
電動送風機３があった場合、ステータの質量は４０％の
４５６ｇとなる。この電動送風機３のステータを、永久
磁石からなるステータ１１２（ネオジウム系希土類磁石
の場合）にした場合では、ステータの質量は７２ｇまで
低減でき、トータル質量としては７５６ｇ、すなわちス
テータ１１２の質量ウェイトをトータル質量の約１０％
にすることが可能となる。その結果、トータル質量とし
ては１１４０ｇから７５６ｇにでき、３８４ｇの軽量化
を実現できたことになる。電機掃除機１のトータルで考
えても、電動送風機３を駆動するための整流回路１１１
が仮に千数百μＦの電解コンデンサ１１５と十数アンペ
アの整流素子１１４とした場合、前記整流回路１１１の
トータル質量は６０ｇ程度である。よって、電動送風機
３を駆動させるための整流回路１１１の質量を含んで
も、電気掃除機１のトータル質量としては３２４ｇの低
減効果が得られることとなる。

【００２９】また、本実施例では、電動送風機３の吸込
風量が１．２ｍ³／ｍｉｎ以上の風量域で、消費電力を
略６００Ｗ以上としたものである。これは、消費電力５
５０Ｗまでは、掃除機本体２のコードリール１０８が平
行２芯タイプであっても法規上問題ないが、消費電力５
５０Ｗ以上になればコードリール１０８はキャプタイヤ
タイプにしなければならないため、平行２芯タイプに対
し掃除機本体２の質量は大幅にＵＰする。従って、消費
電力が略６００Ｗ以上の領域においては必然的にキャプ
タイヤタイプのコードとなり、掃除機本体２の質量が大
幅ＵＰするために、この消費電力域においては電動送風
機３の軽量化が大いに生かされる。

【００３０】更に、付随する効果としては、図２からも
わかるように、永久磁石からなるステータ１１２とにす
ることにより、銅線の巻線スペースをなくすことができ
るため、反負荷側ブラケット６の外径Ａを大幅に小さく
することも可能となる。特にこの径については、ステー
タ１１２をネオジウム系希土類磁石にすれば、その板厚
を１〜３ｍｍ以内に抑えることができるため、より小さ
くできる。

【００３１】次に、電動送風機３の吸込風量が１．２ｍ
³／ｍｉｎ以上の風量域で、ファン出力を３００Ｗ以上
とすることにより、延長管１０４、ホース１０１、集塵
室１０６での吸気圧損を１００Ｗとしても、電気掃除機
１の吸込仕事率で２００Ｗ前後を出すことができる。吸
込仕事率２００Ｗというレベルは、実使用状態で吸引力
があると感じる最低限のレベルであり、電動送風機３で
のファン出力を３００Ｗ以上に設定するところに重要な
意味が発生してくる。

【００３２】次に、インペラ１１の回転数については、
インペラ１１の回転数を上げれば上げるほど同じ出力で
あれば、インペラ１１の外径Ｂを小さくすることができ
る。すなわち電動送風機３の外径で最も大きい部分であ
るケーシング１２の外径Ｃを小さくすることができる。
またインペラ１１の回転数を一定にし、インペラ１１の
外径Ｂを大小に振ると、インペラ１１自体の効率はある
インペラ１１外径Ｂでピークポイントに達する。これが
ある回転数による最も効率のよいインペラ１１外径Ｂと
なる。前記の内容を踏まえ、吸込風量が１．２ｍ³／ｍ
ｉｎ以上の風量域で、回転数を４００００ｒｐｍ以上に
設定している。

【００３３】具体的な数値を挙げれば、消費電力が１０
００Ｗを超える高仕事率ハイカット制御タイプの電動送
風機３の場合、少なくとも掃除機本体２の外観形状を加
味すれば、ケーシング１２の外径ＣはΦ１３０前後以下
に抑え込みたい。この場合、エアガイド１０のスペース
も考えれば、インペラ１１の外径ＢはΦ１００前後以下
には抑えたいところである。そこで、吸込風量が１．２
ｍ³／ｍｉｎ以上の風量域で、回転数を４００００ｒｐ
ｍに設定すると、インペラ１１の効率がピークポイント
に達するインペラ１１の外径ＢはΦ１００となる。従っ
て、吸込風量が１．２ｍ³／ｍｉｎ以上の風量域で、回
転数を４００００ｒｐｍ以上に設定すると、ケーシング
１２の外径ＣはΦ１３０以下に抑え込みつつ、インペラ
１１の効率としてピークポイントを得ることが可能とな
る。

【００３４】その他、電動送風機３自体の信頼性の向上
に関しては、整流回路１１１を図３に示すような整流素
子１１４、電解コンデンサ１１５からなる倍電圧整流回
路とすることにより、電動送風機３に流れる電流値を半
減でき、スパーク、寿命などの信頼性の向上を図ること
ができる。

【００３５】次に、電動送風機３を駆動させるための整
流回路１１１の配置について説明する。まず、図４に示
すように、整流素子１１４、電解コンデンサ１１５から
なる整流回路１１１を樹脂等からなるカバー体１１８で
覆い、モータ部３２の反負荷側ブラケット６の外周近傍
に設置、固定することにより、ケーシング１２の外径内
に整流回路１１１を収め込むことができるため、電気掃
除機１の掃除機本体２の小型化を図ることができる。更
には、同じく図４で示すように、エアガイド１０の底面
部に位置する反負荷側ブラケット６及び負荷側ブラケッ
ト５の一部に、インペラ１１からの吹き出し風が外部へ
排出されるための冷却穴１１６を設けることにより、モ
ータ部３２を通過する前の比較的温度の低いインペラ１
１からの吹き出し風が、直接整流回路１１１に吹き付け
る。この時、整流回路１１１の発熱部品である整流素子
１１４を前記冷却穴１１６の近傍に配置すれば、より効
率的に冷却することが可能となり、冷却フィンの大型化
を避けることができる。

【００３６】また、図５に示すように、整流回路１１１
の整流素子１１４を反負荷側ブラケット６又は負荷側ブ
ラケット５に固定ビス１１７等で堅持することにより、
鉄又は樹脂等からなるブラケットを放熱フィンの役割と
して利用することが可能となる。

【００３７】また、整流回路１１１をモータ部３２の反
負荷側ブラケット６の外周近傍ではなく、図６に示すよ
うに、ファン部３１のケーシング１２の前面近傍に設置
することにより、モータ部３２、及びファン部３１も通
過していない吸込み風が直接整流回路１１１を冷却する
ことができる。ちなみに、ファン部３１を通過した風と
通過しない風とでは、通過した風にはインペラ１１の回
転による摩擦熱がプラスされるため通過しない風に比べ
高くなる。従って、ファン部３１を通過しない吸込み風
での冷却効果は大きいと言える。

【００３８】また、図７に示すように、整流回路１１１
の整流素子１１４をケーシング１２に固定ビス１１７等
で堅持することにより、鉄等からなるケーシング１２を
放熱フィンの役割として利用することも可能となる。

【００３９】また、図８に示すように、整流回路１１１
の整流素子１１４、又は整流回路１１１自体をエアガイ
ド１０底面と反負荷側ブラケット６又は負荷側ブラケッ
ト５の空間に配置することにより、モータ部３２を通過
せず比較的温度の低いインペラ１１からの吹き出し風
が、直接整流回路１１１の発熱部品である整流素子１１
４を冷却することができるとともに、整流回路１１１を
電動送風機３の内部に組み込むことで、よりコンパクト
化することが可能となる。

【００４０】

【発明の効果】上記したように、本発明の電気掃除機
は、電動送風機において質量ウェイトの高いステータを
マグネット化したことにより、電動送風機の軽量化、す
なわち電気掃除機本体の軽量化を図り、使用性の高いも
のとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す電気掃除機の断面図

【図２】同電気掃除機に装備した電動送風機を半断面に
て示した正面図

【図３】同電気掃除機に組み込まれる倍電圧整流回路の
回路図

【図４】同整流回路設置の第一の例を示す電動送風機を
半断面にて示した正面図

【図５】同第二の例を示す電動送風機を半断面にて示し
た正面図

【図６】同第三の例を示す電動送風機を半断面にて示し
た正面図

【図７】同第四の例を示す電動送風機を半断面にて示し
た正面図

【図８】同第五の例を示す電動送風機を半断面にて示し
た正面図

【符号の説明】

１電気掃除機２掃除機本体３電動送風機５負荷側ブラケット６反負荷側ブラケット１０エアガイド１１インペラ１２ケーシング３１ファン部３２モータ部５１ロータ５３出力軸１０６集塵室１０７吸気部１１１整流回路１１２ステータ１１６冷却穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０４Ｄ 29/58 Ｆ０４Ｄ 29/58 Ｐ (72)発明者村田吉隆大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者西村剛大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 3B006 FA01 FA02 3H022 AA01 BA03 BA07 CA48 CA50 CA56 DA00 DA03 DA12 3H034 AA02 AA13 BB01 BB06 BB11 CC05 CC07 DD01 DD28 DD30 EE00 EE03 EE12 3H035 AA02 AA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塵埃を捕集する集塵室と、前記集塵室に
連通するように接続される吸気部と、空気吸い込み用の
電動送風機を備え、前記電動送風機はロータと、永久磁
石からなるステータとを有するモータ部と、前記ロータ
の出力軸に備えられたインペラと、前記インペラからの
吹き出し風を整流するためのエアガイドと、前記インペ
ラ、及びエアガイドを覆うケーシングを備えたファン部
とを有し、前記モータ部にはＤＣ電源を供給する整流回
路を接続した電気掃除機。
【請求項２】電動送風機は吸込風量が１．２ｍ³／ｍ
ｉｎ以上の風量域で、消費電力を略６００Ｗ以上とした
請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】電動送風機は吸込風量が１．２ｍ³／ｍ
ｉｎ以上の風量域で、ファン出力を３００Ｗ以上とした
請求項１または２に記載の電気掃除機。
【請求項４】電動送風機は吸込風量が１．２ｍ³／ｍ
ｉｎ以上の風量域で、ファン回転数を４００００ｒｐｍ
以上とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気掃
除機。
【請求項５】整流回路を倍電圧整流回路とした請求項
１〜４のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項６】整流回路をモータ部の反負荷側ブラケッ
ト外周近傍に設置した請求項１〜５のいずれか１項に記
載の電気掃除機。
【請求項７】エアガイドの底面部に位置するブラケッ
トにインペラからの吹き出し風が外部へ排出されるため
の冷却穴を設け、整流回路の整流素子を前記冷却穴の下
部近傍に配設した請求項１〜６のいずれか１項に記載の
電気掃除機。
【請求項８】整流回路の整流素子を反負荷側ブラケッ
トに堅持した請求項１〜６のいずれか１項に記載の電気
掃除機。
【請求項９】整流回路をファン部のケーシングの前面
近傍に設置した請求項１〜６のいずれか１項に記載の電
気掃除機。
【請求項１０】整流回路の整流素子をケーシングに堅
持した請求項１〜６のいずれか１項に記載の電気掃除
機。
【請求項１１】整流回路の整流素子、又は整流回路自
体をエアガイド底面とブラケットの空間に配置した請求
項１〜６のいずれか１項に記載の電気掃除機。