JP2010125193A - Stick-type cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、小型・軽量化に適した二段軸流ファンと省エネ性の高いブラシレスDCモータを組み合わせた電動送風機を搭載したスティック型クリーナに関するものである。 The present invention relates to a stick type cleaner equipped with an electric blower in which a two-stage axial fan suitable for miniaturization and weight reduction and a brushless DC motor with high energy saving performance are mounted.
従来、クリーナはキャニスター型が主流である。キャニスター型クリーナには電動送風機が搭載されており、一般的には遠心ファンとDCモータとにより構成される。
遠心ファンは遠心方向に送風する特徴から大風量を得るためにはファン径が大きくなるものである。また、DCモータは整流子(またはブラシ)が必要となり、スペースの関係から小型化には向かないものである。上述した遠心ファンとDCモータの特徴からクリーナ本体に収納されているが、本体サイズは大きくなり、重いものであった。
このようなキャニスター型に対して、小型・軽量であるスティック型クリーナもある。
かかる従来のスティック型クリーナは、軸流ファンとブラシレスDCモータにより構成される電動送風機を搭載したものであるが、スティック部分の径に対して電動送風機部分が太いことやブラシレスDCモータを駆動するインバータ回路がスティック部分の外に配置されていること等により膨らみのある形状となっていた。そのため、操作労力が大きく、使い勝手の悪さが問題となっていた(特許文献1参照)。
また、電動送風機等の部分が膨らまないスティック型クリーナも提案されているが、バッテリー駆動のためキャニスター型よりも吸引性能が悪く、長時間の連続運転ができない課題があり、さらに使用時にバッテリーの全重量が操作者の負荷となるため、操作労力が大きく、使い勝手の悪さが問題となっていた(特許文献2参照)。
Conventionally, a canister type cleaner is the mainstream. The canister type cleaner is equipped with an electric blower and is generally composed of a centrifugal fan and a DC motor.
The centrifugal fan has a large fan diameter in order to obtain a large air volume from the feature of blowing in the centrifugal direction. In addition, the DC motor requires a commutator (or brush) and is not suitable for miniaturization because of space. Although it is housed in the cleaner body due to the features of the centrifugal fan and the DC motor described above, the body size is large and heavy.
There are also stick-type cleaners that are smaller and lighter than such canister types.
Such a conventional stick type cleaner is equipped with an electric blower composed of an axial fan and a brushless DC motor. The electric blower part is thicker than the diameter of the stick part, and an inverter that drives the brushless DC motor. The circuit has a bulging shape due to the fact that the circuit is arranged outside the stick portion. For this reason, the operation labor is large and the usability is a problem (see Patent Document 1).
In addition, a stick type cleaner that does not swell, such as an electric blower, has been proposed. Since the weight is a load on the operator, the operation labor is large and the usability is a problem (see Patent Document 2).
本発明はかかる従来の課題を解決するためになされたもので、スティック形状が膨らむことなく、小型・軽量で使い勝手がよいスティック型クリーナを得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to obtain a stick-type cleaner that is small, light, and easy to use without causing the stick shape to swell.
本発明に係るスティック型クリーナは、筒状のケースの先端に床ブラシを取り付け、前記ケース内に先端側から集塵室、電動送風機及び駆動回路室の順に配設し、前記駆動回路室が位置する前記ケースの後端側に複数の排気口を設け、前記電動送風機は軸流ファンとブラシレスDCモータにより構成されているものである。 The stick type cleaner according to the present invention has a floor brush attached to the tip of a cylindrical case, and is arranged in the case from the tip side in the order of a dust collection chamber, an electric blower, and a drive circuit chamber. A plurality of exhaust ports are provided on the rear end side of the case, and the electric blower is constituted by an axial fan and a brushless DC motor.
本発明に係るスティック型クリーナは、筒状のケースの先端に床ブラシを取り付け、前記ケース内に先端側から集塵室、電動送風機及び駆動回路室の順に配設し、前記駆動回路室が位置する前記ケースの後端側に複数の排気口を設け、前記電動送風機は軸流ファンとブラシレスDCモータにより構成されているので、スティック形状が膨らむことなく、小型・軽量化が図れ、使い勝手がよく、操作労力を軽減する効果がある。 The stick type cleaner according to the present invention has a floor brush attached to the tip of a cylindrical case, and is arranged in the case from the tip side in the order of a dust collection chamber, an electric blower, and a drive circuit chamber. A plurality of exhaust ports are provided on the rear end side of the case, and the electric blower is composed of an axial fan and a brushless DC motor, so that the stick shape does not swell and can be reduced in size and weight, and is easy to use. This has the effect of reducing the operation effort.
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1のスティック型クリーナを示す構成図、図2は同スティック型クリーナの電動送風機を示す構成図、図3は同スティック型クリーナ内の電動送風機と駆動回路の配置図、図4は同スティック型クリーナの駆動回路のブロック図である。
図1に示すように、筒状のケース1の先端に床ノズル10が回動可能に取り付けられている。そのケースl内に先端側から集塵室20、電動送風機30及び駆動回路室40の順で配設され、すべて連通した状態となっている。なお、ケース1の後端に把手が回動可能に取り付けられている。
集塵室20では紙フィルタまたは、サイクロン方式により集塵する。駆動回路室40にはケース1に形成した排気口1aが複数個あり、排気口1aに設けられた排気フィルタ50を通してクリーナ外部へ排気を行なう。
1 is a block diagram showing a stick type cleaner according to
As shown in FIG. 1, a
In the
図2に示すように、電動送風機30は二段軸流ファン31と永久磁石を使用するブラシレスDCモータ32とにより構成される。ブラシレスDCモータ32はロータ32aとステータ32bとからなる。
軸流ファンを使用することで軸方向に風を流すことができるため、遠心ファンに比べてファンの径が小さくて済む。また、二段軸流ファン31とすることで同一風量条件下でもさらに小径化が可能となる。
永久磁石を使用するブラシレスDCモータ32はDCモータに比べて小型化に適しており、また駆動効率がよいため、省エネ化が可能となる。
前記したように電動送風機30は小型化に適した構成となっているため、たとえば筒状のケース1の内寸50mm程度を実現可能である。
この50mmは、一般的なクリーナの把手とほぼ同径であり、使い勝手のよい径である。
As shown in FIG. 2, the
Since the axial flow fan can be used to flow the wind in the axial direction, the fan diameter can be smaller than that of the centrifugal fan. Further, by using the two-stage
The
As described above, since the
This 50 mm is almost the same diameter as a general cleaner handle and is a convenient diameter.
図3に示すように、駆動回路室40は電動送風機30と連通しており、電動送風機30からの排気が駆動回路室40に流れ込むことで、駆動回路室40内の駆動回路41上の発熱体を冷却する効果が得られる。
この冷却効果により、駆動回路41に放熱板やヒートシンクなどの放熱部材が必要なくなるため、コスト削減、軽量化、省スペース化が実現可能となる。
また、駆動回路41はスティク形状に収まるよう細長い電子基板にて構成され、たとえば、縦200mm×横50mm程度の電合い基板にて実装する。
As shown in FIG. 3, the
This cooling effect eliminates the need for a heat radiating member such as a heat radiating plate or a heat sink in the
Further, the
図4に示すように、駆動回路41は、交流電源90にリアクトル100を介して接続されたコンバータ110と、コンバータ110の出力側に接続された電解コンデンサ120と、電解コンデンサ120に入力側が接続されたインバータ130と、インバータ130の出力側に接続されたブラシレスDCモータ32と、コンバータ110の出力側に接続された直流電圧変換器140と、直流電圧変換器140から駆動電圧が供給され、インバータ130を駆動制御するマイクロコンピュータ150と、マイクロコンピュータ150にブラシレスDCモータ32の回転位置を検出した検出信号を送る位置センサ160とから構成されている。
As shown in FIG. 4, the
交流電源90は国内の一般家庭では交流100Vであるが、その他交流電圧にも対応可能である。コンバータ110は複数の整流ダイオードからなるブリッジ回路を構成する。
インバータ130は複数のスイッチング素子と複数の還流ダイオードからなるブリッジ回路を構成する。スイッチング素子は、たとえばMOSFETやIGBTなどが用いられる。
マイクロコンピュータ150は一般的にソフトウエアとで構成されるが、論理回路等の電子回路によるハードウエアで構成することも可能である。
The
The
The
次に、駆動回路41の動作について図4に基づいて説明する。
コンバータ110に交流電源90の交流電圧が高調波電流等を抑制するリアクトル100を介して入力されると、コンバータ110は交流電圧を変換して任意の直流電圧を出力し、電解コンデンサ120によって平滑化された直流電圧はインバータ130に入力されると共に直流電圧変換器140に入力される。
直流電圧変換器140は直流電圧を任意の直流電圧に変換して電源電圧としてマイクロコンピュータ150に供給する。
マイクロコンピュータ150はブラシレスDCモータ32の位置情報を位置センサ160から得て、高速駆動させるための制御演算を行い、インバータ130に制御信号を入力する。
Next, the operation of the
When the AC voltage of the
The
The
ブラシレスDCモータ32の制御方法としては、一般的なベクトル制御やV/F制御などが挙げられる。上記制御によりブラシレスDCモータ32は10万rpm程度の回転速度を実現することが可能となり、小型な電動送風機においても高い吸引性能を得ることができる。
As a method for controlling the
実施の形態2.
図5は本発明の実施の形態2のスティック型クリーナの駆動回路のブロック図である。
この実施の形態2の駆動回路41において上記実施の形態1の駆動回路と同様の構成は同一符号を付して重複した構成の説明を省略する。
この実施の形態2では、図5に示すように、実施の形態1で説明した駆動回路41(図4参照)に対して、位置センサ160を省いた構成となっている。
位置センサ160を省くことで、モータ内部のセンサ取付けスペースが省略できるため、さらに小型なブラシレスDCモータ32が実現可能となる。
また、センサコスト削減といった利点もある。この場合、モータに流れる電流や電圧等から位置情報を得るセンサレス制御を行うことで、ブラシレスDCモータ32の高速駆動を実現することができる。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a block diagram of the drive circuit of the stick type cleaner according to the second embodiment of the present invention.
In the
In the second embodiment, as shown in FIG. 5, the
By omitting the
In addition, there is an advantage of sensor cost reduction. In this case, high-speed driving of the
以上の実施の形態1、2で説明した電動送風機の活用例として、クリーナ全般、ジェットタオルなどが挙げられる。 Examples of utilization of the electric blower described in the first and second embodiments include general cleaners and jet towels.
1a 排気口、10 床ノズル、11 把手、20 集塵室、30 電動送風機、31 二段軸流ファン、32 ブラシレスDCモータ、40 駆動回路室、41 電動・駆動回路、50 排気フィルタ、90 交流電源、100 リアクトル、110 コンバータ、120 電解コンデンサ、130 インバータ、140 直流電圧変換機、150 マイクロコンピュータ、160 位置センサ。 1a exhaust port, 10 floor nozzle, 11 handle, 20 dust collection chamber, 30 electric blower, 31 two-stage axial fan, 32 brushless DC motor, 40 drive circuit chamber, 41 electric drive circuit, 50 exhaust filter, 90 AC power supply , 100 reactor, 110 converter, 120 electrolytic capacitor, 130 inverter, 140 DC voltage converter, 150 microcomputer, 160 position sensor.
Claims (5)
前記電動送風機は軸流ファンとブラシレスDCモータにより構成されていることを特徴とするスティック型クリーナ。 A floor brush is attached to the front end of the cylindrical case, and a dust collection chamber, an electric blower, and a drive circuit chamber are arranged in that order from the front end side. Provided an exhaust port,
The electric blower is composed of an axial fan and a brushless DC motor.
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