JP2011244871A

JP2011244871A - 電気掃除機

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Publication number: JP2011244871A
Application number: JP2010118172A
Authority: JP
Inventors: Norikazu Ito; 則和伊藤; Takahiro Nakai; 貴弘中居; Shigenori Sato; 繁則佐藤; Hiroki Moriya; 裕輝守屋; Hiroshi Yokoyama; 大史横山; Atsushi Kurata; 敦史倉田
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2010-05-24
Filing date: 2010-05-24
Publication date: 2011-12-08
Anticipated expiration: 2030-05-24
Also published as: JP4933639B2; CN102258351A; CN102258351B

Abstract

【課題】寿命を長くすることができる電動機を備えた電気掃除機を提供する。
【解決手段】吸引力を発生する掃除機本体２と、掃除機本体２に連通する吸込具１０とを備えた電気掃除機１において、吸込具１０は、清掃面を清掃する回転清掃体１１０と、回転清掃体１１０を回転するための動力を発生する電動機１２０とを備え、電動機１２０は、コア１２４ｂと、コア１２４ｂを覆う断面が略小判形状のハウジングと、コア１２４ｂの軸方向端部に配置されるブラシ部１２７とを備え、ブラシ部１２７は、少なくとも２つのブラシ１２７ｂを備え、電動機１２０の軸方向から見ると、少なくとも２つのブラシ１２７ｂはハウジングの略小判形状の対角線上に配置され、各ブラシ１２７ｂの外周側端面１２７ｃはハウジングの略小判形状よりも外周側でかつハウジングの略小判形状が内接する四角形Ｔよりも内周側に位置する構成とした。
【選択図】図１１

Description

本発明は、電動機によって駆動される回転清掃体を有する吸込具（例えば、パワーブラシ）を備えた電気掃除機に関する。

一般的に、電気掃除機は、集塵装置を備えた掃除機本体と、清掃面の塵埃を吸引する吸込具とを備えており、これらの間を延長管や吸引ホースで連結したキャニスタータイプと呼ばれる構造を有している。そして、掃除機本体は、その内部に集塵装置と電動送風機とを備え、車輪を介して自在に移動可能に設けられている。このような電気掃除機における床用の吸込具は、ブラシ等からなる回転清掃体を備えており、この回転清掃体を駆動するための電動機が吸込具に設けられている。
ところで電動機において、電動機に設けられるブラシを、略小判形状のハウジング等の対角線上に配置する技術が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。

実開平２−４４８５４号公報特開平８−２０５４８４号公報特開２００９−１８３０４５号公報

しかしながら、前記した従来の電動機では、２つのブラシを略小判形状の対角線上に配置することが記載されているものの、対角線上に配置したブラシの長さは、略小判形状の長径上に配置したブラシの長さと変わらないため、ブラシの寿命を長くすることができず、それ故、電動機の寿命を長くするには至っていない。

本発明は、前記従来の問題を解決するものであり、寿命を長くすることができる電動機を備えた電気掃除機を提供することを目的とする。

本発明は、吸引力を発生する掃除機本体と、前記掃除機本体に連通する吸口体とを備えた電気掃除機において、前記吸口体は、清掃面を清掃する清掃部材と、前記清掃部材を回転するための動力を発生する電動機とを備え、前記電動機は、コアと、前記コアを覆う断面が略小判形状のハウジングと、前記コアの軸方向端部に配置されるブラシ部とを備え、前記ブラシ部は、少なくとも２つのブラシを備え、前記電動機の軸方向から見ると、前記少なくとも２つのブラシは前記ハウジングの略小判形状の対角線上に配置され、各ブラシの外周側端面は前記ハウジングの略小判形状よりも外周側でかつ前記ハウジングの略小判形状が内接する四角形よりも内周側に位置することを特徴とする。

この発明によれば、少なくとも２つのブラシが、電動機の軸方向から見たときに、ハウジングの略小判形状の対角線上に配置され、各ブラシの外周側端面はハウジングの略小判形状よりも外周側でかつハウジングの略小判形状が内接する四角形よりも内周側に位置するので、ハウジングの略小判形状が内接する四角形の隅部を利用してハウジングの略小判形状よりも外周側に位置するようにしてブラシを配置することができ、隅部を利用した範囲でブラシを長く設定することができる。したがって、電動機の寿命を長くすることができる。また、ハウジングの略小判形状が内接する四角形の隅部を利用してブラシを配置することができるので、ハウジングの上下方向にブラシが突出するのを回避することができ、電動機の小型化を図ることができる。

本発明によれば、寿命を長くすることができる電動機を備えた電気掃除機が得られる。

本実施形態の電気掃除機の全体を示す外観斜視図である。（ａ）は吸込具を示す平面図、（ｂ）は同じく正面図である。吸込具の一部を省略した下面図である。吸込具の分解斜視図である。上ケースを取り外した状態の吸込具の内部構造示す平面図である。（ａ）は吸込具の側面図、（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。（ａ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｂ）は図２（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。回転清掃体を駆動するための電動機を示す拡大斜視図である。電動機を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図である。（ａ）は図９（ａ）のＷ−Ｗ線に沿う断面図、（ｂ）は電動機の下面図である。（ａ）は図９（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う拡大断面図、（ｂ）は図９（ａ）のＹ−Ｙ線に沿う拡大断面図、（ｃ）は図９（ｃ）のＺ−Ｚ線に沿う断面図である。（ａ）は模式説明図、（ｃ）は比較例の模式説明図である。冷却用の空気の流れを示す説明図である。後端スリットを示す説明図である。冷却用の空気の流れを示す説明図である。その他の冷却用の空気の流れを示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。なお、以下では、吸込具において、回転清掃体１１０（図２（ａ）参照）が配置される側を前側、吸口継手１０Ｂ（図２（ａ）参照）が接続される側を後側として説明する。
図１に示すように、電気掃除機１は、掃除機本体２と、ホース３と、手元操作部４と、延長管５と、吸込具として第２の吸込具６と、第１の吸込具１０とを備えて構成されている。
掃除機本体２の内部には、図示しない吸引力を発生させる電動送風機や、この電動送風機の吸引力で集塵した塵埃を収容する集塵部等が内蔵されており、手元操作部４のハンドル部に設けられた運転スイッチＳＷの操作等によって電動送風機の運転が制御されるようになっている。

ホース３の一端は、掃除機本体２の集塵部と連通するように掃除機本体２の接続口２ａに接続され、ホース３の他端は、手元操作部４に接続されている。延長管５は、二つの管体５ａ、５ｂから構成されて伸縮可能であり、管体５ａの一端が手元操作部４の他端に接続されている。
第２の吸込具６は、延長管５の管体５ｂの他端に接続された吸込具であり、他端に第１吸込具１０が接続可能であり、図１では接続した例を示している。第２の吸込具６は、第１の吸込具１０を取り外すことにより、単独で塵埃を吸い込む吸込具として機能するようになっている。

第１の吸込具１０は、第２の吸込具６の他端に接続された吸込具であり、図２（ｂ）に示すように、下面（掃除面）に吸込口１００が開口され、この吸込口１００内に回転清掃体１１０が配置されている。この回転清掃体１１０は、駆動手段としての後記する電動機１２０により回転駆動される。なお、第１の吸込具１０（以下、単に吸込具１０という）は、図１に示した延長管５の他端（上流側）や手元操作部４の他端（上流側）に接続することも可能である。

吸込具１０は、図１に示すように、下部分を形成する下ケース１１、および下ケース１１の上部に被着された上ケース１２を備える吸口本体１０Ａと、吸口本体１０Ａの後方に取り付けられ、内部に空気の通路Ｒ１（図６参照）が形成された吸口継手１０Ｂとを備える。これらの下ケース１１、上ケース１２および吸口継手１０Ｂの主たる部品は、軽量で硬質の材料、例えば、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂材料で形成されている。

ここで、吸口継手１０Ｂには、図２（ａ）に示すように、他端部（吸口本体１０Ａ側）に回動軸７が設けられており、吸口継手１０Ｂは、この回動軸７が、下ケース１１と上ケース１２との間に挟みこまれてこれらに支持されることにより、吸口本体１０Ａに対して上下方向に回動可能に設けられている。
また、吸込具１０は、回動部７ｂを中心として左右方向に回動可能に設けられている。
さらに、吸口継手１０Ｂには、後部側に図示しない接触ピンが設けられており、この接触ピンを介して吸込具１０の電動機１２０に電力が供給されるようになっている。
また、吸口本体１０Ａには、前部から左右側方にかけて、下ケース１１と上ケース１２との間にバンパー８が介設されている。バンパー８は、ゴムや合成ゴム等の弾性材料から形成されており、使用時に吸口本体１０Ａ内の気密を保持するとともに、電気掃除機１の使用時に吸口本体１０Ａが家具等に衝突した際に、当該家具等への傷付きと吸口本体１０Ａへの衝撃を吸収するようになっている。

下ケース１１の下面に開口する吸込口１００は、断面略湾曲凹状（図７（ａ）参照）とされており、図３に示すように、吸込口１００の後方には、吸込通路１０１が開口形成されている。この吸込通路１０１は、吸口継手１０Ｂの前記した通路Ｒ１（図６（ｂ）参照）に連通している。

また、下ケース１１と上ケース１２との間には、図７（ａ）に示すように、隔壁１３ｅを隔てて電動機収容室１３が形成されており、この電動機収容室１３に電動機１２０が収容されている。
なお、電動機収容室１３は、図５に示すように、隔壁１３ｅに設けられた開口部１３ｅ’を通じて、電動機収容室１３の前方に設けられる後記する通路Ｒ３に連通している。
また、電動機収容室１３は、下ケース１１の中央部側に形成された通路Ｒ４を通じて、吸口継手１０Ｂの回動軸７の端部開口７ａに連通している。回動軸７は、吸口本体１０Ａの内部に設けられた通路Ｒ１に連通している。

なお、電動機収容室１３には、図５に示すように、仕切り部１３ｆが設けられており、電動機収容室１３に電動機１２０を収容した状態で、仕切り部１３ｆによって、電動機収容室１３が左右に仕切られるようになっている。つまり、仕切り部１３ｆを隔てて、図中右側の室に開口１２２ｂが位置し、図中左側の室に開口１２２ｃが位置するようになっており、電動機１２０内（ステータ１２２内）を介して左右の室が連通している。

なお、下ケース１１の下面には、図３に示すように、ブラシ駆動スイッチ１１ａ、ブラシカバー１１ｂ，１１ｃ、車輪１１ｄが設けられている。
ブラシ駆動スイッチ１１ａは、吸込具１０の下面が清掃面に接触しているか否かを検出するスイッチである。ブラシ駆動スイッチ１１ａは、車輪を備え、この車輪がばね等の付勢手段によって常に下ケース１１の下面から突出するように設けられている。そして、車輪が飛び出して清掃面と接触していないと検出されたときには、吸込具１０に備わる制御基板１０Ｃ（図５参照）によって電動機１２０が停止される。また、車輪が押し込まれて清掃面と接触していると検出されたときには、制御基板１０Ｃ（図５参照）によって電動機１２０が駆動される。
また、ブラシカバー１１ｂ，１１ｃは、下ケース１１に対して取り外し可能であり、これらを下ケース１１から取り外すことによって回転清掃体１１０の取り外しが可能となる。
車輪１１ｄは、手元操作部４で操作される前後動や回転操作の応力を受けて吸込具１０の底面を清掃面に密着させ、これにより吸込具１０の操作性能を向上する役割をなす。

また、下ケース１１と上ケース１２との間には、図７（ａ）に示すように、電動機１２０を冷却するための後記する冷却用空気が通流する通路Ｓ２が形成されている。

吸込口１００に配置される回転清掃体１１０は、図７（ａ）に示すように、筒状基体１１１と、この筒状基体１１１の外周面から径方向に突出するようにして固定された繊維等による刷毛状の清掃部材１１２ａ〜１１２ｃと、同じく径方向に突出するようにして固定された軟質材からなるブレード１１２ｄと、を備えて構成されている。清掃部材１１２ａ〜１１２ｃおよびブレード１１２ｄは、図３、図４に示すように（詳細は不図示）、回転清掃体１１０の軸方向に沿ってそれぞれ螺旋状に設けられており、清掃面との接触を可能としてその回転駆動力により清掃面の塵埃を掻き出すように作用する。清掃面がフローリングなどの場合は、回転清掃体１１０に対する摩擦抵抗が少ないため、電動機１２０にかかる負荷が小さいが、清掃面がじゅうたんなどの場合は、回転清掃体１１０に対する摩擦抵抗が大きいため、電動機１２０にかかる負荷が大きくなる。よって、電動機１２０は、回転清掃体１１０がじゅうたんなどに接した場合にも回転できるだけのトルクが必要である。

ここで、清掃部材１１２ａ〜１１２ｃおよびブレード１１２ｄの長さや数、また、それぞれの断面形状等は適宜設定することができる。本実施形態では、図７（ａ）に示すように、回転清掃体１１０の軸方向から見たときに、毛足の長い清掃部材１１２ａ，１１２ｂの外周側端部１１２ａ’，１１２ｂ’は、回転清掃体１１０の両端部分に設けた円筒状のローラ部材１１３（図３参照）の外周側端部１１３’と略一致するように長さが設定されている。
なお、回転清掃体１１０の上部側に、吸込口１００における負圧の大きさによって撓んで開口する、図示しない吸気口を形成して、上ケース１２の上方空間に浮遊する塵埃を吸込口１００内に取り込むように構成してもよい。

回転清掃体１１０は、その軸方向両端部に延出する図示しない軸を有しており、これらの軸が吸込口１００の内側両端に設けられた図示しない軸受けに支持されることで、吸込口１００内に回転自在に設けられている。なお、回転清掃体１１０の一端には、電動機１２０からの回転駆動力を受ける大径プーリー１３０（図７（ｂ）参照）が設けられている。
そして、回転清掃体１１０に掻き出された塵埃は、図６（ｂ）に示すように、吸込口１００から吸込通路１０１を通じて吸口継手１０Ｂの前記した通路Ｒ１に運ばれ、その後、延長管５（図１参照）やホース３を通じて掃除機本体２の図示しない集塵室に吸引される。

回転清掃体１１０を駆動するための電動機１２０は、図５に示すように、下ケース１１と上ケース１２との間に形成される電動機収容室１３に収容されている。電動機収容室１３は、吸口本体１０Ａの一方の腕部１０Ａ_１において長手方向を吸込口１００（回転清掃体１１０）と同じにして並設されている。吸口本体１０Ａの中央部には、通路Ｒ２が形成されている。通路Ｒ２を形成する側壁が、電動機収容室１３の長手方向の一端の隔壁を兼ねている。よって、電動機収容室１３は、通路Ｒ２に近接して隣接する。一方、吸口本体１０Ａの側壁が、電動機収容室１３の長手方向の他端の隔壁を兼ねている。よって、電動機収容室１３は、吸口本体１０Ａの左右方向では腕部１０Ａ_１内いっぱいに形成されている。電動機１２０は、電動機１２０から飛び出した軸部１２４ａが吸口本体１０Ａの外側に位置し、カバー部材１２５が吸口本体１０Ａの中央側に位置するように配置される。
電動機収容室１３は、左右方向に細長い室として形成されており、本実施形態では、図７（ａ）に示すように、吸込口１００の前後方向の幅をＤ１、電動機収容室１３の前後方向の幅をＤ２としたときに、Ｄ１＞Ｄ２となるように設定されている。
具体的に、吸込口１００における回転清掃体１１０の中心を通る水平線上の幅Ｄ１は３４〜３８ｍｍに設定され、同じく電動機収容室１３における電動機１２０の中心を通る水平線上の幅Ｄ２は２６〜２８ｍｍに設定されている。つまり、Ｄ１／Ｄ２が略１．３〜略１．４に設定されている。

電動機収容室１３内には、電動機１２０を支持するための支持部１３ａ，１３ｂが下ケース１１に形成され、支持部１３ｃ，１３ｄが上ケース１２に形成されている。各支持部１３ａ〜１３ｄは、いずれも、電動機１２０の一端部に設けられるカバー部材１２５（図８参照）の四隅部分をそれぞれ支持するようになっている。
なお、カバー部材１２５と各支持部１３ａ〜１３ｄとの間には、隙間Ｓ１がそれぞれ形成されるようになっており、この隙間Ｓ１は、電動機１２０を冷却した後の冷却用空気の通り道として機能するようになっている。

一方、吸口本体１０Ａの他方の腕部１０Ａ_２には、図５に示すように、後部側に基板収容室１４が設けられており、この基板収容室１４には、電動機１２０を駆動制御するための制御基板１０Ｃが配置されている。この基板収容室１４を形成する上ケース１２の後部には、スリット１２ａ（図４参照、以下同じ）が形成されており、このスリット１２ａを通じて上ケース１２の後方から冷却用の空気が導入されるようになっている。また、基板収容室１４には、吸口本体１０Ａの後端部に設けられた後端スリット１５０（図５，図１４等参照）から導入された冷却用の空気も流入するように構成されている。
基板収容室１４は、前側の隔壁１４ａに設けられた開口部１４ｂを通じて下ケース１１の上面と上ケース１２（図５では不図示）との間に形成される通路Ｒ２（図１３参照）に連通している。この通路Ｒ２は、腕部１０Ａ_１側において、電動機収容室１３を仕切る隔壁１３ｅに設けられた開口部１３ｅ’を通じて電動機収容室１３に連通している。

電動機１２０は、図８に示すように、フロントキャップ１２１と、フロントキャップ１２１に一端部が固定される断面（断面の輪郭）が略小判形状とされたステータ１２２（ハウジング）と、ステータ１２２の他端部に取り付けられるリアキャップ１２３と、ステータ１２２内に配置され、フロントキャップ１２１およびリアキャップ１２３に回転自在に支持されるアーマチュア１２４と、リアキャップ１２３の端部に被せられるカバー部材１２５と、を有している。

フロントキャップ１２１は、図９（ｃ）に示すように、ステータ１２２の一端部に取り付けられる側面視で略小判形状を呈しており、中央部には、アーマチュア１２４の軸部１２４ａを支持するための軸受け部１２１ａが設けられている。

アーマチュア１２４は、図１１（ｃ）に示すように、出力軸となる軸部１２４ａを有し、軸部１２４ａにコア１２４ｂと、コンミテータ１２４ｃが固着されている。コア１２４ｂは、鉄心片を積層して製造され、軸部１２４ａを中心にして放射状に延びる複数（例えば、本実施形態では７個）のティース１２４ｄ（図１１（ｂ）参照、以下同じ）を有する。ティース１２４ｄは、軸方向から見て略Ｔ字状に形成されており、これらティース１２４ｄ間に軸方向に長い蟻溝状のスロット（例えば、本実施形態では７個）が形成されている。ティース１２４ｄには、スロットを介して図示しないコイルが巻装されている。

ここで、図１０（ａ）に示すように、コア１２４ｂの軸方向長さをＬ、コア１２４ｂの直径をＤと定義すると、Ｌ／Ｄは略２〜略３となっている。Ｌ／Ｄが２より小さいと、回転清掃体１１０を駆動するための所望のトルクを得るために、コア１２４ｂの直径Ｄを大きくする必要があり、電動機収容室１３の前後方向の幅Ｄ２（図７（ａ）参照）が大きくなって吸込具１０の腕部１０Ａ_１が大型化するため好ましくない。加えて、直径Ｄの小型化されたコア１２４ｂにおいては、１スロットル当たりの巻き数が必然的に増えることとなるが、コア１２４ｂの軸方向長さが短いと、コイルを巻回する過程で、巻き付けた端部が膨らんだ状態となり、所定の巻き数だけコイルを巻き付けることができない。また、Ｌ／Ｄが３より大きいと、電動機１２０が軸方向に長くなるため、電動機収容室１３の左右方向の長さが大きくなって吸込具１０の腕部１０Ａ_１が左右方向に大型化するため好ましくない。

具体的に、本実施形態では、コア１２４ｂの直径Ｄが略１６ｍｍであり、コイルの巻き数は、略８０〜略１００に設定されている。このように構成することで、コア１２４ｂの直径Ｄの小型化を図りつつ、所望の磁力を得るためのコイル巻き数を確保することが可能となった。また、コイルの断面の直径は、略０．０９ｍｍである。ここで、コイルの断面の直径が０．０９ｍｍより小さくなると、電流密度が上がってコイルの熱の発生が多くなるため好ましくない。
なお、前記したスロットの数は、７個に限られることはなく他の個数、例えば８個に設定してもよい。

コンミテータ１２４ｃは、図１１（ａ）に示すように、スリット１２４ｅで絶縁された複数のセグメント１２４ｆを有しており、各セグメント１２４ｆには、コイルを形成する巻線に一端が電気的に固定されている。

ステータ１２２には、図１１（ｂ）（ｃ）に示すように、その内周側に、界磁用の瓦状に形成された２つのマグネット１２２ａが周方向に間隔を隔てて固着されている。すなわち、本実施形態の電動機１２０は、スロットの個数が７個、マグネット１２２ａが２つ設けられた２極７スロットのモータということになる。
ステータ１２２には、フロントキャップ１２１側の外周面に、冷却用の空気をステータ１２２内に導入するための開口１２２ｂが形成されている。
また、ステータ１２２のリアキャップ１２３側には、冷却用の空気をステータ１２２内から排出するための開口１２２ｃが形成されている。

このようなステータ１２２のマグネット１２２ａとコア１２４ｂとの間には、図１１（ｂ）に示すように、電動機１２０（ステータ１２２）の内部へ流入する、後記する冷却用の空気が流れる隙間Ｓ３が形成されている。

リアキャップ１２３は、図８、図９（ａ）に示すように、ステータ１２２の端部に装着される有底円筒状を呈しており、図１１（ｃ）に示すように、底部１２３ｄの中央部分に、アーマチュア１２４の軸部１２４ａの端部が挿入されて支持される軸受け部１２３ａが設けられている。

また、リアキャップ１２３の端部には、図８、図９（ｂ）に示すように、電動機用基板１２３ｂが装着されている。この電動機用基板１２３ｂは、カバー部材１２５で周縁部が覆われるようになっている。なお、カバー部材１２５は、リアキャップ１２３の段差面１２３ｃに装着されるようになっている。

リアキャップ１２３の底部１２３ｄの内側には、図１０（ｂ）に示すように、ブラシ部１２７が設けられている。ブラシ部１２７は、略環状とされたブラシホルダ１２７ａと、このブラシホルダ１２７ａに摺動自在に収容された導電性のブラシ１２７ｂと、を有している。ブラシ１２７ｂは、アーマチュア１２４のコンミテータ１２４ｃのセグメント１２４ｆに摺接するようになっており、底部１２３ｄに突設された支軸１２６ａに保持されたばね部材１２６ｂによってコンミテータ１２４ｃに向けて付勢されている。なお、ばね部材１２６ｂの先端部１２６ｃ（図１１（ａ）参照）は、ブラシ１２７ｂに向けて折曲されている。

本実施形態では、図１１（ａ）に示すように、コンミテータ１２４ｃを挟んで２つのブラシ部１２７を有しており、電動機１２０の軸方向から見ると、２つのブラシ１２７ｂは、ステータ１２２の略小判形状の対角線上に配置されている。断面が略四角形状の電動機収容室１３に対しても対角線上に配置されることとなる。そして、各ブラシ１２７ｂの外周側端面１２７ｃは、ステータ１２２の略小判形状よりも外周側に位置しており、かつ、ステータ１２２の略小判形状が内接する四角形（図中二点鎖線で図示した四角形）よりも内周側に位置している。

つまり、図１２（ａ）に示すように、断面略四角形状の電動機収容室１３内において、ステータ１２２の略小判形状の対角線上において、ステータ１２２の外側に形成される隅部のデッドスペースＤＳに、２つのブラシ１２７ｂを逃がすようにして配置することができる。これによって、その分、電動機収容室１３の高さ寸法Ｈ１を小さくすることができる。

図１２（ｂ）は、比較例として、断面略小判形状のステータ１２２の長径上に、２つのブラシ１２７ｂを配置した例であり、本実施形態と同様に２つのブラシ１２７ｂを配置すると、長径方向の外側に２つのブラシ１２７ｂが突出してしまい、この突出する分、電動機収容室１３の高さ寸法Ｈ１が大きくなってしまう。

この場合、図１２（ａ）に二点鎖線で示すように、断面略小判形状のステータ１２２の長径上に設けた２つのブラシ１２７ｂ’を短く設定すれば、電動機収容室１３の高さ寸法Ｈ１内に２つのブラシ１２７ｂ’を収容することができるが、その分、２つのブラシ１２７ｂ’がブラシ１２７ｂに比べて短くなってしまい、ブラシ１２７ｂ’の長寿命化を図ることができない。

これに対して、本実施形態では、図１２（ａ）に示すように、ステータ１２２の略小判形状の対角線上において、各ブラシ１２７ｂの外周側端面１２７ｃが、ステータ１２２の略小判形状よりも外周側に位置しており、かつ、ステータ１２２の略小判形状が内接する四角形Ｔ（図中二点鎖線で図示した四角形）よりも内周側に、２つのブラシ１２７ｂを配置した構成としたので、前記した比較例（図１２（ｂ））と同様の長さを有した２つのブラシ１２７ｂをそのまま電動機１２０に用いることができ、ブラシ１２７ｂの長寿命化、ひいては電動機１２０の長寿命化を図ることが可能である。
なお、ブラシ部１２７は、２つ設けたものに限られることはなく、ステータ１２２の略小判形状が内接する四角形Ｔの四隅に対応して４つ設けてもよい。

図８を再び参照して説明を続けると、カバー部材１２５は、前記したようにリアキャップ１２３の段差面１２３ｃに装着されるカバーであり、合成ゴム等の弾力性を有する絶縁部材で形成されている。カバー部材１２５は、軸方向から見たときに、ブラシ部１２７（図８では一方のみ図示）に対応する部分が径方向に突出しており、これによって、上面１２５ｃが、これに隣接する側面１２５ａに対して垂直な面となっている。同様に、下面１２５ｄが、これに隣接する側面１２５ｂに対して垂直な面となっている。つまり、カバー部材１２５は、相互に垂直関係にある上面１２５ｃ、側面１２５ａ、下面１２５ｄ、側面１２５ｂを有している。
また、カバー部材１２５の底面には開口部１２５ｅが形成されており、この開口部１２５ｅを通じて電動機用基板１２３ｂからリードが引き出されるようになっている。

なお、リアキャップ１２３にカバー部材１２５を装着した状態で、側面１２５ａは、ステータ１２２の側面１２０ａ（図９（ｂ）参照）と面一になり、また、側面１２５ｂは、ステータ１２２の側面１２０ｂ（図９（ｂ）参照）と面一になるように設定されている。
本実施形態では、図７（ａ）に示すように、下ケース１１に設けられた２つの支持部１３ａ，１３ｂと、上ケース１２に設けられた２つの支持部１３ｃ，１３ｄで、カバー部材１２５の外周面の対応する部位が支持されるようになっている。つまり、電動機１２０は、カバー部材１２５の弾力性を利用して下ケース１１および上ケース１２により形成される電動機収容室１３に収容されている。したがって、電動機１２０の振動が下ケース１１および上ケース１２に伝わり難い構造となっている。なお、フロントキャップ１２１には、図５に示すように、合成ゴム等の弾力性を有するブッシュ１２８が装着され、このブッシュ１２８を介して、下ケース１１に設けられた支持部１１ｆにフロントキャップ１２１側が支持されるようになっている（図５参照）。したがって、電動機１２０は、フロントキャップ１２１側においても防振構造が採られている。

このような電動機１２０は、図７（ａ）に示すように、吸込口１００に配置される回転清掃体１１０の最大径をＤ３、電動機１２０の略小判形状の短径をＤ４としたときに、Ｄ３＞Ｄ４となるようにされ、Ｄ３／Ｄ４が略１．３〜略１．７となるように設定されている。
具体的に、回転清掃体１１０の最大径をＤ３は３１ｍｍに設定され、電動機１２０の短径Ｄ４は略２２ｍｍに設定されている。ここで、短径Ｄ４は、コア１２４ｂの外径、ステータ１２２の肉厚、マグネット１２２ａの肉厚、およびコア１２４ｂとマグネット１２２ａとの隙間Ｓ３等を考慮して略１９．６ｍｍ以上とされることが好ましい。腕部１０Ａ_１の前後方向の幅を小さくするには、回転清掃体１１０の最大径Ｄ３および電動機１２０の略小判形状の短径Ｄ４を小さくする必要がある。しかしながら、短径Ｄ４が１９．６ｍｍよりも小さい場合は、隙間Ｓ１が小さくなるため、隙間Ｓ１に、電動機１２０を十分に冷却するだけの風量を得ることができない虞がある。一方、短径Ｄ４が２２ｍｍである場合は、隙間Ｓ１が大きくなり、隙間Ｓ１に、電動機１２０を十分に冷却するだけの風量を得ることができる。そこで、電動機１２０の短径Ｄ４は略２２ｍｍに設定する。ただし、材料の最適化などによって効率の高い電動機１２０が実現できれば、損失が少なく発熱量を抑えることができるので、短径Ｄ４を小さくできる。
また、腕部１０Ａ_１の前後方向の幅をＬ１とし、回転清掃体１１０の中心と電動機１２０の中心との間の水平距離をＬ２、としたときに、Ｌ１／Ｌ２が略１．８〜１．９となるように設定されている。
具体的に、腕部１０Ａ_１の前後方向の幅Ｌ１が６６〜６７ｍｍであり、水平距離をＬ２が３４〜３５ｍｍに設定されている。

そして、電動機１２０の軸部１２４ａには、図７（ｂ）に示すように、小径プーリー１３１が装着されるとともに、回転清掃体１１０の端部の軸部１１０ａには、大径プーリー１３０が装着されており、これらの間に歯付きベルト１３２が架け渡されて、小径プーリー１３１から大径プーリー１３０に動力が伝達される。

そして前記のように設定された電動機１２０は、回転速度が略５０００〜略７０００ｒｐｍで、略３０ｍＮ・ｍ以上のトルクを発生し、略３０％以上の効率で回転清掃体１１０を駆動することができる。

次に、電動機１２０の冷却について説明する。電動機１２０を細長くしていくと、損失が大きくなり、その分、発生する熱も増加する。そこで、電動機１２０を冷却する必要がある。
本実施形態では、掃除機本体２に備わる図示しない電動送風機の吸引力により、吸込具１０の吸込口１００とは別に設けた導入口より空気を導入して、これを冷却用の空気として用いている。
図１３に示すように、前記した導入口として、吸口本体１０Ａの下ケース１１の後部側には、後端スリット１５０が設けられている。この後端スリット１５０は、図１４に示すように、下ケース１１に設けられた車輪１１ｄの前方において、上方斜め後方に開口が向く状態に設けられている。

ここで、後端スリット１５０は、図１５に示すように、これに連続する上板１５１と、図示しない下板との間に形成される通路Ｒ２に連通しており、また、この通路Ｒ２は、基板収容室１４に連通している。したがって、後端スリット１５０を通じて導入された冷却用の空気は、通路Ｒ２を通じて基板収容室１４に流入し、制御基板１０Ｃを冷却する。また、上ケース１２のスリット１２ａを通じて、腕部１０Ａ_２の後方の空気が基板収容室１４に導入され、この空気によっても制御基板１０Ｃが冷却される。

基板収容室１４に流入した冷却空気は、その後、隔壁１４ａの開口部１４ｂを通じて通路Ｒ３に流入し、通路Ｒ３から隔壁１３ｅの開口部１３ｅ’を通じて電動機収容室１３に流入する。
その後、電動機収容室１３に流入した冷却用の空気は、電動機収容室１３の電動機１２０の開口１２２ｂを通じてステータ１２２内に流入し、コア１２４ｂとマグネット１２２ａとの間を通過してコア１２４ｂを冷却する。
その後、ステータ１２２内を冷却した空気は、開口１２２ｃや側面に形成される開口１２２ｄ（図９（ａ）参照）から電動機１２０の外部に排出され、通路Ｒ４に流入する。そして、通路Ｒ４から吸口継手１０Ｂの回動軸７の端部開口７ａを介して吸口継手１０Ｂ内に流入し、通路Ｒ１に流れ込む。よって、冷却用の空気は、電動機１２０内を、電動機１２０から飛び出した軸部１２４ａ側からカバー部材１２５側へ向かって流れる。つまり、冷却用の空気は、電動機１２０内を、吸口本体１０Ａの外側から中央側へ向かって流れる。

したがって、電動機１２０内を通過して電動機１２０を冷却した空気は、ブラシ１２７ｂから生じる可能性のある塵埃等とともに通路Ｒ１に流れ込む。

なお、図１６に示すように、上ケース１２における電動機収容室１３に対応する位置にスリット１２ｃを設け、このスリット１２ｃを通じて電動機収容室１３に直接、冷却用の空気を導入してもよい。この場合には、電動機収容室１３に導入された空気を、開口１２２ｂから電動機１２０内を通じて開口１２２ｃから排出させ、これを隔壁１３ｅの開口部１３ｅ’を通じて下ケース１１の前側に導くように構成する。そして、下ケース１１の上面に形成したスリット１１ｇを通じ、空気を吸込口１００内に導き、これを、吸込口１００から通路Ｒ１に吸引する。

このように構成することによっても、電動機１２０を好適に冷却することができる。なお、スリット１２ｃ等に図示しないフィルターを配置して塵埃が電動機収容室１３内に流入するのを抑制するように構成してもよい。

以下では、本実施形態において得られる効果を説明する。
（１）電動機１２０のトルクが、略３０ｍＮ・ｍ以上であり、電動機１２０のコア１２４ｂを覆うステータ１２２の断面形状を略小判形状にして、コア１２４ｂの軸方向長さをＬ、コア１２４ｂの直径をＤとしたときに、Ｌ／Ｄが略２〜略３になるようにし、さらに、ハウジングの短径寸法を略２２ｍｍ以下にすることにより、回転清掃体１１０を駆動するために十分なトルクを有しつつ、吸込具１０の前後方向の寸法を可及的に小さくすることが可能となった。したがって、吸込具１０の腕部１０Ａ_１，１０Ａ_２の前後方向の寸法が小さくなり、略Ｔ字形状の吸込具１０の腕部１０Ａ_１，１０Ａ_２等を、清掃したい隙間等に好適に挿入することができる。
（２）電動機１２０のトルクは、略３０ｍＮ・ｍ以上であるので、吸込具１０に設けられる回転清掃体１１０を好適に駆動することができ、清掃面の塵埃を好適に掻き上げて好適に吸引することができる。また、回転清掃体１１０の回転力を、清掃面に対して吸込具１０を前方向へ移動させる力として利用する場合にも十分な駆動力を得ることができ、扱い易く使い勝手の良い電気掃除機１が得られる。
（３）電動機１２０は、その短経側が吸込具１０の前後方向となるように回転清掃体１１０に並設配置されるので、電動機１２０の長経側が吸込具１０の前後方向となるように並設配置した場合に比べて、吸込具１０の前後方向における電動機１２０の設置スペースを小さくすることができ、これによって、吸込具１０の前後方向の寸法を可及的に小さくすることができる。
（４）電動機１２０から回転清掃体１１０への動力の伝達が、小径プーリー１３１、歯付きベルト１３２および大径プーリー１３０を介して行われるので、中間部分にシャフト等を用いた減速機構に比べて伝達機構を簡素化することができ、その分、騒音を低減することができる。
（５）電動機１２０のステータ１２２の略小判形状の対角線上において、各ブラシ１２７ｂの外周側端面１２７ｃが、ステータ１２２の略小判形状よりも外周側に位置しており、かつ、ステータ１２２の略小判形状が内接する四角形Ｔ（図１１（ａ）中二点鎖線で図示した四角形）よりも内周側に、２つのブラシ１２７ｂを配置した構成としたので、前記した比較例（図１１（ｂ））と同様の長さを有した２つのブラシ１２７ｂをそのまま電動機１２０に用いることができ、ブラシ１２７ｂの長寿命化、ひいては電動機１２０の長寿命化を図ることが可能である。
（６）電動機１２０内を通過して電動機１２０を冷却した空気は、ブラシ１２７ｂから生じる可能性のある塵埃等とともに通路Ｒ１に流れ込む構成としてあるので、電動機１２０を冷却しつつ、ブラシ１２７ｂから生じる可能性のある塵埃等を好適に掃除機本体２側に吸引することができる。したがって、電動機１２０の長寿命化を図ることが可能である。また、電動機１２０の良好な回転が維持されることとなるので、騒音防止に効果的である。
（７）ステータ１２２の略小判形状の断面の短径は、略１９．６ｍｍ以上であるので、回転清掃体１１０を駆動するために十分なトルクを有しつつ、吸込具１０の前後方向の寸法を可及的に小さくすることが可能となった。
（８）コア１２４ｂの直径Ｄは、略１６ｍｍであるので、回転清掃体１１０を駆動するために十分なトルクを有しつつ、吸込具１０の前後方向の寸法を可及的に小さくすることが可能となった。
（９）コア１２４ｂに形成されるコイルを巻くためのスロットの数は、略７個であり、コイルの巻き数は、略８０〜略１００であり、コイルの断面の直径は、略０．０９ｍｍであるので、回転清掃体１１０を駆動するために十分なトルクを有しつつ、吸込具１０の前後方向の寸法を可及的に小さくすることが可能となった。
（１０）電動機１２０の回転速度は、略５０００〜略７０００ｒｐｍであり、電動機１２０の効率が略３０％以上であるので、回転清掃体１１０を駆動するために十分なトルクを有しつつ、吸込具１０の前後方向の寸法を可及的に小さくすることが可能となった。
（１１）電気掃除機１が稼動し掃除機本体２が吸引力を発生した場合に、コア１２４ｂとステータ１２２（マグネット１２２ａ）との間に形成される空間に、吸込具１０の外部から電動機１２０の内部へ流入する空気が流れるので、電動機１２０を好適に冷却することができ、電動機１２０の長寿命化を図ることが可能である。
（１２）コア１２４ｂとステータ１２２（マグネット１２２ａ）との間には、空間が形成され、ステータ１２２の軸方向一端側の側面および軸方向他端側の側面には、開口１２２ｂ，１２２ｃが形成されているので、電動機１２０を好適に冷却することができ、電動機１２０の長寿命化を図ることが可能である。

１電気掃除機
２掃除機本体
１０吸込具
１０Ａ吸口本体
１０Ｂ吸口継手
１１下ケース
１２上ケース
１３電動機収容室
１４基板収容室
１００吸込口
１１０回転清掃体
１１１筒状基体
１２０電動機
１２２ステータ（ハウジング）
１２４ｂコア
１２２ｂ，１２２ｃ開口
１２７ブラシ部
１２７ｂブラシ

Claims

吸引力を発生する掃除機本体と、前記掃除機本体に連通する吸込具とを備えた電気掃除機において、
前記吸込具は、清掃面を清掃する回転清掃体と、前記回転清掃体を回転するための動力を発生する電動機とを備え、
前記電動機は、コアと、前記コアを覆う断面が略小判形状のハウジングと、前記コアの軸方向端部に配置されるブラシ部とを備え、
前記ブラシ部は、少なくとも２つのブラシを備え、
前記電動機の軸方向から見ると、前記少なくとも２つのブラシは前記ハウジングの略小判形状の対角線上に配置され、各ブラシの外周側端面は前記ハウジングの略小判形状よりも外周側でかつ前記ハウジングの略小判形状が内接する四角形よりも内周側に位置することを特徴とする電気掃除機。
請求項１に記載の電気掃除機において、
前記吸込具は、前記吸込具の左右方向の中央部に形成される通路と、前記通路の側壁から前記吸込具の左右方向の外壁までの間に形成されかつ断面が略四角形の電動機収容室とを備え、
前記電動機は、略小判形状の短径方向が前記吸込具の前後方向となる向きで前記電動機収容室内に配置されることを特徴とする電気掃除機。