JP2966450B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気掃除機に係り、特にインバータ駆動ブ
ラシレス電動送風機を使用したもので、微細塵侵入によ
る制御部の誤動作を防止すると共に、排気からの微細塵
放出を抑えるのに好適な構造に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置で、本体からの排気塵埃濃度を低減する構
造をとつたものとしては、特開昭62−299228号に記載の
ように位相制御により入力を制御して吸込力を調節する
整流子電動送風機から排出されるカーボンブラシの摩耗
粉を捕集する必要があつたため、電動送風機の排気側に
クリーンフイルタを配置していた。さらに特開昭62−29
9288号に開示されているように、コードリール内の電源
コード分岐点の温度上昇を抑制するために排気風を流す
ことが一般的であり、この場合にも、コードリールへの
通風からカーボンブラシの摩耗粉等の細塵を捕集するた
めにこの部分にもクリーンフイルタを設けていた。さら
に、年々排気塵埃濃度に対する関心が高まつてきてお
り、現在では0.3μｍ程度の塵埃を99％以上捕集できる
タイプのミクロフイルタを設置することが一般的になつ
てきている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では、電動送風機にカーボンブラシを持
つブラシタイプを使用し、位置制御により入力を制御
し、吸込力を調節していたが、カーボンブラシの摩耗粉
が出ることから、排気塵埃濃度を抑制するためにはこれ
を捕集するフイルタを電動送風機の排気側に配置する必
要があつた。従つて排気フイルタとしてのクリーンフイ
ルタのみでなくコードリールの分岐点の冷却のための通
風部にもクリーンフイルタを設ける必要があるなど構造
が複雑となつてしまう問題があつた。また、従来のブラ
シタイプと異なり、インバータ駆動のブラシレス電動送
風機使用の場合には、ブラシレス電動送風機内に精密な
センシングを行なう位置検出部があり、この部分に微細
塵が侵入すると、誤動作を招く恐れがあつた。

本発明は、上記従来例の問題点及びブラシレス電動送
風機の位置検出部の微細塵侵入による誤動作を解消する
ことを目的としており、さらに電動送風機から集塵室に
向かつて伝わる騒音を低減することを目的としている。
またミクロフイルタを安価に構成することを目的として
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本発明の特徴とするところ
は、集塵室と、インバータ駆動によるブラシレス電動送
風機を収容する電動送風機室と、前記ブラシレス電動送
風機の下流側に配設され、該ブラシレス電動送風機の回
転数を検出する検出手段とを有し、前記ブラシレス電動
送風機の吸気側にミクロフィルターを配設し、前記ブラ
シレス電動送風機の排気風により前記検出手段を冷却す
るようにしたことにある。

〔作用〕

すなわち、ブラシレス電動送風機の吸気側にミクロフ
イルタを配置したので、ブラシレス電動送風機内の精密
なセンシングを行なう必要がある位置検出部に微細塵が
侵入しないため、微細塵侵入による誤動作を防止でき
る。また、位置検出部は精密部品のため過度な温度に対
しても動作不良を起こす可能性があるため、冷却するこ
とが望ましいが、ブラシレス電動送風機の排気風が微細
塵を含んでいないので、積極的にこの排気風によつて冷
却することが可能となる。さらに、従来のブラシタイプ
の電動送風機では、カーボンブラシの寿命から電動送風
機の寿命が約500〜800hvと決まつていたが、ブラシレス
電動送風機の場合、カーボンブラシが無いため、ベアリ
ング寿命の約2000hvまで電動送風機の寿命を上げること
が考えられる。この場合にも、微細塵が電動送風機内に
侵入しないことは有効に作用し、微細塵の堆積による負
荷の増大等や、劣化を生じさせないだけでなく、ブラシ
レス電動送風機では回転子に永久磁石を用いるが、この
部分に磁気を帯びた微粒子が付着することも防げるた
め、ベアリング寿命の約2000hvまで、ブラシレス電動送
風機を長寿命化できるものである。そして、ブラシレス
電動送風機では、カーボンブラシが無いため、これの摩
耗粉が排出しないので、ブラシレス電動送風機の吸気側
にミクロフイルタを配置しても掃除機本体からの排気塵
埃濃度は低く抑えることができると共に、コードリール
分岐点の冷却風のためにクリーンフイルタを用いる必要
が無く、構造簡単に構成できる。

また、ミクロフイルタを集塵フイルタを収納するフイ
ルターケースと一体に構成しているので、別途集塵フイ
ルタのための二次フイルタを設ける必要がなく、さらに
従来の排気側に設けていたミクロフイルタ用のスペース
を無くせるので本体の小形化を図れるため、安価に構成
できる。

さらに、ブラシレス電動送風機から集塵室へ向かつて
放射する騒音に対し、ミクロフイルタを音波が通過する
ことにより整流され、騒音レベルが低下する。これによ
り、集塵質からの透過音低減につながるだけでなく、集
塵室からホース、延長管を通つて吸口から出る騒音自体
も低減できるものである。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いるところにより
説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す電気掃除機の縦断
面図、第２図は、第１図においてＰ方向から見た横断面
図、第３図は、第１図においてＱ方向から見た断面図で
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
方に集塵フイルター５の交換のため開閉自在の集塵蓋６
を有している。

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、それ故長寿命で、また制御応答性の良いイ
ンバータ駆動のブラシレス電動送風機７を内蔵する電動
送風機室8,集塵フイルター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
隙間用吸口12、棚用吸口13を収納する付層部品収納室14
がある。電動送風機室８は、ブラシレス電動送風機７の
反フアン側部15を略球状に、側面部16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17の反フアン側部15を略球状に、
側面部16を略円筒状に構成することによるケース自体の
剛性の強化によつて、電動送風機ケース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）20と、吸音材
（側面）21を貼り付けている。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、
終端を滑めらかに下ケース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をもつて開放している。車輪台４には、４ケ所のキヤ
スター取付部25があり、キヤスター軸26を回動中心とし
てキヤスター27が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の内面上をギヤツプをもつて下ケース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とのギヤツプ空間を、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、内側に高性能フイルター、す
なわち0.3μｍ程度の塵埃を99％以上まで捕集可能なミ
クロフイルタ33を一体成形した箱状のフイルターケース
58を有し、この内側に集塵フイルター５を収納してい
る。ここでミクロフイルタ33は第５図に示す如く波形に
成形している。尚、0.3μｍ程度を99％以上と限定した
のは、この程度の高性能フイルターでないと、鉄粉等の
金属微粒子がブラシレス電動送風機７内に入り込み、回
転子39が永久磁石のためこれに付着し、堆積していく。
最終的には回転子39のロツクに至る恐れがあるためであ
る。フイルターケース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
をとつている。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との気密をとつて、集塵室９
の空気洩れを防ぐように配慮している。ブラシレス電動
送風機７は両側を防振ゴム（大）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を通つて電動送風機室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
フイルタ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（図示せ
ず）を回転自在に取付支持するホース差込口41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
密をとつている。また、集塵蓋カバー32に取付けた気密
パツキン（フイルター）43で集塵蓋カバー32と集塵フイ
ルター５の当板部の気密をとつている。

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44
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,ノイズフイルター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に直流電圧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39
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
するベースドライバー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ベースドライバー52を駆動する
マイクロコンピユーター53とから主要構成としている。
マイクロコンピユーター53は制御部54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ツチ，吸口
（図示せず）に設けた回転ブラシ（図示せず）の起動を
操作するスイツチ等を含む手元操作回路55がつながつて
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，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はモジユール化し集塵
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（フイルターケース58側）
をプラスチツク材で電気絶縁処理を施したものである。
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
却フインとして使用するものである。集塵ケース31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
イルターケース58がミクロフイルター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。力率改善用のリアクトル46は、単品での重
量が重いため、下ケース３の回動軸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た強固に支
持できる箇所に配置している。ノイズフイルタ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、ベ
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，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。マイクロコンピユーター53を含む制
御部54は、集塵室８下方の吸気及び排気共に流れない箇
所に配置している。

以上説明してきた電気掃除機内の風の流れについて説
明する。吸込気流は塵埃と共にホース差込口より集塵室
９に流入し、集塵フイルター５で塵埃を濾過したあとフ
イルターケース58のミクロフイルタ33を通過し、ブラシ
レス電動送風機７内に入いる。ミクロフイルタ33を通過
することによつて、0.3μｍ程度の微細塵が99％以上取
除かれた状態で、ブラシレス電動送風機７内に入いる。
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
通つたのち、電動送風機室８内に入いる。ここで、内貼
した吸音材18により減音された後、排気ダクト室19へ導
かれる。排気ダクト室19内では室内リブ61に沿つて下ケ
ース３上を回り、中間排気口24より車輪台４の分散排気
室30へ流入する。分散排気室30からは、下ケース３と車
輪台４との空間に添つて外周に設けた排気口より外部へ
排出される。

本実施例によれば、ブラシレス電動送風機７の吸気側
にミクロフイルタ33を配置したので、ブラシレス電動送
風機７内の精密なセンシングを行なう必要がある位置検
出部40への微細塵の侵入がなく、位置検出部40の微細塵
侵入による位置検出誤動作を排除できる共に、これをブ
ラシレス電動送風機７の排気風で安心して冷却できると
いう大きな効果がある。また従来のブラシタイプの電動
送風機と異なり、カーボンブラシが無いため、ブラシレ
ス電動送風機７の排気側にミクロフイルタ33に相当する
フイルタを配置する必要が無く、従来必要であつたこの
部分のスペースを省くことができ、本体の小形化を図る
ことができる効果がある。

また、ミクロフイルタ33を、集塵フイルタ５を収納す
るフイルターケース58と一体に構成しているので、別途
集塵フイルタ５のための二次フイルタを設ける必要がな
く、集塵室９の小形化が図れミクロフイルタ33を安価に
構成できる効果がある。

さらに、ミクロフイルタ33はブラシレス電動送風機７
と間げきをもつてブラシレク電動送風機７の軸線方向と
略直角に配置しているので、ブラシレス電動送風機７か
ら集塵室９に向かつて放射するフアン騒音に対し、ミク
ロフイルタ33を音波が通過することにより整流され、騒
音レベルが低下する。これにより集塵室からの透過音を
低減できるだけでなく、集塵室からホース，延長管を通
つて吸口から出る騒音自体も低減できるという大きな効
果がある。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように本発明によれば、ブラシレス電
動送風機内の位置検出部に微細塵が侵入することがない
ので、位置検出の誤動作を防ぐことができると共に、位
置検出部の冷却を新たな冷却機構を設けなくてもブラシ
レス電動送風機の排気にて容易に行なえるという大きな
効果があり、ブラシレス電動送風機の長寿令化が図れ
る。また、従来のブラシタイプの電動送風機使用の場合
に必要であつた。電動送風機の排気側のミクロフイルタ
用スペースを省くことができ、小形化できると共にさら
に集塵フイルタを収納する二次フイルタとなるフイルタ
ーケースと一体に構成しているので、集塵室の構造を簡
素化を図れるので、構造全体を安価に構成できるという
効果がある。

さらに、ブラシレス電動送風機から集塵室に向かつて
放射される騒音について、ミクロフイルタを音波が通過
することにより整流され、騒音レベルを低減できるとい
う、多大な効果をも合せもつているものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は第
１図においてＰ方向から見た場合の断面図、第３図は第
１図においてＱ方向から見た場合の断面図、第４図は全
体回路図、第５図は第１図においてＲ方向から見たミク
ロフイルタの拡大図である。 １……掃除機本体、７……ブラシレス電動送風機、８…
…電動送風機室、９……集塵室、33……ミクロフイル
タ、51……インバータ回路、54……制御部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】集塵室と、インバータ駆動によるブラシレ
   ス電動送風機を収容する電動送風機室と、前記ブラシレ
   ス電動送風機の下流側に配設され、該ブラシレス電動送
   風機の回転数を検出する検出手段とを有し、 前記ブラシレス電動送風機の吸気側にミクロフィルター
   を配設し、前記ブラシレス電動送風機の排気風により前
   記検出手段を冷却するようにしたことを特徴とする電気
   掃除機。