JP3501022B2

JP3501022B2 - 電気掃除機

Info

Publication number: JP3501022B2
Application number: JP19121299A
Authority: JP
Inventors: 正二林; 定司田中; 和之杉村; 繁則佐藤; 文夫常楽; 隆二池田; 泰治田島
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-07-06
Filing date: 1999-07-06
Publication date: 2004-02-23
Anticipated expiration: 2019-07-06
Also published as: JP2001017358A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気掃除機に係
り、特に、操作者が持って操作するハンドル部と、電動
送風機と集塵室を配置した吸口体とからなる電気掃除機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電動送風機の考案として、実開昭６１−
１０１６９８号のマイクロフィルムに開示されているも
のがある。

【０００３】この構造は、モータ軸に固定されたインペ
ラーの周縁部に、インペラーの中心部から半径方向に流
れる流体を前記モータ軸の軸方向の流れに方向転換する
スカート部を設けた事を特徴とする電動送風機である。

【０００４】上記構造のため、インペラーの周縁部から
流出する空気は、インペラー内部で軸方向に転換できる
ため、同一寸法のファンカバーに対しインペラーを大き
くでき、したがって同一特性を得るためには回転数を低
減できるから、主として回転数に影響される騒音レベル
を低く抑えるものである。

【０００５】水中モータポンプの効率を改善する考案と
して、実開昭５０−６４２０１号のマイクロフィルムに
開示されているものがある。

【０００６】この構造は、ポンプケーシングの断面形状
を角形状に形成するとともに、ポンプのボリュート吐出
口を前記角形の頂点部分に配置させ、かつそのケーシン
グの辺の部分に円形のモータケーシングを実質的に内接
させて、その間隔を極めて小さくした事を特徴とする水
中モータポンプである。

【０００７】上記構造のため、ボリュート吐出口から出
た水は、隣のボリュートと干渉することなくポンプ吐出
口まで達し、摩擦損、衝突損が低減するものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】床移動型やアップライ
ト型と呼ばれる電気掃除機は、本体の大きさの自由度か
ら、電動送風機の大きさ、回転数の設定が容易であっ
た。しかし、掃除機自体の小型化をはかり、吸口体の本
体内に、電動機と送風機とからなる電動送風機と、集塵
部を設ける構造の電気掃除機においては、送風機の外径
を大きくできず、送風機の回転数を高くできない等の問
題がある。

【０００９】また、床移動型やアップライト型と呼ばれ
る電気掃除機は、吸込み口から電動送風機入口までの通
気損失が大きいため、集塵性を高めるためには、高真空
にする必要があった。このため、送風機の羽根車形状を
遠心型とする必要があり、小型化の妨げとなっていた。

【００１０】実開昭６１−１０１６９８号公報の従来技
術によると、羽根車の外径が大きくなり、電気掃除機が
大きくなり、風量が増えた場合、曲り部で流れがチョー
クし、性能が低下するという問題がある。

【００１１】また、実開昭５０−６４２０１号公報の従
来技術によると、吸口体の本体内に、電動機と送風機と
からなる電動送風機と、集塵部を設ける構造の電気掃除
機において、吸口体内にデッドスペースが大きくなるた
め、電気掃除機が大きくなる。また、小型化を図るため
に、電動機の冷却を送風機から流れ出る空気を利用した
場合、電動機を効果的に冷却できないという問題があっ
た。

【００１２】本発明の目的は、吸口体の本体内に、電動
機と送風機とからなる電動送風機と、集塵部を設ける構
造の電気掃除機において、小型軽量、高効率の電動送風
機を提供すること、すなわち小型軽量で、集塵性能がよ
い電気掃除機を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的は、被掃除面
に対向する開口を有する吸口体を備え、前記吸口体の本
体内に、集塵室、送風機、１個の電動機と回転清掃体を
設け、該電動機で、該送風機と該回転清掃体とを駆動す
る電気掃除機において、該送風機の羽根車を比速度が４
５０から５５０の斜流型とすることで達成される。

【００１４】また、前記羽根車の下流側にディフューザ
を配置し、前記ディフューザを軸流型とし、前記羽根車
から流れ出る空気は速度を前記ディフューザで減速した
後に前記電動機を冷却するようにするとよい。

【００１５】また、上記目的は、被掃除面に対向する開
口を有する吸口体を備え、前記吸口体の本体内に、集塵
室、送風機、１個の電動機と回転清掃体を設け、該電動
機で、該送風機と該回転清掃体とを駆動する電気掃除機
において、送風機羽根車を斜流型とし、この羽根車の下
流側にディフューザを配置し、該ディフューザを軸流型
とし、該ディフューザの上流側に案内板を配置する事で
達成できる。

【００１６】また、前記送風機の羽根車の外周側に、円
弧または、直線状の板を周方向に配置し、該板の羽根車
回転軸方向長さが、前記羽根車の回転軸方向長さに比
べ、短いこととよい。

【００１７】また、前記羽根車のハブ側板を前記羽根車
のハブ側羽根出口径より小さくするとよい。

【００１８】

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照し説明する。

【００２０】本書では、吸口体が床面すなわち被掃除面
（清掃面）に置かれた状態で、床面と対面するブラシ室
の開口が設けられる側を下側あるいは下面側、下側と対
面する方向を上側あるいは上面側と定義する。また、本
書では、斜流型羽根車を軸方向から込まれた空気が、羽
根車内を回転軸の周りに円錐状に流れ、羽根車子午面形
状が回転軸に対し傾いており、羽根車のシュラウド側外
径が、ハブ側外径より大きいものと定義する。

【００２１】本発明の一実施例を図１と図１０、図１１
で説明する。図１は、本発明の一実施例の電動送風機の
断面図である。図１０は、本発明の一実施例の電気掃除
機の外観図と吸口体の透視図である。図１１は、本発明
の一実施例の電気掃除機の吸口体１０２を上方向から見
たときの分解断面図である。

【００２２】図１０に示すように、本発明による電気掃
除機１００は、ハンドル１０１、吸口体本体１０２によ
り構成される。吸口体本体１０２には、電動機１０３、
電動機１０３の回転により吸引力を発生する送風機１０
６、吸引した空気を排気する排気口１１１、集塵室１０
７が略直線的に配置されている。また、回転清掃体１０
４は、伝達ベルト１０５とギア部２１２を介して電動機
１０３の回転により駆動される。また、ハンドル１０１
には、電動機１０３のＯＮ／ＯＦＦを制御するスイッチ
を備えている。

【００２３】次に、図１１を用いて、吸口体内の空気と
塵埃の流れを説明する。ブラシ室２０１には床面と対面
する開口を有する。この開口部から吸込まれた空気と塵
埃は、ブラシ室２０１と集塵室１０７を繋ぐ吸込み口２
０２を通り、集塵室１０７に入る。ここで、集塵室１０
７の排気側にはフィルター２０３が設けられ、このフィ
ルタ２０３により空気と塵埃とに分離され、塵埃は集塵
室１０７に集積される。空気は、フィルター２０３を通
り、送風機１０６の羽根車２１２で昇圧され、羽根車２
１２を覆う送風機ケーシング２２０の内周側で転向し、
電動機１０３を冷却した後、排気口１１１から吸口体１
０２の外部に排気される。なお、図中の矢印は、空気の
流れを表す。

【００２４】図１１に示すように、集塵室１０７と、送
風機１０６の羽根車と、電動機１０３が回転清掃体１０
４の回転軸２０８と略平行に配置されている。先に述べ
たように、集塵室１０７と、送風機１０６と、電動機１
０３が略一直線上に配置されている。

【００２５】上記のような電気掃除機１００では、ブラ
シ室２０１から吸込まれた空気が送風機１０６に吸込ま
れるまでの流路を短く形成できるため、通気損失を小さ
くできる。この結果、塵埃を集塵室１０７まで送るのに
送風機１０６に対して必要なのは、圧力性能よりもむし
ろ流速(風量)性能となる。

【００２６】床材を傷つけないために、回転清掃体１０
４の回転数は４，０００ｒｐｍ程度までしか上げられな
い。また、電動機１０３の回転数からの減速比は、最大
で３．７程度である。本実施例では、1個の電動機１０
３で、送風機１０６と回転清掃体１０４とを駆動するた
め、前記送風機１０６の回転数は、１４，０００±１，
０００ｒｐｍ程度となる。

【００２７】また、送風機１０６の送風機ケーシング２
２０内径が７０ｍｍ程度、流量が０．６ｍ³/ｍｉｎ程度
では、圧力が７０ｍｍＡｑ程度でごみは浮遊するから、
数１で表される送風機１０６の比速度{ EMBED Equatio
n.2 , }は４５０から５５０程度となる。この結果、図
１に示すように、送風機１０６に斜流型の羽根車２１２
を使用することで、高い送風機１０６の効率を得られ、
送風機１０６を小型化することができ、電気掃除機１０
０を小型化できる。

【００２８】

【数１】

【００２９】ここで、Ｎ：回転数(ｒｐｍ)、Ｑ：流量
(ｍ³/ｍｉｎ)、Ｈ：揚程(ｍ)である。

【００３０】また、図１に示す構造とすることで、羽根
車２１２から流れ出た空気を電動機１０３の冷却に利用
できる。そのため、電動機１０３を冷却するファン等を
設ける必要がなく、電動送風機２３０を小型化でき、電
気掃除機１００自体を小型化できる。

【００３１】次に、本発明の他の実施例を図２で説明す
る。図２は、本発明の一実施例による電動送風機の断面
図である。

【００３２】本実施例は、図１０の電動機１０３と送風
機１０６の部分を図２に示す構成としたもので、その他
部分は先の実施例と同じである。電動機１０３に直結さ
れた斜流型の羽根車２１２と該羽根車２１２の下流側に
軸流型のディフューザ２２３を配置した構造である。

【００３３】本実施例では、送風機１０６を上記構造と
する事で、羽根車２１２から流れ出る空気流れの動圧を
ディフューザ２２３で静圧として回復し、空気の速度を
減速したのちに、電動機１０３を冷却するため、摩擦損
失が減少し、電動送風機２３０の効率が向上する。この
ため、送風機ケーシング２２０を小さくし、送風機ケー
シング２２０と電動機１０３との間にできる空間を小さ
くできるため、電動送風機２３０を小型化できる。

【００３４】次に、本発明の他の実施例を図３で説明す
る。図３は、本発明の一実施例による電動送風機の断面
図である。第１の実施例と異なる点は送風機と電動機の
構成を変えた点である。すなわち、電動機１０３に、斜
流型の羽根車２１２を直結し、羽根車２１２の下流側に
軸流型のディフューザ２２３を配置し、羽根車２１２の
ハブ２２５の側板を該羽根車のハブ２２５側羽根出口径
より小さくしたものである。

【００３５】一般的に、斜流型の羽根車内の流れは、風
量が大きいときにハブ２２５側に偏り、流れの軸方向速
度が増加する。本実施例では、上記構造のため、羽根車
２１２のハブ２２５側出口から流れ出る空気がチョーク
する事を防げ、大風量側での送風機１０６の効率が向上
する。また、羽根長さは長く取れるため、低風量側で
は、流れが羽根に拘束されるので、滑りによる羽根車の
仕事の低下も防げる。

【００３６】以上の結果、羽根車２１２の出口と、送風
機ケーシング２２０の隙間を小さくできるので、送風機
２２０を小型化できる。

【００３７】さらに、羽根車２１２の風量が大きいと
き、電動機１０３の負荷は増加し、電動機１０３の温度
上昇は大きくなるが、この際、羽根車２１２からの流れ
は電動機１０３の羽根車２１２側近傍を流れるため、電
動機を効果的に冷却する。

【００３８】次に、本発明の他の実施例を図４から図６
で説明する。図４は、本発明の一実施例による電動送風
機の断面図である。図５は、本発明の一実施例による送
風機の断面図である。図６は、本発明の一実施例による
送風機の断面図である。

【００３９】本実施例では、電動機１０３に直結された
斜流型の羽根車２１２と該羽根車２１２の下流側に軸流
型のディフューザ２２３を配置し、前記羽根車２１２の
外周側で、該ディフューザ２２３の上流側に円弧状また
は、直線状の案内板２２１を配置した構造としたもので
ある。

【００４０】斜流型の羽根車２１２内の流れは、風量が
大きいときにハブ２２５側に偏り、流れは軸方向に傾
く。このため、羽根車２１２の下流側に、軸流型のディ
フューザ２２３を配置する事で、羽根車２１２から出た
流れの動圧を静圧として圧力回復でき、大風量側での送
風機１０６の効率が向上する。また、電動機１０３を冷
却する際の摩擦損失を低下できる。また、斜流型の羽根
車２１２内の流れは、風量が小さいときにシュラウド２
２４側に偏る。このため、羽根車２１２から流れ出た空
気流れの旋回成分を羽根車２１２の回転軸方向に、スム
ーズに転向することが重要である。

【００４１】本実施例では、上記記羽根車２１２の外周
側で、ディフューザ２２３の上流側に、円弧状または、
直線状の案内板２２１を配置する。これにより、羽根車
２１２から流れ出た空気流れの旋回成分は、羽根車２１
２の回転軸方向成分に変換され、羽根車２１２と送風機
ケーシング２２０の間の空間部を空気が流れる際の、摩
擦損を低減することができる。以上の結果、低風量側で
も、羽根車２１２から流れ出た空気流れの旋回成分を羽
根車２１２の回転軸方向に転向させるため、電動機１０
３を冷却する空気の旋回成分を減少でき、摩擦損失を低
減でき、電動送風機２３０の効率を向上する事ができ
る。

【００４２】さらに、羽根車２１２から流れ出た空気流
れの旋回成分を、羽根車２１２の回転軸方向にスムーズ
に転向できるため、送風機ケーシング２２０の直径を小
さくする事ができ、送風機１０６と電動機１０３から構
成される電動送風機２３０を小型軽量にでき、電気掃除
機を小型軽量にできる。

【００４３】案内板２２１の軸方向の取り付け位置は、
羽根車２１２出口のシュラウド２２４側の軸方向位置付
近に取り付ける事が好ましい。さらに、案内板２２１の
羽根車２１２の回転軸方向長さを、前記羽根車の回転軸
方向長さに比べ短くすることにより、大風量側でのブロ
ッケージによる損失を低減することができる。

【００４４】電気掃除機では、集塵室１０７に塵埃がた
まった状態では、送風機１０６の風量が低風量側にな
り、塵埃を吸引するには、送風機の揚程が必要になる。
さらに、集塵室１０７に塵埃があまりない状態では、送
風機１０６の風量が高風量側になり、塵埃を吸引するに
は、送風機の流量性能が必要となる。この結果、図３に
示す、斜流型の羽根車２１２と該羽根車２１２の下流側
に軸流型のディフューザ２２３を配置し、羽根車２１２
のハブ２２５の側板を該羽根車のハブ２２５側羽根出口
径より小さくした構造と、図４から図６に示す、斜流型
の羽根車２１２と該羽根車２１２の下流側に軸流型のデ
ィフューザ２２３を配置し、前記羽根車２１２の外周側
で、該ディフューザ２２３の上流側に円弧状または、直
線状の案内板２２１を配置した構造を組合わせる事によ
り、集塵室１０７に塵埃がたまった状態から、集塵室１
０７に塵埃があまりない状態まで、効果的に塵埃を吸引
することができる。

【００４５】次に、本発明の他の実施例を図７、図８、
および図１２で説明する。図７は本発明の一実施例によ
る送風機の断面図である。図８は、本発明の一実施例に
よる送風機の断面図である。図１２は、図１１のＡ−Ａ
断面図である。

【００４６】図７に示すように、本実施例では、送風機
ケーシング２２０を円形と矩形を組み合せた形状とし、
上面側を円形、下面側を矩形の構造とする。また、図１
２に示すように、吸口体１０２の形状は、ブラシ室２０
１の気密を高めるために、吸口体１０２の下面側は、床
に接するように床面と平行となるよう配置される。

【００４７】本実施例は、送風機ケーシング２２０を上
記構造とし、吸口体１０２のデッドスペースを活用でき
るため、吸口体１０２を小型軽量にでき、電気掃除機を
小型軽量にできる。

【００４８】さらに、吸口体１０２を大きくすることな
く、羽根車２１２と送風機ケーシング２２０の間に形成
される空間部を大きく取れるため、羽根車２１２から流
れ出た空気の速度を減速し、排気口１１１から排気で
き、排気時の損失となる空気の動圧を低減でき損失を低
減できる。また、排気時の羽根車２１２から流れ出た空
気の速度を低減できるため、電動機１０３を冷却する空
気の摩擦損失も低減できる。

【００４９】さらに、図８に示すように、記羽根車２１
２の外周側で、該ディフューザ２２３の上流側に、円弧
状または、直線状の案内板２２１を配置する事で、より
流れの旋回成分を静圧として回復する事ができる。この
とき、送風機１０６の羽根車２１２の回転軸を、送風機
ケーシング２２０の円形部の円弧中心位置より被掃除面
側に配置してもかまわない。

【００５０】次に、図９に本発明の他の実施例による送
風機の断面図を示す。図９に示すように、本実施例で
は、送風機ケーシング２２０を円形と矩形を組み合せた
形状とし、上面側を円形、下面側を矩形とし、送風機１
０６の羽根車２１２の回転軸３００を、送風機ケーシン
グ２２０の円形部の円弧中心位置３０１より被掃除面側
に配置している。

【００５１】実施例では、送風機ケーシング２２０を上
記構造とする事で、ボリュート形状の空間が複数個で
き、羽根車２１２から流れ出た空気の動圧を静圧として
圧力回復することができ、送風機の損失を低減できる。
さらに、羽根車２１２から流れ出た空気流れの旋回成分
を低減できるため、電動機１０３を冷却する空気の旋回
成分を減少でき、摩擦損失を低減できる。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、送風機を小型化でき、
それによって、電気掃除機を小型化できる。

【００５３】また、排気時の羽根車から流れ出た空気の
速度を低減できるため、電動機を冷却する空気の摩擦損
失も低減できる。さらに、羽根車から流れ出た空気流れ
の旋回成分を羽根車の回転軸方向に、スムーズに転向で
きる。このため、羽根車と送風機ケーシングの間の空間
部を空気が流れる際の、摩擦損失を低減できる。

【００５４】また、羽根車のハブ側出口から流れ出る空
気がチョークすることを防止でき、大風量側での送風機
の効率が向上する。また、羽根長さを長く取れ、低風量
側では、流れが羽根に拘束されるので、滑りによる羽根
車の仕事の低下も防げる。また、羽根車の風量が大きい
とき、電動機の負荷は増加し、電動機の温度上昇は大き
くなるが、羽根車からの流れは電動機の羽根車側近傍を
流れるため、電動機を効果的に冷却できる。

【００５５】また、電気掃除機を大きくすることなく、
羽根車と送風機ケーシングの間に形成される空間部を大
きく取れるため、羽根車から流れ出た空気の速度を減速
し、排気口から排気でき、排気時の損失となる空気の動
圧を低減でき損失を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による電動送風機の断面図
である。

【図２】本発明の一実施例による電動送風機の断面図
である。

【図３】本発明の一実施例による電動送風機の断面図
である。

【図４】本発明の一実施例による電動送風機の断面図
である。

【図５】本発明の一実施例による送風機の断面図であ
る。

【図６】本発明の一実施例による送風機の断面図であ
る。

【図７】本発明の一実施例による送風機の断面図であ
る。

【図８】本発明の一実施例による送風機の断面図であ
る。

【図９】本発明の一実施例による送風機の断面図であ
る。

【図１０】本発明の一実施例による電気掃除機の外観
図と吸口体の透視図である。

【図１１】本発明の一実施例による電気掃除機の吸口
体を上方向から見たときの分解断面図である。

【図１２】図８のＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

１００…電気掃除機、１０１…ハンドル、１０２…吸口
体、１０３…電動機、１０４…回転清掃体、１０６…伝
達ベルト、１０６…送風機、１０７…集塵室、１０８…
スイッチ、１１１…排気口、２０１…ブラシ室、２０２
…吸込み口、２０３…フィルター、２１１…ギア部、２
１２…羽根車、２２０…送風機ケーシング、２２１…案
内板、２２３…ディフューザ、２２４…シュラウド、２
２５…ハブ、２３０…電動送風機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤繁則茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者常楽文夫茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号株式会社日立製作所電化機器事業部内 (72)発明者池田隆二茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号株式会社日立製作所電化機器事業部内 (72)発明者田島泰治茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (56)参考文献特開平５−296193（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−50328（ＪＰ，Ａ) 特開2000−210234（ＪＰ，Ａ) 実開昭55−30697（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A47L 9/04 A47L 5/28

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被掃除面に対向する開口を有する吸口体を
備え、前記吸口体の本体内に集塵室と、送風機と、1個
の電動機と、回転清掃体とを設け、前記電動機で前記送
風機と前記回転清掃体とを駆動する電気掃除機におい
て、前記送風機の羽根車を比速度が４５０から５５０の斜流
型としたことを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】請求項１において、前記羽根車の下流側にディフューザを配置し、前記ディ
フューザを軸流型とし、前記羽根車から流れ出る空気は
速度を前記ディフューザで減速した後に前記電動機を冷
却するようにしたことを特徴とする電気掃除機。
【請求項３】被掃除面に対向する開口を有する吸口体を
備え、前記吸口体の本体内に集塵室と、電動機と、前記
電動機に直結された羽根車と、前記羽根車の下流側にデ
ィフューザを配置した送風機を備える電気掃除機におい
て、前記羽根車を斜流型とし、前記ディフューザを軸流型と
し、前記送風機の羽根車の外周側で、前記ディフューザ
の上流側に案内板を配置したことを特徴とする電気掃除
機。
【請求項４】請求項３に記載の電気掃除機において、前記送風機の羽根車の外周側に、円弧または、直線状の
板を周方向に配置し、該板の羽根車回転軸方向長さが、
前記羽根車の回転軸方向長さに比べ、短いことを特徴と
する電気掃除機。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記羽根車のハブ側板を前記羽根車のハブ側羽根出口径
より小さくしたことを特徴とする電気掃除機。