JP6073178B2

JP6073178B2 - 電気掃除機

Info

Publication number: JP6073178B2
Application number: JP2013090337A
Authority: JP
Inventors: 寿之田村; 啓一矢部
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2013-04-23
Filing date: 2013-04-23
Publication date: 2017-02-01
Anticipated expiration: 2033-04-23
Also published as: JP2014212842A; TWI581748B; TW201507687A

Description

本発明は、電動送風機を備えた電気掃除機に関する。

電気掃除機から発生する騒音を低減する方法として、集塵室から電動送風機に至る吸気ダクトの内部に吸音材を設ける技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１１０５８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電気掃除機では、吸気ダクト内に吸音材を設ける際に吸気ダクトにインナーダクトを挿入する必要があるため、騒音の低減は図れるものの、吸気ダクトの開口面積が減少することで、電動送風機の風量が減少するおそれがある。

本発明は、風量を減少させずに騒音を低減することが可能な電気掃除機を提供することを課題とする。

本発明は、吸引力を発生する電動送風機と、当該電動送風機を収容する収容ケースと、を含むモーターケース組と、塵埃を集塵する集塵部と、前記集塵部からの空気を前記モーターケース組の吸気口に導く吸気ダクトと、前記吸気ダクトとともに前記モーターケース組を収容する筐体と、前記電動送風機を制御する制御基板と、を備え、前記電動送風機は、当該電動送風機の回転軸が縦向き且つ前記吸気口が上向きとなるようにして配置され、前記吸気ダクトは、前記電動送風機の回転軸の軸方向に対して交差する方向に前記集塵部からの空気を導入する導入口と、この導入口と前記吸気口とを結び前方から後方に下るように斜めに形成された風路と、を備え、前記風路の上方、且つ、前記吸気ダクトと前記筐体との間に、略板状の遮音効果のある部材として前記制御基板を、前記風路の傾斜に沿うように配置したことを特徴とする。

本発明によれば、風量を減少させずに騒音を低減することが可能な電気掃除機を提供できる。

本発明の実施形態に係る電気掃除機の全体を示す外観斜視図である。掃除機本体を示す分解斜視図である。モーターケース組の概略縦断面および空気の流れを示す模式図である。筐体内の要部を示す分解斜視図である。モーターケース組に吸気ダクトおよび制御基板を取り付けた状態を示す斜視図である。音の低減作用を説明する拡大模式図である。

以下、本発明に係る実施形態について適宜図面を参照して説明するが、本実施形態は以下の内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内において適宜変更して実施可能である。

図１に示すように、電気掃除機１は、掃除機本体２と、ホース部３と、操作管４と、延長管５と、吸込具６とを含んで構成されている。

掃除機本体２は、吸引力を発生させる電動送風機２１（図２参照）、この電動送風機２１の吸引力で集塵した塵埃を収容する集塵部７などを備えている。

ホース部３の一端は、掃除機本体２の集塵部７と連通するように掃除機本体２の接続口１１ａに接続されている。また、ホース部３の他端は、操作管４の一端に接続されている。

操作管４は、手元操作スイッチＳＷなどを備えたグリップ４ａなどを備えている。操作管４の手元操作スイッチＳＷを操作することなどによって、電動送風機２１（図２参照）の運転の強弱切り替えなどが可能となっている。

延長管５は、外管５ａと内管５ｂとを備え、外管５ａの他端部に内管５ｂの一端部が挿入されて外管５ａと内管５ｂとの内側に設けられた図示しない通風路が連通するように連結されて、伸縮自在に構成されている。なお、図１は、延長管５が最短の状態を図示している。

吸込具６は、例えば、被掃除面（床面など）と接触する回転式のブラシ（不図示）を収容するケース６ａ、このケース６ａと回動自在に連結され、延長管５と着脱可能に接続される継手部６ｂなどで構成されている。

図２は、掃除機本体を示す分解斜視図である。なお、図２では、吸気ダクト３０と制御基板４０とが組み付けられた状態を示している。
図２に示すように、掃除機本体２は、外郭を構成する下ケース１１および上ケース１２からなる筐体１０を備え、筐体１０内に、モーターケース組２０、吸気ダクト３０および制御基板４０を収容して構成されている。

下ケース１１は、底面部１１ｓ、この底面部１１ｓの前端部から上方に立ち上がってホース部３の一端が接続される接続口１１ａ、底面部１１ｓの後部の左右両側から立ち上がって車輪Ｗ，Ｗが回転可能に軸支される車輪取付部１１ｃ，１１ｃを備えている。また、下ケース１１は、接続口１１ａと各車輪取付部１１ｃとの間に底面部１１ｓから立ち上がる下側面部１１ｄ（片側のみ図示）、車輪取付部１１ｃ間の後端部に底面部１１ｓから立ち上がる後面部１１ｅを備えている。また、底面部１１ｓの下面（床面）側には、車輪１１ｆ（図３参照）が回転自在に設けられている。

上ケース１２は、下ケース１１の上部を覆い、前後方向の中央部から前部に集塵部７が着脱可能に設けられている。また、上ケース１２の後部には、モーターケース組２０から出た空気を外部に排出する排気部１２ａを備えている。また、上ケース１２には、掃除機本体２を運搬する際に用いられる略アーチ状の把持部１２ｂ、電源コード引出口１２ｃを備えている。また、上ケース１２の上面は、集塵部７の上面７ｓと排気部１２ａとの間に、集塵部７から排気部１２ａにかけて下降する傾斜面１２ｄを有している。

モーターケース組２０は、電動送風機２１と、この電動送風機２１を収容する収容ケース２２とによって構成され、下ケース１１内の車輪取付部１１ｃ、１１ｃ間に配置され、底面部１１ｓとねじ固定されている。また、下ケース１１内には、電源コード（不図示）が巻回されたコードリールＲがモータケース組２０と左右方向に並んで配置されている。

図３は、モーターケース組の概略縦断面および空気の流れを示す模式図である。なお、図３では、集塵部７側とモーターケース組２０側とを区画する仕切りの図示を省略している。
図３に示すように、電動送風機２１は、回転軸２１ａと、回転軸２１ａの一端（上端）に固定された回転翼２１ｂと、回転軸２１ａに固定されるロータ２１ｃと、ロータ２１ｃの周囲に対向して配置されるステータ２１ｄと、これらを収容するケーシング２１ｅとを含んで構成されている。ケーシング２１ｅには、回転翼２１ｂと対向する上面中央部に円形の吸引口２１ｅ１が形成されている。また、ケーシング２１ｅの底側の周面には、ケーシング２１ｅと収容ケース２２との間の空間に連通する連通孔２１ｆが形成されている。

また、電動送風機２１は、回転軸２１ａが鉛直方向を向くように（縦向きとなるように）、さらに吸引口２１ｅ１が鉛直方向上向きとなるように、収容ケース２２内に収容されている。なお、図示していないが、電動送風機２１は、ゴムなどの防振部材を介して収容ケース２２内に支持され、電動送風機２１の駆動時に発生する振動が収容ケース２２の外部に伝達されるのを防止するように構成されている。

なお、集塵部７は、サイクロン式のものであり、公知の技術を適用でき、塵埃分離部７ａと、塵埃収容部７ｂとを備えている。塵埃分離部７ａは、遠心力によって軽い塵埃と重い塵埃とに分離される。塵埃収容部７ｂは、集塵かご７ｃを備え、重い塵埃を捕集するものである。

図３において、実線矢印および破線矢印で示すように、塵埃分離部７ａによって分離された軽い塵埃に同伴した空気（破線矢印）は、塵埃収容部７ｂを通らずにフィルタＦ１に向かい、塵埃分離部７ａによって分離された重い塵埃は、塵埃収容部７ｂの集塵かご７ｃに捕集され、捕集後の空気が集塵かご７ｃを通過してフィルタＦ１に向かう。そして、フィルタＦ１を通過した空気は、吸気ダクト３０に導入される。なお、フィルタＦ１は、例えば、高密度のＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate Air Filter）を用いることができる。

図４は、筐体内の要部を示す分解斜視図である。なお、図４に示す制御基板４０は、実装部品を簡略化して図示している。
図４に示すように、収容ケース２２は、略有底円筒形状を呈する合成樹脂製の容器本体２２ａと、容器本体２２ａの上部開口を覆う合成樹脂製の蓋部２２ｂとから構成されている。

容器本体２２ａは、上面に略円形の開口２２ａ１を有し、電動送風機２１を、当該電動送風機２１の上部が開口２２ａ１から突出した状態で収容する。また、容器本体２２ａの周面には、その前面側に略矩形状の開口２２ｄが形成され、この開口２２ｄにフィルタＦ２が取り付けられている。このフィルタＦ２は、例えば、高密度のＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate Air Filter）を用いることができる。

蓋部２２ｂは、容器本体２２ａから突出した電動送風機２１を含む開口２２ａ１を覆うようにして、容器本体２２ａに取り付けられる。また、蓋部２２ｂの上面には、吸引口２１ｅ１と対向する位置に円形の吸気口２２ｃが形成されている。

容器本体２２ａには、ねじ固定用のボス２２ａ２が開口２２ａ１の近傍に周方向に間隔を置いて複数形成されている。蓋部２２ｂには、ねじ挿通用の取付片２２ｂ１がボス２２ａ２に対応する位置に形成されている。ねじ２２ｎが取付片２２ｂ１に挿通され、ボス２２ａ２に螺合することで容器本体２２ａと蓋部２２ｂとが互いに固定されている。また、電動送風機２１が吸引した空気が容器本体２２ａと蓋部２２ｂとの間から漏れ出ないように気密性が確保されている。

このように構成されたモーターケース組２０では、吸気口２２ｃ（吸引口２１ｅ１）から吸引された空気は、電動送風機２１の内部を通って、連通孔２１ｆ（図３参照）から電動送風機２１の外部に排出され、電動送風機２１と収容ケース２２との間の空間を通り、そしてフィルタＦ２を通って収容ケース２２の外部に排出される。そして、フィルタＦ２から排出された空気は、モーターケース組２０の底面側、側面側を流れるとともに、吸気ダクト３０側に流れて制御基板４０を通って、排気部１２ａ、電源コード引出口１２ｃ（図２参照）などから筐体１０の外部に排出される。このように、フィルタＦ２から排出された空気が、制御基板４０を通ることにより、制御基板４０が冷却される。

吸気ダクト３０は、集塵部７からの空気が導入される導入口３１を有している。導入口３１は、集塵部７からの空気（フィルタＦ１を通過した空気）をすべて取り込むことができるように構成されている。また、導入口３１は、集塵部７が後傾して筐体１０に取り付けられている関係上、前方上向きとなるように構成されている。

また、吸気ダクト３０は、導入口３１から後方に向けて下降する傾斜面３２を有している。この傾斜面３２は、吸気口２２ｃに向けて略半円状に形成されている。また、傾斜面３２の周縁部には、鉛直方向下方（蓋部２２ｂ）に向けて延びる周壁３２ａが形成されている。

また、吸気ダクト３０は、制御基板４０を位置決めして支持する支持部３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを有している。支持部３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、制御基板４０の上側（導入口３１側）の縁部を支持し、支持部３３ｄは、制御基板４０の下側（吸気口２２ｃ側）を支持する。

また、吸気ダクト３０には、制御基板４０を固定するねじ固定用のボス３４ａ，３４ａが形成されている。制御基板４０には、ねじ挿通孔４２，４２が形成され、ねじ４３，４３を介して制御基板４０が吸気ダクト３０に固定されている。

また、吸気ダクト３０には、この吸気ダクト３０を収容ケース２２（蓋部２２ｂ）に固定するための、ねじ挿通用の取付片３５，３５が設けられている。収容ケース２２（蓋部２２ｂ）には、取付片３５，３５に対応する位置に、ねじ固定用のボス２２ｂ２，２２ｂ２が形成されている。

制御基板４０は、電動送風機２１の回転速度などを運転モードに応じて制御するものであり、四角形状を呈する基板４０ａに、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、プログラムを記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、各種回路、入出力インターフェースなどが実装されて構成されている。また、制御基板４０は、ＲＯＭに記憶されたプログラムを書き換える際に接続されるコネクタＣ１，Ｃ１を備えている。なお、図４では、基板４０ａに実装される各種回路を簡略化して図示している（図２〜図６についても同様）。

また、制御基板４０には、図示しないＬＥＤ（Light Emitting Diode）が実装されている。ＬＥＤは傾斜面１２ｄに配置されている導光管１２ｅ（図２参照）を光らせ、ごみすての時期を使用者に知らせるものであり、使用者から見え易い掃除機本体２の上面（傾斜面１２ｄ、図２参照）に配置されている。そのため、制御基板４０が導光管１２ｅの近くに位置しない場合には、導光管１２ｅの真下に制御基板４０と別のＬＥＤ用の基板が必要となるが、本実施形態では制御基板４０を導光管１２ｅの真下に配置することができるため、ＬＥＤ用の基板を削減できる。

図４に示すように、吸気口２２ｃを吸気ダクト３０および制御基板４０に鉛直方向上方に向けて投影したときに、破線Ｒ１で示すように、吸気ダクト３０の傾斜面３２によって吸気口２２ｃの鉛直方向上方の全体が覆われるように配置され、破線Ｒ２で示すように、制御基板４０によって吸気口２２ｃの鉛直方向上方の全体が覆われるように、収容ケース２２と吸気ダクト３０と制御基板４０とが重ねられて配置される。

図５は、モーターケース組に吸気ダクトおよび制御基板を取り付けた状態を示す斜視図である。
図５に示すように、支持部３３ａ、３３ｂは、制御基板４０の下面側に位置して、制御基板４０を下側から支持する。支持部３３ｃは、制御基板４０の上面側に位置して、制御基板４０の浮き上がりを防止する。

支持部３３ｄは、制御基板４０の縁部に形成された切欠き部４１に挿入される。これにより、制御基板４０が吸気ダクト３０に位置決めされ、制御基板４０の横ズレを防止できる。

制御基板４０は、吸気ダクト３０の導入口３１からモーターケース組２０の吸気口２２ｃ（図４参照）に向けて、吸気口２２ｃに近づくように傾斜して配置されている。また、制御基板４０は、基板４０ａが、吸気ダクト３０の傾斜面３２に沿って平行に配置されている（図３参照）。また、吸気ダクト３０の傾斜面３２の全体が、制御基板４０によって覆われるように構成されている。

図６は、音の低減作用を説明する拡大模式図である。なお、図６は、図３のフィルタＦ１から電動送風機２１の回転翼２１ｂまでの流れの部分拡大図である。
図６に示すように、吸気ダクト３０の導入口３１から流れ込んだ空気Ｋは、傾斜面３２に衝突する際に音(流体音)を発生し、モーターケース組２０の吸気口２２ｃからは、金属音などが鉛直方向上方に向けて発生する。

傾斜面３２に衝突したことで発生した音は、傾斜面３２を減衰しながら透過する音Ａ１と傾斜面３２で反射する音Ａ２に分かれる。そして、吸気ダクト３０の傾斜面３２を透過した音Ａ１は、制御基板４０に衝突することによって、制御基板４０を透過した更に騒音レベルの低い音Ａ３と制御基板４０で反射する音Ａ４に分かれる。このようにして、吸気ダクト３０内で発生する騒音は、吸気ダクト３０の傾斜面３２と制御基板４０の双方で透過する音と反射する音に分かれることによって大きく減衰し、掃除機本体２の外部に排出される騒音を効果的に低減できる。

また、モーターケース組２０の吸気口２２ｃから吸気ダクト３０内に排出された音Ａ１１は、吸気ダクト３０の傾斜面３２に衝突することによって傾斜面３２を減衰しながら透過する音Ａ１２と傾斜面３２で反射する音Ａ１３に分かれる。そして、吸気ダクト３０の傾斜面３２を透過した音Ａ１２は、制御基板４０に衝突することによって、制御基板４０を透過した更に騒音レベルの低い音Ａ１４と制御基板４０で反射する音Ａ１５に分かれる。このようにして、モーターケース組２０の吸気口２２ｃから排出される騒音は、吸気ダクト３０の傾斜面３２と制御基板４０の双方で透過する音と反射する音に分かれることによって大きく減衰し、掃除機本体２の外部に排出される騒音を効果的に低減できる。

更に、制御基板４０は、導入口３１の水平方向後方の大半を覆うように配置されている。これにより、空気Ｋとともに吸気ダクト３０内に流れ込む塵挨分離部７ａでの旋回流によって生じた流体音や塵挨収容部７ｂを通過する際に生じる流体音なども上記と同様の原理で低減することができる。

以上説明したように、本実施形態の電気掃除機１によれば、モーターケース組２０の吸気口２２ｃに対応する位置において、吸気ダクト３０の上部と上ケース１２（筐体１０）との間に、制御基板４０（略板状の遮音効果のある部材）を、水平方向ではなく、吸気ダクト３０の導入口３１から吸気口２２ｃに向けて当該吸気口２２ｃに近づくように斜めに配置することで、図６で説明したように、導入口３１から流れ込んだ空気Ｋが傾斜面３２に衝突する際に発生する騒音と、電動送風機２１から排出される騒音の双方を低減することができ、掃除機本体２の外部に排出される騒音を効果的に低減できる。

また、本実施形態によれば、電動送風機２１を、当該電動送風機２１の回転軸２１ａが縦向き且つ吸気口２２ｃが上向きとなるように配置し、吸気ダクト３０の上部と筐体１０との間に制御基板４０を配置したことで、筐体１０の空間を効率的に利用することができる。

また、本実施形態によれば、吸気ダクト３０が、制御基板４０の傾斜に沿って形成される傾斜面３２を有することで、例えば吸気ダクトが縦断面視Ｌ字状に形成される場合（角部を有するように形成される場合、特開２０１２−１１０５８の図１４参照）よりも、制御基板４０（遮音効果のある部材）を小型にできる。

また、本実施形態によれば、吸気口２２ｃの鉛直方向上方の全体を覆うように制御基板４０を配置したので（図４参照）、吸気口２２ｃから排出された音を、吸気口２２ｃの鉛直方向上方の一部を覆う場合よりさらに効果的に減衰できる。よって、使用者にとって耳障りな音である金属音を効果的に低減できる。

また、本実施形態によれば、遮音効果のある部材として制御基板４０を利用することで、制御基板４０とは別個に吸音板や遮音板を設ける必要がなくなるので、部品点数を削減することができる。

また、本実施形態によれば、制御基板４０を斜めに配置することで、仮に掃気機本体２の外部から制御基板４０上に水が浸入したとしても、水が溜まることなく、制御基板４０を流れ落ちるため、制御基板４０を損傷し難くできる。

また、本実施形態によれば、制御基板４０を吸気ダクト３０の上方に配置することにより、掃除機本体２から上ケース１２を外すだけで、制御基板４０のコネクタＣ１に差し込むことができ、制御基板４０のＲＯＭに記憶されたプログラムを書き換える必要が生じた場合に、書き換え作業が容易になる。

また、本実施形態では、モーターケース組２０の吸気口２２ｃの鉛直方向上方に対応する上ケース１２（筐体１０）に排気部（排気孔）を形成しないことで、金属音をさらに効果的に低減することが可能になる。

なお、前記した実施形態では、電動送風機２１の回転軸２１ａを縦向きとした場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、電動送風機２１の回転軸２１ａの向きが水平方向（前後方向、左右方向）を向いていてもよい。

また、前記した実施形態では、回転軸２１ａを縦向き且つ吸気口２２ｃを上向きとし、吸気口２２ｃの上部に吸気ダクト３０、吸気ダクト３０の上方に制御基板４０を配置した場合を例に挙げて説明したが、回転軸２１ａを縦向き且つ吸気口２２ｃを下向きとし、吸気口の下部に吸気ダクト３０、吸気ダクト３０の下方に制御基板４０を配置する構成であってもよい。

１電気掃除機
２掃除機本体
７集塵部
１０筐体
１１下ケース
１２上ケース
２０モーターケース組
２１電動送風機
２２収容ケース
２１ａ回転軸
３０吸気ダクト
３１導入口
３２傾斜面
４０制御基板（遮音効果のある部材）

Claims

吸引力を発生する電動送風機と、当該電動送風機を収容する収容ケースと、を含むモーターケース組と、
塵埃を集塵する集塵部と、
前記集塵部からの空気を前記モーターケース組の吸気口に導く吸気ダクトと、
前記吸気ダクトとともに前記モーターケース組を収容する筐体と、
前記電動送風機を制御する制御基板と、を備え、
前記電動送風機は、当該電動送風機の回転軸が縦向き且つ前記吸気口が上向きとなるようにして配置され、
前記吸気ダクトは、前記電動送風機の回転軸の軸方向に対して交差する方向に前記集塵部からの空気を導入する導入口と、この導入口と前記吸気口とを結び前方から後方に下るように斜めに形成された風路と、を備え、
前記風路の上方、且つ、前記吸気ダクトと前記筐体との間に、略板状の遮音効果のある部材として前記制御基板を、前記風路の傾斜に沿うように配置したことを特徴とする電気掃除機。
前記制御基板は、前記吸気口の鉛直方向上方の全体を覆うように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
前記制御基板は、前記吸気ダクトの導入口の水平方向後方の大半を覆うように配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気掃除機。