JPH03168115A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、微細度侵入による
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
をとったものとしては、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２ 出されるカーボンブラシの摩耗粉を捕集する必要があっ
たため、電動送風機の排気側にクリーンフィルタを配置
していた。さらに特開昭６２　−　２９９２８８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
分にもクリーンフィルタを設けていた。さらに、年々排
気塵埃濃度に対する関心が高まってきており、現在では
０．３μｍ程度の塵埃を９９％以上捕集できるタイプの
ミクロフィルタを設置することが一般的になってきてい
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
集するフィルタを電動送風機の排気側に配置する必要が
あった。従っ−３− て排気フィルタとしてのクリーンフィルタのみでなくコ
ーＩ・リールの分１１レ点の冷却のための通風部にもク
リーンフィルタを設ける必要があるなど構造が複雑とな
ってしまう問題があった。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った。

本発明は、］二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
向かって伝オ〕る騒音を低減することを１＝１的として
いる。またミクロフィ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〕

上記目的を達戒するために、吸込気流を発生させる駆動
源にインバータ駆動のブラシレス電動送風機を用い、該
ブラシレス電動送風機の吸気側に０．３μｍ　程度の微
細塵を９９％以上捕集するミ−４− クロフィルタを配置したものである。

また、ミクロフィルタを安価に構威するために、袋状の
集塵フィルタの二次フィルタとして，集塵フィルタを収
納するフィルターケースとミクロフィルタを一体に構威
したものである。

さらに、電動送風機から集塵室に向かって放射する騒音
を低減するために、ブラシレス電動送風機と間げきをも
って、ブラシレス電動送風機の軸線に対し、略直交する
ようにミクロフィルタを配置したものである。

〔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ィ
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って冷−５− 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と決まっていたが、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２　０　０　０　ｈ　ｖ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２　０
　０　０　ｈ　ｖまて、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ィ
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、コートリール分岐点の冷却
風のためにクリーンフィルタを用いる必要が無く、構造
一６ 簡単に構戒できる。

また、ミクロフィルタを集塵フィルタを収納するフィル
ターケースと一体に構威しているので、別途集塵フィル
タのための二次フィ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ィ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、安価に構或で
きる。

さらに、ブラシレス電動送風機かせ集塵室へ向かって放
射する騒音に対し、ミクロフィルタを音波が通過するこ
とにより整流され、騒名レベルが低下する。これにより
、集塵室が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、延長管を通っ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ｌ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７− 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により構威し、
下方に下ケース３と回動自在に取付けた車輪台４を、前
方に集塵フィルター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，集塵フィルタ５を収納する集塵室９，電源を
供給する電源コート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ｌ３を収納する付層部品
収納室↓４がある。電動送風機室８は、ブラレシス電動
送風機７の反ファン側部１５を略球状に、側面部１６を
鴫円筒状に構威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の反ファ
ン側部１５を略球状に、側面部１６を略円筒状に構戒す
ることによるケース自体の剛性の強化によって、電動送
風機ケ８ 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内にリング状に構威した排気ダクト室１
９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
ダクト力バー２２で構威し、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をもって開放してい
る。車輪台４には、４ケ所のキャスター取付部２５があ
り、キャスター軸２６を回動中心としてキャスター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の内面上をギャップをもって下ケース３が回動でき
るように構威している。また、この下ケース３と車輪台
４とのギャップ空間を，−９− 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３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により構戊し，
内側に高性能フィルタ、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ィルタ３３を一体
戒形した箱状のフィルターケース５８を有し、この内側
に集塵フィルター５を収納している。ここでミクロフィ
ルタ３３は第５図に示す如く波形に戒形している。尚，
０．３μｍ程度を９９％以上と限定したのは、この程度
の高性能フィルターでないと、鉄粉等の金属微粉子がブ
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のロックに至る恐れがあるためである。フィル
ターケース５８の吸込側外周には気密パッキン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
とっている。また、集塵ケース３１の電動送風機側外周
に気密パッキン（送風機側）３５−１０ を嵌着させて、集塵ケース３１と電動送風機ケース１７
との気密をとって、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ｌ７
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を通って電動
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ィルタ３
３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
回動自在に取付支持するホース差込ｌコ４１があり、気
密パッキン（吸込口）４２を介し−１１ て集塵蓋カバー３２と気密をとっている。また、集塵蓋
カバー３２に取付けた気密パッキン（フィルター）４３
で集塵蓋カバー３２と集塵フィルタ５の当板部の気密を
とっている。

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４
４を、コンデンサ４５とリアクトル４６で構戊する力率
改善部４７，ノイズフィルター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
石から或る回転子３９と、三和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
５ｌ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ュー
ター５３とから主要構或としている。マイクロコンピュ
ーター１２ 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ッチ，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ッチ等
を含む手元操作回路５５がつながっている。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
１−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］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５
ｏ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１３− 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はモジュール化し集塵ケ
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（フィルターケース５８側
）をプラスチッ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３ｌ自
体を冷却フィ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３■内を電気絶縁処理する
のは，フィルターケース５８がミクロフィルター３３の
メンテナンス等のために集塵ケース３ｌと着脱自在に構
威しているためで、ｌ４ 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。力率改善用のりアクトル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。ノイズフィルタ４
８及び整流回路４９はーっ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
ューター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８
に流入し、集塵フィルター５で塵１５ 埃を濾過したあとフィルターケース５８のミクロフィル
タ３３を通過し、ブラシレス電動送風機７内に入いる。

ミクロフィルタ３３を通過することによって、０．３μ
ｍ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を通ったのち、電動送風
機室８内に人いる。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に沿って下ケース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３ｏからは、下ケース３と車輪台４
との空間に添っ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
ミクロフィルタ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４ｏ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１６ 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ィルタ３３に相当するフィル
タを配置する必要が無く、従来必要であったこの部分の
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、ミクロフィルタ３３を、集塵フィルタ５を収納す
るフィルターケース５８と一体に構威しているので、別
途集塵フィルタ５のための二次フィ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ィルタ３３を安
価に構或できる効果がある。

さらに、ミクロフィルタ３３はブラシレス電動送風機７
と間げきをもってブラシレス電動送風機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に向かって放射するファン騒音に対し、ミク
ロフィルタ３３を音波が通過することにより整流され、
騒音レベルが１７ー 低下する。これにより集癲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，延長管を通って吸口か
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
要であった、電動送風機の排気側のミクロフィルタ用ス
ペースを省くことができ，小形化できると共にさらに集
塵フィルタを収納する二次フィルタとなるフィルターケ
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或できるという効果
がある。

さらに、ブラシレス電動送風機から集塵室に向１８ かつて放射される騒音について、ミクロフィルタを音波
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っているものである。

【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
ｌ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
ロフィルタの拡大図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内部に集塵室、インバータ駆動によるブラシレス電
   動送風機を持つ電動送風機室、インバータ回路及びブラ
   シレス電動送風機の回転数制御回路より成る掃除機本体
   において、０．３μｍ程度の塵埃を９９％以上捕集でき
   るミクロフィルタをブラシレス電動送風機の吸気側に設
   けたことを特徴とする電気掃除機。 ２、特許請求の範囲第１項において、ミクロフィルタは
   ブラシレス電動送風機と間げきを持つてブラシレス電動
   送風機の軸線に対し、略直交するように配置したことを
   特徴とする電気掃除機。 ３、特許請求の範囲第１項において、ミクロフィルタと
   同程度の性能のフィルタを電動送風機の排気側に設けな
   いことを特徴とする電気掃除機。 ４、特許請求の範囲第１項において、電動送風機のロー
   タ回転数を検知する位置検出部を、電動送風機の排気風
   により冷却したことを特徴とする電気掃除機。 ５、特許請求の範囲第１項において、袋状の集塵フィル
   ターを１次フィルター、ミクロフィルタを２次フィルタ
   として、前記ミクロフィルタを前記集塵フィルターを収
   納するフィルターケースに一体的に形成したことを特徴
   とする電気掃除機。