JPH04200427A - 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（よ電気掃除機に係り、さらに詳細には、電動送
風機、特にインバー々駆動によるブーラジしスミ動送風
機の電源部及び制御回路の冷却及びバラヱ・ス良い実装
に関するも、のである。 ［従来の技術］ 電気掃除機の電動送風機には、一般（こたとえば実開昭
５８−９８０５７号公報（１示されでいるように、カー
ボ；ブラう・祭もする電動送風機が用いられている。 イしで、カーボンブラシを有する電動送風機の場合、そ
の入力制御用自己発熱素子の冷却は、電動送風機の排気
流で可能であり、また制例回路はサイリスタなどの自己
発熱素子以外（ま、弱電回路であるので、特に冷却に気
を使−゛）必要が無く、掃除機本体内・＼実装する場合
でも、特に気づか−゛ノことなぐ、空いているスペース
へ配置す才ｔばよいものであった。 （発明が解決しようとする課題１ しかしながら、最近、電動送風機として、回転数制御を
自在に行なうことのできる、インバー々制御によるブラ
〉しスミ動送虱機の採用が検８・すされでいるか、この
インバー々制御によるブ：′Ｊししスミセリ送風機を電
気掃除機、Ｓ実装にた場合、イニバータのスイ・Ｉラン
グ素子である・りｒ７−エレ゛ニール、杢らニーは整流
ダイオ−ドなどの半導体素子は自己ｑ２が１４０へ１５
０　’Ｃど相当に高い、ニーどから、電動送風機内を通
過して成る程度昇温さ才ｌた排気流、すなわち電動送風
機内を通過（ること番−７よ一〕で当該送風機からの発
熱分を含Ａだ排気流（−よる冷却では不］−分である。 一ブＪ、力率を改善するＬ　Ｃ回路を構成するりアクド
ルや電解コンデシサなどの比較的重量のある電気部品で
１４つ電動送風機からの１１１気風で冷却可能なものの
、板搬物である掃除機への実装はあま＼ す例がなく、取付強度、冷却効果をｐ３−虜−４ると状
＋＝、重心の位置、すなわち実装後の掃除機本体のバラ
ンスをも考廖して配置を決める必要がある。 また、制（社）回路に電源部の接続のための内部配線は
多数必要となる。なぜならば、限り１１だ掃除機本体内
のスペースで実装するため；二は、−枚のプリント基板
りに実装すると、掃除機本体の大形化を紹くことになる
ため、ある程１９″、回路を分離した形での実装となる
のが一般的である。従って複雑となる内部配線にχ・１
して、結線状聾の確認等が容易であることが、サービス
性向士、生産性向」につながるものであり、この点を鑑
みる必要がある。 本発明は、以上の点を考慮してなされたものであって、
そのＬ１的とするところは、＠気部品の効果的な冷だノ
とバラニスよい配置を成す実装を実現し、サービスメシ
テナンス性、作業性に優れる電気掃除機を提供すること
である。

【ｌｌｌ！題を解決するための手段］ 上記［］的を達成するために、掃除機本体内に塵埃を捕
集する集空室と、電動送風機とを備える電気掃除機にお
いて、電動送風機を駆動するための制御回路を構成する
自己間−１素子を、集塵室を形成する集塵ケース−Ｉ−
面に格子状ｔノブ体によ−って４１−切られたスリー・
１・軟量［］部に気密用バ・ソキニ・を介して＠＊’ｒ
−ス側に固定される放熱材に感電防１Ｆ用絶縁も（をさ
らに介して取着したものである。 ［作用］ しかして、前記構成の本発明にｊ、れば、冷却が心数な
自己発熱素ｒ−を集塵ケ゛−スの開１１部に取付けた放
熱Ｈに取着したことによって発蛇素了は、集塵室内を通
過する冷たい吸気流により冷却される。また、開１１部
は格子状のリブ体によっでイ１−切られたスリ／ｌ・状
になっているため熱をも−５１だ放熱材に誤って触れる
ことがない。また、ｆｉ！！！！素了ＩＪ、感電防ｉｋ
用絶縁材に４−って電気的ｌこ放熱材と絶縁されている
。また格子状のリブ体は土に集塵室を流れる風の向きと
平行に設けられ、リブ体を補強するための横リブは流れ
をみださないように低くなっている。 さらに、発熱素子は集塵ケースの上面に位置し、外部ケ
ースを取はずしたり状態で目視できる位置にあり内部配
線の状況が容易に確認できるので、サービス性、作業性
に優れた電気掃除機を提供できる。 さらに、放熱材は、集塵ケースの外側（正圧側）に気密
パツキンを介して固定されているため、吸込力が働いた
時でも、集塵ケースの内外の圧力差によって放熱板は集
塵ケースの外面に押圧されるためリークする恐れがない
。 【実施例】 以下、本発明の一実施例を、図面を用いて説明する。 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、第
４図は集塵ケース斜視図、第５図は本体の斜視図である
。 掃除機本体１は、上ケース２、下ケース３により構成し
、下方に二に一ス３と回動自在に取付はグ た車輪台４を、前方に集塵フィルター５の交換のための
開閉自在の集塵蓋６を有している。６５は、集塵蓋６を
係止するクランプである。上ケース２の上面には持ち運
ぶためのハンドル７０がある。 内部には、電気掃除機の駆動源とし工、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を巻き取るコードリール１１
、およびコードリールの巻き取１１操作をするベゲル９
１がある。 電動送風室８は、ブラシレス電動送風機７の反ファン側
部１４を略球状に、側面部１５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１６．１７に
より構成しており、内側に吸音材１８を貼り付けている
。二こで、電動送風機ケース１６．１７の反ファン側部
１４を略球状に、側面部１５を略円筒状に構成すること
によりケース自体の、剛性の強化によって、電動送風機
ケースで問題となる１０００）Ｌｚ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したケース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を貼り付けている
。また、電動送風機室８の排気部には、排気風量を最適
に調節して排気音を低減するための、絞り部２１を電動
送風機ケース１６と一体に構成している。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、終端を滑らかに下ケース３と下方に下ケ
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を回動自在に設
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成
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、中間排気口２４が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
示す如く平面と曲面で構成した箱状の集塵ケース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、
内側に高性能フィルター、すなわち０３μｍ程度の塵埃
を９９％以上まで捕集可能なミクロフィルター３３を取
付けている。また、箱状のフィルターケース５８を有し
、この内側に集塵フィＩＬター５を収納している。フィ
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
をとっている。 ブラシレス電動送風機７は、両側を防振ゴム３６、防振
ゴム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１育接伝わらないように
し、防振ゴム６８によって集塵ケース３１との気密をと
って集塵室９の空気洩れを防ぐようにしている。ここで
６８は、￥Ｂ振ゴムにを確実にとっている。ブラシレス
電動送風機７の端部には、回転子（図示せず）の回転数
を検知するため位置検出部（図示せず）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、細塵の鏝大防止が必要である。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、位置検出部へ微細塵が浸入する
心配はない。集塵蓋６の前部には、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
気密をとっている。また、集塵蓋カバー３２に取付けた
気密パツキン（図示せず）で集塵蓋カバー３２に取付け
た気密パツキン（図示せず）で集塵蓋カバー３２と紙袋
フィルター５の当板部４４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６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
ら成る回転子と、三相の固定子巻線を有している。ブラ
ンレス電動送風機７の速度制御は、回転子の磁極位置を
検知する位置検出部、インバータ回路５１内のトランジ
スタを駆動するペースドライバー５２および、位置検出
部より得られた検出信号に基づいてペースドライバー５
２を駆動するマイクロコンピュータ−（図示せず）とか
ら主要構成している。マイクロコンピュータ−は制御部
５４に収納し、この制御部５４１＼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ｌ・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は、円筒形のものを用い、第２図に
示す如く端子側を上向きにして、難燃材からなる基板ケ
ース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。 一方、平滑用コンデンサ５０は、電源基板５９に６個に
分割して実装している。６個に分割するのはそれぞれに
流れる電流を減らすことにより、発熱量を低減するため
である。また、基板ケース５７に収納するものは、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、ａ　ノｋ　ｔ、−冊小阻にとＦめる−すなわち
一基板ケース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３
１の上面にスポンジゴム製の気密用パツキン９２を介し
て取付けられる金属製の放熱材９５に感電防止用絶縁材
９４を介してネジ９３によって固定される。これにより
インバータ回路５１は常に吸気によって冷却されるので
冷却効果が高く、発熱量の多いインバータ回路５１は十
分冷却される。 また、放熱材を電気的に絶縁するのは、フイ刀ターケー
ス５８をミクロフィルター３３のメンテナンス等のため
に集塵ケース３１と着脱自在に構成しているためで、イ
ンバータ回路５Ｉ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。 また、放熱材９５の近接する集塵ケース３１の上面開口
部９６はスリット・状に仕切られており、集塵室９の内
側を流れる空気流の方向と同一方向のリブ体９７と、空
気流と直角方向の横リブ９８によって格子状に成形され
ている。これにより、熱くなった放熱材に誤って触れる
ことがない。また開口部９６は集塵ケース３１上面に位
置しているため、重いゴミが、集塵フィルター５にたま
った場合でも、上方での空気流は確保され冷却効果は失
われることがない。 力率改善用のりアクドル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て強固に支持できる
個所に配置している。ノイズフィルター４８及び整流回
路４９は、平滑用コンデンサ５０と共に一つの基板にま
とめ電源基板５９とし、ペースドライバー５２（基板化
している）とを、第２図に示す如く、実装状態で基板が
略垂直になるように　基板ケース５７内に収納している
。ここで、基板ケース５７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
イズ発生を制御するためである。 マイクロコンピュータ−を含む制御部５４は、電動送風
機室８の上方に配置している。尚、コードリールＩＩは
集塵ケース３１をはさんで基板ケースと反対側に位置さ
せ、制御部５４は、電動送風機の支持板６３に搭載して
いる。集塵ケース３１上には、吸込力の程度を表示する
ＬＥＤ点灯式のパワーインジケータ６７がある。電動送
風機ケース１６．１７は、それぞれ防振ゴム６８．６９
を介して排気ダクトカバー２２と支持板６３で挟持し、
電動送風機７から見ると二重に防振されている構成であ
り、電動送風機７の回転振動音を効果的低減できるもの
である。 以上説明してきた電動送風機内の風の流れについて説明
する。各図に白抜きの矢印で示したのが風の流れである
。吸込気流は、塵埃と共にホース差込口より集塵室８に
流人し、集塵フィルター５で塵埃を濾過したあと、フィ
ルターケース５８のミクロフィルター３３を通過し、ブ
ラシレス電動送風機７内に入る。ミクロフィルター３３
を通過することによって、０．３μｍ程度の微細塵が９
９％以上取り除かれた状態で、ブラシレス電動送風機室
７内に入る。ブラシし・スミ動送風機７から排出された
気流は、通気性で且つ難燃性をもつ吸音カバー７７を通
過して電動送風機室８内に入り、内貼した吸音材１８に
より減音された後、排気ダクト室１９へ滑らかに導かれ
る。ここで、第２図に示すように、ブラシレス電動送風
機室８の排気圧ロア２の近傍からは一部の排気が排気ダ
クト室１９へ直接導かれるが、その他の排気は電動送風
機室８内を時計回りに流れる形で吸音材１８によって効
果的に吸音される。ここで、排気圧ロア２の近傍から一
部の排気を排気ダクト室１９へ直接導く風量は、ブラシ
レス電動送風機７の性能と電動送風機室８の容積によっ
て決まる。すなわち、ブラシレス電動送風機７の性能が
高（、排気風量が多い場合に、排気全体を時計回りに流
すと、排気風速が上がってしまい、吸音材１８による吸
音効果が減ってしまう場合がある。この場合は、−部の
排気を直接排気ダクト室１９へ導く方が全体の排気風速
が下がり、吸音材１８による吸音効果が高まって全体の
騒音レベルを下げることができる。また、ブラシレス電
動送風機７の性能が高く、排気風速が高い場合でも、電
動送風機室８の容積を大きくできれば、排気風速を適当
なものとできるので、排気全体を時計回りに流して吸音
材１８により効果的に消音できるが、電動送風機室８の
容積を大きくする程、掃除機本体１の寸法が大きくなる
ため取扱性が低下すること（二なる。従って、ブラシレ
ス電動送風機７の性能はブラシしスミ動送風機室１８の
容積のパラ〉スを考慮して一部の排気を直接排気ダクト
室１９へ導く風量を決めることになる。次に排気圧ロア
２には、電動送風機ケース１６と一体に形成した絞り部
２１があるが、この高さを適当なものに設定することに
より、排気ダクト室１９へ導かれる排気風の風速を最適
に調節することができる。排気ダクト室１９は下ケース
３と排気ダクトカバー２２で構成しているが、ここに流
れ込んだ排気流は、円環状の案内リブ６１に沿って下ケ
ース３上を回り、吸音材（底面）２０によって充分吸音
された後、中間排気口２４より車輪台４の分散排気室３
０へ流入する。ここで、中間排気口２４へは、排気ダク
トカバー２２った案内部により滑らかに排出される。ま
た中間排気口には、金網などの素材の整流ネットを設け
ており、これによってスムーズに排気流を分散排気室３
０へ導（ことができる。分散排気室３０からは下ケース
３と車輪台４との空間に添って掃除機本体１の全周に設
けた排気ロアロより低風速にて排出される。従って、排
気風によって床面の塵埃をまき上げることは最小に抑え
ることができる。 一方、電動送風機室８から排気ダクト室１９へ導かれた
排気風の一部は、リアクトル４６の収納室６４に導かれ
、リアクトル４６を十分冷却した後、再び排気ダクト室
１９の出口近傍へ流出し、中間排気口２４より排出され
る。また一部の排気風は、基板ケース５７内へ導かれ、
平滑用コンデンサ５０、力率改善用コンデンサ４５、及
びノイズフィルタ４８などを冷却した後、本体内に排出
し、最終的に＠源コード１０の出口となるコード出口１
２より掃除機本体外へ排出される。さらに排気ダクト室
１９内で十分に吸音された排気風の原コードＩＱを十分
冷却した後、そのほとんどが再び排気ダクト室１９の出
口近傍へ流出し、中間排気口２４より排出され、一部は
コード出口１２より排出される。 以上述べてきたように、本実施例によれば、電気部品を
電源部、制御回路、表示部に分離し、さらに電源部を電
源基板５９、整流ダイオード３８、インバータ回路５１
、リアクトル４６等に分離し。 ているので、各々が必要且つ十分な冷却方法もって冷却
され、また重量的にもバランスが取れ、掃除機本体内の
スペースを有効に活用でき、掃除機本体の小形化が図れ
るという大きな効果がある。 さらに、上ケース２を取りはずせば、表示部、制御回路
、ｌｉ電源部露出し、それぞれの結線状態が目視できる
ので、サービス性、作業性のよい電気掃除機を提供でき
るという効果がある。 ［発明の効果］ 本発明によれば、発熱量の多いインバータ回路や整流ダ
イオードは、集塵ケースに取付けた放熱材によって冷た
い吸気流によって、十分冷却されまた。集塵ケースの開
口部は格子状リブ体が設けてあり、熱くなった放熱材に
誤って触れることがない。 また、発熱素子は、感電防止用絶縁材によって放熱材と
電気的に絶縁されているため安全である。 また格子状リブの高さの高いリブは集塵室を流れる空気
流と同一方向に、空気流と直角方向となる補強用の横リ
ブは低（設けてあり風の流れをさまたげない。 さらに、集塵ケースの上面に開口部を設けているため、
重い砂ゴミを吸って集塵フィルターがいっばいになって
きた場合でも集塵ケースの上方での風の流れは失われず
、素子の冷却効果は変化しない。 また、放熱材は、集塵ケースの外側（正圧側）に気密パ
ツキンを介して固定されているので、吸込力が働いた時
には、放熱材は集塵ケースに密着する方向で、リークす
る恐れがない。 さらにまた、放熱板と集塵ケースはシールされているた
め、発熱素子を放熱材の上面に多数配設した場合でも、
特にシール構造に変わりなく、組立作業性も失われるこ
とがない、

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の一実施例を示し、第１図は電気掃除機
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、第４図は集塵ケースの斜視図、第５図は本体の斜
視図、第６図は本実施例で使用しているブランレス電動
送風機を用いた場合の駆動及び制御回路図である。 １・・・掃除機本体、　　２・・・上ケース、　７・・
・ブラシレス電動送風機、　　８・・・電動送風機室。 ９・・・集塵室、　　　１０・・・電源コード、１１・
・・コードリール、１５・・・側面部、　　１６．１７
・・・電動送風機ケース、　　１８・・・吸音材１１９
・・・排気ダクト室。 ２０・・・吸音材（底面）、２１・・・絞り部９２２・
・・排気ダクトカバー１２４・・・中間排気口、３０・
・・分散排気室、３１・・・集塵ケース、４６・・・リ
アクトル、５１・・・インバータ回路、５４・・・制御
部。 ５９・・・電源基板、　６１・・・案内リブ、６７・・
・パワーインジケータ、７２・・・排気出口、７３・・
・排気流路接続部、７４・・・案内部、７６・・・排気
口。 ９・・・集塵室、　　１・・・掃除機本体、５４・・・
制御部、　　１１・・・コードリール、６７・・・パワ
ーインジェクタ、１０・・・電源コード、５７・・・基
板ケース。 ５１・・・インバータ回路、　　３１・・・集塵ケース
。 ４６・・・リアク）・ル、５９・・・電源基板。 第１図 竿２（２） イ　３　霞 第４０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電動送風機と、塵埃を捕集する集塵室とを掃除機本
   体内に備える電気掃除機において、前記電動送風機を駆
   動する制御回路を構成する自己発熱素子を、集塵部に設
   けた放熱材に取着したことを特徴とする電気掃除機。 ２、請求項１において、前記集塵部に開口部を設け、前
   記発熱素子を取着した放熱材の前記発熱素子の取着して
   いない側の面を前記集塵室に向けて配置したことを特徴
   とする電気掃除機。 ３、請求項２において、前記開口部に格子状のリブ体を
   設けたことを特徴とする電気掃除機。 ４、請求項３において、前記リブ体の間にスリット状に
   開口した開口部の向きを前記集塵室内の風の流れる方向
   と平行にしたことを特徴とする電気掃除機。 ５、請求項４において、前記集塵室内を流れる風の方向
   と平行に立てた前記リブ体をつなぐ横リブを前記リブ体
   よりも低くしたことを特徴とする電気掃除機。 ６、請求項２において、前記発熱素子を前記放熱材をは
   さんで前記開口部の裏側となる位置に配置したことを特
   徴とする電気掃除機。 ７、請求項２において、前記開口部を前記集塵室の上面
   となる位置に配置したことを特徴とする電気掃除機。 ８、請求項１において、前記放熱材を金属材によつて構
   成すると共に前記放熱材と前記発熱素子との間に感電防
   止用絶縁材を施したことを特徴とする電気掃除機。 ９、請求項２において、前記放熱材を前記集塵部の外側
   （正圧側）に配置したことを特徴とする電気掃除機。 １０、請求項９において、前記放熱材と前記集塵部の間
   に気密用パッハンを配置すると共に、前記放熱材と前記
   発熱素子を同一のネジによつて前記集塵部に固定したこ
   とを特徴とする電気掃除機。 １１、請求項１０において、前記放熱材に複数の発熱素
   子を配置したことを特徴とする電気掃除機。