JP2003204902A - 電気掃除機 - Google Patents
電気掃除機Info
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- Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気掃除機において、電動機の回転速度が信
頼性の面から低く設定されているため、電動機に必要な
トルクが大きくなり、これに伴なって、電動機、電気掃
除機ともに形状、重量が大きくなり、使い勝手の悪いも
のであった。 【解決手段】 巻線１０２を有する固定子１０３、その
外側に設けた回転子１０６を有する電動機１０７と、軸
流ファン１０８およびケース１１０を有する電動送風機
１００を有する構成とすることにより、高効率での高速
回転が可能になり、小型、軽量で、吸引性能の高い電気
掃除機を実現できるようになる。
頼性の面から低く設定されているため、電動機に必要な
トルクが大きくなり、これに伴なって、電動機、電気掃
除機ともに形状、重量が大きくなり、使い勝手の悪いも
のであった。 【解決手段】 巻線１０２を有する固定子１０３、その
外側に設けた回転子１０６を有する電動機１０７と、軸
流ファン１０８およびケース１１０を有する電動送風機
１００を有する構成とすることにより、高効率での高速
回転が可能になり、小型、軽量で、吸引性能の高い電気
掃除機を実現できるようになる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般家庭や工場、
店舗、事務所などにおいて使用される電気掃除機に関す
るものである。
店舗、事務所などにおいて使用される電気掃除機に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】特開２００１−３０４１７２号公報に開
示されている従来の電気掃除機の電動送風機は、図５に
示すように、動翼２２を有するインペラ２１は遠心形で
あり、これを回転駆動する電動機２９は固定子３１の内
側に回転軸３２を有した回転子３３を有したインナーロ
ータ形であり、交流整流子電動機と呼ばれる構成のもの
となっている。
示されている従来の電気掃除機の電動送風機は、図５に
示すように、動翼２２を有するインペラ２１は遠心形で
あり、これを回転駆動する電動機２９は固定子３１の内
側に回転軸３２を有した回転子３３を有したインナーロ
ータ形であり、交流整流子電動機と呼ばれる構成のもの
となっている。
【０００３】このような構造により、空気がゴミと一緒
に吸い込まれて、電気掃除機として作用するものとなっ
ている。
に吸い込まれて、電気掃除機として作用するものとなっ
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の技術
においては、交流整流子電動機としたことにより回転の
速度に限界があり、信頼性の面から毎分５００００回転
以下の回転速度に限定されるものであった。
においては、交流整流子電動機としたことにより回転の
速度に限界があり、信頼性の面から毎分５００００回転
以下の回転速度に限定されるものであった。
【０００５】しかるに電動機２９に必要なトルクは、動
力出力パワーを回転速度で除したものに比例することか
ら、速度に限界があるということは、トルクの必要値が
ある程度高いものとなり、電動機２９の形状が大であり
重量も大となって、電気掃除機の形状および重量も大と
なって、使い勝手が悪くなると第１の課題を有するもの
であった。
力出力パワーを回転速度で除したものに比例することか
ら、速度に限界があるということは、トルクの必要値が
ある程度高いものとなり、電動機２９の形状が大であり
重量も大となって、電気掃除機の形状および重量も大と
なって、使い勝手が悪くなると第１の課題を有するもの
であった。
【０００６】また、特開２００１−３０４１７２号公報
には、交流整流子電動機の代わりにインバータ駆動によ
るものとしても良いとされているが、回転子を固定子の
内側に設けるインナーロータ形の電動機の場合、インバ
ータから高周波電流が固定子の巻線に供給され、また回
転子が発する磁界も固定子に高周波をもたらすことか
ら、固定子を構成する鉄心の損失、すなわち鉄損が発生
するものとなる。
には、交流整流子電動機の代わりにインバータ駆動によ
るものとしても良いとされているが、回転子を固定子の
内側に設けるインナーロータ形の電動機の場合、インバ
ータから高周波電流が固定子の巻線に供給され、また回
転子が発する磁界も固定子に高周波をもたらすことか
ら、固定子を構成する鉄心の損失、すなわち鉄損が発生
するものとなる。
【０００７】ここで、固定子は普通、回転子に比して鉄
重量が大であることから損失が大となり、電動機の効率
が低い電気掃除機となるという第２の課題を有してい
た。
重量が大であることから損失が大となり、電動機の効率
が低い電気掃除機となるという第２の課題を有してい
た。
【０００８】さらに、毎分５００００回転以上という高
速域においては、回転子に働く遠心力が大きくなること
による強度アップが必要となり、また遠心形のファンは
効率が低下していくという傾向があり、そのためたとえ
信頼性についての割り切りを行い、また電動機の効率の
低下を許したとしても、ファンの効率もまた低いものと
なり、結局はゴミの吸い込み性能の悪い電気掃除機とな
ってしまうという第３の課題もまた有しているものであ
った。
速域においては、回転子に働く遠心力が大きくなること
による強度アップが必要となり、また遠心形のファンは
効率が低下していくという傾向があり、そのためたとえ
信頼性についての割り切りを行い、また電動機の効率の
低下を許したとしても、ファンの効率もまた低いものと
なり、結局はゴミの吸い込み性能の悪い電気掃除機とな
ってしまうという第３の課題もまた有しているものであ
った。
【０００９】本発明は前記従来の課題を解決するもの
で、小型、軽量で使い勝手が良く、吸い込み性能の高い
電気掃除機を実現することを目的とする。
で、小型、軽量で使い勝手が良く、吸い込み性能の高い
電気掃除機を実現することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記第１〜第
３の課題を解決するために、巻線を有する固定子と前記
固定子の外側に回転自在に設けた回転子を有する電動機
と、前記回転子の外側に取り付けられた軸流ファンと、
前記軸流ファンの外側に固定して設けられたケースを有
する電動送風機を有する構成とすることにより、高効率
での高速回転も可能な小型・軽量の電動機とし、使い勝
手が良く、吸い込み性能の高い電気掃除機を実現するも
のである。
３の課題を解決するために、巻線を有する固定子と前記
固定子の外側に回転自在に設けた回転子を有する電動機
と、前記回転子の外側に取り付けられた軸流ファンと、
前記軸流ファンの外側に固定して設けられたケースを有
する電動送風機を有する構成とすることにより、高効率
での高速回転も可能な小型・軽量の電動機とし、使い勝
手が良く、吸い込み性能の高い電気掃除機を実現するも
のである。
【００１１】
【発明の実施形態】本発明の請求項１に記載の発明は、
上記課題を解決するために、巻線を有する固定子と前記
固定子の外側に回転自在に設けた回転子を有する電動機
と、前記回転子の外側に取り付けられた軸流ファンと、
前記軸流ファンの外側に固定して設けられたケースを有
する電動送風機を有する構成とすることにより、高周波
が作用する固定子が小型であって鉄損が少なく、よって
高効率での高速回転も可能な小型、軽量の電動機とし、
使い勝手が良く、吸い込み性能の高い電気掃除機を実現
するものである。
上記課題を解決するために、巻線を有する固定子と前記
固定子の外側に回転自在に設けた回転子を有する電動機
と、前記回転子の外側に取り付けられた軸流ファンと、
前記軸流ファンの外側に固定して設けられたケースを有
する電動送風機を有する構成とすることにより、高周波
が作用する固定子が小型であって鉄損が少なく、よって
高効率での高速回転も可能な小型、軽量の電動機とし、
使い勝手が良く、吸い込み性能の高い電気掃除機を実現
するものである。
【００１２】また請求項２に記載した発明は、特に、請
求項１記載の回転子の回転速度を、毎分５００００回転
以上としたことにより、発生トルクが小さい小型の電動
機と、小型のファンによる小型の電気掃除機とし、取り
分け使い勝手が良いものとすることができるものであ
る。
求項１記載の回転子の回転速度を、毎分５００００回転
以上としたことにより、発生トルクが小さい小型の電動
機と、小型のファンによる小型の電気掃除機とし、取り
分け使い勝手が良いものとすることができるものであ
る。
【００１３】また請求項３に記載した発明は、特に、請
求項１または２に記載の固定子とケースをつなぐ棒状の
支持体を、通風路内に設けたことにより、圧損の小さい
通風路の実現しながら、確実に電動機の支持を行うこと
ができ、効率の高い電気掃除機を実現するものである。
求項１または２に記載の固定子とケースをつなぐ棒状の
支持体を、通風路内に設けたことにより、圧損の小さい
通風路の実現しながら、確実に電動機の支持を行うこと
ができ、効率の高い電気掃除機を実現するものである。
【００１４】また請求項４に記載した発明は、特に、請
求項１記載の回転子は、永久磁石と前記永久磁石の外側
に設けた継鉄を有し、前記永久磁石が発する磁束は巻線
と磁気結合し、前記巻線に電流を供給するインバータ回
路を有する構成としたことにより、特に効率が高く、ま
た高速回転における信頼性の確保ができる電気掃除機が
実現できるものである。
求項１記載の回転子は、永久磁石と前記永久磁石の外側
に設けた継鉄を有し、前記永久磁石が発する磁束は巻線
と磁気結合し、前記巻線に電流を供給するインバータ回
路を有する構成としたことにより、特に効率が高く、ま
た高速回転における信頼性の確保ができる電気掃除機が
実現できるものである。
【００１５】また請求項５に記載した発明は、特に、請
求項４記載の固定子は、３個の溝に３本の巻線による３
相とし、第１の溝と第２の溝の間に第１の巻線を設け、
第２の溝と第３の溝の間に第２の巻線を設け、第３の溝
と第１の溝の間に第３の巻線を設け、永久磁石は２極と
したことにより、簡単な構成でありながら固定子に作用
する周波数を最小限に抑えて鉄損を低減し、また巻線の
長さも最小限に抑えて銅損も低減し、結果として低損失
の電気掃除機の実現を図るものである。
求項４記載の固定子は、３個の溝に３本の巻線による３
相とし、第１の溝と第２の溝の間に第１の巻線を設け、
第２の溝と第３の溝の間に第２の巻線を設け、第３の溝
と第１の溝の間に第３の巻線を設け、永久磁石は２極と
したことにより、簡単な構成でありながら固定子に作用
する周波数を最小限に抑えて鉄損を低減し、また巻線の
長さも最小限に抑えて銅損も低減し、結果として低損失
の電気掃除機の実現を図るものである。
【００１６】また請求項６に記載の発明は、特に、請求
項１記載の巻線に、電流を供給するインバータ回路を有
し、前記インバータ回路は、スイッチング素子を有し、
前記スイッチング素子は発生する熱をケースに伝え、前
記ケースは通風路内を通過する空気に放熱する構成とし
たことにより、スイッチング素子の冷却を効果的に行
い、小型・軽量で信頼性の高い電気掃除機を実現するも
のである。
項１記載の巻線に、電流を供給するインバータ回路を有
し、前記インバータ回路は、スイッチング素子を有し、
前記スイッチング素子は発生する熱をケースに伝え、前
記ケースは通風路内を通過する空気に放熱する構成とし
たことにより、スイッチング素子の冷却を効果的に行
い、小型・軽量で信頼性の高い電気掃除機を実現するも
のである。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。
しながら説明する。
【００１８】（実施例１）図１は、本発明の第１の実施
例における電気掃除機の電動送風機の断面図である。
例における電気掃除機の電動送風機の断面図である。
【００１９】図１において、電動送風機１００は、厚さ
０．３５ｍｍの無方向性の珪素鋼板を積層して構成した
鉄心１０１に巻線１０２を巻いて固定子１０３としてお
り、固定子１０３の外側には、ボールベアリング１０
４、１０５によって回転自在に設けた回転子１０６を有
する電動機１０７、および回転子１０６の外側に取り付
けられた軸流ファン１０８、先端に設けたスピンナ１０
９を有している。
０．３５ｍｍの無方向性の珪素鋼板を積層して構成した
鉄心１０１に巻線１０２を巻いて固定子１０３としてお
り、固定子１０３の外側には、ボールベアリング１０
４、１０５によって回転自在に設けた回転子１０６を有
する電動機１０７、および回転子１０６の外側に取り付
けられた軸流ファン１０８、先端に設けたスピンナ１０
９を有している。
【００２０】そしてさらに、軸流ファン１０８の外側に
は、固定して設けられたアルミニウム製のケース１１０
を有したものとなっているものである。
は、固定して設けられたアルミニウム製のケース１１０
を有したものとなっているものである。
【００２１】本実施例においては、回転子１０６は、永
久磁石１１１、１１２と、永久磁石１１１、１１２の外
側に設けた鉄板で構成し磁束を通しやすくするための管
状の継鉄１１３を有しており、永久磁石１１１、１１２
が発する磁束は、巻線１０２と磁気結合しているものと
なっている。
久磁石１１１、１１２と、永久磁石１１１、１１２の外
側に設けた鉄板で構成し磁束を通しやすくするための管
状の継鉄１１３を有しており、永久磁石１１１、１１２
が発する磁束は、巻線１０２と磁気結合しているものと
なっている。
【００２２】また、固定子１０３は、中心に回転しない
鉄製のシャフト１１４を有しており、固定子１０６のシ
ャフト１１４は、ケース１１０との間に、棒状の支持体
１１５を設けて固定されている。
鉄製のシャフト１１４を有しており、固定子１０６のシ
ャフト１１４は、ケース１１０との間に、棒状の支持体
１１５を設けて固定されている。
【００２３】なお、ケース１１０と回転子１０６の間の
空間は、通風路１１６となり、支持体１１５は通風路１
１６内に設けた構成となっているものである。
空間は、通風路１１６となり、支持体１１５は通風路１
１６内に設けた構成となっているものである。
【００２４】これにより、ほぼ通風路１１６が直線とな
り、通風路１１６での圧損を最小に抑えた上で、支持体
１１５による固定子１０３の支持が行えるものとなり、
効率の高い電動送風機１００が実現されるものとなる。
り、通風路１１６での圧損を最小に抑えた上で、支持体
１１５による固定子１０３の支持が行えるものとなり、
効率の高い電動送風機１００が実現されるものとなる。
【００２５】さらにまた、本実施例では、シャフト１１
４がボールベアリング１０５の部分の前後にて中空とな
っており、巻線１０２からの配線１１７は、ボールベア
リング１０５の少し上に開けられた開口部よりシャフト
１１４の中空部を通り、さらに支持体１１５の内部の空
洞部分を経て、ケース１１０の外部に引き出されている
ものとなっている。
４がボールベアリング１０５の部分の前後にて中空とな
っており、巻線１０２からの配線１１７は、ボールベア
リング１０５の少し上に開けられた開口部よりシャフト
１１４の中空部を通り、さらに支持体１１５の内部の空
洞部分を経て、ケース１１０の外部に引き出されている
ものとなっている。
【００２６】ただし、アウターロータという構造にする
上で、シャフト１１４を固定とすることは必ずしも必要
なものではなく、シャフト１１４を回転させるような構
造であってもかまわない。
上で、シャフト１１４を固定とすることは必ずしも必要
なものではなく、シャフト１１４を回転させるような構
造であってもかまわない。
【００２７】本実施例では、インバータ回路１１８が配
線１１７の根本に接続されており、巻線１０２には、イ
ンバータ回路１１８から電流の供給が、なされるものと
なっている。
線１１７の根本に接続されており、巻線１０２には、イ
ンバータ回路１１８から電流の供給が、なされるものと
なっている。
【００２８】インバータ回路１１８は、例えばバッテリ
や交流電源を整流した直流電源などを入力して動作し、
プリント配線板１１９、ＩＧＢＴによって構成され、プ
リント配線板１１９にハンダ付けされたスイッチング素
子１２０、１２１が、ビス１２２、１２３によって、ア
ルミニウム製のケース１１０の外壁に取り付けられてい
る。
や交流電源を整流した直流電源などを入力して動作し、
プリント配線板１１９、ＩＧＢＴによって構成され、プ
リント配線板１１９にハンダ付けされたスイッチング素
子１２０、１２１が、ビス１２２、１２３によって、ア
ルミニウム製のケース１１０の外壁に取り付けられてい
る。
【００２９】したがって、スイッチング素子１２０、１
２１から発生する熱はケース１１０に伝えられ、さらに
ケース１１０から通風路１１６内を通過する空気に放熱
する構成となっているものである。
２１から発生する熱はケース１１０に伝えられ、さらに
ケース１１０から通風路１１６内を通過する空気に放熱
する構成となっているものである。
【００３０】なお、図１においては、スイッチング素子
数として２個のみを図示しているものとなっているもの
であるが、一般に直流を入力して３相を出力させるイン
バータ回路として、６石構成が良く用いられており、そ
のようなインバータ回路を採用するためには、スイッチ
ング素子数が６個として、それぞれケース１１０にビス
等で固定して、各スイッチング素子から発せられる熱
を、ケース１１０に伝えるという構成をとるものとなる
ものであって、スイッチング素子数がいくつであって
も、同様である。
数として２個のみを図示しているものとなっているもの
であるが、一般に直流を入力して３相を出力させるイン
バータ回路として、６石構成が良く用いられており、そ
のようなインバータ回路を採用するためには、スイッチ
ング素子数が６個として、それぞれケース１１０にビス
等で固定して、各スイッチング素子から発せられる熱
を、ケース１１０に伝えるという構成をとるものとなる
ものであって、スイッチング素子数がいくつであって
も、同様である。
【００３１】また、電動機１０７の種類も、永久磁石１
１１、１１２を使用した、一般にブラシレスＤＣモータ
と呼ばれるような本実施例の構成以外に、例えばインダ
クションモータとし、回転子に短絡導体を有するものも
あるが、そのような種類の電動機であっても、インバー
タ回路の構成部品であるスイッチング素子の冷却が合理
的に行われると言う点には、変わりはないものである。
１１、１１２を使用した、一般にブラシレスＤＣモータ
と呼ばれるような本実施例の構成以外に、例えばインダ
クションモータとし、回転子に短絡導体を有するものも
あるが、そのような種類の電動機であっても、インバー
タ回路の構成部品であるスイッチング素子の冷却が合理
的に行われると言う点には、変わりはないものである。
【００３２】また、パワーモジュールと呼ばれるよう
な、複数のスイッチング素子、および場合によっては駆
動回路まで含めた構成が１つのパッケージに封入された
部品で、装置を構成する場合でも、パッケージごとケー
ス１１０に固定して熱をケース１１０に伝えることがで
きる。
な、複数のスイッチング素子、および場合によっては駆
動回路まで含めた構成が１つのパッケージに封入された
部品で、装置を構成する場合でも、パッケージごとケー
ス１１０に固定して熱をケース１１０に伝えることがで
きる。
【００３３】ケース１１０に、インバータ回路１１８の
スイッチング素子１２０、１２１以外の発熱部品を取り
付けても良く、例えばインバータ回路１１８の電源とし
て、例えば１００ボルト６０ヘルツの商用電源からダイ
オードを使用した整流回路の出力の直流電源としている
場合などにおいては、そのダイオードなどから発生する
熱を効果的に逃がす構成として、やはりケース１１０へ
のビス止めなどが適している場合もある。
スイッチング素子１２０、１２１以外の発熱部品を取り
付けても良く、例えばインバータ回路１１８の電源とし
て、例えば１００ボルト６０ヘルツの商用電源からダイ
オードを使用した整流回路の出力の直流電源としている
場合などにおいては、そのダイオードなどから発生する
熱を効果的に逃がす構成として、やはりケース１１０へ
のビス止めなどが適している場合もある。
【００３４】本実施例においては、回転子１０６および
軸流ファン１０８の回転速度は、毎分６００００回転と
している。
軸流ファン１０８の回転速度は、毎分６００００回転と
している。
【００３５】図２は、本実施例の電気掃除機の外観図で
ある。
ある。
【００３６】図２において、胴部２００には内部に電動
機送風機１００などが内臓されている。
機送風機１００などが内臓されている。
【００３７】胴部２００には、管状の延長管２０１、２
０２が接続されていて、その先端に床ノズル２０３が連
なっている。
０２が接続されていて、その先端に床ノズル２０３が連
なっている。
【００３８】また、掃除作業がしやすい様、ベルト２０
４が胴部２００につながれていて、使用者は肩から下げ
て使用することができるものとなっている。
４が胴部２００につながれていて、使用者は肩から下げ
て使用することができるものとなっている。
【００３９】本実施例では、延長管２０２と床ノズル２
０３の間、および延長管２０２と延長管２０１の間は着
脱が自在となっており、延長管２０２を取り外すことも
できるものとなっている。
０３の間、および延長管２０２と延長管２０１の間は着
脱が自在となっており、延長管２０２を取り外すことも
できるものとなっている。
【００４０】延長管２０２を取り外した場合、延長管２
０１と床ノズル２０３は、やはり脱着自在であり、すな
わち延長管２０１の先に床ノズル２０３を、カチッと取
り付けることができ、短くしても使用することができる
ことから、例えば自動車の中などのような狭い場所での
使用も楽にできるものとなっている。
０１と床ノズル２０３は、やはり脱着自在であり、すな
わち延長管２０１の先に床ノズル２０３を、カチッと取
り付けることができ、短くしても使用することができる
ことから、例えば自動車の中などのような狭い場所での
使用も楽にできるものとなっている。
【００４１】その場合には、バッテリを内蔵したコード
レス形のものや、自動車のバッテリからの直流２４ボル
ト電源を、シガライタなどのプラグから引いてきて、イ
ンバータ回路１１８を動作させ使用するものなどとする
と、自動車内の床やシートの上などを掃除する際の使い
勝手が最高となる。
レス形のものや、自動車のバッテリからの直流２４ボル
ト電源を、シガライタなどのプラグから引いてきて、イ
ンバータ回路１１８を動作させ使用するものなどとする
と、自動車内の床やシートの上などを掃除する際の使い
勝手が最高となる。
【００４２】図３は、本実施例の電動送風機１００の断
面図を示している。
面図を示している。
【００４３】図３において、固定子１０３の鉄心１０１
は、０．３５ｍｍの厚さの珪素鋼板を積層して構成され
ているが、３個の溝３０１、３０２、３０３に３本の巻
線による３相とし、第１の溝３０１と第２の溝３０２の
間に第１の巻線３０４を設け、第２の溝３０２と第３の
溝３０３の間に第２の巻線３０５を設け、第３の溝３０
３と第１の溝３０１の間に第３の巻線３０６を設けてい
る。
は、０．３５ｍｍの厚さの珪素鋼板を積層して構成され
ているが、３個の溝３０１、３０２、３０３に３本の巻
線による３相とし、第１の溝３０１と第２の溝３０２の
間に第１の巻線３０４を設け、第２の溝３０２と第３の
溝３０３の間に第２の巻線３０５を設け、第３の溝３０
３と第１の溝３０１の間に第３の巻線３０６を設けてい
る。
【００４４】なお、本実施例においては、第１の巻線３
０４、第２の巻線３０５、第３の巻線３０６は、いずれ
も直径１．２ｍｍのエナメル線を２８回巻いて構成して
いるものを用いている。
０４、第２の巻線３０５、第３の巻線３０６は、いずれ
も直径１．２ｍｍのエナメル線を２８回巻いて構成して
いるものを用いている。
【００４５】永久磁石１１１は、ネオジ焼結形の磁石片
３１１、３１２によって構成し、内側すなわち固定子１
０３に対向する側がＳ極となるように着磁されている。
３１１、３１２によって構成し、内側すなわち固定子１
０３に対向する側がＳ極となるように着磁されている。
【００４６】一方、永久磁石１１２は、やはりネオジ焼
結形の磁石片３１３、３１４によって構成し、内側すな
わち固定子１０３に対向する側がＮ極となるように着磁
されている。
結形の磁石片３１３、３１４によって構成し、内側すな
わち固定子１０３に対向する側がＮ極となるように着磁
されている。
【００４７】これにより、磁石片３１１、３１２の繋ぎ
目付近、および磁石片３１３、３１４の繋ぎ目付近での
若干の磁束密度の低下はあるが、２極の永久磁石１１
１、１１２として動作するものとなる。
目付近、および磁石片３１３、３１４の繋ぎ目付近での
若干の磁束密度の低下はあるが、２極の永久磁石１１
１、１１２として動作するものとなる。
【００４８】本実施例では、巻線１０２が３相の集中巻
となるため、製造しやすく、またコイルエンド部分が短
く電動機１０７の軸方向の長さが短く、小型になる上、
銅損が少なく効率の高いものとすることができる。
となるため、製造しやすく、またコイルエンド部分が短
く電動機１０７の軸方向の長さが短く、小型になる上、
銅損が少なく効率の高いものとすることができる。
【００４９】また、２極であることから、固定子１０３
に作用する磁束および電流の周波数が低く抑えられるこ
とから、鉄心１０１の鉄損が抑えられるほか、インバー
タ回路１１８から出力すべき周波数が低くて済み、構成
も簡単となる。
に作用する磁束および電流の周波数が低く抑えられるこ
とから、鉄心１０１の鉄損が抑えられるほか、インバー
タ回路１１８から出力すべき周波数が低くて済み、構成
も簡単となる。
【００５０】また、回転子１０６が固定子１０３の外側
にあるアウターロータの構成となっていることから、永
久磁石１１１、１１２を構成する磁石片３１１、３１
２、３１３、３１４に働く遠心力は、継鉄１１３で受け
ることができ、インナーロータの場合のような永久磁石
の飛散防止のための非磁性ＳＵＳ管なども必要なく、安
全に高速回転を行わせることができ、非磁性ＳＵＳ管な
どによる磁路の磁気抵抗の増大による性能低下や、部品
点数の増加もなく構成できるものとなる。
にあるアウターロータの構成となっていることから、永
久磁石１１１、１１２を構成する磁石片３１１、３１
２、３１３、３１４に働く遠心力は、継鉄１１３で受け
ることができ、インナーロータの場合のような永久磁石
の飛散防止のための非磁性ＳＵＳ管なども必要なく、安
全に高速回転を行わせることができ、非磁性ＳＵＳ管な
どによる磁路の磁気抵抗の増大による性能低下や、部品
点数の増加もなく構成できるものとなる。
【００５１】また、アウターロータとしていることか
ら、固定子１０３の鉄心１０１に必要な鉄の量が少なく
て済むものとなる。
ら、固定子１０３の鉄心１０１に必要な鉄の量が少なく
て済むものとなる。
【００５２】特に鉄損を低減しようとする場合、同一周
波数・磁束密度であれば、使用する鉄の体積に比例して
鉄損が生ずるものとなるが、本実施例では鉄心１０１に
使用される鉄の量が少ない分、鉄損が小さくなり有利に
作用するものとなる。
波数・磁束密度であれば、使用する鉄の体積に比例して
鉄損が生ずるものとなるが、本実施例では鉄心１０１に
使用される鉄の量が少ない分、鉄損が小さくなり有利に
作用するものとなる。
【００５３】また、同時に鉄心１０１のコストが安く抑
えられるという、優れた効果も生じさせられている。
えられるという、優れた効果も生じさせられている。
【００５４】なお、継鉄１１３に作用する磁束は、ほぼ
直流であり高周波分はほとんど含まないものであること
から、珪素鋼板など高価な材質のものを使用する必要は
なく、強度の大きい鉄材を使用したものとなり、軸流フ
ァン１０８となる部分も捻り出しや、削り出しなどの工
法により、一体として製造したものとしてもかまわな
い。
直流であり高周波分はほとんど含まないものであること
から、珪素鋼板など高価な材質のものを使用する必要は
なく、強度の大きい鉄材を使用したものとなり、軸流フ
ァン１０８となる部分も捻り出しや、削り出しなどの工
法により、一体として製造したものとしてもかまわな
い。
【００５５】発明者らの計算によれば、電気掃除機とし
て吸い込み性能を十分発揮させる設計においては、回転
速度を毎分６００００回転、直径５０ｍｍ程度の軸流フ
ァン１０８とした場合、継鉄の厚さが５ｍｍ程度あれば
強度的に問題無く、同時に永久磁石１１１、１１２、お
よび巻線１０２の電流による起磁力による磁束密度は、
最大条件においてほぼ１テスラ程度となり、磁気的にも
構造的にも能力が良く発揮された合理的なものとするこ
とができる。
て吸い込み性能を十分発揮させる設計においては、回転
速度を毎分６００００回転、直径５０ｍｍ程度の軸流フ
ァン１０８とした場合、継鉄の厚さが５ｍｍ程度あれば
強度的に問題無く、同時に永久磁石１１１、１１２、お
よび巻線１０２の電流による起磁力による磁束密度は、
最大条件においてほぼ１テスラ程度となり、磁気的にも
構造的にも能力が良く発揮された合理的なものとするこ
とができる。
【００５６】インダクション形の構成とした場合には、
回転子内の磁束は直流ではなくなり、スベリ周波数に相
当するものとなるが、固定子と比較するとかなり低いこ
とから、やはり固定子に使用する鉄心１０１の損失が低
減され、やはりトータルとしての効率が高く得られると
いう効果が得られるものとなる。
回転子内の磁束は直流ではなくなり、スベリ周波数に相
当するものとなるが、固定子と比較するとかなり低いこ
とから、やはり固定子に使用する鉄心１０１の損失が低
減され、やはりトータルとしての効率が高く得られると
いう効果が得られるものとなる。
【００５７】図４は、本実施例の電気掃除機の特に胴部
２００の部分をカットした状態を示す一部欠載要部断面
図である。
２００の部分をカットした状態を示す一部欠載要部断面
図である。
【００５８】図４において、ケース１１０から３本の支
持体１１５を設け、回転子１０６および軸流ファン１０
８を回転駆動させる電動送風機１００を設けている。
持体１１５を設け、回転子１０６および軸流ファン１０
８を回転駆動させる電動送風機１００を設けている。
【００５９】本実施例においては、支持体１１５は、通
過する空気の抵抗をなるべく小さくし、排気側の圧損を
抑えるため、断面が飛行機の翼のように流線型をとった
ものとし、空力学的な性能が相当優れている。
過する空気の抵抗をなるべく小さくし、排気側の圧損を
抑えるため、断面が飛行機の翼のように流線型をとった
ものとし、空力学的な性能が相当優れている。
【００６０】そして、電動送風機１００の風上側に集塵
用の紙パック３３０を配している。
用の紙パック３３０を配している。
【００６１】これにより、空気と共に吸い込まれたゴミ
は、紙パック３３０に捕らえられるものとなり、紙パッ
ク３３０がゴミで満たされた場合には、使用者が紙パッ
ク３３０を取り出してゴミ箱等に捨て、空の新しい紙パ
ックを装着して、再び使用することができるものとな
る。
は、紙パック３３０に捕らえられるものとなり、紙パッ
ク３３０がゴミで満たされた場合には、使用者が紙パッ
ク３３０を取り出してゴミ箱等に捨て、空の新しい紙パ
ックを装着して、再び使用することができるものとな
る。
【００６２】このため、ゴミを捨てる際、手を汚したり
することもなく、手軽に作業が行える電気掃除機とする
ことができるものとなっている。
することもなく、手軽に作業が行える電気掃除機とする
ことができるものとなっている。
【００６３】ただし、紙パック３３０の代わりに集塵部
分を持つもの、例えばサイクロンなどを応用したもので
もよい。
分を持つもの、例えばサイクロンなどを応用したもので
もよい。
【００６４】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、使い勝
手が良く、吸い込み性能の高い電気掃除機を実現できる
ものである。
手が良く、吸い込み性能の高い電気掃除機を実現できる
ものである。
【図１】本発明の実施例１における電気掃除機の電動送
風機の断面図
風機の断面図
【図２】同、電気掃除機の外観図
【図３】同、電動送風機の輪切り断面図
【図４】同、電気掃除機の胴部の一部欠載要部断面図
【図５】従来の電動掃除機における電動送風機の断面図
１０２ 巻線
１０３ 固定子
１０６ 回転子
１０７ 電動機
１０８ 軸流ファン
１１０ ケース
１１５ 支持体
１１６ 通風路
１１１、１１２ 永久磁石
１１３ 継鉄
１１８ インバータ回路
３０１ 第１の溝
３０２ 第２の溝
３０４ 第１の巻線
３０３ 第３の溝
３０５ 第２の巻線
３０６ 第３の巻線
１２０、１２１ スイッチング素子
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０２Ｋ 3/18 Ｈ０２Ｋ 3/18 Ｐ ５Ｈ００７
5/00 5/00 Ａ ５Ｈ０１９
7/14 7/14 Ａ ５Ｈ６０３
9/02 9/02 Ｂ ５Ｈ６０５
11/00 21/22 Ｍ ５Ｈ６０７
21/22 29/00 Ｚ ５Ｈ６０９
29/00 Ｈ０２Ｍ 7/48 Ｚ ５Ｈ６１１
Ｈ０２Ｍ 7/48 Ｈ０２Ｋ 11/00 Ｘ ５Ｈ６２１
Ｆターム(参考） 3B006 FA01 FA02
3B057 DA01
3H021 AA01 AA08 BA06 BA13 DA04
3H022 AA03 BA03 CA50 DA02
3H035 AA01 AA07
5H007 BB06 CA01 CB05 CC01 HA04
HA06
5H019 AA07 CC04 CC09 DD01 EE01
EE14 FF01
5H603 BB01 BB10 BB13 CA01 CA05
CB01 CB11 CC11 CC17 CD21
5H605 BB05 BB09 BB10 BB19 CC01
CC03 CC08 DD09 EA02 EB10
EC01 EC20 FF00 GG06
5H607 AA00 BB01 BB06 BB09 BB14
BB17 CC05 CC07 DD04 DD08
DD19 FF04 GG08 JJ05
5H609 BB02 BB06 BB15 PP16 QQ02
QQ12 QQ23 RR06 RR17 RR27
RR33 RR42
5H611 AA09 BB01 BB05 BB08 TT01
UA04 UB00
5H621 BB07 BB10 GB14 HH01 JK07
JK11 JK14
Claims (6)
- 【請求項１】 巻線を有する固定子と前記固定子の外側
に回転自在に設けた回転子を有する電動機と、前記回転
子の外側に取り付けられた軸流ファンと、前記軸流ファ
ンの外側に固定して設けられたケースを有する電動送風
機とを備えた電気掃除機。 - 【請求項２】 回転子の回転速度が毎分５００００回転
以上とした請求項１記載の電気掃除機。 - 【請求項３】 固定子とケースをつなぐ棒状の支持体
を、通風路内に設けた請求項１または２に記載の電気掃
除機。 - 【請求項４】 回転子は永久磁石と前記永久磁石の外側
に設けた継鉄を有し、前記永久磁石が発する磁束は巻線
と磁気結合し、前記巻線に電流を供給するインバータ回
路を有する請求項１記載の電気掃除機。 - 【請求項５】 固定子は３個の溝に３本の巻線による３
相とし、第１の溝と第２の溝の間に第１の巻線を設け、
第２の溝と第３の溝の間に第２の巻線を設け、第３の溝
と第１の溝の間に第３の巻線を設け、永久磁石は２極と
した請求項４記載の電気掃除機。 - 【請求項６】 巻線に電流を供給するインバータ回路を
有し、前記インバータ回路は、スイッチング素子を有
し、前記スイッチング素子は発生する熱をケースに伝
え、前記ケースは通風路内を通過する空気に放熱する請
求項１記載の電気掃除機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002004105A JP2003204902A (ja) | 2002-01-11 | 2002-01-11 | 電気掃除機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002004105A JP2003204902A (ja) | 2002-01-11 | 2002-01-11 | 電気掃除機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003204902A true JP2003204902A (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=27643522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002004105A Pending JP2003204902A (ja) | 2002-01-11 | 2002-01-11 | 電気掃除機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003204902A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005344695A (ja) * | 2004-06-07 | 2005-12-15 | Takuma Co Ltd | 高速送風機を搭載した小型ボイラ |
| JP2010166998A (ja) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Mitsubishi Electric Corp | スティック型電気掃除機 |
| WO2020164170A1 (zh) * | 2019-02-12 | 2020-08-20 | 江苏美的清洁电器股份有限公司 | 滚刷装置及清洁设备 |
| WO2020208790A1 (ja) * | 2019-04-11 | 2020-10-15 | 三菱電機株式会社 | 電動送風機、電気掃除機およびハンドドライヤー |
-
2002
- 2002-01-11 JP JP2002004105A patent/JP2003204902A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005344695A (ja) * | 2004-06-07 | 2005-12-15 | Takuma Co Ltd | 高速送風機を搭載した小型ボイラ |
| JP2010166998A (ja) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Mitsubishi Electric Corp | スティック型電気掃除機 |
| WO2020164170A1 (zh) * | 2019-02-12 | 2020-08-20 | 江苏美的清洁电器股份有限公司 | 滚刷装置及清洁设备 |
| WO2020208790A1 (ja) * | 2019-04-11 | 2020-10-15 | 三菱電機株式会社 | 電動送風機、電気掃除機およびハンドドライヤー |
| CN113646542A (zh) * | 2019-04-11 | 2021-11-12 | 三菱电机株式会社 | 电动送风机、电动吸尘器以及烘手机 |
| EP3954903A4 (en) * | 2019-04-11 | 2022-04-13 | Mitsubishi Electric Corporation | ELECTRIC BLOWER, ELECTRIC VACUUM, AND HAND DRYER |
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