電気掃除機
【課題】循環空気の冷却が効率よく行える排気循環式の電気掃除機を提供する。
【解決手段】排気風路１３と連通し内部に排気を流す伝熱体１５を備え、電動送風機９の負荷設定に連動して、伝熱体１５の周囲を流れる風量を変更する冷風ファン２０を備えたので、排気循環経路内の循環空気の熱冷却が十分かつ効率よく行える。
【解決手段】排気風路１３と連通し内部に排気を流す伝熱体１５を備え、電動送風機９の負荷設定に連動して、伝熱体１５の周囲を流れる風量を変更する冷風ファン２０を備えたので、排気循環経路内の循環空気の熱冷却が十分かつ効率よく行える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動送風機より排出される排気を吸込口体に還流させる排気循環式の電気掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られている排気循環式の電気掃除機は、集塵フィルターで捕捉できなかった微細な塵や臭いを機外に出すことがないので、クリーンな掃除機としての評価は高かった。
【０００３】
しかしながら排気循環であるがゆえに、特に入力の高い運転を行う際に電動送風機から発生する発熱により、循環空気が徐々に高温になり、器具表面温度が熱くなったり、ファンモータの故障や、ファンモータの故障を防止するための保護装置が動作して機器が停止するなどの問題があった。
【０００４】
この問題を解消する方法として排気循環風路とは仕切られた室に、集塵用モータにより駆動される冷却用ファンと、外気を導通する吸込み口と排気口とを設け、該室と前記集塵用モータ内部とを連通させ、該集塵用モータを外気により冷却する掃除機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、この方法では集塵用モータは冷却されるので連続して運転できるが、排気循環を行う集塵ファンで発生する発熱に起因する温度上昇を抑えることができなかった。集塵ファンでの発熱はファンのブレードと空気の間の摩擦熱が主で発生し、循環空気全体が徐々に温度上昇して、排気循環風路に接している機器外郭温度が熱くなる問題があった。
【０００６】
この排気循環空気の温度上昇を抑える方法として排気風路に隣接して冷却風路を設け、電動送風機のモータとは別個に駆動される冷風ファンにより、冷却風路に外気を通過させることによって、循環空気を冷却する掃除機が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
図１１は、特許文献２に記載された従来の掃除機本体の模式図を示す。
図１１に示すように、電動送風機１００と集塵部１０１とを内蔵した吸引掃除機本体１０２と、塵を吸引する吸い込み部１０３とを有し、吸い込み部１０３から吸い込まれた空気を吸引掃除機本体１０２から吸い込み部１０３に還流する排気風路１０４を有する吸引掃除機において、集塵部１０１で塵を除去された空気を電動送風機１００を駆動するモータ１０５に供給して当該モータ１０５を冷却すると共に、当該モータ１０５を通過した後の空気の排気風路１０４に隣接して冷却風を通す冷風路１０６を設け、前記モータ１０５とは別個に駆動される冷風ファン１０７により冷風路内１０６に外気を通過させたものである。
【０００８】
この構成により、排気風路１０４と冷風路１０６の隔壁１０８を介して循環空気を冷却させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−１６９９７２号公報
【特許文献２】特許第３４９８８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献２に記載の従来の電気掃除機であっても、循環空気の冷却性能の高効率化の観点からは未だ改善の余地があった。
【００１１】
すなわち、特許文献２に記載の電気掃除機では、排気風路１０４に隣接して冷風路１０６を設け、この冷風路内１０６に外気を通過させて排気を冷却させるようにしているが、一般に電動送風機１００の消費電力は強運転では１ｋＷ程度あるため、この電力に相当する熱量の放熱が排気風路１０４と冷風路１０６との隔壁１０８に要求されることになる。
【００１２】
しかし、これだけ大きな放熱量を得るためには、充分な放熱面積や、隔壁１０８の高い伝熱性能が必要であり、こうした排気風路に冷風路を隣接させただけの構成では、放熱面積を大きくするのは難しく、実用的なサイズで充分な放熱量を得ることはできない。また隔壁１０８を金属にしてフィンを設けるなどの方法が考えられるが、この隔壁１０８は排気風路１０４と冷風路１０６との隣接にあるため、この面積に限界があり、フィンなどの面積だけ増やしても充分な放熱量を得るには限界がありコンパクトな風路構成を得ることは難しかった。
【００１３】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、循環空気の冷却が効率よく行える排気循環式の電気掃除機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、電動送風機を内蔵し、前記電動送風機の負圧側に集塵室を設けた掃除機本体と、被掃除面の塵埃を吸引する吸込口体と、前記吸込口体を前記集塵室を介して前記電動送風機の負圧側に連通する吸込風路と、前記電動送風機の正圧側を吸込口体に連通する排気風路と、内部に前記排気風路の排気を通す複数の伝熱体からなる第１の風路を有し、前記伝熱体の外部に外気を通過させる第２の風路を有した熱交換手段と前記第２の風路に外気を送風する冷風ファンとを備えてなる電気掃除機を提供する（請求項１）。
【００１５】
上述のように、本発明の電気掃除機は、内部に前記排気風路の排気を通す第１の風路を形成した複数の伝熱体を有し、前記伝熱体の外部に外気を通過させる第２の風路を有した熱交換手段により排気を冷却するので、循環空気の効率のよい冷却ができ、コンパクトで充分な放熱が可能となる。
【００１６】
また、上述の本発明の効果に加えて機器外郭温度の上昇を抑える観点から、本発明の電気掃除機においては、前記熱交換手段は、電気掃除機本体内に設けられ、前記電動送風機の近傍の前記排気風路に連通して配置することが好ましい（請求項２）。
【００１７】
この構成とすることにより、電動送風機で暖められた空気を早い段階で熱交換手段に通して冷却することで、熱交換手段の下流の排気風路の温度が下がるので、使用者が排気風路を触れても熱くない掃除機を提供することができる。
【００１８】
また、上述の本発明における熱交換手段の冷却性能を向上させる観点から、本発明の電気掃除機においては、前記熱交換手段は、複数の管状の伝熱体を並列に配置してなる第１の風路と、前記伝熱体を覆うケース体と前記複数の管状の伝熱体の隙間により形成された第２の風路とを備え、前記冷風ファンにより前記第２の風路に外気を導入し、前記排気風路の途中に前記第１の風路を連通させて排気を流すことにより排気熱を外気に放熱させる構成とすることが好ましい（請求項３）。
【００１９】
この構成とすることにより、管状体が排気と外気との伝熱面となる。この管状体を密に配列すると小さな容積で大きな伝熱面積を得ることができる。また複数の管状体の総流路面積を小さくすれば管状体内を通過する排気の流速を大きくすることができるので、管状体内面の熱伝達率が大きくなる。さらに冷風ファンにより送られる外気は、複数の管状体の隙間を通過する際に、複雑な流れとなり熱伝達率が向上する。
【００２０】
以上のように熱交換手段に複数の管状体を用いることにより、伝熱面積が確保でき、熱伝達率が向上できるので、排気の冷却性能を向上させることができる。
【００２１】
また、上述の本発明における熱交換手段の冷却性能をさらに向上させる観点から、本発明の電気掃除機においては、前記熱交換手段は、前記第１の風路の総面積が３００ｍｍ２から１２００ｍｍ２とすることが好ましい（請求項４）。
【００２２】
この構成とすることにより、第１風路に流れる排気の風速を適正とすることができる。すなわち、管状体内面の熱伝達率は内部を流れる風速に影響され、風速が大きいほど伝熱は向上する。一方、管状体の流路抵抗も風速が大きくなるほど増す。第１風路の総面積を３００ｍｍ２以下にすると伝熱向上よりも流路抵抗増大の影響が大きく使用に向かなくなる。また、総面積を１２００ｍｍ２以上にすると、流路抵抗は問題なくなるが、熱伝達率が悪化し、効率的な伝熱ができなくなってしまう。
【００２３】
また、上述の本発明における熱交換手段の冷却性能をさらに向上させる観点から、本発明の電気掃除機においては、前記熱交換手段は、前記管状の伝熱体の直径が２ｍｍから１０ｍｍとすることが好ましい（請求項５）。
【００２４】
この構成とすることにより、管状体の流路抵抗および伝熱面積を最適にすることができる。すなわち、第１風路の直径を小さくして本数を増やすほど、総風路面積に対する外気に接する伝熱表面積を大きくすることができるので伝熱効率は向上する。しかし、径が小さくなると、空気の粘性の影響が大きくなり流路抵抗が大きくなってしまう。また、風路面積に対する管状体の肉厚の割合が無視できなくなるため、全体サイズや重量が増加してしまう。したがって第１風路の直径を２ｍｍ以下にすると流路抵抗や重量が大きくなり、使用できない。また直径を１０ｍｍ以上にすると伝熱効率が低下してしまい、効率的な放熱ができなくなる。
【００２５】
また、上述の本発明における熱交換手段の軽量化の観点から、本発明の電気掃除機においては、前記熱交換手段は、前記管状の伝熱体を樹脂材料により成型し、肉厚が０．１ｍｍから０．５ｍｍとすることが好ましい（請求項６）。
【００２６】
この構成とすることにより、熱交換手段の冷却性能が高く維持しつつ軽量化が実現できる。すなわち、一般に熱交換手段の材料は伝熱性能のよい金属材料が用いられるが、重量が大きくなる課題があった。そこで管状体の材料に軽量な樹脂を採用し、伝熱性能を確保するために肉厚を０．５ｍｍ以下とすることで管状体自身の熱抵抗を問題ないレベルに抑えた。そして、肉厚を０．１ｍｍ以上とすることで強度的な課題も解消できる。また材質を樹脂にすることによって低コスト化も実現できる。
【００２７】
また、上述の本発明における熱交換手段の冷却性能を向上させる観点から、本発明の電気掃除機においては、前記熱交換手段は、複数の平板と前記複数の平板間に隙間を形成する複数の送風ガイド板とを交互に積層してなる伝熱体から構成され、前記伝熱体に形成される前記平板間の複数の隙間において、一つ置きに排気を通過させ、前記排気が通過しない隙間に前記冷風ファンからの外気を通過させるよう構成されることが好ましい（請求項７）。
【００２８】
この構成とすることにより、複数の平板の各々が排気と外気との伝熱面となり、この平板が平行に配列されるので小さな容積で大きな伝熱面積を得ることができる。また平板間の間隔を小さくすれば隙間を通過する排気および外気の流速を大きくすることができるので、管状体内面の熱伝達率が大きくなる。このように、伝熱面積が確保でき、熱伝達率が向上できるので、排気の冷却性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、循環空気の冷却が効率よく行える排気循環式の電気掃除機を提供することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１における電気掃除機全体の平面の断面を示す模式図
【図２】同掃除機本体の側面の断面構成を示す模式図
【図３】同掃除機本体の平面構成を示す断面図
【図４】本発明の実施の形態１における電気掃除機の伝熱体を示す斜視図
【図５】同電気掃除機の熱交換手段を示す斜視図
【図６】本発明の実施の形態２における掃除機本体の平面構成を示す断面図
【図７】本発明の実施の形態３における掃除機本体の平面構成を示す断面図
【図８】本発明の実施の形態４における掃除機本体の平面構成を示す断面図
【図９】本発明の実施の形態４における電気掃除機の熱交換手段を示す斜視図
【図１０】本発明の実施の形態５における電気掃除機全体の断面を示す模式図
【図１１】従来の電気掃除機全体構成を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照しながら本発明の電気掃除機の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は本発明の電気掃除機の実施の形態１の平面の断面を示す模式図、図２は同電気掃除機の本体の側面の断面構成を示す模式図、図３は同電気掃除機の本体の平面構成を示す断面図である。
【００３３】
図１〜３に示すように、掃除機本体１の外部には、車輪２およびキャスター３が取り付けられており、掃除機本体１は床面を自在に移動できる。掃除機本体１前方には、ホース４、延長管５が順次接続されており、延長管５の先端に吸込口体６を取り付けられている。
【００３４】
掃除機本体１は、前方に空気を吸引する吸気口７と排気を排出する排気口８を有した電動送風機９を内蔵する電動送風機室１０と、コードリールもしくは蓄電池を内蔵する電源供給室１１と、前記電動送風機９の負圧側である吸気口７に設けられた集塵室１２と、この集塵室１２と吸込口体６とを連通し、吸込口体６より吸引した塵埃を集塵室１２に導く吸込風路１４と、前記電動送風機９の正圧側である排気口８より排出される排気を吸込口体６に導く排気風路１３を有している。
【００３５】
したがって、ホース４、延長管５、吸込口体６にはそれぞれ連通する吸込風路１４と排気風路１３とを有している。
【００３６】
排気風路１３の排気口８近傍に、内部に排気を通過させる複数の管状の伝熱体１５を並
列に配置してなる第１の風路１６と、伝熱体１５の周囲を覆うケース体１７と複数の管状の伝熱体１５の隙間により形成された第２の風路１８とを備え、冷風ファン２０により第２の風路１８に外気を導入し、伝熱体１５の外表面に外気を触れさせて排気熱を放熱させる熱交換手段２１を配置している。
【００３７】
排気風路１３内の熱交換手段２１下流側に配置され、電動送風機９からの吐出風により回転させるエアタービン２２を備え、このエアタービン２２の回転軸２３と冷風ファン２０の回転軸を直結させた。これにより、電動送風機９の負荷設定が変更されて排気風路１３内の風量が変化すると、エアタービン２２の回転数が変わり、これと連動して冷風ファン２０の風量が変化する。
【００３８】
図１および３において実線の矢印は電動送風機９により循環する空気の流れを示し、破線の矢印は冷風ファン２０により外気を取り入れ第２の風路１８を経て排出する流れを示している。
【００３９】
伝熱体１５内の排気の流れ方向に対して、伝熱体１５周囲を通過する第２の風路１８内の外気の流れは逆方向としているすなわち、外気は排気の下流側から上流側へと流れる。いわゆる対向流にすることによって伝熱体１５全体から効率よく放熱させることできる。
【００４０】
また、第２の風路１８内に配置したバッフル板２４により第２の風路１８内で外気を蛇行させて、外気の流れの偏りを防止し、放熱の効率を向上させることができる。
【００４１】
集塵室１２内には集塵袋２５が取替え自在に配置され、吸込口体６により吸引された塵埃がこの集塵袋２５によりトラップされる。
【００４２】
次に図４、図５を用いて熱交換手段２１の構成について説明する。
【００４３】
図４は本発明の電気掃除機の第１実施形態の伝熱体を示す斜視図、図５は同電気掃除機の熱交換手段を示す斜視図である。
【００４４】
図４において伝熱体ユニット３０は、薄肉（例えば０．２ｍｍ程度）の管状の樹脂パイプからなる伝熱体１５と、端板Ａ３１と端板Ｂ３２とから成り、複数の伝熱体１５を等間隔に隙間を空けて平行に配置し、伝熱体１５の両端を端板Ａ３１と端板Ｂ３２に挟持するように構成されている。また端板Ａ３１と端板Ｂ３２には、伝熱体１５の当接位置に伝熱体１５の外径と同径の孔が設けられ、伝熱体１５両端を端板Ａ３１と端板Ｂ３２の孔に差込み溶着して構成されている。
【００４５】
このように、薄肉の樹脂パイプからなる伝熱体１５を等間隔に隙間を空けて平行に配置することによって、小さな容積でも排気と外気との伝熱面積を大きくすることができる。
【００４６】
また、パイプ形状にすることによって薄肉でも耐圧性を確保し、かつ薄肉によって熱抵抗を小さくすることができる。
【００４７】
図５に示すように熱交換手段２１は、伝熱体ユニット３０の周囲に冷却風路を構成するため、外気導入口３３を有するケースＡ３４と、外気排出口３５を有するケースＢ３６により伝熱体ユニット３０を挟み込んで形成する。伝熱体ユニット３０の排気入口側には入口管３７と、排気出口側には出口管３８を組み付ける。
【００４８】
以上の構成により、図１に示すように電動送風機９を運転すると、集塵室１２および吸込風路１４が負圧ととなり吸込口体６から電動送風機９に向けて吸引の流れが発生する。
そしてこの流れに乗って吸込口体６の接している被掃除面である床面から塵埃が吸引され、集塵袋２５にトラップされる。一方、電動送風機９からの排気は、電動送風機室１０の排気口８から排気風路１３を経て、吸込口体６内部で被掃除面に吹出される。そして、吸込口体６が被掃除面に接地している状態において、床面の塵埃はこの排気の噴出流によって吸込風路１４方向に誘導されるので、外気を取り入ることなく塵埃の吸引が可能となる。
【００４９】
排気風路１３の上流側の電動送風機９近傍に配置された伝熱体１５は、排気が複数の管内を通過すると同時に、伝熱体１５の周囲を冷風ファン２０により送風された外気が流れるので、伝熱体１５内部の通過中の排気は外気により効率よく冷却さる。
【００５０】
また、熱交換手段２１の下流に設けたエアタービン２２の回転により冷風ファン２０が回転するので、電動送風機９の負荷設定を変更すると、これに連動してエアタービン２２の回転が変化して冷風ファン２０の回転数も変わり、伝熱体１５周囲を流れる外気の風量を変更することができる。
【００５１】
例えば電動送風機９を強運転として吸引風量が大きくする場合は、電動送風機９での発生熱量も大きくなる。この時、排気風量も増加するのでエアタービン２２の回転数が上がり、連動して冷風ファン２０の風量も増加する。したがって、伝熱体１５の周囲風量が増え、熱交換手段２１での放熱量が増加するので過熱運転を防止することができる。
【００５２】
また、電動送風機９を弱運転として吸引風量を小さくする場合は、電動送風機９からの排気風量も低下するので、エアタービン２２の回転数も下がり、連動して冷風ファン２０の風量も低下する。この時、電動送風機９からの発生熱量も小さくなるので効率的な運転が可能となる。
【００５３】
また、無駄な冷風ファン２０による送風がなくなるだけでなく、エアタービン２２や冷風ファン２０の回転音や風切り音の低騒音運転が実現でき、さらにエアタービン２２での空気抵抗が小さくできて低消費電力にできる。
【００５４】
冷風ファン２０により掃除機本体１に外気を吸い込む際に、図２のように電源供給室１１に吸い込むことによりコードリールや蓄電池を運転中に冷却することができる。また、図示していない電装部品も同様に外気の風路中に配置させることにより冷却することができる。さらに、外気風路中にフィルターを配置することによって、空気清浄機能を付加することもできる。
【００５５】
以上、本発明の電機掃除機における実施の形態１の熱交換手段２１について説明したが、本発明の電気掃除機は上述した実施の形態１の管状の樹脂パイプの伝熱体に限定されるものではない。例えば、アルミや銅などの金属パイプでもよく、楕円形状や多角形状でもよい。また均一な表面ではなく表面に凹凸を成形したり、フィンを設けるなどによって熱伝達効率を上げるようにしてもよい。
【００５６】
また、本発明の電機掃除機における実施の形態１のエアタービン２２と冷風ファン２０は回転軸を共用してダイレクトに回転させたが、エアタービンの回転をギアやタイミングベルトなどで加減速したり、配置を変えて用いてもよい。
【００５７】
さらに、本願発明の電機掃除機における実施の形態１の集塵室は、集塵袋により塵埃を捕集する構造としたが、塵埃を遠心分離して捕集するサイクロン式の集塵室としてもよい。
【００５８】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る電気掃除機について、図面を用いて詳細に説明する。図６は同実施の形態２の電気掃除機本体の平面構成を示す断面図である。なお、上述した実施の形態１と同一部分は同一符号を付与して説明を省略する。
【００５９】
図６に示すように実施の形態１と異なるのは、冷風ファン４０の回転を回転数制御可能な電動モータ４１により行ない、電動送風機９の負荷設定に連動して電動モータ４１の回転数を変更する点にある。電動送風機９の負荷設定は「強」、「中」「弱」のように掃除対象に合わせて自動または使用者が任意で設定する。これは操作部（図示しない）の指示に応じて制御部（図示しない）が電動送風機９の回転を制御する。この時、制御部（図示しない）は電動モータ４１の回転を、電動送風機９の回転と比例的に制御するものである。
【００６０】
以上構成により、電動送風機９の負荷設定に連動して冷風ファン４０の回転数を変更することができるので、簡単な構成で効率的な循環空気の冷却ができる。
【００６１】
また制御部（図示しない）により電動送風機９と冷風ファン４０の回転数の相関を設定できるので、電動送風機９からの発生熱量と熱交換手段２１からの放熱量がバランスする冷風ファン４０の風量設定が細かくできるので、より効率的な放熱が実現できる。
【００６２】
なお、本実施の形態２における冷風ファンの図面上構造はシロッコファンを想定した構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、プロペラファンやターボファンで構成してもよい。
【００６３】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係る電気掃除機について、図面を用いて詳細に説明する。図７は同実施の形態３の電気掃除機本体の平面構成を示す断面図である。なお、上述した実施の形態１と同一部分は同一符号を付与して説明を省略する。
【００６４】
図７に示すように実施の形態１と異なるのは、冷風ファン５０を電動送風機９の回転軸５１に直結して回転させる点にある。電動送風機９の回転軸５１を延長して、電動送風機室１０の貫通穴より突出させ、この回転軸５１に冷風ファン５０を直結して回転させる。冷風ファンの出口５２と冷却風路１７を連通させ構成している。
【００６５】
以上構成により、電動送風機９の回転数と冷風ファン５０の回転数が一致するので、簡単な構成で電動送風機９の負荷設定に連動して伝熱体１５の周囲を流れる風量を変更することができる。
【００６６】
なお、本実施の形態３における冷風ファンは電動送風機の回転軸に直結してダイレクトに回転させたが、電動送風機の回転をギアやタイミングベルトなどで加減速したり、配置を変えて用いてもよい。
【００６７】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４に係る電気掃除機について、図面を用いて詳細に説明する。図８は同実施の形態４の電気掃除機本体の平面構成を示す断面図、図９は同実施の形態４の伝熱体を示す斜視図である。なお、上述した実施の形態１と同一部分は同一符号を付与して説明を省略する。
【００６８】
図８に示すように実施の形態１と異なるのは、熱交換手段６０が複数の板状の伝熱板を隙間を空けて平行に並べて伝熱体６１として構成し、この伝熱体６１により構成される複
数の隙間から一つ置きに排気を通過させるように構成し、さらに伝熱体６１により構成される隙間の前記排気が通過しない隙間に冷風ファン２０からの外気を通過させるようにした点にある。
【００６９】
具体的には図９に示すように伝熱体６１は、樹脂製の平板６２と樹脂製の波板６３を１段ごとに９０度ずつ向きを変えて接着して構成している。この平板６２と波板６３との接線を接着して形成される隙間を風路として空気を流すものである。
【００７０】
図９の矢印Ａ方向には電動送風機９（図８）からの排気を流し、このＡ方向と直交する矢印Ｂ方向には冷風ファン（図８）からの外気を流して、平板６２を介して排気熱を冷却する。Ａ方向とＢ方向は平板６２が隔壁となるので気流が混ざることはない。
【００７１】
平板と波板を接着して構成するので、ダンボールのように素材の肉厚が薄くても丈夫な構造となるので、軽量で熱伝導性が良好な伝熱体となる。
【００７２】
図８に示すように熱交換手段６０は、伝熱体６１と、この伝熱体６１に外気が流れるように第２の風路６４を形成するケース６５とにより成り、伝熱体６１の外気の風路に対して直交する方向に、排気風路１３を接続して排気を流すように、排気入口６６と、排気出口６７とがそれぞれ伝熱体６１に密着するように接続されている。
【００７３】
また、伝熱体６１内部での排気と外気の流れ方向は直行するが、熱交換手段６０全体での排気と外気の流れ方向を対向流に近づけて、熱交換効率を上げるために、ケース６５内部に二ヶ所リブ６８を設けて、ラビリンス構造の流路を形成させて外気の流れを蛇行させている。
【００７４】
上記の伝熱体は平板を積層して、各平板がそれぞれ伝熱隔壁となるので、小さな容積でも広い伝熱面積が構成でき、熱交換手段を小型化できる。また、波板との組合せにより薄板でも強固な構造となるため、熱伝導性が向上すると共に軽量化も実現できる。
【００７５】
以上のように本実施の形態４では、伝熱体６１の素材に樹脂を用いたが、アルミや銅などの金属の薄板を用いててもよい。金属を用いる場合は、平板と波板とをロウ付けなどの金属接触にすることで、平板から波板への伝熱が飛躍的に向上するので、より放熱効果が高まる。したがって更なる小型化が可能となる。
【００７６】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５に係る電気掃除機について、図面を用いて詳細に説明する。図１０は同実施の形態５の電気掃除機の全体断面構成を示す模式図である。なお、上述した実施の形態１と同一部分は同一符号を付与して説明を省略する。
【００７７】
図１０に示すように実施の形態１と異なるのはアプライト式の電気掃除機に展開した点にある。
【００７８】
本実施の形態５は、掃除機本体７０と、この掃除機本体７０の下部に配置した吸込口体７１と、掃除機本体７０の上部に操作用のグリップ７２が設けられている。
【００７９】
掃除機本体７０は、電動送風機７３の負圧側に集塵室７４を介して吸込口体７１と連通する吸込風路７５を設け、電動送風機７３の正圧側は吸込口体７１と連通する排気風路７６を設けている。
【００８０】
熱交換手段７７は、掃除機本体７０内の排気風路７６の中央部に配置し、内部に伝熱体
１５を備え、この伝熱体１５の周囲に冷却風路７８を形成するケース７９により構成されている。
【００８１】
冷風ファン８０は、実施の形態２と同様の冷風ファン８０の回転を回転数制御可能な電動モータ８１により行ない、電動送風機７３の負荷設定に連動して電動モータ８１の回転数を変更するようになっている。
【００８２】
集塵室７４は、サイクロン式であり、１次旋回分離室８２、１次集塵室８３、２次旋廻分離室８４、２次集塵室８５より構成されている。
【００８３】
以上のようにアプライト式の掃除機は、実施の形態１のホースや延長管に相当する部位がないため、排気風路７６が短くなり、排気熱を排気風路７６から放熱させることがほとんどできない構成となる。したがって充分な放熱性能を備えた熱交換手段７７が不可欠であり、本実施の形態５のように電動送風機７３の負荷設定に連動して熱交換手段７７への外気風量を変更できるようにすることで効率的な放熱が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明の電気掃除機は、排気循環経路内の循環空気の熱を放熱できるので、家庭用だけでなく業務用など各種排気循環式掃除機にも適用できる。
【符号の説明】
【００８５】
１ 掃除機本体
６ 吸込口体
９ 電動送風機
１２ 集塵室
１３ 排気風路
１４ 吸込風路
１５ 伝熱体
１６ 第１の風路
１８ 第２の風路
２０ 冷風ファン
２１ 熱交換手段
２２ エアタービン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動送風機より排出される排気を吸込口体に還流させる排気循環式の電気掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られている排気循環式の電気掃除機は、集塵フィルターで捕捉できなかった微細な塵や臭いを機外に出すことがないので、クリーンな掃除機としての評価は高かった。
【０００３】
しかしながら排気循環であるがゆえに、特に入力の高い運転を行う際に電動送風機から発生する発熱により、循環空気が徐々に高温になり、器具表面温度が熱くなったり、ファンモータの故障や、ファンモータの故障を防止するための保護装置が動作して機器が停止するなどの問題があった。
【０００４】
この問題を解消する方法として排気循環風路とは仕切られた室に、集塵用モータにより駆動される冷却用ファンと、外気を導通する吸込み口と排気口とを設け、該室と前記集塵用モータ内部とを連通させ、該集塵用モータを外気により冷却する掃除機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、この方法では集塵用モータは冷却されるので連続して運転できるが、排気循環を行う集塵ファンで発生する発熱に起因する温度上昇を抑えることができなかった。集塵ファンでの発熱はファンのブレードと空気の間の摩擦熱が主で発生し、循環空気全体が徐々に温度上昇して、排気循環風路に接している機器外郭温度が熱くなる問題があった。
【０００６】
この排気循環空気の温度上昇を抑える方法として排気風路に隣接して冷却風路を設け、電動送風機のモータとは別個に駆動される冷風ファンにより、冷却風路に外気を通過させることによって、循環空気を冷却する掃除機が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
図１１は、特許文献２に記載された従来の掃除機本体の模式図を示す。
図１１に示すように、電動送風機１００と集塵部１０１とを内蔵した吸引掃除機本体１０２と、塵を吸引する吸い込み部１０３とを有し、吸い込み部１０３から吸い込まれた空気を吸引掃除機本体１０２から吸い込み部１０３に還流する排気風路１０４を有する吸引掃除機において、集塵部１０１で塵を除去された空気を電動送風機１００を駆動するモータ１０５に供給して当該モータ１０５を冷却すると共に、当該モータ１０５を通過した後の空気の排気風路１０４に隣接して冷却風を通す冷風路１０６を設け、前記モータ１０５とは別個に駆動される冷風ファン１０７により冷風路内１０６に外気を通過させたものである。
【０００８】
この構成により、排気風路１０４と冷風路１０６の隔壁１０８を介して循環空気を冷却させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−１６９９７２号公報
【特許文献２】特許第３４９８８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献２に記載の従来の電気掃除機であっても、循環空気の冷却性能の高効率化の観点からは未だ改善の余地があった。
【００１１】
すなわち、特許文献２に記載の電気掃除機では、排気風路１０４に隣接して冷風路１０６を設け、この冷風路内１０６に外気を通過させて排気を冷却させるようにしているが、一般に電動送風機１００の消費電力は強運転では１ｋＷ程度あるため、この電力に相当する熱量の放熱が排気風路１０４と冷風路１０６との隔壁１０８に要求されることになる。
【００１２】
しかし、これだけ大きな放熱量を得るためには、充分な放熱面積や、隔壁１０８の高い伝熱性能が必要であり、こうした排気風路に冷風路を隣接させただけの構成では、放熱面積を大きくするのは難しく、実用的なサイズで充分な放熱量を得ることはできない。また隔壁１０８を金属にしてフィンを設けるなどの方法が考えられるが、この隔壁１０８は排気風路１０４と冷風路１０６との隣接にあるため、この面積に限界があり、フィンなどの面積だけ増やしても充分な放熱量を得るには限界がありコンパクトな風路構成を得ることは難しかった。
【００１３】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、循環空気の冷却が効率よく行える排気循環式の電気掃除機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、電動送風機を内蔵し、前記電動送風機の負圧側に集塵室を設けた掃除機本体と、被掃除面の塵埃を吸引する吸込口体と、前記吸込口体を前記集塵室を介して前記電動送風機の負圧側に連通する吸込風路と、前記電動送風機の正圧側を吸込口体に連通する排気風路と、内部に前記排気風路の排気を通す複数の伝熱体からなる第１の風路を有し、前記伝熱体の外部に外気を通過させる第２の風路を有した熱交換手段と前記第２の風路に外気を送風する冷風ファンとを備えてなる電気掃除機を提供する（請求項１）。
【００１５】
上述のように、本発明の電気掃除機は、内部に前記排気風路の排気を通す第１の風路を形成した複数の伝熱体を有し、前記伝熱体の外部に外気を通過させる第２の風路を有した熱交換手段により排気を冷却するので、循環空気の効率のよい冷却ができ、コンパクトで充分な放熱が可能となる。
【００１６】
また、上述の本発明の効果に加えて機器外郭温度の上昇を抑える観点から、本発明の電気掃除機においては、前記熱交換手段は、電気掃除機本体内に設けられ、前記電動送風機の近傍の前記排気風路に連通して配置することが好ましい（請求項２）。
【００１７】
この構成とすることにより、電動送風機で暖められた空気を早い段階で熱交換手段に通して冷却することで、熱交換手段の下流の排気風路の温度が下がるので、使用者が排気風路を触れても熱くない掃除機を提供することができる。
【００１８】
また、上述の本発明における熱交換手段の冷却性能を向上させる観点から、本発明の電気掃除機においては、前記熱交換手段は、複数の管状の伝熱体を並列に配置してなる第１の風路と、前記伝熱体を覆うケース体と前記複数の管状の伝熱体の隙間により形成された第２の風路とを備え、前記冷風ファンにより前記第２の風路に外気を導入し、前記排気風路の途中に前記第１の風路を連通させて排気を流すことにより排気熱を外気に放熱させる構成とすることが好ましい（請求項３）。
【００１９】
この構成とすることにより、管状体が排気と外気との伝熱面となる。この管状体を密に配列すると小さな容積で大きな伝熱面積を得ることができる。また複数の管状体の総流路面積を小さくすれば管状体内を通過する排気の流速を大きくすることができるので、管状体内面の熱伝達率が大きくなる。さらに冷風ファンにより送られる外気は、複数の管状体の隙間を通過する際に、複雑な流れとなり熱伝達率が向上する。
【００２０】
以上のように熱交換手段に複数の管状体を用いることにより、伝熱面積が確保でき、熱伝達率が向上できるので、排気の冷却性能を向上させることができる。
【００２１】
また、上述の本発明における熱交換手段の冷却性能をさらに向上させる観点から、本発明の電気掃除機においては、前記熱交換手段は、前記第１の風路の総面積が３００ｍｍ２から１２００ｍｍ２とすることが好ましい（請求項４）。
【００２２】
この構成とすることにより、第１風路に流れる排気の風速を適正とすることができる。すなわち、管状体内面の熱伝達率は内部を流れる風速に影響され、風速が大きいほど伝熱は向上する。一方、管状体の流路抵抗も風速が大きくなるほど増す。第１風路の総面積を３００ｍｍ２以下にすると伝熱向上よりも流路抵抗増大の影響が大きく使用に向かなくなる。また、総面積を１２００ｍｍ２以上にすると、流路抵抗は問題なくなるが、熱伝達率が悪化し、効率的な伝熱ができなくなってしまう。
【００２３】
また、上述の本発明における熱交換手段の冷却性能をさらに向上させる観点から、本発明の電気掃除機においては、前記熱交換手段は、前記管状の伝熱体の直径が２ｍｍから１０ｍｍとすることが好ましい（請求項５）。
【００２４】
この構成とすることにより、管状体の流路抵抗および伝熱面積を最適にすることができる。すなわち、第１風路の直径を小さくして本数を増やすほど、総風路面積に対する外気に接する伝熱表面積を大きくすることができるので伝熱効率は向上する。しかし、径が小さくなると、空気の粘性の影響が大きくなり流路抵抗が大きくなってしまう。また、風路面積に対する管状体の肉厚の割合が無視できなくなるため、全体サイズや重量が増加してしまう。したがって第１風路の直径を２ｍｍ以下にすると流路抵抗や重量が大きくなり、使用できない。また直径を１０ｍｍ以上にすると伝熱効率が低下してしまい、効率的な放熱ができなくなる。
【００２５】
また、上述の本発明における熱交換手段の軽量化の観点から、本発明の電気掃除機においては、前記熱交換手段は、前記管状の伝熱体を樹脂材料により成型し、肉厚が０．１ｍｍから０．５ｍｍとすることが好ましい（請求項６）。
【００２６】
この構成とすることにより、熱交換手段の冷却性能が高く維持しつつ軽量化が実現できる。すなわち、一般に熱交換手段の材料は伝熱性能のよい金属材料が用いられるが、重量が大きくなる課題があった。そこで管状体の材料に軽量な樹脂を採用し、伝熱性能を確保するために肉厚を０．５ｍｍ以下とすることで管状体自身の熱抵抗を問題ないレベルに抑えた。そして、肉厚を０．１ｍｍ以上とすることで強度的な課題も解消できる。また材質を樹脂にすることによって低コスト化も実現できる。
【００２７】
また、上述の本発明における熱交換手段の冷却性能を向上させる観点から、本発明の電気掃除機においては、前記熱交換手段は、複数の平板と前記複数の平板間に隙間を形成する複数の送風ガイド板とを交互に積層してなる伝熱体から構成され、前記伝熱体に形成される前記平板間の複数の隙間において、一つ置きに排気を通過させ、前記排気が通過しない隙間に前記冷風ファンからの外気を通過させるよう構成されることが好ましい（請求項７）。
【００２８】
この構成とすることにより、複数の平板の各々が排気と外気との伝熱面となり、この平板が平行に配列されるので小さな容積で大きな伝熱面積を得ることができる。また平板間の間隔を小さくすれば隙間を通過する排気および外気の流速を大きくすることができるので、管状体内面の熱伝達率が大きくなる。このように、伝熱面積が確保でき、熱伝達率が向上できるので、排気の冷却性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、循環空気の冷却が効率よく行える排気循環式の電気掃除機を提供することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１における電気掃除機全体の平面の断面を示す模式図
【図２】同掃除機本体の側面の断面構成を示す模式図
【図３】同掃除機本体の平面構成を示す断面図
【図４】本発明の実施の形態１における電気掃除機の伝熱体を示す斜視図
【図５】同電気掃除機の熱交換手段を示す斜視図
【図６】本発明の実施の形態２における掃除機本体の平面構成を示す断面図
【図７】本発明の実施の形態３における掃除機本体の平面構成を示す断面図
【図８】本発明の実施の形態４における掃除機本体の平面構成を示す断面図
【図９】本発明の実施の形態４における電気掃除機の熱交換手段を示す斜視図
【図１０】本発明の実施の形態５における電気掃除機全体の断面を示す模式図
【図１１】従来の電気掃除機全体構成を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照しながら本発明の電気掃除機の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は本発明の電気掃除機の実施の形態１の平面の断面を示す模式図、図２は同電気掃除機の本体の側面の断面構成を示す模式図、図３は同電気掃除機の本体の平面構成を示す断面図である。
【００３３】
図１〜３に示すように、掃除機本体１の外部には、車輪２およびキャスター３が取り付けられており、掃除機本体１は床面を自在に移動できる。掃除機本体１前方には、ホース４、延長管５が順次接続されており、延長管５の先端に吸込口体６を取り付けられている。
【００３４】
掃除機本体１は、前方に空気を吸引する吸気口７と排気を排出する排気口８を有した電動送風機９を内蔵する電動送風機室１０と、コードリールもしくは蓄電池を内蔵する電源供給室１１と、前記電動送風機９の負圧側である吸気口７に設けられた集塵室１２と、この集塵室１２と吸込口体６とを連通し、吸込口体６より吸引した塵埃を集塵室１２に導く吸込風路１４と、前記電動送風機９の正圧側である排気口８より排出される排気を吸込口体６に導く排気風路１３を有している。
【００３５】
したがって、ホース４、延長管５、吸込口体６にはそれぞれ連通する吸込風路１４と排気風路１３とを有している。
【００３６】
排気風路１３の排気口８近傍に、内部に排気を通過させる複数の管状の伝熱体１５を並
列に配置してなる第１の風路１６と、伝熱体１５の周囲を覆うケース体１７と複数の管状の伝熱体１５の隙間により形成された第２の風路１８とを備え、冷風ファン２０により第２の風路１８に外気を導入し、伝熱体１５の外表面に外気を触れさせて排気熱を放熱させる熱交換手段２１を配置している。
【００３７】
排気風路１３内の熱交換手段２１下流側に配置され、電動送風機９からの吐出風により回転させるエアタービン２２を備え、このエアタービン２２の回転軸２３と冷風ファン２０の回転軸を直結させた。これにより、電動送風機９の負荷設定が変更されて排気風路１３内の風量が変化すると、エアタービン２２の回転数が変わり、これと連動して冷風ファン２０の風量が変化する。
【００３８】
図１および３において実線の矢印は電動送風機９により循環する空気の流れを示し、破線の矢印は冷風ファン２０により外気を取り入れ第２の風路１８を経て排出する流れを示している。
【００３９】
伝熱体１５内の排気の流れ方向に対して、伝熱体１５周囲を通過する第２の風路１８内の外気の流れは逆方向としているすなわち、外気は排気の下流側から上流側へと流れる。いわゆる対向流にすることによって伝熱体１５全体から効率よく放熱させることできる。
【００４０】
また、第２の風路１８内に配置したバッフル板２４により第２の風路１８内で外気を蛇行させて、外気の流れの偏りを防止し、放熱の効率を向上させることができる。
【００４１】
集塵室１２内には集塵袋２５が取替え自在に配置され、吸込口体６により吸引された塵埃がこの集塵袋２５によりトラップされる。
【００４２】
次に図４、図５を用いて熱交換手段２１の構成について説明する。
【００４３】
図４は本発明の電気掃除機の第１実施形態の伝熱体を示す斜視図、図５は同電気掃除機の熱交換手段を示す斜視図である。
【００４４】
図４において伝熱体ユニット３０は、薄肉（例えば０．２ｍｍ程度）の管状の樹脂パイプからなる伝熱体１５と、端板Ａ３１と端板Ｂ３２とから成り、複数の伝熱体１５を等間隔に隙間を空けて平行に配置し、伝熱体１５の両端を端板Ａ３１と端板Ｂ３２に挟持するように構成されている。また端板Ａ３１と端板Ｂ３２には、伝熱体１５の当接位置に伝熱体１５の外径と同径の孔が設けられ、伝熱体１５両端を端板Ａ３１と端板Ｂ３２の孔に差込み溶着して構成されている。
【００４５】
このように、薄肉の樹脂パイプからなる伝熱体１５を等間隔に隙間を空けて平行に配置することによって、小さな容積でも排気と外気との伝熱面積を大きくすることができる。
【００４６】
また、パイプ形状にすることによって薄肉でも耐圧性を確保し、かつ薄肉によって熱抵抗を小さくすることができる。
【００４７】
図５に示すように熱交換手段２１は、伝熱体ユニット３０の周囲に冷却風路を構成するため、外気導入口３３を有するケースＡ３４と、外気排出口３５を有するケースＢ３６により伝熱体ユニット３０を挟み込んで形成する。伝熱体ユニット３０の排気入口側には入口管３７と、排気出口側には出口管３８を組み付ける。
【００４８】
以上の構成により、図１に示すように電動送風機９を運転すると、集塵室１２および吸込風路１４が負圧ととなり吸込口体６から電動送風機９に向けて吸引の流れが発生する。
そしてこの流れに乗って吸込口体６の接している被掃除面である床面から塵埃が吸引され、集塵袋２５にトラップされる。一方、電動送風機９からの排気は、電動送風機室１０の排気口８から排気風路１３を経て、吸込口体６内部で被掃除面に吹出される。そして、吸込口体６が被掃除面に接地している状態において、床面の塵埃はこの排気の噴出流によって吸込風路１４方向に誘導されるので、外気を取り入ることなく塵埃の吸引が可能となる。
【００４９】
排気風路１３の上流側の電動送風機９近傍に配置された伝熱体１５は、排気が複数の管内を通過すると同時に、伝熱体１５の周囲を冷風ファン２０により送風された外気が流れるので、伝熱体１５内部の通過中の排気は外気により効率よく冷却さる。
【００５０】
また、熱交換手段２１の下流に設けたエアタービン２２の回転により冷風ファン２０が回転するので、電動送風機９の負荷設定を変更すると、これに連動してエアタービン２２の回転が変化して冷風ファン２０の回転数も変わり、伝熱体１５周囲を流れる外気の風量を変更することができる。
【００５１】
例えば電動送風機９を強運転として吸引風量が大きくする場合は、電動送風機９での発生熱量も大きくなる。この時、排気風量も増加するのでエアタービン２２の回転数が上がり、連動して冷風ファン２０の風量も増加する。したがって、伝熱体１５の周囲風量が増え、熱交換手段２１での放熱量が増加するので過熱運転を防止することができる。
【００５２】
また、電動送風機９を弱運転として吸引風量を小さくする場合は、電動送風機９からの排気風量も低下するので、エアタービン２２の回転数も下がり、連動して冷風ファン２０の風量も低下する。この時、電動送風機９からの発生熱量も小さくなるので効率的な運転が可能となる。
【００５３】
また、無駄な冷風ファン２０による送風がなくなるだけでなく、エアタービン２２や冷風ファン２０の回転音や風切り音の低騒音運転が実現でき、さらにエアタービン２２での空気抵抗が小さくできて低消費電力にできる。
【００５４】
冷風ファン２０により掃除機本体１に外気を吸い込む際に、図２のように電源供給室１１に吸い込むことによりコードリールや蓄電池を運転中に冷却することができる。また、図示していない電装部品も同様に外気の風路中に配置させることにより冷却することができる。さらに、外気風路中にフィルターを配置することによって、空気清浄機能を付加することもできる。
【００５５】
以上、本発明の電機掃除機における実施の形態１の熱交換手段２１について説明したが、本発明の電気掃除機は上述した実施の形態１の管状の樹脂パイプの伝熱体に限定されるものではない。例えば、アルミや銅などの金属パイプでもよく、楕円形状や多角形状でもよい。また均一な表面ではなく表面に凹凸を成形したり、フィンを設けるなどによって熱伝達効率を上げるようにしてもよい。
【００５６】
また、本発明の電機掃除機における実施の形態１のエアタービン２２と冷風ファン２０は回転軸を共用してダイレクトに回転させたが、エアタービンの回転をギアやタイミングベルトなどで加減速したり、配置を変えて用いてもよい。
【００５７】
さらに、本願発明の電機掃除機における実施の形態１の集塵室は、集塵袋により塵埃を捕集する構造としたが、塵埃を遠心分離して捕集するサイクロン式の集塵室としてもよい。
【００５８】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る電気掃除機について、図面を用いて詳細に説明する。図６は同実施の形態２の電気掃除機本体の平面構成を示す断面図である。なお、上述した実施の形態１と同一部分は同一符号を付与して説明を省略する。
【００５９】
図６に示すように実施の形態１と異なるのは、冷風ファン４０の回転を回転数制御可能な電動モータ４１により行ない、電動送風機９の負荷設定に連動して電動モータ４１の回転数を変更する点にある。電動送風機９の負荷設定は「強」、「中」「弱」のように掃除対象に合わせて自動または使用者が任意で設定する。これは操作部（図示しない）の指示に応じて制御部（図示しない）が電動送風機９の回転を制御する。この時、制御部（図示しない）は電動モータ４１の回転を、電動送風機９の回転と比例的に制御するものである。
【００６０】
以上構成により、電動送風機９の負荷設定に連動して冷風ファン４０の回転数を変更することができるので、簡単な構成で効率的な循環空気の冷却ができる。
【００６１】
また制御部（図示しない）により電動送風機９と冷風ファン４０の回転数の相関を設定できるので、電動送風機９からの発生熱量と熱交換手段２１からの放熱量がバランスする冷風ファン４０の風量設定が細かくできるので、より効率的な放熱が実現できる。
【００６２】
なお、本実施の形態２における冷風ファンの図面上構造はシロッコファンを想定した構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、プロペラファンやターボファンで構成してもよい。
【００６３】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係る電気掃除機について、図面を用いて詳細に説明する。図７は同実施の形態３の電気掃除機本体の平面構成を示す断面図である。なお、上述した実施の形態１と同一部分は同一符号を付与して説明を省略する。
【００６４】
図７に示すように実施の形態１と異なるのは、冷風ファン５０を電動送風機９の回転軸５１に直結して回転させる点にある。電動送風機９の回転軸５１を延長して、電動送風機室１０の貫通穴より突出させ、この回転軸５１に冷風ファン５０を直結して回転させる。冷風ファンの出口５２と冷却風路１７を連通させ構成している。
【００６５】
以上構成により、電動送風機９の回転数と冷風ファン５０の回転数が一致するので、簡単な構成で電動送風機９の負荷設定に連動して伝熱体１５の周囲を流れる風量を変更することができる。
【００６６】
なお、本実施の形態３における冷風ファンは電動送風機の回転軸に直結してダイレクトに回転させたが、電動送風機の回転をギアやタイミングベルトなどで加減速したり、配置を変えて用いてもよい。
【００６７】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４に係る電気掃除機について、図面を用いて詳細に説明する。図８は同実施の形態４の電気掃除機本体の平面構成を示す断面図、図９は同実施の形態４の伝熱体を示す斜視図である。なお、上述した実施の形態１と同一部分は同一符号を付与して説明を省略する。
【００６８】
図８に示すように実施の形態１と異なるのは、熱交換手段６０が複数の板状の伝熱板を隙間を空けて平行に並べて伝熱体６１として構成し、この伝熱体６１により構成される複
数の隙間から一つ置きに排気を通過させるように構成し、さらに伝熱体６１により構成される隙間の前記排気が通過しない隙間に冷風ファン２０からの外気を通過させるようにした点にある。
【００６９】
具体的には図９に示すように伝熱体６１は、樹脂製の平板６２と樹脂製の波板６３を１段ごとに９０度ずつ向きを変えて接着して構成している。この平板６２と波板６３との接線を接着して形成される隙間を風路として空気を流すものである。
【００７０】
図９の矢印Ａ方向には電動送風機９（図８）からの排気を流し、このＡ方向と直交する矢印Ｂ方向には冷風ファン（図８）からの外気を流して、平板６２を介して排気熱を冷却する。Ａ方向とＢ方向は平板６２が隔壁となるので気流が混ざることはない。
【００７１】
平板と波板を接着して構成するので、ダンボールのように素材の肉厚が薄くても丈夫な構造となるので、軽量で熱伝導性が良好な伝熱体となる。
【００７２】
図８に示すように熱交換手段６０は、伝熱体６１と、この伝熱体６１に外気が流れるように第２の風路６４を形成するケース６５とにより成り、伝熱体６１の外気の風路に対して直交する方向に、排気風路１３を接続して排気を流すように、排気入口６６と、排気出口６７とがそれぞれ伝熱体６１に密着するように接続されている。
【００７３】
また、伝熱体６１内部での排気と外気の流れ方向は直行するが、熱交換手段６０全体での排気と外気の流れ方向を対向流に近づけて、熱交換効率を上げるために、ケース６５内部に二ヶ所リブ６８を設けて、ラビリンス構造の流路を形成させて外気の流れを蛇行させている。
【００７４】
上記の伝熱体は平板を積層して、各平板がそれぞれ伝熱隔壁となるので、小さな容積でも広い伝熱面積が構成でき、熱交換手段を小型化できる。また、波板との組合せにより薄板でも強固な構造となるため、熱伝導性が向上すると共に軽量化も実現できる。
【００７５】
以上のように本実施の形態４では、伝熱体６１の素材に樹脂を用いたが、アルミや銅などの金属の薄板を用いててもよい。金属を用いる場合は、平板と波板とをロウ付けなどの金属接触にすることで、平板から波板への伝熱が飛躍的に向上するので、より放熱効果が高まる。したがって更なる小型化が可能となる。
【００７６】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５に係る電気掃除機について、図面を用いて詳細に説明する。図１０は同実施の形態５の電気掃除機の全体断面構成を示す模式図である。なお、上述した実施の形態１と同一部分は同一符号を付与して説明を省略する。
【００７７】
図１０に示すように実施の形態１と異なるのはアプライト式の電気掃除機に展開した点にある。
【００７８】
本実施の形態５は、掃除機本体７０と、この掃除機本体７０の下部に配置した吸込口体７１と、掃除機本体７０の上部に操作用のグリップ７２が設けられている。
【００７９】
掃除機本体７０は、電動送風機７３の負圧側に集塵室７４を介して吸込口体７１と連通する吸込風路７５を設け、電動送風機７３の正圧側は吸込口体７１と連通する排気風路７６を設けている。
【００８０】
熱交換手段７７は、掃除機本体７０内の排気風路７６の中央部に配置し、内部に伝熱体
１５を備え、この伝熱体１５の周囲に冷却風路７８を形成するケース７９により構成されている。
【００８１】
冷風ファン８０は、実施の形態２と同様の冷風ファン８０の回転を回転数制御可能な電動モータ８１により行ない、電動送風機７３の負荷設定に連動して電動モータ８１の回転数を変更するようになっている。
【００８２】
集塵室７４は、サイクロン式であり、１次旋回分離室８２、１次集塵室８３、２次旋廻分離室８４、２次集塵室８５より構成されている。
【００８３】
以上のようにアプライト式の掃除機は、実施の形態１のホースや延長管に相当する部位がないため、排気風路７６が短くなり、排気熱を排気風路７６から放熱させることがほとんどできない構成となる。したがって充分な放熱性能を備えた熱交換手段７７が不可欠であり、本実施の形態５のように電動送風機７３の負荷設定に連動して熱交換手段７７への外気風量を変更できるようにすることで効率的な放熱が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明の電気掃除機は、排気循環経路内の循環空気の熱を放熱できるので、家庭用だけでなく業務用など各種排気循環式掃除機にも適用できる。
【符号の説明】
【００８５】
１ 掃除機本体
６ 吸込口体
９ 電動送風機
１２ 集塵室
１３ 排気風路
１４ 吸込風路
１５ 伝熱体
１６ 第１の風路
１８ 第２の風路
２０ 冷風ファン
２１ 熱交換手段
２２ エアタービン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動送風機を内蔵し、前記電動送風機の負圧側に集塵室を設けた掃除機本体と、
被掃除面の塵埃を吸引する吸込口体と、
前記吸込口体を前記集塵室を介して前記電動送風機の負圧側に連通する吸込風路と、
前記電動送風機の正圧側を吸込口体に連通する排気風路と、
内部に前記排気風路の排気を通す複数の伝熱体からなる第１の風路を有し、前記伝熱体の外部に外気を通過させる第２の風路を有した熱交換手段と、
前記第２の風路に外気を送風する冷風ファンとを備えてなる電気掃除機。
【請求項２】
前記熱交換手段は、電気掃除機本体内に設けられ、前記電動送風機の近傍の前記排気風路に連通して配置された請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
前記熱交換手段は、
複数の管状の伝熱体を並列に配置してなる前記排気風路の排気を通す第１の風路と、
前記伝熱体を覆うケース体ならびに前記複数の管状の伝熱体の各々の隙間により形成された第２の風路とを備え、
前記冷風ファンにより前記第２の風路に外気を導入し、前記排気風路の途中に前記第１の風路を連通させて排気を流すことにより排気熱を外気に放熱させる構成とした請求項１または２に記載の電気掃除機。
【請求項４】
前記熱交換手段は、前記第１の風路の総面積が３００ｍｍ２から１２００ｍｍ２とした請求項３に記載の電気掃除機。
【請求項５】
前記熱交換手段は、前記管状の伝熱体の直径が２ｍｍから１０ｍｍとした請求項３に記載の電気掃除機。
【請求項６】
前記熱交換手段は、前記管状の伝熱体を樹脂材料により成型し、肉厚が０．１ｍｍから０．５ｍｍとした請求項３に記載の電気掃除機。
【請求項７】
前記熱交換手段は、複数の平板と前記複数の平板間に隙間を形成する複数の送風ガイド板とを交互に積層してなる伝熱体から構成され、
前記伝熱体に形成される前記平板間の複数の隙間において、一つ置きに排気を通過させる第１の風路を構成すると共に、前記隙間の内、前記排気を通過させない側の隙間に前記冷風ファンからの外気を通過させる第２の風路を構成した請求項１または２に記載の電気掃除機。
【請求項１】
電動送風機を内蔵し、前記電動送風機の負圧側に集塵室を設けた掃除機本体と、
被掃除面の塵埃を吸引する吸込口体と、
前記吸込口体を前記集塵室を介して前記電動送風機の負圧側に連通する吸込風路と、
前記電動送風機の正圧側を吸込口体に連通する排気風路と、
内部に前記排気風路の排気を通す複数の伝熱体からなる第１の風路を有し、前記伝熱体の外部に外気を通過させる第２の風路を有した熱交換手段と、
前記第２の風路に外気を送風する冷風ファンとを備えてなる電気掃除機。
【請求項２】
前記熱交換手段は、電気掃除機本体内に設けられ、前記電動送風機の近傍の前記排気風路に連通して配置された請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
前記熱交換手段は、
複数の管状の伝熱体を並列に配置してなる前記排気風路の排気を通す第１の風路と、
前記伝熱体を覆うケース体ならびに前記複数の管状の伝熱体の各々の隙間により形成された第２の風路とを備え、
前記冷風ファンにより前記第２の風路に外気を導入し、前記排気風路の途中に前記第１の風路を連通させて排気を流すことにより排気熱を外気に放熱させる構成とした請求項１または２に記載の電気掃除機。
【請求項４】
前記熱交換手段は、前記第１の風路の総面積が３００ｍｍ２から１２００ｍｍ２とした請求項３に記載の電気掃除機。
【請求項５】
前記熱交換手段は、前記管状の伝熱体の直径が２ｍｍから１０ｍｍとした請求項３に記載の電気掃除機。
【請求項６】
前記熱交換手段は、前記管状の伝熱体を樹脂材料により成型し、肉厚が０．１ｍｍから０．５ｍｍとした請求項３に記載の電気掃除機。
【請求項７】
前記熱交換手段は、複数の平板と前記複数の平板間に隙間を形成する複数の送風ガイド板とを交互に積層してなる伝熱体から構成され、
前記伝熱体に形成される前記平板間の複数の隙間において、一つ置きに排気を通過させる第１の風路を構成すると共に、前記隙間の内、前記排気を通過させない側の隙間に前記冷風ファンからの外気を通過させる第２の風路を構成した請求項１または２に記載の電気掃除機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１６１５１４（Ｐ２０１２−１６１５１４Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４９１５（Ｐ２０１１−２４９１５）
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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