(57)【要約】      （修正有）【課題】吸込仕事率を向上するとともに、低騒音である電気掃除機を提供する。【解決手段】電動送風機１２と集塵装置１０とを連通するダクト２０を有する電気掃除機において、ダクト２０は集塵装置１０の出口と連通するダクト入口部と、電動送風機１２の吸込口と連通するダクト出口部を有し、電動送風機１２の吸込口の左右方向の中心はダクト入口部の左右方向の中心と掃除機本体１の幅方向にずれて位置し、さらに、ダクト２０は電動送風機１２の吸込口と略垂直をなすとともに、電動送風機１２の吸込口との間に鉛直方向の隙間を有する整流板４０を設けた構成とすることにより、電気掃除機の最大電流を許容電流内に留めたまま電動送風機１２の消費電力を高くし吸込仕事率の向上を図ることができる。また、電動送風機１２の吸込口の風切り音を抑制し、騒音を低下することができる。【選択図】図３
2017051387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動送風機と、集塵装置と、前記電動送風機と前記集塵装置とを連通するダクトと、を有する電気掃除機において、
前記ダクトは、前記集塵装置の出口と連通する前記ダクト入口部と、前記電動送風機の吸込口と連通する前記ダクト出口部を有し、
前記電動送風機の吸込口の左右方向の中心が、前記ダクト入口部の左右方向の中心と、前記電気掃除機の幅方向にずれて位置し、
前記ダクトは、前記ダクトと前記電動送風機が接続された状態で、前記電動送風機の吸込口と略垂直をなす整流板を有し、
該整流板は、前記ダクトと前記電動送風機が接続された状態で、前記電動送風機の吸込口との間に、鉛直方向の隙間を有することを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】
請求項１に記載の電気掃除機において、
前記電動送風機の吸込口の中心が、前記ダクト入口部の左右方向の中心から、前記電気掃除機の幅方向の右側／左側にずれて配置され、前記電動送風機が上面から見て時計回り／反時計回りに回転し、
前記整流板は、前記ダクトの奥部から、前記電動送風機の吸込口上を通過していることを特徴とする電機掃除機。
【請求項３】
請求項１に記載の電気掃除機において、
前記電動送風機の吸込口の中心が、前記ダクト入口部の左右方向の中心から、前記電気掃除機の幅方向右側／左側にずれて配置され、前記電動送風機が上面から見て反時計回り／時計回りに回転し、
前記整流板は、前記ダクト入口部の幅方向中心より前記電動送風機の吸込口寄りの前記ダクト入口部から、前記電動送風機の吸込口と前記ダクト入口部の間を通過していることを特徴とする電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電機掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、特開昭６１−２０６４１９号公報（特許文献１）がある。
【０００３】
この公報には、「集塵室と、駆動部内の電動送風機とを、略直角に屈曲して連通する流路の、電動送風機吸気側開口部略中央部に、空気流の流れ方向と同一方向に添って、上記電動送風機の吸気側開口部を二分し、かつ電動送風機の吸気部に連通する開口部まで延びている仕切り壁を設けることにより、電動送風機のファンによる気流の旋回によって起こる剥離の発生を防止することができ、それにともない渦の発生をおさえ、騒音を大幅に低減できるとともに、実質流路幅の減少および流路抵抗の増加を防止できるので、通気抵抗を低く抑え、吸込性を向上することができる」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−２０６４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、電気掃除機における、電動送風機のファンによる気流の旋回によって起こる剥離の発生を防止し、それにともない渦の発生をおさえ、騒音を大幅に低減すると共に、実質流路幅の減少および流路抵抗の増加を防止し、通気抵抗を低く抑え、吸込性能の向上を図っている。
【０００６】
高い吸込仕事率を実現するには、特許文献１のように通気抵抗の低減によって電気掃除機の効率を向上する他には、例えば、電動機の高トルク化、送風機の軸動力の増加によって、電気掃除機の消費電力（電動送風機の消費電力）を大きくする方法がある。吸込仕事率の向上のためには、電動送風機の消費電力を増加させ、吸込仕事率を得る風量点（以下、吸込仕事率点風量）の電流を高めることが有効である。
【０００７】
しかし、特許文献１では、風量に応じて電動送風機吸込口に流入する旋回流れを積極的に変化させる構成については言及していない。そのため、図１５に示すように吸込仕事率を高めるために電動送風機の消費電力を大きくした場合、吸込仕事率点風量の電流と共に最大電流も増加する。その結果、最大電流が一般的な家庭で用いられている電源コンセントの電流容量（１５Ａ）や、電源コードの定格電流を超えてしまい、吸込仕事率の向上が図られない。なお、電源コードの定格電流は、ＪＩＳ  Ｃ  ８３０３「配線用差込接続機」で定められており、コードの導体公称断面積によってその値は異なる。
【０００８】
また、特許文献１では、仕切り壁と電動送風機の吸気側開口部が密接する構成のため、電動送風機の吸気側開口部に風切り音が生じ、騒音増加の要因となり得る。
【０００９】
本発明の目的は、上記課題を解決するものであって、吸込仕事率点風量における電流を増加させつつ、最大電流を許容電流以下に低減すること、つまり、吸込仕事率点風量での電流値に対する最大電流値の比を小さくし、吸込仕事率を向上するとともに、広い風量域における吸引力を向上した電気掃除機を提供することである。
【００１０】
また、本発明は、電動送風機の吸込口の風切り音を抑制し、低騒音の電気掃除機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、代表的な本発明の電気掃除機の一つは、電動送風機と、集塵装置と、電動送風機と集塵装置とを連通するダクトと、を有する電気掃除機において、ダクトは、集塵装置の出口と連通するダクト入口部と、電動送風機の吸込口と連通するダクト出口部を有し、電動送風機の吸込口の左右方向の中心が、ダクト入口部の左右方向の中心と、電気掃除機の幅方向にずれて位置し、ダクトは、ダクトと電動送風機が接続された状態で、電動送風機の吸込口と略垂直をなす整流板を有し、整流板は、ダクトと電動送風機が接続された状態で、電動送風機の吸込口との間に、鉛直方向の隙間を有することを特徴とする電気掃除機。
【発明の効果】
【００１２】
吸込仕事率点風量における電流を増加させつつ、最大電流を許容電流以下に低減できる、つまり、吸込仕事率点風量での電流値と最大電流値の比を小さくし、吸込仕事率を向上するとともに、広い風量域における吸引力を向上した電気掃除機を提供することができる。
【００１３】
また、本発明は、電動送風機の吸込口の風切り音を抑制し、低騒音の電気掃除機を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態例に係わる電気掃除機の外観斜視図である。
【図２】図１に示す電気掃除機の集塵装置と上ケースを取り外した状態の掃除機本体の外観斜視図である。
【図３】図１に示す掃除機本体の略中央断側面図である。
【図４】本発明の一実施形態例に係わるモータケースを介して電動送風機と接続した状態のダクトの上面図である
【図５】（ａ）は本発明の一実施形態例に係わるダクトの正面図、（ｂ）は本発明の一実施形態例に係わるダクト入口部の略中央におけるダクトの断側面図である。
【図６】本発明の一実施形態例に係わるダクト内部の吸引風の流れを上面から見た模式図である。
【図７】本発明の一実施形態例に係わる電動送風機吸込口の略中央における吸込仕事率点風量のダクト内部の吸引風の流れの断側面図である。
【図８】本発明の一実施形態例に係わる電動送風機吸込口の略中央における最大電流点風量のダクト内部の吸引風の流れの断側面図である。
【図９】本発明の一実施形態例に係わる電流値と吸込力（空気力学的動力）の関係図である。
【図１０】本発明の第二の実施形態例に係わるモータケースを介して電動送風機と接続した状態のダクトの上面図である。
【図１１】（ａ）は本発明の第二の実施形態例に係わるダクトの正面図、（ｂ）は本発明の第二の実施形態例に係わるダクト入口部の略中央におけるダクトの断側面図である。
【図１２】本発明の第二の実施形態例に係わるダクト内部の吸引風の流れを上面から見た模式図である。
【図１３】本発明の第二の実施形態例に係わる電動送風機吸込口の略中央における吸込仕事率点風量のダクト内部の吸引風の流れの断側面図である。
【図１４】本発明の第二の実施形態例に係わる電動送風機吸込口の略中央における最大電流点風量のダクト内部の吸引風の流れの断側面図である。
【図１５】従来技術を用いて電気掃除機の消費電力を増加させた際の電流値と吸込力（空気力学的動力）の関係図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態例について、図面を参照しながら説明する。なお、上下方向、左右方向、前後方向については図１に示す方向とする。
【実施例１】
【００１６】
図１から図３を用いて、本発明の一実施形態例に係る電気掃除機１００及び掃除機本体１について説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施形態例に係る電気掃除機１００を示す。
【００１８】
掃除機本体１は上ケース１ａ、及び下ケース１ｂを組み合わせて形成している。掃除機本体１には、サイクロン方式の集塵装置１０が着脱自在に備えられており、掃除機本体１は、下ケース１ｂに設けられたホース取り付け口９に接続される吸引ホース２を介して、手元ハンドル３と接続され、手元ハンドル３は延長管６を介して吸込器具７と接続されている。
【００１９】
掃除機本体１には掃除機本体１を自在に移動できる車輪８が備えられている。また、手元ハンドル３には、掃除機本体１に内蔵して備えられている電動送風機１２（図３参照）の制御や、吸込器具７に設けられている電動回転ブラシ（図示せず）の駆動制御を行う操作部４を備えている。操作部４には、運転を開始するボタンや運転を停止するボタンを配置した操作ボタン５が備えられている。
【００２０】
図２は掃除機本体１から集塵装置１０と上ケース１ａを取り外した状態の外観斜視図である。
【００２１】
掃除機本体１の右側後方には、モータケース１１に収納された吸引力を発生する電動送風機１２（図３参照）を配置すると共に、電動送風機１２の前方には排気を清浄化するプリーツ状の高捕塵フィルタ１３を配置してある。掃除機本体１の左側後方には、電源から電動送風機等へ電力を供給するための電源コード１７を収納するためのコードリール１６を配置している。掃除機本体１の左側前方には集塵装置１０と流体的に接続される導入管１４の導入管出口１４ｂを備えている。
【００２２】
モータケース１１及びコードリール１６の配置の関係上、導入管１４及び導入管出口１４ｂを左側に配置しているがこの限りではなく、導入管１４を右側に配置しても良い。導入管１４を掃除機本体１の中央ではなく、左右どちらかに寄せるように配置するのは、集塵装置１０の内周接線方向から空気を流入し、旋回流を発生し易くするためである。
【００２３】
掃除機本体１の中央上部には、電動送風機１２と連通するダクト２０のダクト入口部２０ａを備えている。ダクト入口部２０ａには、電動送風機１２への異物の侵入を防止するための保護フィルタ（図示せず）を設け、保護フィルタは格子状のフィルタカバー１５で覆われている。
【００２４】
次に図３に示す集塵装置１０を取り付けた掃除機本体１の略中央断側面図を用いて、集塵装置１０及び掃除機本体１内の、吸引された塵埃を含む空気の流れを説明する。１８は集塵装置１０及び掃除機本体１内の空気の流れを示す。
【００２５】
吸込器具７から吸引された塵埃を含む空気は、延長管６、吸引ホース２を介して、ホース取り付け口９から掃除機本体１に至る。ホース取り付け口９から掃除機本体１内に流入した塵埃を含む空気は、導入管１４を介して集塵装置１０に至る。集塵装置１０に達した塵埃を含む空気は、集塵装置１０内で塵埃を分離され、塵埃を分離された空気はダクト２０に至る。
【００２６】
ダクト２０内には、電動送風機１２へ流入する空気を整流するための整流板４０が設けられている。ダクト２０から流出する空気は、電動送風機１２を介して、高捕塵フィルタ１３に至る。高捕塵フィルタ１３は、集塵装置１０で捕集できなかった微小な塵埃や電動送風機１２のカーボンブラシ(図示せず)の磨耗屑を取り除き、ほぼ塵埃を含まないきれいな空気にして掃除機本体１より外部へ排気される。
【００２７】
次に、ダクト２０について図４、図５を用いて説明する。
【００２８】
図４はモータケース１１を介して電動送風機１２と接続した状態のダクト２０の上面図、図５（ａ）はダクト２０の正面図、図５（ｂ）はダクト入口部２０ａの略中央におけるダクト２０の断側面図である。
【００２９】
図４の円形の破線は電動送風機１２の吸込口である電動送風機吸込口１２ａ、略長方形の破線はダクト２０内に設けられた整流板４０である。本発明の一実施形態例では、上面から見て、電動送風機１２の回転方向１２ｃは、時計回りである。
【００３０】
ダクト２０は、集塵装置１０からダクト入口部２０ａに流入した吸引風を、ダクト入口部２０ａの中心から幅方向にずれて配置された電動送風機吸込口１２ａに導くため、左右非対称形状をなしている。ダクト２０は正面に略四角形に開口したダクト入口部２０ａを備えており、ダクト入口部２０ａは、集塵装置１０の出口と連結する。ダクト２０の下面には、モータケース１１を介して電動送風機吸込口１２ａと接続する開口したダクト出口部２０ｂを備えている。
【００３１】
ダクト入口部２０ａはダクト出口部２０ｂに対し傾斜している。ダクト入口部２０ａとダクト出口部２０ｂは、円蓋形状の壁部であるダクト円蓋部２１でつながっている。ダクト円蓋部２１には、ダクト出口部２０ｂから鉛直方向に離れた部分にダクト上部２２が形成されている。また、ダクト円蓋部２１には、ダクト出口部２０ｂよりも後方側に（ダクト２０と電動送風機１２が接続された状態で、電動送風機吸込口１２ａよりも後方側に）、ダクト奥部２３が形成されている。ダクト上部２２は、ダクト出口部２０ｂに対して傾斜しており、ダクト２０の高さは、ダクト入口部２０ａからダクト奥部２３に向かうにつれて小さくなるが、この限りではなく、ダクト上部２２は、ダクト出口部２０ｂに対して略水平であっても構わない。また、ダクト奥部２３はダクト出口部２０ｂに到達する部分２４で、略垂直にダクト出口部２０ｂに接続するが、傾斜してダクト出口部２０ｂに接続しても構わない。
【００３２】
ダクト２０の内部には、ダクト２０内の吸引風の流れを整える整流板４０を有する。整流板４０は、ダクト２０と電動送風機１２が接続された状態で、電動送風機吸込口１２ａと垂直になるよう設けられる。整流板４０は、ダクト２０と電動送風機１２が接続された状態で、電動送風機吸込口１２ａとの間に、鉛直方向の隙間を有する。図３や図５に示すように本発明の一実施形態例では、ダクト２０の高さの半分以上に鉛直方向の隙間を設けてあるが、この限りではない。
【００３３】
整流板４０は、ダクト奥部２３から、電動送風機吸込口１２ａ上を通過するように設けられる。本発明の一実施形態例では、整流板下端部４１はダクト奥部２３に向かうにつれて下方向に下がっていき、整流板４０は電動送風機吸込口１２ａの上部を通過後、整流板下端部４１がダクト出口部２０ｂに達する。すなわち、ダクト２０の高さに占める整流板４０の高さの割合は、ダクト入口部２０ａからダクト奥部２３に向かうにつれて大きくなる。なお、整流板下端部４１は、この限りではなく、整流板下端部４１がダクト出口部２０ｂに対して略水平であっても構わない。また、整流板下端部４１が、電動送風機吸込口１２ａの上部を通過後、ダクト出口部２０ｂに達しなくても構わない。
【００３４】
次に図６から図８を用いて、ダクト２０内の吸引風の流れ及び、整流板４０の効果を説明する。
【００３５】
図６はダクト２０内の吸引風の流れを上面から見た模式図である。図７、図８はそれぞれ電動送風機吸込口１２ａの略中央における吸込仕事率点風量、最大電流点風量のダクト２０内部の吸引風の流れの断側面図である。６０の実線矢印はダクト２０内の電動送風機吸込口１２ａに流入する吸引風の流れで、６１の破線矢印はダクト２０が整流板４０を有していない場合のダクト２０内の電動送風機吸込口１２ａに流入する吸引風の流れである。図７、図８には整流板４０のうち、断面を取った際に非可視した部位を破線で示す。
【００３６】
ダクト２０は、集塵装置１０からの吸引風を、ダクト入口部２０ａから幅方向にずれて配置された電動送風機吸込口１２ａに導くために左右非対称形状をなしている。本発明の一実施形態例では、コードリール１６及びモータケース１１の配置の関係上、電動送風機吸込口１２ａの中心は、上面から見て、ダクト入口部２０ａの左右方向の中心から、電気掃除機１００の幅方向の右側にずれて位置している。そのため、ダクト２０内の吸引風は、上面から見て反時計回りに旋回する。コードリール１６とモータケース１１の配置が左右逆の場合、電動送風機吸込口１２ａの中心は、上面から見て、ダクト入口部２０ａの左右方向の中心から、電気掃除機１００の幅方向左側にずれて位置することとなり、ダクト２０内の吸引風は、上面から見て時計回りに旋回する。
【００３７】
図７に示すように、側面から見た吸込仕事率点風量におけるダクト２０内の吸引風の流れは、電動送風機吸込口１２ａの曲率部１２ｂに沿って剥離することなく流れ、電動送風機吸込口１２ａへ流入する。一方、最大電流点風量では吸込仕事率点風量に比べ約１．５倍と大きく、ダクト２０内の流速も速くなる。そのため、図８に示すように、ダクト２０内の吸引風の流れは、電動送風機吸込口１２ａの曲率部１２ｂに沿って流れることが出来ず、剥離渦６２が生じる。その結果、図７に示した吸込仕事率点風量における流れ場に比べて、図８に示す最大電流点風量においては、剥離渦６２によってダクト上部２２、ダクト奥部２３付近を流れる風量が増加する。
【００３８】
ここで、ダクト２０が整流板４０を有していない場合、ダクト２０内の吸引風は旋回流れを伴い電動送風機吸込口１２ａに流入する。本発明の一実施形態例では、電動送風機吸込口１２ａに流入する旋回流れは、上面から見て反時計回りであり、時計回りの電動送風機回転方向１２ｃとは逆向きである。電動送風機１２ａに流入する旋回流れと電動送風機回転方向１２ｃが逆向きのとき、電動送風機１２の理論ヘッドが増加し、電動送風機１２の軸動力は増加するため、電動送風機１２の入力は増加する。コードリール１６とモータケース１１の配置が左右逆で、電動送風機吸込口１２ａに流入する旋回流れが上面から見て時計回りの場合も、電動送風機回転方向１２ｃが上面から見て反時計回りであれば、同様に電動送風機１２の入力は増加する。
【００３９】
これに対して、ダクト２０が整流板４０を有する本発明の一実施形態例は、整流板４０がダクト２０内の吸引風の流れを整流し、その結果、電動送風機吸込口１２ｂに達する旋回流れは抑制され、整流板４０を備えていない場合に比べて、電動送風機１２の理論ヘッドが低下し、電動送風機１２の軸動力を低下することができる。剥離渦６２の発生により、最大電流点風量では、吸込仕事率点風量と比較して、ダクト上部２２、ダクト奥部２３付近を流れる風量が増加する。整流板４０は電動送風機吸込口１２ａとの間に、鉛直方向の隙間を有し、最大電流点風量に比べて、ダクト上部２２、ダクト奥部２３付近を流れる風量が少ないため、吸込仕事率点風量における整流板４０による旋回流れを抑制する効果はより小さい。一方、吸込仕事率点風量に比べて、ダクト上部２２、ダクト奥部２３付近を流れる風量が多いため、最大電流点風量における整流板４０による旋回流れを抑制する効果はより大きい。
【００４０】
すなわち、ダクト２０が整流板４０を有することにより、吸込仕事率点風量の軸動力の低下を最小限に防ぎながら、最大電流点風量の軸動力を低下することができる。
【００４１】
図９に電動送風機の消費電力を増加し、電流を高めた場合の、本発明の一実施形態例で示した構成の電流や吸込力（空気力学的動力）の特性の比較を示す。
【００４２】
図１５に示した従来技術は、本発明の一実施形態例で説明したような風量に応じて電動送風機吸込口１２ａに流入する旋回流れを積極的に変化させる構成を有していない。
【００４３】
一方、図９に示した本発明の一実施形態例においては、整流板４０はダクト２０と電動送風機１２が接続された状態で、電動送風機吸込口１２ａとの間に鉛直方向の隙間を有し、電動送風機吸込口１２ａに流入する旋回流れを、風量に応じて積極的に変化させることが出来る。そのため、吸込仕事率点風量の軸動力の低下を最小限に防ぎながら、最大電流点風量の軸動力を低下することができ、吸込仕事率点風量での電流値に対する最大電流値の比を小さく出来る。
【００４４】
このため、電気掃除機の最大電流を許容電流内に留めたまま電動送風機の消費電力を高くすることができ、吸込仕事率の向上を図ることができる。また、電気掃除機は高捕塵フィルタ１３の目詰まりや、掃除対象の床の素材等、運転条件によって動作風量が変化するが、吸込仕事率の向上のみでなく、広い風量域において吸込力を増加させることができるため、より広い運転条件において集塵性能の低下を抑制して掃除可能である。
【００４５】
さらに、整流板４０と電動送風機吸込口１２ａとの間に鉛直方向の隙間を有する構成によって、電動送風機吸込口１２ａで発生する風切り音を抑制でき、特許文献１の構成と比較して、電気掃除機の騒音を低下することが出来る。
【００４６】
本発明の一実施形態例では、ダクト上部２２は、ダクト出口部２０ｂに対して傾斜しており、ダクト２０の高さは、ダクト入口部２０ａからダクト奥部２３に向かうにつれて小さくなる構成としている。そのため、ダクト２０内の主流が通過する流路面積はダクト入口部２０ａからダクト奥部２３に向かって小さくなる。その結果、ダクト２０内の吸引風の流れはダクト入口部２０ａからダクト奥部２３に向かうにつれて増速し、ダクト２０内の旋回流れはダクト奥部２３付近で最も速くなる。
【００４７】
そのため、整流板４０が、電動送風機吸込口１２ａの上部を通過後、整流板下端部４１がダクト出口部２０ｂに達する構成を有する本発明の一実施形態例では、整流板４０は、旋回流れが速いダクト奥部２３付近で旋回流れの抑制効果を発揮し、より効果的に最大電流点風量の旋回流れを抑制することができる。
【００４８】
また、本発明の一実施形態例は、ダクト奥部２３がダクト出口部２０ｂに到達する部分２４で、略垂直にダクト出口部２０ｂに接続する。この構成は、ダクト奥部２３付近において整流板下端部４１がダクト出口部２０ｂに達する構成と、整流板４０と電動送風機吸込口１２ａの鉛直方向の距離を取る構成の両立に適している。旋回流れが大きいダクト奥部２３付近で、より効果的に最大電流点風量の旋回流れを抑制し、且つ、整流板４０と電動送風機吸込口１２ａの鉛直方向の距離を取ることで、電動送風機吸込口１２ａの風切り音をより効果的に抑制することが出来る。
【００４９】
なお、風量の増加によって、ダクト上部２２、ダクト奥部２３付近を流れる風量は増加する。本発明の一実施形態例では、ダクト２０の高さに占める整流板４０の高さの割合は、ダクト入口部２０ａからダクト奥部２３に向かうにつれて大きくなる。そのため、整流板４０の旋回流れを抑制する効果は、風量の増加にしたがって増加し、より効果的に最大電流点風量の旋回流れを抑制できる。
【実施例２】
【００５０】
次に本発明の第二の実施形態例を図１０、図１１を用い説明する。実施例１と基本的な構成は同じであるので、同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
図１０はモータケース１１を介して電動送風機１２と接続した状態のダクト２０の上面図、図１１（ａ）はダクト２０の正面図、図１１（ｂ）はダクト入口部２０ａの略中央におけるダクト２０の断側面図である。
【００５２】
ここでは、実施例１の整流板４０を整流板５０とし説明する。
【００５３】
図１０の円形の破線は電動送風機１２の電動送風機吸込口１２ａ、略逆Ｓ字状の破線はダクト２０内に設けられた整流板５０である。本発明の第二の実施形態例では、上面から見て、電動送風機回転方向１２ｄは反時計回りである。
【００５４】
整流板５０は、ダクト２０と電動送風機１２が接続された状態で、電動送風機吸込口１２ａと垂直になるよう設けられる。整流板４０は、ダクト２０と電動送風機１２が接続された状態で、電動送風機吸込口１２ａとの間に、鉛直方向の隙間を有する。本発明の第二の実施形態例では、ダクト２０の高さ半分以上に鉛直方向の隙間を設けてあるが、この限りではない。
【００５５】
整流板５０は、ダクト入口部２０ａの幅方向中心より電動送風機吸込口１２ａ寄りのダクト入口部２０ａから、電動送風機吸込口１２ａとダクト入口部２０ａの間を通過するように設けられる。本発明の第二の実施形態例では、整流板５０は、衝突損失を低減するために、滑らかな曲率を有し、略逆Ｓ字状であるが、この限りではない。本発明の第二の実施形態例では、整流板下端部５１はダクト奥部２３に向かうにつれて、下方向に下がっていく。すなわち、ダクト２０の高さに占める整流板５０の高さの割合は、ダクト入口部２０ａからダクト奥部２３に向かうにつれて大きくなる。なお、整流板下端部５１は、この限りではなく、整流板下端部５１がダクト出口部２０ｂに対して略水平であっても構わない。
【００５６】
次に図１２から図１４を用いて、ダクト２０内の吸引風の流れ及び、整流板５０の効果を説明する。
【００５７】
図１２はダクト２０内の吸引風の流れを上面から見た模式図である。図１３、図１４はそれぞれ電動送風機吸込口１２ａの略中央における吸込仕事率点風量、最大電流点風量のダクト２０内部の吸引風の流れの断側面図である。６０の実線矢印はダクト２０内の電動送風機吸込口１２ａに流入する吸引風の流れで、６１の破線矢印はダクト２０が整流板５０を有していない場合のダクト２０内の電動送風機吸込口１２ａに流入する吸引風の流れである。図１３、図１４には整流板５０のうち、断面を取った際に非可視した部位を破線で示す。
【００５８】
ダクト２０は、集塵装置１０からの吸引風を、ホース取り付け口９の中心から幅方向にずれて配置された電動送風機吸込口１２ａに導くために左右非対称形状をなしている。本発明の第二の実施形態例では、コードリール１６およびモータケース１１の配置の関係上、電動送風機吸込口１２ａの中心は、上面から見て、ダクト入口部２０ａの左右方向の中心から、電気掃除機１００の幅方向右側にずれて位置している。そのため、ダクト２０内の吸引風は、上面から見て反時計回りに旋回する。コードリール１６とモータケース１１の配置が左右逆の場合、電動送風機吸込口１２ａの中心は、上面から見て、ダクト入口部２０ａの左右方向の中心から、電気掃除機１００の幅方向左側にずれて位置することとなり、ダクト２０内の吸引風は、上面から見て時計回りに旋回する。
【００５９】
図１３に示すように、側面から見た吸込仕事率点風量におけるダクト２０内の吸引風の流れは、電動送風機吸込口１２ａの曲率１２ｂに沿って剥離することなく流れ、電動送風機吸込口１２ａへ流入する。一方、最大電流点風量は吸込仕事率点風量の風量に比べ約１．５倍と大きく、ダクト２０内の流速も速くなる。そのため、図１４に示すように、ダクト２０内の吸引風の流れは、電動送風機吸込口１２ａの曲率部１２ｂに沿って流れることが出来ず、剥離渦６２が生じる。その結果、図１３に示した吸込仕事率点風量における流れ場に比べて、図１４に示す最大電流点風量においては、剥離渦６２によってダクト上部２２、ダクト奥部２３付近を流れる風量が増加する。
【００６０】
ここで、ダクト２０が整流板５０を有していない場合、ダクト２０内の吸引風は旋回流れを伴い電動送風機吸込口１２ａに流入する。本発明の第二の実施形態例では、電動送風機１２ａに流入する旋回流れは、上面から見て反時計回りであり、反時計回りの電動送風機回転方向１２ｄと同じ向きである。電動送風機１２ａに流入する旋回流れと電動送風機回転方向１２ｄが同じ向きのとき、電動送風機１２の理論ヘッドが低下し、電動送風機１２の軸動力が低下するため、電動送風機１２の入力は低下する。コードリール１６とモータケース１１の配置が左右逆で、電動送風機吸込口１２ａに流入する旋回流れが上面から見て時計回りの場合も、電動送風機回転方向１２ｃが上面から見て時計回りであれば、同様に電動送風機１２の軸動力は低下する。
【００６１】
これに対して、ダクト２０が整流板５０を有する本発明の第二の実施形態例は、整流板５０がダクト内の吸引風の流れを整流し、吸引風の大部分が、ダクト円蓋部２１の左側面を沿うように流れる。その結果、電動送風機吸込口１２ａに達する旋回流れは、整流板５０によって促進され、整流板５０を備えていない場合に比べて、電動送風機１２の理論ヘッドが低下し、電動送風機１２の軸動力を低下することができる。剥離渦６２の発生により、最大電流点風量では、吸込仕事率点風量と比較して、ダクト上部２２、ダクト奥部２３付近を流れる風量が増加する。整流板５０は、電動送風機入口１２ａとの間に、鉛直方向の隙間を有し、最大電流点風量に比べて、ダクト上部２２、ダクト奥部２３付近を流れる風量が少ないため、吸込仕事率点風量における整流板５０による旋回流れを促進する効果はより小さい。一方、吸込仕事率点風量に比べて、ダクト上部２２、ダクト奥部２３付近を流れる風量が多いため、最大電流点風量における整流板５０による旋回流れを促進する効果はより大きい。
【００６２】
すなわち、吸込仕事率点風量の軸動力の低下を最小限に防ぎながら、最大電流点風量の軸動力を低下することができる。
【００６３】
図１５に示した従来技術は、本発明の第二の実施形態例で説明したような風量に応じて電動送風機吸込口１２ａに流入する旋回流れを積極的に変化させる構成を有していない。
【００６４】
一方、本発明の第二の実施形態例においては、整流板４０はダクト２０と電動送風機１２が接続された状態で、電動送風機吸込口１２ａとの間に鉛直方向の隙間を有し、電動送風機吸込口１２ａに流入する旋回流れを、風量に応じて積極的に変化させることが出来る。そのため、吸込仕事率点風量の軸動力の低下を最小限に防ぎながら、最大電流点風量の軸動力を低下することができ、吸込仕事率点風量での電流値に対する最大電流値の比を小さく出来る。
【００６５】
このため、電気掃除機の最大電流が許容電流を超過しない値まで電動送風機の消費電力を高くすることができ、吸込仕事率の向上を図ることができる。また、電気掃除機は高捕塵フィルタ１３の目詰まりや、掃除対象の床の素材等、運転条件によって動作風量が変化するが、吸込仕事率の向上のみでなく、広い風量域において吸込力を増加させることができるため、より広い運転条件において集塵性能の低下を抑制して掃除可能である。
【００６６】
さらに、整流板５０と電動送風機吸込口１２ａとの間に鉛直方向の隙間を有する構成によって、電動送風機吸込口１２ａで発生する風切り音を抑制でき、特許文献１の構成と比較して、電気掃除機の騒音を低下することが出来る。
【００６７】
本発明の第二の実施形態例では、ダクト上部２２は、ダクト出口部２０ｂに対して傾斜しており、ダクト２０の高さは、ダクト入口部２０ａからダクト奥部２３に向かうにつれて小さくなる構成としている。そのため、ダクト２０内の主流が通過する流路面積はダクト入口部２０ａからダクト奥部２３に向かって小さくなる。その結果、ダクト２０内の吸引風の流れはダクト入口部２０ａからダクト奥部２３に向かうにつれて増速し、ダクト２０内の旋回流れはダクト奥部２３付近で最も速くなる。
【００６８】
また、本発明の第二の実施形態例は、ダクト奥部２３がダクト出口部２０ｂに到達する部分２４で、略垂直にダクト出口部２０ｂに接続する。この構成は、最も大きい旋回流れが流れるダクト奥部２３付近における主流の流路を確保することと、整流板５０と電動送風機吸込口１２ａの鉛直方向の距離を取る構成の両立に適している。旋回流れが大きいダクト奥部２３付近で、より効果的に最大電流点風量の旋回流れを促進し、且つ、整流板５０と電動送風機吸込口１２ａの鉛直方向の距離を取ることで、電動送風機吸込口１２ａの風切り音をより効果的に抑制することが出来る。
【００６９】
なお、風量の増加によって、ダクト上部２２、ダクト奥部２３付近を流れる風量は増加する。本発明の第二の実施形態例では、ダクト２０の高さに占める整流板５０の高さの割合は、ダクト入口部２０ａからダクト奥部２３に向かうにつれて大きくなる。そのため、整流板５０の旋回流れを促進する効果は、風量の増加にしたがって増加し、より効果的に最大電流点風量の旋回流れを促進できる。
【００７０】
本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は、本発明を分かりやすく説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施例の構成の一部については、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１００  電気掃除機
１  掃除機本体
１ａ  上ケース
１ｂ  下ケース
２  吸引ホース
３  手元ハンドル
４  操作部
５  操作ボタン
６  延長管
７  吸引器具
８  車輪
９  ホース取り付け口
１０  集塵部
１１  モータケース
１２  電動送風機
１３  高捕塵フィルタ
１４  導入管
１５  フィルタカバー
１６  コードリール
１７  電源コード
２０  ダクト
２０ａ  ダクト入口部
２０ｂ  ダクト出口部
２１  ダクト円蓋部
２２  ダクト上部
２３  ダクト奥部
４０、５０  整流板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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