Dyson DC52の技術

Dysonの掃除機は、Wikipediaのhttps://de.wikipedia.org/wiki/Fliehkraft...

Dyson DC52のサイクロンは3段階構成になっています。

まずは第1段階、大きなゴミの分離から見ていきましょう。

サイクロンには接線方向の吸気口があり、Dysonの場合はダストコンテナへの長方形の入口がこれに当たります。長方形の断面にすることで、吸気がより強く接線方向に向かうため、サイクロン分離の効率が向上します。欠点は、コンテナの手前で丸いホースから長方形の断面に切り替わり、2回直角に曲がる必要がある点です。そのため、コンテナ下の空気経路は、吸い込まれた物体（おもちゃなど）が詰まる原因となります。紙パック式掃除機の場合、通常は丸い断面のままパックまでつながっています。

吸い込まれた空気は、丸いコンテナのカーブに沿って流れる必要があります。円軌道上を動く物体には常に外側へ向かう遠心力が働きます。この力は質量に比例します。同じ体積の空気よりもはるかに重い粒子は、コンテナの壁面に押し付けられます。ビーズやビー玉を吸い込んだことがあるなら、それがコンテナの壁面に沿って回転する音や姿を見たことがあるでしょう。古い機種のコンテナ内部に傷が多いのはこのためです。大きな物体が中で回転している場合は、機器のスイッチを切り、その物体を取り除くことを推奨します。

壁面との摩擦で粒子の速度が落ち、らせん状の軌道を描きながら下へ移動します。

その後、空気は中央管へ向かいます。Dysonの第1段階では、中央の金属メッシュと中央の管によって形成された円筒状の隙間がこれに該当します。

金属メッシュには、密度は低いものの空気抵抗が大きいもの、特に髪の毛が引っかかります。ただし、モーターまで入り込んでしまった髪の毛を何度も見たことがあります。

メッシュが髪の毛でいっぱいになると、当然空気の通りが悪くなり、吸引力が低下します。

コンテナがいっぱいになりすぎると（Maxマークがあるのはこのためです）、分離されたゴミが吸気口に近すぎて再び舞い上がってしまいます。定期的なゴミ捨ては、機器を長持ちさせるのに役立ちます。

これで、掃除機を運転中に倒したり、逆さまにしてはいけない理由も明らかになりました。集めたゴミが一度に接線方向の空気流の中に逆流してしまうからです。そうなると残りの2つの分離段階でもすべてを取り除けなくなり、ゴミがモーターやモーター後方のフィルターに入り込んでしまいます（おそらく、あなたが今このiFixitのページを見ている理由もこれでしょう）。

次の段階についての記述は、サイクロンを分解した際に追記します。

Dyson DC52の電気系統は非常にシンプルです。2010年代の製品としては珍しく、電子部品を使用していない機器の一つです。

筐体が完全絶縁されているため、2芯ケーブルで十分です（ほとんどの掃除機と同様）。ケーブルはリールに巻き付けられ、そのハブ部分で固定されており、特殊な銅合金で作られた2つのバネ状の接点で終わります。これらが、筐体に固定された動かない軸に取り付けられた同じ材質の2つのリングに押し付けられています。筐体とリールは、ばね鋼のコイルばねで接続されています。ケーブルを引き出すと、この板ばねに張力がかかります。小さなレバーがゴムローラーをリールに押し付け、巻き戻りを防ぎます。ケーブル巻き取りスイッチを踏むと、ゴムローラーが解除されます。

2つの接触リングからは、白と黒の撚り線（ワイヤリング）が上部に伸びています。黒い線はスイッチを経由します。

両線はその後、直巻整流子モーターへとつながります。

モーターには、火花が周囲の機器に干渉しないように緑色のノイズ抑制コンデンサーがついています。しかし、これも受動素子であり、電子部品ではありません。ましてや、一部のネット上の陰謀論者が主張するような、製品寿命を短くするためのプログラム済みチップなどではありません。

モーターには2つの固定子巻線（ステーターコイル）、2つのカーボンブラシ、そして多くのタップを持つコイルである回転子（アーマチュア）があります。ユニバーサルモーターの仕組みについてはWikipediaのhttps://de.wikipedia.org/wiki/Einphasen-...

回転子シャフトはボールベアリングで支持されており、反対側には冷却ファンが取り付けられています。巻線は常に冷却ファンが吸気を行うように配線されています。圧縮された空気は巻線の上を通って外部へ排出されます。

モーターの消耗品はカーボンブラシであり、これらは比較的簡単に交換可能です。

1200ワットのモーターは冷却のために空気を必要とします。さもないとすぐに焼き付いてしまいます。

他の多くの掃除機とは異なり、Dysonには過熱による遮断機能は見当たりませんでした。

そのため、故障のプロセスは「不適切な使用（ゴミの溜めすぎ）＞モーター後方のフィルターが詰まる＞空気流が減少＞冷却不足＞動作温度の上昇＞モーターの早期故障」というパターンが多いです。

また、サイクロンで分離されなかった吸い込まれたゴミが、カーボンブラシや整流子（コミュテーター）を研磨してしまい、寿命を縮めることもあります。

もし大きな物体が冷却ファンに入り込んでロックされると、モーターは冷却なしで全電流を消費し、逆起電力も発生しません。この場合、ヒューズが飛ぶかモーターが焼き切れます。

そのため、サイクロンなしでDysonのスイッチを入れるべきではありません。テストの際は、何かが吸い込まれないよう必ず確認してください。

吸気ホースが詰まる可能性は現実にあるため、モーターはすぐに深刻な危険にさらされます。電子的な過熱遮断機能がないため、ケーブル巻き取り部に配置された単純な機械部品がこの役割を果たします。これはコイルばねに取り付けられたゴムプレートです。空気流が遮断されると、モーター室内の負圧が大幅に低下し、外部からの大気圧の方がバネの力よりも強くなります。こうして、上部筐体を経由してモーターへ外気を取り込む流路が形成されます。

手で空気の流れを塞ぐと、バネが開くため数秒後にモーターの音が変わります。