JP2006340972A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】使用者に何ら作業負担を掛けることなく、集塵室内の塵を圧縮する。
【解決手段】吸込んだ塵を遠心分離する集塵分離室９と、遠心分離された塵を蓄積する集塵蓄積室１０からなるサイクロン式集塵室５において集塵蓄積室に蓄積された塵を圧縮するための圧縮板１１を配置する。そして、圧縮板の一方の側に形状記憶合金バネ１３を取り付け、他方の側にバイアスバネ１４を取り付け、常温状態では、バイアスバネの引っ張り力が形状記憶合金バネの引っ張り力よりも大きくなって集塵蓄積室内の塵を圧縮する方向に圧縮板を摺動させる。すなわち、掃除機の非動作時には圧縮板で集塵蓄積室内の塵を自動的に圧縮する。そして、掃除機の動作時には形状記憶合金バネの温度が上昇し、この形状記憶合金バネの引っ張り力が大きくなって塵の圧縮を解除する方向に圧縮板を摺動させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、集塵室に収集した塵を圧縮して塵の蓄積量を増加できる電気掃除機に関する。

従来、この種の電気掃除機としては、集塵室に収納された集塵袋の両側に、掃除機本体の側壁と対向して前後に移動可能な圧縮壁を配置し、この圧縮壁と側壁との間に形状記憶合金バネを取付けた構成にしている。そして、掃除機本体の吸込み口にホースのジョイント部を連結すると共に温風循環口に手元パイプを連結して空気の循環路を構成し、電動送風機の動作により集塵室内の温度を上昇させて形状記憶合金バネを伸張し、これにより、圧縮壁を動作して集塵袋を両側から圧縮して袋内の塵を圧縮するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−３１７２１５号公報

しかしながら、特許文献１記載のものは、圧縮作業を行う都度、空気の循環路を構成する必要があり、手間がかかり、作業が面倒となる欠点があった。
本発明は、このような欠点を除去するために為されたもので、使用者に何ら作業負担を掛けることなく、集塵室内の塵を圧縮することができる電気掃除機を提供する。

本発明は、吸込み口から吸込んだ塵を収集する集塵室と、集塵室に蓄積された塵を圧縮する方向及び塵の圧縮を解除する方向に摺動自在に配置された圧縮板と、この圧縮板の一方の側に形状記憶合金の弾性体を取り付け、他方の側に弾性体を取り付け、常温状態では集塵室の塵を圧縮する方向に圧縮板を摺動させ、形状記憶合金の弾性体の温度上昇によりこの弾性体の弾性力を変化させて塵の圧縮を解除する方向に圧縮板を摺動させる圧縮板駆動手段と、吸込み口からの吸気を行うとともに圧縮板駆動手段への排気可能な位置に配置した電動送風機とを備えた電気掃除機にある。

また、本発明は、吸込み口から吸込んだ塵を収集する集塵室と、集塵室に蓄積された塵を圧縮する方向及び塵の圧縮を解除する方向に摺動自在に配置された圧縮板と、この圧縮板の一方の側に、温度によって伸縮する２方向性の形状記憶合金の弾性体を取り付け、常温状態では形状記憶合金の弾性体により集塵室の塵を圧縮する方向に圧縮板を摺動させ、温度上昇により形状記憶合金の弾性体の弾性力を変化させて塵の圧縮を解除する方向に圧縮板を摺動させる圧縮板駆動手段と、吸込み口からの吸気を行うとともに圧縮板駆動手段への排気可能な位置に配置した電動送風機とを備えた電気掃除機にある。

電気掃除機にある。

本発明によれば、使用者に何ら作業負担を掛けることなく、集塵室内の塵を圧縮することができる電気掃除機を提供できる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
なお、この実施の形態は、本発明を、サイクロン式集塵室を備えた電気掃除機に適用したものについて述べる。

図１は電気掃除機の全体構成を示す図で、この電気掃除機は、先端に、例えばブラシを回転しながら床面から塵を集め、この集めた塵を空気とともに吸込み口から吸い込む床ブラシ１を取付け、この床ブラシ１に第１の延長管２を接続し、この第１の延長管２に、さらに第２の延長管３を接続し、この第２の延長管３の後端に操作部を構成する握り管４を取付けている。そして、前記第１の延長管２の側面に集塵室５と電動送風機収納室６を備えた掃除機本体７を取付けている。なお、この掃除機本体７には、電源供給のための電気コードも設けられている。

前記掃除機本体７は、図２に示すように、電動送風機収納室６内に電動送風機８を収納している。また、前記集塵室５は、吸込み口から前記第１の延長管２を経由して吸込んだ空気を旋回流にして吸込んだ塵を遠心分離する集塵分離室９と、遠心分離された塵を蓄積する集塵蓄積室１０からなるサイクロン式集塵室になっている。

前記集塵蓄積室１０には、この集塵蓄積室１０に蓄積された塵を圧縮する方向（図中下方向）及び塵の圧縮を解除する方向（図中上方向）に摺動自在に圧縮板１１が配置されている。

前記圧縮板１１は、図３に示すように、一部に前記電動送風機８の動作により集塵分離室９からの旋回流が集塵蓄積室１０に流れ込むとともに集塵蓄積室１０からの上昇流が集塵分離室９に流れるために連通している流路部１２を形成している。

前記集塵室５の一側部には、圧縮板１１の一方の側、例えば、集塵分離室９側に形状記憶合金の弾性体である形状記憶合金バネ１３を取り付け、他方の側に弾性体であるバイアスバネ１４を取り付けた、前記圧縮板１１を駆動する圧縮板駆動手段が設けられている。すなわち、前記集塵室５の第１の延長管２への取付け側とは反対側に、バネ収納室１５を形成し、前記圧縮板１１の周縁の一部をバネ収納室１５まで延出させ、この延出部１１ａが圧縮板１１の摺動に応じてバネ収納室１５内を摺動するようになっている。

そして、前記形状記憶合金バネ１３を前記バネ収納室１５内の上側に収納し、その一端を前記圧縮板１１の延出部１１ａの上面に取付け、他端を前記バネ収納室１５の上端に取付けている。また、前記バイアスバネ１４を前記バネ収納室１５内の下側に収納し、その一端を前記圧縮板１１の延出部１１ａの下面に取付け、他端を前記バネ収納室１５の下端に取付けている。

前記圧縮板駆動手段は、常温状態では、図２に示すように、バイアスバネ１４の引っ張りバネ力が形状記憶合金バネ１３の引っ張りバネ力よりも充分に大きくなって前記集塵蓄積室１０に蓄積された塵を圧縮する方向に前記圧縮板１１を摺動させ、前記形状記憶合金バネ１３の温度が上昇するとこのバネ１３のバネ力が変化し、図５に示すように、形状記憶合金バネ１３の引っ張りバネ力がバイアスバネ１４の引っ張りバネ力よりも充分に大きくなって塵の圧縮を解除する方向に前記圧縮板１１を摺動させるようになっている。

前記バネ収納室１５の上端には前記電動送風機収納室６と連通する通風孔を設けている。また、前記バネ収納室１５における形状記憶合金バネ１３の収納部位には熱を外部に排気させるための排気孔を設けている。前記形状記憶合金バネ１３として、例えば、変態温度が約５０度のものを使用している。

図４は、前記電動送風機８、形状記憶合金バネ１３への通電制御を行う制御部の構成を示す回路図で、この制御部は、商用交流電源のコンセントに接続される電源プラグ１６に電源コード１７を介して接続している。

前記制御部は、電源コード１７の２線間に、タイマ回路を内蔵した制御回路１８を接続するとともに、例えば、前記握り管４の外周部に配置されている電源スイッチ１９を介して前記電動送風機８を接続している。前記制御回路１８は、電源が供給されると、先ずタイマ回路を動作してリレー２０のコイル２０ｃに通電を開始する。そして、そのリレー２０の常開接点２０ａをオンさせる。

前記形状記憶合金バネ１３は、前記電源コード１７の２線間に前記常開接点２０ａを介して接続されており、常開接点２０ａがオンすると通電が開始されて自己発熱するようになる。前記電動送風機８は電源スイッチ１９のオン操作によって動作を開始し、床ブラシ１から空気の吸引を開始する。すなわち、掃除機本体７が掃除動作を開始するようになる。

このような構成においては、掃除機を使用していない状態では電源プラグ１６はコンセントから離れており、掃除機本体７への通電は行われない。このときには、電動送風機８は動作していないので、この電動送風機８から発生する排気熱風も無く、形状記憶合金バネ１３は常温状態になっている。

従って、図２に示すように、バイアスバネ１４の引っ張り力が形状記憶合金バネ１３の引っ張り力よりも充分に大きく、圧縮板１１はバイアスバネ１４によって集塵蓄積室１０に蓄積された塵を圧縮する方向に摺動され、塵を圧縮することになる。こうして、掃除機を使用していないときには集塵蓄積室１０に蓄積された塵は圧縮板１１によって圧縮された状態になる。これにより、集塵蓄積室１０の容積を効率よく増大させることができる。

次に、掃除機を使用するために、電源プラグ１６をコンセントに差し込むと、制御回路１８が動作し、タイマ回路によってリレー２０が動作する。これにより、常開接点２０ａがオンし、形状記憶合金バネ１３が一定時間通電される。形状記憶合金バネ１３は自己発熱して温度を上昇させる。そして、温度が約５０度に達すると、形状記憶合金バネ１３の引っ張り力が急激に大きくなり、形状記憶合金バネ１３の引っ張り力がバイアスバネ１４の引っ張り力よりも充分に大きくなる。これにより、圧縮板１１は、図５に示すように、形状記憶合金バネ１３により引っ張られて塵の圧縮を解除する方向に摺動する。すなわち、集塵分離室９側へ上昇する。圧縮板１１を塵の圧縮を解除する方向に駆動開始するときも圧縮板駆動手段によって形状記憶合金バネ１３に対して通電が行われている。

このように、電動送風機８の動作を開始させる前に、形状記憶合金バネ１３の温度を高めることができるので、電源スイッチ１９を操作して電動送風機８の動作を開始する時点では、すでに圧縮板１１は塵の圧縮状態を解除しているか、解除していなくても電動送風機８の動作開始後まもなく圧縮状態を解除するようになり、集塵蓄積室１０への新たな塵の収集がスムーズにできるようになる。電動送風機８が動作するとまもなく熱風が排出され、この熱風が電動送風機収納室６からバネ収納室１５へと送られる。従って、形状記憶合金バネ１３への通電が一定時間後に停止しても、形状記憶合金バネ１３の温度は熱風に加熱され高い状態を維持する。こうして、塵の圧縮解除状態は維持される。

電動送風機８の動作中においては、集塵分離室９において遠心分離された塵が旋回しながら圧縮板１１の流路部１２の周縁部を経由して集塵蓄積室１０に送り込まれ、蓄積される。そして、集塵蓄積室１０の中心部において上昇流が生じ、圧縮板１１の流路部１２の中心部を経由して集塵分離室９から電動送風機８へ送風が行われる。

そして、掃除が終了し電源スイッチ１９をオフ操作すると、電動送風機８の動作が停止する。その後、形状記憶合金バネ１３の温度が低下するようになり、温度が５０度よりも低下するようになると、再び、バイアスバネ１４の引っ張り力が形状記憶合金バネ１３の引っ張り力よりも大きくなり、圧縮板１１はバイアスバネ１４によって集塵蓄積室１０に蓄積された塵を圧縮する方向に摺動され、塵を圧縮するようになる。
このように、掃除機の使用者に何ら作業負担を掛けることなく、掃除機の未使用時において集塵室５内の塵を自動的に圧縮することができる。

（第２の実施の形態）
なお、この実施の形態は、本発明を、紙パック式集塵室を備えた電気掃除機に適用したものについて述べる。
図６は掃除機本体２１の構成を示し、吸引機構取り付け部２２に取り付けられる集塵パック２３を収納した集塵室２４、この集塵室２４に対して吸気を行う電動送風機２５を収納した送風機収納室２６、電気コードを巻き取るコードリール２７を収納したコードリール収納室２８が横一列に配置されている。

前記集塵室２４と送風機収納室２６はフィルタ（図示せず）を使用した通風孔２９を介して連通し、送風機収納室２６とコードリール収納室２８は通風孔３０によって連通している。そして、前記コードリール収納室２８の後端面に風を排出するための複数の通風孔３１を設けている。

前記集塵室２４には、塵を収納する前記集塵パック２３を圧縮する方向（図中左方向）及び前記集塵パック２３の圧縮を解除する方向（図中右方向）に摺動自在に圧縮板３２が配置されている。前記圧縮板３２の中央部には通風孔３２ａが開けられている。

前記集塵室２４から送風機収納室２６に跨った両側部には、それぞれバネ収納室３３，３４が形成され、その各バネ収納室３３，３４に前記圧縮板３２の周縁の一部を延出させ、圧縮板３２の摺動によりその各延出部３２ｂ，３２ｃが各バネ収納室３３，３４内を摺動する構成になっている。そして、前記バネ収納室３３に前記圧縮板３２の一方の延出部３２ｂを間にして、その両側に第１の形状記憶合金バネ３５と第１のバイアスバネ３６を配置し、前記バネ収納室３４に前記圧縮板３２の他方の延出部３２ｃを間にして、その両側に第２の形状記憶合金バネ３７と第２のバイアスバネ３８を配置して圧縮板駆動手段を構成している。

すなわち、前記圧縮板３２の一方の延出部３２ｂの送風機収納室２５側に、前記第１の形状記憶合金バネ３５の一端を取り付け、その一方の延出部３２ｂの送風機収納室２６側とは反対側に前記第１のバイアスバネ３６の一端を取付けている。前記第１の形状記憶合金バネ３５の他端はバネ収納室３３の一端である送風機収納室２６側端に取付け、前記第１のバイアスバネ３６の他端は前記バネ収納室３３の他端に取付けている。

また、前記圧縮板３２の他方の延出部３２ｃの送風機収納室２６側に、前記第２の形状記憶合金バネ３７の一端を取り付け、その他方の延出部３２ｃの送風機収納室２６側とは反対側に前記第２のバイアスバネ３８の一端を取付けている。前記第２の形状記憶合金バネ３７の他端はバネ収納室３４の一端である送風機収納室２６側端に取付け、前記第２のバイアスバネ３８の他端は前記バネ収納室３４の他端に取付けている。

前記各バネ収納室３３，３４の一端である送風機収納室２６側端はその送風機収納室２６に連通しており、前記電動送風機２５の動作によって排気される熱風が送風機収納室２６から各バネ収納室３３，３４に送り込まれるようになっている。

前記圧縮板駆動手段は、常温状態では、図６に示すように、各バイアスバネ３６，３８の引っ張りバネ力が各形状記憶合金バネ３５，３７の引っ張りバネ力よりも充分に大きくなって前記集塵パック２３を圧縮する方向に前記圧縮板３２を摺動させ、前記各形状記憶合金バネ３５，３７の温度が上昇するとこのバネ３５，３７のバネ力が変化し、図７に示すように、各形状記憶合金バネ３５，３７の引っ張りバネ力が各バイアスバネ３６，３８の引っ張りバネ力よりも充分に大きくなって集塵パック２３の圧縮を解除する方向に前記圧縮板３２を摺動させるようになっている。

前記バネ収納室３３，３４における各形状記憶合金バネ３５，３７の収納部位には熱を外部に排気させるための排気孔を設けている。前記各形状記憶合金バネ３５，３７として、例えば、変態温度が約５０度のものを使用している。

なお、この実施の形態においても前述した第１の実施の形態と同様に電源プラグ（図示せず）をコンセントに差し込んだときに前記各形状記憶合金バネ３５，３７に対して一定時間通電を行う制御回路が組み込まれている。

このような構成においては、掃除機を使用していない状態では電源プラグはコンセントから離れており、掃除機本体２１への通電は行われない。このときには、電動送風機２５は動作していないので、この電動送風機２５から発生する排気熱風も無く、各形状記憶合金バネ３５，３７は常温状態になっている。

従って、図６に示すように、各バイアスバネ３６，３８の引っ張り力が各形状記憶合金バネ３５，３７の引っ張り力よりも充分に大きく、圧縮板３２は各バイアスバネ３６，３８によって集塵パック２３を圧縮する方向に摺動される。こうして、掃除機を使用していないときには集塵パック２３内に収納されている塵は圧縮板３２によって圧縮された状態になる。これにより、集塵パック２３の容積を効率よく増大させることができる。

次に、掃除機を使用するために、電源プラグをコンセントに差し込むと、各形状記憶合金バネ３５，３７が一定時間通電される。各形状記憶合金バネ３５，３７は自己発熱して温度を上昇させる。そして、温度が約５０度に達すると、各形状記憶合金バネ３５，３７の引っ張り力が急激に大きくなり、各形状記憶合金バネ３５，３７の引っ張り力が各バイアスバネ３６，３８の引っ張り力よりも充分に大きくなる。これにより、圧縮板３２は、図７に示すように、各形状記憶合金バネ３５，３７により引っ張られて集塵パック２３の圧縮を解除する方向に摺動する。

このように、電動送風機２５の動作を開始させる前に、各形状記憶合金バネ３５，３７の温度を高めることができるので、電源スイッチ（図示せず）を操作して電動送風機２５の動作を開始する時点では、すでに圧縮板３２は集塵パック２３の圧縮状態を解除しているか、解除していなくても電動送風機２５の動作開始後まもなく圧縮状態を解除するようになり、集塵パック２３への新たな塵の収集がスムーズにできるようになる。電動送風機２５が動作するとまもなく熱風が排出され、この熱風が電動送風機収納室２６から各バネ収納室３３，３４へと送られる。従って、各形状記憶合金バネ３５，３７への通電が一定時間後に停止しても、各形状記憶合金バネ３５，３７の温度は熱風に加熱され高い状態を維持する。こうして、集塵パック２３の圧縮解除状態は維持される。
このように、この実施の形態においても掃除機の使用者に何ら作業負担を掛けることなく、掃除機の未使用時において集塵室２４の集塵パック２３を自動的に圧縮することができる。

（第３の実施の形態）
なお、この実施の形態は、本発明を、サイクロン式集塵室を備えた電気掃除機に適用したものについて述べる。従って、構成は基本的には前述した第１の実施の形態と同一であり、異なる点についてのみ述べる。

前述した第１の実施の形態が、形状記憶合金バネ１３とバイアスバネ１４によって圧縮板駆動手段を構成したのに対して、この実施の形態では、温度によって伸縮する２方向性の形状記憶合金バネ１３１を使用している。

すなわち、図８に示すように、圧縮板１１の延出部１１ａの一方の側に前記２方向性形状記憶合金バネ１３１の一端を取付けている。そして、この２方向性形状記憶合金バネ１３１の他端をバネ収納室１５の上端に取付けている。また、バイアスバネ１４を不用にしている。

前記２方向性形状記憶合金バネ１３１は、常温状態では押圧バネ力が発生し、図８に示すように、圧縮板１１を押圧し集塵蓄積室１０に蓄積された塵を圧縮する方向にこの圧縮板１１を摺動させる。また、前記２方向性形状記憶合金バネ１３１は、例えば、５０度以上に加熱されると、バネ力が押圧バネ力から引っ張りバネ力に変化し、図９に示すように、塵の圧縮を解除する方向にこの圧縮板１１を摺動させる。

従って、この実施の形態においても、電源プラグがコンセントから離れていて形状記憶合金バネ１３１が常温状態になっているときには、この形状記憶合金バネ１３１に押圧バネ力が発生し圧縮板１１を押圧する。これにより、集塵蓄積室１０に蓄積された塵は圧縮板１１によって圧縮され、集塵蓄積室１０の容積を増大させる。

そして、掃除機を使用するために、電源プラグをコンセントに差し込むと、形状記憶合金バネ１３１が一定時間通電され、自己発熱して温度を上昇させる。そして、温度が約５０度に達すると、形状記憶合金バネ１３１に発生するバネ力が押圧する方向から引っ張り方向に反転する。すなわち、引っ張りバネ力が発生するようになる。これにより、圧縮板１１は、図９に示すように、形状記憶合金バネ１３１により引っ張られて塵の圧縮を解除する方向に摺動する。
このように、この実施の形態においても掃除機の使用者に何ら作業負担を掛けることなく、掃除機の未使用時において集塵室５内の塵を自動的に圧縮することができる。

なお、前述した各実施の形態においては、掃除機の電源プラグをコンセントに差し込むことで一定時間、形状記憶合金バネに対して通電を行って自己発熱を行うようにしたが、この通電制御は無くてもよい。この場合は、電動送風機が動作し、この送風機からの排気熱のみによって形状記憶合金バネが加熱されるため、圧縮板による圧縮を解除するまでには多少の時間が掛かることになる。

また、通電の開始を、電源プラグをコンセントに差し込むタイミングで行うのでなく、電動送風機への通電を開始させる電源スイッチのオン操作のタイミングで行うようにしてもよい。
また、前述した各実施の形態においては、形状記憶合金バネの変態温度を例えば約５０度としたがこれに限定するものでないのは勿論である。

本発明の、第１の実施の形態に係る電気掃除機の全体構成を示す図。 同実施の形態における非動作時の掃除機本体の状態を示す部分断面図。 図２のＡ−Ａ断面図。 同実施の形態における電動送風機、形状記憶合金バネへの通電制御を行う制御部の回路構成を示す図。 同実施の形態における動作時の掃除機本体の状態を示す部分断面図。 本発明の、第２の実施の形態における非動作時の掃除機本体の状態を示す部分断面図。 同実施の形態における動作時の掃除機本体の状態を示す部分断面図。 本発明の、第３の実施の形態における非動作時の掃除機本体の状態を示す部分断面図。 同実施の形態における動作時の掃除機本体の状態を示す部分断面図。

符号の説明

５…集塵室、７…掃除機本体、８…電動送風機、１１…圧縮板、１３…形状記憶合金バネ、１４…バイアスバネ。

Claims (4)

1. 吸込み口から吸込んだ塵を収集する集塵室と、
   前記集塵室に蓄積された塵を圧縮する方向及び塵の圧縮を解除する方向に摺動自在に配置された圧縮板と、
   この圧縮板の一方の側に形状記憶合金の弾性体を取り付け、他方の側に弾性体を取り付け、常温状態では前記集塵室の塵を圧縮する方向に前記圧縮板を摺動させ、前記形状記憶合金の弾性体の温度上昇によりこの弾性体の弾性力を変化させて塵の圧縮を解除する方向に前記圧縮板を摺動させる圧縮板駆動手段と、
   前記吸込み口からの吸気を行うとともに前記圧縮板駆動手段への排気可能な位置に配置した電動送風機とを備えたことを特徴とする電気掃除機。
2. 吸込み口から吸込んだ塵を収集する集塵室と、
   前記集塵室に蓄積された塵を圧縮する方向及び塵の圧縮を解除する方向に摺動自在に配置された圧縮板と、
   この圧縮板の一方の側に、温度によって伸縮する２方向性の形状記憶合金の弾性体を取り付け、常温状態では前記形状記憶合金の弾性体により前記集塵室の塵を圧縮する方向に前記圧縮板を摺動させ、温度上昇により形状記憶合金の弾性体の弾性力を変化させて塵の圧縮を解除する方向に前記圧縮板を摺動させる圧縮板駆動手段と、
   前記吸込み口からの吸気を行うとともに前記圧縮板駆動手段への排気可能な位置に配置した電動送風機とを備えたことを特徴とする電気掃除機。
3. 形状記憶合金弾性体は、電動送風機からの排気熱風の供給を一端側から受け、他端側を圧縮板に取付けたことを特徴とする請求項１又は２記載の電気掃除機。
4. 請求項１又は２記載の電気掃除機において、
   さらに、電動送風機への電源供給回路を電源に接続したときに形状記憶合金弾性体への通電を開始し、圧縮板駆動手段が圧縮板を塵の圧縮を解除する方向に駆動開始するときも通電している通電手段を備えたことを特徴とする電気掃除機。

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