JP2007029204A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸引力を低下させることなく集塵室側の除塵が行える電気掃除機を提供する。
【解決手段】 集塵室８内に着脱自在に装着され、隔壁７の連通孔６に対向するフィルタ１１ａが設けられた集塵ボックス１１と、隔壁７に設けられた孔に中心軸方向に変形可能に嵌入されたゴムパッキン１２ａと、隔壁７及び集塵ボックス１１のフィルタ１１ａの間に設けられ、所定位置を支点として前記孔の中心軸方向に動作可能な振動板１５と、電動送風機室１０内に設けられ、前記孔の中心軸上に配置された棒体を有する動力伝達手段１２と、動力伝達手段１２の駆動を制御する制御部２１とを備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電気掃除機に係わり、さらに詳しくは、フィルタの目詰まりによる吸引力の低下を防止する電気掃除機に関するものである。

従来の電気掃除機として、例えば、制御手段の制御により振動する振動子で掃除機本体の隔壁に面する集塵袋の面を叩いて、電動送風機の吸気部に面する集塵袋の面に強く付着した塵埃を除塵し、吸引力の低下を防止するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平５−９１９６２号公報（第２頁、図１）

しかしながら、前述した特許文献１に記載の電気掃除機では、集塵袋が設置される集塵室と電動送風機が収納された電動送風機室とがシールされた構造となっていないため、吸引力が落ちてしまうという課題があった。

本発明は、前述したような課題を解決するためになされたもので、吸引力を低下させることなく集塵室側の除塵が行える電気掃除機を提供することを目的とする。

本発明に係る電気掃除機は、掃除機本体内に形成され、連通孔を有する隔壁によって前後に仕切られた集塵室及び電動送風機室と、集塵室内に着脱自在に装着され、隔壁の連通孔に対向するフィルタが設けられた集塵ボックスと、隔壁に設けられた孔に中心軸方向に変形可能に嵌入されたゴム部材と、隔壁及び集塵ボックスのフィルタの間に設けられ、所定位置を支点として孔の中心軸方向に動作可能な振動手段と、電動送風機室内に設けられ、孔の中心軸上に配置された棒体を有する動力伝達手段と、動力伝達手段の駆動を制御する制御手段とを備え、制御手段により動力伝達手段が駆動したとき、棒体がピストン運動をして周期的にゴム部材を集塵室側に突出させるようにし、ゴム部材が突出したとき、振動板が集塵ボックスのフィルタを叩いて、ゴム部材の突出形状を元の状態にし、これらの動作を繰り返し行ってフィルタに蓄積された塵埃を除塵するようにしたものである。

本発明においては、制御手段により動力伝達手段が駆動したとき、棒体がピストン運動をして周期的にゴム部材を集塵室側に突出させるようにし、ゴム部材が突出したとき、振動板が集塵ボックスのフィルタを叩いて、ゴム部材の突出形状を元の状態にし、これらの動作を繰り返し行ってフィルタに蓄積された塵埃を除塵するようにしたので、集塵室と電動送風機室との間がシールされ、吸引力の低下を防止することができる。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る電気掃除機の外観を示す斜視図、図２は掃除機本体内部の主要部を示す側面図、図３は掃除機本体に設けられた表示部の説明図である。
電気掃除機は、図１に示すように、掃除機本体１と、掃除機本体１の吸込口２に着脱自在に連結されたホース３と、先端部にブラシ５が設けられ、ホース３に着脱自在に連結された延長パイプ４とから構成されている。

前記の掃除機本体１は、図２に示すように、内部が連通孔６を有する隔壁７で前後に仕切られ、その前部に集塵室８が、後部に電動送風機９が内装された電動送風機室１０がそれぞれ形設されている。集塵室８には、塵埃を吸込む吸込口２と連通する集塵ボックス１１が着脱自在に装着されている。この集塵ボックス１１は、連通孔６と対向するようにフィルタ１１ａが設けられている。また、隔壁７の集塵室８側の面には、振動板１５を有する振動板ケース１４が着脱自在に取り付けられている。電動送風機室１０には、前述した電動送風機９の他に動力伝達手段１２が設けられている。さらに、掃除機本体１の上部筐体には、表示部１３が取り付けられている。なお、振動板ケース１４と振動板１５とで振動手段が構成されている。

スイッチ部２０は、フィルタ１１ａの除塵を行うための操作部であり、制御部２１は、直流電圧が印加され、スイッチ部２０のオン操作を検知したときに、動力伝達手段１２に直流電圧を印加して駆動させると共に、表示部１３に除塵中である旨を表示させる。この表示部１３は、図３に示すように５個のＬＥＤが配列されてなり、ＬＥＤ１３１はフィルタ１１ａが目詰まり起こしたときに点灯し、ＬＥＤ１３２ａ〜１３２ｃは電動送風機９の運転状態に応じて点灯し、その内、ＬＥＤ１３２ａは電動送風機９の運転が「弱」のときに点灯し、ＬＥＤ１３２ｂは運転が「中」のときに点灯し、さらに、ＬＥＤ１３２ｃは電動送風機９の運転が「強」のときに点灯するようになっている。また、ＬＥＤ１３３は、除塵が行われているときに点灯又は点滅し、制御部２１からの信号が入力されたときに表示する。

ここで、図４を用いて振動板ケース１４及び振動板１５の構成について説明する。図４は実施の形態１における振動板ケース及び振動板の拡大詳細図である。
振動板ケース１４は、例えば、横方向の一辺が板状に形成された四辺形の枠体１４１と、この枠体１４１内に縦横に組み合わせて形成された格子１４２と、枠体１４１の縦方向の両側のほぼ中央に突出して形成され、貫通孔（図示せず）を有する一対の支持部１４３と、枠体１４１の板状の面を貫通して形成された孔１４４とからなっている。なお、振動板ケース１４の隔壁７側の枠体１４１内には、格子１４２により形成された多数の四角形の孔を覆うようにフィルタ（図示せず）が設けられている。このフィルタは、枠体１４１に着脱自在に装着されている。

振動板１５は、例えば、横方向の一辺が板状に形成され、その一辺に対向するもう一辺の両端が前記枠体１４１の一対の支持部１４３に軸止された長方形の枠体１５１と、この枠体１５１内に縦横に組み合わせて形成された格子１５２と、枠体１５１の板状の面に設けられ、振動板ケース１４の枠体１４１の板状に形成された孔１４４を貫通する突起部１５３とからなっている。この振動板１５は、集塵ボックス１１のフィルタ１１ａの上側を叩くように配置され、突起部１５３に力が加えられたとき、振動板ケース１４の支持部１４３を支点として振動板ケース１４から離れ、力が除かれたときは、弾性力によって元の位置に戻るようになっている。

次に、図５を用いて動力伝達手段１２の構成について説明する。図５は実施の形態１における動力伝達手段の内部を示す拡大詳細図である。
この動力伝達手段１２は、直流モータ１２１と、直流モータ１２１の回転軸１２１ａに装着された偏芯カム１２２と、ピストン１２３と、ベアリング１２４とから構成されている。ピストン１２３は、偏芯カム１２２を覆い囲むように形成され、偏芯カム１２２が１回転する毎に回転軸１２１ａの中心軸と直交する方向に移動する長方形状のカム連動部１２３ａと、カム連動部１２３ａの長手方向の側面中央部に連結されてベアリング１２４に挿入され、カム連動部１２３ａに連動して同一方向に移動、即ちピストン運動をする円柱状の棒体１２３ｂとからなっている。

ゴムパッキン１２ａは、断面凹部の状態で隔壁７の孔（図示せず）に嵌入され、その凹部内に振動板１５の突起部１５３が挿入されている。ピストン１２３の棒体１２３ｂにより押圧されたときに集塵室８側に突出して凸状となり、振動板１５の突起部１５３を押し出す。また、振動板１５の突起部１５３により押圧されたときは、形状が凹部の状態に戻る。振動板１５の突起部１５３による押圧は、振動板ケース１４の支持部１４３に軸止されている振動板１５の弾性力によるものである。

前記のように構成された実施の形態１の電気掃除機においては、掃除機本体１に商用電源が印加されているときにスイッチ部２０をオン操作されると、制御部２１は、直流モータ１２１に直流電圧を印加させ、表示部１３のＬＥＤ１３３を例えば点滅させて集塵中であることを知らせる。この時、偏芯カム１２２が直流モータ１２１の回転軸１２１ａにより回転し、ピストン１２３の棒体１２３ｂを回転軸１２１ａの中心軸と直交する方向に移動させる。この動作により棒体１２３ｂがゴムパッキン１２ａを押圧したとき、ゴムパッキン１２ａの凹部が変形して集塵室８側に突出して凸状となり振動板１５の突起部１５３を押し出し、棒体１２３ｂが所定位置に戻るとき、振動板１５の弾性力によってその突起部１５３が凸状のゴムパッキン１２ａを押圧して凹状にする。ゴムパッキン１２ａが凹凸を繰り返すことにより、振動板１５が上側のフィルタ１１ａを叩いて振動を与え、フィルタ１１ａに蓄積された塵埃を集塵ボックス１１の下部に落下させる。

以上のように実施の形態１によれば、振動板１５の突起部１５３により形状が復帰するゴムパッキン１２ａを隔壁７の孔に嵌入させ、棒体１２３ｂのピストン運動をそのゴムパッキン１２ａを介して振動板１５に伝達するようにしたので、集塵室８と電動送風機室９とがシールされ、吸引力を落とすことなく除塵することができる。

また、集塵ボックス１１のフィルタ１１ａの上側を振動板１５で叩くようにしているので、そのフィルタ１１ａに蓄積された塵埃を効率よく集塵ボックス１１の下部に落下させることができる。

また、除塵中、表示部１３のＬＥＤ１３１を点滅させるようにしたので、除塵動作を使用者に視覚的に知らせることができ、除塵の効果を視覚的に認識することが可能になる。

実施の形態２．
図６は本発明の実施の形態２における動力伝達手段の制御を示す説明図である。なお、図２で説明した実施の形態１と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
図中に示す送風機制御部３０は、運転の操作（「弱」、「中」、「強」）に応じて電動送風機９を制御し、フィルタ１１ａの目詰まりにより電動送風機９に流れる電流が予め設定された閾値以下になったとき、表示部１３に信号を出力してＬＥＤ１３１を例えば点滅させる回路である。制御部２１は、その信号を監視し、表示部１３への出力を検知したときに、動力伝達手段１２を駆動して振動板１５に振動を与える。なお、動力伝達手段１２及び振動板１５の動作は、実施の形態１で延べた通りである。

以上のように実施の形態２によれば、集塵ボックス１１のフィルタ１１ａが目詰まりしたとき、自動的に除塵するようにしたので、電動送風機９の効率低下を最小限に抑えることができる。

実施の形態３．
図７は本発明の実施の形態３における動力伝達手段の制御を示す説明図である。なお、図２で説明した実施の形態１と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
実施の形態３は、集塵ボックス１１内に集塵袋２４が設置された場合、スイッチ部２０がオン操作されても動力伝達手段１２を駆動させないようにしたものである。これは、掃除機本体１の吸込口２を通じて吸引される塵埃は、集塵ボックス１１のフィルタ１１ａに蓄積されることなく集塵袋２４内に溜まるからである。

集塵ボックス１１内に集塵袋２４が設置されたときにオンする例えばリミットスイッチ２３と、リミットスイッチ２３のオン動作を検知したときに信号を出力する集塵袋検知部２２と、集塵袋検知部２２からの信号が入力されているとき、スイッチ部２０のオン操作による入力信号を無効にする制御部２１とを備えたものである。なお、リミットスイッチ２３と集塵袋検知部２２とで集塵袋監視手段が構成されている。

以上のように実施の形態３によれば、集塵ボックス１２に集塵袋２６が設置されているとき、動力伝達手段１２を駆動させないようにしたので、省電力化が図れるという効果がある。

実施の形態４．
図８は本発明の実施の形態４における動力伝達手段及び制御部の電源を示すブロック回路図である。なお、図２で説明した実施の形態１と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
図中に示す電源は、商用電源からの異常電圧が侵入されたときに抵抗がほぼゼロになる異常電圧保護用素子４１と、商用電源のノイズ電圧を除去するノイズ除去用コンデンサ４２と、商用電源を降圧し例えば１２Ｖの直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ４３と、ＡＣ／ＤＣコンバータ４３の出力電圧を平滑する出力電圧平滑用コンデンサ４４と、この平滑用コンデンサ４４により平滑された１２Ｖの直流電圧を５Ｖにする３端子レギュレータ４５とからなっている。出力電圧平滑用コンデンサ４４により平滑された１２Ｖの直流電圧は動力伝達手段１２の直流モータ１２１の電源として印加され、３端子レギュレータ４５の出力電圧（５Ｖ）は制御電源として制御部２１に印加される。

以上のように実施の形態４によれば、ＡＣ／ＤＣコンバータ４３を用いて、動力伝達手段１２の電源を生成し、さらに、３端子レギュレータ３１により制御部２１の制御電源を得るようにしたので、ＡＣ／ＤＣコンバータ４３を１つですみ、このため、コスト低減を図ることができる。

実施の形態５．
図９は本発明の実施の形態５における動力伝達手段の直流モータの駆動回路図である。なお、図２で説明した実施の形態１と同一又は相当部分には同じ符号を付し説明を省略する。
直流電源５１に接続された直流モータ１２１と直流電源５１の負極との間に直列に接続されたスイッチング素子のトランジスタ５２及び電流制限抵抗５３と、直流モータ１２１の正極とトランジスタ５２のベースとの間に挿入された抵抗５４と、トランジスタ５２のベースと直流電源５１の負極及び電流制限抵抗５３の接続点との間に直列に接続された２個のダイオード５５、５６とからなり、制御部２１からのオン信号入力されときトランジスタ５２が導通して直流モータ１２１に電流を流す。なお、直流電源５１は、図８に示すように、出力電圧平滑用コンデンサ４４により平滑されるＡＣ／ＤＣコンバータ４３の出力電圧（１２Ｖ）である。

図中に示すＡ−Ｂ間の電位と、トランジスタ５２のベース−エミッタ間の電位及び電流制限抵抗５３の電位の和とが等しくなるように、電流制限抵抗５３の抵抗値が選定されている。これにより、直流モータ１２１に流れる電流は一定となり、それ以上の電流が流れなくなる。

このように、直流モータ１２１の回路に電流制限抵抗５３を用いて直流モータ１２１に定電流が流れるようにしたので、直流モータ１２１の短絡保護、及びＡＣ／ＤＣコンバータ４３の過電流保護が可能になるという効果がある。

本発明の実施の形態１に係る電気掃除機の外観を示す斜視図である。 掃除機本体内部の主要部を示す側面図である。 掃除機本体に設けられた表示部の説明図である。 実施の形態１における振動板ケース及び振動板の拡大詳細図である。 実施の形態１における動力伝達手段の内部を示す拡大詳細図である。 本発明の実施の形態２における動力伝達手段の制御を示す説明図である。 本発明の実施の形態３における動力伝達手段の制御を示す説明図である。 本発明の実施の形態４における動力伝達手段及び制御部の電源回路を示すブロック図である。 本発明の実施の形態５における動力伝達手段の直流モータの駆動回路図である。

符号の説明

１ 掃除機本体、２ 吸込口、３ ホース、４ 延長パイプ、５ ブラシ、６ 連通孔、７ 隔壁、８ 集塵室、９ 電動送風機、１０ 電動送風機室、１１ 集塵ボックス、１１ａ フィルタ、１２ 動力伝達手段、１２１ 直流モータ、１２２ 偏芯カム、１２３ ピストン、１２４ ベアリング、１２ａ ゴムパッキン、１３ 表示部、１４ 振動板ケース、１４１ 枠体、１４２ 格子、１４３ 支持部、１４４ 孔 １５ 振動板、１５１ 枠体、１５２ 格子、１５３ 突起部、２０ スイッチ部、２１ 制御部、
２２ 集塵袋検知部、２３ リミットスイッチ、４１ 異常電圧保護用素子、４２ ノイズ除去用コンデンサ、４３ ＡＣ／ＤＣコンバータ、４４ 出力電圧平滑用コンデンサ、４５ ３端子レギュレータ、５２ トランジスタ、５３ 電流制限抵抗、５５，５６ ダイオード。

Claims (7)

1. 掃除機本体内に形成され、連通孔を有する隔壁によって前後に仕切られた集塵室及び電動送風機室と、
   前記集塵室内に着脱自在に装着され、前記隔壁の連通孔に対向するフィルタが設けられた集塵ボックスと、
   前記隔壁に設けられた孔に中心軸方向に変形可能に嵌入されたゴム部材と、
   前記隔壁及び集塵ボックスのフィルタの間に設けられ、所定位置を支点として前記孔の中心軸方向に動作可能な振動手段と、
   前記電動送風機室内に設けられ、前記孔の中心軸上に配置された棒体を有する動力伝達手段と、
   該動力伝達手段の駆動を制御する制御手段とを備え、
   該制御手段により前記動力伝達手段が駆動したとき、棒体がピストン運動をして周期的に前記ゴム部材を前記集塵室側に突出させるようにし、前記ゴム部材が突出したとき、前記振動板が前記集塵ボックスのフィルタを叩いて、前記ゴム部材の突出形状を元の状態にし、これらの動作を繰り返し行って前記フィルタに蓄積された塵埃を除塵することを特徴とする電気掃除機。
2. 前記振動板は、前記集塵ボックスのフィルタの上側を叩くように配置されていることを特徴とする請求項１記載の電気掃除機。
3. 前記集塵ボックス内に集塵袋が設置されたか否かを判別し、その集塵袋の設置を検知したときに検知信号を出力する集塵袋監視手段を備え、
   前記制御手段は、前記集塵袋監視手段からの検知信号が入力されたとき、前記動力伝達手段の駆動を無効にすることを特徴とする請求項１又は２記載の電気掃除機。
4. 前記集塵ボックスのフィルタの目詰まりを電動送風機の電流から検知する目詰まり検知手段を備え、
   前記制御手段は、目詰まり検知手段により前記フィルタの目詰まりが検知されたときに、前記動力伝達手段を駆動することを特徴とする請求項１又は２記載の電気掃除機。
5. 前記集塵ボックスのフィルタの除塵中を表示する表示手段を備え、
   前記制御手段は、前記動力伝達手段を駆動しているとき、前記表示手段を通して除塵中であることを知らせることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の電気掃除機。
6. 前記動力伝達手段及び前記制御手段の電源にＡＣ／ＤＣコンバータを用いたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の電気掃除機。
7. 前記動力伝達手段は、直流モータと、この直流モータに定電流を供給する定電流回路とを有することを請求項１乃至６の何れかに記載の電気掃除機。
   

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