JP2007050042A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルターを目詰まらせる塵埃を自動的に取り除き集塵性能の安定した掃除機を提供すること。
【解決手段】メインフィルター１１を負圧側から振動させ、メインフィルター１１から除去された塵埃を塵埃室５５に収納した後は集塵室開口部６５を閉じる構成にしたことで、メインフィルター１１への再付着を防止でき、塵埃の吸引量によらず初期の風量を維持した掃除機を実現できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、フィルターの除塵機構を有する電気掃除機に関するものである。

従来の電気掃除機は、コードリールの回転力で駆動される除塵体がフィルター表面で回転し、フィルターに付着した塵埃を落下させていた（例えば、特許文献１参照）。

図１９、２０は特許文献１に記載された従来の電気掃除機のフィルターの除塵機構を示すものである。８５はコードリール、８６はコードリールの回転力を除塵機構に伝達する歯車、８７は歯車８６と噛み合う駆動歯車、８８は駆動歯車８７と噛み合いその回転軸を９０°転換させるフェース歯車、８９はフェース歯車８８と一体に設けた駆動カップリング、９０は除塵歯車、９１は伝達歯車、９２は受動カップリングで、塵埃を捕捉するための主フィルター９３の後方に配置される構成である。除塵歯車９０には主フィルター９４の裏面を摺動する除塵体９３が装着されている。
特開昭６１−２９３２３号公報

しかしながら前記従来の構成では、図２０に示す様にプリーツ状に構成されたフィルター９４の裏面を除塵体９３が円弧状に摺動する際に、プリーツ状のフィルター９４の山部９５を弾くことで塵埃を塵落とししていた。

この原理は、除塵体９３がフィルター９４の山部９５に当接している間は、プリーツ状のフィルター９４は、山部９５の角度が小さくなる方向に圧縮変形し、除塵体９３が離れた瞬間、フィルター９４が元のプリーツ形状に復元する際の反発力を利用して除塵を行うというものである。

そのため、除塵性能ＵＰで反発力を大きくしようとすると、フィルター９４の厚みを増すか、素材の密度を増すかして剛性を上げる必要があった。それにともないフィルター９４の通気圧損が高くなり、吸引力の低下をまねくと言った課題があった。

また、フィルター９４に付着した塵埃を確実に塵落としするには、フィルター９４が復元しようとする反発力だけでは不十分であり、そのため、塵埃がフィルター９４の襞空間内９９に溜まりフィルター９４から完全に落下せず、再度送風機に通電した際にこれらの塵埃が再度フィルター９４に付着して掃除機の風量を低下させてしまい、除塵の効果が現れにくいという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、フィルター表面の塵埃を床面にフィルター表面をたたきつける様な強い衝撃力で確実にフィルターから剥離し、塵埃の吸引量によらず初期の風量を維持する掃除機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電気掃除機は、吸引用の送風機を内包する本体と、前記送風機への吸引経路に配設され塵埃を集積する集塵室と、前記集塵室内に装着され集塵室内に取り込まれる空気中の塵埃を濾過するフィルターと、前記フィルターの下方に設けられフィルターから剥離した塵埃を蓄積する塵埃室とを有する構成としたものである。

これによって、フィルター表面の塵埃をフィルターから剥離し、集塵室外の塵埃室に蓄積しフィルターへの再付着を防止するので、塵埃の吸引量によらず初期の風量を維持した掃除機となる。

本発明の電気掃除機は、フィルターのクリーニングにより剥離された塵埃を集塵室外の塵埃室に蓄積することにより、使用時間によらず吸引性能の安定した掃除機を実現できる。

第１の発明は、吸引用の送風機を内包する本体と、前記送風機への吸引経路に配設され塵埃を集積する集塵室と、前記集塵室内に装着され集塵室内に取り込まれる空気中の塵埃を濾過するフィルターと、前記フィルターの下方に設けられフィルターから剥離した塵埃を蓄積する塵埃室とを有する電気掃除機とすることにより、フィルター表面から除去された塵埃が塵埃室に蓄積されるので、安定した吸引性能が発揮できる。

第２の発明は、第１の発明の塵埃室は上方に開口部を有し、フィルター正圧側表面より上流側に開口部を配したことにより、確実にフィルター表面から剥離された塵埃が塵埃室に蓄積されるので、安定した吸引性能が発揮できる。

第３の発明は、第１または２の発明のフィルター正圧側上部を前傾させたので、フィルター表面の塵埃に下向きの力が加わり剥離されやすく、安定した集塵性能が発揮できる。

第４の発明は、第１から３のいずれかの発明のフィルターの負圧側から正圧側方向に振動を加える加振部と、塵埃室上部に設けられる開閉弁を有し、加振部動作時のみ開閉弁を開くことにより、除塵動作中以外は塵埃室と集塵室が遮断されるので、剥離された塵埃の再付着が防止され安定した吸引性能が発揮できる。

第５の発明は、第１から４のいずれかの発明の送風機通電オフ時に加振部を一定時間動作させるので、フィルター上の塵埃に吸引力が働かずに効率よく除塵でき、安定した吸引性能が発揮できる。

第６の発明は、第１から５のいずれかの発明のフィルターを通過する風量が一定以下の時のみ加振部を動作させることにより、不必要な除塵を行わず電力消費を抑えることができる。

第７の発明は、第１から６のいずれかの発明のフィルターの正圧側の表面に多孔質膜を露出させると共に前記多孔質膜表面を潤滑処理したことにより、フィルター表面からの塵埃の剥離が極めて容易になるので、安定した集塵性能が発揮できる。

第８の発明は、第７の発明のフィルター表面に防水処理を施すことで、水洗いによるフィルターメンテナンスができ、安定した集塵性能が発揮できる。

第９の発明は、第１から８のいずれかの発明のフィルターはフィルター濾材をひだ折にしたことにより、フィルターの表面積を増大させ目詰まりしにくく、安定した集塵性能が発揮できる。

第１０の発明は、塵埃室は本体より着脱自在したことにより、掃除機使用者が自分の意思で自由に塵埃室内の塵埃を捨てられるので、良好な使い勝手を実現できる。

第１１の発明は塵埃室表面に潤滑処理または帯電防止処理の少なくとも一つを施したことにより、塵埃室内の塵埃を廃棄する際に塵埃室内に塵埃が残らないので、良好な使い勝手を実現できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１に本発明の第一の実施の形態における電気掃除機の構成を示している。１は送風機であり、モータ部２、及びファン部３より構成されている。４は集塵室で、本体５に着脱自在に取り付けられている。集塵室４はその内部にメインフィルター１１を有しており、メインフィルター１１は正圧側の面１２を前傾させて斜め下方向を向くように保持されている。

図２に示すようにメインフィルター１１の濾材１３は最上流側に孔径２μｍ程度の多孔質な膜１４で、その下流側に不織布１５を貼り合わせると共に多孔質膜１４の表面には金属を蒸着する等の防水処理を施してある。また、メインフィルター１１の濾材１３が平板の状態では通気抵抗が非常に大きいので山谷を有したプリーツ状に折って表面積を広くして通気抵抗を下げ圧力損失を小さくしている。濾材をプリーツ状に折っただけでは送風機１の圧力への耐久性が低かったり、濾材表面に塵埃が多量に付着すると初期のプリーツ形状を維持できなかったりするので、図３、４に示す様に濾材プリーツ山谷と同じ形状を有するフィルターバックアップ２１を複数個用いて下流側から濾材を補強して、図５に示すフィルターユニット２２を構成している。

加振部２３は、ばね性を有する板金を素材とする弾性体３２と作用部４２とからなり、メインフィルター１１の負圧側２４に配され、メインフィルター１１に対して正圧側方向２５に力を加えてメインフィルター１１を振動させるようになっている。そして、この振動によってメインフィルター１１上の塵埃３１が払い落とされる。

図６は弾性体３２の外観を示している。弾性体３２は略四角形の板金に数箇所の切り欠き３７を設けて４ｍｍの矩形３３が連続する櫛形をしている。図７、８に示す様に弾性体３２の一部をメインフィルター１１に当接させた状態で弾性体上部３４をフィルターユニット２２上部に固定されている。この時弾性体の下端３５は送風機１の吸引経路の空気流れ方向４１に回動自在になっている。

作用部４２は弾性体３２の正圧側前方３６に配設され、図９に示すようにモータ４４とモータ４４の回転を伝達されるシャフト４５とシャフト４５から法線方向に突出したピン５１からなる。図１０は作用部４２の側面図である。図１１はフィルターユニット２２と加振部２３を負圧側から見た状態を示している。弾性体３２は送風機１の吸引経路内に空気の流れに逆らう形で配設されるが矩形の幅を４ｍｍと細いものにしているために空気抵抗を抑えて圧力損失によるロスを最小限にとどめることができる。

ピン５１は矩形３３と同数設けられ、ピン５１のシャフト４５上におけるスラスト方向位置はピン５１が矩形３３の中央部に位置する様に配されると共に、図１０の作用部の側面図に示す様にシャフト４５の円周方向には等角度に設けられている。

モータ４４に通電されるとシャフト４５が矢印３８方向に回転し、ピン５１ａが矩形３３ａに当接すると、ピン５１ａを介してシャフト４５の回転力の一部が矩形３３ａに伝えられる様な構成になっている。

図１２から図１４は加振部２３がメインフィルター１１に振動を与える動きを説明する図で、簡略化のために作用部４２はモータを図示せずにシャフト４５と、ピン５１のみが描かれている。モータ４４に通電されるとシャフト４５が矢印３８方向に回転を開始し、図１２に示している様にピン５１ａが矩形３３ａに接触するとシャフト４５の回転力の一部がピン５１ａを介して矩形３３ａに矢印３９方向の応力が加え始める。さらにシャフト４５が回転するとピン５１ａが矩形３３を矢印３９方向に持ち上げ、矩形３３ａが最も持ち上げられた図１３の状態から更にシャフトが回転すると矩形３３ａからピン５１ａが離れる。

図１４の様にピン５１ａが矩形３３ａから離れると、矩形３３に加えられていた矢印３９方向の応力が無くなり、弾性体３２の弾性力による矢印４０方向の力で弾性体３２は初期位置に戻ると共に弾性体３２の一部がフィルター２１に衝撃を与える。このことによりメインフィルター１１に負圧側から正圧側方向へ非常に短時間に力が加えられる。

そして図１１に示すピン５１ａ〜ピン５１ｈがこの順にそれぞれ単独で押圧板を所定の位置まで持ち上げては放すということを繰り返しメインフィルター１１に振動を加え続ける。この振動がメインフィルター１１上の塵埃にも伝わり、メインフィルター１１から塵埃が剥離される。このときメインフィルター１１の塵埃を捕捉する面は多孔質膜になっており、不織布の様な濾材で繊維に塵埃が絡み付く様なことが無いために良好な塵離れを実現できる。

５５は塵埃室で、集塵室４の下方に本体１６に着脱自在に取り付けられている。塵埃室５５上部には回動自在に保持され開閉自在のフタ６２が設けられており、フタ６２の上部外周には発泡ウレタンの様な弾性体６３が貼付されている。

図１５はフタ６２が閉じた時の塵埃室５５の断面を示しており、フタ６２と塵埃室外郭６４で弾性体６３を圧縮する状態で静止しているので、塵埃室５５の内外は空気的に遮断されている。図１６はフタ６２が開いた時の塵埃室５５の断面図を示しており、塵埃室開口部６５により集塵室内部６６と塵埃室内６７は連通している。そして塵埃室開口部６５は塵埃室５５上方のメインフィルター１１正圧側表面より上流側のみに設けられており、塵埃室上面６８へのメインフィルター１１の投影面積６９と少なくとも同じか大きな面積になっている。

また、図１７に示すように、フタ６２の固定端側７１は長手方向７２に孔７３が貫通しており、フタ開閉用モータ７４の軸７５が圧入されているのでフタ開閉用モータ７４の回転に応じてフタ６２も回転する。つまり回動自在のフタ６２とフタ開閉用モータ７４とで塵埃室開口部６５の開閉弁を構成している。そして塵埃室５５の内外表面には潤滑処理ならびに帯電防止処理が施してある。

図１８はメインフィルター１１を覆っている塵埃量と送風機１へ通電される電流値の関係を示している。フィルターが塵埃により目詰まりを起こし圧損が上昇してくるとフィルター後方の真空圧が上昇し、ファン部を回転させるときの空気抵抗が減るのでファンを回転させるために必要な電流が減少するのである。つまり送風機に通電される電流値を検出しておけばフィルターを覆っている塵埃量が推測できるので、あらかじめ決めておいた電流値を越えた時点でフィルターを通過する風量が低下し、フィルター上の塵埃を除去する必要があると判断し、送風機の通電停止後に加振部を一定時間動作させるように制御している。

また、塵埃室５５のフタ開閉用モータ７４は、加振部２３通電直前にフタ６２を開く矢印方向８２（図１５）に一定時間回転し、加振部通電直後にフタ６２を閉じる矢印方向８３（図１６）に一定時間回転しように制御されている。

以上の構成で動作について説明する。送風機１に通電すると吸口から塵埃が吸引され、メインフィルター１１で塵埃が分離され、分離された塵埃は集塵室４に蓄積される。メインフィルター１１表面には非常に塵埃が捕捉されて目が詰まり圧力損失が大きくなるので吸引力が低下していくことになる。送風機運転中は送風機に流れる電流値をチェックしていて、あらかじめ決められた電流値を下回ると既に説明したようにフィルター表面に塵埃が多量に付着しフィルターを通過する風量が一定以下であると判断する。掃除作業が終わり、送風機１への通電を遮断するとフィルターを通過する風量が一定以下であると判断したときのみ加振部２３を一定時間動作させる。

フィルターを通過する風量が一定以下であると判断したときは送風機１の通電を遮断すると同時に、塵埃室５５のフタ開閉用モータ７４に一定時間通電し矢印８２方向にあらかじめ決められた角度だけ回転し、塵埃室上面６８のフタ６２が開口し集塵室内部６６と塵埃室内部６７が連通する。続いてモータ４４に通電され、シャフト４５が回転し、８本のうち何れかのピンが矩形３３を所定の位置まで持ち上げて放す。弾性体３２が初期位置に戻る際に矩形３３がフィルターに衝撃を与え結果的にメインフィルター１１に負圧側から正圧側方向へ非常に短時間力が加えられる。モータ３４に通電されている限り８本のピンによってこの事が順に繰り返されてメインフィルター１１が振動しメインフィルター１１から塵埃が剥離される。つまりメインフィルター１１が塵埃で目詰まりを起こすなどにより圧力損失が増加した場合でも初期の圧力損失に戻る。

このことにより吸引力の変化も少なくして安定した集塵性能を発揮する事ができる。メインフィルター１１は正圧側の面を前傾させて斜め下方向を向くように保持されているため、メインフィルター１１上の塵埃には負圧側から正圧側方向の水平成分の力と重力の二方向の力がはたらき、結果として斜め下向きの力が加えられることになる。よってメインフィルター１１上の塵埃は矢印８４方向に落下し塵埃室上面の開口部６５から塵埃室内に入り込む。塵埃室上面の開口部６５はメインフィルター正圧側表面より上流側のみに設けられており、塵埃室上面へのメインフィルターの投影面積と少なくとも同じか大きな面積になっているのでメインフィルター１１から落下した塵埃すべてが塵埃室内に収容される。

モータ３４への通電が遮断され加振部２３の動作が停止すると同時に、塵埃室５５のフタ開閉用モータ７４に一定時間通電し８３方向にあらかじめ決められた角度だけ回転するのでフタ６２は閉じられて塵埃室５５の内外は空気的に遮断される。

このように加振部２３動作時以外は塵埃室５５の内外は空気的に遮断されているので集塵室内の塵埃に吸引力が働きメインフィルター１１に再度付着することがない。塵埃室５５は本体より着脱自在なので、掃除機使用者が塵埃室内のゴミを捨てたいと判断した時に簡単に捨てることができるのである。また塵埃室表面８１には潤滑処理が施されているので塵埃室壁面に塵埃が残ることがない。さらに塵埃室表面８１には帯電防止処理が施してあるので帯電した塵埃が塵埃室内に残ってしまうことが無く塵埃室５５のメンテナンスも軽減できる。

また、メインフィルター１１表面には防水処理が施してあるので水洗いが可能で加振部２３の動作だけでは剥離できない塵埃は水洗いで取り除くことができメンテナンスの煩わしさが軽減されている。

この様に集塵室４内のメインフィルター１１表面の塵埃が自動的に剥離され続けるので、電気掃除機使用者がメインフィルター１１を掃除したり水洗いしたりと言ったフィルターメンテナンスが一切不要である。

以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、集塵室壁面の自動クリーニングと塵埃と空気を分離するフィルターの自動クリーニングを実現することにより、使用時間によらず集塵室内の視認性を確保することが可能となるので、家庭用や業務用の掃除機等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における電気掃除機の集塵部の構成を示す図 同電気掃除機のプリーツ状に折ったメインフィルターの濾材の外観図 同電気掃除機のメインフィルターの濾材とフィルターバックアップの関係を示す図 同電気掃除機のフィルターユニットの外観図 同電気掃除機のフィルターユニットの外観図 同電気掃除機の弾性体の外観図 同電気掃除機のフィルターユニットと弾性体の関係を示す外観図 同電気掃除機のフィルターユニットと弾性体の関係を示す外観図 同電気掃除機の作用部の構成を示す図 同電気掃除機の電気掃除機の作用部側面図 同電気掃除機のフィルターユニットと加振部の関係を示す図 同電気掃除機の加振部の動作を示す図 同電気掃除機の加振部の動作を示す図 同電気掃除機の加振部の動作を示す図 同電気掃除機の塵埃部断面図 同電気掃除機の塵埃部断面図 同電気掃除機の塵埃部のフタの構成を示す図 同電気掃除機の送風機に流れる電流値とフィルターを覆う塵埃量との関係を示す図 従来の電気掃除機のフィルター除塵機構の構成を示す図 同電気掃除機のフィルター除塵機構の動作を示す図

符号の説明

１ 送風機
４ 集塵室
５ 本体
１１ メインフィルター
１４ 多孔質膜
２３ 加振部
５５ 塵埃室
６５ 塵埃室開口部
７４ フタ開閉用モータ

Claims (11)

1. 吸引用の送風機を内包する本体と、前記送風機への吸引経路に配設され塵埃を集積する集塵室と、前記集塵室内に装着され集塵室内に取り込まれる空気中の塵埃を濾過するフィルターと、前記フィルターの下方に設けられフィルターから剥離した塵埃を蓄積する塵埃室とを有する電気掃除機。
2. 塵埃室は上方に開口部を有し、フィルター正圧側表面より上流側に開口部を配した請求項１に記載の電気掃除機。
3. フィルター正圧側上部を前傾させた請求項１または２に記載の電気掃除機。
4. フィルターの負圧側から正圧側方向に振動を加える加振部と、塵埃室上部に設けられる開閉弁を有し、前記加振部動作時のみ開閉弁を開く請求項１から３のいずれか１項に記載の電気掃除機。
5. 送風機通電オフ時に加振部を一定時間動作させる請求項１から４のいずれか１項に記載の電気掃除機。
6. フィルターを通過する風量が一定以下の時のみ加振部を動作させる請求項１から５のいずれか１項に記載の電気掃除機。
7. フィルターの正圧側の表面に多孔質膜を露出させると共に前記多孔質膜表面を潤滑処理した請求項１から６のいずれか１項に記載の電気掃除機。
8. フィルター表面に防水処理を施した請求項７に記載の電気掃除機。
9. フィルターはフィルター濾材をひだ折にした請求項１から８のいずれか１項に記載の電気掃除機。
10. 塵埃室は本体より着脱自在な構成の請求項１から９のいずれか１項に記載の電気掃除機。
11. 塵埃室表面に潤滑処理または帯電防止処理の少なくとも一つを施した請求項１から１０のいずれか１項に記載の電気掃除機。