JP2007061539A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】大きな操作力を必要とせず、かつ集塵性能を高めた電気掃除機を提供することを目的とする。
【解決手段】掃除機本体と接続される床用吸込具２４は、その内部に設けた回転子４２と、この回転子４２に設け回転子４２の回転により、床面の塵埃を掻き揚げる弾性体部４３および床面を連続的に叩き塵埃を遊離させる剛体部４４と、回転子４２を上下動させる駆動部５１とを有する。これによって、一つの回転子４２で弾性体部４３が塵埃の掻き揚げ、剛体部４４が塵埃を遊離させるものである。したがって、床用吸込具２４の構成が簡易であり、大きく重くならないため、大きな操作力を必要とせず、使い勝手を向上でき、かつ、掻き揚げた塵埃を再び床面に押し付けたり、逆に遊離させた塵埃を床面に擦り付けたりすることがなく、集塵性能を高めることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般家庭などで使用される電気掃除機に関するものである。

従来、この種の電気掃除機は、清掃作業時に、床用吸込具に発生させた吸引する流量と圧力によって塵埃を吸込んでいる。同時に回転子を含む回転ブラシを回転させ床面から塵埃を掻き揚げている。さらに集塵性能を向上させるために、床用吸込具の底面から振動体を突出させ、この振動体の振動によって床面の塵埃を空中へ遊離させている（例えば、特許文献１参照）。

図７、図８に、従来の電気掃除機を示しているように、掃除機本体１と、掃除機本体１と連通した可撓性ホース２と、可撓性ホース２の一端と連通した延長管３と、延長管３端部に設けた操作ハンドル４と、延長管３の一端と連通した床用吸込具５と、床用吸込具５の底面に配された開口部６と、開口部６内に設けた回転ブラシ７と、床用吸込具５の底面から突出した振動体８と、振動体８と接続された加振部９と、掃除機本体１に内蔵された電動送風機１１から構成されている。
特開平４−９１２８号公報

しかしながら、前記従来の構成では、回転ブラシ７が回転して床面の塵埃を掻き揚げ、別途、加振部９が発する加振力が振動体８に伝達され、振動体８が振動して床面を連続的に叩くことにより塵埃を床面から遊離させる。

回転ブラシ７によって掻き揚げられた塵埃、さらに振動体８によって遊離させられた塵埃は、掃除機本体１に内蔵された電動送風機１１が発する吸引力によって、床用吸込具５の底面に配された開口部６から吸引されることになる（矢印Ａ・矢印Ｂ）。

この電気掃除機において、回転ブラシ７と振動体８を個々に設けているため、床用吸込具５の構成が複雑であり、さらに大きく重いため、大きな操作力が必要であった。また、回転ブラシ７と振動体８を離れた位置に設けているため、回転ブラシ７で掻き揚げた塵埃を再び振動体８で床面に押し付けたり、逆に振動体８で遊離させた塵埃を回転ブラシ７で床面に擦り付けたりしてしまい、返って集塵性能の低下を引き起こす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、大きな操作力を必要とせず、かつ集塵性能を高めた電気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、掃除機本体と接続される床用吸込具を備え、床用吸込具は、その内部に設けた回転子と、この回転子に設け回転子の回転により、床面の塵埃を掻き揚げる弾性体部および床面を連続的に叩き塵埃を遊離させる剛体部と、回転子を上下動させる駆動部とを有するものである。

これによって、一つの回転子で弾性体部が塵埃の掻き揚げ、剛体部が塵埃を遊離させるものである。また、この掻き揚げと遊離を個別または同時に行うことができる。したがって、床用吸込具の構成が簡易であり、大きく重くならないため、大きな操作力を必要とせず、使い勝手を向上でき、かつ、掻き揚げた塵埃を再び床面に押し付けたり、逆に遊離させた塵埃を床面に擦り付けたりすることがなく、集塵性能を高めることができる。

本発明の電気掃除機は、大きな操作力を必要とせず、使い勝手を向上でき、かつ集塵性能を高めることができる。

第１の発明は、掃除機本体と接続される床用吸込具を備え、床用吸込具は、その内部に設けた回転子と、この回転子に設け回転子の回転により、床面の塵埃を掻き揚げる弾性体部および床面を連続的に叩き塵埃を遊離させる剛体部と、回転子を上下動させる駆動部とを有する電気掃除機とすることにより、一つの回転子で弾性体部が塵埃の掻き揚げ、剛体部が塵埃を遊離させるものである。また、この掻き揚げと遊離を個別または同時に行うことができる。したがって、床用吸込具の構成が簡易であり、大きく重くならないため、大きな操作力を必要とせず、使い勝手を向上でき、かつ、掻き揚げた塵埃を再び床面に押し付けたり、逆に遊離させた塵埃を床面に擦り付けたりすることがなく、集塵性能を高めることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、弾性体部と剛体部は、回転子の表面周囲に放射状に設け、剛体部の硬度を弾性体部より高くしたことにより、床面から連続的に塵埃を掻き揚げ、かつ効果的に床面から塵埃を遊離させることができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、剛体部を、回転子から常時突出している長さより、さらに突出させることができるようにしたことにより、剛体部が床面をさらに強く叩くことができ、絨毯の深部やフローリングなどの目地に入り込んだ塵埃をより多く遊離させることができ、集塵性能を高めることができる。

第４の発明は、特に、第１〜第３のいずれか１つの発明において、弾性体部を回転子の表面周囲に設け、回転子から常時突出している長さより、さらに突出させることができるようにしたことにより、剛体部に加えて弾性体部も床面を適度に叩くことになり、より多く塵埃を遊離させることができ、集塵性能を高めることができる。

第５の発明は、特に、第１または第３の発明において、弾性体部を剛体部の表面に設けたことにより、回転子が回転している状態において、塵埃の掻き出しと遊離を同時に行うことで集塵性能を高めることができる。

第６の発明は、特に、第１〜第５のいずれか１つの発明において、塵埃吸引の有無を検知する検知部を有し、塵埃の吸引を検知した場合にのみ回転子を上下動させるようにしたことにより、塵埃を吸引する場合にのみ回転子を上下動させるので、常に回転子が上下振動を続けているのではないため、床用吸込具が振動し過ぎて操作性を損なうことなく、また、振動音を低減することができる。

第７の発明は、特に、第５の発明において、塵埃の吸引を検知した場合に回転子の回転を停止させるようにしたことにより、特に、床面に塵埃が多く存在する場合に、回転子が遊離した塵埃を再び擦り付けることを防止して集塵性能の低下を防ぐことができる。

第８の発明は、特に、第５または第６の発明において、床用吸込具の底面と床面との隙間を拡大・縮小可能な隙間調整部を有し、回転子を上下動させる時に隙間調整部で隙間を拡大させるようにしたことにより、開口部に吸引される気流が増加し、結果として遊離した塵埃をより多く確実に吸引することができる。

第９の発明は、特に、第１〜第８のいずれか１つの発明において、弾性体部と剛体部のいずれか一方もしくは両方が、塵埃が帯電する極性と逆の極性に帯電可能な構成としたことにより、遊離した塵埃が弾性体部によって擦り付けられる前に弾性体部や剛体部に静電気の弱い力で付着し、さらに回転子が回転する遠心力によって開口部へ跳ね飛ばされるので集塵性能を高めることができる。

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、図２は、本発明の実施の形態１における電気掃除機を示すものである。

電気掃除機全体について、図２を基づいて説明する。掃除機本体２１（以下単に本体２１という）には、電動送風機２２と集塵室２３を内蔵している。また、床用吸込具２４の延長管２６側には回動部２７を設けてあり、この回動部２７を介して延長管２６へと回動自在に接続されている。この延長管２６と本体２１とは可撓性ホース２８によって接続されている。さらに、延長管２６の一端には操作ハンドル２９を設けており、この操作ハンドル２９近傍に運転スイッチ３０を配している。なお、延長管２６は伸縮式としており、使用者の身長に合わせて自在に長さを調節できるものである。

図１に示すように、床用吸込具２４の下方には開口部４１を配してあり、同じく床用吸込具２４の下方には開口部４１と床面との距離を一定に保つために回転自在な走行ローラー２５を複数個配している。なお、走行ローラー２５は床用吸込具２４の移動補助を目的に配されているがこの代わりに、軽量化、簡素化、強度向上を目的とするために床用吸込具２４下方に複数個の突部を設けたり、また、清掃能力向上を目的とするために床用吸込具２４下方に複数個の起毛布や毛ブラシを設けたりしても構わない。さらに、走行ローラー、突部、起毛布、毛ブラシを混在して構成することもできる。

ここで、開口部４１内には、回転自在な回転子４２を設けてあり、この回転子４２の表面周囲には略軸方向に複数列で放射状に弾性体部４３であるブラシ毛を植毛している。さらに、個々の弾性体部４３の間には、弾性体部４３と比して硬度の硬い剛体部４４（例えば、樹脂、エラストマー、高い硬度を有するゴム材）を弾性体部４３と同様に回転子４２の表面周囲に設けている。この剛体部４４の先端には床面を直接叩く部分である球体部４５を有している。なお、この球体部４５の形状は、平坦な面状や湾曲状でも構わない。さらに、剛体部４４にはカーボンなどの導電材料が混ぜてあり、剛体部４４は昇圧回路部４６と接続され、マイナスに帯電される構成としている。

また、回転子４２は端部にギヤを有し、タイミングベルト（図示せず）を介して回転駆動モータ（図示せず）と連結されている。

回転子４２の両端部に可動軸４９を有し、この可動軸４９は床用吸込具２４内壁に上下方向に設けた可動ガイド部５０に沿って上下方向に可動自在としている。さらに、可動軸４９は上下方向に動作可能な駆動部５１であるアクチュエータ（例えば、ソレノイド）と連結されている。これにより、回転子４２は上下動させることができる。

床用吸込具２４と延長管２６の接続部付近（例えば、回動部２７）には塵埃の量を検知できる検知部５２を有しており、検知結果は本体２１に内蔵した制御回路部５５（図２）へ送られる。ここで、検知部５２は赤外線センサーを用いており、発光部５３から出したビームを受光部５４で受ける構成としており、塵埃が赤外線ビーム（矢印Ｃ）を通過することで検知することができる。

また、駆動部５１も本体２１に内蔵した制御回路部５５と接続されており、この制御回路部５５からの信号で自在に動作するものである。

以上のように構成された電気掃除機について、以下その動作、作用を説明する。

清掃作業を行うために、使用者は操作ハンドル２９を手に持ち、床用吸込具２４を清掃面である床面に置く。そして、運転スイッチ３０を操作することで電動送風機２２が動作を開始して吸引力が発生し、床用吸込具２４から床面の塵埃を吸込むことになる。このとき、使用者は操作ハンドル２９を握りながら床用吸込具２４を床面に沿って略前後移動させることで、徐々に床面上の塵埃などを吸引することになる。

床用吸込具２４は床面へ走行ローラー２５のみが接地しており、床用吸込具２４下面と床面との僅かな隙間から吸引を行う（矢印Ａ）。ここから吸引された気流と塵埃は、さらに開口部４１を通過し、回動部２７（矢印Ｂ）、延長管２６、可撓性ホース２８を経て、集塵室２３へと流れ込み、この集塵室２３に塵埃が集塵されていく。さらに、気流は電動送風機２２を通過し、本体２１外部へと排気される。

床用吸込具２４の開口部４１内では、回転駆動モータがタイミングベルトを介して回転子４２を回転させ（矢印Ｄ）、回転子４２表面に設けた弾性体部４３が床面に散在している塵埃を掻き揚げる。掻き揚げられた塵埃は開口部４１から吸引されていく。

このとき、検知部５２を塵埃が通過し、塵埃が床面の同じ箇所で継続的に長時間検知された場合に、制御回路部５５は、床面（特に、絨毯の深部やフローリングの目地など）に塵埃が強固に付着し、徐々に塵埃を弾性体部４３が掻き揚げていると判断し、回転子４２を上下動させるために、駆動部５１を動作させる指令を出す。駆動部５１が往復運動を行うと、この駆動部５１と連結された可動軸４９が可動ガイド部５０を上下動し、つまり回転子４２が上下動するものである（矢印Ｅ）。その結果、回転子４２表面に設けた剛体部４４が床面を連続的に叩き（振動を与え）、床面に強固に付着した塵埃を空中に遊離させる。ここで、剛体部４４の先端が球体部４５となっているので、床面の傷付きを防いでいる。

また、通常は、回転子４２を回転させるだけで、検知部５２にて塵埃の吸引を検知した場合にのみ回転子４２を上下動させても構わない。このとき、回転子４２の回転を弱めたり、停止させて上下動のみとしたりして、塵埃の遊離に専念しても構わない。

剛体部４４は昇圧回路部４６によってマイナスに帯電されており、プラスに帯電された塵埃を剛体部４４に吸着させて、そのまま回転子４２の回転する遠心力によって開口部４１へ跳ね飛ばしている。

以上のように、本実施の形態においては、一つの回転子で弾性体部４３が塵埃の掻き揚げ、剛体部４４が塵埃を遊離させるものである。また、この掻き揚げと遊離を個別または同時に行うことができる。この結果、床用吸込具２４の構成が簡易であり、大きく重くならないため、大きな操作力を必要とせず、使い勝手を向上でき、かつ、掻き揚げた塵埃を再び床面に押し付けたり、逆に遊離させた塵埃を床面に擦り付けたりすることがなく、集塵性能を高めることができる。

また、回転子４２の動作は、塵埃吸引の有無を検知する検知部５２を有し、塵埃の吸引を検知した場合にのみ回転子４２を上下動させ、塵埃の吸引を検知していない場合には、回転子４２を上下動させない構成とすることにより、塵埃を吸引する場合にのみ回転子４２は上下動し、常に回転子４２が上下振動を続けないため、床用吸込具２４が振動し過ぎて操作性を損なうことなく、また、振動音を低減することができる。

また、剛体部４４が、塵埃が帯電する極性と逆の極性に帯電可能な構成としたことにより、遊離した塵埃が弾性体部４３によって擦り付けられる前に剛体部４４に静電気の弱い力で付着し、さらに回転子４２が回転する遠心力によって開口部４１へ跳ね飛ばされるので集塵性能を高めることができる。なお、弾性体部４３と剛体部４４のいずれか一方もしくは両方が、塵埃が帯電する極性と逆の極性に帯電可能な構成とすることにより、遊離した塵埃が弾性体部４３によって擦り付けられる前に弾性体部４３や剛体部４４に静電気の弱い力で付着し、さらに回転子４２が回転する遠心力によって開口部４１へ跳ね飛ばされるので集塵性能を高めることができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における電気掃除機の回転子部分を示すものである。実施の形態１と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。

図に示すように、本実施の形態の電気掃除機は、剛体部４４の回転子４２側にスライド部５６を有し、回転子４２内に設けた収容部５７に収容されており、さらに、スライド部５６の一端は回転子４２に内蔵された補助駆動部５８と連結している。

ここで、制御回路部５５からの指令で補助駆動部５８が動作し、スライド部５６が収容部５７から突出し、剛体部４４が回転子４２から突出することができる（矢印Ｆ）。

以上のように、本実施の形態においては、床用吸込具の剛体部４４を、回転子４２から常時突出している長さより、さらに突出させることができる構成としたことにより、剛体部４４が床面をさらに強く叩くことになり、絨毯の深部やフローリングなどの目地に入り込んだ塵埃をより多く遊離させることができ、集塵性能を高めることができる。

（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における電気掃除機の回転子部分を示すものである。実施の形態１、２と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。

図に示すように、本実施の形態の電気掃除機は、実施の形態２における剛体部４４が回転子４２から突出する構成と同様であり、弾性体部４３の回転子４２側にスライド部５６を有し、回転子４２内に設けた収容部５７に収容されており、さらに、スライド部５６の一端は回転子４２に内蔵された補助駆動部５８と連結している。

ここで、制御回路部５５からの指令で補助駆動部５８が動作し、スライド部５６が収容部５７から突出し、弾性体部４３が回転子４２から突出することができる（矢印Ｇ）。

以上のように、本実施の形態においては、床用吸込具の弾性体部４３を、回転子４２から常時突出している長さより、さらに突出させることができる構成としたことにより、剛体部４４に加えて弾性体部４３も床面を適度に叩くことになり、塵埃をより多く遊離させることができ、集塵性能を高めることができる。なお、弾性体部４３と剛体部４４との両者をともに回転子４２から常時突出している長さより、さらに突出させることができる構成とすることもできる。

（実施の形態４）
図５は、本発明の実施の形態４における電気掃除機の回転子部分を示すものである。実施の形態１と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。

図に示すように、本実施の形態の電気掃除機は、弾性体部４３を、回転子４２の表面周囲に直接設けるのではなく、回転子４２に設けた剛体部４４の表面全体に設けたものである。

以上のように、本実施の形態においては、弾性体部４３を剛体部４４に設けたことにより、回転子４２が回転している状態において、塵埃の掻き出しと遊離を同時に行うことで集塵性能を高めることができる。

（実施の形態５）
図６は、本発明の実施の形態５における電気掃除機の床用吸込具を示すものである。実施の形態１と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。

図に示すように、本実施の形態の電気掃除機は、床用吸込具２４の底面と床面との隙間を拡大・縮小可能な隙間調整部５９を有し、回転子４２を上下動させる時に隙間調整部５９で隙間を拡大させ、回転子４２を上下動させない時に隙間調整部５９で隙間を縮小させるようにしたものである。隙間調整部５９は、上下にスライド移動が可能なシャッターを開閉用駆動部６０により上下させるようにしている。また、床用吸込具２４底面と床面との隙間は、隙間調整部５９を有しない通常の床用吸込具と比べて拡大されたものとなっている。

ここで、検知部５２で塵埃を検知していない場合には、隙間調整部５９は下がっているため床用吸込具２４と床面との隙間が狭い状態となっており、床用吸込具２４内部の吸引圧力を高めている。次に、検知部５２が塵埃を検知すると、制御回路部５５からの指令により、回転子４２が上下動を行うと同時に開閉用駆動部６０が動作し、隙間調整部５９が上がり、床用吸込具２４と床面との隙間が拡大され、吸引する流量が増える。さらに、回転子４２が上下動しているときには、回転を停止し床面を叩くだけで集中して塵埃を遊離させている。

以上のように、本実施の形態においては、回転子４２を上下動させる時に隙間調整部５９で隙間を拡大させるようにしたことにより、開口部４１に吸引される気流が増加し、結果として遊離した塵埃をより多く確実に吸引することができる。

さらに、回転子４２の動作は、塵埃の吸引を検知した場合に回転子４２の回転を停止させ、回転子４２を上下動させる構成とすることにより、特に、床面に塵埃が多く存在する場合に、回転子４２が遊離した塵埃を再び擦り付けることを防止して集塵性能の低下を防ぐことができる。

なお、各実施の形態１〜５において、検知部５２を赤外線センサーとしたが、超音波センサーとしても構わない。また、検知部５２にて塵埃を検知した場合に、制御回路部５５は駆動部５１の動作のみを制御しているが、同時に電動送風機２２や回転子４２の入力制御を行うことで効率的に消費電力を抑えることができる。すなわち、検知部５２にて塵埃を検知していない場合には、駆動部５１を停止させてあり、同時に電動送風機２２の入力を抑えて少量の塵埃が吸引できる程度の状態にしておく。次に、検知部５２が塵埃を検知した時点で、駆動部５１を動作させると同時に、電動送風機２２への電力供給を増やして吸引力を増大させるものである。

また、検知部５２での検知情報、つまり吸引している塵埃の量を段階的に把握し、例えば、塵埃が最も少ない段階では駆動部５１を低速で動作させ、かつ電動送風機２２への電力供給を抑えておき、塵埃が少し多くなった段階で電動送風機２２への電力供給は変えず（抑えたままで）、駆動部５１を高速で動作させる。さらに塵埃が多くなった段階では、電動送風機２２への電力供給を増やしても構わない。

以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、大きな操作力を必要とせず、使い勝手を向上でき、かつ集塵性能を高めることができるので、一般家庭などで使用される電気掃除機のみならず、業務用としても有用である。

（ａ）本発明の実施の形態１における電気掃除機の床用吸込具の断面図（ｂ）同床用吸込具の回転子上下動作時の状態を示す断面図 同電気掃除機の全体構成を一部断面にして示す側面図 （ａ）本発明の実施の形態２における電気掃除機の回転子部分の断面図（ｂ）同回転子部分の上下動作時の状態を示す断面図 （ａ）本発明の実施の形態３における電気掃除機の回転子部分の断面図（ｂ）同回転子部分の上下動作時の状態を示す断面図 本発明の実施の形態４における電気掃除機の回転子部分の断面図 （ａ）本発明の実施の形態５における電気掃除機の床用吸込具の断面図（ｂ）同床用吸込具の隙間調整部動作時の状態を示す断面図 従来の電気掃除機の床用吸込具の構成を示す断面図 同電気掃除機の全体構成を一部断面にして示す側面図

符号の説明

２１ 掃除機本体
２４ 床用吸込具
４１ 開口部
４２ 回転子
４３ 弾性体部
４４ 剛体部
５１ 駆動部
５２ 検知部
５９ 隙間調整部

Claims (9)

1. 掃除機本体と接続される床用吸込具を備え、床用吸込具は、その内部に設けた回転子と、この回転子に設け回転子の回転により、床面の塵埃を掻き揚げる弾性体部および床面を連続的に叩き塵埃を遊離させる剛体部と、回転子を上下動させる駆動部とを有する電気掃除機。
2. 弾性体部と剛体部は、回転子の表面周囲に放射状に設け、剛体部の硬度を弾性体部より高くした請求項１に記載の電気掃除機。
3. 剛体部を、回転子から常時突出している長さより、さらに突出させることができるようにした請求項１または２に記載の電気掃除機。
4. 弾性体部を回転子の表面周囲に設け、回転子から常時突出している長さより、さらに突出させることができるようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気掃除機。
5. 弾性体部を剛体部の表面に設けた請求項１または２に記載の電気掃除機。
6. 塵埃吸引の有無を検知する検知部を有し、塵埃の吸引を検知した場合にのみ回転子を上下動させるようにした請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気掃除機。
7. 塵埃の吸引を検知した場合に回転子の回転を停止させるようにした請求項６に記載の電気掃除機。
8. 床用吸込具の底面と床面との隙間を拡大・縮小可能な隙間調整部を有し、回転子を上下動させる時に隙間調整部で隙間を拡大させるようにした請求項６または７に記載の電気掃除機。
9. 弾性体部と剛体部のいずれか一方もしくは両方が、塵埃が帯電する極性と逆の極性に帯電可能な構成とした請求項１〜８のいずれか１項に記載の電気掃除機。