JP2008079903A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】捕塵効率のより一層の向上を図ることができる電気掃除機を提供する。
【解決手段】電動送風機３０を収容し、上部にＨＥＰＡフィルタ４０が設けられたインナーケース１０がケース本体２内に収容されている。電動送風機３０の排気噴出口３４とＨＥＰＡフィルタ４０との間は、インナーケース１０によって閉鎖空間Ｓとされており、電動送風機３０の排気噴出口３４から排出された排気がすべてＨＥＰＡフィルタ４０を通過するように構成されている。また、閉鎖空間Ｓには放電電極５０が設けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、電動送風機からの排気を清浄化することができる電気掃除機に関する。

近年、健康志向の高まりにより、電気掃除機から外部に排出される空気を清浄化する技術が種々採用されている。例えば、電気掃除機に搭載された電動送風機から排出される排気の出口にフィルタユニットを設けるとともに、電動送風機とフィルタユニットとの間に電気集塵装置を設けた電気掃除機が提案されている（特許文献１参照）。
特開平４−３４１２２８号公報（図２）

しかしながら、電気集塵は、捕塵効率が悪く、捕塵効率を高めるためには放電電極を多数設ける必要があった。また、特許文献１に記載のように、電気集塵装置とフィルタユニットとを組み合わせたものでは、捕塵効率が充分とは言い難く、捕塵効率のより一層の向上が望まれていた。

本発明は、前記従来の問題を解決するものであり、捕塵効率のより一層の向上を図ることができる電気掃除機を提供することを課題とする。

本発明は、電動送風機と、前記電動送風機からの排気を通過させるＨＥＰＡフィルタと、前記電動送風機からの排気に含まれる塵埃同士を吸着させる電荷を生成する放電電極と、前記電動送風機の排気噴出口と前記ＨＥＰＡフィルタとの間を閉鎖する閉鎖空間を構成するインナーケースと、を備え、前記閉鎖空間に前記放電電極を配置したことを特徴とする。

本発明によれば、放電電極による電気集塵とＨＥＰＡフィルタとを組み合わせることにより、捕塵効率が一層高められ、さらに、放電電極を閉鎖空間に設けることにより、電気集塵による捕塵効率がより一層高められるようになる。

本発明によれば、捕塵効率のより一層の向上を図ることができる電気掃除機を提供できるようになる。

図１は本実施形態の電気掃除機を示す外観斜視図であり、（ａ）は斜め前方から見たとき、（ｂ）は斜め後方から見たとき、図２は本実施形態の電気掃除機の内部構造を示す斜視図、図３はインナーケースとその他主要部を示す斜視図、図４は図１（ａ）のＡ−Ａ部分断面図、図５は図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面図、図６はインナーケースの内部を示す斜視図、図７はＨＥＰＡフィルタの断面図、図８は背面カバーを取り外したときの外観斜視図である。なお、本実施形態の電気掃除機１は、紙パック方式のものである。

図１（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態の電気掃除機１は、ケース本体２を有し、ケース本体２の、後部の両側に後輪３，３、先端部にホースを接続するためのホース接続部４、上部にハンドル５および電源コード巻取ボタン６、両側面に側部排出口７，７、後面に排出口８（図１（ｂ）参照）などを備えて構成されている。なお、ケース本体２の底面には、前輪９が設けられている（図５参照）。

前記ケース本体２は、電気掃除機１の下側半分の外観を構成する下ケース２ａと、上側半分の後部の外観を構成する上ケース２ｂと、上側半分の前部の外観を構成するとともに開閉可能な開閉カバー２ｃと、上ケース２ｂの表面に重ねて取り付けられて上面の外観を構成する上面カバー２ｄと、上ケース２ｂの表面に重ねて取り付けられて背面の外観を構成する背面カバー２ｅ（図１（ｂ）参照）とを含んで構成されている。なお、上ケース２ｂの背面には、図８に示すように、上下方向に貫通する複数の孔で構成された排出口２ｂ１が形成され、また排出口２ｂ１の内方（前方）に、上方向および幅方向に延びる壁部２ｂ２が形成されている。なお、図８は背面カバー２ｅを取り外して上ケース２ｂの背面が露出している状態を示している。

図２に示すように、電気掃除機１は、ケース本体２内の後部に、インナーケース１０とコードリール２０とが幅方向に並んで収容されている。なお、ケース本体２内の前部には、集塵室１１（図６参照）が設けられ、この集塵室１１内に交換可能な紙パックＰ（図６参照）が装着されるようになっている。また、コードリール２０は、リール部２１が幅方向に回転軸を有するようにケース本体２に支持され、リール部２１に所定の長さの電源コード２２が巻回されて構成されている。

図３に示すように、前記インナーケース１０は、合成樹脂などで略四角箱型に形成され、その内部に後記する電動送風機３０が収容され、ＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ）フィルタ４０が取り付けられるようになっている。

図４に示すように、前記電動送風機３０は、金属製のモータケース３１内にファン３２および電動機３３が収容され、ファン３２が前方に向けられて後側に設けられた電動機３３の出力軸３３ａと接続されるようにして構成されている。モータケース３１は、ファン３２が収容される部分が円盤状に形成された大径部３１ａ（図５参照）と、電動機３３が収容される部分が前記大径部３１ａよりも小径の小径部３１ｂ（図５参照）とで構成されている。また、電動送風機３０には、図示後方上部および下部に、吸入した空気を排出するための排気噴出口３４，３４（図５参照）が設けられている。なお、排気噴出口３４は、２箇所に限定されるものではなく、１箇所設けられていても、３箇所以上設けられていてもよい。

前記インナーケース１０は、前記電動送風機３０を収容するとともに前面および上面が開放した本体部１０ａと、弾性部材で形成されて前記大径部３１ａと嵌合する前端外周部１０ｂと、大径部３１ａの前面を覆う前面部１０ｃとが組み合わされて構成されている。また、前面部１０ｃの中心には、集塵室１１（図６参照）を通過した排気を吸入するための吸入口１０ｄが形成されている。

また、インナーケース１０は、図５に示すように、本体部１０ａの幅方向（左右方向）の側面１０ａ１，１０ａ２および底面１０ａ３が、平坦に形成されるとともに、前端外周部１０ｂの左端、右端および下端よりも内側に位置するように形成されている。また、側面１０ａ１と底面１０ａ３との間、側面１０ａ２と底面１０ａ３との間は、それぞれ前端外周部１０ｂに沿うように湾曲して形成されている。なお、図５の断面は、電動送風機３０からファン３２および電動機３３を取り除いた状態を図示している。

前記インナーケース１０内では、図４に示すように、モータケース３１の大径部３１ａが前端外周部１０ｂの内面と嵌合するように弾性支持され、小径部３１ｂの後部が弾性部材３６を介して本体部１０ａに弾性支持されている。前記のように、モータケース３１の大径部３１ａが前端外周部１０ｂと嵌合することにより、インナーケース１０の前部における、インナーケース１０と電動送風機３０との気密性が保たれている。また、インナーケース１０内には、電動機３３の周囲を取り囲むようにしてフィルタ３７が設けられている。

また、インナーケース１０の背面１０ａ４の幅方向の両側には、図３に示すように、後方に延びる一対の腕部１０ｔ，１０ｔが一体に形成され、この腕部１０ｔ，１０ｔがケース本体２にねじ止めによって固定されている（図２参照）。

図６に示すように、前記インナーケース１０（本体部１０ａ）の上部には、四角形状の開口部１０ｆが形成され、この開口部１０ｆの全体を覆うようにＨＥＰＡフィルタ４０が設けられるようになっている。なお、図６に示すＨＥＰＡフィルタ４０は、取り外して裏返した状態を示している。

前記ＨＥＰＡフィルタ４０は、図７に示すように、最内層（上流側）に抗菌剤を塗布した層４１、中間層にマイナスに帯電した不織布からなる層４２、最外層（下流側）に強度を与えるための骨材からなる層４３の３層構造のものがひだ状に折り曲げられて構成されている。なお、ＨＥＰＡフィルタ４０の積層構造は、図７の実施形態に限定されるものではない。

また、前記ＨＥＰＡフィルタ４０は、図６に示すように、合成樹脂で形成された枠体１０ｅの内側全体に配設され、ＨＥＰＡフィルタ４０と枠体１０ｅとの隙間の気密性が保たれるように、つまり電動送風機３０からの排気がＨＥＰＡフィルタ４０の外部に直接に漏れ出ないように、換言するとＨＥＰＡフィルタ４０を介さずに排出されないように、接着剤などを介して取り付けられている。また、枠体１０ｅの外面には、ねじ挿通穴１０ｅ１が４箇所に形成され、本体部１０ａの外面には、同数のねじ穴１０ｆ１が形成されて、ねじ１０ｇ（図４参照）を介して枠体１０ｅが本体部１０ａに着脱自在に取り付けられている。

図４に示すように、前記電動送風機３０の排気噴出口３４とＨＥＰＡフィルタ４０との間に形成された閉鎖空間Ｓには、放電電極５０が設けられている。

図６に示すように、前記放電電極５０は、ハケ状電極５１と板状電極５２とが所定間隔、離れるように配置して構成されている。また、放電電極５０は、インナーケース１０に設けられた固定部１０ｈを介して取り付けられている。この固定部１０ｈは、合成樹脂などで略板状に形成され、放電電極５０が開口部１０ｆの中央寄りに位置するように構成されている。また、固定部１０ｈは、放電電極５０に排気が直接に当たることがないように、遮蔽板１０ｈ１が放電電極５０の下部に位置するように固定部１０ｈに一体に形成されている。

また、放電電極５０は、ハケ状電極５１がリード線５１ａと，板状電極５２がリード線５２ａとそれぞれ接続され、リード線５１ａ，５２ａが、本体部１０ａの開口縁部に形成された切欠溝１０ｆ２，１０ｆ２を通ってインナーケース１０の外部に延びるように構成されている。また、本体部１０ａには、開口部１０ｆの内周縁部に沿ってシール部材３８が設けられ、枠体１０ｅの縁部１０ｅ２のリード線５１ａ，５２ａと重なる位置にシール部材３９が設けられ、本体部１０ａと枠体１０ｅとの連結部での気密性が保たれて、電動送風機３０からの排気が、本体部１０ａと枠体１０ｅとの隙間や、切欠溝１０ｆ２，１０ｆ２から漏れ出ないようになっている。

このように、電動送風機３０、ＨＥＰＡフィルタ４０および放電電極５０をインナーケース１０に設けることにより、電動送風機３０の排気噴出口３４とＨＥＰＡフィルタ４０との間は、インナーケース１０の一部によって閉鎖空間Ｓ(図４参照)となり、排気噴出口３４からの排気がすべて、ＨＥＰＡフィルタ４０を通って排出されるようになっている。

本実施形態の電気掃除機１は、図５に示すように、インナーケース１０の左側の側面１０ａ１とコードリール２０との間に排気流路Ｑ１が形成され、右側の側面１０ａ２とケース本体２との間に排気流路Ｑ２が形成され、底面１０ａ３とケース本体２との間に排気流路Ｑ４が形成され、コードリール２０を通る排気流路Ｑ５が形成され、図４に示すように、背面１０ａ４とケース本体２との間に排気流路Ｑ３が形成されている。

また、ＨＥＰＡフィルタ４０は、図４に示すように、電動送風機３０に対して後方に張り出して配置されるとともに、図５に示すように、幅方向の中心寄りに若干張り出して配置されている。このようなＨＥＰＡフィルタ４０の張り出しに伴ない、インナーケース１０（本体部１０ａ）の上部が、下部に対して後ろ側に傾斜面１０ａ５（図４参照）を有し、下部に対して幅方向中心寄りに傾斜面１０ａ６（図５参照）、段差部１０ａ７（図５参照）を有するようにして形成されている。このようにＨＥＰＡフィルタ４０を張り出すように配置することにより、ＨＥＰＡフィルタ４０を大面積にすることができ、電動機３３の負荷を低減することが可能になる。なお、ＨＥＰＡフィルタ４０の張り出し方向は、後方のみであってもよい。

また、ＨＥＰＡフィルタ４０は、図５に示すように、中心から図示右方向（側方）に向けて下方に傾斜するように形成されている。同様に、ＨＥＰＡフィルタ４０を支持する枠体１０ｅも、中心から図示右方向（側方）に向けて下方に傾斜する形状となるように形成されている。

また、前記放電電極５０は、図２および図４に示すように、インナーケース１０の外側に設けられた高電圧発生装置６０と接続されている。さらに詳述すると、この高電圧発生装置６０は、図２に示すように、インナーケース１０の背面１０ａ４（図４参照）とケース本体２との間、かつ、腕部１０ｔと腕部１０ｔとの間に位置している。なお、図示していないが、高電圧発生装置６０は、ケース本体２にねじ止めによって固定されている。

また、本実施形態の電気掃除機１は、制御基板７０とモータ制御基板８０とを別個に備えて構成されている。

前記制御基板７０は、メイン基板であり、例えば、使用時に放電電極５０に高電圧を発生させるように制御し、またごみ捨てランプなどの各種ランプを必要時に点灯させるように制御する。また、制御基板７０は、図３に示すように、インナーケース１０の本体部１０ａの背面１０ａ４に沿うように縦置きに、かつ、腕部１０ｔと腕部１０ｔと高電圧発生装置６０とで囲まれる空間内に位置するように配置されている。

前記モータ制御基板８０は、電動機３３の回転を制御する基板であり、双方向性半導体素子（トライアックともいう）などが搭載されている。さらに詳述すると、双方向性半導体素子を用いて交流の位相角を変え（位相制御）、電動機３３へ流れる電流を変化させ、電動機３３の回転を制御する。なお、このモータ制御基板８０は、インナーケース１０の底面１０ａ３に沿うように横置きに配置されている（図４および図５参照）。ちなみに、双方向性半導体素子は、作動時に非常に高温になる素子である。

次に、本実施形態の電気掃除機１の作用および効果について図４および図５を主に参照しながら説明する。なお、図４および図５において、排気の流れは、黒い太実線で図示している。
図４に示すように、制御基板７０およびモータ制御基板８０の制御によって電動機３３が駆動されてファン３２が回転すると、インナーケース１０の前面に形成された吸入口１０ｄから、集塵室１１を通過した排気が吸い込まれる。吸い込まれた排気は、ファン３２を回り込むようにして後方へと流れ、モータケース３１と電動機３３との間の隙間を通って排気噴出口３４，３４から排出される。

そして、排気噴出口３４から排出された排気は、その排気に含まれる塵埃（ごみ）の一部がフィルタ３７によって除去され、さらにＨＥＰＡフィルタ４０を通過することで、塵埃がさらに除去される。また、排気に含まれる塵埃はもともとプラスに帯電しているので、制御基板７０の制御によって、高電圧発生装置６０を介して放電電極５０が高電圧状態に設定されると、放電電極５０からマイナスの電荷（マイナスイオン）が発生して、プラスに帯電した塵埃とプラスに帯電した塵埃とがマイナスの電荷と結合して、プラスに帯電した状態のより大きな塵埃になり、ＨＥＰＡフィルタ４０によって捕集される。つまり、放電電極５０によってマイナスの電荷を介して塵埃同士を互いに吸着させることで塵埃の塊を作って、捕塵効率を上げることができるようになっている。このように、塵埃の塊を作ることにより、ＨＥＰＡフィルタ４０での捕塵効率が高められる。

さらに、前記したように、ＨＥＰＡフィルタ４０にはマイナスに帯電した層４２が設けられているので、プラスに帯電した塵埃がＨＥＰＡフィルタ４０に吸着し易くなり、捕塵効率がさらに高められる。さらに、電動送風機３０の排気噴出口３４とＨＥＰＡフィルタ４０との間がインナーケース１０によって閉鎖空間Ｓとされており、排気噴出口３４から排出された排気はすべてＨＥＰＡフィルタ４０を通過するようになっているので、捕塵効率がさらに高められるようになっている。さらに、閉鎖空間Ｓに放電電極５０を設けることにより、電荷と塵埃とが効率的に結合して、塵埃同士の吸着率が高められるので、塵埃の塊を作り易くなり、捕塵効率をさらに高めることが可能になる。このように、ＨＥＰＡフィルタ４０と放電電極５０との組み合わせだけではなく、さらに閉鎖空間Ｓとも組み合わせることにより、捕塵効率を従来よりもさらに一層高めることが可能になる。

また、本実施形態の電気掃除機１では、図４に示すように、ＨＥＰＡフィルタ４０を通過した排気が、インナーケース１０の背面１０ａ４とケース本体２との間に形成された排気流路Ｑ３を通って、底面１０ａ３とケース本体２との間に形成された排気流路Ｑ４を通るように構成されている。なお、排気流路Ｑ３を通る排気は、その一部が上ケース２ｂに形成された排出口２ｂ１（図８参照）を通って、背面カバー２ｅに形成された排出口８から排出される。

また、図５に示すように、ＨＥＰＡフィルタ４０を通過した排気は、インナーケース１０の側面１０ａ１とコードリール２０との間に形成された排気流路Ｑ１を通り、コードリール２０内の排気流路Ｑ５を通って、図示左側の排出口７から排出される。また、ＨＥＰＡフィルタ４０を通過した排気は、インナーケース１０の側面１０ａ２とケース本体２との間に形成された排気流路Ｑ２、排気流路Ｑ４、排気流路Ｑ５を順番に通る。また、排気流路Ｑ２を通る排気の一部は、図示右側の排出口７から排出される。

このように、ＨＥＰＡフィルタ４０を通過した排気が、インナーケース１０の側面（側面１０ａ１，１０ａ２，背面１０ａ４）から底面１０ａ３を通過した後、コードリール２０を通って、外部に排出されるように排気流路Ｑ１〜Ｑ５が形成されているので、ケース本体２内の後部に排気を万遍なく流通させることができ、効率的な冷却が可能になる。

また、モータ制御基板８０をインナーケース１０の底面１０ａ３に配置したので、排気流路Ｑ３に配置された制御基板７０を通過する暖められた排気だけではなく、排気流路Ｑ１，Ｑ２を通過する暖められていない排気によってもモータ制御基板８０を冷却することができる。したがって、モータ制御基板８０の冷却効率を高めることができる。また、モータ制御基板８０が排気流路Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３の３流路を通る排気によって冷却されるので、冷却効率が高められる。また、高温の発熱体である双方向性半導体素子を備えたモータ制御基板８０を、メインの制御基板７０とは別個に形成して、制御基板７０から離れた底面１０ａ３に配置したので、モータ制御基板８０で加熱された高温の排気が排気流路Ｑ３に逆流することがなく、制御基板７０の冷却効率が高められる。

なお、本実施形態では、排気流路Ｑ３に制御基板７０を配置し、排気流路Ｑ４にモータ制御基板８０を配置することにより、別個に冷却手段を追加することなく、制御基板７０およびモータ制御基板８０を冷却することが可能になる。

ところで、外観をコンパクトに見せるためにそのケース本体２の上面を卵型、つまり幅方向中央から側方に向けて下方に湾曲するように形成することが要求される。そこで、本実施形態の電気掃除機１では、図５に示すように、ＨＥＰＡフィルタ４０を幅方向中心から側方（図示右側）に向けて下方へ傾斜させるように形成することで、ＨＥＰＡフィルタ４０の上部における、ＨＥＰＡフィルタ４０とケース本体２との間に形成される排気の流路断面積を幅方向（左右方向）の一端から他端まで均一にすることができるので、電気掃除機１の性能（ごみを吸う性能）が損なわれるのを防止できる。

また、本実施形態の電気掃除機１では、放電電極５０がインナーケース１０に取り付けられているので、放電電極５０の取付安定性を向上することができる。

また、本実施形態の電気掃除機１では、インナーケース１０の側面（背面１０ａ４）に沿って制御基板７０を配置し、また、インナーケース１０の底面１０ａ３に沿ってモータ制御基盤８０を配置することにより、スペースの有効活用が図れる。

また、本実施形態の電気掃除機１では、高電圧発生装置６０をインナーケース１０の外側に配置したので、高電圧発生装置６０の温度上昇を防止することができ、安全性を確保することができる。

また、本実施形態の電気掃除機１では、ＨＥＰＡフィルタ４０がマイナスに帯電した層を有しているので、排気に含まれるプラスに帯電した塵埃の捕集率を高めることができ、排気の捕塵効率を高めることができる。

本実施形態の電気掃除機を示す外観斜視図であり、（ａ）は斜め前方から見たとき、（ｂ）は斜め後方から見たときである。 本実施形態の電気掃除機の内部構造を示す斜視図である。 インナーケースとその他主要部を示す斜視図である。 図１（ａ）のＡ−Ａ部分断面図である。 図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。 インナーケースの内部を示す斜視図である。 ＨＥＰＡフィルタの断面図である。 背面カバーを取り外したときの外観斜視図である。

符号の説明

１ 電気掃除機
１０ インナーケース
１０ａ１，１０ａ２ 側面
１０ａ３ 底面
１０ａ４ 背面
２０ コードリール
３０ 電動送風機
４０ ＨＥＰＡフィルタ
５０ 放電電極
６０ 高電圧発生装置
７０ 制御基板
８０ モータ制御基板
Ｓ 閉鎖空間

Claims (10)

1. 電動送風機と、
   前記電動送風機からの排気を通過させるＨＥＰＡフィルタと、
   前記電動送風機からの排気に含まれる塵埃同士を吸着させる電荷を生成する放電電極と、
   前記電動送風機の排気噴出口と前記ＨＥＰＡフィルタとの間を閉鎖する閉鎖空間を構成するインナーケースと、を備え、
   前記閉鎖空間に前記放電電極を配置したことを特徴とする電気掃除機。
2. 前記インナーケースは、
   前記電動送風機が、前方から排気が導入されるように収容され、
   前記ＨＥＰＡフィルタが、前記電動送風機の上方に上向きで配置されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
3. 前記ＨＥＰＡフィルタを通過した排気が、前記インナーケースの側面から底面を通過した後、コードリールを通って、外部に排出されるように排気流路が構成されていることを特徴とする請求項２に記載の電気掃除機。
4. 前記インナーケースの背面に制御基板を配置したことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電気掃除機。
5. 前記制御基板とは別個に、前記電動送風機の回転を制御するモータ制御基板を備え、
   前記インナーケースの底面に前記モータ制御基板を配置したことを特徴とする請求項４に記載の電気掃除機。
6. 前記ＨＥＰＡフィルタを、幅方向中心から側方に向けて下方へ傾斜するように構成したことを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の電気掃除機。
7. 前記ＨＥＰＡフィルタが、少なくとも後方に張り出して配置されていることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の電気掃除機。
8. 前記放電電極は、前記インナーケースに取り付けられていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電気掃除機。
9. 前記放電電極に高電圧を発生させる高電圧発生装置は、前記インナーケースの外側に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の電気掃除機。
10. 前記ＨＥＰＡフィルタは、マイナスに帯電した層を有していることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の電気掃除機。

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