JP2008086551A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】吸引力の低下を防止する電気掃除機を提供する。
【解決手段】二次フィルター４９を除塵する弾き体２８ａによって、適宜二次フィルター４９の濾過性能を復活させること即ち吸引力を復活させることができると共に、除塵手段６２の運転動作状態例えば弾き体２８ａの動きを表示手段７７に表示が可能となり、使用者は電気掃除機の吸引力が適時復活することを実感できる。
【選択図】図７

Description

本発明は、集塵容器の内面に付着した塵埃を、集塵部を加振することにより除去する除塵手段を有す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として、減速機構を備えたモータで駆動されるアーム（除塵手段）の移動によって略平面状の塵埃捕集手段（プリーツ状の集塵フィルター）のプリーツ部分を順次たたくようにすることで振動を与えて、フィルター面に付着した細塵を振るい落とすことで吸い込み性能の低下を抑えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−３５８０３２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された電気掃除機の除塵手段には、その除塵動作終了時の除塵手段の位置についての研究がなされていないため、吸い込み性能の低下を抑える目的で構成された除塵手段が、電動送風機の吸引風を妨げる位置に停止していた場合には逆に吸い込み風量（吸い込み力）の低下を引き起こす原因になってしまうことがあることが判った。例えば特許文献１の実施例１において、集塵フィルター５１のプリーツ５２を叩いて振動を与えて除塵する除塵手段である干渉体５３の記載があるが、もしアーム３８が吸気部３５を少しでも塞ぐような位置に停止すれば、そのアーム３８そのものが電動送風機の吸引力に影響するものとなるため、電気掃除機本体としての吸い込み性能が低下することは容易に推定できるものである。

本発明は前記従来の課題を解決するもので、吸引した塵埃を捕集するフィルター面上に付着した塵埃をたたきおとして吸い込み性能の低下を抑えるようにした除塵手段であって、その除塵手段の最終停止する位置が通気圧損の少ない所定の位置に停止可能とすることで、除塵手段そのもので吸い込み性能が低下することをも防止できる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、電動送風機と、塵埃を捕集する集塵容器と、前記電動送風機に連通すると共に前記集塵容器が着脱自在に装着される集塵容器収納部と、前記集塵容器には塵埃を捕集するフィルターと、前記フィルター面上を摺動可能に設けられ前記フィルターに付着した塵埃を除去可能に構成された除塵手段と、前記除塵手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段とを設け、前記制御手段は前記駆動手段を制御し前記フィルター面に付着する塵埃を任意のタイミングで除去を行う電気掃除機において、前記制御手段は、前記除塵手段での除塵動作を行わないときには前記除塵手段を前記フィルター面上の所定の位置Ａに停止するよう前記駆動手段を制御することにより、電動送風機の発生する吸引力をロスさせる位置に除塵手段が停止したまま使用者が電気掃除機を使用することが無いよう、制御手段は検知手段からの信号に応じて駆動手段をフィードバック制御して吸引力のロスになりにくい所定の位置Ａに除塵手段を停止することができ、即ち吸い込み力を長時間に渡って持続可能であると共に電動送風機の持っている吸引力を常に最大限に引き出し可能な電気掃除機を提供できる。

本発明の電気掃除機は、使用者が特に意識することなく安定した吸い込み性能で被掃除床面の塵埃を吸引することができ、フィルターに付着した塵埃のお手入れの手間の低減等と合わせて使い勝手のよい電気掃除機を提供することができる。

第１の発明は、電動送風機と、塵埃を捕集する集塵容器と、前記電動送風機に連通すると共に前記集塵容器が着脱自在に装着される集塵容器収納部と、前記集塵容器には塵埃を捕集するフィルターと、前記フィルター面上を摺動可能に設けられてフィルターに付着した塵埃を除去可能に構成された除塵手段と、制御手段で制御され前記除塵手段を駆動する駆動手段とを設け、前記制御手段はフィルター面に付着する塵埃を任意のタイミングで除去可能である電気掃除機において、制御手段はフィルターに付着した塵埃を除塵手段で除塵しないときには除塵手段をフィルター面上の所定の位置Ａに停止するよう駆動手段で停止駆動可能であるようにすることで、電動送風機の発生する吸引力をロスさせる位置に除塵手段が停止したまま使用者が電気掃除機を使用することが無いよう、制御手段は検知手段からの信号に応じて駆動手段をフィードバック制御して吸引力のロスになりにくい所定の位置Ａに除塵手段を停止することができ、即ち吸い込み力を長時間に渡って持続可能であると共に電動送風機の持っている吸引力を常に最大限に引き出し可能な電気掃除機を提供できる。

第２の発明は、特に、第１の発明の構成において、駆動手段の位置または動作状態を検出可能な検知手段を備え、制御手段は、前記検知手段からの情報または除塵手段の所定の位置検出手段の情報の少なくとも１つの情報とから、フィルター面上の除塵手段の位置を特定可能である電気掃除機とするもので、制御手段は検知手段からの信号によって除塵手段が電動送風機の吸引力をロスさせる位置に停止しているか否か或いは停止しないよう判別・制御可能とできるものである。

第３の発明は、特に、第２の発明の構成において、駆動手段はモータとその回転出力を減速する減速機構から構成され、検知手段は、少なくとも前記駆動手段のモータに流れる負荷電流を検知する電流検知手段、または前記駆動手段の減速機構の所定の回転部の動きを検出可能な磁気センサ手段とし、位置検出手段は除塵手段の所定の位置を検出するスイッチ手段とした電気掃除機とするもので、除塵手段の最大動作範囲の中で変化する駆動手段のモータに流れる負荷電流に規則性があることを利用（例えば、除塵手段が動作可能範囲の端部まで移動するとそれ以上の移動が不可能であることからモータはロック状態になり、モータの負荷電流が極端に大きくなることを検知手段で検知できる）、或いは駆動手段の駆動軸の回転を検知可能なように駆動軸と固定部間でマグネットとホールＩＣ等で構成される磁気センサにより回転を検知できるようにする事で、回転数と除塵手段の移動距離との相関関係を利用して除塵手段の位置を推定算出、或いは駆動手段の（除塵手段を含めた）最終出力端部の位置が所定の位置に移動することで動作するスイッチ手段の信号変化、何れかの検知手段の情報から制御手段は除塵手段の位置を検知可能となるものである。

第４の発明は、特に、第２の発明または第３の発明の構成において、使用者に報知可能な表示手段を備え、制御手段は除塵手段および駆動手段の動作速度ならびに動作位置を、前記表示手段にて表示速度ならびに表示位置として表示するように表示手段を駆動制御することを特徴とする電気掃除機とするものであり、制御手段は検知手段の情報から駆動手段及び／又は除塵手段の位置・動作速度等を検知可能であり、前期情報に応じて表示手段を駆動するもので、使用者は表示手段の動きを見ることで除塵手段の動きが良好であることを確認でき、安心して使用できる。

第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明の所定の位置Ａは、電動送風機の吸引力の低下度合いの少ない通気圧損の低い位置とした電気掃除機とするもので、除塵手段でフィルター部に付着した細塵を除去すると共に除塵手段の位置を電動送風機の吸引力が常に最大限に発揮できる位置に配置可能な電気掃除機を提供できるものである。

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）
本発明の実施の形態における電気掃除機について、図１〜図７を用いて説明する。図１は、本実施の形態における電気掃除機の全体斜視図、図２は同電気掃除機本体の側断面図である。図１、２において、掃除機本体１は、後部に電動送風機２を内蔵した電動送風機室３が配され、前部に、着脱自在で塵埃を分離捕集する集塵容器４を収納する集塵容器収納部５が配され、後方下部の両側に１対の走行用の車輪６が回転自在に取り付けられ、底面前部には、同じく走行用のキャスター７が取り付けられている。掃除機本体１の前部には、ホース８の一端に設けた接続パイプ９が着脱自在に接続される吸気口１０が設けられている。ホース８の他端には、掃除の際に握ると共に掃除機本体１の運転を操作するための操作部１１ａを有する把手１１を備えた先端パイプ１２が設けられている。１３は伸縮自在或いは継ぎ自在の延長管で、吸引気流の下流側端部が前記先端パイプ１２に着脱自在に接続され、他端は、塵埃掻き上げ用の回転ブラシ１４とその回転ブラシ１４を回転駆動するモータ１５を内蔵した吸込み具１６に着脱自在に接続される。１７は、弾性材料から成形され掃除機本体１の前部から両側にかけて延設されたバンパーで、掃除機本体１の走行時に、掃除機本体１が家具、柱などに衝突してもそれらに傷を付けないようにするための物である。１８は、掃除機本体１を持ち運ぶ際に立てて使用する本体ハンドルで、掃除機本体１の重心を通る垂直線上に回動中心が位置するように掃除機本体１の上部に回動自在に取り付けられている。１９は、集塵容器４の持ち運び用の容器ハンドルで、集塵容器４を持ち運ぶ時や、掃除機本体１の集塵容器収納部５から取り外す時に、握るものである。掃除機本体１の外郭は、後方に電動送風機２を収納する電動送風機室３を形成した下ボデー１ａと上ボデー１ｂから構成されている。電動送風機２の前部は、弾性体よりなるサポート前２０で、後部は、同じく弾性材料からなるサポートウシロ２１で、電動送風機室３内に支持されている。２２は、電動送風機室３と集塵容器収納部５とを仕切る隔壁で、略中央に電動送風機２の吸入開口２ａと連通する格子状の隔壁開口部２３が設けられ、その隔壁開口部２３は、集塵容器収納部５側から三次フィルター２４で覆われている。２５は、掃除機本体１に電源を供給する電源コードである。掃除機本体１の吸入口１０の後方には、集塵容器４を集塵容器収納部５に装着したときに、集塵容器４の前部に密着するパッキン２９が設けられている。

次に、集塵容器４の構成について図３〜６を用いて説明する。図３は、同電気掃除機の集塵容器の一部欠裁斜視図、図４は、同集塵容器の断面図、図５は、同集塵容器と集塵容器収納部の斜視図、図６は、同集塵容器の裏面斜視図である。

図３〜６において、集塵容器４は、集塵容器本体２７と、集塵容器本体２７の後方開口部に着脱自在に装着されるフィルターユニット２８から構成されている。集塵容器本体２７の前部には、集塵容器４を掃除機本体１の集塵容器収納部５に装着した時に、掃除機本体１の吸入口１０の後方に設けたパッキン２９に気密に圧接し連通する吸入口Ａ３０が設けられている。集塵容器本体２７は、さらに、吸入口Ａ３０に直接連通すると共に粗塵を収納する粗塵室３１と粗塵室３１を通過した吸引風に含まれた細塵を捕集するフィルターユニット２８から離脱した細塵を収納する細塵室３２と、前記粗塵室３１と細塵室３２の下部開口３９を覆うと共に後方端部が集塵容器本体２７に回動自在に軸支された蓋体３３を備えている。

蓋体３３は、コイルバネ３４により開成方向に付勢されており、通常は集塵容器本体２７に設けた尾錠３５で、その前部が閉じた状態に保持されており、容器ハンドル１９の前部に設けた操作部３６を押すと、それに連結された連結棒３７を介して尾錠３５を外方に移動し、蓋体３３がコイルバネ３４の付勢力で開くようになっている。

なお、５３は、バネ材で、操作部３６を常時上方に付勢するためのものである。粗塵室３１は、吸気口Ａ３０と連通する粗塵室開口部３１ａを有する共に、その粗塵室開口部３１ａ部分を除く全内周壁（４側壁）は、下部開口３９に向かって次第に広がる傾斜面４０を有する一次フィルターＡ４２で形成されている。５４は、集塵容器４の側部に回転自在に支持された駆動軸で、後端にギヤＢ５４ａを有し、さらに、ギヤＡ２８ｂに噛み合うギヤＣ５４ｂを備えている。一方、掃除機本体１の隔壁２２には、集塵容器４を集塵容器収納部５に装着したときに、ギヤＢ５４ａが噛み合うと共に、駆動手段である駆動モータ６２で回転駆動されるギヤＥ５６を収納するギヤ収納部５７が設けられている。フィルターユニット２８は、図６に示すように、枠体４８と、プリーツ折りされそのプリーツ目を縦方向にして枠体４８に設けられた二次フィルター４９と、横方向に摺動自在に設けられ除塵手段である弾き体２８ａと、フィルターユニット２８の側部に回転自在に設けられたギヤＡ２８ｂと、前記ギヤＡ２８ｂの外周部と弾き体２８ａの一部とを連結する連結棒Ｂ２８ｃとから構成されている。さらに、弾き体２８ａの二次フィルター４９と対向する面には、プリーツ折りされた二次フィルター４９の各山折り部４９ａに当接する突起（図示せず）が設けられている。

上記構成により、ギヤＡ２８ｂを回転させると、連結棒Ｂ２８ｃを介して連結された弾き体２８ａがクランクシャフト駆動と同様の作用で左右に往復移動すると共に、その間に、弾き体２８ａに設けた突起が、二次フィルター４９の山折り部４９ａを弾き、その時に振動やショックで、二次フィルター４９の裏面（粗塵室３１側の面）に付着した細塵がふるい落とされ、細塵室３２に溜まると共に、二次フィルター４９の濾過性能が復活するようになっている。

フィルターユニット２８の枠体４８の下流側端部には全周に渡ってリップ５１が、一体叉は一体的に形成され集塵容器４を集塵容器収納部５に装着した時に、そのリップ５１が掃除機本体１の隔壁２２の集塵容器収納部５側の面に圧接され、電動送風機２の運転時に外気が吸引されないようになっている。フィルターユニット２８の前面は、フィルターユニット２８を集塵容器本体２７に装着した時に、粗塵室３１の後方開口部３１ｂを気密に覆うようになっている。

また、フィルターユニット２８の枠体４８のギヤＡ２８ｂの近傍には、弾き体２８ａが移動することで弾き体２８ａによって押圧されることで開閉動作するスイッチ手段６３ｂ（図示せず）が配置されている。

次に、図７を用いて、本実施の形態における電気掃除機の制御動作について、説明する。図７において、６１は制御手段６４からの信号を受けて、ギヤＥ５６を回転駆動する駆動手段でモータ及び減速機等から構成されている。６３ａは駆動手段６１のモータに流れる負荷電流を検出する検知手段で、電流の増減で前記モータの負荷量を検出して制御手段６４にその情報を出力する。更に制御手段６４は、使用者によって操作部１１ａより入力された操作情報、例えば、電動送風機２の自動運転、吸込み具１６に内蔵されたモータ１５の運転などの操作情報に基づき、電動送風機２、モータ１５を制御・駆動する。６２はギヤＥ５６の回転駆動を駆動軸５４に取り付けられたギヤＣ５４ｂと、ギヤＤ５４ｃを介して、ギヤＡ２８ｂに伝達され、弾き体２８ａの左右移動運動に変換するよう構成された部分を含み総称して除塵手段とするものである。６３ｂは前記したように弾き体２８ａがギヤＡ２８ｂ直近に移動することで押圧され閉（又は開）動作するスイッチ手段（位置検出手段）で、その閉（又は開）動作情報は制御手段６４に送信される。

上記のように構成された本実施の形態における電気掃除機の動作、作用は以下の通りである。電気掃除機の使用開始に当たり、使用者が、掃除機本体１より電源コード２５を引き出して、その電源プラグ２５ａを室内の壁に設けたコンセントに差すと、制御手段６４は掃除機本体１に通電されたことを検知し、駆動手段６１に駆動信号を出力する。

信号を受けた駆動手段６１は、ギヤＥ５６を回転駆動する駆動モータを駆動する。そして、ギヤＥ５６が回転することによって、駆動軸５４に取り付けられたギヤＣ５４ｂと、ギヤＤ５４ｃを介して、ギヤＡ２８ｂに伝達され、弾き体２８ａが左右に往復移動して、二次フィルター４９の山折り部４９ａを弾いて、二次フィルター４９の裏面に付着した細塵をふるい落とす動作が、あらかじめ設定した時間内で行なわれる。

ところで弾き体２８ａはギアＡ２８ｂの回転運動を左右の往復運動に変換することで二次フィルター４９の山折り部４９ａを弾くよう構成されているため、ギヤＡ２８ｂが連結棒Ｂ２８ｃに加える力、すなわち駆動手段６１の駆動モータの負荷はギヤＡ２８ｂの回転角度によって変化するものであり、具体的には、弾き体２８ａの移動可能な左右最大位置では駆動モータの負荷電流は最小になる。制御手段６４は検知手段６３ａで前記負荷電流の変化から弾き体２８ａが二次フィルター４９上での位置（端部近傍或いは略中央等）が検知可能となるものである。

更に弾き体２８ａがギヤＡ２８ｂ直近に移動することで押圧され閉（又は開）動作するスイッチ手段６３ｂの情報信号を制御手段６４で検知すると、上述した検知手段６３ａとの信号情報と合わせて制御手段６４で検出判断することで、制御手段６４は弾き体２８ａが二次フィルター４９上のどの辺に位置しているかをかなり精度よく判定することができる。したがって制御手段６４は、前記判定結果をベースに表示手段７７に弾き体２８ａの動きに合わせて使用者へ報知可能に表示することができるものである。

尚、上記では検知手段６３ａを駆動モータの負荷電流を検知する電流検知手段として説明したが、これに限定するものではなく、検知手段６３ａを前記駆動手段６１の減速機構の所定の回転部の動きを検出可能な磁気センサ手段としてもよいものである。

本実施の形態では、さらに、把手１１に設けた操作部１１ａを操作して、電気掃除機の運転を停止すると、制御手段６４が検知して、運転開始時の二次フィルター４９の弾き体２８ａによる細塵のふるい落とし動作と同じ動作を、あらかじめ設定した時間内もしくは回数内で行うようにしている。

次に、二次フィルター４９から振るい落とされた細塵の廃棄について説明する。集塵容器４を集塵容器収納部５から取り外す時は、容器ハンドル１９を握って集塵容器４を上方に持上げるだけで良い。そして、集塵容器４をごみ箱などの上に持っていって、操作部３６を押すと、連結棒３７が下がって、尾錠３５が外方に移動して、蓋体３３と尾錠３５との係止が解除され、蓋体３３がコイルバネ３４の付勢力で開成し、粗塵室３１内の圧縮された塵埃並びに、細塵室３２に堆積した細塵がごみ箱内に落下する。

以上のように、本実施の形態によれば、二次フィルター４９を除塵する弾き体２８ａによって、適宜二次フィルター４９の濾過性能を復活させることすなわち吸引力を復活させることができると共に、除塵手段６２の運転動作状態、例えば弾き体２８ａの動きを表示手段７７に表示が可能となり、使用者は電気掃除機の吸引力が適時復活することを実感できる。例えば、制御手段６４は除塵手段６２および駆動手段６１の動作速度ならびに動作位置を、前記表示手段７７にて表示速度ならびに表示位置として表示するように表示手段７７を駆動制御すれば良い。

さらに、制御手段６４は検知手段６３ａとスイッチ手段６３ｂの情報を用いて駆動手段６１を駆動すれば、例えばスイッチ手段６３ｂが閉路した瞬間を制御手段６４で検知したタイミングで駆動手段６１を停止すれば、弾き体２８ａを二次フィルター４９上スイッチ手段６３ａに接する位置に停止することができるし、或いは検知手段６３ａの出力変化と弾き体２８ａの位置との関係（弾き体２８ａが左右往復運動の中で、左又は右端部に来たときには駆動手段６１の負荷は極少になる等）を調べることで制御手段６４は更に任意の位置に弾き体２８ａを停止可能に制御できるものである。

ところで除塵手段６２は弾き体２８ａを含めて電動送風機２の吸引力の最も作用する部分に位置することになるため、細塵のふるい落とし動作をするとき以外はできるだけ吸引風の通過圧にならない所定の位置Ａに停止しておくことが良い。前期所定の位置Ａは、実際の集塵容器４を使って弾き体２８ａ等の位置と吸い込み性能との関係を確認して決定することができる。

一般的には、弾き体２８ａは二次フィルター４９上で最も端部に停止させておくほうが吸い込み性能への影響は少なくなるが、集塵容器４の構成や電動送風機２と集塵容器４との位置関係で変化するものであることは言うまでも無く、本発明の検知手段６３ａまたはスイッチ手段６３ｂの少なくとも１つの手段を備えて制御手段で所定の位置Ａに移動制御することで、目的とするところの吸引力の低下防止即ち通気圧損の少ない位置に除塵手段を移動・停止・配置可能とできるものである。

以上のように、本発明はフィルター等により細塵を捕集する電気掃除機で、前記フィルターの目詰まり防止に効果を発揮するものであり、家庭用だけでなく、使用者がお手入れすることが困難なビルトインタイプ（セントラルクリーナ）のような電気掃除機にも応用・展開できる。

本発明の実施の形態における電気掃除機の全体斜視図 同電気掃除機本体の側断面図 同電気掃除機の集塵容器の一部欠裁斜視図 同集塵容器の断面図 同集塵容器と集塵容器収納部の斜視図 同集塵容器の裏面斜視図 同電気掃除機の回路構成ブロック図

符号の説明

１ 電気掃除機本体
２ 電動送風機
４ 集塵容器
５ 集塵容器収納部
２７ 集塵容器本体
２８ａ 弾き体（除塵手段）
４９ 二次フィルター（フィルター）
６１ 駆動手段
６３ａ 検知手段
６３ｂ スイッチ手段（位置検出手段）
６４ 制御手段
７７ 表示手段

Claims (5)

1. 電動送風機と、塵埃を捕集する集塵容器と、前記電動送風機に連通すると共に前記集塵容器が着脱自在に装着される集塵容器収納部と、前記集塵容器には塵埃を捕集するフィルターと、前記フィルター面上を摺動可能に設けられ前記フィルターに付着した塵埃を除去可能に構成された除塵手段と、前記除塵手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段とを設け、前記制御手段は前記駆動手段を制御し前記フィルター面に付着する塵埃を任意のタイミングで除去を行う電気掃除機において、前記制御手段は、前記除塵手段での除塵動作を行わないときには前記除塵手段を前記フィルター面上の所定の位置Ａに停止するよう前記駆動手段を制御することを特徴とする電気掃除機。
2. 駆動手段の位置または動作状態を検出可能な検知手段を備え、制御手段は、前記検知手段からの情報または除塵手段の所定の位置検出手段の情報の少なくとも１つの情報とから、フィルター面上の除塵手段の位置を特定可能である請求項１に記載の電気掃除機。
3. 駆動手段はモータとその回転出力を減速する減速機構から構成され、検知手段は、少なくとも前記駆動手段のモータに流れる負荷電流を検知する電流検知手段、または前記駆動手段の減速機構の所定の回転部の動きを検出可能な磁気センサ手段とし、位置検出手段は除塵手段の所定の位置を検出するスイッチ手段とした請求項２に記載の電気掃除機。
4. 使用者に報知可能な表示手段を備え、制御手段は除塵手段および駆動手段の動作速度ならびに動作位置を、前記表示手段にて表示速度ならびに表示位置として表示するように表示手段を駆動制御することを特徴とする請求項２または３に記載の電気掃除機。
5. 所定の位置Ａは、電動送風機の吸引力の低下度合いの少ない通気圧損の低い位置とした請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気掃除機。

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