JP2008104686A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】除塵動作を無駄なく、効率よく行ない、高い吸引力を維持できる使用性の良い電気掃除機を提供する。
【解決手段】塵埃を捕集する集塵手段１０と、この集塵手段１０の内壁に付着した塵埃を除去する除塵手段５と、前記集塵手段１０近傍に備えられ、前記集塵手段１０から除塵される塵埃の量を検出する塵埃量検出手段１４とを備え、前記塵埃量検出手段１４によって検出された塵埃の量に応じて、前記除塵手段５の駆動時間を変えるもので、例えば、除塵される塵埃が多いときは、除塵手段５の駆動時間を長くし、除塵される塵埃が少ないときは、除塵手段５の駆動時間を短くすれば、除塵手段５を無駄に駆動したりすることが無く、効率よく除塵を行なうことが出来ると共に、除塵も常に確実に行なえるので、常に高い吸引力を維持できる使用性の良い電気掃除機を提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は電気掃除機に関するもので、特に、除塵機能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、コイルとコアで形成された電磁石の磁界により振動する振動子からなる除塵手段と、掃除機本体内の集塵室内に着脱自在に装着され吸引した塵埃を捕集する集塵袋と、吸引風を発する電動送風機を配設した電動送風機室と、前記集塵室と前記電動送風機室とを連通する連通孔を備え、前記除塵手段の振動面を、前記集塵袋の前記連通孔に面する外面、すなわち前記電動送風機の吸気口部側で塵埃が強く付着する側の外面に臨ませ、スイッチ手段からの信号で制御手段が任意の所定時間前記コイルに断続的に通電して、その間、前記電磁石が振動子の吸引、乖離を繰り返して振動子に振動を与え、これにより、振動子の振動面が集塵袋の外面を叩くことで、集塵袋の内面に付着した塵埃を除塵するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−９１９６２号公報（第２−３頁、第１図）

しかしながら前記従来の電気掃除機の構成では、集塵袋から除塵された塵埃の量や種類に関係なく、一律的な除塵動作を行うため、塵埃が確実に全て除去できない状態で除塵動作を終了したり、また逆に集塵袋の除塵が完了した後でも、除塵動作を継続しているといった無駄な動作を行う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、集塵袋などの集塵手段から除塵された塵埃の量に応じて、除塵動作を無駄なく、効率よく行ない、高い吸引力を維持できる使用性の良い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、塵埃を捕集する集塵手段と、この集塵手段の内壁に付着した塵埃を除去する除塵手段と、前記集塵手段近傍に備えられ、前記集塵手段から除塵される塵埃の量を検出する塵埃量検出手段とを備え、前記塵埃量検出手段によって検出された塵埃の量に応じて、前記除塵手段の駆動時間を変えるもので、例えば、除塵される塵埃が多いときは、除塵手段の駆動時間を長くし、除塵される塵埃が少ないときは、除塵手段の駆動時間を短くすれば、除塵動作時間が長すぎる事も無く、また、塵埃の集塵手段への付着残りも無く、除塵動作を行う毎に吸引力が完全に回復した使用性の良い電気掃除機を提供できるものである。

本発明の電気掃除機は、集塵手段から除塵された塵埃の状況に応じて除塵動作や時間を変更するため、除塵動作時間が長すぎる事も無く、また、塵埃の集塵手段への付着残りも無く、除塵動作を行う毎に吸引力が完全に回復した使用性の良い電気掃除機を提供できるものである。

第１の発明は、塵埃を捕集する集塵手段と、この集塵手段の内壁に付着した塵埃を除去する除塵手段と、前記集塵手段近傍に備えられ、前記集塵手段から除塵される塵埃の量を検出する塵埃量検出手段とを備え、前記塵埃量検出手段によって検出された塵埃の量に応じて、前記除塵手段の駆動時間を変えるもので、例えば、除塵される塵埃が多いときは、除塵手段の駆動時間を長くし、除塵される塵埃が少ないときは、除塵手段の駆動時間を短くすれば、除塵動作時間が長すぎる事も無く、また、塵埃の集塵手段への付着残りも無く、除塵動作を行う毎に吸引力が完全に回復した使用性の良い電気掃除機を提供できるものである。

第２の発明は、特に、第１の発明の塵埃量検出手段を、所定の大きさ以上の塵埃を検出する第１塵埃検出手段と、前記所定の大きさ以上及びそれより小さい塵埃を検出する第２塵埃検出手段とで構成し、除塵動作時に、前記第１塵埃検出手段と、前記第２塵埃検出手段のそれぞれからの信号を比較し、除塵手段の駆動時間を、大きい塵埃が多い場合は短く、小さい塵埃が多い場合は長くするようにしたもので、除塵動作時に大きな塵埃が多く検出される場合、綿ゴミなど除塵が容易な塵埃の付着だと推定されるため、除塵手段の駆動時間を短くし、逆に、砂など小さな塵埃が多く検出される場合、微細塵など除塵が難しい塵埃の付着だと推定されるため、除塵手段の駆動時間を長くすることで、最適な除塵時間で確実に除塵できる電気掃除機を提供できるものである。

第３の発明は、特に、第２の発明の大きな塵埃が多い場合は、小さい塵埃が多い場合と比較して、除塵手段の動作する力を同等若しくはそれ以下とするもので、除塵動作時に大きな塵埃が多く検出される場合、綿ゴミなど除塵が容易な塵埃の付着だと推定されるため、除塵手段の集塵手段へ与える力を小さくし、静かに除塵する。逆に、除塵動作時に小さな塵埃が多く検出される場合、微細塵など除塵が難しい塵埃の付着だと推定されるため、除塵手段の集塵手段へ与える力を大きくして除塵力を増加させて、より短時間で、確実に、しかも効率良く除塵できる使用性の良い電気掃除機を提供できるものである。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の電気掃除機に報知手段を設け、除塵動作時に塵埃量検出手段によって検出される塵埃の量が、一定時間の後に所定の閾値以下に減少しない場合は、前記報知手段で、使用者に、集塵手段を手動で除塵することを促すもので、除塵された塵埃の量が、時間の経過とともに減少しない場合、集塵手段に付着している塵埃の量が多く、除塵手段での除塵では多大な時間を要する、または、除塵手段で除塵しにくい状態である可能性が高いので、報知手段で、使用者に手動除塵を促すことで、自動除塵で対応できないような塵埃の付着や、異常状態を使用者に伝えることが出来、使用性の良い電気掃除機を提供できるものである。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか一つの発明の除塵動作時に塵埃量検出手段によって検出される塵埃信号が、所定の時間無い場合は、それまで設定されていた除塵動作時間をリセットし、直ちに除塵動作を停止するもので、塵埃量検出手段によって検出される塵埃が所定時間無い場合は、集塵手段には塵埃の付着は無いと思われるため、それまでの設定されていた除塵動作時間をリセットし、除塵動作を停止することで、無駄な消費電力を抑制し、かつ、使用者が速く次の掃除に移れる等、使用性の良い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、本実施の形態によって本発明が限定されるものでは無い。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における電気掃除機の制御ブロック図あり、図２は、同電気掃除機の概略図であり、図３は、同電気掃除機の塵埃量検出手段の構成図、図４は、同電気掃除機の集塵手段と塵埃量検出手段との構成図、図５は、同電気掃除機における塵埃の量と除塵時間との特性図、図６は、同電気掃除機の除塵動作の流れを表すグラフ、図７は、同電気掃除機において、塵埃が無い場合の除塵手段の動作説明図、図８は、同電気掃除機において、除塵できない塵埃の例を示す図である。

図１、２において、ファンモータ１は、電気掃除機本体８に、塵埃を吸引するための吸込力を発生させるものである。集塵手段１０は、ファンモータ１よりも吸気側に備えられており、ファンモータ１によって吸引された吸気風に含まれた塵埃を集塵し、きれいになった空気を通過させるものである。

除塵手段５は、集塵手段１０の内壁に付着した塵埃を振動で除去するもので、集塵手段１０の外面に臨まされており、集塵手段１０を振動させる振動板７と、振動板７を動作させる電磁石１２とで構成され、振動板７は、アクチュエータ９に取り付けられ、アクチュエータ９が動くことで、振動板７が動作する構成となっている。

アクチュエータ９は、磁石でできており、電磁石１２がオンされて交流電源に接続されることにより発生する交流磁界により、交流周波数に同期して往復運動を行う。それによりアクチュエータ９に取り付けられた振動板７も往復運動を行って、集塵手段１０を周期的に叩く動作となり、集塵手段１０に付着した塵埃を除くことができる。

入力設定手段２は、使用者が入力の高い強運転モードや、入力の低い弱運転モード等でファンモータ１を運転するために選択するもので、制御手段３に信号を伝達する運転切替スイッチ２ａと、操作することでファンモータ１を停止させる信号を制御手段３に伝達する運転停止スイッチ２ｂから構成されている。

制御手段３は、入力設定手段２からの信号に応じて、ファンモータ駆動手段４により位相制御を行うことで、ファンモータ１の入力を変える。除塵制御手段１３は、制御手段３からの駆動信号に応じて、電磁石１２のオンとオフを制御する。タイマー１８は、制御手段３からの動作信号を受け、時間の計測を開始し、所定の時間が経過すると制御手段３に終了信号を伝達する。

塵埃量検出手段１４は、図３に示すように、集塵手段１０を挟み込む様に取り付けられ、発光素子１５と、発光素子１５からの光を受ける受光素子１６と、受光素子１６から出力される信号を判断する判断部１７から構成されてる。発光素子１５と受光素子１６は、図４のように集塵手段１０の両側面に接する形で配置されている。また、集塵手段１０の発光素子１５と受光素子１６が接する部分は、少なくとも透明部材で形成されている。

報知手段６は、制御手段３からの信号を受けて、使用者に対し、手動での集塵手段１０の除塵や、集塵手段１０の点検を促すもので、本実施の形態においては、光で報知するように発光ダイオードを用いて構成している。

以上のように構成された本実施の形態における電気掃除機について、以下、図５〜７を用いてその動作、作用について説明する。

使用者が掃除動作を終了し、運転停止スイッチ２ｂを操作し、電気掃除機の運転を停止させる。運転停止スイッチ２ｂからの信号を受けた制御手段３は、ファンモータ駆動手段４にファンモータ１への通電を停止させる信号を出力するとともに、除塵制御手段１３に動作信号を送信し、さらにタイマー１８に信号を送信し、時間の計時を開始させる。

そして、タイマー１８が所定時間（例えば３秒）を測定し終えるまでは、除塵制御手段１３は、電磁石１２に通電を続け、それにより集塵手段１０へ振動が加わる。

タイマー１８は、所定時間の３秒が経過すると制御手段３に終了信号を送信し、その信号を受信した制御手段３は、第２の所定時間の間、塵埃量検出手段１４からの出力信号のパルス数をカウントする（図６中の区間Ａ）。図６の例では、区間Ａにおいては、パルス数は３発であるので、制御手段３は、図５のグラフに照らし合わせて、除塵動作の継続時間を５秒と決定し（図５中のＡ）、除塵制御手段１３とタイマー１８それぞれに５秒間動作するように信号を伝達する。

Ａで延長された５秒の除塵時間が終了すると、再びタイマー１８は、制御手段３に終了信号を送信し、その信号を受信した制御手段３は、塵埃量検出手段１４からの出力信号のパルス数をカウントする（図６中の区間Ｂ）。区間Ｂでのパルス数は、１発であるので、除塵動作の継続時間を、図５のグラフに基づき２秒と決定し（図５中のＢ）、除塵制御手段１３とタイマー１８それぞれに２秒間動作するように信号を発信する。

Ｂで延長された２秒間の除塵時間が終了すると、タイマー１８は、制御手段３に終了信号を送信し、その信号を受信した制御手段３は、塵埃量検出手段１４からの出力信号のパルス数をカウントする（図６中の区間Ｃ）。本例では、区間Ｃにおいては、集塵手段１０に付着した塵埃はほぼ無く、パルス数も０発であり、図５中のＣで除塵継続時間は０秒となり、電気掃除機の除塵動作は終了する。

以上のように、本実施の形態においては、除塵動作中に集塵手段１０から剥離する塵埃の量に応じて除塵動作の継続時間を決定するため、集塵手段１０への塵埃の付着状況に応じて、除塵時間を短縮し無駄な時間を省略したり、除塵不足で集塵手段１０に塵埃残りが発生することのない使用性の良い電気掃除機を提供できるものである。

また、集塵手段１０に塵埃の付着が無い場合は、時間をかけて除塵を行っても意味が無く、その間使用者は除塵が終了するのを待たなければならないし、除塵動作での消費電力も無駄となる。

そこで、本実施の形態では、図７のように、制御手段３は塵埃量検出手段１４からの出力信号のパルス数が、第３の所定時間（例えば１秒間）０発である場合は、設定されていた除塵継続時間をリセットし、直ちに通常の待機状態に移行するようにしている。

これにより、実際に集塵手段１０に塵埃の付着がない場合に、無駄に除塵動作を行うこともなく、省エネルギー性に優れた電気掃除機を提供できるものである。

或いは、図８に示すように、付着した塵埃の種類や量、付着方法によっては、除塵を繰り返しても一定値以下に塵埃の量が減少しないこともある。その場合、それ以上に除塵動作を継続しても大きな除塵効果は得られない。

そこで、除塵動作中の第２の所定時間での塵埃量検出手段１４からの出力信号のパルス数が所定の量（例えば１発）よりも低下しない場合は、制御手段３は、報知手段６に動作信号を伝達するとともに、除塵制御手段１３への駆動信号を停止する。

これにより、電動の除塵手段５では除塵しきれない塵埃の付着や、何らかの不具合が発生した場合等に延々と除塵を続けるのではなく、使用者に、報知手段６で、集塵手段１０を手動で除塵するように、或いは集塵手段１０を点検するのを促して、トラブルが少なく使用性の良い電気掃除機を提供できるものである。

（実施の形態２）
図９は、本発明の第２の実施の形態における電気掃除機の制御ブロック図、図１０は、同電気掃除機の除塵動作の流れを表すグラフであり、図１１は、同電気掃除機の塵埃量検出手段と除塵時間の関係図、図１２は、同塵埃量検出手段と除塵手段へ印加電圧の関係図である。なお、上記実施の形態１と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態における電気掃除機の塵埃量検出手段１４は、図９に示すように、赤外発光ダイオードとフォトトランジスタなどで構成された塵埃感知部２１と、塵埃感知部２１の出力信号に対して、オペアンプやコンパレータなどで構成された増幅機能とフィルタ機能を有した所定の第１増幅率をもって検出信号を判定出力する第１塵埃検出手段１９と、さらに大きな第２増幅率をもつ第２増幅部をもって検出信号を判定出力する第２塵埃検出手段２０から構成されている。第１塵埃検出手段１９は、綿ごみなど所定の大きさ以上の塵埃を検出するもので、第１塵埃検出手段１９より大きな増幅率を有する第２塵埃検出手段２０は、上記綿ごみのような大きな塵埃は勿論、それより小さな塵埃も検出するためのものである。

比較手段２２は、第１塵埃検出手段１９と第２塵埃検出手段２０から出力される、それぞれの出力信号のパルス数をカウントし、塵埃の内訳が、大きい塵埃が多いのか、小さい塵埃が多いのかを比較、判断し、制御手段３にその情報を伝達する。

以上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、作用について、図１０〜１２を用いて説明する。

使用者が電気掃除機の運転を停止すると、制御手段３は、ファンモータ駆動手段４にファンモータ１への通電を停止させる信号を出力するとともに、除塵制御手段１３に動作信号を送信し、さらにタイマー１８に信号を送信し、時間の計時を開始させる。

除塵制御手段１３による除塵動作を開始し、所定の時間が経過した後（例えば３秒後）、タイマー１８は、制御手段３に終了信号を発信し、終了信号を受信した制御手段３は比較手段２２に塵埃の大きさを判断させる信号を発信する。その信号を受けた比較手段２２は、第２の所定時間、第１塵埃検出手段１９と第２塵埃検出手段２０それぞれからの出力信号のパルス数をカウントし、どちらの塵埃検出手段からのパルスが多いのかを比較し、制御手段３にその結果を送信する。本実施の形態における例においては、第１塵埃検出手段１９でのパルス数が４発、第２塵埃検出手段でのパルス数も４発と同数である。

ここで比較手段２２が受信する情報が、第１塵埃検出手段１９からのパルス数よりも第２塵埃検出手段２０からの信号が多い場合は、第２塵埃検出手段２０の方が増幅率が大きく、より細かい塵埃まで検出可能であるため、集塵手段１０に付着している塵埃は小さいものが多いということであるし、逆に本実施の形態のように、第１塵埃検出手段１９と第２塵埃検出手段２０のパルス数に差が見られない場合は、集塵手段１０に付着している塵埃は大きいものが多いということが分かる。

制御手段３は、比較手段２２から塵埃の大きさに関する信号を受信し、図１１のようなグラフを用いて、除塵動作時間を決定する。即ち、第１塵埃検出手段１９により検知されるパルス数と第２塵埃検出手段２０により検知されるパルス数を比較し、除塵の継続時間の最小時間を１０秒、最大時間を２０秒として、第２塵埃検知手段のパルス数が多くなるほど除塵継続時間を長くする様にしている。

一般的に大きな塵埃は、集塵手段１０の目の奥にまでは到達しにくく、除塵し易い。そのため除塵時間は短くてもよい。逆に小さな塵埃は、集塵手段１０の目に入り込むので、除塵の効果は得られ難い。除塵する時間を、例えば１０秒（図１１中でα）と決定した制御手段３は、除塵制御手段１３に、駆動信号を発信し、除塵制御手段１３は１０秒間、除塵動作を行う。

以上のように本実施の形態においては、除塵時に集塵手段１０に付着した塵埃の大きさに合わせて、除塵動作の時間を変更するため、最適な除塵時間となり、使用性の良い電気掃除機を提供できるものである。

また、除塵動作の時間を都度変えることが、使用者に不快感を与える可能性も少なからずある。そのような場合、塵埃の大きさによって除塵動作の時間を変更するのではなく、図１２に示すように、電磁石１２に印加する電圧を変化させて、集塵手段１０に与える力を変えるようにしても良い。

ここで、電磁石１２に印加する電圧が高いと、集塵手段１０に与える振動が大きくなり、印加する電圧が低いと、集塵手段１０に与える振動が小さくなるため、同じ時間除塵する場合でも、除塵効果に差をつけることができる。

例えば、除塵動作時に大きな塵埃が多く検出される場合、綿ゴミなど除塵が容易な塵埃の付着だと推定されるため、除塵手段５の集塵手段１０へ与える力を小さくし、静かに除塵し、逆に、除塵動作時に小さな塵埃が多く検出される場合、微細塵など除塵が難しい塵埃の付着だと推定されるため、除塵手段５の集塵手段１０へ与える力を大きくして除塵力を増加させることにより、より短時間で、確実に、しかも効率良く除塵できる使用性の良い電気掃除機を提供できるものである。

以上のように、本実施の形態によれば、除塵動作全体の時間は変えず、常に一定の時間で除塵するため、使用性の良い電気掃除機を提供できるものである。

以上のように本発明にかかる電気掃除機は、集塵手段に付着した塵埃の状態に合わせて除塵動作を変化させることが可能となるため、除塵の取り残しや、無駄な除塵運転を防止できるもので、家庭用電気掃除機だけでなく、よりメンテナンスが重要となる業務用電気掃除機等への応用展開も有用である。

本発明の第１の実施の形態における電気掃除機の制御ブロック図 同電気掃除機の概略図 同電気掃除機の塵埃量検出手段の構成図 同電気掃除機の集塵手段と塵埃量検出手段との構成図 同電気掃除機の塵埃量と除塵時間との特性図 同電気掃除機の除塵動作の流れを表すグラフ 同電気掃除機において塵埃が無い場合の除塵手段の動作説明図 同電気掃除機において除塵できない塵埃の例を示す図 本発明の第２の実施の形態における電気掃除機の制御ブロック図 同電気掃除機の除塵動作の流れを表すグラフ 同電気掃除機の塵埃量検出手段と除塵時間の関係図 同塵埃量検出手段と除塵手段へ印加電圧の関係図

符号の説明

３ 制御手段
５ 除塵手段
６ 報知手段
１０ 集塵手段
１３ 除塵制御手段
１４ 塵埃量検出手段
１９ 第１塵埃検出手段
２０ 第２塵埃検出手段
２２ 比較手段

Claims (5)

1. 塵埃を捕集する集塵手段と、この集塵手段の内壁に付着した塵埃を除去する除塵手段と、前記集塵手段近傍に備えられ、前記集塵手段から除塵される塵埃の量を検出する塵埃量検出手段とを備え、前記塵埃量検出手段によって検出された塵埃の量に応じて、前記除塵手段の駆動時間を変える電気掃除機。
2. 塵埃量検出手段を、所定の大きさ以上の塵埃を検出する第１塵埃検出手段と、前記所定の大きさ以上及びそれより小さい塵埃を検出する第２塵埃検出手段とで構成し、除塵動作時に、前記第１塵埃検出手段と、前記第２塵埃検出手段のそれぞれからの信号を比較し、除塵手段の駆動時間を、大きい塵埃が多い場合は短く、小さい塵埃が多い場合は長くするようにした請求項１に記載の電気掃除機。
3. 大きな塵埃が多い場合は、小さい塵埃が多い場合と比較して、除塵手段の動作する力を同等若しくはそれ以下とする請求項２に記載の電気掃除機。
4. 報知手段を設け、除塵動作時に塵埃量検出手段によって検出される塵埃の量が、一定時間の後に所定の閾値以下に減少しない場合は、前記報知手段で、使用者に、集塵手段を手動で除塵することを促す請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気掃除機。
5. 除塵動作時に塵埃量検出手段によって検出される塵埃信号が、所定の時間無い場合は、それまで設定されていた除塵動作時間をリセットし、直ちに除塵動作を停止する請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気掃除機。

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