JP2010046110A - 電気掃除機用吸口、および電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、掃除面の吸い付きを抑え、掃除面を移動させる移動操作性の良い電気掃除機用吸口を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、掃除面を叩く振動部材、振動部材に振動を付与するモータ、ばねを含む加振源を有し、掃除機本体の電動送風機の吸引力で掃除面の塵埃を吸引することができる電気掃除機用吸口にあって、前記振動部材の振動を検出する振動検知手段を設けたことを特徴とする電気掃除機用吸口。
【選択図】図３

Description

本発明は、掃除面を叩く振動部材、前記振動部材に振動を付与する加振源を有し、掃除機本体の吸引力で前記掃除面の塵埃を吸引する電気掃除機用吸口の改良に関する。

電気掃除機用吸口では、ふとんやシーツなどへの吸い付きを防ぐ目的で、電気掃除機用吸口の被掃除対向面側に設けられた振動部材が吸入口に吸い付くふとんやシーツなどを叩いて振り払って掃除する電気掃除機用吸口が提案されている。

また、特許文献１に示すように、電気掃除機用吸口の被掃除対向面側に設けられた振動部材が、ふとんや絨毯など異なるかたさの掃除面を掃除する目的で、振動中心の位置を調整するということが考案されている。

特開平４−１７８２６号公報

従来、ふとんや目の粗い布が電気掃除機用吸口の吸入口部に吸い付くことを防ぐ目的で、電気掃除機用吸口に設けられた振動部材によって、電気掃除機用吸口の吸入口部に吸い付いたふとん等を振り払い、掃除するものだった。

しかし、羽毛のような柔らかいふとんや、目の細かい通気性の悪い布などでは、ふとんや布が吸入口部へ吸い付く力が大きく、振動部材がふとんや布を引き剥がすために消費される力が大きくなる。このため、ストロークが半減し、ふとんや布が再度、吸入口部に吸い付きやすくなるので、移動操作性が悪くなるという問題があった。

ふとん等の吸い付きを抑え、操作性を良くするためには、吸入口部と掃除面の距離を離す必要がある。しかし、吸入口部と掃除面の距離を離すと、集塵性能が悪化するという課題があった。

この課題を解決するのに、特許文献１に示すように、振動部材の叩く位置を調整し、掃除面と吸入口部の間に、空間を設けることが有効である。しかし、柔らかいふとんのときには、振り払う力を強くするため、振動部材を掃除面側に移動させる必要があるが、柔らかいふとんでは、必要以上にふとんにめり込む可能性があり、電気掃除機用吸口の走行抵抗となることが考えられた。

本発明の目的は、上記課題に鑑み、掃除面の吸い付きを抑え、掃除面を移動させる移動操作性の向上した電気掃除機用吸口を提供することにある。

本発明は、掃除面を叩く振動部材、前記振動部材に振動を付与する加振源を有し、掃除機本体を含む吸引源の吸引力で前記掃除面の塵埃を吸引することができる電気掃除機用吸口にあって、前記振動部材の振動を検出する振動検知手段を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、掃除面の吸い付きを抑え、容易に掃除をすることできる作業性の向上した電気掃除機用吸口を提供できる。

本発明の実施例について、図を参照して説明する。

まず、図１を引用して電気掃除機の概要について述べる。

掃除機本体１は、後部に電気掃除機用吸口５が集塵するのに必要な吸気風を発生させる電動送風機（図示せず）を内蔵し、前部には塵埃を集塵する集塵室（図示せず）を内蔵している。この掃除機本体にホース２が接続される。ホース２は柔軟に可動するように形成され、手元操作部３は前記ホース２に接続されて前記掃除機本体１や電気掃除機用吸口５を制御するスイッチを内蔵する。手元操作部３は、ホース２と延長管４と連通する流路を持つ。また、ホース２と手元操作部３及び延長管４には、電気掃除機用吸口５に電気を供給する給電線（図示せず）が内蔵されている。

電気掃除機用吸口５は、掃除機本体１を含む吸引源の吸引力で前記掃除面の塵埃を吸引する。

電気掃除機用吸口の構成を図２を引用して説明する。

電気掃除機用吸口５は、上ケース１６、下ケース１７、車輪１８、前記延長管４または、前記手元操作部３に接続する自在継手管８を有する。電気掃除機用吸口５の外郭は、上ケース１６、下ケース１７で形成される。後輪３０は支軸３１に回転自在に支持される。

下ケース１７には、モータ２６、カム付きギア２８、カム付きギア２８の両脇に設けるばねケース２５、ばねケース２５内に設けるばねカバー２０１、およびばね２２が設置され、モータカバー２１が装着される。

モータ２６の上から振動子２４と振動子ばね２３が挿入され、ばね押え１９によりモータカバー２１に固定される。モータ２６、ばね２２、振動子ばね２３を含めて加振源と言う。この加振源により振動部材であるビータ４７が加振される。

下ケース１７の掃除面には、ビータ４７を取り付けるための略四角形の開口３２が形成される。この開口３２を通して，振動子２４とビータ４７が連結される。ビータ４７の掃除面に接する面には、掃除面の塵埃を吸引する吸入口部４４が設けられている。

この吸入口部４４が形成されているビータ４７（振動部材）で、ふとん等の掃除面を叩きながら電気掃除機用吸口を移動させて掃除をする。

電気掃除機用吸口５の制御回路５０１は、自在継手管８の横でモータ２６の後方に配置している。下ケース１７に設けられた光学式センサ保持ホルダ２０２には、光学式センサ３０１が納められ、ばねケース２５下部にはのぞき穴３０２が設けられている。

図３、図４を引用して電気掃除機用吸口５の動作を説明する。

モータ２６からの回転は、減速機３０３で減速されて伝達される。カム付きギア２８の回転に同期してカム４８は回転する。振動子２４のモータカバー２１側に圧入された軸周りを、回転可能に取り付けられた軸受３７は、カム４８の円周上を運動する。

振動子２４は、掃除面に垂直方向以外の運動を拘束されているため、図３でカム４８の上死点に軸受３７が来たとき、振動子２４が持ち上げられる。ビータ４７は、振動子２４に取り付けられているため、モータカバー２１の両脇のばね２２を圧縮する。ビータ４７は、モータ２６の回転にともない、ばね２２の反発力により徐々に掃除面の方に押し下げられる。

図４に示すカム４８の下死点で、軸受３７が下がりきり、モータ２６の回転により再びビータ４７は、両脇のばね２２の圧縮を開始する。これを繰り返すことによって上下運動を行なっている。ビータ４７は、掃除面の塵埃を振動により叩き出し、掃除面に設けられた吸入口部４４から吸口５、ホース２を介して掃除機本体１内の集塵室に捕塵する。

本実施例では、カム４８の上死点に軸受３７があるときのビータ４７の位置を、ビータの上面位置（Ｈ）、カム４８の下死点に軸受３７があるときのビータ４７の位置を、ビータの下面位置（Ｌ）と定義する。

図５を用いて、振動検出手段の光学式センサについて説明する。

振動検出手段である光学式センサ３０１は、ビータ４７とリブ３３を介して接続している、ばねカバー２０１の移動を検出する。

図５（ａ）に示すように、ビータ４７がカム４８により持ち上げられる。持ち上げられてビータ４７が上面位置にあるとき、ばねカバー２０１は、ばねケース２５内のばね２２を圧縮し、のぞき穴３０２の掃除面の側にあり、光学式センサ３０１により検知されない。

ビータ４７はカム４８の回転にともなう、ばね２２の開放により、図５（ｂ）に示すように、ばね２２は伸びる方向に徐々に移動する。図５（ｃ）に示すように、さらにばねカバー２０１が移動すると、ばねカバー２０１は、のぞき穴３０２を塞ぎ、光学式センサ３０１に検出される。

このように、光学式センサ３０１（振動検出手段）は、のぞき穴３０２を行き来するばねカバー２０１を検知してビータ４７（振動部材）の作動を検知する。

図６を用いて、電気掃除機用吸口の制御回路５０１について説明する。

電気掃除機用吸口５の制御回路５０１は、家庭用の交流電源から供給された電力を掃除機本体１を介して受ける。掃除機本体１からの交流電力を直流電力に変換する整流手段５０４、ばねカバー２０１の位置を検出する光学式センサ３０１、光学式センサ３０１の信号を受け取り処理するマイコン５０２、マイコン５０２の制御を受けモータ２６への電力を供給する電力供給手段５０３、電力供給手段５０３からの電力を受けて駆動するモータ２６からなる。マイコン５０２は、光学式センサ３０１からの信号をサンプリングしており、マイコン５０２がサンプリングを行なう周波数は、ビータ４７の最大振動数の２倍以上でサンプリング定理にしたがってエイリアスを出さないようにしている。

前記マイコン５０２、電力供給手段５０３を含めて制御手段と言う。この制御手段は光学式センサ３０１（検知手段）が検知する検知情報に基いて、モータ２６（加振源）の制御をする。

通常の柔らかさをもつ一般的なふとん掃除では、ふとんを叩くことで、ふとんの吸い付きを抑え、追従しようとするふとんを振り払い、塵埃を吸引しながら電気掃除機用吸口による軽快な操作性の掃除を実現できる。

しかし、特に柔らかいふとんや、目の細かい通気性の悪い布等では、布の追従性が良く変形量が大きいため、電気掃除機用吸口の吸入口部にふとん等が密着する。このため、振動部材は振動しにくくなり、ストロークが減少してしまうことがあった。

振動部材のストロークが減少してしまうと、掃除面と吸入口の距離が狭くなり、吸入口と掃除面がさらに吸い付きやすくなる。さらに、ふとんの塵埃を叩き出す効果も薄れ、集塵効果にも悪影響をおよぼす。そこで、軽快な操作力を確保し、集塵性能を維持するため、振動部材のストロークを回復することが重要である。

この集塵性能の維持、およびストロークの回復について、図７、図８を引用して説明する。

図７に示すように、振動部材のビータ４７は、ビータ上面位置（Ｈ）から、ばね２２の反発力によってふとんを叩きながらビータ下面位置（Ｌ）に至り、カム４８の回転により、再びビータ上面位置（Ｈ）まで持ち上げられる。この繰り返しにより、ビータ４７は、ふとんを振動させ、ビータ４７の掃除面に設置された吸入口部４４から塵埃を吸引する。吸引された塵埃は、吸入口部４４から電気掃除機用吸口５、ホース２を介して掃除機本体１の集塵室（図示せず）に捕塵される。

このとき、ビータ上面位置（Ｈ）とビータ下面位置（Ｌ）の差は、ストロークＤ_１となる。

ビータ４７がビータ上面位置（Ｈ）にあるとき、ビータ４７にリブ３３を介して追従するばねカバー２０１は、のぞき穴３０２からは見えず、光学式センサ３０１によって検知されない。前記カム４８の運動にともなって、ばね２２の力により、ビータ４７は掃除面に向かって運動し、ビータ下面位置（Ｌ）に至る。このとき、ビータ４７と一緒に運動するばねカバー２０１は、のぞき穴３０２を塞ぎ、光学式センサ３０１（振動検知手段）によって検出される。

光学式センサ３０１（振動検知手段）により検出された検知情報の信号は、吸口制御回路５０１上のマイコン５０２に送られる。

マイコン５０２は、光学式センサ３０１によりばねカバー２０１が検出されている信号を受け取る。光学式センサ３０１の信号があるときには、マイコン５０２は電力供給手段５０３に電力を現状維持するように信号を出し、電力供給手段５０３はモータ２６に現状電力を供給する。

特に柔らかいふとんを掃除するときには、図８に示すように、ビータ４７のビータ上面位置（Ｈ）とビータ下面位置（Ｌ）の差であるストロークＤ_２は、一般的なふとんを掃除したときのストロークＤ_１より小さくなり、ビータ下面位置（Ｌ）の押し込む量も小さくなる。

これは、柔らかいふとんでは、ふとんの追従性が良く、ビータ４７がビータ上面位置（Ｈ）まで持ち上げられても、吸入口部４４に吸い付いて離れないからである。すなわち、ふとんを吸い付けたままで、ビータがビータ上面位置（Ｈ）からばね２２の力によりふとんを叩き始めようとしても、ビータの吸入口部４４にふとんが吸い付いているので、掃除機本体の吸い込み力がばね２２の叩く力と逆方向に作用し、ばね２２の叩く力が減少してしまう。

このときには、ビータの下面位置（Ｌ）では、ビータ４７とリブ３３を介して追従するばねカバー２０１は、のぞき穴３０２を塞ぐ位置まで移動せず、光学式センサ３０１によって検出されない。

光学式センサ３０１が、ビータの下面位置（Ｌ）で、ばねカバー２０１を検出しなくなり信号がなくなると、マイコン５０２は、電力供給手段５０３に、電力を増やすように信号を送る。信号を送られた電力供給手段５０３は、モータ２６への電力を増やして供給する。増加された電力により、モータ２６は回転速度を上げる。

モータ２６とカム４８は減速機３０３を介して連結しており、カム４８の回転周期と、振動子２４、ビータ４７の振動数は対応する。モータ２６の回転数が増加することにより、ビータ４７の振動数は高くなり、ふとんを叩く回数は増えていく。ビータ４７がふとんを叩く力は、ばね２２の弾性力であり、叩く回数が増えることにより掃除面に与えるばね２２の弾性エネルギーが増える。ばね２２の掃除面に与える弾性エネルギーが増えることにより、ふとんや、布などは、変形量が増え、吸口５との間に流路等を確保しやすくなり、掃除面との密着による吸い付きを解消、および防ぐことが出来、ビータ４７のストロークは回復する。

また、ビータ４７のストロークの回復と、ビータ４７の振動数の上昇により、ビータ４７を引き上げる速度が増し、ビータ４７に追従しているふとんや布などに作用している慣性力も大きくなることによって、さらに、ふとんの追従や吸い付きを、振り払うことが出来る。こうして、集塵性能の維持、およびストロークの回復が図られる。

ストロークの回復により、ビータ下面位置（Ｌ）で光学式センサ３０１によりばねカバー２０１が再び検知されるようになると、光学式センサ３０１はマイコンに信号を送り、マイコン５０２は、電力供給手段５０３へモータ２６の電力を増やす信号を停止し、電力の供給を、再び光学式センサ３０１の信号が現れた電力に維持するよう信号を出す。電力供給手段５０３は、マイコン５０２からの信号を受け、電力の供給を維持する。これにより、ふとんの吸い付き解消後は、モータ２６に供給する電力を元の電力に低減するので電力を節約できる。

以上のビータ下面位置（Ｌ）を検出し、モータ２６の回転数を変化させ、ビータ４７の振動数を可変し、吸い付きなどを抑え、柔らかいふとんや、布なども軽快に掃除できる電気掃除機用吸口を提供することができる。

他の実施例について説明する。

掃除をはじめる際、ビータ４７の振動数は、始め低く、光学式センサ３０１から、信号をマイコン５０２が検知できる振動数まで徐々に高くしていく。これは、掃除面が汚れている際、ビータ４７の高い振動数によって、細かい塵埃の飛散してしまうことが考えられる。このようなときにも、塵埃の叩きだし効果をだんだん高めていくことで解決することができる。

また、固い掃除面などで、ビータ４７の過度な振動数により、電気掃除機用吸口（本体）が浮いてしまうようなことが考えられるが、このようなときにも、ビータ４７の振動数を徐々に高めていくことで防ぐことができる。

また、ビータ４７が上に持ち上がりロックする、手や固いものにより、ビータ４７が持ち上がった状態で、光学センサ３０１の信号が検知されず、一定時間連続でマイコン５０２からモータ２６への電力を増やす信号が電力供給手段５０３に送られたとき、マイコン５０２が電力供給手段５０３にモータ２６への電力の供給を停止する信号を送ることで、モータ２６を停止させモータ２６への負荷を減らしている。これにより、モータの負荷を低減し寿命を延ばすことが出来る。

上記実施例では、ビータに付与する振動を制御してふとんの吸い付き解消を図ることを述べたが、次の対応も考えられる。

電気掃除機用吸口、掃除機本体、ホースを含む塵埃空気が流通する吸込流通路に流量調整バルブを設ける。この流量調整バルブの流量を振動検知手段が検知する検知情報により制御する。電気掃除機用吸口にふとんが吸い付いたのが振動検知手段に検知されたら流量調整バルブの流量を絞って吸い付きを弱めることで、ふとんの吸い付き解消を図ることができる。

また、振動検知手段が検知する検知情報により、掃除機本体に備える電動送風機の回転数を制御する。電気掃除機用吸口にふとんが吸い付いたのが振動検知手段に検知されたら電動送風機の回転数を下げて吸い込み力を弱めることにより、ふとんの吸い付き解消を図ることができる。

本発明の実施例に係るもので、電気掃除機の外観斜視図である。 本発明の実施例に係るもので、図１に示す電気掃除機用吸口の分解斜視図である。 本発明の実施例に係るもので、図１に示すＡ平面での断面図である。この図では、カム付きギアのカムが上死点であるものである。 本発明の実施例に係るもので、カム付きギアが図３に示すところから１８０゜回転したカムが下支点に達したところを示す図である。 本発明の実施例に係るもので、ばねケース周辺の詳細図である。 本発明の実施例に係るもので、電気掃除機用吸口の制御回路の構成図である。 本発明の実施例に係るもので、電気掃除機用吸口で一般的なふとんを掃除したときのばねケース周辺の動作状態を示す図である。 本発明の実施例に係るもので、電気掃除機用吸口で特にやわらかいふとんを掃除をしたときのばねケース周辺の動作状態を示す図である。

符号の説明

１…掃除機本体、２…ホース、３…手元操作部、４…伸縮延長管、５…吸口、１６…上ケース、１７…下ケース、１８…前輪、１９…ばね押え、２２…ばね、２３…振動子用ばね、２４…振動子、２５…ばねケース、２６…モータ、２８…カム付きギア、３３…リブ、４４…吸入口部、４７…ビータ、４８…カム、２０１…ばねカバー、２０２…光学センサホルダ、３０１…光学式センサ、３０２…のぞき穴、３０３…減速機、５０１…制御回路、５０２…マイコン、５０３…電力供給手段、５０４…整流手段、（Ｈ）…ビータ上面位置、（Ｌ）…ビータ下面位置、Ｄ_１，Ｄ_２…ストローク。

Claims (7)

1. 掃除面を叩く振動部材、前記振動部材に振動を付与する加振源を有し、掃除機本体を含む吸引源の吸引力で前記掃除面の塵埃を吸引することができる電気掃除機用吸口にあって、
   前記振動部材の振動を検出する振動検知手段を設けたことを特徴とする電気掃除機用吸口。
2. 請求項１記載の電気掃除機用吸口にあって、
   前記振動検知手段が検知する検知情報に基いて前記加振源の振動を制御する制御手段を有することを特徴とする電気掃除機用吸口。
3. 請求項１記載の電気掃除機用吸口にあって、
   前記加振源は、前記振動部材に加振力を付与するばねまたはモータを含むことを特徴とする電気掃除機用吸口。
4. 請求項２記載の電気掃除機用吸口にあって、
   前記加振源の振動の制御は、振動数または振動のストロークの制御を含むことを特徴とする電気掃除機用吸口。
5. 請求項１記載の電気掃除機用吸口にあって、
   前記振動検知手段が検知する検知情報により、前記掃除機本体に通ずる吸込流通路に備える流量調整バルブの流量制御をすることを特徴とする電気掃除機用吸口。
6. 請求項１記載の電気掃除機用吸口にあって、
   前記振動検知手段が検知する検知情報により、前記掃除機本体に備える電動送風機の回転数を制御することを特徴とする電気掃除機用吸口。
7. 電動送風機、および集塵室を備える掃除機本体と、前記掃除機本体に連通し、掃除機本体の吸引力で掃除面の塵埃を吸い込む電気掃除機用吸口を有する電気掃除機にあって、
   前記電気掃除機用吸口は、掃除面を叩く振動部材、前記振動部材に振動を付与する加振源と、前記振動部材の振動を検出する振動検知手段を有することを特徴とする電気掃除機。

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