JP2013128638A

JP2013128638A - 電気掃除機

Info

Publication number: JP2013128638A
Application number: JP2011279409A
Authority: JP
Inventors: Hideji Ogawara; 秀治小川原
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2013-07-04

Abstract

【課題】使用者への塵埃の視認性を高める電気掃除機を提供することを課題とする。
【解決手段】吸込具の前面部に有機ＥＬパネルを備えることにより、吸込具を大型化することなく有機ＥＬパネルを配設することができ、また、面光源となることから吸込具前方の床面をムラなく照射することができ、使用者に塵埃をより視認しやすくすることができる。さらに、塵埃検出手段を備え、塵埃の大きさにより、塵埃が小さくなるほど光の波長を短くすることにより、塵埃の視認性をより高めることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気掃除機およびその吸込具に係り、塵埃等をより発見しやすくする照明装置を備えた電気掃除機に関するものである。

図８に記載されているような、従来の電気掃除機１００において、吸込具１０２の前部にＬＥＤ（発光ダイオード）、蛍光ランプ、有機ＥＬなどの光源部１０１を配設し、光源部１０１からの光により床面などを照射し、微細な塵埃等を発見しやすくしたものが提案されている（例えば特許文献１）。

特開２０１０−５０９４号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、点光源であるため、光が拡散しにくく床面全体を照らしにくく、広範囲を照射するために、光源を複数個配置することが考えられるが、光源を複数配置した構成で場合は、照射ムラが発生し床面の塵埃を発見しづらくなる。また、光源の発熱を放熱する構成が必要となり、吸込具が大型化するなどの問題があった。

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、吸込具を大型化することなく、吸込具前方を全体的に照射し、使用者に塵埃をより視認しやすくすることができる電気掃除機を提供することを目的としている。

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、吸込具の前面部に有機ＥＬパネルを備えているので、幅方向に均一の光を照射することができ、床面全体を照らし照射ムラを発生しにくくすることができる。

また、光源部を収納するスペースや、光源の発熱も平面全体に分散するため放熱スペースが不要であり、吸込具を大型化することなく、吸込具に取り付ける構成とすることができる。

有機ＥＬパネルの前面に光透過性の樹脂材を配置しているので、壁などの衝突によって有機ＥＬパネルの破損を防止すると共に、凸曲面状にすることで床面へ集光することができる。

また、吸込具から吸引した塵埃を検出する塵埃検出手段と、塵埃検出手段が検出した塵埃の大きさにより光色を切り替える光色切替手段を備えているので、塵埃が小さくなるほど、光の波長を短くすることにより、透過現象が起こりにくく、より使用者に塵埃を視認しやすくすることができる。

本発明の電気掃除機は、吸込み具の前面部に有機ＥＬパネルを備えたもので、床面全体をムラなく照らしやすくし、光源部の収納スペースや放熱スペースにより吸込具を大型化することなく、使用者へ細かな塵埃や、洗濯繊維くずなどの塵埃の視認性を高めたもので
ある。

本発明の実施の形態１における電気掃除機の全体図本発明の実施の形態１における電気掃除機の吸込具の外観斜視図本発明の実施の形態１における電気掃除機の吸込具の横断面図（ａ）〜（ｄ）本発明の実施の形態１における有機ＥＬ素子の例を示す構造図本発明の実施の形態１における制御ブロック図（ａ）（ｂ）塵埃量と光量との関係を表す図（ａ）（ｂ）塵埃の大きさと光の波長の関係を表す図従来の電気掃除機の全体図

第１の発明の電気掃除機は、電動送風機及び集塵部を有する掃除機本体と、前記掃除機本体にホースを介して接続される接続される吸込具とを備え、前記吸込具の前面部に有機ＥＬパネルを備えるもので、吸込具を大型化することなく有機ＥＬパネルを配設することができるとともに、吸込具前方の床面をムラなく照射することができ、使用者に塵埃をより視認しやすくすることができる。

第２の発明は、特に第１の発明において、有機ＥＬパネルの前面に光透過性を有する樹脂材を配置したものであり、掃除の際に吸込み具が壁等に衝突した時に有機ＥＬパネルの破損を防止するとともに、有機ＥＬパネルの吸湿を抑制することができる。

第３の発明は、特に第２の発明において、光透過性の樹脂材は、集光機能を有する樹脂材により形成したものであり、光の拡散を抑制し床面へ集光でき塵埃の視認性を高めることができる。

第４の発明は、特に第１〜３の発明において、有機ＥＬパネルの発光色を、光色切替手段によって切り替えるもので、光の色により塵埃の視認性を向上できる。

第５の発明は、特に第１〜４の発明において、吸込具から吸引される塵埃を検出する塵埃検出手段を備え、前記塵埃検出手段の検出する塵埃量により光量を切り替える光量切替手段を備えたものであり、塵埃の視認性を高めることができる。

第６の発明は、特に第１〜５の発明において、吸込具から吸引される塵埃を検出する塵埃検出手段を備え、前記塵埃検出手段の検出する塵埃の大きさにより光色を切り替える光色切替手段を備えたものであり、塵埃の視認性を高めることができる。

第７の発明は、特に第６の発明において、塵埃検出手段の検出する塵埃の大きさが小さくなるほど光の波長を短くする光色切替手段を備えたものであり、光の波長を短くすることにより光の透過性によって細かな塵埃が見えなくなるのを抑制し塵埃の視認性を向上させることができる。

第８の発明は、特に第１〜７の発明において、有機ＥＬパネルはブラックライトを発光することができる近紫外発光素子を備え、可視光とブラックライト光を切り替える第２の光色切替手段を備えたものであり、洗濯によって家庭用洗剤に含まれる増白剤が付着した衣類等から発生する繊維くずをブラックライト光を照射することにより増白剤の蛍光作用により検知することができ、洗濯衣類等の繊維くずの視認性を高めることができる。

第９の発明は、特に第１〜８の発明において、有機ＥＬパネルに放熱板を設け、前記放熱板が前記吸込具の吸引風に当たるように配設したものであり、吸引風により有機ＥＬパネルを冷却することができ、有機ＥＬパネルの発熱を抑え、輝度をさらに高めることができるとともに、有機ＥＬパネルの寿命を延ばすことができ、効率的に発光させることができる。

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は、本発明の実施の形態１における電気掃除機の全体図、図２は、吸込具２の外観斜視図、図３は、吸込み具の横断面図、図４（ａ）〜（ｄ）は、有機ＥＬ素子の例を示す構造図、図５は、制御ブロック図、図６は、塵埃量と光量との関係を表す図、図７は、塵埃の大きさと光の波長の関係を表す図である。

図１から図３に示すように、電気掃除機は、主として掃除機本体１と、被清掃面の塵埃を吸引する吸込具２と、一端が掃除機本体１に着脱自在に接続されるホース３と、一端がホース３に接続され他端が吸込具２に接続される伸縮自在或いは継ぎ自在の延長管４とから構成されている。

掃除機本体１内部には、電動送風機室５が設けられ（図１参照）、吸引風を発生する電動送風機６が内蔵されている。電動送風機６は整流子電動機と送風ファンにより構成されており、可変速運転が行われている。

また、掃除機本体１は、電動送風機６の上流側に集塵部７が設けられ、集塵部７には着脱自在に配置され吸込具２から吸い込まれた塵埃を捕集する集塵袋８が収納されている。

さらに、掃除機本体１は、電動送風機６や回転ブラシ１１等を制御指令する制御部３０を備えている。

掃除機本体１の後方下部の両側には、走行用の車輪９が回転自在に取付けられており、前方の底面には、走行用のキャスター１０が取付けられている。

吸込具２は、被清掃面の塵埃を掻き上げる回転ブラシ１１と、ベルト１２を介して回転ブラシ１１を回転駆動させる整流子電動機１３とを内蔵している。

ホース３の延長管４側の端部には、手元操作部３１が設けられており、手元操作部３１からの信号に基づいて、制御部３０が電動送風機６の各種の動作モード（電動送風機６の吸込力、例えば「強」、「自動」、「弱」、「切」など、及び整流子電動機１３のオンオフ）を制御している。

また、ホース３の掃除機本体１側の端部には、吸込具２から吸い込まれた塵埃の量を検出する塵埃検出手段３２が設けられている。塵埃検出手段３２は、発光素子３２ａと受光素子３２ｂとから構成されており、発光素子３２ａと受光素子３２ｂとは対向して配置されている。塵埃検出手段３２は、発光素子３２ａと受光素子３２ｂとの間を塵埃が通過した際に、受光素子３２ｂによる受光が塵埃によって遮られることで生じるパルス波形を検出しており、このパルス波形によって塵埃の量や大きさを検出している。

制御部３０は、塵埃検出手段３２で検出される塵埃量によっても、電動送風機６や回転ブラシ１１の動作を制御している。

図２は、吸込具２の外観斜視図であり、有機ＥＬパネル５１が吸込具２の前面部に取り付けられている。また、有機ＥＬパネル５１の前面には凸面状の光透過性のアクリル樹脂材５２が配置されている。図２は、アクリル樹脂材５２を有機ＥＬパネル５１の前面から分離させた状態を示している。

図３は、吸込具２の横断面図であり、吸込具２の内部には、有機ＥＬパネル５１に電力を供給し有機ＥＬパネル５１への出力を制御する電源制御部５３及び吸込具２の吸引風の風路に面したところに有機ＥＬパネル５１の放熱板５４を備えている。

また、吸込具２の上面部に第２の光色切替手段５７を備えており、可視光（７４０〜３８０ｎｍ）とブラックライト光（４００〜３００ｎｍ）との切替をおこなっている。

図４（ａ）〜（ｃ）は有機ＥＬパネル５１の構造図の例であり、基材６０の上に陽極６１、正孔輸送層６２、発光層６３、電子輸送層６４、陰極６５ａ〜６５ｄ、封止ガラス層６６によって構成されている。

図４（ａ）は、発光層６３に近紫外発光素子７０ａ〜７０ｄと赤色蛍光体７１、緑色蛍光体７２、青色蛍光体７３の組み合わせにより、各陰極６５ａ〜６５ｄにそれぞれ印加する電圧をＤｕｔｙ制御することにより、様々な色を作り出すことができる。また、全体の光量は各色のＤｕｔｙ値に光量Ｑ（全Ｄｕｔｙ値）を掛け合わせることにより制御する。

例えば、赤色蛍光体７１の陰極６５ａへ印加する電圧のＤｕｔｙ値をＲ、緑色蛍光体７２の陰極６５ｂへ印加する電圧のＤｕｔｙ値をＧ［％］、青色蛍光体７３の陰極６５ｃへ印加する電圧のＤｕｔｙ値をＢ［％］、近紫外発光素子７０ｄの陰極６５ｄへ印加する電圧のＤｕｔｙ値をＵＶ−Ａ［％］、とし、基準光量をＱとし１００［％］時とすると、橙色照明時は（Ｒ，Ｇ，Ｂ，ＵＶ−Ａ，Ｑ）＝（１００，５０，０，０，１００）と概略表すことができる。

また、白色は（１００，１００，１００，０，１００），青色は（０，０，１００，０，１００）のように表すことができ、このように種々様々な色を作り出し照射することができる。

ブラックライト光は（０，０，０，１００，１００）と表すことができる。

明るさの明暗を変化させるのは光量Ｑの値を変えることにより可能である。白色での明るさを半分にする場合は、（１００，１００，１００，０，５０）と表すことにより、赤色蛍光体７１の陰極６４ａへ印加する電圧のＤｕｔｙ値Ｒは１００％×５０％＝５０％、同様に緑色Ｇ５０％、青色Ｂ５０％となる。

図４（ｂ）〜（ｄ）は、白色光とブラックライト光を発光する有機ＥＬの構造図である。白色光のみについて説明する。図４（ｂ）は青色発光素子８０と黄色蛍光体８１ａとの組み合わせである。青色の波長と黄色の波長を合わせることにより白色光を得ることができる。図４（ｃ）は、近紫外発光素子７０ｆと青色蛍光体７３ａおよび黄色蛍光体８１ｂとの組み合わせである。図４（ｄ）はサイアロン蛍光体等を用いた白色光で、近紫外発光素子７０ｇと青色蛍光体７３ｂ、黄色蛍光体８１ｃ、赤色蛍光体７１ｂとの組み合わせであり、図４（ｂ）、（ｃ）にくらべ、演色性に優れたものである。また、いずれも近紫外発光素子７０ｈ、７０ｉと組み合わせているので、ブラックライト光を発光することができる。

図５は制御ブロック図で、制御部３０は、塵埃検出手段３２の出力より塵埃量、塵埃の大きさの情報を得て、有機ＥＬパネル５１の光量や、光色を決定する光量切替手段５５や光色切替手段５６に情報を送る。

電源制御部５３は商用交流電源を直流電源に変換し、制御部３０から光量切替手段５５や光色切替手段５６の情報により出力電圧をＤｕｔｙ制御し、光量及び光色を制御している。電源制御部５３にて決められた光色、光量に従い光の照射を制御する。

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。

例えば、使用者が手元操作部３１を操作して、電動送風機６の動作モードとして、吸引力を「自動」を選択した場合、制御部３０は、手元操作部３１からの信号に基づき、電動送風機駆動部２３及び電動機駆動部１４に予め定められた信号を送り、電動送風機６及び整流子電動機１３を駆動させる。これにより、被清掃面上の塵埃が回転ブラシ１１によって掻き揚げられ、電動送風機６で発生された吸引風によって吸込具２から吸引される。吸引された塵埃は、延長管４及びホース３を介して、掃除機本体１内の集塵袋８で捕集される。

ここで、図６（ａ）に示すように、塵埃検出手段３２の塵埃信号を制御部３０にて単位時間当たりのパルス数を測定し、塵埃量を判断する。光量切替手段５５により、塵埃の量によって、塵埃量が多いほど、電源部のＤｕｔｙ比を上げ、有機ＥＬパネル５１の光量を大きくし、塵埃量が少なくなれば、Ｄｕｔｙ比を低下させて光量を小さくする制御信号出力し、この信号を受け電源制御部５３にて有機ＥＬパネル５１の照射動作を制御する。

吸込具２が照射する光により、塵埃に対する反射および影とのコントラストにより塵埃を発見しやすくすることができる。

塵埃が多いと光量を増大し明るくし、塵埃が少なくなると光量を下げ暗くすることにより、使用者が塵埃を目視で確認しやすくなると共に、照射光の明るさ度合いにより床面の塵埃残り度合いを検知することができる。

塵埃の粒子の大きさにより、光の波長の１／１０くらいの粒子では一部反射（レイリー散乱）するが、粒子が光の波長の１／２以下だと透明性が大きくなり光が透過してしまい粒子を視認しにくくなる。また、散乱の強さは波長の４乗に逆比例することが知られている。

また、図６（ｂ）のように、光色を変えながら、光量Ｑを変化させてもよく、色の違いと、照射光の明るさにより、床面の塵埃残り度合いを使用者へ報知することができる。

塵埃検出手段３２の塵埃信号により塵埃の大きさを検知することができるので、図７（ａ）に示すように、光色切替手段５６により検知する塵埃のサイズが大きい場合（３０μｍ以上）は橙色［波長：６００ｎｍ］にし、中くらいの場合（３〜３０μｍ）は緑色［５５０ｎｍ］にし、小さい場合（３μ以下）は青色［５００ｎｍ］にするなど、塵埃サイズにより発光周波数を変化させる。このように、塵埃の粒子が小さくなればなるほど光の波長を短くすることにより、照射光の塵埃に対する透過を抑制し、反射率を高めることができ、使用者への塵埃の視認性を高めることができる。

なお、塵埃の大きさは、塵埃検知手段からの塵埃信号のパルス幅で単位時間当たりの塵埃のパルス幅の分布により求めていく。

また、図７（ｂ）に示すように、第２の光色切替手段により、ブラックライト光（近紫外光）を照射することにより、洗濯衣類の繊維くず等が、家庭用洗剤の多くに含まれている増白剤に反応し蛍光作用により、青白く発光して見えるので、絨毯上の洗濯繊維くずの発見に有効であり、洗濯繊維くずを含む塵埃残りやホコリなどを検出することができる。

近紫外光を含む可視光に対して、ウッドのガラス等の可視光をカットするフィルターを設けてもよい。

有機ＥＬパネル５１は柔軟性があるので、吸込具２への装着面が曲面上のフォルム（形状）であっても容易に装着可能であり、デザイン性に富むものである。

また、有機ＥＬパネル５１を用いているので、点光源のＬＥＤを用いるより、発熱の分散が容易であり、より輝度を高めることができ、より視認性を向上することができる。

有機ＥＬパネル５１は吸込具２表面に貼り付けることにより装着可能なため、有機ＥＬパネル５１が回転ブラシ１１に接触しないように吸込具を大型化する必要がなく、放熱スペースを設ける必要もなく、吸込具が大型化するのを抑制することができる。

また、凸面状の光透過性のアクリル樹脂材５２は、集光機能を有しているので、床平面へ集中して照射することができる。なお、アクリル樹脂材５２に換えてフルネルレンズを用いてもよく、フルネルレンズを用いることによって、より平面状に近づけコンパクトにすることができる。

なお、有機ＥＬ素子の発光手段は種々あり、本実施の形態に限定するものではない。

通常、有機ＥＬ素子として白色発光有機ＥＬを用いるが、青色発光体に黄色蛍光体を用いることにより、高効率な白色光を得られることが知られている。

また、波長の短い青色光を含んでいるので、比較的透過現象が起こらず細かな塵埃をも視認しやくなる。しかしながら、色の演色性は優れておらず、照射された色合いに違和感を覚える場合もある。

近年、サイアロン蛍光体を含んだ演色性に富む有機ＥＬが紹介されており、色合いを損なうことなく床面の照射ができる。

以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、吸込具の前面部に有機ＥＬパネルを備えていることから、吸込具を大型化することなく、有機ＥＬパネルを収納することができ、また、面光源となるため、吸込具前方の床面をムラなく照射することができ、使用者に塵埃をより視認しやすくできる。また、塵埃検出手段を備え、塵埃の大きさにより、塵埃が小さくなるに従って光の波長を短くすることにより、より塵埃の視認性を高めることができる。

１掃除機本体
２吸込具
３ホース
４延長管
６電動送風機
７集塵部
３１手元操作部
３２塵埃検出手段
５１有機ＥＬパネル
５２アクリル樹脂材
５４放熱板
５５光量切替手段
５６光色切替手段
５７第２の光色切替手段
７０ａ〜７０ｉ近紫外発光素子

Claims

電動送風機及び集塵部を有する掃除機本体と、前記掃除機本体にホースを介して接続される接続される吸込具とを備え、前記吸込具の前面部に有機ＥＬパネルを備えたことを特徴とする電気掃除機。
前記有機ＥＬパネルの前面に光透過性を有する樹脂材を配置した請求項１に記載の電気掃除機。
前記光透過性の樹脂材は、集光機能を有する樹脂材により形成した請求項２記載の電気掃除機。
前記有機ＥＬパネルの発光色を、光色切替手段によって切り替える請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気掃除機。
前記吸込具から吸引される塵埃を検出する塵埃検出手段を備え、前記塵埃検出手段の検出する塵埃量により光量を切り替える光量切替手段を備えた請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気掃除機。
前記吸込具から吸引される塵埃を検出する塵埃検出手段を備え、前記塵埃検出手段の検出する塵埃の大きさにより光色を切り替える光色切替手段を備えた請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気掃除機。
前記塵埃検出手段の検出する塵埃の大きさが小さくなるほど光の波長を短くする光色切替手段を備えた請求項６に記載の電気掃除機。
前記有機ＥＬパネルはブラックライトを発光することができる近紫外発光素子を備え、可視光とブラックライト光を切り替える第２の光色切替手段を備えた請求項１〜７のいずれか１項に記載の電気掃除機。
前記有機ＥＬパネルに放熱板を設け、前記放熱板が前記吸込具の吸引風に当たるように配設した請求項１〜８のいずれか１項に記載の電気掃除機。