JP3261342B2 - 静電集塵機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は家庭などで用いる静
電気式集塵機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術の家庭用電気掃除機はモータ
によってファンを回転させて行う真空吸引が一般的であ
る。他の従来の技術として、静電気を利用した静電掃除
機があり、例えば、特開昭６１−９２６４９号公報に示
されている。この静電掃除機は高電圧静電気発生装置に
通電してブラシに静電気を発生させ、この静電気により
塵埃をブラシに吸着するものであり、集めた塵埃を廃棄
するときはゴミ箱等の上で通電を止めて静電気を消滅さ
せるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の静電掃
除機は塵埃の連続収集ができない。また、塵埃を廃棄す
るとき通電を止めただけでは静電気が残留しているため
に、ブラシについた塵埃は簡単には落ちないという問題
がある。従来の一般的な真空吸引式の電気掃除機は、連
続運転は可能なものの、騒音が高い。また、消費電力が
大きいためにコードレス化が困難であるという問題があ
った。また、ダニ等が含まれた汚れた排気を室内にまき
散らすという問題もあった。

【０００４】本発明は、連続運転が可能であるとともに
確実なごみ収集が可能な掃除機であって、騒音がなく汚
れた排気も出さず、コードレス化が可能な低消費電力の
電気掃除機を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の静電集塵機は、ベルトまたはドラムにより
構成された集塵体を設け、前記集塵体を回転させなが
ら、床に対向する面に静電気を発生させて集塵する。集
塵後のごみは、集塵体の外周近傍に設けられた回収袋に
回収されるように、回収袋付近では集塵体の静電気を除
去しまたはその極性を反転させる。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、静電気により集塵する集塵機において、外面に帯電
層を有する筒状の集塵体と、集塵体を回転する回転手段
と、集塵体の帯電層に静電気を発生させる帯電手段と、
集塵体上の静電気を除去する放電手段と、静電気除去後
の集塵体上の塵を集める集塵手段を有する。集塵体の回
転運動に伴って、帯電手段により集塵体上に静電気を発
生したのち、集塵体を床面に対向させごみを吸着させ、
次に放電手段により静電気を除去して集塵体上のごみを
集塵手段により回収するよう構成したことを特徴とした
ものである。

【０００７】これにより、ごみの吸着と回収を連続的に
行うことができる。また、静電力によりごみを吸着する
ので、騒音がなく、消費電力が少ない。

【０００８】本発明の請求項２に記載の発明は、静電気
により集塵する集塵機において、外面に帯電層を有する
帯状の集塵体と、集塵体を回転する回転手段と、集塵体
に静電気を発生させる第１の帯電手段と、前記第１の帯
電手段で発生させた静電気と反対極性の静電気を前記集
塵体に発生させる第２の帯電手段と、集塵体に付着した
塵を集める回収手段を有する。集塵体の回転運動に伴っ
て、第１の帯電手段により集塵体上に静電気を発生した
のち、集塵体を床面に対向させてごみを吸着させ、次に
集塵体に前記第２の帯電手段により前記反対極性の静電
気を発生させて、回収手段により集塵体上のごみを回収
するよう構成したことを特徴としたものである。集塵体
上に、第１の帯電手段により発生した静電気と逆極性の
静電気を第２の帯電手段により発生させることにより、
集塵体上の静電気はほとんど除去され、付着したごみは
容易に集塵体から離れて回収手段に回収される。従って
請求項１記載の発明のものよりもさらに確実にごみの回
収が行えるという効果を持つ。

【０００９】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１および請求項２において、充電可能な電池を内蔵し、
これによって回転手段、帯電手段、放電手段に電力を供
給することを特徴としたものである。電池を内蔵するこ
とにより掃除の際に邪魔になるコードをなくすことがで
きるという効果を持つ。本発明の請求項４に記載の発明
は、静電集塵機をその保管場所の掃除機格納部に格納す
ることにより、充電が行なわれることを特徴とするもの
であり、掃除機を保管場所に置いておけば自動的に充電
ができるという効果を持つ。

【００１０】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
１および請求項２において、集塵体が床面と非接触で対
向していることを特徴とするものであり、掃除の際に本
静電集塵機を前後に動かしても集塵体を床面で傷つけた
り、床面との摩擦で無用な静電気を発生することを防ぐ
という効果を持つ。

【００１１】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
１および請求項２において、本静電集塵機を操作者が前
後に移動させる力を利用して集塵体を回転させることを
特徴としたものであり、集塵体の回転のために電動力を
用いないのでさらに省電力化ができるという効果を持
つ。本発明の請求項７に記載の発明は、請求項６におい
て、本静電集塵機を操作者が前後いずれの方向に動かし
ても、集塵体は１方向にのみ回転することを特徴とした
ものであり、集塵体の回転方向を１方向にすることによ
りごみの収集が容易にできるという効果を持つ。

【００１２】《実施例１》以下、図１ないし図３を用い
て本発明の実施例１を説明する。図１は本発明の実施例
１の静電集塵機の主要部の断面図である。集塵体１０１
は、アルミなどの導電体によりつくられた例えば直径１
０ｃｍ長さ３０ないし５０ｃｍの円筒状の集塵体ベース
１０２の外周に、フタロシアニンなどの絶縁物質の塗布
による帯電層１０３を形成して構成される。帯電層の厚
さは例えば２０〜３０ミクロンである。前記の絶縁物質
による帯電層１０３は光を照射することにより帯電した
静電気が除去される。他の絶縁物質としては、例えばポ
リビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、シリコンの多結晶を
含む層（例えばＳｉの蒸着又は塗着膜）等を用いてもよ
い。集塵体ベース１０２は接地線１０４により、図３に
示す回路のグランドＧに接続されている。集塵体１０１
は集塵体ベース１０２の内部に配置された回転手段のモ
ータ１０５により、床面１１３に接触しないように所定
の間隔を保って、矢印Ｘの方向に回転する。

【００１３】帯電器１０６は集塵体１０１の表面の帯電
層１０３に静電気を発生させるものであり、回転する集
塵体１０１の床面１１３に対向する部分１０１Ａの上流
側において帯電層１０３に近接して設けられている。帯
電器１０６は、集塵体１０１に対向する面にのみ開口を
有しその他の面を覆う導電カバー１０７と、集塵体１０
１に対向する開口に取り付けたグリッド１０８とタング
ステンなどで作られ導電カバー１０７内に収納されたコ
ロナワイヤ１０９よりなる。コロナワイヤ１０９は導電
カバー１０７と絶縁を保ちつつ保持されている。コロナ
ワイヤ１０９を図３に示す回路の高電圧発生回路３０３
の出力端に接続して４ｋＶ程度の電圧を印加することに
より、集塵体１０１の表面に約７００Ｖの静電気を発生
させることができる。

【００１４】帯電器１０６のさらに上流側の集塵体１０
１の表面近傍に複数個のＬＥＤ１１０が集塵体１０１の
軸方向に配列されている。ＬＥＤ１１０によって集塵体
１０１表面に光を照射することにより、集塵体１０１表
面の静電気を除去することができる。帯電器１０６とＬ
ＥＤ１１０の間にゴム等により形成されたごみ収集つめ
１１１が設けられ、集塵体１０１上のごみをごみ回収袋
１１２にかき落とす。

【００１５】以上のように構成された静電集塵機によ
り、ごみが回収される過程を以下に示す。帯電器１０６
により帯電され静電気をおびた帯電層１０３は集塵体１
０１の矢印Ｘ方向の回転により床面１１３に接近する。
また、集塵体１０１を含む静電集塵機本体は床面１１３
に並行して矢印Ｙ方向へ移動するものとする。このと
き、床面１１３上のごみ１１４は帯電層１０３の静電気
に引かれ、ごみ１１５のように床面１１３から離れ、集
塵体１０１の表面に付着する。集塵体１０１は、ごみが
付着したまま回転し、ＬＥＤ１１０の部分に到るとＬＥ
Ｄ１１０による光照射を受け、静電気が除去される。そ
の結果ごみと集塵体１０１との間の吸着力はほとんどな
くなり集塵体１０１が更に回転して、表面に付着したご
みがごみ収集つめ１１１に達すると、ごみはごみ収集つ
め１１１により集塵体１０１の表面から離れごみ回収袋
１１２に回収される。

【００１６】図２は本発明の実施例１の静電集塵機の全
体形状を示す側面図である。本体２０１の内部に上記に
示した主要部の機構が内蔵されている。本体２０１には
柄２０２がついており、操作者はこの柄２０２を持って
静電集塵機（以下掃除機と称する）を操作し掃除をす
る。柄２０２には図３の回路図に示すスイッチ２０３が
ついている。本体２０１内には二次電池３０２が内蔵さ
れており、使用時は二次電池３０２の電力で動作する。
本体２０１には二次電池３０２につながっている接点２
０４がある。掃除機を使用しないときには掃除機を掃除
機格納部２０５に格納する。掃除機格納部２０５には整
流回路を有する電源回路３０１が設けられている。電源
回路３０１の入力端にはコンセント２０７がついてお
り、常時コンセント２０７を商用電源の差込口に接続し
ておく。掃除機格納部２０５には電源回路３０１の出力
端に接続された接点２０６が設けられており、掃除機を
格納した状態ではこれら接点２０６と接点２０４が接触
し、本体２０１内の二次電池３０２へ電力を供給して充
電を行う。

【００１７】掃除機の使用時には、スイッチ２０３を押
すことにより、二次電池３０２からモータ１０５に電流
が流れ、集塵体１０１を回転させる。また、ＬＥＤ１１
０にも電力を与えて点灯し静電気の除去を行う。二次電
池３０２の電力はさらに高電圧発生回路３０３に供給さ
れ帯電器１０６のコロナワイヤ１０９に電圧を印加し、
帯電層１０３に静電気を発生させる。

【００１８】《実施例２》次に、図４ないし図７を用い
て本発明の実施例２を説明する。図４は実施例２の掃除
機本体の断面図である。図６は実施例２の電気回路のブ
ロック図である。実施例２では集塵体１３０はベルト状
であり、ローラ４０２、４０３、４１０、４１１、４１
２により回転可能に本体２０１内に支持されている。集
塵体１３０は薄いステンレススチールのシートなど導電
体のベルトで構成され、その外表面にはフタロシアニン
等の塗付による帯電層１０３が設けられている。前記ベ
ルトは図６示す回路のグランドＧに接続されている。本
体２０１内には二次電池３０２と二次電池３０２にスイ
ッチ２０３を介して接続された高電圧発生回路３０３及
び３１３が内蔵されている。

【００１９】本体２０１はローラ４０５、４０６により
床面１１３から離れて支えられており、集塵体１３０が
床面１１３に接触しないようにしてある。本体２０１の
下面には集塵体１３０を保護するために導電性の目の粗
い網４０８が設けられている。回転する集塵体１３０の
床面１１３に対向する部分の上流側において、集塵体１
３０の外表面に近接して高電圧発生回路３０３に接続さ
れた第１の帯電器１０６が設けられている。帯電器１０
６のさらに上流側には、ごみをかき落とすブラシ４０７
と、落ちたごみを回収するごみ回収袋１１２が設けられ
ている。ごみ回収袋１１２の外面近傍に高電圧発生回路
３１３に接続された第２の帯電器４０１が設けられてい
る。帯電器４０１には帯電器１０６とは逆極性の電圧を
印加して、集塵体１３０に逆極性の静電気を生じさせ
る。

【００２０】集塵体１３０の帯電器１０６の前を通過す
る表面に静電気が発生し、静電力によって床面１１３上
にあるごみが集塵体１３０に吸着される。集塵体１３０
の回転によって集塵体１３０に付着したごみがごみ回収
袋１１２付近にきたとき、ごみはごみ回収袋１１２の外
面に設けた帯電器４０１に引き寄せられ、ごみ回収袋１
１２内に落ちる。

【００２１】帯電器４０１の詳細な構造を図５に示す。
図５において、帯電器４０１は、集塵体１３０に対向す
る面にのみ開口を有する導電カバー５０１を有し、その
開口には網状に穴の開いたグリッド５０２が設置してあ
る。導電カバー５０１は４つの部屋に仕切られ、４つの
部屋にはそれぞれタングステンなどで作られたコロナワ
イヤ５０３ないし５０６が設けられている。コロナワイ
ヤ５０３、５０４、５０５及び５０６は図６の高電圧発
生回路３１３に接続されている。帯電器１０６のコロナ
ワイヤ１０９には例えば４ｋＶの正電圧を印加し、コロ
ナワイヤ５０３ないし５０６には４ｋＶの負の電圧をか
けることにより、集塵体１３０の帯電の極性を反転さ
せ、ゴミをごみ回収袋１１２にとばすことができる。ま
た、コロナワイヤ５０３ないし５０６にそれぞれ−１ｋ
Ｖ、−２ｋＶ、−３ｋＶ、−４ｋＶと下部のものほど高
い負の電圧を加えることにより、ごみのとぶ方向を下向
きにすることができ、回収効率が高まる。さらに集塵体
１３０表面を、グランドＧに接続された導電性のブラシ
４０７でこすることにより、ごみの回収を確実におこな
うことができる。

【００２２】本実施例２においては、集塵体１３０の回
転を、モータを使わずに、本体２０１を図４の左右方向
に動かすとき床１１３に接して回転するローラ４０６の
回転を集塵体１３０を動かすローラ４０２及び４０３等
に伝えることにより行う。実際の掃除の場合には掃除機
を図４の左右両方向に動かして行うため、ローラ４０６
がいずれの方向に回転しても集塵体１３０が常に一定方
向に回転するような回転伝達機構が必要である。このよ
うな機構の例を図７に示す。

【００２３】図７は一定方向の回転機構６００の構成図
である。歯車６０１の軸６１１はローラ４０６の軸に図
示を省略した回転伝達機構で連結されている。また歯車
６０４の軸６１４は集塵体１３０を駆動するローラ４０
３の軸に直結している。歯車６０２および６０５は、歯
車６０１を恒星とした遊星歯車となっている。本体２０
１の移動によりローラ４０６が回転し、歯車６０１が矢
印Ａ方向に回転すると、遊星歯車６０２は矢印Ｍのよう
に移動して歯車６０３にかみ合い、歯車６０３を矢印Ｃ
の方向に回す。歯車６０３はこれにかみ合っている歯車
６０４を矢印Ｄの方向にまわす。一方、本体２０１の上
記と逆方向の移動により歯車６０１が矢印Ｂ方向に回転
すると、遊星歯車６０５は矢印Ｎのように移動して歯車
６０６にかみ合い、歯車６０６を矢印Ｅの方向に回す。
歯車６０６はこれにかみ合う歯車６０７、６０４をそれ
ぞれ矢印Ｆ、Ｄの方向に回す。すなわち、歯車６０４
は、歯車６０１がＡ方向に回転してもＢ方向に回転して
も同じＤ方向に回転することになり、集塵帯１０１を一
方向に回転させることができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、静電力でごみの回収を
行うので、真空掃除機のような騒音がなく、汚れた排気
もでない掃除機を実現することができる。また、消費電
力が小さいため、二次電池を用いるコードレス化が実現
しやすくなり、掃除の邪魔となるコードがなくなること
により、掃除の作業性が高まる。さらに、静電気の発生
と除去を集塵体上の別々の場所で行うことにより連続し
たごみ回収作業が可能となり、良好な作業性が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の静電集塵機の要部の断面図

【図２】本発明の実施例１の静電集塵機の全体形状を示
す側面図

【図３】本発明の実施例１の電気回路ブロック図

【図４】本発明の実施例２の静電集塵機の要部断面図

【図５】本発明の実施例２に用いる第２の帯電器の断面
図

【図６】本発明の実施例２の電気回路ブロック図

【図７】本発明の実施例２に用いる一定方向回転機構の
構成図

【符号の説明】

１０１、１３０ 集塵体 １０３ 帯電層 １０５ モータ １０６、４０１ 帯電器 １１０ ＬＥＤ １１１ ごみ収集つめ １１２ 回収袋 ２０５ 掃除機格納部 ３０２ 二次電池 ６００ 回転機構

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外面に帯電層を有する筒状の集塵体と、 前記集塵体を回転させる回転手段と、 前記集塵体の帯電層に静電気を発生させる帯電手段と、 集塵体上の静電気を除去する放電手段と、 前記帯電手段により静電気が発生した集塵体を床面に対
   向させて回転させ、集塵体に付着したごみを、前記放電
   手段により静電気を除去した後回収する集塵手段と、 を有することを特徴とする静電集塵機。
2. 【請求項２】 外面に帯電層を有する帯状の集塵体と、 前記集塵体を回転する回転手段と、 前記集塵体の帯電層に静電気を発生させる第１の帯電手
   段と、 前記第１の帯電手段で発生させた静電気と反対極性の静
   電気を前記集塵体に発生させる第２の帯電手段と、 前記第１の帯電手段により静電気が発生した集塵体を床
   面に対向させて回転させ、ごみが付着した集塵体に、前
   記第２の帯電手段により前記反対極性の静電気を発生さ
   せて前記集塵体上のごみを回収する回収手段と、 を有することを特徴とする静電集塵機。
3. 【請求項３】 回転手段、帯電手段及び放電手段の電源
   として、充電可能な電池を内蔵することを特徴とする請
   求項１又は２記載の静電集塵機。
4. 【請求項４】 静電集塵機を格納する掃除機格納部を有
   し、静電集塵機を格納することにより前記電池に充電を
   行う充電装置を前記掃除機格納部に設けた請求項３記載
   の静電集塵機。
5. 【請求項５】 前記帯電層は床面に非接触状態で対向す
   ることを特徴とする請求項１又は２記載の静電集塵機。
6. 【請求項６】 前記集塵体の回転手段は、静電集塵機を
   床面に沿って前後に移動させることにより集塵体を回転
   させる手段を有することを特徴とする請求項１又は２記
   載の静電集塵機。
7. 【請求項７】 前記回転手段は、静電集塵機を前後のい
   ずれの方向に動かしても、集塵体を一方向にのみ回転さ
   せる手段を有することを特徴とする請求項６記載の静電
   集塵機。