JP3858940B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、脱臭材料を用いて吸引した塵埃の臭気を除去し、排気の臭気を低減する電気掃除機に関するものである。

従来から電気掃除機の排気脱臭に関しては、集塵部の下流側である排気経路に脱臭フィルターを搭載する構成のものが提案されており、近年では光触媒の酸化作用により脱臭する方式のものが見受けられる（例えば、特許文献１参照）。
特許第３２３８０５５号公報

しかしながら、上記の排気経路に脱臭フィルターを搭載する方法では、電気掃除機の吸引量が大きいため、脱臭フィルターと臭気を含む排気空気との接触時間が短くなり、脱臭効率が小さく、臭気の低減も小さいという課題を有していた。

本発明は、上記課題を解決するもので、塵埃の臭気を確実に除去することにより、排気の臭気を大幅に低減する電気掃除機を提供することを目的としている。

従来の課題を解決するために、本発明の電気掃除機は、掃除機の集塵部内に底面が金網で底面方向に開口する構成とした脱臭材収納部を設け、脱臭材収納部に収納された固形体の脱臭材が、本体を移動させる毎に脱臭材収納部の内部を転がりまたは振動し、底面の金網と擦れて自重により磨耗し、集塵部内に粉体として投入する構成としたものである。

吸引した塵埃に直接脱臭材を投入することで、強力に塵埃の臭気を除去し、使用時だけでなく静置時にも脱臭できるため、集塵部内での臭気の滞留が低減され、次回の掃除機使用時、特に臭気レベルの高い使用の初期時にも、排気臭気の低減を図ることができる。

また、脱臭材は自重で磨耗し投入されるため、特殊な機構を用いることなく、また、大型化することなく、コンパクトで簡便な手段で有用な電気掃除機とすることができる。

本発明の電気掃除機は、簡便な手段により塵埃の臭気を除去して、排気の臭気を大幅に低減した電気掃除機とすることができる。

第１の発明は、吸引風を発する電動送風機を内蔵する本体と、前記電動送風機の吸気上流側に塵埃を分離保持する集塵部と、前記集塵部内に設けられ底面が金網で底面方向に開口する構成とした脱臭材収納部と、前記脱臭材収納部に収納された固形体の脱臭材とを備え、前記脱臭材は、前記本体を移動させる毎に、前記脱臭材が前記脱臭材収納部の内部を転がりまたは振動し、前記脱臭材の自重により前記脱臭材収納部の底面に設けた金網と接触して磨耗し、前記脱臭材収納部の底面から集塵部に粉体として投入される構成とした電気掃除機とすることにより、収納部に収納された脱臭材は、掃除機の走行時や吸引時の振動などで金網で作製された底面と擦れることにより磨耗し、底面の開口部から集塵部に粉体として投入されることになる。これにより吸引した塵埃に直接脱臭材が接触、混合されることで、強力に塵埃の臭気を除去し、使用時だけでなく静置時にも脱臭するため、集塵部内での臭気の滞留が低減され、次回の掃除機使用時、特に臭気レベルの高い使用の初期時にも排気臭気の低減を図ることができる。また、脱臭材は自重による磨耗により投入されるため、特殊な機構を用いることなく、また、掃除機を大型化することなく、コンパクトで簡便な手段で有用な電気掃除機とすることができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の固形体の脱臭材を略球形状とすることにより、掃除機本体を移動、走行させる毎に脱臭材収納部の内部を自由に転がり、結果として集塵部に確実に粉体として投入できることになる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の脱臭材収納部の底面に設けた金網をラス網に代えて構成したものであり、ラス網を用いることで脱臭材収納部の底面の凹凸が大きくなることにより、固形体の脱臭材が収納部を移動するときに摩擦効果が大きくなるため、より確実に磨耗し脱臭材が投入されるものとなる。

第４の発明は、特に、第１から第３のいずれか１つの発明の脱臭材を、粉体状脱臭材を固形化した脱臭材とするものであり、磨耗により脱臭材が元の粉体になりやすくなり、粉体になることで塵埃にまとわりつきやすく、また、脱臭材の表面積も増大するため、効率よく塵埃の臭気を低減することができるものとなる。

第５の発明は、特に、第１から第４のいずれか１つの発明の脱臭材収納部の側面に、緩衝材を設けることにより、固形の脱臭材が側面に衝突したときに破砕することを防止し、長期にわたり適切量投入することができる。

第６の発明は、特に第１から第５のいずれか１つの発明の脱臭材に、昇華材料が含まれていることにより、昇華材料が昇華していき固形体の脱臭材が表面から粉体になりやすくなり、より確実に粉体として脱臭材を投入することができる。

第７の発明は、特に第１から第６のいずれか１つの発明の集塵部は電動送風機により吸引した空気と塵埃を旋回させ、旋回流により塵埃を分離する遠心分離型の電気掃除機とすることにより、塵埃と投入された脱臭材の混合効果が優れ、より効果的な臭気除去をすることができる。

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、本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、第１の実施の形態における電気掃除機本体の構成図を示すものである。図１において、本体を構成する筐体１の内部には集塵ボックス３および電動送風機４が配置され、また、上流側には集塵ボックス３に集塵されるよう吸引口２が開いており、ここに接続ホースが取り付けられる。また、車輪５により掃除機本体は可動する。

本実施の形態では旋回流により塵埃を分離する遠心分離型のサイクロン掃除機を用いており、その構成を図２により簡単に説明する。図２は、図１に示す電気掃除機の集塵ボックス３の構成模式図であり、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は正面図である。

図２（ａ）、（ｂ）において、第１のフィルター２２の下流から電動送風機４により吸引されるが、吸気された塵埃を含む空気は、まず、集塵ボックス３の通気口２１から吸引され、塵埃を含む空気は障壁２３に沿って流れ、ここで空気は第１のフィルター２２を介して電動送風機４に吸引されるが、塵埃は遠心力によりさらに旋回し最終的に第２のフィルター２４により塵埃が濾しとられ、ほとんどの塵埃は集塵部２５に滞留する。図中に示した実線矢印は塵埃の流れを示し、破線矢印は気流の流れを示している。このように、ここでは旋回流により塵埃を分離する遠心分離型のサイクロン掃除機を用いている。

また脱臭材収納部２６は集塵ボックス３内に集塵部２５の上流部に設けられており、内部には脱臭材が収納されている。

図３は集塵部２５の上流部に設けられた脱臭材収納部２６の構成を示した集塵ボックス３の拡大図である。ここで脱臭材収納部２６の底面は１０メッシュの金網３２で構成し、底面方向に開口する構成としている。また、前後方向の側面には緩衝材としてスポンジ３３が取り付けられている。ここに略球形状の脱臭材３１を収納している。脱臭材３１は平均粒径２０マイクロメートルの粉末状活性炭をコロイダルシリカをバインダーとして、略球形状に固めたものであり、脱臭材収納部２６の中で矢印に示すように自由に転がり移動できるものである。

以上の構成の電気掃除機を用いて、本発明の効果を調べた。

（実験例１）
上記の掃除機を用いて実部屋の掃除を１５分間行った。対照実験として脱臭材なしでも実部屋の掃除を１５分間行なった。排気臭気に気をつけながら、この掃除実験を１０日間続けた。結果は対照実験のものは５日目くらいから排気の臭気が気になったが、本実施例のものは１０日目の終了時までほとんど気にならなかった。

掃除機に吸引された塵埃量を比べてみたところ、１０日間の掃除で、本実施の形態も対照実験も、どちらもほぼ３０ｇ吸引していた。また本実施の形態の掃除機に設置した脱臭材３１は１．２ｇ減量していた。よって、１日あたり平均３ｇの塵埃を吸引し、０．１２ｇの脱臭材が投入されたことになる。

このとき、吸引により収集された塵埃を観察したところ、脱臭材３１が粉体として塵埃にまとわりつき、また塵埃と混合されていることが確認された。これは、掃除機本体を移動、吸引させる毎に、球形状の脱臭材３１が脱臭材収納部２６の内部を転がりまた振動し、金網で作製された底部と接触することで磨耗し、脱臭材が粉体として投入され、吸引した塵埃と接触、混合されているものである。

次に、塵埃を３０ｇ吸引したこの状態で１日静置した後、１ｍ^３の密閉チャンバ内に掃除機をセットし３０秒間運転させた。チャンバ内に排気された臭気をパネル６名で実際ににおいをかぎ官能評価した。結果は、本実施の形態は平均の臭気強度が１．８であったのに対して、対照実験は３．０であり、大幅な臭気の低減効果が確認された。

臭気強度２がにおいの認知閾値であることを考慮に入れると、臭気強度１．８はにおいとしては検知できても何のにおいかわからないレベルで、高いレベルで臭気の低減ができていることがわかる。

以上から、本実施の形態のように、吸引した塵埃に直接脱臭材を投入することで、強力に塵埃の臭気を除去し、使用時だけでなく、静置時にも脱臭するため集塵部内での臭気の滞留が低減し、特に臭気レベルの高い掃除機使用初期時にも排気臭気の低減を図ることができる。また、脱臭材の磨耗を利用した投入とすることにより、簡単な構成でコンパクトなものとすることができる。

なお、本実施の形態では脱臭材として活性炭を使用したが、活性炭以外にも、シリカ、アルミナ、ゼオライトなどでも、掃除機塵埃のような複合臭気を低減させ、同様の効果があるものである。

（実験例２）
脱臭材の磨耗による投入のかわりに、粒径約２ｍｍの顆粒状の活性炭を同重量投入し実験例１と同様に実部屋の掃除実験を行なった。終了後、同様にチャンバ試験を行なったところ、臭気強度の平均は２．５であった。

吸引した塵埃に脱臭材を投入することで塵埃の臭気を除去するが、本実験例と実験例１の結果から、粉体の脱臭材として投入することにより、より効果的に臭気が低減できるものとなることが確認された。

よって本実施の形態のように、掃除機本体を移動、吸引させる毎に、球形状の脱臭材３１が脱臭材収納部２６の内部を転がりまた振動し、金網で作製された底部と接触することで磨耗し脱臭材が粉体として投入され、吸引した塵埃と接触、混合されることにより、簡便な手段で効果的に塵埃の臭気を低減することができる。

（実験例３）
次に、上記の脱臭材収納部２６内の緩衝材であるスポンジ３３を取り除いて、同様に掃除実験を行なったところ、４日目に脱臭材３１が破砕した。

これは、掃除機本体を移動させる毎に、球形状の脱臭材３１が脱臭材収納部２６の内部を転がり、前後方向の側面と衝突しその衝撃で破砕したものである。

以上から、本実施の形態のように脱臭材収納部２６の側面に、緩衝材３３を設けることにより、固形の脱臭材が側面に衝突したときに破砕することを防止し、長期にわたり適切量投入することができるものとなる。

（実験例４）
さらに、同様の実験を紙パック型の掃除機で行った。同様に１０日間行いチャンバ試験を行なった。官能評価の結果、脱臭材を設置したものは臭気強度２．２に対して脱臭材を設置しない対照実験では３．２であった。

実験例１との結果から、紙パック型の掃除機より遠心分離型のサイクロン掃除機の方が、効果が大きいことが確認された。これは、遠心分離型では吸引するとき塵埃が旋回し、粉体の脱臭材との混合が良好になるためである。

（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で用いた集塵ボックス３の底面の金網３２をラス網に変更したものである。ラス網は１０メッシュの金網とほぼ同等の開口率となるよう長径５ｍｍ、短径２ｍｍの目開きのものを用いた。ラス網を用いることで、金網に比べて底面の凹凸が大きくなるものである。

実施の形態１と同様に掃除実験を１０日間行ったところ、１０日間で脱臭材の減量は２．０ｇであり、金網の１．２ｇより多くの脱臭材が投入されたことになる。

本実施の形態のように、脱臭材収納部２６の底面に凹凸を施すことにより、脱臭材と底面との摩擦効果が大きくなり、より確実に脱臭材を投入できるものとなる。

（参考の形態１）
次に、本発明の第１の参考の形態を示す。

図４に示すように、実施の形態１で用いた掃除機の排気部に脱臭フィルター４１を配置して、実験を行なった。脱臭フィルター４１は、８０セル／ｉｎｃｈ^２のハニカム体１２０ｃｃに活性炭を１２ｇ担持したものを用いた。

実施の形態１と同様に掃除実験を１０日間行い、その後チャンバ試験を行なった。官能評価の結果、脱臭フィルターを設置したものは臭気強度１．２に対して、実施の形態１の実験例１の結果では、脱臭材のみ設置したものは１．８、なにも搭載しない対照実験では３．２である。

臭気強度１が臭いの検知閾値であることを考慮に入れると、この１．２はほぼ無臭に近いレベルとなる。このように脱臭材を投入し、さらに排気経路に脱臭フィルターを配置することにより、極めて高いレベルで排気臭気の低減が行なえ、さらに有用な電気掃除機とすることができる。

（実施の形態３）
次に、本発明の第３の実施の形態を示す。

本実施の形態では、脱臭体３１を活性炭に昇華材料であるカンファーを加えてコロイダルシリカで固形化した。活性炭量とカンファー量の比は１０：２とした。

実施の形態１と同様に掃除実験を１０日間行なった。このとき脱臭材は１０日で２．２ｇ減量し、実施の形態１より増加した。これは、昇華材料カンファーを加えて固形化することにより、表面からカンファーが昇華するに従い、隙間ができるためコロイダルシリカとの結合が弱くなり、粉体化しやすくなることを示している。

バインダーであるコロイダルシリカを減少させるだけでは、粉体化しやすくはなるが、破砕されやすくもなるのに対して、本実施の形態では表面からの現象であるため中心部の硬度には変化がないので、適量ずつ長期にわたって確実に投入することが可能となる。

また、カンファーは一般的には防虫作用を持つしょうのうとして知られており、カンファーを加えることにより、塵埃の防虫効果も有する脱臭材とすることができる。ここでは、カンファーを加えたが、カンファー以外にもパラジクロロベンゼン、ナフタレンなども昇華性および防虫性を有し同様の効果を有するものである。

（参考の形態２）
次に、本発明の第２の参考の形態を示す。

本参考の形態では、脱臭体３１を活性炭量１０に対して、抗菌材料として銀を５％含有するゼオライトを２加えてコロイダルシリカで固形化した。

実施の形態１と同様に掃除実験を１０日間行なった。このときの脱臭材と混合された塵埃１ｇを界面活性剤を含む水に分散させ、寒天培地の上で３５℃で４０時間培養した。対照実験として実施の形態１のものを用いた。

結果は、本参考の形態では実施の形態１に比べ９９％以上の抗菌効果が確認された。

以上から、脱臭材に抗菌材料が含まれていることにより、抗菌材料が直接塵埃に作用し集塵部内で菌の繁殖を防ぎ、衛生的にも、また、菌由来の臭気が低減されるため臭気の面でも効果的なものとすることができる。

以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、簡便な手段により塵埃の臭気を除去し、大幅に排気の臭気を低減する電気掃除機とすることができるため、家庭用掃除機のほか、業務用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における電気掃除機の構成図 （ａ）本発明の実施の形態１における集塵ボックスの側面構成模式図（ｂ）同、集塵ボックスの正面構成模式図 本発明の実施の形態１における脱臭材収納部の構成を示す集塵ボックスの拡大図 本発明の参考の形態１における電気掃除機の構成図

符号の説明

３ 集塵ボックス
２６ 脱臭材収納部
３１ 脱臭材
３２ 金網
３３ スポンジ（緩衝材）
４１ 脱臭フィルター

Claims (7)

1. 吸引風を発する電動送風機を内蔵する本体と、前記電動送風機の吸気上流側に塵埃を分離保持する集塵部と、前記集塵部内に設けられ底面が金網で底面方向に開口する構成とした脱臭材収納部と、前記脱臭材収納部に収納された固形体の脱臭材とを備え、前記脱臭材は、前記本体を移動させる毎に、前記脱臭材が前記脱臭材収納部の内部を転がりまたは振動し、前記脱臭材の自重により前記脱臭材収納部の底面に設けた金網と接触して磨耗し、前記脱臭材収納部の底面から集塵部に粉体として投入される構成とした電気掃除機。
2. 固形体の脱臭材は略球形状である請求項１に記載の電気掃除機。
3. 脱臭材収納部の底面に設けた金網をラス網に代えて構成した請求項１または２に記載の電気掃除機。
4. 脱臭材は粉体状脱臭材を固形化した請求項１から３のいずれか１項に記載の電気掃除機。
5. 脱臭材収納部の側面に緩衝材を設けた請求項１から４のいずれか１項に記載の電気掃除機。
6. 脱臭材に昇華材料を含ませた請求項１から５のいずれか１項に記載の電気掃除機。
7. 集塵部は、電動送風機により吸引した空気と塵埃を旋回させ、旋回流により塵埃を分離する方式とした請求項１から６のいずれか１項に記載の電気掃除機。

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