JP4159298B2 - 電気掃除機及び機器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気掃除機に関し、特に殺菌機能付きの電気掃除機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
特開平1−238815号公報に開示されている従来のオゾン発生機能付き電気掃除機について図30を参照して説明する。この従来の電気掃除機は、電気掃除機本体101内に該本体101の前壁のホース受口102と後壁の排気口103に連通する吸気路104に接続された通気性を有する集塵袋105、塵埃フィルター106及び上記排気口103に連通している電動送風機107を順次配設している。
【0003】
そして、この電動送風機107の駆動によって上記ホース受口102に嵌着した吸込ホース108より吸入した塵埃を含む空気を集塵袋105、塵埃フィルター106及び電動送風機107を通すとともに排気口103より本体101外に放出することで空気中に含まれる塵埃を集塵袋105で除去している。
【0004】
一方、上記電気掃除機本体101内であって吸気路104外の上部には、オゾン発生器110の設置されたオゾン貯留室109を形成していて、上記電動送風機107の運転期間中にオゾン発生器110で発生させたオゾンをオゾン貯留室109内に貯蔵し、そして、上記電動送風機107の通電が停止された時に、開閉弁111及び112を開成して貯蔵していたオゾンを吸気路104に供給し、吸気路104内の菌を除菌する構成としていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の電気掃除機では、吸気路104内に供給されたオゾンは上記集塵袋105で浄化された空気流に作用するが、集塵袋105内に捕獲されている塵埃や菌への作用が充分でないことから、オゾンによる除菌効果が充分に得られないという問題があった。
【0006】
また、運転期間中にオゾンをオゾン貯留室109に貯蔵しておくので、合成樹脂で形成される電気掃除機本体101が、貯蔵されたオゾンに長期間さらされて劣化し、部分的に亀裂や折れなどが生じやすくなる。特に真空掃除機の場合、運転時に低圧となる部分に亀裂が生じ、吸い込み性能が低下して最終的には破裂に繋がるという問題がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来の電気掃除機の問題点に鑑みて発明されたものであり、電動送風機の駆動に従ってゴミや粉塵・水などの塵埃を含む空気を吸引し、該空気を吸気路を通して機外に排気する電気掃除機において、イオン発生器を具備したことを特徴としており、電極に正電圧と負電圧を印加することにより、イオン発生器で発生させたH+(H2O)n (nは任意の自然数)からなるプラスイオンと、O2 −(H2O)m (mは任意の自然数)からなるマイナスイオンを前記吸気路内に供給するものである。
【0008】
この構成によれば、イオン発生器で発生したプラスイオンとマイナスイオンを、吸気路中に放出して空気流の殺菌を行うことになり、充分な除菌効果が期待できる。なお、イオン発生器を前記吸気路外に設けて、吸気路中に供給するようにしてもかまわない。その他、イオン発生器で発生させたプラスイオンとマイナスイオンを前記電動送風機の下流側の排気中に供給するようにしてもよい。
【0009】
ところで、イオン発生器からはプラスイオンとマイナスイオンとともにオゾンも副次的に生成する。よって、針状電極の周辺の空気通路部分に耐オゾン処理を施しておくと、オゾンによる劣化を防止することができる。周知の如く、オゾンは温度が高いほど酸化力が増加し、周辺を構成する部材、特に樹脂類の劣化を促進する働きがある。
【0010】
従って、オゾンの発生源である電極周辺のオゾンの酸化力を抑制するために、イオン発生器は電動送風機等の熱源より隔離して設けるのが理想的である。
【0011】
また、本発明の電気掃除機は、電動送風機に吸引された空気を浄化フィルターを通じて機外に排気させるとともに、該浄化フィルターを通過した空気に前記プラスイオンとマイナスイオンを混合させることを特徴としている。
【0012】
この構成によれば、浄化フィルターに吸着されずに通過した菌類の殺菌も行える。
【0013】
ところで、前記イオン発生器は、プラスイオンとマイナスイオンの両イオンあるいはマイナスイオンを発生するものである。プラスイオンとマイナスイオンの両イオンは空気中の浮遊菌を殺菌する作用があり、マイナスイオンは空間に放出されると、人間の気分をリラックスさせる作用があることが知られている。
【0014】
特に、前記イオン発生器のイオン発生部に風速50cm/s以上の空気を送風したときに、そのイオン発生部から10cm離れた位置において、プラスイオンとマイナスイオンの濃度をそれぞれ10,000個/cm 3 以上とすると高い殺菌作用が得られるので好ましい。
【0015】
また、本発明の電気掃除機は、電動送風機を内装した掃除機本体の両側面に車輪を配し、該車輪に設けられた排気口から電動送風機の排気を行う電気掃除機において、前記車輪で形成した混合室内に、電極に正電圧と負電圧を印加することにより、H+(H2O)n (nは任意の自然数)からなるプラスイオンと、O2 −(H2O)m (mは任意の自然数)からなるマイナスイオンを発生するイオン発生器を具備したことを特徴としている。
【0016】
この構成によれば、車輪で形成した混合室内でイオン発生器からマイナスイオンを発生させ、電動送風機の気流に従って車輪に設けられた排気口からプラスイオンとマイナスイオンを放出して室内の殺菌を行うことになり、充分な除菌効果が期待できる。
【0017】
また、掃除機本体に電気掃除機の操作部とは独立して前記電動送風機と前記イオン発生器を駆動させる駆動スイッチを設けると、例えば押し入れ等にホースを取り外して掃除機本体のみを置き、駆動スイッチを入れて押し入れ等の空間内の空気を吸排気するとともに、発生したプラスイオンとマイナスイオンを空間内に放出するようにして、空間内を浄化することができる。
【0018】
この場合、前記駆動スイッチの操作後、前記電動送風機と前記イオン発生器を所定時間駆動させるタイマー手段を設けることが好ましい。
【0019】
ところで、前記電動送風機の強弱制御に応じて、前記イオン発生器のイオン発生量を制御してもよい。
【0020】
これにより、不必要にイオン発生器を駆動することなく寿命をのばせる。また、不必要にイオンを放出することを防止できる。
【0021】
また、電気掃除機の保管状態を判断して、前記イオン発生器を一定時間駆動させてもよい。
【0022】
これにより、保管時には比較的密閉された保管場所などの空間内の浄化を一定時間自動的に行える。
【0023】
尚、1つのイオン発生電極によりプラスイオンとマイナスイオンの両イオンを発生させると、発生初期に一部が相殺されて実質的にイオン発生量が低下する問題がある。
【0024】
このため、電極を2つ設け、プラスイオンとマイナスイオンを別々の電極により発生させるのが望ましい。
【0025】
これにより、プラスイオンとマイナスイオンの発生量の割合を可変制御することも可能である。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、筒型の集塵ケースに吸引した塵埃などを含む空気を、円形の風路に通過させ、空気を集塵ケースの筒内で旋回させることにより、遠心力を利用して空気から塵埃などを分離収集するサイクロン式電気掃除機を例にして、図に従って詳細に説明する。
【0032】
本発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。図1及び図2は、本発明の第1の実施形態であるサイクロン式電気掃除機の外観を示す外観図及び電気掃除機本体の側面断面図である。これらの図から明らかなように、電気掃除機は、大まかには電気掃除機本体(以下、単に本体という)1と、この本体1に着脱可能に設けられている集塵装置2と、上端に操作部4とハンドル5を備えるとともに、下端に吸込口体6を着脱自在に取付けている連結管3と、一端をこの連結管3に着脱可能に接続されるとともに、他端を上記本体1の吸気口であるホース受口8に着脱自在に嵌着されている接続ホース7とから構成されている。
【0033】
そして、上記本体1は、図2に示すように、上面中央部に上記集塵装置2を着脱可能に支持する収容部9を形成するように側面外形が略L字型の筐体より構成されている。その内部には本体1の前側壁に設けた上記ホース受口8より導出されて本体1内を水平に伸び、途中上方に屈曲して前記収容部9の縦壁面9aに設けている第1の接続管体11に接続されている第1の吸気路10と、上記第1の管体11より高所の上記縦壁面9aに設けられている第2の接続管体12に一端を接続されるとともに、途中を下方に屈曲して他端を本体1の後側壁面に設けた排気口1b方向に伸張させている第2の吸気路13と、該第2の吸気路13の他端に接続された電動送風機14と、該送風機14と排気口1bとの間に配設された脱臭フィルター15とが設けられている。
【0034】
上記集塵装置2は、図2に示すように、上面を開口するとともに、側壁面に流入口管20を嵌着した筒状容器からなるダストカップ16と該ダストカップ16を蓋閉めするようにダストカップ16に嵌着された蓋体17と、該蓋体17に設けた仕切り板17aの中央部に嵌着されてダストカップ16に垂下された排気筒18と、上記蓋体17内にあって一端を排気筒18の排出口18aに接続されるとともに、他端を蓋体17の側壁面に嵌着した流出口管21に接続された排気管19とから構成されている。
【0035】
18bは排気筒18の外周壁に配設されているフィルターである。そして、上記集塵装置2は、上記本体1の収容部9に着脱自在に収容されるようになっており、収容された状態において、上記流入口管20と上記流出口管21が上記第1の接続管体11と第2の接続管体12にそれぞれ連通されている。この場合、第1及び第2の接続管体11、12は共にゴム材等の弾性材料にて形成されており、特に端部に形成した鍔部によって集塵装置2が収容部9に収容された状態において、流入口管20と流出口管21との連通を気密に保持する構成となっている。
【0036】
なお、22は集塵装置2の蓋体17の上面に設けられた把手である。また、図中符号23で示すものはイオン発生器であり、上記ホース受口8の近くにおいて本体1の上壁面の内面側に設けられている。イオン発生器23は、電極に電圧を加えることにより電極よりイオンを放出するもので、この発生するイオンは、前記電極に負荷する電圧の種類(負、正)を切替えることによりプラスイオンあるいはマイナスイオンを放出することができる。
【0037】
この電極に負荷する電圧の種類を連続あるいは所定時間毎に切替える選択手段を設けることによりプラスイオンあるいはマイナスイオンを容易に選択することができる。マイナスイオンは癒し作用を有し、プラスイオンとマイナスイオンを同時に放出すると殺菌作用を行うことができる。そのイオン発生器23の構成には種々考えられ、イオンを発生する手段を有する装置であればよい。以下、癒し作用あるいは殺菌作用などイオンによる作用を浄化と称して説明する。
【0038】
また、ここでは針状の電極を有するイオン発生器を例に説明する。このイオン発生器23の一実施例の詳細は図3に示すが、この図に示すように、イオン発生器23は、下面にイオン流出口25を形成し、内部を区画壁26で前後の前部屋27、後部屋28とこれらの部屋より上部にあり後部屋28とのみ連通口26aを介して連通している上部屋29とに仕切られたケース本体24を備えている。
【0039】
そして、前部屋27にはイオン発生回路30を配設している。一方、イオン発生室としての後部屋28には先端を針状に形成し、上記イオン流出口25に対峙させたイオン発生子としての針状電極31を配設している。上記イオン発生回路30は単線で形成された導電線32を導出しており、この導電線32は途中区画壁26を貫通して後部屋28に臨み、該後部屋28内において壁面に設けた合成樹脂等の絶縁材料からなる固定子33に支持されるとともに、固定子33の下方で先端に上記針状電極31を針状先端を下方に向けて電気的かつ機械的に接続している。
【0040】
これにより、上部で固定子33で支持されているので、針状電極31の姿勢が安定される。なお、この導電線32が撚り線で形成される場合には、針状電極31を固定止33で直接支持しても良い。また、上部屋29には、フィルター34が配設されている。
【0041】
上記のように構成されるイオン発生器23は、イオン流出口25を第1の吸気路10の途中に設けた接続口10aに接続した状態でホース受口8の近くにおいて本体1の上壁面の内面側に配置されており、上部屋29内のフィルター34は本体1の上壁面に設けた多数の外気取入孔36と対峙している。この外気取入孔36は本体1の上壁面に設けた開口1aを閉塞して上部屋29のフィルター34を覆っている逆皿状のカバー35の全面に穿孔されたものである。
【0042】
図2において、針状電極31の風下側に位置する脱臭フィルター15は、コルゲートハニカム状に形成された物質に、低温脱臭触媒及び吸着剤をコーティングすることにより構成されている。この脱臭フィルター15は、掃除機内を清潔に保つために交換や清掃が可能となるように電動送風機14と排気口1bとの間に着脱可能に設けられたものであり、低温脱臭触媒及び吸着剤を担持したフィルター或いは不織布により構成しても良いが、ハニカム状に形成すると圧力損失を低くすることができるのでより望ましい。また、脱臭フィルター15に抗菌処理を施しても良い。
【0043】
上記低温脱臭触媒は、銅−マンガン系酸化物からなっており、アミン系やチオール系の揮発性物質や硫化水素等の臭気物質を酸化分解する。更に、銅−マンガン系酸化物はオゾン分解触媒としても機能してオゾンを分解することができる。従って、オゾン除去装置を別途設ける必要がなく掃除機の製造コストの上昇を抑制することができるとともに、オゾン濃度を樹脂成型物の劣化に対して無視できる程度まで低下させることができる。
【0044】
これにより、吸気中のオゾンは本体1内の脱臭フィルター15で分解されるため、本体1外に排気される恐れがなくなる。尚、オゾン分解能力に優れたオゾン分解触媒を脱臭フィルター15に担持させるようにしても良い。このようなオゾン分解触媒として、例えば、二酸化マンガン、白金粉末、二酸化鉛、酸化銅II及びニッケル等を使用することができる。
【0045】
また、前記脱臭フィルター15は、HEPAフィルターや殺菌薬剤を浸透させた殺菌フィルターを配置すると、さらに殺菌、除菌、除塵効果を向上させることができる。また、この脱臭フィルター15に吸着剤を担持しても良い。この吸着剤は臭気物質、オゾン及び浮遊菌を吸着するために担持されているものであり、例えば、シリカゲル、活性炭、ゼオライト及びセピオライト等を使用することができる。更に、吸着剤として、粒状や粉状の吸着剤を別途脱臭フィルター15に設けてもよい。
【0046】
本発明の電気掃除機は上述のように構成されるものであり、次に、その作用について説明する。操作部4を操作して運転を開始すると、電動送風機14及びイオン発生回路30に通電がなされ、電動送風機14が駆動して吸込口体6からの吸気が開始されるとともにイオン発生回路30の作動によって針状電極31に高電圧が印加されることとなる。その結果、まず電動送風機14の駆動によって図1の点線矢印のように吸込口体6で吸気された塵埃を含む空気が連結管3、接続ホース7及びホース受口8を経て本体1内に吸気される。
【0047】
この吸気に伴って、本体1内部では図2の点線で示すように、空気流が第1の吸気路10を通過するときに接続口10a及びイオン流出口25付近が負圧になるためイオン発生器23のイオン発生室となっている後部屋28が吸引される。その結果、外気取入孔36より外部から吸引した空気がフィルター34を通過した後、後部屋28で発生したイオンとともに上記第1の吸気路10に吸引される。
【0048】
また、発生したイオンを、イオン発生器23のイオン流出口25より送出させる送風機(例えば図13の23a参照)を設けてもよい。これにより、第1の吸気路10に効果的に供給することができ、また、電動送風機14の駆動に関係なく、イオンを供給でき、電動送風機14の停止中にもイオンを供給し、空気を浄化することができる。
【0049】
このイオンを含んだ空気は、ホース受口8より第1の吸気路10に吸引された空気流とともに第1の接続管体11及び流入口管20を通して集塵装置2のダストカップ16内に旋回しながら吸引される。このように、ダストカップ16内で空気流が旋回されることにより空気流に含まれる塵埃が遠心力で空気と分離され、ダストカップ16内に堆積する。
【0050】
一方、塵埃を除去され浄化された空気は、フィルター18bを介して排気筒18内に吸引されるとともに、排気管19を経て流出口管21、第2の接続管体12より第2の吸気路13に至り、その後電動送風機14及び脱臭フィルター15を通過して排気口1bより本体1外に排出される。この間に針状電極31で発生されたイオンにより空気流に含まれる種々の菌を殺菌浄化する。
【0051】
本発明の作用は上述のようになされるが、ここで上記イオン発生器23の作用について説明する。イオン発生回路30から導電線32を介して針状電極31に高電圧が印加されると、該針状電極31の先端に電解が集中することから、上記外気取入孔36より取り込まれた空気が針状電極31の周辺に到達すると該空気が針状電極31の先端で局所的に絶縁破壊し、コロナ放電が発生する。
【0052】
このコロナ放電で生じるプラスイオン及びマイナスイオンは、凝集して空気内に浮遊する浮遊菌を取り囲み、そして、水酸基ラジカル・OHや過酸化水素H2O2の活性種により浮遊菌の殺菌を行う。その後、空気は脱臭フィルター15によりダストカップ16内等の集塵物から発生した臭気物質及びコロナ放電により極微量発生したオゾンが分解又は吸着により除去される。なお、電動送風機14のモータ54停止時に、プラスイオンとマイナスイオンとを直接ダストカップ16に送って充満させることにより、該ダストカップ16内の殺菌効果を更に向上させることができる。
【0053】
本実施形態では、上記導電線32の長さは、放電効率の低下を抑制するとともに、容易に配線ができるように200mm以下に形成している。この導電線32の長さを100mm以下にすると、放電効率の低下をより抑制することができ、更に、50mm以下にすると、放電効率を殆ど低下させることなく針状電極31を接続することができるのでより望ましい。
【0054】
上記針状電極31によるコロナ放電によって印加電圧が正電圧の場合は、主としてH+(H2O)nからなるプラスイオンが生成される。そして、負電圧の場合は、主としてO2 -(H2O)mからなるマイナスイオンが生成される。これらH+(H2O)n及びO2 -(H2O)mからなるプラスイオン及びマイナスイオンは微生物の表面で凝縮し、空気中の微生物等の浮遊菌を取り囲む。
【0055】
そして、次の式に示すように、衝突により活性種である水酸基ラジカル・OHや過酸化水素H2O2を微生物等の表面上で生成して浮遊菌の殺菌を行う。従って、本実施形態では、プラスイオンとマイナスイオンとによって空気内の浮遊菌を殺菌することができるので、オゾンの作用による従来の殺菌よりも効率よく殺菌することができる。
【0056】
H+(H2O)n+O2 -(H2O)m→・OH+1/2O2+(n+m)H2O ・・・(1)
H+(H2O)n+H+(H2O)n'+O2 -(H2O)m+O2 -(H2O)m'
→2・OH+O2+(n+n’+m+m’)H2O ・・・(2)
H+(H2O)n+H+(H2O)n'+O2 -(H2O)m+O2 -(H2O)m'
→2H2O2+O2+(n+n’+m+m’)H2O ・・・(3)
【0057】
また、針状電極31に対向する対向電極やプラスイオンを捕集する捕集電極を設けていないため、イオンがこれらの電極に電位差により吸引されることがなく、強い送風がなくてもイオン発生室である後部屋28内に広く拡散される。従って、後部屋28に拡散されたイオンは、接続口10a及びイオン流出口25より効率よく第1の吸気路10に吸引され、殺菌能力をより向上させることができるようになっている。
【0058】
また、針状電極31には正電圧と負電圧が印加されるため、接地をしなくてもイオン発生回路30が帯電されることがない。従って、大地に繋ぐアースを必要とせず、掃除中の電気掃除機の移動を妨げない。
【0059】
上記式(1)〜(3)によると、活性種を生成するためには、マイナスイオンの発生量をプラスイオンの発生量と等量或いはそれ以上の量が必要になる。本実施形態では、プラスイオンの発生量をマイナスイオンより少なくしており、これによって、プラスイオンとマイナスイオンが微生物の表面で凝集し、活性種を形成して浮遊菌を殺菌するとともに、余ったマイナスイオンにより浮遊菌の増殖を抑制することができる。
【0060】
このとき、プラスイオンの発生量がマイナスイオンの発生量の3%よりも少ないと、・OHの生成量が少なくなって殺菌力の低下を招くことになる。このため、殺菌を目的とした本実施形態では、プラスイオンの発生量をマイナスイオンの発生量の3%以上にしている。また、プラスイオンの発生量を1cm3あたり5,000個以上(好ましくは、10,000個以上)にすることにより、充分な殺菌能力を得ることができる。また、プラスイオンとマイナスイオンの発生量の割合を可変できる制御を設けることにより、殺菌あるいは癒し効果など目的に応じて、必要なプラスイオンとマイナスイオンの発生量を得ることができる。
【0061】
これらイオンの発生量を制御する方法としては、次の▲1▼及び▲2▼の方法がある。▲1▼正電圧と負電圧の印加時間を変える。
▲2▼電圧印加のオン、オフの時間を可変するデューティー制御を行う。
【0062】
また、針状電極31に印加される電圧を低くしてコロナ放電により発生するオゾンの量を極微量に抑制している。しかも、デューティー制御時に、短い時間間隔で印加電圧のオン、オフを繰り返すとオゾンの発生を抑制できるので好ましい。また、オゾンは高温下ほど酸化力が増加し、周辺を構成する部材、特に樹脂類の劣化を促進する。
【0063】
この問題点に対処するため、本実施形態では、針状電極31を熱を発生する電動送風機14の発熱の影響を受けない空気流の上流側で、電動送風機14等の熱源から隔離された通路後部屋28内に配設している。その結果、例えばオゾンが発生しても、発生源である針状電極31周辺のオゾンの酸化力を低く抑制することができる。この針状電極31は、図4に示すように、同電位の複数の針状の導体31aで構成し、これら導体31aを共通の固定子33に導電線32aで支持するようにしても良い。
【0064】
また、図5に示すように、複数の針状部31b、例えば3つの針状部31bを1つの針状電極31の下端に設けても良い。このとき、イオンは導体である針状部31bの先端から約45°の角度の範囲で放出されるため、複数の針状部31bを異なる向きで配置することによって広い範囲にイオンを放出することができ、浄化能力を向上させることができる。
【0065】
また、上記各図に示す針状電極31の放電方向は、空気の流れる方向に沿う方向に設定されており、空気の流通方向でより広範囲な領域にイオンの放出が可能となる。しかも、塵埃が静電気で針状電極31に付着する恐れも殆どなくなり、メンテナンスも容易になる。
【0066】
また、空気通路壁の一部に、特にイオン発生器23の下流側に、例えば、金属被膜処理、耐オゾン物質コーティング或いは金属板の覆設等のオゾン劣化対応処理を施すことにより、発生したオゾンの殆どの存在が空気通路壁内に限られるため、空気通路壁以外の周辺の部材のオゾン劣化等を抑制することができる。
【0067】
更に、固定子33と針状電極31との距離図3中のLが小さいと、掃除をする部屋の空気の湿度が高い場合、固定子33に高電圧が掛かる恐れがある。このため、距離Lを3.5mm以上、例えば、5mmにして固定子33と針状電極31を離間させることにより、固定子33を確実に絶縁させることができる。その結果、針状電極31での高電圧が常に安定して掛かるようになり、コロナ放電が確実に行われ、安定したイオンの放出ができる。
【0068】
また、1つの針状電極31によりプラスイオンとマイナスイオンの両イオンを発生させると、発生初期に一部が相殺されて実質的にイオン発生量が低下する問題がある。このため、電極を2つ設け、プラスイオンとマイナスイオンを別々の電極により発生させることにより上記問題がなくなり、実質的にイオンの発生量を増加させることができる。
【0069】
しかも、この構成により、2つの電極を独立して制御できることから、プラス及びマイナスの各イオンの発生量を容易に調整することができる。勿論、このように電極を2つ設けることで、一方の電極のみを駆動して一方のイオンのみを発生することもできる。
【0070】
2つの電極、例えば、2種類の電極よりなる複数個の電極は、回路構成、印加電圧、電極形状及び電極材質等を異なるようにすることによって、容易にイオンの発生バランスを可変にできる。しかも、2つの電極を少なくとも10mm以上、例えば、30mmはなして配置すると、それぞれの電極からのプラスイオンとマイナスイオン間の相殺を殆ど発生させず有効にイオンを殺菌のために利用することができる。
【0071】
尚、2つの電極は、針状でなく、他の形状であっても良い。例えば、絶縁体を挟んで対向する電極間に電圧を印加してイオンを発生しても良い。更に、空気の流れ方向に対して略直角方向に、複数個の電極を所定の間隔(例えば、10mm)離して設け、そして、特に電極が3個以上の場合は、各電極を向きが互いに交互になるように配置するとともに、向きの異なる相隣り合う各電極の先端が空気の流れ方向で重なる、即ち接触するまでの所定角度(例えば、空気の流れ方向に対し、相互に近づき合う方向に約30°の角度)に傾斜して設けることにより、更に均一な状態で広範囲にイオンが発生分布し、殺菌能力をより一層向上させることができる。
【0072】
しかも、この場合においても、上述のように、プラスイオンとマイナスイオンを交互に発生させるか、或いはプラスイオンとマイナスイオンを別個の電極で発生するようにすることにより、効率よく均一な状態で広範囲にイオンを発生分布させることができ、殺菌能力をより一層向上させることができる。
【0073】
イオン発生器23の駆動は、例えば、次に示すようなタイミングで行うことができる。
▲1▼電動送風機14の電源スイッチのon/offと同期する。これにより、使用者の意志通りにon/offすることができるので安全である。
▲2▼電動送風機14の電源スイッチのoffに遅れて、イオン発生器23がoffする制御とする。これにより、排気されて漂っている空気を殺菌できる。
▲3▼電動送風機14の電源スイッチのon/offとは独立して、イオン発生器23をon/offする制御とする。これにより、保管時にもイオン発生器23をonして空気を浄化でき、保管場所、たとえば押入れなどの浄化を保管中に行える。
▲4▼電動送風機14の強弱などの制御に連動して、イオン発生量をコントロールする制御をする。これにより、不必要にイオン発生器23を駆動することなく寿命をのばせる。また、不必要にイオンを放出することを防止できる。
【0074】
本発明の第2の実施形態について図面を参照して説明する。図6は、本発明の第2の実施形態を示す図であり、この実施形態ではイオン発生器23を集塵装置2の蓋体の天井内壁面に連結して設け、そしてケース本体24の下面のイオン流出口25を蓋体17の仕切壁17aに設けた開口17bに連通させるとともに蓋体17の天井壁に設けた外気取入孔36より外気を取り込むように構成している。
【0075】
このような構成において、操作部4を操作して運転を開始すると、電動送風機14及びイオン発生回路30に通電がなされ、電動送風機14が駆動して吸込口体6の吸気が開始されるとともに、イオン発生回路30の作動によって針状電極31に高電圧が印加されることとなる。
【0076】
その結果、まず電動送風機14の駆動によって吸込口体6で吸気された塵埃を含む空気がホース受口8を経て本体1内に吸気される。この吸気に伴って、本体1内部では図6の点線で示すように、第1の吸気路10に吸引された空気は流入口管20を通して集塵装置2のダストカップ16内に旋回しながら吸引される。
【0077】
このようにダストカップ16内で空気流が旋回されることにより、空気流に含まれる塵埃が遠心力で空気と分離されダストカップ16内に堆積する。そして、塵埃を除去され浄化された空気はフィルター18bを介して排気筒18内に吸引されるとともに、排気管19を経て流出口管21、第2の接続管体12より第2の吸気路13に至り、その後電動送風機14及び脱臭フィルター15を通過して排気口1bより本体1外に放出される。
【0078】
一方、上記ダストカップ16内の空気の旋回により、図6の点線で示すように、イオン流出口25付近が負圧になるためイオン発生器23の後部屋28が誘引され、その結果、外気取入孔36より外部から吸引した空気がフィルター34を通過した後、後部屋28で発生したイオンとともにダストカップ16内に誘引され、上記ダストカップ16内において旋回していた空気流とともに第2の吸気路13に至り、その後電動送風機14及び脱臭フィルター15を通過して排気口16より本体1外に放出される。この間に針状電極31で発生されたイオンにより空気流に含まれる種々の菌を殺菌浄化する。
【0079】
この実施の形態では、上記のようにイオン発生器23を集塵装置2内において空気流路外に設け、イオン発生器23より発生したイオンをダストカップ16内上面全域に均一に放出することから、ダストカップ16内に捉えられた全域の浮遊菌の殺菌が有効に行われる。
【0080】
本発明の第3の実施形態について図面を参照して説明する。図7は、本発明の第3の実施形態を示す図であり、この実施形態ではイオン発生器23を第2の吸気路13に沿って設けている。即ち、イオン発生器23のケース本体24を第2の吸気路13に沿って設け、そしてケース本体24の下面のイオン流出口25を第2の吸気路13に連通させるとともに、掃除機本体1の上部側壁面に設けた外気取入孔36より外気を取り込むように構成している。
【0081】
このような構成において、操作部4を操作して運転を開始すると、電動送風機14及びイオン発生回路30に通電がなされ、電動送風機14が駆動して吸込口体6からの吸気が開始されるとともに、イオン発生回路30の作動によって針状電極31に高電圧が印加されることとなる。
【0082】
その結果、まず電動送風機14の駆動によって吸込口体6で吸気された塵埃を含む空気がホース受口8を経て本体1内に吸気される。この吸気に伴って、本体1内部では図7に示すように、第1の吸気路10に吸引された空気は流入口管20を通して集塵装置2のダストカップ16内に旋回しながら吸引される。
【0083】
このようにダストカップ16内で空気流が旋回されることにより、空気流に含まれる塵埃が遠心力で空気と分離され、ダストカップ16内に堆積する。そして、塵埃を除去され浄化された空気はフィルター18bを介して排気筒18内に吸引されるとともに、排気管19を経て流出口管21、第2の接続管体12より第2の吸気路13に至り、その後電動送風機14及び脱臭フィルター15を通過して排気口1bより本体1外に放出される。
【0084】
一方、第2の吸気路13内に空気の流れによりイオン流出口25付近が負圧になるためイオン発生器23の後部屋28が誘引され、その結果、外気取入孔36より外部から吸引した空気がフィルター34を通過した後、後部屋28で発生したイオンとともに第2の吸気路13内に誘引され、該第2の吸気路13を通過して電動送風機14に至る。
【0085】
その後、脱臭フィルター15を通過して排気口1bより本体1外に放出される。この間に針状電極31で発生されたイオンにより空気流に含まれる種々の菌を殺菌浄化する。また、本発明はサイクロン式電気掃除機にのみ関するものではなく、他の電気掃除機にも適用される。
【0086】
本発明の第4の実施形態について図面を参照して説明する。上記第1〜第3の実施形態では、針状の電極を有するイオン発生器231を例に説明をしたが、イオン発生器231は電極に電圧を加えることにより電極よりイオンを放出するもので、その構成には種々考えられる。以下に説明する第4〜第7の実施形態では、図3に示した針状の電極を有するイオン発生器23とは異なる形態のグリッド状のイオン発生器231を用いて説明する。
【0087】
まず、イオン発生器231の構成について説明する。図9はイオン発生器231のイオン発生素子210側から見た外観斜視図で、図10は図9の逆側から見た外観斜視図である。図11はイオン発生器231の分解斜視図であり、図12(a)はイオン発生素子210の外観斜視図、図12(b)はイオン発生素子210の断面図である。
【0088】
イオン発生素子210は、平板状の誘電体211の表面に設けられた表面電極213と、該表面電極213に電力を供給するため誘電体211の表面に設けられる表面電極接点215と、誘電体211の内部に埋設され且つ前記表面電極213と平行に設けられた内部電極212と、該内部電極212に電力を供給するため誘電体211の表面に設けられる内部電極接点214を有している。誘電体211は、上板211a、下板211b、表面保護板211cにより構成される。
【0089】
上述した構成のイオン発生素子210を搭載したイオン発生器231は、昇圧コイル251、回路基板252、共通ケース253、及び蓋板254を備えている。昇圧コイル251は、樹脂製ケースの一側に、一対の高圧端子及び一対の入力端子を突設した構成となっている。
【0090】
回路基板252は、その一面(図11における下面)にイオン発生素子210の駆動波形発生のための回路が形成され、コンデンサ、半導体等の回路部品が実装された基板である。更に回路基板252の他側には、外部接続用の4本の接続ピンが前記一面側に突設されている。
【0091】
共通ケース253は、一側の全面に前記回路基板252の差し込みが可能な矩形の開口を備え、他側に半円形断面の底部を備える箱体であり、該底部は、長手方向と略直交するように横架された所定高さの隔壁253aにより、コイル収容室253bと回路部品受容室253cとに分割されている。
【0092】
また共通ケース253の内面には、前記隔壁253aの上縁と一致する高さ位置に、全周に亘って内向きに張り出して前記回路基板252の支持部となる支持縁が設けてあり、更に共通ケース253の開口部周縁には、対向する長辺の相互に離隔した各2か所に、前記蓋板254係合用の凹所が形成されている。
【0093】
蓋板254は、樹脂材料製の平板であり、その長手方向一側には、イオン発生素子210に対応する矩形形状の凹所が設けてあり、該凹所には、イオン発生素子210の前記表面電極接点214及び内部電極接点215の形成位置に夫々対応するように、表裏に貫通する長円形の窓孔と抵抗体抜穴が一体化された穴254aが形成されている。
【0094】
以上の如く構成された蓋板254は、前記凹所にイオン発生素子210を嵌め込むと、これを一体に保持させることができる。
【0095】
イオン発生器231は、以上の如く構成された昇圧コイル251、回路基板252、及び共通ケース253と、イオン発生素子210が固着された蓋板254とを以下の如く組み付けて構成される。
【0096】
まず昇圧コイル251を、共通ケース253の底部に設けたコイル収容室253b内に前記高圧端子、グランド端子及び入力端子の突出側を上向きとして挿入し、コイル収容室253bに充填材255を、真空引きにより気泡の混入を防ぎつつ充填して絶縁モールドする。
【0097】
その後、充填材255の乾燥固化を待ち、共通ケース253の内部に上側開口部を経て回路基板252を挿入する。この挿入は、回路部品の実装面を下に向け、コイル収容室253bに固着された昇圧コイル251の上方に、該昇圧コイル251との接続のための4つの接続孔を位置合わせし、回路基板252の下面が前記隔壁253c及び支持縁に突き当たるまで行われる。この挿入の後、前記接続孔から突出する前記高圧端子、グランド端子及び入力端子の先端を、回路基板252の上面から該当位置に溶着する。
【0098】
この溶着により回路基板252は、前記支持縁及び前記隔壁253aの上縁により下側から支えられ、前記充填材255により固定された昇圧コイル251により、前記高圧端子、グランド端子及び入力端子を支持脚として固定される。
【0099】
このように回路基板252の取付けを終えた後、前述の如くイオン発生素子210を保持させてなる蓋板254を取付ける。この取付けは、長手方向一側に開設された孔254aを共通ケース253内に先に固定された回路基板252に開設された窓孔の形成位置に合わせ、イオン発生素子210の保持面を上向きとして前記共通ケース253の上側開口部に蓋板254を位置合わせし、このとき、蓋板254の両側縁に設けた係止爪が撓み変形し、共通ケース253の開口部周縁に設けた対応する凹所に弾性復帰により係合せしめられ、該蓋板254は、前記基板252の上面から適長離隔した位置に、前記共通ケース253の開口部を覆うように取付けられる。
【0100】
この取付け後、前記蓋板254に開設された窓孔254bを経て充填材255を導入し、該充填材255を前記基板252との間の空間に充填せしめ、該基板252とイオン発生素子210との間を絶縁モールドし、この充填材255の乾燥固化を待ってイオン発生器231が完成される。
【0101】
図12(a)、(b)に示す如く、表面電極213がグリッド状の電極としてあるのは、駆動電圧の印加に伴って発生するイオン量を可及的に増大させるためである。また内部電極212は、表面電極213と中心を合わせて形成され、該表面電極213よりも長さ及び幅が夫々小さい帯状電極としてあり、この形状もまたイオンの発生量の増大に寄与する。
【0102】
例えば、共に約0.45mmの厚さを有する上板211a及び下板211bを重ねて形成された約15mm×37mm×0.9mmなるサイズの誘電体211の表面に、0.25mmの線幅を0.8mmピッチにて縦横に並べ、約10.4mm×28mmなる大きさを有するグリッド状の表面電極213を形成する一方、上板211aと下板211bとの間に、約6mm×24mmなる大きさを有する面状の内部電極212を形成し、これらの間に、略4.6KV(ピーク値)、22kHzなる周波数を有する高圧電流の駆動電圧を印加したところ、両電極212,213間に発生するプラズマ放電の作用により、イオン発生素子210から25cm離れた位置において測定したところ、夫々20万個/ccを超えるプラスイオン及びマイナスイオンが発生することが確かめられた。このイオン発生量は、一般的な大きさの居室用の空気清浄として機能させるために充分な量である。
【0103】
なおイオン発生器231のイオン発生量は、イオン発生素子210のサイズを大とすることによって増加するとともに、駆動電圧を高くすることによっても増加することができる。但し、駆動電圧を高くした場合、オゾン発生量が合わせて増大するため、駆動電圧を過度に高めることは望ましくなく、例えば駆動電圧を間欠的に印加することでオゾン発生量を抑え、あわせて省エネ化を図ることが望ましい。
【0104】
上述した形態のイオン発生器231を、既述の実施形態および以下の実施形態で説明する本発明の電気掃除機において用いる場合には、該イオン発生器231を電動送風機14の駆動によって発生する空気流の近傍に位置させ、前記イオン発生素子210の装着面が空気流に面するように取付けるのが好ましい。
【0105】
この場合、図3のイオン発生器23と比べるとイオン発生素子210が露出しているため、空気流に容易に接する位置に取り付ける事が出来る。この取付けの後、共通ケース253の外部の接続端子257、258(図10参照)を図示しない外部電源及び電気掃除機の制御回路に接続すれば、イオン発生器231は、イオンを発生し、電気掃除機内外に発生する空気流に含ませて放出することができる。
【0106】
ここで、前記プラスイオンは、水素イオン(H+)の周囲に複数の水分子が付随したクラスターイオンであり、H+(H2O) n (nは自然数)として表される。また、マイナスイオンは、酸素イオン(O2 -)の周囲に複数の水分子が付随したクラスターイオンであり、O2 -(H2O) m (mは自然数)として表される。
【0107】
これらのプラスイオン及びマイナスイオンは、電気掃除機内外に発生する空気中に含ませて放出された後、前述の如く、送出空間内の浮遊物(粒子、細菌)に凝集して相互に化学反応し、活性物質としての過酸化水素H2 O2 又は水酸化ラジカル・OHとなり、酸化反応により浮遊粒子を不活性化し、また浮遊細菌を殺菌する作用をなすから、以下に説明する電気掃除機の内部通風路および電気掃除機が使用される居室の空気を清浄化することができる。
【0108】
また、図13に示すように、イオン発生器231にイオン放出ファン23aを設け、イオン放出ファン23aの回転により空気流を発生させてイオンを送り出すようにしてもよい。すなわち、イオン発生器231、およびイオン放出ファン23aをケース23bに内装し、さらにイオン発生回路、電源手段などを設けてイオン発生機器230として構成し、電気掃除機に装着してもよい。
【0109】
これにより、オゾン分離、あるいは吸着機能をケース23bの内部に容易に付加することができ、製作を容易とすることができる。回路駆動するための電源手段としては、乾電池、充電池などを用いることができ、これにより、単独でイオンを発生させて、放出することができる。
【0110】
このように、イオン放出ファン23aを組み込み、イオンを送り出すことにより、電動送風機14の駆動に関係なく、イオンを供給できるので、押入れなど浄化したい場所に電気掃除機を置いて、イオン発生器231、およびイオン放出ファン23aを駆動して空間内の空気を浄化することができる。また、吸込口体6より塵埃を吸気し本体1より排気する通気路に、イオン発生器231、およびイオン放出ファン23aを配置することにより、より効果的にイオンを供給できる。
【0111】
図8は、本発明の第4の実施形態を示す図であり、この実施形態ではイオン発生器231を本体1内の後壁面の内面側に設け、排気口1bより排出される空気に向けてイオンとを発生させ、その空気流によって室内に送り出すように構成している。即ち、排気口1bの近傍(例えば、排気口1bのわずか上方)に本体1の後壁面を貫通するイオン放出口37を設け、このイオン放出口37に密着させるようにイオン発生器231を設けている。
【0112】
このような構成において、操作部4(図1参照)を操作して運転を開始すると、電動送風機14及びイオン発生回路(図示せず)に通電がなされ、電動送風機14が駆動して吸込口体6(図1参照)からの吸気が開始されるとともに、イオン発生回路(図示せず)の作動によってイオン発生器の電極に高電圧が印加されることとなる。
【0113】
まず電動送風機14の駆動によって吸込口体6で吸気された塵埃を含む空気がホース受口8を経て本体1内に吸気される。この吸気に伴って、本体1内部では図8に示すように、第1の吸気路10に吸引された空気は流入口管20を通して集塵装置2のダストカップ16内に旋回しながら吸引される。
【0114】
このようにダストカップ16内で空気流が旋回されることにより、空気流に含まれる塵埃が遠心力で空気と分離され、ダストカップ16内に堆積する。そして、塵埃を除去され浄化された空気はフィルター18bを介して排気筒18内に吸引されるとともに、排気管19を経て流出口管21、第2の接続管体12より第2の吸気路13に至り、その後電動送風機14及び脱臭フィルター15を通過して排気口1bより本体1外に放出される。
【0115】
イオン発生器231で発生したプラスイオンとマイナスイオンはイオン放出口37を通過して本体1外へ放出され、排気口1bの近傍の空気に混入される。その結果、排気口1bから放出される空気流に乗ってイオンが室内の隅々に行き届き、前記空気流内や室内を浄化することができる。
【0116】
なお、図14に示すように、電動送風機14の排気部と本体1の脱臭フィルター15との間に空間40が形成されるように、電動送風機14と脱臭フィルター15とを距離を隔てて設けておき、その空間40の方に向けてイオン発生器231を設けてもよい。これによると、イオンが脱臭フィルター15にも到達するので、脱臭フィルター15に付着した細菌をも殺菌することができる。
【0117】
本発明の第5の実施形態について図面を参照して説明する。図15は、本発明の第5の実施形態を示す図であり、この実施形態ではイオン発生器231を本体1の後壁の外部に設け、排気口1bより排出される空気流に向けてイオンとを発生させ、その空気流によって室内に送り出すように構成している。
【0118】
即ち、本体1の後部に排気口1bに対して軒をなす突出部39を形成しておき、この突出部39の下にイオン発生室38を形成し、このイオン発生室38の内部にイオン発生器231を設けている。イオン発生室38は、排気口1bのわずか上方に位置し、排気口1bの近傍に臨むイオン放出口37を有している。
【0119】
このような構成において、操作部4(図1参照)を操作して運転を開始すると、電動送風機14及びイオン発生回路(図示せず)に通電がなされ、電動送風機14が駆動して吸込口体6(図1参照)からの吸気が開始されるとともに、イオン発生回路(図示せず)の作動によってイオン発生器231の電極に高電圧が印加されることとなる。
【0120】
その結果、まず電動送風機14の駆動によって吸込口体6で吸気された塵埃を含む空気がホース受口8を経て本体1内に吸気される。この吸気に伴って、本体1内部では図15に示す破線矢印のように、第1の吸気路10に吸引された空気は流入口管20を通して集塵装置2のダストカップ16内に旋回しながら吸引される。
【0121】
このようにダストカップ16内で空気流が旋回されることにより、空気流に含まれる塵埃が遠心力で空気と分離され、ダストカップ16内に堆積する。そして、塵埃を除去され浄化された空気はフィルター18bを介して排気筒18内に吸引されるとともに、排気管19を経て流出口管21、第2の接続管体12より第2の吸気路13に至り、その後電動送風機14及び脱臭フィルター15を通過して排気口1bより本体1外に放出される。
【0122】
イオン発生器231で発生したイオンはイオン放出口37を通過してイオン発生室38外へ誘引され、排気口1bの近傍の空気に混入される。その結果、排気口1bから放出される空気流に乗ってイオンが室内の隅々に行き届き、前記空気流内や室内を浄化することができる。
【0123】
また、図16に示すように、イオン発生室38を排気口1bに向かってイオンを放出するように配置し、イオン発生室38の下面を開放して排気口41を形成し、その後壁の内面側にイオン発生器231を設けるとともに、そのイオン発生器231の近傍に排気口42を設けてもよい。これによると、イオンが本体1の排気口1bより放出される空気に向けて放出されるので、排気される空気を集中的に浄化し、きれいな空気流によってイオンを排気口41、42から室内の隅々に行き届かせることができる。
【0124】
本発明の第6の実施形態について説明する。図17は、本発明の第6の実施形態を示す図であり、この実施形態では、排気口1bより排出される空気にイオンとを混合し、その空気流によってイオンを室内に送り出すように構成している。即ち、本体1の後部に設けたイオン発生室38の下に、独立した混合室44が形成されるように排気口1bにカバー43を設け、このカバー43の後壁に排気口45を設けている。イオン発生室38は、排気口1bのわずか上方に位置し、混合室44内部に臨むイオン放出口37を有している。
【0125】
このような構成において、操作部4(図1参照)を操作して運転を開始すると、電動送風機14及びイオン発生回路(図示せず)に通電がなされ、電動送風機14が駆動して吸込口体6(図1参照)からの吸気が開始されるとともに、イオン発生回路(図示せず)の作動によってイオン発生器231の電極に高電圧が印加されることとなる。
【0126】
その結果、まず電動送風機14の駆動によって吸込口体6で吸気された塵埃を含む空気がホース受口8を経て本体1内に吸気される。この吸気に伴って、本体1内部では図17に示すように、第1の吸気路10に吸引された空気は流入口管20を通して集塵装置2のダストカップ16内に旋回しながら吸引される。
【0127】
このようにダストカップ16内で空気流が旋回されることにより、空気流に含まれる塵埃が遠心力で空気と分離され、ダストカップ16内に堆積する。そして、塵埃を除去され浄化された空気はフィルター18bを介して排気筒18内に吸引されるとともに、排気管19を経て流出口管21、第2の接続管体12より第2の吸気路13に至り、その後電動送風機14及び脱臭フィルター15を通過して排気口1bより混合室44内に放出される。そして、空気は混合室44に一旦とどまった後、排気口45より室内に放出される。
【0128】
イオン発生器231で発生したイオンは混合室44を通過する空気流に誘引されてイオン放出口37より混合室44内部の空気に混入される。その結果、イオンは混合室44内で排気口1bより放出される空気と均一に混合されるので、排気される空気を集中的に浄化し、きれいな空気流によってイオンを排気口45から室内の隅々に行き届かせることができる。
【0129】
図18は、本発明の第7の実施形態を示す電気掃除機の外観図で保管体勢を示す。図19は図18の本体1AのA−A断面図である。本実施例の電気掃除機本体1Aは、電動送風機14を内装し、両側面に車輪46を配し、車輪46で混合室44を形成し、イオン発生器231を内装した構成をしており、本体1Aはいずれの方向にも移動自在になっている。また、集塵装置2Aは、本体1Aと吸込口体6との間に配置される。吸込口体6に接続される吸気管301は、シール311a、311bにより封止されて、集塵装置2Aに対してスライド可能になっている。
【0130】
また、図21のように、車輪46を外周のみとし、中央部に車輪カバー601を設けてイオン混合室44を形成してもよい。これにより、イオン発生器231のメンテナンスはカバー601の着脱により簡単に行える。
【0131】
吸込口体6より吸気された空気流は、ホース受口8から電動送風機14、フィルター15、コードリール51を経て車輪46の通気口46bより排気される。フィルター15は電動送風機14を包みこむように配置さる。これにより、電動送風機14の騒音を低減できるとともに、広い面積のフィルターを採用できるので通気効率がよい。
【0132】
したがって、1ミクロン以下の塵埃をも捕獲する極小の通気口でなるHEPAフィルターを配置することができる。更に、フィルター15の外周を通気性のあるウレタンなどでなる防音材で包囲すると更に防音効果を発揮することができる。また、電動送風機14はゴムなどでなる緩衝部材503、504で本体1Aに保持される。
【0133】
501は保管時に立脚するスタンドであり、スタンド501は図18に示すように、車輪46の転がり方向に501aと501bで一対をなし、それぞれ回転軸511a、511bの周りに回動可能に設けられる。また、連結具505(図20参照)で互いに連結され、バネ506で常に先端が車輪外へ露出する方向に付勢される。この形式の掃除機本体1Aは、全方向に移動自在であるため、保管時にスタンド501で転がりを停止するようになされている。
【0134】
図20(a)は掃除作業時の本体1Aの姿勢を示す側面図であり、スタンド501は床より離脱し、車輪46の回転により自由に移動することができ、スタンド501は掃除の妨げになることはない。本体1Aが矢印方向に回転すると、スタンド501aが床に当接し回転軸511aの周りに回動し、内部へ格納される。スタンド501aが回転軸511a周りに回動すると、ロッド506との連結によりスタンド501bも回転軸511bの周りに格納する方向に回動する。
【0135】
本体1Aが更に回転すると、図20(b)に示すように両スタンド501が格納される。スタンド501が真下に達した時点では、両スタンド501a,501bの先端が床に当接しており、更に本体1Aが矢印方向に回転して、スタンド501aが床から離脱しても、スタンド501bが床に当接しているので、スタンド501は本体1Aの外に張り出さない。したがって、スムーズに本体1Aの回転を続けることができる。また、スタンド501の先端には、ゴムやウレタンなどの緩衝材でなる緩衝部材512が係止され、床面との衝撃や、床面に損傷を与えることを防止している。
【0136】
また、本体1Aの上部には、スタンド501の反対側に持運び用のハンドル502が設けられる。前述のように、図20(b)位置にあっても、スタンド501は床に接しているため、保管する時には本体1Aを上方に持ち上げて、スタンド501先端を床から一度浮かせて、スタンド501をバネ506の付勢力により復帰させる必要がある。すなわち、ハンドル502を持ち上げ本体1Aを床面より浮かせることによりスタンド501を復帰させる。
【0137】
ハンドル502は、回転軸502aの周りに回動可能に配置され、保管のためにスタンド501を車輪46の外側に復帰させる時は、ハンドル502を図20(b)の破線位置に回動して持ち上げる。ハンドル502が所定位置以上に回転しないように係止手段が設けられる。
【0138】
ハンドル502に凸部502bを形成し、本体1Aにはこれに係合する段部502cが形成され、ハンドル502を持ち上げると、前記凸部502bと段部502cが当接して図20(b)破線位置で保持される。これにより、持ち上げた時に本体1Aがフラフラと不安定になることがない。また、スタンド501の先端が床面と略平行になり、確実に床に保管できる。
【0139】
ハンドル502から手を離すと、バネ(不図示)などで実線位置に復帰する。このとき、電気掃除機は保管状態と判断する制御を加えることで、イオン発生器231を独立して一定時間駆動させるようにしてもよい。これにより、保管時には比較的密閉された保管場所などの空間内の浄化を一定時間自動的に行える。
【0140】
もしくは、図22に示すように、本体1Aに、電気掃除機の操作部4とは独立して、電動送風機14とイオン発生器231を駆動させる駆動スイッチ400を別途設け、前述した保管場所以外にも、例えば押し入れ等にホース7を取り外して本体1Aのみを置き、駆動スイッチを入れて押し入れ等の空間内の空気を吸排気するととともに、発生したプラスイオンとマイナスイオンを該空間内に放出するようにして、空間内を浄化しても良い。
【0141】
この場合、駆動スイッチ400の操作により電源が入った後に、電動送風機14とイオン発生器231を一定時間(例えば30分)駆動させる構成が好ましく、タイマー制御回路(図示せず)を設けて駆動時間を設定できるように構成するのが好ましい。
【0142】
また、該駆動スイッチ400は本体1Aに設けても良いし、本体1Aを遠隔操作するリモコンとして受信器402を本体1Aに、送信器401を別体として構成しても良い。遠隔操作するリモコンであれば、押し入れ等の狭い空間に本体1Aを設置した場合でも、使用者はリモコン操作により電動送風機14とイオン発生器231を駆動させることが出来るので使い勝手は更に向上するものである。
【0143】
図29(a)、(b)に電動送風機およびイオン発生器の制御回路の一例を示す。図29(a)は、上述した本体1Aの電動送風機14とイオン発生器231を同時に駆動させるための制御回路の一例を示している。操作部4(図22参照)に設けられるスイッチ41aは電動送風機14及びイオン発生器231に対して夫々直列に接続される。
【0144】
同様に、駆動スイッチ400(図22参照)に設けられるスイッチ41bは電動送風機14及びイオン発生器231に対して夫々直列に接続され、送信器401及び受信器402(図22参照)から成るリモコンのスイッチ41cは電動送風機14及びイオン発生器231に対して夫々直列に接続される。
【0145】
スイッチ41a、41bは操作部4や駆動スイッチ400のON/OFF操作に応じて接点が閉じたり開いたりする構造が好ましい。また、スイッチ41cはリモコンのON/OFF操作により受信器402から送られる信号に基づいて印加することで動作する電子回路スイッチが好ましい。
【0146】
上述した制御回路により、例えば、操作部4のON操作、駆動スイッチ400のON操作或いはリモコンのON操作によって各々に対応するスイッチ41a、41b、41cが閉成する。これにより、電源Dから電動送風機14及びイオン発生器231に通電され、電動送風機14及びイオン発生器231が駆動される。
【0147】
また、操作部4のOFF操作、駆動スイッチ400のOFF操作或いはリモコンのOFF操作によって各々に対応するスイッチ41a、41b、41cが開成する。これにより、電源Dから電動送風機14及びイオン発生器231への通電が遮断され、電動送風機14及びイオン発生器231が停止する。
【0148】
従って、室内の掃除を行いながら空気の浄化を行う場合や、押し入れ等の空間内の空気を吸排気して浄化を行う場合など、使用目的に応じたスイッチを適宜使用して電動送風機14とイオン発生器231を駆動することができる。
【0149】
また、図29(b)は、イオン発生器231に替えて前述の図13に示すイオン発生機器230を本体1Aに設けた時の制御回路の一例を示している。操作部4に設けられるスイッチ41aは電動送風機14に対して直列に接続されており、同じく操作部4に設けられるスイッチ42aはイオン発生機器230のイオン発生器231及びイオン放出ファン23aのモータ23cに対して直列に接続されている。
【0150】
駆動スイッチ400に設けられるスイッチ41bは、イオン発生機器230のイオン発生器231及びイオン放出ファン23aのモータ23cに対して直列に接続されている。同様に、送信器401及び受信器402から成るリモコンのスイッチ41cはイオン発生機器230のイオン発生器231及びイオン放出ファン23aのモータ23cに対して直列に接続されている。
【0151】
スイッチ41a、42aは、操作部4のON/OFF操作に応じて接点が閉じたり開いたりする構造が好ましい。この場合、操作部4のON/OFF操作に対してスイッチ41a、42aが同時に閉じたり開いたりするようにしても良い。
【0152】
また、操作部4のON操作に対してはスイッチ42aが先に閉成した後にスイッチ41aが閉成するようにし、操作部4のOFF操作に対してはスイッチ41aが先に開成した後にスイッチ42aが開成しても良い。あるいは、操作部4のOFF操作時には図示しないタイマー制御回路によりスイッチ41aの開成後、一定時間経過したらスイッチ42aが開成するようにしても良い。
【0153】
更に、操作部4の構成をスイッチ41aと42aを個別に操作できるようにしても良い。上述のように構成すれば、例えば電動送風機14の駆動停止に遅れて、イオン発生器の駆動停止を行うなどの制御が細かに行えるので、電動送風機14より排気されて漂っている空気を更に浄化することができる。
【0154】
スイッチ41bは、駆動スイッチ400のON/OFF操作に応じて接点が閉じたり開いたりする構造が好ましく、閉成した場合には図示しないタイマー制御回路により一定時間後に開成する構造にしても良い。スイッチ41cはリモコンのON/OFF操作により受信器402から送られる信号に基づいて印加することで動作する電子回路スイッチが好ましく、閉成した場合には図示しないタイマー制御回路により一定時間後に開成する構造にしても良い。
【0155】
操作部4の操作によりスイッチ41a、42aが同時に閉成すると、電源Dから電動送風機14、イオン発生機器230のイオン発生器231、イオン放出ファン23aのモータ23cに通電され、これらが駆動される。駆動スイッチ400の操作あるいはリモコンの操作により各々に対応するスイッチ41b、41cが閉成する。これにより、イオン発生機器230のイオン発生器231とイオン放出ファン23aのモータ23cとに通電されてこれらが駆動される。
【0156】
従って、室内の掃除と空気の浄化を目的とする場合には、操作部4を操作することで電動送風機とイオン発生危機230を同時に駆動することができる。また、自らイオン放出を行えるイオン発生機器を設けているので、掃除を行わずに室内にイオンを送出したい場合には、駆動スイッチ400あるいはリモコンを操作することでイオン発生機器230だけを駆動することができる。
【0157】
このような構成において、操作部を操作して運転を開始すると、電動送風機14及びイオン発生回路(図示せず)に通電がなされ、電動送風機14が駆動して吸込口体6(図1参照)からの吸気が開始されるとともに、イオン発生器回路(図示せず)の作動によってイオン発生器231の電極に高電圧が印加されることとなる。
【0158】
その結果、まず電動送風機14の駆動によって吸込口体6で吸気された塵埃を含む空気は、吸気管301を通ってダストカップダストカップ16内に旋回しながら吸引される。このようにダストカップ16内で空気流が旋回されることにより、空気流に含まれる塵埃が遠心力で空気と分離され、ダストカップ16内に堆積する。
【0159】
そして、塵埃を除去され浄化された空気は、ホース受口8を経て本体1A内に至り、その後電動送風機14、脱臭フィルター15、通気口48aを通過し、コード収納室50に導入されてコードリール51を冷却する。この空気は排気口1bを通過して混合室44に放出され、一旦混合室44にとどまった後、排気口46bより本体1外に放出される。尚、コード収納室50や混合室44にコードリール51の他、回路(図示せず)などの発熱部品を配してもよい。これにより、発熱部品を空気流によって冷却することができる。
【0160】
イオン発生器231で発生したイオンは混合室44内に放出され、混合室44内部の空気に混入される。その結果、イオンは混合室44内で排気口1bより放出される空気と均一に混合されるので、排気される空気を集中的に浄化し、きれいな空気流によってイオンを排気口45から室内の隅々に行き届かせることができる。
【0161】
さらに、この実施の形態によると、本体1の側壁に軸支される車輪46の内部に混合室44を形成できるので、従来の電気掃除機のデザインを変えることなく、既存の部品をそのまま使用することも可能である。したがって、製品価格の高騰を抑えることができる。
【0162】
以上、サイクロン集塵装置とイオン発生器との構成を説明したが、布や紙で形成された集塵袋2Aを通過(ろ過)して塵埃を捕獲する電気掃除機についても同様の効果を得ることができ、以下に説明する。本発明の第8の実施形態について図面を参照して説明する。図23は本発明の第8の実施形態である電気掃除機の全体斜視図である。図23は掃除機の本体1、車輪46、ホース7、ハンドル5、吸込口体6を示している。
【0163】
図24は、その電気掃除機の本体断面図である。図24で示す本体1は第1の吸気路10A、モータ54を駆動してファン55を回転させることにより吸引空気流を発生する電動送風機14、吸入した塵埃を集塵する集塵袋2Aを装備している。電動送風機14は、中央を円形にくり貫いた支持具56を用いて本体1内に固定されている。そして、イオンを発生させるイオン発生器23(231)がホース受口8から集塵袋2Aに至る第1の吸気路10Aに設置されている。
【0164】
このように構成された本体1を有する電気掃除機でカーペット等の掃除を行うと、動物の毛、ダニやカビ、花粉等の塵埃が吸入されて集塵袋2Aに補足される。この時、塵埃を含む空気が第1の吸気路10を通る時、イオン発生器23から放出されるプラスイオン及びマイナスイオンの作用で吸引された空気中のニオイ成分やアレルゲン成分となる化学物質が分解される。その結果、電気掃除機から放出される排気は塵埃も除去されている上にニオイ成分も除去された空気となって部屋に戻る。
【0165】
図25は本発明の第9の実施形態である電気掃除機の本体断面図である。図25で示す本体の中には第1の吸気路10Aと、モータ54を駆動してファン55を回転させることにより吸引空気流を発生する電動送風機14、吸入した塵埃を集塵する集塵袋2Aを装備している。そして、イオン発生器23が集塵袋2Aと排気口1bの間の位置に設置されている。
【0166】
このように構成された本体1を有する電気掃除機でカーペット等の掃除を行うと、動物の毛、ダニやカビ、花粉等の塵埃が吸入されて集塵袋2Aに補足されて塵埃が除去された空気中のニオイ成分などの化学物質が、イオン発生器23から放出されるプラスイオン及びマイナスイオンの効果で分解される。さらに、その排気の空気の流れでイオンが室内へ放出され、室内に残っている化学物質も浄化される。
【0167】
図25に示す電気掃除機から発生するイオン濃度を測定した結果を図26に示す。イオン濃度の測定は(株)ダン科学社製イオンカウンターを用い、排気口から10cm離した位置にイオンセンサー部を設置して行った。
【0168】
図26に示すように、排気口1bからの放出されるイオンを含んだ排気の風速が早ければ早いほどイオン濃度が大きくなり、イオンがより多量に放出されることが分かった。
【0169】
次に、電気掃除機から放出されるイオンがニオイ成分に対しどの程度の効果があるかの検証を行った。ニオイ物質としてアンモニアを用い、1m3のアクリルボックス内にアンモニアの初期濃度が10ppmとなるように供給し、このアクリルボックス中に図24で示す電気掃除機を入れた後密閉した。適当な風速で排気口からイオンを放出させ30分後に減少したアンモニアの量を測定し、初期濃度と減少量から除去率=100×減少量/初期濃度を計算した。その結果を図27に示す。
【0170】
図27に示すように、風速が早ければ早いほど、すなわち放出されるイオンが多ければ多いほどアンモニアの除去率が大きくなることが分かった。そして、排気口からのイオン風の風速が50cm/sで、アンモニアの除去率が50%程度になることが分かった。
【0171】
このような結果から、ニオイ成分を十分に除去するためには少なくとも、排気口からの風速は50cm/s必要であり、その時のイオン濃度が10,000個/cm3程度であることが分かった。
【0172】
本実施形態の電気掃除機は、外部から空気浄化用のデバイスを一つ追加するという非常に簡便な方法で構成できるので、例示として既述した掃除機以外にも、どのような方式の集塵方法を採用している電気掃除機にも適用することが可能である。
【0173】
以上、本発明の各種実施形態につき説明してきたが、これまでに示してきたものは発明の構成の例示であり、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。たとえば、第1、第2、第3、第8の実施形態のいずれかと、第4、第5、第6、第7、第9の実施形態のいずれかとを組合せても良い。
【0174】
すなわち、吸排気される空気の通気路において電動送風機を基点に上流と下流に分けて、上流部分と下流部分のそれぞれにイオン発生器を設けても良い。この場合、電気掃除機の機内の浄化を行えるととともに、機外に排出する空気にイオンを混合して室内に放出して、電気掃除機の機内と機外の浄化を両方行うことができる。
【0175】
また、図8〜図14、あるいは図24、図25に示す構成では、外部から空気浄化用のデバイスを追加するという非常に簡便な方法で構成できる。また、図15〜図17に示すイオン発生器231を外部に配置する構成では、別体で構成したイオン発生器を現状の電気掃除機にも容易に付加することができる。
【0176】
さらにまた、図13に示すようにイオン発生器231のイオン流出口より送出させる送風機23aを設けてもよく、これにより、電動送風機14の駆動に関係なく、イオンを供給でき、押し入れなど、浄化したい場所に電気掃除機を置いてイオン発生器231および送風機231aを駆動し、癒し作用、殺菌作用などの目的に応じて浄化することができる。
【0177】
さらに図18〜図21に示すイオン発生器231あるいは図13に示すイオン発生器230を室内において使用者の使用に伴い場所を移動する類の機器及び自走機能を有する機器に設けることで、本発明の電機掃除機のように移動先の室内の殺菌を行うことが出来る。例えばヘアドライヤーや電話機の子機やインテリジェント型のロボット、車輪を有して移動する自走式掃除機などが考えられる。
【0178】
また、吸気した空気流を電動送風機14の排気口から、再び吸込口体6に還流する、いわゆる排気を循環する排気循環式掃除機にも同様の効果を得ることができる。図28は排気循環式掃除機の本体1Bの断面図である。集塵装置2に連通する第1吸気路10と電動送風機14の下流に連通する還流管10bがホース受口8に接続されている。
【0179】
一方、図示しない連結管および接続ホースは 、夫々第1吸気路10と還流管10bに連通する 吸気路7aと還流路7bの2通路で構成されており、接続ホースがホース受け口8に着脱自在に嵌着されている。そして、吸気路7aと還流路7bは接続ホースと 連結管を通じて図示しない吸込口体内に連通される。
【0180】
吸込口体6より吸気された空気流は吸気路7a、第1吸気路10、集塵装置2、第2吸気路13を経て電動送風機14に吸気され、さらに、脱臭フィルター15、還流管10b、還流路7bを経て吸込口体6内へ排気還流される。この構成において、吸込口体6から電動送風機14に吸気される吸気路、あるいは電動送風機14から吸込口体6に排気還流される還流路に発生器23でイオンを放出することにより、吸気流あるいは排気還元流を浄化することができる。
【0181】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、イオン発生器で発生したマイナスイオンとプラスイオンの両イオン、あるいはマイナスイオンを放出することにより、電動送風機の駆動に伴う吸気中あるいは機外への排気中に放出させることにより、電気掃除機の使用中の不快な臭いの脱臭や微生物などの細菌の殺菌を広範囲に行うことができる。
【0182】
また、イオン発生器とイオンを送風する送風手段を駆動することにより、掃除機の保管中にも室内の空気を浄化することができる。
【0184】
また、サイクロン式集塵装置や集塵袋など、どのようなタイプの集塵方法を採用した電気掃除機にも適用でき、空気浄化デバイスとしてイオン発生器を1つ追加するだけで、非衛生になりがちな清掃中の空気の汚れを浄化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る電気掃除機の第1の実施形態を示す外観側面図である。
【図2】 同上電気掃除機における本体の内部構成を示す側面断面図である。
【図3】 同上電気掃除機におけるイオン発生器の内部構成を示す拡大側面断面図である。
【図4】 同上イオン発生器における針状電極の他の実施形態を示す拡大図である。
【図5】 同上イオン発生器における針状電極の更に他の実施形態を示す拡大図である。
【図6】 本発明に係る電気掃除機の第2の実施形態における内部構成を示す側面断面図である。
【図7】 本発明に係る電気掃除機の第3の実施形態における本体の内部構成を示す側面断面図である。
【図8】 本発明に係る電気掃除機の第4の実施形態における本体の内部構成を示す側面断面図である。
【図9】 同上電気掃除機におけるイオン発生器をイオン発生素子側から見た外観斜視図である。
【図10】 同上イオン発生器をイオン発生素子と反対側から見た外観斜視図である。
【図11】 同上イオン発生器の分解斜視図である。
【図12】 同上イオン発生器におけるイオン発生素子を示す概観斜視図(a)及び断面図(b)である。
【図13】 同上イオン発生器の他の例の内部構成を示す拡大側面断面図である。
【図14】 同上電気掃除機の他の実施形態を示す本体の内部構成を示す排気口近傍の側面断面図である。
【図15】 本発明に係る電気掃除機の第5の実施形態における本体の内部構成を示す側面断面図である。
【図16】 同上電気掃除機の他の実施形態を示す本体の内部構成を示す排気口近傍の側面断面図である。
【図17】 本発明に係る電気掃除機の第6の実施形態における本体の内部構成を示す側面断面図である。
【図18】 本発明に係る電気掃除機の第7の実施形態における本体の内部構成を示す後部の縦断面図である。
【図19】 図18のA−A断面図である。
【図20】 同上電気掃除機の清掃作業時(a)及び保管時(b)の本体の姿勢を示す側面図である。
【図21】 同上電気掃除機の他の例を示す図18のA−A断面図である。
【図22】 同上電気掃除機のさらに他の例の本体の内部構成を示す後部の縦断面図である。
【図23】 本発明に係る電気掃除機の第8の実施形態を示す外観斜視図である。
【図24】 同上電気掃除機の本体の内部構成を示す側面断面図である。
【図25】 本発明に係る電気掃除機の第9の実施形態における本体の内部構成を示す側面断面図である。
【図26】 同上電気掃除機から発生するイオン濃度を測定した結果を示す図である。
【図27】 同上電気掃除機の運転によるアンモニアの除去効果を示す図である。
【図28】 排気循環式の電気掃除機にイオン発生器を設けた例の本体の内部構成を示す側面断面図である。
【図29】 本発明に係る電気掃除機の電動送風機およびイオン発生器の制御回路を示す回路図である。
【図30】 従来の電気掃除機の外観側面断面図である。
【符号の説明】
1 掃除機本体
1b 排気口
2 集塵装置
8 ホース受口
10 第1の吸気路
13 第2の吸気路
14 電動送風機
15 脱臭フィルター
16 ダストカップ
17 蓋体
23 イオン発生器
30 イオン発生回路
31 針状電極
38 イオン発生室
44 混合室
231 グリッド状のイオン発生器
Claims (13)
- 電動送風機の駆動に従って塵埃を含む空気を吸引し、該空気を吸気経路を通して機外に排気する電気掃除機において、電極に正電圧と負電圧を印加することにより、H+(H2O)n (nは任意の自然数)からなるプラスイオンと、O2 −(H2O)m (mは任意の自然数)からなるマイナスイオンを発生するイオン発生器を具備し、電動送風機より排気される空気に前記プラスイオンとマイナスイオンを混合させて機外に放出し、該プラスイオンとマイナスイオンが反応して生成する活性種である水酸基ラジカル・OHや過酸化水素H 2 O 2 により排気中及び機外の空気中の浮遊菌を殺菌することを特徴とする電気掃除機。
- 前記イオン発生器で発生させたイオンを前記吸気経路内に供給することを特徴とする請求項1に記載の電気掃除機。
- 前記イオン発生器を掃除機本体内において熱源より隔離して設けたことを特徴とする請求項2に記載の電気掃除機。
- 電動送風機の駆動に従って塵埃を含む空気を吸引し、機外に排気する電気掃除機において、電極に正電圧と負電圧を印加することにより、H+(H2O)n (nは任意の自然数)からなるプラスイオンと、O2 −(H2O)m (mは任意の自然数)からなるマイナスイオンを発生するイオン発生器を具備し、電動送風機より排気される空気に前記プラスイオンとマイナスイオンを混合させて機外に放出し、該プラスイオンとマイナスイオンが反応して生成する活性種である水酸基ラジカル・OHや過酸化水素H 2 O 2 により排気中及び機外の空気中の浮遊菌を殺菌することを特徴とする電気掃除機。
- 前記電動送風機に吸引された空気は浄化フィルターを通じて機外に排気されるとともに、該浄化フィルターを通過した空気に前記プラスイオンとマイナスイオンを混合させることを特徴とする請求項4に記載の電気掃除機。
- 前記イオン発生器のイオン発生部に風速50cm/s以上の空気を送風したときに、そのイオン発生部から10cm離れた位置において、プラスイオンとマイナスイオンの濃度をそれぞれ10,000個/cm3以上としたことを特徴とする請求項5に記載の電気掃除機。
- 電動送風機を内装した掃除機本体の両側面に車輪を配し、該車輪に設けられた排気口から電動送風機の排気を行う電気掃除機において、前記車輪で形成した混合室内に、電極に正電圧と負電圧を印加することにより、H+(H2O)n (nは任意の自然数)からなるプラスイオンと、O2 −(H2O)m (mは任意の自然数)からなるマイナスイオンを発生するイオン発生器を具備し、電動送風機より排気される空気に前記プラスイオンとマイナスイオンを混合させて機外に放出し、該プラスイオンとマイナスイオンが反応して生成する活性種である水酸基ラジカル・OHや過酸化水素H 2 O 2 により排気中及び機外の空気中の浮遊菌を殺菌することを特徴とする電気掃除機。
- 掃除機本体に電気掃除機の操作部とは独立して前記電動送風機と前記イオン発生器を駆動させる駆動スイッチを設けたことを特徴とする請求項4に記載の電気掃除機。
- 前記駆動スイッチの操作後、前記電動送風機と前記イオン発生器を所定時間駆動させるタイマー手段を設けたことを特徴とする請求項8に記載の電気掃除機。
- 前記電動送風機の強弱制御に応じて、前記イオン発生器のイオン発生量を制御することを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれかに記載の電気掃除機。
- 電気掃除機の保管状態を判断して、前記イオン発生器を一定時間駆動させることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれかに記載の電気掃除機。
- 前記イオン発生器にイオン発生電極を2つ設け、プラスイオンとマイナスイオンを別々の電極により発生させることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれかに記載の電気掃除機。
- 前記イオン発生器は、プラスイオンとマイナスイオンの発生量の割合を可変可能に制御できることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれかに記載の電気掃除機。
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