JP4952199B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、電気掃除機に関するもので、特に、塵埃を捕集したフィルターを除塵する除塵構造に関するものである。

従来のこの種の電気掃除機として、図１３、図１４に示すように、吸引した塵埃を捕集する集塵室１１２と、その後方に集塵室から漏れる細塵を集塵するメインフィルター１１１と、そのメインフィルター１１１を加振することでメインフィルター１１１に付着した細塵を除塵する除塵子１０８と、コードの引き出しと連動して、除塵子１０８に回転駆動力を伝達させるためのクラッチ板１２１、クラッチ爪１２２を備え、コードの引き出しと連動してクラッチ板１２１を回転させ、クラッチ板１２１とかみ合うクラッチ爪１２２を回転させ、クラッチ爪１２２と除塵子１０８を連動させて除塵子１０８を回転させ、除塵子１０８がメインフィルター１１１を加振することで、メインフィルター１１１に付着した細塵を除塵する構成としていた（例えば、特許文献１参照）。
実公昭６１−１２９２６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された電気掃除機の構成では、コードリール、電動送風機１０２等を内蔵した掃除機本体１０１と、メインフィルター１１１等を装着した集塵箱１０４を、尾錠１０３を介して結合したときに、クラッチ板１２１がクラッチ爪１２２に乗り上げ、クラッチ板１２１とクラッチ爪１２２とが衝突して上手く噛み合わず、摩耗の原因となり、また掃除機本体１０１と集塵箱１０４が、完全には結合できないという現象の原因ともなっていた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、除塵部と、除塵部を駆動させる駆動部との嵌合面が、掃除機本体と集塵箱の結合の際に、乗り上げたり、衝突したりすることを防止し、連結前に前記嵌合面を調整する必要もなく、フィルターの除塵を安定して行うことのできる電気掃除機を提供することを目的とする。

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、電動送風機を収納する電動送風機室と、この電動送風機室に連通し且つ塵埃を集塵する集塵容器が着脱自在に装着される集塵容器収納室と、前記電動送風機室と集塵容器収納室を隔離する隔壁とを有する本体と、前記集塵容器に設けられ、集塵容器が前記集塵容器収納室に装着された状態で前記隔壁と対向して、吸引された含塵空気から塵埃を分離捕集するフィルターと、前記フィルターの前記隔壁側に設けられ、前記フィルターを除塵するスライド可動式の除塵部と、前記集塵容器が前記集塵容器収納室に装着された状態で前記隔壁側から前記除塵部を往復スライド駆動させる駆動部とを備え、前記駆動部は回転軸を有し回転運動を行い、前記駆動部にはこの回転運動に合わせて円運動を行う駆動突起部が設けられ、前記除塵部の前記隔壁と対向する面には、前記除塵部の往復スライド可動限界において前記駆動突起部の円運動の軌跡が接するように縦方向に位置をずらした２本のリブ部が設けられ、かつ前記除塵部の往復スライド可動限界において、前記駆動部の回転軸中心を前記２本のリブ部の内方に接する円の中心に設けることによって、前記円運動を行う駆動突起部が前記２本のリブ部の内方に各々当接して、前記除塵部を往復スライド運動させるように構成したもので、集塵容器を集塵容器収納室に装着した際、除塵部と、除塵部を駆動させる駆動部との嵌合面が、乗り上げたり、衝突したりすることを防止でき、装着前に前記嵌合面を調整する必要もなく、フィルターの除塵を安定して行うことのできる電気掃除機を提供できるものである。また、駆動部の動作を回転式としたことで、除塵部との連結が極めて容易となり、２本のリブ部と駆動突起部とが当接して、駆動部の回転運動を、除塵部のスライド運動に、確実に変換可能となるものである。

本発明の電気掃除機は、除塵部と、除塵部を駆動させる駆動部との嵌合面が、乗り上げたり、衝突したりすることがなく、フィルターの除塵を安定して行うことができ、使用勝手の良いものである。

第１の発明は、電動送風機を収納する電動送風機室と、この電動送風機室に連通し且つ塵埃を集塵する集塵容器が着脱自在に装着される集塵容器収納室と、前記電動送風機室と集塵容器収納室を隔離する隔壁とを有する本体と、前記集塵容器に設けられ、集塵容器が前記集塵容器収納室に装着された状態で前記隔壁と対向して、吸引された含塵空気から塵埃を分離捕集するフィルターと、前記フィルターの前記隔壁側に設けられ、前記フィルターを除塵するスライド可動式の除塵部と、前記集塵容器が前記集塵容器収納室に装着された状態で前記隔壁側から前記除塵部を往復スライド駆動させる駆動部とを備え、前記駆動部は回転軸を有し回転運動を行い、前記駆動部にはこの回転運動に合わせて円運動を行う駆動突起部が設けられ、前記除塵部の前記隔壁と対向する面には、前記除塵部の往復スライド可動限界において前記駆動突起部の円運動の軌跡が接するように縦方向に位置をずらした２本のリブ部が設けられ、かつ前記除塵部の往復スライド可動限界において、前記駆動部の回転軸中心を前記２本のリブ部の内方に接する円の中心に設けることによって、前記円運動を行う駆動突起部が前記２本のリブ部の内方に各々当接して、前記除塵部を往復スライド運動させるように構成したもので、集塵容器を集塵容器収納室に装着した際、除塵部と、除塵部を駆動させる駆動部との嵌合面が、乗り上げたり、衝突したりすることを防止でき、装着前に前記嵌合面を調整する必要もなく、フィルターの除塵を安定して行うことのできる、使用勝手の良い電気掃除機を提供できる。

また、駆動部の動作を回転式としたことで、除塵部との連結が極めて容易となり、２本のリブ部と駆動突起部とが当接して、駆動部の回転運動を、除塵部のスライド運動に、確実に変換可能となるものである。

また、除塵部の動作をスライド式としたことで、フィルター表面積を大きく取ることの出来るプリーツ状にすることができると共に、除塵部が加振するフィルターのプリーツの谷幅を略一定にすることができることから、フィルターに付着した細塵を、付着場所にかかわらず、安定して除塵することができる。

第２の発明は、第１の発明の駆動部の回転速度を略一定として、除塵部のスライド運動の速度を可変できるように設けたもので、付着した塵埃の量に合わせて除塵に最適な速度に設定することができる。また、除塵部のスライドの向きを逆転させる際に、除塵部の速度が減速するため、フィルターの端部に至った際に減速可能で、除塵手段が高速で可動する場合等、除塵部がフィルター端部から外れることを防止し、高い信頼性を得ることができる。

第３の発明は、第１または第２の発明の除塵部のスライド運動の速度が略一定となるように、駆動部の回転速度を可変させたもので、付着した塵埃が負荷になって除塵部の速度が落ち、加振し難くなったフィルターにおいても、除塵速度を一定に維持することで除塵性能を維持することができる。

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、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）
本発明の第１の実施の形態における電気掃除機について、図１〜図２を用いて説明する。図１は、本実施の形態における電気掃除機の全体斜視図、図２は、同電気掃除機の側断面図である。

図１、２において、掃除機本体１は、後部に電動送風機２を内蔵した電動送風機室３が配され、前部に、着脱自在で塵埃を分離捕集する集塵容器４を収納する集塵容器収納部５が配され、後方下部の両側に１対の走行用の車輪６が回転自在に取付けられ、底面前部には、同じく走行用のキャスター７が取付けられている。掃除機本体１の前部には、ホース８の一端に設けた接続パイプ９が着脱自在に接続される吸気口１０が設けられている。

ホース８の他端には、掃除の際に握ると共に掃除機本体１の運転を操作するための操作部１１ａを有する把手１１を備えた先端パイプ１２が設けられている。１３は伸縮自在或いは継ぎ自在の延長管で、下流側端部が前記先端パイプ１２に着脱自在に接続され、他端は、塵埃掻き上げ用の回転ブラシ１４とその回転ブラシ１４を回転駆動するモーター１５を内蔵した吸込み具１６に着脱自在に接続される。

１７は、弾性材料から成形され掃除機本体１の前部から両側にかけて延設されたバンパーで、掃除機本体１の走行時に、掃除機本体１が家具、柱などに衝突してもそれらに傷を付けないようにするための物である。

１８は、掃除機本体１を持ち運ぶ際に立てて使用する本体ハンドルで、掃除機本体１の重心を通る垂直線上に回動中心が位置するように掃除機本体１の上部に回動自在に取付けられている。

１９は、集塵容器４の持ち運び用の容器ハンドルで、集塵容器４を持ち運ぶ時や、掃除機本体１の集塵容器収納部５から取り外す時に、握るものである。掃除機本体１の外郭は、後方に電動送風機２を収納する電動送風機室３を形成した下ボデー１ａと上ボデー１ｂから構成されている。

電動送風機２の前部は、弾性体よりなるサポート前２０で、後部は、同じく弾性材料からなるサポートウシロ２１で、電動送風機室３内に支持されている。２２は、電動送風機室３と集塵容器収納部５とを仕切る隔壁で、略中央に電動送風機２の吸入開口２ａと連通する格子状の隔壁開口部２３が設けられ、その隔壁開口部２３は、集塵容器収納部５側から三次フィルター２４で覆われている。２５は、掃除機本体１に電源を供給する電源コードである。

掃除機本体１の吸入口１０の後方には、集塵容器４を集塵容器収納部５に装着したときに、集塵容器４の前部に密着するパッキン２９が設けられている。

次に、集塵容器４の構成について図３〜図９を用いて説明する。図３は同電気掃除機の集塵容器の一部欠載斜視図、図４は同集塵容器の断面図、図５は同電気掃除機のフィルターユニットの後方斜視図、図６は同フィルターユニットの後面図、図７は同フィルターユニットの弾き体の可動範囲図、図８は同集塵容器と集塵容器収納部の斜視図、図９は同フィルターユニットの弾き体と駆動部の略断面図である。

図において、集塵容器４は、集塵容器本体２７と、集塵容器本体２７の後方開口部に着脱自在に装着されるフィルターユニット２８から構成されている。

集塵容器本体２７の前部には、集塵容器４を掃除機本体１の集塵容器収納部５に装着した時に、掃除機本体１の吸入口１０の後方に設けたパッキン２９に気密に圧接し連通する
吸入口Ａ３０が設けられている。集塵容器本体２７は、さらに、吸入口Ａ３０に直接連通すると共に粗塵を収納する粗塵室３１と粗塵室３１を通過した吸引風に含まれた細塵を捕集するフィルターユニット２８から離脱した細塵を収納する細塵室３２と、前記粗塵室３１と細塵室３２の下部開口３９を覆うと共に後方端部が集塵容器本体２７に回動自在に軸支された蓋体３３を備えている。

蓋体３３は、コイルバネ３４により開成方向に付勢されており、通常は集塵容器本体２７に設けた尾錠３５で、その前部が閉じた状態に保持されており、容器ハンドル１９の前部に設けた操作部３６を押すと、それに連結された連結棒３７を介して尾錠３５を外方に移動し、蓋体３３がコイルバネ３４の付勢力で開くようになっている。なお、５３は、バネ材で、操作部３６を常時上方に付勢するためのものである。

粗塵室３１は、吸気口Ａ３０と連通する粗塵室開口部３１ａを有する共に、その粗塵室開口部３１ａ部分を除く全内周壁（４側壁）は、下部開口３９に向かって次第に広がる傾斜面４０を有する一次フィルターＡ４２で形成されている。

又、粗塵室３１の上部には、上下動自在の連結棒Ａ４１の下端に固着されると共に、一次フィルターＢ４３を有した押出板４４が配されている。この押出板４４は、粗塵室３１内に捕集された塵埃を押し出し、排出する排出手段となるものである。連結棒Ａ４１の上端には、略Ｌ字状のスライダー４６の一端が固着されている。４７は、連結棒Ａ４１を常時上方に、すなわち押出板４４を常時上方に付勢する弾性部材からなるスライダーバネである。

フィルターユニット２８は、図５〜図９に示すように、枠体４８と、プリーツ折りされ、そのプリーツ目を縦方向にして枠体４８に設けられた二次フィルター４９と、横方向に摺動自在に設けられ除塵手段である弾き体２８ａとから構成されている。さらに、弾き体２８ａの二次フィルター４９と対向する面には、プリーツ折りされた二次フィルター４９の各山折り部４９ａに当接する突起５９が設けられている。また、弾き体２８ａの隔壁２２と対向する面には、左右の可動限界において後述する駆動突起部５８の円運動の軌跡６５が接するように縦方向に位置をずらした２本のリブ部５３、５４が設けられている。

ところで、図７に示す弾き体２８ａの左右の可動限界において、前記リブ５３、５４の内方に接する円の中心で、且つ縦方向でリブ部５３、５４の中心に、軸中心５６を持つ駆動部５５を、隔壁２２側に設ける。駆動部５５は、隔壁２２の電動送風機室３側に小型電動機、ギア、制御回路からなる駆動源５７によって駆動する。

また駆動部５５の一部に、突起量を前記リブ部５３、５４の根元よりやや控えるものとし、且つ軸中心５６を中心に円運動する際にリブ部５３、５４の内面に当接するものとした、駆動突起部５８が設けられている。

上記構成により、駆動突起部５８を回転させると、当接するリブ部５３、５４を介して弾き体２８ａが左右に往復移動すると共に、その間に、弾き体２８ａに設けた突起５９が、二次フィルター４９の山折り部４９ａを弾き、その時に振動やショックで、二次フィルター４９の裏面（粗塵室３１側の面）に付着した細塵がふるい落とされ、細塵室３２に溜まると共に、二次フィルター４９の濾過性能が復活する。また、駆動突起部５８を一定の速度で回転させると、弾き体２８ａの速度は変化し、フィルター４９の端部でスライドの向きが逆転するようにしておけば、フィルター４９の端部に近づくほど、弾き体２８ａのスライド動作の速度が下がり、結果、除塵部が高速でスライド動作する場合、オーバースピードでフィルター端部から外れることを防ぎ、高い信頼性を得ることができる。

尚、上記スライドの向きが逆転する近辺で、スライド動作の速度が下がることについては、以下のことからも明らかである。

すなわち、図１１に示すように、例えば、駆動突起部５８がＡ点からＢ点に向かってリブ部５３と嵌合してリブ部５３をスライドさせて、単位時間あたり角度θ回転する場合の横方向のスライド量Ｌ１は、駆動突起部５８の円運動の半径をＲとすると、Ｌ１＝Ｒ＊（ｓｉｎθ）となる。

また同様に、駆動突起部５８のリブ部５３との嵌合が外れるＤ点直前の、Ｃ点からＤ点に向かってリブ部５３をスライドさせる際の、単位時間あたり角度θ回転する場合の横方向のスライド量Ｌ２は、Ｌ２＝Ｒ−Ｒ＊（ｃｏｓθ）となる。

従って単位時間あたりにスライドして進むスライド方向の移動距離であるＬ１とＬ２とを比較すると、その差Ｌは
Ｌ＝Ｌ１−Ｌ２＝Ｒ＊（ｓｉｎθ）−（Ｒ−Ｒ＊（ｃｏｓθ））＝Ｒ＊（ｓｉｎθ＋ｃｏｓθ）−Ｒ＝Ｒ＊（ｓｉｎθ＋ｃｏｓθ−１）＝Ｒ＊（（ｓｉｎθ＋ｃｏｓθ）−（ｓｉｎ^２θ＋ｃｏｓ^２θ））＝Ｒ＊（ｓｉｎθ）（１−ｓｉｎθ）＋Ｒ＊（ｃｏｓθ）（１−ｃｏｓθ）
ここで１−ｓｉｎθ≧０、１−ｃｏｓθ≧０のため、Ｌ＝Ｌ１−Ｌ２≧０となり、駆動突起部５８とリブ部５３との嵌合が外れる直前、直後のスライド方向の移動速度が相対的に小さいことが判る。

尚、図１２（ａ）は、駆動突起部５８とリブ部５３との嵌合が外れる直前の状態を表すイメージ図であり、図１２（ｂ）は、駆動突起部５８とリブ部５４との嵌合が外れる直前の状態を表すイメージ図である。

また、フィルターユニット２８の枠体４８の下流側端部には全周に渡ってリップ５１が、一体又は一体的に形成され集塵容器４を集塵容器収納部５に装着した時に、そのリップ５１が掃除機本体１の隔壁２２の集塵容器収納部５側の面に圧接され、電動送風機２の運転時に外気が吸引されないようになっている。

フィルターユニット２８の前面５２は、フィルターユニット２８を集塵容器本体２７に装着した時に、粗塵室３１の後方開口部３１ｂを気密に覆うようになっている。

次に、図１０を用いて、本実施の形態における電気掃除機の回路について、説明する。

図１０において、６０は、電源コード２５が壁のコンセント（図示せず）に接続されて、掃除機本体１に通電されたかどうかを検知する通電検知手段で、６１は、前記通電検知手段６０からの信号を受けて、駆動突起部５８を回駆動する駆動源５７を駆動、速度制御する駆動回路である。

６４は、使用者によって操作部１１ａより入力された操作情報、例えば、電動送風機２の自動運転、吸込み具１６に内蔵されたモーター１５の運転などの操作情報に基づき、電動送風機２、モーター１５を制御、駆動する制御手段である。

上記のように構成された本実施の形態における電気掃除機の動作、作用は以下の通りである。

電気掃除機の使用開始に当たり、使用者が、掃除機本体１より電源コード２５を引き出して、その電源プラグ２５ａを室内の壁に設けたコンセントに差すと、通電検知手段６０
が、掃除機本体１に通電されたことを検知し、駆動回路６１に信号が送られ、信号を受けた駆動回路６１が、駆動突起部５８を回駆動する駆動源５７を一定速度で駆動する。そして、駆動突起部５８が回転することによって、リブ５３、５４を介して、弾き体２８ａが左右に往復移動して、二次フィルター４９の山折り部４９ａを弾いて、二次フィルター４９の裏面に付着した細塵をふるい落とす動作が、あらかじめ設定した時間内で行なわれる。

そして、操作部１１ａを操作して、電気掃除機の運転を開始すると、電動送風機２による吸引力が、三次フィルター２４、二次フィルター４９、一次フィルターＡ４２および一次フィルターＢ４３、粗塵室３１、ホース８、延長管１３を経て吸込み具１６に至る。そして、吸込み具１６から吸引された塵埃を含んだ空気が、掃除機本体１の吸入口１０を通って集塵容器本体２７の吸入口Ａ３０から真っ直ぐ粗塵室３１に入り、一次フィルターＡ４２及び一次フィルターＢ４３に当たりそこで塵埃が捕集され、堆積していく。一次フィルターＡ４２および一次フィルターＢ４３を通過した空気に含まれる微細塵は、二次フィルター４９で捕捉される。

本実施の形態では、さらに、把手１１に設けた操作部１１ａを操作して、電気掃除機の運転を停止すると、それを通電検知手段６０が検知して、二次フィルター４９の弾き体２８ａによる細塵のふるい落とし動作と同じ動作を、あらかじめ設定した時間内もしくは回数内で行うようにしている。

次に、集塵容器４内に堆積した粗塵埃及び、二次フィルター４９から振る落とされた細塵の廃棄について説明する。

集塵容器４を集塵容器収納部５から取り外す時は、容器ハンドル１９を握って集塵容器４を上方に持上げるだけで良い。そして、集塵容器４をごみ箱などの上に持っていって、操作部３６を押すと、連結棒３７が下がって、尾錠３５が外方に移動して、蓋体３３と尾錠３５との係止が解除され、蓋体３３がコイルバネ３４の付勢力で開成し、粗塵室３１内の塵埃並びに、細塵室３２に堆積した細塵がごみ箱内に落下する。

以上のように、本実施の形態によれば、駆動源５７によって駆動突起部５８を回転させると、当接するリブ５３、５４を介して弾き体２８ａが左右に往復移動すると共に、その間に、弾き体２８ａに設けた突起５９が、二次フィルター４９の山折り部４９ａを弾き、その時に振動やショックで、二次フィルター４９の裏面（粗塵室３１側の面）に付着した細塵がふるい落とされ、細塵室３２に溜まると共に、二次フィルター４９の濾過性能が復活するようになっている。また、駆動突起部５８を回駆動する駆動源５７を一定速度で駆動することで、弾き体２８ａの速度は変化し、フィルター４９の端部に近づくほどに下がり、結果、除塵手段が高速で可動する場合、オーバースピードでフィルター端部から外れることを防ぎ、高い信頼性を有する電気掃除機を提供することができる。

また、駆動回路６１によって、弾き体２８ａの速度を一定に維持、制御することで、付着した塵埃が負荷になって除塵手段の速度が落ち、加振しにくくなったフィルターにおいても、除塵速度を一定に維持することで除塵性能を維持することができる。

また、駆動回路６１によって、弾き体２８ａの速度を不規則に可変するように制御することで、隔壁２２の吸気口近傍などの、付着塵埃量の多い部分は速度を上げ、少ない部分は速度を下げることで、効率的な除塵を行うことができる。

以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、除塵部と、除塵部を駆動させる駆動部と
の嵌合面が、乗り上げたり衝突したりすることがなく、フィルターの除塵を安定して行うことができ、使用勝手が良く、家庭用、業務用、店舗用の各種電気掃除機に幅広く適用できる。

本発明の実施の形態１における電気掃除機の全体斜視図 同電気掃除機の側断面図 同電気掃除機の集塵容器の一部欠載斜視図 同集塵容器の断面図 同電気掃除機のフィルターユニットの後方斜視図 同フィルターユニットの後面図 同フィルターユニットの弾き体の可動範囲図 同集塵容器と集塵容器収納部の斜視図 同フィルターユニットの弾き体と駆動部の略断面図 同電気掃除機の電気回路図 同、電気掃除機の駆動突起部のスライド方向の単位時間あたりの移動距離を表すイメージ図 （ａ）同、電気掃除機の駆動突起部と一方のリブ部との嵌合が外れる直前の状態を表すイメージ図（ｂ）同、電気掃除機の駆動突起部と他方のリブ部との嵌合が外れる直前の状態を表すイメージ図 従来の電気掃除機の一部欠載要部断面図 従来の電気掃除機のクラッチ連結まわりを示す要部斜視図

１ 掃除機本体（本体）
２ 電動送風機
４ 集塵容器
５ 集塵容器収納部
２２ 隔壁
２７ 集塵容器本体
２８ａ 弾き体（除塵部）
４９ 二次フィルター（フィルター）
５３、５４ リブ部
５５ 駆動部
５８ 駆動突起部

Claims (3)

1. 電動送風機を収納する電動送風機室と、この電動送風機室に連通し且つ塵埃を集塵する集塵容器が着脱自在に装着される集塵容器収納室と、前記電動送風機室と集塵容器収納室を隔離する隔壁とを有する本体と、前記集塵容器に設けられ、集塵容器が前記集塵容器収納室に装着された状態で前記隔壁と対向して、吸引された含塵空気から塵埃を分離捕集するフィルターと、前記フィルターの前記隔壁側に設けられ、前記フィルターを除塵するスライド可動式の除塵部と、前記集塵容器が前記集塵容器収納室に装着された状態で前記隔壁側から前記除塵部を往復スライド駆動させる駆動部とを備え、前記駆動部は回転軸を有し回転運動を行い、前記駆動部にはこの回転運動に合わせて円運動を行う駆動突起部が設けられ、前記除塵部の前記隔壁と対向する面には、前記除塵部の往復スライド可動限界において前記駆動突起部の円運動の軌跡が接するように縦方向に位置をずらした２本のリブ部が設けられ、かつ前記除塵部の往復スライド可動限界において、前記駆動部の回転軸中心を前記２本のリブ部の内方に接する円の中心に設けることによって、前記円運動を行う駆動突起部が前記２本のリブ部の内方に各々当接して、前記除塵部を往復スライド運動させるように構成した電気掃除機。
2. 駆動部の回転速度を略一定として、除塵部のスライド運動の速度を可変させた請求項１に記載の電気掃除機。
3. 除塵部のスライド運動の速度が略一定となるように、駆動部の回転速度を可変させた請求項１または２に記載の電気掃除機。

Images