JP5029515B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、塵埃が付着したフィルターに振動を加えることにより、塵埃を除去する除塵手段を有する電気掃除機に関するものである。

従来のこの種の電気掃除機として、減速機構を備えたモータで駆動されるアーム（除塵手段）の移動によって略平面状の塵埃捕集手段（プリーツ状の集塵フィルター）のプリーツ部分を順次たたくようにすることで振動を与えて、フィルター面に付着した細塵を振るい落とすことで吸い込み性能の低下を抑えるものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−３５８０３２号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載された電気掃除機の除塵手段の構成においては、掃除機本体がどの方向に向いていたとしても振動を加えるので、掃除機本体の排気後面が床面に向いている状態（例えば掃除機を収納する際の立てた状態や、本体を移動するときの本体前部に供えた持ち手を持った状態）では集塵フィルターのプリーツ部が床面に対して垂直になり、塵埃が付着した面が上方に向いてしまう。その状態で振動を加えると、フィルター面に付着した塵埃をたたき落とせず、逆に塵埃がプリーツ部の奥まで入り込んだり、集塵フィルターの隙間に入り込んでしまうため、フィルターが目詰まり、掃除機本体の風量低下が生じ、吸込み性能が低下する。

また、一旦プリーツ部の奥まで入り込んだり、フィルター部の奥まで入り込んでしまった塵埃は、正常な方向で振動を加えても、簡単には弾き落とせないため、フィルターのこまめな水洗いによって取り除くことが必要となってしまうという課題を有していた。

さらに、フィルターが目詰まりし、風量低下が生じた状態で掃除機を使用すると、掃除機の騒音も大きくなったり、さらに掃除機内の温度上昇も上がるため、寿命も低減してしまうという課題も有していた。

本発明は前記従来の課題を解決するもので、フィルターの塵埃付着面が上方部に向いているときには、除塵動作を行わないようにすることで、フィルターの目詰まりを低減でき、フィルターのお手入れを少なくすることができる使用性の高い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、吸引力を発生させる電動送風機と、その塵埃付着面が車輪の接地面に対して略垂直方向となる、塵埃捕集用のフィルターと、前記フィルターに付着した塵埃を除塵する除塵手段とを有した掃除機本体と、前記掃除機本体の車輪が床面に対向している状態か、排気口を有する掃除機本体の後面が床面に対向している状態かを検出する状態検出手段とを備え、前記状態検出手段によって掃除機本体の後面が床面に対向している状態であることを検出した場合には、前記フィルターの塵埃付着面が床面に対して上向きになっていると判断して、前記除塵手段によるフィルターの除塵を行わないことを特徴とするものである。

これによって、塵埃がフィルターのプリーツ部の奥まで入り込むことがなくなり、フィルターの目詰まりも低減することができるようになる。

本発明の電気掃除機は、塵埃がプリーツ部の奥まで入り込むことがなくなり、フィルターの目詰まりも低減することができるため、正常な方向での除塵動作時には、フィルターに付着した塵埃を比較的に安定して弾き落すことができる。安定してフィルターの塵埃を除去できるので掃除機の風量低下低減やフィルターのお手入れ回数も減らすことができる。さらに風量低下低減ができるので、掃除機の騒音低減や、温度上昇低減も行える使用性の高い電気掃除機を提供することができる。

第１の発明は、吸引力を発生させる電動送風機と、その塵埃付着面が車輪の接地面に対して略垂直方向となる、塵埃捕集用のフィルターと、前記フィルターに付着した塵埃を除塵する除塵手段とを有した掃除機本体と、前記掃除機本体の車輪が床面に対向している状態か、排気口を有する掃除機本体の後面が床面に対向している状態かを検出する状態検出手段とを備え、前記状態検出手段によって掃除機本体の後面が床面に対向している状態であることを検出した場合には、前記フィルターの塵埃付着面が床面に対して上向きになっていると判断して、前記除塵手段によるフィルターの除塵を行わないことを特徴とするもので、塵埃がフィルターのプリーツ部の奥まで入り込むことがなくなり、フィルターの目詰まりも低減することができるため、正常な方向での除塵動作時には、フィルターに付着した塵埃を比較的に安定してたたき落すことができる。安定してフィルターの塵埃を除去できるので掃除機の風量低下低減やフィルターのお手入れ回数も減らすことができる。さらに風量低下低減ができるので、掃除機の騒音低減や、温度上昇低減も行える。

第２の発明は、第１の発明に加えて、商用電源投入時および／または停止操作一定時間後に、フィルター除塵を一定時間行う電気掃除機において、状態検出手段によって、フィルターの塵埃付着面が床面に対して上向きになっていると判断し、フィルター除塵を行わなかったときには、行わなかったことを報知する、報知手段を備えることを特徴としたもので、報知手段を備えることにより、除塵できなかったことを使用者が認識できるため、正常な状態にして再度除塵を行うことができる。

第３の発明は、第１または第２の状態検出手段によって、フィルターの塵埃付着面が床面に対して上向きになっていると判断し、フィルター除塵を行わなかった場合には、フィルターの塵埃付着面が床面に対して垂直になったとき、電動送風機の動作よりも優先的にフィルター除塵を行うことを特徴とするもので、掃除動作を強制的に停止させて除塵するため、除塵回数を確保することがきるので、比較的安定したフィルターの塵埃の除去を行うことができる。

第４の発明は、第３の発明の状態検出手段によって、フィルターの塵埃付着面が床面に対して上向きになっていると判断し、フィルター除塵を行わなかった時間を記憶する記憶手段を備え、フィルターの塵埃付着面が床面に対して垂直になったときに行うフィルター除塵時間は、記憶手段によって記憶された時間に応じて長くすることにより、除塵時間を確保することがきるので、さらに安定したフィルターの塵埃の除去を行うことができる。

第５の発明は、第１〜第４のいずれか１つの発明のフィルターが、その折れ目を車輪の接地面に対して略垂直方向となるようにプリーツ折りされたことを特徴とするもので、第１〜第４の発明の効果に加えて、除塵手段によりフィルターから振るい出された塵埃が自然落下により、フィルターに残ることなく、除塵できるものである。

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）
本発明の実施の形態における電気掃除機について、図１〜図７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は同掃除機本体の側断面図である。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運転操作部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り電源プラグ２５ａをコンセント（図示せず）に差し込むことで掃除機本体１に電源を供給する。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。２６は掃除機本体１を収納する際や、収納した掃除機本体１を取り出すときに掃除機本体１を持ち上げるための持ち手であり、キャスター７前方に設けられている。

次に、集塵容器４の構成について図３〜６を用いて説明する。図３は、同集塵容器の断面図、図４は、同集塵容器の斜視図、図５は集塵容器収納部の斜視図、図６は、同集塵容器の裏面斜視図である。図３〜６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。５４は、集塵容器４の側部に回転自在に支持された駆動軸で、後端にギヤＢ５４ａを有し、さらに、ギヤＡ２８ｂに噛み合うギヤＣ５４ｂを備えている。一方、掃除機本体１の隔壁２２には、集塵容器４を集塵容器収納部５に装着したときに、ギヤＢ５４ａが噛み合うと共に、駆動手段である駆動モータ６２で回転駆動されるギヤＥ５６を収納するギヤ収納部５７が設けられている。フィルターユニット２８は、図６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、フィルターユニット２８の側部に回転自在に設けられたギヤＡ２８ｂと、前記ギヤＡ２８ｂの外周部と弾き体２８ａの一部とを連結する連結棒Ｂ２８ｃ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（図示せず）が設けられている。

上記構成により、ギヤＡ２８ｂを回転させると、連結棒Ｂ２８ｃを介して連結された弾き体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。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、一体叉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７を用いて、本実施の形態における電気掃除機の制御システムについて、説明する。

図７において、６１は、掃除機本体１の電源プラグ２５ａがコンセント（図示せず）に接続され、通電されたかどうかを検知する通電検知手段である。

６２は、マイクロコンピュータなどにより構成される制御手段で、使用者によって運転操作部１１ａより入力された操作情報に基づき、電動送風機２を駆動する駆動手段６４へ信号を出力したり、操作情報や通電検知手段６１の検知情報に基づき、除塵モータ６６を駆動する除塵手段６５へ信号を出力する制御手段である。

集塵容器検出手段６３は、スイッチ等により、集塵容器４が掃除機本体１にセットされたかを検出する手段で、制御手段６２に信号を出力している。

除塵手段６５は、ギアを回駆動する除塵モータ６６などから構成され、前記制御手段６２からの信号を受けて駆動している。

状態検出手段６８は、図８に示すように傾斜角を持った枠体７０の中心部に２つの電極７１ａ、７１ｂを備え、その枠体の中の導電性の球体７２が移動することで電極７１ａと７１ｂの接続を行う構成で、掃除機本体１が移動する通常状態のときに球体７２が傾斜に移動し、電極の接続を行い、掃除機本体１の排気後面が床面に向いている状態では重力で移動し、電極の接続を開放することで掃除機本体１の方向を検出しており、ＯＮ／ＯＦＦ信号が制御手段６２に出力されている。

報知手段６９は、ＬＥＤやブザー、音声等により、除塵動作が行えなかった場合に使用書に報知しており、制御手段６２からの信号を受けて動作している。

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あたり、使用者が、掃除機本体１の電源プラグ（図示せず）を室内の壁に設けたコンセントに差すと、通電検知手段６１が、掃除機本体１に通電されたことを検知し、制御手段６２に信号を送る。制御手段６２は、状態検出手段６８で掃除機本体１がキャスター７および一対の車輪６が床面に接地されている状態（後は正常状態と示す）であることと、集塵容器検出手段６３で集塵容器４があることを確認すると、除塵手段６５に信号を送って、ギヤを回転駆動する除塵モータ６６を駆動する。そして、ギヤＡ２８ｂが回転することによって、連結棒Ｂ２８ｃを介して連結された弾き体２８ａが左右に往復移動し、二次フィルター４９の裏面に付着した細塵がふるい落とされる。この上記動作は電源投入から５秒以内で終了するようになっている。

次に、運転操作部１１ａを操作して、電気掃除機の運転を開始すると、制御手段６２は駆動手段６４に信号を送り、電動送風機２を運転させる。この電動送風機２による吸引力が、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を経て床用吸込具１６に至る。そして、制御手段６２が電動機１５を駆動して、ブラシ１４を回転させ床面の塵埃を掻き上げて塵埃を捕集し、吸引された塵埃を含んだ空気が、掃除機本体１の吸気口を通って集塵容器本体２７の吸入口１０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。

ここで掃除が終了し停止操作を行うと、制御手段６２は、駆動手段６４に電動送風機２を停止するように出力し、さらに状態検出手段６８で掃除機本体１が正常状態であることを確認して、除塵手段６５に信号を送って、ギヤを回転駆動する除塵モータ６６を駆動する。

次に、状態検出手段６８によって掃除機本体１の方向が正常状態ではないときの動作を説明する。例えば掃除機本体１が収納した状態から持ち手２６をもって取り出し、そのまま電源コード２５を引き出し、掃除機本体１の排気後面が床面に向いている状態（床面に立てられた状態でも、持ち手をもった状態でも構わない）で、電源投入された場合には制御手段６２は、状態検出手段６８でその状態（すなわち二次フィルター４９の塵埃の付着面が上方に向いている状態）であることを検出して除塵手段６５には信号を送らないで除塵動作を行わないようにする。ここで制御手段６２は除塵が行われなかったことを使用者に知らせるために、報知手段６９に信号を出力して報知させるとともに、除塵が行われなかったことを記憶する。掃除機本体１がそのままの状態で運転操作部１１ａを操作すると、掃除動作は動作を行うが、停止操作を行うと停止後の除塵動作は行わなく、２回除塵動作が行われなかったことを記憶する。使用者が報知に気がついたり、床面に掃除機本体１を置いて掃除を行うために掃除機本体１を移動する通常状態にすると、方向検知手段６８で正常状態になったことを検出して２回分の除塵動作を行い、報知を終了する。報知はブザーであれば除塵できなかったときに一定時間のみであったり、ＬＥＤであれば正常状態になって除塵動作ができた後に、消灯など報知の方法は色々考えられる。

電源投入時に掃除機本体１の排気後面が床面に向いている状態で除塵ができず、掃除動作途中に掃除機本体１が通常状態になった場合には、掃除動作を強制的に停止して、除塵動作をしてもよいし、掃除動作終了時にまとめて２回分除塵を行ってもよいことは言うまでもない。

本実施の形態はプリーツ折りされ、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の塵埃付着面は、掃除機本体１が立てられている状態で上方部になることから掃除機本体１の方向で説明を行ったが、二次フィルター４９の塵埃付着面が上方部のときに除塵を行わないようすることがポイントである。

次に、集塵容器４内に堆積した塵埃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内の圧縮された塵埃並びに、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、二次フィルター４９の塵埃付着面が、上方部になっている場合には、二次フィルター４９の除塵を行わないので、塵埃がプリーツ部の奥まで入り込んだり、集塵が除塵の振動によって二次フィルター４９の目に入り込んでしまい、目詰まりすることを低減できる。そのため正常な方向での除塵動作時には、フィルターに付着した塵埃を比較的に安定して弾き落すことができる。安定してフィルターの塵埃を除去できるので掃除機の風量低下低減やフィルターのお手入れ回数も減らすことができる。さらに風量低下低減ができるので、掃除機の騒音低減や、温度上昇低減も行える。

また二次フィルター４９の除塵が状態検出手段によって行えなかった場合には、二次フィルター４９が除塵できる状態になったときは、掃除動作を止めてでも二次フィルター４９の除塵を行うことにより、除塵回数を確保することがきるので、比較的安定したフィルターの塵埃の除去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によれば、塵埃がフィルターのプリーツ部の奥まで入り込まず、目詰まりすることも低減できるので、家庭用だけでなく、業務用の電気掃除機にも有用である。

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断面図 同集塵容器の斜視図 同集塵容器収納部の斜視図 同集塵容器の裏面斜視図 同電気掃除機の制御システムを示すブロック図 同電気掃除機の状態検出手段の内部構成図

符号の説明

１ 掃除機本体
２ 電動送風機
４ 集塵容器
５ 集塵容器収納部
２７ 集塵容器本体
２８ａ 弾き体（除塵手段）
３１ 粗塵室
４９ 二次フィルター（フィルター）
６２ 制御手段
６６ 除塵モータ
６８ 状態検出手段
６９ 報知手段
７０ 枠体

Claims (5)

1. 吸引力を発生させる電動送風機と、その塵埃付着面が車輪の接地面に対して略垂直方向となる、塵埃捕集用のフィルターと、前記フィルターに付着した塵埃を除塵する除塵手段とを有した掃除機本体と、前記掃除機本体の車輪が床面に対向している状態か、排気口を有する掃除機本体の後面が床面に対向している状態かを検出する状態検出手段とを備え、前記状態検出手段によって掃除機本体の後面が床面に対向している状態であることを検出した場合には、前記フィルターの塵埃付着面が床面に対して上向きになっていると判断して、前記除塵手段によるフィルターの除塵を行わないことを特徴とする電気掃除機。
2. 商用電源投入時および／または停止操作一定時間後に、フィルター除塵を一定時間行う電気掃除機において、状態検出手段によって、フィルターの塵埃付着面が床面に対して上向きになっていると判断し、フィルター除塵を行わなかったときには、行わなかったことを報知する、報知手段を備えることを特徴とした請求項１の電気掃除機。
3. 状態検出手段によって、フィルターの塵埃付着面が床面に対して上向きになっていると判断し、フィルター除塵を行わなかった場合には、フィルターの塵埃付着面が床面に対して垂直になったとき、電動送風機の動作よりも優先的にフィルター除塵を行うことを特徴とする請求項１から２記載の電気掃除機。
4. 状態検出手段によって、フィルターの塵埃付着面が床面に対して上向きになっていると判断し、フィルター除塵を行わなかった時間を記憶する記憶手段を備え、フィルターの塵埃付着面が床面に対して垂直になったときに行うフィルター除塵時間は、記憶手段によって記憶された時間に応じて長くすることを特徴とする請求項３記載の電気掃除機。
5. フィルターは、その折れ目が車輪の接地面に対して略垂直方向となるようにプリーツ折りされたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気掃除機。

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