JP5104966B2

JP5104966B2 - 電気掃除機

Info

Publication number: JP5104966B2
Application number: JP2011032016A
Authority: JP
Inventors: 草太小前; 剛志前田; 潤一郎星崎; 奨藤原; 明弘岩原; 健児柳沢; 剛徳関口
Original assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Home Appliance Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-02-17
Filing date: 2011-02-17
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2028-04-11
Also published as: JP2011120955A

Description

本発明は、床面の塵埃と、掃除動作で掃除機本体周囲に飛散する塵埃を同時に吸引する機能を有する電気掃除機に関するものであり、特に掃除動作中に再飛散した塵埃を効果的に吸引する機能を有する電気掃除機に関するものである。

従来、電気掃除機の使用時においては、床面や絨毯などに付着している花粉やアレルゲン、埃などの塵埃が除去される反面、操作する人の歩く動作や電気掃除機からの排気といった、掃除動作によって床面上の塵埃が空中に再飛散させるものであった。これら再飛散した塵埃は床面近傍を長時間浮遊し続ける為、特に口や鼻の位置が低い乳幼児などが浮遊している塵埃を吸いこんで、花粉症やアトピ性皮膚炎といったアレルギーを発症させる原因の一つとなることがあった。その対策の一つとして、電気掃除機に空気清浄機能をもたせるものが知られている（例えば、特許文献１）。

特開平１０−１５１０９７

しかしながら、前記従来の構成では、電気掃除機の使用時においては、床面や絨毯などに付着している塵埃は除去できても、空中に再飛散した塵埃を同時に吸引することは出来ないものであった。

本発明は係る課題を解決するためになされたもので、掃除と同時に再飛散した塵埃を効率よく除去して人体への悪影響を抑制し、かつ使い勝手の良い電気掃除機を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成する為に、本発明に係る電気掃除機は、集塵部と電動送風機を内蔵した本体と、床面の塵埃を吸引する第一吸気口を有する吸込み具と、前記本体の前記床面より高い位置に、前記集塵部または前記集塵部の上流側に連通し、前記本体外の浮遊塵埃を吸引する第二吸気口を有し、前記電動送風機の吸引作用によって前記第一吸気口及び前記第二吸気口から前記集塵部に至る空気流を形成した電気掃除機において、前記集塵部に前記第一吸気口と前記第二吸気口から吸引した塵埃を同時に捕集する、前記第一吸気口と前記第二吸気口の下流側に設置された集塵フィルタを備え、かつ、前記集塵フィルタに付着した塵埃を自動で清掃する機能を備え、前記吸込み具はパイプ及びホースを介して前記本体と連通し、前記第二吸気口は、前記本体と前記ホースが接続する接続側に向けて開口することを特徴とするものである。

以上のように、本発明に係る電気掃除機は、集塵部と電動送風機を内蔵した本体と、床面の塵埃を吸引する第一吸気口を有する吸込み具と、前記本体の前記床面より高い位置に、前記集塵部または前記集塵部の上流側に連通し、前記本体外の浮遊塵埃を吸引する第二吸気口を有し、前記電動送風機の吸引作用によって前記第一吸気口及び前記第二吸気口から前記集塵部に至る空気流を形成した電気掃除機において、前記集塵部に前記第一吸気口と前記第二吸気口から吸引した塵埃を同時に捕集する、前記第一吸気口と前記第二吸気口の下流側に設置された集塵フィルタを備え、かつ、前記集塵フィルタに付着した塵埃を自動で清掃する機能を備え、前記吸込み具はパイプ及びホースを介して前記本体と連通し、前記第二吸気口は、前記本体と前記ホースが接続する接続側に向けて開口することにより、床面の塵埃と、掃除動作により空気中に再飛散した塵埃を同時に除去することを可能にすると共に、床面の塵埃と空気中に浮遊している塵埃を同じ集塵部に捕集できるので塵埃を廃棄する際の使い勝手を良くすることができる。

本実施の形態１に係る電気掃除機全体の斜視図である。本実施の形態１に係る電気掃除機の側面断面図である。本実施の形態１に係る電気掃除機の開閉扉の詳細図である。本実施の形態１に係る電気掃除機本体の斜視図である。実際に掃除機を使用する際の掃除機本体１００と、使用者１０１の位置を示す図である。乳幼児の身長の平均値を示すグラフである。乳幼児が立って歩くようになるまでかかる期間を示すグラフである。床面３０cmの位置について、第二吸気口８の開口面積に対し、再飛散した塵埃の濃度がどのように変化するかを、経時的に示した図である。掃除動作の際に再飛散する塵埃量を各部位で測定した結果を示すグラフである。外気吸引風量に対する床面吸引風量の変化を示すグラフである。床面の種類による塵埃の再飛散量の変化を示すグラフである。

実施の形態１．
図１は本実施の形態１に係る電気掃除機の斜視図、図２は本実施の形態１に係る電気掃除機の側面断面図、図３は本実施の形態１に係る電気掃除機の開閉扉の詳細図、図４は本実施の形態１に係る電気掃除機本体の斜視図であり、これをもって本実施の形態１を説明する。

本実施の形態１に係る電気掃除機は、図１に示すように、床面の塵埃を吸引する第一吸気口２を備えた吸込み具９５と、前記第一吸気口２から吸引した空気と塵埃を掃除機本体１００へと送るパイプ９６及びホース９９と、使用者が手に持ち前記吸込み具９５を操作する手元ハンドル９７と、前記手元ハンドル９７の一部に設けられた電気掃除機の電源等を操作する操作部９８と、で構成されている。
また、前記パイプ９６の前記手元ハンドル９７付近に、前記パイプ９６内の風量を検出する流量計９４を備えている。

前記掃除機本体１００は、図２及び図３に示すように、前記ホース９９と連通し前記ホース９９から送られた塵埃のうち大きな塵埃を捕集する集塵室３ａと微細な塵埃を捕集する集塵フィルタ３ｂと集塵フィルタ３ｂを覆い保持している集塵フィルタケース３ｃで構成された集塵部３と、前記集塵フィルタ３ｂに連通し吸引力を発生させる電動送風機５と、前記電動送風機５から排出された空気を前記掃除機本体１００の外へ排気する排気口６と、前記掃除機本体１００上方の一部にヒンジ１１を介して開閉可能に設けられた蓋７と、前記蓋７を構成する下蓋７ａと上蓋７ｂとの間に設けられた第二吸気口８と、前記第二吸気口８と前記集塵フィルタケース３ｃを連通させる風路９と、前記風路９の一部に前記第二吸気口８から流入する風量を調節可能な開閉扉１０を備えている。

前記第二吸気口８は、図２及び図４に示すように、前記掃除機本体１００の上方向で且つ前方向に向かって開口している。さらに、前記風路９の風路断面積９ａと前記第二吸気口８の第二吸気口開口面積８ａは、前記第二吸気口開口面積８ａが大きくなるよう末広がりに形成している。本形状にすることで、より広範囲の外気を吸引できるだけでなく、前記第二吸気口８を通過する際の流体騒音の発生を緩和することが出来る。

次に本実施の形態による動作について説明する。
操作部９８に設けられたスイッチ（図示せず）によって電動送風機５が駆動し、吸引力を発生させる。これにより、床面の塵埃と空気は吸込み具９５の第一吸気口２から吸引され、パイプ９６およびホース９９を経由し掃除機本体１００に設けられた集塵室３ａで大きな塵埃を捕集し、更に下流の集塵フィルタ３ｂで微細な塵埃を捕集する。一方、掃除機周囲に浮遊している塵埃と空気は掃除機本体１００の上方向で且つ前方向に設けられた第二吸気口８から吸引され、風路９を経由して集塵フィルタケース３ｃ内の前記集塵フィルタ３ｂで微細な塵埃を捕集する。
前記集塵フィルタ３ｂを通過した空気は、前記電動送風機５を経由し掃除機本体１００後方で上方に開口した排気口６から排出される。

一般的に、２μm以上の微細塵埃に含まれる、ダニアレルゲンや花粉はアトピ性皮膚炎や花粉症、埃アレルギー等の先天性疾病の原因を引き起こす原因となっていることが知られている。前記微細塵埃は周囲の対流によって再飛散しやすく、その飛散濃度は高さ１２０ｃｍ付近と高さ３０ｃｍ付近では、高さ３０ｃｍ付近の方が飛散する量が多いという報告がある(参考：環境の管理「室内活動によるハウスダスト粒子の空気中挙動に関する研究」山本尚理、熊谷一清、柳沢幸雄２００４年発行ｐ２４０−２４３)。次に、図６は乳幼児の身長の平均値を示すグラフ、図７は乳幼児が立って歩くようになるまでかかる期間を示すグラフである(参考：「平成１２年乳幼児身体発育調査」厚生労働省雇用均等・児童家庭局２０００年発行図５：ｐ８２、図６：ｐ８９)。

これより、生後１年未満の乳幼児は大半がまだ立つことが出来ずにハイハイをしている状態であり、床面から高さ１０〜４０ｃｍ程度の位置で呼吸をしていることがわかる。よって、乳幼児の口や鼻付近の高さは先天性疾病の原因となる前記微細塵埃の濃度が高く、掃除時に塵埃を再飛散させることは乳幼児に対して悪影響を与えることが分かる。よって、掃除動作中に微細塵埃の濃度の高い１０ｃｍ〜４０ｃｍの位置に吸気口を設けることにより、床面付近で再飛散する塵埃を効率よく除去することができ、効果的に掃除時の周囲環境を改善することが出来る。また、最飛散の要因である掃除機使用者に向かって吸気口を設けることにより、実際には高い位置まで再飛散するはずであった微細塵埃も除去することができる。

図８は床面３０ｃｍの位置の塵埃の濃度について、およそ床面高さ２０ｃｍに設けられた前記第二吸気口８の開口面積に対しどのように変化するかを、経時的に示した図である。塵埃は掃除動作と同時に加速的に再飛散し、再飛散可能な微細な塵埃が全て飛散すると安定した濃度に至る。対して、前記第二吸気口８から掃除機周囲の外気を吸引することにより、掃除動作後のみならず掃除動作中の飛散している塵埃も減少しているのがわかる。また、前記第二吸気口８の面積が１／２の場合、掃除動作後の飛散している塵埃は、全開の時よりも高い濃度であることがわかる。
つまり、床面付近に設けられた前記第一吸気口２の他に少し高い位置に前記第二吸気口８を設けることによって、周囲の塵埃を効率よく除去することが出来る。

次に、本実施の形態１に記載の電気掃除機における、第二吸気口の最適な吸引方向について説明する。
図９は掃除動作の際に周囲に飛散している塵埃の量を各部位で測定した結果である。掃除機本体が動く際には、使用者付近が最も塵埃の量が高いことがこの結果から分かる。これは、掃除機を操る使用者が最もよく動くため、床面からの塵埃を再飛散させると共に、衣服を擦り、埃を発生させるためである。従って、外気を吸引する吸引口の方向は使用者に向けることが望ましい。

図５は実際に掃除機を使用する際の前記掃除機本体１００と、使用者１０１の位置を示している。図５に示すように、前記使用者１０１は常に手元ハンドル９７を持って掃除をすることになる。また、前記掃除機本体１００の前部分と前記手元ハンドル９７は、前記ホース９９を介して連結しているので、前記掃除機本体１００は常に前記手元ハンドル９７の方向を向くことになる。

よって、第二吸気口８は、前記手元ハンドル９７の方向、本実施の形態においては掃除機本体１００の前方向に向かって設置することにより常に使用者１０１の方向に開口することができ、再飛散した塵埃を効果的に吸引することができ、快適な掃除環境を保てる。
ここで、前記第二吸気口８の位置や向きは限定されるものでは無く、使用者の要望に応じて吸気口の高さを調整できる機能や、ルーバー等により吸気口の吸引角度を用途に合わせ変更できる機能を有しても良い。

次に、本実施の形態１に記載の電気掃除機における、開閉扉１０による第二吸気口８からの風量調整機能について説明する。
図１０は外気吸引風量（第二吸気口８風量）に対する床面吸引風量（第一吸気口２風量）の変化を示す。これより、外気吸引風量が増加すれば、床面吸引風量が低下することが図から分かる。これは、第二吸気口８からの外気吸引も第一吸気口２からの床面吸引も一つの電動送風機５で実施しているためである。つまり、外気吸引による空気清浄能力を高めれば高める程、床面清掃能力は低下していく。

よって、図３に示すように、回動により前記風路９の開口面積を調整可能な開閉扉１０で前記第二吸気口８から吸引する流量を調整することにより、例えば強力な吸引力で掃除を行いたい時は前記開閉扉１０を閉じる方向に動かして前記第一吸気口２の吸引力を高めたり、乳幼児が居る部屋を掃除したい時は前記開閉扉１０を開ける方向に動かして前記第二吸気口８の吸引力を高めて室内の空気環境を良くするなど、状況に合わせて前記第一吸気口２と前記第二吸気口８の吸引力の割合をユーザが任意に選択することが出来るようにすると良い。
ここで、前記開閉扉１０は、突起を設けてユーザが任意に調整可能な構造にしたり、ステッピングモータ（図示なし）にて前記開閉扉１０の開閉を制御し前記ステッピングモータ（図示なし）を前記操作部９８のスイッチに連動させて駆動する構造にしても良い。

また、前記流量計９４にて前記第一吸気口２からの流量を検出することで、前記第一吸気口２からの吸引力を検知することが出来る。これにより、例えば多くの塵埃を吸引した後、前記集塵室３ａに蓄積した塵埃によって前記第一吸気口２からの流量低下を検出した場合、前記第一吸気口２の吸引力が低下していると判断し、前記開閉扉１０を閉じる方向に調節する制御を行うことにより、前記集塵部３の塵埃蓄積量が多くなっても、床面からの吸引性能を維持することが出来る。
ここで、前記流量計９４は前記第一吸気口２の吸引力を検知できれば良いものであり、例えば前記電動送風機５の電流値から前記電動送風機５の負荷を検知して前記第一吸気口２の流量を推測する構成などでも良い。

図１１は床面の種類による、塵埃の再飛散量の変化を示す。図１１に示すように、床面の種類によって再飛散量は大きく異なり、特に畳に掃除機をかける時に多くの塵埃が再飛散していることが分かる。よって、床面種類によって、前記開閉扉１０の開閉を調節して、外気吸引と床面吸引のどちらを重視するのが良いか選択するのが良い。例えば、前記吸込み具９５に床面種類を検知するセンサーを設け、その結果にしたがって前記開閉扉１０を制御しても良い。

以上のような構成とすることで、本実施の形態１に記載の電気掃除機において、ユーザが空気清浄能力の付与による床面清掃能力の低下を気にしないで掃除を行う事が出来る。

次に、本実施の形態１に記載の電気掃除機における、集塵フィルタ３ｂに関する動作及びその効果について説明する。
前記集塵フィルタ３ｂは、前記第一吸気口２と前記第二吸気口８の両方から微細な塵埃が流入し、それを捕集するものである。よって、特に微細な塵埃の捕集性能が高いものが良く、例えばＨＥＰＡフィルタやＵＬＵＰＡフィルタといった0.3μmの粒子径に対する集塵効率が99.99％以上のフィルタを前記集塵フィルタ３ｂに用いるのが望ましい。または、フィルタにエレクトレット繊維を用い、フィルタに到達する前にゴミや埃を帯電する機構を設けて、静電気によって捕集性能を高めてもよい。

ただし、集塵性能の高いフィルタは、使用し続けると捕集した塵埃によって目詰まりするため、圧損が上がり、外気の吸引力や床面の吸引力が低下する。従って、掃除機の性能を維持するために、前記集塵フィルタ３ｂは定期的に、ユーザが交換・洗浄等のメンテナンスをするのがよく、具体的には、フィルタを取り出す事が可能である構造をしている必要がある。しかしながら、メンテナンス回数はより少ないほうがより使いやすくなるため、前記集塵フィルタ３ｂは取り外しが出来ると共に、自動的にフィルタに付着した塵埃を落とす機構を有しているのが望ましい。例えば、フィルタを振動させて落とす方法や回転させ遠心力で落とす方法、風を当ててふき飛ばす方法などがある。

また、フィルタに捕集された塵埃は、菌を含み、臭いを有している。前記フィルタの自動清掃を実施してもこれらは完全には除去できず、前記集塵フィルタ３ｂ上に残留してしまう。従って、ユーザが取り外してメンテする際に不快に感じないように、フィルタ部材に脱臭材や抗菌剤を付与し、フィルタ上での臭いの放出や菌の繁殖を抑制する性能を有しているのが望ましい。
例えば、脱臭材については化学添着剤や活性炭、ゼオライトといった吸着材、金属酸化物や貴金属といった触媒が挙げられる。抗菌剤については、銀やゼオライトといった無機物や、イチョウやお茶の葉等の自然由来の物、ＰＨＭＧ等の化学薬品といったものが挙げられる。また、本体にオゾン発生部やイオン発生部を設け、オゾンやイオンを前記集塵フィルタ３ｂに導いて脱臭・除菌を行っても良い。また、フィルタに光触媒を塗布し、前記集塵フィルタケース３ｃや前記蓋７にランプ放射部を設け(図示せず)、紫外光や可視光を放射して脱臭・除菌を行っても良い。

以上のような集塵フィルタ３ｂの構成とすることで、本実施の形態１に記載の電気掃除機において、集塵フィルタ３ｂの性能及び衛生性を長期間保ちつつ、メンテナンス回数を少なく抑える効果を付与することが出来る。

２第一吸気口、３集塵部、３ａ集塵室、３ｂ集塵フィルタ、
３ｃ集塵フィルタケース、５電動送風機、６排気口、７蓋、
７ａ下蓋、７ｂ上蓋、８第二吸気口、８ａ第二吸気口開口面積、
９風路９ａ風路断面積、１０開閉扉、１１ヒンジ、９４流量計、
９５吸込み具、９６パイプ、９７手元ハンドル、９８操作部、
９９ホース、１００掃除機本体、１０１使用者

Claims

集塵部と電動送風機を内蔵した本体と、
床面の塵埃を吸引する第一吸気口を有する吸込み具と、
前記本体の前記床面より高い位置に、前記集塵部または前記集塵部の上流側に連通し、前記本体外の浮遊塵埃を吸引する第二吸気口を有し、
前記電動送風機の吸引作用によって前記第一吸気口及び前記第二吸気口から前記集塵部に至る空気流を形成した電気掃除機において、
前記集塵部に前記第一吸気口と前記第二吸気口から吸引した塵埃を同時に捕集する、前記第一吸気口と前記第二吸気口の下流側に設置された集塵フィルタを備え、かつ、前記集塵フィルタに付着した塵埃を自動で清掃する機能を備え、
前記吸込み具はパイプ及びホースを介して前記本体と連通し、
前記第二吸気口は、前記本体と前記ホースが接続する接続側に向けて開口することを特徴とする電気掃除機。
前記第二吸気口は、前記本体の上面部に備えたことを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。