JP5153852B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、掃除機内の脱臭及び除菌を実行し、掃除機内部をクリーンに保つ機能を有する電気掃除機に関し、特にオゾンを活用することにより脱臭効率及び除菌効率を向上させた電気掃除機に関するものである。

近年、衛生上の観点から、掃除機内部をクリーン（清潔）に維持することが電気掃除機に求められている。一般的に、電気掃除機を複数回使用してから、集塵部（紙パック）に蓄積された塵埃等のゴミを廃棄することが多い。したがって、集塵部にゴミが長期間蓄積されることになる。そのために、ゴミに含まれている臭気成分及び雑菌が掃除機内部で繁殖し、掃除機内の衛生性が損なわれることになってしまう。また、電気掃除機の起動時に、電気掃除機内部の臭気成分及び雑菌が排気流とともに室内等に排出されることになり、ユーザに不快感を与えることになってしまう。

このようなことを低減するために、電気掃除機にオゾン発生手段を設け、簡単な操作でオゾンを発生させることにより、脱臭機能及び除菌機能等の技術を備えるようにした電気掃除機が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。オゾン（Ｏ₃ ）は、非常に不安定で、酸素原子の一つを他の物質に与え、安定した酸素分子（Ｏ₂ ）になろうとする特性を有している。つまり、オゾンは、強い酸化力を有しているのである。特許文献１に記載の電気掃除機は、オゾンの酸化力を利用することによって、掃除機内部の脱臭及び殺菌等を行なうようにしたものである。

特開平７−１２４０７７号公報（第３頁、第１図）

特許文献１に記載の電気掃除機は、オゾンを空気中で反応させることによる脱臭効果を狙ったものである。この場合、ユーザが鼻で感知できるほどの脱臭効果を得るためには、オゾンを高濃度及び長時間で発生させる必要がある。高濃度のオゾンは、その酸化力の強さから掃除機の構成部材の強度を著しく衰えさせてしまう。また、オゾンそのものが特有の臭気を有しており、オゾンが掃除機外部に漏洩した際に、ユーザに不快感を与えることになってしまう。このような電気掃除機においては、オゾン掃除機内部で発生させるオゾンの量を抑制しなければならないことになる。そうすると、オゾンによる十分な脱臭効果が得られなくなってしまう。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、少量のオゾンで十分な脱臭効果を得ることができるとともに、オゾンそのものの臭気によるユーザの不快感を低減可能にした電気掃除機を提供することを目的とする。

本発明に係る電気掃除機は、吸引動力部と、前記吸引動力部によって吸引口接続部から吸い込まれる空気を導通させる通風路と、前記通風路に配置され、前記空気とともに吸い込まれた塵埃を捕集する集塵部と、オゾンを発生するオゾン発生部と、前記集塵部に蓄積される塵埃から発生する臭気成分及び前記オゾンの臭気成分を吸着する臭気吸着部と、前記集塵部の上流側における前記通風路との接続部分に着脱自在に設けられ、前記集塵部が取り付けられた状態においては前記集塵部の内部と外部を連通し、前記集塵部が取り外された状態においては前記集塵部の内部と外部とを遮断し、前記集塵部の内部に拡散したオゾンの漏洩を抑制する開閉扉と、を備え、前記通風路は、前記吸引口接続部、前記集塵部が順に風上側から風下側に配置することで形成されており、前記通風路に、開口面が地面に対し所定の角度を有し、前記集塵部の方向へ向くように前記オゾンのオゾン通気口を形成することを特徴とする。

本発明に係る電気掃除機によれば、オゾン発生部と臭気吸着部とを併用することによって、集塵部に蓄積される塵挨から発生する不快臭気成分を臭気吸着部で吸着、濃縮するとともに、オゾン発生部からオゾンを発生させ、このオゾンと不快臭気成分の接触確率を高め、少ないオゾン量でも電気掃除機内部での不快臭気成分の滞留を防止し、この不快臭気成分とオゾンの臭気成分とが排気不快臭となって外部に漏洩してしまうことを低減することが可能になる。また、本発明に係る電気掃除機によれば、オゾン発生部から集塵部までの間においてオゾンの拡散が妨げられることがないという効果も奏する。さらに、本発明に係る電気掃除機によれば、集塵部に堆積しているゴミ及び内部に拡散したオゾンの漏洩を抑止することができる。

実施の形態１に係る電気掃除機の概観構成を示す斜視図である。 掃除機外装の内部構成の一例を説明するための概略図である。 電気掃除機の掃除機外装を上面から見た状態を示す平面図である。 オゾン発生部及びオゾン発生部保持体を前面側からみた状態を拡大して示す前面図である。 オゾン発生部の概略構成を示す概略構成図である。 集塵部を拡大して示す側面図である。 紙パックを側面から見た状態を拡大して示す縦断面図である。 オゾン発生部の印加電流に対するオゾン発生量を示すグラフである。 オゾン発生時間に対するオゾン減衰率の変化を示すグラフである。 電気掃除機に搭載されるオゾン発生部のＶ−Ｉ特性を示すグラフである。 ＴＶＯＣ除去性能の経時的な変化を示すグラフである。 電気掃除機の排気不快臭をサンプリングしＧＣ／ＭＳで測定した結果を示すグラフである。 アセトアルデヒドの除去率の経時的な変化を示すグラフである。 臭気吸着部上でのオゾンによる酸化の効果を説明するための説明図である。 実施の形態２に係る電気掃除機の掃除機外装を上面から見た状態を示す平面図である。 吸引動力部の回転数に対する吸引風量の変化を示すグラフである。 アセトアルデヒド濃度の時間的な変化を示すグラフである。 オゾン発生部からの距離に対するオゾン濃度の変化を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る電気掃除機１００の概略構成を示す斜視図である。図１に基づいて、電気掃除機１００の概略構成について説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。電気掃除機１００は、塵埃等のゴミを吸引する吸込口体２４をホース２１を介して掃除機外装１に接続し、吸引したゴミを紙パック等（図６参照）が収容されている集塵部４に捕集し、ゴミを捕集した後の空気を掃除機外装１から排気するものである。

図１に示すように、電気掃除機１００は、掃除機外装１と、掃除機外装１の前面に設けられた吸引口接続部２に着脱自在に装着されるホースユニット２０とで構成されている。ホースユニット２０は、吸引口接続部２に接続されるホース２１と、先端側に設けられたハンドル部２２と、ハンドル部２２の先端側に接続されるパイプ２３と、パイプ２３の先端に接続される吸込口体２４とで構成されている。吸込口体２４から吸い込まれた塵埃等のゴミを含む空気は、パイプ２３及びホース２１を通過し、掃除機外装１へと吸い込まれるようになっている。また、ハンドル部２２には、電源操作部２５が設けられている。この電源操作部２５には、図示省略の電源スイッチ等が設けられている。

図２は、掃除機外装１の内部構成の一例を説明するための概略図である。図３は、電気掃除機１００の掃除機外装１を上面から見た状態を示す平面図である。図２及び図３に基づいて、掃除機外装１の内部構成の一例について説明する。なお、図３では、掃除機外装１内の空気の流れを矢印で表している。掃除機外装１には、２つの開口部が開口面を地面と略垂直となるように形成されている。この開口部のうち前面側に形成されているものが吸引口接続部２であり、背面側に形成されているものが排気口３１である。

吸引口接続部２は、空気の進入口となるものである。この吸引口接続部２には、取付具等を用いてホースユニット２０が接続され、このホースユニット２０を介して空気が吸い込まれ、掃除機外装１の内部に侵入するようになっている。排気口３１は、掃除機外装１内部の空気の出口となるものである。つまり、排気口３１は、掃除機外装１内にゴミとともに吸い込まれ、ゴミが除去された後の空気を掃除機外装１の外部に排出するものである。なお、吸引口接続部２及び排気口３１の形成位置を特に限定するものではなく、掃除機外装１の形状に応じて形成位置を決定すればよい。

掃除機外装１には、オゾン発生部６がオゾン発生部保持体３によって取り付けられている（図２参照）。このオゾン発生部６は、オゾン発生部保持体３の内部に位置し、吸引動力部５の駆動時に通風路３２内の吸引風の主流を通気させずに、負圧となるように設置されているものとする。オゾン発生部保持体３は、吸引口接続部２の開口面と略垂直な開口面を有している。なお、オゾン発生部６からのオゾンの発生については、図５で説明するものとする。

また、掃除機外装１内部には、集塵部４及び吸引動力部５が搭載されている。集塵部４は、２つの開口部を有し、一方の開口部の開口面がオゾン発生部保持体３と略垂直に位置し、他方の開口部の開口面がその対面に位置し、内部に紙パック等を収容可能になっており、掃除機外装１から脱着自在な構成となっている。吸引動力部５は、モータ等で構成されており、掃除機外装１内に空気を吸い込むための動力源となるものである。この吸引動力部５は、集塵部４のオゾン発生部保持体３と略垂直に位置している開口部の対面に位置している開口部側に設置されている。

掃除機外装１内部には、吸引口接続部２から吸い込まれた空気（吸引風）の通風路３２が形成されている。この通風路３２は、吸引口接続部２、オゾン発生部保持体３及び集塵部４が順に風上側から風下側に配置することで形成されており、吸引動力部５の動作によって吸引風が流れる風路となっている。通風路３２には、この通風路３２以外に分岐路を設けてもよいが、吸引動力部５の吸引力に与える影響が軽微、圧力損失を大きくしないように構成されていることが望ましい。つまり、通風路３２に金属メッシュ等の圧損体を備えたり、吸引風を循環させたりすることがあり、また、吸引動力部５の起動時に負圧となり吸引風が通気しづらかったり、通気しなかったりすることがあるため、通風路３２を吸引動力部５の吸引力に与える影響が軽微な構成とすることが望ましいのである。

なお、掃除機外装１には、閉じることによってオゾン発生部保持体３、集塵部４、吸引動力部５を覆うことができる開閉自在の蓋体（図示省略）が取り付けられるようになっている。また、金属メッシュを備える場合には、その金属メッシュに抗菌加工、妨カビ加工又は防臭加工等のうち少なくとも１つ以上を施しておけば、掃除機外装１内部の衛生面を更に向上できる。また、金属メッシュを通過してしまうような微細な塵埃（細塵）を捕集するためのフィルタ等を備えるようにしてもよい。

図４は、オゾン発生部６及びオゾン発生部保持体３を前面側からみた状態を拡大して示す前面図である。図４に基づいて、オゾン発生部６及びオゾン発生部保持体３について詳細に説明する。オゾン発生部６は、上述したようにオゾン発生部保持体３の内部に納められた形で収納される。そして、オゾン発生部６は、オゾン発生部保持体３に設けられている突起部３ａ等により固定される。オゾン発生部６から発生されたオゾンは、オゾン発生部保持体３内部に形成されているオゾン流入経路７を導通し、オゾン通気口８から通風路３２へと拡散する。

このオゾン通気口８は、オゾン発生部保持体３と通風路３２とが連通するように形成されている。また、オゾン通気口８は、開口面が地面（水平面）に対し所定の角度を有し、集塵部４の方向へ向くように形成されている。つまり、オゾン発生部保持体３は、集塵部吸引口１２を介して集塵部４と連通するように形成されている（図６参照）。このような構成とすることで、オゾン通気口８と集塵部４との間に圧損体を存在させないようにでき、オゾン発生部６から集塵部４までの間でオゾンの拡散が妨げられることがない。このとき、オゾン通気口８は、２個以上の貫通孔で形成したり、メッシュを設けたりすることが望ましい。なお、オゾン流入経路７は、チューブ等を用いて構成してもよい。

図５は、オゾン発生部６の概略構成を示す概略構成図である。図５に基づいて、オゾン発生部６からオゾンを発生させる仕組みについて説明する。オゾン発生部６は、針状突起電極９と接地電極１０とで構成されており、針状突起電極９と接地電極１０との間に高電圧を印加し、コロナ放電を発生させて、この放電エネルギーによって空気中の酸素の一部をオゾンに変え、オゾンを発生させるようになっている。オゾン発生部６は、高電圧が印加されたり、熱を発したりするため、オゾン発生部６が取り付けられるオゾン発生部保持体３の構成素材は、難燃性を備えていることが望ましい。

なお、ここでは、オゾン発生部６が電気放電方式でオゾンを発生させる場合を例に説明したが、これに限定するものではなく、オゾンを発生させることができる方式であればよい。たとえば、オゾン発生部６に紫外線方式や沿面放電方式を採用してもよく、電気掃除機１００の能力や製造コスト等によって決定するとよい。また、オゾン発生部６の形状も特に限定するものではなく、オゾン発生部保持体３の形状や大きさ、採用したオゾンを発生させる方式等によって決定するとよい。

図６は、集塵部４を拡大して示す側面図である。図６に基づいて、集塵部４について詳細に説明する。図６に示すように、集塵部４は、開閉扉１１、集塵部吸引口１２、紙パック１３、フィルタ１４及び集塵部排気口１５で構成されており、順に空気が流れるようになっている。開閉扉１１は、開閉することによって、集塵部４の内部と外部を連通させたり、遮断したりするものである。集塵部４が取り外されたとき、開閉扉１１は、閉じられた状態となり、集塵部４に堆積しているゴミ及び内部に拡散したオゾンの漏洩を抑止する。一方、集塵部４が取り付けられたとき、つまり電気掃除機１００へ接続されたとき、開閉扉１１は、開いた状態となり、集塵部吸引口１２を介して集塵部４とオゾン発生部保持体３とが接続される。

集塵部吸引口１２は、集塵部４へ流入する空気の入口となるものであり、開閉扉１１によって開放されたり、遮断されたりする。紙パック１３は、集塵部４内部に着脱可能となっており、吸引したゴミを蓄積するものである。フィルタ１４は、活性炭、ゼオライト等の脱臭材が添着された不織布、コルゲート、ハニカム等の形状を有した脱臭フィルタ、又は、高捕集効率を有する濾材、たとえば高分子濾材や、ＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ）濾材、ＵＬＰＡ（Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ Ｐｅｎｅｔｏｒａｔｉｏｎ Ａｉｒ）濾材等をプリーツ状に折ったプリーツフィルタ等で構成されており、紙パック１３の下流側に配置され、紙パック１３を通過してしまうような細塵を捕集するものである。集塵部排気口１５は、吸引動力部側と接続され、集塵部４から流出する空気の出口となるものである。

フィルタ１４及び集塵部排気口１５が保持される部分を蓋となるようにしておき、集塵部４の電気掃除機１００からの着脱に応じて開閉可能としておくとよい。なお、この蓋を開くことで、紙パック１３を交換できるようにしておくとよい。電気掃除機１００の起動時においては、電気掃除機１００の内部に吸引された吸引風は、集塵部吸引口１２、紙パック１３、フィルタ１４、集塵部排気口１５を順に通過し、吸引動力部５へと導かれるようになっている。

図７は、紙パック１３を側面から見た状態を拡大して示す縦断面図である。図７に基づいて、紙パック１３の具体的な構成について説明する。図７に示すように、紙パック１３は、外装紙１６と、臭気吸着部１７とで構成されている。外装紙１６は、紙パック１３の外郭を構成するものである。臭気吸着部１７は、その内部に蓄積されるゴミの塵壊から発生する臭気及びオゾンの臭気を吸着するものであり、紙パック１３の最内層を構成することが望ましい。また、臭気吸着部１７には、活性炭または酸化マンガン（触媒）のうち少なくとも１つを備えることが望ましい。

なお、外装紙１６と臭気吸着部１７との間に１枚以上の層を更に形成し、紙パック１３を３層以上の構造としてもよい。このような場合でも、臭気吸着部１７は紙パック１３の最内層を構成することが望ましい。また、紙パック１３は、図７に示す形状に限定するものではない。さらに、外装紙１６と臭気吸着部１７とは、一体として構成されていてもよく、別体として構成されていてもよい。外装紙１６と臭気吸着部とを別体として構成する場合においては、臭気吸着部１７を紙パック１３の最内層に設けなくてもよく、フィルタ１４で臭気吸着部１７の代わりをしてもよい。ただし、この場合には、フィルタ１４に脱臭機能を設ける必要がある。

次に、電気掃除機１００の動作について説明する。電気掃除機１００では、吸引動力部５の起動時に、吸引風がホースユニット２０、吸引口接続部２、オゾン発生部保持体３、集塵部４を順に導通し、吸引風に含まれるゴミが集塵部４に内包されている紙パック１３に遮られ、吸引風と分離され、紙パック１３内に蓄積される。集塵部４内の紙パック１３に蓄積されたゴミからは、不快臭気が発生する。吸引動力部５が稼働していない状態において、不快臭気成分により、集塵部４とそれ以外の電気掃除機１００の内部空間には、濃度勾配が生じ、濃度平衡となるよう電気掃除機１００の内部を不快臭気成分が滞留することになる。

電気掃除機１００の内部に滞留した不快臭気は、吸引動力部５を再稼動させた際に、排気臭となって電気掃除機１００の外部に放出され、ユーザに不快感を与える原因となる。これに対し、この実施の形態１に係る電気掃除機１００では、吸引口接続部２と集塵部４との間にオゾン発生部６を設けるとともに、ゴミと直接接する位置に臭気吸着部１７を有する紙パック１３を設けている。吸引動力部５が稼働していない状態においては、ゴミに直接接している臭気吸着部１７が電気掃除機１００の内部に滞留する不快臭気成分を吸着し、不快臭を低減する。これに加えて、オゾン発生部６からオゾンを発生させることで、不快臭気成分を酸化するとともに、臭気吸着部１７に吸着している不快臭気成分をも酸化し、異なる成分とする。

こうすることにより、不快臭気成分の一部を無臭気成分として再放出させ、一部を変化前の成分と異なる吸着サイトへと吸着させ、臭気吸着部１７の不快臭気成分の吸着力を回復できる（図１４参照）。臭気吸着部１７上では、不快臭気成分が十分に吸着されており、不快臭気成分が非常に密度の高い状態となっていることから、不快臭気成分とオゾンとの接触確率が大きく高まり、オゾンによる酸化が空気中で起こるよりも顕著に進行する。これにより、オゾン量が少なくとも十分に不快臭気成分を低減することができ、かつ臭気吸着部１７の吸着性能もより長く維持することができる。そのため、低濃度及び短時間のオゾン発生でも十分な排気不快臭除去性能を得ることができる。また、大量のオゾンを発生させる必要がなく、オゾン臭によってユーザに与える不快感を軽減することができる。

次に、この実施の形態１に係る電気掃除機１００のオゾン発生部６の最適な動作例について説明する。オゾンの発生は、電気掃除機１００の停止時に行うのが望ましい。それは、電気掃除機１００が動作している時にオゾンを発生させた場合、オゾン発生部６の近傍とオゾン流入経路７とは負圧となり、オゾンの発生が妨げられるととともに、発生したオゾンは不快臭と反応する前に電気掃除機１００の外部に放出されてしまい、十分な不快臭低減効果を得ることができないからである。したがって、ユーザが掃除を終了し、電気掃除機１００の電源をＯＦＦした瞬間から電源コードを抜くまでの間にオゾン発生を行うのがユーザに煩わしさを感じさせない点で望ましい。

なお、オゾン発生が行われている状態において、ユーザがホース２１や集塵部４を取り外してしまうと、ユーザが鼻で感じられる程のオゾンが漏洩する可能性があるため、ホース２１を取り外そうとしたり、集塵部４を取り出そうとして蓋体（図示省略）を開いたりした際にオゾン発生を停止するようなマイコン等により構成されるオゾン発生制御機構を電気掃除機１００に備えることが望ましい。また、図５で示したように、オゾン発生部６には、オゾンの発生量が安定しており、小型で簡易な形状でも十分に高いオゾン濃度を発生させることが可能なコロナ放電によるオゾン発生器を用いるのが適している。

図８は、オゾン発生部６の印加電流に対するオゾン発生量を示すグラフである。図８に基づいて、オゾン発生部６における印加電流と、オゾン発生量との関係について説明する。この図８では、縦軸にオゾン発生量（ｍｇ／ｍ³ ）を、横軸に印加電流（−μＡ）をそれぞれ示している。なお、この図８では、図５で示したコロナ放電によってオゾンを発生させる電気放電方式のオゾン発生部６についての印加電流に対するオゾン発生量のグラフを表している。

図８に示すように、オゾン発生量は、印加電流に伴って増加するという傾向がある。つまり、印加電流が４０のときのオゾン発生量よりも、印加電流が１００のときのオゾン発生量の方が多くなっている。したがって、印加する電流値により、オゾン濃度を推定することができ、印加電圧または印加電流の制御によって比較的簡単にオゾン発生量を調節することが可能である。また、コロナ放電を用いた場合は、イオン（マイナスイオンやプラスイオン）も同時に発生するため、イオンとオゾンとの相乗効果も期待できる。

図９は、オゾン発生時間に対するオゾン減衰率の変化を示すグラフである。図９に基づいて、オゾン発生部６におけるオゾン発生時間と、オゾン減衰率との関係について説明する。この図９では、縦軸にオゾン減衰率（％）を、横軸にオゾン発生時間（ｈｒ）をそれぞれ示している。オゾン発生部６にコロナ放電を採用した場合、使用時間とともに針状突起電極９が磨耗し、発生するオゾン量が低下してしまうことになる。図９から、オゾン発生時間が５００時間を超えると、オゾン減衰率が５０を超えてしまうということがわかる。

したがって、図９に示すように、オゾン発生部６にコロナ放電を採用した場合、オゾンは動作時間に伴い減衰することがわかる。そこで、オゾン発生部６は、比較的簡易に着脱できるよう、掃除機外装１とは別部品で形成されるオゾン発生部保持体３内に内包させ、掃除機外装１及びオゾン発生部保持体３と爪やネジ等の固定部材（図４では突起部３ａ）で固定するのが望ましい。このようにすることで、ユーザによるオゾン発生部６の交換作業やメンテナンス作業が容易に実行でき、電気掃除機１００の使い勝手を向上することができる。

図１０は、電気掃除機１００に搭載されるオゾン発生部６のＶ−Ｉ特性を示すグラフである。図１０に基づいて、オゾン発生部６のＶ−Ｉ特性について説明する。この図１０では、縦軸に電流値（−μＡ）を、横軸に電圧値（−ｋＶ）をそれぞれ示している。図１０に示すように、オゾン発生部６への印加電圧が−３［ｋＶ］以上でない場合、放電が起きずに電流が流れないため、オゾンが発生しない。また、印加電圧が−１０［ｋＶ］を越えた場合、放電が不安定になるとともに、電極の磨耗が激しくなり、オゾン発生量の安定性が損なわれる。

したがって、このようなコロナ放電を採用したオゾン発生部６を搭載した場合、印加電圧は−３［ｋＶ］から−１０［ｋＶ］までの間で制御することが要求される。また、オゾン発生部６に対し、多量のゴミが付着すると放電の妨げとなり、オゾン発生量が低下する。したがって、オゾン通気口８が形成される部分における通風路３２は、集塵部４の方向が高くなっていることが望ましい。そこで、オゾン通気口８は、その開口面が地面（水平面）に対して所定の角度で傾斜（斜角）させ、かつ、その開口面が集塵部４の方向を向くように形成されている。これにより、吸引風の流入が妨げられることなく、かつ、オゾンの拡散が集塵部４方向に向かいやすくなる。また、オゾン通気口８を２個以上の貫通孔で形成したり、メッシュを設けたりする構造にするとオゾン発生部６へ流入するゴミを更に防止できる。

次に、実施の形態１に係る電気掃除機１００の脱臭性能について説明する。図１１は、ＴＶＯＣ（総揮発性有機化合物）除去性能の経時的な変化を示すグラフである。図１１に基づいて、電気掃除機１００の臭気吸着部１７の有無による脱臭性能の差を、オゾンのみの構成の場合、臭気吸着部１７のみの構成の場合、及びオゾン＋臭気吸着部１７の構成の場合でのＴＶＯＣ除去性能の経時的な変化について説明する。この図１１では、縦軸にＴＶＯＣ残存率（％）を、横軸に経過時間（ｓ）をそれぞれ示している。なお、ここでは、オゾンの発生量は一定であるものとし、臭気吸着部１７の成分も同様のものを用いている。

オゾンのみの構成の場合（図で示す線（イ））では、酸化が空気中のみでしか起こらないため、ＴＶＯＣの除去性能が顕著には現れない。また、臭気吸着部１７のみの構成（図で示す線（ロ））では、吸着性能に限界があり、一定量の吸着反応の後、ＴＶＯＣ除去性能が得られなくなってしまう。これらに対し、オゾン＋臭気吸着部１７を組み合わせた構成の場合（図で示す線（ハ））では、臭気吸着部１７の吸着性能を回復し、その性能を長期間維持することが可能となる。このとき、活性炭や酸化マンガンといったオゾン分解を促し、かつ臭気吸着性能が高い物質を臭気吸着部１７に添着しておくと、電気掃除機１００の外部へのオゾンの漏洩抑制も期待できる。

図１２は、電気掃除機１００の排気不快臭をサンプリングしＧＣ／ＭＳ（ガスクロマトグラフィー／質量分析法）で測定した結果を示すグラフである。図１２に基づいて、電気掃除機１００の排気不快臭について、臭気吸着部１７がある状態でオゾンを０．３ＰＰｍ×６分発生させた場合と、オゾンの発生がない場合とを比較して説明する。図１２（ａ）がオゾンの発生がない場合を、図１２（ｂ）がオゾンの発生がある場合をそれぞれ示しており、ともに縦軸が排気不快臭気成分（％）を、横軸が経過時間（ｔｉｍｅ）をそれぞれ示している。なお、ここでは、主にＶＯＣ（揮発性有機化合物）成分についての分析を行っている場合を例に示している。

図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、オゾンを発生させることで、オゾンを発生させない場合に比べて、主にアセトアルデヒド（図で示す矢印（ニ））、ＥＭＫ（エチルメチルケトン）（図で示す矢印（ホ））といった臭気成分の減衰が確認できた。このときのアセトアルデヒドの除去率は４３［％］であり、ＥＭＫの除去率は２５［％］であった。なお、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）で表記されている数字は、経過時間を表している。

図１３は、アセトアルデヒドの除去率の経時的な変化を示すグラフである。図１３に基づいて、アセトアルデヒド１０［ｐｐｍ］に対し、オゾンを発生させ、空気中で反応させた場合のアセトアルデヒドの除去率の経時的な変化について説明する。この図１３では、縦軸にアセトアルデヒド除去率（％）を、横軸にオゾン濃度（ｐｐｂ）をそれぞれ示している。また、図１３には、１５分後におけるアセトアルデヒド除去率（線（へ））、３０分後におけるアセトアルデヒド除去率（線（ト））、及び、４５分後におけるアセトアルデヒド除去率（線（チ））を示している。

オゾン濃度５［ｐｐｍ］を４５分発生させても、臭気吸着部１７を設けずにオゾンを空気中で反応させた場合のアセトアルデヒドの除去率は約２３［％］にしかならない。また、オゾン濃度５［ｐｐｍ］を３０分発生させても、臭気吸着部１７を設けずにオゾンを空気中で反応させた場合のアセトアルデヒドの除去率は約１８［％］にしかならない。さらに、オゾン濃度５［ｐｐｍ］を１５分発生させても、臭気吸着部１７を設けずにオゾンを空気中で反応させた場合のアセトアルデヒドの除去率は約９［％］にしかならない。つまり、いずれの場合も、図１２で示したように臭気吸着部１７がある状態でのアセトアルデヒド除去率の４３［％］には到達しない。このことから、臭気吸着部１７が効果的に作用していることが分かる。

図１４は、臭気吸着部１７上でのオゾンによる酸化の効果を説明するための説明図である。図１４に基づいて、臭気吸着部１７上でのオゾンによる酸化の効果について説明する。図１４では、（ア）が臭気成分Ａを、（イ）が臭気成分Ｂを、（ウ）がオゾンをそれぞれ表している。まず、ゴミから発生された臭気成分Ａは、臭気吸着部１７によってトラップ（吸着保持）される。これに対し、オゾン発生を行うことで、臭気成分Ａとオゾンが高確率で反応し、臭気吸着部１７上にトラップされていた臭気成分Ａが酸化され、臭気成分Ｂへと変化することになる。

臭気成分Ｂは、その性質が異なるため、臭気吸着部１７から一旦離れ、以前吸着していた部分とは異なる部分（異なる吸着サイト）へとトラップされたり、そのまま空気中へと留まったりする。そうすると、酸化される前に臭気成分Ａがトラップされていた部分は、新たな臭気成分Ａをトラップすることが可能となる。したがって、このようなサイクルを経るため、臭気吸着部１７が回復することになる。このとき、勿論同時に、空気中でもオゾンは臭気成分と酸化反応を行っており、オゾンと臭気吸着部１７の併用による相乗効果として現れることになる。

以上のように、実施の形態１に係る電気掃除機１００は、オゾン発生部６と臭気吸着部１７とを併用することによって、集塵部４に蓄積されるゴミから発生する不快臭気成分を臭気吸着部１７で吸着、濃縮するとともに、オゾン発生部６からオゾンを発生させ、このオゾンと不快臭気成分の接触確率を高め、少ないオゾン量でも電気掃除機１００内での不快臭気成分の滞留を防止し、この不快臭気成分とオゾンの臭気成分とが排気不快臭となって外部に漏洩してしまうことを低減している。

実施の形態２．
図１５は、本発明の実施の形態２に係る電気掃除機２００の掃除機外装１を上面から見た状態を示す平面図である。図１５に基づいて、掃除機外装１の内部構成の一例について説明する。なお、この実施の形態２では上述した実施の形態１との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。また、図１５では、掃除機外装１内の空気の流れを矢印で表している。この図１５で示す電気掃除機２００の一例は、旋回気流を発生させ、遠心力を利用して空気とゴミを分離させるサイクロン分離構造（遠心分離手段４０）を採用したものである。

実施の形態１に係る電気掃除機１００では、臭気吸着部１７を紙パック１３の最内層に設けた場合を例に示したが、実施の形態２に係る電気掃除機２００では、紙パック１３を設けないサイクロン分離構造としているため臭気吸着部１７ａを別途設けるようにした場合を例に示している。この臭気吸着部１７ａは、臭気吸着部１７と同様の機能を有し、吸引口接続部２と集塵部４との間に設けられる。なお、図１５では、臭気吸着部１７ａが旋回室４１内に設けられている場合を例に示している。また、臭気吸着部１７ａは、フィルタ等で構成するとよい。

遠心分離手段４０は、ゴミと空気を分離する旋回室４１と、集塵部４とで構成されている。旋回室４１では、旋回流が発生するようになっている。そして、空気とともに旋回室４１内に吸い込まれたゴミは、旋回流の遠心力が作用することによって、旋回室４１の内周側壁面に沿って旋回し、旋回室４１から流出し、集塵部４に蓄積される。また、集塵部４から流出する吸引風の出口には、金属メッシュ１８が設けられており、ゴミを集塵部４から流出させないようにしている。また、集塵部４と吸引動力部５との間の通風路３２には、金属メッシュ１８を通過した細塵を捕集するためのフィルタ１９が設けられるようになっている。このフィルタ１９は、高捕集効率を有する濾材、たとえば高分子濾材や、ＨＥＰＡ濾材、ＵＬＰＡ濾材等を使用してフィルタ１９を構成するとよい。

この電気掃除機２００においては、オゾン発生部保持体３と臭気吸着部１７ａとの位置関係を特に限定するものではないが、臭気吸着部１７ａは、吸引風の主流が通気しない位置、つまり通風路３２の内壁面側に設置されているものとする。また、電気掃除機２００では、吸引口接続部２から集塵部４までの通風路３２にはフィルタ等の圧損体を設けておらず、容易に吸引風が通気するとともに、オゾン発生部６から発生したオゾンが容易に臭気吸着部１７ａ及び集塵部４へと拡散するようになっている。

次に、電気掃除機２００の動作について説明する。電気掃除機２００では、吸引動力部５の起動時に、吸引風がホースユニット２０、吸引口接続部２、オゾン発生部保持体３、旋回室４１、集塵部４、フィルタ１９を順に導通し、吸引風に含まれるゴミが旋回室４１で吸引風と遠心分離され、集塵部４内に蓄積される。このように、電気掃除機２００は、サイクロン分離構造としたことで、紙パック１３の交換が不要となるとともに、圧損の低下が少なくなり、吸引力が向上する。

また、電気掃除機１００では、紙パック１３に臭気吸着部１７を内包させていたが、電気掃除機２００では、臭気吸着部１７ａをオゾン発生部６により近い位置（図１５では、オゾン発生部６の下流側における旋回室４１内）に設けるようにしているため、更に少ないオゾン量で不快臭を低減することができる。臭気吸着部１７ａは、オゾン発生部６により近い位置に設ければよく、設置位置を特に限定するものではないが、オゾン発生部６により近い位置であり、かつ、通風路３２の圧損とならない位置に設けるようにすることが望ましい。

図１６は、吸引動力部５の回転数に対する吸引風量の変化を示すグラフである。図１６に基づいて、臭気吸着部１７ａの設置位置の違いによる吸引動力部５の回転数に対する吸引風量の変化について説明する。この図１６では、縦軸に吸引風量（ｍ３／ｍｉｎ）を、横軸に吸引動力部５の回転数（ｒｐｍ）をそれぞれ示している。図１６に示すように、通風路３２内の吸引風の主流が通気しない集塵部４の入口対面に臭気吸着部１７ａを設置した際の回転数に対する風量増加（図で示す実線（リ））に対し、通風路３２内の吸引風の主流が通気する位置に臭気吸着部１７ａを設置した際の回転数に対する風量増加（図で示す破線（ヌ））が抑制されている傾向が確認できる。

特に、風量増加に伴い臭気吸着部１７ａの設置位置の違いによる影響は大きく現れる。吸引風量の低下は、集塵効率の低下に直結するため、通風路３２内の吸引風の主流が通気する位置を避けて臭気吸着部１７ａを設置することが有効であることがわかる。また、排気不快臭は、電気掃除機２００の停止時に集塵部４に蓄積されたゴミから放出するものであり、必ずしも電気掃除機２００の動作時に臭気成分を除去しなくてもよい。したがって、臭気吸着部１７ａは、通風路３２内の吸引風の主流が通気する位置を避けて設置することが望ましいのである。

図１７は、アセトアルデヒド濃度の時間的な変化を示すグラフである。図１７に基づいて、臭気吸着部１７ａを設置しない状態で電気掃除機２００の内部に臭気発生源を吸引させた際の集塵部４・吸引口接続部２、フィルタ１９の上流側及びフィルタ１９の下流側でのアセトアルデヒド濃度の時間的な変化について説明する。この図１７では、縦軸にアセトアルデヒド濃度を、横軸に時間（ｍｉｎ）をそれぞれ示している。また、線（ル）が集塵部４・吸引口接続部２におけるアセトアルデヒド濃度の時間的な変化を、線（ヲ）がフィルタ１９の上流側におけるアセトアルデヒド濃度の時間的な変化を、線（ワ）がフィルタ１９の下流側におけるアセトアルデヒド濃度の時間的な変化をそれぞれ示している。

この図１７で示す臭気発生源としては、アセトアルデヒド溶液を吸収させた繊維状ペーパーを用いているものとする。集塵部４・吸引口接続部２においては（線（ル））、吸引風を妨げるものがなく連通しているために、アセトアルデヒド濃度の経時的な変化は等しく、最初にアセトアルデヒドが放出され、急激に拡散するため一時的な濃度増加が起こり、急激に減少するが、その後放出が一定となり、拡散しきってしまうと濃度が安定するという傾向が確認できる。

一方、フィルタ１９の上流側においては（線（ヲ））、金属メッシュ１８が設けられているために、この金属メッシュ１８が妨げとなり集塵部４・吸引口接続部２に対し初期の濃度増加が半減し、安定後の濃度も低くなるという傾向が確認できる。また、フィルタ１９の下流側においては（線（ワ））、金属メッシュ１８の他に、フィルタ１９にも遮られているため、濃度変動をほとんど確認することができず、低濃度で安定しているという傾向が確認できる。このことから、金属メッシュ１８やフィルタ１９といった圧損体として働く遮蔽物は、臭気の拡散を妨げ、脱臭に影響を及ぼすということが分かる。したがって、臭気吸着部１７ａは、通風路３２内の吸引風の主流が通気する位置を避けて設置することが望ましいのである。

図１８は、オゾン発生部６からの距離に対するオゾン濃度の変化を示すグラフである。図１８に基づいて、オゾン発生部６からの距離に対するオゾン濃度の変化について説明する。この図１８では、縦軸がオゾン濃度（ｍｇ／ｍ³ ）を、横軸がオゾン発生部６からの距離（ｍｍ）をそれぞれ示している。図１８から分かるように、オゾン濃度は、オゾン発生部６から離れるほど低下する。したがって、オゾン発生部６と臭気吸着部１７ａとの距離が近いほど、より多いオゾン量を短時間で臭気吸着部１７ａに接触させることが可能となり、不快臭低減効果が高まる。このことから、オゾン発生部６と臭気吸着部１７ａとの位置関係は、より近接していることが望ましいのである。

以上のように、実施の形態２に係る電気掃除機２００は、オゾン発生部６と臭気吸着部１７ａとを併用することによって、集塵部４に蓄積されるゴミから発生する不快臭気成分を臭気吸着部１７ａで吸着、濃縮するとともに、オゾン発生部６からオゾンを発生させ、このオゾンと不快臭気成分の接触確率を高め、少ないオゾン量でも電気掃除機２００内での不快臭気成分の滞留を防止し、この不快臭気成分とオゾンの臭気成分とが排気不快臭となって外部に漏洩してしまうことを低減している。

１ 掃除機外装、２ 吸引口接続部、３ オゾン発生部保持体、３ａ 突起部、４ 集塵部、５ 吸引動力部、６ オゾン発生部、７ オゾン流入経路、８ オゾン通気口、９ 針状突起電極、１０ 接地電極、１１ 開閉扉、１２ 集塵部吸引口、１３ 紙パック、１４ フィルタ、１５ 集塵部排気口、１６ 外装紙、１７ 臭気吸着部、１７ａ 臭気吸着部、１８ 金属メッシュ、１９ フィルタ、２０ ホースユニット、２１ ホース、２２ ハンドル部、２３ パイプ、２４ 吸込口体、２５ 電源操作部、３１ 排気口、３２ 通風路、４０ 遠心分離手段、４１ 旋回室、１００ 電気掃除機、２００ 電気掃除機。

Claims (18)

1. 吸引動力部と、
   前記吸引動力部によって吸引口接続部から吸い込まれる空気を導通させる通風路と、
   前記通風路に配置され、前記空気とともに吸い込まれた塵埃を捕集する集塵部と、
   オゾンを発生するオゾン発生部と、
   前記集塵部に蓄積される塵埃から発生する臭気成分及び前記オゾンの臭気成分を吸着する臭気吸着部と、
   前記集塵部の上流側における前記通風路との接続部分に着脱自在に設けられ、前記集塵部が取り付けられた状態においては前記集塵部の内部と外部を連通し、前記集塵部が取り外された状態においては前記集塵部の内部と外部とを遮断し、前記集塵部の内部に拡散したオゾンの漏洩を抑制する開閉扉と、を備え、
   前記通風路は、
   前記吸引口接続部、前記集塵部が順に風上側から風下側に配置することで形成されており、
   前記通風路に、開口面が地面に対し所定の角度を有し、前記集塵部の方向へ向くように前記オゾンのオゾン通気口を形成する
   ことを特徴とする電気掃除機。
2. 前記臭気吸着部は、
   前記集塵部に内包されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
3. 前記集塵部に着脱可能な紙パックを設け、
   前記臭気吸着部が前記紙パックと一体に成型されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の電気掃除機。
4. 前記紙パックが２層以上の層を有しており、
   前記臭気吸着部が前記紙パックの最内層に設けられている
   ことを特微とする請求項３に記載の電気掃除機。
5. 前記臭気吸着部は、
   前記オゾン発生部に近接させた
   ことを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
6. 前記臭気吸着部は、
   前記オゾン発生部の下流側であって、前記通風路の内壁面側に設置されている
   ことを特徴とする請求項５に記載の電気掃除機。
7. 前記臭気吸着部は、
   酸化マンガン及び活性炭のうち少なくとも１つを有している
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電気掃除機。
8. 前記オゾン発生部を、前記通風路外に設置されるオゾン発生部保持体に取り付け、
   前記オゾン発生部保持体には、
   前記オゾン発生部から発生したオゾンを流通させるオゾン流入経路と、
   前記オゾン流入経路と前記通風路とを連通させる前記オゾン通気口とが形成されている
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の電気掃除機。
9. 前記オゾン発生部保持体を難燃性材料で構成した
   ことを特徴とする請求項８に記載の電気掃除機。
10. 前記オゾン流入経路がチューブで構成されている
    ことを特徴とする請求項８又は９に記載の電気掃除機。
11. 前記オゾン通気口を２個以上の貫通孔で構成している
    ことを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の電気掃除機。
12. 前記オゾン通気口にメッシュを備えた
    ことを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の電気掃除機。
13. 前記通風路に着脱自在に連結されるホースユニットを設け、
    前記ホースユニットが取り外された際に、
    前記オゾン発生部を停止させる
    ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の電気掃除機。
14. 前記集塵部の上側に開閉可能な蓋体を設け、
    前記蓋体が開放された際に、
    前記オゾン発生部を停止させる
    ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の電気掃除機。
15. 前記オゾン発生部は、
    コロナ放電方式、紫外線方式又は沿面放電方式のいずれかのオゾン発生方式を採用している
    ことを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の電気掃除機。
16. 前記オゾン発生部がコロナ放電方式によりオゾンを発生させるものにおいて、
    前記オゾン発生部を構成する電極に−３ｋＶから−１０ｋＶまでの電圧を印加する
    ことを特微とする請求項１５に記載の電気掃除機。
17. 前記オゾン発生部からオゾンとともにイオンを同時に発生させる
    ことを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の電気掃除機。
18. 前記オゾン発生部を
    電気掃除機のＯＦＦ時に動作させる
    ことを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の電気掃除機。

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