JP5598046B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は空気清浄効果の高い電気掃除機に関するものである。

従来のこの種の微粒子発生手段を備えた電気掃除機に関しては、排気経路に静電霧化装置を配置させる構成のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２５４７８６号公報

しかしながら、上記のような電気掃除機の構成では、電動送風機の排気と共に部屋中に帯電微粒子水を放出させる高電圧の放電電極で構成した高電圧印加部と、空気中の水分を結露水として生成する霧化装置と、前記電動送風機の排気で、帯電微粒子水を部屋中に放出し、帯電微粒子水に含まれる活性種により、塵埃中に含まれるアレルゲン物質を不活性化すると共に臭いの除去ができ、更に、除菌、抗ウイルス効果があり、清潔に保つことができる構成であるが、電動送風機の排気で帯電微粒子水を放出しており、掃除を行っているときしか放出されなく、掃除時間が短い場合には十分に帯電微粒子水が放出されないために上記記載の効果が不十分な電気掃除機となっていた。

また、電動送風機の排気で放出すると、集塵室に塵埃が堆積すると排気風量が少なくなり、電動送風機の熱によって、微粒子水が消滅してしまい、十分に帯電微粒子水が放出されないために効果が不十分な電気掃除機となっていた。

本発明は上記従来の課題を解決するものであって、例えば、蓄電装置と帯電微粒子水を放出する送風ファンを備えて、掃除機を動作および帯電微粒子水を放出させるための電源供給を行っている間に、蓄電装置に充電が行われ、掃除が終了し電源供給がなくなった場合でも、蓄電装置に蓄えられた電源で、帯電微粒子水を送風ファンで放出することができるため、掃除時間に関係なく、安定して帯電微粒子水に含まれる活性種により、塵埃中に含まれるアレルゲン物質を不活性化すると共に臭いの除去ができ、更に、除菌、抗ウイルス効果があり、清潔に保つことができる。

また、電源供給がなくなってから予め設定された時間経過後に、蓄電装置からの電源で帯電微粒子水を放出するため、電動送風機の熱による微粒子水が消滅することもなくなるため、安定して上記の効果が得られる。さらに掃除終了後に狭い空間に収納された場合には、障害物等により拡散できず、限られた空間のオゾン濃度が濃くなり、樹脂の劣化を加速させたり、濃度の濃いオゾンを直接吸い込むと呼吸器系統、眼、粘膜等への刺激を与えたりするため、帯電微粒子水放出口の状態によって帯電微粒子水の放出を抑制または行わなくすることで、限られた空間のオゾン濃度上昇の抑制と人が濃度の濃いオゾンを吸い込むことを抑制し、使用者に不快感を与えな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、吸引風を発生する電動送風機と、水を静電霧化することで帯電微粒子水を生成するための静電霧化装置と、前記帯電微粒子水を空間に放出する送風ファンと、前記静電霧化装置と送風ファンを制御する帯電微粒子水制御手段と、電気掃除機への主電源が供給されていないときに前記帯電微粒子水を放出するための蓄電装置と、前記主電源が供給されているときに前記蓄電装置に充電を行う充電装置と、電源供給の状態を検出する供給電源状態検出手段と、静電霧化装置または帯電微粒子水制御手段の温度を検出する温度検出手段と、を備え、前記供給電源状態検出手段により主電源の供給がなくなったことを検出し、かつ前記温度検出手段からの検出温度が所定の温度以下になった場合に前記蓄電装置からの電源で帯電微粒子水を放出するものである。

これによって、電気掃除機に電源を供給して掃除をしている時間が短い場合でも、電源供給中に蓄電装置に充電することで、電源供給していないときでも蓄電装置からの電源で安定して帯電微粒子水を生成して放出することができ、帯電微粒子水に含まれる活性種により塵埃中に含まれるアレルゲン物質の不活性化するとともに臭いの除去ができ、更に、除菌、抗ウイルス効果があり、清潔に保つことができる電気掃除機を提供できる。
また、電動送風機の熱がなくなった後に帯電微粒子水を放出することができ、電動送風機の熱によって、微粒子水が消滅してしまうことがなく、安定して帯電微粒子水の放出による活性種により塵埃中に含まれるアレルゲン物質の不活性化するとともに臭いの除去ができ、更に、除菌、抗ウイルス効果があり、清潔に保つことができる。

本発明の電気掃除機は、掃除時間が短い場合でも、電源供給中に蓄電装置に充電することで、電源供給していないときでも蓄電装置からの電源で安定して帯電微粒子水を生成して放出することができ、帯電微粒子水に含まれる活性種により塵埃中に含まれるアレルゲン物質の不活性化するとともに臭いの除去ができ、更に、除菌、抗ウイルス効果があり、清潔に保つことができることを目的としている。

本発明の実施の形態１における電気掃除機の制御ブロック図 同電気掃除機の斜視外観図 同電気掃除機の断面図 帯電微粒子水発生装置の斜視外観図

第１の発明は、吸引風を発生する電動送風機と、水を静電霧化することで帯電微粒子水を生成するための静電霧化装置と、前記帯電微粒子水を空間に放出する送風ファンと、前記静電霧化装置と送風ファンを制御する帯電微粒子水制御手段と、電気掃除機への主電源が供給されていないときに前記帯電微粒子水を放出するための蓄電装置と、前記主電源が供給されているときに前記蓄電装置に充電を行う充電装置と、電源供給の状態を検出する供給電源状態検出手段と、静電霧化装置または帯電微粒子水制御手段の温度を検出する温度検出手段と、を備え、前記供給電源状態検出手段により主電源の供給がなくなったことを検出し、かつ前記温度検出手段からの検出温度が所定の温度以下になった場合に前記蓄電装置からの電源で帯電微粒子水を放出することにより、電気掃除機に電源を供給して掃除をしている時間が短い場合でも、電源供給中に蓄電装置に充電することで、電源供給していないときでも蓄電装置からの電源で安定して帯電微粒子水を生成して放出することができ、帯電微粒子水に含まれる活性種により塵埃中に含まれるアレルゲン物質の不活性化するとともに臭いの除去ができ、更に、除菌、抗ウイルス効果があり、清潔に保つことができる電気掃除機を提供できる。
また、電動送風機の熱がなくなった後に帯電微粒子水を放出することができ、電動送風機の熱によって、微粒子水が消滅してしまうことがなく、安定して帯電微粒子水の放出による活性種により塵埃中に含まれるアレルゲン物質の不活性化するとともに臭いの除去ができ、更に、除菌、抗ウイルス効果があり、清潔に保つことができる。

第２の発明は、吸引風を発生する電動送風機と、水を静電霧化することで帯電微粒子水を生成するための静電霧化装置と、前記帯電微粒子水を空間に放出する送風ファンと、前記静電霧化装置と送風ファンを制御する帯電微粒子水制御手段と、電気掃除機への主電源が供給されていないときに前記帯電微粒子水を放出するための蓄電装置と、前記主電源が供給されているときに前記蓄電装置に充電を行う充電装置と、帯電微粒子水放出口から壁や床等の障害物を検出する距離検出手段と、を備え、障害物が近傍にあることを検出した場合には、前記蓄電装置での放出時間を短くし、または行わないことにより、限られた狭い空間でのオゾン濃度上昇の抑制ができ、樹脂の劣化を抑制や、人が濃度の濃いオゾンを吸い込むことを抑制し、使用者に不快感を与えなくすることができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、蓄電装置にて帯電微粒子水が放出されていることを報知する報知手段を備えることにより、使用者が意図的に空気清浄効
果の必要な場所に置くことによって、必要な場所のアレルゲン物質の不活性化や臭いの除去ができ、更に、除菌、抗ウイルス効果を得ることができる。

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）
以下、本発明の第１の実施の形態を、図１〜４を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態１における電気掃除機の制御ブロック図であり、図２は同電気掃除機の斜視外観図、図３は同電気掃除機の断面図、図４は帯電微粒子水発生装置のブロック図である。
図２の１は電気掃除機本体で、後部に吸引風を発生する電動送風機２を内蔵し、その前部に、着脱自在で塵埃を捕集するエレクトレット加工された集塵袋３を配置している。集塵袋３の材質はポリプロピレン等の熱可塑性繊維で構成されており、空気等の摩擦で帯電することになる。後方下部の両側に１対の走行用の車輪４が回転自在に取着され、底面前部には、同じく走行用のキャスター５が取着されている。

電気掃除機本体１には、着脱自在に接続されるホース８がある。このホース８の手元には操作手段６があり、各種の動作モード（例えば強・中・弱・切等の吸込み力）を選択できるようになっている。ホース８の電気掃除機本体１との接続部には、塵埃検出手段７が設置されている。塵埃検出手段７は、発光素子７ａと受光素子７ｂを互いに対向させて配置して構成され、発光素子７ａと受光素子７ｂの間を塵埃が通過すると、一時的に受光素子７ｂによる受光が遮られて、パルス波形が発生する。そして、ホース８は、その片方を伸縮自在或いは継ぎ自在の延長管９と接続する。延長管９は、掃除面に接して被掃除面の塵埃等を吸引するための吸込み具１０と接続される。吸引具１０は、被掃除面の塵埃を掻き上げる回転ブラシ１１と、回転ブラシ１１をベルト１２を介して回転駆動する電動機１３を内蔵している。

図３において、電動送風機２の収納空間２０とは樹脂等で分離された上方空間部２１に、ナノメータサイズの微粒子水で包まれたマイナスイオンを発生させる為の帯電微粒子水制御手段２２と、電極冷却手段のペルチェ素子２３、放熱フィン２４、電極などからなる静電霧化装置３３と、帯電微粒子水を部屋中に放出し、拡散させるための気流を起こす送風ファン３５が収納され、各々が保持固定されている。

静電霧化装置３３は、図４に示すように針状電極２５とアース電極２６が保持固定されており、針状電極２４は電気的には絶縁されているが、温度伝達的にペルチェ素子２３と接続されていて、ペルチェ素子２３の電圧印加によって、針状電極２４が冷却され。さらに、ペルチェ素子２３は放熱フィン２４とも温度伝達的に接続されており、針状電極２５の冷却と相殺される発熱を放熱フィン２４に放熱するようになっている。

帯電微粒子水制御装置２２は、針状電極２５とアース電極２６間に高圧を印加させる高圧発装置２７と針状電極２５を冷却させるペルチェ素子２３に電圧を印加する直流電源手段２８があり、針状電極２５に周辺の水分が結露する温度に制御させている。この構成により、静電霧化装置３３の高電圧（例えば略６０００Ｖ）を印加された針状電極２５は、内蔵するペルチェ素子２３のペルチェ効果によって冷却されて、空気中の水分を結露させ、コロナ放電によって微粒子水で包まれた帯電微粒子水が発生するものである。

送風ファン３５は、帯電微粒子水を部屋中に放出し、拡散させるための気流を起こす放出手段で、室内の空気を取り入れ口３６より取り込み、静電霧化装置３３に送風し、帯電微粒子水放出口３７より帯電微粒子水を部屋に放出する。２９は電動送風機２の排気を排出させる主排気口であり、放出されたナ帯電微粒子水を室内に拡散させる気流を発生させる。

ここで電動送風機２の収納空間２０と静電霧化装置３３の上方空間部２１とを連結させる連結経路５０（連結穴でもよい）があり、電動送風機２の排気の一部が静電霧化装置３３を経由して、ナノイーイオン放出口３７より放出される。この連結経路５０から排出される風量は送風ファン３５から排出される風量より極めて少なく、熱を帯びた電動送風機２からの風量は送風ファン３５からの風量で打ち消してしまう程度である。５１は送風ファン３５での室内の空気の取り込みによって塵埃が静電霧化装置３３の上方空間部２１に入らないようにするためのフィルターで送風ファン３５の吸気側で使用者が塵埃を取り除けるように取り外しできるようになっている。

図１は、この電気掃除機の制御ブロック図で、３１は電動送風機２を駆動するための双方向性サイリスタなどで構成された電動送風機駆動手段であり、電動送風機２を位相制御し吸込み力を可変させる。３２は回転ブラシ１１をベルト１２を介して回転駆動する電動機１３を位相制御するための電動機駆動手段である。３０はマイクロコンピュータなどで構成される制御手段である。制御手段３０は、使用者が操作する操作手段６のスイッチ操作情報を取り込み、その情報をもとに、電動機駆動手段３２および電動送風機駆動手段３１へ位相制御するための点弧パルスを出力する制御を行う。

４０は帯電微粒子水制御装置２２を動作させる帯電微粒子水駆動手段で、制御手段３０が駆動することで帯電微粒子水制御装置２２に電力が供給される。帯電微粒子水制御装置２２に電力が供給されると、高圧発生手段２７によって電極に高電圧を印加し、さらに冷却手段であるペルチェ素子２３に電圧を印加する。３５は送風ファンで制御手段３０によって制御されている。４１は、電気掃除機に電力を供給する商用電源である。４２は帯電微粒子水放出口の状態を検出する帯電微粒子水放出口状態検出手段で、帯電微粒子水放出口から障害物等の距離を検出する距離検出手段４３があり、検出信号を制御手段３０に入力することで、制御手段３０は帯電微粒子水駆動手段４０の制御を行い、帯電微粒子水放出の抑制または停止制御を行う。

４４は、商用電源４１が電気掃除機に電源供給されているときに蓄電される蓄電装置で、充電装置４５を介して充電される。４６は商用電源４１が電気掃除機に供給されているか否かを検出する供給電源状態検出手段であり、制御手段３０に入力され、制御手段３０は電源供給しているときには商用電源４１からの電源で掃除動作および帯電微粒子水を放出するとともに蓄電装置４４に充電を行い、供給していないときには蓄電装置４４からの電源で帯電微粒子水を放出させている。

４７は、静電霧化装置３３または帯電微粒子水制御装置２２の温度を検出する温度検出手段で制御手段３０に入力されており、蓄電装置４４からの電源で動作させるときにこの
温度で帯電微粒子水の放出を制御する。４８は蓄電装置４４からの電源で帯電微粒子水が放出されていることを報知する報知手段で、制御手段３０によって制御されている。

以上のように構成された電気掃除機について、以下その動作、作用を説明する。使用者が、操作手段６を操作し、例えば、「中」を選択すると、制御手段３０は、操作手段６からの情報を基に、駆動手段３１及び電動機駆動手段３２に予め定められた信号を送り、電動送風機２及び電動機１３を駆動させる。そして、制御手段３０は、送風ファン３５を動作させ、送風ファン３５は取り外し可能なフィルター５１によって塵埃が取り除かれた室内の空気を取り入れ口３６より取り込み、静電霧化装置３３を経由して帯電微粒子水放出口３７より放出される。

また、電動送風機２で発生した風量の一部もフィルターにて塵埃が取り除かれた排気が、連結経路５０から静電霧化装置３３の上方空間部２１に入り、静電霧化装置３３を経由して帯電微粒子水放出口３７より放出される。次に制御手段３０は、帯電微粒子水駆動手段４０に信号を送り、帯電微粒子水制御装置２２に電力が印加される。電力が印加された帯電微粒子水制御装置２２は高圧発生手段２７にて高電圧を出力し、静電霧化装置３３の針状電極２５とアース電極２６間に印加される。

また、直流電源手段２８にて、ペルチェ素子２３に電圧を出力して、針状電極２５を冷却させる。針状電極２５が冷却されると周辺の水分が結露して、針状電極２５に水が生成され、水に高電圧が印加されると帯電微粒子水が発生する。発生した帯電微粒子水は送風ファン３５や、電動送風機２の排気の一部の風量によって帯電微粒子水放出口３７より排出される。

帯電微粒子水放出口３７から放出された帯電微粒子水は、送風ファン３５の送風と電動送風機２の排気によって室内に拡散され、室内に浮遊する微細な塵埃に付着帯電して、床面に落下させることができる。 落下した帯電微粒子水の付着帯電した塵埃は、吸込み具１０から吸引され、延長管９、ホース８を通過した後、エレクトレット加工された集塵袋３に捕集される。

また、ナノメータサイズの帯電微粒子水は、反応性が高く、臭い成分に作用して無臭成分に分解する能力を持つことが知られており、室内のカーテンや浮遊塵埃等の脱臭の効果が得られると共に、室内に浮遊または付着しているアレルゲン、ウイルス等の不活化やカビ、細菌等の殺菌に対しても高い効果も得られる。

掃除が終了して使用者が、操作手段６の停止を選択すると、制御手段３０は、帯電微粒子水駆動手段４０に停止信号を送り、帯電微粒子水の発生を停止した後、送風ファン３５と駆動手段３１及び電動機駆動手段３２に停止信号を送り、送風ファン３５及び電動送風機２、電動機１３を停止させる。

さらに、商用電源４１が供給されているときには、供給電源状態検出手段４６によって商用電源４１が供給されていることを検出し、充電装置４５を介して、蓄電装置４４に充電が行われ、蓄電装置４４に電荷が蓄積されたことを検出して、充電が終了する。掃除動作が終了すると、使用者はコンセントを抜き、商用電源４１の供給がなくなるが、供給電源状態検出手段４６によって商用電源４１からの供給がなくなったことを検出すると、蓄電装置４４からの電源供給に切り替えることによって、制御手段３０は制御を継続する。

供給電源がなくなってから予め設定している時間が経過した後や、静電霧化装置３３または帯電微粒子水制御装置２２の温度を検出する温度検出手段４７によって予め設定している温度以下になったことを検出したときに制御手段３０は蓄電装置４４からの電源で帯
電微粒子水の放出を行い、報知手段４７によって使用者に報知を行う。

次に蓄電装置４４からの電源での帯電微粒子水発生時において、帯電微粒子水放出口３７の状態が変わったときの動作について説明する。掃除が終了して、押入れ等の狭い空間に収納された場合には、帯電微粒子水放出口３７近傍に固定されている距離検出手段４３によって、一定の距離以下に近接されていることを検出して、制御手段３０は帯電微粒子水の発生時間を短くするようにすることで、狭い空間でのオゾン濃度が濃くなることを抑制する。

以上のように、本実施の形態によれば、商用電源４１からの供給電源がない状態でも蓄電装置４４からの電源で電動送風機２の温度が冷却されてから、帯電微粒子水を放出することにより、電動送風機２の温度によって、微粒子水が消滅してしまうことがなく、安定して帯電微粒子水を生成して放出することができ、帯電微粒子水に含まれる活性種により塵埃中に含まれるアレルゲン物質の不活性化するとともに臭いの除去ができ、更に、除菌、抗ウイルス効果があり、清潔に保つことができる。

また、障害物が近傍にある場合には、蓄電装置４４での帯電微粒子水の放出時間を短くするまたは行わないことにより、限られた狭い空間でのオゾン濃度上昇の抑制ができ、樹脂の劣化を抑制や、人が濃度の濃いオゾンを吸い込むことを抑制し、使用者に不快感を与えなくすることができる。

以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、簡便な手段により空気清浄効果の優れた各種家庭用、業務用電気掃除機等に広く適用できる。

１ 電気掃除機本体
２ 電動送風機
２２ 帯電微粒子水制御装置
２３ ペルチェ素子（電極冷却手段）
２４ 放熱フィン
２５ 針状電極
２６ アース電極
３３ 静電霧化装置
３５ 送風ファン
４２ 帯電微粒子水放出口状態検出手段
４３ 距離検出手段
４４ 蓄電装置
４５ 充電装置
４６ 供給電源状態検出手段
４７ 温度検出手段
４８ 報知手段

Claims (3)

1. 吸引風を発生する電動送風機と、水を静電霧化することで帯電微粒子水を生成するための静電霧化装置と、前記帯電微粒子水を空間に放出する送風ファンと、前記静電霧化装置と送風ファンを制御する帯電微粒子水制御手段と、電気掃除機への主電源が供給されていないときに前記帯電微粒子水を放出するための蓄電装置と、前記主電源が供給されているときに前記蓄電装置に充電を行う充電装置と、電源供給の状態を検出する供給電源状態検出手段と、静電霧化装置または帯電微粒子水制御手段の温度を検出する温度検出手段と、を備え、前記供給電源状態検出手段により主電源の供給がなくなったことを検出し、かつ前記温度検出手段からの検出温度が所定の温度以下になった場合に前記蓄電装置からの電源で帯電微粒子水を放出することを特徴とする電気掃除機。
2. 吸引風を発生する電動送風機と、水を静電霧化することで帯電微粒子水を生成するための静電霧化装置と、前記帯電微粒子水を空間に放出する送風ファンと、前記静電霧化装置と送風ファンを制御する帯電微粒子水制御手段と、電気掃除機への主電源が供給されていないときに前記帯電微粒子水を放出するための蓄電装置と、前記主電源が供給されているときに前記蓄電装置に充電を行う充電装置と、帯電微粒子水放出口から壁や床等の障害物を検出する距離検出手段と、を備え、障害物が近傍にあることを検出した場合には、前記蓄電装置での放出時間を短くし、または行わないことを特徴とする電気掃除機。
3. 蓄電装置にて帯電微粒子水が放出されていることを報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の電気掃除機。