JP4984852B2 - 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、集塵容器内の塵埃を圧縮する機能を有する電気掃除機に関するものである。

従来、この種の電気掃除機として、吸気通路を切り替えて電動送風機による負圧で集塵された塵埃を圧縮し、集塵量を向上させるようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３３９５９８号公報

しかしながら、前記従来の電気掃除機の構成においては、吸気通路を切り替えて電動送風機からの負圧で塵埃を圧縮する構成であるため、圧縮する際には電動送風機の吸込み力
を上げ、負圧を大きくしないと圧縮効果が小さいため、圧縮を行うには大きな消費電力を必要としていた。また綿ゴミのような風量変化の小さい塵埃ではおおきな負圧がかからないため圧縮効果が小さいという課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、塵埃容器に蓄積された塵埃を直接押圧して圧縮することで電動送風機の消費電力を抑え、かつ綿ゴミのような風量変化の小さい塵埃でもより確実に圧縮することができ、しかも、掃除前に集塵容器内に塵埃が入るスペースを十分確保したうえで掃除を行うことができる、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、塵埃を捕集する集塵容器と、前記電動送風機に連通すると共に前記集塵容器が着脱自在に装着される集塵容器収納部と、前記集塵容器内に配され捕集された前記塵埃を圧縮する圧縮手段と、前記圧縮手段を駆動する圧縮駆動手段と、前記圧縮駆動手段の動作を制御する制御手段と、前記電動送風機の運転モードを設定する運転操作部と、前記運転操作部に設けられ前記制御手段に操作信号を送る圧縮操作手段と、を備え、前記圧縮操作手段を手動で操作すると、前記制御手段に操作信号が送られ、前記制御手段は、前記圧縮駆動手段を動作させるもので、集塵容器に蓄積された塵埃を直接圧縮することで電動送風機の消費電力が抑えられて、電動送風機の寿命が延びる。また、綿ゴミのような風量変化の小さい塵埃でもより確実に圧縮することができる。
また、使用者が圧縮操作手段を操作したときだけしか圧縮動作が行われないため、圧縮回数が減り圧縮機構の信頼性が向上しさらに掃除時間を短縮することができる。

本発明の電気掃除機は、塵埃容器に蓄積された塵埃を直接圧縮することで電動送風機の消費電力を抑え、かつ綿ゴミのような風量変化の小さい塵埃でもより確実に圧縮することができる。さらに使用者が圧縮操作手段を操作したときだけしか圧縮動作が行われないため、圧縮回数が減り圧縮機構の信頼性が向上しさらに掃除時間を短縮することができる。

第１の発明は、吸引力を発生させる電動送風機と、塵埃を捕集する集塵容器と、前記電動送風機に連通すると共に前記集塵容器が着脱自在に装着される集塵容器収納部と、前記集塵容器内に配され捕集された前記塵埃を圧縮する圧縮手段と、前記圧縮手段を駆動する圧縮駆動手段と、前記圧縮駆動手段の動作を制御する制御手段と、前記電動送風機の運転モードを設定する運転操作部と、前記運転操作部に設けられ前記制御手段に操作信号を送る圧縮操作手段と、を備え、前記圧縮操作手段を手動で操作すると、前記制御手段に操作信号が送られ、前記制御手段は、前記圧縮駆動手段を動作させるもので、集塵容器に蓄積された塵埃を直接圧縮することで電動送風機の消費電力が抑えられて、電動送風機の寿命が延びる。また、綿ゴミのような風量変化の小さい塵埃でもより確実に圧縮することができる。また、使用者が圧縮操作手段を操作したときだけしか圧縮動作が行われないため、圧縮回数が減り圧縮機構の信頼性が向上しさらに掃除時間を短縮することができる。

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、塵埃を分離捕集する集塵容器４を着脱自在に収納する集塵容器収納部５が配されている。掃除機本体１の前部には、ホース６の一端が着脱自在に接続される吸気口７が設けられている。ホース６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８を備えた先端パイプ９が設けられている。１０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９に着脱自在に接続され、他端は、床用吸込具１１に着脱自在に接続される。７０は、掃除機本体１に電源を供給するための電源コードで、先端に電源プラグ７１が設けられている。

本実施の形態における電気掃除機は、電動送風機２の運転モードとして、「強」運転モード、「弱」運転モード、「自動」運転モードを備えており、運転操作部８には、上記運転モードを切りえる又は運転モードを選択するためのスイッチ（図示せず）と、電動送風機２の運転を停止させるための停止操作手段となる「切り」スイッチ（図示せず）が配されている。

１２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。

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、同集塵容器と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１５と、集塵容器本体１５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１６から構成されている。

集塵容器本体１５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の吸気口７の後方に気密に圧接し連通する吸入口１７が設けられている。集塵容器本体１５は、さらに、吸入口１７に直接連通すると共に粗塵を収納する粗塵室１８と、粗塵室１８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１６から離脱した細塵を収納する細塵室１９と、前記粗塵室１８と細塵室１９の下部開口を覆うと共に後方端部が、集塵容器本体１５に回動自在に軸支された蓋体２０を備えている。

蓋体２０は、コイルバネ２１により開成方向に付勢されており、通常は、集塵容器本体１５に設けた尾錠２２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１２の前部に設けた操作部２３を押すと、それに連結された連結棒Ｃ４６を介して尾錠２２を外方に移動させ、蓋体２０が、コイルバネ２１の付勢力で開くようになっている。なお、２５は、バネ材で、操作部２３を常時上方に付勢するためのものである。

粗塵室１８の、吸入口１７と連通する部分を除く全内周壁（４側壁）は、下部開口２６に向かって次第に広がる傾斜面２７を有する一次フィルターＡ２８で形成されている。又、粗塵室１８の上部には、上下動自在の連結棒Ａ２４の下端に固着されると共に、一次フィルターＢ２９を有した圧縮板３０が配されている。この圧縮板３０は、粗塵室１８内に捕集された塵埃を押さえつけて圧縮する圧縮手段となるものである。

連結棒Ａ２４の上端には、略Ｌ字状のスライダー３１の一端が固着されている。スライダー３１の上下方向の側部には、ラックギア３１ａが形成されている。３２は、連結棒Ａ２４を常時上方に、すなわち圧縮板３０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。３３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
Ｂ３５を有し、さらに、ギヤ群３９を介してラックギヤ３１ａに動力を伝達するためのギヤＤ３７を備えている。

４７は、集塵容器４の側部に回転自在に支持された駆動軸Ｂで、後方にギヤＦ４８を有し、後述のギヤＡ３４に噛み合うギヤＣ３６を備えている。

一方、掃除機本体１内の電動送風機室３と集塵容器収納部５とを仕切る隔壁４０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Ｂ３５が噛み合うと共に、圧縮駆動モータ５６で回転駆動されるギヤＥ３８を収納するギヤ収納部４１が設けられている。また、隔壁４０には、ギヤＦ４８に噛み合うと共に、除塵駆動モータ６１で回転駆動されるギヤＧ４９を備えている。

フィルターユニット１６は、図６に示すように、枠体４２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４２に設けられた二次フィルター４３と、横方向に摺動自在に設けられ除塵手段である弾き体４４と、フィルターユニット１６の側部に回転自在に設けられたギヤＡ３４と、前記ギヤＡ３４の外周部と弾き体４４の一部とを連結する連結棒Ｂ４５とから構成されている。さらに、弾き体４４の二次フィルター４３と対向する面には、プリーツ折りされた二次フィルター４３の各山折り部に当接する突起（図示せず）が設けられている。

上記構成により、ギヤＡ３４が回転すると、連結棒Ｂ４５を介して連結された弾き体４４が左右に往復移動すると共に、その間に、弾き体４４に設けた突起が、二次フィルター４３の山折り部を弾き、その時に生じる振動やショックで、二次フィルター４３の裏面（粗塵室１８側の面）に付着した細塵がふるい落とされ、細塵室１９に溜まると共に、二次フィルター４３の濾過性能が復活するようになっている。

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、５１は、掃除機本体１が商用電源（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。

５２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８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５４へ信号を出力したり、操作情報や通電検知手段５１の検知情報に基づき、圧縮板３０を駆動する圧縮駆動手段５５へ信号を出力する制御手段である。

圧縮駆動手段５５は、ギヤＥ３８を回駆動する圧縮駆動モータ５６を使用して、Ｈブリッチ等で構成し、正回転動作、逆回転動作を行い、圧縮板３０の上下動を実現している。５７は、商用電源からスイッチング等で得られたＤＣ電源で、圧縮駆動モータ５６を駆動するための電源となるものである。

５３は、圧縮駆動モータ５６に加わる負荷量を検出する負荷量検出手段で、本実施の形態では、圧縮駆動モータ５６に流れる電流の増減を検出して圧縮駆動モータ５６に加わる負荷量を検出するようにしている。

使用者は、運転操作部８により、掃除機本体１を、「強」運転、「弱」運転、「自動」運転、「切」などの運転操作を行うことができる。

除塵駆動手段６０は、ギヤＧ４９を回転駆動する除塵駆動モータ６１などから構成され
、制御手段５２からの信号を受けて、弾き体４４を駆動している。

６２は、集塵容器４本体が、集塵容器収納部５に収納されていることを検知する、例えばマイクロスイッチなどで構成された集塵容器検出手段である。

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の電源プラグ７０を室内の壁に設けたコンセント（図示せず）に差すと、通電検知手段５１が、掃除機本体１に通電されたことを検知し、制御手段５２に信号を送る。制御手段５２は、正回転で回転するように圧縮駆動手段５５に信号を送り、ギヤＥ３８を回転駆動する圧縮駆動モータ５６を駆動するとともに、除塵駆動手段６０に信号を送り、ギヤＧ４９を回転駆動する除塵駆動モータ６１を駆動する。

そして、ギヤＥ３８が回転することによって、圧縮駆動モータ５６の回転動力が、駆動軸３３に取り付けられたギヤＤ３７を介して、ラックギヤ３１ａに伝達され、圧縮板３０が下降して塵埃を圧縮する。そして、前記圧縮板３０が、粗塵室１８内に堆積された塵埃を圧縮しながら、下降していくと、次第に、圧縮駆動モータ５６に加わる負担が増加し、それに伴い、圧縮駆動モータ５６に流れる電流が次第に増加し、負荷量検出手段５３が検出する負荷量が所定の負荷量を超えると、圧縮駆動手段５５が、粗塵室１８内の塵埃が十分圧縮されたと判断し、圧縮駆動モータ５６の回転方向を反転させる。そして、圧縮板３０が最初の原点位置まで戻ると、圧縮駆動モータ５６が拘束されるため負荷電流が増加し負荷量検出手段５３で原点に戻ってきたことを判断し、圧縮駆動モータ５６を停止させる。この一連の動作は、あらかじめ設定した回数内で行われる。

上記圧縮動作と同時に、除塵駆動モータ６１の回転動力が、駆動軸Ｂ４７に取り付けられたギヤＣ３６を介して、ギヤＡ３４に伝達され、弾き体４４が左右に往復移動し、その間に、二次フィルター４３の山折り部を弾いて、二次フィルター４３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。

この圧縮動作が行なわれている間に、使用者が掃除動作を行うために、運転操作部８の「自動」を操作したときは、圧縮動作がどの状態であっても、圧縮駆動モータ５６を原点位置に戻す回転方向で動作させ、圧縮板３０が最初の原点位置まで戻ったことを判断し、圧縮駆動モータ５６を停止させ、同タイミングで除塵駆動モータ６１も停止させた後、「自動」ポジションで掃除動作が開始される。

電気掃除機の運転を開始すると、制御手段５２は、駆動手段５４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４３、一次フィルターＡ２８および一次フィルターＢ２９、粗塵室１８、ホース６、延長管１０を経て床用吸込具１１に至る。そして、床用吸込具１１から吸引された塵埃を含んだ空気が、掃除機本体１の吸気口７を通って集塵容器本体１５の吸入口１７から真っ直ぐ粗塵室１８に入り、一次フィルターＡ２８及び一次フィルターＢ２９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Ａ２８および一次フィルターＢ２９を通過した空気に含まれる微細塵は、二次フィルター４３で捕捉される。

掃除動作が終了し使用者が、運転操作部８で「停止」操作を行うと、まず除塵動作を所定時間先に行って細塵のふるい落としを行った後に圧縮動作を行う。このとき時間を短縮するために圧縮動作も、停止操作直後に除塵動作と同時に行ったり、停止操作から予め設定している所定時間経過後に除塵動作と圧縮動作を同時に行ってもよいことは言うまでも
ない。この塵埃圧縮中に、使用者が再度「自動」を操作したときには電源投入時と同じで原点位置に戻してから掃除動作を行い、圧縮中に使用者が、運転操作部８で、「停止」を操作したときには原点に戻してから圧縮動作、除塵動作を停止させるように動作する。

次に、集塵容器４内に圧縮されて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１２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、容器操作部２３を押すと、連結棒Ｃ４６が下がって、尾錠２２が外方に移動して、蓋体２０と尾錠２２との係止が解除され、蓋体２０がコイルバネ２１の付勢力で開成し、集塵容器４内の圧縮された塵埃や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、電源投入後から電動送風機２の動作までに少なくとも１回は、圧縮駆動手段５５を動作させることにより、集塵容器４に蓄積された塵埃を直接押圧して圧縮することで、綿ゴミのような風量変化の小さい塵埃でもより確実に圧縮することができる。さらに圧縮するタイミングを、電源投入時とすることで掃除前に集塵容器４に塵埃が入るスペースを確保したうえで掃除が行えるため、掃除を行ってすぐに塵埃を捨てる必要もなくなり、使い勝手が向上する。

また、停止操作後、所定時間経過後に圧縮駆動手段５５を動作させることにより、集塵されたすべての塵埃を圧縮し、固めることでごみ捨てを容易に行うことができる。

さらに、二次フィルター４３を除塵する弾き体４４を設けたので、適宜二次フィルター４３の濾過性能を復活させることができ、掃除運転の終了後は、まず、除塵動作を先に行ってから圧縮動作をするようにすれば、細塵の舞い上がりを抑制し、塵埃としてまとめることができる。

又、圧縮動作中に、運転操作部８が操作されると、圧縮動作は初期化され、原点に戻してから次動作に移行することにより、掃除を行いたいときにすぐに掃除動作が出来たり、別の部屋に掃除移動する際等に圧縮動作をしないで停止させるようにすることで、使用者が圧縮動作を必要としないときには圧縮動作が行われないようにすることができ、圧縮回数が減り圧縮機構の信頼性が向上しさらに掃除時間を短縮することができる。

上記実施の形態では、圧縮動作中に使用者が、掃除を行なうために、運転操作部８で例えば、「自動」を選択した場合は、圧縮動作がどの状態であっても、圧縮板３０を最初の原点位置まで戻すようにしたが、圧縮動作を行ってから、圧縮板３０を最初の原点位置まで戻して圧縮駆動モータ５６を停止させ、同タイミングで除塵駆動モータ６１も停止させた後、「自動」ポジションで掃除動作を開始するようにしても良い。

また運転停止後の塵埃圧縮中の手元操作も同様に、使用者が再度「自動」を操作したときには、圧縮動作を完了させて原点位置に戻してから、掃除動作を行い、塵埃圧縮中に使用者が「停止」を操作したときには、圧縮動作が終了して原点に戻してから圧縮動作、除塵動作を停止させるようにしても良い。

以上のようにすることにより、常に圧縮動作が完了した後に、次動作に移行することになり、確実に圧縮動作が行われ、集塵容器４に塵埃が入るスペースを十分確保したうえで掃除が行え、さらに集塵された塵埃が固められるのでごみ捨てを容易に行うことができる。

塵埃圧縮中の運転操作部８の操作を無効とし、圧縮動作が終了してからの操作で動作に
移行するようにしても同様の効果を得られることは言うまでもない。

（実施の形態２）
図８は、本発明の第２の実施の形態における電気掃除機の制御内容を示すブロック図である。なお、上記第１の実施の形態における電気掃除機と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

本実施の形態は、図８に示すように、使用者が、必要に応じて、圧縮駆動手段５５を動作させて、集塵容器４内の塵埃を圧縮できるように、運転操作部８に、操作したときに制御手段５２に信号を送る圧縮操作手段６３を設けたものである。

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。

使用者が掃除を行う前に、通気経路を確保したいときや、ごみ捨てを行いたいときに圧縮操作手段６３を操作すると、圧縮操作手段６３より制御手段５２に操作信号が送られ、制御手段５２は、その操作信号を検出して、圧縮駆動手段５５を動作させて、圧縮動作を行う。

以上のように、本実施の形態によれば、圧縮操作手段６３が操作されたときに圧縮駆動手段５５が動作することにより、使用者が、塵埃を圧縮したいときだけしか圧縮動作が行われないため、圧縮回数が減り圧縮機構の信頼性が向上しさらに掃除時間を短縮することができる。

以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、蓄積された塵埃を圧縮して、集塵容器に多くの塵埃を集塵して、塵埃を捨てる回数を少なくすることができるもので、家庭用、業務用の各種電気掃除機に特に有用である。

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一部欠載斜視図 同集塵容器の断面図 同集塵容器と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ブロック図 本発明の実施の形態２における電気掃除機の制御内容を示すブロック図

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
１５ 集塵容器本体
３０ 圧縮板（圧縮手段）
４４ 弾き体（除塵手段）
５２ 制御手段
５３ 負荷量検出手段
５５ 圧縮駆動手段
５６ 圧縮駆動モータ
６１ 除塵駆動モータ

Claims (1)

1. 吸引力を発生させる電動送風機と、塵埃を捕集する集塵容器と、前記電動送風機に連通すると共に前記集塵容器が着脱自在に装着される集塵容器収納部と、前記集塵容器内に配され捕集された前記塵埃を圧縮する圧縮手段と、前記圧縮手段を駆動する圧縮駆動手段と、前記圧縮駆動手段の動作を制御する制御手段と、前記電動送風機の運転モードを設定する運転操作部と、前記運転操作部に設けられ前記制御手段に操作信号を送る圧縮操作手段と、を備え、前記圧縮操作手段を手動で操作すると、前記制御手段に操作信号が送られ、前記制御手段は、前記圧縮駆動手段を動作させることを特徴とする電気掃除機。

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