WO2012017606A1 - 電気掃除機 - Google Patents

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WO2012017606A1
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WO
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dust
drive
filter
vacuum cleaner
dust remover
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PCT/JP2011/003997
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啓次郎 國本
泉 山浦
勝之 太田
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Panasonic Corp
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Panasonic Corp
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    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/20—Means for cleaning filters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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    • A47L9/10—Filters; Dust separators; Dust removal; Automatic exchange of filters
    • A47L9/12—Dry filters
    • A47L9/122—Dry filters flat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/10—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filter plates, sheets or pads having plane surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/66—Regeneration of the filtering material or filter elements inside the filter
    • B01D46/74—Regeneration of the filtering material or filter elements inside the filter by forces created by movement of the filter element
    • B01D46/76—Regeneration of the filtering material or filter elements inside the filter by forces created by movement of the filter element involving vibrations

Definitions

  • the present invention relates to a vacuum cleaner provided with a filter for filtering dust.
  • FIG. 13 is a schematic view showing a schematic configuration of a conventional vacuum cleaner 1000.
  • FIG. 14 is a perspective view showing the configuration of the filter device 1111 in the conventional vacuum cleaner 1000. As shown in FIG.
  • the vacuum cleaner 1000 includes a filter device 1111 that supplements the dust sucked by the electric blower 1110, and a vibrator 1112 that vibrates the filter device 1111. Before or after driving the electric blower 1110, the filter device 111 is vibrated by the vibrator 1112 to remove dust captured by the filter device 1111.
  • the filter device 1111 has a rectangular frame 1113, a sheet 1116, and a vibration transmission member 1117.
  • the sheet 1116 is provided in the frame 1113 and is bent in a wave shape to form a plurality of projections 1114 and recesses 1115.
  • the vibration transmitting member 1117 transmits the vibration of the vibrator 1112 to the sheet 1116.
  • the vibrator 1112 has a vibration motor inside and is juxtaposed to the filter device 1111.
  • the vibration transfer member 1117 includes a plurality of claws 1118 fitted in the plurality of recesses 1115 of the sheet 1116, and a transfer protrusion 1119 directly receiving the vibration from the vibrator 1112.
  • the vibration of the vibrator 1112 is transmitted from the transmission protrusion 1119 to the vibration transmission member 1117, and the vibration is transmitted from the claw portion 1118 to the sheet 1116. Thereby, the dust captured by the sheet 1116 can be removed.
  • the vibrator 1112 is disposed in parallel with the filter device 1111. For this reason, the vibration of the vibrator 1112 causes the entire filter device 1111 to vibrate at the same time as the transmission protrusion 1119 is vibrated. Therefore, the vibrational energy of the vibrator 1112 is diffused not only to the filter device 1111 but also to the entire vacuum cleaner 1000 supporting the filter device 1111.
  • the vibration from the vibrator 1112 is transmitted to the transmission protrusion 1119 of the vibration transmission member 1117, vibrates the claw portion 1118, and is transmitted to the sheet 1116. Therefore, the transmission loss until the vibration of the vibrator 1112 is transmitted to the sheet 1116 is large, and the vibration is attenuated.
  • the transmission projection 1119 of the vibration transmission member 1117 directly receives the vibration of the vibrator 1112, a collision sound is generated and a noise is generated.
  • the present invention provides a vacuum cleaner which removes dust attached to a filter with low noise and high efficiency.
  • the vacuum cleaner according to the present invention comprises an electric blower, a filter for supplementing dust attracted by the electric blower, and a dust removing unit for removing dust attached to the filter.
  • the dust removing unit has a restricting unit for linear driving, and a driving unit that reciprocates, and a dust remover that is disposed close to the filter and moves in substantially the same direction as the direction of the reciprocating driving of the driving unit.
  • an elastic portion for transmitting the reciprocating drive of the drive portion to the dust collector via the elastic body. The amplitude of the reciprocation of the dust collector is increased by the resonance caused by the elastic portion to vibrate the filter.
  • FIG. 1 is a side view showing an appearance of a vacuum cleaner according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is sectional drawing which shows a structure of the main part of the main part of the vacuum cleaner in the 1st Embodiment of this invention.
  • FIG. 3 is a perspective view which shows the structure of the filter and dust removal part of the vacuum cleaner in the 1st Embodiment of this invention.
  • FIG. 4A is a plan view showing the configuration of the filter and the dust removing unit of the vacuum cleaner according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view showing the configuration of the filter and the dust removing unit of the vacuum cleaner according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a plan view showing the configuration of the filter and the dust removing unit of the vacuum cleaner according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view showing the configuration of the filter and the dust removing unit of the vacuum cleaner according to the first embodiment of
  • FIG. 4C is a cross-sectional view showing the configuration of the filter and the dust removing unit of the vacuum cleaner according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining the gap C between the claw portion of the dust remover and the membrane of the filter in the vacuum cleaner according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a characteristic diagram showing the time change of the stroke of the drive unit of the vacuum cleaner and the dust remover according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7: is a figure which shows the vibration characteristic of the dust remover of the vacuum cleaner in the 1st Embodiment of this invention.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a filter and a dust removing unit in a vacuum cleaner according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration of a filter and a dust removing unit of a vacuum cleaner according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view which shows the structure of the dust remover of the vacuum cleaner which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.
  • FIG. 11 is a perspective view showing the configuration of the filter and the dust removing unit of the vacuum cleaner according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12A is a front view showing a configuration of a filter and a dust removing unit of a vacuum cleaner according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12B is a cross-sectional view showing the configuration of the filter and the dust removing unit of the vacuum cleaner according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12C is a cross-sectional view showing the configuration of the filter and the dust removing unit of the vacuum cleaner according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic view showing a schematic configuration of a conventional vacuum cleaner.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a configuration of a filter device in a conventional vacuum cleaner.
  • FIG. 1 is a side view showing an appearance of a vacuum cleaner 49 according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is sectional drawing which shows the structure of the main part of the main body of the same vacuum cleaner 49.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the filter 40 and the dust removing unit 45 of the vacuum cleaner 49.
  • FIG. 4A is a plan view showing the configuration of the filter 40 and the dust removing unit 45 of the vacuum cleaner 49.
  • FIG. FIG. 4B is a cross-sectional view showing the configuration of the filter 40 and the dust removing unit 45 of the vacuum cleaner 49.
  • FIG. 4C is a cross-sectional view showing the configuration of the filter 40 and the dust removing unit 45 of the vacuum cleaner 49.
  • the wheel 3 and the caster 4 are attached to the exterior of the vacuum cleaner main body 1 of the vacuum cleaner 49, and the vacuum cleaner main body 1 can freely move on the floor surface.
  • a suction hose 7 and an extension pipe 8 are sequentially connected to a suction port 6 provided below the dust collection case 5 installation portion, and a suction tool 9 is attached to the tip of the extension pipe 8.
  • an electric blower 21 is built in the cleaner body 1.
  • the dust collection case 5 is disposed detachably with respect to the cleaner body 1 via a partition wall 26 having a vent 22.
  • the dust collection case 5 introduces air containing suctioned dust, centrifugally separates and accumulates dust, and filters fine dust.
  • the filtered air is exhausted from an exhaust outlet (not shown) downstream of the electric blower 21 (cyclone type vacuum cleaner).
  • the dust collection case 5 has a suction port 30 and is provided with a hollow cylindrical dust collection box 31 disposed on the lower side, an exhaust port 32, and a dust collection lid 33 disposed on the upper side. There is. In the state where the dust collection case 5 is mounted on the cleaner body 1, the intake port 30 and the suction port 6 of the cleaner body 1 communicate with each other, and the exhaust port 32 and the vent 22 of the cleaner body 1 communicate with each other. Is configured as.
  • the dust collection box 31 has an inner case 34 in the form of hollow cylinders of different diameters and hollow cones stacked in multiple stages.
  • the filter housing case 35, the inclined cylinder A36, the primary filter 37, the inclined cylinder B38, and the fine dust cylinder 39 are connected in series in order from the top.
  • the filter housing case 35 has a hollow cylindrical shape, and the filter 40 is housed inside, and the outer periphery is housed along the upper end portion of the inner surface of the dust collection box 31.
  • a seal member (not shown) closes the gap between the outer surface of the filter housing case 35 and the inner surface of the dust collection box 31.
  • the inclined cylinder A36 has a hollow conical shape, and when removing dust captured by the filter 40, an inclined surface for guiding dust falling from the filter 40 to the primary filter 37, the inclined cylinder B38 and the dust cylinder 39 is used. It has inside.
  • the primary filter 37 has a cylindrical shape having minute through holes on the entire surface, and by passing air from the outer periphery of the cylinder to the inside of the cylinder, dust in relatively large size, such as dust, hair, etc. Filter out (coarse dust).
  • the inclined cylinder B 38 has a hollow conical shape like the inclined cylinder A 36, and internally has a slope for guiding dust falling from the filter 40 to the fine dust cylinder 39.
  • the fine dust cylinder 39 is in the shape of a hollow cylinder, and the dust guided from the inclined cylinder B38 is used to store therein the dust.
  • a packing 41 is provided on the bottom inner surface of the dust collection box 31 to seal between the bottom of the fine dust cylinder 39 and the bottom.
  • the intake port 30 is opened so that the suctioned air current flows in the tangential direction of the inner surface of the dust collection box 31.
  • the suction air flow rotates a flow path formed by a gap between the outer surface of each of the inclined cylinder A 36, the primary filter 37, the inclined cylinder B 38 and the fine dust cylinder 39 and the inner surface of the dust collection box 31.
  • the suction air flow is finally sucked into the cylinder by the primary filter 37 and flows toward the filter 40.
  • Dust in the suction air flow that flows into the dust collection box 31 from the intake port 30 moves to the lower part of the dust collection box 31 while rotating so as to be pressed against the inner surface of the dust collection box 31 by centrifugal force. It is collected at the bottom of the box 31.
  • a weir 42 is provided so that accumulated dust does not fly up. That is, the lower portion than the ridge portion 42 is a dust accumulation portion, and the upper portion than the ridge portion 42 is a centrifugal separation portion.
  • An openable bottom lid 43 is attached to the bottom of the dust collection box 31.
  • the dust can be easily discarded by opening the bottom cover 43. Further, since the bottom of the fine dust cylinder 39 is also opened, dust collected in the fine dust cylinder 39 can be discarded at the same time.
  • dusts such as fine dust, pollen, or tick droppings which are difficult to be centrifuged are passed to the filter 40 through the primary filter 37 together with the air flow.
  • dust fine dust
  • Such dust is filtered off by the filter 40 and adheres to and accumulates on the surface of the filter 40, and a part of the dust entangles and is stored in the coarse dust deposited on the bottom of the dust collection box 31.
  • the dust collection lid 33 has a cylindrical shape, and is mounted on the upper part of the dust collection box 31 in a state in which air tightness is maintained.
  • the dust collecting lid 33 accommodates therein a dust removing unit 45 for removing dust attached to the filter 40 by vibration. Also, the electrical components are housed in the inner lid 46.
  • the electrical components include a printed circuit board, a power supply terminal, a charging component, a motor driver element, an on / off switch, and the like. Electricity is stored in the charging component from the cleaner body 1 through the power supply terminal.
  • the dust removing unit 45 is driven by the power from the charging component.
  • the drive control of the dust removal unit 45 is driven by one of an instruction from a microcomputer (not shown) in the cleaner main body 1 and an instruction from an on / off switch (not shown) of the dust collection lid 33.
  • the dust removal unit 45 operates even in a state in which the power outlet (not shown) is removed or in a state in which the dust collection case 5 is removed from the cleaner body 1 by the function of the charging parts.
  • FIG. 4A, FIG. 4B and FIG. 4C the structure of the filter 40 and the dust removal part 45 is demonstrated in detail.
  • a dust removing unit 45 is disposed on the downstream side (upper part) of the disk-shaped filter 40 in parallel with the filter 40.
  • a cylindrical frame 51 is formed by folding a membrane 50 formed by laminating a PTFE (PolyTetraFluoroEthylene) membrane excellent in dust removing property on a non-woven fabric so as to form a corrugated fold. Is integrally molded with resin inside.
  • PTFE PolyTetraFluoroEthylene
  • the dust removing unit 45 includes a drive unit 54, a dust removing unit 55, a rail 61, and an elastic unit 56.
  • the drive unit 54 has an electric motor 52 and a regulation unit 53.
  • the restriction unit 53 converts the rotation of the electric motor 52 into reciprocating linear drive.
  • the restricting portion 53 has an eccentric cam 62, a mover 63, a guide pin 64 and a guide hole 65.
  • the dust remover 55 has a bone portion 57, a claw portion 58, a groove portion 59 and a guide blade portion 60.
  • the dust remover 55 is disposed such that its longitudinal direction is orthogonal to the ridge line direction of the filter 40.
  • the elastic portion 56 transmits the reciprocating drive of the drive portion 54 to the dust remover 55 via the two compression springs (elastic bodies).
  • a plurality of claws 58 disposed between valleys of the folds of the filter 40 are disposed below the square rod-like bones 57 disposed in the driving direction of the drive unit 54 (see FIG. 4B).
  • the dust remover 55 has a groove 59 formed in the longitudinal direction at the upper center thereof, and has guide vanes 60 before and after the bone 57. Then, the guide vanes 60 are slidably fitted in the rails 61 disposed on both sides of the bone portion 57, whereby the dust remover 55 becomes movable along the rails 61.
  • the rails 61 are supported by the inner lid 46 shown in FIG. 2, and both ends thereof also have a function of pressing and fixing the frame 51 of the filter 40 from above. Further, the support portion of the electric motor 52 is also supported by the inner lid 46 in the same manner as the rail 61.
  • the restricting portion 53 has an eccentric cam 62 fixed at the axial center of the electric motor 52, and a mover 63 which is in contact with the eccentric cam 62 and converts rotation into reciprocating drive.
  • the movable element 63 is a guide hole in which one end of the lower portion is slidably disposed in the groove 59 of the dust remover 55 and guide pins 64 disposed in the back and forth movable direction are formed at both ends of the groove 59 of the dust remover 55 It is slidably fitted in the reference numeral 65.
  • the two compression springs which are elastic members of the elastic portion 56, are metal compression coil springs, which are disposed in the groove 59 and bias the mover 63 in a sandwiching manner.
  • the elastic portion 56 expands and contracts when the mover 63 is driven in the groove 59, and the movement is transmitted to the dust remover 55 through the compression spring.
  • the difference between the set length and the compression length of the compression spring, that is, the allowable deformation amount of the spring is desirably set larger than the reciprocating stroke of the mover 63. This is to prevent the electric motor 52 from locking and damage to the motor winding when the dust remover 55 does not move due to any failure.
  • the filter 40 can be vibrated efficiently.
  • a gap C is formed between the claw portion 58 of the dust remover 55 and the film body 50 of the filter 40.
  • FIG. 5 is a view for explaining the gap C between the claw portion 58 of the dust remover 55 and the film body 50 of the filter 40 of the vacuum cleaner 49 according to the first embodiment of the present invention.
  • the gap C corresponds to the center of the valley of the pleat of the filter 40 and the center of the claw 58
  • the surface of the filter 40 and the claw 58 of the dust remover 55 It is a gap on one side of the tip.
  • the clearance C is a condition for the dust remover 55 to move freely and the filter 40 not to prevent the dust remover 55 from resonating.
  • about 80% (e.g., 0.8 mm) of 1/2 of the reciprocating stroke of the mover 63 is set as the gap C.
  • the gap C not only improves the resonance condition of the dust remover 55, but also the inertial force of the dust remover 55 generated by the gap C acts on the film body 50 when the claw portion 58 contacts the film body 50. Therefore, since strong vibration is generated in the filter 40, the dust removal performance can be further enhanced.
  • FIG. 6 is a characteristic diagram showing the time change of the stroke of the drive unit 54 and the dust remover 55 of the vacuum cleaner 49 in the first embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is the dust remover of the same vacuum cleaner 49. It is a figure which shows the vibration characteristic of 55.
  • FIG. 6 is a characteristic diagram showing the time change of the stroke of the drive unit 54 and the dust remover 55 of the vacuum cleaner 49 in the first embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is the dust remover of the same vacuum cleaner 49. It is a figure which shows the vibration characteristic of 55.
  • the stroke 70 of the reciprocating drive of the mover 63 of the drive unit 54 has an amplitude (2 mm) twice the eccentricity amount (1 mm in this embodiment) of the electric motor 52 and the eccentric cam 62. It changes sinusoidally in). The cycle coincides with the rotation cycle of the electric motor 52.
  • the stroke 71 of the operation of the dust remover 55 has the same cycle as the cycle of the stroke 70 of the mover 63 of the drive unit 54.
  • the compression spring expands and contracts to drive the dust remover 55, so that the phase shifts accordingly.
  • the resonance condition is satisfied, and as shown in FIG. 7, by driving at a frequency close to the resonance frequency 72, the amplitude of the stroke of the dust remover 55 is increased. Therefore, the operating frequency of the drive unit 54 is set to a resonance frequency region 73 in which the amplitude of the stroke 71 of the dust remover 55 is larger than the amplitude of the stroke 70 of the drive unit 54.
  • the resonant frequency 72 is determined by the mass of the vibrating body and the stiffness of the spring supporting the vibrating body. As the mass increases, the resonant frequency 72 decreases, and as the stiffness of the spring increases, the resonant frequency 72 increases. Therefore, the resonant frequency 72 is determined by the weight of the dust remover 55 and the spring constant of the compression spring. However, the resonance frequency 72 changes due to factors affecting the resonance, such as the gap C between the filter 40 and the dust remover 55, the rigidity of the filter 40, the sliding resistance of the dust remover 55, and the like. For this reason, in setting the frequency, it is desirable to adjust by measurement.
  • the amplitude of the reciprocating drive of the dust remover 55 is increased by the resonance action generated by the compression spring of the elastic portion 56 to vibrate the filter 40.
  • the dust removing action of the dust remover 55 on the filter 40 is increased, and efficient dust removal is possible.
  • the vacuum cleaner 49 which removes the dust adhering to the filter 40 in low noise and efficiently can be provided.
  • the vacuum cleaner of this invention is not limited to the pleat filter which mentioned the kind of the filter 40 above.
  • a flat filter can be used, and the same effect as in the case of using a pleated filter can be obtained as long as the vibration of the dust remover 55 is transmitted.
  • a metal compression spring is used as an elastic body of the elastic portion 56
  • a resin spring may be used, and a bellows or a piston or a cylinder filled with gas may be used. It is also possible to use air springs such as etc.
  • the configuration of the restricting portion 53 an example has been shown in which the configuration in which the rotation of the electric motor 52 is converted into reciprocating drive by the mover 63 inscribed in the eccentric cam 62 is shown.
  • the configuration of the regulation part of the vacuum cleaner of the present invention is not limited to this example.
  • the rotation of the electric motor 52 may be converted into reciprocating drive by the crankshaft and the connecting rod, and the mover 63 may be moved.
  • the elastic portion 56 includes, as an elastic body, a compression spring which can expand and contract in substantially the same direction as the driving direction of the driving portion 54, and the power of the driving portion 54 is obtained via the compression spring. It is transmitted to the dust remover 55.
  • the spring load and the spring constant of the elastic portion 56 can be set arbitrarily. For this reason, since the resonant frequency 72 can also be set arbitrarily, the freedom degree of design of the drive part 54 or the dust remover 55 increases.
  • the compression spring itself has little variation in spring constant and is unlikely to change with age, so it is highly reliable and has high stability.
  • the amplitude of the dust remover 55 is stable with respect to the vibration frequency of the drive unit 54, and dust removal performance can be stably obtained at a high level.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the filter 40 and the dust remover 96 in the vacuum cleaner according to the second embodiment of the present invention.
  • the same parts as the parts described in the first embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the structure of the whole vacuum cleaner in this Embodiment is the same as that of the structure of the vacuum cleaner 49 shown to FIG. 1 and FIG.
  • the dust removing portion 96 of the present embodiment differs from the dust removing portion 45 of the first embodiment in that a rubber member disposed in a gap in the groove 59 as an elastic body of the elastic portion 80. Is the point used.
  • the elastic body of the elastic portion 80 is a two rubber rectangular parallelepiped, and is disposed in the groove portion 59 so as to sandwich the mover 63.
  • the rubber member expands and contracts, and the movement is transmitted to the dust remover 55 through the elastic portion 80.
  • a polymer material such as a rubber member has both of a spring property and a damper property for damping vibration. Therefore, when the elastic body of the elastic portion 80 is made of rubber, the peak of the amplitude at the resonance frequency 72 becomes gentle as compared with the case where a compression spring is used as the elastic body as shown in FIG. Therefore, although the peak of the amplitude is reduced as compared with the case of using a spring, the resonant frequency region 73 is expanded, so that the frequency setting range is expanded and the design freedom is increased. In addition, since the rubber itself expands and contracts, it can be arranged in a narrow gap, and the degree of freedom in arrangement is increased.
  • the mover 63 may be disposed at the center of a single elastic part 80.
  • the elastic body of the elastic portion 80 is made of a flexible material such as rubber or elastomer from the viewpoint of easiness of manufacture and long life of the filter 40, and the space between the drive portion 54 and the dust collector 55 is flexible.
  • the materials are provided.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of the filter 40 and the dust removing unit 97 of the vacuum cleaner according to the third embodiment of the present invention
  • FIG. 10 shows the configuration of the dust remover 85 of the vacuum cleaner. It is a perspective view.
  • the same parts as the parts described in the first embodiment are assigned the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted.
  • the structure of the whole vacuum cleaner in this Embodiment is the same as that of the structure of the vacuum cleaner 49 shown to FIG. 1 and FIG.
  • the dust removing unit 97 of this embodiment is different from the dust removing unit 45 of the first embodiment in the dust removing unit 85, the elastic unit 86, the mover 87, and the restriction
  • a part of the part (the part excluding the eccentric cam 62) is a point integrally formed of the same material.
  • the mover 87 is formed in a T-shape, and the eccentric cam 62 is inscribed in a gap in the center to convert the rotation of the eccentric cam 62 into a reciprocating drive. Both end portions of the T-shape are supported by two plate spring portions 88.
  • the plate spring portion 88 is supported at its lower end by the bone portion 57 and disposed in the vertical direction.
  • the plate spring portion 88 supports the mover 87 at its upper end, and is arranged such that the mover 87 can move in the same direction as the dust collector 85 operates.
  • the plate spring portion 88 is integrally formed with the dust remover 85, and reduces the stress on the plate spring portion 88 at the time of movement by reducing the thickness (for example, a thickness of 0.3 mm). The presence of the plate spring portion 88 makes it possible to suppress the movement of the dust remover 85 in the vertical direction.
  • the mechanism (except for the eccentric cam 62) of the restricting portion for converting the rotation of the eccentric cam 62 into the reciprocating drive is also integrally formed of the same material as the dust remover 85.
  • the elastic portion 86 is configured in a meandering manner.
  • the elastic portions 86 are springy when displaced, and are disposed at two positions on both sides of the movable element 87 in the moving direction.
  • One end of the elastic portion 86 is connected to the mover 87, and the other end is connected to the upper portion of the bone portion 57.
  • the elastic portion 86 expands and contracts, and the movement is transmitted to the bone portion 57 via the elastic portion 86.
  • the dust remover 85 by integrally forming the dust remover 85, the elastic portion 86, and the mover 87, the number of parts can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced (parts cost reduction, assembly work reduction). Can reduce the occurrence of defective products).
  • the parts are integrally formed, there is no wear or noise between the parts, and the positional accuracy can be improved.
  • FIG. 11 is a perspective view showing the configuration of the filter 90 and the dust removing unit 110 of the vacuum cleaner according to the fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 12A is a view of the filter 90 and the dust removing unit 110 of the vacuum cleaner
  • 12B is a cross-sectional view showing the configuration of the filter 90 and the dust removing unit 110 of the vacuum cleaner
  • FIG. 12C shows the configuration of the filter 90 and the dust removing unit 110 of the vacuum cleaner. It is a sectional view showing.
  • the same parts as the parts described in the first embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the structure of the whole vacuum cleaner in this Embodiment is the same as that of the structure of the vacuum cleaner 49 shown to FIG. 1 and FIG.
  • the difference from the first embodiment is that the film body 91 of the filter 90 is not a parallel fold but an end of the fold is spread like a disk. And the point where the dust remover 92 is configured in a circular shape in accordance with the configuration of the fold of the membrane body 91. The details will be described below.
  • one end of a fold is spread in a disk shape, and the membrane body 91 in which ridge lines of the fold are radially configured is integrally made of resin so as to be sandwiched between the cylindrical outer frame 93 and the inner frame 94. It is molded. At the center of the inner frame 94, a bearing hole 95 is provided.
  • a shaft portion 106 fitted in the bearing hole 95 is disposed at the center, and a circular bone portion 107 centering on the shaft portion 106 is configured. Then, below the circular bone portion 107, a plurality of claw portions 98 disposed in the valleys of the respective folds of the filter 90 are radially arranged. That is, the claw portion 98 is configured to be rotatable in an arc shape around the shaft portion 106. Moreover, the groove part 99 is provided in the tangent direction of the circle
  • the restricting portion 100 includes an eccentric cam 62 fixed at the axial center of the electric motor 52, and a mover 101 which is in contact with the eccentric cam 62 and converts rotation into reciprocating drive.
  • the mover 101 is configured such that one end of the lower portion is disposed in the groove 99 of the dust remover 92 so that the drive direction of the mover 101 coincides with the tangential direction of the circle of the bone 107.
  • the mover 101 is slidably supported by the guide 102 in the horizontal direction in the drive direction.
  • the mover 101 is restricted so that the reciprocating drive becomes linear.
  • the guide 102 also supports the electric motor 52 and is supported by the inner lid 46 shown in FIG.
  • the elastic portion 103 includes, as an elastic body, a rectangular parallelepiped made of rubber.
  • the elastic portion 103 is disposed in the groove 99 and has a hole at the upper center. One end of the lower part of the mover 101 is inserted into this hole. Accordingly, when the mover 101 is driven in the groove 99, the elastic portion 103 expands and contracts, and the movement is transmitted to the dust remover 92.
  • a clearance C is formed between the claw portion 98 of the dust remover 92 and the film body 91 of the filter 90.
  • the clearance C is an important condition for the dust remover 92 to move freely and the filter 90 not to interfere with the resonance of the dust remover 92.
  • about 80% (e.g., 0.8 mm) of 1/2 of the reciprocating stroke of the mover 101 is set as the gap C.
  • This gap C is 20% to 150% (10% to 75% of the reciprocating stroke of the movable element 101) to 1/2 of the reciprocating stroke of the movable element 101 (amount of eccentricity between the electric motor 52 and the eccentric cam 62).
  • the dust remover 92 resonates, and the dust removal effect of the filter 90 can be enhanced.
  • the gap C not only improves the resonance condition of the dust remover 92, but when the claw portion 98 contacts the film body 91, the inertial force of the dust remover 92 generated by the gap C acts on the film body 91. Therefore, since strong vibration is generated in the filter 90, the dust removal performance can be further enhanced.
  • the reciprocation vibration of the mover 101 is removed through the elastic portion 103.
  • What can be transmitted to 92 is similar to the other embodiments. Therefore, the resonance condition is satisfied in the dust remover 92. Therefore, the amplitude of the dust remover 92 can be increased by the resonance action, and the dust removal effect on the filter 90 can be improved.
  • the drive of the drive unit is transmitted to the dust remover through the elastic unit.
  • the resonance condition mainly consists of the spring constant of the elastic portion and the weight of the dust remover, and the amplitude of the dust remover can be increased by bringing the frequency of the drive portion closer to this resonance frequency. Therefore, the filter provided in the vicinity of the dust collector vibrates largely, and dust can be efficiently removed.
  • the reciprocating drive of the drive unit is transmitted to the dust collector via the elastic body, no collision noise is generated between the drive unit and the dust collector. Therefore, the vacuum cleaner which removes the dust adhering to the filter with low noise and with high efficiency can be provided.
  • the clearance C is provided between the dust collector and the filter, and the clearance C is set to a predetermined range with respect to 1/2 of the reciprocating drive amplitude of the drive unit.
  • the filter damps the resonant operation of the dust remover, and by providing the gap C, the effect of the dust remover on the resonant operation can be reduced.
  • the drive unit includes a motor that is electrically rotated, and a regulation unit that converts the rotation of the motor to reciprocating linear drive. It is preferable to make the allowable deformation amount of the elastic portion caused by the drive deviation between the portion and the dust collector larger than the reciprocation driving amount of the regulating portion.
  • the allowable deformation amount of the elastic portion is larger than the reciprocation driving amount of the conversion portion, so that the motor can rotate without locking even if the dust remover does not move, for example. It can prevent.
  • dust attached to the filter can be removed with low noise and with high efficiency by using the resonance action. Therefore, a vacuum cleaner or the like provided with a filter for filtering dust Useful as.

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Abstract

　電気掃除機であって、電動送風機と、電動送風機によって吸引される塵埃を補足するフィルタ（４０）と、フィルタ（４０）に付着した塵埃を除去する除塵部（４５）とを備えている。除塵部（４５）は、直線駆動するための規制部（５３）を有し、往復駆動する駆動部（５４）と、フィルタ（４０）に近接して配置され、駆動部（５４）の往復駆動の方向と、実質的に同方向に可動する除塵子（５５）と、駆動部（５４）の往復駆動を、弾性体を介して前記除塵子に伝達する弾性部（５６）とを有している。除塵子（５５）の往復駆動の振幅を、弾性部（５６）によって生じる共振作用により増大させて、フィルタ（４０）を振動させる。

Description

電気掃除機
　本発明は、塵埃を濾過するフィルタを備えた電気掃除機に関する。
　従来から、電気掃除機の分野における、フィルタの目詰まりを防止する手段として、フィルタに振動を与えて除塵する方法が提案されている。例えば、断面が波形状に折り曲げられ、複数のひだが形成されたフィルタにおいて、それぞれのひだに嵌め込まれた複数の爪部を振動させる除塵部を備えた掃除機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　図１３は、従来の電気掃除機１０００の概略構成を示す模式図である。図１４は、従来の電気掃除機１０００における、フィルタ装置１１１１の構成を示す斜視図である。
　図１３および図１４に示すように、電気掃除機１０００は、電動送風機１１１０によって吸引される塵埃を補足するフィルタ装置１１１１と、フィルタ装置１１１１を振動させるバイブレータ１１１２とを備えている。電動送風機１１１０の駆動前または駆動後に、バイブレータ１１１２によってフィルタ装置１１１１を振動させて、フィルタ装置１１１１に捕捉された塵埃を除去する。
　フィルタ装置１１１１は、矩形の枠フレーム１１１３と、シート体１１１６と、振動伝達部材１１１７とを有している。シート体１１１６は、枠フレーム１１１３に内設され、波状に折り曲げられることにより、複数の凸部１１１４および凹部１１１５が形成されている。振動伝達部材１１１７は、シート体１１１６にバイブレータ１１１２の振動を伝達する。
　バイブレータ１１１２は、内部に振動モータを有し、フィルタ装置１１１１に並設されている。
　振動伝達部材１１１７は、シート体１１１６の複数の凹部１１１５それぞれに嵌め込まれた複数の爪部１１１８と、バイブレータ１１１２からの振動を直接受けとる伝達突部１１１９とを備えている。
　バイブレータ１１１２の振動は、伝達突部１１１９から振動伝達部材１１１７に伝わり、この振動は爪部１１１８からシート体１１１６に伝わる。これにより、シート体１１１６に捕捉された塵埃を除去できる。
　しかしながら、このような従来の電気掃除機１０００においては、除塵性能の高効率化と低騒音化の観点において、改善の余地がある。
　すなわち、前述したように、従来の電気掃除機１０００においては、バイブレータ１１１２は、フィルタ装置１１１１と並設して配置されている。このため、バイブレータ１１１２の振動は、伝達突部１１１９を振動させると同時に、フィルタ装置１１１１全体を振動させてしまう。したがって、バイブレータ１１１２の振動エネルギーは、フィルタ装置１１１１だけでなく、ひいてはフィルタ装置１１１１を支える電気掃除機１０００全体に拡散してしまう。
　また、前述したように、バイブレータ１１１２からの振動は、振動伝達部材１１１７の伝達突部１１１９に伝わり、爪部１１１８を振動させて、シート体１１１６に伝わる。このため、バイブレータ１１１２の振動がシート体１１１６に伝わるまでの伝達ロスが大きく、振動が減衰してしまう。
　そのため、シート体１１１６を振動させて充分な除塵性能を得るためには、振動発生源の出力を上げる必要があり、バイブレータ１１１２の大型化が避けられない。
　さらに、バイブレータ１１１２の振動を、振動伝達部材１１１７の伝達突部１１１９が直接受けるため、衝突音が発生して騒音が発生する。
特開２００４－１２１６２１号公報
　本発明は、フィルタに付着した塵埃を低騒音でかつ高効率に除去する電気掃除機を提供するものである。
　本発明の電気掃除機は、電動送風機と、電動送風機によって吸引される塵埃を補足するフィルタと、フィルタに付着した塵埃を除去する除塵部とを備えている。除塵部は、直線駆動するための規制部を有し、往復駆動する駆動部と、フィルタに近接して配置され、駆動部の往復駆動の方向と、実質的に同方向に可動する除塵子と、駆動部の往復駆動を、弾性体を介して除塵子に伝達する弾性部とを有している。除塵子の往復駆動の振幅を、弾性部によって生じる共振作用により増大させてフィルタを振動させる。
図１は、本発明の第１の実施の形態における電気掃除機の外観を示す側面図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態における電気掃除機の本体要部の構成を示す断面図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態における電気掃除機のフィルタおよび除塵部の構成を示す斜視図である。 図４Ａは、本発明の第１の実施の形態における電気掃除機のフィルタおよび除塵部の構成を示す平面図である。 図４Ｂは、本発明の第１の実施の形態における電気掃除機のフィルタおよび除塵部の構成を示す断面図である。 図４Ｃは、本発明の第１の実施の形態における電気掃除機のフィルタおよび除塵部の構成を示す断面図である。 図５は、本発明の第１の実施の形態における電気掃除機の、除塵子の爪部と、フィルタの膜体との隙間Ｃについて説明するための図である。 図６は、本発明の第１の実施の形態における電気掃除機の駆動部および除塵子のストロークの時間変化を示す特性図である。 図７は、本発明の第１の実施の形態における電気掃除機の除塵子の振動特性を示す図である。 図８は、本発明の第２の実施の形態に係る電気掃除機におけるフィルタおよび除塵部の構成を示す部分断面図である。 図９は、本発明の第３の実施の形態に係る電気掃除機のフィルタおよび除塵部の構成を示す断面図である。 図１０は、本発明の第３の実施の形態に係る電気掃除機の除塵子の構成を示す斜視図である。 図１１は、本発明の第４の実施の形態に係る電気掃除機のフィルタおよび除塵部の構成を示す斜視図である。 図１２Ａは、本発明の第４の実施の形態に係る電気掃除機のフィルタおよび除塵部の構成を示す正面図である。 図１２Ｂは、本発明の第４の実施の形態に係る電気掃除機のフィルタおよび除塵部の構成を示す断面図である。 図１２Ｃは、本発明の第４の実施の形態に係る電気掃除機のフィルタおよび除塵部の構成を示す断面図である。 図１３は、従来の電気掃除機の概略構成を示す模式図である。 図１４は、従来の電気掃除機における、フィルタ装置の構成を示す斜視図である。
　以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一の部分、または、相当する部分には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する場合がある。
　（第１の実施の形態）
　図１は、本発明の第１の実施の形態における、電気掃除機４９の外観を示す側面図である。図２は、同電気掃除機４９の本体要部の構成を示す断面図である。図３は、同電気掃除機４９のフィルタ４０および除塵部４５の構成を示す斜視図である。図４Ａは、同電気掃除機４９のフィルタ４０および除塵部４５の構成を示す平面図である。図４Ｂは、同電気掃除機４９のフィルタ４０および除塵部４５の構成を示す断面図である。図４Ｃは、同電気掃除機４９のフィルタ４０および除塵部４５の構成を示す断面図である。
　図１に示すように、電気掃除機４９の掃除機本体１の外部には、車輪３およびキャスター４が取り付けられており、掃除機本体１は床面を自在に移動できる。集塵ケース５設置部分の下方に設けられた吸引口６には、吸引ホース７、および延長管８が順次接続されており、延長管８の先端には、吸込具９が取り付けられている。
　図２に示すように、掃除機本体１内には、電動送風機２１が内蔵されている。電動送風機２１の上流側には、通気口２２を有する隔壁２６を介して、集塵ケース５が、掃除機本体１に対して着脱自在に配置されている。電動送風機２１を運転することにより、掃除機本体１内に、家屋の床面上の塵埃を吸引することができる。集塵ケース５は、吸引した塵埃を含む空気を導入し、塵埃を遠心分離して堆積し、かつ微細な塵埃を濾過する。濾過された空気は、電動送風機２１下流の排気出口（図示せず）から排気される（サイクロン型掃除機）。
　集塵ケース５は、吸気口３０を有し、下部側に配置される中空円筒形状の集塵ボックス３１と、排気口３２を有し、上部側に配置される集塵蓋３３とを備えている。集塵ケース５は、掃除機本体１に装着された状態において、吸気口３０と掃除機本体１の吸引口６とが連通し、排気口３２と掃除機本体１の通気口２２とが連通するように構成されている。
　集塵ボックス３１は、その内部に、径の異なる中空円筒および中空円錐を多段に重ねた形状の中ケース３４を有している。中ケース３４は、上から順に、フィルタ収容ケース３５、傾斜筒Ａ３６、一次フィルタ３７、傾斜筒Ｂ３８、および細塵筒３９が連続して接続されて、構成されている。
　フィルタ収容ケース３５は、中空円筒状であり、内部にフィルタ４０を納め、外周が集塵ボックス３１内面の上端部に沿うように収められている。フィルタ収容ケース３５の外面と集塵ボックス３１の内面とは、シール部材（図示せず）で隙間を塞ぐように構成されている。
　傾斜筒Ａ３６は、中空円錐状であり、フィルタ４０に捕捉された塵埃を除去する際、フィルタ４０から落下する塵埃を、一次フィルタ３７、傾斜筒Ｂ３８および細塵筒３９へと導くための斜面を内部に有している。
　一次フィルタ３７は、全面に微小な貫通孔を有する円筒形状であり、円筒外周から円筒内部へ空気を通過させることにより、吸引気流中の塵埃から綿埃、毛髪等の、比較的サイズの大きい塵埃（粗塵）を濾し取る。
　傾斜筒Ｂ３８は、傾斜筒Ａ３６と同様に中空円錐状であり、フィルタ４０から落下する塵埃を、細塵筒３９へと導くための斜面を内部に有している。
　そして、細塵筒３９は、中空円筒形状であり、傾斜筒Ｂ３８から導かれた塵埃を内部に溜め置くものである。集塵ボックス３１の底内面には、細塵筒３９の底面との間をシールするパッキン４１が設けられている。
　吸気口３０は、吸引気流が集塵ボックス３１内面の接線方向に流れるように開口している。吸引気流は、傾斜筒Ａ３６、一次フィルタ３７、傾斜筒Ｂ３８および細塵筒３９それぞれの外面と、集塵ボックス３１内面との隙間で構成される流路を旋廻する。吸引気流は、最終的には、一次フィルタ３７で円筒内部に吸引されて、フィルタ４０方向へと流れる。
　吸気口３０から集塵ボックス３１に流入する吸引気流中の塵埃は、遠心力によって集塵ボックス３１の内面に押付けられるように旋廻しながら、集塵ボックス３１の下部へと移動して、集塵ボックス３１の底部に集積される。一次フィルタ３７の下部には、集積された塵埃が舞い上がらないように、庇部４２が設けられている。すなわち、この庇部４２よりも下部が塵埃の集積部であり、庇部４２よりも上部が遠心分離部となる。
　集塵ボックス３１の底部には、開閉自在の底蓋４３が装着されている。集塵ボックス３１に溜まった塵埃を廃棄する場合、この底蓋４３を開放することにより、簡単に塵埃を捨てることができる。また、細塵筒３９も底部が開放されるので、細塵筒３９の中に溜まった塵埃も同時に廃棄することができる。
　遠心分離されにくい、粒子径の細かい砂塵、花粉、またはダニ糞等の塵埃（細塵）の大半は、気流とともに一次フィルタ３７を通過してフィルタ４０へ流れる。このような塵埃（細塵）は、フィルタ４０で濾し取られてフィルタ４０の表面に付着して堆積するとともに、一部は、集塵ボックス３１底部に堆積された粗塵に絡んで貯留する。
　集塵蓋３３は円筒形状であり、集塵ボックス３１の上部に、気密を保った状態で装着されている。集塵蓋３３は、その内部に、振動によってフィルタ４０に付着した塵埃を除去する除塵部４５を収容している。また、電装部品は内蓋４６内に収められている。
　電装部品は、プリント基板、給電端子、充電部品、モータドライバ素子、および、オンオフスイッチ等を含む。掃除機本体１から、給電端子を経て、充電部品に電気が蓄えられる。除塵部４５は、充電部品からの電力により駆動される。除塵部４５の駆動制御は、掃除機本体１内のマイコン（図示せず）からの指示、および、集塵蓋３３のオンオフスイッチ（図示せず）からの指示の何れか一方により駆動する。
　このように、除塵部４５は、充電部品の働きにより、電源コンセント（図示せず）を抜いた状態や、集塵ケース５を掃除機本体１から外した状態でも動作する。
　次に、図３、図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃに基づいて、フィルタ４０および除塵部４５の構成について詳細に説明する。
　円盤状のフィルタ４０の下流側（上部）に、フィルタ４０と平行に、除塵部４５が配置されている。
　フィルタ４０としては、不織布、パルプ、ガラス繊維、または、ＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ　Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ａｉｒ）フィルタ等を用いることができる。本実施の形態では、塵離れ性に優れた、ＰＴＦＥ（PｏｌｙTｅｔｒａFｌｕｏｒｏEｔｈｙｌｅｎｅ）膜を不織布に積層した濾膜を、波状にひだを構成するように折って形成した膜体５０を、円筒状の枠体５１の内側に樹脂で一体成型している。
　除塵部４５は、駆動部５４、除塵子５５、レール６１および弾性部５６を有している。駆動部５４は、電動モータ５２および規制部５３を有している。規制部５３は、電動モータ５２の回転を往復直線駆動に変換する。規制部５３は、偏芯カム６２、可動子６３、ガイドピン６４およびガイド穴６５を有している。除塵子５５は、骨部５７、爪部５８、溝部５９およびガイド羽根部６０を有している。
　除塵子５５は、その長手方向が、フィルタ４０の、ひだの稜線方向と直交するように配置されている。弾性部５６は、駆動部５４の往復駆動を２本の圧縮バネ（弾性体）を介して除塵子５５に伝達する。
　駆動部５４の駆動方向に向けて配置した角棒状の骨部５７の下方には、フィルタ４０の各ひだの谷間に配置する複数の爪部５８が配置されている（図４Ｂ参照）。除塵子５５は、その上部中央に、長手方向に構成された溝部５９を有し、骨部５７の前後にはガイド羽根部６０を有している。そして、骨部５７の両側に配置したレール６１に、ガイド羽根部６０を摺動自在に嵌め込むことによって、レール６１に沿って、除塵子５５が可動自在となる。
　レール６１は、図２に示した内蓋４６に支持されており、その両端がフィルタ４０の枠体５１を上から押さえて固定する役目も有している。また、電動モータ５２の支持部も、レール６１と同様に、内蓋４６によって支持されている。
　規制部５３は、電動モータ５２の軸心に固設した偏芯カム６２と、偏芯カム６２に内接して回転を往復駆動に変換する可動子６３とを有している。可動子６３は、下部の一端を除塵子５５の溝部５９内に摺動自在に配置して、前後可動方向に配置されたガイドピン６４を、除塵子５５の溝部５９両端部に構成したガイド穴６５に摺動自在に嵌め込んだものである。
　弾性部５６の弾性体である二本の圧縮バネは、金属製の圧縮コイルバネであり、溝部５９内に設置され、可動子６３を挟むように付勢している。弾性部５６は、可動子６３が溝部５９内で駆動される際に伸縮し、圧縮バネを介して除塵子５５に動きが伝達される。
　圧縮バネのセット長と圧縮長との差、すなわちバネの許容変形量は、可動子６３の往復ストロークよりも大きく設定することが望ましい。これは、除塵子５５が何らかの障害で動かなくなった場合に、電動モータ５２がロックしてモータ巻線が損傷することを防止するためである。
　以上の構成において、電動モータ５２を運転すると、偏芯カム６２が回転する。これにより、電動モータ５２と偏芯カム６２との偏芯量（例えば１ｍｍ）の倍のストローク（例えば２ｍｍ）で、可動子６３が溝部５９に沿って往復駆動される。この可動子６３の動作に伴い、圧縮バネが伸縮して、除塵子５５に対する二本の圧縮バネの付勢力に差が生じ、除塵子５５がレール６１に沿って駆動される。そして、除塵子５５の爪部５８が、フィルタ４０のひだの側面に接触して、ひだを振動させる。
　この時、除塵子５５と可動子６３とは同一の直線方向に移動し、圧縮バネも同一方向に伸縮するので、駆動の方向が一致し、伝達ロスが少ない。また、爪部５８の駆動方向が、フィルタ４０のひだに直交するように配置されているので、フィルタ４０を効率よく振動させることができる。
　除塵子５５の爪部５８と、フィルタ４０の膜体５０との間には、隙間Ｃが形成されている。
　図５は、本発明の第１の実施の形態における電気掃除機４９の、除塵子５５の爪部５８と、フィルタ４０の膜体５０との隙間Ｃについて説明するための図である。図５に示したように、隙間Ｃは、フィルタ４０のプリーツの谷部の中心と、爪部５８の中心とを一致させた場合に、フィルタ４０表面と除塵子５５の爪部５８との、先端における片側の隙間のことである。この隙間Ｃは、除塵子５５が自由に可動して、フィルタ４０が除塵子５５の共振を妨げないための条件となる。本実施の形態では、可動子６３の往復ストロークの１／２の約８０％（例えば０．８ｍｍ）を隙間Ｃとして設定している。この隙間Ｃを、可動子６３の往復ストロークの１／２（電動モータ５２と偏芯カム６２との偏芯量）の２０％～１５０％（可動子６３の往復ストロークの１０％～７５％）とすることにより、除塵子５５が共振して、フィルタ４０の除塵効果を高めることができる。なお、さらに効果を上げるには、可動子６３の往復ストロークの１／２（電動モータ５２と偏芯カム６２との偏芯量）の５０％～１２０％（可動子６３の往復ストロークの２５％～６０％）とするとすることが望ましい。
　この隙間Ｃは、除塵子５５の共振条件を良くするだけでなく、爪部５８が膜体５０に接触する際に、この隙間Ｃによって生じる除塵子５５の慣性力が膜体５０に作用する。よって、フィルタ４０に強い振動を発生させるので、除塵性能をより高めることができる。
　次に、図６および図７を用いて、除塵動作について説明する。図６は、本発明の第１の実施の形態における電気掃除機４９の駆動部５４および除塵子５５のストロークの時間変化を示す特性図であり、図７は、同電気掃除機４９の除塵子５５の振動特性を示す図である。
　図６に示すように、駆動部５４の可動子６３の往復駆動のストローク７０は、電動モータ５２と偏芯カム６２との偏芯量（本実施の形態では１ｍｍ）の２倍の振幅（２ｍｍ）で正弦波状に変化する。周期は電動モータ５２の回転周期と一致する。
　除塵子５５の動作のストローク７１は、その周期が、駆動部５４の可動子６３のストローク７０の周期と同一である。しかしながら、圧縮バネが伸縮して除塵子５５が駆動されるため、その分、位相がずれる。振幅は、圧縮バネを有することにより、共振条件が成り立ち、図７に示すように、共振周波数７２に近い周波数で駆動させることによって除塵子５５のストロークの振幅が増大する。よって、駆動部５４の運転周波数を、除塵子５５のストローク７１の振幅が、駆動部５４のストローク７０の振幅よりも増大する共振周波数領域７３に設定する。
　一般的に、共振周波数７２は、振動体の質量と、振動体を支えているバネの剛性で決まる。質量が大きくなると、共振周波数７２は低下し、バネの剛性が大きくなると、共振周波数７２は上昇する。したがって、除塵子５５の重量と、圧縮バネのバネ定数によって共振周波数７２が決まる。ただし、フィルタ４０と除塵子５５との隙間Ｃや、フィルタ４０の剛性、除塵子５５の摺動抵抗等の、共振への影響因子により共振周波数７２が変化する。このため、周波数の設定にあたっては、実測による調整をすることが望ましい。
　以上のように、本実施の形態においては、除塵子５５の往復駆動の振幅を、弾性部５６の圧縮バネによって生じる共振作用によって増大させて、フィルタ４０を振動させるようにした。これにより、除塵子５５のフィルタ４０への除塵作用が増大し、効率のよい除塵が可能となる。
　また、本実施の形態においては、駆動部５４の往復駆動を、弾性部５６を介して除塵子５５に伝達するので、駆動部５４と除塵子５５との間で衝突音が発生することがない。よって、フィルタ４０に付着した塵埃を低騒音でかつ高効率に除去する電気掃除機４９を提供することができる。
　以上、本実施の形態における電気掃除機４９のフィルタ４０の構成および作用について説明したが、本発明の電気掃除機は、そのフィルタ４０の種類を、上述したプリーツフィルタに限定されるものではない。例えば、平板状のフィルタを用いることもでき、除塵子５５の振動が伝わりさえすれば、プリーツフィルタを用いた場合と同様の効果を得ることができる。
　また、本実施の形態においては、駆動部５４の構成として、電動モータ５２と偏芯カム６２を用いた例を示したが、リニアモータ等の直線往復駆動が可能な手段を用いることも可能である。
　さらに、本実施の形態においては、弾性部５６の弾性体として、金属の圧縮バネを用いた例を示したが、樹脂製のバネを用いることもできるし、ガスを封入したベローズやピストン・シリンダ等のような空気バネを用いることも可能である。
　また、本実施形態においては、規制部５３の構成として、電動モータ５２の回転を、偏芯カム６２に内接する可動子６３により往復駆動に変換する構成を用いた例を示した。しかしながら、本発明の電気掃除機の規制部の構成はこの例に限定されない。例えば、電動モータ５２の回転を、クランクシャフトとコネクティングロッドとにより往復駆動に変換して、可動子６３を動かすようにしてもよい。
　また、本実施の形態においては、弾性部５６が、駆動部５４の駆動方向と実質的に同じ方向に伸縮する圧縮バネを弾性体として有し、駆動部５４の動力を、圧縮バネを介して除塵子５５に伝達している。
　この構成により、弾性部５６のバネ荷重やバネ定数を任意に設定できる。このため、共振周波数７２も任意に設定することができるので、駆動部５４や除塵子５５の設計の自由度が増す。
　さらに、例えばフィルタ４０の、ひだ自体の共振周波数と除塵子５５の周波数とを近接させて、より効率的な除塵が可能になる。
　また圧縮バネ自体は、バネ定数のばらつきが少なく、経年変化もしにくいので信頼性が高く安定性も高まる。このように、除塵子５５の周波数が安定するので、駆動部５４の振動周波数に対して除塵子５５の振幅が安定し、除塵性能を高いレベルで安定に得ることができる。
　（第２の実施の形態）
　次に、本発明の第２の実施の形態に係る電気掃除機における、除塵部９６の構成について、図面を用いて詳細に説明する。図８は、本発明の第２の実施の形態に係る電気掃除機におけるフィルタ４０および除塵部９６の構成を示す部分断面図である。なお、第１の実施の形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付与してその説明を省略する。また、本実施の形態における、電気掃除機全体の構成は、図１および図２に示した電気掃除機４９の構成と同様である。
　図８に示すように、本実施の形態の除塵部９６が、第１の実施の形態の除塵部４５と異なるのは、弾性部８０の弾性体として、溝部５９内の隙間に配置したゴム部材を用いた点である。弾性部８０の弾性体は、二個のゴム製直方体であり、溝部５９内に、可動子６３を挟むように配置されている。これにより、可動子６３が溝部５９内で駆動される際に、ゴム部材が伸縮し、弾性部８０を介して除塵子５５に動きが伝達される。
　ゴム部材等の高分子材料は、バネ性と、振動を減衰するダンパ性との両性質を兼ね備えている。よって、弾性部８０の弾性体をゴム製にすることにより、図７に示したような、弾性体として圧縮バネを用いた場合と比較して、共振周波数７２における振幅のピークが緩やかになる。したがって、バネを用いた場合と比べて、振幅のピークは減少するが、共振周波数領域７３は拡大するので、周波数設定可能範囲が広がり、設計の自由度が増す。また、ゴムは材料自体が伸縮するので、狭い隙間にも配置でき、配置の自由度が増す。
　なお、本実施の形態では、弾性部８０の弾性体の材質として、ゴムを用いた例を示したが、エラストマや発泡樹脂等の柔軟材料を用いることも可能である。また、本実施の形態においては、二つの弾性部８０を用いた例を示したが、単一の弾性部８０の中央に、可動子６３を配置する構成としてもよい。
　本実施の形態においては、作りやすさとフィルタ４０の長寿命の観点から、弾性部８０の弾性体を、ゴム、エラストマ等の柔軟材料により構成し、駆動部５４と除塵子５５との隙間に柔軟材料を配設している。
　（第３の実施の形態）
　次に、本発明の第３の実施の形態に係る電気掃除機における除塵部９７の構成について、図面を用いて詳細に説明する。図９は、本発明の第３の実施の形態に係る電気掃除機のフィルタ４０および除塵部９７の構成を示す断面図であり、図１０は、同電気掃除機の除塵子８５の構成を示す斜視図である。なお、第１の実施の形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付与して、説明を省略する。また、本実施の形態における、電気掃除機全体の構成は、図１および図２に示した電気掃除機４９の構成と同様である。
　図９および図１０に示すように、本実施の形態の除塵部９７が、第１の実施の形態の除塵部４５の構成と異なるのは、除塵子８５、弾性部８６、可動子８７と規制部の一部（偏芯カム６２を除く部分）が、同一材料で一体に構成されている点である。
　可動子８７は、Ｔ字形に構成され、中心部の空隙に偏芯カム６２を内接して、偏芯カム６２の回転を往復駆動に変換している。Ｔ字形の両端部分は、二枚の板バネ部８８によって支えられている。この板バネ部８８は、下端を骨部５７によって支持され、垂直方向に配置されている。板バネ部８８は、上端で可動子８７を支持し、可動子８７が除塵子８５の動作方向と同じ方向に可動となるように配置されている。板バネ部８８は、除塵子８５と一体に構成され、肉厚を薄く（例えば肉厚０．３ｍｍ）することによって、可動時の板バネ部８８への応力を低減させている。板バネ部８８が存在することによって、除塵子８５の垂直方向の動きを抑制することが可能となる。
　このように、偏芯カム６２の回転を往復駆動に変換するための規制部の機構（偏芯カム６２を除く）も、除塵子８５と同一材料で一体に構成されている。
　弾性部８６は、蛇行状に構成されている。弾性部８６は、変位させることによってバネ性を生じ、可動子８７の可動方向の両側の二箇所に配置されている。弾性部８６の一端を可動子８７に接続し、他端を骨部５７の上部に接続する。これにより、可動子８７が往復駆動する際に弾性部８６が伸縮し、弾性部８６を介して骨部５７に動きが伝達される。
　以上述べたように、本実施の形態によれば、除塵子８５、弾性部８６および可動子８７を一体に構成することにより、部品点数が減らせ、製造コスト削減（部品コスト削減、組み立て作業の削減による不良品の発生低減等）が可能となる。また、部品を一体に構成しているので、部品間の磨耗や騒音がなく、位置精度を向上させることができる。
　（第４の実施の形態）
　次に、本発明の第４の実施の形態に係る電気掃除機に用いるフィルタ９０および除塵部１１０について、図面を用いて詳細に説明する。
　図１１は、本発明の第４の実施の形態に係る電気掃除機のフィルタ９０および除塵部１１０の構成を示す斜視図であり、図１２Ａは、同電気掃除機のフィルタ９０および除塵部１１０の構成を示す正面図であり、図１２Ｂは、同電気掃除機のフィルタ９０および除塵部１１０の構成を示す断面図であり、図１２Ｃは、同電気掃除機のフィルタ９０および除塵部１１０の構成を示す断面図である。なお、第１の実施の形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付与してその説明を省略する。また、本実施の形態における、電気掃除機全体の構成は、図１および図２に示した電気掃除機４９の構成と同様である。
　図１１、図１２Ａ～図１２Ｃに示すように、第１の実施の形態と異なるのは、フィルタ９０の膜体９１を、平行のひだ折ではなく、ひだ折の一端を円盤状に広げて構成した点、および、除塵子９２を、膜体９１のひだの構成に合わせて、円状に構成した点にある。以下、その詳細を説明する。
　フィルタ９０は、ひだ折の一端を円盤状に広げ、ひだの稜線を放射状に構成した膜体９１を、円筒状の外枠体９３と内枠体９４との間に挟み込むように樹脂で一体に成型したものである。内枠体９４の中心には、軸受穴９５が設けられている。
　除塵子９２は、中心に軸受穴９５に嵌合させた軸部１０６を配置し、この軸部１０６を中心とした円状の骨部１０７を構成している。そして、その円状の骨部１０７の下方に、フィルタ９０の、各ひだの谷間に配置する複数の爪部９８を放射状に配置している。つまり、軸部１０６を中心として、爪部９８が円弧状に回動自在に構成されている。また、骨部１０７上方の一箇所の、骨部１０７の円の接線方向に、溝部９９を備えている（図１１を参照）。
　規制部１００は、電動モータ５２の軸心に固設した偏芯カム６２と、この偏芯カム６２に内接して、回転を往復駆動に変換する可動子１０１とを備えている。可動子１０１は、下部の一端を除塵子９２の溝部９９内に配置して、可動子１０１の駆動方向と骨部１０７の円の接線方向とが一致するように構成されている。
　可動子１０１は、ガイド１０２により、駆動方向を水平左右方向に摺動支持されている。可動子１０１は、往復駆動が直線状となるような規制を受けている。このガイド１０２は、電動モータ５２も支持し、かつ、図２に示した内蓋４６に支持されている。
　弾性部１０３は、弾性体として、ゴム製の直方体を含む。弾性部１０３は溝部９９内に配置され、中央上方に穴を有している。可動子１０１の下部の一端が、この穴に挿入されている。これにより、可動子１０１が溝部９９内で駆動する際に、弾性部１０３が伸縮して、除塵子９２に動きが伝達される。
　なお、除塵子９２の、爪部９８とフィルタ９０の膜体９１との間には、隙間Ｃが形成されている。この隙間Ｃは、除塵子９２が自由に可動して、フィルタ９０が除塵子９２の共振を妨げないための重要な条件となる。本実施の形態では、可動子１０１の往復ストロークの１／２の約８０％（例えば０．８ｍｍ）を隙間Ｃとして設定している。この隙間Ｃを、可動子１０１の往復ストロークの１／２（電動モータ５２と偏芯カム６２との偏芯量）の２０％～１５０％（可動子１０１の往復ストロークの１０％～７５％）とすることにより、除塵子９２が共振して、フィルタ９０の除塵効果を高めることができる。なお、さらに効果を上げるには、可動子１０１の往復ストロークの１／２（電動モータ５２と偏芯カム６２との偏芯量）の５０％～１２０％（可動子１０１の往復ストロークの２５％～６０％）とするとすることが望ましい。
　この隙間Ｃは、除塵子９２の共振条件を良くするだけでなく、爪部９８が膜体９１に接触する際に、この隙間Ｃによって生じる除塵子９２の慣性力が膜体９１に作用する。よって、フィルタ９０に強い振動を発生させるので、除塵性能をより高めることができる。
　また、本実施の形態においても、電動モータ５２による往復駆動を、弾性部１０３を介して除塵子９２に伝達するので、可動子１０１と除塵子５５との間で衝突音が発生することがない。よって、フィルタ９０に付着した塵埃を低騒音でかつ高効率に除去する電気掃除機を提供することができる。
　以上述べたように、フィルタ９０のひだの稜線方向が放射状であって、除塵子９２の往復振動方向が円弧状であっても、可動子１０１の往復振動を、弾性部１０３を介して除塵子９２に伝達できることは、他の実施の形態と同様である。したがって、除塵子９２に共振条件が成り立つことになる。したがって、共振作用により、除塵子９２の振幅が増大して、フィルタ９０への除塵効果を向上させることができる。
　なお、本実施の形態では、弾性部１０３の材質としてゴムを用いた例を示したが、金属のバネやエラストマ・発泡樹脂等の柔軟材料を用いることも可能である。
　以上述べたように、各実施の形態の電気掃除機においては、駆動部の駆動を弾性部を介して除塵子に伝達する構成としている。これにより、主に弾性部のバネ定数と除塵子の重量とから共振条件が成立ち、この共振周波数に駆動部の周波数を近づけることにより、除塵子の振幅を増加させることができる。したがって、この除塵子に近接して設けたフィルタが大きく振動し、効率的に塵埃を除去することができる。また、駆動部の往復駆動を、弾性体を介して除塵子に伝達するので、駆動部と除塵子との間で衝突音が発生することがない。よって、フィルタに付着した塵埃を、低騒音でかつ高効率に除去する電気掃除機を提供することができる。
　また、各実施の形態の電気掃除機においては、除塵子とフィルタとの間に隙間Ｃを設け、隙間Ｃを、駆動部の往復駆動振幅の１／２に対し、所定の範囲とした。
　この構成とすることにより、フィルタは、除塵子の共振動作に対して減衰作用をするため、隙間Ｃを設けることによって、除塵子の共振動作への影響を少なくできる。
　ただし、除塵子のフィルタへの接触がなくなると除塵作用がなくなるため、除塵子とフィルタとの隙間Ｃには適正な条件が存在する。すなわち、駆動部の往復駆動振幅の１／２の２０％から１５０％の隙間Ｃにすることが必要条件であり、５０％から１２０％が更に好ましい条件となる。これは、フィルタにより除塵子の共振が妨げられることなく、また除塵子がフィルタに接触して除塵効果を上げることができる条件となる。よって、隙間Ｃをこの条件に設定することにより、除塵子に共振が発生して振幅が増大し、フィルタへのインパクトが増大するので、除塵性能を高めることができる。
　さらに、駆動部のモータロック防止の観点から、各実施の形態の電気掃除機においては、駆動部が、電動回転するモータと、モータの回転を往復直線駆動に変換する規制部とを備え、駆動部と除塵子との駆動偏差によって生じる弾性部の許容変形量を、規制部の往復駆動量よりも大きくすることが好ましい。
　こうすることにより、弾性部の許容変形量が変換部の往復駆動量よりも大きいので、例えば、除塵子が動かなくなっても、モータはロックすることなく回転でき、モータの過電流による異常発熱が防止できる。
　以上述べたように、本発明によれば、共振作用を用いて、フィルタに付着した塵埃を低騒音でかつ高効率に除去することが出来るので、塵埃を濾過するフィルタを備えた電気掃除機等として有用である。
　１　　掃除機本体
　３　　車輪
　４　　キャスター
　５　　集塵ケース
　６　　吸引口
　７　　吸引ホース
　８　　延長管
　９　　吸込具
　２１　　電動送風機
　２２　　通気口
　２６　　隔壁
　３０　　吸気口
　３１　　集塵ボックス
　３２　　排気口
　３３　　集塵蓋
　３４　　中ケース
　３５　　フィルタ収容ケース
　３６　　傾斜筒Ａ
　３７　　一次フィルタ
　３８　　傾斜筒Ｂ
　３９　　細塵筒
　４０，９０　　フィルタ
　４１　　パッキン
　４２　　庇部
　４３　　底蓋
　４５，９６，９７，１１０　　除塵部
　４６　　内蓋
　４９　　電気掃除機
　５０，９１　　膜体
　５１　　枠体
　５２　　電動モータ
　５３，１００　　規制部
　５４　　駆動部
　５５，８５，９２　　除塵子
　５６，８０，８６，１０３　　弾性部
　５７，１０７　　骨部
　５８，９８　　爪部
　５９，９９　　溝部
　６０　　ガイド羽根部
　６１　　レール
　６２　　偏芯カム
　６３，８７，１０１　　可動子
　６４　　ガイドピン
　６５　　ガイド穴
　７０，７１　　ストローク
　７２　　共振周波数
　７３　　共振周波数領域
　８８　　板バネ部
　９３　　外枠体
　９４　　内枠体
　９５　　軸受穴
　１０２　　ガイド
　１０６　　軸部

Claims (8)

  1. 電動送風機と、
    前記電動送風機によって吸引される塵埃を補足するフィルタと、
    前記フィルタに付着した塵埃を除去する除塵部とを備え、
    前記除塵部は、
    直線駆動するための規制部を有し、往復駆動する駆動部と、
    前記フィルタに近接して配置され、前記駆動部の往復駆動の方向と、実質的に同方向に可動する除塵子と、
    前記駆動部の往復駆動を、弾性体を介して前記除塵子に伝達する弾性部とを有し、
    前記除塵子の往復駆動の振幅を、前記弾性部によって生じる共振作用により増大させて前記フィルタを振動させる
    電気掃除機。
  2. 前記弾性部に含まれる前記弾性体は、前記駆動部の駆動方向と実質的に同方向に伸縮するバネを含み、前記駆動部と前記除塵子とを前記バネにより付勢した
    請求項１に記載の電気掃除機。
  3. 前記弾性部に含まれる前記弾性体は、少なくともゴムおよびエラストマの少なくとも一方を含む柔軟材料を含み、前記駆動部と前記除塵子との隙間に、前記柔軟材料が配置された
    請求項１に記載の電気掃除機。
  4. 前記除塵子と前記弾性部とを同一材料として、一体に構成した
    請求項１に記載の電気掃除機。
  5. 前記除塵子、前記弾性部および前記規制部を同一材料として、一体に構成した
    請求項４に記載の電気掃除機。
  6. 前記除塵子と前記フィルタとの間に隙間を設け、
    前記隙間を前記駆動部の往復駆動の振幅の、１０％から７５％とした
    請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の電気掃除機。
  7. 前記駆動部は、電動回転するモータを含み、
    前記規制部は、前記モータの回転駆動を往復直線駆動に変換し、
    前記駆動部と前記除塵子との駆動偏差によって生じる前記弾性部の許容変形量を、前記規制部の往復駆動量より大きくした
    請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の電気掃除機。
  8. 前記駆動部は、電動回転するモータを含み、
    前記規制部は、前記モータの回転駆動を往復直線駆動に変換し、
    前記駆動部と前記除塵子との駆動偏差によって生じる前記弾性部の許容変形量を、前記規制部の往復駆動量より大きくした
    請求項６に記載の電気掃除機。
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