JP4983225B2 - 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、集塵容器内のフィルターに付着した塵埃を除去する除塵手段を有する電気掃除機に関するものである。

従来のこの種の電気掃除機として、減速機構を備えたモータで駆動されるアーム（除塵手段）の移動によって、略平面状の塵埃捕集手段（プリーツ状のフィルター）のプリーツ部分を順次たたくようにすることで振動を与えて、フィルター面に付着した細塵を振るい落とすことで吸い込み性能の低下を抑えるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−３５８０１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来の電気掃除機の構成によれば、長期間にわたり電気掃除機を使用した場合、フィルターには、微少な塵埃や、振動により振るい落とすことができなかった塵埃が残り、電動送風機の吸引風を妨げ吸い込み力の低下を引き起こすという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、フィルターの汚れ具合に応じて除塵手段の除塵能力を変えて、効率的に除塵を行い、吸い込み性能が低下することをも防止できる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、
電動送風機と、前記電動送風機を内臓した電動送風機室と、塵埃を捕集するフィルターを有する集塵容器と、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、
前記フィルター面上を摺動自在に設けられ前記フィルターに付着した塵埃を除去する除塵手段と、電動で前記除塵手段を駆動する第１の駆動手段と、
前記第１の駆動手段を収納し、かつ前記除塵手段と接触する位置に突起部を有したモータケースと、
前記モータケースを前記電動送風機室と前記集塵容器収納部との間を移動させることで前記第１の駆動手段を前記除塵手段に接続または非接続させ、かつ前記モータケースの突起部を前記除塵手段に当接させる電動駆動の第２の駆動手段と、
前記モータケースが移動した際の所定の位置を検知する検知手段と、
前記フィルターの汚れ具合に応じた情報と前記検知手段の情報に基づき前記第２の駆動手段を制御する制御手段と、を備え、
電源プラグをコンセントに差すと、制御手段は、前記フィルターの汚れ具合に応じて第２の駆動手段の駆動量を前記検知手段の情報を基に変化させ、これにより前記モータケースの移動位置および前記モータケースの突起部の前記除塵手段に対する当接量が変わり、
前記除塵手段の前記フィルターへ接触する圧力または前記フィルターとの接触面積を変えるもので、フィルターの汚れ具合に応じて、除塵手段の除塵能力をかえることで、無駄の無い効率のよい除塵運転が出来ると共に、吸い込み力の低下を防止できる電気掃除機を提供することが出来る。

本発明の電気掃除機は、使用者が特に意識することなく安定した吸い込み性能で被掃除床面の塵埃を吸引することができ、お手入れの手間の低減等と合わせて使い勝手のよい電気掃除機を提供することができる。

第１の発明は、電動送風機と、前記電動送風機を内臓した電動送風機室と、塵埃を捕集するフィルターを有する集塵容器と、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、
前記フィルター面上を摺動自在に設けられ前記フィルターに付着した塵埃を除去する除塵手段と、電動で前記除塵手段を駆動する第１の駆動手段と、
前記第１の駆動手段を収納し、かつ前記除塵手段と接触する位置に突起部を有したモータケースと、
前記モータケースを前記電動送風機室と前記集塵容器収納部との間を移動させることで前記第１の駆動手段を前記除塵手段に接続または非接続させ、かつ前記モータケースの突起部を前記除塵手段に当接させる電動駆動の第２の駆動手段と、
前記モータケースが移動した際の所定の位置を検知する検知手段と、
前記フィルターの汚れ具合に応じた情報と前記検知手段の情報に基づき前記第２の駆動手段を制御する制御手段と、を備え、
電源プラグをコンセントに差すと、制御手段は、前記フィルターの汚れ具合に応じて第２の駆動手段の駆動量を前記検知手段の情報を基に変化させ、これにより前記モータケースの移動位置および前記モータケースの突起部の前記除塵手段に対する当接量が変わり、
前記除塵手段の前記フィルターへ接触する圧力または前記フィルターとの接触面積を変えるもので、フィルターの汚れ具合に応じて、除塵手段の除塵能力をかえることで、無駄の無い効率のよい除塵運転が出来ると共に、吸い込み力の低下を防止できる電気掃除機を提供することが出来る。

第２の発明は、特に、第１の発明の除塵手段を動作させないときは、第１の駆動手段を
集塵容器収納部の外部へ移動させるもので、集塵容器の集塵容器収納部への着脱を支障なく行うことができる。

第３の発明は、特に、第１又は第２の発明のフィルターの汚れ具合を、電気掃除機の運転時間に応じて判断するようにしたもので、フィルターの汚れ具合の判断が、安価な構成で出来る。

第４の発明は、特に、第１又は第２の発明のフィルターの汚れ具合を、集塵容器の集塵容器収納部への着脱回数により判断するようにしたもので、フィルターの汚れ具合の判断が、安価な構成で出来る。

第５の発明は、特に、第１又は第２の発明のフィルターの汚れ具合を、電動送風機の風量により判断するようにしたもので、フィルターの汚れ具合を精度よく判断することが出来る。

第６の発明は、特に、第１又は第２の発明の集塵容器内の圧力を検出する圧力センサーを設け、フィルターの汚れ具合を、前記圧力センサーの出力に応じて判断するようにしたもので、フィルターの汚れ具合を精度よく判断することが出来る。

第７の発明は、特に、第１又は第２の発明の集塵容器内の風量を検出する風量センサーを設け、フィルターの汚れ具合を、前記風量センサーの出力に応じて判断するようにしたもので、フィルターの汚れ具合を精度よく判断することが出来る。

第８の発明は、特に、第１〜７のいずれか一つの発明の検知手段は、モータケースの移動線上にスイッチを複数配置し、各々のスイッチの開閉により、モータケースの移動した位置を検出するようにしたもので、別部品を追加することなく、除塵手段のフィルターへ接触する圧力またはフィルターとの接触面を変えることができると共に、第１の駆動手段および前記モータケースの停止位置を確実に決定することが出来る。

第９の発明は、特に、第１〜７のいずれか一つの発明の検知手段は、第２の駆動手段の駆動時間により、前記第１の駆動手段および前記モータケースの停止位置を決定するようにしたもので、別部品を追加することなく、除塵手段のフィルターへ接触する圧力またはフィルターとの接触面を変えることができると共に、安価な構成で、第１の駆動手段および前記モータケースの停止位置を確実に決定することが出来る。

第１０の発明は、特に、第１〜７のいずれか一つの発明の検知手段は、第２の駆動手段の駆動にパルス信号を使用し、前記パルス信号の数により第１の駆動手段および前記モータケースの停止位置を判断するようにしたもので、別部品を追加することなく、除塵手段のフィルターへ接触する圧力またはフィルターとの接触面を変えることができると共に、安価な構成で、第１の駆動手段および前記モータケースの停止位置を確実に決定することが出来る。

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８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、同電気掃除機本体の側断面図である。

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、後方下部の両側に１対の走行用の車輪６が回転自在に取付けられ、底面前部には、同じく走行用のキャスター７が取付けられている。

掃除機本体１の前部には、ホース８の一端に設けた接続パイプ９が着脱自在に接続される吸気口１０が設けられている。ホース８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操作部１１ａを有する把手１１を備えた先端パイプ１２が設けられている。１３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１２に着脱自在に接続され、他端は、塵埃掻き上げ用の回転ブラシ１４とその回転ブラシ１４を回転駆動するモータ１５を内蔵した吸込み具１６に着脱自在に接続されている。

１７は、弾性材料から成形され掃除機本体１の前部から両側にかけて延設されたバンパーで、掃除機本体１の走行時に、掃除機本体１が家具、柱などに衝突してもそれらに傷を付けないようにするためのものである。

１８は、掃除機本体１を持ち運ぶ際に立てて使用する本体ハンドルで、掃除機本体１の重心を通る垂直線上に回動中心が位置するように掃除機本体１の上部に回動自在に取付けられている。１９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。掃除機本体１の外郭は、後方に電動送風機２を収納する電動送風機室３を形成した下ボデー１ａと上ボデー１ｂから構成されている。

電動送風機２の前部は、弾性体よりなるサポート前２０で、後部は、同じく弾性材料からなるサポートウシロ２１で、電動送風機室３内に支持されている。２２は、電動送風機室３と集塵容器収納部５とを仕切る隔壁で、略中央に電動送風機２の吸入開口２ａと連通する格子状の隔壁開口部２３が設けられ、その隔壁開口部２３は、集塵容器収納部５側から三次フィルター２４で覆われている。２５は、掃除機本体１に電源を供給する電源コードである。掃除機本体１の吸気口１０の後方には、集塵容器４を集塵容器収納部５に装着したときに、集塵容器４の前部に密着するパッキン２９が設けられている。

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２７と、集塵容器本体２７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２８から構成されている。集塵容器本体２７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１０の後方に設けたパッキン２９に気密に圧接し連通する吸入口Ａ３０が設けられている。

集塵容器本体２７は、さらに、吸入口Ａ３０に直接連通すると共に粗塵を収納する粗塵室３１と、粗塵室３１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２８から離脱した細塵を収納する細塵室３２と、前記粗塵室３１と細塵室３２の下部開口３９を覆うと共に後方端部が集塵容器本体２７に回動自在に軸支された蓋体３３を備えている。

蓋体３３は、コイルバネ３４により開成方向に付勢されており、通常は、集塵容器本体２７に設けた尾錠３５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１９の前部に設けた操作部３６を押すと、それに連結された連結棒３７を介して尾錠３５を外方
に移動し、蓋体３３が、コイルバネ３４の付勢力で開くようになっている。

なお、５３は、バネ材で、操作部３６を常時上方に付勢するためのものである。粗塵室３１は、吸入口Ａ３０と連通する粗塵室開口部３１ａを有すると共に、その粗塵室開口部３１ａ部分を除く全内周壁（４側壁）は、下部開口３９に向かって次第に広がる傾斜面４０を有する一次フィルターＡ４２で形成されている。５４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Ｂ５４ａを有し、さらに、後述のギヤＡ２８ｂに噛み合うギヤＣ５４ｂを備えている。

フィルターユニット２８は、図６に示すように、枠体４８と、フィルターとしてプリーツ折りされ、そのプリーツ目を縦方向にして枠体４８に設けられた二次フィルター４９と、横方向に摺動自在に設けられ、二次フィルター４９に付着した塵埃を除去する除塵手段である弾き体２８ａと、フィルターユニット２８の側部に回転自在に設けられたギヤＡ２８ｂと、前記ギヤＡ２８ｂの外周部と弾き体２８ａの一部とを連結する連結棒Ｂ２８ｃとから構成されている。

連結棒Ｂ２８ｃの一端は、保持部、他端は駆動部となっており保持部分にはバネ材７１が配置されている。連結棒Ｂ２８ｃは、保持部を支点として可動できるようになっており、バネ材７１により常時二次フィルター４９と離れる方向に付勢されている。また、連結棒Ｂ２８ｃは、バネ材７１により力が加わった場合においても二次フィルター４９とは常に接触する位置で停止するようになっている。さらに、弾き体２８ａの二次フィルター４９と対向する面には、プリーツ折りされた二次フィルター４９の各山折り部４９ａに当接する突起（図示せず）が設けられている。

一方、掃除機本体１の隔壁２２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Ｂ５４ａと噛み合うギヤＥ５６を回転駆動する第１の駆動手段である駆動モータＡ６２を収納したモータケース６２ａが前後方向に移動可能に設けられている。６３は、ギヤＥ５６を、電動送風機室３と集塵容器収納部５との間を移動するように、モータケース６２ａを移動する第２の駆動手段である駆動モータＢで、電動送風機室３内に配置されている。また、モータケース６２ａの一端には連結棒Ｂ２８ｃと接触する位置に突起部６２ｂを備えている。

上記構成により、駆動モータＡ６２で回転駆動されるギヤＥ５６がギヤＡ２８ｂと噛み合うように、駆動モータＢ６３を駆動させてモータケース６２ａを集塵容器収納部５側へ移動させた後、駆動モータＡ６２を駆動して、ギヤＡ２８ｂを回転させ、連結棒Ｂ２８ｃを介して連結された弾き体２８ａが左右に往復移動する。そして、弾き体２８ａが左右に往復移動する間に、弾き体２８ａに設けた突起が、二次フィルター４９の山折り部４９ａを弾き、その時に振動やショックで、二次フィルター４９の裏面（粗塵室３１側の面）に付着した細塵がふるい落とされ、細塵室３２に溜まると共に、二次フィルター４９の濾過性能が復活するようになっている。

このとき、モータケース６２ａの突起部６２ｂが連結棒Ｂ２８ｃに当触し、連結棒Ｂ２８ｃを二次フィルター４９側へ押し込むことにより、弾き体２８ａが二次フィルター４９に接触する圧力を変えたり、弾き体２８ａの突起と二次フィルター４９の各山折り部４９ａが当接する面積をかえることができる。

また、フィルターユニット２８の枠体４８の下流側端部には、全周に渡ってリップ５１が一体叉は一体的に形成され、集塵容器４を集塵容器収納部５に装着した時に、そのリップ５１が掃除機本体１の隔壁２２の集塵容器収納部５側の面に圧接され、電動送風機２の運転時に外気が吸引されないようになっている。フィルターユニット２８の前面は、フィ
ルターユニット２８を集塵容器本体２７に装着した時に、粗塵室３１の後方開口部３１ｂを気密に覆うようになっている。

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動作について、説明する。図７において、６３ｂは、モータケース６２ａが移動した際所定の位置を検知するためのスイッチ等の検知手段である。更に、制御手段６４は、使用者によって操作部１１ａより入力された操作情報、例えば、電動送風機２の自動運転、吸込み具１６に内蔵されたモータ１５の運転などの操作情報に基づき、電動送風機２、モータ１５を制御・駆動する。

ギヤＥ５６の回転駆動を、駆動軸５４に取り付けられたギヤＣ５４ｂを介して、ギヤＡ２８ｂに伝達され、弾き体２８ａの左右移動運動に変換するよう構成された部分を含み総称して除塵手段とするものである。

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より電源コード２５を引き出して、その電源プラグ２５ａを、室内の壁に設けたコンセント（図示せず）に差すと、制御手段６４は、掃除機本体１に通電されたことを検知し、駆動モータＢ６３を駆動し、モータケース６２ａを駆動させる。このとき、電源プラグ２５ａをコンセントに差す前すなわち停止状態にあるときには、モータケース６２ａは、電動送風機室３側にあり、集塵容器４を着脱するときに全く干渉することがなく、使用者は、集塵容器４を容易に着脱することができる。

次に駆動モータＢ６３を駆動する際、二次フィルター４９の汚れ具合により駆動させる量を変化させて、弾き体２８ａによる二次フィルター４９に対する接圧量を変化させる。ここで、二次フィルター４９の汚れ具合を検出する手段として、電気掃除機の運転時間をカウントし、その累積運転時間によって二次フィルター４９の汚れ具合を判断する手段や、集塵容器４の着脱回数により判断する手段、また電動送風機２に流れる電流を検出し、集塵容器４内の塵埃量を推定し、塵埃量が多い場合には二次フィルター４９が汚れていると判断する方法や、集塵容器４内に図示しない圧力センサーまたは風量センサーを取り付けることにより、集塵容器４内の塵埃量を推測し、塵埃量が多い場合には、二次フィルター４９が汚れていると判断するなどの手段が考えられる。

二次フィルター４９があまり汚れていない場合は、モータケース６２ａの移動量を、モータケース６２ａの突起部６２ｂが連結棒Ｂ２８ｃを押す量が少なくなるようにし、二次フィルター４９が汚れている場合には、モータケース６２ａの移動量を、モータケース６２ａの突起部６２ｂが、連結棒Ｂ２８ｃを二次フィルター４９側に押し込むように移動させるようにする。

このときのモータケース６２ａの移動量は、図８に示すように、モータケース６２ａの移動線上にスイッチ６５を配置し、スイッチ６５の開閉により、モータケース６２ａの位置を検出することで移動量を決定することができる。

また、駆動モータＢ６３への通電時間を、制御手段６４からの信号で制御することや、駆動モータＢ６３の駆動に、所定時間の通電と非通電を繰り返すパルス方式の電圧を通電することにより、駆動モータＢ６３に印可するパルス数を制御することで移動量を決定することもできる。

このように二次フィルター４９の汚れ具合に応じ、連結棒Ｂ２８ｃを二次フィルター４
９側に押す量を変えることにより、弾き体２８ａが二次フィルター４９を押す圧力または二次フィルター４９の各山折り部４９ａとの当接する量を変化させて、除塵能力を変えることができる。

二次フィルター４９が汚れていないときは、弾き体２８ａが二次フィルター４９を押す力または二次フィルター４９の各山折り部４９ａとの当接する量を少なくし、駆動モータＡ６２を駆動し、ギヤＡ２８ｂを駆動することにより、弾き体２８ａを動かし二次フィルター４９に付着した塵埃を振るい落とし動作を行う。

二次フィルター４９が汚れている場合には、弾き体２８ａが、二次フィルター４９を押す力または二次フィルター４９の各山折り部４９ａとの当接する量が大きくなり、ふるい落とし動作によりより多くの塵埃をふるい落とすことができるようになる。

本実施の形態では、さらに、把手１１に設けた操作部１１ａを操作して、電気掃除機の運転を停止すると、制御手段６４が検知して、運転開始時の二次フィルター４９の弾き体２８ａによる細塵のふるい落とし動作と同じ動作を、あらかじめ設定した時間内もしくは回数内で行うようにしている。

次に、二次フィルター４９から振るい落とされた細塵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１９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、操作部３６を押すと、連結棒３７が下がって、尾錠３５が外方に移動して、蓋体３３と尾錠３５との係止が解除され、蓋体３３がコイルバネ３４の付勢力で開成し、粗塵室３１内の圧縮された塵埃並びに、細塵室３２に堆積した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、二次フィルター４９を除塵する弾き体２８ａによって、適宜二次フィルター４９の濾過性能を復活させること即ち吸引力を復活させることができることが可能となり、使用者は電気掃除機の吸引力が適時復活することを実感できる。

以上のように、本発明に係る電気掃除機は、二次フィルターの汚れ具合に応じて、除塵手段である弾き体の除塵能力をかえることで、無駄の無い効率のよい除塵運転が出来ると共に、吸い込み力の低下を防止できるもので、家庭用の電気掃除機だけでなく、使用者がお手入れすることが困難なビルトインタイプ（セントラルクリーナ）のような電気掃除機にも応用・展開できる。

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 同電気掃除機本体の側断面図 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 同電気掃除機の回路構成ブロック図 同電気掃除機のモータケースの取り付け部分の側面図

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
２７ 集塵容器本体
２８ａ 弾き体（除塵手段）
２８ｃ 連結棒Ｂ
３１ 粗塵室
４９ 二次フィルター（フィルター）
６２ 駆動モータＡ（第１の駆動手段）
６２ａ モータケース
６３ 駆動モータＢ（第２の駆動手段）
６４ 制御手段

Claims (10)

1. 電動送風機と、前記電動送風機を内臓した電動送風機室と、塵埃を捕集するフィルターを有する集塵容器と、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、
   前記フィルター面上を摺動自在に設けられ前記フィルターに付着した塵埃を除去する除塵手段と、電動で前記除塵手段を駆動する第１の駆動手段と、
   前記第１の駆動手段を収納し、かつ前記除塵手段と接触する位置に突起部を有したモータケースと、
   前記モータケースを前記電動送風機室と前記集塵容器収納部との間を移動させることで前記第１の駆動手段を前記除塵手段に接続または非接続させ、かつ前記モータケースの突起部を前記除塵手段に当接させる電動駆動の第２の駆動手段と、
   前記モータケースが移動した際の所定の位置を検知する検知手段と、
   前記フィルターの汚れ具合に応じた情報と前記検知手段の情報に基づき前記第２の駆動手段を制御する制御手段と、を備え、
   電源プラグをコンセントに差すと、制御手段は、前記フィルターの汚れ具合に応じて第２の駆動手段の駆動量を前記検知手段の情報を基に変化させ、これにより前記モータケースの移動位置および前記モータケースの突起部の前記除塵手段に対する当接量が変わり、
   前記除塵手段の前記フィルターへ接触する圧力または前記フィルターとの接触面積を変えることを特徴とする電気掃除機。
2. 除塵手段を動作させないときは、第１の駆動手段を集塵容器収納部の外部へ移動させることを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
3. フィルターの汚れ具合を、電気掃除機の運転時間に応じて判断するようにした請求項１又は２に記載の電気掃除機。
4. フィルターの汚れ具合を、集塵容器の集塵容器収納部への着脱回数により判断するようにした請求項１又は２に記載の電気掃除機。
5. フィルターの汚れ具合を、電動送風機の風量により判断するようにした請求項１又は２に
   記載の電気掃除機。
6. 集塵容器内の圧力を検出する圧力センサーを設け、フィルターの汚れ具合を、前記圧力センサーの出力に応じて判断するようにした請求項１又は２に記載の電気掃除機。
7. 集塵容器内の風量を検出する風量センサーを設け、フィルターの汚れ具合を、前記風量センサーの出力に応じて判断するようにした請求項１又は２に記載の電気掃除機。
8. 検知手段は、モータケースの移動線上にスイッチを複数配置し、各々のスイッチの開閉により、モータケースの移動した位置を検出するようにした請求項１〜７のいずれか１項に記載の電気掃除機。
9. 検知手段は、第２の駆動手段の駆動時間により、前記第１の駆動手段および前記モータケースの停止位置を決定するようにした請求項１〜７のいずれか１項に記載の電気掃除機。
10. 検知手段は、第２の駆動手段の駆動にパルス信号を使用し、前記パルス信号の数により第１の駆動手段および前記モータケースの停止位置を判断するようにした請求項１〜７のいずれか１項に記載の電気掃除機。

Images