JP5786113B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、集塵手段の内面に付着した塵埃を、集塵手段を加振することにより除塵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、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（プリーツ状の集塵フィルタ）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ものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−３５８０３２号公報

しかしながら、前記従来の構成では、フィルター面への除塵効果は期待できたが、フィルター面から除塵された塵埃は集塵室内壁や底面に付着することになり、それら付着した塵埃のゴミ捨て時の塵離れ性については考慮されていなかった。

本発明は、前記従来の課題を解決するものでフィルター面の除塵だけで無く、集塵室内壁や底面に付着した塵埃も取り除くことが可能な使用性の良い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、電気掃除機本体と、前記電気掃除機本体に着脱自在に取り付けられ塵埃を捕集する集塵手段と、前記集塵手段内に設けたプリーツ状のフィルターと、除塵モーターとこの除塵モーターで駆動する弾き体とから構成され、前記集塵手段内に設けた除塵手段と、前記集塵手段内に備えられ、蓄えた電気エネルギーを前記除塵モーターに出力する蓄電手段と、前記電気掃除機本体に設けられ、前記蓄電手段に電気エネルギーを充電する充電手段と、を備え、前記除塵手段の動作により前記弾き体が前記プリーツ状のフィルターに当接して振動を発生させ、前記振動を前記集塵手段にも伝播させるように構成したことで、集塵手段単体で電気駆動での除塵動作を可能としたものである。

これにより、ゴミ捨て時にゴミ箱の上等で除塵動作を行うことができ、また、弾き体の動作によってプリーツ状のフィルターを中心に集塵手段全体が振動し、プリーツ状のフィルター面だけで無く、集塵手段内壁や底面にも振動が伝播し、集塵手段内壁や底面に付着した塵埃も取り除くことができる。

本発明の電気掃除機は集塵手段のフィルター面だけで無く、集塵手段内壁や底面に付着した塵埃も取り除くことができる。

本発明の実施の形態１における電気掃除機の斜視図 同実施の形態における集塵容器の分解斜視図 同実施の形態における制御ブロック図 同実施の形態におけるゴミ捨て時の集塵容器の状態図 本発明の実施の形態２における電気掃除機の概略図 同実施の形態における制御ブロック図

第１の発明は、電気掃除機本体と、前記電気掃除機本体に着脱自在に取り付けられ塵埃を捕集する集塵手段と、前記集塵手段内に設けたプリーツ状フィルターと、除塵モーターとこの除塵モーターで駆動する弾き体とから構成され、前記集塵手段内に設けた除塵手段と、前記集塵手段内に備えられ、蓄えた電気エネルギーを前記除塵モーターに出力する蓄電手段と、前記電気掃除機本体に設けられ、前記蓄電手段に電気エネルギーを充電する充
電手段と、を備え、前記除塵手段の動作により前記弾き体が前記プリーツ状のフィルターに当接して振動を発生させ、前記振動を前記集塵手段にも伝播させるように構成したことで、集塵手段単体で電気駆動での除塵動作が可能となり、ゴミ捨て時にゴミ箱の上等で除塵動作を行うことができ、また、弾き体の動作によってプリーツ状のフィルターを中心に集塵手段全体が振動し、プリーツ状のフィルター面だけで無く、集塵手段内壁や底面にも振動が伝播し、集塵手段内壁や底面に付着した塵埃も取り除くことができる。

第２の発明は、充電手段の動作を制御する充電制御手段と、蓄電手段の充電電圧を検知する電圧検知手段とを備え、前記電圧検知手段の検知情報に応じて、充電制御手段は充電手段を制御することにより、蓄電手段に充電が必要なときのみ充電手段を動作させて充電することが可能となり、充電が不要であるときには充電手段を停止させることができるため、省エネルギー性に優れた電気掃除機を提供できる。

第３の発明は、充電手段の動作を制御する充電制御手段と、集塵手段と電気掃除機本体の着脱を検知する着脱検知手段とを備え、前記着脱検知手段からの情報に応じて、充電制御手段は充電手段を制御するもので、集塵手段が電気掃除機本体から取り外されて再び取り付けられたことを検知した場合、使用者がゴミ捨てを行ったと考えられる。また、その際に蓄電手段のエネルギーを用いて除塵動作を行った可能性も考えられる。そこで、着脱検知手段が集塵手段の着脱を検知した場合には、充電制御手段は再び充電手段を動作させることで、常時充電手段を動作させる必要が無くなり、充電が不要である場合は充電手段を停止させることができるため、省エネルギー性に優れた電気掃除機を提供できる。

第４の発明は、蓄電手段を電気二重層コンデンサで構成したもので、大電流による急速充電が可能となるため、電気掃除機のような短時間しか通電しない機器でも、より早い時間で充電を完了することができる。また、二次電池と比較して充放電回路が簡素化できるため、製品の低コスト化を実現できる。

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）
図１は本発明の実施の形態における電気掃除機の斜視図であり、図２は同実施の形態における集塵容器の分解斜視図、図３は同実施の形態における制御ブロック図を示すものである。電気掃除機本体１は、後部に電動送風機２を内蔵しており、その前部に吸い込んだ塵埃を分離捕集する集塵手段として集塵容器３が着脱自在に取り付けられている。そして電気掃除機本体１の最前部の本体吸気口Ａ１７にはホース（図示せず）が接続され、さらにその先に吸込みノズル（図示せず）が接続される。

隔壁１５は、電気掃除機本体１と集塵容器３との間を仕切るもので、その上方には電動送風機２の吸引部分と連通する格子状の隔壁開口部１６が設けられている。また隔壁１５の側部には本体吸気口Ｂ３２が設けられ、掃除機本体内部の連通路（図示せず）を介して本体吸気口Ａ１７に連通している。

集塵容器３には着脱自在に装着される濾過手段としてのフィルターユニット５と、塵埃を蓄積しておく集塵室４が設けられ、集塵容器３を電気掃除機本体１に装着した際に電気掃除機本体１の本体吸気口Ｂ３２と連通して、吸引風を集塵室４へと導く集塵容器吸気口
６を備えている。また集塵容器３の上部に除塵スイッチ１８は構成されており、使用者が操作することで後述の除塵手段２９を動作させる。集塵容器３の底部には蓋体７が開閉自在に取り付けられており、蓋体７が開くことで集塵室４内に蓄積された塵埃を外部に排出することができる。

また、電気掃除機本体１の隔壁１５には、集塵容器３内に設けられた蓄電手段２８に通電するための給電端子１９が設けられており、この給電端子１９と対となる受電端子２０が集塵容器３に設けられている。これらの端子は集塵容器３を電気掃除機本体１に装着した際に接続される構成となっている。

次に集塵容器３の内部構成について図２を用いて説明する。図２において、フィルターユニット５は、枠体８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８に設けられたフィルター９と、横方向に摺動自在に設けられた弾き体１０と、フィルターユニット５に対して回転自在に設けられた除塵ギヤ１１と、除塵ギヤ１１の外周部と弾き体１０の一部とを連結する除塵連結棒１２とから構成されている。

さらに、弾き体１０のフィルター９と対向する面には、プリーツ折りされたフィルター９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。固定棒１３は、枠体８に固定されており、この固定棒１３に除塵ギヤ１１の回転軸が固定されると共に、弾き体１０の動作方向が、左右の横方向に動作するよう規制する構成となっている。除塵連結棒１２の除塵ギヤ１１側は、除塵ギヤ１１と噛み合うような歯形形状となっており、除塵ギヤ１１が正転、または逆転して回転することにより、除塵連結棒１２がスライドし、弾き体１０が左右方向に移動する構成となっている。

また、除塵ギヤ１１と噛み合う形状のギヤを備えた除塵モーター１４が除塵ギヤ１１と接続されており、この除塵モーター１４が回転することで、除塵ギヤ１１に動力を伝達する。この弾き体１０と除塵ギヤ１１と除塵連結棒１２と固定棒１３と、除塵モーター１４で除塵手段２９を構成する。

上記構成により、除塵モーター１４を回転させると、除塵ギヤ１１が回転し、除塵連結棒１２を介して連結された弾き体１０が左右に往復移動すると共に、その間に、弾き体１０に設けた突起が、フィルター９の山折り部を弾き、フィルター９を中心に集塵容器３全体に振動が伝播する。この振動や衝撃で、フィルター９の裏面（集塵室４側の面）に付着した細塵がふるい落とされ、集塵室４に溜まると共に、フィルター９の濾過性能が復活するようになっている。

次に、図３を用いて、本実施の形態における電気掃除機の制御方法について説明する。図３は、同電気掃除機の制御ブロック図である。まず、集塵容器３内について説明する。蓄電手段２８である電気二重層コンデンサ２１は受電端子２０に接続されており、受電端子２０からの電気エネルギーを蓄える。除塵スイッチ１８は電気二重層コンデンサ２１と、除塵モーター１４の間に接続されており、この除塵スイッチ１８がＯＮすることで電気二重層コンデンサ２１と除塵モーター１４が導通され、電気二重層コンデンサ２１のエネルギーで除塵モーター１４が回転する。

電気掃除機本体１内の電圧検知手段２２は給電端子１９、及び受電端子２０を介して電気二重層コンデンサ２１の電圧を監視しており、予め設定された閾値（本実施の形態においては２．１Ｖとする）未満であった場合、充電制御手段２３に動作信号を送る。充電制御手段２３はトランジスタ等の半導体スイッチで構成されており、電圧検知手段２２からの動作信号に応じて、充電手段２４をＯＮ／ＯＦＦする。

充電手段２４は商用電源スイッチング等で得られたＤＣ電源であり、給電端子１９、及び受電端子２０を介して電気二重層コンデンサ２１を充電するための電源である（本実施の形態では出力２．１Ｖとする）。

以上のように構成された電気掃除機について、図３、４を用いて、その動作を説明する。電気掃除機が商用電源に通電されると、まず電圧検知手段２２は電気二重層コンデンサ２１の蓄電電圧を確認し、２．１Ｖ未満である場合、蓄電電圧が２．１Ｖ以上になるまで充電制御手段２３を動作させて電気二重層コンデンサ２１を充電する。この充電制御により、電気二重層コンデンサ２１は商用電源通電時には２．１Ｖ以上の電圧を維持し、商用電源から切り離されても自然放電によって徐々に電圧は低下するが、暫くの間は約２Ｖ前後の電圧を維持することになる。

続いて使用者が電気掃除機の運転を開始すると、吸引された塵埃は集塵室４内に蓄積されていく。この集塵室４に蓄積された塵埃を廃棄する場合を考える。使用者は先ず電気掃除機本体１から集塵容器３を取り外し、集塵容器３をゴミ箱の上等に移動させる。次に蓋体７を開くと、集塵室４内に蓄積されていた塵埃はある程度ゴミ箱の中に排出されるが、集塵室４の内壁や蓋体７に塵埃が一部付着したまま残る。

この時、使用者が除塵スイッチ１８をＯＮすると、電気二重層コンデンサ２１に蓄えられた電気エネルギーによって除塵モーター１４が回転し、弾き体１０の動作によってフィルター９を中心に集塵容器３全体が振動し、図４のようにフィルター９だけでなく、集塵室４の内壁や、蓋体７に振動が伝播し、付着した塵埃が除去される。

以上のように、本実施の形態においては、ゴミ捨て時にゴミ箱の上等で除塵動作を行えるため、フィルター９だけでなく、集塵室４内壁や蓋体７に付着した塵埃も取り除くことができる。また、電気二重層コンデンサ２１の蓄電電圧を監視し、除塵動作を実施するために充分な蓄電電圧が蓄えられている場合は、充電手段２４を停止させることで、不要な電力を消費しない省エネルギー性に優れた電気掃除機を提供できる。

（実施の形態２）
以下、本発明の第２の実施の形態について図５、６を用いて説明する。なお、実施の形態１と同一構成の部品については同一符号を付し、説明を省略する。電気掃除機本体１の隔壁１５に着脱スイッチ２６が取り付けられており、集塵容器３を電気掃除機本体１に装着した際にＯＮされる構成となっている。

電気掃除機が商用電源に通電されると、着脱検知手段２５はタイマー２７に動作信号を送り、所定時間（本実施形態では３０秒）のカウントを開始させるとともに、充電制御手段２３を動作させて電気二重層コンデンサ２１の充電を開始する。３０秒経過後、タイマー２７は着脱検知手段２５に信号を送り、着脱検知手段２５はタイマー２７への動作信号を停止させるとともに、充電制御手段２３を停止させて電気二重層コンデンサ２１への充電を止める。本実施の形態においては、約２５秒で電気二重層コンデンサ２１の充電は完了するため、３０秒の充電で電気二重層コンデンサ２１は充電手段２４の出力電圧である２．１Ｖとなる。ここで、着脱スイッチ２６が集塵容器３の取り外しと再装着を検知したとすると、使用者によって電気二重層コンデンサ２１のエネルギーを用いた除塵が行われた可能性が想定されるため、着脱検知手段２５は再度３０秒間の充電動作を実施する。

以上のように、本実施の形態においては、着脱検知手段２５を用いることで、常時充電手段２４を動作させる必要が無くなり、充電が不要である場合は充電手段２４を停止させることができるため、省エネルギー性に優れた電気掃除機を提供できる。

また、実施の形態１のように電気二重層コンデンサ２１の蓄電電圧を監視するために、接点を介した低電圧、低電流の信号ラインを用いると、接点部の接触抵抗の影響を受け易いため、精度良く電圧を検知するためには、回路が複雑化するという課題があるが、本実施の形態によれば、回路が簡素化でき、回路の低コスト化が実現できる。なお、実施形態１および２を組み合わせることも可能である。

尚、実施の形態１、及び２において、使用者が除塵スイッチ１８を操作した場合に集塵容器３単体で除塵動作をする仕様で説明を実施したが、本発明の最大の効果はゴミ箱の上で除塵動作をすることで、従来除塵できなかった集塵室４の内壁や、蓋体７に付着した塵埃を除塵することにあるため、昨今の主流となっている通電時や、電気掃除機の運転停止時にフィルターへ除塵動作を行うタイプの電気掃除機に、本発明の集塵容器３単体の除塵を加えて実施しても同様の効果が得られることは言うまでもない。

以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、集塵手段のフィルター面だけで無く、集塵手段内壁や底面に付着した塵埃も取り除くことができ、使い勝手の良いもので、家庭用、業務用、店舗用の各種電気掃除機に適用できる。

１ 電気掃除機本体
３ 集塵容器
４ 集塵室
５ フィルターユニット
９ フィルター
１０ 弾き体
１４ 除塵モーター
１８ 除塵スイッチ
１９ 給電端子
２０ 受電端子
２１ 電気二重層コンデンサ
２２ 電圧検知手段
２３ 充電制御手段
２４ 充電手段
２５ 着脱検知手段
２８ 蓄電手段
２９ 除塵手段
３０ 集塵手段
３１ 除塵動作手段

Claims (4)

1. 電気掃除機本体と、
   前記電気掃除機本体に着脱自在に取り付けられ塵埃を捕集する集塵手段と、
   前記集塵手段内に設けたプリーツ状のフィルターと、
   除塵モーターとこの除塵モーターで駆動する弾き体とから構成され、前記集塵手段内に設けた除塵手段と、
   前記集塵手段内に備えられ、蓄えた電気エネルギーを前記除塵モーターに出力する蓄電手段と、
   前記電気掃除機本体に設けられ、前記蓄電手段に電気エネルギーを充電する充電手段と、を備え、
   前記除塵手段の動作により前記弾き体が前記プリーツ状のフィルターに当接して振動を発生させ、前記振動を前記集塵手段にも伝播させるように構成した電気掃除機。
2. 充電手段の動作を制御する充電制御手段と、蓄電手段の充電電圧を検知する電圧検知手段とを備え、前記充電制御手段は前記電圧検知手段の検知情報に基づいて前記充電手段を制御する請求項１に記載の電気掃除機。
3. 集塵手段と電気掃除機本体の着脱を検知する着脱検知手段とを備え、充電制御手段は前記着脱検知手段からの情報に基づいて充電手段を制御する請求項１または２に記載の電気掃除機。
4. 蓄電手段を電気二重層コンデンサで構成した請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気掃除機。