JP4901552B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、第１フィルタで捕集した塵埃を移動させることが可能な電気掃除機に関する。

従来、この種の電気掃除機は、電動送風機を収容した掃除機本体を備えている。この掃除機本体には、電動送風機の吸込側に連通する第１風路内に第１集塵部とフィルタとがそれぞれ設けられている。また、掃除機本体には、フィルタを振動させてこのフィルタに捕集した塵埃を除去する塵埃除去手段が設けられている。さらに、フィルタの下方には、この塵埃除去手段によりフィルタから除去された塵埃を溜める第２集塵部が設けられている。そして、フィルタが目詰まりした際には、塵埃除去手段によりフィルタに捕集した塵埃を第２集塵部へと移動させることで、第１風路の通気性を確保して吸込力の経時的な低下を抑制している（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００７−５００４２号公報（第４−７頁、図１）

しかしながら、上述の電気掃除機では、第１集塵部と第２集塵部とが別個に設けられているため、作業者が第１集塵部と第２集塵部とのそれぞれの塵埃を廃棄しなければならないという問題点を有している。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、経時的な吸込力の低下を抑制しつつ塵埃を纏めて廃棄できる電気掃除機を提供することを目的とする。

本発明は、塵埃を捕集する集塵部を備えた第１風路と、集塵部で捕集した塵埃量を検知する塵埃量検知手段と、第１風路から集塵部の上流側で分岐されるとともに、集塵部よりも下流側で第１風路に合流可能な第２風路と、第１風路と第２風路との分岐位置に設けられた分岐フィルタと、第１風路と第２風路との合流位置に設けられ、下流側が電動送風機の吸込側に連通可能な第１フィルタと、第１風路と第２風路との合流位置に設けられ、第１フィルタとは別個に下流側が電動送風機の吸込側に連通可能な第２フィルタと、この第２フィルタの上流側に連通する風路部とを具備し、第１風路および第１フィルタを経由して電動送風機の吸込側に連通する主風路と第２風路および第１フィルタを経由して電動送風機の吸込側に連通する副風路とを形成する第１状態と、第１風路と第２風路との合流を遮断するとともに、第１風路および第２フィルタを経由して電動送風機の吸込側に連通する塵埃移動風路を形成する第２状態と、塵埃量検知手段により検知した第１集塵部の塵埃量が予め設定された所定量以上である状態で、第１風路と第２風路との分岐位置を開口させるとともに、第１風路と第２風路との合流を遮断し、風路部、第２フィルタの上流側、第２風路、第１風路および第１フィルタを経由して電動送風機の吸込側に連通する戻し風路を形成する第３状態とを切り換え可能であるものである。

本発明によれば、第１状態では、集塵部にて捕集する塵埃量が増加して第１風路の風路抵抗が大きくなると、吸い込んだ空気とともに塵埃が第２風路へと分岐されるとともに、第１フィルタに捕集した塵埃を、第２状態に切り換えることで第２フィルタへと捕集して、第１風路および第２風路により吸込風量を確保して吸込力の経時的な低下を抑制しつつ、第３状態に切り換えることで第２フィルタに捕集した塵埃を戻し風路により集塵部へと戻すため、第１フィルタおよび第２フィルタに捕集した塵埃をも集塵部に纏めて溜めることが可能になり、塵埃を纏めて容易に廃棄できる。

以下、本発明の一実施の形態の電気掃除機の構成を図１ないし図６を参照して説明する。

図１、図２、図４および図６において、１は掃除機本体であり、この掃除機本体１は床面を走行可能な、いわゆるキャニスタ型の電気掃除機である。この掃除機本体１は、上側が後方から前方へと下側に傾斜して開放された下ケース２と、この下ケース２の上部を覆う蓋体３とを有する本体ケース４を備え、この本体ケース４内には、電動送風機５を収容する電動送風機室が後側に、蓋体３により上部が開閉され集塵部としての集塵ユニット７が着脱可能に配設される集塵室が前側に、それぞれ区画されている。また、電動送風機室には、電動送風機５の動作などを制御する制御手段９が収容されている。

そして、本体ケース４の前端部には、集塵ユニット７を介して電動送風機５の吸込側に連通可能な本体吸込口11が開口形成され、この本体吸込口11には、ホース体12が着脱可能に設けられ、このホース体12の先端部に、手元操作部13が設けられ、この手元操作部13には、作業者が把持する把持部14が突設され、この把持部14には、作業者により電動送風機５の動作モードなどを設定する設定ボタン15が複数設けられている。そして、手元操作部13の先端部には、延長管16と吸込口体としての床ブラシ17とが順次連通接続される。

さらに、本体ケース４内には、電動送風機５に給電するための図示しない電源コードを巻回したコードリールが配設され、電源コードを本体ケース４に対して出し入れ可能となっている。

電動送風機５は、吸込側を前側とし、排気側を後側として掃除機本体１の左右方向の略中心位置、すなわち本体吸込口11の中心軸に沿って配設されている。また、この電動送風機５は、設定ボタン15により制御手段９に設定された動作モードに応じて動作される。さらに、この電動送風機５は、圧力検知手段としての電流センサ19により電流値が検知されており、この検知された電流値によって、電動送風機５の吸込圧力が制御手段９に間接的に検知されている。

そして、集塵ユニット７は、本体吸込口11の下流側に連通する第１風路21が設けられ、この第１風路21内に、集塵部としての主集塵室22が設けられている。また、第１風路21の主集塵室22の上流側にて、第２風路23が側方に分岐され、この第１風路21と第２風路23との分岐位置である分岐開口24に、分岐フィルタ25が設けられている。また、第１風路21と第２風路23とは、主集塵室22の下流側で合流しており、この合流位置である合流空間26に臨んで、共通の第１フィルタとしての第１細塵フィルタ27が設けられている。さらに、この合流位置の第１細塵フィルタ27の側方には、第２フィルタとしての第２細塵フィルタ28が設けられている。そして、電動送風機５の排気側と第２細塵フィルタ28の上流側との間に、風路部29が連通して設けられている。

第１風路21は、掃除の際のメインの風路であり、本体吸込口11の中心軸上に沿って直線状に形成されている。

主集塵室22は、集塵部フィルタとしてのメッシュフィルタ31が内部に設けられており、吸込風に含まれる塵埃を捕集するとともに、第１細塵フィルタ27および第２細塵フィルタ28で捕集した塵埃を最終的に溜めるものである。また、主集塵室22には、内部に捕集した塵埃量を検知する塵埃量検知手段としての塵埃量センサ32が設けられている。

メッシュフィルタ31は、吸込風に含まれる塵埃のうち比較的重量が大きい粗塵D1を主集塵室22内に捕集するとともに、吸込風を通過させてこの吸込風に含まれる塵埃を捕集する濾過分離体である。

塵埃量センサ32は、発光する発光部35を主集塵室22の一側部に備え、この発光部35からの光を受光する受光部36を主集塵室22の他側部に備えた光センサであり、メッシュフィルタ31の上流側の位置で、例えばこのメッシュフィルタ31の面方向に対して平行な方向、すなわち掃除機本体１の左右方向に発光部35と受光部36とが対向するように配置されて構成されている。

第２風路23は、第１風路21の補助となるバイパス用の風路であり、掃除の際に主集塵室22のメッシュフィルタ31の目詰まりなどによる吸込風量の低下を防止するための延命用のものである。また、この第２風路23内には、合流空間26の上流側の位置に、風路切換弁37が回動可能に設けられている。

風路切換弁37は、例えば平面視でＬ字状に形成され、回動角度に対応して、合流空間26での第１風路21と第２風路23との連通を開閉したり、第１風路21と第２風路23との合流を遮断したりすることが可能となっている。

分岐フィルタ25は、第１風路21側の目詰まりなどによる吸込力の低下を防止するための延命用のフィルタであり、分岐開口24の前端部に一端側が回動可能に軸支され、他端側が自由端状に突出して可動的となっており、回動によって分岐開口24全体を覆ったり、この分岐開口24を覆わずに開口させたりすることが可能となっている。

第１細塵フィルタ27は、メッシュフィルタ31および分岐フィルタ25よりも目が細かいフィルタであり、下流側が電動送風機５の吸込側に連通可能で、メッシュフィルタ31および分岐フィルタ25を通過した吸込風に含まれる塵埃のうち、比較的大きい塵埃を捕集するものである。

第２細塵フィルタ28は、第１細塵フィルタ27よりも目が細かいフィルタであり、下流側が電動送風機５の吸込側に連通可能である。

ここで、各細塵フィルタ27，28は、これら細塵フィルタ27，28と電動送風機５の吸込側との間に配設された電動送風機切換弁41が制御手段９により開閉されることで、いずれかが選択的に電動送風機５の吸込側に連通するように構成されている。

風路部29は、第２風路23との連通部に、風路開閉弁45が制御手段９により開閉可能に設けられている。また、この風路部29内には、通過する空気を例えばプラズマ消臭あるいは除菌する消臭・除菌装置46が配設されている。

制御手段９は、電流センサ19および塵埃量センサ32のそれぞれと電気的に接続されている。そして、制御手段９は、各弁37，41，45の開閉を制御することで、図１に示す主風路W1と副風路W2とを形成する第１状態(吸込モード)と、図２に示す塵埃移動風路W3を形成する第２状態(塵埃移動モード)と、図４に示す戻し風路W4を形成する第３状態(エア洗浄モード)とを所定のタイミングで切り換え可能となっている。

ここで、主風路W1は、電動送風機５の負圧が床ブラシ17、延長管16、ホース体12、本体吸込口11、第１風路21、主集塵室22、メッシュフィルタ31および第１細塵フィルタ27と作用する風路である。

また、副風路W2は、電動送風機５の負圧が床ブラシ17、延長管16、ホース体12、本体吸込口11、第１風路21、分岐開口24、分岐フィルタ25、第２風路23および第１細塵フィルタ27と作用する風路である。

さらに、塵埃移動風路W3は、電動送風機５の負圧が延長管16、ホース体12、本体吸込口11、第１風路21、主集塵室22、メッシュフィルタ31、合流空間26および第２細塵フィルタ28と作用する風路である。

そして、戻し風路W4は、電動送風機５の負圧が風路部29、第２風路23、分岐開口24、第１風路21、主集塵室22、メッシュフィルタ31、合流空間26および第１細塵フィルタ27と作用して排気風が循環する風路である。

次に、上記一実施の形態の動作を説明する。

まず、本体吸込口11にホース体12、延長管16および床ブラシ17を順次連通接続するとともに、本体ケース４の蓋体３を開けて集塵ユニット７を装着し、蓋体３を閉じる。

そして、本体ケース４から電源コードを引き出して壁面などのコンセントに接続し、作業者が把持部14を把持して所定の設定ボタン15を操作すると、制御手段９が電動送風機５を駆動させる。

同時に、制御手段９は、図１に示すように、電動送風機切換弁41により、第２細塵フィルタ28の下流側を電動送風機５の吸込側に対して遮断して、第１細塵フィルタ27の下流側のみを電動送風機５の吸込側に連通させるとともに、風路切換弁37を回動させて合流空間26での第１細塵フィルタ27側と第２細塵フィルタ28側とを遮断し、かつ、風路開閉弁45を閉じて、第１状態を選択する。

この結果、電動送風機５の駆動により、主風路W1および副風路W2に、吸込風となる空気とともに塵埃が吸い込まれる。

このとき、主集塵室22内に粗塵D1があまり溜まっていない状態では、吸込風の大部分が主風路W1を通過し、吸込風の残りが副風路W2を通過する。

この吸込風に含まれる塵埃のうち、比較的重量が大きい綿ごみなどの粗塵D1は、主風路W1を通過する吸込風に沿って第１風路21を直進し、主集塵室22のメッシュフィルタ31によりこの主集塵室22内に収容される。なお、主集塵室22内に捕集された粗塵D1は、主風路W1を通過する吸込風によりそれぞれ圧縮される。

さらに、吸込風に含まれる塵埃のうち、比較的重量が小さい細塵D2は、主風路W1側では、メッシュフィルタ31を通過して、第１細塵フィルタ27に付着して捕集され、副風路W2側では、分岐フィルタ25の一部が捕集され、この分岐フィルタ25を通過した残りが第１細塵フィルタ27に捕集される。

この後、電動送風機５へと吸い込まれた吸込風は、この電動送風機５を通過して排気風となり、図示しない排気孔から掃除機本体１の外部へと排気される。

さらに、主集塵室22内に粗塵D1が次第に溜まってくると、第１風路21側の風路抵抗が次第に大きくなることで、第１風路21を通過する吸込風の風量が相対的に低下し、第２風路23を通過する吸込風の風量が相対的に増加する。

次いで、掃除中に主集塵室22内に粗塵D1が次第に溜まってきた場合、あるいは掃除を終了するために設定ボタン15を操作した場合などの、掃除中、あるいは掃除終了時の所定のタイミングで、制御手段９は、図１に示す第１状態から、図２に示す第２状態へと切り換える。すなわち、制御手段９は、電動送風機切換弁41により、第１細塵フィルタ27の下流側を電動送風機５の吸込側に対して遮断して、第２細塵フィルタ28の下流側のみを電動送風機５の吸込側に連通させるとともに、風路切換弁37を回動させて、第２風路23と合流空間26との間を遮断する。

この結果、塵埃移動風路W3により、第１細塵フィルタ27に捕集された細塵D2が合流空間26にて第２細塵フィルタ28側へと移動して第１細塵フィルタ27が洗浄されるとともに、この第２細塵フィルタ28により捕集される。

このとき、図３に示すように、塵埃移動風路W3を通過する吸込風の圧力により、分岐フィルタ25の先端側が第１風路21側へと引き寄せられ、この分岐フィルタ25に付着した細塵D3も吸込風により掃除されて第２細塵フィルタ28へと移動する。

なお、掃除中に第１状態から第２状態に切り換える制御をした場合には、例えば第２状態を所定時間継続した後、第１状態に復帰させたりし、掃除終了のために設定ボタン15を操作した際に第１状態から第２状態に切り換える制御をした場合には、例えば次の第３状態にさらに切り換わったりするなど、第１状態ないし第３状態の切り換えは任意に設定できる。

すなわち、掃除を終了するために設定ボタン15を操作した場合、あるいは、所定時間継続した第２状態が終了した場合などの、上記第２状態への切り換えのタイミングと異なる掃除中、あるいは掃除終了時などの所定のタイミングで、制御手段９は、図４に示す第３状態へと切り換える。

なお、制御手段９は、塵埃量センサ32により検知した主集塵室22内の塵埃量が、予め設定された所定量以上で、かつ、電流センサ19により検知した電動送風機５の電流値が予め設定された所定値より大きい、すなわち電動送風機５の吸込圧力が所定値より大きい場合にのみ、第３状態への切り換えを許可する。

制御手段９は、電動送風機切換弁41により、第２細塵フィルタ28の下流側を電動送風機５の吸込側に対して遮断して、第１細塵フィルタ27の下流側のみを電動送風機５の吸込側に連通させるとともに、風路切換弁37を回動させて、合流空間26を第２細塵フィルタ28に対して遮断するとともに、風路開閉弁45を開いて風路部29を第２風路23へと連通させる。

同時に、制御手段９は、消臭・除菌装置46を作動させる。

この結果、戻し風路W4にて排気風が循環し、第２細塵フィルタ28に捕集した細塵D2が、分岐開口24を介して主集塵室22へと移動して、この主集塵室22に捕集されることで、第２細塵フィルタ28が洗浄される。

このとき、図５に示すように、戻し風路W4の吸込風により、分岐フィルタ25の先端側が第１風路21側へと押し込まれ、吸込風の一部が分岐フィルタ25を逆洗方向に通過して、この分岐フィルタ25に付着した細塵D3も吸込風により掃除されて主集塵室22内に捕集される。

また、上記循環する空気は、消臭・除菌装置46の駆動により、消臭および除菌される。

そして、この第３状態が所定時間継続すると、制御手段９は、例えば第１状態に復帰させたり、電動送風機５を停止させて掃除を終了したりする。

また、制御手段９は、塵埃量センサ32により検知した主集塵室22内の塵埃量が、予め設定された所定量未満である場合には、第２細塵フィルタ28で捕集した細塵D2を主集塵室22に戻しても、この主集塵室22を通過して第１細塵フィルタ27に付着してしまうと判断し、第３状態への切り換えを許可せず、例えば第１状態に復帰させたり、電動送風機５を停止させて掃除を終了したりする。

さらに、制御手段９は、電流センサ19により検知した電動送風機５の電流値が予め設定された所定値以下、すなわち電動送風機５の吸込圧力が所定値以下である場合には、主集塵室22内が略完全に目詰まりした状態であり、電動送風機５の負圧が作用せずに第２細塵フィルタ28に捕集した塵埃を主集塵室22へと移動できない状態であると判断し、第３状態への切り換えを許可せず、例えば電動送風機５を停止させて掃除を終了する。

このとき、制御手段９は、図示しない報知手段などにより、主集塵室22の目詰まりなどを作業者に報知するように構成してもよい。

そして、主集塵室22に所定量以上の塵埃が溜まった場合には、掃除終了後に蓋体３を開けて主集塵室22から塵埃を廃棄する。

上述したように、上記一実施の形態によれば、第１状態では、主集塵室22にて捕集する塵埃量が増加して第１風路21の風路抵抗が大きくなると、吸い込んだ空気とともに塵埃が第２風路23へと分岐されるとともに、第１細塵フィルタ27に捕集した細塵D2は、第２状態に切り換えることで第２細塵フィルタ28へと捕集することにより、第１風路21および第２風路23の吸込風量を確保して吸込力の経時的な低下を抑制できる。

また、第３状態に切り換えることで第２細塵フィルタ28に捕集した細塵D2を戻し風路W4により主集塵室22へと戻すため、第１細塵フィルタ27および第２細塵フィルタ28に捕集した塵埃をも主集塵室22に纏めて溜めることができ、主集塵室22の塵埃を廃棄するだけで、集塵ユニット７内の塵埃を纏めて容易に廃棄できる。

さらに、風路部29を電動送風機５の排気側と連通させることで、電動送風機５の排気風を有効に利用して、第２細塵フィルタ28に捕集した塵埃を主集塵室22へと戻す戻し風路W4を容易に形成できる。

そして、電流センサ19を介して検知した電動送風機５の吸込圧力が予め設定された所定値以下の場合には、制御手段９が第３状態への切り換えを許可しないことで、主集塵室22が略完全に目詰まりしてしまった状態で、第２細塵フィルタ28に付着した塵埃を主集塵室22へと移動させることを防止できる。

また、塵埃量センサ32を、発光部35と受光部36とにより構成された光センサとすることで、主集塵室22内の塵埃量を確実に検知できる。

さらに、分岐フィルタ25の一端側を第２状態、あるいは第３状態で第１風路21側へと突出可能に設けることで、第２状態、あるいは第３状態に切り換えた際に、この分岐フィルタ25に付着した細塵D3を洗浄して主集塵室22へと確実に移動させることができる。

なお、上記一実施の形態において、圧力検知手段は、電流センサ19以外でも、電動送風機５の吸込圧力を直接検知する圧力センサでもよい。

また、塵埃量センサ32は、光センサ以外の任意のものを用いることが可能である。

さらに、第１細塵フィルタ27と第２細塵フィルタ28とを一体のフィルタとして、それぞれを仕切りなどにより仕切るように構成してもよい。

そして、分岐フィルタ25は、第１風路21側へと突出しないように設けてもよい。

また、第３状態時において、本体吸込口11に接続されているホース体12、延長管16および床ブラシ17は、風路抵抗となっているから、空気は本体吸込口11からホース体12側である上流側へと逆流することはないものの、本体吸込口11を開閉する吸込口切換弁を設けて、第３状態時には本体吸込口11を閉じるように制御すると、戻し風路W4を通過する空気がホース体12側へと逆流することを、より確実に防止できる。

さらに、風路部29は、電動送風機５の排気側に連通する代わりに、外気と連通するように構成しても、上記一実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。この場合、外気とは、掃除機本体１の外部の空気だけでなく、風路部29の外部にある空気をいうものとする。

そして、第３状態への切り換えの判断は、塵埃量センサ32のみで判断してもよい。この場合には、構成および制御手段９による制御をそれぞれ簡略化できる。

また、第１状態および第２状態の切り換えのタイミングは任意に設定できる。同様に、第３状態の切り換えのタイミングは、主集塵室22内の塵埃量が予め設定された所定量以上である状態であれば、任意に設定できる。

さらに、上記各状態は、制御手段９により自動的に各弁37，41，45を開閉させて切り換えたが、例えば作業者が所定のタイミングで操作を入力することで、各弁37，41，45が連動して各状態が機械的に切り換わるように構成してもよい。

そして、メッシュフィルタ31は、集塵袋すなわち紙パックなどでもよい。

また、電気掃除機の細部は、上記構成に限定されるものではなく、電気掃除機としては、キャニスタ型に限らず、例えば自走式(走行補助式)や自律走行式(ロボット式)の電気掃除機などでもよく、また、例えば床ブラシ17が掃除機本体１の下面に直接形成されたアップライト型、あるいはハンディ型などであっても対応させて用いることができる。

本発明の一実施の形態の電気掃除機の第１状態を示す説明平面図である。 同上電気掃除機の第２状態を示す説明平面図である。 同上第２状態の要部を示す説明平面図である。 同上電気掃除機の第３状態を示す説明平面図である。 同上第３状態の要部を示す説明平面図である。 同上電気掃除機を示す斜視図である。

符号の説明

１ 掃除機本体
５ 電動送風機
19 圧力検知手段としての電流センサ
21 第１風路
22 集塵部としての主集塵室
23 第２風路
25 分岐フィルタ
27 第１フィルタとしての第１細塵フィルタ
28 第２フィルタとしての第２細塵フィルタ
29 風路部
32 塵埃量検知手段としての塵埃量センサ
35 発光部
36 受光部
W1 主風路
W2 副風路
W3 塵埃移動風路
W4 戻し風路

Claims (5)

1. 電動送風機を収容した掃除機本体と、
   塵埃を捕集する集塵部を備えた第１風路と、
   前記集塵部で捕集した塵埃量を検知する塵埃量検知手段と、
   前記第１風路から前記集塵部の上流側で分岐されるとともに、前記集塵部よりも下流側で前記第１風路に合流可能な第２風路と、
   前記第１風路と前記第２風路との分岐位置に設けられた分岐フィルタと、
   前記第１風路と前記第２風路との合流位置に設けられ、下流側が前記電動送風機の吸込側に連通可能な第１フィルタと、
   前記第１風路と前記第２風路との合流位置に設けられ、前記第１フィルタとは別個に下流側が前記電動送風機の吸込側に連通可能な第２フィルタと、
   この第２フィルタの上流側に連通する風路部とを具備し、
   前記第１風路および前記第１フィルタを経由して前記電動送風機の吸込側に連通する主風路と前記第２風路および前記第１フィルタを経由して前記電動送風機の吸込側に連通する副風路とを形成する第１状態と、前記第１風路と前記第２風路との合流を遮断するとともに、前記第１風路および前記第２フィルタを経由して前記電動送風機の吸込側に連通する塵埃移動風路を形成する第２状態と、前記塵埃量検知手段により検知した前記第１集塵部の塵埃量が予め設定された所定量以上である状態で、前記第１風路と前記第２風路との分岐位置を開口させるとともに、前記第１風路と前記第２風路との合流を遮断し、前記風路部、前記第２フィルタの上流側、前記第２風路、前記第１風路および前記第１フィルタを経由して前記電動送風機の吸込側に連通する戻し風路を形成する第３状態とを切り換え可能である
   ことを特徴とした電気掃除機。
2. 風路部は、電動送風機の排気側と連通している
   ことを特徴とした請求項１記載の電気掃除機。
3. 電動送風機の吸込圧力を検知する圧力検知手段を具備し、
   この圧力検知手段で検知した前記電動送風機の吸込圧力が予め設定された所定値以下である場合には、第３状態への切り換えを許可しない
   ことを特徴とした請求項１または２記載の電気掃除機。
4. 塵埃量検知手段は、発光する発光部と、この発光部からの光を受光する受光部とを備えた光センサである
   ことを特徴とした請求項１ないし３いずれか一記載の電気掃除機。
5. 分岐フィルタは、第１風路と第２風路との分岐位置にて、少なくとも第３状態で前記第１風路側へと一端側が突出可能である
   ことを特徴とした請求項１ないし４いずれか一記載の電気掃除機。

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