JP5040344B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、集塵容器を着脱自在に構成した電気掃除機に関するもので、特に、集塵容器内を摺動して、捕集された塵埃を圧縮または集塵容器内壁に付着した塵埃を擦り取る機構を有した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、集塵袋をばねの力で圧縮するというものがある（例えば、特許文献１参照）。前記特許文献に記載された従来の電気掃除機において、集塵容器内の塵埃を圧縮する場合には、圧縮手段が吸気風路を妨げて吸引力を落とすことがない
ように、塵埃を圧縮した後で、圧縮手段を反転させる即ち、圧縮手段を往復動作させることが必要になる。
特公昭６４−４７７６号公報

そして、上記公報に記載された圧縮手段を、モータを用いて駆動することは容易に考えられるところであるが、昨今開発が盛んになってきたサイクロン式電気掃除機に代表されるような、集塵容器を電気掃除機本体から着脱可能にしたタイプに応用する場合には、前記集塵容器に配された圧縮手段と、電気掃除機本体に配された圧縮駆動手段との連結機構、特に集塵容器と電気掃除機本体との着脱性を考慮した連結機構をどのように構成するかが大きな課題となってきている。

駆動源となるモータの力を、限られたスペース内で効率よく圧縮手段に伝えるためには、多段ギア（歯車）が必要不可欠なものとなるが、前記圧縮手段を摺動させているときには、圧縮駆動手段側のギアの摺動方向への遊びが無くなっている。一方、前記圧縮手段が、その摺動限界点に達してなお圧縮駆動手段による駆動が行なわれると、前記圧縮手段側のギアにも遊びが無くなる、即ち全てのギアの遊びがなくなることになる。この状態で集塵容器を電気掃除機本体から取り外そうとする場合、前記集塵容器に配された圧縮手段と電気掃除機本体に配された圧縮駆動手段との連結機構の間に働く摩擦力を逃がすことができないため、取り外しにかなりの力が必要となる。更にこの状態で前記集塵容器を取り外した後、再度電気掃除機本体に装着しようとする場合にも困難を極めることは想像に難くない。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、集塵容器を着脱可能にした電気掃除機において、集塵容器内を摺動して、捕集された塵埃を圧縮または集塵容器内壁に付着した塵埃を擦り取る機構を設けることで高い集塵性能を長期間維持しつつ、前記集塵容器の着脱性にも配慮した、使用性に優れた電気掃除機を提供するものである。

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、含塵空気を吸引する電動送風機と、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、前記集塵容器内の塵埃を圧縮および／または前記集塵容器の内壁に付着した塵埃を擦り取り可能なように、摺動自在に設けられた圧縮手段と、複数の歯車の噛み合いを介して前記圧縮手段を駆動する圧縮駆動手段と、電源からの電源供給の切断の発生を検知するための電源供給切断検知手段とを備え、前記圧縮駆動手段による圧縮手段の駆動時に、前記圧縮手段を塵埃が圧縮される向きへ摺動限界まで摺動させた後に反対の向きへ摺動限界まで摺動させるという一連の動作を少なくとも１回行い、最後に塵埃が圧縮される向きへ、微少時間、前記圧縮駆動手段を駆動させて、前記歯車間の遊び代を確保する構成とし、かつ前記圧縮手段の摺動動作中に、前記電源供給切断検知手段が電源からの電源供給の切断の発生を検知したときは、電源からの電源供給の切断直前に摺動していた向きとは反対の向きへ、微少時間、前記圧縮駆動手段を駆動させる構成とした。これにより、高い集塵性能を長期間維持しつつ、圧縮手段の一連の動作の最後に行なう微少時間の反転動作によって、ギア間の遊び代を確保でき、前記集塵容器の着脱も容易になるものである。また、停電や圧縮動作中の電源コードの抜けによる圧縮動作中断時においても、集塵容器の着脱が容易に行えるものである。

本発明の電機掃除機は、高い集塵性能を長期間維持しつつ、集塵容器の電気掃除機本体からの着脱も容易になり、使用性に優れた電気掃除機を提供できる。

第１の発明は、含塵空気を吸引する電動送風機と、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、前記集塵容器内の塵埃を圧縮および／または前記集塵容器の内壁に付着した塵埃を擦り取り可能なように、摺動自在に設けられた圧縮手段と、複数の歯車の噛み合いを介して前記圧縮手段を駆動する圧縮駆動手段と、電源からの電源供給の切断の発生を検知するための電源供給切断検知手段とを備え、前記圧縮駆動手段による圧縮手段の駆動時に、前記圧縮手段を塵埃が圧縮される向きへ摺動限界まで摺動させた後に反対の向きへ摺動限界まで摺動させるという一連の動作を少なくとも１回行い、最後に塵埃が圧縮される向きへ、微少時間、前記圧縮駆動手段を駆動させて、前記歯車間の遊び代を確保する構成とし、かつ前記圧縮手段の摺動動作中に、前記電源供給切断検知手段が電源からの電源供給の切断の発生を検知したときは、電源からの電源供給の切断直前に摺動していた向きとは反対の向きへ、微少時間、前記圧縮駆動手段を駆動させるものであり、高い集塵性能を長期間維持しつつ、圧縮手段の一連の動作の最後に行なう微少時間の反転動作によって、ギア間の遊び代を確保でき、前記集塵容器の着脱も容易になるものである。また、停電や圧縮動作中の電源コードの抜けによる圧縮動作中断時においても、集塵容器の着脱が容易に行えるものである。

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。尚、本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６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、図２において、電気掃除機本体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、着脱自在で塵埃を分離捕集する集塵容器４を収納する集塵容器収納部５が配されている。電気掃除機本体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。

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〜図５を用いて説明する。図３は本実施の形態における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は同集塵容器収納部の斜視図である。

図３〜図５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の前部に設けた容器操作部２３を押すと、それに連結された連結棒Ｃ４６を介して尾錠２２を外方に移動し、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、容器操作部２３を常時上方に付勢するためのものである。

粗塵室１８は、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。

また、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（歯車）３４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、後端にギア（歯車）Ｂ３５を有し、さらに、ギア（歯車）群３９を介してラックギア３４に動力を伝達する。

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、圧縮駆動手段である、正・逆回転可能な圧縮駆動モータ５６と、前記圧縮駆動モータ５６の駆動力を、前記変速ギア（歯車）ユニット６４（図示せず）を介して前記ギアＢ３５に伝達するためのギア（歯車）Ｅ３８と、ホールＩＣとマグネットによって構成され、前記ギアＥ３８の回転数を検出する回転数検出手段６５（図示せず）とを有する圧縮駆動ユニット６６が設けられており、集塵容器４を集塵容器収納部５に装着したときに、前記ギアＢ３５とＥ３８が噛み合うよう構成されていると共に、前記隔壁４０に設けられた集塵容器検出手段６２に内蔵されたマイクロスイッチ（図示しない）がオンして、後述する制御手段５２に集塵容器４の装着を知らせる構成になっている。

次に、図６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６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、操作部や各検知手段からの情報に基づいて、各負荷制御を行なう制御手段である。５３は、圧縮駆動モータ５６に流れる電流を検出する電流検出手段で、圧縮駆動モータ５６に流れる電流を検出することで、間接的に圧縮駆動モータ５６に加わる負荷量を検出するようにしている。

又、５７は前記回転数検知手段６５によって検出した、ギアＢ３５の回転量から、圧縮板３０の移動量を判断する、圧縮移動量判断手段である。５８は、集塵容器内の塵埃量を判断する集塵量判断手段で、集塵容器内の塵埃の量によって、圧縮板３０が移動できる距離即ち、前記回転数検知手段６５によって検出する回転数が変化することを利用して、その塵埃量を判断するようにしている。５９は、集塵量判断手段５８の判断した集塵量に基づき、使用者に集塵量を報知する集塵量報知手段で、本実施の形態ではＬＥＤなどで構成
された表示回路としている。６３は、特に集塵量が所定以上に溜まっている場合に使用者に捨ててもらうことを促すための、例えばブザーなどで構成された満杯報知手段である。

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、電気掃除機本体１の電源プラグ（図示せず）を室内の壁に設けた電源供給用のコンセントに差すと、通電検知手段５１が、電気掃除機本体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、圧縮駆動ユニット６６内の圧縮駆動モータ５６を、圧縮板３０が圧縮方向に摺動する方向（以降、正転方向と呼ぶ意）に駆動する。その後、電流検出手段５３によって、前記圧縮駆動モータ５６にかかる負荷量を間接的に検出する。この時、前記電流検出手段５３によって検出された電流値が１．２Ａ以上の時は、「圧縮板３０が最下点まで下がり、塵埃が十分に圧縮されている」と判断し、圧縮駆動モータ５６への通電を停止し、１秒経過後に前記圧縮駆動モータ５６の逆転を開始する。

逆転中も、電流検出手段５３によって、圧縮駆動モータ５６にかかる負荷量を間接的に検出し、電流値が１．２Ａ以上に達したら、「圧縮板３０が最上点まで上がった」と判断し、圧縮駆動モータ５６への通電を停止し、０．１秒の停止を挟んだ後、微少時間、例えば０．０３秒間、正転方向への駆動を行い、一連の圧縮動作を終了する。尚、「０．０３秒」とは、ギアの遊び代を確保するための駆動時間であり、「０．０３秒」の駆動では、圧縮板３０は動作しない。

又、圧縮移動量判断手段５７は、逆転開始から、逆転終了までの間の回転数検出手段６５の出力から、前記圧縮板３０の、圧縮板３０の最下点から最上点までの移動距離を算出しておく。圧縮板３０が逆転動作を開始してから、最上点で停止するまでの前記圧縮板３０の移動距離は、粗塵室１８内に溜まった塵埃量が増加するほど減少するため、集塵量と一次的な関係にあると考えることができる。集塵量判断手段５８は、圧縮移動量判断手段５７によって検知した移動距離から判断した集塵量を集塵量報知手段５９によって使用者等に報知する。特に、その集塵量が所定量を越えていた場合には、満杯報知手段６３によって、使用者に注意喚起し、満杯状態での運転を防ぐことによって、吸引力が低い状態での掃除を避け、電動送風機２の負担を減少するようにしている。

次に、運転操作部８を操作して、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、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、フィルターユニット１６で捕捉される。

本実施の形態では、さらに、運転操作部８を操作して、電気掃除機の運転を停止すると、それを制御手段５２が検知して、運転開始時の塵埃の圧縮動作と同じ動作を行うようにしている。

圧縮駆動モータ５６正転中に、運転操作部８を操作して、電機掃除機の運転を開始しようとした場合、直ちに圧縮駆動モータ５６を停止させ、０．１秒後に前記圧縮駆動モータ５６の逆転処理を行い、圧縮板３０が最上点に達してから０．１秒の停止を挟んで０．０３秒間の正転を行なった後、電動送風機２を運転させる。

圧縮駆動モータ５６の駆動中に、運転操作部８を操作して、圧縮駆動モータ５６の駆動を中断させることも可能である。この場合、圧縮駆動モータ５６を０．１秒間停止させた後で０．０３秒間反転方向（運転操作部８操作時の駆動方向と逆の方向）に駆動させた後、再度運転操作部８が操作されるまで、前記圧縮駆動モータ５６を停止させた状態で待機する。

また、圧縮駆動モータ５６の駆動中に、例えば、ホース６を電気掃除機本体１の吸気口７から取り外すことによって、圧縮駆動モータ５６の駆動を中断させることも可能である。この場合、上記運転操作部８の操作と同様に、圧縮駆動モータ５６を０．１秒間停止させた後で０．０３秒間反転方向に駆動させた後、最低限、ホース６が電気掃除機本体１の吸気口７に差し込まれるまで、前記圧縮駆動モータ５６を停止させるものである。

更に、圧縮駆動モータ５６の駆動中に、停電が発生したり、使用者が電源プラグ（図示せず）をコンセントから抜く等して、電源からの電源供給の切断が発生した場合、電源供給切断検知手段５１が電源からの電源供給の切断の発生を検知して、直ちに圧縮駆動モータ５６を停止し、０．１秒後に０．０３秒間反転方向（通電停止検出時の駆動方向と逆の方向）に駆動させた後、再度電源供給切断検知手段５１が電源の供給を検知するまで、前記圧縮駆動モータ５６を停止させた状態で待機する。尚、通電停止後でも、回路内のコンデンサ等に蓄えられた電荷によって、上記の時間程度は圧縮駆動モータの駆動は可能となるように構成されている。

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がごみ箱内に落下する。

このとき、集塵容器検出手段６２は、集塵容器４が集塵容器収納部５から取り出されたことを検出して集塵量判断手段５８へ信号を送る。集塵量判断手段５８はこれを受けて、集塵量報知手段５９および／または満杯報知手段６３で報知している内容を一旦抹消する。そして、再度集塵容器４が集塵容器収納部５に取り付けられたことを集塵容器検出手段６２によって検知した時点で、再度圧縮動作を行って、集塵量を再判断することで、適宜集塵量の報知を行う。

尚、使用者による圧縮中断手段としては、本実施の形態のような運転操作部８の操作やホース６の離脱検知の他に、集塵容器収納部５の蓋（図示せず）の開閉検知等も考えられる。

以上のように、本発明にかかる電気掃除機によれば、高い集塵性能を長期間維持しつつ、電気掃除機本体からの集塵容器の着脱も容易になり、使用性に優れた電気掃除機を提供でき、家庭用、業務用、店舗用の各種電気掃除機に幅広く適用できる。

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 同集塵容器収納部の斜視図 同電気掃除機の制御システムブロック図

１ 電気掃除機本体
２ 電動送風機
４ 集塵容器
５ 集塵容器収納部
８ 運転操作部
１５ 集塵容器本体
１８ 粗塵室
３０ 圧縮板（圧縮手段）
３１ スライダー
３２ スライダーバネ
３３ 駆動軸
３４ ラックギア
３５ ギア（歯車）Ｂ
３８ ギア（歯車）Ｅ
４０ 隔壁
５１ 電源供給切断検知手段
５２ 制御手段
５３ 電流検出手段（負荷量検知手段）
５４ 駆動手段
５６ 圧縮駆動モータ（圧縮駆動手段）
５７ 圧縮移動量判断手段
５８ 集塵量判断手段
５９ 集塵量報知手段
６２ 集塵容器検出手段
６３ 満杯報知手段
６５ 回転数検出手段
６６ 圧縮駆動ユニット

Claims (1)

1. 含塵空気を吸引する電動送風機と、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、前記集塵容器内の塵埃を圧縮および／または前記集塵容器の内壁に付着した塵埃を擦り取り可能なように、摺動自在に設けられた圧縮手段と、複数の歯車の噛み合いを介して前記圧縮手段を駆動する圧縮駆動手段と、電源からの電源供給の切断の発生を検知するための電源供給切断検知手段とを備え、前記圧縮駆動手段による圧縮手段の駆動時に、前記圧縮手段を塵埃が圧縮される向きへ摺動限界まで摺動させた後に反対の向きへ摺動限界まで摺動させるという一連の動作を少なくとも１回行い、最後に塵埃が圧縮される向きへ、微少時間、前記圧縮駆動手段を駆動させて、前記歯車間の遊び代を確保する構成とし、かつ前記圧縮手段の摺動動作中に、前記電源供給切断検知手段が電源からの電源供給の切断の発生を検知したときは、電源からの電源供給の切断直前に摺動していた向きとは反対の向きへ、微少時間、前記圧縮駆動手段を駆動させる構成とした電気掃除機。

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