(57)【要約】【課題】フィルターを目詰まらせる塵埃を自動的に取り除き集塵性能の安定した掃除機を提供すること。【解決手段】下方を回動自在に保持された弾性体２５をメインフィルター２１の負圧側面に対し略垂直方向に配設し、モータ３４に連結されたシャフト３５の法線方向に突設したピン３６で弾性体２５下方を弾き、メインフィルター２１の負圧側から正圧側方向に衝撃振動を加える構成。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸引用の送風機を内包する本体と、前記送風機への吸引経路に配設され塵埃を集積する集塵室と、前記集塵室内に装着され集塵室内に取り込まれる空気中の塵埃を濾過するフィルターと、前記吸引経路における前記フィルターの負圧側面に対し略垂直方向に衝撃振動を加える加振部を有する電気掃除機。
【請求項２】
フィルターはプリーツ形状に形成するとともに、加振部は、前記フィルター表面に付着した塵埃がプリーツ形状の相隣接するフィルター面の巾が広がる方向へ離脱するように衝撃振動を加える構成とした請求項１記載の電気掃除機。
【請求項３】
加振部はフィルターの負圧側に配される弾性体と、前記弾性体の一部に応力を与える作用部とからなり、前記弾性体は前記フィルターの負圧側面に対し略垂直方向に回動自在に支持されると共に前記フィルターの負圧側面に当接させて配設され、前記作用部は前記弾性体の自由端を前記フィルターの負圧側面に対し離れる方向に作用させて、前記弾性体に弾性応力を持たせ、前記弾性応力を前記フィルターの負圧側面に断続的に作用させることで衝撃振動を加える請求項１または２記載の電気掃除機。
【請求項４】
作用部はモータと前記モータの回転が伝達されるシャフトと前記シャフトから法線方向に突出したピンとからなり、前記ピンが弾性体の自由端をフィルターの負圧側面に対し離れる方向に作用させて、前記弾性体に弾性応力を持たせ、前記弾性応力を前記フィルターの負圧側面に断続的に作用させることで衝撃振動を加える請求項３記載の電気掃除機。
【請求項５】
弾性体は矩形を複数有する櫛形状である請求項３または４記載の電気掃除機。
【請求項６】
複数の自由端を連結してなる請求項５記載の電気掃除機。
【請求項７】
送風機通電オフ時に加振部を一定時間動作させる請求項１〜６のいずれか１項記載の電気掃除機。
【請求項８】
フィルターの正圧側の表面に多孔質膜を露出させると共に前記多孔質膜表面を潤滑処理した請求項１〜７のいずれか１項記載の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルターの除塵機構を有する電気掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気掃除機は、コードリールの回転力で駆動される除塵体がフィルター表面で回転し、フィルターに付着した塵埃を落下させていた（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図１６は特許文献１に記載された従来の電気掃除機のフィルターの除塵機構を示すものである。４５はコードリール、４６はコードリールの回転力を除塵機構に伝達する歯車、４７は歯車４６と噛み合う駆動歯車、４８は駆動歯車４７と噛み合いその回転軸を９０°転換させるフェース歯車、４９はフェース歯車４８と一体に設けた駆動カップリング、５０は除塵歯車、５１は伝達歯車、５２は受動カップリングで、塵埃を捕捉するためのフィルター５４の後方に配置される構成である。除塵歯車５０にはフィルター５４の裏面を摺動する除塵体５３が装着されている。
【特許文献１】特開昭６１−２９３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら前記従来の構成では、図１７に示す様にプリーツ状に構成されたフィルター５４の裏面を除塵体５３が円弧状に摺動する際に、プリーツ状のフィルター５４の山部５５を弾くことで塵埃を塵落とししていた。
【０００５】
この原理は、除塵体５３がフィルター５４の山部５５に当接している間は、プリーツ状のフィルター５４は、山部５５の角度が小さくなる方向に圧縮変形し、除塵体５３が離れた瞬間、フィルター５４が元のプリーツ形状に復元する際の反発力を利用して除塵を行っていた。
【０００６】
そのため、除塵性能ＵＰで反発力を大きくしようとすると、フィルター５４の厚みを増すか、素材の密度を増すかして剛性を上げる必要があった。それにともないフィルター５４の通気圧損が高くなり、吸引力の低下をまねくと言った課題があった。
【０００７】
また、フィルター５４に付着した塵埃を確実に塵落としするには、フィルター５４が復元しようとする反発力だけでは不十分であり、そのため、塵埃がフィルター５４の襞空間内５９に溜まりフィルター５４から完全に落下せず、再度送風機に通電した際にこれらの塵埃が再度フィルター５４に付着して掃除機の風量を低下させてしまい、除塵の効果が現れにくいという課題を有していた。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、フィルター表面の塵埃を床面にフィルター表面をたたきつける様な強い衝撃力で確実にフィルターから剥離し、塵埃の吸引量によらず初期の風量を維持する掃除機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、吸引用の送風機を内包する本体と、前記送風機への吸引経路に配設され塵埃を集積する集塵室と、前記集塵室内に装着され集塵室内に取り込まれる空気中の塵埃を濾過するフィルターと、前記吸引経路における前記フィルターの負圧側面に対し略垂直方向に衝撃振動を加える加振部を有する構成としたものである。
【００１０】
これによって、フィルター表面の塵埃を障害物が存在しない方向に力を加え、塵埃をフィルターの壁に囲まれた空間からフィルターの下方に確実に落下させるので、塵埃の吸引量によらず初期の風量を維持した掃除機となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電気掃除機は、塵埃と空気を分離するフィルターのクリ−ニングを実現することにより、使用時間によらず吸引性能の安定した掃除機を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
第１の発明は、吸引用の送風機を内包する本体と、前記送風機への吸引経路に配設され塵埃を集積する集塵室と、前記集塵室内に装着され集塵室内に取り込まれる空気中の塵埃を濾過するフィルターと、前記吸引経路における前記フィルターの負圧側面に対し略垂直方向に衝撃振動を加える加振部を有する電気掃除機とすることにより、フィルター表面に付着した塵埃が除去されるので、安定した吸引性能が発揮できる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明のフィルターはプリーツ形状に形成するとともに、加振部は、前記フィルター表面に付着した塵埃がプリーツ形状の相隣接するフィルター面の巾が広がる方向へ離脱するように衝撃振動を加える構成としたことにより、確実にフィルター表面に付着した塵埃が除去されるので、安定した吸引性能が発揮できる。
【００１４】
第３の発明は、第１の発明または第２の発明の加振部はフィルターの負圧側に配される弾性体と、前記弾性体の一部に応力を与える作用部とからなり、前記弾性体は前記フィルターの負圧側面に対し略垂直方向に回動自在に支持されると共に前記フィルターの負圧側面に当接させて配設され、前記作用部は前記弾性体の自由端を前記フィルターの負圧側面に対し離れる方向に作用させて、前記弾性体に弾性応力を持たせ、前記弾性応力を前記フィルターの負圧側面に断続的に作用させることで衝撃振動を加えることにより、確実にフィルター表面に付着した塵埃が除去されるので、安定した吸引性能が発揮できる。
【００１５】
第４の発明は、第３の発明の作用部はモータと前記モータの回転が伝達されるシャフトと前記シャフトから法線方向に突出したピンとからなり、前記ピンが弾性体の自由端をフィルターの負圧側面に対し離れる方向に作用させて、前記弾性体に弾性応力を持たせ、前記弾性応力を前記フィルターの負圧側面に断続的に作用させることで衝撃振動を加えることにより、効率よくフィルターを振動させて塵埃を除去するので、安定した集塵性能が発揮できる。
【００１６】
第５の発明は、第３の発明または第４の発明の弾性体は矩形を複数有する櫛形状であることにより、分割された矩形部ひとつに加える力は小さくなりモータが小型化できるので、本体の小型軽量化と安定した吸引性能が発揮できる。
【００１７】
第６の発明は、第５の発明の複数の自由端を連結したことにより、弾性体による圧力損失の低減とフィルターに加える力の維持を実現するので、安定した集塵性能が発揮できる。
【００１８】
第７の発明は、第１の発明から第６の発明の送風機通電オフ時に加振部を一定時間動作させることにより、効率よく除塵を行い、優れた集塵性能が発揮できる。
【００１９】
第８の発明は、第１の発明から第７の発明のフィルターの正圧側の表面に多孔質膜を露出させると共に前記多孔質膜表面を潤滑処理したことにより、フィルター表面からの塵埃の剥離が極めて容易になるので、安定した集塵性能が発揮できる。
【００２０】
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。
【００２１】
（実施の形態１）
図１に本発明の第１の実施の形態における電気掃除機の構成を示している。１６は本体で、送風機１１を内包している。この送風機１１は、モータ部１２、及びファン部１３より構成されている。ファン部１３の中央には吸引部１４が設けられている。１５はモータ部１２に設けられた排気口を示す。送風機１１は本体１６にシールを兼ねた防振ゴム前１７及び防振ゴム後１８を介して支持されている。１９は集塵室で、本体１６に着脱自在に取り付けられている。集塵室１９はその内部にプレフィルター２０とメインフィルター２１を有しており、プレフィルター２０は紙屑や綿ゴミなど比較的大きな塵埃を、メインフィルター２１はセメントや関東ローム層の土の様な数十μｍ程度の細かい塵埃をそれぞれ捕捉する。
【００２２】
図２はプレフィルター２０の正面図を、図３の（ａ）はメインフィルター２１の断面を、図３の（ｂ）はメインフィルター２１の正面図を示している。プレフィルター２０の濾材は目の粗いメッシュで構成され、メインフィルター２１の濾材は吸気流の上流側に孔径２μｍ程度の多孔質膜８、その下流側に不織布９を貼り合わせると共に多孔質膜８の表面には金属を蒸着する等の潤滑処理を施してある。また、メインフィルター２１の濾材が平板の状態では通気抵抗が非常に大きいので山谷を有したプリーツ状に折って表面積を広くして通気抵抗を下げ圧力損失を小さくしている。濾材をプリーツ状に折っただけでは送風機１１の圧力への耐久性が低かったり、濾材表面に塵埃が多量に付着すると初期のプリーツ形状を維持できなかったりするので、図４、図５に示す様に濾材プリーツ山谷と同じ形状を有するフィルターバックアップ２２を複数個用いて下流側から濾材を補強して、図５の（ａ）、（ｂ）に示すフィルターユニット２３を構成している。
【００２３】
次に前記メインフィルター２１に付着した塵埃を除去する除塵機構を説明する。
【００２４】
図１に示す加振部２４はメインフィルター２１の負圧側に配され、メインフィルター２１に対して正圧側方向に力を加えてメインフィルター２１を衝撃振動させるようになっている。
【００２５】
この衝撃振動によってメインフィルター２１上の塵埃が払い落とされ、集塵室内の細塵室１０に貯えられるようになっている。加振部２４は、ばね性を有する板金或いは樹脂板を素材とする弾性体２５と、弾性体の下端２６に正圧側から負圧側に向かって衝撃振動を加える作用部２７とからなる。
【００２６】
図６および図７の（ｂ）は弾性体２５の正面図を、図７の（ａ）は弾性体２５の側面図を示している。弾性体２５は略四角形の上記板金或いは樹脂板に数箇所の切り欠き２８を設けて幅寸法ａの矩形２９が連続する櫛形とすると共に、弾性体の下端２６（櫛形状の先端部）は押圧板３０で２本づつ連結されている。
【００２７】
図８の（ａ）、（ｂ）に示す様に弾性体２５から突出した衝撃板３２をフィルターバックアップ２２に当接させた状態で弾性体上部３１をフィルターユニット２３上部にビスｂで着脱自在に固定されている。この時弾性体の下端２６は送風機１１の吸引経路の空気流れ方向３３にビスｂを中心として回動自在になっている。
【００２８】
前記弾性体２５を衝撃振動させる図９の（ａ）、（ｂ）に示す作用部２７は、モータ３４とモータ３４の回転を伝達されるシャフト３５とシャフト３５から法線方向に突出したピン３６からなる。図１０はフィルターユニット２３と加振部２４（弾性体２５および作用部２７）を負圧側から見た状態を示しており、作用部２７は弾性体２５の正圧側の押圧板３０前方に配設され、弾性体２５は送風機１１の吸引経路内に空気流れに逆らう形で配設されるが、矩形２９の幅寸法ａを３〜５ｍｍと細いものにすることで空気抵抗を抑えて圧力損失による吸引力ロスを最小限にとどめることができる。
【００２９】
ピン３６は押圧板３０と同数設けられ、ピン３６のシャフト３５上におけるスラスト方向位置はピン３６が押圧板３０の中央部に位置する様に配されると共に、図９の作用部の側面図に示す様にシャフト３５の円周方向には、隣接するピン３６が互いに３６０°をピン３６の取り付け個数で割り算した角度で互いに等角度ずれた位置に設けられている。
【００３０】
本実施例では、ピン３６の個数が４個なので、３６０°÷４＝９０°になり、隣接するピン３６が９０°ずれた配置となっている。
【００３１】
モータ３４への通電は、送風機１１に通電していない状態でフィルター振動ボタン（図示せず）が押されると一定時間モータ３４に通電されるように制御されている。モータ３４に通電されるとシャフト３５が図１０の矢印３７方向に回転し、ピン３６ａが押圧板３０ａに当接すると、ピン３６ａを介してシャフト３５の回転力の一部が押圧板３０ａに伝えられ、結果として弾性体２５の一部の矩形２９に正圧側から負圧側に向かって応力を加えられる様な構成になっている。弾性体２５の矩形２９の幅寸法ａは３〜５ｍｍと非常に細いが複数（本実施例では２本）の矩形２９の自由端を結合することで弾性力を増し、メインフィルター２１に与える衝撃を大きくしている。
【００３２】
図１１から図１５は加振部２４がメインフィルター２１に衝撃振動を与える動きを説明する図で、簡略化のために作用部２７はモータを図示せずにシャフト３５と、ピン３６のみが描かれている。図１１の様に、ピン３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄの何れも押圧板３０に接触していない状態でモータに通電されるとシャフト３５が矢印３７方向に回転を開始し、図１２に示している様にピン３６ａが押圧板３０ａに接触するとシャフト３５の回転力の一部がピン３６ａを介して押圧板３０ａに矢印３８方向の応力が加え始める。
【００３３】
さらにシャフトが回転すると図１３の様にピン３６ａが押圧板３０ａを矢印３８方向に持ち上げ、押圧板３０ａが最も持ち上げられた図１４の状態から更にシャフトが回転すると押圧板３０ａからピン３６ａが離れる。図１５の様にピン３６ａが押圧板３０ａから離れると、押圧板３０ａに加えられていた矢印３８方向の応力が無くなり、弾性体２５の弾性力による矢印３９方向の力で弾性体２５は初期位置に戻ると共に弾性体２５から突出した衝撃板３２がフィルターバックアップ２２に衝撃を与える。
【００３４】
ピン３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄがこの順にそれぞれ単独で押圧板３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを所定の位置まで持ち上げては放すということを繰り返しフィルターバックアップ２２に衝撃振動を加え続ける。
【００３５】
フィルターバックアップ２２は、図５に示す様に濾材プリーツ山谷と同じ形状を有してメインフィルター２１に密着しているため、フィルターバックアップ２２をたたくことで、負圧側から正圧側方向へ床面にたたきつけるような、衝撃振動がメインフィルター２１の山谷の表面全域に伝わり、メインフィルター２１の表面から塵埃が剥離される。
【００３６】
さらに図１１から１５で明らかな様に、ピン３６ａが押圧板に接触している間は他のピン３６ｂ、３６ｃ、３６ｄの何れも押圧板３０に接することが無いので、ピン３６が２本、３本、４本と複数にわたり同時に押圧板３０を持ち上げる場合と比べ、シャフト３５にかかるトルク荷重が小さく、モータ負荷も小さくて済むのでモータのサイズも小さくできる。
【００３７】
弾性体２５の矩形２９の幅寸法ａを太くすれば大きな衝撃力が得られるが空気抵抗が大きくなり圧力損失による吸引力ロスが大きくなってしまうが、矩形２９の幅寸法ａを３〜５ｍｍと非常に細くした場合においては、自由端を複数結合することでそれぞれの弾性力を増しメインフィルター２１に与える衝撃力を大きなものにすることができかつ、空気抵抗を抑えて圧力損失による吸引力ロスを最小限にとどめることができる。
【００３８】
さらに幅寸法ａが太い矩形２９を単体で持ち上げる時に比べて、細い矩形２９を連結したものを持ち上げる時の方が必要トルクが小さくて済み、モータ３４も小さいもので良く、全体の小型軽量化にもつながっている。
【００３９】
メインフィルター２１の濾材の最上流側に多孔質な膜の表面には金属を蒸着する等の潤滑処理を施されているので塵埃がフィルター表面で引っ掛かることが無く、非常にスムーズに塵埃がフィルター表面から剥離できる。さらにメインフィルター２１の塵埃を捕捉する面は多孔質膜になっており、不織布の様な濾材で繊維に塵埃が絡み付く様なことが無いために良好な塵離れを実現できる。
【００４０】
尚、上記多孔質膜がポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の塵離れの良い素材を用いた場合、金属蒸着等の潤滑処理がなくても上記と同様な効果が得られるものである。
【００４１】
以上の構成で動作について説明する。電気掃除機の運転操作が開始され、送風機１１に通電されると吸口から塵埃が吸引されプレフィルター２０で粗塵埃が分離され、分離された粗塵埃は集塵室１９に蓄積される。
【００４２】
メインフィルター２１では細塵が分離され、分離された細塵は細塵室１０に蓄積される。メインフィルター２１表面には非常に細かい塵埃が捕捉されて目が詰まり圧力損失が大きくなるので吸引力が低下する。この時、電気掃除機の運転操作を停止し、送風機１１の通電が止まった状態にして、フィルター振動ボタン（図示せず）が押されるとモータ３４に通電されてシャフト３５が回転し、４本のピン３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄのうちの何れかのピンが各々のピンに対応した押圧板３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを所定の位置まで持ち上げて放す。弾性体２５が初期位置に戻る際に衝撃板３２がフィルターバックアップ２２に衝撃を与え結果的にメインフィルター２１に負圧側から正圧側方向へ非常に短時間に衝撃力が加えられる。モータ３４に一定時間通電されている間、４本のピン３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄによってこの事が順に繰り返されてメインフィルター２１が衝撃振動しメインフィルター２１から塵埃が剥離される。
【００４３】
つまりメインフィルター２１が塵埃で目詰まりを起こすなどにより圧力損失が増加した場合でも初期の圧力損失に回復し、このことにより吸引力の変化を少なくして安定した集塵性能を発揮する事ができる。
【００４４】
ここで上記加振動作は、電気掃除機の運転停止操作に連動して、上記フィルター振動ボタン（図示せず）を押さなくても自動的にシャフト３５が回転し、上記一連の振動作用によるメインフィルター２１の塵埃剥離動作を行うように構成することも可能である。
【００４５】
その結果、集塵室１９内のメインフィルター２１表面の塵埃が意図的にあるいは自動的に剥離され続けるので、電気掃除機使用者がメインフィルター２１を掃除したり水洗いしたりといったフィルターメンテナンスを行う作業回数を大幅に低減させることができる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、弾性体２５に設けた衝撃板３２でフィルターバックアップ２２をたたくことでメインフィルター２１に衝撃振動を伝えていたが、衝撃板３２で直接メインフィルター２１をたたいても良く、同様の効果が得られるのは明らかである。
【００４７】
また、本実施の形態では、弾性体２５を衝撃振動させる駆動源にモータ３４を使用した場合で説明したが、駆動源をコードリールの回転力を利用した場合やソレノイドの振動を利用した場合でも良く、いずれの場合においても同様の効果が得られるのは明らかである。
【００４８】
さらに、本実施の形態では、ピン３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄの何れも押圧板３０に接触していない状態でモータに通電させたが、何れかのピンが押圧板３０に接触した状態でモータを通電しても同様の効果が得られるのは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、塵埃と空気を分離するフィルター表面の塵埃の自動クリ−ニング化を実現することにより、塵埃の吸引量によらず吸引性能の安定した掃除機を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態１における電気掃除機の集塵部の構成を示す断面図
【図２】同電気掃除機のプレフィルターの正面図
【図３】（ａ）同電気掃除機のメインフィルターの断面図（ｂ）同メインフィルターの正面図
【図４】同電気掃除機のメインフィルターとフィルターバックアップの関係を示す部分断面図
【図５】（ａ）同電気掃除機のフィルターユニットの断面図（ｂ）同フィルターユニットの正面図
【図６】同電気掃除機の弾性体の正面図
【図７】（ａ）同電気掃除機の弾性体の構成を示す側面図（ｂ）同弾性体の構成を示す正面図
【図８】（ａ）同電気掃除機のフィルターユニットと弾性体の関係を示す側面図、（ｂ）同フィルターユニットと弾性体の関係を示す正面図
【図９】（ａ）同電気掃除機の作用部の構成を示す正面図（ｂ）同作用部の構成を示す側面図
【図１０】同電気掃除機のフィルターユニットと加振部の関係図
【図１１】同加振部の動作図
【図１２】同加振部の動作図
【図１３】同加振部の動作図
【図１４】同加振部の動作図
【図１５】同加振部の動作図
【図１６】従来の電気掃除機のフィルター除塵機構の構成図
【図１７】（ａ）同電気掃除機のフィルター除塵機構の動作を示す断面図（ｂ）同フィルター除塵機構の動作を示す断面図（ｃ）同フィルター除塵機構の動作を示す正面図
【符号の説明】
【００５１】
８  多孔質膜
１１  送風機
１２  吸引部
１６  本体
１９  集塵室
２１  メインフィルター
２４  加振部
２５  弾性体
２７  作用部
２９  矩形
３４  モータ
３５  シャフト
３６  ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2005342381.tif 000013
【図１２】
2005342381.tif 000014
【図１３】
2005342381.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2005342381.tif 000017
【図１６】
2005342381.tif 000018
【図１７】
2005342381.tif 000019