(57)【要約】【課題】効率よく風量回復ができる電気掃除機を提供する。【解決手段】吸引風を発生させる電動送風機２と、塵埃を捕集する集塵袋３０と、前記集塵袋３０内の風損を低減して吸引される空気の風量を回復させる為の圧縮装置４０と、吸引される空気中の塵埃を検知する塵埃検知手段（図示せず）と、前記塵埃検知手段からの信号を増幅する増幅手段（図示せず）とを備え、前記増幅手段からの出力が所定の閾値に達したときに、前記圧縮装置４０を動作させるもので、例えば、所定の閾値を、吸引風量が急激に下がった時点にあわせるようにすれば、最適でかつ無駄の無いタイミングで、風量回復動作を行って、効率良く風量回復を図ることができ、それにより掃除性能に優れた電気掃除機を提供することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸引風を発生させる電動送風機と、塵埃を捕集する集塵容器と、前記集塵容器内の風損を低減して吸引される空気の風量を回復させる為の風量回復手段と、吸引される空気中の塵埃を検知する塵埃検知手段と、前記塵埃検知手段からの信号を増幅する増幅手段とを備え、前記増幅手段からの出力が所定の閾値に達したときに、前記風量回復手段を動作させることを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】
風量回復手段は、圧縮動作で風量の回復を行うことを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
風量回復手段は、振動動作で風量の回復を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気掃除機。
【請求項４】
２０μｍ以下の細塵用に閾値を設定したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項５】
２０μｍより大きな大塵埃用に閾値を設定したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気掃除機として、吸引した塵埃を、吸気、あるいは圧縮板などからなる風量回復手段を用いて圧縮し、電気掃除機の吸引風量の回復を行うようにしたものがある。図９は、従来の電気掃除機における風量変化のグラフである。ここでＱａは従来の電気掃除機の平均風量である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−５８７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の電気掃除機の構成では、風量回復手段を掃除の使用前や使用後、或いは、実際には必要のない時に動作させたりして、タイミングが一定でなかったため、風量回復の頻度が少ない場合には、吸込み風量の低下やそれに伴う電動送風機への熱的負担が大きくなり、逆に風量回復動作の頻度が多い場合は、風量回復機能の機構面での疲労や、塵埃を捕集する紙袋などの痛みが激しくなったりするなど、機能面、基本性能面、信頼性面において悪影響をおよぼすといった課題があった。
【０００４】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、必要な時だけ風量回復手段を動作させ、効率のよい動作を行うことができる電気掃除機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記従来の課題を解決するために、本発明の電気掃除機は、吸引風を発生させる電動送風機と、塵埃を捕集する集塵容器と、前記集塵容器内の風損を低減して吸引される空気の風量を回復させる為の風量回復手段と、吸引される空気中の塵埃を検知する塵埃検知手段と、前記塵埃検知手段からの信号を増幅する増幅手段とを備え、前記増幅手段からの出力が所定の閾値に達したときに、前記風量回復手段を動作させるもので、例えば、所定の閾値を、吸引風量が急激に下がった時点にあわせるようにすれば、最適でかつ無駄の無いタイミングで、風量回復動作を行って、効率のよい風量回復を図ることができ、それにより掃除性能に優れた電気掃除機を提供することができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の電気掃除機は、必要な時にだけ風量回復手段を動作させることで、効率のよい風量回復を行って、掃除性能に優れたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
第１の発明は、吸引風を発生させる電動送風機と、塵埃を捕集する集塵容器と、前記集塵容器内の風損を低減して吸引される空気の風量を回復させる為の風量回復手段と、吸引される空気中の塵埃を検知する塵埃検知手段と、前記塵埃検知手段からの信号を増幅する増幅手段とを備え、前記増幅手段からの出力が所定の閾値に達したときに、前記風量回復手段を動作させるもので、例えば、所定の閾値を、吸引風量が急激に下がった時点にあわせるようにすれば、最適でかつ無駄の無いタイミングで、風量回復動作を行って、効率のよい風量回復を図ることができ、それにより掃除性能に優れた電気掃除機を提供することができる。
【０００８】
第２の発明は、特に、第１の発明の風量回復手段は、圧縮動作で風量の回復を行うもので、紙くずなど比較的大きい塵埃を集塵したときは、集塵容器内の風の通り道が狭くなって風量が低下するが、集塵されたその塵埃を圧縮することで、再び風路が確保され、最適なタイミングでより効率のよい風量回復動作を行うことが可能となる。
【０００９】
第３の発明は、特に、第１又は第２の発明の風量回復手段は、振動動作で風量の回復を行うもので、砂ゴミなど比較的小さいゴミを集塵したときは、振動動作により集塵容器の目詰まりによる吸引力の低下を確実に防ぐことができ、最適なタイミングでより効率のよい風量回復動作を行うことが可能となる。
【００１０】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の閾値を、２０μｍ以下の細塵用に設定したもので、２０μｍ以下の細塵を多く含む塵埃を吸引した時に風量低下が著しい方式の電気掃除機において、より効率的に風量回復を図ることが可能となる。
【００１１】
第５の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の閾値を、２０μｍより大きな大塵埃用に設定したもので、２０μｍを超えるような大塵埃を多く含むごみを吸引する時に風量低下が著しい方式の電気掃除機において、より効率的に風量回復を図ることが可能となる。
【００１２】
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。
【００１３】
（実施の形態１）
以下、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１１を用いて説明する。
【００１４】
図１は、本実施の形態における電気掃除機の構成を示す概略断面図である。掃除機本体１内部には、吸引風を発生させる電動送風機２と、回路基板（図示せず）からなる制御部３と、電動送風機２で吸引した塵埃を集塵する集塵室４と、掃除機本体１に電源を供給するコードリール５が内蔵されている。掃除機本体１の前面部にはホース６の一端が着脱自在に接続され、ホース６の掃除機本体１との差込口１ａ近傍には、塵埃が吸引されたことを検知する塵埃検知手段７が備えられている。また、集塵室４には、後述の集塵容器とその集塵容器の風損を低減して吸引される空気の風量を回復させる風量回復手段として圧縮装置４０及び振動装置５０が内蔵されている（図１では図示せず）。
【００１５】
ホース６の他端には、操作部１１を形成する先端パイプ１０が備えられている。先端パイプ１０には、延長管１２の一端が接続され、その延長管１２の他端には、吸込具１３が接続されている。前記制御部３は、前記操作部１１に設けられたスイッチ（図示せず）及び基板（図示せず）、塵埃検知手段７、電動送風機２、コードリール５、圧縮装置４０、振動装置５０と電気的に接続されている。
【００１６】
次に、塵埃検知手段７と本実施の形態における電気掃除機の制御の詳細について、図２、図３を用いて説明する。
【００１７】
塵埃検知手段７は、塵埃が流れる空気通路８内に光を放つ発光部２３０と、発光部２３０と対向して設けられると共に、発光部２３０からの光を受光しその受光量に応じた信号を出力する受光部２３１から構成されている。
【００１８】
制御部３は、受光部２３１からの出力Ｖｓを増幅する増幅手段Ａ２３２と、増幅手段Ａ２３２の出力信号Ｖａをパルス信号に変換するパルス変換手段Ａ２３５と、前記パルス変換手段Ａ２３５によって変換されたパルスＳａにより塵埃の大きさと数を判断する塵埃判断手段２３８と、塵埃判断手段２３８からの出力を記録するカウンタ２３９が基板（図示せず）上に設けられて形成されている。
【００１９】
制御部３には、任意に決定した所定閾値を有し、その所定閾値に達すると、制御部３と電気的に接続された圧縮装置４０または振動装置５０を動作させるものである。
【００２０】
図４は、掃除機本体１の側断面図で、３０は、集塵室４に装着され集塵容器として機能する紙または布などからなる集塵袋で、４０は、集塵袋３０を圧縮する圧縮装置で、５０は、集塵袋３０に振動を加える振動装置である。
【００２１】
集塵袋３０上部には、圧縮装置４０を構成する部品の一つで、集塵袋３０を圧縮する集塵袋圧縮板４１が設けられ、集塵室４の上部にあるソレノイド４２が圧縮棒４３を押し下げることによって、集塵袋圧縮板４１が集塵袋３０を圧縮し、その集塵袋３０内の塵埃を圧縮して、風損を減じて、風量回復を図ることができる。
【００２２】
振動装置５０は、集塵室４後部の電動送風機２の吸引口２ａ近傍に設けられ、前記振動装置５０の動作により、集塵袋３０に振動を与えて、集塵袋３０の内面に付着した細塵を叩き落す構造となっており、それにより集塵袋３０の風損が減り、風量回復を図ることができる。
【００２３】
尚、集塵室４に装着する集塵容器として、図５に示すように、樹脂などからなり、集塵室４への着脱が可能なダストボックス６０を使用することも可能である。その場合には、圧縮装置４０を、ダストボックス６０内部に設けたダストボックス圧縮板６１と、圧縮棒６３を介して、ダストボックス圧縮板６１を押し下げるソレノイド６２で構成し、ソレノイド６２を動作させることにより、ダストボックス圧縮板６１がダストボックス６０内部の塵埃を圧縮するようにしても良い。
【００２４】
６４は、ダストボックス６０の後壁に設けられ、塵埃を捕集するフィルターで、そのフィルター６４後方面に、フィルター６４に振動を加える振動装置５０が設けられており、ダストボックス６０においても、集塵袋３０と同様に、フィルター６４の内面に付着した塵埃をふるい落とす除塵動作が可能となる。
【００２５】
次に、振動装置５０の構成及び動作については、図６及び図７を用いて説明する。
【００２６】
振動装置５０は、集塵室４の下方で掃除機本体１下部内に格納固定されており、振動装置５０の本体ケース５０ｂからは可動板５０ｃから立設した中空円柱状のアーム５０ｄが集塵室４内へ突出しており、このアーム５０ｄに、格子形状をなす振動面５０ａの下部にある突起５０ｅが挿入嵌合されている。振動面５０ａは、集塵室４の電動送風機２側の壁に面する集塵袋３０あるいはダストボックス６０の外面に臨んだ位置に配設されているため、集塵袋３０あるいはダストボックス６０を通過して電動送風機２へ吸引される吸引風を遮らないように格子状に形成されている。
【００２７】
また、アーム５０ｄは、リング状のゴム製ブッシング５０ｆを介して本体ケース５０ｂに固定されている。本体ケース５０ｂ内には、電磁石５０ｇと、電磁石５０ｇの吸引作用面と対向して平行に配置された磁石５０ｈを先端部に固着した可動板５０ｃが内蔵されており、可動板５０ｃの磁石５０ｈと反対側の一端は、ゴム製のスリーブ５０ｉを介してネジ５０ｊにより、可動板５０ｃが回動自在となるように本体ケース５０ｂに取り付けられている。
【００２８】
制御部３により、電磁石５０ｇにＡＣ１００Ｖ電源が通電さると、電磁石５０ｇに生じた磁界により、先端部に磁石５０ｈを固着した可動版５０ｃは、ネジ５０ｊで回動自在に取り付けられた一端を支点として、アーム５０ｄがゴム製ブッシング５０ｆを前後に撓ませながら矢印方向へＡＣ１００Ｖ電源の電源周波数（５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）に応じた周期で振動する。その振動は、アーム５０ｄを介して振動面５０ａに伝えられ、振動面５０ａも同様に矢印方向へ振動し、集塵袋３０の外面あるいはダストボックス６０のフィルター６４を振動させ、除塵を行なう。
【００２９】
上記構成による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。
【００３０】
コードリール５から、電源コード（図示せず）を引き出し、電源コードのコンセントプラグ（図示せず）を室内のコンセント（図示せず）に接続して、掃除機本体１の運転を開始すると、電動送風機２による吸引力が発生し使用者は掃除を行うことが出来る。
【００３１】
ここで塵埃が、塵埃検知手段７を通過すると、受光部２３１が受ける発光部２３０からの光が遮られるので、通過する塵埃の量に応じて、受光部２３１の受光量が変化し、その受光量に応じた信号を出力Ｖｓとして出力する。出力Ｖｓは、増幅手段Ａ２３２により増幅され信号Ｖａとなり、その信号Ｖａは、パルス変換手段Ａ２３５によりパルスＳａに変換され、塵埃判断手段２３８に入力される。
【００３２】
塵埃判断手段２３８により、塵埃が判断された回数をカウンタ２３９がカウントし、その数が、予め設定した所定の閾値である風量回復機能動作閾値４００に達すると、制御部３は、風量回復手段である圧縮装置４０または振動装置５０を動作させ、風量回復を行う。なお、本実施の形態では、塵埃検知手段７で塵埃を判断する方法として、パルス信号を用いたが塵埃を検知する信号の波形としては、本実施の形態のようなパルス波形でなくアナログ波形であっても同じように所定の閾値を設けることで塵埃を判断することは可能である。
【００３３】
図８は、電気掃除機の吸引した塵埃の量に対する風量変化を示す図で、縦軸が電動送風機２によって吸引される空気の風量で、横軸が、電動送風機２で吸引され、集塵容器（集塵袋３０又はダストボック６０）内に捕集された塵埃の量をあらわす。
【００３４】
一般的に、電気掃除機は、集塵容器に何も塵埃が入っていない状態の集塵量Ｏから、ここでは集塵量Ａ１とするある一定の塵埃を吸引するまでは風量が急激に下がり、その後風量の低下速度は安定する。その後、集塵量Ｆで集塵容器が満杯となり電気掃除機は吸引を停止する。ここで、風量の吸引開始間もない地点での屈曲ポイントを屈曲ポイントａとする。
【００３５】
風量回復動作を行うタイミングとしては、その動作の頻度が少なすぎても吸込み風量の低下やそれに伴うモータへの熱的負担が大きくなったり、逆に風量回復動作の頻度が多すぎても、風量回復機能の機構面での疲労や、紙袋などの痛みが激しくなったりし、効率の悪い物となることから、本実施の形態では、この屈曲ポイントａで風量回復動作を行う事とする。
【００３６】
そこで、本実施の形態では、図９に示すように、制御部３に設定する風量回復機能動作閾値４００を、屈曲ポイントａとなる集塵量Ａ１に相当する閾値とすることで、塵埃量Ｏから塵埃量Ａ１まで風量が低下した時点で、カウンタ２３９によるカウント値が風量回復機能を動作させる風量回復機能動作閾値４００に達し、制御部３が、風量回復手段（圧縮装置４０または振動装置５０）を動作させるため、最適な風量低下ポイントである屈曲ポイントａで風量回復を実現できる。ここでカウンタ２３９のカウンタ値はリセットされ、塵埃量Ｏから塵埃量Ａ１までと同じだけの塵埃を電気掃除機が再び吸引し塵埃量が塵埃量Ａ２地点まで達した時点で再びカウンタ２３９によるカウント値が風量回復機能動作閾値４００に達し風量回復手段が動作する。
【００３７】
以上の動作により、平均風量は最適値であるＱｂとなり、風量回復手段の効果と動作回数が従来の電気掃除機と同じでも本実施の形態における電気掃除機の使用時における平均風量が高くなり使用性の向上が図れる、また電動送風機２への熱的負担軽減による寿命の向上や、集塵容器への機構的な負担も抑えられ、効率の良い電気掃除機を使用者に提供することができる。
【００３８】
このとき、紙くずや綿ゴミなどの比較的大きいゴミを集塵したときは、集塵容器内の風の通り道が狭くなってしまうことによって風量が低下してしまうことが考えられる。このような時は風量回復手段として、特に圧縮装置４０を使用することによって、集塵した塵埃を圧縮し再び風路を確保することによってより効率の良い風量回復を実現できる。
【００３９】
また、電気掃除機で、砂ゴミなど比較的小さい塵埃を集塵したときは、集塵容器の電動送風機２近傍が細塵で目詰まりし、風量が低下してしまうことが考えられる。このような時は振動装置５０を動作させることによって、効率よく目詰まりを解消させることが可能となり、効率の良い風量回復を実現できる。
【００４０】
また、集塵容器の特性を、花粉やハウスダスト等の２０μｍ以下の細塵を効率よく集塵できるように目を細かく設計したものでは、２０μｍより大きな塵埃を多く含むゴミを吸引したときは集塵容器の目詰まりが少ない為、集塵量増加に伴う風量低下は図１０の大塵埃風量特性αのようになり、塵埃の量によってもさほど大きな影響はないが、逆に２０μｍ以下の塵埃を多く吸引した場合は、集塵容器の目詰まりによる風量低下が大きく細塵風量特性βのように大きく風量が落ちる。
【００４１】
ここで、塵埃判断手段２３８は、パルス変換手段Ａ２３５により変換されたパルスＳａのパルス数を塵埃の数として、パルスの幅は塵埃の大きさとして判断し、塵埃判断手段２３８は、このときのパルスの幅より判断される塵埃の大きさが２０μｍ以下のときは細塵と判断し、カウンタ２３９に細塵の数を記録する。ここで塵埃量が塵埃量Ｂ１に達すると、カウンタ２３９の値は、あらかじめ設定された図９における風量回復動作閾値４００に相当する風量回復動作の最適動作ポイントを決定する細塵閾値４０１に達し、制御部３は屈曲ポイントｂにおいて、圧縮装置４０あるいは振動装置５０を動作させるようにする。
【００４２】
前述の動作により、集塵袋３０の内壁に付着した塵埃が取れ、電気掃除機の風量が回復する。以上の動作によって集塵容器の特性として、２０μｍ以下の塵埃による風量低下が起きやすい集塵容器を使用している電気掃除機は、より集塵容器の特性に合った風量回復機能の動作を実現し、効率良く風量回復ができる。
【００４３】
また、逆に２０μｍよりも大きな塵埃を効率よく集塵できるように集塵容器を設計したものでは、２０μｍより小さな塵埃を多く吸引したときは集塵容器の目詰まりが少ない為、集塵量における風量低下は、図１１の細塵風量特性θのようになり、塵埃の量によってもさほど大きな影響はないが、逆に２０μｍより大きな塵埃を多く含むゴミを吸引した場合は集塵容器の目詰まりによる風量低下が大きく大塵埃風量特性γのように大きく風量が落ちる。
【００４４】
ここで塵埃量が塵埃量Ｃ１に達すると、カウンタ２３９の値は、あらかじめ設定された図９における風量回復動作閾値４００に相当する風量回復動作の最適動作ポイントを決定する大塵埃閾値４０２に達し、制御部３は屈曲ポイントＣにおいて、圧縮装置４０あるいは振動装置５０を動作させ、集塵容器に付着した塵埃を圧縮又は落とすことにより、電気掃除機の風量が回復する。
【００４５】
以上の動作によって集塵容器の特性として２０μｍより大きな塵埃による風量低下が起きやすい集塵容器を使用している電気掃除機は、より集塵容器の特性に合った風量回復動作を効率よく実現して、吸引性能にすぐれた電気掃除機を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、効率よく風量回復を行って、優れた吸引性能を長く維持できるもので、集塵容器を有する家庭用、業務用電気掃除機に広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態１における電気掃除機の概略断面図
【図２】同電気掃除機のブロック図
【図３】同電気掃除機の塵埃検知手段とその取りつけ部の断面図
【図４】同電気掃除機の側断面図
【図５】同電気掃除機の他の例を示す側断面図
【図６】同電気掃除機の振動装置の正面断面図
【図７】同電気掃除機の振動装置の上面断面図
【図８】同電気掃除機の風量―塵埃特性グラフ
【図９】同電気掃除機の風量―塵埃特性グラフ
【図１０】同電気掃除機の風量―塵埃特性グラフ
【図１１】同電気掃除機の風量―塵埃特性グラフ
【図１２】従来の電気掃除機の風量―塵埃特性グラフ
【符号の説明】
【００４８】
１      掃除機本体
２      電動送風機
４      集塵室
７      塵埃検知手段
３０    集塵袋（集塵容器）
４０    圧縮装置（風量回復手段）
５０    振動装置（風量回復手段）
２３２  増幅手段Ａ（増幅手段）
２３８  塵埃判別手段
２３９  カウンタ
４００  風量回復機能動作閾値（閾値）
４０１  細塵閾値（閾値）
４０２  大塵埃閾値（閾値）
【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】
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【図１２】
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