(57)【要約】【課題】塵埃の廃棄、手入れの容易な電気掃除機を提供する。【解決手段】電動送風機５の上流側で掃除機本体１に着脱自在に取り付けられ微小な貫通孔（図示せず）を複数有するステンレスメッシュフィルタ１２を有し、吸引された塵埃を遠心力で分離し貯留するダストボックス６と、イオン化エア発生手段３１と、ダストボックス６に設けられ電気エネルギーを蓄える電気二重層コンデンサ２５を充電する充電手段（図示せず）を備え、電気二重層コンデンサ２５に蓄えた電気エネルギーでイオン化エア発生手段３１を動作させて、イオン化エアをダストボックス６内に噴射可能にしたもので、ゴミ捨て時にイオン化エアを噴射することで、ステンレスメッシュフィルタ１２及び吸引された塵埃の静電気を中和して、電気的な塵埃の吸着力を低減し、さらにイオン化エアの吹き付けで吸着力の低下した塵埃を吹き飛ばすことで、塵埃を効率よく除去できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込み気流を発生させる電動送風機と、前記電動送風機の上流側に配され、掃除機本体に着脱自在に取り付けられると共に、微小な貫通孔を複数有する濾過フィルタを有し、吸引された塵埃を遠心力で分離し貯留する塵埃貯留部と、イオン化エア発生手段と、前記塵埃貯留部に設けられ電気エネルギーを蓄える蓄電手段と、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、前記蓄電手段に蓄えられた電気エネルギーを用いて前記イオン化エア発生手段を動作させて、前記塵埃貯留部単独でイオン化エアを前記塵埃貯留部内に噴射可能にしたことを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】
塵埃貯留部内の塵埃を廃棄する廃棄操作手段を備え、イオン化エアの前記塵埃貯留部内への噴射動作を、前記廃棄操作手段の操作に連動させた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】
濾過フィルタを金属材料で形成した請求項１または２に記載の電気掃除機。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気より塵埃を分離する濾過フィルタ、特に吸気を旋回して遠心力により塵埃を分離・蓄積するサイクロン集塵部の構成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、この種のサイクロン集塵部を有した電気掃除機は、吸塵されてサイクロン集塵部で分離された塵埃を、サイクロン集塵部内の旋回気流の影響を受けながら、その集塵部下方に堆積させる構成のものが一般的であった（例えば、特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３４２４９２号公報
【特許文献２】特開平９−２５３０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１、２に記載された従来の電気掃除機の構成では、被掃除床面上から吸引された塵埃を含む空気は、例えば、床用吸込み具と接続される延長管とそれにつながるホースを経てサイクロン集塵部まで搬送されるが、空気流や塵埃は、前記延長管やホースと接触することで静電気を帯びる。この静電気量は、湿度、塵埃の種類、延長管やホースの構成材料等によって異なるが、静電気は、多かれ少なかれサイクロン集塵部に蓄積される。更にサイクロン旋回流によって同じく塵埃を含む空気が、サイクロン集塵部内の構成部品と擦れ合うことでも静電気が発生するため、その結果、サイクロン集塵部内は、構造的に静電気が蓄積されることになる。
【０００５】
その為、サイクロン集塵部内に吸引された塵埃が、静電気によってサイクロン集塵部内壁等に付着してしまい、使用者がサイクロン集塵部に溜まった塵埃を廃棄する際に、サイクロン集塵部の内壁面に付着した塵埃をティッシュで拭き取るなどして取り除かなければならず、非常に面倒で煩わしい、という課題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、静電気によるサイクロン集塵部内壁への塵埃付着を低減して、お手入れの煩わしさを解消できる電気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】
【０００７】
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、吸込み気流を発生させる電動送風機と、前記電動送風機の上流側に配され、掃除機本体に着脱自在に取り付けられると共に、微小な貫通孔を複数有する濾過フィルタを有し、吸引された塵埃を遠心力で分離し貯留する塵埃貯留部と、イオン化エア発生手段と、前記塵埃貯留部に設けられ電気エネルギーを蓄える蓄電手段と、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、前記蓄電手段に蓄えられた電気エネルギーを用いて前記イオン化エア発生手段を動作させて、前記塵埃貯留部単独でイオン化エアを前記塵埃貯留部内に噴射可能にしたもので、ゴミ捨て時にイオン化エアを噴射することで、塵埃貯留部の濾過フィルタ及び吸引された塵埃の静電気を中和して、塵埃貯留部内での電気的な塵埃の吸着力を低減し、さらにイオン化エアの吹き付けによって吸着力の低下した塵埃を吹き飛ばすことになり、静電気で付着した塵埃を効率よく除去することができ、メンテナンス性に優れた電気掃除機を提供できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電気掃除機は、ゴミ捨て時に塵埃貯留部内の電気的な塵埃付着を低減又は防止することで、塵離れ性が向上し、メンテナンスが容易な電気掃除機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】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
【図２】同電気掃除機の掃除機本体の構成断面図
【図３】同電気掃除機のダストボックスから塵埃を排出する時の側断面図
【図４】同電気掃除機の回路図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
第１の発明は、吸込み気流を発生させる電動送風機と、前記電動送風機の上流側に配され、掃除機本体に着脱自在に取り付けられると共に、微小な貫通孔を複数有する濾過フィルタを有し、吸引された塵埃を遠心力で分離し貯留する塵埃貯留部と、イオン化エア発生手段と、前記塵埃貯留部に設けられ電気エネルギーを蓄える蓄電手段と、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、前記蓄電手段に蓄えられた電気エネルギーを用いて前記イオン化エア発生手段を動作させて、前記塵埃貯留部単独でイオン化エアを前記塵埃貯留部内に噴射可能にしたもので、ゴミ捨て時にイオン化エアを噴射することで、塵埃貯留部の濾過フィルタ及び吸引された塵埃の静電気を中和して、塵埃貯留部内での電気的な塵埃の吸着力を低減し、さらにイオン化エアの吹き付けによって吸着力の低下した塵埃を吹き飛ばすことになり、静電気で付着した塵埃を効率よく除去することができ、メンテナンス性に優れた電気掃除機を提供できる。
【００１１】
第２の発明は、特に、第１の発明の塵埃貯留部内の塵埃を廃棄する廃棄操作手段を備え、イオン化エアの前記塵埃貯留部内への噴射動作を、前記廃棄操作手段の操作に連動させたもので、使用者が廃棄操作とイオン化エアの噴射動作を一度の動作で同時に行えるため、使用性の良い電気掃除機を提供できる。
【００１２】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明の濾過フィルタを金属材料で形成したもので、濾過フィルタは、吸引風と共に吸込んだ塵埃を分離する部品であるため静電気により塵埃が付着しやすい部品である。この濾過フィルタを金属材料で形成することで、濾過フィルタの静電容量が大きくなり、塵埃貯留部内の静電気は前記濾過フィルタに集まり、更に集中的に塵埃が付着することなる。これにより、除電対象が濾過フィルタ一箇所に集中し、静電気で付着した塵埃を効率よく除去することができる。
【００１３】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の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。
【００１４】
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。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における電気掃除機の全体斜視図、図２は、同電気掃除機の掃除機本体の構成断面図、図３は、同電気掃除機のダストボックスから塵埃を排出する時の側断面図、図４は、同電気掃除機の回路図である。
【００１６】
図１〜３において、掃除機本体１の前部には、ホース２を接続する吸気口４、後部には
塵埃を吸引するための電動送風機５が配置されている。吸気口４と電動送風機５との間には、サイクロン集塵部であり塵埃を収容する塵埃貯留部となるダストボックス６が、掃除機本体１に対して着脱自在に配設されている。電動送風機５が発生する吸引風は、ホース２と、延長管４０と、吸込み具４１とを経て床面上の塵埃を吸引可能となっている。
【００１７】
電動送風機５によって、吸込み具４１より吸引された塵埃は、ダストボックス６内に収容される。収容された塵埃は、掃除機本体１からダストボックス６を取り外し、ダストボックス６の底に設けた底蓋７を、図３の様に開くことで排出できる。
【００１８】
また、掃除機本体１には、ダストボックス６に通電するための給電端子２３が設けられており、この給電端子２３と対となる受電端子２４が、ダストボックス６に設けられている。これらの端子は、ダストボックス６を掃除機本体１に装着した際に接続される構成となっている。
【００１９】
次に、サイクロン集塵部であるダストボックス６の構成について簡単に説明する。
【００２０】
ダストボックス６は、その上前方に配置し塵埃を含む空気流Ａを、ダストボックス６内の接線方向に流入させて旋回流Ｂを発生させる吸気口４と、旋回流Ｂで塵埃を含む空気流から塵埃を遠心分離する略円筒形の分離室１０と、分離された塵埃を集塵する集塵室１１とを備え、分離室１０の円筒側面（円周面）は、０．２ミクロン程度の貫通孔（図示せず）が多数設けられた濾過フィルタとなるステンレスメッシュフィルタ１２で形成されている。
【００２１】
更に、その外周を、集塵体となるプリーツフィルタ１３で覆っており、プリーツフィルタ１３は、ステンレスメッシュフィルタ１２を通過した細塵を濾過し、電動送風機５に塵埃（細塵）が吸引されるのを防止している。
【００２２】
ステンレスメッシュフィルタ１２とプリーツフィルタ１３との間の空間は、細塵分離室１４となっている。プリーツフィルタ１３の下部には、細塵を集塵する細塵室１５が形成されてあり、細塵室１５と分離室１０下部の集塵室１１は、一体に接合されている。底蓋７は、細塵室１５と集塵室１１を開閉する蓋であり、フック１６で係止されるようになっており、ヒンジ１９によって開閉される。なお底蓋７が当接する細塵室１５及び集塵室１１の下端には、タイト用パッキン１７が取り付けてある。
【００２３】
吸気口４は、プリーツフィルタ１３と分離室１０を貫通する形で配備してあり、吸気口４の周囲においても、プリーツフィルタ１３と分離室１０の間に空気路（隙間）が設けられている。
【００２４】
枠体２０は、プリーツフィルタ１３を覆っており、後部に、電動送風機５と連通する開口２２を有すると共に、天板２１と、細塵室１５に接合されており、ダストボックス６の剛性を確保している。
【００２５】
ダストボックス６の上部には、イオン化エア発生手段３１と廃棄操作手段となる除電スイッチ１８が搭載されており、使用者が、除電スイッチ１８を操作することで、イオン化エア発生手段３１を動作させて、ダストボックス６内にイオン化エアを含む空気流Ｃを噴射するとともに、フック１６を解除して底蓋７が開いて細塵室１５及び集塵室１１内に蓄積された塵埃を外部に排出する構成となっている。
【００２６】
次に、図４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。まず、ダストボックス６内について説明する。イオン化エア発生手段３１は、高周波発振
回路２７、昇圧トランス２８、倍電圧整流回路３２ａ、３２ｂ、正極性の電極針３３、負極性の電極針３４、及びＤＣファンモーター２９から構成されている。
【００２７】
蓄電手段となる電気二重層コンデンサ２５は、受電端子２４に接続されており、受電端子２４から供給される電気エネルギーを蓄える。除電スイッチ１８は、電気二重層コンデンサ２５と、イオン化エア発生手段３１の間に接続されており、この除電スイッチ１８がＯＮすることで、電気二重層コンデンサ２５と高周波発振回路２７、ＤＣファンモーター２９が導通され、イオン化エア発生手段３１が動作する。
【００２８】
掃除機本体１内の充電手段２６は、商用電源からスイッチング等で得られたＤＣ電源であり、給電端子２３及び受電端子２４を介して電気二重層コンデンサ２５を充電するための電源である。
【００２９】
充電制御手段３５は、トランジスタ等の半導体スイッチで構成されており、充電手段２６の出力をＯＮ／ＯＦＦする。
【００３０】
以上のように構成された本実施の形態における電気掃除機について、以下、その動作、作用を説明する。
【００３１】
電気掃除機が商用電源に通電されると、まず充電制御手段３５が充電手段２６を動作させて電気二重層コンデンサ２５を充電する。この充電制御により、電気二重層コンデンサ２５は、商用電源通電時には一定電圧を維持し、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、一定電圧前後の電圧を維持することになる。
【００３２】
続いて使用者が、電気掃除機の運転を開始すると、電動送風機５の吸引風が吸込み具４１に作用して、床面上の塵埃を吸引する。塵埃を含んだ吸引風は、延長管４０やホース２の内壁面と接触しながらダストボックス６内へ、吸気口４より分離室１０の接線方向に入り、分離室１０の微小な貫通孔の開いたステンレスメッシュフィルタ１２の内周面を旋回する（ステンレスメッシュフィルタ１２は、綿ごみ等の粗塵を捕獲するものであり、分離室１０内の空気の一部は、分離室１０外に排出され、一部は分離室１０内で旋回流Ｂとなる）。
【００３３】
分離室１０内では、塵埃を含む吸引空気の旋回流によって空気と塵埃が遠心分離され、塵埃は、集塵室１１に溜まる。ステンレスメッシュフィルタ１２は、図２に示すように、分離室１０の上部ほど開口面積を小さく、下方に行くに従って開口面積を大きくすることで、上部では旋回する気流が多く、下方に行くに従って旋回流も少なく（分離室１０外に排出される気流が多くなる）なるようにしている。
【００３４】
この構成により、集塵室１１に落ちた塵埃は、ほとんど舞い上がらずに集塵室１１に溜まる。吸引された綿ごみ等は、旋回する間に固まり状になり、ステンレスメッシュフィルタ１２の表面をクリーニングするように回転する。
【００３５】
分離室１０内部で旋回流Ｂが生じているため、細塵分離室１４に排出される気流も旋回流Ｂに沿って流れ出し、分離室１０の円周方向（円の接線方向）に排出されることから細塵分離室１４内に入った空気も、プリーツフィルタ１３に沿って旋回するが、ステンレスメッシュフィルタ１２に設けた小さい貫通孔から、流路面積が広い空間（細塵分離室１４）に排出されるため、流速が落ちて細塵が落下しやすくなり、旋回流による気流と細塵の分離作用が促進される。分離された細塵は、細塵室１５に落ちて留まる。
【００３６】
細塵が分離された清浄空気は、枠体２０に設けた開口２２より排出され、電動送風機５に吸引された後、掃除機本体１の外へ排出される。
【００３７】
上述してきたように、塵埃を含む空気が空気流路内を壁面と摺れながら流れると、静電気が発生する。この静電気は、吸込み具４１からダストボックス６までの吸気流路内壁全てで発生するが、特に静電気を帯電した塵埃が集まるダストボックス６により多く集まるため、ダストボックス６の内壁に静電気力によって、吸引された塵埃が多かれ少なかれ付着する。特に金属で構成されているステンレスメッシュフィルタ１２は、静電容量が大きいため静電気が集まり易い。
【００３８】
次にイオン化エア発生手段３１の動作について説明する。
【００３９】
高周波発振回路２７で、電気二重層コンデンサ２５に蓄えられたＤＣ電圧を高周波ＡＣ電圧に変換し、その電圧を昇圧トランス２８が昇圧する。昇圧トランス２８の二次側に発生する高周波電圧を倍電圧整流回路３２ａ、３２ｂにより更に昇圧し、正極性の電極針３３と負極性の電極針３４に印加することで正負のイオンを発生させて、ＤＣファンモーター２９の空気流によってイオン化エアとして噴射する。
【００４０】
このイオン化エアによる静電気の中和又は除電の原理を簡単に説明する。
【００４１】
電気的に一方の極性（＋又は−）に偏ってしまった物体（塵埃やダストボックス６構成部品）に対して、反対極性の電荷を補うことで物体を電気的に中和することができることは一般的に知られている。イオン化エア（空気イオン）は、空気中に含まれる窒素や酸素、水等の分子が電気的にバラバラに電離することによって発生する。
【００４２】
空気イオンは、マイナス（−）とプラス（＋）のどちらの極性も有しており、それぞれ反対の極性の電荷と結びついて安定した状態を作るものである。電気的に一方の極性（＋又は−）に偏ってしまった物体（本実施の形態では、ダストボックス６やステンレスメッシュフィルタ１２及び吸引された塵埃）に対してイオン化エア（空気イオン）を送り込むことで、それぞれ反対の極性の電荷と結びつき、電気的に安定した状態、即ち、静電気を中和して低減又は除電するものである。
【００４３】
ここで、ダストボックス６に蓄積された塵埃を廃棄する場合を考える。
【００４４】
使用者は、先ず掃除機本体１からダストボックス６を取り外し、ダストボックス６をゴミ箱の上等に移動させる。次に、除電スイッチ１８を操作して底蓋７を開くと、細塵室１５と集塵室１１内に蓄積されていた塵埃は、自重によりある程度ゴミ箱の中に排出されるが、静電気力によって付着した塵埃がダストボックス６の内壁や底蓋７に一部付着したまま残る。
【００４５】
この時、電気二重層コンデンサ２５に蓄えられた電気エネルギーによってイオン化エア発生手段３１が、ダストボックス６内部に向けてイオン化エアを噴射する。これにより塵埃の静電気を中和して電気的な吸着力を低減し、さらにイオン化エアの吹き付けによって吸着力の低下した塵埃を吹き飛ばすことになり、付着した塵埃が除去される。
【００４６】
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イオン化エアを噴射することで、静電気で付着した塵埃を効率よく除去することができ、メンテナンスが容易となり、使用者の利便性を向上させることができるものである。
【００４７】
また、イオン化エアのダストボックス６内への噴射動作をダストボックス６内の塵埃を
廃棄する廃棄操作に連動させることで、使用者が、廃棄操作とイオン化エアの噴射動作を一度の動作で同時に行えるため、使用性の良い電気掃除機を提供できる。
【００４８】
更に、濾過フィルタは、吸引風と共に吸込んだ塵埃を分離する部品であるため静電気により塵埃が付着しやすい部品であるが、この濾過フィルタをステンレスで形成したステンレスメッシュフィルタ１２にすることで、静電容量が大きくなり、ダストボックス６内の静電気は、ステンレスメッシュフィルタ１２に集まり、更に集中的に塵埃が付着することなる。
【００４９】
これにより、除電対象が、ステンレスメッシュフィルタ１２一箇所に集中し、静電気で付着した塵埃を効率よく除去することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上のように本発明に係る電気掃除機は、吸気を旋回して遠心力により塵埃を分離・蓄積するサイクロン集塵部の構成を有す電気掃除機のメンテナンス性向上に有用な技術で、家庭用、業務用を問わず各種電気掃除機に適用できる。
【符号の説明】
【００５１】
１  掃除機本体
２  ホース
４  吸気口
５  電動送風機
６  ダストボックス（塵埃貯留部、サイクロン集塵部）
７  底蓋
１０  分離室
１１  集塵室
１２  ステンレスメッシュフィルタ（濾過フィルタ）
１３  プリーツフィルタ（集塵体）
１４  細塵分離室
１５  細塵室
１６  フック
１７  タイト用パッキン
１８  除電スイッチ（廃棄操作手段）
１９  ヒンジ
２０  枠体
２１  天板
２２  開口
２３  給電端子
２４  受電端子
２５  電気二重層コンデンサ（蓄電手段）
２６  充電手段
２７  高周波発振回路
２８  昇圧トランス
２９  ＤＣファンモーター
３１  イオン化エア発生手段
３２ａ、３２ｂ  倍電圧整流回路
３３  電極針（正極性）
３４  電極針（負極性）
３５  充電制御手段
４０  延長管
４１  吸込み具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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