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発明の名称 電気掃除機
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−50042(P2007−50042A)
公開日 平成19年3月1日(2007.3.1)
出願番号 特願2005−235736(P2005−235736)
出願日 平成17年8月16日(2005.8.16)
代理人 【識別番号】100097445
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄
発明者 保野 幹
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
メインフィルター11を負圧側から振動させ、メインフィルター11から除去された塵埃を塵埃室55に収納した後は集塵室開口部65を閉じる構成にしたことで、メインフィルター11への再付着を防止でき、塵埃の吸引量によらず初期の風量を維持した掃除機を実現できる。
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、前記フィルターの下方に設けられフィルターから剥離した塵埃を蓄積する塵埃室とを有する電気掃除機。
【請求項2】
塵埃室は上方に開口部を有し、フィルター正圧側表面より上流側に開口部を配した請求項1に記載の電気掃除機。
【請求項3】
フィルター正圧側上部を前傾させた請求項1または2に記載の電気掃除機。
【請求項4】
フィルターの負圧側から正圧側方向に振動を加える加振部と、塵埃室上部に設けられる開閉弁を有し、前記加振部動作時のみ開閉弁を開く請求項1から3のいずれか1項に記載の電気掃除機。
【請求項5】
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から4のいずれか1項に記載の電気掃除機。
【請求項6】
フィルターを通過する風量が一定以下の時のみ加振部を動作させる請求項1から5のいずれか1項に記載の電気掃除機。
【請求項7】
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から6のいずれか1項に記載の電気掃除機。
【請求項8】
フィルター表面に防水処理を施した請求項7に記載の電気掃除機。
【請求項9】
フィルターはフィルター濾材をひだ折にした請求項1から8のいずれか1項に記載の電気掃除機。
【請求項10】
塵埃室は本体より着脱自在な構成の請求項1から9のいずれか1項に記載の電気掃除機。
【請求項11】
塵埃室表面に潤滑処理または帯電防止処理の少なくとも一つを施した請求項1から10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、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19、20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。85はコードリール、86はコードリールの回転力を除塵機構に伝達する歯車、87は歯車86と噛み合う駆動歯車、88は駆動歯車87と噛み合いその回転軸を90°転換させるフェース歯車、89はフェース歯車88と一体に設けた駆動カップリング、90は除塵歯車、91は伝達歯車、92は受動カップリングで、塵埃を捕捉するための主フィルター93の後方に配置される構成である。除塵歯車90には主フィルター94の裏面を摺動する除塵体93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20に示す様にプリーツ状に構成されたフィルター94の裏面を除塵体93が円弧状に摺動する際に、プリーツ状のフィルター94の山部95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93がフィルター94の山部95に当接している間は、プリーツ状のフィルター94は、山部95の角度が小さくなる方向に圧縮変形し、除塵体93が離れた瞬間、フィルター94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うというものである。
【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94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94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94に付着した塵埃を確実に塵落としするには、フィルター94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94の襞空間内99に溜まりフィルター94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94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、前記フィルターの下方に設けられフィルターから剥離した塵埃を蓄積する塵埃室と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フィルターから剥離し、集塵室外の塵埃室に蓄積しフィルターへの再付着を防止するので、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、フィルターのクリーニングにより剥離された塵埃を集塵室外の塵埃室に蓄積することにより、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、前記フィルターの下方に設けられフィルターから剥離した塵埃を蓄積する塵埃室とを有する電気掃除機とすることにより、フィルター表面から除去された塵埃が塵埃室に蓄積されるので、安定した吸引性能が発揮できる。
【0013】
第2の発明は、第1の発明の塵埃室は上方に開口部を有し、フィルター正圧側表面より上流側に開口部を配したことにより、確実にフィルター表面から剥離された塵埃が塵埃室に蓄積されるので、安定した吸引性能が発揮できる。
【0014】
第3の発明は、第1または2の発明のフィルター正圧側上部を前傾させたので、フィルター表面の塵埃に下向きの力が加わり剥離されやすく、安定した集塵性能が発揮できる。
【0015】
第4の発明は、第1から3のいずれかの発明のフィルターの負圧側から正圧側方向に振動を加える加振部と、塵埃室上部に設けられる開閉弁を有し、加振部動作時のみ開閉弁を開くことにより、除塵動作中以外は塵埃室と集塵室が遮断されるので、剥離された塵埃の再付着が防止され安定した吸引性能が発揮できる。
【0016】
第5の発明は、第1から4のいずれか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ので、フィルター上の塵埃に吸引力が働かずに効率よく除塵でき、安定した吸引性能が発揮できる。
【0017】
第6の発明は、第1から5のいずれかの発明のフィルターを通過する風量が一定以下の時のみ加振部を動作させることにより、不必要な除塵を行わず電力消費を抑えることができる。
【0018】
第7の発明は、第1から6のいずれか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。
【0019】
第8の発明は、第7の発明のフィルター表面に防水処理を施すことで、水洗いによるフィルターメンテナンスができ、安定した集塵性能が発揮できる。
【0020】
第9の発明は、第1から8のいずれかの発明のフィルターはフィルター濾材をひだ折にしたことにより、フィルターの表面積を増大させ目詰まりしにくく、安定した集塵性能が発揮できる。
【0021】
第10の発明は、塵埃室は本体より着脱自在したことにより、掃除機使用者が自分の意思で自由に塵埃室内の塵埃を捨てられるので、良好な使い勝手を実現できる。
【0022】
第11の発明は塵埃室表面に潤滑処理または帯電防止処理の少なくとも一つを施したことにより、塵埃室内の塵埃を廃棄する際に塵埃室内に塵埃が残らないので、良好な使い勝手を実現できる。
【0023】
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。
【0024】
(実施の形態1)
図1に本発明の第一の実施の形態における電気掃除機の構成を示している。1は送風機であり、モータ部2、及びファン部3より構成されている。4は集塵室で、本体5に着脱自在に取り付けられている。集塵室4はその内部にメインフィルター11を有しており、メインフィルター11は正圧側の面12を前傾させて斜め下方向を向くように保持されている。
【0025】
図2に示すようにメインフィルター11の濾材13は最上流側に孔径2μm程度の多孔質な膜14で、その下流側に不織布15を貼り合わせると共に多孔質膜14の表面には金属を蒸着する等の防水処理を施してある。また、メインフィルター11の濾材13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1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3、4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21を複数個用いて下流側から濾材を補強して、図5に示すフィルターユニット22を構成している。
【0026】
加振部23は、ばね性を有する板金を素材とする弾性体32と作用部42とからなり、メインフィルター11の負圧側24に配され、メインフィルター11に対して正圧側方向25に力を加えてメインフィルター11を振動させるようになっている。そして、この振動によってメインフィルター11上の塵埃31が払い落とされる。
【0027】
図6は弾性体32の外観を示している。弾性体32は略四角形の板金に数箇所の切り欠き37を設けて4mmの矩形33が連続する櫛形をしている。図7、8に示す様に弾性体32の一部をメインフィルター11に当接させた状態で弾性体上部34をフィルターユニット22上部に固定されている。この時弾性体の下端35は送風機1の吸引経路の空気流れ方向41に回動自在になっている。
【0028】
作用部42は弾性体32の正圧側前方36に配設され、図9に示すようにモータ44とモータ44の回転を伝達されるシャフト45とシャフト45から法線方向に突出したピン51からなる。図10は作用部42の側面図である。図11はフィルターユニット22と加振部23を負圧側から見た状態を示している。弾性体32は送風機1の吸引経路内に空気の流れに逆らう形で配設されるが矩形の幅を4mmと細いものにしているために空気抵抗を抑えて圧力損失によるロスを最小限にとどめることができる。
【0029】
ピン51は矩形33と同数設けられ、ピン51のシャフト45上におけるスラスト方向位置はピン51が矩形33の中央部に位置する様に配されると共に、図10の作用部の側面図に示す様にシャフト45の円周方向には等角度に設けられている。
【0030】
モータ44に通電されるとシャフト45が矢印38方向に回転し、ピン51aが矩形33aに当接すると、ピン51aを介してシャフト45の回転力の一部が矩形33aに伝えられる様な構成になっている。
【0031】
図12から図14は加振部23がメインフィルター11に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42はモータを図示せずにシャフト45と、ピン51のみが描かれている。モータ44に通電されるとシャフト45が矢印38方向に回転を開始し、図12に示している様にピン51aが矩形33aに接触するとシャフト45の回転力の一部がピン51aを介して矩形33aに矢印39方向の応力が加え始める。さらにシャフト45が回転するとピン51aが矩形33を矢印39方向に持ち上げ、矩形33aが最も持ち上げられた図13の状態から更にシャフトが回転すると矩形33aからピン51aが離れる。
【0032】
図14の様にピン51aが矩形33aから離れると、矩形33に加えられていた矢印39方向の応力が無くなり、弾性体32の弾性力による矢印40方向の力で弾性体32は初期位置に戻ると共に弾性体32の一部がフィルター21に衝撃を与える。このことによりメインフィルター11に負圧側から正圧側方向へ非常に短時間に力が加えられる。
【0033】
そして図11に示すピン51a〜ピン51hがこの順にそれぞれ単独で押圧板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メインフィルター11に振動を加え続ける。この振動がメインフィルター11上の塵埃にも伝わり、メインフィルター11から塵埃が剥離される。このときメインフィルター11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。
【0034】
55は塵埃室で、集塵室4の下方に本体16に着脱自在に取り付けられている。塵埃室55上部には回動自在に保持され開閉自在のフタ62が設けられており、フタ62の上部外周には発泡ウレタンの様な弾性体63が貼付されている。
【0035】
図15はフタ62が閉じた時の塵埃室55の断面を示しており、フタ62と塵埃室外郭64で弾性体63を圧縮する状態で静止しているので、塵埃室55の内外は空気的に遮断されている。図16はフタ62が開いた時の塵埃室55の断面図を示しており、塵埃室開口部65により集塵室内部66と塵埃室内67は連通している。そして塵埃室開口部65は塵埃室55上方のメインフィルター11正圧側表面より上流側のみに設けられており、塵埃室上面68へのメインフィルター11の投影面積69と少なくとも同じか大きな面積になっている。
【0036】
また、図17に示すように、フタ62の固定端側71は長手方向72に孔73が貫通しており、フタ開閉用モータ74の軸75が圧入されているのでフタ開閉用モータ74の回転に応じてフタ62も回転する。つまり回動自在のフタ62とフタ開閉用モータ74とで塵埃室開口部65の開閉弁を構成している。そして塵埃室55の内外表面には潤滑処理ならびに帯電防止処理が施してある。
【0037】
図18はメインフィルター11を覆っている塵埃量と送風機1へ通電される電流値の関係を示している。フィルターが塵埃により目詰まりを起こし圧損が上昇してくるとフィルター後方の真空圧が上昇し、ファン部を回転させるときの空気抵抗が減るのでファンを回転させるために必要な電流が減少するのである。つまり送風機に通電される電流値を検出しておけばフィルターを覆っている塵埃量が推測できるので、あらかじめ決めておいた電流値を越えた時点でフィルターを通過する風量が低下し、フィルター上の塵埃を除去する必要があると判断し、送風機の通電停止後に加振部を一定時間動作させるように制御している。
【0038】
また、塵埃室55のフタ開閉用モータ74は、加振部23通電直前にフタ62を開く矢印方向82(図15)に一定時間回転し、加振部通電直後にフタ62を閉じる矢印方向83(図16)に一定時間回転しように制御されている。
【0039】
以上の構成で動作について説明する。送風機1に通電すると吸口から塵埃が吸引され、メインフィルター11で塵埃が分離され、分離された塵埃は集塵室4に蓄積される。メインフィルター11表面には非常に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していくことになる。送風機運転中は送風機に流れる電流値をチェックしていて、あらかじめ決められた電流値を下回ると既に説明したようにフィルター表面に塵埃が多量に付着しフィルターを通過する風量が一定以下であると判断する。掃除作業が終わり、送風機1への通電を遮断するとフィルターを通過する風量が一定以下であると判断したときのみ加振部23を一定時間動作させる。
【0040】
フィルターを通過する風量が一定以下であると判断したときは送風機1の通電を遮断すると同時に、塵埃室55のフタ開閉用モータ74に一定時間通電し矢印82方向にあらかじめ決められた角度だけ回転し、塵埃室上面68のフタ62が開口し集塵室内部66と塵埃室内部67が連通する。続いてモータ44に通電され、シャフト45が回転し、8本のうち何れかのピンが矩形33を所定の位置まで持ち上げて放す。弾性体32が初期位置に戻る際に矩形33がフィルターに衝撃を与え結果的にメインフィルター11に負圧側から正圧側方向へ非常に短時間力が加えられる。モータ34に通電されている限り8本のピンによってこの事が順に繰り返されてメインフィルター11が振動しメインフィルター11から塵埃が剥離される。つまりメインフィルター11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戻る。
【0041】
このことにより吸引力の変化も少なくして安定した集塵性能を発揮する事ができる。メインフィルター11は正圧側の面を前傾させて斜め下方向を向くように保持されているため、メインフィルター11上の塵埃には負圧側から正圧側方向の水平成分の力と重力の二方向の力がはたらき、結果として斜め下向きの力が加えられることになる。よってメインフィルター11上の塵埃は矢印84方向に落下し塵埃室上面の開口部65から塵埃室内に入り込む。塵埃室上面の開口部65はメインフィルター正圧側表面より上流側のみに設けられており、塵埃室上面へのメインフィルターの投影面積と少なくとも同じか大きな面積になっているのでメインフィルター11から落下した塵埃すべてが塵埃室内に収容される。
【0042】
モータ34への通電が遮断され加振部23の動作が停止すると同時に、塵埃室55のフタ開閉用モータ74に一定時間通電し83方向にあらかじめ決められた角度だけ回転するのでフタ62は閉じられて塵埃室55の内外は空気的に遮断される。
【0043】
このように加振部23動作時以外は塵埃室55の内外は空気的に遮断されているので集塵室内の塵埃に吸引力が働きメインフィルター11に再度付着することがない。塵埃室55は本体より着脱自在なので、掃除機使用者が塵埃室内のゴミを捨てたいと判断した時に簡単に捨てることができるのである。また塵埃室表面81には潤滑処理が施されているので塵埃室壁面に塵埃が残ることがない。さらに塵埃室表面81には帯電防止処理が施してあるので帯電した塵埃が塵埃室内に残ってしまうことが無く塵埃室55のメンテナンスも軽減できる。
【0044】
また、メインフィルター11表面には防水処理が施してあるので水洗いが可能で加振部23の動作だけでは剥離できない塵埃は水洗いで取り除くことができメンテナンスの煩わしさが軽減されている。
【0045】
この様に集塵室4内のメインフィルター11表面の塵埃が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11を掃除したり水洗いしたりと言ったフィルターメンテナンスが一切不要である。
【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、集塵室壁面の自動クリーニングと塵埃と空気を分離するフィルターの自動クリーニングを実現することにより、使用時間によらず集塵室内の視認性を確保することが可能となるので、家庭用や業務用の掃除機等の用途にも適用できる。
【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集塵部の構成を示す図
【図2】同電気掃除機のプリーツ状に折ったメインフィルターの濾材の外観図
【図3】同電気掃除機のメインフィルターの濾材とフィルターバックアップの関係を示す図
【図4】同電気掃除機のフィルターユニットの外観図
【図5】同電気掃除機のフィルターユニットの外観図
【図6】同電気掃除機の弾性体の外観図
【図7】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外観図
【図8】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外観図
【図9】同電気掃除機の作用部の構成を示す図
【図10】同電気掃除機の電気掃除機の作用部側面図
【図11】同電気掃除機のフィルターユニットと加振部の関係を示す図
【図12】同電気掃除機の加振部の動作を示す図
【図13】同電気掃除機の加振部の動作を示す図
【図14】同電気掃除機の加振部の動作を示す図
【図15】同電気掃除機の塵埃部断面図
【図16】同電気掃除機の塵埃部断面図
【図17】同電気掃除機の塵埃部のフタの構成を示す図
【図18】同電気掃除機の送風機に流れる電流値とフィルターを覆う塵埃量との関係を示す図
【図19】従来の電気掃除機のフィルター除塵機構の構成を示す図
【図20】同電気掃除機のフィルター除塵機構の動作を示す図
【符号の説明】
【0048】
1 送風機
4 集塵室
5 本体
11 メインフィルター
14 多孔質膜
23 加振部
55 塵埃室
65 塵埃室開口部
74 フタ開閉用モータ




 

 


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