JP5040454B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、電気掃除機に関するもので、特に集塵室内の粗塵フィルターおよび細塵フィルターの除塵動作の制御に関するものである。

従来この種の電気掃除機として、集塵した塵埃の処理を容易にするために、電動送風機からの吸い込み経路を切り替え、集塵された塵埃を圧縮して小型化し、集塵量を向上させるものがある。（例えば、特許文献１参照）。

また、細塵フィルターの除塵はコイルとコアで形成された電磁石の磁界により振動する振動子の振動面を、細塵フィルターに振動伝達可能な場所に接する構成にして、所定時間、コイルを断続的に通電することで、その期間、電磁石が振動子の吸引、乖離を繰り返して振動子に振動を与え、振動面が細塵フィルターの外面を叩くことで、付着した塵埃を除塵している（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−３３９５９８号公報 特開平５−９１９６２号公報

しかしながら、前記従来の構成においては、吸気通路を切り替えて電動送風機からの負圧で圧縮する構成であるために、圧縮する際には電動送風機の吸込み力を上げ、負圧を大きくしないと圧縮効果が小さく、また粗塵フィルターに付着したごみも取り除けないため、圧縮および除塵を行うには大きな消費電力を必要としており、電動送風機の寿命が低下するという不都合を有していた。

また綿ゴミのような風量変化の小さい塵埃ではおおきな負圧がかからないため、圧縮効果が小さいという課題も有していた。さらに集塵量に関係なく、一律的な圧縮動作を行うために、塵埃の圧縮を完了していない状態や、粗塵フィルターに付着したごみを除塵していない状態でも終了したり、また逆に圧縮動作や除塵動作が完了した後でも、圧縮動作を継続したりするといった無駄な動作を行って電力を余分に消費するという課題を有していた。

また、細塵フィルターの除塵においても掃除終了後の集塵量に関係なく、一律に除塵動作を行うため、塵埃が確実に全て除去できない状態で除塵動作を終了したり、また逆に集塵手段の除塵が完了した後でも除塵動作を継続したりする、といった無駄な動作を行うという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、集塵容器内に捕集した集塵量に適合した圧縮動作および除塵動作を行って、電動送風機の停止後に行う圧縮動作および除塵動作の動作時間を短縮し、次の掃除動作を可能にする再開時間を短縮できる電気掃除機を提供することを目的とする。

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、吸引力を発生させる電動送風機と、吸引された粗塵を捕集する粗塵フィルターおよび細塵を捕集する細塵フィルターを有した集塵容器と、圧縮板と前記圧縮板を駆動する圧縮モータを有し前記粗塵フィルター内に堆積された塵埃を押圧して圧縮動作する圧縮手段と、前記圧縮手段で前記塵埃を圧縮しているときに前記圧縮モータに加わる負荷量を検知する負荷量検知手段と、前記細塵フィルターに付着した細塵を除去する除塵動作を行う除塵手段と、前記粗塵フィルター内の集塵量を検出する集塵量検知手段と、前記負荷量検知手段と前記集塵量検知手段からの信号を受け、前記圧縮手段および前記除塵手段を動作させる制御手段と、を備え、前記圧縮板は、前記負荷量検知手段が所定の負荷量を検知すると後退し、圧縮開始の上死点から元の上死点に戻るまでの間を移動し、前記集塵量検知手段は、前記圧縮板が前記集塵容器
内で移動する移動距離を検出することで構成され、前記制御手段により、前記集塵量検知手段からの集塵量を表す検出信号に応じて、前記電動送風機の停止後に動作する前記圧縮手段および前記除塵手段の動作時間を可変させるようにしたものである。

この構成によって、粗塵フィルター内に堆積された塵埃を押圧して圧縮し、細塵フィルターに付着した塵埃を掻き落として吸引風の流路を確保することで、電動送風機の消費電力を抑えることができる。また、集塵捕集手段の集塵量に応じて除塵手段や圧縮手段の動作時間を可変し、集塵容器の集塵量が多く、圧縮動作および除塵動作の必要度が高いときには長い時間をかけて確実に圧縮動作および除塵動作を行う。逆に、集塵量が少なく、圧縮動作および除塵動作の必要度が比較的低いときには、圧縮動作および除塵動作の動作時間を短縮することで、圧縮動作および除塵動作から掃除動作への移行を短縮することができる。

本発明の電気掃除機は、圧縮手段の圧縮動作と、除塵手段の除塵動作とによって強い吸引力を維持することができるだけでなく、集塵容器の集塵量が多く、圧縮および除塵の必要度が高いときには、長い時間をかけて確実に圧縮動作および除塵動作を行う。そして、塵埃量が少なく比較的必要度が低いときには、圧縮動作及び除塵手段の動作時間を短縮することで、次の掃除動作へと即座に移行することができる。

第１の発明は、吸引力を発生させる電動送風機と、吸引された粗塵を捕集する粗塵フィルターおよび細塵を捕集する細塵フィルターを有した集塵容器と、圧縮板と前記圧縮板を駆動する圧縮モータを有し前記粗塵フィルター内に堆積された塵埃を押圧して圧縮動作する圧縮手段と、前記圧縮手段で前記塵埃を圧縮しているときに前記圧縮モータに加わる負荷量を検知する負荷量検知手段と、前記細塵フィルターに付着した細塵を除去する除塵動作を行う除塵手段と、前記粗塵フィルター内の集塵量を検出する集塵量検知手段と、前記負荷量検知手段と前記集塵量検知手段からの信号を受け、前記圧縮手段および前記除塵手段を動作させる制御手段と、を備え、前記圧縮板は、前記負荷量検知手段が所定の負荷量を検知すると後退し、圧縮開始の上死点から元の上死点に戻るまでの間を移動し、前記集塵量検知手段は、前記圧縮板が前記集塵容器内で移動する移動距離を検出することで構成され、前記制御手段により、前記集塵量検知手段からの集塵量を表す検出信号に応じて、前記電動送風機の停止後に動作する前記圧縮手段および前記除塵手段の動作時間を可変させるようにした電気掃除機であり、粗塵フィルター内に堆積された塵埃を押圧して圧縮し、細塵フィルターに付着した塵埃を掻き落として吸引風の流路を確保することで、電動送風機の消費電力を抑えることができる。また、集塵捕集手段の集塵量に応じて除塵手段や圧縮手段の動作時間を可変し、集塵容器の集塵量が多く、圧縮動作および除塵動作の必要度が高いときには時間をかけて確実に圧縮動作および除塵動作を行う。
逆に、集塵量が少なく、圧縮動作および除塵動作の必要度が比較的低いときには、圧縮動作及び除塵動作の動作時間を短縮することで、次の掃除動作を即座に再開することができると共に、除塵機構の信頼性および寿命を向上することができる。

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。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。

（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７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、２において、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、前部に集塵容器収納部５が配され、集塵容器収納部５内には塵埃を分離捕集する集塵容器４を着脱自在に収納している。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手元操作手段８を備えた先端パイプ９が設けられている。延長管１０は伸縮自在或いは継ぎ自在なものであり、下流側端部は先端パイプ９に着脱自在に接続され、上流側端部は床用吸込具１１に着脱自在に接続される。容器ハンドル１２は、人が集塵容器４を掴む時に用いられるものであり、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から取り外す時に利用される。

次に、集塵容器４の構成について図３〜６を用いて説明する。図３は同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は同集塵容器を収納する集塵容器収納部の斜視図、図６は同集塵容器の裏面斜視図である。

図３〜６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、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いる。容器ハンドル１２の前部に設けた容器操作部２３を下方に押すと、それに連結された連結棒４６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、バネ材２５は、容器操作部２３を常に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を有する粗塵フィルター２８で形成されている。又、粗塵室１８の上部には、粗塵フィルター２９を有した圧縮板３０が配され、圧縮板３０は上下動自在の連結棒２４の下端に固着されている。この圧縮板３０は、粗塵室３１内に捕集された塵埃を掻き落としかつ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２４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ヤ３１ａが形成されている。弾性部材３２は、連結棒２４および圧縮板３０を常時上方に付勢するバネ材である。

駆動軸３３は、集塵容器４の側部に回転自在に支持され、後端にギヤ３５を有し、前端にギヤ３７を有しており、ギヤ３７はギヤ群３９を介してラックギヤ３１ａに動力を伝達する。駆動軸４７は、集塵容器４の側部に回転自在に支持され、後端にギヤ４８を有し、前端にギヤ３６を有し、ギャ３６はギヤ３４に噛み合っている。

図５に示すように、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、集塵容器４を集塵容器収納部５に装着した時にギヤ４８（図３を参照）が噛み合うギヤ４９と、そのギヤ４９を収納するギヤ収納部４１ａと、ギヤ４９を回転駆動する除塵モータ５８とが設けられている。さらに、集塵容器４を集塵容器収納部５に装着し
た時にギヤ３５（図３を参照）が噛み合うギヤ３８と、そのギヤを収納するギヤ収納部４１ｂと、ギヤ３８を回転駆動する圧縮モータ５６とが設けられている。

図６に示すように、フィルターユニット１６は、枠体４２と、プリーツ折りされ、そのプリーツ目を縦方向にして枠体４２に設けられた細塵フィルター４３と、横方向に摺動自在に設けられ細塵を除塵する弾き体４４と、フィルターユニット１６の側部に回転自在に設けられたギヤ３４と、ギヤ３４の外周部と弾き体４４の一部とを連結する連結棒４５とから構成されている。さらに、弾き体４４の細塵フィルター４３と対向する面には、プリーツ折りされた細塵フィルター４３の各山折り部に当接する突起が設けられている。そして、集塵容器４を集塵容器収納部５に装着した時に、仕切壁４０に設けられたギヤ４９（図５を参照）とギヤ４８（図３を参照）とが噛合うようになっており、ギヤ４８からギヤ３４（図３，図４を参照）へと回転動を伝達する駆動軸４７，ギヤ３６（図３を参照）などの動力伝達機構を集塵容器本体１５に備えている。

上記構成により、ギヤ３４を回転させると、連結棒４５を介して連結された弾き体４４が左右に往復移動すると共に、その間に、弾き体４４に設けた突起が細塵フィルター４３の山折り部を弾き、その時に振動やショックで、細塵フィルター４３の裏面に付着した細塵がふるい落とされ、細塵室１９に溜まると共に、細塵フィルター４３の濾過性能が復活するようになっている。

次に、図７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７において、通電検知手段５１は、掃除機本体１が商用電源（図示せず）に接続され、商用電源からの電源供給を受けたかどうかを検知するものである。

制御手段５２は、マイクロコンピュータなどにより構成されるものであり、使用者によって手元操作手段８を操作して入力された操作情報に基づき、電動送風機２を駆動する駆動手段５４へ信号を出力したり、操作情報や通電検知手段５１の検知情報に基づき、圧縮板３０を往復動させて堆積した塵埃の圧縮を行う圧縮動作する圧縮手段５５や、弾き体４４を駆動する除塵手段５７へ信号を出力したりする。

負荷量検出手段５３は、圧縮モータ５６に加わる負荷量を検出するものであり、本実施の形態では、圧縮モータ５６に流れる電流の増減を検出して圧縮モータ５６に加わる負荷量を検出するようにしている。

圧縮手段５５は、ギヤ３８及び、そのギヤ３８を回駆動する圧縮モータ５６などから構成され、制御手段５２からの信号を受けて圧縮モータ５６を回転駆動し、圧縮板３０を往復動している。

除塵手段５７は、ギヤ４９を回転駆動する除塵モータ５８などから構成され、制御手段５２からの信号を受けて、除塵手段を駆動している。

集塵量検知手段５９は圧縮板３０が集塵容器４内で移動する移動距離を検出する圧縮移動量検知手段で構成され、圧縮板３０の移動距離によって集塵量を検知するものであり、本実施の形態では、ギヤ３８の軸に取り付けられたマグネット（図示せず）の磁力をホールＩＣ（図示せず）などで構成された検出回路（図示せず）で検知することで、その軸の回転数に同期した信号から移動距離を検出している。

風量検出手段６０は、電動送風機２で発生する吸引風の風量を検出するものである。電
動送風機２で発生する吸引風の風量と電動送風機２を流れる電流値との間に一定の相関関係があり、電動送風機２を流れる電流を検出して、その電流の大きさに応じて風量のレベルを間接的に検出するものである。

集塵量報知手段６１は、制御手段５２の判断した集塵量に基づき、使用者に集塵量を報知する手段であり、本実施の形態ではＬＥＤなどの表示回路で構成している。

集塵容器検出手段６２は、図５及び図７に示すように、集塵容器４が集塵容器収納部５にセットされているかを検出するものであり、隔壁４０に設けられたマイクロスイッチによって構成され、集塵容器収納部５内に集塵容器４を入れたり出したりすることによって、マイクロスイッチがＯＮ−ＯＦＦするようになっている。

満杯報知手段６３は、特に集塵量が所定量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ものであり、例えばブザーなどで構成される。

タイマー手段６４は、掃除作業の累積時間を検出する手段であり、手元操作手段８の操作によって電動送風機２の動作開始時から動作停止時までの時間を、所定のクロック信号を計数して検出するものである。

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、作用について、主に、図７を用いて説明する。

電気掃除機の使用開始にあたり、使用者が、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コンセント（図示せず）に差し込むと、通電検知手段５１が掃除機本体１に通電されたことを検知し、検知した信号を制御手段５２に送る。制御手段５２は、集塵容器検出手段６２で集塵容器収納部５内に集塵容器４が在ることを確認すると、圧縮手段５５に信号を送って、ギヤ３８を回転駆動する圧縮モータ５６を駆動する。そして、ギヤ３８が回転することによって、圧縮モータ５６の回転動力が、駆動軸３３に取り付けられたギヤ３７を介してラックギヤ３１ａに伝達され、ラックギヤ３１ａの動きに連動して圧縮板３０が下降し、塵埃を圧縮する。

そして、圧縮板３０が、粗塵室１８内に堆積された塵埃を圧縮しながら下降していくと、次第に、圧縮モータ５６に加わる負担が増加し、それに伴って圧縮モータ５６に流れる電流が次第に増加し、負荷量検出手段５３が検出する負荷量（電流値）が所定の負荷量（電流値）を超えると、制御手段５２は、粗塵室１８内の塵埃が十分圧縮されたと判断する。すると、制御手段５２は圧縮モータ５６を逆回転させる制御を行って、圧縮板３０を最初の上死点まで後退させて、圧縮モータ５６の回転駆動を停止する。この一連の動作は、あらかじめ設定した回数内で行われる。

このとき、圧縮動作を終了して逆転を開始してから上死点で停止するまでの圧縮板３０の移動距離は、集塵容器内に溜まった集塵量が増加するほど減少する関係を持っており、集塵量との間に一定の相関関係にあると考えることができる。ホールＩＣ（図示せず）は、ギヤ３８の回転に連動したマグネットの動きを検知して、ギヤ３８の回転に応じた数のパルス信号を発生する。そして、集塵量検知手段５９は、そのホールＩＣから得られるパルス数から圧縮板３０の移動距離を検知し、制御手段５２は、集塵量検知手段５９で検知した移動距離の情報から集塵容器４内のゴミ量を判断することできる。

その集塵量が所定量を越えていた場合には、制御手段５２は満杯報知手段６３を起動させ、例えば、ブザーなどによる満杯報知手段６３によって、使用者に注意喚起すると共に、電動送風機２の運転を停止することによって、床用吸込具１１の吸引力が低い状態で掃
除を継続することを避け、塵埃が集塵容器４から溢れることを防止し、電動送風機２の負担を減らすこともできる。なお、電動送風機２の運転を完全に停止せずに、電動送風機２へ供給する供給電力を制限しても構わない。また、この満杯報知については、圧縮動作直後に報知するだけでなく、次の運転指示を行ったときにも再度報知するようにすれば、より確実に使用者に満杯状態であることを報知することができ、電動送風機２への負担を減らすことができる。また、床用吸込具１１の電動機も運転しないようにすれば、塵埃が集塵容器４から溢れたり、吸引できずに床用吸込具１１、延長管１０、ホース６内に溜まったりことを防ぐことができる。

さらに制御手段５２は、図５及び図７に示すように、除塵手段５７に信号を送って、ギヤ４９を回転駆動する除塵モータ５８を駆動する。そして、図６に示すように、ギヤ４９と噛合ったギヤ３４が回転することによって、連結棒４５を介して連結された弾き体４４が左右に往復移動し、細塵フィルター４３の裏面に付着した細塵がふるい落とされる。この上記動作は電源投入から５秒以内の動作時間で終了するようになっている。

次に、手元操作手段８を操作して、電気掃除機２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、細塵フィルター４３、粗塵フィルター２８及び２９、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は床面の塵埃を捕集し、吸引された塵埃を含んだ空気は、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、粗塵フィルター２８及び２９に当たり、塵埃は粗塵フィルター２８及び２９で捕集され、堆積していく。粗塵フィルター２８および２９を通過した空気に含まれる細塵は、細塵フィルター４３で捕捉される。

そして、掃除が終了し、使用者が手元操作手段８によって電動送風機２の停止操作を行うと、制御手段５２は、除塵手段５７に信号を送って、ギヤを回転駆動する除塵モータ５８を駆動する。さらに、停止操作後の所定時間経過後には、制御手段５２は圧縮手段５５に信号を送って、堆積した塵埃を圧縮する。ここで電源投入時にごみ量を検出しており、そのごみ量が多い場合は、停止操作時に除塵手段５７を動作させる動作時間（除塵時間）および圧縮手段を動作させる動作時間（圧縮時間）を長くするように動作する。ここでの圧縮時間とは圧縮板３０が下降して塵埃を押し付けている時間のことである。

次に、集塵容器４内で圧縮され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を下方に押すと、連結棒４６は下がって、尾錠２２は外方に移動し、蓋体２０と尾錠２２との係止が解除され、蓋体２０はコイルバネ２１の付勢力で開成し、集塵容器４内の圧縮された塵埃は外部へ押し出されごみ箱内に落下する。

以上のように、本実施の形態によれば、集塵容器に堆積された塵埃を圧縮手段で押圧して、粗塵フィルター内に堆積した塵埃を圧縮すると共に細塵フィルターに付着した細塵を除塵手段で除塵することで、吸引風の流路を確保して吸引力の低下を抑え、電動送風機の消費電力を抑えることができる。また、集塵捕集手段の集塵量に応じて圧縮手段や除塵手段の動作時間を可変し、集塵容器の集塵量が多く、圧縮および除塵の必要度が高いときには長い時間をかけて確実に圧縮および除塵を行うが、塵埃量が少なく、圧縮および除塵の必要度が低いときには、圧縮手段や除塵手段の動作時間を短縮することで、次の掃除動作に即座に移行できるとともに、除塵機構の信頼性および寿命を向上させることができる。また、圧縮モータのような動力源を用いて塵埃を圧縮するため、従来問題となった綿ゴミのような風量変化の小さい塵埃でも、確実に集塵ごみを圧縮することができる。

（変形例１）
次に、風量検出手段６０に関した動作について説明する。

電動送風機２に接続された風量検出手段６０は、電動送風機２を流れる電流を検出することによって、電動送風機２で発生する吸引風の風量を検出する。これは、粗塵フィルター２８，２９内の集塵量が多くなったり、細塵フィルター４３に細塵が溜まり過ぎたりすると吸引風の流れが悪くなり、電動送風機２の負荷が重くなって電動送風機２の電動機部を流れる電流が大きくなる。逆に、粗塵フィルター２８，２９および細塵フィルター４３の通気状態が良好な場合は電動送風機２の負荷が軽くなって電動送風機２の電動機部を流れる電流が少なくなる。風量検出手段６０は、このような現象を利用して吸引風の風量を間接的に検出し、吸引風の風量を表す信号を出力する。

この風量検出手段６０が出力する風量を表す信号を受けて動作する制御手段５２は、吸引風の風量が少なくなって、電動送風機２を流れる電流が増大した状態で電動送風機２が停止した場合、電動送風機２の停止後に行う圧縮手段５５および除塵手段５７の動作時間を長くして、圧縮および除塵を確実に行う。逆に、電動送風機２を流れる電流が少ない状態で電動送風機２が停止した場合、圧縮手段５５および除塵手段５７の動作時間を短くし、圧縮動作及び除塵動作の期間中に禁止される電動送風機２の動作を解除して、掃除動作を再開するまでの時間を短縮することができる。検出した電動送風機２の風量に対して設定する圧縮手段５５及び除塵手段５７の動作時間の最適値は、電気掃除機の用途によって、電動送風機の大きさや吸引力、集塵フィルター構造等の仕様が異なるため、予め電気掃除機の試作品を製作して実験的に求めればよい。

なお、上述した変形例１は、集塵量検知手段５９の検出信号を用いずに風量検出手段６０の検出信号のみに応じて圧縮手段５５及び除塵手段５７の動作時間を制御する例で説明したが、集塵量検知手段５９の検出信号と風量検出手段６０の検出信号との両方の信号を用いて圧縮手段５５及び除塵手段５７の動作時間を設定しても構わない。後者の場合、風量検出手段６０と検出信号と圧縮及び除塵動作に必要な動作時間との相関関係、および集塵量検知手段５９の検出信号と圧縮及び除塵動作に必要な動作時間との相関関係を予め実験的に求める。それらの相関関係を基にして、風量検出手段６０で検出した検出信号レベルに対応した動作時間と、集塵量検知手段５９で検出した検出信号レベルに対応した動作時間とを求め、そのうち長い方の動作時間を選択して圧縮手段５５及び除塵手段５７を動作させる。これにより、圧縮動作と除塵動作とがより確実に行われ、圧縮動作及び除塵動作の信頼性を高めることが出来る。

（変形例２）
次に、タイマー手段６４に関した動作について説明する。

タイマー手段６４は、制御手段５２内で用いられる所定周期のクロック信号を計数して、電動送風機２が動作を開始してから停止するまでの吸引累積時間を求める。このタイマー手段６４の信号を受けて動作する制御手段５２は、この吸引累積時間の長さに応じて電動送風機２が停止した後に動作させる圧縮手段５５および除塵手段５７の動作時間を可変する。

具体的に言えば、単位面積当たりの被掃除面に塵埃が均一に堆積した状況下での標準的な掃除作業時間を予め求め、電動送風機２が動作している間の吸引累積時間を測定し、その累積時間内に捕集する集塵量を推定する訳である。そして、この吸引累積時間が長くなった場合は、粗塵フィルター２８，２９内に堆積した塵埃量が多くなっている、或いは細塵フィルター４３への細塵の付着が進行していると想定されるため、圧縮手段５５及び除
塵手段５７の動作時間を長くして圧縮動作および除塵動作を確実に行う。逆に、吸引累積時間が短い場合は、塵埃の堆積量が少なく、細塵フィルター４３への細塵の付着が少ないものと想定され、電動送風機２が停止した後に行う圧縮手段５５の圧縮動作及び除塵手段５７の除塵動作の動作時間を短くし、圧縮動作及び除塵動作の期間中に禁止される電動送風機２の動作を解除して、掃除動作を再開するまでの時間を短縮することができる。

なお、上述した変形例２は、集塵量検知手段５９の検出信号を用いずに電動送風機２が動作している吸引累積時間を検出するタイマー手段６４の検出信号のみに応じて圧縮動作及び除塵動作の動作時間を可変する例で説明したが、集塵量検知手段５９の検出信号とタイマー手段６４の検出信号との両方を用いて圧縮手段５５及び除塵手段５７の動作時間を設定しても構わない。後者の場合、電動送風機２が動作している間の吸引累積時間をタイマー手段６４で検出し、その吸引累積時間に対応する圧縮及び除塵動作の動作時間と、集塵量検知手段５９で検出した集塵量に対応する圧縮及び除塵動作の動作時間とを求め、そのうち長い方の動作時間を選択して圧縮動作および除塵動作の動作時間を設定すれば、より確実に塵埃の圧縮と除塵を行うことが出来る。

なお、上述した実施の形態では、風量検出手段６０は、電動送風機２を流れる電流の検出値から電動送風機２の風量を間接的に検出するもので説明したが、電動送風機２が発生する吸引風の風量を直接検出する手段を用いても構わない。また、タイマー手段６４と制御手段５２を独立して回路構成するものとしたが、制御手段５２の中にタイマー手段６４を内蔵させて実施しても構わない。

（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態における集塵容器及びそれを搭載した電気掃除機について、図８を用いて説明する。第１の実施の形態と同一構成部分については、同一番号を付与して説明を省略する。

この実施の形態で用いる集塵量検知手段５９ａは、塵埃検出手段７０、分別信号出力手段７１、第１の塵埃計数手段７６及び第２の塵埃計数手段７７によって構成される。

塵埃検出手段７０は、吸気経路内の接続部（例えば、先端パイプ）９に配置され、その吸気経路内を通過する塵埃を検出するものであり、赤外発光ダイオード（図示せず）とフォトトランジスタ（図示せず）などで構成される。

分別信号出力手段７１は、塵埃検出手段７０の出力信号を複数の増幅率で増幅して塵埃の大きさ判別することが可能なものであり、増幅機能とローパスフィルター機能を持たせたオペレーショナルアンプで構成される第１の増幅手段７２と、第１の増幅手段７２で増幅した信号をパルス信号に変換するコンパレータで構成された第１のパルス変換手段７３と、第１の増幅手段７２よりも大きな増幅率を有したオペレーショナルアンプで構成される第２の増幅手段７４と、第２の増幅手段７４で増幅された信号をパルス信号に変換するコンパレータで構成された第２のパルス変換手段７５と、によって構成される。そして、第１の増幅手段７２では高域周波数の信号成分が減衰するため、第１のパルス変換手段７３は大きな塵埃に相当する信号のみをパルス変換することになり、第１のパルス変換手段７３の出力から第１の塵埃検出信号（大きな塵埃の検出信号）を出力する。また、第２の増幅手段７４は高い増幅率で信号を増幅するため、大きな塵埃の検出信号も小さな塵埃の検出信号も増幅することができ、第２のパルス変換手段７５は大きなものも小さなものも含む塵埃の検出信号をパルス変換して第２のパルス変換手段７５の出力から第２の塵埃検出信号を出力する。

第１の塵埃計数手段７６は第１の塵埃検出信号を受けて大きな塵埃の検出信号の数をカ
ウントする。第２の塵埃計数手段７７は第２の塵埃検出信号を受けて、大きなものも小さなものも含んだ塵埃の検出信号をカウントする。

以上のように構成された電気掃除機について、以下その動作、作用を説明する。

掃除機本体１を商用電源（図示せず）に接続し、電源投入時の圧縮動作および除塵動作を行う。その後、使用者は手元操作手段８によって運転を指示すると、手元操作手段８から制御手段５２に操作信号が送られ、操作された内容にしたがって、制御手段５２は運転が行われるように駆動手段５４へ駆動信号を送る。駆動手段５４は送られてきた信号によって電動送風機２への通電を行い、電動送風機２は回転動作を開始して、吸引力（吸引風）を発生する。

吸引された塵埃は、ホース３を経て掃除機本体１内の集塵容器４へ集塵される。塵埃が吸引される期間、吸気経路内の接続部９を塵埃が通過し、発光部（発光ダイオード）と受光部（フォトトランジスタ）の間を塵埃が通過する度に受光量が変化し、塵埃検出手段１１の受光部電圧が変化するので、塵埃検出手段７０は分別信号出力手段７１に検出信号を伝達する。分別信号出力手段７１は、受けた信号を第１の増幅手段７２および第２の増幅手段７４で増幅する。第１のパルス変換手段７３は、増幅した信号が所定の閾値を越えていれば、第１の塵埃検出信号としてパルス出力する。第２のパルス変換手段７５は、第２の増幅手段７４で増幅した信号が所定の閾値を越えていれば、第２の塵埃検出信号としてパルス出力する。

比較的大きな塵埃の場合には、第１，第２のパルス変換手段７３，７５の出力端子から第１の塵埃検出信号、第２の塵埃検出信号がともに出力され、大きな塵埃を対象とする第１増幅率（小さい増幅率）でも反応したと判定できる。そして、小さな塵埃の場合には、大きな塵埃を対象とする第１増幅率（小さい増幅率）では判定レベルに達せず、第２のパルス変換手段７５のみがパルス変換動作を行って、第２のパルス変換手段７５の出力端子から第２の塵埃検出信号のみが検出され、小さな塵埃を対象とする第２増幅率（大きい増幅率）でのみ反応したと判定できる。即ち、増幅率の異なる２つの増幅手段（７２，７４）の信号を分別することで、塵埃検出手段７０の受発光部を通過する通過速度が等しく、パルス幅の差異では識別できない塵埃（例えば径が０．１ｍｍの塵埃と０．０３ｍｍの塵埃）の信号であっても、信号として識別することができるという効果が得られる。その効果は、第１の増幅手段７２にローパスフィルター機能を持たせることにより、より強調することができる。

次に、第１の塵埃計数手段７６は第１の塵埃検出信号をあらかじめ定めた所定単位時間中にカウントし、そのカウント結果を制御手段５２へ送り、第２の塵埃計数手段７７は第２の塵埃検出信号を同様に所定単位時間中にカウントし、そのカウント結果を制御手段５２へ送る。制御手段５２は、第１の塵埃計数手段７６の計数結果と第２の塵埃計数手段７７の計数結果との値を、例えば３倍比で総塵埃量として積算していく。この積算値が予め設定している所定の基準値以上になると、制御手段５２は、集塵容器４内の集塵量が所定値以上になったものとして総塵埃量の積算値の情報を記憶手段７８に記憶させる。制御手段５２は、この集塵量を判定する基準値を複数のレベルに設定しておき、電動送風機２を停止した時の集塵量のレベルを判断し、その集塵量のレベルに応じて電動送風機２の停止後に行う圧縮動作および除塵動作の動作時間を可変する。

この情報が記憶手段７８に記憶された状態で、掃除動作を終了するために使用者が停止操作を行ったときに、制御手段５２は、除塵手段５７に信号を送って、ギヤを回転駆動する除塵モータ５８を駆動する。さらに所定時間経過後には圧縮手段５５に信号を送って、塵埃を圧縮する。ここで制御手段５２は総塵埃量を検出しており、そのごみ量が多くなる
と、停止操作後の除塵手段５７の動作時間および圧縮手段の動作時間（圧縮時間）を長くするように動作する。ここでの圧縮時間とは、圧縮板３０が下降してロック状態で塵埃を押し付けている時間のことである。

そして、制御手段５２は、集塵量検知手段５９ａで検知した集塵量が満杯状態であると判断すると、満杯報知手段６３で使用者に報知して、集塵容器４内で満杯状態になった塵埃を捨てるように催促する。それでも、使用者が集塵容器４内に溜まったごみを捨てないで掃除作業を完了した場合は、再び電源投入して電気掃除機を動作させた時、記憶手段７８に記憶した情報を基に、集塵容器４内の満杯状態を使用者に対して満杯報知手段６３で報知する。

以上のように動作することで本実施の形態においては、掃除動作終了までの塵埃量の計数によって停止後の圧縮時間および、または除塵時間を可変させることにより、集塵容器の集塵量が多く、圧縮および除塵の必要度が高いときには時間をかけて確実に圧縮および除塵を行うが、塵埃量が少なく比較的必要度が低いときには時間を短縮することで次の掃除動作に容易に移行できるとともに除塵機構の信頼性および寿命を向上させることができる。

なお、本実施の形態では、ごみ量を赤外発光ダイオードとフォトトランジスタなどで構成された塵埃検出手段７０で検出したが、電動送風機２に流れる電流を検出して、ごみが溜まってきた時の電流変化を検出することで、ごみの量を判定しても良い。また、塵埃の大きさによって、圧縮時間および除塵時間を可変させるとさらによいことは言うまでもない。

以上のように、本発明の係る電気掃除機は、細塵フィルターと粗塵フィルターを備えた電気掃除機に適用することができる。

本発明の実施の形態１における電気掃除機の全体の外観斜視図 同電気掃除機の掃除機本体の側断面図 同電気掃除機の集塵容器の正面から観た一部欠載斜視図 同集塵容器の断面図 同集塵容器を収納する集塵容器収納部の斜視図 同集塵容器の裏面から観た外観斜視図 同電気掃除機の制御システムブロック図 本発明の実施の形態２における電気掃除機の制御システムブロック図

１ 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 手元操作手段
１５ 集塵容器本体
２８，２９ 粗塵フィルター
３０ 圧縮板（圧縮手段）
４３ 細塵フィルター
４４ 弾き体（除塵手段）
５２ 制御手段
５３ 負荷量検出手段
５６ 圧縮モータ（圧縮手段）
５８ 除塵モータ（除塵手段）
５９，５９ａ 集塵量検知手段
６０ 風量検出手段
６１ 集塵量報知手段
６２ 集塵容器検出手段
６３ 満杯報知手段
６４ タイマー手段

Claims (1)

1. 吸引力を発生させる電動送風機と、
   吸引された粗塵を捕集する粗塵フィルターおよび細塵を捕集する細塵フィルターを有した集塵容器と、
   圧縮板と前記圧縮板を駆動する圧縮モータを有し前記粗塵フィルター内に堆積された塵埃を押圧して圧縮動作する圧縮手段と、
   前記圧縮手段で前記塵埃を圧縮しているときに前記圧縮モータに加わる負荷量を検知する負荷量検知手段と、
   前記細塵フィルターに付着した細塵を除去する除塵動作を行う除塵手段と、
   前記粗塵フィルター内の集塵量を検出する集塵量検知手段と、
   前記負荷量検知手段と前記集塵量検知手段からの信号を受け、前記圧縮手段および前記除塵手段を動作させる制御手段と、を備え、
   前記圧縮板は、前記負荷量検知手段が所定の負荷量を検知すると後退し、圧縮開始の上死点から元の上死点に戻るまでの間を移動し、
   前記集塵量検知手段は、前記圧縮板が前記集塵容器内で移動する移動距離を検出することで構成され、
   前記制御手段により、前記集塵量検知手段からの集塵量を表す検出信号に応じて、前記電動送風機の停止後に動作する前記圧縮手段および前記除塵手段の動作時間を可変させるようにした電気掃除機。

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