(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。
【0013】
(実施形態1)
〔掃除機本体の全体説明〕
図1はこの発明の実施形態1に係る電気掃除機の外観斜視図であり、
図2は
図1に示す電気掃除機の掃除機本体の正面図であり、
図3は
図1に示す電気掃除機の掃除機本体の背面図である。また、
図4は
図3に示した電気掃除機における電池を取り外した状態を示す背面図であり、
図5は
図4に示した電池を取り外した掃除機本体の平面図であり、
図6は
図5のA−A矢視断面図である。また、
図7は実施形態1の掃除機本体から電池を取り外す状態を説明する図であり、
図8は
図1に示す電気掃除機の掃除機本体の側面図である。
【0014】
これらの図に示すように、電気掃除機1は、車輪を有する掃除機本体100と、吸引ホース部300とを備える。
掃除機本体100は、電動送風機106を前部に内蔵すると共に、サイクロン方式の集塵ユニット500を離脱可能に中間部に内蔵し、さらに、電動送風機106に電力を供給する電源としての電池Bが後部に着脱可能に設けられる。なお、本発明の電気掃除機1は、専用の電池Bを構成要素として備えてもよく、特定の市販の電池に対応した構成であってもよい。
【0015】
吸引ホース部300は、吸引ホース301と、延長パイプ302と、延長パイプ302の先端に接続される吸込口体303と、手元ハンドル304と、手元ハンドル304に付設された操作部305と、接続部306を備える。
【0016】
吸引ホース301は接続部306を介して掃除機本体100の前方に離脱可能に接続され、ユーザーは手元ハンドル304を手で保持しながら延長パイプ302の先端の吸込口体303を床面Gに接触させながら移動させることができる。
吸込口体303は、底面に吸込口を有すると共に、吸込口に回転ブラシを有している。なお、吸込口体303内にブラシ駆動モータを設けて回転ブラシを回転させるようにしてもよく、この場合、電池Bはブラシ駆動モータにも電力を供給する。
【0017】
図2と
図11に示すように、掃除機本体100の前面側には、吸引ホース部300の接続部306を挿入させて横中継ダクト104aとパッキン(図示省略)を介して接続させるための開口部107aと、接続部306の端子(図示省略)を掃除機本体100と接続するターミナル部107bと、手提げハンドル115とを有している。なお、掃除機本体100の回路基板K
1、K
2(
図6参照)と吸引ホース部300の操作部305(
図1参照)とは、吸引ホース部300の接続部306の前記端子およびターミナル部107bを介した配線で接続される。
【0018】
掃除機本体100において、車輪は、左右両側面に配置された一対の大型リング状の車輪140と、前方下部に配置された小型ローラ形の前輪117と、後方下部に配置された後輪としての回転・旋回自在なキャスターである自在車輪118とを有してなる。そのため、使用者が手元ハンドル304を手で保持して移動するとき、掃除機本体100はその動作に追随することができる。なお、掃除機本体100が床面G上を走行可能に接地した状態において、前方とは掃除機本体100を前進させる方向であり、後方とは掃除機本体100を後退させる方向であり、上方とは床面Gと反対側の方向であり、下方とは床面G側の方向であり、左右方向とは前後方向に対して両側へ直交する方向である。
【0019】
また、掃除機本体100は、
図8に示す自由状態において一対の車輪140および後輪118によって支持され、
図6の示す吸引ホース301にて前方へ引かれた状態において一対の車輪140および前輪117によって支持される。すなわち、自由状態では前輪117は床面Gから浮き上がり、
図6に示す状態のときに自在車輪118は床面Gから浮き上がる。
【0020】
掃除機本体100は、床面Gの塵挨を空気と共に吸込口体303から延長パイプ302と吸引ホース301を介して集塵ユニット500へ吸引するようになっている。集塵ユニット500の左右両側にはリング状車輪本体110が配されている。
【0021】
ユーザーは掃除機本体100内部の集塵ユニット500の集塵状況をリング状車輪本体110の中央開口141から目で確認し、適宜、集塵ユニット500を掃除機本体100の上部から引出して集塵ユニット500に集められた塵挨を廃棄することができる。
また、掃除機本体100は手提げハンドル115を備えるので、ユーザーは手提げハンドル115を把持し、掃除機本体100を持ち上げて運搬することが可能である。
【0022】
掃除機本体100は、複数の部材からなる筐体101を備えると共に、吸引ホース部301が接続され旋回気流によって集塵する前記集塵ユニット500と、集塵ユニット500の前方に配置され吸引ホース部301から集塵ユニット500を介して空気を吸引する電動送風機106と、電動送風機106へ電力を供給するための電池Bと、電動送風機106と電気的に接続された回路基板K
1、K
2とを筐体101の内部に備える。
【0023】
掃除機本体100の筐体101内における集塵ユニット500の下部および後部に電動送風機106からの排気を排気口133に導く下部流路138および後部流路139が形成されている(
図6、11参照)。そして、下部流路138と後部流路139とを有する排気流路内に回路基板K
1、K
2が配置されている。
【0024】
自在車輪118は、車輪118aと、車輪118aを回転自在に保持する円盤形状の自在フレーム118bとを有し、筐体101の底壁に旋回自在に取り付けられている。なお、底壁には、自在車輪118の自在フレーム118bをボルト・ナット結合にて旋回自在に取り付けるための中心孔を有する円形凹部が形成されている。
【0025】
筐体101の円弧状の後壁109において、その左右中間位置には電池装着用凹部109aが形成され、電池装着用凹部109aの下部には指差込み用凹部109bが連通状に形成され、電池装着用凹部109aおよび指差込み用凹部109bの左右両側に複数の小孔からなる排気口133が形成されている。
【0026】
電池装着用凹部109aは、後壁109の左右中間位置を前方へ凹ませたように形成された上方および後方に開口する凹部であり、奥壁109a
1と、左右側壁109a
2と、指差込み用凹部109bの左右側に位置する底壁109a
3とを有している。すなわち、指差込み用凹部109bの左右方向の幅W2は、電池装着用凹部109aの左右方向の幅W1よりも狭く設定されている。なお、後壁109は湾曲しているため、電池装着用凹部109aの奥行きは下部から上部へ向かうにつれて浅くなっている。
【0027】
本実施形態では、電池装着用凹部109aの左右方向の幅W1は凹部109aに装着される電池Bの幅と同程度に設定され、凹部109aの上下方向の長さは電池Bの長さより少し短く設定され、凹部109aの前後方向の奥行きは電池Bの厚さとほぼ同じに設定されている場合を例示しているが、凹部109aのサイズはこれに限定されるものではない。
【0028】
また、電池装着用凹部109aの奥壁109a
1には、電池装着用凹部109aに取り付けられた電池Bの正負電極b
1、b
2(
図3参照)と電気的に接続する正負極端子E
1、E
2が設けられている。
本実施形態の場合、使用される電池Bは厚みが40mm程度、左右方向の幅が75mm程度、上下方向の長さが115mm程度の扁平ブロック形の二次電池であり、この電池Bの広い一面には正負電極b
1、b
2が設けられると共に、正負電極b
1、b
2の間に温度検出用電極b
3が設けられている。
【0029】
そのため、この電池装着用凹部109aの奥壁109a
1における正負極端子E
1、E
2の間には、電池Bの温度検出用電極b
3と電気的に接続する温度検出用極端子E
3が設けられている。なお、正負極端子E
1、E
2は回路基板K
1、K
2の駆動系回路と電気的に接続され、温度検出用端子E
3は回路基板K
1、K
2の保護系回路と電気的に接続されている。
【0030】
また、図示省略するが、電池装着用凹部109aにおける左右側壁109a
2には上下方向に溝が設けられており、一方、電池Bの左右側面には凸部が設けられている。電池Bを電池装着用凹部109aに上方から差し込むようにして取り付ける際、電池Bの左右側面の凸部が電池装着用凹部109aの左右側壁109a
2の溝に上方からスライドしながら嵌り込む。これにより、電池Bの電池装着用凹部109aからの脱落が防止される。
【0031】
このとき、電池Bの下端面Baが電池装着用凹部109aの左右の底壁109a
3に当接することによって電池Bが支持される。また、正負極端子E
1、E
2および温度検出用極端子E
3は板バネのように構成されているため、電池Bの正負電極b
1、b
2および温度検出用電極b
3に圧接する。
【0032】
なお、本実施形態では、電池Bの正負電極b
1、b
2および温度検出用電極b
3と、電池装着用凹部109aの正負極端子E
1、E
2および温度検出用電極b
3とを単純化して説明したが、このような形態に限定されるものではない。例えば、電池Bの正負電極b
1、b
2および温度検出用電極b
3は、ユーザーが直接触れることができない形態であることが好ましい。なお、電池Bの正負電極b
1、b
2および温度検出用電極b
3と、電池装着用凹部109aの正負極端子E
1、E
2および温度検出用電極b
3とは、凹部109aへの電池装着時に相互に電気的に接触する形態であることは言うまでもない。
【0033】
電池装着用凹部109aに電池Bが装着されることにより、電池Bの左右側面の下半部分および上半部分の一部は凹部109aによって隠れてしまう。したがって、充電器にて充電するために電池Bを電池装着用凹部109aから取り出す際に、電池Bの左右側面の露出した上半部分を指で掴み難く、電池Bを容易に凹部109aから引き上げて取り出すことができ難くなる。また、電池装着用凹部109aの奥行きを下部から上部に向かうにつれて同じにすると、凹部109aに装着した電池Bの左右側面が全て隠れてしまい、そうすると電池Bの左右側面を掴んで引き上げることはできなくなる。
【0034】
そのため、本発明では、電池装着用凹部109aに取り付けられた電池Bの下端面Baの下方位置に、指を差し込むためのスペースとしての指差込み用凹部109bを設けている。これにより、
図7に示すように、ユーザーは指(例えば、人差し指1本あるいは人差し指と中指の2本)を指差込み用凹部109bに差し込み、指Fで電池Bを押し上げることにより簡単に電池装着用凹部109aから取り出すことができる。なお、この際、操作部305に設けられた運転スイッチをOFFした状態で電池Bを電池装着用凹部109aから取り出すが、さらに、掃除機本体100に電源スイッチを設け、電源スイッチをOFFした状態で電池Bを電池装着用凹部109aから取り出すようにしてもよい。なお、電池装着用凹部109aから取り外された電池Bは、商用電源に接続された充電器にセットして充電される。
【0035】
後壁109の上端側にはLEDカバー108が設けられており、このLEDカバー108の内側にLED基板Lが設けられている。このLED基板Lは、バッテリー表示ランプL
1、お知らせ表示ランプL
2およびECO表示ランプL
3を備える(
図5参照)。LEDカバー108は、これらのランプL
1〜L
3の光を透過させる透光性部分を有している。
【0036】
バッテリー表示ランプL
1は、発光色の変わるLEDを用いて蓄電池Bが供給する電池電圧のレベルや充電完了を表示する。一例では、満充電後電池電圧が十分高いときは緑色に点灯し、使用に伴って蓄電池Bの残容量が減り電池電圧が降下するにつれて表示色が緑色から黄色を経て赤色に変わり、充電が必要な時期をユーザーに知らせる。さらに充電中は赤色点滅し、充電が完了すると緑色に点灯して充電の完了をユーザーに知らせる。お知らせ表示ランプL
2は、ユーザーへのお知らせがあるときに点灯する。お知らせ表示ランプL
2が点灯した状態で操作部305(
図1参照)の「切」ボタンが操作されると、回路基板K
1またはK
2に設けられた制御部は、お知らせの内容に対応した音声データを再生してユーザーに知らせる。ECO表示ランプL
3は、操作部305の「入」ボタンが操作されてエコモードで動作中に点灯する。エコモードは、掃除の場所が絨毯かフローリングかに応じて制御部が電動送風機106の吸込力を切換えるモードである。さらに、エコモードで動作中に吸込口体303が床から離れると、制御部はそれに応答して吸込口体303に設けられた図示しないブラシ駆動モータを停止させる。制御部は、ブラシ駆動モータの負荷によって掃除の場所を判断する。
【0037】
〔集塵ユニットの説明〕
図9は実施形態1の掃除機本体に備えられる集塵ユニットの外観斜視図であり
図10は
図9に示す集塵ユニットの縦断面図である。
集塵ユニット500は、カップカバーユニット570、フィルターユニット550、内筒ユニット530および有底円筒状のダストカップ501を有する。
【0038】
ダストカップ501は集塵状況が外部から目視可能なように透明または半透明の樹脂で形成される。
図9に示すようにダストカップ501の前部の周面には吸引ホース部300(
図1参照)からの空気流が流入する流入口503が設けられる。
【0039】
図1と
図2と
図6を参照すると、吸引ホース部300の接続部306は、円筒状のダストカップ501の内部円周面にその接線方向から真直ぐに空気が流入するように掃除機本体100の中心から偏って屈曲している。
【0040】
図10を参照すると、内筒ユニット530は、フィルターユニット550を収容する上部のカップカバー537、下部のダスト仕切り535およびその間を接続する内筒533からなる。内筒533が接続されるカップカバー537の底部には開口が形成されている。内筒533の周にはスリット状の流出口533bが形成され、流出口533bにはメッシュ状のフィルター(図示省略)が配置されている。ダスト仕切535は内筒533より外径の大きいフランジ部535a、フランジ部の外周を囲む大径筒部535bおよびダストカップ501の底面中央部に下端が接する小径筒部535cからなる。
【0041】
電動送風機106が作動すると、空気流は接続部306と横中継ダクト104a(
図11参照)を介してダストカップ501に周接線方向に真直ぐに流入し、ダストカップ501内に高速の旋回気流を形成する。
【0042】
これにより、空気流に含まれる塵埃が遠心分離される。集塵ユニット500は、形成する旋回気流の中心軸が重力方向を向くように設置されているので、遠心分離された塵埃のうち、重いものは重力の作用によりフランジ部535aの下方に集積される。
ここで、集塵ユニット500の旋回気流の中心軸が重力方向を向くとは、旋回気流の中心軸が真下を向いている必要はなく、集塵ユニット500が縦方向にて掃除機本体100に配置されていればよい。
【0043】
軽いものは空気流と共に流出口533bに配置されたメッシュ状フィルターで濾過される。また、微少な塵埃は流出口533bを介して内筒533を上昇しフィルターユニット550によりろ過される。フィルターユニット550は山部と谷部とが連続するプリーツ状フィルターから構成される。ろ過された空気流は流出ダクト571を介して電動送風機106へ吸引される。
なお、集塵ユニット500は、塵埃を遠心分離して集塵するものであるがこれに限定するものではない。例えば、紙パックを使用して集塵するものでもよい。
【0044】
このように構成された掃除機本体100は、
図8に示すように、吸引ホース301が取り外された自由状態において一対の車輪140の車輪本体110および自在車輪118によって支持され、
図6に示すように、吸引ホース301にて前方へ引かれた状態において一対の車輪140の車輪本体110および前輪117によって支持される。すなわち、このような状態となるように、掃除機本体100の重心位置が設定されている。このようにすれば、掃除機本体100の前方側の浮き上がりを抑えながら段差乗り越え性能を高めることができる。
【0045】
図11は実施形態1の掃除機本体における空気流の流路を示す説明図である。
図6と
図10と
図11に示すように、吸引ホース301からの空気流は、接続部306および横中継ダクト104aを介して電動送風機106の上方を通って集塵ユニット500へ流入する。
【0046】
流入した空気流は集塵ユニット500のダストカップ501内で旋回流となる。そして、集塵の遠心分離が行われた後、空気流は内筒533の内部を上昇し、フィルターユニット550を通過して電動送風機106を通り、集塵ユニット500の下方の下部流路138に入る。旋回軸は鉛直方向に対して上方がやや後方へ傾いている。
図11のように側面から見た場合、接続部306からダストカップ501へ流入する流路は旋回軸とほぼ直交している。
【0047】
そして、空気流は下部流路138内を回路基板K
1、K
2を冷却しながら通過した後、空気流は後部流路139内に流入し排気口133から外部へ排出する。なお、後部流路139内にイオン発生器Pを設け、イオン発生器Pにて発生したイオンと共に空気流を排気口133から外部へ排出してもよい。
【0048】
(実施形態2)
図12は実施形態2の掃除機本体における指差込み用凹部の断面形状を説明する図である。
実施形態1(
図7参照)では、指差込み用凹部109bの開口側と奥側のスペースは同程度である場合を例示したが、
図12に示すように、指差込み用凹部209bの奥側のスペースを開口側のスペースより狭くしてもよい。このようにすれば、指差込み用凹部209bの奥のデッドスペースを低減することができる。
【0049】
(実施形態3)
図13は実施形態3の掃除機本体における指差込み用凹部の開口形状を説明する図である。
実施形態1(
図4参照)では、指差込み用凹部109bの開口が長方形である場合を例示したが、
図13に示すように、指差込み用凹部309bの開口の左右両側を中央よりも狭くしてもよい。このようにすれば、例えば、指1本を指差込み用凹部309bに差し込んだときの指差込み用凹部309b内のデッドスペースを低減することができる。なお、実施形態3でも、実施形態2のように指差込み用凹部309bの奥側のスペースを開口側のスペースより狭くしてもよく、このようにすればさらにデッドスペースを低減することができる。
【0050】
(実施形態4)
図14は実施形態4の掃除機本体における指差込み用凹部の開口形状を説明する図である。
図14に示すように、指差込み用凹部409bの開口を半楕円形にしてもよい。このようにしても、例えば、指1本を指差込み用凹部409bに差し込んだときの指差込み用凹部409b内のデッドスペースを低減することができる。なお、実施形態4でも、実施形態2のように指差込み用凹部409bの奥側のスペースを開口側のスペースより狭くしてもよく、このようにすればさらにデッドスペースを低減することができる。
【0051】
(実施形態5)
図15は実施形態5の掃除機本体における指差込み用凹部の開口形状を説明する図である。
実施形態1(
図4参照)では、指差込み用凹部109bを1個設けた場合を例示したが、
図15に示すように、指差込み用凹部509bを複数個設けてもよい。実施形態5では、2本の指(例えば、人差し指と中指)を差し込むことができるよう指差込み用凹部509bを2個設けた場合を例示している。
このようにすれば、2個の指差込み用凹部509bの間の仕切り壁509cによっても電池B(
図3参照)を支持することができる。また、指2本を差し込むことができるように2個の指差込み用凹部があるのでユーザーに促すことができる。なお、実施形態5でも、実施形態2のように指差込み用凹部509bの奥側のスペースを開口側のスペースより狭くしてもよい。
【0052】
(まとめ)
本発明の電気掃除機は、電動送風機と、この電動送風機を収容する筐体と備え、 前記筐体の後部には、前記電動送風機に電力を供給する電池が着脱可能に取り 付けられる電池装着用凹部が設けられると共に、前記電池装着用凹部の下部に指 差込み用凹部が上下方向に連設されており、
前記電池装着用凹部は、電池の後面全面を外部に露出させかつ電池を上方へ移動させて取り出し可能なように上方および後方に開口する凹部であり、
前記電池装着用凹部の左右両側に後方へ排気する排気口が設けられている。
本発明の電気掃除機は、次のように構成されてもよい。
【0053】
(1)前記指差込み用凹部の左右方向の幅が前記電池装着用凹部の左右方向の幅よりも狭く設定されてもよい。
このようにすれば、電池装着用凹部の底壁にて電池を支持することができる。
【0054】
(2)前記指差込み用凹部の奥側のスペースが開口側のスペースより狭く設定されてもよい。
このようにすれば、指差込み用凹部の奥のデッドスペースを低減することができる。
【0055】
(3)前記指差込み用凹部の開口の左右両側のスペースが中央のスペースよりも狭く設定されてもよい。
このようにすれば、指1本を指差込み用凹部に差し込んだときの指差込み用凹部内のデッドスペースを低減することができる。
【0056】
(4)前記指差込み用凹部を複数個設けると共に、指差込み用凹部間に仕切り壁を設けてもよい。
このようにすれば、2個の指差込み用凹部の間の仕切り壁によっても電池を支持することができる。
【0057】
なお、開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。