掃除機
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掃除機（そうじき）は、ゴミやホコリを容器内に回収する電気製品（清掃用具）である。 掃除機を使って掃除をすることを、「掃除機をかける」と言う。
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[編集] 概要
送風機により負圧を作りだして床などのゴミやほこりを吸引し、これをエアフィルターでゴミと空気を分離し、ゴミだけを容器内に回収する真空掃除機が広く使用されている。真空掃除機はバキュームクリーナーとも呼ばれる。
真空掃除機に使われている一般的なモーターは、始動トルクが大きく高速回転が可能な交流整流子電動機（または直流整流子電動機）であり、整流子としてカーボンブラシを使ったものがほとんどである。カーボンブラシが磨耗し切るとモーターが回転しなくなるが、家庭用掃除機においては、モーターの寿命イコール製品寿命と考えてよいほど、モーターの寿命が長めに設計されている。もちろん、カーボンブラシを交換すればさらに長く使うことができる。また、カーボンブラシなどを使わないブラシレスモーター方式の掃除機もあるが、コストパフォーマンスを考えると家庭用というより特殊な業務用に適した方式である。
一般に真空掃除機のモーターは、小型でありながら消費電力が大きいため、発熱が激しく、吸引した大量の空気をモーターに導いて冷却に使用しているのがほとんどである。このため、液体や導電性粉塵を吸引すると、一部がモーターまで達して故障する恐れがある。冷却方式を工夫して液体や導電性粉塵を吸引できる吸水真空掃除機もある。
[編集] 歴史
世界最初の真空掃除機は、1868年にシカゴのアイヴス・マガフィー（Ives W. McGaffey）によって発明された。原理は、手でレバーを引いて真空を作り出し、ノズルからゴミを吸い取って容器に溜めるという簡単なものであった。彼は1869年6月8日にこの特許を取得し、ボストンにあるカーペット清掃会社に売り込むことに成功した。こうして誕生した世界最初の真空掃除機がシカゴとボストンで発売されたが、当時としては$25もする高価なものであり、ノズルをゴミに当てながらいちいち手でレバーを引くのが面倒という欠点のため、やがて市場から姿を消していった。
最初の電気式真空掃除機は、1901年にイギリスのヒューバート・セシル・ブース（Hubert Cecil Booth）によって発明されたもので、布フィルターを備えていた。しかし、当時は電気を引いた家庭は稀であったため、業務用であった。1905年には最初の家庭用の電気掃除機がアメリカのチャップマン・アンド・スキナー社から売り出され、これはポータブル型ではあったが重さが92ポンド(約40キロ)もあった。そして、アップライト型掃除機の原型が1907年にアメリカのＪ・マーレー・スパングラーによって発明され、この権利を買い取ったアメリカのフーバー社が1908年に$70で売り出した。これが初の商業用モデルとなった。
日本で発売された最初の電気式真空掃除機は、芝浦製作所（東芝の前身）が1931年に発売したアップライト型（ホウキ型と呼ばれていた）だった。（写真）。また進駐軍家族団地「ワシントンハイツ」に於ける電化製品メンテンス工事を、特別調達庁(SPB)から請け負っていた東京の太平興業が、米国製品を参考に1949年に自社開発、秋葉原等で販売を開始した。ところが当時の日本家屋のほとんどが畳と板間であり、「はたき」や「ほうき」でサッサとゴミを家の外に掃き出す方が簡単で早かったため、真空掃除機は殆ど普及しなかった。しかし、1960年代に団地（公営団地）ブームが起こると、近所迷惑のため家の外にゴミを掃き出すことが難しくなり、ほうきの簡便さが半減したため、まず掃除機が団地に受け入れられた。また、団地や新しい家には洋室が取り入れられ、（土足ではないのに）絨毯が流行したためほうきでは掃除しにくくなり、絨毯の毛の中に溜まったホコリによってノミが大量発生することも多かった。このため、真空掃除機の優位性が高まり、それ以降一般家庭に普及し始めた。
初期の真空掃除機は、使い捨てではない布フィルターなどが使われていたため、ゴミ捨てのときは大量のホコリが舞い、またフィルターを水洗浄をしないと吸引力が回復しないなどの面倒が多く、敬遠する人も多かった。しかし、紙パック式真空掃除機が1980年の初め頃に発売されると、使い捨ての紙パックフィルターによってこれらの問題が一気に解決されたため、ほとんどの家庭に普及するようになった。
[編集] 特徴
ほうきなど、他の清掃用具と比較した際の特徴は以下の通り。
[編集] 利点
- じゅうたんや布団などの内部に入り込んだゴミやホコリを取り除くことができる。
- 毎回のゴミ捨ての必要がない。
- ほこりの舞い上がりが少ない。
- ゴミに直接触れたり近づいたりする必要がない。
- 花粉など、目に見えにくい大きさのゴミもきれいにすることができる。
[編集] 欠点
- 騒音が発生する。
- 排気から異臭を発生させる場合がある。
- ある程度の重量がある。
- 掃除機本体やノズルが入り込めないところは掃除できない。
- メンテナンスが必要。
[編集] 性能表示
[編集] ダストピックアップ率
ダストピックアップ率とは、IEC（国際電気標準会議）が定めた主としてカーペットの清掃能力を表す指標であり、標準として定められたカーペット面に基準量のスタンダードダストを器具で散布しローラーで押し広げた後、一定の速度・動作・回数で掃除機で吸引し、回収できたスタンダードダストの重量の割合をパーセントで表わしたものである。ただし、ダストピックアップ率の高い掃除機が、日本の畳やフローリングで必ずしも高い清掃能力を発揮するわけではない。このため、ダストピックアップ率がJISでは「じんあい除去能力」と訳され、規定もされているが、JISによる性能表示義務がなく、一般市場では使われていない。
なお、JIS C 9108の「C.1.3.2 試験用じゅうたんの前処理」には次のような注記がある。
- 高いじんあい除去能力をもった掃除機とは、床用吸込具がモーターで回転するブラシをもつもので吸込仕事率が500W以上のものが望ましい。
[編集] 吸込仕事率
吸込仕事率とは、空気力学的動力の最大値、すなわち掃除機の空気を吸い込む能力を表すもので、一般にいわれる吸引力のことである。車に例えれば馬力に当たる。ただし、掃除機の清掃能力はノズルの構造にも大きく依存するので、吸込仕事率に清掃能力が比例するとは限らない。このため、掃除機のメーカーは、吸込仕事率を高める研究だけでなく、清掃能力の高い床用ノズルの開発にも余念がない。一般的に、吸込仕事率の高い掃除機の方が、ひとつのノズルで様々な種類・大きさのゴミや、様々な床に対応することが容易になる。
吸込仕事率は、掃除機の本体の吸引パイプに測定装置を接続し、バルブを操作して風量と真空度を変えながら、風量×真空度が最大になる値を求めたもので、単位はW（ワット）である（詳細はJIS C 9108「付属書Ａ（規定）吸込仕事率の測定方法」参照）。吸込仕事率は次の計算式で算出される。
- 〔吸込仕事率＝0.01666×風量(m3/min)×真空度(Pa)〕
吸込仕事率はJISによって性能表示が義務付けられている。
[編集] 騒音値
騒音値とは、無響室において最大風量で運転している掃除機本体から1m離れた場所の音量を表したものであり、ノズルを床から10cm上方に浮かせて固定し、回転ブラシを止めた状態で測定され、単位はdB（デシベル）である（詳細はJIS C 9801 の「付属書Ｂ（規定）騒音測定方法」参照）。
なお、JISでは家庭用掃除機の騒音は次の値以下でなければならないと規定されている。
| 種 類 （別名） | 定格消費電力 W |
騒音値 dB |
|---|---|---|
| 床移動形（キャニスター型） ほうき形（アップライト型） |
700以下 | 65以下 |
| 700を超え 1000以下 | 70以下 | |
| 1000を超え 1500以下 | 76以下 | |
| 携帯形（ハンディ型） | 1000以下 | 65以下 |
| 1000を超え1500以下 | 71以下 |
参考として、騒音値の指標になる環境の一覧を示す。
| 騒音値 dB |
対応する環境 |
|---|---|
| 80 | 地下鉄の車内 |
| 70 | 騒々しい街頭 |
| 60 | 普通の会話 |
| 50 | 静かな事務所 |
| 40 | 図書館 |
騒音値はユーザーに取って分かりやすく、しかも有用な指標だが、JISによる性能表示の義務付けがないため、騒音値が大きい製品などでは公表されないことがある。
[編集] 分類
[編集] 用途
- 家庭用掃除機 : 一般の家庭や小規模な商店などで使用される掃除機で、多くは本体が軽いプラスチックでできているため、取り回しが容易である。
- 業務用掃除機 : 清掃事業者が使用する掃除機で、業者登録に必要なものである。本体は金属製のものが多く、モーターなども寿命が長いなど、耐久性を重視した設計になっている。
- 産業用掃除機 : クリーンルーム用、防爆用、防じん用、トナー用など特殊用途の掃除機がある。
[編集] 動力
- 商用電源 : 強い吸引力を長時間持続して掃除することができるが、屋外排気型を除けば、電源コードの扱いがやや面倒である。
- 充電式 : 蓄電池を充電して使うため、電源コードの引き出しや収納の手間がなく、掃除をすぐに始めたり、電源がない場所の掃除をしたりすることが可能である。充電式は片手持運び型に多いが、縦型や床移動型の製品もある。しかし、蓄電池の容量の関係から、一般に吸込仕事率が弱く、連続使用時間も短いものが多い。また、くり返し使用して蓄電池が劣化した場合は、蓄電池を新しく交換する必要がある。
- エンジン : 自走式の業務用掃除機の一部に使われている。
[編集] 本体の型
- 床移動型 （キャニスター型） : 本体が横に長い掃除機を、ホースを引っ張って移動させる形式で、丈の低い家具が多い和室の掃除に適している。背が低いため、押入などへの収納が便利であるなど、日本の家庭用として最も人気がある。
- 円筒床移動型（キャニスター型） : 縦の円筒形をした本体を、ホースを引っ張って移動させる形式で、日本の業務用に多く見られる。
- 縦型（アップライト型） : 縦に長い本体の底面に床用吸込口があり、本体の上部に付いたハンドルで操作する一体形で、立てたまま収納する。北米に多い。（JIS のほうき形に相当する）
- ほうき型（スティック型） : 縦型の軽量なものを指す。
- 片手持運び型（ハンディー型） : 片手で持ち運んだり、使用することが可能な小型の形式。コードレスのものが多く見られる。
- 肩掛け型（ショルダー型） : 肩掛けで使用できる。建物内・高所の使用に適する。
- 背負い型（リュックサック型・ヒップバック型） : 航空機・車両などで用いられる。
- 屋外排気型（セントラルクリーナー型） : 屋外に集塵装置を設置し、そこから各部屋に配管工事した穴にホースを差し込んで吸引する方式。排気によって部屋が汚れないメリットがあるが、装置と工事費が割高なことと、長いホースを持ち運ぶのがやや面倒。
- 箱型自走式 : 人間が操縦する自走式のもの。大規模建築物・屋外などで使用される。
- ロボット型 : 自立的に掃除を行う。多くは業務用であったが、2000年代に入り家庭用のものが市販されるようになった。
[編集] 吸込口
メーカーにより、ノズル、ヘッド、ブラシなどとも呼ばれている。ほとんどの床移動型家庭用掃除機には床用吸込口、棚用吸込口、すきま用吸込口が標準で付属する。
- 床用吸込口 : 最もよく使用される吸込口で、吸込口のすきまに速い気流が生じて、ホコリやゴミが吸引されるほか、回転ブラシを備えたものは、掃く、拭く、かき出す、叩くなどの効果があるため、さらに効率よくホコリや髪の毛などを吸引できる。回転ブラシは、モーター駆動方式と、小型の風車に気流を導いて回転させる駆動方式がある。吸込仕事率が小さい掃除機は、吸込口のすきまが狭く設計されていることが多いため、大きいゴミを吸い込みにくい。
- 棚用吸込口 : 吸込口の回りに柔らかいブラシが付いているため、棚や家具に付いたホコリを掃くように掃除できる。
- すきま用吸込口 : すきまに入るように先が狭くなっている細い吸込口で、最も速い気流が生じるためゴミを強力に吸い取ることができる。
- ふとん用吸込口 : ふとんに吸い付かない機構を持ち、ふとんや毛布を効率よく掃除できる。ふとんを叩く機構を持ったものもある。
[編集] 方式
[編集] 紙パック方式
吸引されたゴミを、袋状になった紙パックで濾し取る方式。紙パックがゴミ袋とフィルターの役割を兼ねているため、面倒なフィルター掃除が不要であり、ゴミ捨ては紙パックごと捨てればよいという手軽さと清潔さがある。また、紙パック内でゴミが自然に圧縮されるので、ゴミ捨ての回数が少なくてすむ長所がある。
ゴミが溜まってくると吸込力が落ちるという欠点が指摘されているが、自動で紙パックを叩くなどしてホコリを落とし、ほぼ満杯まで十分な吸引力を保てるものが出ている。紙パック[1]は使い捨てのため購入しなければならず、このランニングコストや、常に予備を購入しておかなければならない煩わしさを嫌う人もいる。しかし、これはサイクロン方式の頻繁なゴミ捨てや、面倒なフィルターの水洗浄と対比されるべきものである。なお、近年は専用の紙パックを購入せずともティッシュペーパーで代用できるタイプのものもある。
[編集] サイクロン方式
本来、サイクロンとは1886年にアメリカのモース（M.O.Morse）によって発明された粉体分離方式を指す言葉で、原理はコーン状の筒の中で空気を回転させ、遠心力によって空気と粉体を分離するものである。この方式を1983年にイギリス人の発明家ジェームズ・ダイソンが掃除機に応用した。以来、ダイソンの掃除機が著明になった影響で、サイクロン方式といえば、まずダイソン社の掃除機のことであるとされることが多くなった。ダイソンの掃除機は遠心分離だけで埃をほぼ完璧に分離してきれいな空気を排出するとされる。わずかに取りこぼした埃を後段のフィルターで濾し取る仕組みであるから、フィルターの目詰まりによる吸引力の低下は紙パック方式よりも緩慢である。フィルターの水洗浄は、西洋の環境で使う場合は月に一度、日本の環境で使うならばおよそ半年に一度で良いとされる（ダイソン社の主張）。この方式の掃除機の欠点は効率が悪いことであり、吸込仕事率は紙パック式掃除機のおよそ1/3である。ただし、この欠点は、前述した吸引力の低下がおこりにくい特性とある程度相殺される。
一方、モースのサイクロン粉体分離方式を使わない掃除機も、サイクロン方式と呼ばれることが多いが、吸い込んだ空気を回転させて、大きなゴミや砂などを分離させているので、サイクロンの名が付いても不思議ではない。多くは蛇腹になったフィルターを使用するなどして効率を上げており、吸込仕事率は紙パック方式とほとんど変わらないものもある。欠点は、フィルターの目詰まりによる吸込仕事率の低下であるが、自動的にフィルターのチリを叩き落として、吸込仕事率を落ちにくくしている機種も多い。こまめにフィルターの水洗浄をすれば、吸込仕事率の低下は避けられる。
一般にサイクロン掃除機は、紙パックを必要としないという点では経済的であるが、頻繁なゴミ捨てと、ゴミ捨てのときにホコリが舞うという欠点ある。また、定期的なフィルターの水洗浄では、完全に乾くまで待たねばならず、その間掃除をすることができない欠点もある。
[編集] 排気循環方式
排気を吸込口へ戻し、ノズルから吐き出すことによってホコリを効率よく浮き上がらせ、再び吸引するユニークな方式。このためホースが２重構造になっており、内側を吸気、外側を排気が流れる。排気が本体と吸込口を循環するため、総排気量が非常に少なく、排気によるホコリの舞い上げが少ないメリットがある。また、モーター室が密閉に近い構造になるため運転音が静かになる。ただし、モーター冷却のためのわずかな排気を車輪の横から排出している。モーター冷却性能が劣ることから消費電力を抑える必要があり、結果として吸込仕事率は小さい。1999年にサンヨーから世界で初めて発売されたが、2009年5月現在、同社のラインナップにこの方式を採用している製品はない。
[編集] 吸水掃除機
吸水掃除機は、水分を含んだ物品の吸引を可能とした真空掃除機である。水分を含んだものの回収や、液体の回収が効率的に可能である。
[編集] 水フィルター掃除機
容器に入れた数リットルの水をくぐらせる吸引掃除機も存在する。洗剤等の界面活性剤を混ぜた水フィルターを透過する事で花粉等の微粒子を取り除く事ができる。内陸部で湿度の低い海外では普及しているが、水フィルターを通す時に排気中の湿度が上昇するため湿度の高い日本では季節によっては使用が適さない場合もある。
[編集] 自律型掃除機
1985年の科学万博では芙蓉ロボットシアターでメチルアルコールを燃料とする内燃機関を搭載したクリーナーシャークが展示された。 家庭用には2000年以降エレクトロラックス社のトリロバイト(日本では2002年9月5日発売)、iRobot社のルンバ(2002年9月)、スクーバが発売された。
[編集] 市場の動向
サイクロン方式、紙パック方式とも、HEPAフィルターやULPAフィルターなどを備えた排気がクリーンな高級機種が増えつつある。また、モーターの運転音がほとんどしない機種も増えている。サイクロン方式はゴミ捨てやフィルターのメンテナンスを厭わないユーザーに人気があり、逆に、紙パック方式は掃除を簡単に済ませたいユーザーに人気がある。一般にサイクロン方式は、同クラスの紙パック方式よりも価格が高めに設定されていることが多い。現在は、サイクロン方式と紙パック方式が共存している状態である。
[編集] 選び方
掃除機を選ぶ際は、吸引力、大きさ、重さ、操作性、ヘッドの種類、ごみ捨て方式、運転音などを考慮する。
[編集] アレルギー疾患との関係
掃除機からの排気がアレルギー疾患の一因だという説がある[要出典]。掃除機によって吸引されたハウスダストやダニ、花粉などのアレルゲンが、掃除機内でマイクロメートル単位の粒子に破砕され、フィルターの性能によっては排気とともに部屋全体に充満してしまう。それを人が吸うと 鼻腔内で捕り除く事が出来ず気管支や肺にまで侵入し、様々なアレルギー疾患を引き起こすというものである。ただしこの説において、非常に軽いダニや花粉などが、掃除機のホース内を流れる風速程度で、本当にマイクロメートル単位の粒子に破砕されるのかが問題である。もし粉砕されるとしても、その量は極めて僅かであると考えられる。なぜなら、一般に軽い粒子ほどぶつかったときの衝撃が少ないし、ダニや花粉は外側が丈夫な膜で守られているからである。
この説の真偽は不明だが、掃除機の排気がいかにキレイだとしても、掃除のために部屋中を人間が歩くこと、そして、掃除機の排気によって、部屋のホコリは少なからず舞い上がっている。よって、この説に関係なく、ホコリを極力吸わないためには、掃除の後は部屋の換気をすることが効果的であると考えられる。
[編集] 脚注
- ^ 紙パックは純正品を使用しない場合、メーカー保証の対象外になる場合が多い。これは、様々なメーカーと機種に対応した廉価な汎用紙パックの性能が一定しないためである。
[編集] 関連項目
- 白物家電
- 三種の神器 (電化製品)
- ルンバ（ロボット掃除機）
