JP4783207B2 - 電気掃除機の集塵装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸い込んだ塵埃を空気から遠心分離する塵埃分離部を備えた電気掃除機の集塵装置に関する。

従来、この種の電気掃除機の集塵装置であるサイクロン集塵装置としては、内部に集塵部を区画するカップ状の本体部の上部に、塵埃分離部を設けて構成されている。この塵埃分離部は、空気とともに塵埃を吸い込む吸込口と、この吸込口に連続する平面視略円形状の遠心分離部としての風路である周回風路部と、この周回風路部の下流端部に設けられ、この周回風路部により空気から遠心分離された塵埃が、空気の一部とともに集塵部へと流入する集塵開口とがそれぞれ設けられている。また、本体部の後部には、電動送風機の吸込側に連通する排気口が設けられ、この排気口には、プリーツ状のフィルタが着脱可能に設けられている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−２６７６３６号公報（第４−５頁、図４）

しかしながら、上述の電気掃除機の集塵装置では、周回風路部の一部が、吸込口側である上流側よりも拡開されているため、吸込口から吸い込んだ空気が周回風路部内を通過する際に風速が弱まり、遠心分離した塵埃を、この周回風路部の下流端部に位置する集塵開口へと確実に導いて集塵部に溜めることが容易でないという問題点を有している。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、遠心分離した塵埃を確実に集塵部に溜めることができる電気掃除機の集塵装置を提供することを目的とする。

本発明は、電動送風機の駆動により塵埃を吸い込む吸込口に連通し、空気とともに吸い込んだ塵埃を旋回させて空気から遠心分離する遠心分離部と、この遠心分離部により分離された塵埃が導入される導入口を備え、塵埃を溜める集塵部と、この集塵部に連通し、塵埃が分離された空気が流出する排気口とを具備し、遠心分離部が、排気口に連通する連通開口を有し、吸込口から導入口に至る円形状の風路と、この風路の内周側の全体に亘って位置してこの風路と排気口とを集塵部とは別個に連通し、風路を通過する空気の一部を通過させる開口部とを備え、風路は、上流側よりも下流側において空気の旋回方向に対して交差する方向の断面積が小さく形成されているものである。

本発明によれば、吸込口から導入口に至る円形状の風路の内周側の全体に亘って、この風路を通過する空気の一部を通過させる開口部を設けるとともに、風路の空気の旋回方向に対して交差する方向の断面積を、上流側よりも下流側を小さくすることで、遠心分離部を通過する空気の風速を確保し、吸込口から吸い込まれ遠心分離部にて遠心分離された塵埃を導入口から集塵部へと確実に溜めることができる。

以下、本発明の一実施の形態の構成を図１ないし図６を参照して説明する。

図１および図２において、１は掃除機本体で、この掃除機本体１は、電動送風機２を収容した本体ケース３と、この本体ケース３に後部が回動可能に軸支された上下方向に開閉可能な蓋体４と、電動送風機２の上流側に位置し本体ケース３に着脱可能な集塵装置としての集塵容器５とを備え、電動送風機２の駆動にて生じる吸込風とともに吸い込んだ塵埃を集塵容器５で遠心分離して集塵する、いわゆるサイクロン式の電気掃除機であり、被掃除面としての床面上を走行可能である。

本体ケース３には、電動送風機２の下方に、図示しない商用交流電源から電動送風機２などへと給電可能にする図示しない電源コードを巻回したコードリール７が収容されている。また、本体ケース３の前部には、皿状の載置部８が設けられている。この載置部８は、集塵容器５が着脱可能に載置され、蓋体４を閉じた際にこの蓋体４との間で集塵容器５を挟持固定可能な部分である。

蓋体４は、前部に管部11が設けられ、この管部11の先端部である前部が、空気を吸引するホース接続口12となり、管部11の基端部である後部が、載置部８に固定される集塵容器５の吸込側に連通する接続開口13となっている。

ホース接続口12には、図６に示すように、可撓性を有し湾曲可能な細長略円筒状の集塵ホース15の基端部が連通接続されている。この集塵ホース15の先端部には、電動送風機２の動作モードなどが選択可能な手元操作部16が設けられている。この手元操作部16には、作業者が把持する把持部17が突設され、この把持部17には、電動送風機２などを複数の動作モードに設定する複数の操作スイッチ18が設けられている。

また、手元操作部16の先端には、伸縮可能な細長略円筒状の延長管21が着脱可能に連通接続されている。さらに、この延長管21の先端には、例えば室内の床面の絨毯などの上に載置され、絨毯などの上の塵埃を吸い込む床ブラシである吸込口体22が着脱可能に連通接続されている。

集塵容器５は、図１ないし図５に示すように、装置本体としての集塵容器本体25と、この集塵容器本体25の上部に着脱可能に設けられた平面視略円形状の風路形成体26と、集塵容器本体25の下部に開閉可能に軸支された集塵装置蓋部としての底蓋27と、集塵容器本体25の後部に着脱可能に設けられた細塵分離体としてのプリーツフィルタ部28とを備えている。

集塵容器本体25は、集塵容器５の前部から両側部に亘る外郭を形成する壁部31と、この壁部31の上部を閉塞して傾斜状に連続する傾斜壁部としての上壁部32と、この上壁部32の下方にて壁部31の内部に連続して後方に延設される区画壁部としての隔壁33と、この隔壁33の後部から下方に連続する連続壁部としての下部壁34と、この下部壁34の後方下部にて壁部31の内側に突設された支持壁部としての下部後壁部35とを有している。そして、上壁部32の上部と風路形成体26との間に、吸い込まれた塵埃を空気から分離するサイクロン分離部である遠心分離部36が形成され、壁部31と隔壁33と下部壁34との間に、遠心分離部36により分離された比較的大きい塵埃を収容する第１集塵部である集塵部37が形成され、壁部31と上壁部32の下部と、隔壁33および下部壁34の後部との間に、プリーツフィルタ部28が着脱可能な負圧室部38が形成され、下部壁34と下部後壁部35との間に、比較的小さい塵埃を収容する第２集塵部である細塵集塵部39が形成されている。

壁部31の前部には、集塵容器５の把持用の把手部41が設けられている。また、壁部31の下端部は、集塵部37に連通し底蓋27により開閉可能な廃棄開口42となっている。この廃棄開口42は、集塵部37および細塵集塵部39に収容された塵埃を集塵容器５の外部へと廃棄可能とするものである。

上壁部32は、遠心分離部36の底面を形成するもので、前側に向けて下方へと傾斜して形成されている。したがって、遠心分離部36は、一側すなわち図４に示す左側が上流側から下流側へと上りの傾斜に形成され、他側すなわち図４に示す右側が上流側から下流側へと下りの傾斜となるように形成されている。また、この上壁部32には、風路形成体26の外形に沿って形成された平面視円形状の円形部43が形成され、この円形部43の周囲に沿って、風路形成体26を取り付け可能なリブ44が上方に向けて突設されている。さらに、円形部43には、中央部に円形状の通気開口45が穿設されているとともに、この通気開口45の一側方に、連通開口としての開口46が穿設され、かつ、通気開口45の他側方に、集塵部37へと塵埃を導入する導入口としての集塵部導入口47が穿設されている。

通気開口45には、第１塵埃分離手段としての塵埃分離部51が設けられている。この塵埃分離部51は、截頭円錐状に形成された枠体52と、この枠体52の開口部52aに設けられた第１塵埃分離体としてのネットフィルタ53とを有している。そして開口部52aと通気開口45とを介して、遠心分離部36と負圧室部38とが連通されている。

開口46は、遠心分離部36と負圧室部38とを連通するもので、上壁部32の傾斜下端近傍、すなわち遠心分離部36の上流端部に位置している。また、この開口46は、円形部43の通気開口45の前方から通気開口45の後方一側に亘って扇形状に形成され、掃除機本体１内の一側、例えば掃除機本体１の前後方向に沿う左右方向中心線に対して図４に示す左側、換言すれば電動送風機２の吸込方向に交差する方向の一側に偏位している。さらに、この開口46には、この開口46を格子状に区画する格子リブ55が形成されているとともに、フィルタとしての第２塵埃分離体であるネットフィルタ56が設けられている。

集塵部導入口47は、遠心分離部36の下流側を集塵部37と連通し、上壁部32の傾斜最下端にて開口46の側方に位置し、遠心分離部36の下流端部を構成するものである。また、この集塵部導入口47は、掃除機本体１内の他側、例えば掃除機本体１の前後方向に沿う左右方向中心線に対して図４に示す右側、すなわち電動送風機２の吸込方向に交差する方向の他側に偏位している。換言すれば、この集塵部導入口47は、掃除機本体１の左右方向に対して開口46と反対側に位置している。さらに、この集塵部導入口47の後端部には、集塵部37側へと前方下部に傾斜した導入板58が延設されている。

隔壁33は、開口46と集塵部導入口47との前側の間の位置に連続し、後方に向けて下方に若干傾斜状に形成されている。

下部壁34は、隔壁33の後部と集塵部導入口47の後部とから、下方に向けて傾斜状に形成されている。また、この下部壁34には、集塵部37の下流側を負圧室部38と連通する連通開口部としての開口61が格子状に多数開口形成され、これら開口61のそれぞれに第３塵埃分離体としてのネットフィルタ62が設けられている。

下部後壁部35は、壁部31の内部の左右両側に亘って連続した長手状に形成され、上端部に、プリーツフィルタ部28を載置する載置壁部63が水平状に形成されている。そして、この載置壁部63、壁部31の後端部両側、および、上壁部32の後端部により、横長の排気口64が区画されている。この排気口64は、負圧室部38の後部である下流側に連通するとともに、集塵容器５を本体ケース３に取り付けた状態で、電動送風機２の吸込側に連通する円形状の吸気口65に臨むように対向する。

ここで、吸気口65は、電動送風機２の前方に位置する図示しない区画壁部に穿設されて掃除機本体１の本体ケース３と集塵容器５との間に位置し、掃除機本体１内の一側である、例えば掃除機本体１の前後方向に沿う左右方向中心線に対して図４に示す左側、換言すれば電動送風機２の吸込方向に交差する方向の一側に位置している。すなわち、この吸気口65は、掃除機本体１の左右方向に対して開口46と同側、かつ、集塵部導入口47と反対側すなわち対角側に位置している。このため、開口46、排気口64および吸気口65は、正面視で略一直線上に並ぶように配設されている。

一方、風路形成体26は、略円形状の吸込口66を形成する略円形状の突出管部67が前端部に位置し、この突出管部67の後端部に、平面視で右回り方向に渦巻状に形成された渦巻部68が連続して形成され、かつ、この渦巻部68の中央部に、平面視円形状の収容突出部69が形成されている。

突出管部67は、集塵容器５を本体ケース３に取り付けた状態で接続開口13を介してホース接続口12に連通する部分である。このため、吸込口66は、掃除機本体１の左右方向の略中心に位置し、電動送風機２の駆動により空気とともに塵埃が吸い込まれる開口となっているとともに、この吸込口66の下流側近傍に、開口46が位置している。

渦巻部68は、断面が上側に突出した円弧状であり、上流側である突出管部67側に対して、下流側の上下寸法が徐々に小さくなり、かつ、この下流側の端部が突出管部67の下部に入り込むように形成されている。したがって、渦巻部68と集塵容器本体25との間に区画され吸込口66から集塵部導入口47へ至る風路としての周回風路部Ｗは、下流側の断面積が上流側の断面積よりも小さくなるように、具体的には、吸込口66から集塵部導入口47へと断面積が小さくなるように構成されている。

収容突出部69は、塵埃分離部51の枠体52の上端部が嵌合するように形成されている。

また、底蓋27は、前端部が集塵容器本体25の壁部31の両側部に回動可能に軸支されている。そして、この底蓋27は、集塵容器５の把手部41に設けられたボタン71の操作により開くことが可能となっている。

さらに、プリーツフィルタ部28は、第４塵埃分離体としてのプリーツフィルタ体73と、このプリーツフィルタ体73を保持する図示しない枠体とを有し、排気口64を閉塞するように取り付けられる。

プリーツフィルタ体73は、上下方向に沿うプリーツ山部とプリーツ谷部とが掃除機本体１の左右方向に交互に連続するように形成されたもので、このプリーツフィルタ体73の後部には、除塵手段74が設けられている。

除塵手段74は、掃除機本体１の左右方向に往復移動可能な図示しない往復移動体と、この往復移動体に一体に設けられた突起75とを有し、この突起75がプリーツフィルタ体73のプリーツ山部に浅く係合し、往復移動体を左右に往復移動させることで突起75がプリーツ山部を乗り越えつつ移動することにより、プリーツフィルタ体73に振動を与えてプリーツフィルタ体73に付着した塵埃を細塵集塵部39へと落下させるように構成されている。

なお、往復移動体は、例えば電動送風機２の駆動を停止させた時に所定時間往復移動されるように制御される。

次に、上記一実施の形態の動作を説明する。

まず、蓋体４を上方に回動させて開け、風路形成体26を上壁部32上に取り付けるとともにプリーツフィルタ部28を排気口64に取り付けた集塵容器５を載置部８に載置した状態で、蓋体４を下方に回動させ、この蓋体４と載置部８との間に集塵容器５を挟持する。

このとき、集塵容器５の吸込口66が、蓋体４の管部11の接続開口13に同軸上に連通し、かつ、集塵容器５の排気口64およびこの排気口64に取り付けられたプリーツフィルタ部28が、電動送風機２の吸気口65に対向する。

次いで、ホース接続口12に、集塵ホース15、延長管21および吸込口体22を順次連通接続するとともに、本体ケース３から図示しない電源コードを導出して、商用交流電源に接続し、把持部17を把持した状態で所望の操作スイッチ18を操作して、電動送風機２を所望の動作モードで駆動させ、吸込口体22を床面上に接地して前後に走行させて、先端側から床面上の塵埃を空気とともに吸い込む。

吸い込まれた空気は吸込風となり、吸込口体22、延長管21、集塵ホース15、ホース接続口12および接続開口13を経由して、集塵容器５の吸込口66から遠心分離部36へと吸い込まれる。

この吸込風は、その多くが開口46を負圧室部38へと直線状に通過し、この通過の際に、ネットフィルタ56に塵埃を捕集されるとともに、残りの部分が周回風路部Ｗ内を、塵埃分離部51の周囲に沿って円形状に流れる。

このとき、この吸込風の一部は、開口部52aを通過して負圧室部38へと流入し、この通過の際にネットフィルタ53により塵埃を捕集されるとともに、さらに残りの部分は、下流へ行くに従い周回風路部Ｗの断面積が狭くなることで下流端まで流速が確保され、集塵部導入口47まで流れてこの集塵部導入口47から集塵部37へと流入する。

この集塵部37へ流入した吸込風に含まれる塵埃のうち、比較的大きい粗塵は、そのまま集塵部37内へと落下して捕集され、比較的小さい細塵は、吸込風が開口61を通過して負圧室部38へと流入する際にネットフィルタ62により捕集される。

負圧室部38で合流した吸込風は、プリーツフィルタ部28のプリーツフィルタ体73を通過する際に、このプリーツフィルタ体73に、各ネットフィルタ53，56，62により捕集されなかった微細塵が捕集される。

プリーツフィルタ体73を通過した吸込風は、排気口64から集塵容器５の外部へと排気された後、吸気口65から電動送風機２へと吸い込まれ、この電動送風機２を通過して排気風となり、本体ケース３に穿設された図示しない排気孔を介して掃除機本体１の外部へと排気される。

掃除が終了し、作業者が操作スイッチ18を操作して電動送風機２の駆動を停止させると、プリーツフィルタ部28に取り付けられた往復移動体が左右方向に往復移動することで、突起75がプリーツフィルタ体73に付着した微細塵をこのプリーツフィルタ体73から細塵集塵部39へと落下させる。

この後、作業者は、蓋体４を上方へ回動させて開き、集塵容器５を本体ケース３から取り外した後、例えばごみ箱などの上でボタン71を押すことで底蓋27を開き、廃棄開口42から、集塵部37内の塵埃および細塵集塵部39内の塵埃を廃棄する。

また、風路形成体26を集塵容器本体25から取り外し、各ネットフィルタ53，56などを掃除する。

そして、風路形成体26および底蓋27を元に戻した後、再度本体ケース３に取り付けて使用する。

上述したように、上記一実施の形態によれば、吸込口66から集塵部導入口47に至る周回風路部Ｗの断面積を、上流側よりも下流側を小さく、具体的には吸込口66から集塵部導入口47へと小さくすることで、この周回風路部Ｗを通過する吸込風の風速を下流側まで確保し、塵埃が有する慣性を維持して、吸込口66から吸い込まれ遠心分離部36にて遠心分離された塵埃を、集塵部導入口47から集塵部37へと確実に溜めることができる。

すなわち、吸込口66から遠心分離部36へと吸い込まれた吸込風は、その殆どが開口46を介して負圧室部38へと直線状に流入するから、周回風路部Ｗ内を周回する吸込風は比較的少なく、かつ、遠心分離をするために遠心分離部36の風路形成体26の周囲を周回させるから、圧損により下流側の風速は弱くなってしまうので、下流側の断面積を小さくすることで、塵埃を集塵部導入口47まで導くのに充分な風速を確保し、塵埃を集塵部37へと確実に導くことが可能になる。

また、風路形成体26の高さ寸法を上流側から下流側へと小さくすることで、周回風路部Ｗの断面積を、容易に上流側から下流側へと小さくすることができる。

さらに、風路形成体26を集塵容器本体25から取り外し可能とすることで、ネットフィルタ53，56などの掃除性を向上できる。

そして、吸込口66の近傍に、電動送風機２へと空気を通過させるネットフィルタ56を設けることにより、吸込風の風速が速く塵埃が落下しにくい位置にネットフィルタ56を位置させることができ、このネットフィルタ56がすぐに目詰まりしてしまうことを防止できるとともに、塵埃分離部51のネットフィルタ53から負圧室部38へと通過する吸込風のショートカットの流れを抑制し、周回風路部Ｗを周回する吸込風を確保して、塵埃を集塵部37へと、より確実に導くことが可能になる。

また、電動送風機２の吸込側に連通する吸気口65と、吸込口66の近傍に位置する開口46とを、掃除機本体１内の一側に設けることで、吸込口66から開口46および排気口64を介して吸気口65へと連続する風路の長さを抑制し、吸込効率を向上できるとともに、集塵部導入口47を、掃除機本体１内の他側に位置させることで、集塵部導入口47への吸込風の影響を抑制し、遠心分離部36で遠心分離された塵埃を集塵部導入口47から集塵部37へと導きやすくできる。

すなわち、吸気口65を開口46と同側に設けることで、吸込口66から開口46および排気口64を介して吸気口65へと吸込風が略直線状に流れるようにできるから、集塵部導入口47へと円周状に流れる吸込風の風量を抑制でき、細塵はネットフィルタ53，56により重点的に捕集し、比較的大きい塵埃のみが集塵部37へと溜まるようにすることが可能になる。

この結果、集塵室37内への細塵の流入を抑制でき、集塵室37に位置するネットフィルタ62が細塵により目詰まりすることを抑制できる。

しかも、吸込口66と集塵部導入口47とを吸込方向に対して対角に位置させることで、吸込風が、電動送風機２の吸込側に向かう方向と逆方向に集塵室37へと流入するので、ネットフィルタ62が細塵により目詰まりすることを、より確実に抑制できる。

さらに、遠心分離部36の上流側である一側を、上流側から下流側へと上りの傾斜に形成することで、開口46が吸込口66に対して傾斜状に臨むので、例えば開口を吸込口に対して水平状に配設する場合などと比較して、吸込口66から吸い込んだ吸込風が開口46に直線的に流入しやすくなるとともに、遠心分離部36の下流側である他側を上流側から下流側へと下りの傾斜に形成することで、この傾斜を利用して塵埃を自重により確実に集塵部導入口47へと落下させることができる。

なお、上記一実施の形態において、集塵容器５の集塵部37を含む下流側部分の構成は、上記構成に限定されるものではない。

また、風路形成体26の断面形状は、下流側の断面積が上流側よりも小さくなるようにすれば、任意に設定できる。

さらに、開口46の位置は、遠心分離部36の上流側に位置していれば、吸込口66の近傍でなくてもよい。

そして、電気掃除機としては、キャニスタ型に限らず、吸込口体22が掃除機本体１の下面に直接形成されたアップライト型、その他、掃除機本体１と吸込口体22とが一体化された自走式の電気掃除機あるいはハンディ型などであっても対応させて用いることができる。

本発明の一実施の形態の電気掃除機の集塵装置を備えた電気掃除機を示す縦断面図である。 同上電気掃除機の掃除機本体を示す斜視図である。 同上電気掃除機の集塵装置の一部を示す平面図である。 同上電気掃除機の集塵装置の一部を前方から示す斜視図である。 同上電気掃除機の集塵装置の一部を後方から示す斜視図である。 同上電気掃除機を示す斜視図である。

符号の説明

２ 電動送風機
５ 集塵装置としての集塵容器
36 遠心分離部
37 集塵部
46 連通開口としての開口
47 導入口としての集塵部導入口
52a 開口部
56 フィルタとしてのネットフィルタ
64 排気口
66 吸込口
Ｗ 風路としての周回風路部

Claims (2)

1. 電動送風機の駆動により塵埃を吸い込む吸込口と、
   この吸込口に連通し、空気とともに吸い込んだ塵埃を旋回させて空気から遠心分離する遠心分離部と、
   この遠心分離部により分離された塵埃が導入される導入口を備え、塵埃を溜める集塵部と、
   この集塵部に連通し、塵埃が分離された空気が流出する排気口とを具備し、
   前記遠心分離部は、
   前記排気口に連通する連通開口を有し、前記吸込口から前記導入口に至る円形状の風路と、
   この風路の内周側の全体に亘って位置してこの風路と前記排気口とを前記集塵部とは別個に連通し、前記風路を通過する空気の一部を通過させる開口部とを備え、
   前記風路は、上流側よりも下流側において空気の旋回方向に対して交差する方向の断面積が小さく形成されている
   ことを特徴とした電気掃除機の集塵装置。
2. 連通開口は、吸込口近傍に位置するとともに、電動送風機へと空気を通過させるフィルタが設けられている
   ことを特徴とした請求項１記載の電気掃除機の集塵装置。

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