JP2004154482A - 集塵装置及びそれを用いた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】吸込口からの塵埃の一部がフィルタを直接通過するのを防止することができ、塵埃捕集効率を向上することができる集塵装置及びそれを用いた電気掃除機を提供する。
【解決手段】吸引経路に配置されるダストボックス１０内に、フィルタ１４が装着された円筒状のフィルタ枠体（外側フィルタフィクスチャ）１１を配設し、このフィルタ枠体１１とダストボックス１０との間にサイクロン空間２２を形成し、フィルタ枠体１１には、ダストボックス１０の吸込口１７に対向して無孔状の壁１９を形成した。
【選択図】 図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、サイクロン式の集塵装置及びそれを用いた電気掃除機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電気掃除機，特にアップライトタイプ（縦型）掃除機には、使い捨ての集塵用紙パックを用いずに、掃除機本体の吸引経路に着脱自在に装着され、内部で渦巻状の空気の流れ（いわゆる、サイクロン）を発生させる集塵ケース内に筒状のフィルタを備えて、サイクロンによる遠心分離とフィルタにより濾過された塵埃を集塵ケース内に蓄積できるようにしたサイクロン式の集塵装置を用いたものが知られている。この集塵装置は、使い捨ての紙パックに比べて、フィルタのメンテナンスにより半永久的に使用できるので、経済的である。
【０００３】
サイクロン式の電気掃除機としては、例えば特許文献１に関わる塵埃分離装置を備えた電気掃除機が知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１に示されたサイクロン式の電気掃除機は、ダストボックス内部に内側サイクロンケースを設けることにより、２重のサイクロンを発生させるものである。内側サイクロンケースの下部は、サイクロンチューブによってダストボックスの第１サイクロン空間に対して気密的に閉じられている。内側サイクロンケースの上部は、通気性を有するシュラウドを介してダストボックスの第１サイクロン空間に連通している。
【０００５】
内側サイクロンケース上端の排気口に接続された電動送風機などによって発生される負圧により、塵埃を含んだ空気は、外部から吸気管を通してダストボックス内部の第１サイクロン空間へ導入され、第１サイクロン空間内部で旋回し、比較的大きな塵埃が落下してサイクロンチューブ上に堆積する。さらに、シュラウドを介して内側サイクロンケース内部の第２サイクロン空間へ導入され、第２サイクロン空間内部で旋回し、微細塵埃が落下してサイクロンチューブ内の下側に堆積する。塵埃を除去された空気は、内側サイクロンケース上端の排気口から排出される。
【０００６】
しかしながら、上述した従来の電気掃除機は、ダストボックス内部を気密的に仕切るサイクロンチューブを備えているため、構成が複雑である。従って、サイクロンチューブの上側及び下側に堆積する塵埃を除去するためには、一旦、ダストボックスから内側サイクロンケース、サイクロンチューブ及びシュラウドを全て分離しながら外部に取り出す必要があり、ダストボックス内の清掃が非常に困難であるという問題がある。
【０００７】
そこで、本願出願人は、特願２００１−３８４３８７号において、掃除機本体にサイクロン式のダストボックスを設け、このダストボックス内に、ダストボック内壁との間で第１サイクロン空間を形成する外側フィルタ部を配設し、この外側フィルタ部内に、当該外側フィルタ部の内壁との間で第２サイクロン空間を形成する内側フィルタ部を配設し、さらに、外側フィルタ部には、ダストボックス内壁に向かって延びる鍔部を設けた電気掃除機を既に提案している。
【０００８】
この電気掃除機においては、掃除機本体の前面側中央部に吸込ホースの連結口が設けられた一般的なキャニスタータイプの電気掃除機に適用して好都合なように、ダストボックスの前面側の略中心付近に吸気管が突設され、掃除機本体の連結口と直接連結できるようにしている。
【０００９】
そのため、ダストボックス内面に開口する吸気管の吸込口には、片側に壁が設けられていて、上記のように吸気管が中央部に形成されていても吸込風の流れを変えて、ダストボックス内部で発生する旋回流（サイクロン）の流れる方向へ案内するようにしている。
【００１０】
【特許文献１】
特表平１０−５１１８８０号公報（図１）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように構成しても、吸込口から吸引された空気の一部は、旋回することなく、直接フィルタに向かって流れようとし、塵埃の一部がフィルタを直接通過してしまう虞がある。
【００１２】
そこで、本願発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、吸込口からの塵埃の一部がフィルタを直接通過するのを防止することができ、塵埃捕集効率を向上することができる集塵装置及びそれを用いた電気掃除機を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本願発明に係る集塵装置は、吸引経路に配置されるダストボックス内に、フィルタが装着された円筒状のフィルタ枠体を配設し、このフィルタ枠体と前記ダストボックスとの間にサイクロン空間を形成し、前記フィルタ枠体には、前記ダストボックスの吸込口に対向して無孔状の壁を形成したことを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、前記フィルタ枠体内にサイクロン筒体を配設し、このサイクロン筒体内に第２サイクロン空間を形成したことを特徴とするものである。
【００１５】
また、前記無孔状の壁を前記サイクロン筒体内への空気流の導入部における流路壁と兼用したことを特徴とするものである。
【００１６】
また、本願発明に係る電気掃除機は、上記のいずれかに記載の集塵装置を用いたことを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の一実施形態を図１〜図１０を参照して詳細に説明する。
【００１８】
本実施形態の電気掃除機は、図１〜図３に示すように、キャニスタータイプの掃除機本体１の前部に、サイクロン式の集塵装置２が上方から挿入されることにより着脱自在に設けられ、掃除機本体１の後部には電動送風機３が内蔵されている。また、掃除機本体１の前面部の連結口４には、図示しない吸込ホースや延長管を介して吸込具が連結されるようになっている。また、掃除機本体１には、床面を容易に移動できるように、キャスター式の前輪５と一対の大径の後輪６，６を備えている。
【００１９】
集塵装置２は、図４〜図１０等に示すように、略円筒状のダストボックス１０の内側に、略円筒状の外側フィルタフィクスチャ（フィルタ枠体）１１と内側フィルタフィクスチャ（サイクロン筒体）１２がダストボックス１０と同心状に配置されており、ダストボックス１０は内部に溜まった塵埃が外から見えるように透明又は半透明の合成樹脂などで形成されている。
【００２０】
図７に示すように、外側フィルタフィクスチャ１１は、その側面に形成された開口部１３がメッシュ状のフィルタ１４で覆われている。なお、図６等では、図が分かりにくくなるので、フィルタ１４の図示を省略している。
【００２１】
一方、ダストボックス１０の前面上部には吸気管１５が突設され、吸気管１５の先端側開口１６は、掃除機本体１の前面側中央部に形成された前記連結口４と直接連結できるように、ダストボックス１０の前面側の略中心付近に形成されている。
【００２２】
また、図７に示すように、ダストボックス１０内面に開口する吸気管１５の吸込口１７には、片側に壁１８が設けられていて、上記のように吸気管１５が中央部に形成されていても吸込風の流れを変えて、ダストボックス１０内部で発生する旋回流（サイクロン）の流れる方向（図７においては時計回り方向）へ案内するようにしている。しかし、このように構成しても、吸込口１７から吸引された空気の一部は、旋回することなく、外側フィルタフィクスチャ１１のメッシュ状のフィルタ１４に向かって流れようとし、塵埃の一部がフィルタ１４を直接通過してしまう虞がある。
【００２３】
そこで、本実施形態においては、外側フィルタフィクスチャ（フィルタ枠体）１１に、ダストボックス１０の吸込口１７に対向して無孔状の壁１９を形成している。これにより、吸込口１７から吸引される塵埃，特に微細な塵埃が外側フィルタフィクスチャ１１のフィルタ１４を直接通過するのを防止することができ、塵埃捕集効率を向上することができる。
【００２４】
また、外側フィルタフィクスチャ１１の下端には、内側フィルタフィクスチャ１２の外壁及びダストボックス１０の内壁に向かって延びる鍔部２０が形成され、ダストボックス１０の内壁に向かって延びる鍔部２０の外周は下方に曲げられて、ダストボックス１０内壁との間に隙間２１が形成されるようになっている。従って、ダストボックス１０内壁と外側フィルタフィクスチャ１１との間には、ダストボックス１０内壁と外側フィルタフィクスチャ１１及びその鍔部２０とによって囲まれて、旋回流による遠心分離とフィルタ１４とにより比較的大きな塵埃（粗塵）を分離する第１サイクロン空間２２が形成され、その下部側に第１サイクロン空間２２と隙間２１を介して連通し、分離された塵埃を捕集する外側集塵部２３が形成されている。鍔部２０の先端部分が下方に曲げられているため、塵埃が第１サイクロン空間２２から隙間２１を介して外側集塵部２３へ移動するとき、大きな塵埃が先端部分に引っ掛かるのを防いでいる。
【００２５】
上記外側フィルタフィクスチャ１１は、ダストボックス１０の上端開口を閉塞する上蓋２４の下面を成す中蓋２５に垂れ下がった状態に着脱可能に取り付けられるようになっている。上蓋２４の下面を成す中蓋２５の中央部には、下方に延びる排気筒２６が形成されており、この中蓋２５がシールリング２７を挟んだ状態で上蓋２４の内壁に嵌合している。また、中蓋２５とダストボックス１０の上端間は、中蓋２５に装着されたパッキン２８によって密閉されるようになっている。また、上蓋２４と中蓋２５との間には、排気筒２６の上部開口２９を囲むように微細塵を濾過する円筒状フィルタ３０が装着されている。このように構成された上蓋２４は、前部下端側に形成された溝３１にダストボックス１０の前部上端側に形成された突出部３２が嵌合し、後部下端側に形成された係止爪３３にダストボックス１０の後部取手３４の上側に設けられてスプリング３５で付勢されたクランプ３６が係合することにより、開閉可能に構成されている。
【００２６】
一方、内側フィルタフィクスチャ１２にはフィルタは装着されておらず、旋回流による遠心分離のみによって細かな塵埃（細塵）を分離するもので、上端から上記外側フィルタフィクスチャ１１の鍔部２０の下端部付近までが、内側にある排気筒２６と略平行になるよう軸方向にほぼ同径に形成された大径部３７と、その下側に滑らかに絞り込まれて形成された小径部３８と、この小径部３８の上端部から下方に広がるスカート状部３９とを有している。このスカート状部３９の下端縁にはパッキン４０が装着され、後述する底蓋４１に取り付けられる伏椀状のダストカップ４２の上端開口縁が密接するように構成されている。また、大径部３７には、外側フィルタフィクスチャ１１の鍔部２０の内周縁に引っ掛かる段部４２が形成されている。従って、内側フィルタフィクスチャ１２は、その大径部３７の外周に形成された段部４２が外側フィルタフィクスチャ１１の鍔部２０の内周縁に引っ掛かることにより支持され、上端縁は上蓋２４下面の中蓋２５に装着されたパッキン４３に当たって密接し、スカート状部３９の下端縁に装着されたパッキン４０に、底蓋４１に取り付けられたダストカップ４２の上端開口縁が密接するようになっている。
【００２７】
従来のサイクロン筒体は一般に逆円錐状に形成され、このサイクロン筒体内で旋回流を発生させて塵埃を分離し、サイクロン筒体の中心部に垂下形成された排気筒から塵埃が分離された空気を吸引するようになっているが、逆円錐状に形成されているため下にゆくほど排気筒側に近づき、排気筒の下端開口から塵埃も吸引する虞がある。これを防止するためには、排気筒とサイクロン筒体内面との間隔を十分に確保する必要があるが、サイクロン筒体が大径になり、集塵装置が大型化する問題が生じる。
【００２８】
この対策として、本実施形態においては、上述したように内側フィルタフィクスチャ１２を２段筒状に形成して、上部側の大径部３７を排気筒２６と略平行になるよう軸方向にほぼ同径に形成しているので、内側フィルタフィクスチャ１２と排気筒２６との間隔ｄを集塵装置２を大型化することなく十分に確保することができ、排気筒２６から直接塵埃が吸引されるのを防ぐことができるので、塵埃捕集効率を向上することができる。また、内側フィルタフィクスチャ１２に上記のような大径部３７と共に小径部３８を形成することにより、小径部３８で旋回流の流速が大きくなるので、微細塵の捕集効率も向上することができる。
【００２９】
また、上記大径部３７には、第１サイクロン空間２２からの空気流を内側フィルタフィクスチャ１２内の第２サイクロン空間４４に導入するための導入部４５が形成されている。本実施形態においては、この導入部４５を図７等に示すようにダストボックス１０の吸込口１７の反対側に位置するように形成している。
【００３０】
上記導入部４５の形成位置としては、図７の左側や右側の吸込口１７近くに形成することも考えられるが、図７の左側の吸込口１７近くに形成すると、吸込口１７から吸引された塵埃を含む空気が第１サイクロン空間２２を旋回せずに直ぐに第２サイクロン空間４４に入って、排気筒２６内に吸引されやすくなるので塵埃捕集効率が低下する。また、導入部４５を図７の右側の吸込口１７近くに形成すると、吸込口１７から吸引される風の流れと導入部４５に吸い込まれる風の流れとが影響し合って乱流が発生し、旋回流が弱まって外側フィルタフィクスチャ１１のフィルタ１４部分に綿ごみ等の塵埃の貼り付きが生じ、塵埃の捕集効率に悪影響を及ぼす。
【００３１】
これに対して、本実施形態においては、吸込口１７の反対側に導入部４５を形成しているので、吸込口１７から吸引された塵埃を含む空気が第１サイクロン空間２２を旋回せずに直ぐに第２サイクロン空間４４に入って排気筒２６内に吸引されたり、吸込流と影響し合って旋回流が弱まることによりフィルタ１４への綿ごみ等の塵埃の貼り付きが生じたりしなくなるため、塵埃の捕集効率に良い影響を及ぼし、流体解析においても若干の向上が見られる。
【００３２】
また、上記導入部４５には、図１０（ａ）等に示すように、内側フィルタフィクスチャ１２に、その内側に向かって空気流を案内するガイドとしての仕切板４６が形成されている。この仕切板４６を設けることにより、外側フィルタフィクスチャ１１を通過した細塵を含む空気流が導入部４５の流路４７に集中される。すなわち、この流路４７が確保されることにより、旋回流が強くなると共に流量も多くなるので、塵埃捕集効率を向上することができると共に、吸込仕事率が向上する要因ともなる。
【００３３】
さらに、上記導入部４５には、外側フィルタフィクスチャ１１に内側フィルタフィクスチャ１２の外側に向かって空気流を案内するガイドとしての仕切板４８が形成されている。この仕切板４８を設けることにより、外側フィルタフィクスチャ１１を通る細塵を含む空気流が内側フィルタフィクスチャ１２と外側フィルタフィクスチャ１１間の流路４９に集中される。すなわち、この流路４９が確保されることにより、旋回流がさらに強くなると共に流量も多くなるので、塵埃捕集効率をさらに向上することができると共に、吸込仕事率がさらに向上する要因ともなる。
【００３４】
また、図５等に示すように、ダストボックス１０の底部には、取手３４の下部に設けられたヒンジ（図示せず）により開閉自在に構成された底蓋４１が取り付けられている。この底蓋４１は、吸気管１５下方に設けられたレバー５０の上部をスプリング５１の付勢力に抗して押すことにより、レバー５０の下端に形成されたクランプ５２が底蓋４１側の係止爪５３より外れて、ダストボックス１０の下端開口を開放するようになっている。また、底蓋４１の上面には、ダストカップ４２の下端縁がシール部材５４を介して嵌合される環状リブ５５が形成されている。
【００３５】
従って、ダストボックス１０内の外側集塵部２３に堆積した粗塵は、ごみ箱等の上で底蓋４１を開ければ、ごみ箱内に落下し、内側集塵部５６に堆積した細塵も、開いた底蓋４１からダストカップ４２を取り外すことによって、周囲にまき散らすこともなく、ごみ箱内に捨てることができる。また、この状態で、ダストボックス１０内を容易に清掃することができる。
【００３６】
また、底蓋４１には、内側フィルタフィクスチャ（サイクロン筒体）１２の下端開口５７と対向する位置に、開口５７に向かって突出する半球状の突部５８が形成されている。このように、内側フィルタフィクスチャ１２の下端開口５７に向かってダストボックス１０の底蓋４１に突部５８を形成しているので、内側フィルタフィクスチャ１２内の第２サイクロン空間４４で分離された塵埃は内側フィルタフィクスチャ１２の下端開口５７と対向する位置には蓄積せず、開口５７から離れた周辺部に蓄積する。また、掃除機本体運転停止後の移動時の振動や傾きによる塵埃の中心部への移動を防ぐことができる。従って、電動送風機３を停止あるいは起動させる際の旋回流が弱い状態でも塵埃を吸い上げることがなくなり、塵埃蓄積効率を向上することができる。また、突部５８が半球状を成しているので、洗いにくくならない利点もある。なお、上記では、半球状の突部５８としたが、円錐状などの突部としても良い。
【００３７】
次に、本実施形態の電気掃除機における塵埃及び空気のそれぞれの流れについて説明する。
【００３８】
掃除機本体１の外部から吸引される塵埃を含む空気は、図３に示されるように、連結口４から吸気管１５を通してダストボックス１０内に入り、ダストボックス１０の内壁に沿って旋回する。具体的には、第１サイクロン空間２２内部において、空気が旋回しながら外側フィルタフィクスチャ１１のフィルタ内部へ流れ、分離された塵埃は隙間２１を通って下方に落ち、ダストボックス１０底部の外側集塵部２３に堆積する。塵埃を含む空気がダストボックス１０内に入るときには、上述したように、吸込口１７と対向する外側フィルタフィクスチャ１１の壁１９によって、吸込口１７から吸引される塵埃，特に微細な塵埃が外側フィルタフィクスチャ１１のフィルタ１４を直接通過するのを防止することができるので、塵埃捕集効率を向上することができる。
【００３９】
同様に、外側フィルタフィクスチャ１１のフィルタ内部に流れた空気もさらに旋回する。具体的には、第２サイクロン空間４４内部において、空気が旋回しながら遠心分離によって細塵を分離し、分離された細塵は内側フィルタフィクスチャ１２の内壁にそって下方に落下し、ダストカップ４２内の内側集塵部５６に堆積する。このとき、底蓋４１の半球状の突部５８に落ちた細塵は、上述したように、突部５８には堆積せずにその周辺部に蓄積するので、電動送風機３を停止あるいは起動させる際の旋回流が弱い状態でも塵埃を吸い上げることがなくなり、塵埃蓄積効率を向上することができる。
【００４０】
上記のようにして、ダストボックス１０内で塵埃が濾過された空気は、排気筒２６から吸引されて上蓋２４内部の円筒状フィルタ３０によりさらに濾過されたのち、上蓋２４後端の排気口６０より集塵装置２外に出る。そして、図３に示す連絡通路７を介して電動送風機３に取り込まれ、電動送風機３から図示しない排気フィルタを通して、掃除機本体１側面に配置された後輪６に形成されたメッシュ状の排気口８から側方にクリーンな排気が排出される。
【００４１】
図１１，図１２は、本願発明の他の実施形態における集塵装置の側断面図と上面から見た要部断面図であり、前記実施形態と同一符号は同一又は相当部分を示しており、他の構成は前記実施形態と同様である。
【００４２】
前記実施形態と異なる点は、前記実施形態においては、ダストボック１０の吸込口１７の反対側に内側フィルタフィクスチャ（サイクロン筒体）１２内への空気流の導入部４５を形成し、外側フィルタフィクスチャ（フィルタ枠体）１１には、吸込口１７と対向する位置に新たに無孔状の壁１９を形成したが、本実施形態においては、図１２に示すように内側フィルタフィクスチャ１２内への空気流の導入部４５を吸込口１７側に形成することにより、無孔状の壁１９を導入部４５における流路壁４５ａと兼用したものである。
【００４３】
このように構成することにより、外側フィルタフィクスチャ（フィルタ枠体）１１に形成する壁が一つで済むので、構成が簡単になり、軽量化や低コスト化を図ることができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように、本願発明の集塵装置によれば、ダストボック内に配設されるフィルタ枠体とダストボックスとの間にサイクロン空間を形成し、フィルタ枠体には、ダストボックスの吸込口に対向して無孔状の壁を形成したことにより、吸込口から吸引される塵埃，特に微細な塵埃がフィルタ枠体のフィルタを直接通過するのを防止することができるので、塵埃捕集効率を向上することができる。
【００４５】
さらに、前記フィルタ枠体内にサイクロン筒体を配設し、このサイクロン筒体内に第２サイクロン空間を形成したことにより、塵埃捕集効率をさらに向上することができる。
【００４６】
また、前記無孔状の壁をサイクロン筒体内への空気流の導入部における流路壁と兼用することにより、フィルタ枠体に形成する壁が一つで済むので、上記効果に加えて、構成が簡単になり、軽量化や低コスト化を図ることができる。
【００４７】
また、本願発明に係る電気掃除機は、上記のような集塵装置を用いたことにより、上述した効果が得られる電気掃除機が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施形態に係る集塵装置を備えた電気掃除機における掃除機本体の斜視図。
【図２】同じく、側面図。
【図３】同じく、概略側断面図。
【図４】上記集塵装置の斜視図。
【図５】同じく、側断面図。
【図６】集塵装置の上蓋を取り外した斜視図。
【図７】同じく、上面側から見た要部断面図。
【図８】上記集塵装置に内蔵された外側フィルタフィクスチャを示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は斜視図である。
【図９】同じく、内側フィルタフィクスチャを示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は斜視図である。
【図１０】上記外側フィルタフィクスチャと内側フィルタフィクスチャを組み合わせた状態を示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は斜視図である。
【図１１】他の実施形態における集塵装置の側断面図。
【図１２】同じく、上面側から見た要部断面図。
【符号の説明】
１ 掃除機本体
２ 集塵装置
３ 電動送風機
４ 連結口
１０ ダストボックス
１１ 外側フィルタフィクスチャ
１２ 内側フィルタフィクスチャ
１３ 開口部
１４ フィルタ
１５ 吸気管
１７ 吸込口
１９ 壁
２０ 鍔部
２１ 隙間
２２ 第１サイクロン空間
２３ 外側集塵部
２４ 上蓋
２５ 中蓋
２６ 排気筒
３０ 円筒状フィルタ
３４ 取手
３７ 大径部
３８ 小径部
３９ スカート状部
４１ 底蓋
４２ 段部
４４ 第２サイクロン空間
４５ 導入部
４５ａ 流路壁
４６，４８ 仕切板
４７，４９ 流路
５０ レバー
５２ クランプ
５３ 係止爪
５５ 環状リブ
５６ 内側集塵部
５７ 下端開口
５８ 突部
６０ 排気口

Claims (4)

1. 吸引経路に配置されるダストボックス内に、フィルタが装着された円筒状のフィルタ枠体を配設し、このフィルタ枠体と前記ダストボックスとの間にサイクロン空間を形成し、前記フィルタ枠体には、前記ダストボックスの吸込口に対向して無孔状の壁を形成したことを特徴とする集塵装置。
2. 前記フィルタ枠体内にサイクロン筒体を配設し、このサイクロン筒体内に第２サイクロン空間を形成したことを特徴とする請求項１記載の集塵装置。
3. 前記無孔状の壁を前記サイクロン筒体内への空気流の導入部における流路壁と兼用したことを特徴とする請求項２記載の集塵装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の集塵装置を用いたことを特徴とする電気掃除機。

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