JP2005342304A - サイクロン式ゴミ分離装置および電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】 汚物収集桶や集塵部にたまるゴミが旋回流により巻き上げられるのを確実に防ぎ、巻き上げられたゴミが排気と共に掃除機本体に吸入されるのを防ぐ。
【解決手段】 電気掃除機の吸引具（２４）と掃除機本体（１０）とをつなぐ吸引管（１６）の途中に介在され、吸入具（２４）から吸入されるゴミを含む吸入空気からゴミを分離するサイクロン式ゴミ分離装置（２２）において、吸入空気を旋回流（３６）としこの旋回流（３６）の中央付近から空気を掃除機本体（１０）へ導くゴミ分離部（２６）と、このゴミ分離部（２６）に下方から装着され旋回流（３６）から分離されたゴミを落下させ収集するゴミ収集部（２８）と、このゴミ収集部（２８）の内底部中央付近に下方へ向かって陥没するように形成された窪み部（４８）と、を備える。
【選択図】 図３

Description

この発明は、電気掃除機の吸引管の途中に装着されるサイクロン式ゴミ分離装置と、これを用いた電気掃除機とに関するものである。

吸引具（吸引ノズル）から吸引したゴミを含む吸入空気を吸引管を介して掃除機本体に導くようにした電気掃除機が公知である。ここにゴミを含む吸入空気は掃除機本体に設けたフィルタに通され、このフィルタでゴミを集められる。

この場合、吸引するゴミに紙くずや泥などの比較的大きいゴミを多く含んでいると、フィルタがすぐに目詰まりしてしまい、吸引能力がすぐに低下ししてしまう。そのためフィルタを頻繁に掃除しなければならず、能率が悪いという問題が生じる。そこで吸引具と掃除機本体とをつなぐ吸引管の途中にサイクロン式ゴミ分離装置を介在させ、ここで比較的大きいゴミを捕らえ除去することが提案されている。

特許第３１０２８６４号 特開２００３−１３５３３６ 特開平１０−８５１５９

特許文献１には、旋回流の中央付近から空気を掃除機本体へ吸引する排気管の下端を閉じ、その外周面に多数の微細通過孔を形成してこれら微細通過孔から空気を吸引して掃除機本体に排出するものが示されている。この場合、旋回流で分離されたゴミは、この排気管を囲んで下方へ延出する汚物収集桶（ゴミ収集部）に集める。

特許文献２、３には、旋回流を発生させる塵埃分離部の中央付近に排気管の開いた下端を臨ませ、塵埃分離部の下部を略ロート状に絞った集塵開口を通してその下方の集塵部に連通させたものが示されている。この場合には塵埃分離部で旋回流により分離されるゴミは集塵開口を通して集塵部に落下する。

特許文献１に示されたものは旋回流で遠心力により分離されたゴミを汚物収集桶の内周面に沿って下方へ導くので、ゴミと空気の分離が能率よく行えることになる。しかし旋回流の流動が汚物収集桶の内周壁に沿って汚物収集桶の中に入ることになり、汚物収集桶内の空気が旋回する。このため汚物収集桶の底にたまるゴミがこの空気の流動（旋回流）により巻き上げられてしまい排気管から排出されることが起こり得る。このゴミは掃除機本体のフィルタに目詰まりを生じさせるという問題がある。

特許文献２，３に示されたものは、旋回流は塵埃分離部で生成し、そのロート状の底に設けた集塵開口により分離した集塵部にゴミを集めるから、塵埃分離部内の旋回流は集塵部に入りにくくなる。このため集塵部で旋回流により巻き上げられるゴミの量は特許文献１のものに比べて少なくなると考えられる。

しかし吸入空気量によっては集塵部内に旋回流が生成され、ゴミが巻き上げられることがあり得る。このため集塵部のゴミの巻き上げを確実に防ぐことは困難である。また塵埃分離部とは別に集塵部を設けるため全長が長くなり、大型化するという問題もある。

この発明は以上のような事情に鑑みなされたものであり、汚物収集桶や集塵部にたまるゴミが旋回流により巻き上げられるのを確実に防ぎ、巻き上げられたゴミが排気と共に掃除機本体に吸入されるのを防ぐことができるサイクロン式ゴミ分離装置を提供することを第１の目的とする。またこのサイクロン式ゴミ分離装置を用いた電気掃除機を提供することを第２の目的とする。

この発明によれば第１の目的は、電気掃除機の吸引具と掃除機本体とをつなぐ吸引管の途中に介在され、吸入具から吸入されるゴミを含む吸入空気からゴミを分離するサイクロン式ゴミ分離装置において、吸入空気を旋回流としこの旋回流の中央付近から空気を掃除機本体へ導くゴミ分離部と、このゴミ分離部に下方から装着され旋回流から分離されたゴミを落下させ収集するゴミ収集部と、このゴミ収集部の内底部中央付近に下方へ向かって陥没するように形成された窪み部と、を備えることを特徴とするサイクロン式ゴミ分離装置、により達成される。

本発明によれば第２の目的は、電動送風機を内蔵する掃除機本体と、この掃除機本体の空気吸引口に一端が接続される吸引管と、この吸引管の先端に取付けられた吸引具と、前記吸引管の途中に介在され前記吸引具から吸入されるゴミを含む吸引空気を旋回流としてゴミを分離し分離されたゴミを略筒状のゴミ収集部に落下させて収集するサイクロン式ゴミ分離装置とを備える電気掃除機において、前記ゴミ収集部の内底部中央付近に下方へ向かって陥没する窪み部を形成したことを特徴とする電気掃除機、により達成される。

請求項１の発明によれば、ゴミ収集部の内底部中央付近に窪み部を陥没させたから、ゴミ収集部に入ったゴミは内底面に導かれて窪み部内に集まる。またゴミ収集部の中に旋回流が発生しても、この旋回流は陥没した窪み部の中には入りにくくなり、窪み部にたまったゴミが巻き上げられることがなく、ゴミ収集部内底部付近のゴミも、この窪み部にたまるゴミにからみついて巻き上がりにくくなる。このため一度ゴミ収集部に入ったゴミが排気管から排気されにくくなり、掃除機本体内のフィルタの掃除を頻繁に行う必要が無くなる。

請求項２の発明によればこのサイクロン式ゴミ分離装置を用いた電気掃除機が得られる。

分離部は、旋回流の旋回中心軸線とほぼ同軸に配設され下端が閉じ周面に設けた排気孔から排気する排気管を備え、ゴミ収集部はこの排気管を囲んで下方へ延在する略筒状とすることができる（請求項２）。この場合には旋回流による遠心力で分離されたゴミを効率良くゴミ収集部の内底部へ導くことができ、ゴミの分離効率が良い。またゴミ収集部の一部（上部）は排気管を囲んで分離部と一体となって旋回流を生成するので、全体の小型化に適する。

この場合に排気管の下端に略フランジ状のじゃま板を設け、ゴミ収集部の内壁との間の空気流路を狭めておけば、ゴミ収集部の内底部に旋回流が入るのを防ぐことができ、内底部にたまるゴミが巻き上げられたり排気と共に流出するのを一層確実に防ぐことができる。

窪み部の開口付近の内面とゴミ収集部の内底面とは滑らかに連続しないようにするのがよい（請求項４）。例えばゴミ収集部の内底面を下方に向かって滑らかに縮径させ、いわば略弾頭状の曲面とし、この曲面と窪み部の開口縁とを鈍角をもって突合させて環状の略エッジ状とすることができる（請求項５）。このようにすれば内底部に旋回流が発生してもこの旋回流は窪み部に一層入りにくくなる。

窪み部は略有底円筒状とすることができるが（請求項６）、これに限られるものではなく有底角筒状などであってもよい。窪み部の開口直径は、ゴミ収集部の中央付近の直径に対し約１／２〜１／３とすれば、窪み部の容量（容積）も大きく確保しつつ、旋回流の侵入も十分に遮断することができる（請求項７）。

サイクロン式ゴミ分離装置は、吸気管を構成する可撓性チューブと延長管との接続部に設けるのが望ましいが、延長管の先端付近や、可撓性チューブの後端（掃除機本体の直前など）付近などに配設することも可能である。

図１は本発明の一実施例の使用状態を示す図、図２はそのサイクロン式ゴミ分離装置の側断面図、図３はその要部断面図、図４は図３におけるIV-IV線断面図、図５は図４におけるＶ−Ｖ線展開図、図６は排気孔形状を示すための排気孔の展開図である。

図１において符号１０は掃除機本体であり、フィルタ１２および電動送風機１４を収容する。１６は吸気管であり、可撓性チューブ１８と延長管２０で構成される。２２はこの吸気管１６の途中に介在されるサイクロン式ゴミ分離装置である。電動送風機１４は電気モータでファンを高速回転させることにより吸引力を発生させるものである。

サイクロン式ゴミ分離装置２２を持たない通常の電気掃除機では、可撓性チューブ１８と延長管２０とは直接接続されて吸気管１６を形成する。サイクロン式ゴミ分離装置２２を用いる時には、可撓性チューブ１８と延長管２０との間に介在される。可撓性チューブ１８の他端は（後端）掃除機本体１０に接続される。延長管２０の他端には吸入具（吸入ブラシ）２４が取付けられる。

サイクロン式ゴミ分離装置２２に設けたスイッチ（図示せず）をオンにすることにより電動送風機１４の電動モータが起動し、吸入具２４に吸気負圧が発生する。吸入具２４からゴミを含む空気が吸入され、この吸入空気からサイクロン式ゴミ分離装置２２で比較的大きいゴミが分離された後、空気が掃除機本体１０に入る。この空気は掃除機本体通り、外へ排気される。

サイクロン式ゴミ分離装置２２は、図２に示すように、ゴミ分離部２６とゴミ収集部２８と、グリップ部３０とを持つ。ゴミ分離部２６は、上端が可撓性チューブ１８に接続され途中が略く字状に折曲して下方にのびる排気管３２と、この排気管３２の下部と平行かつ異軸に配設され下端が前記延長管２０に接続された吸気管３４と、この吸気管３４の上端に連通し排気管３２の外周に導かれて吸入空気を旋回流３６（図３）にする旋回流路３８と、この旋回流３６により吸入空気からゴミを分離する旋回流室４０とを持つ。排気管３２はこの旋回流３６の旋回中心軸線Ａと同軸に配設されている。

旋回流路３８は図５に示すように、旋回流室４０との間を仕切り旋回流路３８の下壁となる仕切壁３８ａと、この仕切壁３８ａに設けた開口３８ｂと、旋回流路３８の上壁となる傾斜壁３８ｃと、円弧状の外周壁３８ｄと、内周壁３８ｅとで囲まれて形成されている。開口３８ｂは仕切壁３８ａを周方向に長さＬだけ切除したものである。内周壁３８ｅは排気管３２の外周面である。傾斜壁３８ｃはその上流側（吸気管３４側）が吸気管３４の上壁に連続し、その下流側（仕切壁３８ａ側）が開口３８ｄの後縁３８ｆ（旋回方向下流側の縁）に連続している。

なお排気管３２には旋回流室４０に対向する周面に多数の排気孔４２が形成されている（図６）。排気孔４２は排気管３２の長手方向に長く（約２０mm）周方向に狭い（約６mm）スリット状であり、排気管３２の長手方向に２段に配列したものである。これらの排気孔４２は紙片などの大きいゴミが排気管３２に吸入されるのを防ぐものである。排気管３２の下端は閉じていると共に、この下端には外周方向に略フランジ状に延びるじゃま板４４が設けられている。この実施例ではじゃま板４４は外周が下方に下がった略円錐形である。

ゴミ収集部２８は上端が開き下方が次第に滑らかに縮径する略弾頭型であり、上端が排気管３２と同軸にゴミ分離部２６に着脱可能に取付けられる。

前記旋回流室４０は排気管３２とこのゴミ収集部２８の上部との間に排気管３２と同軸に形成される。なお前記じゃま板４４の直径は、ゴミ収集部２８の内面との間に空気を流すと共に、旋回流３６がじゃま板４４の下方に回り込むのを防ぎ、ゴミの逆流を抑制するための間隙を形成するように設定される。

ゴミ収集部２８の内底面４６は下方に向かって滑らかに縮径する曲面とされる。この内底面４６の中央には、下方に陥没する窪み部４８が形成されている。窪み部４８は有底円筒状であり、その直径はゴミ収集部２８の中央付近（例えばじゃま板４４の高さ付近）の直径の約１／２〜１／３となっている。窪み部４８の中心軸は排気管３２の中心軸上に位置する。

内底面４６の曲面と窪み部４８の開口付近内面とは滑らかに連続していない。すなわち内底面４６と窪み部４８の開口縁とが突合する部分は鈍角のエッジ状あるいは段状の折曲面となっている。このように内底面４６から窪み部４８に不連続状、エッジ状、あるいは段状に折曲された面となっているため、旋回流３６が内底面４６に沿って下降しても、窪み部４８の開口縁で遮断されることになる。このため窪み部４８に落ち込んだゴミが旋回流により巻き上げられることがない。またこの窪み部４６に落ち込んだゴミにはゴミ収集部２８の内底部に落ちたゴミがからみ付いてその巻き上がりも抑制される。

ゴミ収集部２８は着脱可能である。すなわち図１，２に示すように、吸気管３４の下端付近に保持されたフック５０は、ゴミ収集部２８の下端に位置する窪み部４８の外側に下方から係脱可能である。ゴミ収集部２８は図２，３のように装着した状態ではこのフック５０により固定される。ゴミ収集部２８内にたまったゴミを棄てる時には、このフック５０を窪み部４８から外し、ゴミ収集部２８を取外して中のゴミを排出すればよい。

本発明の一実施例の使用状態を示す図 サイクロン式ゴミ分離装置の側断面図 その要部の断面図 図３におけるIV-IV線断面図 図４におけるＶ−Ｖ線展開図 排気孔の展開図

符号の説明

１０ 掃除機本体
１２ 電動送風機
１６ 吸引管
２２ サイクロン式ゴミ分離装置
２６ ゴミ分離部
２８ ゴミ収集部
３２ 排気管
３４ 吸気管
３６ 旋回流
３８ 旋回流路
４０ 旋回流室
４２ 排気孔
４４ じゃま板
４６ 内底面
４８ 窪み部
Ａ 旋回流中心軸線

Claims (8)

1. 電気掃除機の吸引具と掃除機本体とをつなぐ吸引管の途中に介在され、吸入具から吸入されるゴミを含む吸入空気からゴミを分離するサイクロン式ゴミ分離装置において、
   吸入空気を旋回流としこの旋回流の中央付近から空気を掃除機本体へ導くゴミ分離部と、
   このゴミ分離部に下方から装着され旋回流から分離されたゴミを落下させ収集するゴミ収集部と、
   このゴミ収集部の内底部中央付近に下方へ向かって陥没するように形成された窪み部と、
   を備えることを特徴とするサイクロン式ゴミ分離装置。
2. 分離部は、旋回流の旋回中心軸線とほぼ同軸に配設され下端が閉じると共に周面の排気孔から空気を排気する排気管を備え、ゴミ収集部はこの排気管を囲んで下方へ延在する略筒状である請求項１のサイクロン式ゴミ分離装置。
3. 排気管の下端には、ゴミ収集部の内壁に向かって突出し空気の上下流動を抑制する略フランジ状のじゃま板が取付けられている請求項２のサイクロン式ゴミ分離装置。
4. 窪み部の開口付近の内面とゴミ収集部の内底面とは滑らかに連続していない請求項１〜３のいずれかのサイクロン式ゴミ分離装置。
5. ゴミ収集部の内底面は下方に向かって滑らかに縮径する曲面で形成され、この曲面と窪み部の開口縁とはエッジ状の鈍角を形成する請求項４のサイクロン式ゴミ分離装置。
6. 窪み部は略有底円筒状である請求項１〜５のいずれかのサイクロン式ゴミ分離装置。
7. 窪み部の開口直径は、ゴミ収集部の中央付近の直径に対し約１／２〜１／３である請求項１〜６のいずれかのサイクロン式ゴミ分離装置。
8. 電動送風機を内蔵する掃除機本体と；
   この掃除機本体の空気吸引口に一端が接続される吸引管と；
   この吸引管の先端に取付けられた吸引具と；
   前記吸引管の途中に介在され前記吸引具から吸入されるゴミを含む吸引空気を旋回流としてゴミを分離し分離されたゴミを略筒状のゴミ収集部に落下させて収集するサイクロン式ゴミ分離装置と；
   を備える電気掃除機において、
   前記ゴミ収集部の内底部中央付近に下方へ向かって陥没する窪み部を形成したことを特徴とする電気掃除機。
   

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