JP2009125272A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】吸込仕事率を低下させることなく経時的な吸込力の低下を抑制できる電気掃除機を提供する。
【解決手段】集塵室84およびプリーツフィルタ54を主風路に設ける。塵落とし部によりプリーツフィルタ54から除去した細塵D2を分離するサイクロン分離部62を副風路W2に設ける。主風路を選択した状態では、分離室部、集塵室84およびプリーツフィルタ54により塵埃を捕集する。副風路W2を選択した状態では、塵落とし部によりプリーツフィルタ54から除去した塵埃をサイクロン分離部62によって空気からサイクロン分離して集塵室84と異なる細塵集塵室100に捕集する。プリーツフィルタ54の目詰まりを防止し、吸込仕事率を低下させることなく経時的な吸込力の低下を抑制できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸い込んだ空気に含まれる塵埃を捕集する電気掃除機に関する。

従来、この種の電気掃除機は、電動送風機を収容した掃除機本体を備えている。この掃除機本体には、電動送風機の吸込側に連通して、遠心分離式、すなわちサイクロン分離式の集塵部が着脱可能に設けられている。この集塵部は、比較的大きい塵埃を旋回流によってサイクロン分離する第１サイクロン分離部と、比較的小さい塵埃を旋回流によってサイクロン分離する第２サイクロン分離部とを、直列に接続して構成されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−３１０５０２号公報（第３頁、図５）

サイクロン分離の際には、塵埃の分離性能を確保するために、旋回流を高速化することが望ましい。このため、上述の電気掃除機では、各サイクロン分離部において旋回流を形成することによって、電動送風機の吸込力が主として旋回流の高速化に用いられ、吸込仕事率が低下するという問題点を有している。

また、サイクロン分離部に設けられたフィルタなどが目詰まりすると、吸込力が経時的に低下するという問題もある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、吸込仕事率を低下させることなく経時的な吸込力の低下を抑制できる電気掃除機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空気を吸い込む主風路と、この主風路と異なり電動送風機の駆動により空気を吸い込む副風路とを選択的に切り換え可能な電気掃除機であって、主風路に設けられ、吸い込んだ空気に含まれる塵埃を捕集する主集塵部と、主風路のうち主集塵部の下流側の部分に設けられ、主集塵部を通過する空気に含まれる塵埃を捕集するフィルタと、このフィルタに捕集した塵埃をこのフィルタから除去する除去手段と、副風路に設けられ、除去手段によりフィルタから除去した塵埃を空気から遠心分離する遠心分離部と、主集塵部と異なり遠心分離部により遠心分離された塵埃を捕集する副集塵部とを具備したものである。

本発明によれば、主集塵部およびフィルタを主風路に設け、遠心分離部を副風路に設けることにより、主風路を選択した状態では、主集塵部とフィルタとにより塵埃を捕集するとともに、副風路を選択した状態では、除去手段によりフィルタから除去した塵埃を遠心分離部によって空気から遠心分離して主集塵部と異なる副集塵部に捕集することで、フィルタの目詰まりを防止し、吸込仕事率を低下させることなく経時的な吸込力の低下を抑制できる。

以下、本発明の一実施の形態の電気掃除機の構成を図１ないし図１１を参照して説明する。

図１０および図１１において、１は掃除機本体であり、この掃除機本体１は床面を走行可能な、いわゆるキャニスタ型の電気掃除機である。この掃除機本体１は、上側が後方から前方へと下側に傾斜して開放された下ケース２と、この下ケース２の上部を覆う蓋体３とを有する本体ケース４を備え、この本体ケース４内には、電動送風機５を内部に収容する電動送風機室６が後側に、蓋体３により上部が開閉され集塵ユニット７を着脱可能な本体集塵室８が前側に、それぞれ風路切換部としての隔壁部９により区画され、この隔壁部９に除去手段としての塵落とし部10(図８)と、隔壁部９での風路切換用の駆動手段としての駆動機構11(図４)とがそれぞれ設けられている。

そして、本体ケース４の前側上部には、本体集塵室８を介して電動送風機５の吸込側に連通可能な本体吸込口13が開口形成され、この本体吸込口13には、ホース体14が着脱可能に設けられ、このホース体14の先端部に、手元操作部15が設けられ、この手元操作部15には、作業者が把持する把持部16が突設され、この把持部16には、作業者により電動送風機５などの動作が設定される設定ボタン17が複数設けられている。そして、手元操作部15の先端部には、延長管18と吸込口体としての床ブラシ19とが順次連通接続される。

さらに、本体ケース４内には、電動送風機５に給電するための電源コード21を巻回したコードリール22が配設され、電源コード21を本体ケース４に対して出し入れ可能となっている。

電動送風機５は、吸込側を前側とし、排気側を後側として電動送風機室６内に配設されている。また、この電動送風機５は、本体ケース４内に設けられた図示しない制御手段からの信号により、所定の動作モードで動作可能となっている。この動作モードは、設定ボタン17の操作により適宜設定される。

集塵ユニット７は、分離部としての塵埃分離本体部である塵埃分離ユニット24と、集塵部としての集塵部ユニット25とを備えている。

塵埃分離ユニット24は、図２および図１０に示すように、塵埃分離ユニット本体である塵埃分離部27と、この塵埃分離部27の後部に一体に形成された分離収納部としてのフィルタ部28とを有している。

塵埃分離部27は、角筒状の案内風路管31が、左右方向の略中央部に上向きに配設され、この案内風路管31の一側に略円筒状の分離室部32が連通され、この分離室部32内にこの分離室部32と同軸状に略截頭円錐形状すなわち略円錐台状の塵埃分離手段33が設けられ、また、案内風路管31の他側に集塵部ユニット25の下流側に連通する連通管部34が設けられている。

案内風路管31は、塵埃分離ユニット24を本体ケース４の本体集塵室８に装着した状態で本体吸込口13の下流側に気密に接続されて塵埃を空気とともに吸い込む吸込接続口38を前端部に備え、かつ、下流側が分離室部32の内周面と塵埃分離手段33との間にて空気を旋回させるように構成されている。

分離室部32は、塵埃分離手段33が取り付けられる円形状の開口41が中央部に穿設されている。また、この分離室部32には、開口41の周囲に、扇形状の通気開口42が形成されている。さらに、この分離室部32は、蓋部43により開閉可能となっている。そして、この分離室部32の周壁部の上部には、分離室部32内を集塵部ユニット25の上流側へと連通させる角筒状の導入筒部44が連通して形成されている。

開口41は、塵埃分離ユニット24の内部に連通管部34と並列に区画された図示しない通気管部に連通している。この通気管部は、フィルタ部28の前部に形成された図示しない第１接続開口と連通している。

また、塵埃分離手段33は、開口41に連通する連通開口46が周囲に形成され、この連通開口46にネットフィルタ47が設けられている。

連通管部34は、塵埃分離ユニット24の右側部に形成された図示しない側部開口と、フィルタ部28の前部にて第１接続開口の側方の位置に形成された図示しない第２接続開口との間に形成されている風路であり、内部に図示しない微細塵フィルタが配置されている。

側部開口は、集塵部ユニット25の下流側と気密に接続されるものである。

また、フィルタ部28は、図１、図２および図１０に示すように、後端部が開口されて隔壁部９に対向する略四角形枠状の分離体収納部本体としてのフィルタ部本体である収納ケース53と、この収納ケース53内に着脱可能に設けられたフィルタとしてのプリーツフィルタ54と、このプリーツフィルタ54の上方に位置する補助フィルタ55とを備えている。

収納ケース53は、前端を形成する正面視略四角形状の前壁部57と、この前壁部57の外周縁部から後方へと突出した突出部58と、上下に亘ってこの突出部58に形成された区画壁部59とを有し、この区画壁部59によって、収納ケース53の内部が、プリーツフィルタ54を収納するフィルタ収納部61と、プリーツフィルタ54と並列に配置された遠心分離部であるサイクロン分離部62と、補助フィルタ55を収納する補助フィルタ収納部63と、サイクロン分離部62と補助フィルタ収納部63とを連通する風路部64とに区画されている。

前壁部57は、上記第１接続開口および上記第２接続開口が開口形成された壁部である。

突出部58は、前壁部57の両側部に沿って形成された側部突出部58a，58bと、これら側部突出部58a，58b間でかつ前壁部57の下部に沿って形成された下側突出部58cと、側部突出部58a，58b間でかつ前壁部57の上部に沿って形成された上側突出部58dとを有している。

側部突出部58aは、サイクロン分離部62と反対側の側部に位置し、上下方向の下側寄りの位置に、四角形状の外気導入口65が開口形成されている。

この外気導入口65は、外気とフィルタ収納部61とを連通可能なもので、駆動機構11により駆動される外気取入用の開閉弁66により開閉可能となっている。

なお、以下、外気とは、集塵ユニット７の外部に位置する空気をいい、必ずしも掃除機本体１の外部の空気をいうものではない。

側部突出部58bは、サイクロン分離部62の外部を区画するものである。

下側突出部58cは、プリーツフィルタ54に捕集した細塵が塵落とし部10の駆動により落とされた際の受けとなる塵埃受け部であり、略水平状に形成され、プリーツフィルタ54の下部に対して所定の間隙を介して対向している。

区画壁部59は、下側突出部58cから上側突出部58dに亘って上下方向に沿って直線状に形成された第１区画壁部59aと、この第１区画壁部59aの上端近傍から側部突出部58a側へと水平状に突出する第２区画壁部59bと、第１区画壁部59aの第２区画壁部59bよりも上側の位置からこの第２区画壁部59bと反対方向である側部突出部58b側へと水平状に突出する第３区画壁部59cとを有している。

第１区画壁部59aは、各収納部61，63とサイクロン分離部62および風路部64とを左右に区画する壁部であり、下側突出部58cと連続する下部に、フィルタ収納部61とサイクロン分離部62とを連通する遠心分離部吸込口としての下部開口71が開口形成されているとともに、上側突出部58dと連続する上部に、サイクロン分離部62と補助フィルタ収納部63とを連通する上部開口72が開口形成されている。

下部開口71は、サイクロン分離部62の吸込口となる開口である。また、上部開口72は、補助フィルタ収納部63の吸込口となる開口である。

第２区画壁部59bは、各収納部61，63を上下に区画する壁部である。

第３区画壁部59cは、サイクロン分離部62と風路部64とを上下に区画する壁部であり、サイクロン分離部62の排気口となる丸孔状の遠心分離部排気口としての排気口74が開口形成されている。したがって、風路部64は、排気口74から上部開口72へと連通する風路である。

フィルタ収納部61は、収納ケース53内でサイクロン分離部62、補助フィルタ収納部63および風路部64よりも大きく形成されており、収納ケース53の下部から上下方向に対して上側寄りの位置まで形成され、かつ、一側(側部突出部58a側)から、左右方向の中心よりも他側(側部突出部58b側)寄りの位置まで形成されている。

サイクロン分離部62は、フィルタ収納部61の側部に沿って上下方向に長手状に形成された円筒状の遠心分離部本体であるサイクロン筒部75を備え、このサイクロン筒部75は、上流側となる下部に対して下流側となる上部側が徐々に拡径されるように形成され、最上部の径寸法が最も大きくなっている。また、サイクロン筒部75内には、内周面に沿う旋回流を形成するための旋回流形成突部76，77が、それぞれ下部および上部に形成されている。さらに、このサイクロン筒部75の上端部の前部には、集塵部ユニット25側へと連通する排出開口78が形成されている。

下側に位置する旋回流形成突部76は、下側突出部58cの上部から上方に向けて突出し、下側から上側へと徐々に縮径される、いわゆる截頭円錐状に形成されている。

上側に位置する旋回流形成突部77は、第３区画壁部59cの排気口74の下側の周縁部から下方に向けて突出し、略円筒状に形成されている。また、この旋回流形成突部77は、排出開口78に対向する位置に形成されている。

排出開口78は、四角形状に形成されており、サイクロン筒部75の接線方向に沿って前方へ突出する角筒状の突出筒部79がサイクロン筒部75と一体に連続して形成されている。

また、補助フィルタ収納部63は、フィルタ収納部61の上部に、このフィルタ収納部61よりも上下寸法および左右寸法が小さく形成されている。さらに、この補助フィルタ収納部63は、図示しないが、分離室部32へと連通している。

プリーツフィルタ54は、交互に形成された複数の山谷部によるプリーツ形状であるプリーツ部54aにより表面積を確保した細塵捕集用のフィルタであり、プリーツフィルタ54をフィルタ部28に取り付けた状態で第１接続開口および第２接続開口を覆い、かつ、プリーツ部54aが上下方向に沿うように形成されている。

補助フィルタ55は、プリーツフィルタ54と同様に、交互に形成された複数の山谷部によるプリーツ形状である補助プリーツ部55aにより表面積を確保してサイクロン分離部62を通過した空気に含まれる僅かな塵埃を捕集するプリーツフィルタであり、補助フィルタ収納部63に収納可能な大きさ、すなわちプリーツフィルタ54よりも上下寸法および左右寸法が小さく形成されている。

一方、集塵部ユニット25は、図１ないし図３に示すように、集塵部ユニット本体である本体部81と、この本体部81に対して開閉可能に設けられた集塵蓋82とを有し、本体部81の内部に、塵埃分離ユニット24に装着した状態で塵埃分離ユニット24の分離室部32の下流側に連通する連通路83が区画されているとともに、本体部81と集塵蓋82との内部に、綿ごみなどの比較的大きい塵埃である粗塵D1を収容する主集塵部としての集塵室84が区画されている。そして、この集塵部ユニット25は、図示しない爪部を介して塵埃分離ユニット24に固定可能であるとともに、この爪部の係合を図示しない取外し機構により解除することで、塵埃分離ユニット24から取り外しできるように構成されている。

本体部81は、左右方向に長手状に形成され連通路83を内部に区画する角筒状の水平部86と、この水平部86の一端部に拡開状に形成された拡開部87とを有している。

水平部86は、拡開部87と反対側である他端部の下側に、分離室部32の導入筒部44に連通する図示しない連通開口が形成されている。

拡開部87は、水平部86に対して上下方向に長手状となるように形成され、水平部86の下方に、集塵室84の排気口となる四角形状の通気口91が形成され、この通気口91にメッシュフィルタ92が取り付けられている。また、この拡開部87の上部には、集塵蓋82を開閉するための開閉手段としての開閉部93が設けられている。さらに、拡開部87の集塵蓋82と当接する端部は、集塵室84内の粗塵D1を廃棄するための廃棄開口95となっており、この廃棄開口95の周縁部には、シール部材である枠状のパッキン96が取り付けられている。

通気口91は、集塵部ユニット25を塵埃分離ユニット24に取り付けた状態で、連通管部34と連通する開口部である。

開閉部93は、拡開部87の上部に露出する操作部である開閉ボタン93aと、水平方向に沿って形成され開閉ボタン93aにより進退操作される係止部93bとを有し、この係止部93bが図示しないばねなどの開閉部付勢手段によって付勢されている。そして、この開閉部付勢手段の付勢に抗して開閉ボタン93aを押圧操作することによって、係止部93bが水平方向に対して退避し、かつ、開閉ボタン93aの押圧を解除することで、係止部93bが開閉部付勢手段の付勢により突出するように構成されている。

集塵蓋82は、下端部が拡開部87の下端部にヒンジ部98を介して回動可能に接続されている。また、集塵蓋82の内部には、開閉部93の係止部93bを係脱可能な凹部82aが設けられており、この凹部82aが係止部93bに係脱されることで、集塵室84を開閉可能となっている。さらに、集塵蓋82の内縁部全体には、廃棄開口95のパッキン96が当接する段差状の当接面99が形成されている。そして、集塵蓋82の後部には、集塵室84と連通しない副集塵部としての細塵集塵室100が区画されている。

細塵集塵室100は、隔壁部９に設けられた遠心分離部であるサイクロン分離部62により遠心分離(サイクロン分離)された塵埃である細塵D2が収容される部分であり、集塵蓋82を閉じた状態で本体部81の拡開部87の後側に位置し、集塵蓋82の上下方向に沿って細長い長手状に形成されている。また、この細塵集塵室100は、集塵蓋82を閉じた状態での上側後部に、突出筒部79を介してサイクロン分離部62の排出開口78に連通する塵埃吸込口である四角形状の細塵投入口103が形成されているとともに、排気口を有さない、すなわち下流側が閉塞された室部である。

そして、隔壁部９は、図３ないし図９に示すように、壁状の隔壁本体105と、この隔壁本体105に一体的に取り付けられた風路構成部としての隔壁風路106とを有している。

隔壁本体105は、塵落とし部10および駆動機構11の少なくとも一部が取り付けられる壁部であり、塵埃分離ユニット24のフィルタ部28の収納ケース53に対応する枠状の隔壁枠部108の内部に、この隔壁枠部108内を閉塞する面状の隔壁109が形成されている。

隔壁枠部108には、塵埃分離ユニット24のフィルタ部28の側部突出部58aの下側に対応する位置に、上下に長手状の切欠凹部111が後部から切り欠き形成されている。この切欠凹部111には、駆動機構11の一部が嵌合しており、この駆動機構11の駆動力を開閉弁66に伝達可能となっている。

隔壁109は、上下方向の上側に位置する上側隔壁109aと、この上側隔壁109aの下部に連続する下側隔壁109bとを有している。

上側隔壁109aは、塵埃分離ユニット24のフィルタ部28のフィルタ収納部61の上部および補助フィルタ収納部63のそれぞれの後部に対向する部分である。この上側隔壁109aには、補助フィルタ収納部63に連通する補助開口113が形成されている。

この補助開口113は、補助フィルタ収納部63の後部の一部に角孔状に開口されている。

また、下側隔壁109bは、塵埃分離ユニット24のフィルタ部28のフィルタ収納部61の下部の後部に対向する部分であり、上側隔壁109aに対して前方へとオフセットされている。このため、下側隔壁109bの後部には、駆動機構11の一部を収容する収容空間115が形成されている。さらに、下側隔壁109bには、フィルタ収納部61に連通する連通孔116が形成されている。

収容空間115は、隔壁風路106の側方にて駆動機構11の一部が嵌合する空間部であり、コードリール(図１０)の前方に位置している。

連通孔116は、丸孔状に形成されており、下側隔壁109bの後面側の周縁部に、シール部材である円環状のパッキン118が取り付けられている。また、この連通孔116は、駆動機構11により駆動される接続開閉弁119により開閉可能となっている。

接続開閉弁119は、下側隔壁109bの前面側に位置し、連通孔116を閉塞可能な丸板状の弁本体119aと、この弁本体119aを回動可能に軸支する長手状の軸支腕部119bとを有しており、左右方向に回動するように構成されている。

軸支腕部119bは、駆動機構11と連結される部分であり、基端部が下側隔壁109bに回動可能に軸支されており、先端側が弁本体119aの中心部に回動可能に軸支されている。

隔壁風路106は、上下方向に沿って軸方向を有し隔壁本体105の後部の電動送風機５側である一側に気密に接続される角筒状の部材である。すなわち、この隔壁風路106は、隔壁本体105の後部に対向する風路前板部121と、この風路前板部121の後方に離間されて略平行に形成され電動送風機５(図１０)の吸込側に気密に接続される風路後板部122と、これら風路前板部121および風路後板部122間の両側部に連続する風路側板部123，124とを備えている。

風路前板部121は、上端部の近傍でかつ風路側板部124との連続部に、補助開口113に気密に接続される接続開口126が開口形成されている。また、風路前板部121の上下方向の略中心域の風路側板部124寄りの位置には、連通孔116に気密に接続される丸孔状の接続孔127が形成されており、この接続孔127の周囲に、風路前板部121、風路後板部122および風路側板部124に連続する接続風路としての壁部128が形成されている。

接続開口126は、補助開口113と同様に角孔状に開口され、補助フィルタ収納部63と隔壁風路106内とを連通するものである。

接続孔127は、パッキン118を介して連通孔116と気密に接続されている。

壁部128は、連通孔116を、接続孔127を介して電動送風機５の吸込側に気密に接続するための筒状部であり、接続孔127の一側下部寄りの位置から、上側を経由して他側下部寄りの位置まで連続し、下側に隔壁風路106内に連通する風路切換口としての補助風路吸入口131が形成されている。この補助風路吸入口131は、駆動機構11により駆動される開閉弁である補助風路開閉弁132により開閉可能となっている。

補助風路開閉弁132は、補助風路吸入口131を閉塞可能な大きさの長方形板状に形成されており、壁部128の下端部である補助風路吸入口131の風路側板部124側の縁部に基端部132aが回動可能に軸支され、上下方向に回動するように構成されている。

隔壁風路106のコードリール22(図１０)側である一側をなす風路側板部124は、壁部128の下部に、隔壁風路106と外気とを連通する外気吸込口としての洗浄開口133が開口形成されている。この洗浄開口133は、駆動機構11により駆動される開閉弁である洗浄用開閉弁134により開閉可能となっている。

洗浄用開閉弁134は、洗浄開口133を閉塞可能な大きさの長方形板状に形成されており、洗浄開口133の下側の縁部に基端部134aが回動可能に軸支され、左右方向に回動するように構成されている。また、この洗浄用開閉弁134は、トーションばねなどの図示しない弁付勢手段により洗浄開口133を閉塞する方向へと付勢されている。さらに、この洗浄用開閉弁134の補助風路開閉弁132に対向する側面には、補助風路開閉弁132の基端部132aから突出したカム部132bと当接して補助風路開閉弁132の開閉に洗浄用開閉弁134の開閉を連動させる当接カム部134bが突出して設けられている。この当接カム部134bは、先端側から基端側へと徐々に突出量が大きくなるように、すなわち正面視で略直角三角形状に形成されている。

また、塵落とし部10は、隔壁部９の隔壁本体105の上側隔壁109aの前側、すなわちプリーツフィルタ54(図１)の下流側面である後面に対向する位置で、かつ連通孔116の上方に位置しており、左右方向に沿って配置されたガイド部141，141に沿って除去手段本体である塵落とし部本体142がガイドされて移動するように構成されている。

ガイド部141，141は、例えば金属棒などであり、互いに上下方向に離間されて、両端部がそれぞれ隔壁部９の隔壁本体105の隔壁枠部108の両側に固定されている。

塵落とし部本体142は、駆動機構11により駆動される部分であり、左右方向に長手状に形成され上側のガイド部141が左右方向に挿通されたケース部142aと、このケース部142aから下方にそれぞれ突出されて下側のガイド部141が左右方向に挿通された挿通腕部142b，142bとを備えている。

ケース部142aのプリーツフィルタ54に対向する前部には、横長の突出孔部142c，142cがそれぞれ開口形成され、これら突出孔部142c，142cには、除去体としての塵落とし片である塵落とし体142d，142dが左右方向に回動可能に設けられている。

各塵落とし体142dは、図示しないトーションばねなどの塵落とし体付勢手段により先端側が後方に突出する状態を維持するように付勢されており、先端部がプリーツフィルタ54のプリーツ部54aの谷部に嵌合している。そして、各塵落とし体142dは、塵落とし部本体142の移動によりプリーツ部54aの後側に突出した山部に先端部が当接すると、これら塵落とし体142dが回動することでプリーツ部92aを順次乗り越え、プリーツフィルタ54の各プリーツ部54aを弾くことで、このプリーツフィルタ54に付着した細塵D2を、このプリーツフィルタ54から下側突出部58cへと叩き落すように構成されている。

そして、駆動機構11は、駆動機構本体としての駆動部であるモータ(機構駆動モータ)145と、このモータ145により駆動されるギヤ列146とを備えている。

モータ145は、下側隔壁109bの後側でかつ下端近傍に配置されたステッピングモータあるいはＤＣモータであり、電動送風機５の駆動を制御する制御手段としての図示しない制御回路からの信号によって両方向に回転可能である。また、このモータ145の下側隔壁109bに対向する側に突出した回転軸には、図示しない駆動ギヤが取り付けられており、モータ145の回転によってこの駆動ギヤが回転するように構成されている。なお、このモータ145の駆動のタイミングは、任意に設定可能であるが、本実施の形態では、電気掃除機の運転開始時と運転停止時(電動送風機５の駆動開始直前と電動送風機５の駆動停止直前)とする。

ギヤ列146は、モータ145の回転軸に接続された駆動ギヤに接続されるクランクギヤ151および回転ギヤ152と、クランクギヤ151とリンク153を介して接続され上下方向に摺動可能なラックギヤ154と、このラックギヤ154に歯合されるピニオンギヤ155と、このピニオンギヤ155と同軸に軸支されて一体的に回動するギヤ156と、このギヤ156に歯合されるギヤ157と、このギヤ157と同軸に軸支されて一体的に回動するギヤ158と、回転ギヤ152により駆動される弁駆動部159とを有している。

クランクギヤ151は、モータ145に対して隔壁風路106と反対側の側方に配置され、下側隔壁109bの後面に回動可能に軸支されている。また、このクランクギヤ151には、このクランクギヤ151の中心に対して径方向に偏心した位置でリンク153の下端部と接続される偏心カム部151aが同軸状に形成されている。

回転ギヤ152は、中心角が略９０°の扇形状に形成された平歯車状のギヤであり、側部である図４に示す右側に、この回転ギヤ152の回動に伴い弁駆動部159を駆動させるための爪状の係合爪部152aが突出して設けられている。また、回転ギヤ152は、下側隔壁109bの後面に、補助風路開閉弁132と同軸に軸支されており、この補助風路開閉弁132とともに左右方向に約９０°程度回動するように構成されている。また、この回転ギヤ152は、両端部においてモータ145の駆動ギヤとの歯合が外れることで、このモータ145(駆動ギヤ)の回動を遮断する、いわゆるクラッチ動作をするためのクラッチ用ギヤである。

リンク153は、上下方向に沿って長手状に形成されており、下端部が偏心カム部151aに回動可能に軸支され、上端部がラックギヤ154の下端部に回動可能に軸支されている。そして、このリンク153は、クランクギヤ151の偏心カム部151aとともに、回転運動を上下運動に変換するための部材である。

ラックギヤ154は、上側隔壁109aの後部に位置し、上部の一側にピニオンギヤ155と歯合されるギヤ歯部154aが形成され、図示しないガイド部を介して上下方向に沿ってガイドされる。

ピニオンギヤ155は、上側隔壁109aの後面に回動可能に軸支された小径のギヤである。

ギヤ156は、ピニオンギヤ155と同軸に上側隔壁109aの後面に回動可能に軸支された大径のギヤである。

ギヤ157は、ギヤ156の側方に上側隔壁109aの後面に回動可能に軸支された小径のギヤである。

ギヤ158は、上側隔壁109aの前面に回動可能に軸支された小径のギヤであり、塵落とし部10の塵落とし部本体142の上方に位置し、この塵落とし部本体142の上側後部に形成された図示しないギヤ部に歯合され、回動により塵落とし部本体142を左右方向に移動させるように構成されている。

弁駆動部159は、下側隔壁109bの下端近傍に位置し左右方向に長手板状の弁駆動部本体161と、この弁駆動部本体161の一端部に回動可能に軸支された弁駆動リンク162とを有している。

弁駆動部本体161は、回転ギヤ152の回動により左右方向に移動されるもので、モータ145の側方に位置し、図示しないコイルばねなどの駆動部付勢手段によりモータ145と反対方向(図４中の左方向)に向けて付勢されている。また、この弁駆動部本体161には、左右方向に沿う長孔状のガイド孔161a，161aが穿設されており、これらガイド孔161a，161aに、下側隔壁109bから突設されたボス状のガイド突部164，164が嵌合し、これらガイド突部164，164によって左右方向にガイドされるように構成されている。さらに、この弁駆動部本体161のモータ145側の端部である他端部には、回転ギヤ152の係合爪部152aと係合される爪状の係合部161bが上方に向けて突出している。

弁駆動リンク162は、弁駆動部本体161の左右方向への移動を回動運動に変換するもので、先端部162aが切欠凹部111から隔壁本体105の側方に突出し、開閉弁66の基端部66aに回動可能に軸支されている。

そして、上記モータ145の回動によって、駆動機構11により各開閉弁66，119，132，134が開閉されることにより、隔壁風路106などで風路が切り換えられて、通常の掃除に用いる主風路W1(図２)と、例えば掃除の開始時および終了時などにプリーツフィルタ54を空気洗浄するための副風路W2(図１)とが切り換えられる。

具体的に、主風路W1は、接続開閉弁119によって連通孔116(接続孔127)が開かれた状態となるとともに、補助風路開閉弁132によって補助風路吸入口131が閉塞された状態となり、かつ、開閉弁66によって外気導入口65が閉塞された状態となることで、本体吸込口13から、吸込接続口38(案内風路管31)、分離室部32、導入筒部44、連通路83、集塵室84、通気口91、連通管部34、プリーツフィルタ54、連通孔116(接続孔127)および壁部128内を介して電動送風機５へと吸い込まれる第１風路W1aと、この第１風路W1aから分離室部32にて連通開口46(開口41)および通気開口42へと分岐され、第１接続開口を介してプリーツフィルタ54にて第１風路W1aと合流する第２風路W1bとを備えている。

したがって、プリーツフィルタ54は、主風路W1のうち、集塵室84の下流側の部分に設けられている。

なお、上記主風路W1の形成に伴い、補助風路開閉弁132によって補助風路吸入口131を閉塞した状態で洗浄用開閉弁134が開くことにより、洗浄開口133、隔壁風路106内、補助開口113(接続開口126)および補助フィルタ収納部63を経由して分離室部32へと連通する洗浄風路W3も形成される。

また、副風路W2は、接続開閉弁119によって連通孔116(接続孔127)が閉塞された状態となるとともに、補助風路開閉弁132によって補助風路吸入口131が開かれた状態となり、かつ、開閉弁66によって外気導入口65が開かれた状態となることで、外気導入口65、フィルタ収納部61(プリーツフィルタ54の下部)、下部開口71、サイクロン分離部62、排気口74、風路部64、上部開口72、補助フィルタ収納部63、補助開口113(接続開口126)、隔壁風路106内および補助風路吸入口131を介して電動送風機５へと吸い込まれるように構成される。

次に、上記一実施の形態の動作を説明する。

まず、本体ケース４の蓋体３を開けて本体集塵室８に集塵ユニット７を装着する。

このとき、本体集塵室８に、まず塵埃分離ユニット24を装着することで、吸込接続口38が本体吸込口13の下流側に気密に接続されるとともに、フィルタ部28のプリーツフィルタ54が、隔壁部９の連通孔116に対向する。

さらに、この塵埃分離ユニット24を装着した本体集塵室８に集塵部ユニット25を装着することで、集塵部ユニット25が塵埃分離ユニット24に係止され、集塵部ユニット25の連通路83が塵埃分離ユニット24の上部の導入筒部44と気密に接続されるとともに、集塵部ユニット25の通気口91が塵埃分離ユニット24の連通管部34と気密に接続される。

この状態で、本体吸込口13にホース体14、延長管18および床ブラシ19を順次連通接続するとともに、本体ケース４から電源コード21を引き出して壁面などのコンセントに接続し、作業者が把持部16を把持して所定の設定ボタン17を操作すると、制御回路が電動送風機５を駆動させるとともに、モータ145を図４に示す時計回り方向に回転させ、この回転によりモータ145の回転軸と一体の駆動ギヤが図４に示す時計回り方向に回動し、この駆動ギヤに歯合する各ギヤ151，152が反時計回り方向に回動する。

この回転ギヤ152の回動により、図９に示す状態から図８に示す状態へと、すなわち回転ギヤ152と軸支腕部119bが同軸である接続開閉弁119が図中右側へと回動して連通孔116が開くとともに、図５および図７に示す状態から図４および図６に示す状態へと、回転ギヤ152と基端部132aが同軸の補助風路開閉弁132が上方向へと回動して補助風路吸入口131を閉じ、かつ、回転ギヤ152の係合爪部152aと弁駆動部本体161の係合部161bとの係合が外れて弁駆動部本体161が駆動部付勢手段の付勢によって、ガイド突部164，164によりガイドされつつ図中右方向へと移動し、弁駆動リンク162の基端部が図中右方向へと回動することで先端部162aに基端部66aが連結された開閉弁66が左方向へと回動して外気導入口65を閉じて、主風路W1(図１)が選択され、副風路W2は電動送風機５に対して遮断される(掃除モード)。

なお、回転ギヤ152は、約９０°程度回動すると、モータ145の回転軸と一体の駆動ギヤとの歯合が外れることで、モータ145の駆動力の各開閉弁66，119，132，134への伝達を遮断する。

また、補助風路開閉弁132の回動に伴い、洗浄用開閉弁134の当接カム部134bに対するカム部132bの当接位置が、当接カム部134bの先端側から基端側へと移動することで弁付勢手段の付勢に抗して当接カム部134bが左方向へと押し込まれて、洗浄用開閉弁134が左方向へと回動して洗浄開口133を開いて、洗浄風路W3が形成される。

一方、クランクギヤ151の回動により回動する偏心カム部151aと連結されたリンク153は、ラックギヤ154とともに下方向へと移動し、このラックギヤ154に歯合するピニオンギヤ155がギヤ156とともに反時計回り方向に回動し、ギヤ156と歯合するギヤ157が時計回り方向に回動し、このギヤ157と同軸のギヤ158がギヤ157と同方向に回動する。

この結果、ギヤ部がギヤ158と歯合する塵落とし部本体142が図８に示す左方向へと移動し、各塵落とし体142dがプリーツフィルタ54のプリーツ部54a(図１)の山部を弾き、このプリーツフィルタ54に付着した細塵D2をプリーツフィルタ54から除去する。

この結果、主風路W1が電動送風機５の吸込側に連通接続され、副風路W2が電動送風機５の吸込側に対して遮断される。

所定時間が経過すると、制御回路はモータ145の回動を停止させる。

そして、作業者は、床ブラシ19を床面上で前後方向に走行させ、電動送風機５の負圧の作用により、床ブラシ19の先端側から床面上の塵埃を空気とともに吸い込む。

この吸い込まれた空気は吸気風となり、床ブラシ19から延長管18、ホース体14および本体吸込口13を経由して、集塵ユニット７の吸込接続口38へと吸い込まれる主風路W1となる。

この後、空気は、塵埃とともに分離室部32内へと吸い込まれ、この分離室部32内にて、塵埃分離手段33の外周面との間を旋回することで、粗塵D1が遠心分離されて第１風路W1a側へと、すなわち、導入筒部44から連通路83を経由して集塵部ユニット25内へと空気とともに吸い込まれる。

また、細塵D2は、ネットフィルタ47を吸気風が通過する際に捕集される。この吸気風は、第２風路W1b側へと、すなわち開口41から通気管部へと流入し、第１接続開口を介してプリーツフィルタ54の上流側へと吸気風とともに通過する。

そして、前記粗塵D1は、集塵室84に収容され、この集塵室84において、吸気風が通気口91(メッシュフィルタ92)から連通管部34へと通過する際に圧縮される。この通過した吸気風は、第２接続開口を介してプリーツフィルタ54の上流側へと通過する。

なお、この粗塵D1は、その捕集量によっては、細塵D2を絡めて集塵室84内に捕集することが可能である。

この後、吸気風は、プリーツフィルタ54を通過して、このプリーツフィルタ54により、含まれる細塵D2が捕集される。

また、集塵ユニット７の外気が洗浄開口133から吸い込まれる洗浄風路W3では、外気が接続開口126(補助開口113)を経て補助フィルタ収納部63へと補助フィルタ55の後面から前面へと通過、すなわち補助フィルタ55を逆洗し、この補助フィルタ55に付着した僅かな塵埃を分離室部32へと運び、主風路W1と合流する。

そして、吸気風は、隔壁部９の連通孔116(接続孔127)を通過して電動送風機５の吸込側に吸い込まれ、この電動送風機５を通過して排気風となり、本体ケース４の図示しない排気孔から外気へと排出される。

掃除が終了すると、作業者が所定の設定ボタン17を操作して、電動送風機５の停止信号を制御回路に出力する。

このとき、停止信号を受信した制御回路は、モータ145を図４に示す反時計回り方向に回転させ、この回転によりモータ145の回転軸と一体の駆動ギヤが図４に示す反時計回り方向に回動し、この駆動ギヤに歯合する各ギヤ151，152が時計回り方向に回動する。

この回転ギヤ152の回動により、図８に示す状態から図９に示す状態へと、すなわち回転ギヤ152と軸支腕部119bが同軸である接続開閉弁119が図中左側へと回動して連通孔116を閉じるとともに、図４および図６に示す状態から図５および図７に示す状態へと、回転ギヤ152と基端部132aが同軸の補助風路開閉弁132が下方向へと回動して補助風路吸入口131を開き、かつ、回転ギヤ152の係合爪部152aと弁駆動部本体161の係合部161bとが係合して弁駆動部本体161が駆動部付勢手段の付勢に抗して、ガイド突部164，164によりガイドされつつ図中左方向へと移動し、弁駆動リンク162の基端部が図中左方向へと回動することで先端部162aに基端部66aが連結された開閉弁66が右方向へと回動して外気導入口65を開いて、副風路W2(図２)が選択され、主風路W1は電動送風機５に対して遮断される(洗浄モード)。

なお、回転ギヤ152は、約９０°程度回動すると、モータ145の回転軸と一体の駆動ギヤとの歯合が外れることで、モータ145の駆動力の各開閉弁66，119，132，134への伝達を遮断する。

また、補助風路開閉弁132の回動に伴い、洗浄用開閉弁134の当接カム部134bに対するカム部132bの当接位置が、当接カム部134bの基端側から先端側へと移動することで、洗浄用開閉弁134が弁付勢手段の付勢により右方向へと回動して洗浄開口133を閉じて、洗浄風路W3が遮断される。

一方、クランクギヤ151の回動により回動する偏心カム部151aと連結されたリンク153は、ラックギヤ154とともに上方向へと移動し、このラックギヤ154に歯合するピニオンギヤ155がギヤ156とともに時計回り方向に回動し、ギヤ156と歯合するギヤ157が反時計回り方向に回動し、このギヤ157と同軸のギヤ158がギヤ157と同方向に回動する。

この結果、ギヤ部がギヤ158と歯合する塵落とし部本体142が図９に示す右方向へと移動し、各塵落とし体142dがプリーツフィルタ54のプリーツ部54a(図１)の山部を弾き、このプリーツフィルタ54に付着した細塵D2をプリーツフィルタ54から除去する。

そして、電動送風機５の負圧により、外気導入口65から副風路W2へと吸い込まれた外気は、フィルタ収納部61の下側突出部58c上を沿って流れることで、塵落とし部10により下側突出部58cに落下した細塵D2を、下部開口71を介してサイクロン分離部62へと運ぶ。

このサイクロン分離部62では、空気がサイクロン筒部75の内周と旋回流形成突部76の外周との間に沿って流れることでサイクロン筒部75の内周面に沿って旋回しつつこのサイクロン筒部75内を下側から上側へと上昇する螺旋状の上昇流が形成される。この上昇流に含まれる細塵D2は、下側から上側へと運ばれて自重により空気から遠心分離され、サイクロン筒部75の内周面に沿って接線方向へと排出開口78から突出筒部79および細塵投入口103を介して細塵集塵室100へと分離され、この細塵集塵室100内に自重により堆積する。

さらに、サイクロン筒部75内の上昇流を構成する空気は、旋回流形成突部77内から排気口74、風路部64、上部開口72を介して補助フィルタ収納部63へと吸い込まれ、この補助フィルタ収納部63内の補助フィルタ55を通過する際に、僅かに残留した細塵D2が捕集され、補助開口113(接続開口126)を介して隔壁風路106へと流入し、この隔壁風路106を下降して補助風路吸入口131から電動送風機５の吸込側へと吸い込まれ、この電動送風機５を通過して排気風となり、本体ケース４の図示しない排気孔から外気へと排出される。

所定時間が経過すると、制御回路はモータ145の回動を停止させる。

集塵部ユニット25に所定量以上の塵埃が溜まった場合には、本体ケース４の蓋体３を開き、本体集塵室８から集塵部ユニット25を取り外し、ごみ箱などの上方で図３に示すように開閉部93の開閉ボタン93aを押し操作して係止部93bと凹部82aとの係合を外して集塵蓋82を開くことで、集塵室84内に捕集された粗塵D1を廃棄開口95から、細塵集塵室100に捕集された細塵D2を細塵投入口103から、それぞれ廃棄する。

また、塵埃分離ユニット24の各種フィルタが目詰まりした場合には、この塵埃分離ユニット24も本体集塵室８から取り外して適宜掃除する。

そして、取り外しのときと逆の手順により、塵埃分離ユニット24と集塵部ユニット25とを順次本体集塵室８へと再度取り付ける。

このように、上記一実施の形態によれば、集塵室84およびプリーツフィルタ54を主風路W1に設け、サイクロン分離部62を副風路W2に設けることにより、主風路W1を選択した状態では、分離室部32、集塵室84およびプリーツフィルタ54により塵埃を捕集するとともに、副風路W2を選択した状態では、塵落とし部10によりプリーツフィルタ54から除去した塵埃をサイクロン分離部62によって空気からサイクロン分離して集塵室84と異なる細塵集塵室100に捕集することで、プリーツフィルタ54の目詰まりを防止し、吸込仕事率を低下させることなく経時的な吸込力の低下を抑制できる。

すなわち、遠心分離部を直列に接続する従来の場合では、これら遠心分離部での旋回流の流速を速めたりして分離性能を向上させると吸込仕事率が低下するのに対して、本実施の形態では、分離室部32、集塵室84およびプリーツフィルタ54によって、主風路W1を選択する掃除モード時の吸込仕事率を確保しつつ、副風路W2を選択する洗浄モード時には、塵落とし部10によってプリーツフィルタ54から除去した細塵D2をサイクロン分離部62によって分離することで、プリーツフィルタ54の目詰まりを解消し、掃除モード時の経時的な吸込力の低下を抑制できる。

また、遠心分離の際には、分離性能を高めると吸込仕事率が低下するため、本実施の形態では、吸込仕事率が要求されない副風路W2側、すなわち洗浄モードでのみサイクロン分離部62を用いることにより、分離性能を高めたサイクロン分離部62を用いることができ、このサイクロン分離部62にて細塵D2を確実に分離することが可能になる。

さらに、細塵D2は上記掃除モード時に集塵室84を一旦通過した後プリーツフィルタ54に捕集されたものなので、この細塵D2を集塵室84に戻す従来の場合では、細塵D2が再度集塵室84を通過するおそれがあり、集塵室84内に細塵D2を安定して溜めておくことができないのに対して、集塵室84と異なる細塵集塵室100に細塵D2を捕集することで、細塵D2を安定して溜めておくことができる。

そして、細塵集塵室100の下流側を電動送風機５の吸込側に対して連通させるように構成する従来の場合には、細塵集塵室100内にフィルタなどが必要となるだけでなく、このフィルタに付着した細塵D2を除去しないとサイクロン分離部62での分離性能が低下するおそれもあり、かつ、細塵D2がフィルタを通過して漏れるおそれがあるので、本実施の形態のように細塵集塵室100の下流側を閉塞することで、このようなフィルタを設ける必要がなく、構成が簡略化されるだけでなく、サイクロン分離部62での分離性能の低下や細塵D2の漏れを確実に防止できる。

また、プリーツフィルタ54とサイクロン分離部62とを並列に配置することで、プリーツフィルタ54の側方のスペースを有効に利用してサイクロン分離部62を配置でき、全体としてコンパクト化できるだけでなく、サイクロン分離部62を上下方向に沿って長手状に形成することが可能となるので、サイクロン分離部62のサイクロン筒部75内での旋回流の流速を速めることができ、サイクロン分離部62での分離性能を確保することが可能になる。

さらに、サイクロン分離部62では、サイクロン筒部75の内周面に沿って形成した上昇流によって細塵D2を分離することで、細塵D2を効率よく分離することが可能になる。

そして、集塵室84を設けた集塵部ユニット25に細塵集塵室100を一体に形成することで、省スペース化が可能になるだけでなく、粗塵D1と細塵D2とを一度に廃棄することが可能になり、使い勝手が良好になる。

なお、上記一実施の形態において、駆動機構11は、単独のモータ145のみで主風路W1と副風路W2とを切り換えるように構成しているが、このような構成に限定されるものではなく、主風路W1と副風路W2とを切り換えできるものであれば、任意に構成することが可能である。

また、塵落とし部10は、プリーツフィルタ54から塵埃を除去できれば、任意に構成することが可能であり、必ずしも駆動機構11に連動させる必要もない。

さらに、細塵集塵室100は、排気口を有さない室部としたが、例えば副風路W2において下流側を電動送風機５の吸込側へと連通し、内部に細塵D2を捕集できるフィルタなどを配置してもよい。この場合には、電動送風機５の負圧により、サイクロン分離部62から細塵集塵室100へと分離された細塵D2が吸引されてフィルタに捕集され、この細塵D2を細塵集塵室100に早期に堆積させることが可能になる。

そして、電気掃除機としては、キャニスタ型に限らず、例えば床ブラシ19を掃除機本体１の下部に設けた縦長のアップライト型、ハンディ型、あるいは自律走行式の電気掃除機などであっても、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副風路を選択した状態を、一部を切り欠いて示す斜視図である。 同上電気掃除機の一部を模式的に示す説明斜視図である。 同上電気掃除機の主集塵部および副集塵部を示す斜視図である。 同上電気掃除機の掃除モード時の駆動機構の状態を示す説明斜視図である。 同上電気掃除機の洗浄モード時の駆動機構の状態を示す説明斜視図である。 同上電気掃除機の掃除モード時の風路の切換状態を示す説明斜視図である。 同上電気掃除機の洗浄モード時の風路の切換状態を示す説明斜視図である。 同上電気掃除機の掃除モード時の除去手段の駆動状態を示す説明斜視図である。 同上電気掃除機の洗浄モード時の除去手段の駆動状態を示す説明斜視図である。 同上電気掃除機の掃除機本体の一部を示す斜視図である。 同上電気掃除機を示す斜視図である。

符号の説明

１ 掃除機本体
５ 電動送風機
10 除去手段としての塵落とし部
54 フィルタとしてのプリーツフィルタ
62 遠心分離部であるサイクロン分離部
84 主集塵部としての集塵室
100 副集塵部としての細塵集塵室
W1 主風路
W2 副風路

Claims (3)

1. 電動送風機を収容した掃除機本体と、前記電動送風機の駆動により空気を吸い込む主風路と、この主風路と異なり前記電動送風機の駆動により空気を吸い込む副風路とを備え、前記主風路と前記副風路とを選択的に切り換え可能な電気掃除機であって、
   前記主風路に設けられ、吸い込んだ空気に含まれる塵埃を捕集する主集塵部と、
   前記主風路のうち前記主集塵部の下流側の部分に設けられ、前記主集塵部を通過する空気に含まれる塵埃を捕集するフィルタと、
   このフィルタに捕集した塵埃をこのフィルタから除去する除去手段と、
   前記副風路に設けられ、前記除去手段により前記フィルタから除去した塵埃を空気から遠心分離する遠心分離部と、
   前記主集塵部と異なり、前記遠心分離部により遠心分離された塵埃を捕集する副集塵部と
   を具備したことを特徴とした電気掃除機。
2. 副集塵部は、下流側が閉塞されている
   ことを特徴とした請求項１記載の電気掃除機。
3. フィルタと遠心分離部とは、掃除機本体内で互いに並列に配置されている
   ことを特徴とした請求項１または２記載の電気掃除機。

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