JP2010058076A - 金属フィルターおよびそれを用いた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルターの貫通孔への塵埃の絡みつきを抑え、かつ、貫通孔内への微細塵の堆積による目詰まりを抑えた、メンテナンス性の良い金属フィルターを提供すること。
【解決手段】塵埃を濾過するための微小な開口によりなる無数の貫通孔を設けた第１の金属フィルター２７ａにおいて、貫通孔６３の間口のエッジ９１に丸みを持たせ、かつ貫通孔６３内面の粗さを平滑化するように後処理を施したものであり、これにより、エッジ９１での塵埃の引っかかりが無くなり、また貫通孔６３内面での凹部での微細塵の堆積によってできていた目詰まりも抑えられ、フィルターの掃除において、メンテナンス性を向上させることができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、塵埃を分離する金属フィルターおよびその金属フィルターを塵埃濾過目的に使用する電気掃除機に関するものである。

近年、吸引風の気流に旋回成分を持たせ、遠心力により気流から塵埃を分離除去するタイプの電気掃除機、いわゆるサイクロン型の電気掃除機が注目を浴びている。この種の電気掃除機は、集塵ケース内に旋回気流を発生させて、旋回気流の遠心力により、吸引した空気流から塵埃を分離し、分離した塵埃を集塵ケース内に堆積させる構成であり、集塵ケースと電動送風機との連通部分には濾過フィルターが設けられている。

一般的に、濾過フィルターには繊維を網目状に織ったメッシュフィルターを用いられることが多い。しかしこの場合、フィルター繊維が重なり合う凹凸部分に塵埃が絡み付き、塵埃処理の際に濾過フィルターを掃除しても、なかなか処理できないということから、濾過フィルターに付着した塵埃を簡単に除去できることを目的として、エッチング加工で形成したフィルターが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−０５２３９４号公報

エッチング加工によって形成したフィルターは、平坦な金属板（たとえばステンレス板）にマスキング処理し、その上からエッチング処理液を射出等の処理によって無数の貫通孔を形成したものであるため、フィルター表面は初期の金属板表面の平坦度が維持された状態であり、繊維を網目状に織ったメッシュフィルターと比べ、表面平坦度は格段に上がる。

しかし、貫通孔の部分を見ると、エッチング加工した貫通孔の間口は数μｍ〜数十μｍのオーダーではあるが、バリのような凹凸が発生しており、かつ断面形状においても、エッチング加工の特性上、開口間口から幾らか膨らみをもった湾曲形状（等方性）となっており、間口が鋭利に角張った状態（エッジ）となっている。また、エッチング加工された貫通孔の内壁は、数μｍオーダーの凹凸（表面粗さ）が形成されている。

糸状の塵埃、特に髪の毛が、貫通孔を通り抜けて孔に掛かった状態にあると、この貫通孔間口のエッジが起因して、この糸状の塵埃がエッジに引っ掛かり、特に、ゴミ捨ての際に、フィルター表面に吸着している塵埃がこのエッジの引っ掛かりによって剥がれ落ちないという問題が生じてくる。また、貫通孔内壁の表面粗さにおいても、特にセメントのようなサブミクロン〜数μｍサイズの微細塵が、この表面の凹凸に付着してしまい、それが核となって堆積を続け、ついには貫通孔を塞いでしまい、金属フィルターの目詰まりの原因ともなる。

本発明は、このような課題を解決するもので、金属フィルターの貫通孔への塵埃の絡みつきを抑え、かつ、貫通孔内への微細塵の堆積によるフィルターの目詰まりを抑える金属フィルターおよびその金属フィルターを用いた電気掃除機を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の電気掃除機は、塵埃を濾過するための微小な開口
によりなる無数の貫通孔を設けた金属フィルターにおいて、後加工の処理によって、貫通孔の間口のエッジに丸みを持たせ、かつ貫通孔の内面粗さを除去し平滑にしたものである。

この金属フィルターにより、貫通孔間口が丸みを持ったことで、糸状の塵埃が貫通孔を通り抜けて孔に掛かった状態にあっても、孔間口に引っかかることなくスムーズに孔から抜けるため、ゴミ捨ての際にも、フィルター面に吸着した塵埃の剥離性が向上する。また、貫通孔内壁面が平滑になることで、貫通孔内での微細塵の堆積がなくなり、フィルターの目詰まりを抑えることができるものである。

本発明の金属フィルターは、無数の貫通孔での塵埃の引っかかり、および目詰まりを抑えることができ、フィルターの掃除においても塵埃の剥離性を良くすることができるものである。

第１の発明は、塵埃を濾過するための微小な開口によりなる無数の貫通孔を設けた金属フィルターにおいて、前記貫通孔の間口のエッジに丸みを持たせる後処理を施したものであり、これより、特に糸状の塵埃が貫通孔間口に引っかかることが無くなり、ゴミ捨ての際にも、フィルター表面に付着した塵埃の剥離性が向上する。

第２の発明は、特に第１の発明の金属フィルターの貫通孔の内面粗さである凹凸状態を平滑になるように後処理を施したものであり、これにより、従来、貫通孔内壁の凹凸に堆積していた微細塵の付着を抑制することができ、微細塵によるフィルターの目詰まりを抑えることができる。

第３の発明は、特に第１の発明または第２の発明の金属フィルターの後加工として、機械的研磨、電解研磨、化学研磨のいずれか一つの手段を施したものであり、これにより、貫通孔間口エッジのＲ処理、ならびに貫通孔内面の表面粗さの平滑化を図ることができる。

第４の発明は、特に第３の発明の金属フィルターへの機械的研磨は、ブラスト処理によるものであり、これにより、貫通孔間口のＲ形状をより大きく処理することができる。

第５の発明は、特に第１の発明または第２の発明の金属フィルターの後加工として、溶射、化学的蒸着、物理的蒸着のいずれか一つのコーティング処理を施したものであり、これにより、貫通孔間口エッジのＲ処理、ならびに貫通孔内面の表面粗さの平滑化を図ることができる。

第６の発明は、特に第５の発明の金属フィルターへのコーティング処理として、物理的蒸着法により数μｍ厚のＤＬＣ膜をコーティングしたものであり、これにより、表面粗さ分よりわずかに厚い程度の膜厚でコーティングできるため、貫通孔の径をコーティングによって塞いでしまうことがなく、所望の貫通孔間口エッジのＲ処理、ならびに貫通孔内壁の表面粗さの平滑化を図ることができる。

第７の発明は、特に第５の発明の金属フィルターへのコーティング処理として、数１０μｍ厚さのフッ素膜をコーティング処理したもので、金属フィルターの貫通孔径はコーティング後に所望の寸法となるようにしたものであり、これにより、フッ素樹脂による滑り性が加わり、特に、ゴミ捨て時の塵埃の剥離性、およびフィルターのメンテ性が向上する。

第８の発明は、特に第１〜第７のいずれか１つの発明の金属フィルターの貫通孔は、エッチング加工で形成したものであり、これにより、無数の貫通孔パターンのフィルターを形成することができ、また、貫通孔間口のバリの大きさや発生の程度は大幅に抑えることができる。

第９の発明は、特に第８の発明の貫通孔は金属フィルター面の法線方向に対して傾斜して貫通する形状となるよう、表面側から形成する第１のエッチング穴と、裏面側から形成する第２のエッチング穴の位置を面方向にシフトしてエッチング加工を施し、前記第１，第２のエッチング穴を結合させて形成したものであり、これにより、旋回する含塵空気から塵埃を分離除去する際、旋回方向と真逆方向に貫通孔の斜めベクトル方向を配置することで、塵埃濾過性が向上する。

第１０の発明は、特に第１〜第７のいずれか１つの発明の金属フィルターの貫通孔は、パンチング加工で形成したものであり、これにより、無数の貫通孔パターンのフィルターを形成することかでき、また貫通孔間口はプレスによる加工Ｒが形成されるため、貫通孔間口のエッジ処理はプレス加工の反対面を処理すればいいことになる。

第１１の発明は、電動送風機を内蔵する掃除機本体において、特に第１〜第１０のいずれか１つの発明の金属フィルターを前記電動送風機の上流側に設置し、前記電動送風機により吸引した塵埃を含む空気から前記塵埃を分離するように使用した電気掃除機とすることにより、特にサイクロンタイプの電気掃除機に用いられ濾過フィルターでの目詰まり、ならびにゴミ捨て時の塵埃が引っかかってしまい落ちないという課題を解消した電気掃除機を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１、図２は、本発明の実施の形態１における電気掃除機を示している。

図２に示すように、掃除機本体１内には、吸引気流を発生させる電動送風機２１が内蔵されており、また、掃除機本体１の外部には、車輪３およびキャスター４が取り付けられており、床面を自在に移動できる。さらに、電動送風機２１の上流側には、通気口を有する隔壁２６を介して、電動送風機２１により吸引した塵埃を含む空気を導入する集塵ケース５が掃除機本体１に対して着脱自在に設置されている。

また、集塵ケース５は、径の異なる複数の中空円筒を多段に連ねた形状からなり、本実施の形態１では３段構成で、上段から順に、ケース上部２２ａ、ケース中央部２２ｂ、塵埃収容部２４からなり、このケース上部２２ａとケース中央部２２ｂとを塵埃分離部２３とするものであり、ケース上部２２ａには塵埃を含む空気を接線方向より導入する吸引口６を備えて構成されている。

集塵ケース５は、吸引口６から最下段の塵埃を堆積させる塵埃収容部２４まで連通されており、吸引口６から電動送風機２１に至る風路は、集塵ケース５の塵埃分離部２３に設けた開口部２５にて掃除機本体１の隔壁２６と連通させて形成している。さらには塵埃分離部２３には、塵埃を濾過するための円筒状の濾過フィルター２７を設置している。

また、図１に示すように吸引口６には、吸引ホース７、延長管８が順次接続されており、延長管８の先端に吸込具９を取り付けており、電動送風機２１を運転することにより、
家屋内の床面上の塵埃を吸引することができる。

この円筒状の濾過フィルター２７は、本実施の形態１では、上流側に粗塵フィルターからなる円筒形状の第１の金属フィルター２７ａと、この第１の金属フィルターより下流側の外周に設けた細塵フィルターからなる円筒形状のメインフィルター２７ｂとの２層構造から構成されている。

この第１の金属フィルター２７ａとメインフィルター２７ｂは、集塵ケース５の吸引口６と電動送風機２１とが連通する第１の風路である主風路２９ａの途中に配置している。

また、吸引口６から電動送風機２１に至る主風路２９ａは、第１の金属フィルター２７ａ内からメインフィルター２７ｂ外周の空間全周にわたり設けられている。

さらに、塵埃収容部２４内に第２の金属フィルター２８を設け、第２の金属フィルター２８からメインフィルター２７ｂ、電動送風機２１へと連通する副風路２９を設けている。

次に、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）、図３（ｄ）により、集塵ケース５と円筒状の濾過フィルター２７の詳細について説明する。

図３（ａ）に示すように、集塵ケース５は、縦型の中空円筒を３段に連ねた形状であり、吸引口６は図３（ｃ）に示すように、ケース上部２２ａの円周断面の接線方向から気流が流入するように、偏心した位置に配置されている。本実施の形態１では、集塵ケース５を中空円筒としたが、円筒は真円に限定せず楕円形状、８角形や１０角形などの多角形形状等でもよく、吸引口６より接線方向から流入した気流が、集塵ケース５の内面に沿って旋回気流が生じる形状であれば良い。

また、円筒状の濾過フィルター２７においても同様に、円筒は真円に限定せず楕円形状や８角形や１０角形などの多角形形状等でもよく、集塵ケース５の内面に沿って発生した旋回気流が、第１の金属フィルター２７ａ内の円筒中空部においても発生し得る形状であれば良い。また、吸入口６が中央に位置していても案内路やガイド等で旋回気流が発生する構成であれば構わない。

従って、塵埃分離部２３におけるケース上部２２ａ内面に沿って発生した旋回気流ならびに、第１の金属フィルター２７ａ内の円筒中空部に発生した旋回気流を形成する通路を旋回気流通風路とするものである。

また発生した旋回気流を塵埃収容部２４方向に発生させるよう、ケース上部２２ａに設けた吸引口６の配置は、塵埃分離部２３に設けた開口部２５の上端部より、吸引口６の下端部が上方になるよう配置されているものである。この様に吸引口６の配置位置を開口部２５より高くすることで、吸引口６からケース上部２２ａの接線方向より導入された空気は、開口部２５側の吸引力作用で下方向である塵埃収容部２４方向への旋回気流として発生する。

集塵ケース５の下部には、吸引した塵埃を堆積させる塵埃収容部２４が設けられており、さらに、塵埃収容部２４側の集塵ケース５の底面は、開閉蓋３１となっており、ヒンジ３２を介して、開閉蓋３１を開き、塵埃収容部２４内の塵埃を排出できるよう構成されている。

また、図３（ｂ）に示すように、円筒形状の集塵ケース５の吸引口６と塵埃収容部２４
の間の内壁には、集塵ケース５と円筒状の濾過フィルター２７間の外側全周にわたり設けた空間部３３が形成されており、集塵ケース５内部と電動送風機２１の吸引口がこの空間部３３を介して連通することとなる。

さらに、集塵ケース５のケース上部２２ａの内面は、円筒状の濾過フィルター２７を構成する内側の第１の金属フィルター２７ａの内面と全体として１つの面となっている。

円筒状の濾過フィルター２７は、図３（ｄ）に示すように、円筒形状の集塵ケース５内部を取り囲むように円筒形状となっている。吸引気流に対して上流側に位置する粗塵フィルターからなる第１の金属フィルター２７ａは、吸引気流中の塵埃から綿埃、毛髪などの比較的サイズの大きい塵埃を除塵するものであり、下流側に位置する細塵フィルターからなるメインフィルター２７ｂは、粒子径の細かい砂塵、花粉、ダニ糞などの塵埃を気流中から除塵するものである。

このように、除塵する塵埃のサイズに応じて複数層の円筒状の濾過フィルター２７を設けることで、濾過フィルターの目詰まりの頻度を低減し、風量持続性能を延ばすことができるが、単一層であっても構わない。

ここで、本実施の形態において、第１の金属フィルターは貫通孔径が１００〜３００ミクロンの微小な開口の貫通孔を設けたものである。

一方、メインフィルター２７ｂとしては、不織布、パルプ、ガラス繊維、ＨＥＰＡフィルターなどを用いることができるが、比較的細かい粒子を効率よく除去できる不織布部材などをプリーツ加工しひだ折りした形状部材を連結し、円筒状に設置することで、通気抵抗を低減しながら、除塵性能を確保することができる。また塵埃付着面に、ＰＴＦＥの多孔質部材をコーディングしたフィルターを用いると、塵離れが良くなることから、メインフィルター２７ｂの目詰まりを抑制することができる点でより好ましい。

図４は図３（ｄ）に示すメインフィルター２７ｂの一部を拡大した要部断面図である。

本実施の形態１では、図３（ｄ）および図４に示すように、特に、貫通孔径が約０．５ミクロンのＰＴＦＥ膜をＰＥＴ樹脂で剛性を持たせたシート状のフィルターをプリーツ加工し、ひだ折り形状のフィルター４１にし、両端部を連結して円筒形状にしたものを用いている。

なお、ひだ折り形状のフィルター４１の外周部において、吸引気流の上流側にあたるひだ折り形状部材の内面のくぼみ部４２は略Ｕ字形状にＲ＝２〜５ｍｍ程度の丸みを持たせている。尚、ひだ折り形状フィルター４１の第１の金属フィルター２７ａと近接する側のひだには、特にくぼみ部分は持たせてない。

また、メインフィルター２７ｂであるひだ折り形状のフィルター４１の外部は、この上端および下端の数ｍｍ範囲のみ、樹脂やシール剤等でシールされているシール部４３を設け、上下方向からの通気性を遮断している。

以上のように構成された本実施の形態の電気掃除機について、図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）を基に、その動作を説明する。

電動送風機２１を運転開始すると、吸引気流が発生し、吸込具９、延長管８、吸引ホース７を通じて、空気とともに床面からの塵埃が集塵ケース５内に吸い込まれる。このとき、集塵ケース５の吸引口６は、円筒断面に対して接線方向に偏心して設置されているため
、図５ａに示すように、吸引口６より流入した気流は、集塵ケース５の円筒断面の接線方向から侵入し旋回気流に変化する。

ここで、吸引口６の下端は開口部２５の上端よりも上部に配置されているため、吸引口６から流入する気流は旋回成分を持つとともに、下方向への成分も持つこととなる。そのため、集塵ケース５のケース上部２２ａで発生した旋回気流は、旋回しながら下降し、円筒状の濾過フィルター２７付近に到達する。そして、一部の空気は図５（ｂ）に示すように、第１の金属フィルター２７ａ、メインフィルター２７ｂを順次通過し、空間部３３を通って、電動送風機２１に吸引される。

吸引気流と一緒に吸引された塵埃は、気流の流れと共に旋回しながら円筒状の濾過フィルター２７に導かれ、この塵埃の内、砂塵などの細塵５１は、第１の金属フィルター２７ａを通過し、外側のメインフィルター２７ｂで濾し取られる。

塵埃分離部内、および塵埃収容部を合わせた容器内を旋回する含塵空気は、図５（ｃ）に示すように、主風路２９ａ、副風路２９ｂの流れで塵埃が分離される。

続いて、第１の金属フィルター２７ａについて詳細に説明する。

図６（ａ）は、図５ｂ中の円筒状の第１の金属フィルター２７ａの断面構造を示す断面図であり、図６（ａ）に示すように、円筒状の第１の金属フィルター２７ａは、内周面を上流側フィルター面６１とし、外周面を下流側フィルター面６２とした時、第１の金属フィルター２７ａの内周側は塵埃収容部２４の上空に位置し、そこには旋回風路６４の気流が上流側フィルター面６１に沿って旋回している。そして、第１の金属フィルター２７ａの外周側は第１の金属フィルター２７ａを通過した空気の通風路となり、その通風路中にメインフィルター２７ｂが配置され、その下流に電動送風機２１が配置される。第１の金属フィルター２７ａは、上流側フィルター面６１から下流側フィルター面６２までを貫通する傾斜した複数の貫通孔６３が、フィルター面のほぼ全域にわたって分散して形成されている。

次に、貫通孔の略断面形状を図６（ｂ）に示す。図のように、第１の金属フィルター２７ａの貫通孔６３は、貫通孔６３の中心軸６５がフィルター面の法線６６方向に対して傾斜角度Φの傾斜を有しており、上流側開口６３ａから下流側開口６３ｂへ貫通するベクトル方向におけるＸ方向のベクトル成分が旋回気流の進行方向に対してフィルター面に対称となるものである。

このように貫通孔を斜めに形成した第１の金属フィルター２７ａは、以下のように動作する。

図７は糸状の塵埃５２ｃを対象物にした動作を説明するための略図である。図７（ａ）に示すように、髪の毛等の長細い糸状の塵埃５２ｃが旋回風路６４の気流に乗って第１の金属フィルター２７ａの上流側で旋回する。旋回風路６４の気流の一部は貫通孔６３の上流側開口６３ａ付近で折り返して貫通孔６３内を流れ、吸引気流６７として下流側に抜ける。

そして、長細い糸状の塵埃５２ｃが貫通孔６３に近づくと、この糸状の塵埃５２ｃの先頭部が吸引気流６７によって貫通孔６３内に引き込まれる。その際、上流側開口６３ａから下流側開口６３ｂへ貫通する貫通孔６３の傾斜方向が旋回気流の進行方向に対して逆方向になるように傾斜しているため、旋回気流に乗って旋回している糸状の塵埃５２ｃが貫通孔６３に入り込もうとすると、糸状の塵埃５２ｃの先端部が貫通孔６３入口内部の傾斜
面７１に衝突してしまい、貫通孔６３の奥へ進入することが阻害される。すなわち、貫通孔の入り口内部の傾斜面７１が塵埃進入のガイドの役割を果たす。

さらに長細い糸状の塵埃５２ｃは、旋回気流に乗って旋回し慣性力を持っているので、一旦貫通孔６３入口内部の傾斜面７１に衝突してしまうと、その慣性力の作用で貫通孔６３を通り過ぎようとする。さらに糸状の塵埃５２ｃの先頭部以外の部分には、旋回する気流６４によって押される力も加わって、貫通孔６３の前方に運ばれて行き、貫通孔６３内に引き込まれつつある先頭部を旋回する気流６４の力によって逆方向に引っ張ることになる（図７（ｂ）を参照）。

糸状の塵埃５２ｃの先頭部以外に加わった旋回する気流６４の強い力は貫通孔６３に浅く入り込んだ塵埃５２ｃの先頭部を上流側に引っ張ることから、糸状の塵埃５２ｃの先頭部は貫通孔６３内の傾斜面７１を滑るようにすり抜け、第１の金属フィルター２７ａの内側へと引き戻される。

そして、糸状の塵埃５２ｃは、その後も第１の金属フィルター２７ａ内の旋回する気流６４に乗り、下方に在る塵埃収容部２４へと導かれる。

また逆に、同じ糸状の塵埃５２ｃであっても長さの短いものは、一旦糸状の塵埃５２ｃが貫通孔６３内に入り込めば、貫通孔６３内の吸引気流６７で吸い込まれて第１の金属フィルター２７ａを通過し、下流に配置された第２の濾過フィルター２７ａに達する。

また、この旋回する気流６４による慣性力は、慣性力の影響を受けやすい比重の大きい塵埃には、上記同様の慣性力による作用がより強くもたらされるものであり、例えば砂ゴミ等の前記糸状の塵埃５２ｃよりも比重の大きい塵埃の場合は、旋回気流による慣性力をより強く受け、貫通孔６３を勢いよく通り過ぎようとし、吸引気流６７の吸引力に引き込まれずに済むのである。

以上のように、第１の金属フィルター２７ａの貫通孔６３の向きをフィルター表面に対して斜め方向とし、かつ、旋回気流の流れ方向とフィルター表面に対して対称となるように形成したことで、塵埃が通過しにくくさせることができる。

次に、第１の金属フィルター２７ａの貫通孔６３の形成について説明する。

本実施の形態１の第１の金属フィルター２７ａは、貫通孔６３をエッチング加工により形成したものである。図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、エッチング加工は、厚み０．１５ｍｍのステンレス板８１の両面にレジストフィルム８２を貼り付け、所望のパターン形状をレジストフィルム８２に露光・焼き付けを行い、マスキング処理を行う。続いて、ステンレス鋼を溶解するエッチング液をマスキングされたステンレス板８１上に射出して、マスキングされていない箇所（貫通孔形成箇所）がエッチング液に浸食されて徐々に貫通孔６３を形成していくものである。

ここで、上述の斜め貫通孔６３を形成するために、マスキング処理段階で、図８（ａ）のように第１のエッチング穴である表面側の上流側開口６３ａと第２のエッチング穴である裏面側の下流側開口６３ｂとの穴の中心位置を貫通孔径の３０〜８０％ずらしており、エッチング液の射出段階では、ステンレス板厚の５０〜８０％の深さまでエッチング処理、いわゆるハーフエッチング処理を行い、最後にレジストフィルム８２を除去して金属フィルターが形成される。

金属フィルターの斜め貫通孔は、図８（ｃ）に示すように中心位置をずらした表面から
の穴と裏面からの穴との貫通によって、略斜め方向に貫通した孔で形成したものである。

このエッチング加工よって、斜め貫通孔６３を形成するができ、上述の斜め貫通孔６３による塵埃の突き刺さり難さの効果を得ることができたが、エッチング加工の特性として、図９（ａ）に示すように、貫通孔６３の断面形状が湾曲した形状（等方性エッチング）となってしまい、開口間口は鋭利なエッジ９１の状態で、かつ、ミクロ的にも凹凸とした状態となっている。

さらに、貫通孔６３の内壁も浸食の痕が凹凸状態９２になってしまう。その結果、図９（ｂ）に示すように、貫通孔６３を通って掛かった状態にある糸状の塵埃５２ｄは、貫通孔間口のエッジ９１に引っ掛かって抜けにくくなってしまい、また、貫通孔の内面の凹凸部分に微小な細塵５１が堆積し易く、ついには貫通部分の目詰まりに至ってしまうことにつながっていた。

そこで、本実施の形態１ではこの開口間口のエッジ９１のＲ処理、並びに貫通孔６３の内面の凹凸状態９２、さらには金属板表面の粗度を、サブミクロン〜数μｍオーダーの平坦化するため、電解研磨処理を行っている。

電解研磨処理は、被研磨部材に電極板を挟み、電解液の入った槽に他極の電極を印可して、電気分解によって被研磨部材の表面を溶解する研磨手段であるが、電解研磨処理では、その特性上、電荷が溜まり易いエッジ部や凸部が先に溶解するため、貫通孔の寸法を大きく変動させることなく所望のエッジ処理と凹凸部の平坦化が得られる。

その他の研磨手段に、機械的研磨処理として、バフ研磨・ブラスト処理があり、また、溶解槽に被研磨部材をそのまま浸ける化学研磨が挙げられる。ここでブラスト処理においてであるが、本処理は、砥粒を被処理部材に向けて高速で当てて表面の凹凸を平坦にする処理方法である、貫通孔の奧内面の平坦化までは困難であるが、貫通孔の開口間口のエッジ処理においては、より大きなＲ加工が可能である。

そして、上述の様な研磨処理によって、エッチング加工後の貫通孔の断面形状は、図１０（ａ）に示すように、開口間口のエッジがＲ処理１０１され、貫通孔内面の凹凸もサブミクロンオーダーで平坦化され、さらには、貫通孔の間口はテーパー状に拡がった方向の湾曲形状に変化し、フィルター表面（最初のステンレス板表面）も平坦性が上がったことで、図１０（ｂ）に示すように、貫通孔を通って掛かった状態にある糸状の塵埃５２ｄは、間口のエッジに引っ掛かることなくスムーズに引き抜かれるため、フィルター表面の掃除性が向上し、それよりも増して、ゴミ捨ての際、フィルター表面に付着していた塵埃の塊が、集塵ボックスを揺するなどのちょっとの衝撃で簡単に剥がし落とすことができる。

また、貫通孔６３内面の凹凸がサブミクロン〜数μｍオーダーで平坦化されているため、凹部に数μｍ前後〜数十μｍサイズの微細塵の引っ掛かりによる堆積が大幅に減少するため、目詰まりを抑制する方向にすることができる。

さらには、上述の貫通孔６３の斜め構成における効果に対して、貫通孔の斜め壁面が湾曲からテーパー化したこと、貫通孔の内面がサブミクロンオーダーで平坦化されたこと、フィルター表面までもサブミクロンオーダーで平坦化されたことが相乗効果となって、髪の毛が貫通孔６３の傾斜面７１、ならびにフィルター表面で突っかかることなく滑るため、貫通孔６３に引き込まれずにそのまま旋回風路６４の気流に乗って旋回する挙動を促すことにつながり、髪の毛の突き刺さり等をさらに抑制する効果が働くようになる。

以上、上記実施の形態１に示すように、空気中の塵埃を濾過する用途で使用する金属フ
ィルターにおいて、研磨処理により、貫通孔間口のＲ加工、および表面の平坦化処理を行うことで、塵埃の引っかかり、および目詰まりを抑え、かつフィルターの掃除においても、メンテナンス性を向上させることができる。

ここで、本実施の形態１では斜め方向にエッチング加工した金属フィルターに電解研磨処理した実施例を紹介したが、パンチング加工した金属フィルターや、エキスパンダー加工の金属フィルターにおいても、研磨処理よって、エッジ処理・表面粗度の平坦化が施されるため、塵埃の引っ掛かり等、同様の効果は得られる。

（実施の形態２）
図１１（ａ）は、実施の形態２における金属フィルターの構成を示す断面図である。なお、上述した実施の形態１と重複する構成については、同一符号を記載し説明を省略する。

エッチング加工により微小な斜めに貫通させた孔を無数に形成した第１の金属フィルター２７ａの表面に、物理的蒸着法によってＤＬＣ膜（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）１１１を数μｍの厚みだけコーティングしている。

物理的蒸着法は、真空チャンバー内に薄膜としてつけたい金属（ここではＤＬＣ）をターゲットとして設置し、高電圧をかけてイオン化させた希ガス元素（普通はアルゴンを用いる）や窒素を衝突させる。するとターゲット表面の原子がはじき飛ばされ、被蒸着物に到達して製膜する手法である。

この蒸着法によって、ＤＬＣ膜１１１はフィルターの表面に結晶膜として成長するため、フィルター表面の粗度はサブミクロンオーダーで平坦化され、また、貫通孔６３の開口間口のエッジ９１部分も堆積したＤＬＣ膜が図のように丸みを持った状態に成膜されている。

これにより、貫通孔を通って掛かった状態の糸状の塵埃は、図１１（ｂ）に示すように間口のエッジに引っ掛かることなくスムーズに引き抜かれるため、フィルター表面の掃除性が向上し、それよりも増してゴミ捨ての際、フィルター表面に付着していた塵埃の塊が、集塵ボックスを揺するなどのちょっとの衝撃で簡単に剥がし落とすことができる。

また、貫通孔内面の凹凸がサブミクロン〜数μｍオーダーで平坦化されているため、凹部に数μｍ前後〜数十μｍサイズの微細塵の引っ掛かりによる堆積が大幅に減少するため、目詰まりの恐れが抑制する方向になる。

ここで、他のコーティング手法として、溶射、化学的蒸着法があり、その中で、フッ素コーティング処理が挙げられる。フッ素コーティング表面は滑り性に優れるため、フィルター表面の掃除性に対して有用な手段であるが、コーティングに要する膜厚が数十μｍ以上と厚いため、エッチング加工時の貫通孔径の寸法は、コーティング膜厚を考慮した貫通孔径で形成する必要があり、そのため、開口率が小さい条件のフィルターにしか適用できない。

以上、上記実施の形態２に示すように、塵埃を濾過する用途で使用する金属フィルターにおいて、コーティング処理によって、貫通孔間口のＲ加工、および表面の平坦化処理を行うことで、塵埃の引っかかり、および目詰まりを抑え、かつフィルターの掃除においても、メンテナンス性を向上させることができる。

なお、本実施の形態２では金属フィルターについて説明したが、樹脂フィルムに同様の
微細孔を形成したフィルターにおいても同様の効果は得られるものである。

以上説明したように、本発明によれば、糸状の塵埃が濾過フィルターに絡みつくことを防止して、高い吸込み仕事率を確保すると共に、濾過フィルターの清掃や塵埃の排出などのメンテナンス作業の負担を大きく軽減できるもので、家庭用電気掃除機だけでなく、業務用電気掃除機などさまざま種類の掃除機に使用することが可能である。また空気清浄機やエアコンの濾過フィルターにも繊維状の塵埃が絡みつき難い濾過フィルターとして使用することが可能である。

本発明の実施の形態１における電気掃除機の全体図 同電気掃除機の本体要部の構成を示す断面図 （ａ）同電気掃除機の集塵ケースの正断面図（ｂ）同集塵ケースの側断面図（ｃ）（ｂ）のＡ−Ａ断面図（ｄ）（ｂ）のＢ−Ｂ断面図 同電気掃除機の第２の濾過フィルターの要部断面図 （ａ）同電気掃除機の集塵ケースにおける吸引口付近の気流を示す平断面図（ｂ）同集塵ケースにおける濾過フィルター付近の気流の流れを示す平断面図（ｃ）同集塵ケースにおける縦方向の気流の流れを示す縦断面図 （ａ）同実施の形態１に係る濾過フィルターの構造を示す要部断面図（ｂ）（ａ）のＡ部を拡大した同濾過フィルターの要部断面図 （ａ）実施の形態１の糸状塵埃を分離する分離動作の説明図（ｂ）実施の形態１の糸状塵埃を分離する分離動作の説明図 （ａ）金属フィルターのエッチング加工のマスキング状態を示す断面図（ｂ）金属フィルターのエッチング加工のエッチング処理後を示す断面図（ｃ）金属フィルターのエッチング加工のレジストフィルム除去後の断面図 （ａ）同金属フィルターの貫通部分の状態断面図（ｂ）同金属フィルターの貫通部分に溜まる塵埃の状態断面図 （ａ）同金属フィルターの電解研磨処理後の貫通孔部分の状態断面図（ｂ）電解研磨処理後の貫通部分に溜まる塵埃の状態断面図 （ａ）本発明の実施の形態２における金属フィルターのＤＬＣ膜蒸着後の貫通部分の状態断面図（ｂ）ＤＬＣ膜蒸着後の貫通部分に溜まる塵埃の状態断面図

符号の説明

１ 掃除機本体
２１ 電動送風機
２７ａ 第１の金属フィルター
６３ 貫通孔
６３ａ 上流側開口（第１のエッチング穴）
６３ｂ 下流側開口（第２のエッチング穴）
６６ フィルター面の法線
９１ エッジ
９２ 凹凸状態
１１１ ＤＬＣ膜

Claims (11)

1. 塵埃を濾過するための微小な開口によりなる無数の貫通孔を設けた金属フィルターにおいて、前記貫通孔の間口のエッジに丸みを持たせる後処理を施したことを特徴とする金属フィルター。
2. 金属フィルターの貫通孔内面の凹凸状態を平滑になるように後処理を施した請求項１に記載の金属フィルター。
3. 金属フィルターの後加工として、機械的研磨、電解研磨、化学研磨のいずれか一つの手段を施した請求項１または２に記載の金属フィルター。
4. 金属フィルターへの機械的研磨は、ブラスト処理によるものである請求項３に記載の金属フィルター。
5. 金属フィルターの後加工として、溶射、化学的蒸着、物理的蒸着のいずれか一つのコーティング処理を施した請求項１または２に記載の金属フィルター。
6. 金属フィルターへのコーティング処理として、物理的蒸着法により数μｍ厚のＤＬＣ膜をコーティングした請求項５に記載の金属フィルター。
7. 金属フィルターへのコーティング処理として、数１０μｍ厚さのフッ素膜をコーティング処理したもので、金属フィルターの貫通孔径はコーティング後に所望の寸法となるように設定した請求項５に記載の金属フィルター。
8. 金属フィルターの貫通孔は、エッチング加工で形成した請求項１から７のいずれか１項に記載の金属フィルター。
9. 貫通孔は金属フィルター面の法線方向に対して傾斜して貫通する形状となるよう、表面側から形成する第１のエッチング穴と、裏面側から形成する第２のエッチング穴の位置を面方向にシフトしてエッチング加工を施し、前記第１，第２のエッチング穴を結合させて形成した請求項８に記載の金属フィルター。
10. 金属フィルターの貫通孔は、パンチング加工で形成した請求項１から７のいずれか１項に記載の金属フィルター。
11. 電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機の上流側に設置され前記電動送風機により吸引した塵埃を含む空気から前記塵埃を分離する請求項１から１０のいずれか１項に記載の金属フィルターとを有する電気掃除機。