JP2014008305A - 電気掃除機 - Google Patents
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Abstract
【課題】集塵装置を小型化するためには塵埃分離部及び集塵室の外径を小さくする必要があるが、塵埃分離部の底面に流入口を有する場合において、外径を小さくすると旋回流路が狭くなり、圧力損失及び騒音が増加や、塵埃が挟まる。そこで、塵埃分離部(サイクロン分離部)の分離性能を確保し、騒音や圧力損失の増加が少ない集塵装置を備えた電気掃除機を提供する。
【解決手段】電動送風機を備えた掃除機本体と、前記掃除機本体に対して着脱自在な集塵装置を備えた電気掃除機において、前記集塵装置は少なくとも塵埃分離部と内部に塵埃を収容する集塵室とを備え、前記塵埃分離部は略筒状の外郭と、該外郭内に塵埃を分離するための内筒を設け、該外郭の底面には塵埃の流入口を備え、前記内筒は、上部が貫通孔82を有する筒部81、下部が傘状突起部83で形成し、前記傘状突起部83は、前記流入口と接し、該傘状突起部83の一部に開口部84を有している。
【選択図】図7
【解決手段】電動送風機を備えた掃除機本体と、前記掃除機本体に対して着脱自在な集塵装置を備えた電気掃除機において、前記集塵装置は少なくとも塵埃分離部と内部に塵埃を収容する集塵室とを備え、前記塵埃分離部は略筒状の外郭と、該外郭内に塵埃を分離するための内筒を設け、該外郭の底面には塵埃の流入口を備え、前記内筒は、上部が貫通孔82を有する筒部81、下部が傘状突起部83で形成し、前記傘状突起部83は、前記流入口と接し、該傘状突起部83の一部に開口部84を有している。
【選択図】図7
Description
本発明は電気掃除機に関するものである。
現在の一般的な電気掃除機は、集塵装置および電動送風機を備えた掃除機本体と、床面の塵埃を吸引する床用吸口体と、この掃除機本体と床用吸口体とを延長管や吸引ホースで連結した床移動型と呼ばれる構造のものである。また、掃除機本体は車輪を介して自在に移動可能な構造となっている。
そして、集塵装置としては塵挨を紙パックフィルタによって捕集する紙パック方式と、空気の旋回流を利用して塵挨を分離、捕集するサイクロン方式が知られている。
そして、集塵装置としては塵挨を紙パックフィルタによって捕集する紙パック方式と、空気の旋回流を利用して塵挨を分離、捕集するサイクロン方式が知られている。
サイクロン方式の集塵装置は吸口体から吸込んだ塵埃を含む空気を、遠心分離機能を備える塵埃分離部(サイクロン分離部)にて遠心力によって空気と塵埃とを分離し、分離された塵埃を集塵室で捕集させるものである。そして、塵挨を含まない空気、或いは細かい塵挨を含む空気は塵埃分離部(サイクロン分離部)内に設けているフィルタ機能を有した塵挨分離内筒を通り、更に電動送風機の上流側に備えた捕塵フィルタを通過して掃除機本体外部に排気される。
このようなサイクロン方式の集塵装置は特開2010−246882号公報(特許文献1)において開示されている。具体的には、集塵装置が塵埃分離部(サイクロン分離部)と集塵室に分割可能に構成され、集塵室内に塵挨を捕集、堆積する捕塵容器を備えると共に、この捕塵容器を前方に飛び出させて拡開する機構を設け、ごみ捨て時に捕塵容器に勢いをつけて飛び出させ、更に開口部を拡開することによって、塵挨を容易に排出するようにしたサイクロン方式の集塵装置が記載されている。特許文献1において、塵埃分離部は、略円筒状の外筒と、略円筒状の内筒と、を備えており、これにより特許文献1には、遠心分離によって空気と塵埃を分離するサイクロン方式の集塵装置であることが記載されている。
このようなサイクロン方式の集塵装置は特開2010−246882号公報(特許文献1)において開示されている。具体的には、集塵装置が塵埃分離部(サイクロン分離部)と集塵室に分割可能に構成され、集塵室内に塵挨を捕集、堆積する捕塵容器を備えると共に、この捕塵容器を前方に飛び出させて拡開する機構を設け、ごみ捨て時に捕塵容器に勢いをつけて飛び出させ、更に開口部を拡開することによって、塵挨を容易に排出するようにしたサイクロン方式の集塵装置が記載されている。特許文献1において、塵埃分離部は、略円筒状の外筒と、略円筒状の内筒と、を備えており、これにより特許文献1には、遠心分離によって空気と塵埃を分離するサイクロン方式の集塵装置であることが記載されている。
ところで、最近では掃除機本体の小型化、或いは軽量化(以下では、纏めて小型化と称する)が求められているが、サイクロン方式の掃除機の小型化を図るときには集塵装置の小型化が必須条件となる。一方で集塵室に堆積できる塵挨の量を増やして塵挨の廃棄サイクルを少なくしたいという要求もあり、このため集塵装置の小型化の要請と集塵室の容積を大きくする要請に併せ応えねばならない。
しかしながら、サイクロン方式を採用する集塵装置においては塵埃分離部(サイクロン分離部)が遠心分離によって空気と塵埃とを分離するという原理上、その一部に略円筒形状の分離部を持つようになる。
そして、サイクロン方式の集塵装置を小型化するために塵埃分離部(サイクロン分離部)や集塵室の直径が小さくなるように設計すると、塵埃分離部(サイクロン分離部)や集塵室の径方向の面積が小さくなる。
このため、特許文献1にあるような流入口を塵埃分離部(サイクロン分離部)の底面に設ける構成の集塵装置の場合、塵埃分離部(サイクロン分離部)や集塵室の直径が小さくなるように設計すると、塵埃分離部(サイクロン分離部)の直径が小さくなるような設計に合わせ内筒と一体化した案内管を狭くする必要がある。これは、外筒と内筒あるいは外筒と案内管の間が狭くなり分離した塵埃が詰まることを防ぐためである。
しかしながら、案内管から外筒方向へ至る間に設けられる開口部を狭くすると吸引した塵埃によっては開口部に挟まることが懸念される。また、開口部を狭くすると圧力損失が大きくなるため、吸引風量の低下や風量の持続率が低下するとう問題がある。その上、騒音増加の原因となるため、開口部は大きくする必要がある。尚、内筒に開口部を設けない構成にすることも考えられるが、流入口を塵埃分離部(サイクロン分離部)の底面に設ける構成では十分な旋回流が得られない。特許文献1のようなサイクロン方式は、吸引力を維持するために内筒に孔を設けており、旋回流が弱いと塵埃の分離性能が低下し、内筒の孔に塵埃が付着し吸引力が低下する恐れがある。
本発明の目的は、塵埃分離部(サイクロン分離部)の分離性能を確保し、騒音や圧力損失の増加が少ない集塵装置を備えた電気掃除機を提供することにある。
しかしながら、案内管から外筒方向へ至る間に設けられる開口部を狭くすると吸引した塵埃によっては開口部に挟まることが懸念される。また、開口部を狭くすると圧力損失が大きくなるため、吸引風量の低下や風量の持続率が低下するとう問題がある。その上、騒音増加の原因となるため、開口部は大きくする必要がある。尚、内筒に開口部を設けない構成にすることも考えられるが、流入口を塵埃分離部(サイクロン分離部)の底面に設ける構成では十分な旋回流が得られない。特許文献1のようなサイクロン方式は、吸引力を維持するために内筒に孔を設けており、旋回流が弱いと塵埃の分離性能が低下し、内筒の孔に塵埃が付着し吸引力が低下する恐れがある。
本発明の目的は、塵埃分離部(サイクロン分離部)の分離性能を確保し、騒音や圧力損失の増加が少ない集塵装置を備えた電気掃除機を提供することにある。
本発明の特徴は、電動送風機を備えた掃除機本体と、前記掃除機本体に対して着脱自在な集塵装置を備えた電気掃除機において、前記集塵装置は少なくとも塵埃分離部と内部に塵埃を収容する集塵室とを備え、前記塵埃分離部は略筒状の外郭と、該外郭内に塵埃を分離するための内筒を設け、該外郭の底面には塵埃の流入口を備え、前記内筒は、上部が貫通孔を有する筒部、下部が傘状突起部で形成し、前記傘状突起部は、前記流入口と接し、該傘状突起部の一部に開口部を有しているところにある。
本発明によれば、サイクロン分離部などの塵埃分離部の分離性能を確保し、騒音や圧力損失の増加が少ない集塵装置を備えた電気掃除機を提供することができる。
以下、本発明の実施例を図面に従い詳細に説明するが、本発明においては複数の実施例を提案している。従って実施例毎にその詳細な説明を行うが、本発明はこれらの実施例に限定されることなく本発明の基本的な概念の中で種々の変形例や応用例を含むものである。本発明中、特に説明のない場合以外は図1のように上下前後を定めるものとする。ここでは、塵埃分離部として塵埃分離部(サイクロン分離部)を用いた集塵装置を実施の形態例として説明する。
以下、本発明の第1の実施形態について図面を参照しながらその構成を詳細に説明する。図1は本発明が適用される電気掃除機の外観斜視図を示しており、図1において、参照番号1は掃除機本体であり、この掃除機本体1にサイクロン方式の集塵装置10が搭載されており、掃除機本体1は吸引ホース2を介して手元ハンドル3と接続され、手元ハンドル3は延長管6を介して吸口体7と連結されている。掃除機本体1には掃除機本体1を自在に移動できる車輪11が備えられている。
また、手元ハンドル3には掃除機本体1に内蔵されている電動送風機14や、吸口体7に設けられている電動回転ブラシ(図示せず)の駆動制御を行う手元操作部4に設けられた電源ボタン5が備えられている。
図2に掃除機本体1の略中央の断面図を示しており、掃除機本体1はプラスチック等のような材料で形成された筺体11にホース取り付け口12を形成し、その内部に吸引力を発生するケース16に収納された電動送風機14を配置すると共に、排気を清浄化するプリーツ状の捕塵フィルタ13を集塵装置10に配置してある。捕塵フィルタ13と電動送風機14とは空気通路15で流体的に接続されている。
掃除機本体1の前側上部には集塵装置10が前下がりの傾斜した状態で載置されており、集塵装置10は一方がホース取り付け口12に流体的に接続され、他方が電動送風機14に流体的に接続されている。
ここで、集塵装置10は概ね塵埃分離部(サイクロン分離部)21と集塵室22より構成され、塵埃分離部(サイクロン分離部)21がホース取り付け口12に流体的に接続され、集塵室22が電動送風機14に流体的に接続されるように構成されている。尚、塵埃分離部(サイクロン分離部)21と集塵室22は本実施の形態では分離できるように構成された実施例として説明してあるが、相互に一体化して構成されていても良いものである。
以下の説明では塵埃分離部(サイクロン分離部)21と集塵室22が分離された実施例について説明するが、一体的に構成されたものであっても塵埃分離部(サイクロン分離部)21と集塵室22の夫々が一体化されるだけなので実質的に同様の構成となる。
そして、吸口体7から吸引された塵挨を含む空気は図2に示す矢印のようにホース取り付け口12を介して集塵装置10を流れ、集塵装置10に設けた捕塵フィルタ13、電動送風機14を経由してプラスチック等で作られた筺体11の外部に排出されるようになっている。尚、図示してはいないが電気掃除機本体1の外郭を形成する筺体11の内側には電力を供給するためのコードリールを設けてある。
そして、手元操作部4に設けられた電源ボタン5が使用者によってONされると、電動送風機14が作動して吸引力を発生し、吸口体7から吸込まれた空気及び空気と共に吸込まれた塵埃は、延長管6、吸引ホース2、掃除機本体1の順に導かれる。
ホース取り付け口12から掃除機本体1内に流入した空気及び空気と共に吸込まれた塵埃は、集塵装置10を構成する塵埃分離部(サイクロン分離部)21及び集塵室22で塵埃と空気に分離され、塵埃を分離された空気は捕塵フィルタ13でより細かな塵埃を捕集されて、空気通路15を経て電動送風機14から掃除機本体1より外へ排気される。
ホース取り付け口12から掃除機本体1内に流入した空気及び空気と共に吸込まれた塵埃は、集塵装置10を構成する塵埃分離部(サイクロン分離部)21及び集塵室22で塵埃と空気に分離され、塵埃を分離された空気は捕塵フィルタ13でより細かな塵埃を捕集されて、空気通路15を経て電動送風機14から掃除機本体1より外へ排気される。
図3に集塵装置10を掃除機本体1から取り外した状態での外観を示し、図4に塵挨排出用の開閉蓋24を開放した状態での外観を示し、図5に捕塵フィルタの保持蓋を開放した時の外観を示し、図6に集塵装置10を略中央の断面図を示している。
図3乃至図5において、集塵装置10の上面部(掃除機本体に載置した場合で上側になる面)10Aには、掃除機本体1から集塵装置10を取り外す場合や、集塵装置10を持ち運ぶ場合に使用するハンドル部25や、開閉蓋24を閉じ状態に係止する係止クランプを解除するクランプ解除ボタン26が設けられている。
また、集塵装置10の下面部(掃除機本体に載置した場合で下側になる面)10Bには塵埃を含む空気の流入口23が設けられている。集塵装置10を掃除機本体に載置した場合にはこの流入口23はホース取り付け口12に流体的に接続されている。
そして、集塵装置10の上面部10Aと下面部10Bの間に存在する塵埃分離部(サイクロン分離部)21と集塵室22の円筒形状の側面部20の一部には塵挨を排出する開口部20Aが設けられており、この開口部20Aは開閉蓋24によって密閉、開放される構成となっている。
集塵室22の側面部20に開口部20が形成されている。また集塵室22が掃除機本体1から取り外し可能であるので、開閉蓋24も集塵室22に設けられている。開閉蓋24を集塵室22に設け、集塵容器10の上面部に係止クランプが設けられており、ヒンジ機構41が集塵室22の下部に設けられているため、集塵室22を掃除機本体1から取り外した場合に開閉蓋24閉じられているので開口部Aから塵埃がこぼれ落ちることを防いでいる。また、開閉蓋24の一部(或いは全部)には透明なプラスチック材料で作られた覗き窓部41が設けられており、塵挨の堆積量が把握できるようになっている。
また、この側面部20は上面部10Aと下面部10Bの面に対して略直交するように形成されており、開閉蓋24は下面部10B側の下端面24Aがヒンジ機構41によって回転自在に支持されており、このヒンジ機構41を支点にして開閉蓋24が開閉されるものである。
ヒンジ機構41は開閉蓋24の下端面24Aと集塵室22とを連結している。このように、開閉蓋24を下面部10B側の下端面24Aで回転自在に支持することによって、集塵装置10から塵挨を排出する場合に集塵装置10を傾ければ開閉蓋24が重力方向に垂下するので塵挨を容易に排出することができるものとなる。
また、開閉蓋24の形状は集塵装置10の円筒形状に沿った円弧状に形成されているが、集塵室22を直方体状に形成して平板状の開閉蓋とすることもできるもので、本発明の基本的な概念はこの構成を含むものである。
ただ、開閉蓋24の形状を円弧状に構成することによって電動送風機14によって発生した開閉蓋24の内側の負圧と開閉蓋24の外側の大気圧との間に生じる力に対して変形しにくく、強くなっている。本構成の開閉蓋24によれば円弧形状になっているので剛性を高めることがき、開閉蓋24の厚みを必要以上に厚くすることを回避できる。
また、側面部20に形成した周方向の開口部20Aの面積であるが、これは塵埃の集塵容量によって決められるものであり、集塵室22の長さを一定とした場合では、集塵容量を大きくすると開口部20Aの周方向の幅が小さくなって塵挨の排出が円滑にいかない場合があることから最適な開口部の面積が決められるものである。
尚、開口部20Aは開口面積を大きくとるため集塵室の最大径部分(=直径)まで形成されている。ここで、開口部20Aの周方向の幅を大きくすると塵挨の集塵容量に制限がでてくるが、集塵室を構成する塵挨収納室を後述のフィルタ収容部側に拡大して集塵容量を大きくすることが可能である。
更に開口部20A及び開閉蓋24と反対側の側面には直方体形状のフィルタ収納部20Bが形成されており、このフィルタ収納部20Bには電動送風機14に繋がる空気流出開口部が設けられている。
集塵室22は部分的に略円筒形状部を備えた側面部20を有しており、この側面部20は円筒面20Cと矩形状のフィルタ収納部20Bを有している。この円筒面20Cの一部には塵挨排出用の開口部20Aが形成され、この開口部20Aと対向するフィルタ収納部20Bの対向面に吸入空気流出用の開口部20Dを備えている。開口部20Aには開閉蓋24が開閉可能に設けられ、開口部20Dには捕塵フィルタ13を保持したフィルタ保持蓋13Aが開閉可能に設けられている。
開閉蓋24は下端面24Aに軸42Aを備え、軸42Aは円筒面20Cの下端部に設けたヒンジ機構41によって支持される。図4は開閉蓋24を開いた状態を示しており、開閉蓋24は軸42Aを支点として図面上で集塵室22の前方向に回動する。開閉蓋24の上端部にはクランプ爪27が突出しており、構造及び機構の詳細は省略するが、クランプ解除ボタン26とクランプ爪27は連動しており、クランプ解除ボタン26を押すことで図示しないクランプがクランプ爪27を解除して開閉蓋24が開く構成となっている。
フィルタ保持蓋13Aは一端が軸42Bを備え、軸42Bはフィルタ収納部20Bの外側の端部に設けたヒンジ46によって支持される。図5はフィルタ保持蓋13Aを開いた状態を示しており、フィルタ保持蓋13Aは軸42Bを支点として図面上でフィルタ収納部20Bの前方向、つまり集塵装置10を掃除機本体1に載置した場合での掃除機本体1側の方向に回動する。
集塵室22の内部に形成した捕塵容器収納部35には捕塵容器30が収納されている。捕塵容器収納部35は集塵室22を形成する側面部20内であって、円筒面20Cの部分と矩形状のフィルタ収納部20Bの一部を利用して形成されている。また、捕塵容器収納部35は塵挨排出用の開口部20Aを介して集塵室22の外部に突き出し可能に集塵室22内に接続されており、捕塵容器30に堆積した塵挨をこの開口部20Aを通して排出することができる。つまり、本実施例においては、捕塵容器収納部35の開口と塵挨排出用の開口部20Aとは共用されている。
捕塵容器収納部35に収納された捕塵容器30は塵挨排出用の開口部20Aに臨むように容器開口部31を備えている。この捕塵容器30の容器開口部31はばね等の弾性体によって捕塵容器収納部35の外側へ飛び出すように付勢されている。
また、捕塵容器30は二分割されて第1容器片30Aと第2容器片30Bとに分けられている。容器開口部31とは反対側には各容器片30A、30Bの底面部が存在し、この各底面部に設けた軸(図示せず)によって各容器片30A、30Bが開閉される。
そして、使用者がクランプ解除ボタン26を押下すると、捕塵容器30が開閉蓋24を押すと開閉蓋24の内周側に設けたクランプ爪27が解除され、捕塵容器30の押す力によって集塵室の側面部20、言い換えれば捕塵容器収納部35に形成した塵挨排出用の開口部20Aから開閉蓋24が開かれる。このときの捕塵容器30の飛び出す勢いにより捕集した塵埃を排出することができる。
捕塵容器30の形状は本実施例の形状に限定されるものではなく、少なくとも一つの容器開口部31を有した立体的な形状であれば良い。つまり、捕塵容器30は開口面31と反対側に凹んだ形状を有する容器状であれば良い。
また、捕塵容器30の容器開口部31の開口面に直交する断面形状は、略四角形状であっても良いし、略円形状であっても良いし、略三角形状であっても良い。つまり、捕塵容器30の断面形状は、開口面31から底面へ向かって、小さくなるのが好ましい。これによって、塵埃が排出される側に向かって断面積が拡がるため、使用者は捕塵容器30内に堆積した塵埃を容易に排出することができる。
捕塵容器30の形状は本実施例の形状に限定されるものではなく、少なくとも一つの容器開口部31を有した立体的な形状であれば良い。つまり、捕塵容器30は開口面31と反対側に凹んだ形状を有する容器状であれば良い。
また、捕塵容器30の容器開口部31の開口面に直交する断面形状は、略四角形状であっても良いし、略円形状であっても良いし、略三角形状であっても良い。つまり、捕塵容器30の断面形状は、開口面31から底面へ向かって、小さくなるのが好ましい。これによって、塵埃が排出される側に向かって断面積が拡がるため、使用者は捕塵容器30内に堆積した塵埃を容易に排出することができる。
捕塵容器30の全体形状は、塵挨を含んだ空気が捕塵容器30を通り抜ける必要から枠体(支骨)によって形成されている。捕塵容器30の容器開口部31の対向面である底面部及び左右側面部は枠体(支骨)の間に金属やナイロンやポリエステルなどで構成されたメッシュ部材32が架け渡されており、これらは被覆またはインサート成形などにより枠体(支骨)に保持されている。各枠体(支骨)に架け渡したメッシュ部材32は、通気性があり、塵埃を捕集するフィルタ機能を有する。
捕塵容器30の開口面31の対向する面を底面とするとこの底面部だけでなく、左右側面部にも通気性を持たせることによって、捕塵容器30の底面に塵埃が堆積しても流路を確保することができ、捕塵容器30を通過する空気流の圧力損失を低減し、吸込風量の低下を抑制することができる。
また、各枠体(支骨)に架け渡したメッシュ部材32の代わりに使い捨てのちり紙でも良いし、メッシュ部材32とちり紙とを組み合わせても良い。例えば、メッシュ部材32の上にちり紙を装着しても良いものである。
上述したように、捕塵容器30は集塵装置10を掃除機本体1に載置した状態で上下に2分割されている。つまり上半分の第1容器片30Aと下半分の第2容器片30Bよりなり、夫々は枠体(支骨)から構成されている。
2分割された捕塵容器30は、捕塵容器30の底面部の外側に形成された分割軸(図示せず)によって連結される。よって、捕塵容器30は容器開口部31の対向面である底面部の分割軸を支点として、捕塵容器30の容器開口部31が割れるようになっている。尚、捕塵容器30は実施例で示す方向に割れるものの他に、横方向に割れるように構成しても基本的には本発明の概念に含まれるものである。
ただ、捕塵容器30の一部が捕塵容器収納部35の開口部20Aから飛び出した際に第1容器片30Aと第2容器片30Bが上下に割れる構成となっている。これによって、第2容器片30Bがより重力方向に向けて傾斜するので使用者は捕塵容器30内に堆積した塵埃をさらに容易に排出することができ、捕塵容器30の内面に付着した塵埃も容易に剥がし落とすことができる。
開閉蓋24は上述したように集塵室22の側面部20に設けた開口部20Aを開閉するものであるが、更に捕塵容器収納部35を構成するためにも寄与している。このため、逆流防止弁50と円弧状の壁面を有する円弧上面60を備えている。開閉蓋24の詳細については図6を用いて後で説明する。
図5は矩形状のフィルタ収納部20Bの開口部20Dに設けたフィルタ保持蓋13Aを開いた状態を示している。図6に示す塵埃分離部21の遠心分離作用によって分離できず、塵挨分離内筒80の貫通孔82を通過した軽い塵埃や捕塵容器30のメッシュ部材32、或いはちり紙を通過した細かい塵埃は捕塵フィルタ13によって捕集される。捕塵フィルタ13を通過した空気は、電動送風機14内に吸引される。
このフィルタ保持蓋13Aは下端部に軸42Bを備え、軸42Bは集塵室のフィルタ収納部20Bの下端部に設けたヒンジ46よって開閉可能に支持されている。このフィルタ保持蓋13Aには通気面積を拡大するために断面形状が略四角形の枠体内にプリーツ状(山折り)に折られた捕塵フィルタ13が収納されている。
このフィルタ保持蓋13Aは下端部に軸42Bを備え、軸42Bは集塵室のフィルタ収納部20Bの下端部に設けたヒンジ46よって開閉可能に支持されている。このフィルタ保持蓋13Aには通気面積を拡大するために断面形状が略四角形の枠体内にプリーツ状(山折り)に折られた捕塵フィルタ13が収納されている。
捕塵フィルタ13の山折りの折り線方向は、縦方向(重力作用方向)であるのが好ましい。これは、捕塵フィルタ13の下流側に、捕塵フィルタ13に衝撃を与える除塵機構を備えた場合、折り方向が縦方向の方が捕塵フィルタ13に付着した細塵を下方に落下させて除去し易いからである。なお、山折りの折り線方向が斜めに配置されていても構わない。
本実施例に係る掃除機は小型、軽量化を目指しており、この実施例においては本体重量の増加に繋がる排気清浄機能を省略しているが、排気を更に清浄化するために電動送風機14の下流に、より捕集効率の高い高捕集率フィルタを備えても良い。このとき、吸気した空気漏れを抑制して高捕集率フィルタから排気させるように、塵埃収容部35と電動送風機14を繋ぐダクト15、電動送風機14を覆うケース16、ケース16と高捕集率フィルタの接続部等の気密を十分に保持する構成をとることが重要である。
捕塵容器収納部35は二つの機能を有しており、一つは捕塵容器30を収納して一方側に塵挨を捕集する塵挨捕集空間を形成する機能であり、一つは捕塵容器30の他方側に塵挨分離内筒80、及び捕塵容器30を通過した空気を流す空間及びフィルタ収容部20Bを形成して捕塵フィルタ13に送る機能である。
塵埃分離部(サイクロン分離部)21で塵挨が分離されて塵挨を含んだ空気は塵埃分離部(サイクロン分離部)21の外周側に偏流して、分離部側連通路形成部70a及び集塵室側連通路形成部70bよりなる連通路形成部70を通って集塵室22側に流れ込む。尚、集塵室側連通路形成部70bには掃除機本体1が吸引を停止した状態で塵埃が塵埃分離部(サイクロン分離部)21に逆流するのを防ぐ逆止弁50が設けられている。
捕塵容器収納部35は二つの機能を有しており、一つは捕塵容器30を収納して一方側に塵挨を捕集する塵挨捕集空間を形成する機能であり、一つは捕塵容器30の他方側に塵挨分離内筒80、及び捕塵容器30を通過した空気を流す空間及びフィルタ収容部20Bを形成して捕塵フィルタ13に送る機能である。
塵埃分離部(サイクロン分離部)21で塵挨が分離されて塵挨を含んだ空気は塵埃分離部(サイクロン分離部)21の外周側に偏流して、分離部側連通路形成部70a及び集塵室側連通路形成部70bよりなる連通路形成部70を通って集塵室22側に流れ込む。尚、集塵室側連通路形成部70bには掃除機本体1が吸引を停止した状態で塵埃が塵埃分離部(サイクロン分離部)21に逆流するのを防ぐ逆止弁50が設けられている。
図6に示すように、開閉蓋24には塵埃分離部(サイクロン分離部)21と集塵室22を繋ぐ連通路形成部70の一部を備えている。つまり、連通路形成部70は塵埃分離部(サイクロン分離部)21側の分離部側連通路形成部70a(具体的には配管)と集塵室22側の集塵室側連通路形成部70b(具体的には配管)とからなり、開閉蓋24には集塵室側連通路形成部70bが設けられ、分離部側連通路形成部70aが内筒蓋99に設けられている。そして、塵埃分離部(サイクロン分離部)21と集塵室22を結合した時は分離部側連通路形成部70a及び集塵室側連通路形成部70bが連結されて塵埃分離部(サイクロン分離部)21と集塵室22を繋いでいる。そして両者の接合部にシール面を設け気密を確保している(図示せず)。
分離部側連通路形成部70a及び集塵室側連通路形成部70bとで構成される連通路形成部70の進行方向は捕塵容器30の容器開口部31に対して略平行になっている。言い換えれば容器開口部30の開口方向と連通路形成部70の進行方向は略直交する関係となっている。
開閉蓋24の内周側は円弧状面60を有しているので、連通路形成部70の出口71から流出してきた空気の流れは円弧状面60に沿って捕塵容器30の容器開口部31側に方向変換して流すようにしている。この円弧状面60は空気の流れを整流するために設けており、この他に断面が台形や三角形となる形状にしても良いものである。つまり、連通路形成部70の出口71から捕塵容器30の容器開口部31に至る間に断面が拡大していく方向に変化していけば良いものである。このようにすれば、連通路形成部70の出口71から捕塵容器30の容器開口部31に至るまで円滑に空気の流れが変化するものである。
また、開閉蓋24の内周側で連通路形成部70の出口71と対向する面には空気流偏向部61が設けられており、出口71から噴出する空気の流れを空気流偏向部61に当てて捕塵容器30の容器開口部31側に方向変換して流すようにしている。
そして、集塵室側連通路形成部70bと空気流偏向部61は開閉蓋24の内周面側に固定して取り付けられており、開閉蓋24を開放すると開閉蓋24と共に移動するようになる。このため、開口部20A(捕塵容器収納部35の開口)は大きく開放された状態となって塵挨の排出を容易にできるものである。また、開閉蓋24に集塵室側連通路形成部70bと空気流偏向部61を取り付けられるため、両者の位置合わせが容易であるという効果も期待できる。
ここで、図6にあるように、集塵室側連通路形成部70bの出口71の形状と空気流偏向部61の形状は捕塵容器30の容器開口部31の周縁に向けて延びており、図面上では台形状となっている。このように、集塵室側連通路形成部70bの出口71及び空気流偏向部61が捕塵容器30の容器開口部31の周縁に向けて延びていることで空気の流れをより円滑に容器開口部31に流すことができる。
また、出口71の開口面を空気流方向に対して直交するように形成した場合に比べて、本実施例にように出口71の開口面を容器開口部31に向けて傾斜するように形成すると、その開口断面積を大きくすることができるので逆止弁50の固定部を十分に確保できる。また、開閉蓋24に設ける逆止弁50の固定部は捕塵容器30が存在する側に設けると良い。これは、運転を終了したときに、砂などの密度の大きい細かな塵埃が塵埃分離部(サイクロン分離部)21に落下しないために有効である。
以上において、連通路形成部70、開閉蓋24に設けた円弧状面60、空気流偏向部61等により塵埃を含んだ空気は矢印101、及び矢印102に示すように捕塵容器30と開閉蓋24で形成される塵埃捕集空間内で旋回する流れとなり、捕塵容器30の底面から塵埃が堆積していくようになる。
つまり、円弧状面60と捕塵容器30で形成される塵挨捕集空間内で空気に旋回流を生じるため、捕塵容器30に塵埃を吸引しても連通路形成部70、開閉蓋24に設けた円弧状面60、空気流偏向部61、及び捕塵容器30の容器開口部31側は塵埃が溜まり難く、空気の流れる流路面積が減少するのが抑制されて電動送風機14の吸引力、つまり吸引風量の低下を抑制できる効果が期待できる。
そして、捕塵容器30内が塵埃で一杯になったら、その後塵挨は開閉蓋24側に向けて堆積し始め、開閉蓋24の出口71の対向面である空気流偏向部61側付近から徐々に堆積する。この理由は、出口71付近では空気が高速で流れているため周辺の塵挨はこの空気流によって持ち運ばれて空気流偏向部61に衝突して速度を落とし、既に捕集されている塵挨に捕獲されるからである。
更に、塵挨の堆積量を確認して塵挨を捨てる使用者もいることから、開閉蓋24正面には透明な合成樹脂等で形成した覗き窓部40を設けることで、捕塵容器30に堆積する塵埃を確認できるようにしている。
尚、塵埃の廃棄時期は使用者によってまちまちであるが、開閉蓋24の覗き窓部40から塵埃が見え始め、開閉蓋24の覗き窓部40を埋め尽くすまでの間に行うと良い。これは、塵挨が覗き窓部40を埋め尽くしても塵埃の吸引を続けると、連通路形成部70に塵埃が詰まり吸引力が大きく低下する可能性があるためであり、開閉蓋24に塵埃が見え始めたらすぐに排出する方がなお良い。つまり、塵挨の廃棄時期は覗き窓部40に塵埃が見え始めたら排出を促すように取扱説明書等で説明しておくと良い。尚、塵挨の廃棄時期の目安として覗き窓部40の所定付近、例えば中央付近にごみ捨てラインを印刷等で表示しても良く、このごみ捨てラインまで塵挨が溜まると塵挨を廃棄する時期が来たことを使用者に認識させることができる。覗き窓部40は開閉蓋24の大きさに対してできるだけ大きく設けることで、より塵埃を確認しやすくなる。
また、開閉蓋24に設けた円弧状面60断面は上述したように、連通路形成部70の出口71から捕塵容器30の容器開口部31に至る間に断面が拡大していく方向に変化している。したがって、開閉蓋24に設けた円弧状面60の連通路形成部70に近い側まで塵埃が溜まっても、開閉蓋24を開いて使用者の手によって容易に塵埃を排出することが可能である。
次に、本発明に係る本実施形態例の塵埃分離部(サイクロン分離部)21を、図7乃至図8を用い説明する。図7は、本実施例における塵埃分離部(サイクロン分離部)21の外観を示し、図8は塵埃分離部(サイクロン分離部)21の略中央の断面図を示す。塵埃分離部(サイクロン分離部)21は、吸引力持続のための貫通孔82を備える内筒、底面に流入口を備える外筒90、内筒80と外筒90を繋ぐ内筒蓋99で構成される。内筒蓋99は外筒90と着脱可能なヒンジ92で接続されており、内筒蓋99の外周にはゴム製などの弾性体でできたパッキンを備え、外筒90と内筒蓋99との気密性を保持している。内筒蓋99には、貫通孔82と繋がる内筒流路110、及び集塵室22の捕塵容器30に繋がる分離部側連通路70aを備える。また、分離部側連通路70a及び内筒流路110においても上面にゴム製などの弾性体でできたパッキンを備え、集塵室22との気密性を保持している。また、内筒蓋99と内筒80は、詳細は述べないが着脱可能に接続されている。内筒蓋99と内筒80とを着脱可能にすることで、内筒80に汚れが付着した場合に、清掃などの手入れがし易くなる。一方、内筒80と内筒蓋99とを着脱可能とした場合、両者の接続部は多少の隙間が発生し、隙間を完全になくすことは困難である。隙間にごみの付着や挟まりなどが懸念されるため、内筒80と内筒蓋99を一体で構成しても構わない。
内筒80は、上部に円筒状の筒部81、下部に傘状突起部83を形成しており、形状の詳細は後述するが、傘状突起部83の一部に開口部84を設けている。また、筒部81は、内筒蓋99の略中央に内筒流路110が配置するように接続している。
傘状突起部83の下端面は、外筒90の内壁面と接しており、傘状突起部83の内側は流路85となる。この流路85は、外筒90の底面に設けた流入口23と流体的に繋がっており、開口部84は、外筒90底面の流入口23から入った空気の出口となる。この傘状突起部83により流入した空気を、外筒90壁面を旋回する方向に流れを変え、開口部84から塵埃を搬送する分離部側連通路70aの間に旋回流を発生させ、空気と塵埃を遠心分離する。
次に、本実施の形態例における内筒80の形状について詳細を、図9および図10を用いて説明する。図9は内筒80を斜め上方から見た斜視図、図10は内筒80を斜め下方から見た斜視図である。傘状突起部83は、内筒80を斜め下方から見た図10に示すように、内筒80側の一端部である始点86から外筒90の底面に繋ぎ、外筒90の底面に接続する点を外筒接続面始点87とし、反時計回りに破線矢印に示す外筒接続面終点88まで外筒90の底面及び内壁面に接続している。そして、外筒接続面終点88と終点89は、内筒80の正面から見て集塵装置10の下面部10Bに略平行に繋がっており、また終点89は始点86を越える位置にある。このように、外筒接続面終点88と終点89を集塵装置10の下面部10Bに略平行に繋ぐことで、開口部84の面積を大きくすることが出来る。終点89が始点86を越える位置にしているのは、旋回性を維持するためであり、終点89を始点86の手前にすると、外筒90底面の流入口23から入った空気の逆流、もしくは乱れが大きくなる。よって、先述したように終点89は始点86の位置もしくは始点86を越える位置が好ましい。
また、本発明の電気掃除機は小型化を目的としたものであり、塵埃分離部(サイクロン分離部)21の外径も必然的に小さくなる。前述したように、開口部84の開口面積を大きくするために、本発明は傘状突起部83の外筒接続面終点88と終点89とを繋ぐ面を集塵装置10の下面部10Bに略平行にしている。これは、圧力損失及び騒音の低減のためであり、外筒接続面終点88と終点89が集塵装置10の下面部10Bに略平行ではなく、外筒接続面終点88の位置を高くすることで開口部84の面積を更に大きくすることができる。しかし、最外周(外筒90内壁面)と傘状突起部83で構成する流路が狭くなるため、質量のある塵埃は、遠心力で外筒90内の外周を流れ、外筒接続面終点88を終点89よりも高い位置にする形状では、狭くなった部分にごみが詰まりやすくなる恐れがある。
内筒80の筒部81には、外周に貫通孔82を設けている。貫通孔82は、円周に可能な限り設けると良い。尚、筒部81は、貫通孔82の代わりに金属やナイロンやポリエステルなどで構成されたメッシュ部材が、被覆またはインサート成形などにより貼着されていても良いもので、このようにすると貫通孔82の形成が容易となる効果がある。
また、菌の繁殖を抑制できるように、抗菌作用のある金属(例えば、銀)や抗菌物質(例えば、銀)を含有するあるいは塗布された金属(例えば、ステンレス)で構成させても良いものである。
筒部81の長さとと傘状突起部83の高さは、塵埃分離部(サイクロン分離部)21の高さに依存するが、本実施例では、筒部81を10mm以上としている。これは、筒部81の外周には塵埃を分離するための旋回流を発生させており、筒部81の長ささを短くすると、外周を旋回する流路が狭くなるので、塵埃(特に、大きな異物など)が挟まる可能性がある。本実施例の筒部81の長さは、実際は約12mmありそれ以上でも構わないが、筒部81を長くするほど傘状突起部83が低くなる。前述したように、開口部84の面積を大きくすることで圧力損失や騒音を低減することができるため、傘状突起部83の高さも必要である。よって、本発明の塵埃分離部(サイクロン分離部)21の構造においては、筒部81と傘状突起部83の高さなどの寸法のバランスが重要となる。
このような内筒80形状にすることで、流入した空気に旋回流を与えることができ、傘状突起部83(内筒80)の外周に、開口部84から360度旋回する略螺旋状の旋回流路96が形成できる。
次に、本発明に係る本実施形態例の塵埃分離部(サイクロン分離部)21を、図7乃至図8を用い説明する。図7は、本実施例における塵埃分離部(サイクロン分離部)21の外観を示し、図8は塵埃分離部(サイクロン分離部)21の略中央の断面図を示す。塵埃分離部(サイクロン分離部)21は、吸引力持続のための貫通孔82を備える内筒、底面に流入口を備える外筒90、内筒80と外筒90を繋ぐ内筒蓋99で構成される。内筒蓋99は外筒90と着脱可能なヒンジ92で接続されており、内筒蓋99の外周にはゴム製などの弾性体でできたパッキンを備え、外筒90と内筒蓋99との気密性を保持している。内筒蓋99には、貫通孔82と繋がる内筒流路110、及び集塵室22の捕塵容器30に繋がる分離部側連通路70aを備える。また、分離部側連通路70a及び内筒流路110においても上面にゴム製などの弾性体でできたパッキンを備え、集塵室22との気密性を保持している。また、内筒蓋99と内筒80は、詳細は述べないが着脱可能に接続されている。内筒蓋99と内筒80とを着脱可能にすることで、内筒80に汚れが付着した場合に、清掃などの手入れがし易くなる。一方、内筒80と内筒蓋99とを着脱可能とした場合、両者の接続部は多少の隙間が発生し、隙間を完全になくすことは困難である。隙間にごみの付着や挟まりなどが懸念されるため、内筒80と内筒蓋99を一体で構成しても構わない。
内筒80は、上部に円筒状の筒部81、下部に傘状突起部83を形成しており、形状の詳細は後述するが、傘状突起部83の一部に開口部84を設けている。また、筒部81は、内筒蓋99の略中央に内筒流路110が配置するように接続している。
傘状突起部83の下端面は、外筒90の内壁面と接しており、傘状突起部83の内側は流路85となる。この流路85は、外筒90の底面に設けた流入口23と流体的に繋がっており、開口部84は、外筒90底面の流入口23から入った空気の出口となる。この傘状突起部83により流入した空気を、外筒90壁面を旋回する方向に流れを変え、開口部84から塵埃を搬送する分離部側連通路70aの間に旋回流を発生させ、空気と塵埃を遠心分離する。
次に、本実施の形態例における内筒80の形状について詳細を、図9および図10を用いて説明する。図9は内筒80を斜め上方から見た斜視図、図10は内筒80を斜め下方から見た斜視図である。傘状突起部83は、内筒80を斜め下方から見た図10に示すように、内筒80側の一端部である始点86から外筒90の底面に繋ぎ、外筒90の底面に接続する点を外筒接続面始点87とし、反時計回りに破線矢印に示す外筒接続面終点88まで外筒90の底面及び内壁面に接続している。そして、外筒接続面終点88と終点89は、内筒80の正面から見て集塵装置10の下面部10Bに略平行に繋がっており、また終点89は始点86を越える位置にある。このように、外筒接続面終点88と終点89を集塵装置10の下面部10Bに略平行に繋ぐことで、開口部84の面積を大きくすることが出来る。終点89が始点86を越える位置にしているのは、旋回性を維持するためであり、終点89を始点86の手前にすると、外筒90底面の流入口23から入った空気の逆流、もしくは乱れが大きくなる。よって、先述したように終点89は始点86の位置もしくは始点86を越える位置が好ましい。
また、本発明の電気掃除機は小型化を目的としたものであり、塵埃分離部(サイクロン分離部)21の外径も必然的に小さくなる。前述したように、開口部84の開口面積を大きくするために、本発明は傘状突起部83の外筒接続面終点88と終点89とを繋ぐ面を集塵装置10の下面部10Bに略平行にしている。これは、圧力損失及び騒音の低減のためであり、外筒接続面終点88と終点89が集塵装置10の下面部10Bに略平行ではなく、外筒接続面終点88の位置を高くすることで開口部84の面積を更に大きくすることができる。しかし、最外周(外筒90内壁面)と傘状突起部83で構成する流路が狭くなるため、質量のある塵埃は、遠心力で外筒90内の外周を流れ、外筒接続面終点88を終点89よりも高い位置にする形状では、狭くなった部分にごみが詰まりやすくなる恐れがある。
内筒80の筒部81には、外周に貫通孔82を設けている。貫通孔82は、円周に可能な限り設けると良い。尚、筒部81は、貫通孔82の代わりに金属やナイロンやポリエステルなどで構成されたメッシュ部材が、被覆またはインサート成形などにより貼着されていても良いもので、このようにすると貫通孔82の形成が容易となる効果がある。
また、菌の繁殖を抑制できるように、抗菌作用のある金属(例えば、銀)や抗菌物質(例えば、銀)を含有するあるいは塗布された金属(例えば、ステンレス)で構成させても良いものである。
筒部81の長さとと傘状突起部83の高さは、塵埃分離部(サイクロン分離部)21の高さに依存するが、本実施例では、筒部81を10mm以上としている。これは、筒部81の外周には塵埃を分離するための旋回流を発生させており、筒部81の長ささを短くすると、外周を旋回する流路が狭くなるので、塵埃(特に、大きな異物など)が挟まる可能性がある。本実施例の筒部81の長さは、実際は約12mmありそれ以上でも構わないが、筒部81を長くするほど傘状突起部83が低くなる。前述したように、開口部84の面積を大きくすることで圧力損失や騒音を低減することができるため、傘状突起部83の高さも必要である。よって、本発明の塵埃分離部(サイクロン分離部)21の構造においては、筒部81と傘状突起部83の高さなどの寸法のバランスが重要となる。
このような内筒80形状にすることで、流入した空気に旋回流を与えることができ、傘状突起部83(内筒80)の外周に、開口部84から360度旋回する略螺旋状の旋回流路96が形成できる。
図11は、図8に示したA−A断面である。図面下側を前方、上側を後方とすると、図11に示すように上面から見ると外筒接続面終点88の方が45度程度後方に位置している。本実施例では、掃除機本体1に塵埃分離部(サイクロン分離部)21を装着した状態で、外筒接続面91が外観から見えない範囲で設定しているが、外筒接続面終点88が本実施例よりも前方に位置しても構わない。範囲としては、外筒90に設けたスロープ93の手前(付近まで延長しても良い。スロープ93は外筒90の底面を盛り上げて形成しているため、スロープ93に係ると、傘状突起部83の開口部84が狭くなる。開口部84が狭いと、前述したように圧力損失や騒音の増加、塵埃の挟まりなどが発生するので、図中に示す破線矢印(C点を通るD点からE点)の範囲が良い。ここで、C点は終点89からヒンジ92の軸方向と平行に内筒と反対方向に外筒90の外側に延ばした点である。また、E点は終点89を通り、図11中に点線で示される流入口23と略接するように結んだ線を外筒90の外側まで延長した点である。外筒接続面終点88と終点89を繋ぐ面は前方になるほど旋回流路が長くなるので、塵埃の分離性(旋回性)が向上する。しかしながら、外筒接続面91が長くなると外筒接続面91に塵埃が挟まる等の問題も大きくなる。よって、外筒接続面91は、適度な旋回流を得るために本実施例の外筒接続面終点88から、ヒンジ92の軸方向と略平行に位置するC点の範囲が好ましい。
また、外筒接続面終点88の後方の範囲は、流入口23の開口が隠れる位置(E点)までが良い。E点をよりも後方だと、上面から見て流入口23の開口が見えるので、流入した空気は直接内筒蓋99に衝突し、流れが逆流するなどの旋回流の乱れが発生し分離性能が低下するためである。
また、本実施の形態例において、流れは図11(上面)から見て時計周りであるが、反時計周りの流路を形成しても同様の効果が得られるので構わない。
また、本実施の形態例において、流れは図11(上面)から見て時計周りであるが、反時計周りの流路を形成しても同様の効果が得られるので構わない。
図12は、図11に示すB−B断面である。B−B断面は、傘状突起部83の終点付近の断面を斜め前方から見た図である。また、図13は図12において内筒80のみを取り外した状態である。
内筒80の傘状突起部83は、外筒90の径よりも小さくしているため、外筒90と内筒80との間が、旋回流路96として形成されている。この旋回流路96を狭くする、言い換えると傘状突起部83の広がりを大きくすると、旋回流路96に塵埃が挟まりやすくなるため、本実施例では幅10mm以上の隙間を設け旋回流路96を形成している。
そして、旋回流路96にはスロープ93を設けている。これは、旋回流路96の幅を狭くすることなく、旋回流の乱れを低減するためである。本実施例において、スロープ93は掃除機本体1に塵埃分離部(サイクロン分離部)21を装着した状態で、外観から見えない範囲に設定しているが、本実施例よりも前方まで設けても構わない。スロープ93の範囲としては、傘状突起部83の開口部84に係らないようにする。これは、前述したようにスロープ93に係ると、傘状突起部83の開口部84が狭くなり、圧力損失や騒音の増加、塵埃の挟まりなどの原因となるためである。スロープ93を設ける場合、スロープ93部が厚肉にならないように、外筒90の外観側を窪ませると良い。
また、スロープ93には、図13に示すような段差94を設けており、段差94に傘状突起部83が当接するようになっている。これは、傘状突起部83を常に外筒90内壁面と略垂直に接するようにするためであり、こうすることで傘状突起部83と外筒90との接続面の隙間を極力小さくすることができ、塵埃の挟まりの恐れの低減が可能となる。接続面が壁面のみで接するようにすると、接続面をマイナス公差にする必要があるため、隙間が大きくなる可能性があり、塵埃が挟まる原因となる。
また、図11に示すように、スロープ93に設けた段差94は後方にも必要で、傘状突起部83の後方は、外筒90の内径よりもも3mm程度内側にし、略平行にしている。これは、内筒80が内筒蓋99に設けたヒンジ92で回動するためであり、傘状突起部83の広がりを大きくする(特に後方部を大きくする)と回動できなくなる。
また、スロープ93に設けた段差94は、後方部において段差94より下側をすべて壁面にする必要はなく、傘状突起部83を当接する段差94を設けたリブ状の突起(図示せず)にするなど、外筒90内壁面を一段下げる形状にしても構わない。スロープ93に設けた段差94は、後方部が傘状突起部83内側の流路85内に含まれるので、外筒90内壁面を一段下げることで流路85を大きくすることができ、圧力損失及び騒音を低減することができる。
更に、運転停止後に塵埃分離部(サイクロン分離部)21内に塵埃が残留した場合、塵埃分離部(サイクロン分離部)21を取り外しても塵埃がこぼれないようにするため、ごみこぼれ防止リブ95を設けている。このごみこぼれ防止リブ95は流入口23の後方に設けており、前方は傘状突起部83で覆うことで塵埃が流入口23からこぼれることを防止している。ごみこぼれ防止リブ95は、傘状突起部83と少しラップしている程度で、外筒90の底面と流入口23の隔てる壁があれば良く、流入口23全体を囲う必要はない。
次に、図6に示した矢印を用いて電動送風機14による吸引時の空気の流れを説明する。電動送風機14で発生した吸引力により塵埃を含んだ空気は、吸口体7、延長管6、ホース2を通り、掃除機本体1の集塵装置10内に流入口23より流入する。流入口23により流入した塵埃を含む空気は、塵埃分離部(サイクロン分離部)21内に設けている内筒80の傘状突起部83内の流路85に沿い旋回成分を持ち、塵埃分離部(サイクロン分離部)21の内部を矢印100で示すように旋回する。この旋回による遠心分離作用で空気と塵埃を分離すると、外周側には塵埃を多く含んだ空気が旋回流路96を矢印105のように流れる。更に矢印105は、内筒80の傘状突起部83と外筒90底面に設けたスロープ93で形成する旋回流路96により流れが整流され、矢印106に示すように旋回する。このとき、遠心分離作用により、内周側の空気は塵埃が少ない状態になる。そして、遠心分離後の塵埃を多く含んだ空気は矢印101に示すように流れて、連通路形成部70を通り、開閉蓋24と捕塵容器30とで形成される塵挨捕集空間に流れる。つまり傘状突起部83の外形が内筒80の筒部81より大きいので筒部80に設けた貫通孔82に塵埃が付着するのを抑制できる。
内筒80の傘状突起部83は、外筒90の径よりも小さくしているため、外筒90と内筒80との間が、旋回流路96として形成されている。この旋回流路96を狭くする、言い換えると傘状突起部83の広がりを大きくすると、旋回流路96に塵埃が挟まりやすくなるため、本実施例では幅10mm以上の隙間を設け旋回流路96を形成している。
そして、旋回流路96にはスロープ93を設けている。これは、旋回流路96の幅を狭くすることなく、旋回流の乱れを低減するためである。本実施例において、スロープ93は掃除機本体1に塵埃分離部(サイクロン分離部)21を装着した状態で、外観から見えない範囲に設定しているが、本実施例よりも前方まで設けても構わない。スロープ93の範囲としては、傘状突起部83の開口部84に係らないようにする。これは、前述したようにスロープ93に係ると、傘状突起部83の開口部84が狭くなり、圧力損失や騒音の増加、塵埃の挟まりなどの原因となるためである。スロープ93を設ける場合、スロープ93部が厚肉にならないように、外筒90の外観側を窪ませると良い。
また、スロープ93には、図13に示すような段差94を設けており、段差94に傘状突起部83が当接するようになっている。これは、傘状突起部83を常に外筒90内壁面と略垂直に接するようにするためであり、こうすることで傘状突起部83と外筒90との接続面の隙間を極力小さくすることができ、塵埃の挟まりの恐れの低減が可能となる。接続面が壁面のみで接するようにすると、接続面をマイナス公差にする必要があるため、隙間が大きくなる可能性があり、塵埃が挟まる原因となる。
また、図11に示すように、スロープ93に設けた段差94は後方にも必要で、傘状突起部83の後方は、外筒90の内径よりもも3mm程度内側にし、略平行にしている。これは、内筒80が内筒蓋99に設けたヒンジ92で回動するためであり、傘状突起部83の広がりを大きくする(特に後方部を大きくする)と回動できなくなる。
また、スロープ93に設けた段差94は、後方部において段差94より下側をすべて壁面にする必要はなく、傘状突起部83を当接する段差94を設けたリブ状の突起(図示せず)にするなど、外筒90内壁面を一段下げる形状にしても構わない。スロープ93に設けた段差94は、後方部が傘状突起部83内側の流路85内に含まれるので、外筒90内壁面を一段下げることで流路85を大きくすることができ、圧力損失及び騒音を低減することができる。
更に、運転停止後に塵埃分離部(サイクロン分離部)21内に塵埃が残留した場合、塵埃分離部(サイクロン分離部)21を取り外しても塵埃がこぼれないようにするため、ごみこぼれ防止リブ95を設けている。このごみこぼれ防止リブ95は流入口23の後方に設けており、前方は傘状突起部83で覆うことで塵埃が流入口23からこぼれることを防止している。ごみこぼれ防止リブ95は、傘状突起部83と少しラップしている程度で、外筒90の底面と流入口23の隔てる壁があれば良く、流入口23全体を囲う必要はない。
次に、図6に示した矢印を用いて電動送風機14による吸引時の空気の流れを説明する。電動送風機14で発生した吸引力により塵埃を含んだ空気は、吸口体7、延長管6、ホース2を通り、掃除機本体1の集塵装置10内に流入口23より流入する。流入口23により流入した塵埃を含む空気は、塵埃分離部(サイクロン分離部)21内に設けている内筒80の傘状突起部83内の流路85に沿い旋回成分を持ち、塵埃分離部(サイクロン分離部)21の内部を矢印100で示すように旋回する。この旋回による遠心分離作用で空気と塵埃を分離すると、外周側には塵埃を多く含んだ空気が旋回流路96を矢印105のように流れる。更に矢印105は、内筒80の傘状突起部83と外筒90底面に設けたスロープ93で形成する旋回流路96により流れが整流され、矢印106に示すように旋回する。このとき、遠心分離作用により、内周側の空気は塵埃が少ない状態になる。そして、遠心分離後の塵埃を多く含んだ空気は矢印101に示すように流れて、連通路形成部70を通り、開閉蓋24と捕塵容器30とで形成される塵挨捕集空間に流れる。つまり傘状突起部83の外形が内筒80の筒部81より大きいので筒部80に設けた貫通孔82に塵埃が付着するのを抑制できる。
次に、塵埃を多く含んだ空気は矢印101に示すように、開閉蓋24の作用によって捕塵容器30の容器開口部31が位置している方向に向きを変え、捕塵容器30の底面から堆積する。
更に、空気は矢印102に示すように捕塵容器30形状に沿って旋回し、捕塵容器30が一杯になったら、その後塵挨は開閉蓋24の出口71の対向面である空気流偏向部61側付近から徐々に堆積する。
塵挨捕集空間の空気は矢印103に示すように、捕塵容器30のメッシュ部材32から抜けて、捕塵フィルタ13へ至る。
一方、旋回流路96で遠心分離作用によって除塵された遠心分離後の塵埃が少ない空気は矢印104に示すように、内筒80の筒部81に設けた複数の貫通孔82から内筒80の内筒流路110を通って、捕塵容器収納部35に形成された、捕塵フィルタ13と捕塵容器30の間の空間であるフィルタ収容部20B内に流入し捕塵フィルタ13へ至る。
この矢印104で示す空気の流れは、捕塵容器30を通過しないので塵埃が大量に堆積して連通路形成部70を流れる空気の流れが徐々に遮られても、遠心分離で除塵された空気を吸引し続けることができるため、吸引力を持続させることができる。
以上述べたように本実施例によれば、内筒80下部に一部が開口した傘状突起部83を設け、開口部84を外筒90壁面に接するように、外筒接続面終点88と終点89を結ぶ辺が略平行に広げることで、略螺旋状の傘状突起部83を形成し、小型化した塵埃分離部(サイクロン分離部)21においても、十分な流路85を確保することができ、塵埃の分離性能が向上するという効果がある。
また、内筒80下部の傘状突起部83の広がりを外筒90の内径よりも小さくし、外筒90と内筒80との間に旋回流路96を確保することで、その流路96に外筒90底面を盛り上げたスロープ93を設けることができ、旋回流の乱れを軽減することで分離性能が向上するといった効果がある。
また、スロープ93に段差94を設け、段差94に傘状突起部83が当接させることで、傘状突起部83とスロープ93の隙間を小さくすることができ、傘状突起部83と外筒90内壁面との接続部への塵埃の挟まりを低減する効果がある。
また、スロープ93に段差94を設け、段差94に傘状突起部83が当接させることで、傘状突起部83とスロープ93の隙間を小さくすることができ、傘状突起部83と外筒90内壁面との接続部への塵埃の挟まりを低減する効果がある。
次に本発明の第2の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明するが、掃除機本体1および塵埃収容部10については実施例1と基本的に同様な構成であるので以下では内筒80形状について説明する。
図14に、第2の実施形態における内筒80を下方から見た外観を示す。本実施例は、流路85にリブを設け整流し、騒音及び圧力損失の低減を目的としており、図14のような整流リブ97を設けている。整流リブ97は、実際の空気の流れに沿った形状をしており、高さは約1mmとしている。整流リブ97の高さは、高すぎると塵埃が引っ掛かる等の問題も発生するため、本発明の内筒80の形状では1mm程度が妥当であるがこの限りではない。また、本実施例では、整流リブ97を4本設けているが、4本以上でも4本以下でも構わない。家庭の塵埃は、湿気や油分を含むものもあり、整流リブ97を増やしすぎると、リブとリブとの隙間に埃が付着しやすくなり、手入れ性が悪化する場合もあるため、本実施例では、傘状突起部83の大きさに合わせた妥当な本数として4本に設定している。外筒90の形状においても、実施例1と実質的に同様であり、内筒80のみを変更することで、騒音および圧力損失の低減が可能である。
以上述べたように本実施例によれば、内筒80の下部に一部が開口した傘状突起部83を設け、開口部84を外筒90の壁面に接するように略平行に広げることで、略螺旋状の傘状突起部83を形成し、小型化した塵埃分離部(サイクロン分離部)21においても、十分な流路85を確保することができ、塵埃の分離性能が向上するという効果がある。
また、内筒80下部の傘状突起部83の広がりを外筒90の内径よりも小さくし、外筒90と内筒80との間に旋回流路96を確保することで、その旋回流路96に外筒90の底面を盛り上げたスロープ93を設けることができ、旋回流の乱れを軽減することで分離性能が向上するといった効果がある。
また、スロープ93に段差94を設け、段差94に傘状突起部83が当接させることで、傘状突起部83とスロープ93の隙間を小さくすることができ、傘状突起部83と外筒90内壁面との接続部への塵埃の挟まりを低減する効果がある。
また、傘状突起部83で形成される流路85に整流リブ97を設けることで、発生する旋回流の乱れを低減し、騒音及び圧力損失を低減できる効果がある。
また、スロープ93に段差94を設け、段差94に傘状突起部83が当接させることで、傘状突起部83とスロープ93の隙間を小さくすることができ、傘状突起部83と外筒90内壁面との接続部への塵埃の挟まりを低減する効果がある。
また、傘状突起部83で形成される流路85に整流リブ97を設けることで、発生する旋回流の乱れを低減し、騒音及び圧力損失を低減できる効果がある。
次に本発明の第3の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明するが、掃除機本体1および塵埃収容部10については実施例1及び実施例2と基本的に同様な構成であるので以下では塵埃分離部(サイクロン分離部)21について説明する。
図15に、第3の実施形態における塵埃分離部(サイクロン分離部)21の外観を示す。本実施例は、旋回流路96内の流れを整流し、筒部81に設けた貫通孔82への塵埃付着の防止を目的に、内筒蓋99の旋回流路96側に整流羽根120を設けたものである。本実施例では、高さH(最高部)を約5mm、長さLを約25mm、厚さ約2mmの山形状の整流羽根120であり、内筒80の傘状突起部83の開口部84よりも手前(後方)に設けており、筒部81と外筒90内壁面の略中央に外筒90内壁面との距離(間隔)を保つ半径で形成している。高さHは、筒部81の高さに依るのでこの限りではないが、高すぎると塵埃旋回の邪魔になり、低すぎると整流効果が少なくなる。また、山形状にしているのは、塵埃の引っ掛かりを防止するためである。整流羽根120を内筒80の傘状突起部83の開口部84よりも手前にしているのは、貫通孔82への流れの影響である。空気の流れは、傘状突起部83の開口部83から流出し、傘状突起部83及びスロープ93で形成される螺旋状の旋回流路96を通り、開口部83を基点に360度旋回するので、開口部83の手前付近の上側(傘状突起部83と内筒蓋99の間)の流速が低下する傾向にある。このため、筒部81の内側へ向う流れを有する貫通孔82の流速に引っ張られ、貫通孔82に塵埃が付着する場合がある。
この整流羽根120により、筒部81へ向う流れを矢印107のように外側へ旋回させることができ貫通孔82への塵埃付着を低減することができる。
以上述べたように本実施例によれば、内筒80下部に一部が開口した傘状突起部83を設け、開口部84を外筒90壁面に接するように略平行に広げることで、略螺旋状の傘状突起部83を形成し、小型化した塵埃分離部(サイクロン分離部)21においても、十分な流路85を確保することができ、塵埃の分離性能が向上するという効果がある。
図15に、第3の実施形態における塵埃分離部(サイクロン分離部)21の外観を示す。本実施例は、旋回流路96内の流れを整流し、筒部81に設けた貫通孔82への塵埃付着の防止を目的に、内筒蓋99の旋回流路96側に整流羽根120を設けたものである。本実施例では、高さH(最高部)を約5mm、長さLを約25mm、厚さ約2mmの山形状の整流羽根120であり、内筒80の傘状突起部83の開口部84よりも手前(後方)に設けており、筒部81と外筒90内壁面の略中央に外筒90内壁面との距離(間隔)を保つ半径で形成している。高さHは、筒部81の高さに依るのでこの限りではないが、高すぎると塵埃旋回の邪魔になり、低すぎると整流効果が少なくなる。また、山形状にしているのは、塵埃の引っ掛かりを防止するためである。整流羽根120を内筒80の傘状突起部83の開口部84よりも手前にしているのは、貫通孔82への流れの影響である。空気の流れは、傘状突起部83の開口部83から流出し、傘状突起部83及びスロープ93で形成される螺旋状の旋回流路96を通り、開口部83を基点に360度旋回するので、開口部83の手前付近の上側(傘状突起部83と内筒蓋99の間)の流速が低下する傾向にある。このため、筒部81の内側へ向う流れを有する貫通孔82の流速に引っ張られ、貫通孔82に塵埃が付着する場合がある。
この整流羽根120により、筒部81へ向う流れを矢印107のように外側へ旋回させることができ貫通孔82への塵埃付着を低減することができる。
以上述べたように本実施例によれば、内筒80下部に一部が開口した傘状突起部83を設け、開口部84を外筒90壁面に接するように略平行に広げることで、略螺旋状の傘状突起部83を形成し、小型化した塵埃分離部(サイクロン分離部)21においても、十分な流路85を確保することができ、塵埃の分離性能が向上するという効果がある。
また、内筒80下部の傘状突起部83の広がりを外筒90の内径よりも小さくし、外筒90と内筒80との間に旋回流路96を確保することで、その流路96に外筒90底面を盛り上げたスロープ93を設けることができ、旋回流の乱れを軽減することで分離性能が向上するといった効果がある。
また、スロープ93に段差94を設け、段差94に傘状突起部83が当接させることで、傘状突起部83とスロープ93の隙間を小さくすることができ、傘状突起部83と外筒90内壁面との接続部への塵埃の挟まりを低減する効果がある。
また、内筒80の傘状突起部83の開口部84よりも手前(後方)に筒部81と外筒90内壁面の略中央に整流羽根120を設けることで、筒部81へ向う流れを矢印107のように外側へ旋回させることができ貫通孔82への塵埃付着を低減することができる。
また、スロープ93に段差94を設け、段差94に傘状突起部83が当接させることで、傘状突起部83とスロープ93の隙間を小さくすることができ、傘状突起部83と外筒90内壁面との接続部への塵埃の挟まりを低減する効果がある。
また、内筒80の傘状突起部83の開口部84よりも手前(後方)に筒部81と外筒90内壁面の略中央に整流羽根120を設けることで、筒部81へ向う流れを矢印107のように外側へ旋回させることができ貫通孔82への塵埃付着を低減することができる。
1…掃除機本体、2…吸引ホース、3…手元ハンドル、4…操作部、5、26…ボタン、6…延長管、7…吸口体、10…集塵装置、12…ホース取り付け口、13…捕塵フィルタ、14…電動送風機、20…集塵室の側面部、20A…開口部、21…塵埃分離部(サイクロン分離部)、22…集塵室、23…流入口、24…開閉蓋、25…ハンドル部、27…爪、28…クランプ、30…捕塵容器、31…容器開口部、32…メッシュ部材、40…覗き窓部、41、42、92…ヒンジ、45、46…軸、50…逆止弁、60…円弧状面、70…連通路形成部、70a…分離部側連通路、70b…集塵室側連通路、71…出口、80…内筒、81…筒部、82…貫通孔、83…傘状突起部、84…開口部、85…流路、86…始点、87…外筒接続面始点、88…外筒接続面終点、89…終点、90…外筒、93…スロープ、94…段差、95…ごみこぼれ防止リブ、96…旋回流路、97…ごみこぼれ防止リブ、99…内筒蓋、110…内筒流路、120…整流羽根
Claims (6)
- 電動送風機を備えた掃除機本体と、前記掃除機本体に対して着脱自在な集塵装置を備えた電気掃除機において、
前記集塵装置は少なくとも塵埃分離部と内部に塵埃を収容する集塵室とを備え、
前記塵埃分離部は略筒状の外郭と、該外郭内に塵埃を分離するための内筒を設け、
該外郭の底面には塵埃の流入口を備え、
前記内筒は、上部が貫通孔を有する筒部、下部が傘状突起部で形成し、
前記傘状突起部は、前記流入口を覆うように配置し、該傘状突起部の一部に開口部を有していることを特徴とする電気掃除機。 - 請求項1に記載の電気掃除機において、
前記開口部を形成する前記傘状突起部が前記略筒状の外郭の内壁面に接し、前記傘状突起部が略螺旋形状を形成することを特徴とする電気掃除機。 - 請求項1または2に記載の電気掃除機において、
前記内筒の筒部に比べ、前記傘状突起の最外形を大きくしたことを特徴とする電気掃除機。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電気掃除機において、
前記略筒状の外郭と前記傘状突起部との間に、該外郭の底面を盛り上げたスロープを形成し、前記スロープを前記開口部に掛からない位置に形成したことを特徴とする電気掃除機。 - 請求項4に記載の電気掃除機において、
前記スロープに段差を設け、該段差と前記傘状突起部が当接することを特徴とする電気掃除機。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電気掃除機において、集塵室内部に捕塵容器を収納したことを特徴とする電気掃除機
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012148130A JP2014008305A (ja) | 2012-07-02 | 2012-07-02 | 電気掃除機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012148130A JP2014008305A (ja) | 2012-07-02 | 2012-07-02 | 電気掃除機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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JP2012148130A Pending JP2014008305A (ja) | 2012-07-02 | 2012-07-02 | 電気掃除機 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2014008305A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016187502A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | 三菱電機株式会社 | 電気掃除機 |
KR20220166650A (ko) * | 2021-06-10 | 2022-12-19 | 이세창 | 습식 집진기 |
JP7481218B2 (ja) | 2020-09-29 | 2024-05-10 | 日立グローバルライフソリューションズ株式会社 | 電気掃除機 |
-
2012
- 2012-07-02 JP JP2012148130A patent/JP2014008305A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR102520646B1 (ko) * | 2021-06-10 | 2023-04-11 | 이세창 | 습식 집진기 |
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