JP2017113444A - 塵埃分離集塵装置および電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりもさらに高密度に塵埃を圧縮することができる塵埃分離集塵装置および電気掃除機を提案する。
【解決手段】塵埃分離集塵装置７は、有底円筒状の集塵容器４２と、集塵容器４２内に同心状に配置され、集塵容器４２に流れ込む空気を旋回させて空気に含まれる塵埃を遠心分離する環状の第一遠心分離室４１を集塵容器４２の側壁の内周面との間に区画する円筒状の内筒部４３と、集塵容器４２内に同心状に配置され、かつ内筒部４３よりも集塵容器４２の底壁の近くに配置され、集塵容器４２の底壁へ向けて開放される有底円筒状の塵埃捕捉カップ４５と、を備え、集塵容器４２は、側壁と底壁との間に角丸部５４を有している。
【選択図】 図２

Description

本発明に係る実施形態は、塵埃分離集塵装置および電気掃除機に関する。

容器本体の内周面および底面との間に隙間を隔てる側壁と、開口を有する底壁とを有するカップ部材を備える塵埃分離集塵装置が知られている。

特開２０１２−３４９５１号公報

従来の塵埃分離集塵装置は、容器本体の底部とカップ部材との間に区画される集塵室と、隔壁とカップ部材との間に区画される分離部とを流体的に接続させ、集塵室から分離部へ戻る空気の流れにより集塵室に蓄積した塵埃をカップ部材の底壁または第二フィルタ部に押し固めることでより多くの塵埃を蓄積している。

本発明は、従来よりもさらに高密度に塵埃を圧縮することができる塵埃分離集塵装置および電気掃除機を提案する。

前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る塵埃分離集塵装置は、有底円筒状の集塵容器と、前記集塵容器内に同心状に配置され、前記集塵容器に流れ込む空気を旋回させて前記空気に含まれる塵埃を遠心分離する環状の遠心分離室を前記集塵容器の側壁の内周面との間に区画する円筒状のフィルタ部と、前記集塵容器内に同心状に配置され、かつ前記フィルタ部よりも前記集塵容器の底壁の近くに配置され、前記集塵容器の底壁へ向けて開放される有底円筒状のカップと、を備え、前記集塵容器は、前記側壁と前記底壁との間に角丸部を有している。

また、本発明の実施形態に係る電気掃除機は、掃除機本体と、前記掃除機本体に着脱自在に設けられる前記塵埃分離集塵装置と、前記掃除機本体に収容され、前記塵埃分離集塵装置に流体的に接続される電動送風機と、を備えている。

本発明の実施形態に係る電気掃除機の斜視図。 本発明の実施形態に係る塵埃分離集塵装置の断面図。 本発明の実施形態に係る塵埃分離集塵装置の第二遠心分離部の断面図。 本発明の実施形態に係る塵埃分離集塵装置の他の例の断面図。

本発明に係る塵埃分離集塵装置、および電気掃除機の実施形態について、図１から図４を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の斜視図である。

図１に示すように、本実施形態に係る電気掃除機１は、いわゆるキャニスタ型の電気掃除機である。電気掃除機１は、被掃除面上を走行可能な掃除機本体２と、掃除機本体２に着脱自在な管部３と、を備えている。掃除機本体２と管部３とは、流体的に接続されている。

掃除機本体２は、本体ケース５と、本体ケース５の左右それぞれの側部に設けられる一対の車輪６と、本体ケース５の前半部に配置される着脱自在な塵埃分離集塵装置７と、本体ケース５の後半部分に収容される電動送風機８と、主に電動送風機８を制御する本体制御部９と、電動送風機８へ電力を導く電源コード１１と、を備えている。

掃除機本体２は、電源コード１１を通じて供給される電力で電動送風機８を駆動させて、電動送風機８の駆動によって発生する負圧を管部３に作用させる。電気掃除機１は、管部３を通じて被掃除面から塵埃を含んだ空気（以下、「含塵空気」と呼ぶ。）を吸い込み、含塵空気から塵埃を分離し、分離後の塵埃を捕集し、蓄積するとともに塵埃が除去された清浄な空気を排気する。

本体ケース５の正面部分には、本体接続口１２が設けられている。本体接続口１２は、掃除機本体２の流体的な入口である。本体接続口１２は、管部３と塵埃分離集塵装置７とを流体的に接続している。

車輪６は、大径の走行輪であり、掃除機本体２を支えている。

塵埃分離集塵装置７は、掃除機本体２に流れ込む含塵空気から塵埃を分離し、捕集し、蓄積する一方で、塵埃が除去された清浄な空気を電動送風機８へ送る。

また、塵埃分離集塵装置７は、全体として略円筒形状の外観を有している。塵埃分離集塵装置７は、掃除機本体２に対して底部を前方側へ、頂部を後方側へ片寄せて、若干後傾する姿勢で掃除機本体２に寄り掛かかるようにして装着されている。塵埃分離集塵装置７は、掃除機本体２に着脱自在に固定されている。

電動送風機８は、塵埃分離集塵装置７から空気を吸い込んで負圧（吸込負圧）を発生させる。

本体制御部９は、マイクロプロセッサ（図示省略）、およびマイクロプロセッサが実行する各種演算プログラム、パラメータなどを記憶する記憶装置（図示省略）を備えている。記憶装置には、予め設定される複数の運転モードが記憶されている。予め設定される複数の運転モードは、管部３へ入力される使用者の操作に対応している。それぞれの運転モードには相互に異なる入力値（電動送風機８の入力値）が設定されている。本体制御部９は、管部３に入力される使用者の操作に応じて、その操作内容に対応する任意の運転モードを予め設定される複数の運転モードから択一的に選択して記憶部から読み出し、読み出した運転モードにしたがって電動送風機８の運転を制御する。

電源コード１１は、配線用差込接続器（図示省略、所謂コンセント）から掃除機本体２へ電力を供給する。電源コード１１の自由端部には、差込プラグ１４が設けられている。

管部３は、掃除機本体２から作用する負圧によって、被掃除面から含塵空気を吸い込み掃除機本体２へ案内する。管部３は、掃除機本体２に着脱自在に接続される継手としての接続管１９と、接続管１９に流体的に接続される集塵ホース２１と、集塵ホース２１に流体的に接続される手元操作管２２と、手元操作管２２から突出する把持部２３と、把持部２３に設けられる操作部２４と、手元操作管２２に着脱自在に接続される延長管２５と、延長管２５に着脱自在に接続される吸込口体２６と、を備えている。

接続管１９は、本体接続口１２へ着脱自在な継手であり、本体接続口１２を通じて塵埃分離集塵装置７に流体的に接続されている。

集塵ホース２１は、長尺で可撓な略円筒形状のホースである。集塵ホース２１の一方の端部（ここでは、後方の端部）は、接続管１９に流体的に接続されている。集塵ホース２１は、接続管１９を通じて塵埃分離集塵装置７に流体的に接続されている。

手元操作管２２は、集塵ホース２１と延長管２５とを中継している。手元操作管２２の一方の端部（ここでは、後方の端部）は、集塵ホース２１の他方の端部（ここでは、前方の端部）に流体的に接続されている。手元操作管２２は、集塵ホース２１および接続管１９を順次に通じて塵埃分離集塵装置７に流体的に接続されている。

把持部２３は、電気掃除機１を操作するために使用者が手で把持する部分である。把持部２３は、使用者の手で容易に把持できる適宜の形状で手元操作管２２から突出している。

操作部２４は、それぞれの運転モードに対応付けられるスイッチを備えている。具体的には、操作部２４は、電動送風機８の運転停止操作に対応付けられる停止スイッチ２４ａと、電動送風機８の運転開始操作に対応付けられる起動スイッチ２４ｂと、を備えている。停止スイッチ２４ａおよび起動スイッチ２４ｂは、本体制御部９に電気的に接続されている。電気掃除機１の使用者は、操作部２４を操作して電動送風機８の運転モードを択一的に選択できる。起動スイッチ２４ｂは、電動送風機８の運転中に、運転モードの選択スイッチとしても機能している。この場合、本体制御部９は、起動スイッチ２４ｂから操作信号を受け取る度に運転モードを強→中→弱→強→………の順に切り換える。なお、操作部２４は、起動スイッチ２４ｂに代えて、弱運転スイッチ（図示省略）、中運転スイッチ（図示省略）および強運転スイッチ（図示省略）を個別に備えていても良い。

複数の筒状体を重ね合わせたテレスコピック構造の延長管２５は、伸縮自在な細長略円筒状の管である。延長管２５の一方の端部（ここでは、後方の端部）には、手元操作管２２の他方の端部（ここでは、前方の端部）に着脱自在な継手構造が設けられている。延長管２５は、手元操作管２２、集塵ホース２１および接続管１９を通じて塵埃分離集塵装置７に流体的に接続されている。

吸込口体２６は、木床やカーペットなどの被掃除面上を走行自在あるいは滑走自在であり、走行状態または滑走状態において被掃除面に対向する底面に吸込口２８を有している。また、吸込口体２６は、吸込口２８に配置されている回転自在な回転清掃体２９と、回転清掃体２９を駆動させる電動機３１と、を備えている。吸込口体２６の一方の端部（ここでは、後方の端部）には、延長管２５の他方の端部（ここでは、前方の端部）に着脱自在な継手構造が設けられている。吸込口体２６は、延長管２５、手元操作管２２、集塵ホース２１および接続管１９を通じて塵埃分離集塵装置７に流体的に接続されている。つまり、吸込口体２６、延長管２５、手元操作管２２、集塵ホース２１、接続管１９、および塵埃分離集塵装置７は、電動送風機８から吸込口２８へ通じる吸込風路である。

電気掃除機１は、起動スイッチ２４ｂに対する使用者の操作を受け付けると電動送風機８を始動させる。例えば、電気掃除機１は、電動送風機８が停止している状態で起動スイッチ２４ｂが操作されると、先ず電動送風機８を強運転モードで運転し、再び起動スイッチ２４ｂが操作されると電動送風機８を中運転モードで運転し、三度、起動スイッチ２４ｂが操作されると電動送風機８を弱運転モードで運転し、以下同様に繰り返す。強運転モード、中運転モードおよび弱運転モードは、予め設定される複数の運転モードであり、強運転モード、中運転モード、弱運転モードの順に電動送風機８に対する入力値が小さい。始動した電動送風機８は、塵埃分離集塵装置７から空気を排気してその内部を負圧（吸込負圧）にする。

塵埃分離集塵装置７の負圧は、本体接続口１２、接続管１９、集塵ホース２１、手元操作管２２、延長管２５、および吸込口体２６を順次に通じて吸込口２８に作用する。電気掃除機１は、吸込口２８に作用した負圧によって、被掃除面上の塵埃を空気とともに吸い込んで被掃除面を掃除する。塵埃分離集塵装置７は、電気掃除機１に吸い込まれた含塵空気から塵埃を分離し、蓄積する一方で、塵埃を分離した後の清浄な空気を電動送風機８へ送る。電動送風機８は塵埃分離集塵装置７から吸い込んだ空気を掃除機本体２外へ排気する。

次に、塵埃分離集塵装置７について詳細に説明する。

なお、図１に示す塵埃分離集塵装置７は、後傾する姿勢で掃除機本体２に取り付けられているが、以下、説明を簡単にするために塵埃分離集塵装置７を直立させて図示する。

図２は、本発明の実施形態に係る塵埃分離集塵装置の断面図である。

図３は、本発明の実施形態に係る塵埃分離集塵装置の第二遠心分離部の断面図である。

図２および図３に示すように、本実施形態に係る電気掃除機１の塵埃分離集塵装置７は、塵埃分離集塵装置７に導かれる含塵空気から粗い塵埃を分離する第一遠心分離部３５と、第一遠心分離部３５を通過する細かい塵埃を含む含塵空気から細かい塵埃を遠心分離する第二遠心分離部３６と、第二遠心分離部３６を着脱自在に覆う、透明または半透明な第二分離部上カバー３７と、を備えている。

また、塵埃分離集塵装置７は、第二遠心分離部３６を通過する空気を電動送風機８へ送る排気風路３８と、排気風路３８を覆う頂部カバー３９と、を備えている。

第一遠心分離部３５は、塵埃分離集塵装置７の一方側、具体的には下半側に配置されている。第二遠心分離部３６、第二分離部上カバー３７、排気風路３８および頂部カバー３９は、塵埃分離集塵装置７の他方側、具体的には上半側に配置されている。第一遠心分離部３５と第二遠心分離部３６とは、円筒形状の塵埃分離集塵装置７の高さ方向に隣接して並び、積み重なっている。

第一遠心分離部３５、第二分離部上カバー３７および頂部カバー３９は、協働して塵埃分離集塵装置７の外観を略円筒形状に整えている。

なお、粗い塵埃とは、もっぱら糸くずや綿埃などの繊維状の塵埃や砂粒のような質量の大きい塵埃であり、細かい塵埃とは、粒子状または粉末状で質量の小さい塵埃である。

第一遠心分離部３５は、遠心分離方式（サイクロン式）で含塵空気から塵埃を分離する。第一遠心分離部３５は、第一遠心分離室４１の外殻としてのカップ状の集塵容器４２と、集塵容器４２内に配置される円筒形状の内筒部４３と、集塵容器４２内に配置されて内筒部４３に連接される塵埃捕捉カップ４５と、を備えている。

カップ状（有底円筒状）の集塵容器４２は、塵埃分離集塵装置７の下半部の外殻であって、第一遠心分離室４１および集塵室４７の外殻を兼ねている。集塵容器４２の側壁には、吸気口４８が設けられている。集塵容器４２は、開放端部に配置されている大径部５１と、大径部５１に連接して小径に窄まる傾斜部５２と、傾斜部５２に連接して略一様な径寸法で底壁に達する小径部５３と、を備えている。

また、集塵容器４２は、側壁と底壁との間に角丸部５４を有している。

大径部５１と小径部５３との連接部分、つまり傾斜部５２は、集塵容器４２の内側に大径部５１から小径部５３へ向かって窄まる傾斜面５５を有している。

小径部５３は、集塵容器４２の底壁に連接している。

角丸部５４は、集塵容器４２の側壁と底壁とを繋ぎ、全周に渡っている。角丸部５４は、半径寸法が一定の場合のみならず、半径寸法が変化する曲面、例えば楕円曲面を含む。集塵容器４２の底壁と角丸部５４との連接部分を底部接点５４ａと呼び、集塵容器４２の側壁と角丸部５４との連接部分を側部接点５４ｂと呼ぶ。断面視において、それぞれの接点５４ａ、５４ｂでは、略直線状の側壁および底壁が角丸部５４の接線方向へ繋がっている。

なお、集塵容器４２の側壁は一様な直径の円筒でなくても良い。例えば、集塵容器４２の側壁は、円錐台の側面のような形状であっても良く、角丸部５４よりも十分に大きい曲率半径を有する丸みを有していても良い。また、集塵容器４２の底壁は、平板形状でなくても良い。例えば、集塵容器４２の底壁は、角丸部５４よりも十分に大きい曲率半径を有する丸みを有していても良い。

内筒部４３は、集塵容器４２内に納められ、同心状に配置されている。内筒部４３と集塵容器４２とを隔てる環状の空間は、集塵容器４２の吸気口４８から第一遠心分離部３５に流れ込む含塵空気を旋回させて粗い塵埃を遠心分離する第一遠心分離室４１である。換言すると、内筒部４３は、集塵容器４２に流れ込む空気を旋回させて空気に含まれる塵埃を遠心分離する環状の第一遠心分離室４１を集塵容器４２の側壁の内周面との間に区画している。

内筒部４３は、第二遠心分離部３６に固定されて、集塵容器４２内部に突出して集塵容器４２の底壁へ向かって延びている。内筒部４３は、第一遠心分離室４１と第二遠心分離部３６とを流体的に接続して中継している。内筒部４３は、互いに離間されて円筒形状に配置される複数の骨５６を有する枠体５７と、枠体５７の周囲を円筒形状に囲む第一メッシュフィルタ５８と、を備えている。枠体５７の骨５６の間の第一開口５９は、第一遠心分離室４１から第二遠心分離部３６へ空気を流出させる。内筒部４３の側面、詳しくは、第一メッシュフィルタ５８は、吸気口４８を臨んでいる。

第一メッシュフィルタ５８は電動送風機８の始動直後や停止過渡など、第一遠心分離室４１内の旋回流が十分に発達していない期間において、また旋回流が発達した後も当然に、第一遠心分離部３５から第二遠心分離部３６側へ粗い塵埃が流れ込むことを防いでいる。

なお、内筒部４３は、粗い塵埃が下流側へ流れ込むことを阻止できる程度において、必ずしも第一メッシュフィルタ５８を必要としない。例えば、内筒部４３の枠体５７が、粗い塵埃の通過を阻止できる程度に目の細かい格子状であったり、粗い塵埃の通過を阻止できる程度に小さい孔を有していたりする場合には、必ずしも第一メッシュフィルタ５８を必要としない。

塵埃捕捉カップ４５も内筒部４３同様に、集塵容器４２内に納められ、同心状に配置され、かつ内筒部４３よりも集塵容器４２の底壁の近くに配置されている。塵埃捕捉カップ４５は、内筒部４３のうち集塵容器４２の底壁に近い端部、つまり突出端部、または下端部に設けられている。有底円筒状の塵埃捕捉カップ４５は、内筒部４３に連接する底壁と、集塵容器４２の底壁に向かって延びる側壁と、を有している。つまり、塵埃捕捉カップ４５は、集塵容器４２の底壁に向かって開放されている。塵埃捕捉カップ４５の側壁は、隙間を隔てて集塵容器４２の内周面に対向している。塵埃捕捉カップ４５は、内筒部４３よりも大径であり、内筒部４３に連接する底壁に第二開口６１ａおよび第三開口６１ｂを有している。

塵埃捕捉カップ４５と集塵容器４２とを隔てる空間は、第一遠心分離部３５で分離された塵埃を蓄積する集塵室４７である。集塵室４７内の空気の一部は、第二開口６１ａを通じて第一遠心分離室４１へ戻る。集塵室４７内の空気の残部は、第三開口６１ｂを通じて内筒部４３に流れ込み、第一メッシュフィルタ５８を通過して内筒部４３に流れ混む空気と合流する。

第二開口６１ａには、第二メッシュフィルタ６２ａが設けられている。第二メッシュフィルタ６２ａは、集塵室４７に流れ込んだ粗い（糸くずや綿埃などの繊維状の）塵埃が第一遠心分離室４１へ戻らない程度に目の粗いもので良い。

第三開口６１ｂには、第三メッシュフィルタ６２ｂが設けられている。

集塵容器４２の角丸部５４は、集塵容器４２の中心線Ｃ方向視において塵埃捕捉カップ４５の直径ｄ内に配置され、底壁に繋がる底部接点５４ａを有している。換言すると、角丸部５４が半径Ｒの円弧の場合、角丸部５４の円弧の中心Ｒｃは、集塵容器４２の底壁に対する塵埃捕捉カップ４５の投影内に納まっている。なお、「塵埃捕捉カップ４５の直径ｄ内」とは、塵埃捕捉カップ４５の直径ｄを含んでいる。

底部接点５４ａが塵埃捕捉カップ４５の直径ｄ内に配置されていることによって、集塵容器４２の側壁の内面に沿って流れ、集塵容器４２の側壁と塵埃捕捉カップ４５との間を通過して集塵室４７に到達する旋回流は、集塵容器４２の底壁に対する塵埃捕捉カップ４５の投影領域内へ円滑に案内され、塵埃を底壁の中央部に集める。

ところで、従来の塵埃分離集塵装置のように側壁と底壁との連接部に角Ｒがなかったり、角Ｒがあっても半径が小さく塵埃捕捉カップ４５の直径ｄ内に接点が到達していなかったりする場合には、側壁と底壁との連接部に旋回流が到達しない、あるいは旋回流が到達しにくい吹き溜まりのような部分を生じ、塵埃の圧縮率が高まらなかった。

一方、本実施形態に係る集塵容器４２は、集塵容器４２の中心線Ｃ方向視において塵埃捕捉カップ４５の直径ｄ内に配置される底部接点５４ａを有する角丸部５４が集塵容器４２の底壁に対する塵埃捕捉カップ４５の投影領域内へ旋回流を円滑に案内することによって、塵埃の圧縮率を高めることができる。

また、角丸部５４は、集塵容器４２の中心線Ｃ直交方向視において塵埃捕捉カップ４５と集塵容器４２の底壁との間に挟まれる領域Ａに配置され、側壁に繋がる側部接点５４ｂを有している。

側部接点５４ｂが領域Ａを外れ、塵埃捕捉カップ４５の側方に達すると、集塵容器４２の側壁と塵埃捕捉カップ４５との間を通過して集塵室４７に到達する旋回流が乱される虞がある。そこで、旋回流の乱れの程度にもよるが、側部接点５４ｂを領域Ａに配置することが好ましい。ただし、旋回流の乱れが、塵埃を集塵室４７へ流入させることに支障のない範囲では、側部接点５４ｂが塵埃捕捉カップ４５の側方に達することを許容できる。

なお、角丸部５４は、旋回流を集塵容器４２の底壁に対する塵埃捕捉カップ４５の投影領域内へ旋回流を円滑に案内可能な内壁面を有していれば良いので、集塵容器４２の意匠面、または外観面に相当する外壁面が内壁面と同様の形状でなくても良い。例えば、集塵容器４２の底部の外観は、従来の集塵容器と同様であっても良い。

塵埃分離集塵装置７から集塵容器４２を取り外すと、内筒部４３および塵埃捕捉カップ４５は、第二遠心分離部３６に随伴して集塵容器４２から抜け出る。

第二遠心分離部３６は、第一遠心分離部３５を通過する含塵空気から細かい塵埃を分離する。第二遠心分離部３６は、第一遠心分離室４１を通過した空気を導く中継風路６３と、中継風路６３から流れ込む空気から細かい塵埃を分離する第二遠心分離室６５と、細かい塵埃が分解された後に第二遠心分離室６５から流出する空気を電動送風機８へ導く排気風路３８と、を備えている。

第二遠心分離部３６は、集塵容器４２に着脱自在に連結されて集塵容器４２の開放端４２ａを塞いでいる。また、第二遠心分離部３６は、内筒部４３および塵埃捕捉カップ４５を集塵容器４２の中心線Ｃ上に支持している。

第二遠心分離部３６の外殻に相当する第二分離部上カバー３７は円筒形状である。第二分離部上カバー３７の内側には、複数の第二遠心分離室６５が環状に並べられている。また、環状に並ぶ複数の第二遠心分離室６５の内側には、環状の中継風路６３が配置されている。さらに、環状の中継風路６３の内側であって集塵容器４２の中心線Ｃの延長線上、あるいは円筒形状の第二遠心分離部３６の中心部には、排気風路３８が配置されている。換言すると、第二遠心分離部３６は、第二分離部上カバー３７側から順に、環状に配置される第二遠心分離室６５、環状の中継風路６３および排気風路３８が配置される３重構造体である。

中継風路６３は、内筒部４３から流入する空気（含塵空気）を集塵容器４２から遠ざける方向へ導き、第二遠心分離室６５へ案内する。

第二遠心分離室６５は複数あり、円筒形状の第二分離部上カバー３７の内周に沿って、あるいは中継風路６３を囲んで略環状に並んでいる。それぞれの第二遠心分離室６５は、旋回流を生じさせる円筒形状壁６６と、螺旋流を生じさせる円錐台形状壁６７と、を備えている。

円筒形状壁６６および円錐台形状壁６７は、実質的に同一線上に並ぶ中心線を有している。この中心線、つまり第二遠心分離室６５の中心線は、円筒形状の塵埃分離集塵装置７の中心線Ｃに対して平行に配置されている。なお、第二遠心分離室６５の中心線は、第一遠心分離部３５側で集まり、第二遠心分離部３６で拡がる円錐面を描くように、放射状に傾いていても良い。また、複数の第二遠心分離室６５全体で見ると、円筒形状壁６６および円錐台形状壁６７の中心線は、塵埃分離集塵装置７の中心線Ｃの周囲に円形に配置されている。

また、円錐台形状壁６７は、大径な上底と、上底よりも小径な下底とを有している。円錐台形状壁６７の上底は第一遠心分離部３５から遠い側に配置され、下底は第一遠心分離部３５に近い側に配置されている。円筒形状壁６６は、実質的に円錐台形状壁６７の上底と同じ直径を有しており、円錐台形状壁６７の上底に連接している。

円筒形状壁６６は、円錐台形状壁６７よりも第一遠心分離部３５から遠い側に配置されている。円筒形状壁６６の側壁には、含塵空気の導入口６８が設けられている。導入口６８は、円筒形状壁６６の側面であって、塵埃分離集塵装置７の中心側に配置され、中継風路６３に接続されている。

また、円筒形状壁６６は、第一遠心分離部３５から最も遠い部位に底板を有している。円錐台形状壁６７の底板には、円筒形状壁６６内を中心線に沿って延びる管状の内筒６９が設けられている。内筒６９の内側は、第二遠心分離室６５で含塵空気から分離された清浄な空気を排気する排気口７１である。排気口７１は、排気風路３８に接続されている。内筒６９の外側は、導入口６８を臨んでいる。内筒６９と円筒形状壁６６とを隔てる環状の空間は、導入口６８から流れ込む含塵空気の流れを旋回させる。

さらに、円筒形状壁６６は、第一遠心分離部３５に最も近い部位が開放されていて、円錐台形状壁６７の上底の開口に繋がれている。

円錐台形状壁６７は、第一遠心分離部３５へ近づくほど縮径されている。円錐台形状壁６７の上底は、円筒形状壁６６内に繋がる開口を有し、円筒形状壁６６と内筒６９との間に発生した旋回流を導き入れて、円錐台形状壁６７内に螺旋流を生じさせる。円錐台形状壁６７の下底は、集塵容器４２内に繋がる廃棄口７２を有している。

第二遠心分離室６５は、導入口６８から含塵空気を導入する。導入口６８から第二遠心分離室６５へ流れ込む含塵空気は、円筒形状壁６６の内面に沿って旋回し、さらに円錐台形状壁６７の内面に沿って廃棄口７２へ向かう渦巻き螺旋流を生じて、空気から細かい塵埃を分離する。分離された細かい塵埃は、廃棄口７２から集塵容器４２側へ排出される。塵埃が分離された清浄な空気は、第二遠心分離室６５の中心線、つまり円筒形状壁６６および円錐台形状壁６７の中心線上を流動して内筒６９内を通って排気口７１から排気風路３８へ流出する。

第二遠心分離室６５の廃棄口７２の先には、塵埃捕捉傘７５が設けられている。塵埃捕捉傘７５は、第一遠心分離部３５と第二遠心分離部３６とを区画する隔壁を兼ねて内筒部４３の根元に設けられている。塵埃捕捉傘７５の外径は、第二遠心分離部３６よりも小さく、かつ内筒部４３よりも大きい。塵埃捕捉傘７５は、第二遠心分離室６５の廃棄口７２から排出される細かい塵埃を集塵容器４２へ導く一方の面７５ａと、集塵容器４２内へ向かって広がり傾斜する他方の面７５ｂと、を有する。

また、塵埃捕捉傘７５は、集塵容器４２の傾斜部５２に突き当って集塵容器４２を塞いでいる。集塵容器４２の大径部５１、傾斜部５２および塵埃捕捉傘７５は、第二遠心分離室６５から排出される塵埃を蓄積する細塵集塵室７６を仕切っている。細塵集塵室７６は、大径部５１の内面、傾斜部５２の傾斜面、および塵埃捕捉傘７５の一方の面７５ａに挟まれて第二遠心分離室６５から遠ざかるほど、つまり、第二遠心分離室６５の廃棄口７２から遠ざかるほど狭くなる略楔形状の空間である。

塵埃捕捉傘７５の他方の面７５ｂは、内筒部４３および塵埃捕捉カップ４５よりも大径であり、かつ内筒部４３および塵埃捕捉カップ４５に向かって拡径されている。

排気風路３８は、第二遠心分離室６５に覆い被さるようにして排気口７１に接続される最外周部から縮径しつつ第二遠心分離部３６の中心部側へ向かい、集塵容器４２の中心線Ｃ上で中継風路６３の中心部に入り込む。そして、排気風路３８は、複数の第二遠心分離室６５に囲まれる部分から集塵容器４２の中心線Ｃの延長線（塵埃分離集塵装置７の中心線）に対して交差する方向へ折れ曲がり、第二遠心分離部３６の側壁に設けられる第二排気口７７へ至る。排気風路３８は、第一遠心分離部３５から最も遠い部分であり、頂部カバー３９に隣り合う部分に第一遠心分離部３５へ向かって窪む凹部７８を備えている。排気風路３８は、第二遠心分離室６５の排気口７１から流出する空気を塵埃分離集塵装置７の中心側へ向けて集約しつつ、凹部７８によって一旦、第一遠心分離部３５へ指向させ、その後に略直角に流れの向きを変えて第二排気口７７へ排気する。

次に、実施形態に係るクラッチの塵埃分離集塵装置７の他の例を説明する。なお、他の例で説明する塵埃分離集塵装置７Ａにおいて、塵埃分離集塵装置７と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図４は、本発明の実施形態に係る塵埃分離集塵装置の他の例の断面図である。

図４に示すように、本実施形態に係る電気掃除機１の塵埃分離集塵装置７Ａは、塵埃分離集塵装置７に集塵容器１２に代えて、第一遠心分離室４１の外殻としてのカップ状の集塵容器４２Ａを備えている。

カップ状（有底円筒状）の集塵容器４２Ａは、塵埃分離集塵装置７Ａの下半部の外殻であって、第一遠心分離室４１および集塵室４７の外殻を兼ねている。集塵容器４２Ａは、側壁と底壁との間に角丸部８１を有している。

角丸部８１は、同サイズの集塵容器４２、４２Ａにおいて、塵埃分離集塵装置７の角丸部５４に比べて曲率半径が大きく設定されている。

角丸部８１は、集塵容器４２の側壁と底壁とを繋ぎ、全周に渡っている。角丸部５４は、半径寸法が一定の場合のみならず、半径寸法が変化する曲面、例えば楕円曲面を含む。集塵容器４２の底壁と角丸部８１との連接部分を底部交点８１ａと呼び、集塵容器４２の側壁と角丸部８１との連接部分を側部接点８１ｂと呼ぶ。断面視において、それぞれの交点８１ａ、８１ｂでは、略直線状の側壁および底壁と角丸部８１との間には屈曲する交点が共有されている。

角丸部８１は、集塵容器４２の中心線Ｃ方向視において塵埃捕捉カップ４５の直径ｄ内に配置され、底壁に繋がる底部交点８１ａを有している。

底部交点８１ａが塵埃捕捉カップ４５の直径ｄ内に配置されていることによって、集塵容器４２の側壁の内面に沿って流れ、集塵容器４２の側壁と塵埃捕捉カップ４５との間を通過して集塵室４７に到達する旋回流は、集塵容器４２の底壁に対する塵埃捕捉カップ４５の投影領域内へ円滑に案内され、塵埃を底壁の中央部に集める。

ところで、従来の塵埃分離集塵装置のように側壁と底壁との連接部に角Ｒがなかったり、角Ｒがあっても半径が小さく塵埃捕捉カップ４５の直径ｄ内に接点が到達していなかったりする場合には、側壁と底壁との連接部に旋回流が到達しない、あるいは旋回流が到達しにくい吹き溜まりのような部分を生じ、塵埃の圧縮率が高まらなかった。

一方、本実施形態に係る集塵容器４２Ａは、集塵容器４２Ａの中心線Ｃ方向視において塵埃捕捉カップ４５の直径ｄ内に配置される底部交点８１ａを有する角丸部８１が集塵容器４２Ａの底壁に対する塵埃捕捉カップ４５の投影領域内へ旋回流を円滑に案内することによって、塵埃の圧縮率を高めることができる。

また、角丸部８１は、集塵容器４２Ａの中心線Ｃ直交方向視において塵埃捕捉カップ４５と集塵容器４２Ａの底壁との間に挟まれる領域Ａに配置され、側壁に繋がる側部交点８１ｂを有している。

側部交点８１ｂが領域Ａを外れ、塵埃捕捉カップ４５の側方に達すると、集塵容器４２の側壁と塵埃捕捉カップ４５との間を通過して集塵室４７に到達する旋回流が乱される虞がある。そこで、旋回流の乱れの程度にもよるが、側部交点８１ｂを領域Ａに配置することが好ましい。ただし、旋回流の乱れが、塵埃を集塵室４７へ流入させることに支障のない範囲では、側部交点８１ｂが塵埃捕捉カップ４５の側方に達することを許容できる。

なお、角丸部８１は、旋回流を集塵容器４２Ａの底壁に対する塵埃捕捉カップ４５の投影領域内へ旋回流を円滑に案内可能な内壁面を有していれば良いので、集塵容器４２Ａの意匠面、または外観面に相当する外壁面が内壁面と同様の形状でなくても良い。例えば、集塵容器４２Ａの底部の外観は、従来の集塵容器と同様であっても良い。

本実施形態に係る塵埃分離集塵装置７、７Ａおよび電気掃除機１は、側壁と底壁との間に角丸部５４を有する集塵容器４２を備えることによって、集塵容器４２の側壁の内面に沿って流れ、集塵容器４２の側壁と塵埃捕捉カップ４５との間を通過して集塵室４７に到達する旋回流を、集塵容器４２の底壁の中央部に集中させ、集塵室４７における塵埃の圧縮率を高めることができる。

また、本実施形態に係る塵埃分離集塵装置７、７Ａおよび電気掃除機１は、集塵容器４２の中心線Ｃ方向視において塵埃捕捉カップ４５の直径ｄ内に配置され、底壁に繋がる底部接点５４ａまたは底部交点８１ａを有することによって、集塵容器４２の底壁に対する塵埃捕捉カップ４５の投影領域内へ集塵室４７内の旋回流を円滑に案内し、塵埃の圧縮率を高めることができる。

さらに、本実施形態に係る塵埃分離集塵装置７、７Ａおよび電気掃除機１は、塵埃捕捉カップ４５と集塵容器４２の底壁との間に挟まれる領域Ａに配置され、側壁に繋がる側部接点５４ｂまたは側部交点８１ｂを有することによって、集塵容器４２の側壁と塵埃捕捉カップ４５との間を通じ、集塵室４７内へ旋回流を円滑に流入させることができる。

したがって、本実施形態に係る塵埃分離集塵装置７、７Ａおよび電気掃除機１によれば、従来よりもさらに高密度に塵埃を圧縮することができる。

なお、本実施形態に係る電気掃除機１は、キャニスタ型のものに限らず、アップライト型、スティック型、あるいはハンディ型などのものであってもよい。また、自律型電気掃除機、所謂ロボットクリーナーが集めた塵埃を回収するダストステーションであっても良い。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…電気掃除機、２…掃除機本体、３…管部、５…本体ケース、６…車輪、７、７Ａ…塵埃分離集塵装置、８…電動送風機、９…本体制御部、１１…電源コード、１２…本体接続口、１４…差込プラグ、１９…接続管、２１…集塵ホース、２２…手元操作管、２３…把持部、２４…操作部、２４ａ…停止スイッチ、２４ｂ…起動スイッチ、２５…延長管、２６…吸込口体、２８…吸込口、２９…回転清掃体、３１…電動機、３５…第一遠心分離部、３６…第二遠心分離部、３７…第二分離部上カバー、３８…排気風路、３９…頂部カバー、４１…第一遠心分離室、４２…集塵容器、４２ａ…開放端、４３…内筒部、４５…塵埃捕捉カップ、４７…集塵室、４８…吸気口、５１…大径部、５２…傾斜部、５３…小径部、５４…角丸部、５４ａ…底部接点、５４ｂ…側部接点、５５…傾斜面、５６…骨、５７…枠体、５８…第一メッシュフィルタ、５９…第一開口、６１ａ…第二開口６１ａｂ…第三開口、６２ａ…第二メッシュフィルタ６２ａｂ…第三メッシュフィルタ、６３…中継風路、６５…第二遠心分離室、６６…円筒形状壁、６７…円錐台形状壁、６８…導入口、６９…内筒、７１…排気口、７２…廃棄口、７５…塵埃捕捉傘、７５ａ…一方の面、７５ｂ…他方の面、７６…細塵集塵室、７７…第二排気口、７８…凹部、８１…角丸部、８１ａ…底部交点、５４ｂ…側部交点。

Claims (4)

1. 有底円筒状の集塵容器と、
   前記集塵容器内に同心状に配置され、前記集塵容器に流れ込む空気を旋回させて前記空気に含まれる塵埃を遠心分離する環状の遠心分離室を前記集塵容器の側壁の内周面との間に区画する円筒状の内筒部と、
   前記集塵容器内に同心状に配置され、かつ前記フィルタ部よりも前記集塵容器の底壁の近くに配置され、前記集塵容器の底壁へ向けて開放される有底円筒状のカップと、を備え、
   前記集塵容器は、前記側壁と前記底壁との間に角丸部を有する塵埃分離集塵装置。
2. 前記角丸部は、前記集塵容器の中心線方向視において前記カップの直径内に配置され、前記底壁に繋がる底部接点または底部交点を有する請求項１に記載の塵埃分離集塵装置。
3. 前記角丸部は、前記集塵容器の中心線直交方向視において前記カップと前記集塵容器の前記底壁との間に挟まれる領域に配置され、前記側壁に繋がる側部接点または側部交点を有する請求項１または２に記載の塵埃分離集塵装置。
4. 掃除機本体と、
   前記掃除機本体に設けられる請求項１から３のいずれか１項に記載の塵埃分離集塵装置と、
   前記掃除機本体に収容され、前記塵埃分離集塵装置に流体的に接続される電動送風機と、を備える電気掃除機。

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