JP2017131547A - 遠心分離装置および電気掃除装置 - Google Patents

Abstract

【課題】気流によって圧縮することでより多量の塵埃を蓄積することができ、かつ蓄積される塵埃を容易に廃棄できる遠心分離装置および電気掃除装置を提案する。
【解決手段】遠心分離装置７は、筒形状の側壁４１の内側に第一遠心分離室４２を区画し、少なくとも側壁４１に複数の排気孔４３を有し、第一遠心分離室４２で分離される塵埃を蓄積する内側容器４５と、内側容器４５を収容し、内側容器４５との間に複数の排気孔４３に繋がる風路４６を区画する外側容器４７と、内側容器４５の中心部に設けられ、風路４６に負圧を作用させる排気筒４８と、を備えている。
【選択図】 図２

Description

本発明に係る実施形態は、遠心分離装置および電気掃除装置に関する。

遠心分離室を区画するサイクロン外筒の底部にメッシュフィルター部を備える遠心分離装置が知られている。この従来の遠心分離装置は、メッシュフィルター部を通じて遠心分離室から空気を排気する際に、メッシュフィルター部を通過する気流で遠心分離した塵埃を圧縮する。

特開２０１０−２５２９９８号公報

従来の遠心分離装置は、メッシュフィルター部を通過する気流で遠心分離した塵埃を圧縮するため、当然、メッシュフィルター部の濾過面に塵埃を蓄積することになる。

したがって、従来の遠心分離装置は、塵埃を蓄積するほどメッシュフィルター部を通過する風量の低下を招き、塵埃の圧縮効果を弱めてしまう。

また、従来の遠心分離装置は、メッシュフィルター部の濾過面に塵埃を押さえ付けるようにして蓄積するため、蓄積した塵埃の塊をメッシュフィルター部の網の目に食い込ませてしまい、塵埃の廃棄の手間を増やしかねない。

そこで、本発明は、気流によって圧縮することでより多量の塵埃を蓄積することができ、かつ蓄積される塵埃を容易に廃棄できる遠心分離装置および電気掃除装置を提案することを目的とする。

前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る遠心分離装置は、筒形状の側壁の内側に遠心分離室を区画し、少なくとも前記側壁に複数の排気孔を有し、前記遠心分離室で分離される塵埃を蓄積する内側容器と、前記内側容器を収容し、前記内側容器との間に前記複数の排気孔に繋がる風路を区画する外側容器と、前記内側容器の中心部に設けられ、前記風路に負圧を作用させる排気筒と、を備えている。

また、本発明の実施形態に係る電気掃除装置は、前記遠心分離装置と、前記遠心分離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装置の斜視図。 本発明の実施形態に係る遠心分離装置の断面図。 本発明の実施形態に係る遠心分離装置の分解斜視図。 本発明の実施形態に係る電気掃除装置の他の例を示す斜視図。

本発明に係る遠心分離装置、および電気掃除装置の実施形態について、図１から図４を参照して説明する。なお、複数の図面中、同一または相当する構成には、同一の符号が付されている。

図１は、本発明の実施形態に係る電気掃除装置の斜視図である。

図１に示すように、本実施形態に係る電気掃除装置１は、いわゆるキャニスタ型の電気掃除機である。電気掃除装置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遠心分離装置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。電気掃除装置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と遠心分離装置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。

遠心分離装置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、遠心分離装置７は、全体として略円筒形状の外観を有している。遠心分離装置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。遠心分離装置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、遠心分離装置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を通じて遠心分離装置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を通じて遠心分離装置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を順次に通じて遠心分離装置７に流体的に接続されている。

把持部２３は、電気掃除装置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。電気掃除装置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を通じて遠心分離装置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を通じて遠心分離装置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、および遠心分離装置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。

電気掃除装置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、電気掃除装置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、遠心分離装置７から空気を排気してその内部を負圧（吸込負圧）にする。

遠心分離装置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。電気掃除装置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。遠心分離装置７は、電気掃除装置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は遠心分離装置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、遠心分離装置７について詳細に説明する。

なお、図１に示す遠心分離装置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遠心分離装置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遠心分離装置の断面図である。

図３は、本発明の実施形態に係る遠心分離装置の分解斜視図である。

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装置１の遠心分離装置７は、遠心分離装置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、を備えている。

また、遠心分離装置７は、第二遠心分離部３６と電動送風機８とを繋げる排気風路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、第二遠心分離部３６、および頂部カバー３９は、協働して遠心分離装置７の外観を略円筒形状に整えている。

第一遠心分離部３５は、遠心分離装置７の大部分を占めている。第一遠心分離部３５、排気風路３８、および頂部カバー３９は、遠心分離装置７の高さ方向に隣接して並び、積み重なっている。排気風路３８および頂部カバー３９は、遠心分離装置７の頂部に配置され、第一遠心分離部３５は、排気風路３８および頂部カバー３９に隣接して遠心分離装置７の底部に達している。第二遠心分離部３６は、第一遠心分離部３５の上半部の周囲を囲むように環状に配置され、上部において排気風路３８の外周部に連接し、下部において第一遠心分離部３５の外周部に連接している。

なお、第一遠心分離部３５で分離され、蓄積される粗い塵埃とは、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、第二遠心分離部３６で分離され、蓄積される細かい塵埃とは、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し、分離した塵埃を蓄積する。第一遠心分離部３５は、筒形状の側壁４１の内側に第一遠心分離室４２を区画し、少なくとも側壁４１に複数の排気孔４３を有し、第一遠心分離室４２で分離される塵埃を蓄積する内側容器４５と、内側容器４５を収容し、内側容器４５との間に複数の排気孔４３に繋がる風路４６を区画する外側容器４７と、内側容器４５の中心部に設けられ、風路４６に負圧を作用させる排気筒４８と、を備えている。

また、第一遠心分離部３５は、排気筒４８および第一遠心分離室４２に繋がるフィルター部５１を備えている。

内側容器４５は、上下方向に、大きく３つの部分に分割されている。上端部には、吸込管５２に通じ、最も小径な環状空間５３を区画する内側容器第一部５５が配置されている。中程には、環状空間５３に通じて下方へ拡径する内側容器第二部５６が配置されている。下端部には、内側容器第二部５６に繋がるカップ状の内側容器第三部５７が配置されている。

内側容器第一部５５は、吸込管５２から第一遠心分離室４２に導入される含塵空気を旋回させ、含塵空気から粗い塵埃を分離する。

内側容器第二部５６は、内側容器第一部５５で発生した旋回流を内側容器第三部５７へ導く。

内側容器第三部５７は、含塵空気から分離された粗い塵埃を蓄積する。複数の排気孔４３は、内側容器４５の側壁４１のうち、内側容器第三部５７に設けられている。複数の排気孔４３は、内側容器４５の底壁５８にも設けられていても良い。

また、内側容器第三部５７は、内側容器第二部５６の周囲を囲み、かつ外側容器４７の内側に嵌合する大径部５９を備えている。大径部５９は、内側容器第三部５７と外側容器４７とを隔てる風路４６の蓋の役割を担っている。

外側容器４７は、遠心分離装置７の下半部の外殻である。外側容器４７は、カップ形状を有し、内側容器４５の内側容器第二部５６、および内側容器第三部５７を収容している。外側容器４７の側面には、外側容器４７単体、または遠心分離装置７全体での取っ手６１が設けられている。

フィルター部５１は、筒形状を有し、内側容器第一部５５の中心部を貫くように上下方向に延びている。フィルター部５１は、内側容器第一部５５に納められて略同心に配置されている。内側容器第一部５５とフィルター部５１とを隔てる環状空間５３は、吸込管５２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。

フィルター部５１は、第二遠心分離部３６に固定されている。フィルター部５１は、第一遠心分離室４２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。フィルター部５１は、互いに離間されて円筒形状に配置される複数の骨６３を有する枠体６５と、枠体６５の周囲を円筒形状に囲むメッシュフィルター６６と、を備えている。メッシュフィルター６６は、第一遠心分離室４２から第二遠心分離部３６へ空気を流出させる。

メッシュフィルター６６は、吸込管５２を臨んでいる。メッシュフィルター６６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４２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、フィルター部５１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、必ずしもメッシュフィルター６６を必要としない。例えば、フィルター部５１の枠体６５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、必ずしもメッシュフィルター６６を必要としない。

フィルター部５１の下端部には、内側容器第二部５６内へ突出するスカート部６９が設けられている。スカート部６９は、フィルター部５１の外径に連接し、内側容器４５の底壁５８に向かって拡径されている。スカート部６９は、内側容器第二部５６、および内側容器第三部５７で生じる旋回流が内側容器第一部５５へ逆流することを阻止、あるいは阻害する。

複数の排気孔４３のそれぞれの開口径は、フィルター部５１の開口径、具体的にはメッシュフィルター６６の網の目よりも小さい。

排気筒４８は、内側容器４５の底壁５８とフィルター部５１の底壁７２との間に架設されている。排気筒４８は、内側容器４５の底壁５８、つまり内側容器第三部５７の底壁５８の中央部から突出して内側容器第三部５７、および内側容器第二部５６の中心部を貫いている。排気筒４８は、内側容器４５と外側容器４７とを隔てる風路４６とフィルター部５１の内側の空間とを繋いでいる。

排気筒４８は、内側容器第三部５７の底壁５８に一体化される上流筒部７１と、フィルター部５１の底壁７２に一体化される下流筒部７３と、を有している。上流筒部７１と下流筒部７３とは嵌め合わされている。

第二遠心分離部３６は、フィルター部５１およびスカート部６９を内側容器４５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カバー７５は、円筒形状である。第二分離部カバー７５は、第一遠心分離室４２に繋がる吸込管５２を一体に備えている。

第二分離部カバー７５の内側には、複数の第二遠心分離室７６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７６の内側には、中継風路７７が配置されている。さらに、中継風路７７の内側には、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、第二分離部カバー７５側から順に、環状に並ぶ複数の第二遠心分離室７６、中継風路７７、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７７は、フィルター部５１から流入する空気（含塵空気）を放射状に分岐させて複数の第二遠心分離室７６に案内する。

第二遠心分離室７６は複数あり、円筒形状の第二分離部カバー７５の内周に沿って、あるいは中継風路７７および第一遠心分離部３５の内側容器第一部５５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７６は、旋回流を生じさせる円筒形状壁７８と、螺旋流を生じさせる円錐台形状壁７９と、を備えている。

円筒形状壁７８および円錐台形状壁７９は、実質的に同一線上に並ぶ中心線を共有している。この中心線は、円筒形状の遠心分離装置７の中心線Ｃに対して平行に配置されている。また、複数の第二遠心分離室７６全体で見ると、円筒形状壁７８および円錐台形状壁７９の中心線は、遠心分離装置７の中心線Ｃの周囲を円形に囲んでいる。

また、円錐台形状壁７９は、内側容器第一部５５と同程度の高さを有し、大径な上底と、上底よりも小径な下底と、を有している。円筒形状壁７８は、実質的に円錐台形状壁７９の上底と同じ直径を有しており、円錐台形状壁７９の上底に連接している。円筒形状壁７８は、中継風路７７の周囲を囲んでいる。

円筒形状壁７８の側壁には、含塵空気の導入口８１が設けられている。導入口８１は、円筒形状壁７８の側面であって、遠心分離装置７の中心側に配置され、中継風路７７に接続されている。

また、円筒形状壁７８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７９の底板には、円筒形状壁７８内を中心線に沿って延びる管状の内筒８２が設けられている。内筒８２の内側は、第二遠心分離室７６で含塵空気から分離された清浄な空気を排気する第二排気風路８３である。第二排気風路８３は、排気風路３８に接続されている。内筒８２の外側は、導入口８１を臨んでいる。内筒８２と円筒形状壁７８とを隔てる環状の空間は、導入口８１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７８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７９の上底の開口に繋がれている。

円錐台形状壁７９は、円筒形状壁７８から遠ざかるほど縮径されている。円錐台形状壁７９の上底は、円筒形状壁７８内に繋がる開口を有し、円筒形状壁７８内で発生した旋回流を導き入れて、円錐台形状壁７９内に螺旋流を生じさせる。円錐台形状壁７９の下底は、外側容器４７内に繋がる廃棄口８５を有している。

導入口８１を通じて第二遠心分離室７６に流れ込む含塵空気は、円筒形状壁７８の内面に沿って旋回し、さらに円錐台形状壁７９の内面に沿って廃棄口８５へ向かう渦巻き螺旋流を生じ、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８５から外側容器４７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７６の中心線、つまり円筒形状壁７８および円錐台形状壁７９の中心線上を流動して第二排気風路８３から排気風路３８へ流出する。

第二遠心分離室７６の廃棄口８５の先には、細塵集塵室８６が設けられている。細塵集塵室８６は、外側容器４７と内側容器４５の内側容器第二部５６との間に配置されている。また、細塵集塵室８６は、内側容器４５の内側容器第二部５６と内側容器第三部５７に一体の大径部５９との間に区画されている。つまり、細塵集塵室８６は、内側容器第二部５６の外面、および大径部５９の内面によって区画され、外側容器４７内に収容されている。

排気風路３８は、第二遠心分離室７６に覆い被さるようにして第二排気風路８３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、複数の第二遠心分離室７６に囲まれる部分から遠心分離装置７の中心線Ｃ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排気口８７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８８を備えている。排気風路３８は、第二遠心分離室７６の排気口８７から流出する空気を遠心分離装置７の中心側へ向けて集約しつつ、凹部８８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排気口８７へ排気する。排気風路３８には、ＨＥＰＡフィルターやプリーツフィルタなどの濾過方式のフィルター９１が設けられている。

頂部カバー３９は、遠心分離装置７の頂部に相当する位置に取っ手９２を備えている。取っ手９２は、遠心分離装置７を掃除機本体２に着脱自在に連結する連結機構（図示省略）に連動している。取っ手９２を引き上げることで連結機構の連結を解除して遠心分離装置７を掃除機本体２から取り外すことができる。

ここで、遠心分離装置７の部品構成について説明する。

遠心分離装置７は、少なくとも外側容器４７、および内側容器４５の内側容器第三部５７をそれぞれ個別に、または一体で着脱できる。遠心分離装置７は、内側容器第二部５６から内側容器第三部５７を分離することで内側容器第三部５７内に蓄積する粗い塵埃と、内側容器第三部５７の大径部５９、つまり細塵集塵室８６に蓄積する細かい塵埃を一括して廃棄できる。

また、遠心分離装置７は、外側容器４７から内側容器第三部５７を分離することで、それぞれの部位を水洗い等で洗浄できる。

さらに、遠心分離装置７は、第二分離部カバー７５から頂部カバー３９を分離することで、フィルター９１、排気風路３８、第二遠心分離室７６、およびフィルター部５１を含む内部を水洗い等で洗浄できる。

このように構成される遠心分離装置７は、第一遠心分離部３５で含塵空気から粗い塵埃を分離し、蓄積する際、内側容器４５内に旋回流を生じさせる一方で、フィルター部５１のメッシュフィルター６６、および内側容器第三部５７の排気孔４３から空気を流出させる。側壁４１の排気孔４３から流出する空気は、排気筒４８を通じてフィルター部５１の内側に到達し、メッシュフィルター６６を通過する空気に合流する。フィルター部５１の内側に流れ込んだ空気は、中継風路７７を通じて第二遠心分離室７６に到達し、さらに螺旋流を生じる。

そして、遠心分離装置７は、第一遠心分離部３５で含塵空気から分離した粗い塵埃を内側容器４５の内側容器第三部５７に蓄積する。内側容器第三部５７では、排気孔４３から風路４６へ空気が流出するため、粗い塵埃は、内側容器第三部５７の内面に押さえ付けられるようにして圧縮される。このとき、本実施形態に係る遠心分離装置７は、排気孔４３、特に側壁４１の排気孔４３によって圧縮される塵埃を内側容器４５に生じる旋回流によって側壁４１の内面から次々に引き剥がす。つまり側壁４１の排気孔４３近傍では、粗い塵埃の圧縮と、圧縮された塵埃の引き剥がしとが継続的に行われることになる。このため、側壁４１の排気孔４３が閉塞される可能性が低減される。したがって、仮に底壁５８の排気孔４３が閉塞されても、側壁４１の排気孔４３における流通は確保される。しかも、仮に底壁５８の排気孔４３が閉塞された場合、圧縮されて大きな塊になった塵埃が旋回流に乗って移動し続けることで、底壁５８の排気孔４３を閉塞する塵埃を巻き込み、底壁５８の排気孔４３の流通を回復させることもできる。

次に、本実施形態に係る電気掃除装置の他の例を説明する。電気掃除装置１Ａにおいて電気掃除装置１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電気掃除装置の他の例を示す斜視図である。

図４に示すように、本実施形態に係る電気掃除装置１Ａは、自律型掃除ユニット１０２から塵埃を収集するステーションユニット１０３に遠心分離装置７を備えている。

電気掃除装置１Ａは、自律して被掃除面を移動して被掃除面の塵埃を捕集する自律型掃除ユニット１０２と、自律型掃除ユニット１０２の充電電極１０５を有するステーションユニット１０３と、を備えている。電気掃除装置１は、自律型掃除ユニット１０２を居室内の被掃除面の全域に渡って自律で移動させて塵埃を捕集し、この後、自律型掃除ユニット１０２をステーションユニット１０３へ帰巣させて自律型掃除ユニット１０２が捕集した塵埃をステーションユニット１０３へ移送して、収集する。

なお、自律型掃除ユニット１０２がステーションユニット１０３の充電電極１０５に電気的に接続される位置とは、ステーションユニット１０３へ帰巣する自律型掃除ユニット１０２の帰巣位置である。自律型掃除ユニット１０２は、充電が必要な場合や、居室の掃除を終えた場合には、この帰巣位置へ帰巣する。なお、自律型掃除ユニット１０２がステーションユニット１０３の充電電極１０５に電気的に接続される位置は、自律移動する自律型掃除ユニット１０２と任意の場所に設置可能なステーションユニット１０３との間の相対的な位置関係で決定される。

また、図４中の矢印Ａは自律型掃除ユニット１０２の前進方向、矢印Ｂは自律型掃除ユニット１０２の後退方向である。自律型掃除ユニット１０２の幅方向は、矢印Ａおよび矢印Ｂに直交する方向である。

自律型掃除ユニット１０２は、前進してステーションユニット１０３から離脱し、居室内を自律で走行する一方で、ステーションユニット１０３へ帰巣する際には後退してステーションユニット１０３に連結する。

自律型掃除ユニット１０２は、いわゆるロボットクリーナである。自律型掃除ユニット１０２は、中空円盤形状の第一本体ケース１１１と、第一本体ケース１１１の後部に着脱自在に設けられる第一集塵容器１１２と、第一本体ケース１１１内に収容されて第一集塵容器１１２に接続される第一電動送風機１１３と、被掃除面の自律型掃除ユニット１０２を移動させる移動部１１５と、移動部１１５を駆動させる駆動部１１６と、駆動部１１６を制御して被掃除面の第一本体ケース１１１を自律的に移動させるロボット制御部１１７と、電源としての二次電池１１８と、を備えている。

ステーションユニット１０３は、被掃除面の任意の箇所に設置される。ステーションユニット１０３は、充電電極１０５に電気的に接続される位置（帰巣位置）へ向かう自律型掃除ユニット１０２が乗り上がる台座１２１と、台座１２１に一体化される塵埃回収部１２２と、自律型掃除ユニット１０２が充電電極１０５に電気的に接続される位置関係（帰巣位置）において、自律型掃除ユニット１０２の第一集塵容器１１２に気密に連結される塵埃移送管１２５と、を備えている。

塵埃回収部１２２は、第二本体ケース１２６と、塵埃移送管１２５を通じて第一集塵容器１１２から廃棄される塵埃を蓄積する遠心分離装置７と、第二本体ケース１２６内に収容されて遠心分離装置７に接続される第二電動送風機１２７と、商用交流電源から第二電動送風機１２７および充電電極１０５へ電力を導く電源コード１１と、を備えている。

本実施形態に係る遠心分離装置７および電気掃除装置１、１Ａは、第一遠心分離部３５を二重構造、つまり内側容器４５および外側容器４７を組み合わせ、これらの間隙に相当する風路４６に繋がる排気孔４３を内側容器４５の側壁４１に設けることによって、内側容器４５内に蓄積される塵埃を圧縮し、より多量の塵埃の蓄積を可能にすると同時に、旋回流を利用して塵埃が排気孔４３に吸い付いてしまうことを抑制できる。このことは、より長期に亘って塵埃の圧縮効果を維持し、継続すると同時に、蓄積した塵埃を排気する際に、塵埃が内側容器４５の内面に塵埃が貼り付いてしまうことを防いで、塵埃の廃棄を容易にする。

また、本実施形態に係る遠心分離装置７および電気掃除装置１、１Ａは、第一遠心分離室４２に繋がるフィルター部５１よりも排気孔４３の開口径を小さくすることによって、旋回流の渦の中心にあたり、質量の大きい塵埃が近づき難く、通過し難いフィルター部５１に対し、旋回流の渦の外周縁にあたる側壁４１に設けられる排気孔４３を通じて内側容器４５から流出する塵埃の大きさを、フィルター部５１よりも小さく制限し、第一遠心分離部３５の下流側へ流出する塵埃の大きさ、および量を抑制できる。

さらに、本実施形態に係る遠心分離装置７および電気掃除装置１、１Ａは、第二遠心分離部３６を備えることで、第一遠心分離部３５の下流側へ流出する細かい塵埃を確実に捕集し、蓄積できる。

したがって、本実施形態に遠心分離装置７および電気掃除装置１、１Ａによれば、気流によって圧縮することでより多量の塵埃を蓄積することができ、かつ蓄積される塵埃を容易に廃棄できる。

なお、本実施形態に係る電気掃除装置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。

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、１Ａ…電気掃除装置、２…掃除機本体、３…管部、５…本体ケース、６…車輪、７…遠心分離装置、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、３８…排気風路、３９…頂部カバー、４１…側壁、４２…第一遠心分離室、４３…排気孔、４５…内側容器、４６…風路、４７…外側容器、４８…排気筒、５１…フィルター部、５２…吸込管、５３…環状空間、５５…内側容器第一部、５６…内側容器第二部、５７…内側容器第三部、５８…底壁、５９…大径部、６１…取っ手、６３…骨、６５…枠体、６６…メッシュフィルター、６９…スカート部、７１…上流筒部、７２…底壁、７３…下流筒部、７５…第二分離部カバー、７６…第二遠心分離室、７７…中継風路、７８…円筒形状壁、７９…円錐台形状壁、８１…導入口、８２…内筒、８３…第二排気風路、８５…廃棄口、８６…細塵集塵室、８７…排気口、８８…凹部、９１…フィルター、９２…取っ手、１０２…自律型掃除ユニット、１０３…ステーションユニット、１０５…充電電極、１１１…第一本体ケース、１１２…第一集塵容器、１１３…第一電動送風機、１１５…移動部、１１６…駆動部、１１７…ロボット制御部、１１８…二次電池、１２１…台座、１２２…塵埃回収部、１２５…塵埃移送管、１２６…第二本体ケース、１２７…第二電動送風機。

Claims (4)

1. 筒形状の側壁の内側に遠心分離室を区画し、少なくとも前記側壁に複数の排気孔を有し、前記遠心分離室で分離される塵埃を蓄積する内側容器と、
   前記内側容器を収容し、前記内側容器との間に前記複数の排気孔に繋がる風路を区画する外側容器と、
   前記内側容器の中心部に設けられ、前記風路に負圧を作用させる排気筒と、を備える遠心分離装置。
2. 前記排気筒および前記遠心分離室に繋がるフィルター部を備え、
   前記複数の排気孔のそれぞれの開口径は、前記フィルター部の開口径よりも小さい請求項１に記載の遠心分離装置。
3. 前記排気筒に流体的に接続され、前記遠心分離室を通過する細かい塵埃を遠心分離する第二遠心分離部を備える請求項１または２に記載の遠心分離装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の遠心分離装置と、
   前記遠心分離装置に流体的に接続される電動送風機と、を備える電気掃除装置。

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