以下、添付の図面を参照して、本発明を実施するための形態について説明する。各図における同一の符号は、同一の部分または相当する部分を示す。また、本開示では、重複する説明については、適宜に簡略化または省略する。なお、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において、以下の各実施の形態によって開示される構成のあらゆる変形およびあらゆる組み合わせを含み得るものである。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1の電気掃除機1を示す斜視図である。図1は、キャニスタータイプの電気掃除機1を一例として示している。まず、図1を参照し、実施の形態1の電気掃除機1の構成の概略を説明する。
図1に示すように、電気掃除機1は、例えば、吸込具2と、吸引パイプ3と、接続パイプ4と、吸引ホース5と、本体ユニット6と、を備えている。また、本体ユニット6には、集塵ユニット10が着脱自在に設けられる。一例として、集塵ユニット10は、本体ユニット6の前部に配置される。
本開示では、ごみ、塵、埃、毛髪、繊維等のように、清掃対象となるものをまとめて、「塵埃」と総称する。また、本開示では、上記の「塵埃」を含む空気を、「含塵空気」と称する。集塵ユニット10は、含塵空気から塵埃を分離して、当該塵埃を捕集する集塵装置の一例である。集塵装置の一例である集塵ユニット10によって塵埃が分離された空気を、以下では、「清浄空気」とも称する。
吸込具2は、含塵空気を吸い込むためのものである。吸込具2の下面には、含塵空気を吸い込むための開口が形成される。吸込具2には、吸引パイプ3の一端が接続される。吸引パイプ3は、例えば、直線状に伸びる円筒形状の部材である。吸込具2の下面に形成された開口は、吸込具2の内部を介して、吸引パイプ3の内部に通じている。なお、吸込具2は、一例として、吸引パイプ3に対して着脱可能に形成される。
吸引パイプ3の他端は、接続パイプ4の一端に接続される。接続パイプ4は、例えば、折れ曲がった円筒状の部材である。吸引パイプ3の内部は、接続パイプ4の内部に通じている。この接続パイプ4の他端は、吸引ホース5の一端に接続されている。吸引ホース5は、例えば、可撓性を有する蛇腹状の筒状の部材である。吸引ホース5の断面形状は、例えば、矩形状である。接続パイプ4の内部は、吸引ホース5の内部に通じている。
吸引ホース5の他端は、本体ユニット6の前面部に形成された本体吸引口7に接続される。本体吸引口7は、含塵空気を本体ユニット6へ流入させるためのものである。吸引ホース5の内部は、本体吸引口7を介して本体ユニット6の内部へ通じる。
上記したように、吸込具2は、吸引パイプ3、接続パイプ4および吸引ホース5によって、本体ユニット6に接続される。吸込具2、吸引パイプ3、接続パイプ4および吸引ホース5の内部には、吸込具2の下面に形成された開口から本体吸引口7に通じる風路が形成されている。
上記したように、本体ユニット6には、集塵装置の一例である集塵ユニット10が設けられる。図2は、実施の形態1の集塵ユニット10を示す斜視図である。図2に示すように、集塵ユニット10の全体の概形は、円柱形状である。集塵ユニット10には、ユニット流入口11およびユニット流出口12が形成されている。
ユニット流入口11は、含塵空気を集塵ユニット10の内部へ流入させるための開口である。ユニット流出口12は、清浄空気を集塵ユニット10の内部から外部へ流出させるための開口である。集塵ユニット10の内部と外部とは、ユニット流入口11を介して通じている。また、集塵ユニット10の内部と外部とは、ユニット流出口12を介して通じている。
本体ユニット6へ取り付けられた集塵ユニット10のユニット流入口11は、本体吸引口7に通じている。また、本体ユニット6には、図示しない排気口が形成されている。本体ユニット6の内部と外部とは、この排気口を介して通じている。そして、本体ユニット6の内部には、集塵ユニット10のユニット流出口12から上記の排気口へ至る排気風路が形成されている。すなわち、排気風路は、集塵ユニット10から本体ユニット6の外部に至るように形成されている。
なお、接続パイプ4には、一例として、ハンドル8が設けられる。ハンドル8は、電気掃除機1の使用者によって把持される部材である。ハンドル8の前面には、操作スイッチ9が設けられている。使用者は、操作スイッチ9を操作することによって、電気掃除機1の運転を制御することができる。
また、本体ユニット6には、図示しない電動送風機が内蔵される。電動送風機は、電気掃除機1を構成する各部の内部に形成された風路に気流を発生させるための装置である。また、本体ユニット6には電動送風機に電力を供給するための電源コード、この電源コードが巻きつけられるコードリール部、電気掃除機1の動作を制御するための回路基板等が設けられている。電源コード、コードリール部および回路基板の図示は、本開示においては省略する。また、本体ユニット6の後部の両側の側面には、一例として、車輪6aが設けられる。
上記のように構成された電気掃除機1の基本的な動作について、簡単に説明する。本体ユニット6に内蔵された電動送風機は、使用者による操作スイッチ9に対する操作に応じて、予め設定された動作を行う。電動送風機が動作することにより、電気掃除機1に形成された風路に気流が発生する。これにより、吸込具2の下面に形成された開口から、塵埃が空気と共に吸い込まれる。すなわち、吸込具2に含塵空気が吸い込まれる。
吸込具2の下面に形成された開口から吸引された含塵空気は、吸込具2、吸引パイプ3、接続パイプ4および吸引ホース5を順に経由して、本体吸引口7から本体ユニット6へ吸引される。本体吸引口7から本体ユニット6へ吸引された含塵空気は、ユニット流入口11から集塵ユニット10の内部へ流入する。集塵ユニット10は、内部で含塵空気を旋回させ、遠心力によって塵埃を分離する。集塵ユニット10は、サイクロン分離機能を有する装置である。集塵ユニット10は、分離した塵埃を捕集する。集塵ユニット10は、捕集した塵埃を一時的に溜めておく。
本体ユニット6へ吸引された含塵空気は、集塵ユニット10を経由することで、清浄空気と塵埃とに分離される。上記したように、塵埃は、集塵ユニット10に捕集される。清浄空気は、ユニット流出口12から流出する。ユニット流出口12から流出した清浄空気は、本体ユニット6の内部に形成された排気風路へ流入する。排気風路へ流入した清浄空気は、本体ユニット6に形成された排気口から外部へ排出される。集塵装置の一例である集塵ユニット10を備える電気掃除機1は、上記のようにして、含塵空気から塵埃を分離し、塵埃が取り除かれた清浄空気を排出する。
次に、図面を更に参照して、集塵装置の一例である集塵ユニット10の構造および機能について、より詳細に説明する。図3は、実施の形態1の集塵ユニット10の上面図である。図4は、図3におけるA−A位置での集塵ユニットの断面図である。図5は、図4におけるB−B位置での集塵ユニットの断面図である。図6は、図4におけるC−C位置での集塵ユニットの断面図である。図7は、図4におけるD−D位置での集塵ユニットの断面図である。以下、図2から図7を参照して、実施の形態1の集塵ユニット10について説明する。集塵ユニット10に関する以下の説明においては、図4における紙面上の向きを基準にして、各方向を特定する。また、各図中における矢印は、集塵ユニット10内における気流の向きを表している。
本実施の形態の集塵ユニット10は、旋回室20、流入管13および排出管16を備えている。旋回室20は、側壁に沿って含塵空気を旋回させるものである。旋回室20は、含塵空気を旋回させることで、当該含塵空気から塵埃を分離する。流入管13は、含塵空気を旋回室20へ流入させるための部材である。排出管16は、旋回室20内の空気を当該旋回室20の外に流出させるための部材である。
旋回室20は、円筒部20aおよび円錐部20bによって形成される。円筒部20aおよび円錐部20bは、旋回室20の側壁となる部材である。円筒部20aは、中空の円筒形状である。円筒部20aは、中心軸が上下方向を向くように配置される。円錐部20bは、先端部が切り取られた中空の円錐形状である。円錐部20bは、中心軸が上下方向を向くように配置される。本実施の形態において、円筒部20aの中心軸と円錐部20bの中心軸とは、同一直線上に並ぶ。
円錐部20bの上端部は、円筒部20aの下端部に接続される。円錐部20bの経は、上端部から下方に向かうにしたがって小さくなる。円錐部20bの下端部には、下方を向く開口が形成される。
円筒部20aの内側の空間と円錐部20bの内側の空間とは、一続きの空間を形成する。本実施の形態では、この一続きの空間および当該空間を形成している部分を、旋回室20とする。旋回室20の上部は、円筒部20aによって形成される。旋回室20の下部は、円錐部20bによって形成される。旋回室20の中心軸は、上下方向を向く。本実施の形態において、旋回室20の側壁は、当該旋回室20の中心軸に直交する断面形状が円形状である。
流入管13の一端は、集塵ユニット10の外部を向く。流入管13のこの一端には、ユニット流入口11が形成される。また、流入管13の他端は、円筒部20aの上部に接続される。流入管13の他端は、含塵空気が旋回室20に当該旋回室20の接線方向から流入するように、円筒部20aに接続される。流入管13の軸は、例えば、円筒部20aの中心軸に対して直角をなす。流入管13の他端、すなわち、円筒部20aの上部には、流入口14が形成される。流入口14は、ユニット流入口11と流入管13の内部とを通過した含塵空気を旋回室20に取り込むための開口である。
排出管16は、集塵ユニット10の上部から当該集塵ユニット10の内部の旋回室20に突出するように設けられる。排出管16の上端側は、ユニット流出口12に通じている。一例として、排出管16は、平面視において旋回室20の中央に位置するように設けられる。
排出管16の上部は、中空の円筒形状である。排出管16の下部は、下方に向かうにしたがって径が小さくなる中空の円錐形状である。一例として、排出管16の中心軸と円筒部20aの中心軸とは、同一直線上に並ぶ。
排出管16には、排出口15が形成される。旋回室20の内部と排出管16の内部とは、この排出口15を介して通じている。排出口15は、旋回室20内の空気を当該旋回室20の外に流出させるための開口である。旋回室20とユニット流出口12とは、排出口15および排出管16の内部を介して連通している。排出口15は、一例として、多数の微細な孔によって形成される。
また、旋回室20の側壁には、一次開口21が形成される。一次開口21は、例えば、円筒部20aの下端部から円錐部20bの上端部にかけて形成される。旋回室20の周囲には、この一次開口21を介して当該旋回室20と通じる一次集塵室22が形成される。また、上記したように、円錐部20bの下端部には、下方を向く開口が形成される。円錐部20bの下端部に形成されたこの開口を、本実施の形態では、二次開口23とする。旋回室20の下方には、この二次開口23を介して当該旋回室20と通じる二次集塵室24が形成される。
一次集塵室22および二次集塵室24は、集塵室の一例である。集塵室とは、旋回室20で分離された塵埃の少なくとも一部を捕集する空間である。一次集塵室22には、ごみαが溜められる。二次集塵室24には、ごみβが溜められる。ごみαは、例えば、繊維ごみおよび毛髪といった比較的嵩の大きな塵埃である。ごみβは、例えば、砂ごみおよび細かい繊維ごみといった比較的嵩の小さな塵埃である。一次集塵室22は、第1の塵埃を捕集する第1集塵室の一例である。二次集塵室24は、第1の塵埃に比べて小さい第2の塵埃を捕集する第2集塵室の一例である。
本実施の形態において、一次開口21は、流入口14より低い位置に形成される。一次開口21は、流入口14の下流側に形成される。一次開口21は、二次開口23よりも高い位置に形成される。一次開口21は、二次開口23の上流側に形成される。また、一例として、排出管16の下端は、一次開口21の下端より下方に配置される。
また、本実施の形態の集塵ユニット10は、集塵容器40を備えている。集塵容器40は、上方が開口した有底の容器状の部材である。集塵容器40は、塵埃を捕集して溜めておくための部材である。集塵容器40は、内部に塵埃を溜めておくことが可能に構成される。集塵容器40は着脱自在に形成される。一次集塵室22および二次集塵室24は、この集塵容器40の内側に形成される。
集塵容器40は、底部41および外壁部42を備える。底部41の全体形状は、例えば、円形状である。外壁部42は、例えば、円筒形状である。外壁部42は、底部41の縁から直立するように設けられる。底部41および外壁部42により、上方が開口し且つ下方が閉じた筒状の集塵容器40が形成される。外壁部42の径は、円筒部20aの径より大きい。旋回室20を形成する円筒部20aと円錐部20bとは、集塵容器40の内側に位置する。
また、旋回室20を形成する円錐部20bの外周面には、隔壁部31が接続される。隔壁部31は、円筒状の部材である。一例として、隔壁部31の中心軸は、円錐部20bの中心軸と一致する。円錐部20bと隔壁部31とは、円錐部20bの下端が隔壁部31の内側の空間に上方から挿入されるように配置される。
隔壁部31は、集塵容器40の外壁部42の内側に配置される。集塵容器40の内側には、旋回室20とは別に、隔壁部31によって区切られた2つの空間が形成される。この2つの空間のうち、旋回室20および隔壁部31の外側に形成された空間が、一次集塵室22である。また、この2つの空間のうち、円錐部20bの下方であって隔壁部31の内側に形成された空間が、二次集塵室24である。
二次集塵室24は、隔壁部31の内側に形成された空間のうち、円錐部20bの内側に形成された空間を除く空間である。二次集塵室24は、円錐部20bの下方を覆うように形成される。二次集塵室24は、円錐部20bの下端部の周囲を取り囲むように形成される。本実施の形態において、隔壁部31は、二次集塵室24の側壁を形成している。隔壁部31の内面は、二次集塵室24に対向する。隔壁部31の内面は、二次集塵室24を囲う壁面を形成している。また、円錐部20bの外面の一部は、二次集塵室24に対向する。円錐部20bの外面の一部は、二次集塵室24を囲う壁面を形成している。
一次集塵室22は、集塵容器40の外壁部42の内側に形成された空間のうち、旋回室20および二次集塵室24を除く空間である。旋回室20の大部分の周囲は、一次集塵室22によって取り囲まれる。すなわち、一次集塵室22は、旋回室20の周囲に配置される。また、一次集塵室22は、二次集塵室24の周囲も取り囲んでいる。本実施の形態において、一次集塵室22は、円筒状に形成されている。
隔壁部31、円筒部20aおよび円錐部20bは、一次集塵室22の内壁を形成する。隔壁部31、円筒部20aおよび円錐部20bの外面は、一次集塵室22に対向する。隔壁部31、円筒部20aおよび円錐部20bの外面は、円筒状の一次集塵室22の内周面を形成している。隔壁部31、円筒部20aおよび円錐部20bの外面は、一次集塵室22を囲う壁面を形成している。また、外壁部42は、一次集塵室22の外壁を形成する。外壁部42の内面は、一次集塵室22に対向する。外壁部42の内面は、円筒状の一次集塵室22の外周面を形成している。外壁部42の内面は、一次集塵室22を囲う壁面を形成している。
また、集塵装置の一例である集塵ユニット10は、図4および図7に示すように、除塵体50を備える。除塵体50は、塵埃を除去する除去手段の一例である。除塵体50は、二次集塵室24を囲う壁面に接触するように設けられる。一例として、除塵体50は、隔壁部31の内面に接触するように設けられる。除去手段の一例である除塵体50は、第2集塵室の一例である二次集塵室24を囲う壁面を擦る。除塵体50は、二次集塵室24を囲う壁面を擦ることで、当該壁面に付着した塵埃を除去する。
図8は、実施の形態1の除塵体50を示す斜視図である。一例として、除塵体50には、図8に示すように、把持部51が設けられる。使用者は、この把持部51を操作することで、除塵体50を動かすことができる。把持部51は、図2および図4に示すように、集塵ユニット10の外部から操作可能な位置に設けられる。一例として、把持部51は、集塵容器40の底部41の下方に設けられる。把持部51は、除塵体50の端部に接続されている。なお、除塵体50は、手動ではなく、例えば、図示しない装置等によって電動で動くように構成されてもよい。
一例として、除塵体50は、図8に示すように、円環部50aと垂直部50bとによって構成される。円環部50aは、環状の部材である。垂直部50bは、棒状の部材である。円環部50aは、把持部51の上部に接続される。垂直部50bは、円環部50aの縁から上方に向けて直立するように、当該円環部50aに接続される。除塵体50は、一例として、複数の垂直部50bを有する。垂直部50bは、例えば、3本設けられる。3本の垂直部50bは、回転対称に設けられる。なお、垂直部50bの数量は1本だけであってもよい。垂直部50bは、隔壁部31の内面に接触するように設けられる。
円環部50aと垂直部50bとによって構成された除塵体50は、把持部51とともに回転するように設けられる。一例として、除塵体50および把持部51は、旋回室20および二次集塵室24の中心軸を回転軸として回転する。除塵体50が回転することで、当該除塵体50の垂直部50bは、二次集塵室24を囲う壁面を形成する隔壁部31の内面上を摺動する。垂直部50bは、隔壁部31の内面壁面を擦る。隔壁部31の内面を擦る垂直部50bの長さは、当該垂直部50bの上端が二次開口23よりも上方に位置するように設定される。一例として、垂直部50bは、隔壁部31の内面の上端から下端に亘って形成される。
垂直部50bのうち隔壁部31の内面と接触する部分は、当該内面上を途中で止まることなく摺動可能な材料で形成されるとよい。また、垂直部50bのうち隔壁部31の内面と接触する部分は、当該内面に付着した塵埃を十分に除去可能な材料で形成されるとよい。一例として、垂直部50bのうち隔壁部31の内面と接触する部分は、樹脂製のブラシ、起毛布、エラストマ―等の軟質材料によって形成される。垂直部50bは、隔壁部31の内面を摺動して、当該内面に付着した塵埃を掻き落とす。隔壁部31の内面に付着した塵埃は、垂直部50bが動くことで剥がれ落ちる。
なお、垂直部50bのうち隔壁部31の内面と接触する部分は、例えば、マイクロファイバー等の、塵埃を吸着可能な材料によって形成されてもよい。垂直部50bは、隔壁部31の内面を擦ることで、当該内面に付着した塵埃を吸着して除去してもよい。
また、垂直部50bは、例えば、隔壁部31を挟み込むように形成されてもよい。換言すると、垂直部50bは、隔壁部31の内面と外面とを擦るように形成されてもよい。本例であれば、垂直部50bは、二次集塵室24を囲う壁面に付着した塵埃と円筒状の一次集塵室22の内周面に付着した塵埃とを同時に除去することが可能である。本例であれば使用者は、1つの把持部51を回転させることで、隔壁部31の両面に付着した塵埃を同時に除去することができる。
また、除塵体50は、外壁部42の内面に接触する位置に設けられた、垂直部50bと同様の部材を備えていてもよい。除塵体50は、円筒状の一次集塵室22の外周面に付着した塵埃を除去可能に構成されていてもよい。集塵ユニット10は、二次集塵室24を囲う壁面に付着した塵埃を除去する除塵体50と、一次集塵室22を囲う壁面に付着した塵埃を除去する除塵体50とを別々に備えていてもよい。また、集塵ユニット10は、二次集塵室24を囲う壁面に付着した塵埃を除去する除塵体50と、円筒状の一次集塵室22の内周面に付着した塵埃を除去する除塵体50とを別々に備えていてもよい。除塵体50は、円筒部20aの外面および円錐部20bの外面に付着した塵埃を除去可能に構成されてもよい。
次に、上記のように構成された集塵ユニット10の機能について、より具体的に説明する。本体ユニット6に内蔵された電動送風機が動作を開始すると、上記したように、吸込具2に含塵空気が吸い込まれる。吸込具2に吸い込まれた含塵空気は、吸引パイプ3、接続パイプ4、吸引ホース5、本体吸引口7を通過して、ユニット流入口11から集塵ユニット10の内部へ流入する。
ユニット流入口11から流入した含塵空気は、円筒部20a、すなわち旋回室20の側壁に沿うようにして、旋回室20へ流入する。含塵空気は、旋回室20に、当該旋回室20の接線方向から流入する。
旋回室20に流入した含塵空気は、旋回室20を形成する側壁に沿って旋回する。本実施の形態において含塵空気は、円筒部20aの内面に沿って旋回する。含塵空気は、旋回室20内で旋回気流を形成する。旋回室20内の旋回気流は、中心軸近傍の強制渦領域と外側の自由渦領域とを形成しながら、下向きに流れていく。
旋回室20内の旋回気流に含まれる塵埃には、遠心力が作用する。例えば、比較的嵩の大きなごみαは、遠心力によって円筒部20aの内面に押し付けられながら旋回室20内を落下する。ごみαは、一次開口21の高さに達すると、旋回気流から離れて当該一次開口21を通過する。ごみαは、一次開口21を通過して一次集塵室22に送られる。
一次開口21から一次集塵室22に進入したごみαは、旋回室20内での気流の旋回方向と同じ方向に移動しながら、一次集塵室22内を落下する。ごみαは、一次集塵室22の最下部に達して、捕集される。また、ごみαの一部は、一次集塵室22を囲う壁面を形成する隔壁部31、円筒部20a、円錐部20bおよび外壁部42等に、静電気等によって付着する。
一次開口21から一次集塵室22に流入しなかった塵埃は、旋回室20内の気流に乗って旋回しながら下方に移動する。一次集塵室22に進入しなかった比較的嵩の小さなごみβは、二次開口23を通過する。二次開口23を通過したごみβは、二次集塵室24内に流入して捕集される。
ごみβは、例えば、旋回室20内を旋回しながら流れることで正に帯電する。一例として、ごみβは、正に帯電した状態で二次集塵室24に流入する。二次集塵室24に流入したごみβの一部は、当該二次集塵室24の側壁である隔壁部31の内面に、静電気等によって付着する。隔壁部31の内面とは、すなわち、二次集塵室24を囲う壁面である。ごみβのうち、特に微細な塵埃は、静電気によって壁面に付着しやすい。また、二次集塵室24に流入したごみβの一部は、円錐部20bの外面にも付着しうる。
旋回室20内の旋回気流は、旋回室20の最下部に達すると、進行方向を上向きに変える。進行方向を上向きに変えた旋回気流は、旋回室20の中心軸に沿って上昇する。この上昇気流を形成する空気からは、ごみαおよびごみβが除去されている。ごみαおよびごみβが除去された清浄空気は、排出口15から旋回室20の外へ排出される。排出口15を通過した清浄空気は、排出管16およびユニット流出口12を通過して、本体ユニット6の内部の排気風路へ送られる。排気風路へ流入した清浄空気は、本体ユニット6に形成された排気口から外部へ排出される。
上記のようにして、電動送風機が動作することにより、ごみαが一次集塵室22に溜まる。また、ごみβが二次集塵室24に溜まる。電動送風機が動作を終了した後、使用者は、集塵ユニット10を本体ユニット6から取り外し、さらに集塵容器40を取り外して、一次集塵室22および二次集塵室24に溜まった塵埃を廃棄する。図9は、実施の形態1の集塵ユニット10の分解斜視図である。使用者は、集塵ユニット10を図9に示す状態に分解することで、集塵容器40内の塵埃を廃棄することができる。
使用者は、集塵ユニット10を図9に示す状態に分解する前に、すなわち塵埃を廃棄する前に、把持部51を回転させる。これにより、除塵体50が回転する。除塵体50が回転すると、上記したように、垂直部50bが隔壁部31の内面上を摺動する。これにより、隔壁部31の内面に付着したごみβが剥がれ落ちる。隔壁部31の内面から剥がれ落ちたごみβは、二次集塵室24の底部に蓄積される。隔壁部31に付着したごみβは、除塵体50によってまとめて掻き落とされることで、凝集された塊となって二次集塵室24の底部に溜まる。凝集された塊となって二次集塵室24の底部に溜められたごみβは、飛散することがない。
上記したように、本実施の形態の集塵ユニット10は、第1集塵室の一例である一次集塵室22と、第2集塵室の一例である二次集塵室24と、この二次集塵室24を囲う壁面を擦ることで当該壁面に付着した塵埃を除去する除塵体50と、を備えている。使用者は、集塵ユニット10に捕集された塵埃を廃棄するために当該集塵ユニット10を分解する前に、二次集塵室24を囲う壁面に付着した微細な塵埃を除塵体50によって掻き落とすことができる。掻き落とされた微細な塵埃は、集塵容器40の内部へ溜められる。集塵容器40の内部へ溜められた微細な塵埃は、集塵容器40が取り外された状態において外部へ露出しない。このため、使用者が塵埃を廃棄する際に、集塵ユニット10が外部からの衝撃等を受けても、微細な塵埃が外部へ飛散することがない。本実施の形態であれば、使用者によって塵埃が廃棄される際に、集塵ユニット10に捕集された微細な塵埃が散らばることおよび舞い上がることが抑制される。
また、除塵体50は、使用者が塵埃を廃棄する前に、隔壁部31に付着したごみβを除去する。本実施の形態であれば、使用者が塵埃を廃棄する際に、隔壁部31に付着した塵埃が剥がれずに残ってしまうことが抑制される。
本実施の形態において、第1集塵室の一例である一次集塵室22は、旋回室20の周囲に配置されている。第2集塵室の一例である二次集塵室24は、旋回室20の下方に配置されている。一次集塵室22と旋回室20とは、旋回室20の側壁に形成された一次開口21を介して連通している。また、二次集塵室24と旋回室20とは、旋回室20の下部に形成された二次開口23を介して連通している。比較的嵩の大きな塵埃ごみαは、一次集塵室22に捕集される。比較的嵩の小さなごみβは、二次集塵室24に捕集される。上記の構成により、ごみαおよびごみβは、旋回室20内の旋回気流によってかき混ぜられることがない。これにより、例えば、塵埃に含まれる臭気を要因とした排気臭が抑制される。
また、本実施の形態において、除去手段の一例である除塵体50は、回転することで塵埃を除去する。除塵体50を回転式にすることで、除塵体50を小型化することができる。本実施の形態であれば、集塵室の全領域のうち除塵体50が存在する領域が小さくなる。このため、集塵ユニット10が捕集可能な塵埃の容量を十分に確保することができる。特に、除塵体50を細長い棒状の垂直部50bによって構成することで、集塵室の全領域のうち除塵体50が存在する領域がより小さくなる。なお、垂直部50bは、例えば、細長い板状に形成されてもよい。
また、本実施の形態においては、除塵体50は、複数の垂直部50bを備えている。このため、二次集塵室24を囲う壁面の全周を擦るために必要な除塵体50の回転角度が小さくなる。例えば、除塵体50が回転対称に配置された3本の垂直部50bを備えている場合、除塵体50は120度の回転で二次集塵室24を囲う壁面の全周を擦ることができる。本実施の形態であれば、使用者は、簡易な操作で、二次集塵室24を囲う壁面全周に付着した塵埃を除塵体50によって除去することができる。
また、電気掃除機1は、キャニスタータイプのものに限られない。電気掃除機1は、例えば、コードレスタイプのもの、スティックタイプのものまたは自立運転型のもの等であってもよい。また、集塵装置の一例である集塵ユニット10は、電気掃除機1以外の装置にも適用可能である。
実施の形態2.
次に、実施の形態2について説明する。図10および図11は、実施の形態2を説明するためのものである。図10は、実施の形態2の環状除塵体52を示す斜視図である。図11は、実施の形態2の集塵ユニット10aの斜視図である。実施の形態1と同一または相当する部分については、同じ符号を付し、説明を簡略化または省略する。本実施の形態の集塵ユニット10aは、実施の形態1の集塵ユニット10と同様、サイクロン分離機能を有する集塵装置の一例であり、例えば、電気掃除機1に備えられる。
本実施の形態の集塵ユニット10aの基本的な構成は、実施の形態1の集塵ユニット10と同様である。集塵ユニット10aには、ユニット流入口11およびユニット流出口12が形成されている。集塵ユニット10aは、旋回室20、一次集塵室22および二次集塵室24を備える。旋回室20と一次集塵室22とは、一次開口21を介して通じている。また、集塵ユニット10aは、集塵容器40を備える。
本実施の形態の集塵ユニット10aは、図10および図11に示す環状除塵体52を備えている。環状除塵体52は、環状の板状の部材である。換言すると、環状除塵体52は、中央が開口した円板状の部材である。この環状除塵体52は、一次集塵室22を囲う壁面に接触するように設けられる。環状除塵体52は、一次集塵室22の内壁と外壁とに接触するように設けられる。環状除塵体52の外側の縁部は、集塵容器40の外壁部42に接触する。また、環状除塵体52の内側の縁部は、隔壁部31と円筒部20aに接触する。環状除塵体52は、隔壁部31および円筒部20aの周囲に設けられる。
環状除塵体52の中央の開口部、すなわち内側の縁部には、螺旋状の溝である凹部53が形成される。また、環状除塵体52の外側の縁部には、直線状の溝である凹部54が形成される。
隔壁部31および円筒部20aの外面には、上記の凹部53に対向するように、螺旋状の凸部55が形成されている。凹部53および凸部55は、互いに噛み合う螺旋状の摺動部の一例である。なお、隔壁部31および円筒部20aに螺旋状の溝である凹部53が形成されて、環状除塵体52の内側の縁部に凸部55が形成されていてもよい。
また、集塵容器40の外壁部42の内面には、凹部54に対向するように、直線上の凸部56が形成されている。本実施の形態において、集塵容器40は、回転することによって着脱されるように形成される。集塵容器40の上部には、例えば、ネジ部43が形成される。
本実施の形態では、集塵容器40が回転すると、上記のように構成された環状除塵体52が、回転しながら上下の少なくとも一方に動く。環状除塵体52は、上下に動くことで、隔壁部31および円筒部20aの外面および外壁部42の内面を擦る。隔壁部31および円筒部20aの外面および外壁部42の内面は、前記第1集塵室を囲う壁面である。本実施の環状除塵体52は、前記第1集塵室を囲う壁面を擦る第2除去部の一例である。
環状除塵体52の内側の縁部は、隔壁部31および円筒部20aの外面上を途中で止まることなく摺動可能な材料で形成されるとよい。同様に、環状除塵体52の外側の縁部は、外壁部42の内面上を途中で止まることなく摺動可能な材料で形成されるとよい。また、環状除塵体52の内側の縁部および外側の縁部は、塵埃を十分に除去可能な材料で形成されるとよい。
また、本実施の形態において、集塵容器40の内側には、実施の形態1における垂直部50bと同様の部材である除塵部材が直接的または間接的に接続されている。この除塵部材は、図示を省略する。除塵部材は、集塵容器40と連動する。除塵部材は、集塵容器40と共に回転する。本実施の形態では、集塵容器40が回転すると、この除塵部材が二次集塵室24を囲う壁面を擦る。
なお、集塵ユニット10aは、上記の除塵部材ではなく、実施の形態1と同様の除塵体50を備えていてもよい。すなわち、集塵ユニット10aは、集塵容器40が取り外される動作に連動しない除塵体50を備えていてもよい。上記の除塵部材および除塵体50は、第1除去部の一例である。また、環状除塵体52は、第2除去部の一例である。
以下、本実施の形態の集塵ユニット10aの機能について説明する。実施の形態1と同様、使用者は、集塵ユニット10aから集塵容器40を取り外して、一次集塵室22および二次集塵室24に溜まった塵埃を廃棄する。上記したように、集塵容器40は、回転することで取り外される。
集塵容器40が取り外されると、当該動作に連動して環状除塵体52は上下の少なくとも一方に動く。一例として、環状除塵体52は、隔壁部31および円筒部20aに対して回転しながら下方に動く。環状除塵体52は、下方に動くことで、隔壁部31および円筒部20aの外面を擦る。これにより、隔壁部31および円筒部20aの外面に付着した塵埃が掻き落とされる。また、環状除塵体52は、下方に動くことで、外壁部42の内面を擦る。これにより、外壁部42の内面に付着した塵埃が掻き落とされる。また、集塵容器40が取り外されると、当該動作に連動して、除塵部材が二次集塵室24を囲う壁面を擦る。これにより、二次集塵室24を囲う壁面に付着した塵埃が掻き落とされる。
上記したように、本実施の形態であれば、使用者は、集塵室の壁面に付着した塵埃を除去するための動作と集塵容器40を取り外す動作とを別々に行う必要がなくなる。
なお、集塵容器40を取り外すために必要な当該集塵容器40の回転角度は、ネジ部43のピッチ数等によって決まる。一例として、ネジ部43は、集塵容器40が3周すると当該集塵容器40が着脱されるように形成される。また、凹部53および凸部55は、ネジ部43に合わせて形成される。一例として、凹部53および凸部55は、集塵容器40が3周すると、環状除塵体52が円筒部20aの上端から隔壁部31の下端まで動くように、形成される。凹部53は、一例として、環状除塵体52の内側の縁部を3周する螺旋状の溝として形成される。凸部55は、一例として、円筒部20aおよび隔壁部31の外面を3周する螺旋状の部位として形成される。
実施の形態3.
次に、実施の形態3について説明する。図12から図15は、実施の形態3を説明するためのものである。実施の形態1と同一または相当する部分については、同じ符号を付し、説明を簡略化または省略する。図12は、実施の形態3の集塵ユニット10bを示す斜視図である。図13は、実施の形態3の集塵ユニット10bの上面図である。本実施の形態の集塵ユニット10bは、実施の形態1の集塵ユニット10と同様、サイクロン分離機能を有する集塵装置の一例であり、例えば、電気掃除機1に備えられる。
図12および図13は、集塵ユニット10bの外観を示している。図12および図13に示すように、本実施の形態の集塵ユニット10bの外観は、図2および図3に示される実施の形態1の集塵ユニット10の外観と同様である。集塵ユニット10bには、ユニット流入口11およびユニット流出口12が形成される。また、集塵ユニット10bは、ユニット流入口11が形成された流入管13を備える。集塵ユニット10bは、集塵容器40を備える。
また、図14は、図13におけるE−E位置での集塵ユニット10bの断面図である。本実施の形態の集塵ユニット10bは、図14に示すように、除去手段の一例である除塵体57を備えている。図15は、実施の形態3の除塵体57を示す斜視図である。
まず、図14を参照して、集塵ユニット10bの全体構成について説明する。本実施の形態の集塵ユニット10bは、含塵空気を旋回させて塵埃を分離する機能と分離した塵埃を捕集する機能とを有する旋回集塵室22aを備える。旋回集塵室22aは、実施の形態1における一次集塵室22に対応するものである。旋回集塵室22aは、内部で含塵空気を旋回させて塵埃を分離し、分離した塵埃を捕集する。旋回集塵室22aには、比較的嵩の大きなごみαが溜められる。旋回集塵室22aは、第1集塵室の一例である。
旋回集塵室22aは、実施の形態1における一次集塵室22と同様、集塵容器40の内側に形成される。集塵容器40の外壁部42は、旋回集塵室22aの側壁を形成する。外壁部42は、円筒状の旋回集塵室22aの外壁を形成している。外壁部42の内面は、旋回集塵室22aに対向する。外壁部42の内面は、円筒状の旋回集塵室22aの外周面を形成している。外壁部42の内面は、旋回集塵室22aを囲う壁面を形成している。
流入管13は、ユニット流入口11から流入した含塵空気が旋回集塵室22aに当該旋回集塵室22aの接線方向から流入するように設けられる。流入管13の内部と旋回集塵室22aとは、図14に示すように、一次流入口14aを介して連通している。
また、本実施の形態の集塵ユニット10bは、含塵空気を旋回させて塵埃を分離する二次旋回室20cを備える。二次旋回室20cは、実施の形態1における旋回室20に対応するものである。二次旋回室20cは、集塵容器40の内側に形成される。
二次旋回室20cは、円筒部20dおよび円錐部20eによって形成される。円筒部20dおよび円錐部20eは、二次旋回室20cの側壁となる部材である。円筒部20dおよび円錐部20eは、それぞれ、実施の形態1における円筒部20aおよび円錐部20bと同様の部材である。円錐部20eの上端部は、円筒部20dの下端部に接続される。円錐部20eの経は、上端部から下方に向かうにしたがって小さくなる。二次旋回室20cの下部の外面は、円錐状になっている。
円錐部20eの下端部には、第1の開口の一例である二次開口23aが形成される。二次旋回室20cの下方には、二次開口23aを介して当該二次旋回室20cと通じる二次集塵室24aが形成される。二次開口23a本実施の形態の二次集塵室24aは、実施の形態1における二次集塵室24と同様、比較的嵩の小さなごみβを捕集する。二次集塵室24aは、第2集塵室の一例である。
二次旋回室20cおよび二次集塵室24aは、円筒状の旋回集塵室22aに内包されるように設けられる。また、一例として、集塵ユニット10bは、複数の二次旋回室20cおよび二次集塵室24aを備える。二次旋回室20cは、例えば、4つ設けられる。二次集塵室24aは、二次旋回室20cと同じ数量だけ設けられる。
二次旋回室20cの上部には、二次旋回室20c内の空気を当該二次旋回室20cの外に流出させるための二次排出管16aが設けられる。二次排出管16aの内部は、ユニット流出口12に連通している。二次排出管16aは、複数の二次旋回室20cのそれぞれの上部に設けられる。複数の二次排出管16aの内部は、ユニット流出口12に連通している。すなわち、二次旋回室20cとユニット流出口12とは、二次排出管16aを介して連通している。
二次旋回室20cの側壁には、含塵空気を二次旋回室20cへ導くための二次流入口14bが開口している。また、旋回集塵室22aと二次旋回室20cとは、排出口15aおよび二次流入口14bを介して連通している。排出口15aは、例えば、円筒状の旋回集塵室22aの外壁と内壁との中間部分に形成される。排出口15aは、例えば、多数の微細な孔によって形成される。排出口15aは、二次流入口14bの上流側に形成される。本実施の形態において、旋回集塵室22aに蓄積されることなく当該旋回集塵室22aを通過した塵埃は、排出口15aおよび二次流入口14bを介して二次旋回室20cへ流入する。
また、集塵容器40の内側には、円筒状の隔壁部31aが設けられる。隔壁部31aは、二次旋回室20cの下方に配置される。集塵容器40の内側には、二次旋回室20cとは別に、隔壁部31aによって区切られた2つの空間が形成される。この2つの空間のうち、二次旋回室20cおよび隔壁部31aの外側に形成された空間が、旋回集塵室22aである。また、この2つの空間のうち、二次旋回室20cの下方であって隔壁部31aの内側に形成された空間が、二次集塵室24aである。
隔壁部31aは、二次集塵室24aの側壁を形成している。隔壁部31aの内面は、二次集塵室24aに対向する。隔壁部31aの内面は、二次集塵室24aを囲う壁面を形成している。また、隔壁部31aは、円筒状の旋回集塵室22aの内壁を形成する。隔壁部31aの外面は、旋回集塵室22aに対向する。隔壁部31aの外面は、円筒状の旋回集塵室22aの内周面を形成している。隔壁部31aの外面は、旋回集塵室22aを囲う壁面を形成している。
上記したように、集塵ユニット10bは、除塵体57を備えている。除去手段の一例である除塵体57は、二次集塵室24aを囲う壁面に接触するように設けられる。除塵体57は、二次集塵室24aを囲う壁面を擦ることで、当該壁面に付着した塵埃を除去する。本実施の形態において、除塵体57は、隔壁部31aの内面に接触するように設けられる。除塵体57は、隔壁部31aの内面を擦ることで、当該内面に付着した塵埃を除去する。
除塵体57には、図14に示すように、把持部58が設けられる。使用者は、この把持部58を操作することで、除塵体57を動かすことができる。把持部58は、集塵ユニット10bの外部から操作可能な位置に設けられる。一例として、把持部58は、集塵容器40の底部41の下方に設けられる。把持部58は、除塵体57の下端に接続されている。なお、除塵体57は、手動ではなく、例えば、図示しない装置等によって電動で動くように構成されてもよい。
本実施の形態において、除塵体57および把持部58は、上下に移動可能に形成される。使用者によって把持部58が上方に動かされると、除塵体57も上方に動く。把持部58が下方に動かされると、除塵体57も下方に動く。除塵体57は、把持部58と共に動く。除塵体57は、上下の少なくとも一方に移動して隔壁部31aの内面を擦る。
図15を参照して、本実施の形態の除塵体57の構造および機能についてより詳細に説明する。図15に示すように、除塵体57は、一例として、除去部57aおよび連結棒57bを備える。除去部57aは、平板状の遮蔽部の一例である。除去部57aは、隔壁部31aの内面を擦る部位である。除去部57aは、二次集塵室24aに合わせた形状に形成される。本実施の形態において、除去部57aは、円板状に形成される。円板状の除去部57aは、外側の縁部が隔壁部31aの内面に接触するように設けられる。
連結棒57bは、除去部57aと把持部58とを繋ぐ棒状の部材である。図14および図15に示すように、除去部57aには、連結棒57bの一端が接続される。連結棒57bの他端には、把持部58が接続される。使用者が把持部58を上下に動かすと、連結棒57bおよび除去部57aも当該把持部58に連動して上下に動く。
除去部57aのうち隔壁部31aの内面と接触する部分は、当該内面上を途中で止まることなく摺動可能な材料で形成されるとよい。また、除去部57aのうち隔壁部31aの内面と接触する部分は、当該内面に付着した塵埃を十分に除去可能な材料で形成されるとよい。一例として、除去部57aのうち隔壁部31aの内面と接触する部分は、樹脂製のブラシ、起毛布、エラストマ―等の軟質材料によって形成される。なお、除去部57aのうち隔壁部31aの内面と接触する部分は、例えば、マイクロファイバー等の、塵埃を吸着可能な材料によって形成されてもよい。
また、除去部57aは、二次旋回室20cの下端部の形状に合わせて形成される。除去部57aには、二次開口23aと連通する開口である除去部開口57cが形成されている。除去部開口57cの数量は、二次開口23aの数量と同じである。一例として、除去部57aには、4つの除去部開口57cが形成されている。
集塵ユニット10bが塵埃を捕集する際、すなわち、使用者が集塵ユニット10bおよびこの集塵ユニット10bが備えられた電気掃除機1を使用する際において、除去部57aは、二次旋回室20cの下端に接している。使用者が集塵ユニット10bおよびこの集塵ユニット10bが備えられた電気掃除機1を使用する際における除去部57aの上下方向位置は、概ね二次開口23aの上下方向位置と同じである。
上記したように、二次旋回室20cの下部の外面は、円錐状になっている。図14に示すように、除去部開口57cが形成された除去部57aは、二次旋回室20cの下部の円錐状の外面を、二次集塵室24aから遮っている。本実施の形態の除去部57aは、遮蔽部の一例である。
上記のように構成された実施の形態3の集塵ユニット10bの機能について説明する。実施の形態1と同様、含塵空気は、ユニット流入口11から集塵ユニット10bの内部へ流入する。ユニット流入口11から流入した含塵空気は、一次流入口14aから、旋回集塵室22aへ流入する。
旋回集塵室22aに流入した含塵空気は、旋回集塵室22aを形成する側壁に沿って旋回して旋回気流を形成する。旋回気流に含まれる塵埃には、遠心力が作用する。例えば、比較的嵩の大きなごみαは、遠心力によって、旋回集塵室22aを囲う壁面に押し付けられながら当該旋回集塵室22a内を落下する。ごみαは、旋回集塵室22aの最下部に達して捕集される。また、ごみαの一部は、旋回集塵室22aを囲う壁面を形成する隔壁部31aおよび外壁部42等に、静電気等によって付着する。
旋回集塵室22aに捕集されなかった比較的嵩の小さなごみβを含む含塵空気は、排出口15aおよび二次流入口14bを通過して二次旋回室20cに流入する。二次旋回室20cに流入した含塵空気は、二次旋回室20cを形成する側壁に沿って旋回して旋回気流を形成する。ごみβは、二次旋回室20c内の気流に乗って旋回しながら下方に移動して二次開口23aを通過する。二次開口23aを通過したごみβは、二次集塵室24a内に流入して捕集される。
ごみβは、例えば、二次旋回室20c内を旋回しながら流れることで正に帯電する。一例として、ごみβは、正に帯電した状態で二次集塵室24aに流入する。二次集塵室24aに流入したごみβの一部は、当該二次集塵室24aの側壁である隔壁部31aの内面に、静電気等によって付着する。隔壁部31aの内面とは、すなわち、二次集塵室24aを囲う壁面である。ごみβのうち、特に微細な塵埃は、静電気によって壁面に付着しやすい。
二次旋回室20c内の旋回気流は、二次旋回室20cの最下部に達すると、進行方向を上向きに変える。進行方向を上向きに変えた旋回気流は、二次旋回室20cの中心軸に沿って上昇する。この上昇気流を形成する空気からは、ごみαおよびごみβが除去されている。ごみαおよびごみβが除去された清浄空気は、二次排出管16aに流入する。本実施の形態においては、複数の二次排出管16aのそれぞれに清浄空気が流入する。複数の二次排出管16aのそれぞれに流入した清浄空気は、合流した後にユニット流出口12から排出される。
上記のようにして、ごみαが旋回集塵室22aに溜まる。また、ごみβが二次集塵室24aに溜まる。使用者は、集塵容器40を取り外して、旋回集塵室22aおよび二次集塵室24aに溜まった塵埃を廃棄する。
使用者は、集塵容器40を取り外して塵埃を廃棄する前に、把持部58を上下に動かす。これにより、除塵体57が上下に動く。除塵体57が上下に動くと、上記したように、除去部57aが隔壁部31aの内面上を上下に摺動する。これにより、隔壁部31aの内面に付着したごみβが剥がれ落ちる。隔壁部31aの内面から剥がれ落ちたごみβは、二次集塵室24aの底部に蓄積される。ごみβは、除塵体57によってまとめて掻き落とされることで、凝集された塊となって二次集塵室24aの底部に溜まる。凝集された塊となって二次集塵室24aの底部に溜められたごみβは、飛散することがない。本実施の形態の集塵ユニット10bであれば、実施の形態1の集塵ユニット10と同様、使用者によって塵埃が廃棄される際に、微細な塵埃が飛散することを抑制することができる。
また、本実施の形態において、二次旋回室20cの円錐状の外面は、遮蔽部の一例である除去部57aによって、二次集塵室24aから遮られている。これにより、微細な塵埃が二次旋回室20cの円錐状の外面に付着することが防止される。二次旋回室20cの円錐状の外面は、除塵体57による塵埃の除去が難しい部位である。本実施の形態であれば、除塵体57による塵埃の除去が難しい部位への塵埃の付着が防止される。これにより、微細な塵埃の飛散がより効果的に抑制される。
なお、上記の各実施の形態では各部材の形状について言及したが、これらは文字通りの完全な形状を意味するものではない。例えば、円形状の部材は、完全な円形の部材でなくても良い。円筒形状の部材は、完全な円筒形の部材でなくても良い。例えば、円筒形状の部材の表面には、他の部材との接続等のための凹凸が含まれていても良い。また、各部材の表面の一部は、他の部材との接続等のために平坦に形成されていても良い。