JP2020116188A - 集塵装置、掃除機 - Google Patents
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Abstract
【課題】塵埃の分離効率の大幅な低下を抑制できる集塵装置、掃除機を提供する。【解決手段】集塵装置100は、第1吸気口及び第1排気口を有する吸気部と、複数の遠心分離ユニット2と、排気部3と、を備える。各々の遠心分離ユニットは、第1排気口と連通する第2吸気口と、第1遠心分離装置21と、第2遠心分離装置23と、第2排気口202と、を有する。第1遠心分離装置は、第1軸X1と、該第1軸と平行な第1軸方向に延びる円筒状の第1分離部211と、を有する。第2遠心分離装置は、第2軸X2と、該第2軸と平行な第2軸方向一方に向かうにつれて細くなる中空の円錐台状の第2分離部231と、を有する。排気部は、第2排気口202と連通する第3吸気口301と第3排気口302とを有する。第1排気口から各々の遠心分離ユニットの内部を経由して第3吸気口に空気が流れる通路はそれぞれ異なり、且つ、互いに並列に設けられる。【選択図】図3
Description
本発明は、集塵装置、掃除機に関する。
従来、いわゆるサイクロン、ボルティックスなどと呼ばれる遠心分離装置を用いて空気の流れから塵埃を分離する遠心分離ユニットを搭載する掃除機が知られている。たとえば、特表2002−532178号公報は、1つのサイクロン式分離装置を搭載する掃除機を開示している。該サイクロン式分離装置では、外側サイクロンと内側サイクロンは同心状に配置され、両者の共通軸は水平に配置されている。また、特表2014−504534号公報は、1つのサイクロン分離装置を搭載する自律真空掃除機を開示している。該サイクロン分離装置では、第1のサイクロンの長さ方向軸線が水平方向に配置され、複数の第2のサイクロンが第1のサイクロンの下流に配置される。
しかしながら、上述のサイクロン式分離装置のように遠心分離ユニットが1つしか搭載されない場合、該遠心分離ユニット内で塵埃の詰まりなどが生じると、遠心分離ユニット内での塵埃の分離効率が大幅に低下する虞がある。さらには、空気の流れから塵埃を分離できなくなる虞がある。
本発明は、塵埃の分離効率の大幅な低下を抑制できる集塵装置、掃除機を提供することを目的とする。
本発明の例示的な集塵装置は、吸気部と、複数の遠心分離ユニットと、排気部と、を備える。前記吸気部は、自装置の外部からの空気を吸い込む第1吸気口と、前記吸気部内の空気を排出する第1排気口と、を有する。各々の前記遠心分離ユニットは、前記第1排気口と連通する第2吸気口と、第1遠心分離装置と、第2遠心分離装置と、前記遠心分離ユニット内の空気を排出する第2排気口と、を有する。前記第1遠心分離装置は、第1軸と、該第1軸と平行な第1軸方向に延びる円筒状の第1分離部と、を有する。前記第2遠心分離装置は、第2軸と、該第2軸と平行な第2軸方向一方に向かうにつれて細くなる中空の円錐台状の第2分離部と、を有する。前記排気部は、前記第2排気口と連通する第3吸気口と、前記排気部内の空気を排出する第3排気口と、を有する。前記第1排気口から各々の前記遠心分離ユニットの内部を経由して前記第3吸気口に空気が流れる通路はそれぞれ異なり、且つ、互いに並列に設けられる。
本発明の例示的な掃除機は、上述の集塵装置と、送風装置と、を備える。前記送風装置は、前記集塵装置に取り付けられ、該集塵装置内において前記第1吸気口から前記第3排気口に向かう空気の流れを発生させる。
本発明の例示的な集塵装置、掃除機によれば、塵埃の分離効率の大幅な低下を抑制することができる。
以下に図面を参照して例示的な実施形態を説明する。
なお、本明細書では、被清掃面Fは、水平面と平行であり、鉛直方向と垂直である。鉛直方向のうち、被清掃面Fから集塵装置100に向く方向は、「鉛直上方」である。集塵装置100から被清掃面Fに向く方向は、「鉛直下方」である。
また、遠心分離ユニット2において、第1遠心分離装置21の中心軸を第1軸X1と呼ぶ。第1軸X1と平行な方向を「第1軸方向DX1」と呼ぶ。第1軸方向DX1のうち、第1遠心分離装置21の吸気口である第2吸気口201から開口部2111への向きを「第1軸方向一方DX1a」と呼び、開口部2111から第2吸気口201への向きを「第1軸方向他方DX1b」と呼ぶ。また、第1軸X1と直交する方向を「第1径方向」と呼ぶ。第1径方向のうち、第1軸X1へと近づく向きを「第1径方向内方」と呼び、第1軸X1から離れる向きを「第1径方向外方」と呼ぶ。また、第1軸X1を中心とする円周に沿う方向を「第1周方向」と呼ぶ。
また、第2遠心分離装置23の中心軸を第2軸X2と呼ぶ。第2軸X2と平行な方向を「第2軸方向DX2」と呼ぶ。第2軸方向DX2のうち、吸気開口2321から第2塵埃収容部24への向きを「第2軸方向一方DX2a」と呼び、第2塵埃収容部24から吸気開口2321への向きを「第2軸方向他方DX2b」と呼ぶ。また、第2軸X2と直交する方向を「第2径方向」と呼ぶ。第2径方向のうち、第2軸X2へと近づく向きを「第2径方向内方」と呼び、第2軸X2から離れる向きを「第2径方向外方」と呼ぶ。また、第2軸X2を中心とする円周に沿う方向を「第2周方向DR2」と呼ぶ。第2周方向DR2のうち、吸気管233が吸気開口2321の縁部から延びる向きを「第2周方向一方DR2a」と呼び、第2周方向一方DR2aとは逆の向きを「第2周方向他方DR2b」と呼ぶ。
但し、第1遠心分離装置21の中心軸である第1軸X1が第2遠心分離装置23の中心軸である第2軸X2と同じである場合、第1軸方向DX1は、第2軸方向DX2と同じ方向である。第1軸方向一方DX1aは第2軸方向一方DX2aと同じ向きであり、第1軸方向他方DX1bは第2軸方向他方DX2bと同じ向きである。
また、第1軸X1が第2軸X2と同じである場合、第1径方向は、第2径方向と同じ方向である。第1径方向内方は第2径方向内方と同じ向きであり、第1径方向外方は第2径方向外方と同じ向きである。
また、第1軸X1が第2軸X2と同じである場合、第1周方向DR1は、第2周方向DR2と同じ方向である。第1周方向一方DR1aは第2周方向一方DR2aと同じ向きであり、第1周方向他方DR1bは第2周方向他方DR2bと同じ向きである。
なお、以上に説明した方向は、実際の機器に組み込まれた場合において適用されるものではない。
また、本明細書において、方位、線、及び面のうちのいずれかと他のいずれかとの位置関係において、「平行」は、両者がどこまで延長しても全く交わらない状態のみならず、実質的に平行である状態を含む。また、「垂直」及び「直交」はそれぞれ、両者が互いに90度で交わる状態のみならず、実質的に垂直である状態及び実質的に直交する状態を含む。つまり、「平行」、「垂直」及び「直交」はそれぞれ、両者の位置関係に本発明の主旨を逸脱しない程度の角度ずれがある状態を含む。
<1.実施形態>
<1−1.掃除機>
図1Aは、本実施形態に係る掃除機500の構成例を示すブロック図である。図1Bは、本実施形態に係る掃除機500の各部の断面の構成図である。図1Bでは、掃除機500は、水平面と平行な被清掃面F上に載置される。なお、本実施形態では、後述する第1遠心分離装置21の中心軸である第1軸X1が、後述する第2遠心分離装置23の中心軸である第2軸X2と同じ軸である。
<1−1.掃除機>
図1Aは、本実施形態に係る掃除機500の構成例を示すブロック図である。図1Bは、本実施形態に係る掃除機500の各部の断面の構成図である。図1Bでは、掃除機500は、水平面と平行な被清掃面F上に載置される。なお、本実施形態では、後述する第1遠心分離装置21の中心軸である第1軸X1が、後述する第2遠心分離装置23の中心軸である第2軸X2と同じ軸である。
本実施形態に係る掃除機500は、いわゆる掃除ロボットであり、たとえば、被清掃面Fを自立走行して掃除する自走式の電機掃除装置である。掃除機500は、たとえば、被清掃面F上の塵埃を空気とともに吸引して捕集する。
掃除機500は、集塵ユニット501と、センサ部502と、電源部503と、駆動部504と、モータユニット505と、主動輪506と、従動輪507と、制御部508と、筐体509と、を備える。なお、集塵ユニット501は、後に説明する。
センサ部502は、たとえば、赤外線センサであり、壁及び家具のような障害物、段差などを検出する。電源部503は、たとえば二次電池であり、掃除機500の各構成部に電力を供給する。駆動部504は、掃除機500の各々の構成要素を制御し、特にモータユニット505の駆動を制御する。モータユニット505は、主動輪506を駆動する駆動装置である。主動輪506は、従動輪507とともに掃除機500を走行させる車輪である。筐体509は、集塵ユニット501、センサ部502、電源部503、駆動部504、モータユニット505、及び制御部508などを内部に収容する。
<1−2.集塵ユニット>
次に、図1Bから図4を参照して、集塵ユニット501の構成を説明する。図2は、本実施形態に係る集塵ユニット501の斜視図である。図3は、本実施形態に係る集塵ユニット501の断面斜視図である。図4は、本実施形態に係る集塵ユニット501の他の断面斜視図である。図2から図4において、集塵ユニット501は、水平面と平行な被清掃面F上に載置される。図3は、図2のA−A線に沿う集塵ユニット501の断面を示す。図3の断面は、鉛直方向と第1軸X1とに平行な仮想の平面で集塵ユニット501を切断した場合の断面である。図4は、図2のB−B線に沿う集塵ユニット501の断面を示す。図4の断面は、鉛直方向と平行であり且つ第1軸X1と垂直な仮想の平面で集塵ユニット501を切断した場合の断面である。
次に、図1Bから図4を参照して、集塵ユニット501の構成を説明する。図2は、本実施形態に係る集塵ユニット501の斜視図である。図3は、本実施形態に係る集塵ユニット501の断面斜視図である。図4は、本実施形態に係る集塵ユニット501の他の断面斜視図である。図2から図4において、集塵ユニット501は、水平面と平行な被清掃面F上に載置される。図3は、図2のA−A線に沿う集塵ユニット501の断面を示す。図3の断面は、鉛直方向と第1軸X1とに平行な仮想の平面で集塵ユニット501を切断した場合の断面である。図4は、図2のB−B線に沿う集塵ユニット501の断面を示す。図4の断面は、鉛直方向と平行であり且つ第1軸X1と垂直な仮想の平面で集塵ユニット501を切断した場合の断面である。
集塵ユニット501は、集塵装置100と、送風装置300と、排気ノズル400と、を備える。言い換えると、掃除機500は、集塵装置100、送風装置300、及び排気ノズル400を備える。集塵装置100は、後述する第1吸気口101で空気を吸引し、該空気の流れから塵埃を分離する。分離後の空気は、後述する第3排気口302から集塵装置100の外部に排出される。集塵装置100の後段には、送風装置300及び排気ノズル400が接続される。送風装置300は、排気ノズル400の内部に配置される。送風装置300は、集塵装置100に取り付けられ、集塵装置100内において第1吸気口101から第3排気口302に向かう空気の流れを発生させる。送風装置300は、第3排気口302に負圧を発生させて集塵装置100内の空気を吸引し、排気ノズル400を介して該空気を掃除機500の外部に排出する。送風装置300には、本実施形態では軸流ファンが採用される。但し、この例示に限定されず、遠心ファンなどの他の形式のファンが採用されてもよい。
<1−3.集塵装置>
次に、図2から図4を参照して、集塵装置100の構成を説明する。集塵装置100は、吸気部1と、複数の遠心分離ユニット2と、排気部3と、第1塵埃収容部4と、を備える。
次に、図2から図4を参照して、集塵装置100の構成を説明する。集塵装置100は、吸気部1と、複数の遠心分離ユニット2と、排気部3と、第1塵埃収容部4と、を備える。
吸気部1は、第1吸気口101と、第1排気口102と、を有する。第1吸気口101は、集塵装置100の外部からの空気を吸気部1の内部に吸い込む。第1排気口102は、吸気部1内の空気を吸気部1の外部に排出する。第1吸気口101の開口端面は、本実施形態では長手方向を有する形状であり、被清掃面Fに面している。第1吸気口101は、吸気の際、空気とともに、たとえば被清掃面F上の塵埃も吸い込む。
また、吸気部1は、吸気通路部11と、分流板12と、をさらに有する。吸気通路部11は、吸気部1内で空気が流れる通路である。吸気通路部11の一方端には、第1吸気口101が設けられる。吸気通路部11の他方端には、第1排気口102が設けられる。吸気通路部11は、第1吸気口101と第1排気口102とを連通する。
分流板12は、吸気通路部11の内部に設けられる。分流板12は、吸気部1における第1吸気口101の側の端部を区画し、吸気通路部11内の空気の流れに沿って第1吸気口101から第1排気口102に向かって延びる。本実施形態では、分流板12は、吸気通路部11の少なくとも第1吸気口101側の一方端部に設けられ、該一方端部の空間を第1吸気口101の長手方向に区画する。分流板12によって吸気部1の第1吸気口101側の端部が区画されることにより、第1吸気口101の開口端面付近での吸気効率の偏りを抑制できる。たとえば、第1吸気口101の開口端面の縁部付近での風量と開口端面の中央部付近での風量とが一様ではない。そのため、吸気部1が区画されない場合では、吸気部1内で乱流が発生し、第1吸気口101全体での吸気効率が低下する可能性がある。この傾向は、第1吸気口101の長手方向にて特に顕著である。一方、上述のように吸気部1が分流板12で区画される場合、吸気効率の偏り抑制により、第1吸気口101全体での吸気効率の低下を抑制できる。従って、集塵装置100の吸気効率を向上できる。
次に、遠心分離ユニット2は、吸気部1と排気部3との間に複数設けられ、吸気部1から流入する空気から塵埃を分離する。なお、集塵装置100に設けられる遠心分離ユニット2の数は、本実施形態では2個であるが、この例示に限定されず3以上の複数であってもよい。
各々の遠心分離ユニット2は、第2吸気口201と、第2排気口202と、を有する。第2吸気口201は、第1排気口102と連通する。第2排気口202は、遠心分離ユニット2内の空気を排出する。
各々の遠心分離ユニット2は、吸気部1から排気部3に向かう空気の流れに対して互いに並列に接続され、吸気部1の後段において該吸気部1に対して並列に接続されるとともに、排気部3の前段において該排気部3に対して並列に接続される。そのため、各々の遠心分離ユニット2は、集塵装置100内で互いに並列な空気の通路を形成する。すなわち、集塵装置100において、第1排気口102から各々の遠心分離ユニット2の内部を経由して排気部3の後述する第3吸気口301に空気が流れる通路はそれぞれ異なり、且つ、互いに並列に設けられる。
こうすれば、空気が流れる通路が互いに並列に複数設けられるので、たとえば一部の遠心分離ユニット2での塵埃の詰まりなどによって該一部の遠心分離ユニット2を経由する通路での空気の流れが低減又は停止しても、残りの遠心分離ユニット2を経由する通路で空気が流れることができる。この空気の流れにより、第1吸気口101での空気の吸引、及び、第3排気口302からの空気の排出を維持することができる。従って、点検及び修繕をこまめに実施しなくても、集塵装置100は、塵埃の分離効率の大幅な低下を抑制でき、空気の吸引による集塵を実施できる。
さらに、空気が流れる通路が互いに並列に複数設けられるので、複数の通路全体の空気抵抗をより小さくできる。従って、たとえば、集塵の際、集塵装置100内に空気の流れを発生させる送風装置300などに掛かる負荷を低減できる。より少ない駆動電流で送風装置300を駆動できるので、送風装置300を長寿命化でき、さらに送風装置300の消費電力を低減できる。
次に、排気部3は、第3吸気口301と、第3排気口302と、排気通路部31と、を有する。第3吸気口301は、第2排気口202と連通する。第3排気口302は、排気部3内の空気を排出する。排気通路部31は、第3吸気口301と第3排気口302とを連通する。排気通路部31は、排気部3内で空気が流れる通路である。排気通路部31の一方端には、第3吸気口301が設けられる。排気通路部31の他方端には、第3排気口302が設けられる。
排気通路部31は、第3吸気口301と第3排気口302とを隔てる有蓋筒状のフィルタ311を有する。フィルタ311には、たとえばHEPAフィルタ(high efficiency particulate air Filter)を採用できる。第3吸気口301と第3排気口302とをフィルタ311で隔てることにより、各々の遠心分離ユニット2から排出される空気に含まれる細かな塵埃をフィルタ311によって分離・捕集できる。従って、第3排気口302からより清浄な空気を排出できる。また、フィルタ311が有蓋筒状であることにより、該フィルタ311の通気面積がより広くなる。従って、フィルタ311の通気効率及び集塵効果を向上できる。フィルタ311は、好ましくは、第3吸気口301及び第3排気口302に対して着脱可能である。こうすれば、フィルタ311の交換が容易にできる。また、フィルタ311は、本実施形態では排気通路部31の内部に設けられるが、この例示に限定されず、排気通路部31の外部に設けられてもよい。
第1塵埃収容部4は、各々の遠心分離ユニット2の後述する第1遠心分離装置21の内部と連通し、たとえば各々の第1遠心分離装置21で分離された比較的大きな塵埃を収容する。
<1−4.遠心分離ユニット>
次に、図3から図5を参照して、遠心分離ユニット2の構成を説明する。図5は、本実施形態に係る遠心分離ユニット2の構造を拡大して示す断面図である。図5は、図2のA−A線に沿う集塵ユニット501の断面の一部である。
次に、図3から図5を参照して、遠心分離ユニット2の構成を説明する。図5は、本実施形態に係る遠心分離ユニット2の構造を拡大して示す断面図である。図5は、図2のA−A線に沿う集塵ユニット501の断面の一部である。
各々の遠心分離ユニット2は、第1遠心分離装置21と、整流部材22と、第2遠心分離装置23と、第2塵埃収容部24と、接続通路部25と、をさらに有する。
<1−4−1.第1遠心分離装置>
第1遠心分離装置21は、第1軸X1と、該第1軸X1と平行な第1軸方向DX1に延びる円筒状の第1分離部211と、を有する。第1軸X1は、第1分離部211の中心軸である。本実施形態では、水平面と平行な被清掃面F上に集塵装置100を載置した場合、第1軸X1は、水平方向と平行である。但し、本実施形態の例示に限定されず、被清掃面F上に集塵装置100が載置される状態において、第1軸X1が延びる第1軸方向DX1は、水平方向と交わってもよい。
第1遠心分離装置21は、第1軸X1と、該第1軸X1と平行な第1軸方向DX1に延びる円筒状の第1分離部211と、を有する。第1軸X1は、第1分離部211の中心軸である。本実施形態では、水平面と平行な被清掃面F上に集塵装置100を載置した場合、第1軸X1は、水平方向と平行である。但し、本実施形態の例示に限定されず、被清掃面F上に集塵装置100が載置される状態において、第1軸X1が延びる第1軸方向DX1は、水平方向と交わってもよい。
第1遠心分離装置21では、第1分離部211の内部にて、第1遠心分離装置21の中心軸である第1軸X1を中心にして空気が第1分離部211の内壁に沿って旋回する。これにより、該空気に含まれる比較的大きな塵埃が分離する。つまり、第1遠心分離装置21は、いわゆるボルティックス式の遠心分離装置である。
第1分離部211には、開口部2111が設けられる。本実施形態では、開口部2111は、第1分離部211の第1軸方向一方DX1aにおける端部に設けられる。第1塵埃収容部4は、第1分離部211の外周部に設けられた開口部2111を介して該第1分離部211の内部と連通する。空気及び塵埃は、第1分離部211内を旋回する。空気は、後述の整流部材22に設けられた複数の孔部223から整流部材22の内部に流入する。塵埃は、遠心力により、開口部2111を介して第1塵埃収容部4に流入する。この際、塵埃は、第1塵埃収容部4の内壁に当たること等によって、第1塵埃収容部4に収容される。
第1分離部211は、仕切り部2112を含む。仕切り部2112は、第1分離部211と第1塵埃収容部4との間を仕切る。これにより、第1分離部211から第1塵埃収容部4に収容された塵埃が第1分離部211内に移動することを抑制できる。
また、第1分離部211は、案内板2113をさらに含む。案内板2113は、開口部2111の縁部の一部から第1塵埃収容部4の内部に延びる。本実施形態では、案内板2113は、仕切り部2112の端部から延びる。これにより、第1塵埃収容部4内の塵埃が、第1分離部211内に移動し難くなる。
<1−4−2.整流部材>
整流部材22は、第2遠心分離装置23を囲む筒状である。本実施形態では、整流部材22は、第1分離部211の内部に設けられる。整流部材22は、筒部221と、円盤状の蓋部222と、を有する。筒部221は、第1軸X1を中心にして第1軸方向DX1に延び、第1分離部211の内部空間を第1径方向に区画する。蓋部222は、筒部221の第1軸方向一方DX1aにおける端部を閉じる。蓋部222の第1径方向外端部は、筒部221に接続される。蓋部222の第1径方向内端部は第2遠心分離装置23の外側面に接続され、本実施形態では後述する第2分離部231の外側面に接続される。筒部221の第1軸方向他方DX1bにおける端部は、接続通路部25で閉じられる。
整流部材22は、第2遠心分離装置23を囲む筒状である。本実施形態では、整流部材22は、第1分離部211の内部に設けられる。整流部材22は、筒部221と、円盤状の蓋部222と、を有する。筒部221は、第1軸X1を中心にして第1軸方向DX1に延び、第1分離部211の内部空間を第1径方向に区画する。蓋部222は、筒部221の第1軸方向一方DX1aにおける端部を閉じる。蓋部222の第1径方向外端部は、筒部221に接続される。蓋部222の第1径方向内端部は第2遠心分離装置23の外側面に接続され、本実施形態では後述する第2分離部231の外側面に接続される。筒部221の第1軸方向他方DX1bにおける端部は、接続通路部25で閉じられる。
整流部材22はさらに、該整流部材22の内部と外部とを連通する孔部223を複数有する。孔部223は、筒部221を厚さ方向に貫通する。孔部223の口径は、好ましくは、第1遠心分離装置21で空気の流れから分離可能な塵埃のサイズよりも小さい。
整流部材22に複数の孔部223が設けられることにより、孔部223の口径以上のサイズの塵埃が空気に乗って整流部材22の内部に流入することを防止できる。従って、第1遠心分離装置21の第1分離部211での塵埃の分離効率を向上できる。
本実施形態では、孔部223は、筒部221を第1径方向に貫通する。但し、この例示に限定されず、孔部223は、第1径方向と鋭角に交わる方向に筒部221を貫通してもよい。たとえば、孔部223の貫通方向は、第1径方向内方に向かうにつれて第1周方向他方DR1bに傾いてもよい。本実施形態では、第2吸気口201から第1分離部211内に流入する空気は、第1周方向他方DR1bに流れる。そのため、孔部223の貫通方向が上述のように傾くことにより、第1分離部211内において、整流部材22の外部を流れる空気は、よりスムーズに孔部223を介して整流部材22の内部に流入できる。
<1−4−3.第2遠心分離装置>
第2遠心分離装置23は、第1遠心分離装置21及び整流部材22よりも下流に設けられる。第2遠心分離装置23は、好ましくは、第1遠心分離装置21の内部に配置される。こうすれば、第1遠心分離装置21が第2遠心分離装置23の外部に配置される構成と比べて省スペース化できるので、遠心分離ユニット2をコンパクトにできる。但し、この例示に限定されず、第2遠心分離装置23は、第1遠心分離装置21の外部に配置されてもよい。
第2遠心分離装置23は、第1遠心分離装置21及び整流部材22よりも下流に設けられる。第2遠心分離装置23は、好ましくは、第1遠心分離装置21の内部に配置される。こうすれば、第1遠心分離装置21が第2遠心分離装置23の外部に配置される構成と比べて省スペース化できるので、遠心分離ユニット2をコンパクトにできる。但し、この例示に限定されず、第2遠心分離装置23は、第1遠心分離装置21の外部に配置されてもよい。
第2遠心分離装置23は、第2軸X2と、該第2軸X2と平行な第2軸方向一方DX2aに向かうにつれて細くなる中空の円錐台状の第2分離部231と、を有する。第2軸X2は、第2分離部231の中心軸である。本実施形態では前述の如く、第2軸X2は、第1遠心分離装置21の中心軸である第1軸X1と同じである。つまり、本実施形態では、第1分離部211及び第2分離部231は、第2軸方向DX2から見て、それぞれ同心円状に配置される。但し、本実施形態の例示に限定されず、第2軸X2は、第1軸X1とは異なり且つ該第1軸X1と平行な軸であってもよい。
水平面と平行な被清掃面F上に集塵装置100を載置した場合、第2軸X2が延びる方向は、水平方向と平行である。こうすれば、水平面と平行な被清掃面F上に集塵装置100を載置した場合、第2遠心分離装置23の第2軸X2は、水平方向と平行である。そのため、内蔵される第2遠心分離装置23が要する第1遠心分離装置21内の空間の第1径方向サイズが小さくなるので、第1遠心分離装置21の第1分離部211の直径方向のサイズをより小さくできる。従って集塵装置100をより小型化できる。
整流部材22の内部に流入した空気は、第2遠心分離装置23の後述する吸気管233を介して第2分離部231内に流入する。第2遠心分離装置23では、第2分離部231の内部にて、第2遠心分離装置23の中心軸である第2軸X2を中心にして空気が中空の円錐台状の第2分離部231の内壁に沿って旋回する。これにより、該空気に含まれる塵埃が分離する。つまり、第2遠心分離装置23は、いわゆるサイクロン式の遠心分離装置である。
第2分離部231の第2軸方向一方DX2aにおける端部には、第2塵埃収容部24が設けられる。以下では、該端部を先端部と呼ぶ。該先端部には、開口(図示省略)が設けられる。該開口を介して、第2分離部231の内部は、第2塵埃収容部24の内部と連通する。空気及び塵埃は、第2分離部231内を旋回しながら第2軸方向一方DX2a側の第2分離部231の先端部に向かう。第2分離部231内で分離された空気は、反転して第2軸方向他方DX2bに向かい、第2軸方向他方DX2b側の第2排気口202から排出される。第2分離部231内で分離された塵埃は、第2塵埃収容部24に収容される。
また、第2遠心分離装置23は、有蓋筒部232と、複数の吸気管233と、をさらに有する。
有蓋筒部232は、第2分離部231の第2軸方向他方DX2bにおける端部を覆う。有蓋筒部232の第2径方向における外側面には、複数の吸気開口2321が設けられる。言い換えると、第2遠心分離装置23には、複数の吸気開口2321が設けられる。また、有蓋筒部232の蓋面には、排気開口2322が設けられる。排気開口2322には、接続通路部25が接続される。排気開口2322は、接続通路部25を介して、第2排気口202と連通する。
各々の吸気管233は、第2分離部231の内部と外部とを連通する。各々の吸気管233は、第2遠心分離装置23に設けられた吸気開口2321の縁部から第2周方向一方DR2aに延びる。各々の吸気管233の一方端は、各々の吸気開口2321に繋がる。吸気管233の他方端は、第2遠心分離装置23の外部と連通する。
図6は、第2吸気口201にて空気が流入する方向と吸気管233が延びる方向との関係を示す断面図である。図6は、図5のC−C線に沿う集塵装置100の断面を示す。図6の断面は、鉛直方向と平行であり且つ第1軸X1と垂直な仮想の平面で集塵装置100を切断した場合の断面である。図6において矢印付きの破線は、空気の流れを示す。図6では、吸気管233が吸気開口2321の縁部から延びる方向は第2周方向一方DR2aであり、第2吸気口201から第1分離部211内に流入する空気の流れ方向は第2周方向他方DR2bである。
本実施形態では、図6に示すように、吸気管233は、第2軸X2を中心とする第2周方向一方DR2aに延びるとともに、第2周方向一方DR2aに向かうにつれて第2軸X2から離れる。より具体的には、吸気管233の第2径方向外方における外側壁2331が、吸気開口2321の縁部から第2周方向一方DR2aに延びるとともに、第2周方向一方DR2aに向かうにつれて第2軸X2から離れる。こうすれば、複数の吸気管233を通じて第2周方向一方DR2a側から第2周方向他方DR2b側に向かって第2分離部231内に流入する空気を、第2軸X2を中心とする第2周方向他方DR2bに旋回する第2分離部231内の空気の流れに、より均等且つスムーズに合流させることができる。また、第2分離部231内の空気の流れが乱れ難いので、第2分離部231内を旋回する空気の流れの低下を防止でき、空気の流れをより速くすることができる。従って、第2遠心分離装置23での塵埃の分離効率を向上できる。また、空気の流れから分離させた塵埃を、第2分離部231の第2軸方向一方DX2aにおける端部に接続される第2塵埃収容部24に送り込み易くなる。
さらに、第2軸方向DX2から見て、第2遠心分離装置23の外周面に沿う空気の流れは、第2軸X2を中心とする第2周方向DR2においてより均等に吸気管233に流入するので、第2周方向DR2において均一に流れ易い。従って、たとえば、図5に示すように、第2分離部231の周囲に複数の孔部223が設けられた筒状の整流部材22が設けられる場合、複数の孔部223から空気がより均一に流れ込む。よって、空気とともに流れる塵埃によって孔部223が詰まることを抑制できる。
また、本実施形態では、第2周方向DR2において、吸気管233が吸気開口2321の縁部から延びる方向は、第2吸気口201から第1分離部211内に流入する空気の流れ方向と逆向きである。つまり、第2吸気口201は、少なくとも第2周方向他方DR2bに面する。そのため、第2吸気口201から第1分離部211内に流入する空気は、上述の吸気管233が延びる方向とは逆の第2周方向他方DR2bに向かって流れる。こうすれば、第2周方向DR2において吸気管233が吸気開口2321の縁部から延びる方向が第2吸気口201から流入する空気の流れ方向と同じ向きである場合と比べて、第1分離部211内を流れる空気が、よりスムーズに吸気管233内に流入できる。従って、第2分離部231内に流入する空気の流れの低下を抑制できるので、第2分離部231内を旋回する空気の流れをさらに早くすることができる。従って、第2遠心分離装置23での塵埃の分離効率をさらに向上できる。
また、本実施形態では、吸気管233が延びる方向は、第2周方向一方DR2aに向かうにつれて第2軸方向他方DX2bに傾く。こうすれば、複数の吸気管233を通じて第2分離部231内に流入する空気を、第2分離部231内において第2軸X2を中心とする第2周方向他方DR2bに旋回しながら第2軸方向一方DX2aに流れる空気に、よりスムーズに合流させることができる。従って、第2遠心分離装置23での塵埃の分離効率をより向上できる。また、空気の流れから分離させた塵埃を、第2分離部231の第2軸方向一方DX2aにおける端部に接続される第2塵埃収容部24により送り込み易くなる。但し、この例示に限定されず、少なくとも1つの吸気管233において、吸気管233が延びる方向は、たとえば図7に示すように、第2周方向一方DR2aに向かうにつれて第2軸方向DX2に傾いていなくてもよい。
<2.変形例>
次に、実施形態の変形例について説明する。以下では、上述の実施形態と異なる構成について説明する。また、上述の実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略することがある。
次に、実施形態の変形例について説明する。以下では、上述の実施形態と異なる構成について説明する。また、上述の実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略することがある。
<2−1.第1変形例>
図8は、第1変形例に係る遠心分離ユニット2の構造を拡大して示す断面図である。図8は、たとえば図2のA−A線に沿う集塵ユニット501の断面の一部に対応する。
図8は、第1変形例に係る遠心分離ユニット2の構造を拡大して示す断面図である。図8は、たとえば図2のA−A線に沿う集塵ユニット501の断面の一部に対応する。
第1変形例では、第1遠心分離装置21の中心軸である第1軸X1は、第2遠心分離装置23の中心軸である第2軸X2とは異なる。より具体的には、水平面と平行な被清掃面F上に集塵装置100を載置した場合、第1軸X1が延びる第1軸方向DX1は、水平方向面と平行である。一方、第2軸X2は、第1軸X1と鋭角に交わる。言い換えると、水平面と平行な被清掃面F上に集塵装置100を載置した場合、第2軸X2は、水平方向と鋭角に交わる。このようにしても、内蔵される第2遠心分離装置23が要する第1遠心分離装置21内の空間の第1径方向サイズが小さくなるので、第1遠心分離装置21の第1分離部211の直径方向のサイズを小さくできる。従って、集塵装置100を小型化できる。
また、水平面と平行な被清掃面F上に集塵装置100を載置した状態において、第2軸X2は、第2軸方向一方DX2aに向かうにつれて鉛直下方に延びてもよい。たとえば、第2分離部231の先端部の開口は、有蓋筒部232の排気開口2322よりも鉛直下方に設けられる。こうすれば、各々の第2遠心分離装置23において空気から分離した塵埃を、重力によって、第2遠心分離装置23の第2軸方向一方DX2aに移動させることができる。さらに、分離された塵埃を、重力により、第2遠心分離装置23の第2軸方向一方DX2aにおける端部に設けられた第2塵埃収容部24に移動させることもできる。従って、第2遠心分離装置23での塵埃の分離能力を向上させることができる。
<2−2.第2変形例>
図9は、第2変形例に係る遠心分離ユニット2の構造を拡大して示す断面図である。図9は、たとえば図2のA−A線に沿う集塵ユニット501の断面の一部に対応する。
図9は、第2変形例に係る遠心分離ユニット2の構造を拡大して示す断面図である。図9は、たとえば図2のA−A線に沿う集塵ユニット501の断面の一部に対応する。
第2変形例では、第1遠心分離装置21の内部に配置される第2遠心分離装置23の数は複数である。つまり、遠心分離ユニット2は、複数の第2遠心分離装置23を備える。第1遠心分離装置21の内部に複数の第2遠心分離装置23を配置することにより、遠心分離ユニット2をよりコンパクトにできるとともに、第2遠心分離装置23全体で吸引する第1遠心分離装置21内の空気をより多くできる。従って、第2遠心分離装置23全体において、吸気の際の空気抵抗を低減し、より高い吸引効率を実現できる。なお、該数は、図9では3つであるが、この例示に限定されず、2つ又は4以上の複数であってもよい。
整流部材22の内部に流入した空気は、各々の第2遠心分離装置23の第2分離部231内に流入する。各々の第2遠心分離装置23では、第2分離部231の内部にて第2軸X2を中心にして空気が第2分離部231の内壁に沿って旋回することにより、該空気に含まれる塵埃が分離する。
各々の第2遠心分離装置23の第2分離部231の内部は、該第2分離部231の先端部に設けられる開口を介して、第2塵埃収容部24の内部と連通する。第2分離部231内を旋回しながら第2分離部231の先端部に向かう空気は、該先端部から反転して排気開口2322に向かう。この際、第2分離部231内で分離された塵埃は、第2塵埃収容部24に収容される。
また、各々の第2遠心分離装置23の排気開口2322はそれぞれ、接続通路部25に接続され、該接続通路部25を介して第2排気口202と連通する。排気開口2322に到達した空気は、接続通路部25を介して排気部3に排出される。
なお、図9では、各々の第2遠心分離装置23の第2軸X2は、第1遠心分離装置21の第1軸X1と平行であり、水平面と平行な被清掃面F上に集塵装置100を載置した状態において水平方向と平行である。つまり、各々の第2遠心分離装置23は、横置きされる。但し、図9の例示に限定されず、少なくとも1つの第2遠心分離装置23の第2軸X2は、第1軸X1と交わってもよいし、水平面と平行な被清掃面F上に集塵装置100が載置される場合に水平方向と交わってもよい。つまり、少なくとも1つの第2遠心分離装置23は、水平面と平行な被清掃面Fに対して斜め置きされてもよいし、第2軸X2が鉛直方向に延びるように縦置きされてもよい。
<3.その他>
以上、本発明の実施形態を説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で上述の実施形態に種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態で説明した事項は、矛盾を生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。
以上、本発明の実施形態を説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で上述の実施形態に種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態で説明した事項は、矛盾を生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。
本発明は、空気の流れから塵埃を分離する遠心分離ユニットを搭載する装置に有用である。
100・・・集塵装置、1・・・吸気部、101・・・第1吸気口、102・・・第1排気口、11・・・吸気通路部、12・・・分流板、2・・・遠心分離ユニット、201・・・第2吸気口、202・・・第2排気口、21・・・第1遠心分離装置、211・・・第1分離部、2111・・・開口部、2112・・・仕切り部、2113・・・案内板、22・・・整流部材、221・・・筒部、222・・・蓋部、223・・・孔部、23・・・第2遠心分離装置、231・・・第2分離部、232・・・有蓋筒部、2321・・・吸気開口、2322・・・排気開口、233・・・吸気管、2331・・・外側壁、24・・・第2塵埃収容部、25・・・接続通路部、3・・・排気部、301・・・第3吸気口、302・・・第3排気口、31・・・排気通路部、311・・・フィルタ、4・・・第1塵埃収容部、300・・・送風装置、400・・・排気ノズル、500・・・掃除機、501・・・集塵ユニット、502・・・センサ部、503・・・電源部、504・・・駆動部、505・・・モータユニット、506・・・主動輪、507・・・従動輪、508・・・制御部、509・・・筐体、F・・・被清掃面、X1・・・第1軸、X2・・・第2軸
Claims (15)
- 吸気部と、複数の遠心分離ユニットと、排気部と、を備え、
前記吸気部は、
自装置の外部からの空気を吸い込む第1吸気口と、
前記吸気部内の空気を排出する第1排気口と、
を有し、
各々の前記遠心分離ユニットは、
前記第1排気口と連通する第2吸気口と、
第1軸と、該第1軸と平行な第1軸方向に延びる円筒状の第1分離部と、を有する第1遠心分離装置と、
第2軸と、該第2軸と平行な第2軸方向一方に向かうにつれて細くなる中空の円錐台状の第2分離部と、を有する第2遠心分離装置と、
前記遠心分離ユニット内の空気を排出する第2排気口と、
を有し、
前記排気部は、
前記第2排気口と連通する第3吸気口と、
前記排気部内の空気を排出する第3排気口と、
を有し、
前記第1排気口から各々の前記遠心分離ユニットの内部を経由して前記第3吸気口に空気が流れる通路はそれぞれ異なり、且つ、互いに並列に設けられる、集塵装置。 - 吸気部は、
前記第1吸気口と前記第1排気口とを連通する吸気通路部と、
前記吸気通路部の内部に設けられる分流板と、
をさらに有し、
前記分流板は、前記吸気部における前記第1吸気口の側の端部を区画し、前記吸気通路部に沿って前記第1吸気口から前記第1排気口に向かって延びる、請求項1に記載の集塵装置。 - 前記第1分離部の外周部に設けられた開口を介して該第1分離部の内部と連通する第1塵埃収容部をさらに備え、
前記第1分離部は、前記第1分離部と前記第1塵埃収容部との間を仕切る仕切り部を含む、請求項1又は請求項2に記載の集塵装置。 - 前記第1分離部は、案内板をさらに含み、
前記案内板は、前記開口の縁部の一部から前記第1塵埃収容部の内部に延びる、請求項3に記載の集塵装置。 - 前記第2遠心分離装置は、前記第2分離部の内部と外部とを連通する吸気管を複数有し、
前記吸気管は、前記第2軸を中心とする周方向一方に延びるとともに、周方向一方に向かうにつれて前記第2軸から離れる、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の集塵装置。 - 前記吸気管は、前記第2遠心分離装置に設けられた吸気開口の縁部から周方向一方に延び、
前記第2吸気口は、少なくとも周方向他方に面する、請求項5に記載の集塵装置。 - 前記吸気管が延びる方向は、周方向一方に向かうにつれて第2軸方向他方に傾く、請求項5又は請求項6に記載の集塵装置。
- 前記第2軸は、水平方向と平行又は鋭角で交わる、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の集塵装置。
- 前記第2軸は、第2軸方向一方に向かうにつれて鉛直下方に延びる、請求項8に記載の集塵装置。
- 各々の前記遠心分離ユニットは、前記第2分離部の第2軸方向一方における端部に設けられる第2塵埃収容部をさらに有する、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の集塵装置。
- 前記第2遠心分離装置は、前記第1遠心分離装置の内部に配置される、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の集塵装置。
- 前記第1遠心分離装置の内部に配置される前記第2遠心分離装置の数は複数である、請求項11に記載の集塵装置。
- 前記遠心分離ユニットは、前記第2遠心分離装置を囲む筒状の整流部材をさらに有し、
前記整流部材は、該整流部材の内部と外部とを連通する孔部を複数有する、請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の集塵装置。 - 前記排気部は、前記第3吸気口と前記第3排気口とを連通する排気通路部をさらに有し、
前記排気通路部は、前記第3吸気口と前記第3排気口とを隔てる有蓋筒状のフィルタを有する、請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の集塵装置。 - 請求項1から14のいずれかに記載の集塵装置と、
前記集塵装置に取り付けられ、該集塵装置内において前記第1吸気口から前記第3排気口に向かう空気の流れを発生させる送風装置と、
を備える、掃除機。
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2020
- 2020-01-14 CN CN202010037582.6A patent/CN111466825A/zh active Pending
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CN111466825A (zh) | 2020-07-31 |
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