JP3883767B2 - 集塵フィルターおよびこの集塵フィルターを用いた電気掃除機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、吸込気流とともに吸込まれた塵埃を捕捉つまり除去する集塵フィルターおよびこの集塵フィルターを用いた電気掃除に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気掃除機に用いられている集塵フィルターの中には、吸込開口を有する口枠と、紙あるいは合成繊維からなる通気性を有するシート材（以下紙およびシート材を薄膜部材という）から形成され前記口枠に取り付けられる集塵袋とから構成されているものが広く使用されている。
そして、口枠と、薄膜部材からなる集塵袋とから構成される集塵フィルターは、販売時などにおける取り扱いの便あるいは収納スペースを小さくするなどの観点から、この集塵袋の底面つまり口枠の吸込開口と対向する領域の面を口枠に接近させて偏平状に折り畳むことができるように、集塵袋の側面に谷部と山部を形成して偏平状に折り畳まれており、使用するときに掃除機本体の集塵室に形成された保持部に前記口枠の外側部を保持させることにより集塵フィルターは集塵室に装着して配設されるようになっている。
【０００３】
そして、口枠を保持部に装着した状態では集塵袋は、折り畳まれ広がった状態つまり膨らんだ状態にはなっておらず、掃除開始の際に駆動される電動送風機の吸引作用より集塵袋内に流れ込む吸込気流によって生じる風圧によって膨らむものである。つまり、集塵袋には通気抵抗があり吸込気流が流れ込むとこの通気抵抗によって集塵袋は広げられて膨らむものである。
【０００４】
このように折り畳まれている集塵袋は電動送風機の吸引作用による吸込気流によって生じる風圧によって膨らむものであり、この際、集塵袋は集塵室内で均一に膨らませることが集塵袋の集塵効率を上げ、また、集塵容積を高めるうえでも重要である。しかし、実際には集塵袋を形成している薄膜部材自体の通気抵抗は全面に亘って必ずしも均一でないこと、また、集塵室への装着時における装着の仕方によって偏って状態で装着されるなどによって、集塵室に装着された状態における集塵袋の通気抵抗が不均一となることが生じ、集塵袋内に吸込気流が流れ込んだときは、通気抵抗の大きい部分は膨らみ易いが小さい部分は膨らみにくいという現象が生じる。
【０００５】
また、通気抵抗が均一であったとしても集塵袋全面に均一に吸込気流が流れないと集塵袋は均一に膨らまないものであるが、通常は吸込口と対向する部分に最も吸込気流が流れ易いことから、吸込口と対向しない部分は膨らみ難く結局均一に膨らませることは困難である。
【０００６】
このため集塵袋が集塵室内全体に亘って均一に膨らまず偏って膨らむという状態が生じ、この偏って膨らんだ状態で集塵袋内に塵埃が流れ込むと、この塵埃は集塵袋内に均一に集塵されないため集塵効率の低下を招くとともに、集塵容積も低下してしまい所定の集塵量に達しない状態で目詰まり状態となってしまい効率のよい集塵袋の利用ができなくなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように従来の集塵フィルターは、集塵袋を形成している薄膜部材自体の通気抵抗が必ずしも均一ではなく、また、集塵室への装着時に偏った状態で装着されるなどすることにより集塵室に装着された状態における集塵袋の周壁の通気抵抗は必ずしも均一とならず、そのため集塵袋が集塵室内で均一に膨らまず、その結果集塵袋内への塵埃の集塵は均一にされず集塵効率の低下を招くとともに集塵量も低下してしまい集塵袋を効率よく利用できなくなるという問題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、請求項１の発明は、中央部に吸込開口が形成された方形状の口枠と、通気性を有する薄膜部材を重ね合わせて形成され前記口枠に取り付けられる集塵袋とから構成され、前記集塵袋が、前記口枠に接着された天井壁と、前記吸込開口に対向する底壁と、これら天井壁及び底壁を除く領域からなり複数の谷部と山部を有する蛇腹状の周壁とで形成された集塵フィルターにおいて、前記底壁が、通気性を有して前記吸込開口より大きく形成され、かつ、前記周壁の蛇腹における前記底壁側の端部に連続して達するような大きさの薄膜部材を含み、この薄膜部材によって、前記底壁の薄膜部材の重ね合わせ枚数を前記周壁の薄膜部材の枚数より多くして、前記底壁の通気抵抗を前記周壁の通気抵抗より大きくしたものである。
このように請求項１の発明の集塵フィルターは、吸込開口から流れ込む吸込気流が、始めに折り畳まれた集塵袋の通気抵抗の大きくかつ吸込開口と対向する底壁に当たることによって、この吸込気流によって生じる風圧によって集塵袋は始めに後方に向けて引き伸ばされるように広げられ、ついで、前記底壁の通気抵抗よりも通気抵抗の小さい周壁に吹付けられる吸込気流によって集塵袋は周方向に広げられることから、集塵袋を集塵室内の空間全体に均一に広げられるつまり膨らませることができるという作用を有するものである。したがって、塵埃を集塵袋内に均一に集塵することができ集塵効率を上げることができるとともに、実効集塵容積を大きくでき効率のよい集塵袋の利用ができるものである。
【００１１】
また、請求項２の発明は、吸込口、この吸込口に連通する集塵室、この集塵室の下流側に設けられた電動送風機が設けられた送風機室を有し、前記吸込口を介して吸込気流とともに吸込まれた塵埃を前記集塵室に配設した集塵フィルターによって除去する電気掃除機において、前記集塵フィルターを請求項１の集塵フィルターとした電気掃除機としたものである。
【００１２】
このように請求項２の発明は、電気掃除機の集塵室に配設される集塵フィルターを請求項１の集塵フィルターとした電気掃除機としたことから、集塵袋の集塵効率を上げることができるとともに、実効集塵容積を大きくでき集塵量を多くでき効率のよい集塵袋の利用ができるため、掃除中における集塵フィルターの交換回数を低減できるなど掃除効率を向上させることができるという作用を有するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態を図１ないし図６に基いて説明する。
図１において符号１は電気掃除機（以下掃除機という）であり、この掃除機１は、下部ケース１１とこの下部ケース１１に一体に図示しないネジによって結合した上部ケース１２とから構成される本体ケース１０、この本体ケース１０内に形成された集塵室１３に着脱可能に配設された集塵フィルターＦ、前記集塵室１３の下流側に設けられた送風機室１４に収納して設けられた電動送風機１９および図示しないリール室に配置された同じく図示しないコードリール装置などから構成されている。
【００１４】
また、前記上部ケース１２の前側上部には集塵室１３に連通する図示しないが開口が形成されており、また、上部ケース１２には図示しないヒンジ手段によって回動可能とした開閉蓋１５が設けられており、この開閉蓋１５は前記図示しない開口を常時閉蓋するようになっている。
【００１５】
また、前記集塵室１３の前方側つまり後述する吸込口１６側には、図示しないが前記集塵フィルターＦの後述する口枠４０の両側部を保持する保持部としてのスライド溝（不図示）が形成されている。
【００１６】
また、本体ケース１０の前側部には前記集塵室１３に連通する吸込口１６が形成されており、また前記送風機室１４の上部にはマイクロコンピューターなどから構成された制御装置１８が設けられている。
【００１７】
また、前記吸込口１６には吸込ホース２０が着脱可能にして接続されており、この吸込ホース２０は、ホース２１、このホース２１の一端側に取り付けられた接続具２２およびホース２１の他端側に取り付けられた把手部２３とから構成されている。
【００１８】
なお、前記ホース２１は蛇腹状に形成されるとともに可撓性を有する材料から筒状に形成された皮膜、この皮膜の内側に一体的に取り付けられ図示しないスパイラル状に形成したピアノ線など形成された保形線材とから構成されている。
【００１９】
また、ホース２１の内面には、前記保形線材に並設して図示しない二本の信号線が一体的に取り付けられており、この信号線は後述する把手部２３に設けた制御スイッチ２４からの制御信号を前記制御装置１８に送るように機能するものである。
【００２０】
また、前記接続具２２は図１に示すように、筒体２２ａ、この筒体２２ａの軸方向略中間部上部に操作釦２２ｂの操作によって前記吸込口１６の内面内側に形成した図示しない係合穴に係脱する係合爪（不図示）が設けられており、前記筒体２２ａを吸込口１６に挿入すると前記図示しない係合爪が前記図示しない係合穴に係合し、接続具２２は吸込口１６に離脱しないように接続され、また、接続した状態では前記筒体２２ａの先端部は後に詳述する集塵フィルターＦの口枠４０の吸込開口としての貫通孔４１を貫通し集塵袋 ５０内に入り込むようになっている。
【００２１】
なお、前記操作釦２２ｂおよび図示しない操作爪は筒体２２ａの上部に形成した収納ボックス２２ｃ内に収納されているものである。
【００２２】
また、前記筒体２２の基部側は前記ホース２１の一端側に挿入されて、接着などにより気密状態として接続されており、この接続部分はカバー２５によってカバーされている。
【００２３】
また、前記収納ボックス２２ｃの前面には、前記図示しない信号線の端部が接続される一対の接続ピン（不図示）が突設して設けられている。
【００２４】
そして、前記図示しない接続ピンは前記吸込口１６の内部に設けた信号用コネクター（不図示）に接続されるようになっており、この信号用コネクターは前記制御装置１８に接続されているものである。
【００２５】
また、前記把手部２３は、く字状に形成された接続管２３ａとこの接続管２３ａに一体に設けた把手２３ｂとから構成されており、前記接続管２３ａの基部側は前記ホース２１に挿入され接着などにより気密状態として取り付けられており、この部分はカバー２３ｃによってカバーされている。また、接続管２３ａの先端部には図示しない接続口が形成されており、この接続口には後述する延長管３０の基端側が嵌合接続されるようになっている。
【００２６】
また、前記把手２３の前面部には図１に示すように前記電動送風機１９の出力を被掃除面に応じて設定するための前記した複数の制御スイッチ２４が設けられており、これら制御スイッチ２４は前記図示しない信号線に接続されており、これら制御スイッチ２４からの制御信号は前記制御装置１８に送られるようになっており、制御装置１８はこの制御信号に基いて電動送風機１９つまり電動機１９ａを制御するようになっている。
なお、前記電動送風機１９は、図１に示すように電動機１９ａとファン部１９ｂとから構成されている。
【００２７】
つぎに、前記延長管３０は図１に示すように第一の管３１と、この第一の管３１と着脱可能に嵌合接続される第二の管３２とから構成されており、前記第一の管３１の基端側は上記したように前記把手部２３の接続管２３ａの図示しない接続口に着脱可能に嵌合接続され、また、第二の管３２の先端部には、床ブラシ３５の接続管３５ａが着脱か可能に嵌合接続されるようになっている。
なお、前記床ブラシ３５の構成は、従来周知のものと同様に構成されているものであることからその説明は省略する。
【００２８】
つぎに、前記集塵フィルターＦについて図２ないし図６に基いて説明する。この集塵フィルターＦは、図２（Ａ）に示すように方形状とした厚紙などの板状部材から形成された口枠４０、この内枠４０に接着などにより一体に取り付けられる集塵袋５０とから構成されている。
そして、前記口枠４０の中央部には上記したように吸込開口である貫通孔４１が形成されており、また、この貫通孔４１にはゴムなどからなるとともに前記吸込ホース２０の筒体２２ａの外径よりも小径の挿入孔４５ａを有するシール部材４５が取り付けられている。そして、前記挿入孔４５ａには上述したように筒体２２ａの先端部が挿入されるようになっており、筒体２２ａが挿入されたときは筒体２２ａの周囲面は前記シール部材４５によって気密状態に保持されるようになっている。
【００２９】
また、前記集塵袋５０は、図４に示すように薄膜部材５７によって形成され内部を中空とするとともに、前記口枠４０の貫通孔４１と略同径の大きさの開口５１が形成されており、前記開口５１が形成されている面（以下天井壁という）５３を、開口５１と貫通孔４１を対向させて前記口枠４０に接着することによって口枠４０に取り付けられるものである。なお、前記接着は口枠４０の外周部４２を除く内側領域についてなされており、この接着されていない前記外周部４２を前記集塵室１３の前側部に形成された図示しない保持溝に嵌合させることによって、集塵フィルターＦは集塵室１３内に装着されて配設されるようになっている。
【００３０】
また、前記集塵袋５０は、図４に示すように開口５１と対向する領域（以下底壁という）５２を口枠４０に接近させて偏平状に折り畳むための複数（図４では三つ）の谷部５５と山部（図４では二つ）５６とが前記底壁５２および天井壁５３を除く領域つまり周壁５４に形成され、この周壁５４いわゆる蛇腹状となっている。
【００３１】
そして、集塵袋５０の前記周壁５４は、２枚の薄膜部材５７を重ね合せて形成されており、また、底壁５２は３枚の薄膜部材５７を重ね合せて形成されている。これは底壁５２の通気抵抗を周壁５４の通気抵抗よりも大きくするためであり、この底壁５２の通気抵抗を周壁５４の通気抵抗よりも大きくすることにより、集塵フィルターＦを集塵室１３の空間内に均一な状態で広げるつまり膨らませることができるものである。
【００３２】
つまり、集塵フィルターＦが目詰まりした場合に新たなものと交換などをするとき、集塵室１３に装着された新たな集塵フィルターＦの集塵袋５０は集塵室１３に略偏平状に折り畳まれた状態となっている。そして、この状態で電動送風機１９が駆動されると電動送風機１９の吸引作用により吸込気流が前記貫通孔４１および開口５１から流れ込む。この流れ込んだ吸込気流は始めに折り畳まれた集塵袋５０の通気抵抗の大きい開口５１と対向する底壁５２に当たるつまり吹付けられ、この吸込気流によって生じる風圧によって集塵袋５０は始めに前記蛇腹状になっている周壁５４が後方に向けて引き伸ばされ広げられる。
【００３３】
ついで、前記底壁５２に吹付けられた吸込気流の一部は底壁５２を通過するが、他の吸込気流は通気抵抗の小さい周壁５４を通過することになり、この通過の際に生じる風圧によって周壁５４は周方向に押し広げられて周方向に膨らむ。なお、集塵袋５０の後方に向けて引き伸ばされ広げられることと周方向に押し広げられて周方向に膨らむことは瞬時になされるものである。
【００３４】
したがって、集塵フィルターＦの集塵袋５０は集塵室１３内の空間全体に均一に広げられるつまり膨らませることができ、このことによって塵埃を集塵袋５０内に均一に集塵することができ集塵効率を上げることができるとともに、実際に塵埃を収容できる容積つまり実効集塵容積を大きくでき効率のよい集塵袋の利用ができることになる。
【００３５】
また、口枠４０の貫通孔４１、集塵袋５０の開口５１と対向している底壁５２の通気抵抗を薄膜部材５７の枚数を他の領域つまり周壁５４の枚数よりも多くすることによって周壁５４の通気抵抗よりも大きくしていることから、吸込気流の風圧の大きい底壁５２からの塵埃の通過を防止できるため、この底壁５２の補塵性能を高めることができるものである。また、底壁５２は薄膜部材５７の枚数を多くすることによって通気抵抗を大きくするものであることから、底壁を例えば一枚の厚い部材として通気抵抗を大きくするようにする場合に比べて集塵袋の柔軟性が損なわれることがないため膨らみ易くできるものである。
【００３６】
また、集塵袋５０に、この集塵袋５０の底壁５２を口枠に接近させて折り畳むための複数の谷部５５と山部５６を形成して蛇腹状としたことから集塵袋５０の膨らみを容易にすることができるものである。
なお、集塵袋５０を膨らみ易くさせるには、周壁５４の全体の厚みが同じである場合は、前記谷部５５と山部５６の数を多くすればするほど膨らみ易くさせることができるものであるが、この谷部５５と山部５６の数を多くするつまり折り込み部を多くすることは製作工数が多くなり製作費が高くなるものである。そこで、発明者は膨らみ易くするための谷部５５の数が幾つ程度であればよいかを実験により確認したところ３ないし６とすることにより充分膨らみ易くすることができることが判明した。また、谷部５５の数を３ないし６とした場合は製作工数との関係から製作費もそれほど嵩まないことも確認された。
【００３７】
ここで集塵フィルターＦの作り方を説明すると、図５に示すように長方形状の薄膜部材５７に、その長手方向両端部に天井壁５３となる重ね合せ面５３ａを形成し、また、長手方向略中間部に底壁５２となる面５２ａ、この面５２ａと前記両重ね合せ面５３ａとの間周壁５４となる面５４ａにそれぞれ谷部５５および山部５６となる折り目５５ａおよび５６ａが付けられている。なお、両重ね合せ面５３ａにはそれぞれ前記開口５１を形成する半円形状の切欠５３ｂが形成されている。
【００３８】
そして、前記長方形状の薄膜部材５７を二枚重ねるとともに面５２ａのみに更にもう一枚の薄膜部材５７重ね、そして前記各折り目５５ａおよび５６ａをそれぞれ谷部５５および山部５６となるように折り曲げ、両半円形状の切欠５３ｂによって前記開口５１が形成されるように両重ね合せ面５３ａを重ねて接着する。この状態では図６に示すように周壁５４が蛇腹状にとなるとともに両端（図６の紙面と直交する方向の両端）は開口した状態となっている。
【００３９】
ついで、図示しないが天井壁５３と底壁５２を密着させた状態として、前記両端部（図５の長手方向に沿って設けられた接着代５７ｃを図２（Ｂ）に符号Ｍとして示すように巻き込むようにして接着して前記開口を閉塞する。このことによって集塵袋５０が形成される。
【００４０】
ついで、前記天井壁５３に外面に前記シール部材４５をその貫通孔４５ａの中心と開口５１の中心を一致させて接着し、ついで、前記口枠４０をその貫通孔４１の中心を前記開口５１の中心と一致させて天井壁５３の外面およびシール部材４５の外面に接着して取り付ける。このことによって図２に示すように集塵フィルターＦは形成される。
【００４１】
また、集塵フィルターＦは取り扱いの便のために、図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように口枠４５に接着されていない部分から両端部までの中間部を内側となるように折り曲げて偏平状に折り畳まれているものである。
【００４２】
つぎに、上記にように構成された集塵フィルターＦの作用を掃除機１に用いた場合について説明する。
掃除をする際に集塵フィルターＦつまり集塵袋５０が既に目詰まりをしている場合は、開閉蓋１５を開き集塵室１３から前記目詰まりした集塵フィルターＦを取り出し、新たな集塵フィルターＦをその口枠４０の両側端部４２を図示しない保持溝に嵌合して装着して集塵室１３内に配設する。なお、この状態では上述したように集塵袋５０は偏平状に折り畳まれた状態となっている。
【００４３】
ついで、掃除機１の吸込口１６の吸込ホース２０の接続具２２を嵌合し、また、把手部２３に延長管３０を接続し、この延長管３０の床ブラシ３５を接続する。ついで、前記把手２３ｂを把持するとともに被掃除面の種類などに応じて前記制御スイッチ２４のうちの何れかを閉成操作する。
【００４４】
この制御スイッチ２４が閉成されるとこの制御信号は前記制御装置１８に送られて、制御装置１８は電動送風機１９を駆動させ、電動送風機１９の吸引作用によって、前記床ブラシ３５から吸込気流とともに塵埃が延長管３０、吸込ホース２０を介して集塵フィルターＦつまり集塵袋５０内に流れ込む。
【００４５】
そして、上述のように前記流れ込んだ吸込気流は始めに折り畳まれた集塵袋５０の通気抵抗の大きい貫通孔４１および開口５１と対向する底壁５２に吹付けられ、この吸込気流によって生じる風圧によって集塵袋５０は始めに前記蛇腹状になっている周壁５４が後方に向けて引き伸ばされ広げられ、ついで、前記底壁５２に吹付けられ底壁５２を通過し、その残りの吸込気流は通気抵抗の小さい周壁５４を通過して電動送風機１９に吸引される。吸込気流が周壁５４を通過する際に生じる風圧によって周壁５４は周方向に押し広げられ、集塵袋５０は集塵室１３内の空間全体に均一に広げられて膨らむ。
【００４６】
そして、塵埃を含んだ吸込気流は、集塵室１３内の空間全体に均一に広げられた集塵袋５０の全内周壁つまり底壁５２、周壁５４および天井壁５３の一部を通過することになり、この際、塵埃は集塵袋５０の全内周壁によって捕捉されることから集塵袋５０内に均一に集塵されるものであり、したがって、集塵効率を上げることができ、また、集塵袋５０は集塵室１３内の空間全体に均一に広げられているため実効容積は大きくなることから集塵量を多くでき効率のよい集塵袋の利用ができる。
【００４７】
また、集塵袋５０の底壁５２の通気抵抗を薄膜部材５７の枚数を周壁５４など枚数よりも多くすることによって周壁５４の通気抵抗よりも大きくしたことから、吸込気流の風圧の大きい底壁５２は、薄膜部材５７の枚数が多いため塵埃が通過することを防止でき底壁５２の補塵性能を高めることができるものである。また、底壁５２は薄膜部材５７の枚数を多くすることによって通気抵抗を大きくしていることから、集塵袋５０は柔軟性は低下しないことから吸込気流が流れ込んだときは容易に集塵室１３内の空間全体に均一に膨らむものである。
【００４９】
【発明の効果】
上記のように請求項１の発明の集塵フィルターによれば、集塵袋を集塵室内の空間全体に均一に広げられるつまり膨らませることができ、したがって、塵埃を集塵袋内に均一に集塵することができ集塵効率を上げることができるとともに、実効集塵容積を大きくでき効率のよい集塵袋の利用ができるという効果を有するものである。
【００５２】
また、請求項２の発明は、電気掃除機の集塵室に配設される集塵フィルターを請求項１の集塵フィルターとした電気掃除機としたことから、集塵袋の集塵効率を上げることができるとともに、実効集塵容積を大きくでき効率よく集塵袋の利用ができるため、掃除中における集塵フィルターの交換回数を低減できるなど掃除効率を向上させることができるという効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の集塵フィルターを用いた電気掃除機の斜視図。
【図２】上記集塵フィルターの図で、（Ａ）は口枠側からみた平面図であり、（Ｂ）は側面図である。
【図３】上記集塵フィルターを折り畳む状態を示す図で、（Ａ）は折り畳む過程を示す図で、（Ｂ）は折り畳んだ状態を示す図である。
【図４】上記集塵フィルターの断面図（図２のＸ−Ｘ線での断面図）。
【図５】上記集塵フィルターの集塵袋を形成する薄膜部材の展開図。
【図６】上記薄膜部材を折り目で折り畳んだ状態を示す図。
【符号の説明】
１ 電気掃除機
１３ 集塵室
１４ 送風機室
１６ 吸込口
Ｆ 集塵フィルター
４０ 口枠（集塵フィルターの一部）
４１ 貫通孔（吸込開口の一部）
５０ 集塵袋（集塵フィルターの一部）
５１ 面（天井壁）
５２ 集塵袋の底壁（吸込開口と対向する領域）
５４ 集塵袋の周壁（他の領域）
５５ 谷部
５５ 山部
５７ 薄膜部材

Claims (2)

1. 中央部に吸込開口が形成された方形状の口枠と、通気性を有する薄膜部材を重ね合わせて形成され前記口枠に取り付けられる集塵袋とから構成され、前記集塵袋が、前記口枠に接着された天井壁と、前記吸込開口に対向する底壁と、これら天井壁及び底壁を除く領域からなり複数の谷部と山部を有する蛇腹状の周壁とで形成された集塵フィルターにおいて、
   前記底壁が、通気性を有して前記吸込開口より大きく形成され、かつ、前記周壁の蛇腹における前記底壁側の端部に連続して達するような大きさの薄膜部材を含み、この薄膜部材によって、前記底壁の薄膜部材の重ね合わせ枚数を前記周壁の薄膜部材の枚数より多くして、前記底壁の通気抵抗を前記周壁の通気抵抗より大きくしたことを特徴とする集塵フィルター。
2. 吸込口、この吸込口に連通する集塵室、この集塵室の下流側に設けられ電動送風機が設けられた送風機室を有し、前記吸込口を介して吸込気流とともに吸込まれた塵埃を前記集塵室に配設した集塵フィルターによって除去する電気掃除機において、前記集塵フィルターを請求項１の集塵フィルターとしたことを特徴とする電気掃除機。

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