JP4102642B2 - 電気掃除機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気掃除機に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般的な電気掃除機は、吸口から吸い込んだ含塵空気を掃除機本体に導き、この掃除機本体内の集塵部を通して除塵し、除塵によって清浄になった空気を掃除機本体外に排気する構成である。集塵部は、紙フィルターによる濾過によって塵埃を捕捉して除塵し、または、サイクロン分離筒による遠心分離によって塵埃を捕捉して除塵する構成である。
【0003】
サイクロン分離式の集塵部を備えた電気掃除機の集塵部は、1つのサイクロン分離筒による遠心分離によって塵埃を捕捉して除塵する構成となっている(例えば特許文献1参照)。
【0004】
また、電気掃除機におけるサイクロン分離式の集塵部として、サイクロン分離筒を外側分離筒と内側分離筒の2重構造に構成し、外側分離筒内で粗大塵を遠心分離して除塵し、内側分離筒内で微細塵を遠心分離して除塵することが提案されている(例えば特許文献2参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−29288号公報
【特許文献2】
特表平10−511880号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
一般家庭で使用する電気掃除機は、小型で取り扱い易いことが重要であり、集塵部の小型化と捕捉した塵埃廃棄操作の簡易化が必要である。
【0007】
1つのサイクロン分離筒によって塵埃を捕捉する集塵部は、粗大塵と微細塵を一緒に捕捉しているので、捕捉塵埃を廃棄するときに微細塵が飛散し易く、塵埃廃棄操作が面倒である。また、塵埃捕捉(集塵=除塵)性能を高めようとすると、サイクロン分離筒が長くなって大型化してしまう。
【0008】
内外2重分離筒構造のサイクロン分離式の塵埃分離装置(集塵部)は、外側分離筒と内側分離筒を一体的に組み合わせた構成であることから、小型で取り扱い易い形態に構成することが困難である。一般的な家庭における使用では、粗大塵が多量に捕捉されて該粗大塵を廃棄するための操作頻度が高くなるが、内外2重分離筒構造の集塵部は、粗大塵を捕捉している外側分離筒のみを取り出して該粗大塵のみを廃棄操作することができない。
【0009】
本発明の1つの目的は、小型で取り扱い易いサイクロン分離式の集塵部を備えた電気掃除機を提案することにある。
【0010】
本発明の他の目的は、小型で塵埃捕捉(集塵)性能が高いサイクロン分離式の集塵部を備えた電気掃除機を提案することにある。
【0011】
本発明の更に他の目的は、捕捉した微細塵を飛散しないように確実に保持しておくことができるサイクロン分離式の集塵部を備えた電気掃除機を提案することにある。
【0012】
【課題を解決しようとする手段】
上記目的を達成するために本発明の特徴とするところは、サイクロン分離筒に形成した連通口により、該サイクロン分離筒と連通する集塵ケースとを有し、該集塵ケースにはフィルターを内蔵し、該フィルターを通過した空気と、前記サイクロン分離筒の排気口とから流出した空気とが合流するサイクロン部流出口を下部に配置した流路構成とし、前記集塵ケース下部にフィルターを内蔵したことにある。
【0013】
また、本発明の特徴とするところは、サイクロン分離筒の下部より含塵空気を流し入れ、このサイクロン分離筒から除塵した空気を排気する排気口を前記サイクロン分離筒下部に設け、このサイクロン分離筒の上部に、サイクロン分離筒の側面に置いた集塵ケースに至る連通口を設け、前記フィルターを開閉する手段を設けたことにより、前記集塵ケースに溜まった塵埃を廃棄することにある。
【0014】
さらに、本発明の特徴とするところは、電動送風機を、前記サイクロン分離筒と、前記集塵ケース下側に配置したことにある。
【0015】
さらにまた、本発明の特徴とするところは、電動送風機回転軸の回転により、吸口体の回転ブラシが駆動されることにある。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の実施例形態を図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施の形態を示す電気掃除機の外観斜視図である。図2は、その掃除機本体の斜視図である。図3は、その掃除機本体の上蓋を開いた状態を示す斜視図である。図4は、その掃除機本体の集塵ケースを取り除いた状態を示す斜視図である。図5は、その掃除機本体の集塵ケースとサイクロン分離器を取り除いた状態を示す斜視図である。図6は、上蓋と上ケースを取り除いた横平面図である。図7は、その掃除機本体内の空気の流れを示す模式図である。
【0017】
この実施の形態における電気掃除機は、図1に示すように、掃除機本体1とホース2と手元操作管3と伸縮延長管4と吸口5を備え、掃除機本体1と手元操作管3をホース2を介して接続し、この手元操作管3に伸縮延長管4を介して吸口5を接続して使用する。
【0018】
掃除機本体1は、電動送風機(後述する)を内蔵し、この電動送風機の吸気力によって吸口5から吸気することによって該吸気流に乗せて塵埃を吸い込み、吸い込んだ含塵空気を伸縮延長管4と手元操作管3とホース2を介して掃除機本体1に吸い込ませ、サイクロン分離式の集塵部(後述する)で除塵(集塵)した後に機外に排気する。
【0019】
掃除機本体1は、図2〜図6に示すように、下ケース101と上蓋102の間にサイクロン分離筒104と集塵ケース105を着脱可能に装着し、下ケース101と上ケース150の間に第2の補助フィルター112と電動送風機107とコードリール110とを内蔵する。
【0020】
この掃除機本体1は、図7に示すように、含塵空気をホース2を介して入口管115より、サイクロン分離筒104に流し入れて旋回させることにより遠心分離作用で塵埃を分離して、上部の連通口117を通して集塵ケース105に塵埃を搬送し、サイクロン分離筒104からの排気は内筒131を通って、サイクロン分離筒104の下部に設けた排気口120に排気される。また、一部の空気は集塵ケース105に流れ込み、第1の補助フィルター106によって塵埃を捕捉する。集塵ケース105の排気は第1の補助フィルター106の後方のサイクロン部流出口146から第2の補助フィルター112を通って電動送風機107に吸込ませる。この時サイクロン分離筒104からの排気も前記排気口120から連絡通路145を通過し、前記サイクロン部流出口146を流出し、前記集塵ケース105の排気と合せて電動送風機107に吸込ませる。この電動送風機107からの排気をフィルター108を介して、一部は排気流路(図示せず)を介し、一部はコードリール110に流してこれらを冷却し、その後に機外に放出させる。
【0021】
下ケース101は、この掃除機本体1を床面に走行させるための走行車輪208と案内車輪(図示せず)を備え、サイクロン分離筒104と集塵ケース105を独立して着脱可能に並べて縦置きに装着し、更に、第2の補助フィルター112を並べて設置する。
【0022】
上蓋102は、上ケース150の上側後部に転回可能に取り付け、閉じた状態でサイクロン分離筒104の入口管115とホース接続口部116とが気密状態に当接し、サイクロン分離筒104の連通口117と集塵ケース105の上部開口118とが気密状態に当接するように付勢する。また、サイクロン分離筒104の下部の排気口120と集塵ケース105の下部に設けた連絡通路145とが気密状態に当接し、サイクロン部流出口146と第2の補助フィルター112が収納されるフィルターケース113との間を気密状態に当接するように付勢する。サイクロン分離筒104の軸方向は鉛直方向を向いているが、鉛直方向でなく斜め方向に傾いていてもかまわない。
【0023】
集塵ケース105の上部の取っ手123を持って、集塵ケース105を分離して取り出すことができ、集塵ケース105内の第1の補助フィルター106を開けることによって、集塵ケース105内の塵埃を廃棄する。第1の補助フィルター106を集塵ケース105下部に設けているので、手の姿勢を変えることなく塵埃を簡単に排気できるという特徴を持っている。
【0024】
さらに、サイクロン分離筒104の内部が汚れた場合には、上部の取っ手125を持って、下ケース101から持ち上げ、サイクロン分離筒104を分解して清掃することができる。
【0025】
ここで、サイクロン分離筒104の内表面または、集塵ケース105の内表面にクリヤー系UV硬化型コーティング処理している。このため、前記サイクロン分離筒104内に塵埃が流入し、塵埃が遠心分離され、前記集塵ケース105に流入する際に、このサイクロン分離筒104内の表面や、集塵ケースの内面に塵埃が衝突し、こすれた場合でも、表面に傷が入りにくく、汚れを付着しにくくするととともに耐擦性,耐汚染性を向上させることができる。このため、サイクロン分離筒104の外筒135や、集塵ケース105を透明のプラスチック材で製作した場合でも、塵埃のたまり具合を目視で確認することができる。
【0026】
また、サイクロン分離筒104や、集塵ケース105を帯電防止樹脂剤を用いて成型したり、表面に帯電防止剤を塗布することにより、前記サイクロン分離筒104や、集塵ケース105に塵埃が付着しにくくなり、清掃回数を減らすことができる。
【0027】
次に、図6を参照して、電気掃除機本体1内部の配置について説明する。図6は上ケース150と上蓋102を取り外した状態の平面図である。ホース接続口部116は上方から見て本体1の幅方向の中央にあり、サイクロン分離筒104の中心軸は幅方向の中央からずらして位置し、サイクロン分離筒104の略接線方向に空気を流入させる入口管115とホース接続口部116が直線状になるように配置されている。また、集塵ケース105はサイクロン分離筒104の中心軸とは幅方向の反対側に設置される。同様に、電動送風機107はサイクロン分離筒104の中心軸とは幅方向の反対側に設置され、その前面には第2の補助フィルター112が設けられている。コードリール110は電動送風機107の横に設置され、幅方向でサイクロン分離筒104の中心軸を同じ方向に設置されている。
【0028】
このように配置したことで、本体の長さを短くでき、小型軽量を達成できる。また、サイクロン分離筒104の入口部分に曲りなどを設ける必要が無いため、損失を小さくできる効果が得られる。
【0029】
ここで、サイクロン分離筒104と集塵ケース105の詳細について、図8から図13と、図15から図16を参照して説明する。図8はサイクロン分離筒104の外観斜視図、図9は集塵ケース105の外観斜視図、図10は図6のA−A断面図、図11はサイクロン分離筒104の入口管部分を含む断面図、図12はサイクロン分離筒104と集塵ケース105の連通口117を含む断面図、図13は集塵ケース105を排気側から見たときの側面図である。
【0030】
サイクロン分離筒104の外筒135にはその空気取り入れ口である入口管115が、このサイクロン分離筒104の中心軸方向長さの中央より下部に設けられ、略円筒形をなすサイクロン分離筒104の略接線方向に空気が入るように設置されている。サイクロン分離筒104の中央より上部に連通口117が設けられ、集塵ケース105に塵埃とともに空気を流入させる。サイクロン分離筒104の下部には内筒131が設けられ、下部の排気口120につながっている。内筒131は隔壁132と筒部134とで構成され、筒部134には網フィルター133として樹脂繊維性の網を筒部134と一体にインサート成型により構成している。網フィルター133は図10に示すように、側面の円筒部分に構成してもよく、また、筒部の上平面と側面の円筒部分を合せて構成してもかまわない。ここでは、前記網フィルター133は、前記内筒131の側面の円筒部分全周に設けるのではなく、前記入口管115付近のおよそ90度程度は、前記網フィルター133と開口部を設けていない。このため、前記入口管115から髪の毛などの細い塵埃が流入しても、前記網フィルター133に直接当たることを防げ、刺さったりして絡み付くことを防ぐことができる。さらに、前記入口管115から針などの尖った塵埃が流入した場合にも、前記網フィルター133に直接当たることが無いので、前記網フィルター133が破れ、塵埃が流出することを防げる。
【0031】
また、網フィルター133は前記内筒131の内向きに力を受けるので、前記網フィルターの内径側に内筒のリブ136を設ければ良い。
【0032】
ここで、網フィルター133に帯電防止処理を施すと、前記網フィルター133に付着した塵埃が離れやすく、清掃が容易にできる。
【0033】
また、サイクロン分離筒104の外筒135にはその空気取り入れ口である入口管115が、このサイクロン分離筒104の中心軸方向長さの中央より下部に設けられているので、前記入口管115に連通するホース接続口部116も、サイクロン分離筒104の中心軸方向長さの中央より下部に配置することができる。このため、前記ホース接続口部116は、掃除機本体1の下部に配置することができるので、前記掃除機本体1を、前記ホース2を介して手元操作管3で引き回した場合、前記掃除機本体1が転倒しにくく、安定して引き回す事ができる。
【0034】
さらに、前記ホース接続口部116を前記掃除機本体1の下側に配置できるので、上蓋102に前記ホース接続口部116を配置する必要が無く、集塵ケース105や、サイクロン分離筒104を前記掃除機本体1から取出す時に、前記ホース2を取り付けたままでも容易に、前記上蓋102を開閉することができる。
【0035】
サイクロン分離筒104は外筒135と内筒131と排気口120を形成する部材とに分離され、それぞれが着脱自在に嵌着し、それぞれの部材は気密を保って当接している。なお、気密状態の当接を実現するために、当接部間には弾性シール部材を介在させると良い。サイクロン分離筒104の清掃は、外筒135と内筒131と排気口120を形成する部材をそれぞれ別々に分離して行うことにより可能である。
【0036】
集塵ケース105には、サイクロン分離筒104の連通口117に対向する位置に上部開口118が設けられ、両者は気密状態を保って当接している。集塵ケース105の排気側には、フィルター枠140に取り付けられた第1の補助フィルター106が設けられている。フィルター枠140はその両面が開口となっていて、下部に設けた軸部を中心として回動するように設けられ、フィルター枠140が閉まったときには、集塵ケース105の本ケース141とフィルター枠140は気密状態を保って当接している。
【0037】
ゴミ捨て時には、集塵ケース105上部の取っ手123を持って、集塵ケース105を持ち上げ、フィルター枠140を止めているクランプ部と一体になっているレバー142を押して、フィルター枠140を開いて行う。このとき、前記集塵ケース105は下方に広がっているので、前記集塵ケース105内に溜まった塵埃を捨てやすく、前記塵埃が前記集塵ケースに残りにくい。
【0038】
また、第1の補助フィルター106の清掃は、フィルター枠140から第1の補助フィルター106を取り出して洗うなどして行うことができる。
【0039】
第1の補助フィルター106は発泡性の洗える素材のウレタンでできたスポンジ、あるいは、洗える不織布、あるいは、洗えるろ紙材などを用いるのが望ましい。
【0040】
第1の補助フィルター106や、第2の補助フィルター112に帯電防止処理を施すと、第1の補助フィルター106や、前記第2の補助フィルター112に付着した塵埃が離れやすく、清掃が容易にできる。
【0041】
集塵ケース105の下部には連絡通路145とサイクロン部流出口146が一体に設けられている。従って、この集塵ケース105は、本ケース141と連絡通路145とフィルター枠140の下部の部分のサイクロン部流出口146とに分けられるが、両者の接合する部分は気密を保って当接するようになっている。また、サイクロン分離筒104の排気口120とも気密を保って当接している。
【0042】
フィルター枠140は電動送風機107の前に設けられた第2の補助フィルター112を収納するフィルターケース113とも気密を保って当接している。以上説明してきた、気密状態の当接を実現するために、当接部間には弾性シール部材を介在させると良い。
【0043】
このように構成した掃除機本体1は、電動送風機107を運転すると、その吸気力によって、サイクロン分離筒104の入口管115から該サイクロン分離筒104内に含塵空気が流入して該サイクロン分離筒104内で旋回することにより塵埃を遠心分離して該サイクロン分離筒104内の上の方に持ち上げ、集塵ケース105側に搬送する。除塵された空気は、サイクロン分離筒104の内筒131から網フィルター133を通って排気口120に流れ出る。この網フィルター133は、繊維塵や、紙などの塵埃が吹き抜けるのを防止するように機能する。
【0044】
排気口120からの空気は連絡通路145、サイクロン部流出口146を介して、第2の補助フィルター112へと流れる。
【0045】
サイクロン分離筒104の連通口117からの塵埃を含んだ空気は集塵ケース105の上部に設けられた上部開口118より集塵ケース105に流入し、第1の補助フィルター106で空気中の塵埃がせき止められ、第1の補助フィルター106の手前で堆積していく。該第1の補助フィルター106を通過した空気は第2の補助フィルター112側に流れていく。
【0046】
第1の補助フィルター106の除塵性能はそのフィルター材の能力で決定されるが、μmオーダーの塵埃までを分離できる能力を持たせると良い。しかし、除塵能力を高くしすぎると目詰まりも早くなり易いので、全体の除塵能力との兼ね合いで決定するのが望ましい。
【0047】
掃除機本体1内に入ってきた塵埃は、そのほとんどが集塵ケース105内に溜められるので、ごみ捨ては集塵ケース105を掃除機本体1から取り出して除塵すれば良い。ごみ捨ては集塵ケース105より塵埃があふれないうちに行うのが望ましい。このため、集塵ケース105には、図9に示すように上部開口118に対向する位置にごみ捨てライン155を設けておき、使用者がこれを参考にごみ捨てを行えるようにしている。ごみ捨てライン155は、水平あるいは鉛直を向いているのではなく、集塵ケース105内にごみが溜まっていく時には、上部開口118に近接した部分が最後にごみで埋まるので、ごみのたまり具合から斜めに設定している。
【0048】
なお、本実施の形態では、掃除機本体1内の空気の流れを図7に示すように2つの経路に分けているので、集塵ケース105内の塵埃には空気の流れ方向に圧力差を生じ、この圧力差によって塵埃が常時圧縮される。この圧力差は、溜められた塵埃が多くなるほど大きくなるので、塵埃が多くなればなるほど圧縮量が多くなるという特徴を併せ持っている。また、前記集塵ケース105の下部に第1の補助フィルター106を配置しているので、集塵ケース105内の塵埃の自重により、塵埃はより圧縮される。従って、集塵ケース105内により多くの塵埃を溜めることができるので、ごみ捨ての周期を長くすることができる。
【0049】
集塵ケース105内の塵埃は、第1の補助フィルター106の手前で層状に堆積していき、かつ微細な粉塵も一緒に堆積していく。このため、繊維塵の間に粉塵がまぎれ込んでいくので、ごみ捨て時に粉塵が舞い上がりにくくなるという効果も得られる。
【0050】
さらに、サイクロン分離器104の排気口120を通過する空気風量が、集塵ケース105を空気が通過しないときに比べて、少なくなるので、サイクロン分離器104の抵抗を小さくできる。従って、掃除機の吸込仕事率をより大きくすることができるという特徴を持っている。
【0051】
また、サイクロン分離筒104内で、サイクロン分離筒104の入口管115から該サイクロン分離筒104内に含塵空気が流入して該サイクロン分離筒104内で旋回することにより塵埃を遠心分離して該サイクロン分離筒104内の上の方に持ち上げ、集塵ケース105側に搬送する。この際、前記サイクロン分離筒104から、前記集塵ケース105を通じて第1の補助フィルター106から排気される空気の流れが有るため、前記サイクロン分離筒104で遠心分離された塵埃は、前記集塵ケース105側へ流入しやすくなり、塵埃は前記集塵ケース105側へ瞬間分離されるので、捕塵効率を高くできる。
【0052】
さらに、前記サイクロン分離筒104で遠心分離され、前記集塵ケース105側へ搬送された塵埃は、前記サイクロン分離筒104へ逆流しにくいので、前記集塵ケース105側へ搬送された塵埃が再飛散すること無く、捕塵効率を高くすることができる。
【0053】
さらに、内筒131の網フィルター133に塵埃が付着した場合には、サイクロン分離筒104から除塵した空気を排気する排気口120から排気される空気風量が減少するため、第1の補助フィルター106を通過した前記集塵ケース105からの排気口である集塵ケース排気口144の空気風量が増加する。このため、前記内筒131の前記網フィルター133に付着した塵埃は、集塵ケース105に搬送されるという特徴をもつ。
【0054】
また、前記集塵ケース105から、第1の補助フィルター106を通過した前記集塵ケース105からの排気口である集塵ケース排気口144の断面積を、サイクロン分離筒104から除塵した空気を排気する排気口120の断面積より大きくしている。このため、第1の補助フィルター106の断面積を大きくすることができ、前記第1の補助フィルター106を通過する空気の流速を小さくすることができる。このため、前記第1の補助フィルター106からの塵埃の吹き抜けを低減できる。さらに、前記第1の補助フィルター106を空気が通過する際の圧力損失を低減できるので、掃除機の吸込仕事率をより大きくすることができるという特徴を持っている。
【0055】
ここで、サイクロン分離筒104の連通口117の下流側端部119をR形状としたり、滑り性の良い(低摩擦係数)の部材を貼りつけることにより、前記下流側端部119での塵埃のひっかりを防止することができる。また、前記下流側端部119の上方側を集塵ケース105からの排気口である第1の排気口144側に傾けた場合(連通口117の開口部を上方の方が広くした場合)、連通口117の下流側端部119に塵埃が引っかかったとしても、塵埃は前記下流側端部119の上方側へ移動し、この移動中にサイクロン分離筒104から集塵ケース105への空気の流れによって、前記連通口117の下流側端部119から引き剥がされやすくできる。
【0056】
また、集塵ケース105内に溜まる塵埃の量が増えると、集塵ケース105を通過するときの抵抗が増えるので、集塵ケース内を流れる流量が低下する。従って、臭いを発生させ易い塵埃が多いときにはその部分を通過する空気の量が減り、臭いを掃除機外に出しにくくなるという効果もある。
【0057】
また、連絡通路145,サイクロン部流出口146内が汚れたときも、集塵ケース105を取り出した状態で簡単に清掃することができる。
【0058】
また、サイクロン分離器104の入口管115と内筒131を下に設けたので、上部にサイクロン分離筒104の連通口117と集塵ケース105の上部開口118を設けることができ、集塵ケース105に入った塵埃は、重力で下に落ちるので、サイクロン分離筒104へのこぼれを防止できる。
【0059】
また、集塵ケース105の上部開口118は、前記集塵ケース105の前方に配置しているので、掃除機本体1を立てて収納する時には、前記集塵ケース105の上部開口118は、前記集塵ケース105の上方に配置していることとなるので、前記集塵ケース105に入った塵埃が、前記サイクロン分離筒104へこぼれるのを防止できる。
【0060】
また、集塵ケース105をサイクロン分離筒104の側面に配置しているので、掃除機本体1の高さを高くすることなく、サイクロン分離筒104の長さ方向を長くできるので、旋回流によるごみの分離能力を高くできるという特徴を持っている。
【0061】
なお、入口管115付近に、電動送風機107が停止した場合に入口管115を塞ぎ、前記電動送風機107を運転した場合には、前記サイクロン分離筒104の外筒135の内面の一部と内筒131の間を塞ぐ様に設置した弁を設けてもかまわない。
【0062】
この場合、指輪など流体力を受けにくく、重い塵埃は、前記弁に衝突し旋回を停止する。このため、前記外筒135の内壁面の傷つきや破損を防ぐことができる。
【0063】
さらに、電動送風機107の運転を停止し、サイクロン分離筒104を取出した時の塵埃のこぼれを防止することができる。
【0064】
また、流体力を受けにくく重い塵埃はサイクロン分離筒104から、集塵ケース105に入らないので、前記集塵ケース105の第1の補助フィルター106を破ることが無く、前記集塵ケース105から塵埃が抜けるのを防ぐことができる。
【0065】
なお、図14に示すようにサイクロン分離筒104と集塵ケース105を一体に設けても良く、この場合、ゴミ捨て時に手で持つ質量は大きくなり、取り扱い性は低下するが、サイクロン分離筒104と集塵ケース105との間、排気口120と連絡通路145間が一体となって構成されるので、完全な気密が保たれるので、漏れなどによる損失の増加を抑えることができ、吸込仕事率をより高くすることができるとともに、塵埃の漏れやこぼれを抑制できる。
【0066】
また、排気口120、連絡通路145、およびサイクロン部流出口146を下ケース101と当接する別部材の部品で構成しても良いが、連絡通路内が汚れたときに簡単に清掃ができないという面はあるものの、全体の気密を保つ個所を減らすことができる。また、気密を保つ方向を上下方向でできるので、気密が保ち易い特徴を持たせることができ、吸込仕事率をより高くすることができる。
以下、本発明の第2の実施の形態を図面に従い説明する。図15は、本発明の一実施の形態を示すアップライト式電気掃除機の外観斜視図である。図16は、図15に示した電気掃除機における側面図である。ここでは、空気の流れを説明するために部分的に断面を示している。図17は、サイクロン分離筒405と集塵ケース405が一体となったときの縦断面図である。図18は、サイクロン分離筒404と集塵ケース405の連通口417を含む断面図である。
【0067】
掃除機本体301には、床に向かって開口した吸口305を所定の角度範囲で回動可能に取り付けられており、該吸口305内には床面に面して回転ブラシ306が設けられている。この掃除機本体301には集塵部460が着脱自在に装着されている。集塵部460は、サイクロン分離筒404と集塵ケース405と、下部に集塵部蓋461が回動自在に設けられている。電動送風機は、この電動送風機の回転軸の回転により吸口305内の回転ブラシ306と、電動送風機の送風機を駆動するため、前記吸口305の上方で、掃除機本体301の下部である前記集塵部460の下方に配置されている。この電動送風機の吸気力によって、前記吸口305から吸気し、該吸気流に乗せて塵埃を吸い込み、吸い込んだ含塵空気を継ぎ手管304とホース302を介してサイクロン分離筒404の側にある集塵ケース405に集塵する。また、掃除機本体301の上部には使用者が把持する把持部303が設けられており、把持部303の操作によって電機掃除機が前後移動するようになっている。
【0068】
この掃除機本体301は、含塵空気をホース302を介して入口管415より、サイクロン分離筒404に流し入れて旋回させることにより遠心分離作用で塵埃を分離して、上部の連通口417を通して集塵ケース405に塵埃を搬送し、サイクロン分離筒404からの排気は内筒431を通って、サイクロン分離筒404の下部に設けた排気口420に排気される。また、一部の空気は集塵ケース405に流れ込み、第1の補助フィルター406によって塵埃を捕捉する。集塵ケース405の排気は第1の補助フィルター406の下方のサイクロン部流出口446から第2の補助フィルター412を通って電動送風機に吸込ませる。この時サイクロン分離筒404からの排気も前記排気口420から連絡通路445を通過し、前記サイクロン部流出口446を流出し、前記集塵ケース405の排気と合せて電動送風機に吸込ませる。この電動送風機からの排気をフィルターを介した後に機外に放出させる。
【0069】
サイクロン分離筒404の入口管415とホース接続口部416とが気密状態に当接し、サイクロン分離筒404の下部の排気口420と連絡通路445とが気密状態に当接し、サイクロン部流出口446と第2の補助フィルター412が収納されるフィルターケース413との間を気密状態に当接するように付勢されている。集塵部蓋461はサイクロン分離筒404と集塵ケース405の間に弾性体を挟み込み、上下方向に力が加わることにより、気密状態に当接し、また、電動送風機入口側に設けられる弾性体シール部材450により、掃除機本体301との間を気密状態に当接するように付勢されている。これらの気密状態は上下方向に力が加えられることにより発揮される。集塵部460を掃除機本体301に押し込んだときに、掃除機本体301に設けた止め具(図示せず)により集塵部を下方に押して、気密状態を実現しており、塵埃の漏れやこぼれを抑制できる。また、前記弾性体450で、第2の補助フィルター412を集塵部蓋461に保持している。
【0070】
また、サイクロン分離筒404の軸方向は鉛直方向でなく斜め方向に傾いており、掃除機301の高さ方向を大きくせずに、サイクロン分離筒404の軸方向長さを長くでき、捕塵性能を向上することができる。
【0071】
また、サイクロン分離筒404と集塵ケース405は、取っ手423を持って、掃除機本体301から分離して取り出すことができる。集塵ケース405の排気側には、第1の補助フィルター406と補助フィルターケース440が設けられ、補助フィルターケース440の開口には網フィルター406aが一体にインサート成型で設けられている。この第1の補助フィルター406の背面には、多数の矩形の開口にフィルター406bを備えたフィルター受け部を有する集塵部蓋461が設けられ、第1の補助フィルターを支えるとともに、第1の補助フィルター406の周囲と補助フィルターケース440との間の気密を保っている。
【0072】
第1の補助フィルター406とサイクロン分離筒排気口420の下部には集塵部蓋461が設けられ、その内部には、フィルター枠413のついた第2の補助フィルター412が集塵部蓋461の内部全体に広がって取り付けられている。
【0073】
第1の補助フィルター406は、塵埃の捕集量の多いスポンジなどで構成するのが良い。また、スポンジはエーテル径の素材で作るなど、洗える素材であると、取り扱い上有利である。また、第1の補助フィルター406の前の網フィルター406aには、帯電防止処理を施すと塵埃の剥離性が増して、表面から塵埃がはがれ易くなり、ゴミ捨て時にゴミが落ち易く好ましい。また、集塵部蓋461に設けたフィルター406bは、不織布や網フィルターなどを用いたフィルターを設置すれば、集塵ケース405からの塵埃の漏れをより防止できる。この不織布などで形成されるフィルター406bは集塵部蓋461に一体にインサート成型すると取り扱いが楽になる。
【0074】
第2の補助フィルター412は襞折り状に折った不織布などを用いるのが良く、サイクロン集塵部460の下部全体を使えるので、フィルターの空気通過面積を大きく取れるので、通気抵抗を小さくでき、また、電動送風機側にスムーズに空気を流せるので、流れ抵抗を小さくでき、吸込仕事率を大きくできる。
【0075】
第1の補助フィルター406は集塵ケース405の下部の連通口417から離れた位置、即ち、図中右前側に連通口417が有り、図中の左側に第1の補助フィルター406がある。このため、連通口417を通過した塵埃を含む空気は、第1の補助フィルター406側から吸引されているので、左下側に流れ易く、集塵ケース405の左下側から、塵埃が圧縮されながら、順々に堆積していくことになり、集塵ケース405内により多くの塵埃を蓄積できる。また、前記集塵ケース405の下部に第1の第1の補助フィルター406を配置しているので、集塵ケース405内の塵埃の自重により、塵埃はより圧縮される。従って、集塵ケース405内により多くの塵埃を溜めることができるので、ごみ捨ての周期を長くすることができる。また、塵埃中の繊維塵に砂とか土などの微細な粉塵が挟み込まれて圧縮されていくので、ゴミ捨て時に微細な粉塵が舞いあがりにくくなるという特徴を持っている。
【0076】
集塵部460を掃除機本体401に取り付けた時には、正面側から見るとサイクロン分離筒404は、集塵ケース405の後側(奥)に配置している。このため、連通口417と集塵ケース405の上部開口418は、サイクロン分離筒の手前側に配置されているで、上部開口418に対抗する正面側の位置にごみ捨てライン(図示せず)を表示できる。このため、使用者が、見やすい位置にあるにごみ捨てラインを参考にごみ捨てを行えるようにしている。ごみ捨てラインは、集塵ケース405内にごみが溜まっていく時には、上部開口418に近接した部分が最後にごみで埋まるので、ごみのたまり具合から斜めに設定している。
【0077】
ゴミ捨て時には、集塵部蓋461を開放して塵埃を捨てる。このとき、前記集塵ケース405は下方に広がっているので、前記集塵ケース405内に溜まった塵埃を捨てやすく、前記塵埃が前記集塵ケース405に残りにくい。
【0078】
また、フィルター類が目詰まりしたときには、集塵部蓋461を開けた状態で、補助フィルターケース440を開け、第1の補助フィルターを取り出し、水洗いして、自然乾燥し、乾いた後に取り付ける。また、第2の補助フィルター412は補助フィルター枠413ごと取り出して、水洗いして、自然乾燥し、乾いた後に取り付ける。
【0079】
なお、内筒431を集塵部蓋461に取り付けて、集塵部蓋461をゴミ捨て時に開放したときに、一体に開くようにすることもできる。このようにすると、集塵ケース405からあふれるほど塵埃を吸ったときなどに、サイクロン分離筒404内に塵埃が溜まるが、この塵埃を容易に取り除くことができる。
【0080】
ここで、サイクロン分離筒404の内表面または、集塵ケース405の内表面にクリヤー系UV硬化型コーティング処理している。このため、前記サイクロン分離筒404内に塵埃が流入し、塵埃が遠心分離され、前記集塵ケース405に流入する際に、このサイクロン分離筒404内の表面や、集塵ケースの内面に塵埃が衝突し、こすれた場合でも、表面に傷が入りにくく、汚れを付着しにくくするととともに耐擦性,耐汚染性を向上させることができる。このため、サイクロン分離筒404の外筒435や、集塵ケース405を透明のプラスチック材で製作した場合でも、塵埃のたまり具合を目視で確認することができる。
【0081】
また、サイクロン分離筒404や、集塵ケース405を帯電防止樹脂剤を用いて成型したり、表面に帯電防止剤を塗布することにより、前記サイクロン分離筒404や、集塵ケース405に塵埃が付着しにくくなり、清掃回数を減らすことができる。
【0082】
サイクロン分離筒404の外筒435にはその空気取り入れ口である入口管415が、このサイクロン分離筒404の中心軸方向長さの中央より下部に設けられ、略円筒形をなすサイクロン分離筒404の略接線方向に空気が入るように設置されている。このためホース接続口部416を掃除機本体301の下方に配置することができ、ホース302の長さ短くすることができ、摩擦などの損失を小さくできる効果が得られる。
【0083】
サイクロン分離筒404の中央より上部に連通口417が設けられ、集塵ケース405に塵埃とともに空気を流入させる。サイクロン分離筒404の下部には内筒431が設けられ、下部の排気口420につながっている。ここで、この排気口420をサイクロン分離筒の下方に設けることができるので、電動送風機までの流路を短く構成できる。このように配置したことで、掃除機本体301の高さを短くでき、小型軽量を達成できるとともに、摩擦などの損失を小さくできる効果が得られる。
【0084】
内筒431は隔壁432と筒部434とで構成され、筒部434には網フィルター433として樹脂繊維性の網を筒部434と一体にインサート成型により構成している。網フィルター433は、側面の円筒部分に構成してもよく、また、筒部の上平面部分に構成してもよく、筒部の上平面と側面の円筒部分を合せて構成してもかまわない。ここでは、前記網フィルター433は、前記内筒431の側面の円筒部分全周に設けるのではなく、前記入口管415付近のおよそ90度程度は、前記網フィルター433と開口部を設けていない。このため、前記入口管415から髪の毛などの細い塵埃が流入しても、前記網フィルター433に直接当たることを防げ、刺さったりして絡み付くことを防ぐことができる。さらに、前記入口管415から針などの尖った塵埃が流入した場合にも、入口管415を上方に曲げておけば、この曲りのため前記網フィルター433に直接当たることが無いので、前記網フィルター433が破れ、塵埃が流出することを防げる。
【0085】
また、網フィルター433は前記内筒431の内向きに力を受けるので、前記網フィルターの内径側に内筒のリブを設ければ良い。
【0086】
ここで、網フィルター433に帯電防止処理を施すと、前記網フィルター433に付着した塵埃が離れやすく、清掃が容易にできる。
【0087】
本発明の第3の実施の形態例を図面を参照して説明する。図19は、本発明の一実施の形態を示す電気掃除機のサイクロン分離筒と集塵ケースとを含むサイクロン集塵部560の縦断面である。
【0088】
略円筒形状をしたサイクロン分離筒504と下部にある集塵ケース505とその下部にあるフィルターケース513とが一体として、サイクロン集塵部を形成し、それが掃除機本体に着脱自在に装着されている。電動送風機は、このサイクロン集塵部の下部にある。サイクロン分離筒504には入口管515が一体に形成されていて、サイクロン分離筒504の周方向に流れが入るように設けている。入口管515は円形の断面を持っているが、周囲の角が取れた略長方形の形状をしていてもかまわない。
【0089】
サイクロン分離筒504の下方には一体に形成された集塵ケース505があり、サイクロン分離筒504から、集塵ケース505の下方に向かうに連れて内部の断面積が大きくなる、言い換えれば、下側に広がった形に形成している。集塵ケース505は図では円形断面を持っているが、下部は角の取れた略矩形の断面を持っていてもかまわない。
【0090】
内筒531は円形断面を持つ筒部534と、サイクロン分離筒504と集塵ケース504を区切る下側に湾曲した隔壁532、および、上部に開口を持ち、その部分に網フィルター533をインサート成形している。内筒531の上部は、サイクロン分離筒504と一体となる内筒固定用リブ545に装着される。図示していないが、内筒531を内筒固定用リブ545に差し込み、少し周方向にひねることにより、両者を気密状態に固定できるようになっている。内筒531の下部にはサイクロン分離筒排気口520が形成されている。
【0091】
サイクロン集塵部の下部には、フィルターケース513などで構成される集塵部蓋561が設けられている。上部には、第1の補助フィルター506とこれを覆うフィルター枠540が設けられ、このフィルター枠540には、網フィルター406aが一体にインサート成形されている。なお、フィルター枠540はその中央部は略円形の断面を有している。集塵部蓋561の内部には、第2の補助フィルター512が収納されるフィルターケース513が内蔵されていて、集塵ケース505と当接し、さらに、多数の開口を持つ隔壁で中央部にまで至り、中央部に内筒531と当接する円筒部を形成している。隔壁には網フィルター406bが一体にインサート成形されている。また、隔壁は第1の補助フィルターを支えるとともに、フィルター枠540が着脱自在に設けられる。集塵部蓋561の下部には、電動送風機入口の開口と当接する弾性体550が設けられ、この弾性体550で、第2の補助フィルター512を保持している。掃除機への装着時には、電動送風機入口部分に形成される開口を持つ隔壁で、大きな力を受ける。
【0092】
集塵部蓋561と集塵ケース505と内筒531との気密は、前述したように、フィルターケース513とそれぞれが当接する部分に弾性体で構成されるシール部材を介在し、上下方向に力を加えることにより気密状態に装着している。従って、塵埃の漏れや零れを抑制できる。
【0093】
次に、空気および塵埃の流れを説明する。含塵空気を入口管515より、サイクロン分離筒504に流し入れて旋回させることにより、遠心分離作用で塵埃を分離して、連通口517を通して、集塵ケース505に塵埃を搬送し、サイクロン分離筒504からの排気は内筒531上部の網フィルター533を通って、内筒531内に入り、サイクロン分離筒504の下部に設けた排気口520に至り、集塵部蓋561側に排気される。また、一部の空気は内筒531の隔壁532の外側に形成される連通口517より、集塵ケース505内に流れ込み、第1の補助フィルター506により塵埃を捕捉する。集塵ケース505からの排気は第1の補助フィルター506の下方の網フィルター506bを通過し、フィルターケース513の中央部に形成された円筒部の流れとともに第2の補助フィルターへと流れる。この両者の流路を併せて、サイクロン部流出口546を形成している。更に、第2の補助フィルター512を通過した空気は、電動送風機に吸い込まれる。
【0094】
サイクロン集塵部560は取っ手(図示せず)を持って、掃除機本体から分離して取り出すことができ、集塵ケース505の下部の集塵部蓋561を開けることによって、集塵ケース505内の塵埃を排気する。この時、集塵ケース505が下方に広がっているので、集塵ケース505内に溜まった塵埃が下側に落ち易く、塵埃が集塵ケース505内に残りにくい。また、集塵ケース505の下部に第1の補助フィルター506を配置して、空気を通せるようにしているので、集塵ケース505内に塵埃が溜まるに連れて、塵埃部分の流れ抵抗が大きくなり、ゴミが圧縮される。更に、第1の補助フィルター506が集塵ケース505の下部にあるので、塵埃の自重により、塵埃は更に圧縮される。従って、集塵ケース505内に溜められる塵埃の量を多くできるので、ゴミ捨ての周期を長くすることができる。また、塵埃が圧縮されることにより、繊維塵の中に細かい粉塵が保持され、このため、ごみ捨て時に塵埃の舞いあがりが抑制できる。
【0095】
さらに、サイクロン分離筒504の内部が汚れた場合には、内筒531を取り出して、サイクロン分離筒504を清掃することができる。また、内筒531の網フィルター533の汚れも清掃することができる。
【0096】
また、第1の補助フィルター506の清掃は、フィルター枠540から第1の補助フィルター506を取り出して、洗うなどして行うことができる。第1の補助フィルター506はウレタンなどの発泡スポンジで形成し、洗える素材でできている。
【0097】
また、サイクロン分離筒504の排気を内筒531に導き、これを下方に有る排気口520に直線状に空気を流すことにより、内筒の排気を上部よりサイクロン分離筒504の外側を経由して、下方に送るよりも、単純に流路を形成でき、本体の高さも低くでき、小型軽量を達成できるとともに、流れの曲りがなく、流れの乱れによる損失や、摩擦などによる損失を小さくできるので、吸込仕事率を大きくできるという効果も得られる。
【0098】
なお、内筒531の筒部534の状に設けた開口にある網フィルター533は筒部534の全集に渡って形成しているのではなく、入口管515付近のおよそ90度程度の範囲を筒部534の壁で形成し、入口管515から空気と一緒に侵入する髪の毛などの細長い塵埃が網フィルター533に妨げ、刺さったりして内筒531に絡み付くのを防ぐことができる。さらに、入口管515から針などの先端の尖った塵埃が流入した場合にも、網フィルター533に直接当たることがないので、網フィルター533が破れて塵埃が流出することを防げる。
【0099】
【発明の効果】
本発明は、上向きに旋回流を発生させるサイクロン分離筒と、この側面に内部にフィルターを有する集塵ケースを配置して、掃除機本体に装着したことにより、小型で取り扱い易いサイクロン分離式の集塵部を実現することができる。
【0100】
下側から空気を吸い込み、下側に排気するサイクロン分離筒と、排気の一部を集塵ケース内の下部に設けたフィルターに流すことにより、小型で塵埃捕捉(集塵)性能が高く、集塵容量の大きいサイクロン分離式の集塵部を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す電気掃除機の外観斜視図である。
【図2】図1に示した電気掃除機における掃除機本体の斜視図である。
【図3】図1に示した電気掃除機における掃除機本体の上蓋を開いた状態を示す斜視図である。
【図4】図1に示した電気掃除機における掃除機本体の上蓋を開いて、集塵ケースを取り外した状態を示す斜視図である。
【図5】図1に示した電気掃除機における掃除機本体内の上蓋を開いて、集塵ケースとサイクロン分離筒とを取り外した状態を示す斜視図である。
【図6】掃除機本体における上ケースと上蓋を取り外した状態を示す平面図である。
【図7】空気の流れを示す模式図である。
【図8】サイクロン分離筒104の外観斜視図である。
【図9】集塵ケース105の外観斜視図である。
【図10】図6のA−A断面を示す断面図である。
【図11】サイクロン分離筒104の入口管部分を含む断面図である。
【図12】サイクロン分離筒104と集塵ケース105の連通口117を含む断面図である。
【図13】集塵ケース105を排気側から見たときの側面図である。
【図14】サイクロン分離筒104と集塵ケース105が一体となったときの外観斜視図である。
【図15】本発明の一実施の形態を示すアップライト式電気掃除機の外観斜視図である。
【図16】図15に示した電気掃除機における側面図である。
【図17】サイクロン分離筒405と集塵ケース405が一体となったときの縦断面図である。
【図18】サイクロン分離筒404と集塵ケース405の連通口417を含む断面図である。
【図19】本発明の一実施の形態を示すサイクロン分離筒と集塵ケースの縦断面図である。
【符号の説明】
1…掃除機本体、101…下ケース、102…上蓋、103…集塵部、104…サイクロン分離筒、105…集塵ケース、106…第1の補助フィルター、107…電動送風機、112…第2の補助フィルター、115…入口管、117…連通口、120…排気口、131…内筒、145…連絡通路、146…サイクロン部流出口、150…上ケース、404…サイクロン分離筒、405…集塵ケース、406…第1の補助フィルター、412…第2の補助フィルター、415…入口管、417…連通口、420…排気口、431…内筒、504…サイクロン分離筒、505…集塵ケース、506…第1の補助フィルター、512…第2の補助フィルター、515…入口管、517…連通口、520…排気口、531…内筒。
Claims (4)
- 含塵空気を遠心分離により除塵するサイクロン分離筒を備えた電気掃除機において、
該サイクロン分離筒に形成した連通口により、該サイクロン分離筒と連通する集塵ケースとを有し、該集塵ケースにはフィルターを内蔵し、該フィルターを通過した空気と、前記サイクロン分離筒の排気口とから流出した空気とが合流するサイクロン部流出口を下部に配置した流路構成とし、
前記集塵ケース下部にフィルターを内蔵したことを特徴とする電気掃除機。 - 請求項1において、
該サイクロン分離筒の下部より含塵空気を流し入れ、このサイクロン分離筒から除塵した空気を排気する排気口を前記サイクロン分離筒下部に設け、このサイクロン分離筒の上部に、サイクロン分離筒の側面に置いた集塵ケースに至る連通口を設け、前記フィルターを開閉する手段を設けたことにより、前記集塵ケースに溜まった塵埃を廃棄することができることを特徴とした電気掃除機。 - 請求項1または2において、
電動送風機を、前記サイクロン分離筒と、前記集塵ケース下側に配置したことを特徴とする電気掃除機。 - 請求項1乃至請求項3のいずれかにおいて、
電動送風機回転軸の回転により、吸口体の回転ブラシが駆動されることを特徴とする電気掃除機。
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