JP4161844B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、吸気を旋回して塵埃を分離する遠心分離式の集塵部を備えた電気掃除機に関するものである。

従来の遠心分離式集塵部を有した電気掃除機として、粗塵を濾過するプレフィルタと、その下流側にプリーツ状のメインフィルタを設け、吸込具から吸い上げられた塵埃を含む吸引風を旋回させながら前記プレフィルタで大きな塵埃（粗塵）を濾過し、そのプレフィルタで濾過しきれなかった小さな塵埃（細塵）を、メインフィルタで濾過した後、きれいな空気のみを電動送風機を通して本体の排気口から排出するようにしていたものがあった
（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３４２４９２号公報

しかし、上記のような電気掃除機においては、吸込具で、ビニル袋やティッシュペーパー等、比較的比重が軽くて体積の大きいものを吸引した場合には、それらがプレフイルタの表面に密着し、一瞬にして吸込み風量が低下し吸気ができなくなってしまうと言う問題があった。特に、塵埃が堆積するのに伴って風量が低下するのを検知して、満杯表示をしたり、電動送風機の焼損を防止するために、電動送風機の入力を低下させる制御を行っている場合、ごみをさほど吸っていないにもかかわらず、たまたまビニル袋やティッシュペーパーを吸って、風量が急低下し、入力が低下すると、使用者は、違和感を感じ、電気掃除機が故障したと誤解するなどの問題があった。

本発明は、上記課題を解決するもので、ビニル袋などの不通気性のごみを吸っても掃除作業が継続できる、使用勝手の良い電気掃除機を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために本発明は、吸引風を発生させる電動送風機と、前記電動送風機と連通し塵埃を吸引する吸込具と、吸引された塵埃を吸引風と分離および捕集する集塵部とを備え、前記集塵部は、前記吸込具からの吸引風が流入する吸入口、吸引した粗塵を捕集するフィルターで構成される粗塵捕集手段、前記粗塵捕集手段を通過した後の塵埃を吸引風と遠心分離する遠心分離室を有するとともに、フィルターを有せず、前記吸入口と前記遠心分離室とを連通するバイパス通路を設け、塵埃で前記粗塵捕集手段が塞がれても、吸引風が前記バイパス通路を介して前記吸入口から遠心分離室に流れることにより、吸引力の著しい低下を防止することを特徴とするもので、吸入口から流入した塵埃で粗塵捕集手段が万一塞がれても、塵埃を含む吸引風は遠心分離室に流れるので、電動送風機による吸引力の著しい低下が無く、掃除作業を長時間行える。

本発明の電気掃除機は、ビニル袋などの不通気性のごみを吸っても掃除作業が継続できる、使用勝手の良い電気掃除機をできる。

第１の発明は、吸引風を発生させる電動送風機と、前記電動送風機と連通し塵埃を吸引する吸込具と、吸引された塵埃を吸引風と分離および捕集する集塵部とを備え、前記集塵部は、前記吸込具からの吸引風が流入する吸入口、吸引した粗塵を捕集するフィルターで構成される粗塵捕集手段、前記粗塵捕集手段を通過した後の塵埃を吸引風と遠心分離する遠心分離室を有するとともに、フィルターを有せず、前記吸入口と前記遠心分離室とを連通するバイパス通路を設け、塵埃で前記粗塵捕集手段が塞がれても、吸引風が前記バイパス通路を介して前記吸入口から遠心分離室に流れることにより、吸引力の著しい低下を防止することを特徴とするもので、吸入口から流入した塵埃で粗塵捕集手段が万一塞がれても、塵埃を含む吸引風は遠心分離室に流れるので、電動送風機による吸引力の著しい低下が無く、掃除作業を長時間行うことができる。

第２の発明は、バイパス通路の入口開口部に流入する吸引風の向きが、吸入口に流入する吸引風の向きと反対方向になるようにしたもので、砂ごみなど比較的重いゴミは、吸引風ととともに勢いよく粗塵収容室に入り、そこで捕捉され、入口開口部からバイパス通路に流入することがないので、粗塵収容室、遠心分離室が有効に活用できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態における電気掃除機を図１〜図８を用いて説明する。

図１、２において、電気掃除機１は延長管２に取り付けた塵埃を吸引する吸込具３を有し、前記延長管２は、一端に手元ハンドル４を、他端にホース継ぎ手５を備えたホース６を介して掃除機本体７（以下、本体７とする）に連結されている。本体７は、回転自在に軸支された１個の前輪キャスター８と、一対の後輪９とを備えている。

図２に示すように、本体７内前方に形成された凹部１０には、吸込具３から吸引され、延長管２およびホース６内の吸引通路（図示せず）を通過し、本体７まで移送された塵埃を吸引風と分離しまた捕集する集塵部となる集塵ケース１１が取外し可能に装着される。また、本体７の凹部１０の後方には吸引風を発する電動送風機１２等が内蔵されている。この電動送風機１２の吸入側は、開口１３を通じて空気吸入部１４に連通している。

空気吸入部１４は、集塵ケース１１を本体７の凹部１０に載せた時、集塵ケース１１に当接する傾斜シール面１５で包囲されている。本体７後方には、排気フィルタ１６も備えており、この排気フィルター１６を通過して電動送風機１２からの排気は、本体７の機外へ放出される。更に本体７には他の部品、すなわち前記電動送風機１２の消費電力等を制御する制御部１７等の電気系統や、前記電動送風機１２に電源を供給するコード（図示せず）を本体７内に巻き取るコード巻き取り装置（図示せず）等が内蔵されている。

本体７の前壁１８は底壁１９から立ち上がっており、この底壁１９は前記凹部１０の下端面となっている。前壁１８の略中央部にはホース継ぎ手５を着脱自在に接続するための吸気口２０が設けられている。シールパッキン２１は吸気口２０の凹部１０側端面に取り付けられていて、吸気口２０と集塵ケース１１との間の空気洩れを防止している。

図３〜図８に示すように、集塵ケース１１には、前記集塵ケース１１の下方部に設けられ吸気口２０から流入する含塵気流から粗塵を捕集する粗塵収容室２２と、前記粗塵収容室２２に重合して、本実施例では上方に重合して設けられ、粗塵をほとんど除去した気流から細塵を分離するための遠心分離室２３と、前記遠心分離室２３の下方かつ前記粗塵収容室２２と並列に設けられ前記遠心分離室２３にて遠心分離された細塵を蓄積する細塵収容室２４の３室が形成してあり、前記粗塵収容室２２と前記細塵収容室２４は相互に仕切られ区画されている。

集塵ケース１１のケース前壁２５には、略筒状の吸入口２６が形成され、この吸入口２６の一端は、前記集塵ケース１１を本体７にセットした状態においては前記吸気口２０と同心上にあって連通し、一方他端は略直線状に形成された塵埃移送路３１を経て粗塵収容室２２に連通して、吸入口２６から流入する吸引風が途中で曲げられたり、旋回することなく、直接粗塵収容室２２に流入するようにしている。

また、塵埃移送路３１は、粗塵収容室２２の底面２２ａより上方に位置し、かつ、吸入口２６の後端２６ｂより下方に位置している。

さらに、吸入口２６の少なくとも下部には、粗塵収容室２２側に突出させた突出壁２６ｃが設けられている。

粗塵収容室２２は、下部に開閉自在の塵収容室蓋２７を有し、また大きなごみを捕集す
る粗塵捕集手段として、上面に一次フィルターＡ３２ａ、後面に一次フィルターＢ３２ｂがそれぞれ設けられ、それらは連通路２３ａを通して前記遠心分離室２３と連通し、捕集された粗塵が前記粗塵収容室２２内に蓄積される構成となっている。

また、一次フィルターＢ３２ｂの塵埃移送路３１の後方開口部と対向する中央部３２ｃは不通気性としている（図７参照）。

２９は、空気通路的に粗塵収容室２２をバイパスして塵埃移送路３１と連通路２３ａとを連通するバイパス通路で、その入口開口部２９ａは、図６に示されるように、吸入口２６の筒状部２６ａの外周より所定の幅Ｗを有する開口で形成されている。入口開口部２９ａを形成する反筒状部２６ａ側の内壁の端部２９ｂと筒状部２６ａの後端２６ｂとの段差Ｄは、ゼロかそれ以上に設定されている。

図６、７において、４１は、塵埃移送路３１の入口開口部２９ａ側に設けられた区画壁で、その高さは、粗塵収容室２２の高さとほぼ同一で、塵埃移送路３１の後端から後方に延設されている。さらにその区画壁４１の終端は、外方に、すなわち、粗塵収容室２２の側壁側に傾斜している。

図７に示すように、一次フィルターＡ３２ａの区画壁４１側の部分３２ｄは、吸引風が通らないようにするために不通気にしている。

一次フィルターＡ３２ａの上方には、前記遠心分離室２３を形成する分離室壁２８が略筒状に形成されている。

分離室壁２８には、遠心分離室２３内に、一次フィルターＡ３２ａ、Ｂ３２ｂを通過した吸引風のほとんどを導き入れる連通口Ａ３０と、残りの吸引風を導き入れる副連通口Ａ３０ａが、設けられ、いずれの吸引風も内周接線方向に導き入れられる。そして、連通口Ａ３０と区画壁４１は、吸入口２６に対して、互いに反対側に配されている。

また、分離室壁２８の吸入口２６側の側壁には、図５に示すように、連通口Ｂ３３が形成され、それで遠心分離室２３と細塵収容室２４（図６参照）とを連通して、遠心分離室２３内で遠心分離された細塵が図の矢印で示すように連通口Ｂ３３を通過して細塵収容室２４内に搬送されるようになっている。

図３、８に示すように、集塵ケース１１の背面には、後述の三次フィルターＵ３４を取り囲むようにパッキング３５が嵌着されている。パッキング３５は、集塵ケース１１を凹部１０に取り付けた状態では、図１の傾斜シール面１５に軽く圧着した状態となり、本体７の機外から外気が空気吸入部１４に流入することを防止している。

図３において、３７は遠心分離室２３内にほぼ同心状に位置する二次フィルターで、フィルター枠３６と一体に形成され断面略円筒状で周面に多数の通気開口を備えている。さらにその後方（下流側）には細塵を濾過捕集する不織布フィルター３８を有するとともに、集塵ケース１１に着脱自在の三次フイルターＵ３４が設けられている。

集塵ケース１１の前部上方には、ハンドル３９が形成されている。ハンドル３９の付近には、塵収容室蓋２７を開閉させる際に操作する尾錠ボタン４０を備えている。尾錠ボタン４０を操作すると、それに連結されたロッド（図示せず）が連動して、スプリング（図示せず）の付勢力を受けて塵収容室蓋２７を閉じている保持レバー４２を解除させることができる。

また、集塵ケース１１の粗塵収納室２２を形成する外郭の少なくとも側壁は、透明又は半透明材料で形成され、さらに、区画壁４１側の外郭表面に、内部に堆積した塵埃の廃棄のタイミングを使用者に知らせるための、塵埃廃棄ライン４３が表示されている。

次に、上記構成における動作、作用について説明する。

電動送風機１２を運転状態にすると、吸込具３から吸引された塵埃を含んだ空気流は、延長管２とホース６を通って、吸気口２０、集塵ケース１１の吸入口２６に至る。そして吸入口２６と粗塵収容室２２間は、吸引された空気が途中で曲げられたり、旋回することがないように、略直線的に形成された塵埃移送路３１を経て、まっすぐ粗塵収容室２２に入るとともに、粗塵収容室２２の後部にある一次フィルターＢ３２ａに吹き付けられ、そこで、一次フィルターＢ３２ｂの開口部の開口面積よりも投影面積の大きい粗塵が捕集され、吸引風が一次フィルターＢ３２ｂを通過して、連通口Ａ３０、副連通口Ａ３０ａに向かう（図５参照）。

吸引風が一次フィルターＢ３２ｂを通過する時、粗塵が、その一次フィルターＢ３２ｂに押しつけられる風圧を受けて圧縮されるので、粗塵収容室２２の容積以上の塵埃を蓄積することが可能となる。特に質量の割に嵩張りの大きい綿ごみなどの繊維質の塵埃を吸引するときに効果が大きくなる。

また、吸引風は一次フィルターＢ３２ｂの左右方向における連通口Ａ３０側を特に強く流れるので、連通口Ａ３０側での塵埃の圧縮効果が大きい。

ここで、一次フィルターＢ３２ｂの塵埃移送路３１の後方開口部と対向する中央部３２ｃは、不通気性になっているので、粗塵が一気に前記中央部３２ｃに堆積することがない。そして、粗塵が一次フィルターＢ３２ｂの左右方向に渡って徐々に堆積されていく。

このとき、吸入口２６の入口開口部２９ａ側から流入した塵埃の内、特に軽い繊維質塵埃などは、バイパス通路２９に作用する吸引力で吸われやすくなるが、区画壁４１があるため、容易にバイパス通路２９内に吸引されることが無く、粗塵収容室２２内で確実に捕集される。

また、区画壁４１の終端が外方に傾斜しているので、吸入口２６から流入した気流の一部が、区画壁４１と集塵ケース１１の内壁で構成される空間にスムーズに流入する一方で、一旦入った気流が、区画壁４１の端部に設けた傾斜により、塵埃移送路３１に容易に戻ることを確実に防止することが出来る。

また、吸入口２６から流入する吸引風は、勿論、一次フィルターＡ３２ａも通過するので、一次フィルターＢ３２ｂが粗塵で塞がれても吸引力が低下することがない。そして一次フィルターＢ３２ｂ上に粗塵が堆積するにつれ、一次フィルターＡ３２ａ上にも、しかも、連通口Ａ３０側から、粗塵が堆積し始める。

そして、一次フィルターＡ３２ａ、Ｂ３２ｂを通過した空気は、連通口Ａ３０、副連通口Ａ３０ａより遠心分離室２３に流入し、遠心分離室２３を形成する断面略円筒状の分離室壁２８の接線方向に流れ込み、分離室壁２８の内面に沿って旋回渦流となり遠心分離室２３内を旋回する。そして遠心分離室２３に入った細かい塵埃は、前記旋回渦流によって発生する遠心力の作用を受け、分離室壁２８内面に沿って回転しながら、連通口Ｂ３３より遠心力で飛ばされるようにして細塵収容室２４内に入る。

また、前記旋回渦流の回転中心部分の空気には殆ど塵埃がない状態となっているが、二
次フィルター３７および、三次フィルターＵ３４の不織布フィルター３８でろ過された後、空気吸入部１４から電動送風機１２に吸引され、排気フィルター１６を通過して更に塵埃を除去され、排気となって本体７の機外、つまり大気中へ排出される。

このように、一次フィルターＡ３２ａ、Ｂ３２ｂを設けることにより、塵埃が圧縮されるとともに、遠心分離室２３内の二次フィルター３７の目づまりによる早期風量低下を防止することができる。

集塵ケース１１の粗塵収容室２２に溜まった粗塵の量は、その外郭が透明若しくは半透明なので、外から容易に確認することが出来、その量が、塵埃廃棄ラインに達したら、塵埃を廃棄することになる。

集塵ケース１１に溜まった塵埃を廃棄する際には、ハンドル３９部を握り集塵ケース１１を持ち上げ、本体７の凹部１０から取り外す。次にハンドル３９付近に設けられた尾錠ボタン４０を操作すると、保持レバー４２が解除され、塵収容室蓋２７が開き、粗塵収容室２２と細塵収容室２４の両方が一挙に開放され、圧縮された粗塵並びに細塵をゴミ箱等に排出することができる。

一次フィルターＡ３２ａの区画壁４１側の部分３２ｄは不通気になっているため、区画壁４１と粗塵収容室２２の内壁との間に流れる吸引風は、一次フィルターＢ３２ｂを通過する分だけなので、塵埃を圧縮する効果は小さい。従って、区画壁４１と粗塵収容室２２の内壁との狭い間に溜まった塵埃はさほど圧縮されていないので、塵埃の廃棄の際、引っ掛かって出にくいということはない。

集塵ケース１１内では、砂ごみ等比較的小さい割に重いごみは、粗塵収容室２２の底面２２ａに溜まっているが、塵埃移送路３１の底面が、粗塵収容室２２の底面２２ａより高い位置にあり、しかも吸入口２６の端部２６ａより、低い位置に配置されているので、集塵ケース１１の持ち運びの際、ごみが吸入口２６から外部にこぼれ落ちることがない。

さらに、吸入口２６には、粗塵収容室２２側に突出する突出壁２６ｃが設けられているので、集塵ケース１１を持ち運ぶ際、集塵ケース１１が、吸入口２６を下に多少傾けられても、砂ごみなどは、前記突出壁２６ｃの裏に留まり、外に漏れ出ることがない。

なお、集塵ケース１１内に塵埃が付着していても、その集塵ケース１１は、組み立て用のネジ（図示せず）、バネ材（図示せず）の一部の部品を除き全て樹脂部品で構成されているので、簡単に水洗いができ、衛生的に清掃できる。

次に、バイパス通路２９の動作、作用について述べる。通常のごみを吸引している時は、上記のように、粗塵が一次フィルターＡ３２ａ、Ｂ３２ｂで捕集され、取りきれなかった細塵は遠心分離室２３で捕捉されるが、掃除作業中に通気性の悪いビニール袋等が吸われると、それが、一次フィルターＡ３２ａ、Ｂ３２ｂの表面に密着し、従来は吸引力が著しく低下し、掃除作業の継続ができなかったが、本実施の形態では、粗塵収容室２２をバイパスするバイパス通路２９が設けられているので、吸入口２６から流入した空気のほとんどは、今度は入口開口部２９ａから入り、バイパス通路２９を経て遠心分離室２３に入り、そこで塵埃が捕捉されるので、掃除がそのまま継続することができる（図４、５、６参照）。

また、入口開口部２９ａの開口が、吸入口２６の筒状部２６ａの外周より所定寸法Ｗの幅を持って形成されているので、吸入口２６から流入する空気の流れに対し入口開口部２９ａに流入する空気の向きが逆になるので、通常の使用時に吸引風内の塵埃が直接入口開
口部２９ａに流入することがないので、粗塵収容室２２の本来の機能を損なうことがない。

また、入口開口部２９ａが吸入口２６に隣接して設けられているので、バイパス通路２９が短く形成でき、空気圧損が少なくなり、吸引力の低下を防止することができる。

なお、上記実施の形態では、バイパス通路２９で、塵埃移送路３１と連通路３０ａを連通させたが、塵埃移送路３１と遠心分離室２３を連通させても、バイパス通路２９の機能、作用は同じであることは言うまでもない。

また、入口開口部２９ａに、他のフイルターなど空気の流れを阻害するようなものを配置しないようにすれば、そこで、ごみ等でふさがれることがない。

また、一次フィルター３２の粗塵収容室２２側の面を凹凸のない平面状にすることにより、粗塵の吸引圧縮時の繊維質の塵埃の引っかかりを少なくするとともに、塵埃排出時の塵離れ性の向上を図ることにより、ゴミ捨てが衛生的でかつ容易に行うことができるものである。

以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、塵埃の捕集機能を長時間維持できるとともに、万一ビニール袋などの不通気性のごみを吸っても掃除が継続できるので、掃除作業に極めて有用である。

本発明の第１の実施の形態を示す電気掃除機の全体外観図 同電気掃除機の本体の側断面図 同電気掃除機の集塵ケースの断面図 図３のＡ−Ａ断面図 同集塵ケースの内部構造を示す斜視図 図４のＢ−Ｂ断面図 同集塵ケースの下方斜視図 同集塵ケースの後方部分斜視図

符号の説明

１１ 集塵ケース（集塵部）
１２ 電動送風機
２２ 粗塵収容室
２３ 遠心分離室
２４ 細塵収容室
２６ 吸入口
２６ａ 筒状部
２６ｂ 端部
２７ 塵収容室蓋
２９ バイパス通路
２９ａ 入口開口部
３０ 連通口Ａ
３１ 塵埃移送路
３２ａ 一次フィルターＡ（粗塵捕集手段）
３２ｂ 一次フィルターＢ（粗塵捕集手段）
３３ 連通口Ｂ

Claims (2)

1. 吸引風を発生させる電動送風機と、前記電動送風機と連通し塵埃を吸引する吸込具と、吸引された塵埃を吸引風と分離および捕集する集塵部とを備え、前記集塵部は、前記吸込具からの吸引風が流入する吸入口、吸引した粗塵を捕集するフィルターで構成される粗塵捕集手段、前記粗塵捕集手段を通過した後の塵埃を吸引風と遠心分離する遠心分離室を有するとともに、フィルターを有せず、前記吸入口と前記遠心分離室とを連通するバイパス通路を設け、塵埃で前記粗塵捕集手段が塞がれても、吸引風が前記バイパス通路を介して前記吸入口から遠心分離室に流れることにより、吸引力の著しい低下を防止することを特徴とする電気掃除機。
2. バイパス通路の入口開口部に流入する吸引風の向きが、吸入口に流入する吸引風の向きと反対方向になるようにした請求項１記載の電気掃除機。

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