JP4184942B2 - 集塵機 - Google Patents

Description

本発明は、ファンを備えたモータを本体内に収容し、モータの駆動に伴うファンの回転によって本体内に外気を通過させ、ファンの上流側に設けたフィルタによって塵埃を捕捉可能とした集塵機に関する。

集塵機は、ファンを備えたモータを本体内に収容し、モータの駆動に伴うファンの回転により、ファンの上流側で本体に設けた吸気口から外気を吸込み、ファンの下流側で本体に設けた排気口から排出する。ファンの上流側での外気の通路上にはフィルタが設けられており、このフィルタによって外気と共に吸い込まれた塵埃を捕捉可能としている。

このような集塵機においては、フィルタに捕捉された塵埃によってフィルタに目詰まりが生じ、フィルタの通気性が低下してくると、集塵効率の低下は勿論、モータが過熱して故障等のおそれも生じる。そこで、特許文献１には、ハウジングにおけるフィルタとモータとの間に、空気流入孔と、その開閉を行う弁とを設けると共に、弁を閉弁方向へ付勢する形状記憶合金からなる板バネを、一端をモータの排気側に露出するように設けてリリーフ弁を形成した技術が開示されている。すなわち、フィルタの目詰まりによって排気側の温度が上昇すると、板バネが変形してリリーフ弁が開弁し、空気流入口から外気を導入可能としたものである。

特開平５−４９５５７号公報

しかし、上記特許文献１の技術にあっては、リリーフ弁がユニット化されてハウジング内に組み込まれているため、ユニットの製造や組付けに余分な手間やコストがかかっている。また、ハウジング内にユニットを組み込むスペースを確保する必要があるため、ハウジングの大型化にも繋がる。

そこで、請求項１に記載の発明は、このようなモータ保護に係るリリーフ弁を、低コスト且つ省スペースでコンパクトに採用可能な集塵機を提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、フィルタを本体内へ装着するための支持部材に、フィルタの上流側と下流側とを連通させる逃がし路と、その逃がし路におけるフィルタの下流側を常態で閉塞するリリーフ弁とを設ける一方、本体内に、支持部材の装着状態で逃がし路を外気の通路と独立して本体の外部に開放させる連通路を形成して、逃がし路内とフィルタの下流側との間に所定の圧力差が生じた場合には、リリーフ弁が開弁してフィルタの下流側を逃がし路及び連通路を介して外部へ開放可能としたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の目的に加えて、リリーフ弁を少ない部品点数で合理的に形成するために、リリーフ弁を、逃がし路の閉塞部位にシール部材を取着して装着部材へ着脱可能に取り付けられるリーフスプリングとしたものである。

請求項１に記載の発明によれば、支持部材を利用してリリーフ弁を簡単に得ることができる。また、フィルタと一体に構成できるので、組付けの手間も少なくて済み、リリーフ弁を単独でユニット化したものに比べてコストダウンが図れる。さらに、本体側では連通路のみの採用で済むため、本体内にリリーフ弁採用のために大きなスペースを必要とすることがなく、本体のコンパクト化も維持できる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、リーフスプリングの弾性を利用して閉弁付勢が容易に得られると共に、スペースもとらないので、リリーフ弁が少ない部品点数で合理的に構成可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１，２は、集塵機の一例である携帯用集塵機を示す断面図で、図１が長手方向の縦断面、図２が短手方向の縦断面を夫々示す。携帯用集塵機１は、二分割される左右一対のハウジング３，４を組み付けてなる本体２の底部に、アンダーカバー５を開閉可能に蝶着してなる。本体２内は、中央に連通口７を穿設した仕切壁６によって上下に仕切られて、その仕切壁６の下方に、吸込口となる筒状のホルダ８を突設したタンク９が形成される一方、仕切壁６の上方に、出力軸にファン１１を固着したモータ１０を下向きに収容している。１２は、タンク９内でホルダ８に装着された袋状のペーパーフィルタ、１３は商用電源を得るためのコード、１４はモータ１０を駆動させる操作スイッチである。

また、仕切壁６の下面には、メインフィルタ１５が着脱可能に装着されている。このメインフィルタ１５は、図３，４に示すように、底部に通気孔１７，１７・・を並設した支持部材としての四角皿状のフレーム１６に、シート状の不織布フィルタ１８を装着してなり、フレーム１６の短手方向の両側板１９，１９の上端縁には、フランジ２０，２０が延設されて、一方のフランジ２０の両端際には、半円状の係止凹部２１，２１が、他方のフランジ２０の中央部には、斜め下へ伸びる係止片２２が夫々形成されている。また、フレーム１６の上面には、フランジ２０，２０を含むフレーム１６の形状に合わせてスポンジシール２３，２３・・が略全面に亘って貼着されている。

このメインフィルタ１５の装着構造は以下の通りである。まず、仕切壁６の下面には、フレーム１６の係止凹部２１，２１が係合可能な図示しない一対の係合突起が突設されており、ハウジング３，４の内壁には、メインフィルタ１５の装着状態で係止片２２の先端が係合可能な突条２４が突設されている。よって、メインフィルタ１５は、アンダーカバー５を開放した本体２の底部側から、フレーム１６の係止凹部２１，２１を先に係合突起に係合させ、そのまま上面を仕切壁６に押し付けるようにすれば、係止片２２が突条２４に弾性的に係合して、図１のように、仕切壁６の連通口７を塞ぐ格好でメインフィルタ１５が装着される。この装着状態で、スポンジシール２３は仕切壁６の下面に押圧されてフレーム１６の周囲をシールするため、空気は不織布フィルタ１８のみを通過する。なお、メインフィルタ１５を取り外す場合は、上記手順と逆に、係止片２２を突条２４から取り外して係止凹部２１の係合を解除させればよい。

なお、メインフィルタ１５のフレーム１６において、係止凹部２１側のフランジ２０の先端には、側板１９と平行な垂下部２５が延設されており、垂下部２５の中央で側板１９との間に、フレーム１６の長手方向に沿って、フレーム１６の内外を連通させる逃がし路となる通気溝２６が凹設されている。但し、この通気溝２６は、フランジ２０に貼着されるスポンジシール２３によって上方が閉塞されているため、一端が側板１９の内面側に、他端が垂下部２５の外面側にのみ夫々開口する格好となっている。なお、垂下部２５の表面にも、通気溝２６の開口を除いてスポンジシール２７が貼着されている。

そして、フレーム１６における垂下部２５側の側板１９には、リリーフ弁として図５に示すリーフスプリング２８が設けられている。このリーフスプリング２８は、フレーム１６のコーナー際で側板１９の内面に突設されたＬ字状の内側リブ２９と、側板１９からやや離れて立設された一対の外側リブ３０，３０とによって一端が挟持されると共に、下縁に形成された切欠き３１と内側リブ２９の水平部との係止によって、側板１９に沿った姿勢で固定されている。また、リーフスプリング２８は、固定端側近くで側板１９側へくの字状に折曲されて、自由端を通気溝２６の開口に押圧させている。自由端において通気溝２６との対向面側には、ラバーシール３２が貼着されていることから、常態では、リーフスプリング２８に押圧されるシール部材としてのラバーシール３２によって通気溝２６がシールされる。

一方、タンク９内において、仕切壁６の下面側には、一端が本体２の外部に、他端がタンク９内に夫々開口する筒状の連通路３３が形成されている。この連通路３３は、メインフィルタ１５の装着状態で垂下部２５の中央が当接する位置にあり、この装着状態では、図１に示すように通気溝２６と直結し、通気溝２６を、タンク９内で連通口７を通る外気の通路とは独立して本体２の外部に開放させるようになっている。

以上の如く構成された携帯用集塵機１においては、操作スイッチ１４をＯＮ操作すると、モータ１０が駆動してファン１１が回転する。すると、吸引ホース等を介してホルダ８から外気がタンク９内に導かれ、ペーパーフィルタ１２を通過する。これにより、外気と共に比較的大きな粉塵がペーパーフィルタ１２に捕捉されて集塵される。ペーパーフィルタ１２を通過した外気は、メインフィルタ１５の不織布フィルタ１８を通過し、連通口７を通って仕切壁６の上側へ入り、ファン１１を介して本体２内を通過して、図示しない排気孔から本体２の外部へ排出される。よって、ペーパーフィルタ１２を通過した小さな塵埃は、不織布フィルタ１８に付着して集塵されることになる。
この通常使用状態では、本体２の外部と連通する通気溝２６及び連通路３３と、メインフィルタ１５におけるフレーム１６の内側（連通口７での外気の通過路）との圧力差は小さく、リーフスプリング２８の付勢力が上回るので、リーフスプリング２８による通気溝２６のシールは維持される。

そして、不織布フィルタ１８への塵埃の目詰まりによって、メインフィルタ１５での通気性が低下すると、ファン１１の回転によってフレーム１６の内側が負圧となり、通気溝２６及び連通路３３との圧力差が大きくなる。この圧力差がリーフスプリング２８の付勢力を上回ると、リーフスプリング２８が通気溝２６への押圧付勢に抗してフレーム１６の内側へ撓み、図３の二点鎖線で示すように、通気溝２６をフレーム１６の内側に開放させる。よって、本体２外部の空気が連通路３３から通気溝２６を通ってフレーム１６内側へ吸い込まれ、連通口７を通って排気側へ流れるため、モータ１０の過熱は生じない。

このように上記形態の携帯用集塵機１によれば、メインフィルタ１５のフレーム１６に、不織布フィルタ１８の上流側と下流側とを連通させる通気溝２６と、その通気溝２６における不織布フィルタ１８の下流側を常態で閉塞するリーフスプリング２８とを設ける一方、本体２内に、フレーム１６の装着状態で通気溝２６を外気の通路と独立して本体２の外部に開放させる連通路３３を形成して、通気溝２６内と不織布フィルタ１８の下流側との間に所定の圧力差が生じた場合には、リーフスプリング２８が開弁して不織布フィルタ１８の下流側を通気溝２６及び連通路３３を介して外部へ開放可能としたことで、フレーム１６を利用してリリーフ弁を簡単に得ることができる。また、メインフィルタ１５と一体に構成できるので、組付けの手間も少なくて済み、リリーフ弁を単独でユニット化したものに比べてコストダウンが図れる。さらに、本体２側では連通路３３のみの採用で済むため、本体２内にリリーフ弁採用のために大きなスペースを必要とすることがなく、本体２のコンパクト化も維持できる。

特に、リリーフ弁を、通気溝２６の閉塞部位にラバーシール３２を取着してフレーム１６へ着脱可能に取り付けられるリーフスプリング２８としたことで、リーフスプリング２８の弾性を利用して閉弁付勢が容易に得られると共に、スペースもとらないので、リリーフ弁が少ない部品点数で合理的に構成可能となっている。

なお、リーフスプリングの固定は、上記形態のような内側、外側リブを用いたものに限らず、メインフィルタのフレームに形成したスリットに差し込み装着したりしても良いし、リーフスプリングの長さや形状も、上記形態より短くしたり、幅を大きくしたり等の設計変更は可能である。また、取付位置も、スペース的に可能であればフレームの底板でも良い。
さらに、上記形態では、リリーフ弁としてリーフスプリングを採用しているが、メインフィルタのスペースに余裕があれば、弁体として球体を採用し、これを板バネやコイルバネ等で閉弁付勢することでリリーフ弁を得る構造であっても差し支えない。同様に支持部材も、上記形態の四角形状に限らず、円盤状や多角形状、深底形状等でも採用可能であるし、本体内への装着構造も、上記フレーム形状では左右とも係止片を利用したりする他、ツマミネジ等による螺着やねじ込み装着等の他の構造も適用できる。

一方、逃がし路は、上記形態のように通気溝の上部をスポンジシールで閉塞した態様に限らず、フレームに穿設した筒状の貫通孔とすることもできる。また、このような溝や貫通孔に代えて、垂下部のないフレームの側板に透孔を形成してこれを逃がし路とする一方、本体側でも、連通路を筒状体にせず、ハウジングに穿設された透孔として、支持部材の装着状態で、フィルタ側と本体側との透孔同士が直結されるようにしても、リリーフ弁を介したフィルタ下流側の独立した連通は得られる。

そして、本発明は、上記形態のような携帯用集塵機に限らず、底部のタンクにモータを備えた本体を上方から載置して両者を連結固定するような大型の集塵機等でも採用可能である。

携帯用集塵機の長手方向の縦断面図である。 携帯用集塵機の短手方向の縦断面図である。 メインフィルタの平面図である。 メインフィルタの側面図である。 リーフスプリングの説明図（左が側面、右が正面）である。

符号の説明

１‥携帯用集塵機、２‥本体、３，４‥ハウジング、５‥アンダーカバー、６‥仕切壁、７‥連通口、８‥ホルダ、９‥タンク、１０‥モータ、１１‥ファン、１２‥ペーパーフィルタ、１３‥コード、１４‥操作スイッチ、１５‥メインフィルタ、１６‥フレーム、１７‥通気孔、１８‥不織布フィルタ、１９‥側板、２０‥フランジ、２１‥係止凹部、２２‥係止片、２３，２７‥スポンジシール、２４‥突条、２５‥垂下部、２６‥通気溝、２８‥リーフスプリング、２９‥内側リブ、３０‥外側リブ、３１‥切欠き、３２‥ラバーシール、３３‥連通路。

Claims (2)

1. ファンを備えたモータを本体内に収容し、前記モータの駆動に伴うファンの回転により、前記本体内に外気を通過させると共に、前記ファンの上流側での前記外気の通路を、支持部材を介して前記本体内へ着脱可能に装着されるフィルタで閉塞した集塵機であって、
   前記支持部材に、前記フィルタの上流側と下流側とを連通させる逃がし路と、その逃がし路における前記フィルタの下流側を常態で閉塞するリリーフ弁とを設ける一方、前記本体内に、前記支持部材の装着状態で前記逃がし路を前記外気の通路と独立して前記本体の外部に開放させる連通路を形成して、前記逃がし路内とフィルタの下流側との間に所定の圧力差が生じた場合には、前記リリーフ弁が開弁して前記フィルタの下流側を前記逃がし路及び連通路を介して外部へ開放可能としたことを特徴とする集塵機。
2. リリーフ弁が、逃がし路の閉塞部位にシール部材を取着して支持部材へ着脱可能に取り付けられるリーフスプリングである請求項１に記載の集塵機。

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