JP4767221B2 - フィルタユニット、そのフィルタユニットを搭載した電気機器及び電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、フィルタユニット、そのフィルタユニットを搭載した電気機器及び電気掃除機に関し、特にプリーツ状の折り目を有するプリーツフィルタを備えたフィルタユニット、そのフィルタユニットを搭載した電気機器及び電気掃除機に関するものである。

一般的に、電気掃除機は、掃除機本体の吸込口から吸込んだ塵埃を１次フィルタで濾過し、その後方の２次フィルタ等で濾過された空気を掃除機本体の外側へ排気する構造が採用されている。また、衛生上の観点から、２次フィルタに塵埃の捕集効率が高いフィルタを装着することが多い。このような電気掃除機では、２次フィルタを装着したことによって圧力損失が大きくなり、吸込性能が低下してしまうという課題が生じた。そこで、掃除機本体の外部に排気される塵埃量を低減しつつ、吸込性能を低下させない電気掃除機が望まれている。

２次フィルタとして装着されるフィルタは、不織布等のフィルタ濾材で構成されている。このフィルタ濾材は、面積を大きくすることで、フィルタ濾材を通過する空気の風速が低下し、圧力損失が低減するという特性を有している。このような特性を効果的に利用するために、フィルタ濾材をプリーツ状に折り込むことで大きな面積を確保するようにしたプリーツフィルタが存在する。そして、このプリーツフィルタを２次フィルタとして装着した電気掃除機は周知の技術となっている。

電気掃除機の吸込性能は、２次フィルタに付着した塵埃の除去（除塵性能）に大きく影響される。２次フィルタに塵埃が付着しているとフィルタが目詰まりし、吸込性能が低下し、捕集効率が低下してしまうからである。したがって、圧力損失の低減及び除塵性能の向上の両立を実現する電気掃除機が要求されているのである。また、最近の傾向としては、ユーザニーズ、デザイン性及び住環境の多様性に対応するために、コンパクトな電気掃除機が望まれている。すなわち、コンパクト化の要求を満足させるとともに、圧力損失を低減でき、除塵性能を向上できる電気掃除機が要求されているのである。

２次フィルタにプリーツフィルタを使用した電気掃除機として、電動送風機を内蔵した本体ケースに相接して設けられた集塵ケースに取り付けられたフィルタ保持体の下部に、吸込面に連通するようにした２次フィルタをほぼ水平に配設して保持させるようにしたものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この電気掃除機は、多数のプリーツ（ひだ）を有するプリーツフィルタ（主フィルタ体）をほぼ水平に固定し、開口部から流入した気流がプリーツの折れ線に沿うように流れるようにし、プリーツフィルタに付着した塵埃（細塵）の除塵効率を向上させるようにしている。

また、気流の流れに対してほぼ直角にプリーツフィルタ（プリーツ形フィルタ要素）を配置するとともに、プリーツの折れ線方向を上下方向にし、プリーツフィルタに付着した塵埃を垂直に落下させるようにした電気掃除機が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。この電気掃除機は、気流の流れに対してほぼ直角にプリーツフィルタを配置することによって、プリーツフィルタに付着した塵埃を、プリーツの折れ線方向、つまり垂直に落下させるようにして除塵効率を向上させるようにしている。

さらに、プリーツフィルタを構成要素とするフィルタユニットを搭載し、このフィルタユニットの上部が下部より吸気上流側に位置するように傾斜させるようにした電気掃除機が提案されている（たとえば、特許文献３参照）。この電気掃除機は、フィルタユニットを傾斜させて搭載することによって、フィルタユニットに付着した塵埃を下方向に落下しやすくするとともに、再度吸引した場合の再付着を起こしにくくすることによって、除塵効率の向上を図るようにしている。

特公昭６１−２２５６３号公報（第３頁、第２図） 特開２００５−１８５５６９号公報（第５頁、第３図、第４図） 特開２００５−２７９５０３号公報（要約、第６頁、第１１図）

特許文献１に記載の電気掃除機は、２次フィルタをほぼ水平に配設して保持するために、圧力損失の低減を実現できるとともに、プリーツの谷部分に塵埃を溜めないようにすることができる。しかしながら、気流がプリーツの折れ線方向と平行に流れることになっているために塵埃の捕集効率が低下していた。したがって、２次フィルタの捕集効率を向上させるためには、２次フィルタの配設範囲を大きくしなければならなかった。つまり、２次フィルタの捕集効率を向上させるためには、２次フィルタを大きくしなければならず、捕集効率の維持及びコンパクト化の両立を実現することができなかった。

特許文献２に記載の電気掃除機は、除塵効率を向上させることができる。しかしながら、塵埃の捕集効率がプリーツフィルタの大きさに依存することになってしまう。つまり、電動送風機の本体内の風路を大きくできる場合には、プリーツフィルタも大きくすることができ、圧力損失の低減を図りつつ塵埃の捕集効率を向上させることができるが、特許文献１に記載の技術と同様に、圧力損失の低減による捕集効率の維持と、電気掃除機のコンパクト化の両立を実現することができないといった課題があった。

特許文献３に記載の電気掃除機は、除塵効率を向上させつつ塵埃の再付着を防止することができる。しかしながら、特許文献２に記載の技術と同様に、塵埃の捕集効率がフィルタユニットを構成するプリーツフィルタの大きさに依存することになってしまう。したがって、特許文献１及び特許文献２と同様に、圧力損失の低減による捕集効率の維持と、電気掃除機のコンパクト化の両立を実現することができないといった課題を解決できるものではなかった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、プリーツフィルタの全面を有効活用することによってコンパクト化を実現しつつ、圧力損失を低減させて捕集効率の維持を図るとともに、除塵効率を向上させたフィルタユニット、そのフィルタユニットを搭載した電気機器及び電気掃除機を提供するものである。

本発明に係るフィルタユニットは、複数の折り目を有し、前記折り目の方向の少なくとも一方の端部に開口部を形成し、風路内に配置され、この風路内を流れる空気とともに吸い込まれた塵埃を捕集するプリーツフィルタを備え、前記プリーツフィルタは、前記開口部が前記風路内の空気の流れ方向に対して所定の角度となるように回動自在とされており、前記プリーツフィルタで塵埃を捕集している状態では、前記開口部を介して空気が流入するように回動制御され、前記プリーツフィルタに付着した塵埃を除去する状態では、前記開口部が空気の流れ方向に対して下方を向くように回動制御されることを特徴とする。また、本発明に係る電気機器は、上記のフィルタユニットを搭載したことを特徴とする。

本発明に係る電気掃除機は、電動送風機と、前記電動送風機によって吸い込んだ空気と塵埃とを分離する分離手段と、複数の折り目を有し、前記折り目の方向の少なくとも一方の端部に開口部を形成し、前記分離手段の下流側に設けられ、前記分離手段によって分離された塵埃を捕集するプリーツフィルタとを内蔵した電気掃除機であって、前記プリーツフィルタは、前記開口部が空気の流れ方向に対して所定の角度となるように回動自在とされており、空気を吸い込む動作を実行している状態では、前記開口部を介して空気が流入するように前記開口部が空気の流れ方向を向くように回動制御され、前記プリーツフィルタに付着した塵埃を除去する動作を実行している状態では、前記開口部が空気の流れ方向に対して下方を向くように回動制御されることを特徴とする。

本発明に係る電気掃除機は、電動送風機と、前記電動送風機によって空気とともに吸い込まれた塵埃を捕集するプレフィルタと、複数の折り目を有し、前記折り目の方向の少なくとも一方の端部に開口部を形成し、前記プレフィルタの下流側に設けられ、前記プレフィルタで捕集しきれなかった塵埃を捕集するプリーツフィルタとを内蔵した電気掃除機であって、前記プリーツフィルタは、前記開口部が空気の流れ方向に対して所定の角度となるように回動自在とされており、空気を吸い込む動作を実行している状態では、前記開口部を介して空気が流入するように前記開口部が空気の流れ方向を向くように回動制御され、前記プリーツフィルタに付着した塵埃を除去する動作を実行している状態では、前記開口部が空気の流れ方向に対して下方を向くように回動制御されることを特徴とする。

本発明に係るフィルタユニットによれば、圧力損失の低減を図ることができ、捕集効率の維持を図ることができる。また、プリーツフィルタの全面を有効に活用することができるので、フィルタユニットが設置される風路のコンパクト化が実現できる。また、本発明に係る電気機器によれば、上記のフィルタユニットを搭載しているので、フィルタユニットの効果を全部有することになる。

本発明に係る電気掃除機によれば、プリーツフィルタの全面を有効に活用することができ、捕集効率の維持及び除塵効率の向上の両立を図ることができる。また、プリーツフィルタを設置する風路のコンパクト化を実現できるので、電気掃除機全体のコンパクト化も実現できる。さらに、複雑なプリーツフィルタを使用しなくて済み、低コスト化を実現できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る電気掃除機１００の全体の概観構成を示す斜視図である。図２は、本体１０の内部構成を示す平面図である。図１及び図２に基づいて、電気掃除機１００の構成及び動作について説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図２では、本体１０内の空気を矢印で表している。図１に示すように、電気掃除機１００は、本体１０と、本体１０の前面に設けられた本体吸気口１に着脱自在に装着されるホースユニット２０とで構成されている。

ホースユニット２０は、本体吸気口１に接続されるホース２１と、先端側に設けられたハンドル部２２と、ハンドル部２２の先端側に接続されるパイプ２３と、パイプ２３の先端に接続される吸込口体２４とで構成されている。吸込口体２４から吸い込まれた塵埃等のゴミを含む空気は、パイプ２３及びホース２１を通過し、本体１０へと吸い込まれるようになっている。また、ハンドル部２２には、電源操作部２５が設けられている。この電源操作部２５には、図示省略の電源スイッチ等が設けられている。

本体１０には、本体吸気口１と、連結風路２と、集塵室３と、１次フィルタ部（プレフィルタ）４と、２次フィルタ部（フィルタユニット）５と、カバー６と、モータ（電動送風機）７と、駆動モータ８とが内蔵されている。本体吸気口１は、本体１０の前面に開口形成された空気の進入口となるものである。この本体吸気口１には、取付具等を用いてホースユニット２０が接続され、このホースユニット２０を介して空気が吸い込まれ、本体１０の内部に侵入するようになっている。連結風路２は、本体吸気口１から１次フィルタ部４に至るまで風路を構成するものである。集塵室３は、連結風路２に連通し、１次フィルタ部４で除去されたゴミを貯留しておくものである。

１次フィルタ部４は、サスメッシュ等を用いて形成され、本体吸気口１から空気とともに吸い込まれた比較的大きなゴミを除去するためのもので、集塵室３の下流側（連結風路２とは反対側）に設けられるようになっている。この１次フィルタ部４に抗菌加工、妨カビ加工又は防臭加工等のうち少なくとも１つ以上を施しておけば、本体１０内部の衛生面を向上できる。２次フィルタ部５は、プリーツフィルタで構成され、１次フィルタ４を通過した微細な塵埃（以下、細塵と称する）を捕集するためのもので、１次フィルタ部４の下流側に設けられるようになっている。この２次フィルタ部５は、図３で詳細に説明するものとする。

カバー６は、２次フィルタ部５を覆い、２次フィルタ部５を吸い込まれた空気（２次フィルタ部５を通過する前の空気及び２次フィルタ部５を通過した空気）から遮断するように風路の一部を形成するものである。モータ７は、２次フィルタ部５の下流側に設けられ、本体１０内に空気を吸い込むための動力源となるものである。駆動モータ８は、２次フィルタ部５の近傍に設けられ、この２次フィルタ部５を回転駆動するものである。なお、連結風路２に、旋回気流を発生させ、遠心力を利用して空気と塵埃を分離させるサイクロン分離構造（遠心分離手段）を設けるようにしてもよい。

次に、電気掃除機１００の動作について、本体１０内に吸い込まれた空気の流れを中心に説明する。まず、本体１０内のモータ７が駆動を開始すると、ゴミが含まれている空気がホースユニット２０を介して本体吸気口１から本体１０に流入する。本体１０内に流入した空気は、カバー６の正面に衝突する。そして、連結風路２を介してカバー６の側面を迂回するようにガイドされる。つまり、本体１０内にカバー６を設けることで本体吸気口１から侵入した空気が直進しないようになっているのである。

連結風路２を通過した空気は、カバー６の側面に設けられた集塵室３に到達し、集塵室３の下流側に設けられている１次フィルタ部４に向かう。そして、空気に含まれている比較的大きなゴミは、１次フィルタ部４で除去され、そのまま集塵室３に蓄積される。１次フィルタ部４を通過した空気は、２次フィルタ部５に到達する。この２次フィルタ部５により、１次フィルタ部４を通過した細塵が捕集される。この細塵は、後述する細塵室（図５以下を参照）に蓄積される。２次フィルタ部５を通過した空気は、２次フィルタ部５の下流に設けられているモータ７に吸い込まれ、本体１０の外部に排出される。

図３は、２次フィルタ部５を斜めからみた状態を示す斜視図である。図３に基づいて、２次フィルタ部５の構成及び機能について詳細に説明する。図３に示すように、２次フィルタ部５は、フィルタ濾材をアコーディオン状、つまりプリーツ状に折り込んで、複数の折り目を有するプリーツフィルタで構成されている。つまり、２次フィルタ部５は、複数の折れ線５ａが一定方向に形成されている。また、折れ線５ａの少なくとも一方の端部（折り目の方向の少なくとも一方の端部）には、開口部５ｂが形成されている。そのため、２次フィルタ部５は、開口部５ｂを介して外部と連通するようになっており、圧力損失の低減を図ることができるのである。

この２次フィルタ部５のプリーツの形成面側から見た外観形状（平面形状）は、矩形状となっている。したがって、２次フィルタ部５は、フィルタ濾材を複雑に加工することで形成されるのではなく、フィルタ濾材に簡易な加工を施して形成されるようになっている。また、２次フィルタ部５は、１次フィルタ部４の下流に設けられ、細塵を捕集する機能を有している。そこで、２次フィルタ部５は、１次フィルタ部４で除去できないような細塵を高効率で捕集するために、捕集効率の高いフィルタ濾材で構成されている。また、圧力損失の低減を図るために、フィルタ濾材をプリーツ状に折って総面積を確保するようにしている。なお、２次フィルタ部５のプリーツの形成面側から見た外観形状を矩形状に限定するものではなく、円形状や一部に円弧を有するような形状であってもよい。

この２次フィルタ部５を構成するフィルタ濾材には、高捕集効率を有する濾材、たとえば高分子濾材や、ＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ）濾材、ＵＬＰＡ（Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ Ｐｅｎｅｔｏｒａｔｉｏｎ Ａｉｒ）濾材等を使用するとよい。また、２次フィルタ部５に抗菌加工、妨カビ加工又は防臭加工等のうち少なくとも１つ以上を施しておけば、本体１０内部の衛生面を向上できるとともに、本体１０外部に排気される空気を清浄化することができる。なお、２次フィルタ部５は、その形状を保つために、たとえば樹脂材料で外周全周を固めるとよい。このような場合には、開口部５ｂが完全に塞がれないような工夫が必要である。

すなわち、２次フィルタ部５には、開口部５ｂから空気が流入するようになっているために、圧力損失の低減の観点から開口部５ｂは大きく開口されていることが望ましい。しかしながら、２次フィルタ部５の形状を維持するために、外周全周を樹脂材料で固めるような場合も想定される。そこで、２次フィルタ部５の形状を維持しつつ、性能低下しない程度の圧力損失に留めるために、たとえば空気の流れ方向Ａに向かって所定の角度で傾斜させ、所定の長さで突出させた空気抵抗低減部を開口部５ｂに形成しておくことが望ましい。そうすれば、２次フィルタ部５に流入する空気の抵抗を低減することができる。

図４は、２次フィルタ部５の回転動作について説明するための平面図である。図４に基づいて、実施の形態１の特徴事項である２次フィルタ部５の回転動作について詳細に説明する。図４（ａ）が、２次フィルタ部５に流れ込む空気の流れ方向Ａに開口部５ｂを向けるように２次フィルタ部５が回転制御されている状態を、図４（ｂ）が、２次フィルタ部５に流れ込む空気の流れ方向Ａに対して開口部５ｂを下方に向けるように２次フィルタ部５が回転制御されている状態をそれぞれ示している。なお、図４（ｂ）では、掃除運転が行われていない状態を示しているために、空気の流れ方向Ａを図示していない。

図３で説明したように、２次フィルタ部５は、複数の折れ線５ａが一定の方向に形成されている。そして、プリーツの折れ線５ａの両端部には、開口部５ｂが形成されている。したがって、本体１０の内部に吸い込まれた空気が、２次フィルタ部５の開口部５ｂから２次フィルタ部５内に流入すれば、２次フィルタ部５への無駄な衝突を回避でき、圧力損失の低減を図ることができる。一方、２次フィルタ部５で捕集された細塵は、２次フィルタ部５から適宜除塵することが要求される。それは、２次フィルタ部５に捕集された細塵を除塵しないと、２次フィルタ部５が細塵によって目詰まりし、吸引力及び捕集効率が低下してしまうからである。

そこで、電気掃除機１００は、掃除運転を実行しているとき、つまり本体１０内に空気が吸い込まれているとき、開口部５ｂが２次フィルタ部５に流れ込む空気の流れ方向Ａに向くように、つまり折れ線５ａの方向が空気の流れ方向Ａに対して略平行となるように２次フィルタ部５を回動させることができるようになっている。こうすることによって、２次フィルタ部５に流入する空気の風路が開口部５ｂを介して形成され、風路を大きく取ることができ、圧力損失の低減を図ることができる。

また、電気掃除機１００は、掃除運転を終了したとき、つまり本体１０内に空気が吸い込まれていないとき、開口部５ｂが２次フィルタ部５に流れ込む空気の流れ方向Ａに対して下方を向くように、つまり折れ線５ａの方向が空気の流れ方向Ａに対して略直角となるように２次フィルタ部５を回動させることができるようになっている。こうすることによって、２次フィルタ部５に捕集された細塵を折れ線５ａ方向に沿って下方に落下させることができ、除塵性能の向上を図ることが可能になる。なお、図４（ｂ）では、空気の流れ方向Ａに対して折れ線５ａの方向が略直角となる場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、細塵を下方に落とすような角度が形成されていればよい。

すなわち、２次フィルタ部５は、電気掃除機１００の運転状況に応じて回動可能になっているのである。この２次フィルタ部５の回動は、２次フィルタ部５の近傍に設けられている駆動モータ８によって実行されるようになっている。また、駆動モータ８は、電気掃除機１００の全体を統括制御する図示省略の制御装置等によって制御され、２次フィルタ部５の回動を実行するようになっている。なお、電気掃除機１００が掃除運転を終了したときに２次フィルタ部を回動させるタイミングとしては、たとえば除塵動作開始前や、除塵動作実行中、除塵動作終了後のいずれのタイミングであってもよい。また、回動範囲を特に限定するものではない。

図５は、細塵室１１の遮断・開放を説明するための一例を示す概略縦断面図である。図５に基づいて、２次フィルタ部５の回動に応じて細塵室１１を遮断・開放させる一例について説明する。図５（ａ）が、電気掃除機１００の掃除運転中における２次フィルタ部５の回転状態を、図５（ｂ）が、電気掃除機１００の除塵動作中における２次フィルタ部５の回転状態をそれぞれ示している。つまり、図５（ａ）が、２次フィルタ部５に流れ込む空気の流れ方向Ａに開口部５ｂを向けるように２次フィルタ部５が回転制御されている状態を、図５（ｂ）が、２次フィルタ部５に流れ込む空気の流れ方向Ａに対して開口部５ｂを下方に向けるように２次フィルタ部５が回転制御されている状態をそれぞれ示している。なお、図５（ｂ）では、掃除運転が行われていない状態を示しているために、空気の流れ方向Ａを図示していない。

図５に示すように、２次フィルタ部５の下方には、細塵室１１が設けられており、２次フィルタ部５で捕集され除塵された細塵が蓄積されるようになっている。また、図５では、２次フィルタ部５の一部（プリーツ状の折れ線５ａの最下段）にシャッター１４が形成されている場合を示している。このシャッター１４は、電気掃除機１００の掃除運転中においては、２次フィルタ部５の回動に応じて最下部に位置するようになっており（図５（ａ））、電気掃除機１００の除塵動作中においては、２次フィルタ部５の回動に応じて側方に位置するようになっている（図５（ｂ））。

電気掃除機１００の掃除運転中では、細塵室１１から空気が逆流し、細塵室１１に蓄積した細塵が舞い上がり、２次フィルタ部５に再付着してしまう可能性がある。そこで、このように２次フィルタ部５の一部にシャッター１４を形成しておけば、２次フィルタ部５を回動させることに応じて細塵室１１を遮断・開放することが容易に実行できる。したがって、電気掃除機１００の掃除運転中では、シャッター１４が２次フィルタ部５の回動に応じて最下部に位置させ、細塵室１１を遮断させている（図５（ａ））。

一方、電気掃除機１００の掃除運転終了後では、シャッター１４を２次フィルタ部５の回動に応じて側方に位置させ、細塵室１１を開放させている（図５（ｂ））。すなわち、電気掃除機１００の除塵動作中では、２次フィルタ部５で捕集された細塵を除塵させるために細塵室１１を開放し、細塵を蓄積させるようになっているのである。このように２次フィルタ部５の一部にシャッター１４を形成することで、シャッター１４を簡易に形成でき、シャッター構造を簡素化することが可能になる。また、シャッター１４を２次フィルタ部５の回動に応じて機能させるために、シャッター１４を駆動するための駆動手段等の部品点数も削減できる。

このシャッター１４は、細塵室１１を遮断できるような形状及び大きさであればよく、特に形状及び大きさを限定するものではない。つまり、シャッター１４の形状及び大きさは、細塵室１１の入口の形状及び入口の大きさに応じて決定すればよい。また、シャッター１４を形成してから、２次フィルタ部５に取り付けて一体とさせてもよく、２次フィルタ部５の一部に樹脂等の材料を使用し、２次フィルタ部５と一体的に形成させてもよい。なお、シャッター１４を２次フィルタ部５に取り付けないようにしてもよい。この場合には、シャッター１４を２次フィルタ部５の回動と連動させて細塵室１１の遮断・開放を行えばよい。

図６は、細塵室１１の遮断・開放を説明するための別の一例を示す概略縦断面図である。図６（ａ）が、電気掃除機１００の掃除運転中における２次フィルタ部５の回転状態を、図６（ｂ）が、電気掃除機１００の除塵動作中における２次フィルタ部５の回転状態をそれぞれ示している。つまり、図６（ａ）が、２次フィルタ部５に流れ込む空気の流れ方向Ａに開口部５ｂを向けるように２次フィルタ部５が回転制御されている状態を、図６（ｂ）が、２次フィルタ部５に流れ込む空気の流れ方向Ａに対して開口部５ｂを下方に向けるように２次フィルタ部５が回転制御されている状態をそれぞれ示している。なお、図６（ｂ）では、掃除運転が行われていない状態を示しているために、空気の流れ方向Ａを図示していない。

図６に基づいて、２次フィルタ部５の回動に応じて細塵室１１を遮断・開放させる別の一例について説明する。図６に示すように、２次フィルタ部５には、２次フィルタ部５の２つの角部（プリーツ状の折れ線５ａの最上段における両端の角部）を面取りして面取り部５ｃが形成されている。また、２次フィルタ部５が設けられている風路内には、２次フィルタ部５の回動範囲（たとえば、９０°の回動範囲）を制限する２つのストッパ（ストッパ１５ａ及びストッパ１５ｂ）が設置されている。このストッパ１５ａ及びストッパ１５ｂは、２次フィルタ部５の回動を停止させる機能を有している。すなわち、電気掃除機１００の掃除運転中における２次フィルタ部５の配置位置と、電気掃除機１００の除塵動作中における２次フィルタ部５の配置位置とをストッパ１５ａ及びストッパ１５ｂで決定しているのである。

ここでは、２次フィルタ部５のシャッター１４が形成されている部分の両端に接触させるような位置にストッパ１５ａ及びストッパ１５ｂが設置されている。電気掃除機１００の掃除運転中において、２次フィルタ部５は、図面上左回動（矢印（ア））し、ストッパ１５ａに２次フィルタ部５のシャッター１４が形成されている部分の一端（図面右側の一端）が接触し、開口部５ｂが空気の流れ方向Ａに向くように、つまり折れ線５ａの方向が空気の流れ方向Ａに対して略平行となるように２次フィルタ部５が位置決めされるようになっている。

一方、電気掃除機１００の除塵動作中において、２次フィルタ部５は、図面上右回動（矢印（イ））し、ストッパ１５ｂに２次フィルタ部５のシャッター１４が形成されている部分の一端（図面左側の一端）が接触し、開口部５ｂが２次フィルタ部５に流れ込む空気の流れ方向Ａに対して下方を向くように、つまり折れ線５ａの方向が空気の流れ方向Ａに対して略直角となるように２次フィルタ部５が位置決めされるようになっている。このようにすることで、２次フィルタ部５の回転位置を検知しなくて済み、簡易なモータを駆動モータ８として利用することができる。したがって、２次フィルタ部５の回転位置検知手段等の部品点数を削減できるだけでなく、駆動モータ８に要するコストを低減できる。ただし、駆動モータ８の回転を反転させる回路が必要である。

なお、面取り部５ｃは、ストッパ１５ａ及びストッパ１５ｂに引っ掛からないような大きさで形成すればよく、特に大きさを限定するものではない。したがって、ストッパ１５ａ及びストッパ１５ｂを小さく形成できるような場合には、面取り部５ｃを設けなくてもよい。また、ストッパ１５ａ及びストッパ１５ｂは、２次フィルタ部５の回動範囲を制限できるようなものであればよく、その形状や、材質等を特に限定するものではない。また、２つのストッパを設置した場合を例に説明したが、個数を限定するものでもない。

図７は、２次フィルタ部５に捕集された細塵の除塵について説明するための説明図である。図７に基づいて、２次フィルタ部５に捕集された細塵の除塵、つまり電気掃除機１００の除塵動作について説明する。この図７は、本体１０の要部の縦断面を表している。図７に示すように、２次フィルタ部５とモータ７との間には、除塵手段３０が設置されている。この除塵手段３０は、２次フィルタ部５に振動あるいは衝撃を加えるための除塵子３１と、複数の除塵子３１が形成されている本体部３２で構成されている。また、除塵手段３０を回転駆動させる除塵手段駆動モータ３５が設けられている。

本体部３２には、複数の突起状の除塵子３１が複数形成されており、除塵手段駆動モータ３５の駆動力によって回動するようになっている。除塵子３１は、２次フィルタ部５に当接し、除塵手段駆動モータ３５の駆動力によって、２次フィルタ部５に振動あるいは衝撃を加えるものである。すなわち、除塵手段３０は、２次フィルタ部５に捕集された細塵を振るい落とすことで除塵する機能を有しているのである。なお、本体部３２の大きさや形状を特に限定するものではない。また、除塵子３１の個数や形状、大きさ、材質も特に限定するものではない。ただし、２次フィルタ部５のフィルタ濾材にダメージを与えないような材質で構成することが望ましい。

２次フィルタ部５は、たとえば除塵動作開始前や、除塵動作実行中、除塵動作終了後のいずれかに回動させるようにすればよい。いずれのタイミングで２次フィルタ部５を回動させても、細塵はプリーツ状の折れ線５ａに沿って下方に落ちることになる。また、除塵手段駆動モータ３５の機能を駆動モータ８に兼用させるようにしてもよい。そうすれば、１つの駆動モータ８によって、２次フィルタ部５及び除塵手段３０の双方を回動させることができる。つまり、２次フィルタ部５に伝達される回転力で除塵手段３０を回動させるのである。

この場合には、２次フィルタ部５の回動範囲をストッパ１５ａ及びストッパ１５ｂで制限する必要がある（図６参照）。それは、２次フィルタ部５及び除塵手段３０を同様に同方向に回動させるだけでは、除塵手段３０としての機能を十分に発揮することができないからである。したがって、ストッパ１５ａ及びストッパ１５ｂを設けることによって、掃除運転終了後、２次フィルタ部５及び除塵手段３０の双方を同様に回動させ、途中で２次フィルタ部５の回動を抑制し、除塵手段３０のみを回動させる。そうすれば、除塵子３１を２次フィルタ部５に回動しながら当接させることができ、２次フィルタ部５に効果的に振動あるいは衝撃を与えることが可能になる。

このようにすれば、除塵手段駆動モータ３５を別個に設けなくて済み、部品点数の削減が可能になる。また、簡易なモータを駆動モータ８として利用することができるので、駆動モータ８に要するコストを低減できる。なお、駆動モータ８の機能を除塵手段駆動モータ３５に兼用させるようにしてもよい。そのようにしても、１つの除塵手段駆動モータ３５によって、２次フィルタ部５及び除塵手段３０の双方を回動させることができる。つまり、除塵手段３０に伝達される回転力で２次フィルタ部５を回動させるのである。

図８は、細塵室１１に蓄積された細塵の移動の一例を説明するための説明図である。図８に基づいて、細塵室１１に蓄積された細塵を移動させる一例について説明する。図８（ａ）が、電気掃除機１００の掃除運転中における細塵室１１の状態を、図８（ｂ）が、電気掃除機１００の除塵動作中における細塵室１１の状態をそれぞれ示している。つまり、図８（ａ）が、２次フィルタ部５に流れ込む空気の流れ方向Ａに開口部５ｂを向けるように２次フィルタ部５が回転制御されている状態を、図８（ｂ）が、２次フィルタ部５に流れ込む空気の流れ方向Ａに対して開口部５ｂを下方に向けるように２次フィルタ部５が回転制御されている状態をそれぞれ示している。なお、図８（ｂ）では、掃除運転が行われていない状態を示しているために、空気の流れ方向Ａを図示していない。

図８に示すように、細塵室１１には、可動部４０が設けられている。この可動部４０は、先端部４１及びアーム部４２で構成されている。先端部４１は、細塵室１１の縦断面の面積（幅方向及び奥行き方向のいずれの縦断面の面積でもよい）と同程度の面積を有するように形成され、細塵室１１内を所定の方向に摺動するように駆動するようになっている。アーム部４２は、図示省略の駆動部によって駆動され、先端部４１を介して細塵室１１に蓄積された細塵を所定の方向に移動させる機能を有している。

また、図８で示す細塵室１１の幅Ｗ２は、２次フィルタ部５の幅Ｗ１よりも大きくなっている。そして、可動部４０によって移動される細塵は、細塵室１１の一端（２次フィルタ部５の幅Ｗ１と重複しない部分）に集めて蓄積されるようになっている。このように可動部４０を設けることで、細塵室１１の一端に細塵を圧縮させて蓄積できる。したがって、細塵室１１に蓄積可能な細塵の量を増加させることが可能になるとともに、メンテナンス作業に要する手間を軽減できる。また、細塵を細塵室１１の一端に集めて蓄積されるので、圧縮蓄積される細塵と細塵室１１の入口との距離を遠くすることができ、２次フィルタ部５側への細塵の再付着を効率的に抑制することが可能になる。

ここでは、可動部４０が図示省略の駆動部によって駆動される場合を例に説明したが、これに限定するものではない。たとえば、２次フィルタ部５を回動させる駆動モータ８や、除塵手段３０を回動させる除塵手段駆動モータ３５に連動させて可動部４０を駆動させるようにしてもよい。こうすれば、駆動力を発生させる動力源を少なくでき、更に部品点数を削減することが可能になる。また、２次フィルタ部５及び除塵手段３０を１つの駆動モータ８（又は、除塵手段駆動モータ３５）で回動させる場合でも、搭載されている１つの駆動モータ８に連動させて可動部４０を駆動させてもよい。

また、可動部４０を２次フィルタ部５と別体として設けるのではなく、２次フィルタ部５の一部として形成し設けるようにしてもよい。たとえば、２次フィルタ部５の一部に形成したシャッター１４に突起部を形成し、この突起部が２次フィルタ部５の回動に伴って細塵室１１内を移動し、細塵を所定の方向に集めるようにしてもよい。そうすれば、更に構造の簡素化が実現できるとともに、部品点数を削減できる。また、突起部で細塵室１１の所定の場所を遮断するように第２のシャッターとして機能させることもできる。逆に、２次フィルタ部５の一部に可動部４０を形成し、この可動部４０のみをシャッターとして機能させるようにしてもよい。

以上のように、２次フィルタ部５を電気掃除機１００の運転動作の状況に応じて回動させることができるので、２次フィルタ部５を構成するプリーツフィルタの全面を有効に活用することができ、圧力損失の低減を図ることができる。また、２次フィルタ部５の捕集効率の維持及び除塵効率の向上の両立を図ることができるので、２次フィルタ部５を設置する本体１０内部の風路のコンパクト化を実現できる。したがって、電気掃除機１００は、捕集性能及び除塵性能を低下させずに、低コスト化及びコンパクト化が実現できるのである。

実施の形態２.
図９は、本発明の実施の形態２に係る空気清浄機２００の構成を説明するための説明図である。図９に基づいて、空気清浄機２００の構成及び動作について説明する。図９（ａ）が空気清浄機２００の概略内部構成を透視して示す斜視図を、図９（ｂ）が空気清浄機２００を側面から見た縦断面構成を示す断面図をそれぞれ表している。なお、図９では、空気の流れを矢印Ｂで表している。この空気清浄機２００は、内部に取り込んだ空気に含まれているゴミを除去して、清浄化した空気を外部に吹き出すものである。

図９（ａ）に示すように、空気浄化装置２００は、側面に吸気口５１が、上面に吹出口５２が形成されている筐体５０内に、ファン等で構成される送風機５３と、送風機５３の上流側に設けられるフィルタユニット５５とが搭載されて構成されている。このフィルタユニット５５は、実施の形態１に係る２次フィルタ部５と同様の機能を有している。具体的には、フィルタユニット５５は、筐体５０の両側面に形成されている吸気口５１から取り込まれた空気に含まれているゴミを捕集し、空気を清浄化する機能を有しているのである。

このフィルタユニット５５は、フィルタ濾材をアコーディオン状、つまりプリーツ状に折り込んで、複数の折り目を有するプリーツフィルタで構成されている。つまり、フィルタユニット５５は、プリーツの折れ線５５ａが一定の方向に形成されている。また、プリーツの折れ線５５ａの両端部には、開口部５５ｂが形成されている。そのため、フィルタユニット５５は、開口部５５ｂを介して外部と連通するようになっており、空気の無駄な衝突を減少し、圧力損失の低減を図ることができるのである。

次に、空気清浄機２００の動作について、筐体５０内に取り込まれた空気の流れを中心に説明する。ユーザにより運転開始の指示を受けると空気清浄機２００が空気清浄動作を開始する。空気清浄機２００が空気清浄動作を開始すると、図示省略の制御装置により送風機５３が駆動される。この送風機５３の駆動により、室内等の空気が吸気口５１を介して筐体５０内部に取り込まれる。筐体５０内に取り込まれた空気は、フィルタユニット５５の開口部５５ｂから折れ線５ａの方向に沿って流れ、ゴミがフィルタユニット５５に捕集される。フィルタユニット５５を通過した空気は、下流に設けられている送風機５３に吸い込まれ、吹出口５２から筐体５０の外部に吹き出される。

ここでは、フィルタユニット５５のプリーツの形成面側から見た外観形状が円形状となっている場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、実施の形態１に係る２次フィルタ部５と同様の形状であってもよい。また、フィルタユニット５５は、空気中に含まれている細塵を高効率で捕集するために、捕集効率の高いフィルタ濾材で構成されている。また、圧力損失の低減を図るために、フィルタ濾材をプリーツ状に折って総面積を確保するようにしている。

このフィルタユニット５５を構成するフィルタ濾材には、高捕集効率を有する濾材、たとえば高分子濾材や、ＨＥＰＡ濾材、ＵＬＰＡ濾材等を使用するとよい。また、フィルタユニット５５に抗菌加工、妨カビ加工又は防臭加工等のうち少なくとも１つ以上を施しておけば、筐体５０内部の衛生面を向上できるとともに、筐体５０外部に吹き出される空気を清浄化することができる。なお、フィルタユニット５５は、その形状を保つために、たとえば樹脂材料で外周全周を固めるとよい。このような場合には、開口部５５ｂが完全に塞がれないような工夫が必要である。

図１０は、フィルタユニット５５の回転動作を説明するための説明図である。図９及び図１０に基づいて、実施の形態２の特徴事項であるフィルタユニット５５の回転動作について詳細に説明する。なお、図１０では、空気清浄運転が行われていない状態を示しているために、空気の流れ方向Ｂを図示していない。空気清浄機２００が空気清浄動作を実行している場合には、図９に示すように、開口部５５ｂが空気の流れ方向Ｂに向くように、つまり折れ線５５ａの方向が空気の流れ方向Ｂに対して略平行となるようにフィルタユニット５５が回転制御される。

一方、空気清浄機２００が除塵動作を実行する場合には、図１０に示すように、開口部５５ｂが空気の流れ方向Ｂに対して下方を向くように、つまり折れ線５５ａの方向が空気の流れ方向Ｂに対して略直角となるようにフィルタユニット５５が回転制御される。図９で説明したように、フィルタユニット５５は、複数の折れ線５５ａが一定の方向に形成されている。そして、プリーツの折れ線５５ａの両端部には、開口部５５ｂが形成されている。

したがって、筐体５０の内部に取り込まれた空気が、フィルタユニット５５の開口部５５ｂからフィルタユニット５５内に流入すれば、フィルタユニット５５への無駄な衝突を回避でき、圧力損失の低減を図ることができる。一方、フィルタユニット５５で捕集された細塵は、フィルタユニット５５から適宜除塵することが要求される。それは、フィルタユニット５５に捕集された細塵を除塵しないと、フィルタユニット５５が細塵によって目詰まりし、細塵の捕集効率が低下してしまうからである。

そこで、空気清浄機２００は、空気清浄動作を実行しているとき、つまり筐体５０内に空気が取り込まれているとき、プリーツの折れ線５５ａが略水平となるようにフィルタユニット５５を回動させることができるようになっている。こうすることによって、フィルタユニット５５に流入する空気の風路が開口部５５ｂを介して形成され、風路を大きく取ることができ、圧力損失の低減を図ることができる。また、空気清浄機２００は、空気清浄機動作を終了したとき、つまり筐体５０内に空気が取り込まれていないとき、プリーツの折れ線５５ａが略鉛直となるように、つまり約９０°回動させることができるようになっている。

こうすることによって、フィルタユニット５５に捕集された細塵をプリーツの折れ線５５ａ方向に沿って下方に落下させることができ、除塵性能の向上を図ることが可能になる。なお、図１０では、プリーツの折れ線５５ａが略鉛直となる場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、細塵を下方に落とすような角度が形成されていればよい。すなわち、フィルタユニット５５は、空気清浄機２００の動作状況に応じて回動可能になっているのである。このフィルタユニット５５の回動は、フィルタユニット５５の近傍に設けられている図示省略の駆動手段によって実行されるようになっている。なお、駆動手段２００が実行する除塵動作は、たとえば空気清浄動作終了後から所定時間経過後までの間で行ったり、ユーザからの指示に基づいて行ったりすることができる。

以上のように、フィルタユニット５５を空気清浄機２００の運転動作の状況に応じて回動させることができるので、フィルタユニット５５を構成するプリーツフィルタの全面を有効に活用することができ、圧力損失の低減を図ることができる。また、フィルタユニット５５の捕集効率の維持及び除塵効率の向上の両立を図ることができるので、フィルタユニット５５を設置する筐体５０（特に、筐体５０内部に形成される風路）のコンパクト化を実現できる。したがって、空気清浄機２００は、捕集性能及び除塵性能を低下させずに、低コスト化及びコンパクト化が実現できるのである。

実施の形態１ではフィルタユニット（２次フィルタ部５）を電気掃除機１００に搭載した場合を、実施の形態２ではフィルタユニット５５を空気清浄機２００に搭載した場合を例に説明したが、これに限定するものではない。たとえば、電気掃除機１００及び空気清浄機２００以外の電気機器であっても、フィルタユニットを搭載することができ、同様の効果を得ることができる。

実施の形態に係る電気掃除機の全体の概観構成を示す斜視図である。 本体の内部構成を示す平面図である。 ２次フィルタ部を斜めからみた状態を示す斜視図である。 ２次フィルタ部の回転動作について説明するための平面図である。 細塵室の遮断・開放を説明するための一例を示す概略縦断面図である。 細塵室の遮断・開放を説明するための別の一例を示す概略縦断面図である。 ２次フィルタ部に捕集された細塵の除塵について説明するための説明図である。 細塵室に蓄積された細塵の移動の一例を説明するための説明図である。 実施の形態２に係る空気清浄機の構成を説明するための説明図である。 フィルタユニットの回転動作を説明するための説明図である。

符号の説明

１ 本体吸気口、２ 連結風路、３ 集塵室、４ １次フィルタ部、５ ２次フィルタ部、５ａ 折れ線、５ｂ 開口部、５ｃ 面取り部、６ カバー、７ モータ、８ 駆動モータ、９ タンク、６ａ タンク、１０ 本体、１１ 細塵室、１４ シャッター、１５ａ ストッパ、１５ｂ ストッパ、２０ ホースユニット、２１ ホース、２２ ハンドル部、２３ パイプ、２４ 吸込口体、２５ 電源操作部、３０ 除塵手段、３１ 除塵子、３２ 本体部、３５ 除塵手段駆動モータ、４０ 可動部、４１ 先端部、４２ アーム部、５０ 筐体、５１ 吸気口、５２ 吹出口、５３ 送風機、５５ フィルタユニット、５５ａ 折れ線、５５ｂ 開口部、５６ 筐体、１００ 電気掃除機。

Claims (19)

1. 複数の折り目を有し、前記折り目の方向の少なくとも一方の端部に開口部を形成し、風路内に配置され、この風路内を流れる空気とともに吸い込まれた塵埃を捕集するプリーツフィルタを備え、
   前記プリーツフィルタは、
   前記開口部が前記風路内の空気の流れ方向に対して所定の角度となるように回動自在とされており、
   前記プリーツフィルタで塵埃を捕集している状態では、前記開口部を介して空気が流入するように回動制御され、
   前記プリーツフィルタに付着した塵埃を除去する状態では、前記開口部が空気の流れ方向に対して下方を向くように回動制御される
   ことを特徴とするフィルタユニット。
2. 前記プリーツフィルタを高分子濾材、ＨＥＰＡ濾材又はＵＬＰＡ濾材で構成した
   ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタユニット。
3. 前記プリーツフィルタに抗菌加工、妨カビ加工又は防臭加工の少なくとも１つを施した
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のフィルタユニット。
4. 前記請求項１〜３のいずれかに記載のフィルタユニットを搭載した
   ことを特徴とする電気機器。
5. 電動送風機と、
   前記電動送風機によって吸い込んだ空気と塵埃とを分離する分離手段と、
   複数の折り目を有し、前記折り目の方向の少なくとも一方の端部に開口部を形成し、前記分離手段の下流側に設けられ、前記分離手段によって分離された塵埃を捕集するプリーツフィルタとを内蔵した電気掃除機であって、
   前記プリーツフィルタは、
   前記開口部が空気の流れ方向に対して所定の角度となるように回動自在とされており、
   空気を吸い込む動作を実行している状態では、前記開口部を介して空気が流入するように前記開口部が空気の流れ方向を向くように回動制御され、
   前記プリーツフィルタに付着した塵埃を除去する動作を実行している状態では、前記開口部が空気の流れ方向に対して下方を向くように回動制御される
   ことを特徴とする電気掃除機。
6. 電動送風機と、
   前記電動送風機によって空気とともに吸い込まれた塵埃を捕集するプレフィルタと、
   複数の折り目を有し、前記折り目の方向の少なくとも一方の端部に開口部を形成し、前記プレフィルタの下流側に設けられ、前記プレフィルタで捕集しきれなかった塵埃を捕集するプリーツフィルタとを内蔵した電気掃除機であって、
   前記プリーツフィルタは、
   前記開口部が空気の流れ方向に対して所定の角度となるように回動自在とされており、
   空気を吸い込む動作を実行している状態では、前記開口部を介して空気が流入するように前記開口部が空気の流れ方向を向くように回動制御され、
   前記プリーツフィルタに付着した塵埃を除去する動作を実行している状態では、前記開口部が空気の流れ方向に対して下方を向くように回動制御される
   ことを特徴とする電気掃除機。
7. 前記プリーツフィルタを、
   運転動作の状況に応じて回動させる
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の電気掃除機。
8. 前記開口部に、
   空気の流れ方向に向かって所定の角度で傾斜させ、所定の長さで突出させた空気抵抗低減部を形成した
   ことを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の電気掃除機。
9. 前記プリーツフィルタに振動あるいは衝撃を加えて前記プリーツフィルタに付着した塵埃を除去する除塵手段を設け、
   前記除塵手段又は前記プリーツフィルタのいずれかの回転力で双方を回動させる
   ことを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の電気掃除機。
10. 前記プリーツフィルタの回動範囲を制限するストッパを設けた
    ことを特徴とする請求項５〜９のいずれかに記載の電気掃除機。
11. 前記プリーツフィルタの下側に配置され、前記除塵手段により前記プリーツフィルタから除去された塵埃を集めておく細塵室と、
    前記プリーツフィルタの回動に連動して前記細塵室の入口を遮断・開放するシャッターとを設けた
    ことを特徴とする請求項５〜１０のいずれかに記載の電気掃除機。
12. 前記シャッターを前記プリーツフィルタの一部に形成した
    ことを特徴とする請求項１１に記載の電気掃除機。
13. 前記細塵室に蓄積された塵埃を所定の方向に移動させる可動部を設けた
    ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の電気掃除機。
14. 前記可動部を、前記プリーツフィルタの回動に連動させた
    ことを特徴とする請求項１３に記載の電気掃除機。
15. 前記可動部で前記細塵室の一部を遮断・開放する
    ことを特徴とする請求項１３又は１４に記載の電気掃除機。
16. 前記プリーツフィルタのプリーツ形成面の平面形状を矩形状あるいは円形状とした
    ことを特徴とする請求項５〜１５のいずれかに記載の電気掃除機。
17. 前記プリーツフィルタのプリーツ形成面における平面形状の少なくとも一部を円弧形状とした
    ことを特徴とする請求項５〜１５のいずれかに記載の電気掃除機。
18. 前記プリーツフィルタを高分子濾材、ＨＥＰＡ濾材又はＵＬＰＡ濾材で構成した
    ことを特徴とする請求項５〜１７のいずれかに記載の電気掃除機。
19. 前記プリーツフィルタに抗菌加工、妨カビ加工又は防臭加工の少なくとも１つを施した
    ことを特徴とする請求項５〜１８のいずれかに記載の電気掃除機。

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