JP4772003B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、電気掃除機に係り、より詳しくは、掃除機本体の集塵部に設けたプリーツフィルタからなる二次フィルタの圧力損失を低下させると共に除塵性能を向上させることができる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一次フィルタで濾過し、その後方の二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、二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、二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問題が生じた。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。

二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二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、二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。二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。このため、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。

二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二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。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って流れるようにし、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（例えば、特許文献１参照）。

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。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（例えば、特許文献２参照）。

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。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（例えば、特許文献３参照）。

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

特許文献１に記載の電気掃除機は、二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、二次フィルタの捕集効率を向上させるためには、二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、二次フィルタの捕集効率を向上させるためには、二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問題があった。

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。このため、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を両立することができなかった。

本発明は、上記のような問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及び除塵効率を向上させることのできる二次フィルタを搭載した電気掃除機を提供することを目的としたものである。

本発明に係る電気掃除機は、着脱可能な集塵部や電動送風機を内蔵する掃除機本体を備え、前記集塵部を、集塵室と、該集塵室の下流側に一次フィルタを介して設けられた二次フィルタ室とを有し、該二次フィルタ室にプリーツフィルタからなる二次フィルタを着脱かつ回動可能に配設して構成し、前記プリーツフィルタは、ほぼ水平な回動軸を有し回動自在に形成されており、掃除動作中は前記プリーツフィルタの折り目をほぼ水平に保持し、掃除動作終了後に該プリーツフィルタを回動させて前記折り目をほぼ垂直に保持するようにしたものである。

本発明によれば、プリーツフィルタからなる二次フィルタの全面を有効に活用することができ、塵埃等の捕集効率及び除塵効率を向上することができる。また、二次フィルタを設置する風路をコンパクト化できるので、掃除機本体のコンパクト化を実現することができ、さらに、複雑な構造のプリーツフィルタを使用しなくてよいのでコストを低減することができる。

図１９は本発明の一実施の形態に係る電気掃除機の全体構成を示す説明図である。
後述の集塵部や電動送風機などを内蔵した掃除機本体１の前面側に設けた吸込み口には、蛇腹状のホース６１の一端が着脱可能に接続されており、ホース６１の他端には操作部６３を有する手元ハンドル６２が設けられている。そして、手元ハンドル６２には伸縮自在の延長管６４の一端が着脱可能に接続されており、延長管６４の他端には床用吸込み具６５が着脱可能に接続されている。

図１は掃除機本体の斜視図、図２は図１の側面図、図３は図１の上蓋を開放した状態の斜視図、図４は図２の縦断面図、図５は図４のＡ−Ａ断面図である。
掃除機本体１は、円筒状の上ケース３及び有底円筒状の下ケース４からなる本体部２と、上面がゆるやかな円弧状に形成された上蓋５とからなり、上蓋５の後部側はヒンジ６（図４）を介して本体部２に連結され、本体部２の上面開口部を開閉する。７は上蓋５をロックするラッチの解除ボタンである。

１０は本体部２の前面側に設けられて塵埃等を含む空気の吸込み口８に連通するホース接続口１１、及びその両側から斜め上方に延設された門型のハンドル１２からなり、本体部２と一体的に設けられたハンドル部材である。１３は本体部２の後面側に設けた延設部で、その後面側には排気口１４が設けられている。１５はコードリール５２（図４）に巻かれたコード（図にはプラグが示してある）、１６は本体部２の底面に設けた複数の車輪である。

本体部２内の前面側には、着脱可能に集塵部２０が収容されており、この集塵部２０は、図６〜図１０に示すように、前面側が本体部２の前面側内壁にほぼ対応した形状に形成されて、その下部には本体部２の吸込み口８に連通する集塵部吸込み口２１が設けられており、後部側には後壁２２が設けられている。
２３は一方の側に設けられて集塵部吸込み口２１に連通する集塵室、２４は後壁２２の後部側（集塵室２３の下流側）に設けられて集塵室２３と連通し、下部に細塵室２４ａが設けられた二次フィルタ室で、集塵室２３と二次フィルタ室２４との間には、比較的大きい塵埃等を捕集する一次フィルタ２５が着脱可能に設けられている。そして、集塵室２３の外周には、ヒンジ２６ａ（図１１）に連結されて集塵室２３を開閉する扉２６が設けられている。２６ｂは扉２６をロックするロック部である。

２７は上面に設けられた起倒自在のハンドルで、集塵部２０を本体部２内に収容してハンドル２７を倒すと集塵部２０が本体部２にロックされ、集塵部２０を取出すためにハンドル２７を起こすと、ロックが解除されるようになっている。

３０は二次フィルタ室２４内に着脱かつ回動可能に配設された二次フィルタで、図１１に示すように、リング状の外枠、その中心部に位置するボス３３、このボス３３と外枠との間に設けられた突起３４ａを有する複数のリブ３４からなる枠体３１と、枠体３１の一部に設けられてばね（図示せず）で付勢された突起部３４ｂと、枠体３１の前面側に設けられて、一次フィルタ２５を通過した微細な塵埃（以下、細塵という）を捕集するプリーツフィルタ３５とからなっている。

このプリーツフィルタ３５は、図１２に示すように、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畳んで複数の折り目３６を平行に設けて形成したもので、折り目３６の間には傾斜面からなり上流側に開口する開口部３７が設けられている。

このような枠体３１とその前面側に設けたプリーツフィルタ３５からなる二次フィルタ３０は、プリーツフィルタ３５を前面側（上流側）にして、そのボス３３が集塵部２０の後壁２２に設けた支持軸２８（図９）に、着脱かつ回動可能に嵌合され、二次フィルタ室２４内に配設される。なお、図８に示すように、プリーツフィルタ３５の下部には細塵室２４ａを開閉するシャッタ部３５ａが設けられており、また、図１６、図１７に示すように、二次フィルタ３０の回動範囲を規制するために、二次フィルタ室２４の内壁には所定の間隔（例えば、９０°）でストッパ２９ａ，２９ｂが設けられており、二次フィルタ３０の外枠３２には、このストッパ２９ａ，２９ｂに当接する突起部３８が設けられている。

４０は二次フィルタ３０の後部側（下流側）において、集塵部２０に設けた歯車で、図１１、図１３、図１４に示すように、中心部に設けたボス４１が、二次フィルタ３０のボス３３が嵌合された支持軸２８に回転自在に嵌合されている。そして、二次フィルタ３０には、二次フィルタ３０の枠体３１に設けた突起部３４ｂと、歯車４０に設けた複数の突起４０ａとによって構成されたクラッチ４２により歯車４０の回動力が伝達されるようになっており、また二次フィルタ３０側の面には、ばね（図示せず）に付勢されて二次フィルタ３０に設けた突起３４ａに当接する除塵子４３が設けられている。４４は本体部２に設けられて歯車４０を駆動する電動機（図５）で、電動機４４の出力歯車４５の回転は、上蓋５に設けた中間歯車４６（図６）を介して歯車４０に伝達される。

このような歯車４０の回転は、クラッチ４２を介して二次フィルタ３０に伝達されて二次フィルタ３０を回転させる。しかしながら、二次フィルタ３０に大きな抵抗（負荷）が作用すると、クラッチ４２が滑って電動機４４は回転するが、その回転は二次フィルタ３０には伝達されないようになっている。なお、この歯車４０は、本体部２に設けてもよい。

５０は歯車４０の下流側において本体部２内に設けられた電動送風機、５１は電動送風機５０の下流側に配置された制御部、５２は電動送風機５０の下部に設けたコードリールである。

次に、上記のように構成した電気掃除機の動作について説明する。
図１９において、電源コード１５を商用電源に接続し、床用吸込み具６５を床面上に位置させて手元ハンドル６２の操作部６３に設けた電源スイッチをＯＮすると、掃除機本体１に設けた電動送風機５０が駆動される。これにより床用吸込み具６５から塵埃等を含む空気が吸引され、延長管６４、手元ハンドル６２、ホース６１を経て、掃除機本体１内に吸込まれる。

掃除機本体１内に吸込まれた塵埃等を含む空気は、図１５に示すように、集塵部吸込み口２１から吸込まれて後壁２２に衝突し、風路２３ｂを経て後壁２２の側面に沿って集塵室２３に至り、一次フィルタ２５を経て二次フィルタ室２４に吸い込まれる。このとき、一次フィルタ２５により空気に含まれた比較的大きい塵埃等が捕捉されて集塵室２３内に堆積し、細塵を含む空気が二次フィルタ室２４に吸引される。このとき、電動機４４は駆動されておらず、二次フィルタ３０は、図１６に示すように、その突起部３８が一方のストッパ２９ｂに当接し、プリーツフィルタ３５の折り目３６はほぼ水平に保持されている。なお、風路２３ｂに旋回気流を発生させ、遠心力を利用して空気と塵埃等を分離するサイクロン分離構造を設けてもよい。

二次フィルタ室２４に吸込まれた空気に含まれる細塵は、二次フィルタ３０のプリーツフィルタ３５で捕集され、清浄化された空気は電動送風機５０や制御部５１等を冷却したのち、後部に設けた排気口１４から外部に排出される。

掃除動作が終って電源スイッチをＯＦＦすると電動送風機５０が停止するが、このとき、制御部５１の指令により電動機４４が駆動されて歯車４０を回転させ、クラッチ４２を介して二次フィルタ３０を図１６の矢印方向にほぼ９０°回転させる。そして、図１７に示すように、二次フィルタ３０に設けた突起部３８が他方のストッパ２９ａに当って停止する。これにより、二次フィルタ３０は、プリーツフィルタ３５の折り目３６がほぼ垂直状態に保持され、プリーツフィルタ３５に付着した細塵が落下する。

このとき、二次フィルタ３０はその突起部３８がストッパ２８ａに当って大きな抵抗が加わるため、クラッチ４２が滑って二次フィルタ３０には歯車４０の回転が伝達されない。しかし、電動機４４は引続き所定の時間（例えば、５秒間）駆動されて歯車４０を回転させるため、歯車４０に設けた除塵子４３が二次フィルタ３０の突起３４ａに当って二次フィルタ３０に振動あるいは衝撃を与える。これにより、プリーツフィルタ３５に付着した細塵がさらに落下して、二次フィルタ室２４の下部に設けた細塵室２４ａ内に集積される。

所定の時間経過すると、制御部５１の指令により電動機４４が反対方向に回転し、二次フィルタ３０を反対方向に回転させてその突起部３８が他方のストッパ２９ｂに当接して停止し、電動機４４も停止する。これにより、二次フィルタ３０は、図１６に示すように、プリーツフィルタ３５の折り目３６が再びほぼ水平状態に戻る。これにより、細塵室２４ａの開口部は、二次フィルタ３０のシャッタ部３５ａによって閉口されるため、細塵室２４ａに残った塵埃が二次フィルタ３０に再付着するのを防止することができる。

集塵部２０の集塵室２３等の塵埃が一杯になったときは、図６に示すように、上蓋５を開放し、集塵部２０のハンドル２７を起こす。これによりロックが解除されるので集塵部２０を引き上げて取出し、図１８に示すように、集塵室２３の扉２６を開放して集塵室２３等に溜った塵埃等を廃棄し、再び扉２６を閉じる。このとき、必要に応じて二次フィルタ３０を交換し、また、一次フィルタ２５に付着した大きな塵埃等を除去することができる。
この場合、集塵部２０の取出しにあたっては、歯車４０と電動機４４の出力歯車４５との間に設けた中間歯車４６は開放された上蓋５に設けられているので、集塵部２０を支障なく出し入れすることができる。

塵埃等の廃棄が終ったときは、集塵部２０を再び本体部２内に収容し、ハンドル２７を倒す。これにより、集塵部２０は本体部２にロックされる。そして、上蓋５を閉じれば、これに設けた中間歯車４６は、歯車４０と電動機４４の出力歯車４５との間に連結される。

上記のように構成した本発明によれば、集塵部２０の二次フィルタ室２４にプリーツフィルタ３５からなる二次フィルタ３０を着脱かつ回動可能に設け、掃除動作中はこのプリーツフィルタ３５の折り目３６をほぼ水平にして、集塵部２０に吸込まれた空気がプリーツフィルタ３５の傾斜面からなる開口部３７から流入するようにして風路を大きくすることができるので、二次フィルタ３０への無駄な衝突を回避することができ、圧力損失を低減することができる。

また、掃除動作が終了したときは、二次フィルタ３０をほぼ９０°回動させて、プリーツフィルタ３５の折り目３６をほぼ垂直にするようにしたので、プリーツフィルタ３５に付着した細塵を開口部３７の傾斜面に沿って落下させることができるため、除塵性能を向上することができる。この場合、歯車４０に設けた除塵子４３により二次フィルタ３０に振動又は衝撃を与えれば、除塵性能をより高めることができる。

さらに、集塵室２３を有し掃除機本体１に着脱可能に収容される集塵部２０に、プリーツフィルタ３５からなる二次フィルタ３０、及びこの二次フィルタ３０を回動させる歯車４０を一体的に設けたので、二次フィルタ３０を設置する風路（二次フィルタ室２４）をコンパクトにすることができ、そのため、塵埃等の捕集性能及び除塵性能が低下することなく、電気掃除機のコンパクト化、低コスト化を実現することができる。
また、集塵部２０の集塵室２３に開閉扉２６を設けたので、集塵室２３に溜った塵埃等の廃棄が容易である。

また、二次フィルタ３０を回動する歯車４０の駆動手段である電動機４４を本体部２に設け、この電動機４４と歯車４０を連結する中間歯車４６を上蓋５に設けたので、集塵部２０の構造が簡単かつ軽量になり、掃除機本体１への出し入れが容易で干渉されることもない。

上記の説明では、図示の掃除機本体１及び集塵部２０に本発明を実施した場合を示したが、これに限定するものではなく、他の構造の掃除機本体や集塵部にも本発明を実施することができる。

本発明の一実施の形態に係る電気掃除機の掃除機本体の斜視図である。 図１の側面図である。 図１の上蓋を開放した状態の斜視図である。 図２の縦断面図である。 図４のＡ−Ａ断面図である。 掃除機本体から集塵部を引き出した状態を示す斜視図である。 集塵部の斜視図である。 図７のＢ−Ｂ断面図である。 図７の平断面図である。 図７の扉板を除去した状態を示す斜視図である。 図７の背面図である。 図１１のプリーツフィルタの説明図である。 図１１の要部拡大図である。 二次フィルタとこれを回転させる歯車との関係を示す説明図である。 空気を吸引した集塵部の作用説明図である。 二次フィルタの作用説明図である。 二次フィルタの作用説明図である。 集塵室に溜った塵埃等を廃棄する状態の説明図である。 本発明を実施した電気掃除機の全体構成を示す説明図である。

符号の説明

１ 掃除機本体、２ 本体部、５ 上蓋、２０ 集塵部、２３ 集塵室、２４ 二次フィルタ室、２５ 一次フィルタ、２６ 集塵室の扉、２７ ハンドル、２８ 支持軸、２９ａ，２９ｂ ストッパ、３０ 二次フィルタ、３５ プリーツフィルタ、３６ 折り目、３７ 開口部、３８ 突起部、４０ 歯車、４２ クラッチ、４３ 除塵子、４４ 電動機、４６ 中間歯車、５０ 電動送風機、５１ 制御部、６１ ホース、６２ 手元ハンドル、６４ 延長管、６５ 床用吸込み具。

Claims (9)

1. 着脱可能な集塵部や電動送風機を内蔵する掃除機本体を備え、
   前記集塵部を、集塵室と、該集塵室の下流側に一次フィルタを介して設けられた二次フィルタ室とを有し、該二次フィルタ室にプリーツフィルタからなる二次フィルタを着脱かつ回動可能に配設して構成し、
   前記プリーツフィルタは、ほぼ水平な回動軸を有し回動自在に形成されており、
   掃除動作中は前記プリーツフィルタの折り目をほぼ水平に保持し、掃除動作終了後に該プリーツフィルタを回動させて前記折り目をほぼ垂直に保持することを特徴とする電気掃除機。
2. 前記二次フィルタの下方に細塵室を設置し、
   前記二次フィルタの一方の端部に、前記プリーツフィルタの折り目とほぼ平行に設けられ前記細塵室への開口を開閉するシャッタを備え、
   掃除動作中は前記プリーツフィルタの折り目及び前記シャッタをほぼ水平に保持することで前記シャッタが前記細塵室の開口を塞ぎ、
   掃除動作終了後に該プリーツフィルタを回動させて前記折り目及び前記シャッタをほぼ垂直に保持することで前記細塵室に細塵を落下させることを特徴とする請求項１記載の電気掃除機。
3. 前記集塵部の二次フィルタの下流側に該二次フィルタを回動させる歯車を設け、該歯車と前記二次フィルタをクラッチを介して連結すると共に、前記歯車の駆動手段である電動機を前記掃除機本体の本体部に設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の電気掃除機。
4. 前記歯車の二次フィルタと対向する面に、前記二次フィルタと接触する徐塵子を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電気掃除機。
5. 前記歯車に設けた徐塵子は、ばねにより付勢されていることを特徴とする請求項４記載の電気掃除機。
6. 前記歯車と電動機の出力歯車との間に介装される中間歯車を、前記掃除機本体の上蓋に設けたことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の電気掃除機。
7. 掃除動作が終了したときは前記電動機を駆動して前記二次フィルタをほぼ９０°回動させると共に、前記電動機の駆動を所定時間継続して前記徐塵子により前記二次フィルタに振動又は衝撃を与えることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の電気掃除機。
8. 前記集塵部の内壁に、前記二次フィルタの回動範囲を規制するストッパを設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の電気掃除機。
9. 前記集塵部の集塵室に扉を設けたことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の電気掃除機。

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