JP4901569B2

JP4901569B2 - 集塵装置および電気掃除機

Info

Publication number: JP4901569B2
Application number: JP2007116079A
Authority: JP
Inventors: 裕司大塚; 満渡邉
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Electronics Holdings Corp; Toshiba Home Appliances Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2007-04-25
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2027-04-25
Also published as: JP2008272020A

Description

本発明は、塵埃を含む空気を一方向と他方向とに分離する分離部を有する集塵装置およびこれを備えた電気掃除機に関する。

従来、この種の電気掃除機は、電動送風機を収容した掃除機本体を備えている。この掃除機本体には、電動送風機の吸込側に連通して集塵装置としての集塵カップが着脱可能に構成されている。この集塵カップは、吸い込んだ空気の一部を旋回させる規制部材を備え、この空気に含まれる塵埃を遠心分離する分離部と、この分離部により遠心分離された塵埃が捕集される第１集塵部とを有している。また、この集塵カップは、旋回された空気とは別個に分離部から分離された空気が通過する連通口にフィルタが設けられているとともに、この連通口の下流側に、連通口を通過した空気に含まれる塵埃を捕集する第２集塵部であるフィルタ体が設けられている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−２６７６３６号公報（第４−５頁、図３）

しかしながら、上述の電気掃除機の集塵カップでは、分離部に吸い込んだ空気の一部がフィルタ全体を直接通過するため、フィルタに塵埃が付着しやすく、このフィルタの目詰まりによって電動送風機の負荷が増加するという問題点を有している。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、フィルタの目詰まりによる電動送風機の負荷の増加を抑制できる集塵装置およびこれを備えた電気掃除機を提供することを目的とする。

本発明は、吸込部により吸い込んだ塵埃の一部を捕集するフィルタを備え、吸込部により吸い込んだ空気を分離する分離部と、この分離部により分離された空気の一部を、分離風路を介して吸い込み、この空気に含まれる塵埃を捕集する第１集塵部と、分離部により分離されこの分離部を通過した空気に含まれる塵埃を捕集する第２集塵部と、吸込部に連続して設けられ、分離部により吸い込んだ空気を、分離風路へと整流するとともに、分離部の半分以上の面積部分に所定の空間部を介して対向する規制部材とを具備し、空間部は、分離風路へと整流された空気の下流側の一部が、この分離風路の上流側へと再突入する風路であるものである。

本発明によれば、吸込部により吸い込んだ空気を分離風路へと整流する規制部材を、吸込部により吸い込んだ空気を分離する分離部の半分以上の面積部分に所定の空間部を介して対向させることで、吸い込んだ空気に含まれる塵埃がフィルタへ直接付着することを規制部材により抑制できるとともに、空間部を、分離風路の下流側へと整流された空気の一部を分離風路の上流側へと再突入させる風路とすることで、空間部を介して分離風路の上流側へと再突入する空気流により、フィルタに付着した塵埃を剥ぎ取って、フィルタの目詰まりによる電動送風機の負荷の増加を抑制できる。

以下、本発明の一実施の形態の電気掃除機の構成を図１ないし図７を参照して説明する。

図７において、１は掃除機本体で、この掃除機本体１は、電動送風機２を収容した本体ケース３と、この本体ケース３に後部が回動可能に軸支された上下方向に開閉可能な蓋体４と、電動送風機２の上流側に位置し本体ケース３に着脱可能な集塵装置としての集塵カップ５とを備え、電動送風機２の駆動にて生じる吸込風とともに吸い込んだ塵埃を集塵カップ５で遠心分離して集塵する、いわゆるサイクロン式の電気掃除機であり、被掃除面としての床面上を走行可能である。

本体ケース３には、電動送風機２の下方に、図示しない商用交流電源から電動送風機２などへと給電可能にする図示しない電源コードを巻回したコードリール７が収容されている。また、本体ケース３の前部には、皿状の載置部８が設けられている。この載置部８は、集塵カップ５が着脱可能に載置され、蓋体４を閉じた際にこの蓋体４との間で集塵カップ５を挟持固定可能な部分である。

蓋体４は、図５および図６に示すように、前部に管部11が設けられ、この管部11の先端部である前部が、空気を吸引するホース接続口12となり、管部11の基端部である後部が、載置部８に固定される集塵カップ５の吸込側に連通する本体吸込口13となっている。

ホース接続口12には、図７に示すように、可撓性を有し湾曲可能な細長略円筒状のホース体15の基端部が連通接続されている。このホース体15の先端部には、電動送風機２の動作モードなどが選択可能な手元操作部16が設けられている。この手元操作部16には、作業者が把持する把持部17が突設され、この把持部17には、電動送風機２などを複数の動作モードに設定する複数の設定ボタン18が設けられている。

また、手元操作部16の先端には、伸縮可能な細長略円筒状の延長管21が着脱可能に連通接続されている。さらに、この延長管21の先端には、例えば室内の床面の絨毯などの上に載置され、絨毯などの上の塵埃を吸い込む吸込口体としての床ブラシ22が着脱可能に連通接続されている。

一方、本体吸込口13の下流端面には、図５に示すように、シール部材としてのＯリングである環状のパッキン23が取り付けられている。

そして、集塵カップ５は、装置本体としての集塵容器本体25を備え、この集塵容器本体25の上部に平面視略円形状の風路形成体26が着脱可能に設けられ、集塵容器本体25の下部に集塵装置蓋部としての底蓋27が開閉可能に軸支されている。また、集塵カップ５には、集塵容器本体25と風路形成体26との間に分離風路としてのサイクロン分離風路である遠心分離部31が区画されている。さらに、集塵カップ５の集塵容器本体25内には、遠心分離部31の下方(下流)に、遠心分離部31により分離された空気の一部である旋回方向への空気が塵埃の一部である粗塵とともに吸い込まれる第１集塵部としての集塵部32が区画され、この集塵部32の上方から後方に亘って、遠心分離部31の下流に、遠心分離部31により分離された他方向である直進方向への空気が吸い込まれる負圧室部33が区画されているとともに、この負圧室部33の後部でかつ集塵部32の後方である下流側に、遠心分離部31で分離された塵埃の残りである細塵を捕集する第２集塵部としてのプリーツフィルタ部34が着脱可能に設けられ、かつ、このプリーツフィルタ部34の下方に、プリーツフィルタ部34から除去された細塵が収容される第３集塵部としての微細塵集塵部35が形成されている。

集塵容器本体25は、集塵カップ５の前部から両側部に亘る外郭を形成する壁部36と、この壁部36の上部を閉塞して傾斜状に連続する隔壁部としての傾斜壁部である上壁部37と、この上壁部37の下方にて壁部36の内部に連続して設けられた区画壁部としての隔壁38とを備えている。

壁部36の前部には、集塵カップ５の把持用の把手部41が設けられている。また、壁部36の下端部は、集塵部32および微細塵集塵部35の下部に連通し底蓋27により開閉可能な廃棄開口42となっている。

廃棄開口42は、集塵部32および微細塵集塵部35に収容された塵埃を集塵カップ５の外部へと廃棄可能とするものである。

また、上壁部37は、遠心分離部31の底面を形成し、この遠心分離部31と集塵部32との間に位置するもので、前側に向けて下方へと傾斜して形成されている。また、この上壁部37には、図２および図３に示すように、風路形成体26の外形に沿って形成された平面視円形状の円形部51が形成され、この円形部51には、中央部に円形状の通気開口52が穿設されているとともに、この通気開口52の一側方である図中左側に、分離部としての連通口53が穿設され、かつ、通気開口52の他側方である図中右側に、連通開口としての後端開口54が穿設されている。

通気開口52には、第１塵埃分離手段としての突起である塵埃分離部56が設けられている。この塵埃分離部56は、截頭円筒状に形成された枠体57と、この枠体57の開口部57aに設けられた第１塵埃分離体としてのネットフィルタ58とを有している。そして、開口部57aと通気開口52とを介して、遠心分離部31と負圧室部33とが連通されている。

ここで、開口部57aは、集塵部32側への空気の流れの一部を、負圧室部33を介してプリーツフィルタ部34へとバイパスして、ネットフィルタ58により細塵を捕集することで、電気掃除機の吸込力を延命するとともに仕事率を向上するためのものである。

連通口53は、集塵カップ５に吸い込まれた空気を遠心分離部31側と負圧室部33とに分離する、すなわち、遠心分離部31(集塵部32)側への空気流の一部を、負圧室部33を介してプリーツフィルタ部34へとバイパスすることで、電気掃除機の吸込力を延命するとともに仕事率を向上するもので、上壁部37の傾斜下端近傍、すなわち遠心分離部31の上流端部に位置している。また、この連通口53は、円形部51の通気開口52の前方から通気開口52の後方一側(図２左側)に亘って扇形状に形成されている。さらに、この連通口53には、この連通口53を格子状に区画する格子リブ61が形成されているとともに、集塵カップ５に空気とともに吸い込んだ塵埃の一部である細塵を捕集する第２塵埃分離体としてのフィルタ62が設けられている。

後端開口54は、遠心分離部31の下流側を集塵部32と連通し、上壁部37の傾斜最下端にて連通口53の側方に位置し、遠心分離部31の下流端部を構成するものである。また、この後端開口54の前端部には、集塵部32側へと前方下部に傾斜した導入板64が延設されている。

そして、図５に示すように、隔壁38は、上壁部37の下方に若干離間された位置から後方へと延設された延設部65を有し、この延設部65の後端部から第１連続壁部としての傾斜壁66が下方へと傾斜状に延設され、この傾斜壁66の下端部から第２連続壁部としての下壁部67が下方へと延設されている。

延設部65は、集塵部32と負圧室部33との間に位置し、連通口53と後端開口54との前側の間の位置に連続し、後方に向けて下方に若干傾斜状に形成されている。

傾斜壁66は、集塵部32とプリーツフィルタ部34との間に位置するもので、プリーツフィルタ部34に対向するように傾斜状に形成され、集塵部32の下流側を、負圧室部33を介してプリーツフィルタ部34に連通する開口71が格子状に多数開口形成され、これら開口71のそれぞれに第３塵埃分離体としてのネットフィルタ72が設けられている。

下壁部67は、集塵部32と微細塵集塵部35との間に位置するもので、下端部が底蓋27に当接することで、集塵部32と微細塵集塵部35とを区画している。また、この下壁部67の後方には、壁部36の内部の左右両側に亘って連続した長手状の下部後壁部74が設けられ、この下部後壁部74の上部には、プリーツフィルタ部34の下部を載置する載置段部75が水平状に設けられている。そして、この載置段部75と、壁部36の後端部両側、および、上壁部37の後端部により、横長の排気口81が区画されている。この排気口81は、負圧室部33の後部である下流側に連通するとともに、集塵カップ５を本体ケース３に取り付けた状態で、電動送風機２の吸込側に連通する円形状の吸気口82に臨むように対向する。

下部後壁部74は、壁部36の内部の左右両側に亘って連続した長手状に形成されている。

一方、風路形成体26は、図４および図５に示すように、略円形状の吸込口84を前端に形成する吸込部としての略円形状の突出管部85が前端部に位置し、この突出管部85の後端部に、平面視で右回り方向に渦巻状に形成された風路区画部としての渦巻部86が連続して形成され、かつ、この渦巻部86の中央部に、平面視円形状の収容部としての収容突出部87が形成されている。

突出管部85は、集塵カップ５を本体ケース３に取り付けた状態で蓋体４の管部11の下流側と気密に接続され、本体吸込口13を介してホース接続口12に連通する部分である。

渦巻部86は、断面が上側に突出した円弧状であり、上流側である突出管部85側に対して、下流側の上下寸法が徐々に小さくなり、かつ、この下流側の端部が突出管部85の下部に入り込むように形成されている。また、この渦巻部86の内部には、突出管部85の下流側である後端に連続して、規制部材としての規制体91が設けられている。さらに、この渦巻部86の周縁部には、複数、例えば３つの図示しない係止爪部が互いに略等間隔で形成され、これら係止爪部が、集塵容器本体25側に設けられた係止体93にそれぞれ着脱可能に係止されることで、風路形成体26が集塵容器本体25に着脱可能に係止される。

規制体91は、図１ないし図３に示すように、吸込口84から遠心分離部31へと塵埃とともに吸い込んだ空気を、周方向である図２中の右回りすなわち時計回り方向へと旋回するように整流するもので、突出管部85の後端部から、塵埃分離部56の前側に対向して、連通口53と同側すなわち図２に示す左側へと延出した規制部96と、突出管部85の後端側の下部から、規制部96の下端部間に亘って連続した整流板部97とを有している。そして、この規制体91は、空間部98を介して上壁部37から離間されている。

規制部96は、上壁部37に対して略垂直となるように形成され、塵埃分離部56の周方向に沿って湾曲形成されている。

整流板部97は、上壁部37に対して略平行に形成され、連通口53のフィルタ62に、前側から一側である図２中の左側に亘って、平面視で半分以上の面積部分に対向し、空間部98を介してフィルタ62を覆っている。このため、連通口53のフィルタ62は、左部から後部に亘る部分が露出し、この露出した部分を介して、遠心分離部31により分離された空気が略直線状に負圧室部33へと通過するように構成されている。

空間部98は、遠心分離部31内で後端開口54側と連通している。したがって、遠心分離部31は、周方向に連通するように構成され、空間部98は、規制体91により遠心分離部31内で旋回された空気のうち、後端開口54から集塵部32へと吸い込まれなかった一部が、規制体91の整流板部97の下方でフィルタ62の表面に沿って流れることで旋回上流側へと再突入する風路となっている。

プリーツフィルタ部34は、図５に示すように、第４塵埃分離体であるフィルタとしてのプリーツフィルタ体113と、このプリーツフィルタ体113を保持する図示しない枠体とを有し、排気口81を閉塞するように取り付けられる。

プリーツフィルタ体113は、上下方向に沿うプリーツ山部とプリーツ谷部とが掃除機本体１の左右方向に交互に連続するように形成されたもので、枠体から前方へと突出し、プリーツフィルタ部34を排気口81に取り付けた状態で前端下部が集塵容器本体25の載置段部75上に載置されるように構成されている。また、このプリーツフィルタ体113の後部には、例えば電動送風機２の駆動を停止させた時に所定時間往復移動されるように制御されてプリーツフィルタ体113に捕集した微細塵を微細塵集塵部35へと落下させる除塵手段114が設けられている。

枠体は、プリーツフィルタ部34を排気口81に取り付けた状態で下端部が集塵容器本体25の載置段部75上に載置されるように構成されている。

次に、上記一実施の形態の動作を説明する。

集塵カップ５を、本体ケース３の載置部８上に載置して蓋体４を閉じることで、蓋体４側の本体吸込口13と集塵カップ５側の吸込口84とが気密に接続される。

次いで、ホース接続口12に、ホース体15、延長管21および床ブラシ22を順次連通接続するとともに、本体ケース３から図示しない電源コードを導出して、商用交流電源に接続し、把持部17を把持した状態で所望の設定ボタン18を操作して、電動送風機２を所望の動作モードで駆動させる。

この状態で、作業者は床ブラシ22を床面上に接地して前後に走行させて、先端側から床面上の塵埃を空気とともに吸い込む。

吸い込まれた空気は吸込風となり、床ブラシ22、延長管21、ホース体15、ホース接続口12および本体吸込口13を経由して、集塵カップ５の吸込口84を介して突出管部85から遠心分離部31へと吸い込まれる。

この吸込風は、規制体91の規制部96により、遠心分離部31内で右回り方向へと整流され、規制体91の整流板部97に沿って流れた後、一部が塵埃とともに塵埃分離部56の周囲に沿って円形状に旋回されるとともに、他部が整流板部97に対して露出した連通口53のフィルタ62を通過する。

旋回された吸込風は、遠心分離部31内で塵埃に遠心力を与え、この遠心力が与えられた塵埃が後端開口54から集塵部32内へと捕集される。また、この旋回された吸込風の一部は、塵埃分離部56の開口部57aを介して負圧室部33へと流れ、この開口部57aを通過する際にネットフィルタ58により塵埃が捕集される。さらに、旋回された吸込風の他の一部は、後端開口54へと吸い込まれずに、空間部98を介して規制体91の整流板部97の下方に沿って流れ、フィルタ62の表面に付着した塵埃を、このフィルタ62から剥ぎ取りつつ、整流板部97の先端部にて、旋回流の上流側に再突入する。

集塵部32内へと流入した吸込風は、開口71を介して負圧室部33へと通過する際にネットフィルタ72により細塵が捕集された後、負圧室部33に装着されたプリーツフィルタ体113を通過する際に、さらに微細な塵埃が捕集される。

一方、連通口53を直進して通過した吸込風は、負圧室部33内をさらに直進した後、プリーツフィルタ体113を通過する際に、さらに微細な塵埃が捕集される。

そして、プリーツフィルタ体113を通過した吸込風は、排気口81から集塵カップ５の外部へと排気された後、吸気口82から電動送風機２へと吸い込まれ、この電動送風機２を通過して排気風となり、本体ケース３に穿設された図示しない排気孔を介して掃除機本体１の外部へと排気される。

掃除が終了し、作業者が設定ボタン18を操作して電動送風機２の駆動を停止させると、プリーツフィルタ部34に取り付けられた除塵手段114が駆動することで、プリーツフィルタ体113に付着した微細塵をこのプリーツフィルタ体113から微細塵集塵部35へと落下させる。

この後、作業者は、蓋体４を上方へ回動させて開き、集塵カップ５を本体ケース３から取り外した後、例えばごみ箱などの上で底蓋27を開き、廃棄開口42から、集塵部32内の塵埃および微細塵集塵部35内の塵埃を廃棄する。

上述したように、上記一実施の形態によれば、突出管部85により吸い込んだ空気を遠心分離部31へと整流する規制体91を、吸い込んだ空気を分離する連通口53に設けたフィルタ62の半分以上の面積部分に空間部98を介して対向させることで、吸い込んだ空気に含まれる塵埃がフィルタ62へ直接付着することを規制体91により抑制でき、かつ、空間部98を、遠心分離部31の下流側へと整流された空気の一部を遠心分離部31の上流側へと再突入させる風路とすることで、空間部98を介して遠心分離部31の上流側へと再突入する空気流が、フィルタ62に付着した塵埃を剥ぎ取るとともに、突出管部85により吸い込んだ空気流により直接フィルタ62に塵埃が付着することを妨げるので、フィルタ62の目詰まりによる電動送風機２の負荷の増加を抑制できる。

そして、フィルタ62への塵埃の付着を抑制できることにより、電動送風機２による吸込力を長期に亘って持続させることができる。

さらに、遠心分離部31に吸い込んだ空気を確実に旋回させるための規制体91を利用してフィルタ62の目詰まりを抑制することで、フィルタ62の目詰まりを抑制するための構成を、別個に設ける必要もない。

また、上記集塵カップ５を電気掃除機に用いることで、仕事率を確保しつつ長期に亘って吸込力が低下しにくい電気掃除機とすることができる。

なお、上記一実施の形態において、集塵カップ５の細部は、上記構成に限定されるものではない。例えば、分離部としては遠心分離部31に限定されるものではなく、空気を突出管部85の軸方向と径方向とに分離して、塵埃を直進分離(慣性分離)する分離部などであっても、規制体91などを対応させて構成することにより、同様の作用効果を奏することができる。

また、第２集塵部は、プリーツフィルタ部34ではなく、細塵を捕集する細塵集塵部などとしてもよい。

さらに、フィルタ62は、空間部98を介して遠心分離部31の上流側へと再突入する空気流により塵埃を剥ぎ取ることができるものであれば、メッシュフィルタだけでなく、例えばプリーツフィルタなどの任意の細塵フィルタとすることが可能である。

そして、規制体91は、突出管部85により吸い込んだ空気を整流して、この整流した空気の下流側を空間部98から上流側へと再突入可能な構成であれば、旋回させるものに限定されない。

また、電気掃除機の細部は、上記構成に限定されるものではなく、電気掃除機としては、キャニスタ型に限らず、例えば自走式(走行補助式)や自律走行式(ロボット式)の電気掃除機などでもよく、また、例えば床ブラシ22が掃除機本体１の下面に直接形成されたアップライト型、あるいはハンディ型などであっても対応させて用いることができる。

本発明の一実施の形態の集塵装置を示す縦断面図である。同上集塵装置の分離部を示す平面図である。同上分離部を正面側から示す斜視図である。同上集塵装置を示す斜視図である。同上集塵装置を備えた電気掃除機の掃除機本体を示す縦断面図である。同上掃除機本体の蓋体を開いた状態を示す斜視図である。同上電気掃除機を示す斜視図である。

符号の説明

１掃除機本体
２電動送風機
５集塵装置としての集塵カップ
31 分離風路としての遠心分離部
32 第１集塵部としての集塵部
34 第２集塵部としてのプリーツフィルタ部
53 分離部としての連通口
62 フィルタ
85 吸込部としての突出管部
91 規制部材としての規制体
98 空間部

Claims

塵埃を含む空気を吸い込む吸込部と、
この吸込部により吸い込んだ塵埃の一部を捕集するフィルタを備え、前記吸込部により吸い込んだ空気を分離する分離部と、
この分離部により分離された空気の一部を、分離風路を介して吸い込み、この空気に含まれる塵埃を捕集する第１集塵部と、
前記分離部により分離されこの分離部を通過した空気に含まれる塵埃を捕集する第２集塵部と、
前記吸込部に連続して設けられ、前記分離部により吸い込んだ空気を、前記分離風路へと整流するとともに、前記分離部の半分以上の面積部分に所定の空間部を介して対向する規制部材とを具備し、
前記空間部は、前記分離風路へと整流された空気の下流側の一部が、この分離風路の上流側へと再突入する風路である
ことを特徴とした集塵装置。
電動送風機を収容した掃除機本体と、
第２集塵部の下流側が前記電動送風機の上流側に連通する請求項１記載の集塵装置と
を具備したことを特徴とした電気掃除機。