JP4941541B2 - サイクロン式集塵装置およびこれを備えた電気掃除機 - Google Patents

サイクロン式集塵装置およびこれを備えた電気掃除機 Download PDF

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Description

本発明は、電気掃除機に関するもので、特に、サイクロン式電気掃除機の集塵装置に関するものである。
近年のサイクロン式掃除機の集塵装置は、吸込具から塵埃と共に吸引される空気を円筒集塵部内で旋回させることにより、空気中に混じった塵埃を遠心力を利用して分離し、分離した塵埃を円筒集塵部下方の集塵室に捕集するものであり、塵埃が分離された空気は電動送風機による吸引側に吸込まれるようになっている。ところが、集塵室内に捕集した塵埃が吸引側に舞い戻る現象が発生するため、サイクロン室と集塵室との径を変えることで段差を設け、舞い戻りを抑える構成としていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−１３５１８４号公報
しかしながら上記構成だけでは、集塵室からの舞い戻りを抑えるにはまだ不十分で、集塵効果をさらに高めることが必要であった。そこで本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、サイクロン分集塵装置で捕集した塵埃が吸引側に吸込まれるのを極力少なくすることができ、その集塵効果を格段に高めることができる集塵装置もしくは電気掃除機を提供することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために、本発明のサイクロン式集塵装置は、略円筒状のダストボックス本体内に、略円筒状の一次フィルターを同心状に配置して、前記ダストボックス本体内面と前記一次フィルターの外周面との間にサイクロン空間を形成し、前記サイク
ロン空間の下方には略円筒状の塵埃蓄積空間を設け、前記一次フィルターの下部に、前記塵埃蓄積空間に向けて延出する傘状の延出部を設け、前記ダストボックス本体の前記延出部に対応する位置に、径が徐々に拡大する傾斜部を設け、前記延出部の外周面と前記ダストボックス本体の傾斜部との間に集塵通路を形成し、前記延出部の上端は前記ダストボックス本体の前記傾斜部より上方に位置し、かつ、前記延出部の下端は前記傾斜部より下方もしくは前記傾斜部にかかる位置にあるものである。
これにより、サイクロン空間から塵埃蓄積空間へ向けて押し付けるような力が発生し、塵埃蓄積空間に蓄積した塵埃がサイクロン空間範囲へ舞い戻るといったことをより一層防ぐことができる。
本発明のサイクロン式集塵装置によれば、塵埃蓄積空間に蓄積した塵埃がサイクロン空間へ舞い戻ることを防ぐことで集塵効果を高めることができ、また集塵装置自体もコンパクトなものにすることができる。
本発明の実施の形態１における集塵装置を備えた電気掃除機の全体斜視図 同集塵装置の斜め前方からの斜視図 同集塵装置の斜め後方からの斜視図 同集塵装置の内部構成を示す斜視図 図３におけるＢ−Ｂ断面図 図２におけるＡ−Ａ断面図
第１の発明は、略円筒状のダストボックス本体内に、略円筒状の一次フィルターを同心状に配置して、前記ダストボックス本体内面と前記一次フィルターの外周面との間にサイクロン空間を形成し、前記サイクロン空間の下方には略円筒状の塵埃蓄積空間を設け、前記一次フィルターの下部に、前記塵埃蓄積空間に向けて延出する傘状の延出部を設け、前記ダストボックス本体の前記延出部に対応する位置に、径が徐々に拡大する傾斜部を設け、前記延出部の外周面と前記ダストボックス本体の傾斜部との間に集塵通路を形成し、前記延出部の上端は前記ダストボックス本体の前記傾斜部より上方に位置し、かつ、前記延出部の下端は前記傾斜部より下方もしくは前記傾斜部にかかる位置にあることを特徴とする。これにより塵埃蓄積空間に向けて押し付ける力が働き、塵埃蓄積空間に蓄積した塵埃がサイクロン空間へ舞い戻ることを防ぐことができる。
また、第１の発明は、延出部の上端はダストボックス本体の傾斜部より上方に位置し、かつ延出部の下端は傾斜部より下方もしくは傾斜部にかかる位置にあることを特徴とする。これにより、集塵通路を十分確保することができるので塵埃がサイクロン空間へ舞い戻ることを防ぐことができる。
第２の発明は、傘状である延出部の斜面と、傾斜部がほぼ平行であることを特徴とする。これにより、サイクロン空間の幅が集塵通路の幅より大きくなるので、塵埃蓄積空間に向けて押し付ける力をより強くすることができ、塵埃がサイクロン空間へ舞い戻ることを防ぐことができる。
第３の発明は、延出部の外径は、サイクロン空間内径よりも小さいことを特徴とする。これにより、一次フィルターと延出部を分離することなく一体としたままでダストボック
ス本体の上方から出し入れすることができるため、組み立て性が良い。
第４の発明は、上記の集塵装置を備えた電気掃除機であり、使い勝手のよい電気掃除機を提供することが出来る。
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）
本発明の第１の実施の形態における集塵装置を用いた電気掃除機について、図１〜６を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１における集塵装置を備えた電気掃除機の全体斜視図、図２は同集塵装置の斜視図、図３は同集塵装置の後方斜視図、図４は同集塵装置の内部構成を示す斜視図、図５は図３のＢ−Ｂ断面図、図６は図１のＡ−Ａ断面図である。
本実施の形態における集塵装置を用いた電気掃除機は、掃除機本体１と、掃除機本体１の前方に設けた吸入口１ａに接続されるホース２と、ホース２の先端に設けられた接続パイプ３と、接続パイプ３に接続される延長管４と、延長管４の先端に設けられ塵埃を吸引する開口部（図示せず）を有する吸込具５からなり、掃除機本体１には、塵埃を吸引するための電動送風機６、塵埃を集塵する集塵装置７が内蔵されている。
集塵装置７は図２に示すように、構成部品を大きく分けると、外郭はダストボックス本
体８と、ダストボックス本体８の上面を塞ぐように構成されたカバー１１と、カバー１１に備え付けられたハンドル１０と、ダストボックス本体８の下面を塞ぐように設けられたフタ９とから構成される。
フタ９は、ダストボックス本体８に設けたヒンジ部１３で回動可能で、尾錠１８でダストボックス本体８に係止されている。またフタ９に取り付けられたパッキンＤ２９によってダストボックス本体８とエアータイト（気密性保持）される。図５に示すように、フタ９は尾錠１８が回動することでロックが外れて、開閉できる構成となっており、押しレバー１２を押すとスライダー４７が下がることで尾錠１８が開き、フタ９が開放される。なおカバー１１はバックル１５と爪部１４でダストボックス本体と係合している。
ダストボックス本体８内には、図５に示すように、その略同心状に一次フィルター２１が設けられ、一次フィルター２１の下方に、傘状の延出部２２が爪による勘合、または溶着などの手段により、一次フィルタ取り付け枠５７に取り付けられている。
一次フィルター２１の上方にはプリーツ状に形成された二次フィルター２３が設けられ、更にその上方には、二次フィルター２３に蓄積した塵埃を振動などの手段により落とすための除塵部２４や、除塵部２４に振動を与える手段となるモーター部２５を備えている。
一次フィルター２１は金属材料で構成しており、金属表面部分には樹脂などによる凹凸形状を設けない構成とすることで、旋回流が滑らかに流れることになり、分離効率を高めるとともに、塵埃などの巻きつきを軽減する効果を発揮する。なお、一次フィルター２１の表面に研磨処理を施すことによって、その効果を高めることができ、また抗菌処理を施すことによって、一次フィルター２１を清潔に保つことができる。
吸込具５から吸い込まれる塵埃の混じった空気は、掃除機本体１の前方に設けた吸入口１ａを経由して、図３に示すダストボックス本体８に設けた吸気口Ｂ１７に吸い込まれる。吸気口Ｂ１７に吸い込まれた空気は一次フィルター２１の外周とダストボックス本体８で形成されるサイクロン空間３１に流れ、そこに発生する旋回流により綿ごみを主とした塵埃と細塵を含んだ空気とに遠心分離される。綿ごみを主とした塵埃は、延出部２２とダストボックス本体８間に形成される集塵通路３２を通り塵埃蓄積空間５２へと蓄積されていく。
ここでサイクロン空間３１の幅Ｌ１は、集塵通路３２の幅Ｌ２より大きくなっている。そして塵埃蓄積空間５２の内径Ｒ４は、サイクロン空間の外径Ｒ３より大きくなっており、ダストボックス本体８は延出部２２の形状に合わせて広がる傾斜部５３を有している。延出部２２の上端は傾斜部５３より上方の位置にあり、また延出部２２の下端は傾斜部５３より下方の位置にある。この構成により、サイクロン空間３１から塵埃蓄積空間５２に向けて、押さえつける力が発生し、塵埃蓄積空間５２に蓄積された塵埃のサイクロン空間への舞い上がりを防止している。なお延出部２２の下端は傾斜部５３より下方の位置にあるとしたが、傾斜部５３にかかっていて同様の効果が得られる。
また、延出部２２とダストボックス本体８の傾斜部５３は、フタ９側から見てれば垂直上方に天井壁を形成したような構成となるので、塵埃蓄積空間５２へ蓄積された綿ごみを主とした塵埃は、サイクロン空間３１へ舞い戻りにくくなり、集塵効率を高めることができるようになっている。
延出部２２の斜面５８とダストボックス本体８の傾斜部５３は略平行になるようにしており、旋回流の乱れを軽減し塵埃蓄積空間５２からサイクロン空間３１への舞い戻りを防
ぐとともに、塵埃が集塵通路３２に詰まるのを防ぐことが出来る。なお略平行を保ったまま延出部２２の上端の位置を上下に変化させることによって、集塵通路の５３の幅Ｌ２の調整が可能で、幅Ｌ２が下方にいくにつれ徐々に広くしたり、狭くしたりすることが可能である。
なお塵埃蓄積空間５２に向かうにつれて集塵通路３２の幅Ｌ２が広くなるようすれば、傾斜部５３の傾斜を緩やかにすることができるので、集塵装置７の高さ寸法を低く保つことが出来るのでコンパクトな構成となる。更に、塵埃蓄積空間部５２に向かうにつれて集塵通路３２の幅Ｌ２が徐々に狭くなるように構成すれば、塵埃蓄積空間５２方向に押し付ける力が大きくなり、集塵蓄積空間５２の塵埃がサイクロン空間３１へ舞い戻るのをより抑制することが出来る。
サイクロン空間３１の外径Ｒ３は、延出部２２の最大外径Ｒ２より大きくなっている。これにより、一次フィルター２１と延出部２２を一部品として構成したとしても、ダストボックス本体８の上方からの抜き差しが可能となるので組み立て性に優れている。
また、ダストボックス本体８および延出部２２は少なくともその一部が透明材料で構成されており、集塵蓄積空間５２や延出部２２の傘状内部に蓄積した塵埃の量も確認できるので、ユーザーがごみ捨ての時期を判断しやすくなっている。
なお、本実施形態では、延出部２２はその斜面５８の下端から垂直方向に延びるフランジ５９を備えている。これにより集塵蓄積室５２内の塵埃が圧縮されサイクロン空間３１への舞い戻りを防ぐとともに、集塵性能を高めることが出来る。
ところで、サイクロン空間３１で細塵に分離された空気は、一次フィルター２１を通過し、二次フィルター２３によって細塵が濾過される。そして、細塵を含まない空気のみが二次フィルター２３を通過し吸気口Ａ１６を通過し、電動送風機６に吸引される。
二次フィルター２３に堆積した細塵は、電動送風機６の運転が停止中の時に、二次フィルター２３の上方に設けられた除塵部２４にモーター部２５により振動が与えられることによって、二次フィルター２３から剥離する。そして剥離した細塵は、一次フィルター取り付け枠５７より内側の空間を通り、一次フィルター２１下方でかつ延出部２２の内側に設けた、内筒３３へと蓄積される。
内筒３３の上部は、剥離した細塵を内筒３３の底部へ導きやすくするために傾斜形状となっている。内筒３３の内側には返り５５が設けられ、集塵装置７の上下を逆さまにされた場合であっても、内筒３３に蓄積した細塵が再び二次フィルター２３側に戻って、再付着するのを防いでいる。内筒３３は、一次フィルター２１と連通しており、開口した下端はフタ９に設けられたパッキンＥ３０により塵埃蓄積空間５２と隔離されている。
一次フィルター取り付け枠５７の一次フィルター２１より上方の径は、一次フィルターの外径Ｒ１より大きく、かつサイクロン空間３１を形成するダストボックス本体８の外壁５４の内径Ｒ３よりも大きくなっている。、一次フィルター取り付け枠５７はダストボックス本体８の上方から挿入され、パッキンＢ２７で保持リブ５６と圧接して保持される。
二次フィルター２３は、一次フィルター２１上方に設けられ、二次フィルター２３の外周にはそれぞれパッキンＡ２６とパッキンＢ２７が取り付けられており、一次フィルター取り付け枠５７に対して、それぞれ防振およびエアータイトの役割を果たしている。二次フィルター２３の外径は、一次フィルター２１の外径Ｒ１より大きくなっており、空気の流通抵抗を極力減らす構成となっている。これに従い、ダストボックス本体８の上部の外
径は、サイクロン空間外壁５４の径Ｒ４より大きなっている。すなわちダストボックス本体８は、全体的にみれば、くびれ形状を有していることになる。
次に、二次フィルター２３の除塵について説明する。図５、６に示すように、除塵部２４は軸部４３によって除塵板４４とレール４１がビスなどの連結手段により連結されることで構成されている。モーター部２５はモーター４０の回転軸に取り付けられたクランクシャフト３７がコンロッド３８を介してリニア振動子３９と連結しており、これらをモーターカバー３５とモーターケース３６で囲われており、ケース体４６にビス等の連結手段によって取り付けられている。
モーター４０はケース体４６に取り付けられた電気基盤４９とつながっており、電気基盤４９に配設されたコンデンサ４８が電気掃除機本体１側に設けた充電手段によって端子１９を介して充電され、スイッチ３４によってコンデンサ４８に蓄積された電流を放電してモーター４０を回転させ、リニア振動子３９が振動する。リニア振動子３９はレール４１に接続されており、振動（図５の矢印で示すような左右方向の振動）を除塵板４４に伝えることによって二次フィルター２３に振動を与えて蓄積した細塵を剥離させることができる。
ケース体４６は、内壁４５とビス等の連結手段によりカバー１１に連結されており、レール４１をケース体４６と内壁４５に設けられたレール保持部４２とで挟むことで保持されている。
なお、上記実施の形態では、ダストボックス８や延出部２２は円筒状と説明したが、図６に示すように、他部品との関係で、円筒状の一部が形成されない場合であっても、作用や効果の点は同じである。
以上のように、本発明に係る集塵装置は、塵埃をサイクロン式分離という原理に基づいて収集する集塵装置において、塵埃蓄積空間に蓄積した塵埃がサイクロン空間へ舞い戻ることを防ぐことができるので、家庭用や業務用の電気掃除機等に適用できる。
１ 電気掃除機本体
６ 電動送風機
７ 集塵装置
８ ダストボックス本体
９ フタ
２１ 一次フィルター
２２ 延出部
２３ 二次フィルター
２４ 除塵部
３１ サイクロン空間
３２ 集塵通路
３３ 内筒
５２ 塵埃蓄積空間
５３ 傾斜部
５５ 返り
５７ 一次フィルター取り付け枠
５８ 斜面
５９ フランジ

Claims (4)

  1. 略円筒状のダストボックス本体内に、略円筒状の一次フィルターを同心状に配置して、前記ダストボックス本体内面と前記一次フィルターの外周面との間にサイクロン空間を形成し、
    前記サイクロン空間の下方には略円筒状の塵埃蓄積空間を設け、
    前記一次フィルターの下部に、前記塵埃蓄積空間に向けて延出する傘状の延出部を設け、
    前記ダストボックス本体の前記延出部に対応する位置に、径が徐々に拡大する傾斜部を設け、
    前記延出部の外周面と前記ダストボックス本体の傾斜部との間に集塵通路を形成し、
    前記延出部の上端は前記ダストボックス本体の前記傾斜部より上方に位置し、かつ、前記延出部の下端は前記傾斜部より下方もしくは前記傾斜部にかかる位置にあることを特徴とするサイクロン式集塵装置。
  2. 傘状である延出部の斜面と、傾斜部がほぼ平行であることを特徴とする請求項１に記載のサイクロン式集塵装置。
  3. 延出部の外径は、サイクロン空間内径よりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載のサイクロン式集塵装置。
  4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のサイクロン式集塵装置を備えた電気掃除機。
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