JP4947110B2 - 電気掃除機 - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施の形態1を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係る電気掃除機の概略的な構成を示す図である。
図1に示すように、電気掃除機100は、吸込口1と、吸引パイプ2と、接続パイプ3と、伸縮自在なサクションホース4と、サイクロン式の掃除機本体5とから構成されている。吸込口1は床面上の塵埃及び含塵空気を吸い込む。吸込口1の出口側には真直な円筒状の吸引パイプ2の一端が接続されている。吸引パイプ2の他端には、取手が設けられており、中途にて若干折れ曲がった接続パイプ3の一端が接続されている。接続パイプ3の他端には、折り曲げ自在のサクションホース4の一端が接続されている。さらに、サクションホース4の他端には、本体5が接続されている。
吸込口1、吸引パイプ2、接続パイプ3およびサクションホース4は、含塵空気を本体5の外から内部に流入させるための流通路の一部を構成する。
なお、接続パイプ3は連絡風路を構成する。
図2〜図4に示すように、電気掃除機100の本体5には、吸入風路530と、サイクロン集塵部540と、排気風路550と、フィルター560と、モーター570と排気口580とが設けられている。その他、本体5の後部には車輪590、図示しないコードリール部などが設けられている。サイクロン部520は、第一サイクロン502と、この第一サイクロン502と並設された第二サイクロン508とから構成されている。
また、第一サイクロン502の端部には一次ダストケース506が接続され、第二サイクロン508の端部には二次ダストケース512が接続されている。なお、この一次ダストケース506と二次ダストケース512はダストケース501収納されている。
また、第二サイクロン508の上部には排気風路550が設けられており、この排気風路550、フィルター560、モーター570及び排気口580が順次接続されて排気経路が構成されている。
電気掃除機100のサイクロン集塵部540は、第一サイクロン502と、この第一サイクロン502と並設された第二サイクロン508とから構成されている。また、第一サイクロン502の上部には排気風路が設けられており、この排気風路が第二サイクロン508の上部に設けられた吸入風路と連続的に接続されている。
なお、後述の0次開口部の面積を極力小さくして、一次ダストケース内の圧縮用気流が乱されないようにする。
また、第一旋回部504の側壁面の一部には0次開口部514が形成され、0次開口部514の半径方向外側に0次ダストケース515が設けられている。また、一次ダストケース506の上方空間には塵埃を圧縮するために、一次ダストケース506の上端を一次開口部505よりも上方にまで延在させている。
図17及び図18に一次ダストケースと二次ダストケースを一体で第一円錐部504a及び第二円錐部510aから取り外した状態を示す。
これにより、一次ダストケース506の上方に圧縮されたごみの排出が容易になる。
また、第一出口507は、図9に示すように、ほぼ円筒形の中空円筒507aと、中空円筒507aの下部に設けられ、先端(図9では下方)に近づくほど径が小さくなる中空円錐507bと、を備え前記中空円筒507aと中空円錐507bに多数の開孔を設けた部材で構成される。
これにより、一次ダストケース506の上方に圧縮されたごみの排出が容易になる。
これにより、ごみを留まらせることにより圧縮の起点を作る。また、ごみを保持する効果により、ごみの再飛散(逆流)を抑制することが可能である。
これにより、ごみを留まらせることにより圧縮の起点を作る。また、ごみを保持する効果により、ごみの再飛散(逆流)を抑制することが可能である。
また、0次開口部の開口面積を一次開口部の開口面積Adよりも大きくしてもよい。
これにより、粗塵を確実に捕集することができる。
ユーザーによる操作部の操作により図示しない送風機に電源が供給されて電気掃除機が駆動を開始すると、送風機のモーター570吸引力により、吸込口1から含塵空気が吸引され、吸引パイプ2を通じて、矢印Qで示すように接続パイプ3、サクションホース4の順に吸引経路を流れた後、吸入風路530、サイクロン集塵部540、排気風路550、フィルター560、モーター570を順次通過して排気口580から排気される。
この過程で、含塵空気中の粗塵はサイクロン集塵部540を構成する第一サイクロン502と第二サイクロン508において集塵され、さらに微細塵がフィルター560によって捕集される。
第一サイクロン502の第一入口503へ流入する。第一入口503へ流入した含塵空気は、円筒形の第一円筒部の側壁に沿ってほぼ水平に流入するため旋回気流となり、中心軸近傍の強制渦領域とその外周側の準自由渦領域とを形成しながら、その経路構造と重力とにより下向きに流れていく。このとき、遠心力が塵埃に作用するため、例えば髪の毛・飴袋・砂(比較的大きな砂)等のサイズも比重も比較的大きなごみ(以下、ごみAと呼ぶ)が、この0次ダストケース515の内壁に押し付けられて吸気から分離され、捕捉されて0次ダストケース515内に堆積する。
ごみA及びごみBが除去された空気は、第一サイクロン502の円筒の中心軸に沿って上昇し、第一旋回部504を経由して第一出口507の第一円錐部507aの孔及び第一円筒部507bの孔を通過して排気される。排気された空気は、上部の風路を介して第二サイクロン508の第二入口509に導入され、その後下降して第二旋回部510の第二円錐部510a、二次ダストケース512を順次通過し、この後、上昇して第二出口513から外部へ排気される。
この場合、第二円錐部510aの径は第一円錐部504aの径よりも小さいため、第二サイクロン508の遠心力は第一サイクロン502の遠心力よりも大きくなる。これにより、第一サイクロン502で捕集できなかった微細塵を第二サイクロン508の二次ダストケース512に捕集することが可能となる。さらに、第二出口513の開口面積を第二入口509の開口面積より小さくする。これにより、第二出口513における排気流の速度が速くなるので、二次ダストケース512への気流流入が減少し、二次ダストケース512内に堆積した微細塵の再飛散を抑制することが可能となる。
また、一次ダストケースと二次ダストケースを一体パーツで備え、且つ、一次ダストケースの容量の方が大きい。
これにより、部品の簡素化が図れ、一次ダストケースで捕集するごみの方が覆いため、風量が低下することなく、長期使用できる。
Z/Qの値が3よりも小さい場合には、一次ダストケース506に流入する気流の風量が減少するため、圧縮力が弱くなる。また、Z/Qの値が11以上の場合には、一次ダストケース506に流入する気流の風速が小さくなるため、圧縮力が弱くなる。
これにより、第一サイクロン502から第二サイクロン508へ抜ける塵埃をメッシュにより分級することで、第一サイクロン502と第二サイクロン508との間の風路および第二入口509でのごみ詰まりを回避することができるとともに、円錐メッシュにより上昇流をスムーズに排出し、圧損を抑制することができる。また非常に長い髪の毛が0次ダストケース515に捕集できなかった場合に、髪の毛は円錐形状の中空円錐507bに巻きつくため取り易い。
Ad/Qの値が300よりも小さい場合には、一次ダストケース506に流入する気流の風量が減少するため、圧縮力が弱くなる。また、Ad/Qの値が650以上の場合には、一次ダストケース506に流入する気流の風速が小さくなるため、圧縮力が弱くなる。
なお、水平フランジ517aを弾性材料にて形成してもよい。
これにより、外部から振動を与えることで、振動により弾性体が動くことで、ごみが一次ダストケース506から離れ、簡単にごみが捨てられる。
実施の形態1では、一次ダストケース506の上端部分に半径内側方向に延在する水平フランジを設ける場合について、変形例を説明した。
本実施の形態2では、水平フランジをさらに斜め下方向へ延在させる場合について説明する。
図22は本発明に係る電気掃除機本体の第一サイクロン502の構成を示すA−A断面図である。
図22に示すように水平フランジ517aを半径方向内側端部から前記第一円錐部504aの形状に沿って斜め下方向へ延在させた形状の斜めフランジ517bを設ける。
これにより、ごみを留まらせることにより圧縮の起点を作る。また、ごみを保持する効果により、ごみの再飛散(逆流)を抑制することが可能となる。
これにより、ごみを留まらせることにより圧縮の起点を作る。また、ごみを保持する効果により、ごみの再飛散(逆流)を抑制することが可能となる。
これにより、電気掃除機を駆動しているときは旋回流により、袋部材521は斜めフランジ517b側に押し付けられるが、運転を停止しているときは、自重により垂れ下がる。これにより、袋部材521は一次ダストケース506の上部に体積したごみBを水平方向に挟み込む力が働く。従って、ごみBの下方への落下を抑制することが可能となる。
これにより、ごみ捨て時の動作に伴う振動を外部から与えることで、振動により弾性体が動くことで、ごみが一次ダストケース506から離れ、簡単にごみが捨てられる。
なお、上記実施の形態では、第二サイクロンを設けたものを示したが、第一サイクロンだけでもよく、あるいは複数のサイクロン(第二サイクロン、第三サイクロン、…)を設けてもよい。
本実施の形態では、キャニスタータイプの電気掃除機について説明したが、これに限らないことはいうまでもない。
Claims (14)
- 外部から含塵空気を吸入する吸込口と、この吸込口に一端が接続された連絡風路と、一端がこの連絡風路の他端側に接続され、第一サイクロンを有する本体と、を備え、
前記第一サイクロンは前記連絡風路側からの含塵空気を取り込む第一入口と、前記第一入口から導入した含塵空気が旋回する第一旋回部と、前記第一旋回部の側壁面の一部を成し、先端に近づくほど径が小さくなる、ほぼ円錐形状を成し、先端を切り落とした形状の第一円錐部と、前記第一円錐部の下端に形成された一次開口部と、前記第一円錐部の下部に設けられた一次ダストケースと、前記第一旋回部内から空気を排出する第一出口とを備え、
前記第一旋回部の側壁面の一部に0次開口部を形成し、前記0次開口部の半径方向外側に第一の塵埃を堆積する0次ダストケースを設け、
前記一次ダストケースの上端を前記一次開口部よりも上方にまで延在させて、前記一次ダストケースの上方における前記第一円錐部の外周壁と前記一次ダストケースの内周壁との間に前記第一の塵埃よりも軽い第二の塵埃を前記一次ダストケースに流入する気流により堆積させて圧縮するための圧縮空間を形成し、
前記一次ダストケースの内側底面と前記一次開口部の開口端との距離Z(mm)および前記第一サイクロンに流入する風量Q(m3/min)について、Z/Qを3以上11未満としたことを特徴とする電気掃除機。 - 外部から含塵空気を吸入する吸込口と、この吸込口に一端が接続された連絡風路と、一端がこの連絡風路の他端に接続されたサクションホースと、このサクションホースの他端に接続され、第一サイクロンを有する本体と、を備え、
前記第一サイクロンは前記サクションホースからの含塵空気を取り込む第一入口と、前記第一入口から導入した含塵空気が旋回する第一旋回部と、前記第一旋回部の側壁面の一部を成し、先端に近づくほど径が小さくなる、ほぼ円錐形状を成し、先端を切り落とした形状の第一円錐部と、前記第一円錐部の下端に形成された一次開口部と、前記第一円錐部の下部に設けられた一次ダストケースと、前記第一旋回部内から空気を排出する第一出口とを備え、
前記第一旋回部の側壁面の一部に0次開口部を形成し、前記0次開口部の半径方向外側に第一の塵埃を堆積する0次ダストケースを設け、
前記一次ダストケースの上端を前記一次開口部よりも上方にまで延在させて、前記一次ダストケースの上方における前記第一円錐部の外周壁と前記一次ダストケースの内周壁との間に前記第一の塵埃よりも軽い第二の塵埃を前記一次ダストケースに流入する気流により堆積させて圧縮するための圧縮空間を形成し、
前記一次開口部の開口面積Ad(mm2)および前記第一サイクロンに流入する風量Q(m3/min)について、Ad/Qを300以上650未満としたことを特徴とする電気掃除機。 - 前記一次ダストケースの上端部分に半径内側方向に延在する水平フランジを設け、前記一次ダストケースと前記第一円錐部を着脱可能に構成したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電気掃除機。
- 前記水平フランジの半径方向外側端部と前記一次ダストケースの内周壁面との間に角Rを設けたことを特徴とする請求項3記載の電気掃除機。
- 前記一次ダストケースの内周壁面の上部から半径方向内側に向かってリブを設けたことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の電気掃除機。
- 前記第一円錐部の外周壁のうち前記一次ダストケースに覆われる箇所に、半径方向外側に向かってリブを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。
- 前記水平フランジを半径方向内側端部から前記第一円錐部の形状に沿って斜め下方向へ延在させた形状の斜めフランジを設けたことを特徴とする請求項3〜6のいずれかに記載の電気掃除機。
- 前記斜めフランジの外周壁面から半径方向外側に向かってリブを設けたことを特徴とする請求項7記載の電気掃除機。
- 一端が前記水平フランジの先端に接続され、他端が前記斜めフランジの先端に接続される中空の袋部材を備えたことを特徴とする請求項7または請求項8に記載の電気掃除機。
- 前記水平フランジと前記斜めフランジのどちらか、または両方を弾性材料にて形成したことを特徴とする請求項3〜9のいずれかに記載の電気掃除機。
- 前記斜めフランジを弾性材料にて形成したことを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載の電気掃除機。
- 前記水平フランジと前記斜めフランジを弾性材料にて形成したことを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載の電気掃除機。
- 前記第一出口を、中空円筒の先端に近づくほど径が小さくなる中空円錐を備え前記中空円筒と前記中空円錐に多数の開孔を設けた部材で構成したことを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の電気掃除機。
- 前記第一サイクロンの下流位置に、前記第一サイクロンよりも遠心力の高い第二サイクロンを備えたことを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の電気掃除機。
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