JP5725175B2 - 電気掃除機 - Google Patents

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Description

本発明は、内部で旋回流を発生させて、空気と塵埃を分離して塵埃のみを内部に溜めるサイクロン式集塵部を有する電気掃除機に関する。
従来から電気掃除機の集塵部において、紙パック式とサイクロン式のものがある。
紙パック式集塵部の電気掃除機の場合は、流下する空気から紙パックで塵埃を濾し取ることで、集塵室の内部に塵埃を貯留する。
この為、集塵室の内部に貯留されている塵埃には、電気掃除機を使用している間、空気の流れで圧縮方向の力が働くので、塵埃が圧縮されて、より多くの塵埃を紙パックの内部に貯留することが可能である。
これに対して、サイクロン式集塵部の電気掃除機の場合、被清掃面より吸引した空気と塵埃とを遠心力を利用して分離し、塵埃を集塵室の内部に貯留する。
この為、サイクロン式集塵部の集塵室内部には、一般的に風の流れがほとんど無いために、紙パック式集塵部と異なり、塵埃は圧縮されにくい。
従って、サイクロン式集塵部及び紙パック式集塵部において、集塵室の塵埃を保持可能な空間の容積が同じであれば、サイクロン式集塵部は紙パック式集塵部に比べて、塵埃を貯留する量が少ない。
このため、サイクロン式集塵部の方が紙パック式集塵部よりも、集塵室内部から塵埃を排出するゴミ捨ての頻度が紙パック式よりも多い。
そこで、サイクロン集塵部の集塵室により多くの塵埃を貯留する為に、電力により駆動する機械的に塵埃を圧縮する機能をサイクロン集塵部に設けた電気掃除機が考案されている(例えば、特許文献1参照)。
日本特開2009−56039号公報(図1)
しかしながら特許文献1の構成であると、サイクロン集塵部の集塵室内部に、電力により駆動する機械的に塵埃を圧縮するための構造をサイクロン集塵部に設けることから、集塵部の内部構造が複雑となると共に、集塵部が大きく重くなるという課題がある。
また、集塵部は、貯留した塵埃を廃棄し、その後メンテナンスをするために、電気掃除機本体と着脱可能であることが一般的である。
しかし、特許文献1に開示されている構成のように、電力により駆動する塵埃圧縮構造を用いた場合、電気掃除機本体と集塵部とを電気的に接続可能にする必要があり、集塵部を水洗い等でメンテナンスすることが難しいという課題がある。
更に、上記の塵埃圧縮構造は、塵埃を貯留する集塵室内で稼動するために、構造内部への塵埃の入等により、動作が不安定になるという課題がある。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、小型軽量で、さらに水洗いなどのメンテナンスが可能で、動作が安定している塵埃圧縮機能を有する集塵部を用いた電気掃除機を提供することを目的とする。
上記の課題を解決する為には、電気掃除機において、吸引力を生じさせる電動送風機を内部に有する本体と、該本体に着脱可能なサイクロン式集塵部を有し、サイクロン集塵部は、内部に取り込んだ空気と塵埃を分離する遠心分離部と、該遠心分離部と連通しており該遠心分離部で分離した塵埃を貯留する第1の集塵室及び第2の集塵室を有し、遠心分離部は円筒部と円錐部からなる筒状の形状を成しており、円筒部には、遠心分離部の外部から塵埃を取り込む塵埃取込開口が形成されると共に、遠心分離部の内部と第2の集塵室の内部を連通する開口が形成され、円錐部には、遠心分離部の内部と第1の集塵室の内部を連通する開口が形成され、第1の集塵室と第2の集塵室は、連通していることにより、上記の課題を解決することができる。
本発明によれば、集塵室において、電力などにより駆動される機械的に塵埃を圧縮する手段を用いずに塵埃を圧縮することができる。
電気掃除機Cを示す全体図である。 集塵部20を示す(a)正面図、(b)側面図、(c)X−X断面図である。 本体10に集塵部20が固定された状態を示す本体10及び集塵部20の左右方向の中心を切断した中央断面図である。 本体10の斜視図である。 図3に示す集塵部20の嵌合凹部34と本体10の嵌合凸部13aの拡大図である。 図5に示す嵌合凹部34と嵌合凸部13aの嵌合が離れた状態を示す図である。 図3に示すロック部31近傍を示す断面図である。 図7に示すロック部31を解除した状態の断面図である。 集塵部20を各部に分解した状態を示す平面図である。 集塵部20の(a)Y−Y断面図、(b)側面図、(c)(d)(e)一部拡大図である。 集塵部20の縦断面図である。 集塵室と遠心分離部との関係を示す分解図である。 遠心分離部21,22と連通部23との関係を示す分解図である。 第1の遠心分離部21と排気筒との関係を示す分解図である。 第1の遠心分離部21に排気筒をセットした状態を上方から見た(a)平面図と(b)断面図と(c)一部拡大図である。 実施の形態2を示す集塵室の斜視図である。
(実施の形態1)
以下、図面を参照して実施の形態1について説明する。
図1は、電気掃除機Cを示す全体図である。
図2は、集塵部20を示す(a)正面図、(b)側面図、(c)断面図である。
尚、図2(b)側面図は、後述する第1の遠心分離部21側から見た図である。また、図2(c)断面図は、後述する左右に並ぶ第1の遠心分離部21と第2の遠心分離部22
を左右方向に切断した断面図である。
図1を参照すると、電気掃除機Cは、内部に各種機能部品が収納された本体10と、この本体10の上部に着脱自在に取付けられるサイクロン式集塵部20(以下、集塵部20)と、清掃面から塵埃を吸込み本体へと流すための吸込経路を形成する塵埃吸込手段50から構成されている。
本体10の内部には、電気掃除機Cの各部の制御を行う制御部や、被清掃部位より塵埃を吸引する為の力である吸引力を発生させる電動送風機や、外部の電源より電力を得る為の電源コードとこの電源コードを巻き取るコードリール等が収納されている。
また、本体10の前部には、後述するホースユニット51が連通して接続する接続開口11が開口している。更に、本体10の上面側部には、接続開口11と連通し、後述する第1の遠心分離部21に形成された塵埃取込開口21cに連通して接続する連通路12が設けられている。
次に、塵埃吸込手段50は、ホースユニット51と延長パイプ52と床面吸込具53から構成されている。
ホースユニット51は、ホース51aの一端に本体10の接続開口11に対して着脱自在に接続する第1の接続部51bが形成され、他端に延長パイプ52等と接続される第2の接続部51cが形成されており、第2の接続部51cと一体に電気掃除機Cの操作を行う操作部51dが設けられた手元ハンドル51fが設けられている。
延長パイプ52は、外形の大きさが異なる2本のパイプを組み合わせることで、全長が伸縮自在に構成されており、一端にホースユニット51と接続する第1の接続部52aが形成され、他端に床面吸込具53と接続する第2の接続部52bが形成されている。
床面吸込具53は、床面側に塵埃を吸込む吸込み開口53aが形成されている基体53bと、この基体53bに対して連通して回動自在に設けられ一端に延長パイプ52と接続する接続部53cにより構成され、使用時に清掃面である床面に沿って走行可能となっている。
以上の本体10と集塵部20と塵埃吸込手段50は、塵埃吸込手段50から本体10に至るまで連通して接続されている。つまり、被清掃部位から吸上げられた塵埃は、空気と共に塵埃吸込手段50を経て本体10へと流れ込み、その後、集塵部20の内部へと流入する。
そして、集塵部20の内部で、空気から塵埃が分離され、塵埃は集塵部20の内部に溜められ、空気は再び本体10内部へと流入し電動送風機を経て排気口より本体外部へと排出される。
尚、床面吸込具53は、被清掃部位に応じて様々な種類のものが用いられ、上記の形態に限るものではない。
次に、図2、図9、図10を参照して集塵部20について説明する。
集塵部20は、遠心分離部21,22と連通部23と集塵室24,25,65から構成されている。
まず、遠心分離部21、22は、内部に流入した空気に対して、旋回流を生じさせることにより、内部に流入した空気と塵埃を遠心力で分離する部位であり、第1の遠心分離部21と第2の遠心分離部22から構成されている。
尚、この第1の遠心分離部21と第2の遠心分離部22は、第1の遠心分離部21から第2の遠心分離部22へと空気が流下できるように、連通部23によって連通して接続している。
次に、第1の遠心分離部21の形状は、第1の円筒部21aと、下方向に向かって窄む形状である第1の円錐部21bが、同一の中心軸上で上下に連結した筒形状を成している。また、第1の円錐部21bは、窄んだ形状の先端が開口して第1の先端開口21eが形成されている。
このように、第1の遠心分離部21は、第1の円筒部21aと第1の円錐部21bが上下に連結することにより筒状を成しているので、断面形状が円形状となっている。
そして、第1の遠心分離部21の側面には、本体10に設けられた連通風路12から、塵埃を含んだ空気を内部に流入させるための塵埃取込開口21cと、後述する第2の集塵室25に連通する分岐開口21fが開口している。また、第1の遠心分離部21の上面には、連通部23と接続する連通開口21dが開口している。
塵埃取込開口21cは、第1の円筒部21aの断面形状である円の接線方向に向いて開口している。これにより、第1の遠心分離部21の内部に流入する空気は、第1の円筒部21aの内壁に沿って流れるので、効率よく旋回流が生じやすい構造となっている。
分岐開口21fは、第1の円筒部21aと第1の円錐部21bの境目付近に位置し、髪の毛や綿埃など比較的大きな塵埃が通過可能な程度の大きさに開口している。
連通開口21dは、第1の遠心分離部21内で塵埃が除去された空気を第1の遠心分離部21から排気する為の開口であり、後述するメッシュ状のフィルター27が設けられている。
ここで、第1の遠心分離部21の内部を流れる気流Rに沿って、塵埃取込開口21cと分岐開口21fと第1の先端開口21eの位置関係を説明する。
まず、塵埃取込開口21cは塵埃を第1の遠心分離部21の内部に取り込む開口であることから、気流Rの最も上流に位置する。分岐開口21fは、第1の円筒部21aと第1の円錐部21bの境目付近に形成されることから、気流Rの中間位置となる。
第1の先端開口21eは、第1の遠心分離部21の端に位置することから、分岐開口21fより下流に位置することになる。
また、第1の遠心分離部は、分岐開口21fの位置から第1の先端開口21e向かって窄んだ形状となる為、第1の先端開口21eに近づくにつれて、気流Rの旋回速度が増すように構成されている。
以上のように構成された第1の遠心分離部21は、本体10を流下した塵埃が混ざった空気を塵埃取込開口21cから内部に取り込み、空気の旋回流を生じさせることで、取り込んだ空気から、髪の毛や飴袋や綿ゴミや比較的大きな砂など嵩が大きく風の影響を受けやすい塵埃(以下、ゴミAとする)と、花粉などの微細塵を除くゴミAよりも細かい塵埃(例えば、細かい砂ゴミなど、以下、ゴミBとする)を分離する部位となっている。
つまり、ゴミAは風の影響を受けやすいので、旋回流の速度が第1の円錐部21bの位置に比べて、さほど大きくならない第1の円筒部21aの位置で空気から分離される。ゴミBは、第1の円筒部21の位置より旋回流の速度が上がる第1の円錐部21bの位置で空気から分離されることとなる。
そして、ゴミAとゴミBが取り除かれた空気は、連通開口21dからフィルター27を通り、後述する連通部23を経て、第2の遠心分離部22へと流下する。
また、第1の遠心分離部21で空気から分離されたゴミAは、分岐開口21fを経て後述する第2の集塵室25へ、ゴミBは第1の先端開口21eを経て後述する第1の集塵室24へ送られて溜められる。
次に、第2の遠心分離部22の外形状は、下方向に向かって窄み先端に第2の先端開口22が開口する第2の円錐部22aとなっている。また、第2の円錐部22aの外側には、この第2の円錐部22aの周囲を被い、第2の先端開口22が開口する方向と同じ方向に開口する開口部22fを有する第2の円筒部22bが一体的に連結して筒形状を成している。
つまり、第2の円錐部22aは、第2の円筒部22bの内部に至って円錐形状を成している。この様に外形状が構成されているので、第2の遠心分離部22の断面形状は、円形状となっている。
また、第2の遠心分離部22の第2の円錐部22aの内部と連通するように、第2の先端開口22eに集塵円筒部22dが接続されている(図10参照)。この集塵円筒部22dは、後述する第3の集塵65を構成する。
この集塵円筒部22dの第2の円錐部22aと接続する側の部位の内壁22iは、第2の円錐部22aの内壁と連続的に繋がる円錐形状となっている。これにより、集塵円筒部22dの内部に至って、第2の円錐部22aの内壁面と連続的に円錐形状の内壁面が形成される。
この為、集塵円筒部22dは、円錐形状の部位と円筒形状の部位が上下に組み合わさった形状であることから、両部位の形状の違いにより、集塵円筒部22dの円筒形状の部分と円錐形状の部分との間に、空間部22gが形成される。
この空間部22gは、第2の先端開口22に集塵円筒部22dが接続された状態において、第2の先端開口22に設けられた壁部22hに周囲を囲まれることにより、塵埃の進入が防止されている。
ここで、第2の遠心分離部22と集塵円筒部22dは、樹脂によりそれぞれ別部品に成形した後、後加工で接着や超音波溶着などで固着する手法をとっている。
これは、複雑な形状や厚みが異なる部位を有する部品は、成形時に「ヒケ」等の現象が生じやすいことから、成形時のバラつきが生じにくい部品単位ごとに部位を構成し、これらを組み立てることで理想的な遠心分離部の形状を確実に形成するためである。
つまり、壁部22hと集塵円筒部22dと第2の円錐部22aを、樹脂により一体的に構成する場合、壁部22hと集塵円筒部22dと第2の円錐部22aで構成される略三角形の部位の内部を空洞にするのは、樹脂成形を行う上で狙った厚さ通りに成形することは、大変困難である。このため、上記の部位を樹脂成形により構成する場合は、他の部分よりも極端に肉厚の厚い偏肉部となってしまう。
特に、ABS等の樹脂で偏肉部を形成した場合は、樹脂を成形時にヒケ(形状の乱れ)が生じやすく、第2の円錐部22aの内部にヒケが生じた場合は、空気の流れを阻害し、空気の旋回スピードを所定の速さまで上げられずに、塵埃と空気を確実に分離できない可能性が高い。
そのため、本実施の形態では、第2の円錐部22aと集塵円筒部22dをそれぞれ別の部品で構成し、後加工(超音波溶着等)で固着する手法をとっている。
このように構成された第2の円錐部22aの直径は、第1の遠心分離部21の第1の円錐部21bよりも小さく構成されている。また、第2の円錐部22aと第2の先端開口22に接続されている集塵円筒部22dの断面中心は、全て同一軸上となるように配置されている。
次に、第2の遠心分離部22の上面には、連通部23と接続する連通開口22cが開口している。
この連通開口22cは、第1の遠心分離部21でゴミA及びゴミBを分離した空気を第2の遠心分離部22内部に取り込むと共に、第2の遠心分離部22内部で塵埃を分離した空気を本体10に向けて排気する為の開口である。
また、第2の遠心分離部22も第1の遠心分離部21と同様に、取り込んだ空気から塵埃を分離する部位であるが、第2の円錐部22aの直径は第1の円錐部21bの直径より小さく構成されていることから、第1の遠心分離部21の内部で生じる旋回流より、高速な旋回流が生じる。
従って、第2の遠心分離部22は、第1の遠心分離部21において、ゴミAおよびゴミBを除去した空気を取り込み、内部で空気の旋回流を生じさせることで、取り込んだ空気から微細な塵埃(例えば、微細な砂粒や花粉など、以下、「ゴミC」とする)を分離することができる。
そして、ゴミCが取り除かれた空気は、後述する連通部23に形成された排気路23bを経て本体10へと排出され、ゴミCは後述する第3の集塵室65へと送られて溜められる。
以上のように構成された第1の遠心分離部21と第2の遠心分離部22は、次のように配置されて一体に遠心分離部21,22を構成する。
まず、第1の遠心分離部21と第2の遠心分離部22は、左右に並んで配置される。この状態において、第1の遠心分離部21を構成する第1の円筒部21aと第1の円錐部21bの断面中心を通る中心軸M1と、第2の遠心分離部22を構成する第2の円錐部22aと第2の円筒部22bの断面中心を通る中心軸M2は、平行となるように第1の遠心分離部21と第2の遠心分離部22が配置されている。
また、第1の先端開口21eと第2の先端開口22eは、同じ方向を向いている。つまり、第1の遠心分離部21と第2の遠心分離部22の窄む方向が一致している。
そして、集塵部20を本体10に装着した際に、集塵部20の本体10側の反対となる位置であって、第1の遠心分離部21と第2の遠心分離部22に挟まれた部位には、集塵部20のみ、又は、本体10に集塵部20を取付けた状態で、使用者がこれらを持ち運びする為のハンドル26が設けられている。
ハンドル26は、中心軸M1及び中心軸M2の間に、各中心軸に沿う方向に長く延びて配置されている。つまり、中心軸M1と中心軸M2とハンドル26は、互いに平行に並んで配置されている。
また、ハンドル26は、集塵部20と連通部23が接続した状態において、連通部23と重なるように、集塵部20から突出して延びている。これにより連通部23は、外部からの衝突による衝撃から、ハンドル26により保護されている。
更に、ハンドル26と各遠心分離部21,22の間には、中心軸M1及び中心軸M2の軸方向に対して、直角の向き(側方)に開口する開口部26aが形成されている。
この開口部26aは、使用者がハンドル26を握る際に、手を挿入して手かけ位置として用いるものであり、第1の遠心分離部21と第2の遠心分離部22に挟まれた空間、つまり、第1の遠心分離部21の外面と第2の遠心分離部22の外面に囲まれた位置である窪み部20aに、集塵部20を側方から見て一部が重なるように開口している。
次に、連通部23は、第1の遠心分離部21と第2の遠心分離部22を連通して接続する部位であり、内部に連通路23aと、この連通路23aとは独立した排気路23bが形成されている。
この様に構成された連通部23は、連通開口21dと連通開口22cが連通路23aで連通されると共に、連通開口22cの中心に排気路23bの開口が位置するように、遠心分離部21,22の上部に設けられる(図10参照)。
次に、第1の遠心分離部21及び第2の遠心分離部22で分離された塵埃(ゴミA,ゴミB,ゴミC)が貯留される集塵室は、次のように構成される。
集塵室24,25は、カップ形状である内部に空間が形成される基体からなり、基体の内部に仕切り70を設けることにより、仕切り70を介して隣り合うように第1の集塵室24と第2の集塵室25が形成されている。
この仕切り70には、隣り合う集塵室を連通する仕切り開口部70aが形成され、この仕切り開口部70aには、後述するフィルター手段70fとなるポリエステル等のメッシュ状のクロスやエッチング処理やパンチング加工を施し微細な開口が形成されたステンレス板が設けられている。
つまり、仕切り開口部70aは、塵埃は通り抜けられないが、空気は通り抜けられるように構成されている。
また、第2の集塵室25の底には、凹部25cが形成されており、この凹部25cにはリング形状のパッキン25dが設けられている。
この様に構成され集塵室24,25は、次のように遠心分離部と結合する。
まず、それぞれの集塵室24,25を形成するカップ形状の基体の開口部24a,25aを上方に向けて、遠心分離部21,22の下部に配置される。
そして、第1の集塵室24の内部には、第1の遠心分離部21が入り込み、第2の集塵室25の内部には、集塵円筒部22dが入り込んだ状態で、開口部24a,25aが遠心分離部21,22に合わさり閉じられた状態で結合し保持される。
この状態において、第1の集塵室24の底と、第1の先端開口21eの間にはクリアランスKが形成されている。つまり、第1の遠心分離部21と第1の集塵室24は、第1の先端開口21eを介して連通した状態となる。
また、第2の集塵室25の底に形成された凹部25cに設けられたリング状のパッキン25には、集塵円筒部22dの先端である開口縁全体がリング状のパッキン25dに当接して密着した状態となる。つまり、集塵円筒部22dの内側と第2の集塵室25は、直接連通していない状態となる。
このように、第2の集塵室25の内部に、独立した空間を形成することで、第3の集塵室65が形成されている。
以上のように、第1の集塵室24は、第1の遠心分離部21と第1の先端開口21eを介して直接連通している。
また、第2の集塵室25は、第1の遠心分離部21と分岐開口21fを介して直接連通しており、また、仕切り開口部70aを介して第1の集塵室24と直接連通している。つまり、分岐開口21fから第2の集塵室25へ流れ込んだ気流は、仕切り開口部70aを通過して第1の集塵室24に流れ、更に、第1の先端開口21eを通過して第1の遠心分離部21内部へ流下可能である。
更に、第3の集塵室65は、第2の遠心分離部22と第2の先端開口を介して直接連通している。
この様に第1の集塵室24は、第1の遠心分離部21で空気と分離されたゴミBを貯留する部位であり、第2の集塵室25は、第の遠心分離部22で空気と分離されたゴミAを貯留する部位であり、第3の集塵室65は第2の遠心分離部22で空気と分離したゴミCを貯留する部位となっている。
尚、第1の集塵室24と第2の集塵室25の間の外側には、突出部28が各集塵室と一体的に形成されている。この突出部28の外面は、ハンドル26の外面と連続的に繋がる曲面に構成されている。このように曲面に構成することで、意匠性を高めると共に、障害物に対して引っかかりにくい構造と成っている。
また、第1の集塵室24と第2の集塵室25の間であって、突出部28が位置する側の反対側には、集塵室24,25を取外した際に使用者が握る第2のハンドル29が突出して設けられている。
次に、集塵部20は、図3〜図8に示すように構成することで、本体10に着脱可能に構成される。図3は、本体10に集塵部20が固定された状態を示す本体10及び集塵部20の左右方向の中心を切断した中央断面図である。図4は、本体10の斜視図である。図5は、図3に示す集塵部20の嵌合凹部34と本体10の嵌合凸部13aの拡大図である。図6は、図5に示す嵌合凹部34と嵌合凸部13aの嵌合が離れた状態を示す図である。図7は、図3に示すロック部31近傍を示す断面図である。図8は、図7に示すロック部31を解除した状態の断面図である。
図3〜図8を参照すると、本体10の上面13は前方へ向けて傾斜しており、上面の下端には嵌合凸部13aが形成され、傾斜面には凹部13bが形成され、上面の上端には係合受部13cが設けられている。
次に、集塵部20の集塵室24,25を構成する部位の下端(図5中、左斜め下端)部分には、下方に向いて開口する嵌合凹部34が形成されている。そして、集塵部20の連通部23の上部には、ロック部31が動作自在に設けられている。
このロック部31は、使用者が動作させる為のレバー31aと、このレバー31aの動きに連動して動く係合部31bと、レバー31aの誤動作を防止する為の誤動作防止カバー31cにより構成されている。
以上のように各部が構成された集塵部20は、嵌合凹部34と嵌合凸部13aが嵌合すると共に、第2のハンドル29が凹部13bに入り込んだ状態で、本体10の上面13に設けられる。
そして、ロック部31の係合部31bが係合受部13cに係合することにより、本体10から集塵部20が脱落しないように保持される。
尚、係合部31bと係合受部13cの係合状態は、レバー31aを動作させることにより解除することが可能であり、これにより、本体10から集塵部20を外すことが可能となる。
また、ロック部31は、常に閉方向に付勢されている誤動作防止カバー31cで覆われており(図7の状態)、誤動作防止カバー31cを開方向に動作(図8の状態)させない限り、レバー31aを使用者が動作させることができない構造となっている。
次に、図10を参照すると、以上のように集塵部20を本体10に取り付けて使用することにより、集塵部20の内部に取り込んだ空気が旋回流となって流下し、遠心力により空気と塵埃を分離する。
尚、図中の気流R,分岐気流Sは、集塵部20内部の空気の流れを示している。
まず、塵埃取込開口21cから第1の遠心分離部21に流入した塵埃を含んだ空気は、円筒部形状である第1の遠心分離部21の内壁に沿って、旋回する気流Rとなって第1の先端開口21eの方向に向かって流れる。
そして、分岐開口21fに気流Rが差し掛かると、旋回流により生じる遠心力により、嵩が大きく風の影響を受けやすいゴミAと共に、気流Rから空気の流れが一部分離して分岐気流Sが形成される。
ここで、分岐開口21fが開口する位置が第1の円筒部21aであるため、気流Rの旋回速度が、第1の円錐部21bでの旋回速度より遅い。従って、分岐開口21fの位置では、嵩が大きく風の影響を受けやすいゴミAのみが、分岐気流Sと共に第2の集塵室25へと流下する。
この分岐気流Sは、ゴミAを含んだ状態で、分岐開口21fから第2の集塵室25内部へと入り込み、第2の集塵室25の内部を流下する。そして、第2の集塵室25の内部を流下した分岐気流Sは、仕切り70に形成された仕切り開口部70aから第1の集塵室24と入り込み、第1の先端開口21eを通り抜けて気流Rと合流する。
つまり、分岐気流Sの流れる経路は、気流Rのバイパス風路となっている。
ここで、仕切り開口部70aには、ポリエステル等のメッシュクロスやエッチング処理やパンチング加工を施し微細な開口が形成されたステンレス板等のフィルター手段70fが設けられている。
従って、仕切り開口部70aを空気は通り抜けられるが、所定の大きさがある塵埃は通り抜けることができないように構成されている。
つまり、分岐気流Sに含まれるゴミAは、仕切り開口部70aでフィルター手段70fにより濾しとられて、第2の集塵室25の内部に貯留される。
また、第2の集塵室25に貯留されるゴミAは、電気掃除機を使用している間は、常に分岐気流Sの流れの中にある。
これにより、第2の集塵室25に貯留されているゴミAには、空気の流れで圧縮方向の力が作用して、ゴミAが占有する体積が圧縮されることで、より多くの塵埃を第2の集塵室25の内部に貯留することが可能となる。
特に、第2の集塵室25に貯留されるゴミAは、嵩が大きいゴミであることから、上記のように圧縮して貯留することによる集塵室内に貯留できる塵埃の貯留量増加の効果が大きい。つまり、従来の集塵室の場合、嵩が大きいゴミAは、細かい砂粒等と比較して、集塵室に保持された状態において、近接するゴミ同士の間に比較的多くの空間が介在する。そこで、本実施の形態のように、ゴミAを圧縮して貯留することにより、上記のゴミとゴミとの間に介在する空間を無くし、ゴミの貯留スペースとすることができる。
次に、分岐開口21fから分岐気流Sとならずに、そのまま気流Rとして第1の遠心分離部21の内部を流下した空気は、第1の円錐部21bに差し掛かる。
これにより、塵埃を含んだ空気の旋回流の旋回半径が小さくなるので、旋回スピードが増大し、遠心力が強くなり、分岐開口21fでは分離できなかったゴミBが、気流から分離される。
気流から分離されたゴミBは、気流により下方向に押され、第1の先端開口21eから第1の集塵室24の内部に入り込んで貯留される。
次に、第1の遠心分離部21で空気と分離しきれなかった微細なゴミCは、気流Rと共に第1の遠心分離部21の内壁に沿って流下する旋回流の中心を上方に流れ、連通開口21dに設けられたフィルター27を経て、第1の遠心分離部21から排出され、連通部23を通り、第2の遠心分離部22の内部へと流下する。
第2の遠心分離部22へと流下したゴミCを含んだ空気は、第2の円錐部22aに流下することで、第1の遠心分離部21と同様に旋回流による遠心力を発生するが、第2の円錐部22aの直径は、第1の円錐部21bのそれより小さく構成されている。
これにより、第2の円錐部22aでは、気流Rの旋回スピードがより速くなり、第1の遠心分離部21で生じる遠心力よりも、強い遠心力発生させることが可能である。
従って、第2の遠心分離部22では、第1の遠心分離部21で分離することが難しい微細なゴミCを、空気から分離することができる。
このように空気から分離されたゴミCは、第2の先端開口22eから第3の集塵65の内部へと入り込み、溜め込まれる。
ゴミCが除去された空気は、第2の遠心分離部22の内壁に沿って旋回しながら流下する気流Rの中心を上方に流れ、連通部23に形成された排気路23bを通り、本体10に開口する排気取入口15から本体10内部へと流下する。
そして、本体10の内部に流れた空気は、電動送風機を経て本体10に開口する排気口より、本体10の外部に排気される。
以上のように遠心分離部及び集塵室を構成することにより、次のような効果を得る。
上記のように、塵埃を含んだ空気は、塵埃取込開口21cから気流Rの通り、各遠心分離部21,22に取り入れられる。そしてゴミA、ゴミB、ゴミCと3段階に空気から分離され、それぞれ第2の集塵25、第1の集塵24、第3の集塵65へと溜め込まれる。
通常の場合、ゴミAは嵩が大きいため、分離した段階では非常に大きな体積があり、そのままの状態ではすぐに集塵部が一杯になりゴミ捨ての頻度が非常に多くなってしまう。
しかし、本実施の形態のように、気流Rのバイパス風路となる分岐気流Sが形成されているため、ゴミAは圧縮された状態で第2の集塵25に納まり、ゴミ捨ての頻度を減らす効果がある。
尚、ゴミBとゴミCは、ゴミAと比較すると非常に体積が小さいため、被清掃面から吸引される空気に含まれる塵埃のなかで大きな体積を占めておらず、ゴミAのみを圧縮することによりゴミ捨ての頻度の削減は問題なく達成できる。
更に、本実施の形態では、機械的な構造を用いずに、気流の流れを利用してゴミの圧縮を行っているため、安定した動作を継続的に行える。
更に、集塵室24,25に塵埃が溜まった場合、まず使用者は、集塵部20を本体10より取り外し、さらに集塵室24,25と遠心分離部21,22を分離して、集塵室内部の塵埃を捨てる。
更に、集塵部20が吸引した塵埃により汚れてきた場合、電気的な手段を利用する機械的構造を用いていないため、集塵部20全体を水洗いすることが可能である。
更に、集塵部20に電気的手段を利用する機械的構造を取っていないため、集塵部20を軽くコンパクトに構成することが出来る。
また、本実施の形態のようにハンドル26を構成することで、次のような効果を得る。
まず、隣り合う第1の遠心分離部21と第2の遠心分離部22の間に、集塵部20、又は、本体10に取付けられた状態の集塵部20を持ち運びする為のハンドル26を設けることにより、ハンドル26が集塵部20から突出する量を最低限に抑えることができ、集塵部を小型することができる。
つまり、各遠心分離部21,22は、断面形状が円形状であるため、隣り合って配置されることにより、隣り合う遠心分離部21,22の間に窪み部20aが形成される。この窪み部20aをハンドル26の配置位置にすることにより、集塵部20からの突出量を抑えたハンドル26を形成することができる。
特に、この窪み部20aにハンドル26の開口26aを位置させることにより、ハンドル26を大きく形成することなく、ハンドル26を使用者が握る為の手かけ部を十分に確保することができる。
このように、集塵部20からのハンドル26の突出量が小さいので、掃除機全体を小型化できると共に、使用中に掃除機が転倒したり、掃除機を落下させたり、掃除機が障害物に接触しても、ハンドル26の破損を防止することができる。
更に、遠心分離部は筒形状を成しており、隣り合う遠心分離部は、それぞれの筒の中心軸M1,M2が略平行となるように配置され、ハンドル26の長手方向は、中心軸M1,M2の軸方向となるようにハンドル26を形成したので、ハンドル26の位置が集塵部20の中心となり、使用者が、バランスよくハンドル26を握ることができる。
更に、ハンドル26は、集塵部20の本体10に取付け側の反対側の位置に設けることにより、集塵部20を本体10に取付けた状態で、集塵部20と本体10を持ち運びすることができる。
これにより、集塵部20のハンドルと本体10のハンドルを共通化することができ、掃除機Cの部品点数の低減、軽量化、小型化を行うことができる。
更に、隣り合う遠心分離部21,22の間にハンドル26を位置しているので、複数の遠心分離部を一体に形成して、1つのユニットとした場合、ハンドル26が各遠心分離部を繋ぐ補強部材の役割をはたすことができる。
(実施の形態2)
次に、図16を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。尚、実施の形態1と同じ構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、集塵室24,25を構成するカップ形状の部材と、集塵室の内部を仕切り第1の集塵室24と第2の集塵室25を形成する仕切り75をそれぞれ別部品として構成したものである。
尚、仕切り75には、第1の集塵室24と第2の集塵室25を連通する仕切り開口部75aが形成されている。また、この開口部75aには、空気は通過可能であるが塵埃は通過することができないフィルター手段75fが取り付けられる。
集塵室24,25の内壁面には、仕切り75を取り付けるための一対のガイド部25gが設けられている。このガイド部25gは、凹形状を成しており、開口が向かい合うように対向する壁面に設けられている。
そして、このガイド部25gの開口内部に沿って、板状の仕切り75が挿入されて集塵室24,25の内部に設けられ、超音波溶着などにより固着される。
また、仕切り75のガイド部25gと接する部位に、軟質材により構成されるシール部75bを設けることにより、仕切り75と集塵室24,25の内壁面との間がシールされる。
以上のように、集塵室24,25と仕切り75を別部品として構成することにより、それぞれの部品の成形が容易になる。
つまり、仕切り75の仕切り開口部75aには、上記の機能を有するフィルター手段75fを設けるが、仕切り75を樹脂により成形する際に、フィルター手段75fを含めたインサート成形を行うことができるので、仕切り75とフィルター手段75fを一体に形成することが可能となる。
これにより、フィルター手段75fが仕切り75に内包されるので、フィルター手段75fの脱落が生じにくく構成することができる。
尚、仕切り開口部75aに設けるフィルター手段75fは、例えば、ポリエステルなどで構成されたメッシュ状のクロスやステンレス等の金属板にエッチング処理やパンチング加工を施し微細な開口を持たせたものを用いるとよい。
微細な開口が形成された金属板をフィルター手段75fとして用いた場合、フィルター手段75fの強度をより強く構成することができるので、破損などを防止することが可能となる。
メッシュ状のクロスをフィルター手段75fに用いた場合、上記の金属板を用いた場合と比較して、より目の細かいフィルター手段75fを構成することが可能である。
また、インサート成形に限らず、仕切り開口部75aの周縁の壁面に、仕切り開口部75aを被うようにフィルター手段75fを接着剤等で貼り付けたり、別の枠体と挟み込んで固定したりしてもよい。
(参考例)
以上のように各実施の形態を説明したが、図9〜図15を参照して、これらの集塵部20に適用可能な分割構造の参考例について説明する。尚、各実施の形態と同じ構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
図9は、集塵部20を各部に分解した状態を示す平面図である。図10は、集塵部20の断面図と一部拡大図である。図11は、集塵部20の縦断面図である。図12は、集塵室と遠心分離部との関係を示す分解図である。図13は、遠心分離部21,22と連通部23との関係を示す分解図である。図14は、第1の遠心分離部21と排気筒との関係を示す分解図である。図15は、第1の遠心分離部21に排気筒をセットした状態の断面図と一部拡大図である。
図9〜図10を参照すると、集塵部20は、遠心分離部21,22と連通部23と集塵室24,25の3つの部品に分割可能に構成されている。
第1の遠心分離部21と第2の遠心分離部22を有する遠心分離部21,22の連通部23と合わさる側のそれぞれの開口縁には、第1の溝部32が形成されている。この第1の溝部32には、連通部23と遠心分離部21,22が合わさるときに、両部材の間の気密性を保つ為の第1のシール部材32aが圧入により取り付けられている。
また、遠心分離部21,22の集塵室24,25と合わさる側の開口縁には、第2の溝部33が形成されている。この第2の溝部33には、集塵室24,25と遠心分離部21,22が合わさるときに、両部材の間の気密性を保つ為の第2のシール部材33aが圧入により取り付けられる。
これらのシール部材32a,33aは、各溝部32,33から着脱自在に構成されており、水洗いや部品交換などのメンテナンスを行うことができる。
次に、図11と図12を参照すると、集塵室24,25の本体10と着脱する面と反対側の部位には、遠心分離部21,22方向に開口する爪受け部35が形成されている。
また、集塵室24,25の本体10と着脱する側の部位には、集塵室ロック部37が設けられている。この集塵室ロック部37は、遠心分離部21,22方向に突出する係合部37aとこの係合爪部37aを動作させる係合解除ボタン37bから構成されている。
尚、集塵室ロック部37は、集塵室24,25を持ち運ぶ為の第2のハンドル29に設けられている。
そして、遠心分離部21,22には、集塵室24,25方向に突出する爪部36と、集塵24,25方向に開口する爪受け部39が形成されている。
つまり、集塵室ロック部37は、集塵室24,25を持ち運ぶ為の第2のハンドル29の遠心分離部21,22と接合する側に設けられ、回動する係合爪部37aが、爪受け部39との係合方向に付勢されており、爪受け部39と係合する構造である。
この様に構成され遠心分離部21,22と集塵室24,25は、次の様に合わさり固定される。まず、爪受け部35の内部に爪部36が挿入されて係合される。そして、爪受け部39の内部に係合爪部37aが挿入されて係合される。
尚、この状態において、第2のシール部材33aに集塵室24,25の開口縁24b,25bが密着する。これにより、遠心分離部21,22と集塵24,25は、両部材の間で気密性を保った状態で結合して保持される。
また、使用者が第2のハンドル29を持った状態で、係合解除ボタン37bを操作することにより、爪受け部39と係合爪部37aの係合を解除することができるので、容易に第2のハンドル29を持つ手を軸に、遠心分離部21,22と集塵室24,25を分離することが可能である。
また、係合解除ボタン37bは、集塵室24,25に設けられた第2のハンドル側に位置しているので、集塵部20が本体10取り付けられている状態では、集塵部20と本体10に挟まれた部位に位置し、使用者が操作をすることができない。
これにより、電気掃除機Cを用いて掃除している際に、誤って係合解除ボタン37bを操作することが無く、集塵室24,25内部に溜めてある塵埃を開放してしまうことが無い。
次に、図11と図13を参照すると、連通部23には、第1の爪受け部40と第2の爪受け部41が設けられている。また、遠心分離部21,22には、連通部ロック部42が設けられている。この連通部ロック部42は、第1の爪43、第2の爪44、連動棒45から構成されている。
そして、第1の爪受け部40に第1の爪43が係合し、第2の爪受け部41に第2の爪44が係合しすることにより、連通部23と遠心分離部21,22が連結した状態で保持される。
尚、この状態において、第1のシール部材32aに連通部23の開口縁23dが密着する。これにより、遠心分離部21,22と連通部23は、両部材の間で気密性を保った状態で結合される。
ここで、第1の爪43の動きに第2の爪44が連動するように連動棒45は設けられている。これにより、第1の爪受け部40と第1の爪43が係合状態と、第2の爪受け部41と第2の爪44の係合状態を解除する場合、使用者は、第1の爪43を動かして係合状態を解除するだけで、第2の爪44の係合状態を解除することができる。
ここで、図14〜図15を参照すると、フィルター27は、円筒部27aと円筒部27aと一体に繋がった円錐部27bにより構成された筒形状をなしたメッシュ状の開口が形成されたフィルター部と、円筒部27aの開口端から広がるフランジ状のベース部27cから構成されている。
このように、フィルター27の形状を円筒形状に構成することで、第1の遠心分離21の内部で、旋回流が生じやすくすることができる。
また、フィルター27を筒形状とすることで、メッシュ状の開口が形成される面積を広く確保することができ、フィルター27を流れる空気の流れを多くすることができる。
また、ベース部27cの周縁には、外方に向かって開口する溝部27dが形成されている。そして、この溝部27dには、シール部材52が設けられている。
次に、シール部材52は、フィルター27を第1の遠心分離部21の連通開口21dに取付けた際に、第1の遠心分離部21の内壁面21hに接合して、フィルター27と第1の遠心分離部21の間に介在する隙間を埋めて、両部間の気密性を確保する為の部材である。
このシール部材52は、パッキン部52aを有し、パッキン部52aは第1の遠心分離部21と当接して上述の気密性を確保する。このパッキン部52aの端部は、溝部27d内に収納され、シール面となるパッキン52aの部位は、溝部27dから外方へ突出している。この突出した部位が、第1の遠心分離部21の内壁面21hと接する。
尚、フィルター27が連通開口21dに取付けられた際に、シール部材52は、溝部27dと第1の遠心分離部21の内壁面21hに囲まれた空間から突出する(はみ出す)ことなく、溝部27dの内部に取り付けられる。
つまり、シール部材52は、溝部27dと第1の遠心分離部21の壁面に囲まれ、第1の遠心分離部21の内部に露出していない状態となっている。
このように構成されたフィルター27は、第1の遠心分離部21の中心軸M1と円筒部27a及び円錐部27bの軸中心が一致するように連通開口21dに設けられる。
ここで、図13を参照すると、第1の遠心分離部21の連通開口21dの近傍には、第1の遠心分離部21の中心軸M1に対して、常に傾斜する方向に付勢されている回動邪魔板54が設けられている。
この回動邪魔板54が傾斜した状態であるとき、遠心分離部21,22に連通部23を取り付けようとすると、邪魔板端部55が連通部23に形成されているリブ56と干渉して、遠心分離部21,22に対して、連通部23が取り付けられない構造となっている。つまり、回動邪魔板54は、フィルター27が遠心分離部21,22に取り付けられていない状態では、遠心分離部21,22に対して連通部23の取り付けを阻害する取り付け規制手段となっている。
このような状態において、第1の遠心分離部21にフィルター27を取り付けると、フィルター27に設けられた干渉板57が回動邪魔板54に当接する。
これにより、回動邪魔板54が中心軸M1とほぼ平行となるように回動されて、遠心分離部21,22に連通部23を取り付ける際に、邪魔板端部55とリブ56が干渉しない位置関係となり、遠心分離部21,22に連通部23を取り付けることが可能となる。
尚、干渉板57はフィルター27を取り外すときの持ち手として利用することが可能である。
以上のように各部を構成することにより、次のような作用・効果を得る。
集塵室24,25に塵埃が溜まった場合、まず使用者は、集塵部20を本体10より取り外す。その後、ハンドル26を持ち集塵部20を、塵埃を廃棄する場所まで移動する。
そして、移動後にハンドル26を片手で持ち、もう片方の手で集塵室24,25に設けられた第2のハンドル29を持ちながら、集塵室ロック部37の係合解除ボタン37bを押すことにより、係合爪部37aと爪受け部39の係合が外れ、集塵室24,25と遠心分離部21,22の連結が解除され、集塵室24,25と遠心分離部21,22を分離して、集塵室内部の塵埃を捨てる。
このように、集塵室24,25から塵埃を廃棄する際に、集塵室24,25と遠心分離部21,22の両方にそれぞれハンドルがあるため、各種解除ボタンの操作性が良い。
特に、集塵室の第2のハンドル29に、集塵室24,25と遠心分離部21,22の係合状態を解除する集塵室ロック部37が配置されているので、集塵室24,25の第2のハンドル29を握った状態で、遠心分離部21,22から集塵24,25を分離できる。
これにより、集塵室24,25内部から塵埃をこぼし難く、塵埃の排出作業を、手を汚さず行うことができる。
更に、集塵部全体を水洗い等のメンテナンスを実施する場合は、上記のように集塵室24,25と遠心分離部21,22を分離することに加え、遠心分離部21,22の第1の爪43を解除方向に動作することにより、第1の爪43と第1の爪受け部40、第2の爪44と第2の爪受け部41の連結をそれぞれ解除して、連通部23を遠心分離部2122から、容易に分離することが可能である。
これにより、連通部23と遠心分離部21,22と集塵室24,25とに、それぞれ機能別に集塵部20を分解することができるので、各部の特徴に応じたメンテナンスを行うことができる。
また、集塵部20は、空気と塵埃を分離する遠心分離21,22、各遠心分離を連通する風路となる連通部23、分離した塵埃を溜める集塵室24,25などのように、機能ごとに纏まって分解できるので、分解や組み立て等の作業性がよく、各機能部に適したメンテナンスを行いやすい。
また、遠心分離部21,22から第1のシール部材32aと第2のシール部材33aを取外すことができるので、細部までメンテナンスを行うことも可能である。
更に、第1の遠心分離21が、髪の毛などの遠心力を受けにくく比較的に大きい塵埃を大量に吸引した場合、第1の遠心分離21から第1の集塵室24へ遠心力で運べず、またフィルター27のメッシュ状の開口も通過できないため、塵埃がそのまま第1の遠心分離21の内部に残ってしまう場合がある。
しかし本実施の形態の構成であれば、フィルター27を取り外すことができるので、第1の遠心分離21の内部のメンテナンスを容易に行うことができる。
更に、フィルター27を第1の遠心分離21の連通開口21d取付ける際に、フィルター27に設けられるシール部材52のパッキン部52aの端部が、溝部より突出しない、つまり、パッキン部52aが溝部の内部に納まり、溝部からはみ出さないように構成されているので、フィルター27を着脱する際に捲れることがない。
また、シール部材52が第1の遠心分離21の内部の塵埃の旋回空間に曝されないので、シール部材の劣化を防止することができる。
更に、集塵部20は、フィルター27を第1の遠心分離部21に取り付けないと、遠心分離部21,22に連通部23が取り付けられない構造になっているので、フィルター27を取り付けない状態で誤って使用されることが無い。
C 電気掃除機、10 本体、20 集塵部、21 第1の遠心分離部、22 第2の遠心分離部、23 連通部、24 第1の集塵室、25 第2の集塵室、26 ハンドル、27 フィルター、29 第2のハンドル、31 ロック部、37 集塵室ロック部、50 塵埃吸込手段、51 ホースユニット、52 延長パイプ、53 床面吸込具、54 回動邪魔板、56 リブ、57 干渉板。

Claims (6)

  1. 吸引力を生じさせる電動送風機を内部に有する本体と、該本体に着脱可能なサイクロン式集塵部を有し、
    前記サイクロン式集塵部は、内部に取り込んだ空気と塵埃を分離する遠心分離部と、該遠心分離部と連通しており該遠心分離部で分離した塵埃を貯留する第1の集塵室及び第2の集塵室を有し、
    前記遠心分離部は円筒部と円錐部からなる筒状の形状を成しており、
    前記円筒部には、前記遠心分離部の外部から塵埃を取り込む塵埃取込開口が形成されると共に、前記遠心分離部の内部と前記第2の集塵室の内部を連通する開口が形成され、
    前記円錐部には、前記遠心分離部の内部と前記第1の集塵室の内部を連通する開口が形成され、
    前記第1の集塵室と前記第2の集塵室は、連通していることを特徴とする電気掃除機。
  2. 前記第1の集塵室と前記第2の集塵室を連通する部位には、フィルター手段が設けられたことを特徴とする請求項に記載の電気掃除機。
  3. 前記第1の集塵室と前記第2の集塵室は、内部に空間を形成する基体からなり、該基体の内部を仕切りにより仕切ることにより、それぞれの集塵室が形成され、
    前記仕切りは、前記基体と別部品で構成されると共に、前記第1の集塵室と前記第2の集塵室を連通する開口が形成され、該開口に前記フィルター手段が設けられたことを特徴とする請求項に記載の電気掃除機。
  4. 前記仕切りは、前記開口にインサート成形によりフィルター手段を設けたことを特徴とする請求項に記載の電気掃除機。
  5. 前記フィルター手段は、微小な開口が形成された金属板であることを特徴とする請求項3又は4に記載の電気掃除機。
  6. 前記フィルター手段は、メッシュ状のクロスであることを特徴とする請求項3又は4に記載の電気掃除機。
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