JP5770029B2

JP5770029B2 - 電気掃除機

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Publication number: JP5770029B2
Application number: JP2011140522A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　仁; 仁鈴木; 田中　正俊; 正俊田中; 小嶋　健司; 健司小嶋; 高井　保志; 保志高井
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2011-06-24
Publication date: 2015-08-26
Anticipated expiration: 2031-06-24
Also published as: KR101390549B1; KR20130031235A; RU2504324C1; CN103648348A; JP2013005921A; CN103648348B; WO2012176349A1; EP2724654A4; EP2724654B1; EP2724654A1

Description

本発明の実施形態は、塵埃を遠心分離して捕集する集塵部を備えた電気掃除機に関する。

従来、例えば塵埃を遠心分離(サイクロン分離)して捕集する集塵部(集塵装置)を備えた電気掃除機がある。このような電気掃除機の集塵部は、円筒状のケース体の内部に、このケース体と同心状に旋回部(シェード部)が配置されており、電動送風機の駆動により吸い込んだ含塵空気をケース体と旋回部との間で旋回させて塵埃を遠心分離する分離部と、この分離部により分離された塵埃を捕集する集塵室とを上下に有する遠心分離部を備えている。

このような電気掃除機の集塵部において、遠心分離部を直列に多段、例えば２段に配置し、最上流の第１遠心分離部では含塵空気中の粗塵、例えば繊維ごみなどを遠心分離し、この第１遠心分離部よりも下流の第２遠心分離部では第１遠心分離部を通過した細塵(微細塵)を遠心分離する構成が知られている。

このように多段に遠心分離部を接続する場合、分離部の渦流の影響を受けないようになっているため、第１遠心分離部の集塵室に捕集された粗塵が圧縮されないので、充分な集塵量を確保するためには集塵室に大きな容積が必要となったり、粗塵を圧縮する機械的な圧縮装置などが必要となったりする。

特開２００７−２２２６１４号公報

本発明が解決しようとする課題は、集塵部の大型化および構成の複雑化を抑制しつつ集塵量を確保できる電気掃除機を提供することである。

実施形態の電気掃除機は、電動送風機を収容した掃除機本体を有する。また、この電気掃除機は、電動送風機の吸込側に連通する集塵部を有する。集塵部は、塵埃を遠心分離する第１遠心分離部を備える。また、この集塵部は、第１遠心分離部に連通し、この第１遠心分離部で分離する塵埃よりも微細な塵埃を遠心分離する第２遠心分離部を備える。第１遠心分離部は、塵埃を収容可能なケース体を有する。また、この第１遠心分離部は、ケース体の内部に配置されてこのケース体との間で含塵空気を旋回させる筒状の旋回部を有する。この旋回部は、第２遠心分離部と連通する周囲開口部を周囲に備えるとともに、第２遠心分離部と連通する端部開口部を端部に備える。また、第１遠心分離部は、旋回部の下端部にて端部開口部の周囲に設けられ、この旋回部よりも拡大された筒状の拡大部を有する。さらに、第１遠心分離部は、端部開口部に設けられて拡大部の内方に位置する圧縮フィルタを有する。

一実施形態の電気掃除機の第１遠心分離部を模式的に示す縦断面図である。同上電気掃除機の集塵部を模式的に示す斜視断面図である。同上電気掃除機の第２遠心分離部の一部を模式的に示す横断面図である。同上電気掃除機の内部構造を示す説明側面図である。同上電気掃除機を示す斜視図である。

以下、一実施形態の構成を図１ないし図５を参照して説明する。

図４および図５において、11はいわゆるキャニスタ型の電気掃除機を示し、この電気掃除機11は、吸込風路体(風路形成体)である管部12と、この管部12が着脱可能に接続される掃除機本体13とを有している。

管部12は、掃除機本体13に接続される接続管部15と、この接続管部15の先端側に連通する可撓性を有するホース体16と、このホース体16の先端側に設けられた手元操作部17と、この手元操作部17の先端側に着脱可能に接続される延長管18と、この延長管18の先端側、あるいはホース体16の先端側に選択的に着脱可能に接続される吸込口体としての床ブラシ19とを備えている。

手元操作部17には、ループ状の把持部21がホース体16側へと突出し、この把持部21の上部には、操作用の設定ボタン22が複数設けられている。

また、掃除機本体13は、大径の走行輪23を両側に有し旋回輪24を下部に有する本体ケース25を備え、この本体ケース25の上部には、集塵部としての集塵装置26が着脱可能となっている。そして、掃除機本体13は、走行輪23および旋回輪24によって被掃除面である床面上を少なくとも前後方向に沿って走行(移動)可能に構成されている。

本体ケース25は、例えば合成樹脂などにより形成されており、電動送風機31を収容した本体部32と、この本体部32の前部に突設された突出部33とを有している。

電動送風機31は、本体部32内に配置されており、設定ボタン22の操作に応じて、本体部32内に収容された図示しない制御手段により動作が制御される。また、この電動送風機31は、例えばゴムなどの弾性部材35，36を介して軸方向の両端部が弾性的に支持されている。

本体部32は、集塵装置26の後側の下部を支持する部分であり、電動送風機31および制御手段の他に、この電動送風機31に給電するための電源部として、電源コード37を巻回した図示しないコードリール装置が収容されている。また、この本体部32の後端部には、電動送風機31からの排気を本体ケース25の外部へと排出する図示しない排気孔と、電源コード37の先端側が導出される図示しないコード導出口とが形成されている。さらに、本体部32の両側には走行輪23が位置している。

また、突出部33は、集塵装置26の前側の下部を支持する部分であり、前方に向けて上方へと傾斜している。さらに、この突出部33の内部には、集塵装置26に連通する連通風路38が内部に区画されている。また、この突出部33の前部には、管部12の接続管部15が接続される本体吸込口39が形成されており、この本体吸込口39が連通風路38の上流端の開口となっている。そして、この突出部33の下部には、旋回輪が位置している。

また、集塵装置26は、図１ないし図４に示すように、前側に位置し上下方向に沿って軸方向を有する第１遠心分離部41と、この第１遠心分離部41に連通して後側に位置し上下方向に沿って軸方向を有する複数の第２遠心分離部42と、これら遠心分離部41，42を連通する風路部43と、各第２遠心分離部42の下部に接続される集塵ケース44と、各第２遠心分離部42と電動送風機31の吸込側とを連通する排気風路部45とを一体的に備えたユニット状となっている。そして、第１遠心分離部41の上部、風路部43および第２遠心分離部42の上部が外カバー46によって覆われている。

第１遠心分離部41は、連通風路38を通過した含塵空気を旋回させて繊維ごみなどの比較的大きい塵埃(粗塵)Ｄを遠心分離(サイクロン分離)および捕集するものであり、有底円筒状をなすケース体51と、このケース体51内に配置された円筒状のシェード部である旋回部52と、この旋回部52に取り付けられたそれぞれメッシュ状の集塵フィルタ53および圧縮フィルタ54とを有している。そして、この第１遠心分離部41は、例えば集塵装置26が本体ケース25に装着された状態で、後方上側に向けて傾斜するように配置される。

ケース体51は、塵埃(粗塵)Ｄを遠心分離する分離室56を上側に、この分離した塵埃(粗塵)Ｄを収容する集塵室57を下側に、それぞれ区画する部分であり、例えば透光性を有する合成樹脂などの部材により形成された円筒状のケース本体58と、このケース本体58の一端部である下端部を開閉可能とする蓋体59とを備えている。そして、ケース本体58の後部一側には、連通風路38が接続される流入口である吸込口60が形成されており、この吸込口60を介して含塵空気が連通風路38からケース体51内へと接線方向に沿って流入するように構成されている。

旋回部52は、ケース体51(ケース本体58)の上部からこのケース体51(ケース本体58)の内部へと挿入されており、このケース体51(ケース本体58)と同心状に配置されている。そして、この旋回部52は、上側に位置する円筒状の旋回部本体62と、下側に位置する円筒状(円盤状)の拡大部63とを一体に備えている。

旋回部本体62は、外周面とケース体51(ケース本体58)の内周面との間に、含塵空気が旋回する分離室56が区画されている。また、旋回部本体62の周囲には、複数の周囲開口部65が形成されており、これら周囲開口部65は集塵フィルタ53によりそれぞれ覆われている。さらに、この旋回部本体62の他端部である上端部は、風路部43に対して気密に接続されている。したがって、各周囲開口部65は、旋回部52(旋回部本体62)の内部および風路部43を介して各第２遠心分離部42と連通している。

また、拡大部63は、旋回部本体62の下端部の全周に対して径方向に突出する上面部67と、この上面部67の周縁から下方へと突出する塵埃集積部としての周辺突出部68と、上面部67の中央部から下方へと突出する筒状部としての吸付部である突出筒部69を一体に備えており、旋回部本体62よりも径大に形成され、この旋回部本体62に対して同心状に連結されている。すなわち、この拡大部63は、旋回部本体62に対して段差状に拡径されている。そして、この拡大部63の下部とケース体51との間に、集塵室57が区画されており、この拡大部63によって、分離室56に生じる旋回流(渦流)の影響を集塵室57に対して遮断(抑制)するように構成されている。

上面部67には、旋回部本体62の外周面近傍の位置に、周方向に複数の開口部71が形成されており、これら開口部71はメッシュ状のフィルタ体72によりそれぞれ覆われている。このフィルタ体72は、塵埃(粗塵)Ｄを圧縮するためのものであり、メッシュ状に形成されている。

また、周辺突出部68は、外周面がケース体51(ケース本体58)の内周面に接近して分離室56よりも狭い隙間を形成している。さらに、この周辺突出部68の内周面は、下側から上側(突出筒部69側)に向けて徐々に縮径されて傾斜した円筒面である傾斜面68aとなっている。

また、突出筒部69は、旋回部本体62よりも径小の円筒状に形成されており、この旋回部本体62に対して同心状で、この旋回部本体62と気密に連続している。さらに、この突出筒部69の下端部、すなわち旋回部52の端部側は、上面部67の下面よりも下方、すなわち集塵室57内へと突出した端部開口部74となっており、この端部開口部74は圧縮フィルタ54により覆われている。この端部開口部74は、旋回部52(旋回部本体62)の内部および風路部43を介して各第２遠心分離部42と連通している。

一方、各第２遠心分離部42は、第１遠心分離部41により遠心分離できなかった、粉ごみなどの比較的小さい塵埃(細塵)、すなわち第１遠心分離部41で分離する塵埃(粗塵)Ｄよりも微細な塵埃を遠心分離するものである。換言すれば、各第２遠心分離部42は、第１遠心分離部41よりもそれぞれ流速が大きく、遠心分離能力が高い。そして、これら第２遠心分離部42は、本実施形態では例えば両側に前後方向に５つずつ、中央部に前後方向に４つ、合計１４個配置され、風路部43に対してそれぞれ並列に接続されている。

各第２遠心分離部42は、上側から下側へと、すなわち上流側から下流側へと徐々に縮径された長尺円筒状の第２遠心分離部本体77と、この第２遠心分離部本体77の上端部に配置され風路部43と連通する整流部78とをそれぞれ備えている。

各第２遠心分離部本体77は、整流部78から流入した含塵空気を内周面に沿って旋回させる部分であり、少なくとも内周面の最大径寸法が第１遠心分離部41のケース体51(ケース本体58)よりも小さく、例えばケース体51(ケース本体58)の内周面の半分以下程度の径寸法に設定されている。

また、各整流部78は、各第２遠心分離部本体77の上端からこれら第２遠心分離部本体77内に挿入されて同心状に配置されている。さらに、各整流部78は、上下方向に沿って円筒状に形成された通気部としての通気筒部81と、この通気筒部81の周囲に沿って螺旋状に形成された整流通路部82とをそれぞれ一体に有している。

各通気筒部81は、下端側が第２遠心分離部本体77内へと挿入されて突出しており、上端側が排気風路部45と連通している。

また、各整流通路部82は、上流側が風路部43内にて前方、すなわち上流側に向けて開口しているとともに、下流側へと徐々に下方に傾斜している。このため、各第２遠心分離部42は、各整流通路部82により、風路部43を通過する含塵空気が各第２遠心分離部本体77内へと接線方向に沿って流入するように構成されている。

また、風路部43は、上流側である前側に位置し第１遠心分離部41と連通する上流側風路部としての前側風路部84と、下流側である後側に位置し前側風路部84および第２遠心分離部42と連通する下流側風路部としての後側風路部85とを一体に備えている。

前側風路部84は、前後方向に沿って長手状に形成されており、第１遠心分離部41の上部から各第２遠心分離部42の前部に亘って位置している。そして、この前側風路部84の前側の下部は、第１遠心分離部41の下流側、すなわち旋回部52の上端部と着脱可能に接続される。

また、後側風路部85は、全ての第２遠心分離部42の外側全体を囲んで形成されており、前側風路部84よりも左右幅方向に拡大されている。そして、この後側風路部85内には、各第２遠心分離部42の第２遠心分離部本体77の上端部および整流部78が配置されており、後側風路部85に対して各整流部78が並列に連通している。

また、集塵ケース44は、第２遠心分離部42で分離された塵埃(細塵)を収容するものであり、第１遠心分離部41の後方で、かつ、各第２遠心分離部42の下方に位置し、上部に各第２遠心分離部42の第２遠心分離部本体77の下端側が挿入されて気密に接続されている。そして、この集塵ケース44は、各第２遠心分離部42に対して着脱可能となっている。

また、排気風路部45は、左右幅方向の中央部に位置する各第２遠心分離部42の上部に沿って、前後方向に長手状に形成されている。さらに、この排気風路部45の両側には、左右両側に位置する各第２遠心分離部42の下流側すなわち通気筒部81の上端部と連通する分岐風路部45aが突出して分岐されている。

そして、上記集塵装置26は、吸込口60、ケース体51、周囲開口部65(集塵フィルタ53)および端部開口部74(圧縮フィルタ54)、風路部43、各整流部78、各第２遠心分離部本体77、各通気筒部81、および、排気風路部45と連通する集塵風路87を気密に構成している。

次に、上記一実施形態の動作を説明する。なお、図１においては、説明を明確にするために、外カバー46を省略して示すものとする。

掃除の際には、図４および図５に示すように集塵装置26を掃除機本体13の本体ケース25に予め装着しておく。この状態で、集塵装置26の第１遠心分離部41の吸込口60が連通風路38と気密に接続され、排気風路部45が電動送風機31の吸込側と気密に接続されることにより、管部12および集塵装置26内の集塵風路87が電動送風機31の吸込側と気密に接続される。

そして、使用者は、電源コード37をコード導出口から引き出して壁面などのコンセントに接続した後、把持部21を把持して所望の設定ボタン22を操作することにより、制御手段が電動送風機31を、設定された動作モードで駆動させる。

電動送風機31の駆動により生じた負圧は、集塵装置26内の集塵風路87、連通風路38および本体吸込口39を介して管部12へと作用する。そして、管部12では、ホース体16、延長管18および床ブラシ19と負圧が作用して、被掃除面に載置した床ブラシ19の先端などから、塵埃を空気とともに吸い込む。

含塵空気は、床ブラシ19、延長管18およびホース体16を介して、本体吸込口39から連通風路38を介して集塵装置26の第１遠心分離部41の内部へと吸込口60を介して流入する。この吸込口60から流入した含塵空気は、第１遠心分離部41の分離室56、すなわちケース体51(ケース本体58)と旋回部52(旋回部本体62)との間で周方向に旋回し、塵埃(粗塵)Ｄが遠心分離されて下方へと重力落下し、第１遠心分離部41の集塵室57、すなわちケース体51と旋回部52の下端部の拡大部63との間に捕集される。

第１遠心分離部41を旋回する含塵空気は、その大部分が集塵フィルタ53を介して周囲開口部65から旋回部52の内部へと流入し、残りの一部が圧縮フィルタ54を介して端部開口部74から旋回部52の内部へと流入する。すなわち、端部開口部74を通過する風量は、周囲開口部65を通過する風量よりも少なく、例えば本実施形態では、それらの風量の比率は９：１程度となる。そして、分離室56において含塵空気が集塵フィルタ53を通過する際には、この含塵空気中の塵埃(粗塵)Ｄよりも細かい塵埃が集塵フィルタ53に捕集される。また、集塵室57の含塵空気は、一部が圧縮フィルタ54を通過し、残りの他部がフィルタ体72を通過して拡大部63の外周側から再度この拡大部63の内部へと循環する。このとき、図１の想像線に示すように、この含塵空気の流れにより吸い上げられた塵埃(粗塵)Ｄが旋回部52の拡大部63の下端部へと集められ、フィルタ体72および圧縮フィルタ54に強力に吸い付けられて圧縮される。

旋回部52を通過した含塵空気は、風路部43の前側風路部84を通過した後、後側風路部85へと流入する。そして、この後側風路部85から、各第２遠心分離部42の整流部78の整流通路部82へとそれぞれ分岐して流入し、これら整流通路部82により整流されつつ各第２遠心分離部本体77内へと流入する。

これら第２遠心分離部本体77に流入した含塵空気は、これら第２遠心分離部本体77の内周面に沿って周方向に、第１遠心分離部41のケース体51内での旋回の流速よりも大きな流速で旋回し、塵埃(細塵)が遠心分離されて各第２遠心分離部本体77の下端部から集塵ケース44へとそれぞれ重力落下してこの集塵ケース44内に捕集される。塵埃(細塵)が除去された空気は、各第２遠心分離部42の整流部78の通気筒部81を通過して排気風路部45へと流入して合流する。

そして、排気風路部45へと流入した空気は電動送風機31へと吸い込まれ、この電動送風機31内を通過してこの電動送風機31を冷却した後、この電動送風機31から排気されて排気風となり、排気孔から掃除機本体13の本体ケース25の外部へと排気される。

掃除が終了すると、使用者が図５に示す設定ボタン22を操作することで、制御手段が電動送風機31を停止させる。そして、所定量以上の塵埃が第１遠心分離部41の集塵室57および集塵ケース44に溜まった場合には、使用者は集塵装置26を掃除機本体13から取り外して塵埃をそれぞれ廃棄する。

以上説明した一実施形態によれば、第１遠心分離部41と第２遠心分離部42とを直列に接続した集塵装置26において、第１遠心分離部41の旋回部52の端部の端部開口部74に圧縮フィルタ54を備えることにより、この旋回部52の周囲を旋回した含塵空気の一部が端部開口部74を通過して第２遠心分離部42へと流れる際に、第１遠心分離部41の集塵室57内に捕集した塵埃(粗塵)Ｄを圧縮フィルタ54に強力に吸い付けて圧縮できる。したがって、第１遠心分離部41(ケース体51)の容積を大きくしたり、塵埃(粗塵)Ｄの圧縮用の機械的な機構を設けたりすることなく、含塵空気の気流のみで塵埃(粗塵)Ｄを効果的に圧縮できる構成とすることができるので、集塵装置26の大型化および構成の複雑化を防止しつつ、充分な集塵量を確保できる。したがって、電気掃除機11のコンパクト化を図ることができるとともに、部品点数を削減して、電気掃除機11の低コスト化を図ることができる。

また、第１遠心分離部41の周囲開口部65に集塵フィルタ53を備えることにより、この周囲開口部65から第２遠心分離部42へと含塵空気が流れる際に、この含塵空気中の塵埃の一部を効果的に捕集できる。

さらに、第２遠心分離部42を、第１遠心分離部41の下流側に複数並列に接続することにより、第１遠心分離部41で遠心分離できなかった塵埃(細塵)を、より確実に第２遠心分離部42で遠心分離でき、集塵性能をより向上できる。

また、第１遠心分離部41の端部開口部74を通過する含塵空気の風量を、周囲開口部65を通過する含塵空気の風量よりも少なくすることにより、端部開口部74を通過する含塵空気によって塵埃(粗塵)Ｄを圧縮フィルタ54に吸い付けて効果的に圧縮しつつ、塵埃(粗塵)Ｄによって妨げられることなく第２遠心分離部42へと通過する含塵空気の風量を周囲開口部65によって充分に確保でき、吸込仕事率の低下を防止できる。

そして、第１遠心分離部41を通過した塵埃(細塵)を、第２遠心分離部42により遠心分離して集塵ケース44に捕集することにより、第１遠心分離部41を通過した塵埃(細塵)をフィルタなどの濾過手段を用いて塵埃を濾過捕集する構成のように集塵風路87内に目詰まりなどが生じにくく、長期に亘って吸込力を維持できる。したがって、フィルタを自動的に除塵する構成なども不要となり、構成や制御をより簡略化でき、電気掃除機11の一層の小型化および低コスト化を図ることができる。

なお、上記一実施形態において、例えば全ての第２遠心分離部42に対応する１つの集塵ケース44を備える構成に代えて、各第２遠心分離部42のそれぞれに対応する個別の集塵ケースを備える構成としてもよい。

また、第２遠心分離部42は、第１遠心分離部41で捕集できなかった塵埃(細塵)、換言すれば第１遠心分離部41を通過した塵埃(細塵)を確実に分離できれば、その個数は１つでも複数でもよい。

さらに、第１遠心分離部41の周囲開口部65に集塵フィルタを備えない構成としてもよい。すなわち、周囲開口部65は、単なる開口であってもよい。

そして、電気掃除機11としては、集塵装置26を掃除機本体13(本体ケース25)に対して着脱可能なものとする以外でも、例えば集塵装置26を掃除機本体13(本体ケース25)に一体的に組み込む構成としても、同様の作用効果を奏することができる。この場合には、例えば第１遠心分離部41および集塵ケース44などを掃除機本体13(本体ケース25)に対して着脱可能とすることで、捕集した塵埃を容易に廃棄できるようにすることが好ましい。

また、電気掃除機11としては、キャニスタ型に限らず、縦長の掃除機本体13の下部に床ブラシ19が接続されたアップライト型、ハンディ型、あるいは自走式掃除機などでも対応して用いることができる。

さらに、電気掃除機11としては、電源部としてコードリール装置を用いて商用交流電源により給電する構成以外でも、例えば二次電池などの電池を電源部として掃除機本体13に内蔵する構成としてもよい。

そして、本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

11 電気掃除機
13 掃除機本体
26 集塵部としての集塵装置
31 電動送風機
41 第１遠心分離部
42 第２遠心分離部
51 ケース体
52 旋回部
53 集塵フィルタ
54 圧縮フィルタ
63 拡大部
65 周囲開口部
74 端部開口部

Claims

電動送風機を収容した掃除機本体と、
前記電動送風機の吸込側に連通する集塵部とを具備し、
前記集塵部は、
塵埃を遠心分離する第１遠心分離部と、
この第１遠心分離部に連通し、この第１遠心分離部で分離する塵埃よりも微細な塵埃を遠心分離する第２遠心分離部とを備え、
前記第１遠心分離部は、
塵埃を収容可能なケース体と、
前記第２遠心分離部と連通する周囲開口部を周囲に備えるとともに、前記第２遠心分離部と連通する端部開口部を端部に備え、前記ケース体の内部に配置されてこのケース体との間で含塵空気を旋回させる筒状の旋回部と、
この旋回部の下端部にて前記端部開口部の周囲に設けられ、この旋回部よりも拡大された筒状の拡大部と、
前記端部開口部に設けられて前記拡大部の内方に位置する圧縮フィルタとを備えている
ことを特徴とした電気掃除機。
第１遠心分離部は、周囲開口部に設けられた集塵フィルタを有している
ことを特徴とした請求項１記載の電気掃除機。
第２遠心分離部は、第１遠心分離部の下流側に複数並列に接続されている
ことを特徴とした請求項１または２記載の電気掃除機。
第１遠心分離部は、端部開口部を通過する風量が周囲開口部を通過する風量よりも少ない
ことを特徴とした請求項１ないし３いずれか一記載の電気掃除機。