JP6402365B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、空気と塵埃を遠心分離させて捕集するサイクロン式の集塵装置で、上流に位置する第１次遠心分離部及び、この第１次遠心分離部より下流に位置する第２次遠心分離部を有した集塵装置を備えた電気掃除機に関するものである。

従来、この種の電気掃除機は、複数個の旋回筒部からなる第２遠心分離部の配置が、第１遠心分離部の上側でかつ第１遠心分離部の内筒の外周よりもさらに外周囲構成され、第２遠心分離部で分離した細塵は、その直下に区画された塵埃溜め部へと直接落下させて溜めるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４−１４６５４号公報

しかしながら、前記従来の構成では、複数個の旋回筒部からなる第２遠心分離部および塵埃溜め部が第１遠心分離部の上側でかつ第１遠心分離部の内筒の外周よりもさらに外周囲構成されているため、第２遠心分離部は第１遠心分離部よりも径方向に大きくなり、集塵装置の小型化が困難であった。

さらに前記従来の構成では、第２遠心分離部に配置された旋回筒部の高さを低くしているので、風量が多く流れる旋回筒部では旋回力が増し旋回筒部の中で発生する上昇気流が強まる事で塵埃移送部から分離された細塵を舞い上げてしまう事で、分離性能の低下に繋がっており、さらに風切音が大きくなるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、第１遠心分離部に対する複数個の旋回筒部からなる第２遠心分離部の配置を適正な位置に配置することで、第２遠心分離部の径方向の大きさを小さくでき、集塵装置の小型化を可能とし、さらに含塵空気に含まれる塵埃の分離性能の低下を防ぎ、風切音を抑えることを可能とした集塵装置を備えた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は、電動送風機を収容した掃除機本体と、前記掃除機本体に着脱可能に設けられ、前記電動送風機により吸引される含塵空気から塵埃を分離して捕集する集塵装置とを備え、前記集塵装置は、含塵空気中の塵埃を分離する第１遠心分離部と、前記第１遠心分離部に連通され前記第１遠心分離部の上方に位置し、前記第１遠心分離部を通過した含塵空気中の塵埃を分離する複数の旋回筒部を有した第２遠心分離部と、前記第１遠心分離部の内側下方に設けた細塵溜め部と、前記第２遠心分離部の下方に対向して位置すると共に、前記第２遠心分離部で分離された塵埃を前記細塵溜め部に落下させる塵埃移送部とを備え、前記塵埃移送部は、前記第１遠心分離部中央下方に向けて傾斜し互いに空間をあけて配置した複数の傾斜部と、この複数の傾斜部の中央に位置し、全ての傾斜部と連通する筒部とから形成され、前記筒部が前記細塵溜め部に連通し、かつ前記複数の傾斜部の１つは、前記第２遠心分離部の複数の旋回筒部の内の少なくとも２個以上と対向して位置することを特徴としたものである。

これによって、塵埃移送部の傾斜部は広い面を確保でき、傾斜部と筒部との連通部も広がるので、小型化のため筒部の径が小さくとも、第２遠心分離部で分離された塵埃が、傾斜部と筒部との連通部で詰まることなく、塵埃移送部に沿って細塵溜め部へ誘導されるため、第２遠心分離部は、第１遠心分離部の上側の周囲に配置する必要がなくなり、第２遠心分離部の径方向の大きさを小さくでき、第２遠心分離部の大きさが第１遠心分離部の大きさに左右されず、集塵装置の小型化が可能となる。

本発明の集塵装置は、第２遠心分離部で分離された塵が、塵埃移送部に沿って細塵溜め部へ誘導されるため、第２遠心分離部は、第１遠心分離部の上側の周囲に配置する必要がなくなり、第２遠心分離部の径方向の大きさを小さくでき、第２遠心分離部の大きさが第１遠心分離部の大きさに左右されず、集塵装置の小型化が可能となる。

本発明の実施の形態１における電気掃除機の全体斜視図 同電気掃除機の掃除機本体の中央断面図 同電気掃除機のサイクロン式集塵装置の全体斜視図 同集塵装置の集塵容器および底蓋の断面図 同集塵装置の第２遠心分離部での断面図 同集塵装置の底蓋の上方斜視図 同集塵装置の中央縦断面図 同集塵装置の各部品の展開図 同集塵装置の旋回部および遠心分離部蓋を示す斜視図 同集塵装置の旋回部と遠心分離部蓋および塵埃移送部を示す斜視図 同集塵装置の旋回部と塵埃移送部パッキンおよび塵埃移送部を示す斜視図

第１の発明は、電動送風機を収容した掃除機本体と、前記掃除機本体に着脱可能に設けられ、前記電動送風機により吸引される含塵空気から塵埃を分離して捕集する集塵装置とを備え、前記集塵装置は、含塵空気中の塵埃を分離する第１遠心分離部と、前記第１遠心分離部に連通され前記第１遠心分離部の上方に位置し、前記第１遠心分離部を通過した含塵空気中の塵埃を分離する複数の旋回筒部を有した第２遠心分離部と、前記第１遠心分離部の内側下方に設けた細塵溜め部と、前記第２遠心分離部の下方に対向して位置すると共に、前記第２遠心分離部で分離された塵埃を前記細塵溜め部に落下させる塵埃移送部とを備え、前記塵埃移送部は、前記第１遠心分離部中央下方に向けて傾斜し互いに空間をあけて配置した複数の傾斜部と、この複数の傾斜部の中央に位置し、全ての傾斜部と連通する筒部とから形成され、前記筒部が前記細塵溜め部に連通し、かつ前記複数の傾斜部の１つは、前記第２遠心分離部の複数の旋回筒部の内の少なくとも２個以上と対向して位置することで、塵埃移送部の傾斜部は広い面を確保でき、傾斜部と筒部との連通部も広がるので、小型化のため筒部の径が小さくとも、第２遠心分離部で分離された塵埃が、傾斜部と筒部との連通部で詰まることなく、塵埃移送部に沿って細塵溜め部へ誘導されるため、第２遠心分離部は、第１遠心分離部の上側の周囲に配置する必要がなくなり、第２遠心分離部の径方向の大きさを小さくでき、第２遠心分離部の大きさが第１遠心分離部の大きさに左右されず、集塵装置の小型化が可能となる。

第２の発明は、特に、第１の発明の１つの傾斜部対し対向して位置する複数の旋回筒部を１つずつ仕切るように配置されたリブを設けたことにより、第２遠心分離部の各旋回筒部で分離された塵が、隣接する旋回筒部内部へと吸込まれることを抑制し、第２遠心分離部で分離された細かい塵埃が、塵埃移送部の傾斜部に沿って滑り落ち細塵溜め部に移送され易くでき、遠心分離性能を向上させることができる。

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本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態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は同電気掃除機の掃除機本体の中央断面図、図３は同電気掃除機のサイクロン式集塵装置の全体斜視図、図４は同集塵装置の集塵容器および底蓋の断面図、図５は同集塵装置の第２遠心分離部での断面図、図６は同集塵装置の底蓋の上方斜視図、図７は同集塵装置の中央縦断面図、図８は同集塵装置の各部品の展開図、図９は同集塵装置の旋回部および遠心分離部蓋を示す斜視図、図１０は同集塵装置の旋回部と遠心分離部蓋および塵埃移送部を示す斜視図、図１１は同集塵装置の旋回部と塵埃移送部パッキンおよび塵埃移送部を示す斜視図を示すものである。

本実施の形態における集塵装置を用いた電気掃除機１００は、図１に示すように、掃除機本体１と、掃除機本体１の前方に設けた吸入口２に接続されるホース３と、ホース３の先端に設けられた接続パイプ４と、接続パイプ４に接続される延長管５と、延長管５の先端に設けられ塵埃を吸引する開口部（図示せず）を底面に有する吸込具６からなり、掃除機本体１には、塵埃を吸引する為の吸引風を発生させる電動送風機７（図２参照）と、塵埃を集塵するサイクロン式集塵装置８が内蔵されている。

図２に示すように、掃除機本体１は、掃除機本体１の下面を形成する下枠体９と、掃除機本体１の上面を形成する上枠体１０から構成されており、下枠体９と上枠体１０は爪やネジ等によって結合されている。掃除機本体１の上枠体１０の上部には、塵埃を遠心分離して捕集するサイクロン式集塵装置８が掃除機本体１に所定角度傾斜した状態で着脱自在に取り付けられる。

ここで、本実施の形態においては、サイクロン式集塵装置８が掃除機本体１の走行方向に対し、後方側に略４５度傾斜した状態で掃除機本体１に取り付けられるように構成している。

また、下枠体９の下面の前方には、走行用のキャスター１１が回動自在に取り付けられており、下枠体９の後方の左右両側面には、走行用の車輪１２が設けられており、少なくとも前後方向に沿って走行可能に構成されている。なお、以下、前後方向および左右方向は、掃除機本体１の走行方向を基準としている。

図２において、電動送風機７は電動送風機ケース１３に内包されており、電動送風機７の吸引口１４が掃除機本体１に対して鉛直上方向になるように配置されている。また、電動送風機７の鉛直上方向にはフィルター部１５を収納したフィルターケース１６が配置されており、電動送風機ケース１３とフィルターケース１６は爪やネジ等によって結合されている。

図２及び図３に示すように、サイクロン式集塵装置８は、外郭は吸引した塵埃を捕集する集塵容器１７と、集塵容器１７の上面を覆い、集塵容器１７に着脱自在に構成された上蓋１８と、集塵容器１７の下面を覆い、集塵容器１７に回動自在に軸支した底蓋１９とから構成されている。

上蓋１８は、サイクロン式集塵装置８内部の空気を掃除機本体１に排出するため、掃除機本体１に接続される排気口２０と略円筒状の側壁２１および天面（図示せず）から構成されている。また、上蓋１８には、持ち運び用の把手部２２とそれを軸支する把手部おさ
え２３と飾り板２４が取り付けられ、集塵容器１７に上蓋１８を保持固定する尾錠２５を側面２箇所に軸支している。

集塵容器１７は、略中央部分の径を他より小さくしている略円筒形状で形成すると共に、前記中央部分には吸引した塵埃を集塵容器１７内に導く吸気口２６と、集塵容器１７内部を清掃する為のお手入れブラシ２７を保持するブラシ保持部２８とを形成している。吸気口２６は、集塵容器１７の接線方向に向くように形成されている。

底蓋１９は、集塵容器１７に設けたヒンジ部２９で回動可能で、係止部３０で集塵容器１７に係止され、底蓋１９に取り付けられた底蓋パッキン３１によって集塵容器１７とエアータイト（気密性が保持）される。

底蓋１９は係止部３０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、操作レバー３２を押し下げることで係止部３０が開き、底蓋１９が開放される。

図４に示すように、集塵容器１７内には、その略同心状に略円筒形状の１次フィルター３３が設けられ、略円筒形状の１次フィルター３３は、内筒枠３４と内筒枠３４の内筒開口部３５を覆う内筒フィルター３６とで構成されている。

略円筒形状の１次フィルター３３の下方には、遠心分離した塵埃を集塵容器１７の底部に捕集する為の傘状延出部３７が爪嵌合、または溶着などの手段により、内筒枠３４に取り付けられている。また、傘状延出部３７上方と１次フィルター３３との間には、捕集した塵埃が底部から舞い上がるのを防止する為の遮蔽部材３８が爪嵌合にて保持固定されている。

内筒枠３４には、平板状の金属板にエッチング等の微細加工で複数の斜め貫通孔を設けた平板状のフィルターを略円筒状に構成した内筒フィルター３６で内筒開口部３５を覆っている。金属表面部分には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。

また、内筒フィルター３６の素材として、１次フィルター３３の分離性能は劣るが、樹脂や金属製の格子網を用いても良い。また、さらに内筒フィルター３６の代わりに内筒開口部３５自体をメッシュ状の小さな孔として形成してもよい。

傘状延出部３７は、図４に示すように吸気口２６方向から見て中央にスリット部３９を有しており、このスリット部３９の中央部から左右に分割したとき、吸気口２６に近い分割部（図４の左側）の傘状延出部３７のうち少なくとも一部が、もう一方の分割部（図４の右側）の傘状延出部３７に比べて底蓋１９方向に距離ａ４０長く構成されている。

傘状延出部３７の内部には、集塵通路４１を通り塵埃収納室４２へと送られた綿ごみを主とした塵埃が蓄積されるように構成されており、傘状延出部３７から延出された延出壁４３が、内部に蓄積した塵埃を外部に漏れ出ないように抑える作用をしている。

その際、塵埃は吸気口２６付近（図４の左側）から塵埃収納室４２へと入り込むため、傘状延出部３７の内部に蓄積した塵埃が、吸気口２６付近（図４の左側）の傘状延出部３７の壁から先に漏れはじめ堆積してしまうと、吸気口２６の入り口部分の集塵通路４１を塞いでしまうため、塵埃収納室４２に十分な塵埃を捕集することの妨げになる。

そこで、このような課題を防止するため、吸気口２６に近い分割部（図４の左側）の傘
状延出部３７の延出壁４３の高さを、底蓋１９方向に距離ａ４０の長さ分長くし壁を高くすることで、堆積した塵埃が吸気口２６付近の延出壁４３から先に漏れはじめるのを防止することができ、塵埃収納室４２へ最大限の集塵容量を確保させることができる。

以上のような構成により、吸込具６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２を経由して、略円筒状の集塵容器１７内へ接線方向に配置された吸気口２６に吸い込まれる。

吸気口２６に吸い込まれた空気は略円筒形状の１次フィルター３３の外周と集塵容器１７で形成されるサイクロン空間４４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、傘状延出部３７と集塵容器１７間に形成される集塵通路４１を通り塵埃収納室４２へと蓄積され、細塵を含んだ空気は１次フィルター３３の内部を通過して行く。遮蔽部材３８は、舞い上がり気流を抑制し、塵埃収納室４２に捕集した塵埃が底部から舞い上がるのを防止する。このような構成により塵埃を遠心分離する作用をもたらす部分を第１遠心分離部４５とするものである。

図５に示すように、傘状延出部３７の内側には、略円筒状の壁４６（略円筒状のリブ体）が設けられ、この略円筒状の壁４６が形成されたことにより、略円筒状の壁４６の内側にさらに最内部塵埃蓄積空間４７が形成された形になり、塵埃はまず内側の最内部塵埃蓄積空間４７に保持、蓄積される。

また、略円筒状の壁４６の一部には切り欠き５０が設けられ、この切り欠き５０が形成されたことにより、切り欠き５０部分から塵埃が略円筒状の壁４６の内側の最内部塵埃蓄積空間４７に入り易くすると共に、切り欠き５０部分を通じて傘状延出部３７内部の最内部塵埃蓄積空間４７の空気の圧力を逃がすことにより、最内部塵埃蓄積空間４７の圧力を下げ塵埃が保持され蓄積され易くすることで、最内部塵埃蓄積空間４７に蓄積した塵埃が内部塵埃蓄積空間４８や外部塵埃蓄積空間４９への離脱、さらにはサイクロン空間４４の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。

図６及び図７に示すように、底蓋１９の内壁には４本のリブＡ５１、リブＢ５２、リブＣ５３、リブＤ５４が底蓋１９の外周部から中央方向に向かって配置されている。

吸気口２６より集塵容器１７内に吸い込まれた空気は１次フィルター３３の外周と集塵容器１７で形成されるサイクロン空間４４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、傘状延出部３７と集塵容器１７間に形成される集塵通路４１を通り塵埃収納室４２へと導かれる。

塵埃収納室４２へ流入した塵埃は外周部を旋回する間に、底蓋１９に設けられた４本のリブＡ５１、リブＢ５２、リブＣ５３、リブＤ５４に当たることにより、徐々に外周部から、塵埃収納室４２の傘状延出部３７の下部空間へ導かれる。

リブＡ〜Ｄの各々の鉛直方向の突出高さは、異なるように設定されており、サイクロン式集塵装置８が掃除機本体１の走行方向に対し、後方側に略４５度傾斜した状態で掃除機本体１に取り付けられるように構成しているため、サイクロン式集塵装置８が掃除機本体１に取り付けられた状態で最下部に位置するリブＡ５１を、他のリブよりも鉛直方向に最も高くしてあり、他のリブ（リブＢ〜Ｄ）は、リブＡ５１から、旋回流５５とは逆方向の
順に、高さを小さくしてあり、リブの鉛直方向の高さの高い順番で言うと、リブＡ５１、リブＢ５２、リブＣ５３、リブＤ５４となっている。

また、リブＡ５１は、他のリブ（リブＢ〜Ｄ）とは長さも異なり、底蓋１９の内周側壁から底蓋１９の中央部に向けて連結するようにリブ長さを設定している。

これは、塵埃収納室４２を旋回する塵埃は、最下部付近で流速が最も落ち、鉛直方向に最も高くしたリブＡ５１を最下部付近に配置したことによってさらに流速を落とし、最も流速が落ちる空間（図６におけるリブＡ５１の左側）から、効率よく塵埃を蓄積させるためである。

リブＡ５１の左側付近から始まった塵埃の蓄積は、旋回流５５とは逆方向に向かって進み堆積していく。

このように塵埃収納室４２の塵埃蓄積は進んでいくが、リブＡ５１よりも旋回気流の上流側に位置するリブＢ５２のリブ長さが、リブＡ５１と同様の長い長さにした場合、リブＢ５２が旋回流５５の壁となり、リブＢ５２を超えた部分の空間に塵埃が蓄積しにくい空間が発生し、塵埃を詰めて蓄積させることができないという課題を生じさせていた。

しかし、本実施の形態では、リブＢ５２を、底蓋１９の内周側壁から底蓋１９の中央部方向まで長さを、リブＡ５１の約半分の長さとすることで、傘状延出部３７下部空間へ導く機能を保ちながら、塵埃の流速低下を抑えており、リブＢ５２による塵埃が蓄積しにくい空間の発生を防止している。

そして、このような構成にすることで、傘状延出部３７の下部空間の塵埃蓄積が詰まった状態で約１周進むと、次に傘状延出部３７の外側空間の塵埃蓄積が、上述と同様に、リブＡ５１の左側付近から始まる。

つまり底蓋１９は、内周側壁から中央部方向に向けて形成される複数のリブを備え、前記リブの少なくとも１つは、内周側壁から中央部方向のリブの長さが、他のリブよりも長く設定したものである。

図５及び図８に示すように、１次フィルター３３を通過した一部の細塵を含んだ空気流をさらに遠心分離する第２遠心分離部５６が略円筒形状の１次フィルター３３の上方に連通して設けられ、第２遠心分離部５６によって細塵が濾過され、略円筒形状の１次フィルター３３の下方で塵埃収納室４２の中央に設けた細塵溜め部５７に蓄積される。

そして、第２遠心分離部５６を通過した細塵が除去された空気のみが排気口２０を通過し、フィルター部１５を通過して電動送風機７の吸引口１４へ吸引され、掃除機本体１の外に排気される。

図８及び図９に示すように、第２遠心分離部５６は、集塵容器１７と略同心円状に配置された略円錐形状の旋回筒部５８が８つ連なって構成される旋回部５９と、第２遠心分離部５６の天面を覆い、８つの旋回筒部５８それぞれの内部中央に突き出すように配置され、旋回筒部５８に流入した空気を上方に排出する８つの円筒部６０を有する遠心分離部蓋６１とが組み合わさることで構成されている。

旋回部５９には、中央に１つの分流穴６２が設けられ、この分流穴６２の外周に等間隔で８つの旋回筒部５８が配置され、この分流穴６２から８つの旋回筒部５８内に旋回気流が発生するように旋回筒部５８の接線方向から流入する８つの上部切欠き口６３が設けら
れている。

また、遠心分離部蓋６１側には、旋回部５９に設けた８つの上部切欠き口６３と組み合わさる部分に螺旋状傾斜部６４が設けられ、旋回部５９の上部切欠き口６３と遠心分離部蓋６１の螺旋状傾斜部６４とが組み合わさることで、旋回筒部５８内へ気流を導く８つの流入口６５が形成される。なお、螺旋状傾斜部６４は、遠心分離部蓋６１の円筒部６０の外周壁に一体となって構成されている。

第２遠心分離部５６へ流入した空気は８つの流入口６５から吸い込まれ、遠心分離部蓋６１に設けた螺旋状傾斜部６４に沿って、旋回筒部５８内に下降の旋回気流が発生するように旋回筒部５８の接線方向から流入し、さらに遠心分離により空気から細塵を分離され、分離された非常に細かい塵埃は後述する塵埃移送部６６に沿って細塵溜め部５７へと運ばれ蓄積される。

第２遠心分離部５６は、１次フィルター３３の上方に爪勘合により保持固定された遠心分離部収納部６７に収納され、集塵容器１７と略同心円状に保持固定されている。

図１０に示すように、第２遠心分離部５６の下方には、第２遠心分離部５６である８つの旋回筒部５８の内、４つに分けた２つのペアの旋回筒部５８の下方に対向する逆三角形状の４つの傾斜部６８を有した塵埃移送部６６が設けられている。

この塵埃移送部６６は、逆三角形状の４つの傾斜部６８が、互いに空間ａ６９をあけて配置され、各々逆三角形状の角部を内筒枠３４中央に向けて、また傾斜部６８自身の中心線に向けて下方に傾斜し、さらに４つの傾斜部６８の中央には傾斜部６８に連通する筒部７０が１次フィルター３３の中央部を通り、この筒部７０は細塵溜め部５７まで連通させてつながるように形成されている。

塵埃移送部６６を上述のように形成することで、第２遠心分離部５６で分離された塵埃が、傾斜部６８で滑り落ち細塵溜め部５７に移送され落下させることができる。

４つの傾斜部６８の各々の中央上部には、傾斜部６８と対向する２つの旋回筒部５８を１つずつに区切るように配置された仕切りリブ７１が設けられており、隣接する旋回筒部５８に分離された細塵が吸込まれることを抑制し、第２遠心分離部５６で分離された細かい塵埃が、塵埃移送部６６の傾斜部６８に沿って滑り落ち細塵溜め部５７に移送され落下し易くしている。

さらに、塵埃移送部６６自体の部品材料の表面粗さは、第２遠心分離部５６を構成している各部品材料の表面粗さより細かくしている。これにより、表面粗さによる滑り性が向上し、第２遠心分離部５６から落下した細塵が、塵埃移送部６６へ滞留するのを防止することができる。

また、表面粗さを細かくする他の手段として、塵埃移送部６６自体の部品表面をメッキ処理する方法もあり、これにより、表面粗さによる滑り性が向上し、第２遠心分離部５６から落下した細塵が塵埃移送部６６へ滞留するのを防止することができ、滑りが悪く滞留した細塵が、第２遠心分離部５６へ巻き上げられて逆流することを抑制することができ、電気掃除機の使い勝手を向上させることができる。

塵埃移送部６６の傾斜部６８の傾斜角度は、傾斜部６８の一端の最上端から他端の最下端までの筒部７０の軸方向の距離が、傾斜部６８の一端の最上端から他端の最下端までの水平方向（筒部７０の軸方向に対し直角方向）の距離より短く設定することで、傾斜角度
を４５度以下になるようにしている。

これにより、塵埃移送部６６の軸方向の長さを短くでき、第２遠心分離部５６と細塵溜め部５７間の長さを短くできるため、サイクロン式集塵装置８が高さ方向に長くなることを抑制することができ、電気掃除機１００の小型化を実現することができる。

図８、図１０に示すように、旋回部５９に備えた８つ旋回筒部５８の内側には、ドーム形状の整流ガイド７２が入り込めるように設けてあり、１次フィルター３３を通り内筒開口部３５を通過した空気は、塵埃移送部６６の各々４つの傾斜部６８の間に設けた４つの空間ａ６９を通過し、整流ガイド７２へと流入する。

整流ガイド７２は、略円錐形状の旋回筒部５８が８つ連なって構成される旋回部５９の中央に設けた分流穴６２と連通しており、内筒開口部３５を通過した空気を、中央の１箇所に集めて旋回部５９へ繋がる風路を形成し、８つの旋回筒部５８に流入するように連通させている。

この整流ガイド７２と旋回部５９の分流穴６２との間には気密性を保持する遠心分離部パッキン７３が配置されている。また、図５に示すように、細塵溜め部５７と筒部７０の間には気密性を保持する細塵溜め部パッキン７４を設け、塵埃収納室４２の中央には、底蓋１９との気密性を保持する中央底パッキン７５を底蓋１９に設けている。

サイクロン式集塵装置８内において、上蓋１８に形成された排気口２０には、最も電動送風機７からの吸引圧力が高い領域となっており、遠心分離部蓋６１において、上蓋１８の天面側に突出した円筒部６０の高さと直径を変えることで、各々の旋回筒部５８に流れる風量が均一になる様に調整している。

その構成としては、図１０に示すように、吸引圧力が高い排気口２０近くに位置する４つの円筒部６０を、円筒部６０ｂとし、排気口２０よりも遠くに位置する円筒部６０を円筒部６０ａとし、円筒部６０ｂは、円筒部６０ａの直径よりも小さくしており、さらに円筒部６０ｂは、円筒部６０ａの高さよりも、５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で突出高さを高く伸ばしており、上蓋１８の天面と円筒部６０ｂとの壁面間距離を短くする事で、円筒部６０ｂ側に流れる通気圧損が増え、排気口２０から遠くに位置する円筒部６０ａとの圧力差が小さくなり、各々の旋回筒部５８に流れる風量が均一になる様に調整されている。

つまり、第２遠心分離部５６に配置された遠心分離部蓋６１において、風量が多く流れる旋回筒部５８の円筒部６０ｂを伸ばしサイクロン式集塵装置８の上端に設けられた上蓋１８の天部壁面との距離を短くすることで流路圧損を加えており、風量が小さい旋回筒部５８との圧力差が小さくなる様に調整しており、並列に配置された複数の旋回筒部５８に流れる風量が均一に流れる様になり、含塵空気に含まれる塵埃の分離性能の低下を防ぎ、かつ風切音の発生を抑えることができる。

さらに複数の旋回筒部５８への風量均一化を図る為に、旋回筒部５８から上方に排出される円筒部６０の直径を変えて開口面積を変えており、第２遠心分離部５６に並列に配置された複数の旋回筒部５８に流れる風量が均一に流れる様にしたものである。

さらに図９に示すように、円筒部６０の下端には、円筒部６０内を旋回する気流を遮断する方向に位置する整流リブ７６を直径方向に設けており、旋回部５９を通じて円筒部６０から上方に排出する際に発生する気流の乱を抑制している。

また、この様な構成にすることで、サイクロン式集塵装置８を、掃除機本体１に対して
傾斜状態で配置された場合においても、各旋回筒部５８の風量が均一に流れるようにしたもので、遠心分離の際に円筒部６０の中央部で生じる上昇気流が、塵埃移送部６６に溜まってきた細塵を巻き上げて逆流する課題を解消することができる。

図８に示すように、塵埃移送部６６には、塵埃移送部６６と第２遠心分離部５６の旋回筒部５８の端部との気密性を保持するためと、整流ガイド７２と塵埃移送部６６の４つの空間ａ６９との気密性を保持するためと、第２遠心分離部５６を遠心分離部収納部６７に装着した際の気密性を保持するために塵埃移送部パッキン７７が取り付けられている。

図１１に示すように、塵埃移送部パッキン７７の下面には、塵埃移送部６６の４つの傾斜部６８に対向する位置に、内筒枠３４中央に向けて下方に傾斜する４つの傾斜天面７８が互いに空間をあけて配置され、その中央部には、塵埃移送部６６の筒部７０内に突き出るように逆円錐形状の凸部７９が配置され、逆円錐形状の凸部７９の周囲には４本のリブが直角に交わった十字リブ８０が、筒部７０の内径よりも小さい幅で設けられている。

前記４本のリブの内、２本のリブで形成される断面がＬ字形状をした断面Ｌ字状壁面８１の４つ各々が、各々４つの傾斜部６８から筒部７０に投入される細塵投入部８２に対向するように配置され、４つの細塵投入部８２から筒部７０内部の通路を逆円錐形状の凸部７９と断面Ｌ字状壁面８１とにより４区画に分けるように構成している。

また、図１０に示すように、４つの傾斜部６８の各々の中央上部には、傾斜部６８と対向する２つの旋回筒部５８を１つずつに区切るように配置された仕切りリブ７１が設けられており、この仕切りリブ７１も上述の２本のリブで形成される断面Ｌ字状壁面８１の中央に配置される構成となっている。

上述の構成により、旋回筒部５８で分離され、４つの傾斜部６８をそれぞれ滑落する細塵が、気流の乱れや圧力差により、細塵投入部８２から筒部７０に落下せず、別の傾斜部６８を経由して別の旋回筒部５８に吸込まれることを抑制している。

図８に示すように、遠心分離部収納部６７の下面には、遠心分離部収納部６７と集塵容器１７の気密性を保持する環状の集塵容器パッキン８３を設け、第２遠心分離部５６の外周側面上方には、第２遠心分離部５６と上蓋１８との気密性を保持するフィルターパッキン８４を設けている。

図５、図８に示すように、上蓋１８の後方には、遠心分離部蓋６１上方と上蓋１８の内壁で形成される空間ｂ８５と電動送風機７とを連通する排気口２０を形成している。遠心分離部蓋６１の側面上端には遠心分離部収納部６７から取り出す時に使用する遠心分離部つまみ部８６を設けている。

さらに、第２遠心分離部５６の側面外周部の一部に遠心分離部収納部６７との位置決め用に位置決めリブ８７を形成し、遠心分離部収納部６７に位置決めリブ８７と係合する凹部８８を形成している。

また、遠心分離部収納部６７の側面外周部の一部に集塵容器１７との位置関係を規制する収納規制リブ８９を形成し、集塵容器１７には収納規制リブ８９と係合する係合リブ９０を形成している。

以上のように構成された電気掃除機について、以下その動作、作用を説明する。
吸込具６から吸い込まれる塵埃を含んだ空気は、延長管５、ホース３を経由して、吸気口２６からサイクロン式集塵装置８に吸い込まれる。

吸気口２６は集塵容器１７の接線方向に向くように形成されているので、吸い込まれた空気は集塵容器１７の内周面に沿って旋回し、綿ゴミを主とした塵埃と空気とに遠心分離される。分離された綿ゴミを主とした塵埃は、集塵容器１７の下方の塵埃収納室４２と底蓋１９の間の空間に蓄積していき、綿ゴミを主とした塵埃が分離された空気は、第１遠心分離部４５の内筒フィルター３６と内筒開口部３５を通過し、通過した空気は、塵埃移送部６６の各々４つの傾斜部６８の間に設けた４つの空間ａ６９を通過し、整流ガイド７２により中央に集められ、第２遠心分離部５６へ流入する。

第２遠心分離部５６へ流入した空気は８つの流入口６５から吸い込まれ、遠心分離部蓋６１に設けた螺旋状傾斜部６４に沿って、旋回筒部５８内に下降の旋回気流が発生するように旋回筒部５８の接線方向から流入し、さらに遠心分離により空気から細塵を分離され、分離された非常に細かい塵埃は塵埃移送部６６に沿って細塵溜め部５７へと運ばれ蓄積される。

第２遠心分離部５６を通過した塵埃を含まない空気は旋回筒部５８内部に突き出した遠心分離部蓋６１の円筒部６０から流出し、上蓋１８に形成した排気口２０を通過し、フィルター部１５を通過して電動送風機７の吸引口１４へ吸引され、掃除機本体１の外に排気される。

操作レバー３２を下方に摺動することにより、底蓋１９に設けた係止部３０が動作して集塵容器１７との係止が解除され、底蓋１９が開放することで、集塵容器１７下方の塵埃収納室４２や細塵溜め部５７に蓄積した塵埃はサイクロン式集塵装置８外部へ排出される。

１次フィルター３３、集塵容器１７、塵埃収納室４２などに付着した細かい塵埃等をお手入れしたい時には、お手入れブラシ２７をブラシ保持部２８から外し、ブラシ部分や柄の部分にてお手入れが可能である。

まず、サイクロン式集塵装置８を掃除機本体１から取り外し、上蓋１８に軸支している尾錠２５を外側に開くようにして集塵容器１７から外し、把手部２２を持って上蓋１８を集塵容器１７から取り外す。

次に、遠心分離部蓋６１、旋回部５９、整流ガイド７２、塵埃移送部パッキン７７、塵埃移送部６６は、ビスにより保持固定されており、遠心分離部つまみ部８６を掴んで持ち上げると取り出すことができる。さらに、遠心分離部収納部６７は側面上方を掴んで持ち上げると１次フィルター３３、遮蔽部材３８及び傘状延出部３７を共に取り出すことができる。

各部品のお手入れ後には、遠心分離部収納部６７の収納規制リブ８９を集塵容器１７の係合リブ９０に合わせて上から挿入し、第２遠心分離部５６の位置決めリブ８７を遠心分離部収納部６７の凹部８８に合わせて第２遠心分離部５６を挿入する。最後に、上蓋１８を集塵容器１７に装着して尾錠２５にて係止し、サイクロン式集塵装置８を掃除機本体１に収納する。

以上のように、本実施の形態において、第２遠心分離部５６の下方には、第２遠心分離部５６である８つの旋回筒部５８の内、４つに分けた２つのペアの旋回筒部５８の下方に対向する逆三角形状の４つの傾斜部６８を有した塵埃移送部６６が設けられ、この塵埃移送部６６は、逆三角形状の４つの傾斜部６８が、互いに空間ａ６９をあけて配置され、各々逆三角形状の角部を内筒枠３４中央に向けて、また傾斜部６８自身の中心線に向けて下
方に傾斜し、さらに４つの傾斜部６８の中央には傾斜部６８に連通する筒部７０が１次フィルター３３側方向に形成され、この筒部７０は細塵溜め部５７まで連通させてつながるように形成されている。

４つの傾斜部６８の各々の中央上部には、傾斜部６８と対向する２つの旋回筒部５８を１つずつに区切るように配置された仕切りリブ７１が設けられており、隣接する旋回筒部５８に分離された細塵が吸込まれることを抑制し、第２遠心分離部５６で分離された細かい塵埃が、塵埃移送部６６の傾斜部６８に沿って滑り落ち細塵溜め部５７に移送され落下させることができる。

そのため、塵埃移送部６６は、下方に傾斜し互いに空間ａ６９をあけて配置した複数の傾斜部６８と、この複数の傾斜部６８と連通する筒部７０とから形成され、筒部７０が細塵溜め部５７に連通し、かつ複数の傾斜部６８の１つは、複数の旋回筒部５８の内の少なくとも２個以上と対向して位置することで、傾斜部６８は広い面を確保でき、傾斜部６８と筒部７０との連通部も広がるので、小型化のため筒部７０の径が小さくとも、第２遠心分離部５６で分離された塵埃が、傾斜部６８と筒部７０との連通部で詰まることなく、塵埃移送部６６に沿って細塵溜め部５７へ誘導されるため、第２遠心分離部５６は、第１遠心分離部４５の上側の周囲に配置する必要がなくなり、第２遠心分離部の径方向の大きさを小さくでき、第２遠心分離部５６の大きさが第１遠心分離部４５の大きさに左右されなくなる。これによりサイクロン式集塵装置８の小型化が可能となる。

そして、図５と図９に示すように、第２遠心分離部５６へ流入した空気は８つの流入口６５に分散して吸い込まれ、遠心分離部蓋６１に設けた螺旋状傾斜部６４に沿って、旋回筒部５８内に下降の旋回気流が発生するように旋回筒部５８の接線方向から流入し、さらに遠心分離により空気から細塵を分離され、分離された非常に細かい塵埃は塵埃移送部６６に沿って細塵溜め部５７へと運ばれ蓄積される。

尚、本実施の形態では、旋回部５９に設けた旋回筒部５８を８個設けた場合で説明したが、８個に限定されるものでなく、複数個設けてあれば同様な効果が得られるものである。

また、塵埃移送部６６の複数の傾斜部６８の１つは、第２遠心分離部５６の複数の旋回筒部５８の少なくとも２個以上と対向して配置するように説明したが、１つの傾斜部６８に対して１つの旋回筒部５８が対応する場合や、１つの傾斜部６８に対して３つ以上の旋回筒部５８が対応する場合でも、性能差による効果の大小は発生するものの同様な効果が得られるものである。

尚、サイクロン式集塵装置８では基本的にすべての塵埃を遠心分離して捕集することができるが、電動送風機７の起動時や運転終了時などの流入空気量が不安定な状態である場合に、サイクロン式集塵装置８で遠心分離しきれなかった塵埃を含んだ空気が一部、電動送風機７に吸い込まれるのを防止するためにフィルター部１５を設けている。またフィルター部１５の濾材をＨＥＰＡフィルターなどを採用することでより、より集塵捕集性能を高め、清浄な空気の排気を実現することができる。

以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、サイクロン式集塵装置の小型化が可能となるので、使い勝手を向上できるので、家庭用や業務用の電気掃除機等の用途にも適用できる。

１ 掃除機本体
２ 吸入口
３ ホース
４ 接続パイプ
５ 延長管
６ 吸込具
７ 電動送風機
８ サイクロン式集塵装置
９ 下枠体
１０ 上枠体
１１ キャスター
１２ 車輪
１３ 電動送風機ケース
１４ 吸引口
１５ フィルター部
１６ フィルターケース
１７ 集塵容器
１８ 上蓋
１９ 底蓋
２０ 排気口
２１ 側壁
２２ 把手部
２３ 把手部おさえ
２４ 飾り板
２５ 尾錠
２６ 吸気口
２７ お手入れブラシ
２８ ブラシ保持部
２９ ヒンジ部
３０ 係止部
３１ 底蓋パッキン
３２ 操作レバー
３３ １次フィルター
３４ 内筒枠
３５ 内筒開口部
３６ 内筒フィルター
３７ 傘状延出部
３８ 遮蔽部材
３９ スリット部
４０ 距離ａ
４１ 集塵通路
４２ 塵埃収納室
４３ 延出壁
４４ サイクロン空間
４５ 第１遠心分離部
４６ 略円筒状の壁
４７ 最内部塵埃蓄積空間
４８ 内部塵埃蓄積空間
４９ 外部塵埃蓄積空間
５０ 切り欠き
５１ リブＡ
５２ リブＢ
５３ リブＣ
５４ リブＤ
５５ 旋回流
５６ 第２遠心分離部
５７ 細塵溜め部
５８ 旋回筒部
５９ 旋回部
６０ 円筒部
６０ａ 排気口から遠くに位置する円筒部
６０ｂ 排気口の近くに位置する円筒部
６１ 遠心分離部蓋
６２ 分流穴
６３ 上部切欠き口
６４ 螺旋状傾斜部
６５ 流入口
６６ 塵埃移送部
６７ 遠心分離部収納部
６８ 傾斜部
６９ 空間ａ
７０ 筒部
７１ 仕切りリブ
７２ 整流ガイド
７３ 遠心分離部パッキン
７４ 細塵溜め部パッキン
７５ 中央底パッキン
７６ 整流リブ
７７ 塵埃移送部パッキン
７８ 傾斜天面
７９ 逆円錐形状の凸部
８０ 十字リブ
８１ 断面Ｌ字状壁面
８２ 細塵投入部
８３ 集塵容器パッキン
８４ フィルターパッキン
８５ 空間ｂ
８６ 遠心分離部つまみ部
８７ 位置決めリブ
８８ 凹部
８９ 収納規制リブ
９０ 係合リブ
１００ 電気掃除機

Claims (2)

1. 電動送風機を収容した掃除機本体と、
   前記掃除機本体に着脱可能に設けられ、前記電動送風機により吸引される含塵空気から塵埃を分離して捕集する集塵装置とを備え、
   前記集塵装置は、含塵空気中の塵埃を分離する第１遠心分離部と、
   前記第１遠心分離部に連通され前記第１遠心分離部の上方に位置し、前記第１遠心分離部を通過した含塵空気中の塵埃を分離する複数の旋回筒部を有した第２遠心分離部と、
   前記第１遠心分離部の内側下方に設けた細塵溜め部と、
   前記第２遠心分離部の下方に対向して位置すると共に、前記第２遠心分離部で分離された塵埃を前記細塵溜め部に落下させる塵埃移送部とを備え、
   前記塵埃移送部は、前記第１遠心分離部中央下方に向けて傾斜し互いに空間をあけて配置した複数の傾斜部と、この複数の傾斜部の中央に位置し、全ての傾斜部と連通する筒部とから形成され、前記筒部が前記細塵溜め部に連通し、かつ前記複数の傾斜部の１つは、前記第２遠心分離部の複数の旋回筒部の内の少なくとも２個以上と対向して位置することを特徴とした電気掃除機。
2. 前記傾斜部には、対向して位置する前記複数の旋回筒部を１つずつ仕切るように配置されたリブが備わっていることを特徴とした請求項１に記載の電気掃除機。

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