JP7135405B2 - 集塵装置および電気掃除機 - Google Patents

Description

この発明は、集塵装置および電気掃除機に関するものである。

従来、サイクロン式の集塵装置がある。サイクロン式の集塵装置が塵埃を捕集する性能は、内部での旋回力が大きくなることで高くなる。しかしながら、集塵装置の内部での旋回力を大きくした場合、圧損が増加して塵埃を吸引する力が弱くなってしまうという課題があった。このような課題に対し、特許文献１には、塵埃に電圧を印加して帯電させて帯電した塵埃をクーロン力によって壁面に付着させることで効率よく塵埃を捕集する集塵装置が記載されている。

特開２０１４-１８８３８６号公報

特許文献１に記載の集塵装置においては、使用者が捕集された塵埃を廃棄する際に、壁面に付着した塵埃が壁面に残ってしまうことがある。特許文献１に記載された集塵装置は、メンテナンス性が良好ではない。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、塵埃を捕集する性能が高く、且つ、メンテナンス性が良好である集塵装置を提供することである。また、本発明の目的は、上記の集塵装置を備えた電気掃除機を提供することである。

本発明に係る集塵装置は、含塵空気を旋回させて、含塵空気から塵埃を分離する旋回室と、旋回室を通過した塵埃の少なくとも一部を捕集する集塵部と、集塵部を摩擦して帯電させる摩擦部と、集塵部に捕集された塵埃を除去する除塵部と、摩擦部によって帯電させられた集塵部を除電する除電手段と、を備える。除電手段は、摩擦部と一体に形成され、集塵部を摩擦することによって当該集塵部を除電する。
また、本発明に係る集塵装置は、含塵空気を旋回させて、含塵空気から塵埃を分離する旋回室と、旋回室を通過した塵埃の少なくとも一部を捕集する集塵部と、集塵部を摩擦することによって、集塵部を帯電させて且つ集塵部に捕集された塵埃を除去する摩擦部と、摩擦部によって帯電させられた集塵部を除電する除電手段と、を備える。除電手段は、摩擦部と一体に形成され、集塵部を摩擦することによって当該集塵部を除電する。
また、本発明に係る電気掃除機は、上記の集塵装置と、旋回室の内部に気流を発生させる電動送風機と、を備える。

本発明によれば、塵埃を捕集する性能が高く、且つ、メンテナンス性が良好である集塵装置およびこの集塵装置を備えた電気掃除機が得られる。

実施の形態１の電気掃除機を示す斜視図である。 実施の形態１の集塵ユニットを示す斜視図である。 実施の形態１の集塵ユニットの上面図である。 図３におけるＡ－Ａ位置での集塵ユニットの断面図である。 図４におけるＢ－Ｂ位置での集塵ユニットの断面図である。 図４におけるＣ－Ｃ位置での集塵ユニットの断面図である。 図４におけるＤ－Ｄ位置での集塵ユニットの断面図である。 実施の形態１の集塵ユニットの第１の変形例を示すものである。 実施の形態１の集塵ユニットの第１の変形例を示すものである。 実施の形態１の集塵ユニットの第２の変形例を示す斜視図である。 実施の形態１の集塵ユニットの第２の変形例を示す上面図である。 図１１におけるＦ－Ｆ位置での集塵ユニットの断面図である。 図１２におけるＧ－Ｇ位置での集塵ユニットの断面図である。 図１２におけるＨ－Ｈ位置での集塵ユニットの断面図である。 実施の形態２の集塵ユニットを示す斜視図である。 実施の形態２の集塵ユニットの上面図である。 図１６におけるＩ－Ｉ位置での集塵ユニットの断面図である。 図１７におけるＪ－Ｊ位置での集塵ユニットの断面図である。 図１７におけるＫ－Ｋ位置での集塵ユニットの断面図である。 図１７におけるＬ－Ｌ位置での集塵ユニットの断面図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明を実施するための形態について説明する。各図における同一の符号は、同一の部分または相当する部分を示す。また、本開示では、重複する説明については、適宜に簡略化または省略する。なお、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において、以下の各実施の形態によって開示される構成のあらゆる変形およびあらゆる組み合わせを含み得るものである。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１の電気掃除機１を示す斜視図である。図１は、キャニスタータイプの電気掃除機１を一例として示している。まず、図１を参照し、実施の形態１の電気掃除機１の構成の概略を説明する。

図１に示すように、電気掃除機１は、例えば、吸込具２と、吸引パイプ３と、接続パイプ４と、吸引ホース５と、本体ユニット６と、を備えている。また、本体ユニット６には、集塵ユニット１０が着脱自在に設けられる。一例として、集塵ユニット１０は、本体ユニット６の前部に配置される。

本開示では、ごみ、塵、埃、毛髪、繊維等のように、清掃対象となるものをまとめて、「塵埃」と総称する。また、本開示では、上記の「塵埃」を含む空気を、「含塵空気」と称する。集塵ユニット１０は、含塵空気から塵埃を分離して、当該塵埃を捕集する集塵装置の一例である。集塵装置の一例である集塵ユニット１０によって塵埃が分離された空気を、以下では、「清浄空気」とも称する。

吸込具２は、含塵空気を吸い込むためのものである。吸込具２の下面には、含塵空気を吸い込むための開口が形成される。吸込具２には、吸引パイプ３の一端が接続される。吸引パイプ３は、例えば、直線状に伸びる円筒形状の部材である。吸込具２の下面に形成された開口は、吸込具２の内部を介して、吸引パイプ３の内部に通じている。なお、吸込具２は、一例として、吸引パイプ３に対して着脱可能に形成される。

吸引パイプ３の他端は、接続パイプ４の一端に接続される。接続パイプ４は、例えば、折れ曲がった円筒状の部材である。吸引パイプ３の内部は、接続パイプ４の内部に通じている。この接続パイプ４の他端は、吸引ホース５の一端に接続されている。吸引ホース５は、例えば、可撓性を有する蛇腹状の筒状の部材である。吸引ホース５の断面形状は、例えば、矩形状である。接続パイプ４の内部は、吸引ホース５の内部に通じている。

吸引ホース５の他端は、本体ユニット６の前面部に形成された本体吸引口７に接続される。本体吸引口７は、含塵空気を本体ユニット６へ流入させるためのものである。吸引ホース５の内部は、本体吸引口７を介して本体ユニット６の内部へ通じる。

上記したように、吸込具２は、吸引パイプ３、接続パイプ４および吸引ホース５によって、本体ユニット６に接続される。吸込具２、吸引パイプ３、接続パイプ４および吸引ホース５の内部には、吸込具２の下面に形成された開口から本体吸引口７に通じる風路が形成されている。

上記したように、本体ユニット６には、集塵装置の一例である集塵ユニット１０が設けられる。図２は、実施の形態１の集塵ユニット１０を示す斜視図である。図２に示すように、集塵ユニット１０の全体の概形は、円柱形状である。集塵ユニット１０には、ユニット流入口１１およびユニット流出口１２が形成されている。

ユニット流入口１１は、含塵空気を集塵ユニット１０の内部へ流入させるための開口である。ユニット流出口１２は、清浄空気を集塵ユニット１０の内部から外部へ流出させるための開口である。集塵ユニット１０の内部と外部とは、ユニット流入口１１を介して通じている。また、集塵ユニット１０の内部と外部とは、ユニット流出口１２を介して通じている。

本体ユニット６へ取り付けられた集塵ユニット１０のユニット流入口１１は、本体吸引口７に通じている。また、本体ユニット６には、図示しない排気口が形成されている。本体ユニット６の内部と外部とは、この排気口を介して通じている。そして、本体ユニット６の内部には、集塵ユニット１０のユニット流出口１２から上記の排気口へ至る排気風路が形成されている。すなわち、排気風路は、集塵ユニット１０から本体ユニット６の外部に至るように形成されている。

なお、接続パイプ４には、一例として、ハンドル８が設けられる。ハンドル８は、電気掃除機１の使用者によって把持される部材である。ハンドル８の前面には、操作スイッチ９が設けられている。使用者は、操作スイッチ９を操作することによって、電気掃除機１の運転を制御することができる。

また、本体ユニット６には、図示しない電動送風機が内蔵される。電動送風機は、電気掃除機１を構成する各部の内部に形成された風路に気流を発生させるための装置である。また、本体ユニット６には電動送風機に電力を供給するための電源コード、この電源コードが巻きつけられるコードリール部、電気掃除機１の動作を制御するための回路基板等が設けられている。電源コード、コードリール部および回路基板の図示は、本開示においては省略する。

ここで、上記のように構成された電気掃除機１の基本的な動作について、簡単に説明する。本体ユニット６に内蔵された電動送風機は、使用者による操作スイッチ９に対する操作に応じて、予め設定された動作を行う。電動送風機が動作することにより、電気掃除機１に形成された風路に気流が発生する。これにより、吸込具２の下面に形成された開口から、塵埃が空気と一緒に吸い込まれる。すなわち、吸込具２に含塵空気が吸い込まれる。

吸込具２の下面に形成された開口から吸引された含塵空気は、吸込具２、吸引パイプ３、接続パイプ４および吸引ホース５を順に経由して、本体吸引口７から本体ユニット６へ吸引される。本体吸引口７から本体ユニット６へ吸引された含塵空気は、ユニット流入口１１から集塵ユニット１０の内部へ流入する。集塵ユニット１０は、内部で含塵空気を旋回させ、遠心力によって塵埃を分離する。集塵ユニット１０は、サイクロン分離機能を有するサイクロン分離装置である。集塵ユニット１０は、分離した塵埃を捕集する。集塵ユニット１０は、捕集した塵埃を一時的に溜めておく。

本体ユニット６へ吸引された含塵空気は、集塵ユニット１０を経由することで、清浄空気と塵埃とに分離される。上記したように、塵埃は、集塵ユニット１０に捕集される。清浄空気は、ユニット流出口１２から流出する。ユニット流出口１２から流出した清浄空気は、本体ユニット６の内部に形成された排気風路へ流入する。排気風路へ流入した清浄空気は、本体ユニット６に形成された排気口から外部へ排出される。集塵装置の一例である集塵ユニット１０を備える電気掃除機１は、上記のようにして、含塵空気から塵埃を分離し、塵埃が取り除かれた清浄空気を排出する。

次に、図面を更に参照して、集塵装置の一例である集塵ユニット１０の構造および機能について、より詳細に説明する。図３は、実施の形態１の集塵ユニット１０の上面図である。図４は、図３におけるＡ－Ａ位置での集塵ユニットの断面図である。図５は、図４におけるＢ－Ｂ位置での集塵ユニットの断面図である。図６は、図４におけるＣ－Ｃ位置での集塵ユニットの断面図である。図７は、図４におけるＤ－Ｄ位置での集塵ユニットの断面図である。以下、図２から図７を参照して、実施の形態１の集塵ユニット１０について説明する。集塵ユニット１０に関する以下の説明においては、図４における紙面上の向きを基準にして、各方向を特定する。

本実施の形態の集塵ユニット１０は、旋回室２０、流入管１３および排出管１６を備えている。旋回室２０は、側壁に沿って含塵空気を旋回させるものである。旋回室２０は、含塵空気を旋回させることで、当該含塵空気から塵埃を分離する。流入管１３は、含塵空気を旋回室２０へ流入させるための部材である。排出管１６は、旋回室２０内の空気を当該旋回室２０の外に流出させるための部材である。

旋回室２０は、円筒部２０ａおよび円錐部２０ｂによって形成される。円筒部２０ａおよび円錐部２０ｂは、旋回室２０の側壁となる部材である。円筒部２０ａは、中空の円筒形状である。円筒部２０ａは、中心軸が上下方向を向くように配置される。円錐部２０ｂは、先端部が切り取られた中空の円錐形状である。円錐部２０ｂは、中心軸が上下方向を向くように配置される。本実施の形態において、円筒部２０ａの中心軸と円錐部２０ｂの中心軸とは、同一直線上に並ぶ。

円錐部２０ｂの上端部は、円筒部２０ａの下端部に接続される。円錐部２０ｂの径は、上端部から下方に向かうにしたがって小さくなる。円錐部２０ｂの下端部には、下方を向く開口が形成される。

円筒部２０ａの内側の空間と円錐部２０ｂの内側の空間とは、一続きの空間を形成する。本実施の形態では、この一続きの空間および当該空間を形成している部分を、旋回室２０とする。旋回室２０の上部は、円筒部２０ａによって形成される。旋回室２０の下部は、円錐部２０ｂによって形成される。旋回室２０の中心軸は、上下方向を向く。本実施の形態において、旋回室２０の側壁は、当該旋回室２０の中心軸に直交する断面形状が円形状である。

流入管１３の一端は、集塵ユニット１０の外部を向く。流入管１３の一端には、ユニット流入口１１が形成される。流入管１３の他端は、円筒部２０ａの上部に接続される。流入管１３の他端は、含塵空気が旋回室２０に当該旋回室２０の接線方向から流入するように、円筒部２０ａに接続される。流入管１３の軸は、例えば、円筒部２０ａの中心軸に対して直角をなす。流入管１３の他端、すなわち、円筒部２０ａの上部には、流入口１４が形成される。流入口１４は、ユニット流入口１１と流入管１３の内部とを通過した含塵空気を旋回室２０に取り込むための開口である。

排出管１６は、集塵ユニット１０の上面から当該集塵ユニット１０の内部の旋回室２０に突出するように設けられる。排出管１６の上端側は、ユニット流出口１２に通じている。排出管１６は、平面視において旋回室２０の中央に位置するように設けられる。

排出管１６の上部は、中空の円筒形状である。排出管１６の下部は、下方に向かうにしたがって径が小さくなる中空の円錐形状である。一例として、排出管１６の中心軸と円筒部２０ａの中心軸とは、同一直線上に並ぶ。

排出管１６の壁面には、排出口１５が形成される。旋回室２０の内部と排出管１６の内部とは、この排出口１５を介して通じている。排出口１５は、旋回室２０内の空気を当該旋回室２０の外に流出させるための開口である。旋回室２０の内部とユニット流出口１２とは、排出口１５および排出管１６の内部を介して連通している。排出口１５は、一例として、多数の微細な孔によって形成される。

旋回室２０の側壁には、一次開口２１が形成される。一次開口２１は、例えば、円筒部２０ａの下端部から円錐部２０ｂの上端部にかけて形成される。旋回室２０の周囲には、この一次開口２１を介して当該旋回室２０と通じる一次集塵室２２が形成される。また、上記したように、円錐部２０ｂの下端部には、下方を向く開口が形成される。円錐部２０ｂの下端部に形成されたこの開口を、本実施の形態では、二次開口２３とする。旋回室２０の下方には、この二次開口２３を介して当該旋回室２０と通じる二次集塵室２４が形成される。

一次集塵室２２および二次集塵室２４は、集塵室の一例である。集塵室とは、旋回室２０で分離された塵埃の少なくとも一部を捕集する空間である。一次集塵室２２には、ごみαが溜められる。二次集塵室２４には、ごみβが溜められる。ごみαは、例えば、繊維ごみおよび毛髪といった比較的嵩の大きな塵埃である。ごみβは、例えば、砂ごみおよび細かい繊維ごみといった比較的嵩の小さな塵埃である。一次集塵室２２は、第１の塵埃を捕集する第１集塵室の一例である。二次集塵室２４は、第１の塵埃に比べて小さい第２の塵埃を捕集する第２集塵室の一例である。

本実施の形態において、一次開口２１は、流入口１４より低い位置に形成される。一次開口２１は、流入口１４の下流側に形成される。一次開口２１は、二次開口２３よりも高い位置に形成される。一次開口２１は、二次開口２３の上流側に形成される。また、一例として、排出管１６の下端は、一次開口２１の下端より下方に配置される。

本実施の形態の集塵ユニット１０は、集塵容器４０を備えている。集塵容器４０は、上方が開口した有底の容器状の部材である。集塵容器４０は、塵埃を捕集して溜めておくための部材である。集塵容器４０は着脱自在に形成される。集塵室の一例である一次集塵室２２および二次集塵室２４は、この集塵容器４０の内側に形成される。

集塵容器４０は、底部４１および外壁部４２を備える。底部４１の全体形状は、例えば、円形状である。外壁部４２は、例えば、円筒形状である。外壁部４２は、底部４１の縁から直立するように設けられる。底部４１および外壁部４２により、上方が開口し且つ下方が閉じた筒状の集塵容器４０が形成される。外壁部４２の径は、円筒部２０ａの径より大きい。旋回室２０を形成する円筒部２０ａと円錐部２０ｂとは、集塵容器４０の内側に位置する。

また、旋回室２０を形成する円錐部２０ｂの外周面には、隔壁部３１の上端部が接続される。隔壁部３１は、円筒状の部材である。一例として、隔壁部３１の中心軸は、円錐部２０ｂの中心軸と一致する。本実施の形態において、隔壁部３１の径は、円筒部２０ａの径よりも小さい。円錐部２０ｂと隔壁部３１とは、円錐部２０ｂの下端が隔壁部３１の内側の空間に上方から挿入されるように配置される。

隔壁部３１は、集塵容器４０の外壁部４２の内側に配置される。集塵容器４０の内部には、旋回室２０とは別に、隔壁部３１によって区切られた２つの空間が形成される。この２つの空間のうち、旋回室２０および隔壁部３１の外側に形成された空間が、一次集塵室２２である。また、この２つの空間のうち、円錐部２０ｂの下方であって隔壁部３１の内側に形成された空間が、二次集塵室２４である。

二次集塵室２４は、隔壁部３１の内側に形成された空間のうち、円錐部２０ｂの内側に形成された空間を除く空間である。二次集塵室２４は、円錐部２０ｂの下方を覆うように形成される。二次集塵室２４は、円錐部２０ｂの下端部の周囲を取り囲むように形成される。本実施の形態において、隔壁部３１は、二次集塵室２４の側壁を形成している。

また、一次集塵室２２は、集塵容器４０の外壁部４２の内側に形成された空間のうち、旋回室２０および二次集塵室２４を除く空間である。旋回室２０の大部分の周囲は、一次集塵室２２によって取り囲まれる。また、一次集塵室２２は、二次集塵室２４の周囲も取り囲んでいる。

隔壁部３１、円筒部２０ａおよび円錐部２０ｂは、一次集塵室２２の内壁を形成する。外壁部４２は、一次集塵室２２の外壁を形成する。すなわち、隔壁部３１、円筒部２０ａ、円錐部２０ｂおよび外壁部４２は、一次集塵室２２を囲う壁面を成している。本実施の形態における隔壁部３１、円筒部２０ａ、円錐部２０ｂおよび外壁部４２は、集塵室を囲う壁面の一例である。

二次集塵室２４に流入したごみβの少なくとも一部は、当該二次集塵室２４の側壁である隔壁部３１の内面に、静電気によって捕集される。本実施の形態の隔壁部３１は、旋回室２０を通過した塵埃の少なくとも一部を捕集する集塵部の一例である。

また、集塵装置の一例である集塵ユニット１０は、集塵部の一例である隔壁部３１の内面を摩擦する摩擦体３０を備える。摩擦体３０は、隔壁部３１を摩擦して帯電させるものである。また、摩擦体３０は、隔壁部３１の内面を摩擦することで、この内面に捕集された塵埃を掻き落とすものでもある。本実施の形態における摩擦体３０は、集塵部を摩擦することによって当該集塵部を帯電させて且つ当該集塵部に捕集された塵埃を除去する摩擦除塵部の一例である。摩擦体３０は、隔壁部３１の内面に接触する位置に配置される。

摩擦体３０は、一例として、図示しない駆動部によって動く。駆動部は、電気的に動く装置である。なお、摩擦体３０は、使用者によって手動で動かされてもよい。本実施の形態において、摩擦体３０は、二次集塵室２４の中心軸を回転軸として回転する。摩擦体３０は、集塵部の一例である隔壁部３１に沿って回転する。摩擦体３０は、円筒状の隔壁部３１の周方向に沿って動く。

集塵部の一例である隔壁部３１は、例えば、導電性が低い材料によって形成される。隔壁部３１は、例えば、摩擦体３０によって摩擦されると負に帯電する材料で形成される。摩擦体３０によって摩擦されると負に帯電して且つ導電性が低い材料は、例えば、ポリプロピレン等である。一般的に、塵埃の多くには正に帯電している。隔壁部３１は、負に帯電することで、正に帯電した塵埃を効率的に捕集することができる。

なお、塵埃には、負に帯電しているものもある。隔壁部３１は、摩擦体３０によって摩擦されると正に帯電するように構成されていてもよい。また、隔壁部３１は、全体ではなく一部のみが、摩擦体３０によって摩擦されると帯電するように構成されてもよい。すなわち、隔壁部３１の一部が集塵部の一例であってもよい。

次に、上記のように構成された集塵ユニット１０の機能について、より具体的に説明する。本体ユニット６に内蔵された電動送風機が動作を開始すると、上記したように、吸込具２に含塵空気が吸い込まれる。吸込具２に吸い込まれた含塵空気は、吸引パイプ３、接続パイプ４、吸引ホース５、本体吸引口７を通過して、ユニット流入口１１から集塵ユニット１０の内部へ流入する。

ユニット流入口１１から流入した含塵空気は、円筒部２０ａの内周面、すなわち旋回室２０の側壁に沿うようにして、旋回室２０へ流入する。含塵空気は、旋回室２０に、当該旋回室２０の接線方向から流入する。

旋回室２０に流入した含塵空気は、旋回室２０を形成する側壁に沿って旋回する。本実施の形態において含塵空気は、円筒部２０ａの内周面に沿って旋回する。含塵空気は、旋回室２０内で旋回気流を形成する。旋回室２０内の旋回気流は、中心軸近傍の強制渦領域と外側の自由渦領域とを形成しながら、下向きに流れていく。

旋回室２０内の旋回気流に含まれる塵埃には、遠心力が作用する。例えば、比較的嵩の大きなごみαは、遠心力によって円筒部２０ａの内周面に押し付けられながら旋回室２０内を落下する。ごみαは、一次開口２１の高さに達すると、旋回気流から離れて当該一次開口２１を通過する。ごみαは、一次開口２１を通過して一次集塵室２２に送られる。

一次開口２１から一次集塵室２２に進入したごみαは、旋回室２０内での気流の旋回方向と同じ方向に移動しながら、一次集塵室２２内を落下する。ごみαは，一次集塵室２２の最下部に達して、捕集される。なお、ごみαの一部は、一次集塵室２２を囲う壁面を成す隔壁部３１、円筒部２０ａ、円錐部２０ｂおよび外壁部４２等に、静電気等によって捕集されることもある。

一次開口２１から一次集塵室２２に流入しなかった塵埃は、旋回室２０内の気流に乗って旋回しながら下方に移動する。一次集塵室２２に進入しなかった比較的嵩の小さなごみβは、二次開口２３を通過する。二次開口２３を通過したごみβは、二次集塵室２４内に流入して捕集される。

また、二次集塵室２４内に流入したごみβの少なくとも一部は、集塵部の一例である隔壁部３１に、静電気によって付着して捕集される。集塵部の一例である隔壁部３１は、例えば、本体ユニット６に内蔵された電動送風機が動作を開始する前に、予め摩擦体３０によって摩擦される。これにより、隔壁部３１は、予め帯電した状態となる。本実施の形態においては、帯電した隔壁部３１によって、ごみβが効率よく捕集される。

旋回室２０内の旋回気流は、旋回室２０の最下部に達すると、進行方向を上向きに変える。進行方向を上向きに変えた旋回気流は、旋回室２０の中心軸に沿って上昇する。この上昇気流を形成する空気からは、ごみαおよびごみβが除去されている。ごみαおよびごみβが除去された清浄空気は、排出口１５から旋回室２０の外へ排出される。排出口１５を通過した清浄空気は、排出管１６およびユニット流出口１２を通過して、本体ユニット６の内部の排気風路へ送られる。排気風路へ流入した清浄空気は、本体ユニット６に形成された排気口から外部へ排出される。

上記のようにして、電動送風機が動作することにより、ごみαが一次集塵室２２に溜まる。また、ごみβが二次集塵室２４に溜まる。本実施の形態において、摩擦体３０は、電動送風機が動作を終了した後に再び動作する。これにより、隔壁部３１に付着したごみβが掻き落とされる。掻き落とされたごみβは、二次集塵室２４の底部に溜められる。摩擦体３０によってごみβが除去された後、使用者は、集塵ユニット１０を本体ユニット６から取り外し、さらに集塵容器４０を取り外すことによって、一次集塵室２２および二次集塵室２４に溜まった塵埃を廃棄することができる。

上記したように、本実施の形態の集塵ユニット１０、摩擦部の一例である摩擦体３０を備えている。集塵部の一例である隔壁部３１は、摩擦体３０に摩擦されることで帯電する。帯電した隔壁部３１には、静電気によって塵埃が付着する。本実施の形態において塵埃は、隔壁部３１によって効率よく捕集される。また、帯電した隔壁部３１に静電気によって付着した塵埃は、旋回室２０に戻ることがない。このように、本実施によれば、塵埃を捕集する性能が高い集塵ユニット１０およびこの集塵ユニット１０を備えた電気掃除機が得られる。

摩擦体３０は、使用者が塵埃を廃棄する前に、隔壁部３１に付着したごみβを除去する。本実施の形態であれば、使用者が塵埃を廃棄する際に、集塵部の一例である隔壁部３１に付着した塵埃が剥がれずに残ってしまうことが防止される。このように、本実施によれば、メンテナンス性が良好である集塵ユニット１０およびこの集塵ユニット１０を備えた電気掃除機が得られる。

なお、摩擦体３０が動作するタイミングは本例に限られない。例えば、摩擦体３０は、電動送風機と同時に動作を開始してもよい。また、摩擦体３０は、電動送風機が動作している間は動作し続けても良い。これにより、隔壁部３１に付着した塵埃の除去と当該隔壁部３１の帯電とが継続して行われる。摩擦体３０が継続して動作することにより、隔壁部３１は帯電した状態で長時間保持され、当該隔壁部３１はより効率よく塵埃を捕集することができる。

また、隔壁部３１に付着したごみβは、摩擦体３０によってまとめて掻き落とされることで、凝集された塊となって二次集塵室２４の底部に溜まる。凝集された塊となって二次集塵室２４の底部に溜められたごみβは、電動送風機が動作している間に旋回室２０に戻ることがない。

また、摩擦体３０は、例えば、絶縁体よりも導電性の高い材料、換言すると導電性を有する材料で形成されてもよい。特に、摩擦体３０は、電気抵抗率が小さく且つ導電性の高い材料で形成されるとよりよい。電気抵抗率が小さく且つ導電性を有する高い材料には、例えば、カーボン材を含有した樹脂材料および金属等の、体積抵抗率が１（Ω・ｍ）未満のものが該当する。

導電性を有する材料で形成された摩擦体３０は、導線等を介して、静電容量および容積が大きい導電部材または当該摩擦体３０を接地する電源等に電気的に接続される。これにより、隔壁部３１を摩擦することで摩擦体３０に溜まった電荷が外部に放出される。上記の導電部材および電源等は、電荷を摩擦体３０から放出するための電荷放出手段の一例である。

隔壁部３１を摩擦することで摩擦体３０に溜まった電荷が外部に放出されることで、当該摩擦体３０の帯電が防止される。これにより、摩擦体３０は、再び隔壁部３１を摩擦する際、当該隔壁部３１を効率よく帯電させることができる。また、摩擦体３０の帯電が防止されることで、当該摩擦体３０へのごみの付着が抑制される。これにより、摩擦体３０は、隔壁部３１の帯電および隔壁部３１に付着した塵埃の除去を効率よく行うことができる。

また、摩擦体３０は、軟質材料によって形成されるとなおよい。軟質材料によって形成された摩擦体３０は、集塵部の一例である隔壁部３１の表面に追従するように変形しながら動く。これにより、隔壁部３１に付着した塵埃のより多くが掻き落とされる。

また、集塵装置の一例である集塵ユニット１０は、摩擦部の一例である摩擦体３０によって帯電させられた集塵部の一例である隔壁部３１を除電する除電手段を備えていてもよい。集塵部の一例である隔壁部３１が除電されることにより、当該隔壁部３１に付着した塵埃が剥がれやすくなる。

除電手段は、例えば、隔壁部３１に対して電荷を放出する除電装置によって構成される。この除電装置は、隔壁部３１が摩擦体３０によって摩擦されることで帯びる電荷と逆の極性の電荷を放出する装置である。除電装置は、例えば、二次集塵室２４内に電荷を放出する。除電装置は、例えば、摩擦体３０が隔壁部３１に付着した塵埃を掻き落とす際に電荷を放出する。除電装置は、例えば、負に帯電した隔壁部３１に塵埃が付着した場合には、摩擦体３０が動作すると共に、正の電荷を二次集塵室２４内に放出する。

また、除電手段は、上記の除電装置のように電荷を放出する装置によって構成されるものに限られない。除電手段は、摩擦部の一例である摩擦体３０と一体に形成されてもよい。例えば、摩擦体３０は、隔壁部３１を除電させる第１材料と隔壁部３１を帯電させる第２材料との２種類以上の材料によって形成されてもよい。この２種類以上の材料によって形成された摩擦体３０のうち、第１材料によって形成されている部分は、除電手段を構成する。

例えば、摩擦体３０の移動方向の前方部分は、摩擦により隔壁部３１を除電する材料第１材料で形成される。また、摩擦体３０の移動方向の後方部分は、摩擦により隔壁部３１を帯電する第２材料で形成される。これにより、摩擦体３０の移動時には、まず第１材料で形成された部分が隔壁部３１を除電してごみを掻き落とす。その後、第２材料で形成された部分が隔壁部３１を帯電させる。第１材料には、例えば、カーボン材を含有した樹脂材料等が該当する。除電手段を摩擦部の一例である摩擦体３０と一体に形成することで、集塵ユニット１０の構成がより簡素になり、集塵ユニット１０のメンテナンス性が向上する。

また、上記の実施の形態では、摩擦部の一例である摩擦体３０が、隔壁部３１の帯電と塵埃の除去との両方を行う。１つの部品での帯電と除塵とを行うように集塵ユニット１０が構成されることで、集塵ユニット１０のメンテナンス性が向上する。また、摩擦体３０は、隔壁部３１を帯電させる際に、隔壁部３１と逆の極性、すなわち、帯電列において塵埃と同じ側の極性に帯電する。このため、摩擦体３０には、塵埃が付着しにくくなる。

なお、集塵ユニット１０は、塵埃を除去する除塵部を、摩擦体３０とは別に備えていてもよい。すなわち、集塵部を帯電させる摩擦部と、集塵部に捕集された塵埃を除去する除塵部とがそれぞれ別に設けられてもよい。集塵部に捕集された塵埃を除去する除塵部は、摩擦体３０のように集塵部を擦るものでもよいし、集塵部を除電することで塵埃を除去するものであってもよい。また、摩擦部と除塵部とがそれぞれ別に設けられている場合、当該摩擦部は、例えば、集塵室の外部に設けられていてもよい。

ここで、実施の形態１の変形例について、図面を参照して説明する。図８および図９は、実施の形態１の集塵ユニット１０の第１の変形例を示すものである。図８は、図４に対応する図であり、図３におけるＡ－Ａ位置での断面図である。また、図９は、図８におけるＥ－Ｅ位置での断面図である。図８および図９に示すように、摩擦体３０は、例えば、二次集塵室２４の壁面の形状に合わせた環状に形成されてもよい。摩擦体３０は、上下に動作するように構成されてもよい。

また、図１０から図１４は、実施の形態１の集塵ユニット１０の第２の変形例を示すものである。図１０は、実施の形態１の集塵ユニット１０の第２の変形例を示す斜視図である。図１１は、実施の形態１の集塵ユニット１０の第２の変形例を示す上面図である。図１２は、図１１におけるＦ－Ｆ位置での集塵ユニット１０の断面図である。図１３は、図１２におけるＧ－Ｇ位置での集塵ユニット１０の断面図である。図１４は、図１２におけるＨ－Ｈ位置での集塵ユニット１０の断面図である。第２の変形例において、集塵ユニット１０は、旋回室２０、一次集塵室２２、流入管１３、排出管１６および集塵容器４０を備えている。

この第２の変形例において、旋回室２０は円筒形状を呈している。円筒形状の旋回室２０の内壁は、排出管１６によって形成される。また、円筒形状の旋回室２０の外壁は、集塵容器４０の外壁部４２によって形成されている。

円筒形状の旋回室２０の下方には、当該旋回室２０と連通する一次集塵室２２が形成される。第２の変形例においては、ごみαとごみβとの両方が一次集塵室２２に捕集される。そして、この一次集塵室２２を囲う壁面は、集塵容器４０の外壁部４２によって形成されている。

排出管１６の下端部には、隔壁部３１が設けられる。第２の変形例において隔壁部３１は、集塵容器４０内の下方の空間を、旋回室２０と一次集塵室２２とに区画する。

第２の変形例においては、一次集塵室２２の側壁、すなわち外壁部４２が集塵部となる。第２の変形例において、摩擦体３０は、外壁部４２と接触するように設けられる。集塵部の一例である外壁部４２は、例えば、導電性が低い材料によって形成される。外壁部４２は、例えば、摩擦体３０によって摩擦されると負に帯電する材料で形成される。第２の変形例において、摩擦体３０は、一次集塵室２２の側壁である外壁部４２を摩擦して帯電させる。また、摩擦体３０は、外壁部４２を摩擦することで、当該外壁部４２に付着した塵埃を掻き落とす。

第２の変形例に示したように、また、集塵装置の一例である集塵ユニット１０が備える集塵室は、一次集塵室２２および二次集塵室２４の一方のみであってもよい。集塵ユニット１０は、ごみαおよびごみβを同一の空間に溜めるものであってもよい。

旋回室を通過した塵埃の少なくとも一部を捕集する集塵部は二次集塵室２４の壁面を成す隔壁部３１以外の部位であってもよい。集塵部は、第２の変形例のように、一次集塵室２２の壁面を成す外壁部４２であってもよい。また、集塵部は、例えば、円筒部２０ａ、および円錐部２０ｂ等、集塵室を囲う壁面の任意の部位でもよい。また、集塵部は、底部４１等の集塵室の底面を成す部材であってもよいし、集塵室内に別途設けられた部材であってもよい。摩擦部の一例である摩擦体３０は、任意の集塵部を摩擦するように構成されていればよい。

また、電気掃除機１は、キャニスタータイプのものに限られない。電気掃除機１は、例えば、コードレスタイプのもの、スティックタイプのものまたは自立運転型のもの等であってもよい。また、集塵装置の一例である集塵ユニット１０は、電気掃除機１以外の装置にも適用可能である。

実施の形態２．
次に、実施の形態２について説明する。図１５から図２０は、実施の形態２の集塵ユニット１０ａを示すものである。実施の形態１と同一または相当する部分については、同じ符号を付し、説明を簡略化または省略する。本実施の形態の集塵ユニット１０ａは、実施の形態１の集塵ユニット１０と同様、サイクロン分離機能を有するサイクロン分離装置である。集塵ユニット１０ａは、集塵装置の一例であり、例えば、電気掃除機１に備えられる。

図１５は、実施の形態２の集塵ユニット１０ａを示す斜視図である。図１６は、実施の形態２の集塵ユニット１０ａの上面図である。図１７は、図１６におけるＩ－Ｉ位置での集塵ユニット１０ａの断面図である。図１８は、図１７におけるＪ－Ｊ位置での集塵ユニット１０ａの断面図である。図１９は、図１７におけるＫ－Ｋ位置での集塵ユニット１０ａの断面図である。図２０は、図１７におけるＬ－Ｌ位置での集塵ユニット１０ａの断面図である。以下、図１５から図２０を参照して、実施の形態２の集塵ユニット１０ａについて説明する。

集塵ユニット１０ａは、実施の形態１の集塵ユニット１０と同様、流入管１３および旋回室２０を備える。流入管１３は、実施の形態１と同様、含塵空気が旋回室２０に当該旋回室２０の接線方向から流入するように設けられる。流入管１３には、ユニット流入口１１が形成される。

また、集塵ユニット１０ａは、旋回室２０内の空気を当該旋回室２０の外に流出させるための排出管１６を備える。本実施の形態において、旋回室２０は、円筒形状を呈している。排出管１６は、旋回室２０の中央分に設けられる。一例として、排出管１６の中心軸は、旋回室２０の中心軸に一致する。排出管１６の上流側の端部には、旋回室２０に向く開口である排出口１５が形成される。排出管１６の下流側の端部は、旋回室２０の外側に向けて開口している。

本実施の形態において、集塵ユニット１０ａは、比較的嵩の大きなごみαを捕集する一次集塵室２２を備える。旋回室２０の側壁には、一次開口２１が形成されている。旋回室２０は、一次開口２１を介して一次集塵室２２に連通する。

本実施の形態では、旋回室２０および排出管１６の下流側に、比較的嵩の小さなごみβが捕集される二次集塵室２４が形成される。排出管１６の下流側の端部は、この二次集塵室２４に向けて開口している。

本実施の形態において、二次集塵室２４には、集塵体３２が配置される。すなわち、集塵体３２は、旋回室２０の下流側に設けられる。集塵体３２は、旋回室２０を通過した含塵空気に含まれる塵埃を補修する集塵部の一例である。

集塵体３２は、例えば、複数の微細孔が形成されたフィルター状の部材である。集塵体３２は、例えば、円板形状である。円板形状の集塵体３２は、二次集塵室２４に気流が流入する方向に対して垂直に配置される。また、二次集塵室２４には、集塵体３２と接触するように配置された摩擦体３０が設けられる。

本実施の形態において、集塵体３２は、回転駆動部３３によって回転する。摩擦体３０は、集塵体３２が回転することによって、当該集塵体３２を摩擦する。なお、実施の形態１のように、摩擦体３０が回転してもよい。

二次集塵室２４の下流側の端部には，ユニット流出口１２が形成される。ユニット流出口１２は、実施の形態１と同様、清浄空気を集塵ユニット１０ａの外部に排出するための開口である。

上記のように構成された実施の形態２の集塵ユニット１０ａの機能について説明する。実施の形態１と同様、含塵空気は、ユニット流入口１１から集塵ユニット１０ａの内部へ流入する。ユニット流入口１１から流入した含塵空気は、旋回室２０の側壁に沿うようにして、旋回室２０へ流入する。含塵空気は、旋回室２０に、当該旋回室２０の接線方向から流入する。

旋回室２０に流入した含塵空気は、旋回室２０を形成する側壁に沿って旋回して旋回気流を形成する。旋回室２０内の旋回気流に含まれる塵埃には、遠心力が作用する。例えば、比較的嵩の大きなごみαは、遠心力によって一次開口２１を通過して一次集塵室２２に送られる。ごみαは、一次集塵室２２内を落下して捕集される。

一次開口２１から一次集塵室２２に流入しなかった比較的嵩の小さなごみβは、排出口１５および排出管１６を通過して二次集塵室２４に流入する。二次集塵室２４に流入したごみβの少なくとも一部は、集塵部の一例である集塵体３２に付着して捕集される。

集塵部の一例である集塵体３２は、回転動作を行い、摩擦体３０によって摩擦される。これにより、集塵体３２は、帯電した状態となる。二次集塵室２４に流入したごみβは、円板形状の集塵体３２に対して垂直に衝突する。集塵体３２に衝突したごみβは、帯電した当該集塵体３２に、静電気によって捕集される。

また、集塵体３２が回転することで、当該集塵体３２に捕集されたごみは、摩擦体３０によって掻き落とされる。摩擦体３０によって掻き落とされたごみβは、二次集塵室２４の底部に落下し、当該二次集塵室２４内に溜められる。集塵体３２を通過した清浄空気は、ユニット流出口１２を通過して、集塵ユニット１０ａの外部に排出される。

上記した実施の形態２の構成によれば、実施の形態１と同様に、塵埃を捕集する性能が高く且つメンテナンス性が良好である集塵ユニット１０ａが得られる。また、実施の形態２において、ごみβは、摩擦体３０によって帯電させられた集塵体３２に、静電気の力で捕集される。実施の形態２であれば、旋回力によってごみβを分離する場合に比べて、集塵ユニット１０ａの内部の圧損を低減することができる。

なお、上記の各実施の形態では各部材の形状について言及したが、これらは文字通りの完全な形状を意味するものではない。例えば、円形状の部材は、完全な円形の部材でなくても良い。円筒形状の部材は、完全な円筒形の部材でなくても良い。例えば、円筒形状の部材の表面には、他の部材との接続等のための凹凸が含まれていても良い。また、各部材の表面の一部は、他の部材との接続等のために平坦に形成されていても良い。

１ 電気掃除機、 ２ 吸込具、 ３ 吸引パイプ、 ４ 接続パイプ、 ５ 吸引ホース、 ６ 本体ユニット、 ７ 本体吸引口、 ８ ハンドル、 ９ 操作スイッチ、 １０ 集塵ユニット、 １０ａ 集塵ユニット、 １１ ユニット流入口、 １２ ユニット流出口、 １３ 流入管、 １４ 流入口、 １５ 排出口、 １６ 排出管、 ２０ 旋回室、 ２０ａ 円筒部、 ２０ｂ 円錐部、 ２１ 一次開口、 ２２ 一次集塵室、２３ 二次開口、 ２４ 二次集塵室、 ３０ 摩擦体、 ３１ 隔壁部、 ３２ 集塵体、 ３３ 回転駆動部、 ４０ 集塵容器、 ４１ 底部、 ４２ 外壁部

Claims (9)

1. 含塵空気を旋回させて、含塵空気から塵埃を分離する旋回室と、
   前記旋回室を通過した塵埃の少なくとも一部を捕集する集塵部と、
   前記集塵部を摩擦して帯電させる摩擦部と、
   前記集塵部に捕集された塵埃を除去する除塵部と、
   前記摩擦部によって帯電させられた集塵部を除電する除電手段と、
   を備え、
   前記除電手段は、前記摩擦部と一体に形成され、前記集塵部を摩擦することによって当該集塵部を除電する集塵装置。
2. 含塵空気を旋回させて、含塵空気から塵埃を分離する旋回室と、
   前記旋回室を通過した塵埃の少なくとも一部を捕集する集塵部と、
   前記集塵部を摩擦することによって、前記集塵部を帯電させて且つ前記集塵部に捕集された塵埃を除去する摩擦部と、
   前記摩擦部によって帯電させられた集塵部を除電する除電手段と、
   を備え、
   前記除電手段は、前記摩擦部と一体に形成され、前記集塵部を摩擦することによって当該集塵部を除電する集塵装置。
3. 前記摩擦部は、導電性を有する材料で形成され、
   前記摩擦部には、電荷を当該摩擦部から放出するための電荷放出手段が電気的に接続されている請求項１または請求項２に記載の集塵装置。
4. 前記除塵部は、軟質材料によって形成されている、請求項１に記載の集塵装置。
5. 前記摩擦部は、軟質材料によって形成されている、請求項２に記載の集塵装置。
6. 前記集塵部は、前記旋回室と連通して前記旋回室で分離された塵埃の少なくとも一部を捕集する空間である集塵室を囲う壁面である請求項１から請求項５の何れか１項に記載の集塵装置。
7. 前記集塵室には、第１の塵埃を捕集する第１集塵室と前記第１の塵埃に比べて小さい第２の塵埃を捕集する第２集塵室とが含まれ、
   前記集塵部は、前記第２集塵室を囲う壁面である請求項６に記載の集塵装置。
8. 前記集塵部は、前記旋回室の下流側に設けられ、前記旋回室を通過した含塵空気に含まれる塵埃を捕集する請求項１から請求項５の何れか１項に記載の集塵装置。
9. 請求項１から請求項８の何れか１項に記載の集塵装置と、
   前記旋回室の内部に気流を発生させる電動送風機と、
   を備える電気掃除機。

Images