WO2013015063A1

WO2013015063A1 - サイクロン分離装置およびこれを備える電気掃除機

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Publication number: WO2013015063A1
Application number: PCT/JP2012/066364
Authority: WO
Inventors: 健次児玉
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2011-07-28
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2013-01-31
Anticipated expiration: 2014-01-28
Also published as: CN202821203U; JP2013027552A; JP5107452B1

Abstract

　サイクロン分離装置（１０１）は、捕集容器（１１）と、底蓋（１６）と、回転可能な圧縮部材（２３）と、圧縮部材（２３）の上側に配置されたフィルタとを備える。空気流入口（７ａ）から吸い込まれた空気は、内周面（１１ｒ）に沿って旋回した後、上記フィルタを経て排気される。圧縮部材（２３）は、底蓋（１６）から離隔して配置される円板部（２３ｄ）と、円板部（２３ｄ）から底蓋（１６）に向かって延在する回転軸部（２３ｂ）と、圧縮部材（２３）の外周面に設けられた螺旋状突出部（２３ａ）とを備える。回転軸部（２３ｂ）は、底蓋（１６）から離隔して位置する第１部分（２３１）と、より小さな径の第２部分（２３２）とを有する。螺旋状突出部（２３ａ）は、第１部分（２３１）の外周面に配置されている。

Description

サイクロン分離装置およびこれを備える電気掃除機

　本発明は、サイクロン分離装置およびこれを備える電気掃除機に関するものである。

　従来から、電気掃除機に用いられるための数多くのサイクロン分離装置ないし集塵装置が提案されている。たとえば特開２０１０－１１９６２３号公報（特許文献１）、特開２０１０－２５２９９８号公報（特許文献２）、実願昭５３－１５２３９６号（実開昭５５－６８５５３）のマイクロフィルム（特許文献３）に記載されたものがある。

　特許文献１に記載されたサイクロン分離装置は、略円筒状の内周面を有する捕集容器を備え、捕集容器内に回転可能な圧縮部材を備えている。このサイクロン分離装置では、除塵動作としてモータにより圧縮部材が回転する。１回の除塵動作として数秒間にわたって圧縮部材が回転する。圧縮部材が回転すれば、捕集容器内に溜まったゴミは螺旋状曲面によって下方へと誘導され、捕集容器の底部に圧縮される。

　特許文献２に記載された電気掃除機のサイクロン集塵室においては、サイクロン分離筒テーパ部の途中に笠部が設けられているが、溜まったゴミを圧縮する構造ではない。特許文献２に示された構成では、集塵室の下端に底蓋が設けられている。溜まったゴミを捨てる際に、底蓋を開放する。底蓋を開放することによって、集塵室内のゴミは、重力に従い自然落下する。この構成では、ゴミを圧縮しないので、予定位置より上にゴミがひっかかって残り、そのまま高い位置でゴミが溜まることもありうる。

　特許文献３に記載された集塵装置では、円筒状の本体内に大きな空間があり、そのため、溜まっているゴミが少量の場合には、ゴミが本体内で暴れて舞い上がることとなる。

特開２０１０－１１９６２３号公報特開２０１０－２５２９９８号公報実願昭５３－１５２３９６号（実開昭５５－６８５５３）のマイクロフィルム

　特許文献１に記載されたサイクロン分離装置においては、圧縮部材の下部は回転軸部と称する一定直径の円柱状の部材となっている。回転軸部の下端は捕集容器の下端に当接している。特許文献１の構成では、圧縮部材によってゴミを圧縮するので、ゴミが集積される位置が一定となり、捕集容器内でゴミが暴れることも避けられる。しかし、圧縮されたゴミには膨張しようとする力が働くので、捕集容器の内周面に対してゴミが押し付けられた状態となりうる。

　特許文献１の構成において、特許文献２に記載されているように、下側の底蓋を開放してゴミを自然落下させる方式を採用しようとした場合、ゴミは捕集容器内で圧縮されているので、たとえ捕集容器の底蓋を開放しても、ゴミが捕集容器の内周面と回転軸部との間に挟まって落ちにくくなる場合があった。

　そこで、本発明は、捕集容器内でゴミを圧縮し、なおかつ、底蓋開放の際にゴミが円滑に捨てられるサイクロン分離装置および電気掃除機を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明に基づくサイクロン分離装置は、略円筒状の内周面を有し、底部が開口し、外壁の途中に上記内周面に至るように貫通した空気流入口を有する捕集容器と、上記底部を塞ぐ開閉自在な底蓋と、上記捕集容器の内部に配置され、上記捕集容器の上記内周面の中心軸を中心として回転可能な圧縮部材と、上記圧縮部材の上側において上記捕集容器の中心部に配置されたフィルタとを備える。このサイクロン分離装置は、上記空気流入口から吸い込まれた空気を上記捕集容器の上記内周面に沿って旋回させた後、上記フィルタを経て排気することにより、上記空気に含まれる第１サイズの捕集対象物を上記捕集容器の底部で捕集すると共に、上記第１サイズより小さい第２サイズの捕集対象物を上記フィルタにおいて捕集するサイクロン分離装置である。上記圧縮部材は、上記底蓋から離隔して配置される円板部と、上記円板部から上記中心軸に沿って上記底蓋に向かって延在する回転軸部と、上記圧縮部材の外周面に巻きつくように設けられた螺旋状突出部とを備える。上記回転軸部は、上記底蓋から離隔して位置する第１部分と、上記第１部分よりも上記底蓋寄りにあって上記第１部分より小さな径の第２部分とを有する。上記螺旋状突出部は、上記第１部分の外周面に配置されている。

　本発明によれば、ゴミが捕集容器の内周面と回転軸部との間に挟まって落ちにくくなる確率を低減することができるので、捕集容器内でゴミを圧縮し、なおかつ、底蓋開放の際にゴミが円滑に捨てられるサイクロン分離装置を提供することができる。

本発明に基づく実施の形態１におけるサイクロン分離装置が内蔵される電気掃除機の模式図であり、実施の形態２における電気掃除機の模式図でもある。本発明に基づく実施の形態１におけるサイクロン分離装置の断面図である。本発明に基づく実施の形態１におけるサイクロン分離装置の下部の分解図である。本発明に基づく実施の形態１におけるサイクロン分離装置に含まれる内筒の、フィルタが付いている状態の側面図である。本発明に基づく実施の形態１におけるサイクロン分離装置に含まれる圧縮部材の斜視図である。本発明に基づく実施の形態１におけるサイクロン分離装置の、底蓋を開放した状態の断面図である。本発明に基づく実施の形態１におけるサイクロン分離装置に含まれる圧縮部材の第１の変形例の側面図である。本発明に基づく実施の形態１におけるサイクロン分離装置に含まれる圧縮部材の第２の変形例の側面図である。本発明に基づく実施の形態１におけるサイクロン分離装置に含まれる圧縮部材の第３の変形例の側面図である。本発明に基づく実施の形態１におけるサイクロン分離装置に含まれる圧縮部材の第４の変形例の側面図である。本発明に基づく実施の形態１におけるサイクロン分離装置に含まれる圧縮部材の第５の変形例の側面図である。

　（実施の形態１）
　図１～図６を参照して、本発明に基づく実施の形態１におけるサイクロン分離装置１０１について説明する。サイクロン分離装置１０１は、たとえば図１に示す電気掃除機２０１に用いられるものである。電気掃除機２０１は、掃除機本体１と、吸気口部２と、接続管３と、接続ホース４と、操作ハンドル５とを備えている。サイクロン分離装置１０１は掃除機本体１に取り付けられている。サイクロン分離装置１０１は把持部６を備えている。ユーザが把持部６をつかんで持ち上げることによって、サイクロン分離装置１０１は掃除機本体１から取り出される。取り出されたサイクロン分離装置１０１の断面図を図２に示す。サイクロン分離装置１０１は、掃除機本体１の外装の一部をなす上外装部１０と、上部フィルタユニット１３と、捕集容器１１と、内筒１２と、圧縮部材２３と、気流接続部７と、除塵駆動部１５と、底蓋１６とを備える。サイクロン分離装置１０１の下部の主要部を分解したところを図３に示す。図２、図３では、内筒１２の構造を示すために、内筒１２の外周面に取り付けられているメッシュ状のフィルタを取り外した状態を表示している。本来は、図４に示すように内筒１２の外周面にはメッシュ状のフィルタ１２ｆが取り付けられている。

　本実施の形態におけるサイクロン分離装置１０１は、略円筒状の内周面１１ｒを有し、底部１１ｂが開口し、外壁の途中に内周面１１ｒに至るように貫通した空気流入口７ａを有する捕集容器１１と、底部１１ｂを塞ぐ開閉自在な底蓋１６と、捕集容器１１の内部に配置され、捕集容器１１の内周面１１ｒの中心軸１１ｃを中心として回転可能な圧縮部材２３と、圧縮部材２３の上側において前記捕集容器の中心部に配置されたフィルタ１２ｆとを備える。サイクロン分離装置１０１は、空気流入口７ａから吸い込まれた空気を捕集容器１１の内周面１１ｒに沿って旋回させた後、フィルタ１２ｆを経て排気することにより、前記空気に含まれる第１サイズの捕集対象物を捕集容器１１の底部１１ｂで捕集すると共に、前記第１サイズより小さい第２サイズの捕集対象物をフィルタ１２ｆにおいて捕集し、さらに前記第２サイズより小さい第３サイズの捕集対象物を、上部フィルタユニット１３の内部にある図示しないフィルタで捕集するサイクロン分離装置である。圧縮部材２３は、底蓋１６から離隔して配置される円板部２３ｄと、円板部２３ｄから中心軸１１ｃに沿って底蓋１６に向かって延在する回転軸部２３ｂと、圧縮部材２３の外周面に巻きつくように設けられた螺旋状突出部２３ａとを備える。回転軸部２３ｂは、底蓋１６から離隔して位置する第１部分２３１と、第１部分２３１よりも底蓋１６寄りにあって第１部分２３１より小さな径の第２部分２３２とを有する。螺旋状突出部２３ａは、第１部分２３１の外周面に配置されている。圧縮部材２３を単独で取り出した状態を図５に示す。

　除塵駆動部１５は圧縮部材２３を回転させるためのモータを含んでいる。サイクロン分離装置１０１は、ユーザが電気掃除機２０１の作動状態をオフにする操作をする度に、除塵駆動部１５が作動して、圧縮部材２３を一定時間回転させ続ける。一定時間とはたとえば約８秒間である。

　圧縮部材２３において円板部２３ｄの上側は円筒部２３ｃとなっている。本実施の形態では、螺旋状突出部２３ａは円板部２３ｄより下の部分にのみ設けられており、円筒部２３ｃの外周面には設けられていないものとして示したが、螺旋状突出部２３ａは、円筒部２３ｃの外周面にまで連続して設けられていてもよい。

　捕集容器１１は透明であることが好ましい。透明であれば内部に溜まっているゴミの量を目視で確認することができるからである。回転軸部２３ｂの内部は空洞となっており、下端は開口していることが好ましい。なぜなら、回転軸部２３ｂの下端が開口していれば、上部フィルタユニット１３などによって捕集したゴミを、後述するように、底蓋１６開放時に排出することができるからである。

　内筒１２に設置されたフィルタ１２ｆを外側から内側に向けて通過した空気は、上部フィルタユニット１３を経由して排気される。

　ゴミの大きさに関して「第１サイズ」、「第２サイズ」、「第３サイズ」という場合、ゴミの径が特定の数値であることのみを指すのではなく、ゴミの径がそれぞれ一定の数値範囲に入っていることを意味するものとする。

　ゴミを排出するために底蓋１６を開放した状態の断面図を図６に示す。底蓋１６を開放したときには、捕集容器１１の底部１１ｂにおいて回転軸部２３ｂの周りに溜まっていたゴミだけでなく、回転軸部２３ｂの内部に溜まっていたゴミも自然落下により排出される。

　本実施の形態では、回転軸部２３ｂが底蓋１６寄りに径が細くなった第２部分２３２を備えており、第２部分２３２の外面には螺旋状突出部２３ａが配置されていないので、捕集容器１１の底蓋１６付近では回転軸部２３ｂと内周面１１ｒとの間の半径方向の間隙が大きくなる。その結果、ゴミが捕集容器の内周面と回転軸部との間に挟まって落ちにくくなる確率を低減することができる。本実施の形態におけるサイクロン分離装置１０１では、円板部２３ｄより下側に誘導されたゴミは、回転軸部２３ｂの外側の螺旋状突出部２３ａによって底部１１ｂに向けてさらに誘導される。このようにして、底部１１ｂに誘導されて溜まった捕集容器内のゴミは、回転軸部２３ｂの回転に伴う螺旋状突出部２３ａの回転によって圧縮される。したがって、本実施の形態におけるサイクロン分離装置１０１は、捕集容器内でゴミを圧縮し、なおかつ、底蓋開放の際にゴミが円滑に捨てられるサイクロン分離装置とすることができる。

　なお、図７～図９に示すように、第２部分２３２は、第１部分２３１から遠ざかるにつれて径が細くなるテーパ状の部分を含んでいてもよい。第２部分２３２がテーパ状の部分を含むということは、図７に示すように第２部分２３２の全体がテーパ状であってもよく、図８、図９に示すように第２部分２３２の一部がテーパ状であってもよい。図７～図９に示したのはあくまでも第２部分２３２の形状のバリエーションの例示であって、これらの形状に限られない。このように、第２部分２３２が、第１部分２３１から遠ざかるにつれて径が細くなるテーパ状の部分を含む構成となっていれば、捕集容器１１の内周面１１ｒとの間に溜まったゴミがひっかかりにくくなり、自然落下しやすくなる。したがって、底蓋開放の際にゴミがより円滑に捨てられるようになる。

　なお、図１０、図１１に示すように、第２部分２３２は、第１部分２３１から遠ざかるにつれて階段状に径が細くなっていてもよい。このように、第２部分２３２が、第１部分２３１から遠ざかるにつれて階段状に径が細くなる構成となっていれば、捕集容器１１の内周面１１ｒとの間に溜まったゴミがひっかかりにくくなり、自然落下しやすくなる。したがって、底蓋開放の際にゴミがより円滑に捨てられるようになる。

　（実施の形態２）
　本発明に基づく実施の形態２における電気掃除機について説明する。本実施の形態における電気掃除機は、図１に示した電気掃除機２０１である。この電気掃除機は、実施の形態１およびその変形例として説明したいずれかのサイクロン分離装置を備える。

　本実施の形態によれば、捕集容器内でゴミを圧縮し、なおかつ、底蓋開放の際にゴミが円滑に捨てられる電気掃除機を実現することができる。

　なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

　本発明は、サイクロン分離装置およびこれを備える電気掃除機に利用することができる。

　１　掃除機本体、２　吸気口部、３　接続管、４　接続ホース、５　操作ハンドル、６　把持部、７　気流接続部、７ａ　空気流入口、１０　上外装部、１１　捕集容器、１１ｂ　（捕集容器の）底部、１１ｃ　中心軸、１１ｒ　内周面、１２　内筒、１２ｆ　フィルタ、１３　上部フィルタユニット、１５　除塵駆動部、１６　底蓋、２３　圧縮部材、２３ａ　螺旋状突出部、２３ｂ　回転軸部、２３ｃ　円筒部、２３ｄ　円板部、１０１　サイクロン分離装置、２０１　電気掃除機、２３１　（回転軸部の）第１部分、２３２　（回転軸部の）第２部分。

Claims

　略円筒状の内周面（１１ｒ）を有し、底部（１１ｂ）が開口し、外壁の途中に前記内周面に至るように貫通した空気流入口（７ａ）を有する捕集容器（１１）と、
　前記底部を塞ぐ開閉自在な底蓋（１６）と、
　前記捕集容器の内部に配置され、前記捕集容器の前記内周面の中心軸を中心として回転可能な圧縮部材（２３）と、
　前記圧縮部材の上側において前記捕集容器の中心部に配置されたフィルタ（１２ｆ）とを備え、
　前記空気流入口から吸い込まれた空気を前記捕集容器の前記内周面に沿って旋回させた後、前記フィルタを経て排気することにより、前記空気に含まれる第１サイズの捕集対象物を前記捕集容器の底部で捕集すると共に、前記第１サイズより小さい第２サイズの捕集対象物を前記フィルタにおいて捕集するサイクロン分離装置（１０１）であって、
　前記圧縮部材は、前記底蓋から離隔して配置される円板部（２３ｄ）と、
　前記円板部から前記中心軸に沿って前記底蓋に向かって延在する回転軸部（２３ｂ）と、
　前記圧縮部材の外周面に巻きつくように設けられた螺旋状突出部（２３ａ）とを備え、
　前記回転軸部は、前記底蓋から離隔して位置する第１部分（２３１）と、前記第１部分よりも前記底蓋寄りにあって前記第１部分より小さな径の第２部分（２３２）とを有し、前記螺旋状突出部は、前記第１部分の外周面に配置されている、サイクロン分離装置。
　前記第２部分は、前記第１部分から遠ざかるにつれて径が細くなるテーパ状の部分を含む、請求項１に記載のサイクロン分離装置。
　前記第２部分は、前記第１部分から遠ざかるにつれて階段状に径が細くなっている、請求項１に記載のサイクロン分離装置。
　請求項１に記載のサイクロン分離装置を備える、電気掃除機。