JP2016154706A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】空気の流速を速めることなく分離性能が高いサイクロン方式の集塵装置を備えた電気掃除機を提供する。
【解決手段】掃除機本体と、該掃除機本体に備えられる電動送風機と、前記掃除機本体から着脱自在に備えられる集塵装置と、を有し、該集塵装置は、前記掃除機本体に吸引された空気から塵埃を遠心分離する第一の塵埃分離部と第二の塵埃分離部と、塵埃を収容する第一の塵埃収容部と第二の塵埃収容部と、捕集フィルタと、を備え、前記第一の塵埃分離部の後流は、前記第一の塵埃分離部から前記捕集フィルタへと至る第一の流れと、前記第一の塵埃分離部から前記塵第一の塵埃収容部と前記第二の塵埃分離部を順次介し前記捕集フィルタへと至る第二の流れと、に分かれる。
【選択図】 図５

Description

本発明は電気掃除機に関するものである。

サイクロン方式の集塵装置を有する電気掃除機において、分離効果を高めるために、分離部を２つ備えた二次分離機能を有する電気掃除機が記載されている（特許文献１）。

特表２００７−５２１９３９号公報

特許文献１に記載のサイクロン方式の集塵装置を有する電気掃除機は、１つ目の分離部を通過した空気は全て２つ目の分離部へと至る。しかし、通過した空気が全て２つ目の分離部へと至るため、空気の流速が速くなり塵埃が再飛散してしまい分離性能が悪化する恐れがある。

本発明の目的は、空気の流速を速めることなく分離性能が高いサイクロン方式の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。

本発明は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、掃除機本体と、該掃除機本体に備えられる電動送風機と、前記掃除機本体から着脱自在に備えられる集塵装置と、を有し、該集塵装置は、前記掃除機本体に吸引された空気から塵埃を分離する第一、第二の塵埃分離部と、塵埃を収容する塵埃収容部と、捕集フィルタと、を備え、前記第一の塵埃分離部の後流は、前記第一の塵埃分離部から前記捕集フィルタへと至る第一の流れと、前記第一の塵埃分離部から前記塵埃収容部、前記第二の塵埃分離部を順次介して、前記第一の流れと合流し前記捕集フィルタへと至る第二の流れと、に分かれることを特徴とする。

本発明によれば、空気の流速を速めることなく分離性能が高いサイクロン方式の集塵装置を備えた電気掃除機を提供することができる。

本発明における第１の実施形態例の電気掃除機の外観の斜視図である。 本発明における第１の実施形態例の掃除機本体の略中央の断側面図である。 本発明における第１の実施形態例のブロック図である。 分離部が一つの集塵装置を掃除機本体から取り出した集塵装置の断側面図である。 本発明における第１の実施形態例の集塵装置を掃除機本体から取り出した集塵装置の略中央の断側面図である。 本発明における第１の実施形態例の開閉蓋の平面図である。 本発明における第１の実施形態例の集塵装置の開閉蓋を開いた状態で側面から見た断側面図である。 本発明における第２の実施形態例の集塵装置の略中央の断側面図である。 本発明における第３の実施形態例の集塵装置の略中央の断側面図である。 本発明における第４の実施形態例の集塵装置の略中央の断側面図である。 本発明における第４の実施形態例の図１０のＡ-Ａ断面図である。

以下、発明を実施するための形態例について、図面を参照しながら説明する。なお、上下方向、前後方向については図１に示す方向とする。

図１は、電気掃除機の外観斜視図を示している。図１において、１は掃除機本体であり、この掃除機本体１にサイクロン方式の集塵装置１０が着脱自在に備えられており、掃除機本体１は吸引ホース２を介して手元ハンドル３と接続され、手元ハンドル３は延長管６を介して吸口体７と接続されている。掃除機本体１には掃除機本体１を自在に移動できる車輪１９が備えられている。後述するが、集塵装置１０は、第一の塵埃分離部２１と、第一の塵埃収容部２２と、第二の塵埃分離部９０及び第二の塵埃収容部９６を備える。

また、手元ハンドル３には、掃除機本体１に内蔵して備えられている電動送風機１４（図２参照）の制御や、吸口体７に設けられている電動回転ブラシ（図示せず）の駆動制御を行う操作部４を備える。操作部４には、運転を開始する（強・中・弱）ボタンや運転を停止する（切）ボタンを配置した操作ボタン５を備える。また、掃除機本体１に電力を供給するためのコード８を備える。

図２は、掃除機本体１の略中央の断側面図を示している。掃除機本体１は、プラスチック等の樹脂材料で形成された筺体１１における前方向にホース取り付け口１１ａを形成し、ホース取り付け口１１ａとダクト４０を流体的に接続している。掃除機本体１の前側上部には、集塵装置１０が前下がりに傾斜した状態で着脱自在に載置されている。集塵装置１０の流入口３０ａとダクト４０は、流体的に接続している。掃除機本体１の内部には、吸引力を発生する電動送風機１４と、排気を清浄化するプリーツ状の高捕集フィルタ２９と図１で図示したコード８を収納するためのコードリール（図示せず）を配置している。なお、電動送風機１４はケース１８に収納されている。高捕集フィルタ２９と電動送風機１４とダクト２８は流体的に接続されている。

ここで、本発明のサイクロン方式の集塵装置１０は、概ね第一の塵埃分離部２１と第一の塵埃収容部２２と第二の塵埃分離部９０及び第二の塵埃収容部を備え、第一の塵埃分離部２１の上方向に排気を清浄化するプリーツ状の捕集フィルタ１３を配置してある。集塵装置１０を掃除機本体に取り付けた状態で、捕集フィルタ１３がダクト２８と流体的に接続されるように構成されている。

吸口体７から吸引された塵埃を含む空気は、図２に示す矢印のようにホース取り付け口１１ａからダクト４０を介して集塵装置１０内に流れ、集塵装置１０に設けた捕集フィルタ１３を経て、ダクト２８を介し、電動送風機１４、高捕集フィルタ２９を経由して筺体１１の外部に（掃除機本体１の外部に）排出されるようになっている。

次に、筒型容器２０により、第一の塵埃分離部２１と第一の塵埃収容部２２が一体的に構成された集塵装置１０の全体について説明する。なお、本発明では、第一の塵埃分離部２１と第一の塵埃収容部２２が筒型容器２０により、一体的に構成される構造の説明としているが、筒型容器２０が上下に分離し、第一の塵埃分離部２１と第一の塵埃収容部２２が一体的でなくてもよい。
（集塵装置の全体について）
集塵装置１０は、外筒蓋３２、捕集フィルタ１３、第一の外筒３０、第一の分離メッシュ部材１５、第一の収容メッシュ部材１７、第一の内筒３１、第一の内筒下部品３３、側板３４、開閉蓋２４、第二の内筒９３、第二の外筒９６、第二の分離メッシュ部材１６を有する。また、言い換えると、集塵装置１０は、第一の塵埃分離部２１と、第一の塵埃収容部２２と、第二の塵埃分離部９０と、第二の塵埃収容部９６と、捕集フィルタ１３を有する。

次に、本発明における集塵装置１０内に流れる塵埃を含んだ空気の流れを図３を用いて説明する。

図３は実施例１における塵埃１０３を含んだ空気の流れを示すブロック図である。

吸口体７から吸い込んだ塵埃１０３を含んだ空気は、第一の塵埃分離部２１に入り、空気から塵埃１０３を分離し、取り除く。第一の分離部２１の後流の流れは、後述する第一の流れ１０１と第二の流れ１０２とに分かれる。第一の塵埃分離部２１により、塵埃１０３を取り除いた空気は、第一の流れ１０１に従い、捕集フィルタ１３に至る。塵埃１０３を含んだ空気は、第一の塵埃分離部２１から第二の流れ１０２に従い、第一の塵埃収容部２２に流れる。第一の塵埃収容部２２に収容された塵埃１０３は、第二の流れ１０２により、圧縮され減容される。その際、収容された塵埃１０３に含まれる微小塵埃１０４が第一の収容メッシュ部材１７から吹き抜けるものもある。第一の収容メッシュ部材１７から吹き抜けた微小塵埃１０４は、第二の流れ１０２に従い、第一の塵埃収容部２２から、第二の塵埃分離部９０へと至る。第二の塵埃分離部９０では、第二の流れ１０２から微小塵埃１０４を分離する。第二の流れ１０２から分離された微小塵埃１０４は、第二の塵埃収容部９６に収容される。第二の塵埃分離部９０で、微小塵埃１０４を分離した第二の流れ１０２は、第二の塵埃収容部９６の後流１０５に従い、捕集フィルタ１３に至る。第二の塵埃分離部９０で、第二の流れ１０２から微小塵埃１０４を分離し取り除くことで、捕集フィルタ１３への微小塵埃１０４の吹き抜け量が低減し、捕集フィルタ１３の通気抵抗の増加を防止し、吸引力の低下を防ぐ。

ここで、塵埃分離部が一つのみの場合の構造と空気の流れについて図４を用いて説明する。図中の矢印は、空気の流れである。

基本的な構造は、塵埃分離部が二つの場合と同様な構造である。異なる点は、第二の塵埃分離部９０と第二の塵埃収容部９６を設けずに、連通路４８を構成していることである。流入口３０ａから塵埃１０３を含んだ空気が集塵装置１０内に流入し、第一の塵埃分離部２１で空気から塵埃１０３を分離し、取り除く。塵埃１０３を取り除いた空気は、第一の流れ１０１に従い、第一の内筒１５から捕集フィルタ１３に至る。塵埃１０３を含んだ空気は、第一の塵埃分離部２１から第二の流れ１０２に従い、第一の塵埃収容部２２に流れる。第一の塵埃収容部２２に収容された塵埃１０３は、第二の流れ１０２により、圧縮され減容される。塵埃１０３が収容される第一の塵埃収容部２２の下方向には、第一の収容メッシュ部材１７が備えられている。第一の塵埃収容部２２に収容された塵埃１０３は、圧縮時に塵埃１０３に含まれる微小塵埃１０４が第一の収容メッシュ部材１７から吹き抜けるものもある。吹き抜けた微小塵埃１０４は、第二の流れ１０２に従い、塵埃搬送路３６を通過し、連通路４８から第一の塵埃分離２１の内側の空間５４を流れ、捕集フィルタ１３に至る。塵埃分離部が一つのみの構造の場合においても、第一の塵埃収容部２２に収容された塵埃１０３は第二の流れ１０２により、圧縮され減容される。

しかし、圧縮時に第一の塵埃収容部２２から吹き抜ける微小塵埃１０４を含んだ第二の流れ１０２が捕集フィルタ１３に至ることから、微小塵埃１０４が捕集フィルタ１３で捕集され、捕集フィルタ１３の通気抵抗が増加し、吸引力の低下を招く恐れがある。

そこで、本実施形態例では、塵埃１０３の圧縮時に第一の塵埃収容部２２から吹き抜ける微小塵埃１０４を含んだ第二の流れ１０２から第二の塵埃分離部９０で、微小塵埃１０４を分離し、捕集フィルタ１３への微小塵埃１０４の吹き抜け量を低減させ、吸引力の低下を抑制させることができる。

本実施形態例における第一の塵埃分離部２１と第一の塵埃収容部２２と第二の塵埃分離部９０及び第二の塵埃分離部９６の構造について図２および図５から図７を用いて説明する。図５は、集塵装置１０を掃除機本体１から取り外した状態での断側面図を示す。図６は、開閉蓋２４を上側から見た平面図を示す。図７は、集塵装置の開閉蓋を開いた状態での断側面図を示す。

次に、第一の塵埃分離部２１の構造と空気の流れについて図５を用いて説明する。図５は、集塵装置１０を掃除機本体１から取り外した状態での断側面図を示す。図中の矢印は、空気の流れである。

第一の塵埃分離部２１は、集塵装置１０の上側に配置され、第一の外筒３０と、第一の内筒３１と、第一の分離メッシュ部材１５を備える。

第一の外筒３０は、外周にダクト４０と流体的に接続する流入口３０ａを備える。流入口３０aには、第一の外筒３０の外周の一部開口から外側に突出する導入管３０ｂを備えている。第一の外筒３０は、上側と下側に開口を有した筒型の容器である。第一の外筒３０の上側に有した開口の近傍には、捕集フィルタ１３が備えられる。捕集フィルタ１３の上側や第一の外筒３０の上面の開口を覆うように外筒蓋３２が備えられる。第一の外筒３０の下側に有した開口には、開閉蓋２４が備えられる。

本実施形態例では、第一の外筒３０は第一の塵埃分離部２１が備えられた上側から、第一の塵埃収容部２２が備えられた下側に向かいテーパ状に径方向が広がっていき、下側が上側よりも径が大きい形状である。下側の径を上側の径より大きくすることで、集塵装置１０全体の大型化を防ぎながら、第二の流れ１０２により塵埃１０３の圧縮時に、塵埃収容量を拡大できる。さらに、圧縮された塵埃１０３は、掃除機の運転を停止すると膨張するが、第一の塵埃収容部２２がテーパ状のため、塵埃１０３の排出を容易にできる。また、第一の塵埃分離部２１から第一の塵埃収容部２２に向かい、径方向が大きくなることで、集塵装置１０内で塵埃１０３がひっかかり詰まるのを防止でき、分離性能と収容量を向上できる。第一の外筒３０を透明樹脂（例えばＡＢＳ）で成形することで、第一の塵埃収容部２２に収容した塵埃１０３の収容量を確認することができ、適切な時期に塵埃１０３を排出することが可能となる。よって、塵埃１０３の過剰な吸引を防ぎ、第一の塵埃分離部２１から捕集フィルタ１３への微小塵埃１０４の吹き抜け量を抑制し、捕集フィルタ１３の通気抵抗の増加を防ぎ、吸引力の低下を抑制することができる。

第一の内筒３１は、円筒部に一部開口を有し、この一部開口にフィルタ機能を有した第一の分離メッシュ部材１５を備え、上側と下側に開口を有した筒型の容器である。第一の内筒３１の内側と第一の分離メッシュ部材１５により、空間５４を構成している。第一の内筒３１の上側に有した開口は、空間５４と連通管４４とを流体的に接続し、捕集フィルタ１３に連通している。第一の内筒３１の下側に有した開口は、第二の塵埃分離部９０に設けた第二の内筒９３の内側にある空間５５と流体的に接続する。また、第一の内筒３１の下側には、集塵装置１０の下側に流れる第二の流れ１０２が第一の塵埃収容部２２から反転して上昇した流れとなり、塵埃１０３が第一の分離メッシュ部材１５に流入するのを防ぐため、テーパ状の側板３４を備える。

本実施形態例における第一の内筒３１の略円筒部の一部開口には、第一の分離メッシュ部材１５を備えているが、一部開口をφ１〜２ｍｍ程度の孔形状にすることで、第一の分離メッシュ部材１５を用いなくても良い。第一の分離メッシュ部材１５を用いないことで、第一の分離メッシュ部材１５を備える際に行うインサート成型の工程を除くことが可能となり、タクトタイム低減による生産コストの低減が可能となる。

本実施形態例における第一の内筒３１は、円筒部分も含め樹脂で構成されているが、菌の繁殖を抑制できるように、抗菌作用のある金属（例えば、銀、銅）や、抗菌物質を塗布したステンレス等の金属で構成しても良い。

第一の分離メッシュ部材１５は、フィルタ機能を有しており、第一の塵埃分離部２１で空気から分離されなかった塵埃１０３の通過を防いでいる。本発明における第一の分離メッシュ部材１５は、ポリエステルで構成されているが、菌の繁殖を抑制できるように、抗菌作用のある金属（例えば、銀、銅）や、抗菌物質を塗布したステンレス等の金属で構成しても良い。

以上の構造の第一の塵埃分離部２１において、塵埃１０３を含んだ空気の流れを説明する。

塵埃１０３を含んだ空気が流入口３０ａから集塵装置１０に流入し、第一の塵埃分離部２１で、遠心力により空気から塵埃１０３を分離し、取り除く。塵埃１０３を取り除いた空気は、第一の流れ１０１に従い、第一の分離メッシュ部材１５を介し、捕集フィルタ１３に至る。塵埃１０３を含んだ空気は、第一の塵埃分離部２１から第二の流れ１０２に従い、第一の塵埃収容部２２に流れる。

第一の塵埃分離部２１は、流入口３０ａから集塵装置１０に流入する塵埃１０３を含んだ空気を遠心力により、空気から塵埃１０３を分離する効果を有する。

ここで、第一の塵埃分離部２１で分流する第一の流れ１０１と第二の流れ１０２について説明する。

塵埃１０３を含んだ空気は、流入口３０ａから集塵装置１０に流入し、第一の塵埃分離部２１で遠心力により、塵埃１０３を分離し、取り除く。塵埃１０３が取り除かれた空気は、第一の内筒３１に備えられた第一の分離メッシュ部材１５を通過する。この空気の流れを第一の流れ１０１と呼ぶ。第一の流れ１０１は空間５４に流れ、連通管４４を介し捕集フィルタ１３に至る。

近年では掃除機本体の小型化、或いは軽量化（以下では、纏めて小型化と述べる）が求められているが、サイクロン方式の集塵装置を有する電機掃除機の小型化を図るときには集塵装置の小型化が必須条件となる。例えば、サイクロン方式の集塵装置の小型化には、塵埃分離部の径方向を小さくする必要があるが、径方向を小さくするには、集塵装置を構成する外筒と内筒の径を小さくする必要がある。

しかし、外筒と内筒の径方向を小さくすると、塵埃を含む空気から塵埃を一度分離しても、外筒内を通過する空気の流速が速くなり塵埃が再飛散して外筒内部を流れてしまい分離性能が悪化する恐れがある。

また、塵埃は密度が大きいほど、空気から分離しやすくなるが、密度が小さい微小塵埃を分離するためには外筒内の旋回速度をより速くする必要がある。旋回速度を速くするには、風量の増加や集塵装置の入口速度を速くする必要がある。

しかしながら、風量の増加や入口速度を速くすると圧力損失が増えて、電機掃除機の吸引力の目安である吸込仕事率が低下する恐れがある。

空気から塵埃１０３を取り除くには、遠心力を大きくする必要がある。遠心力を大きくするには、集塵装置１０の径方向を大きくし、外筒内の旋回速度を速くする、又は集塵装置１０内に流れる風量を増やし、集塵装置１０の入口の旋回速度を増やす必要がある。ここで、集塵装置１０に流れる風量と第一の塵埃分離部２１に流れる風量は同じである。第一の塵埃分離部２１から分流する第一の流れ１０１と第二の流れ１０２と、に流れる風量は、第一の塵埃分離部２１に流れる風量に比べ少なくなるため、集塵装置１０に流れる風量に比べても少なくなる。本実施形態例では、第一の塵埃分離部２１に流れる風量よりも少ない風量で第二の流れ１０２から微小塵埃１０４を分離するために第二の塵埃分離部９０を小型化し、径方向を小さくしている。径方向が小さいため、第二の流れ１０２に含まれる微小塵埃１０４を分離できる遠心力を少ない風量で発生でき、第二の塵埃分離部９０内部に設けた第二の内筒９３の内径を第一の内筒３１の内径よりも細くしても、第二の流れ１０２の流速を小さくできるので、微小塵埃１０４の再飛散を抑制でき、微小塵埃１０４の分離性能を向上できる。

第一の塵埃分離部２１から第一の塵埃収容部２２への流れを第二の流れ１０２と呼ぶ。第二の流れ１０２は、第一の塵埃収容部２２に塵埃１０３を搬送して収容し、収容された塵埃１０３を圧縮し、減容する。塵埃１０３を含んだ第二の流れ１０２は、テーパ状の側板３４より、塵埃１０３を集塵装置１０内の下側に流しやすくなり、塵埃１０３を第一の塵埃収容部２１に収容しやすくなる。

塵埃１０３を含んだ第二の流れ１０２は、第一の塵埃収容部２２から反転して、上昇した流れとなる場合がある。上昇した流れは、前述の通り、側板３４より、第一の塵埃収容部２２の方向へ戻る流れとなる。よって、第二の流れ１０２は、第一の分離メッシュ部材１５に流入しにくい流れとなり、塵埃１０３の吹き抜けを低減でき、吸引力の低下を抑制できる。

第二の流れ１０２は、第一の収容メッシュ部材１７を通過し、塵埃搬送路３６と連通路４８を介し、第二の塵埃分離部入口９１から第二の塵埃分離部９０に至る。

次に、塵埃１０３を収容する第一の塵埃収容部２２の構造と空気の流れについて説明する。第一の塵埃収容部２２は、集塵装置１０の下側に配置され、第一の内筒下部品３３と、第一の外筒３０と、開閉蓋２４と、第一の収容メッシュ部材１７と、弾性部材３５とを備える。

第一の内筒下部品３３は、第一の内筒３１の下側に備えられる。第一の内筒３１と第一の内筒下部品３３は、一体で成形し構成しても良い。また、それぞれを別部品とし、第一の内筒３１と第一の内筒下部品３３を嵌合し、一体化してもよい。なお、この第一の内筒下部品３３も第一の内筒１５と同様の素材にすれば良い。

開閉蓋２４は、ヒンジ５３とクランプ（図示せず）により第一の外筒３０と開閉自在に装着されている。開閉蓋２４を第一の外筒３０に対して閉じることで、第一の外筒３０の下側の開口と、第二の外筒９２の下面の開口を塞ぐことができる。第一の外筒３０の下側の開口を塞ぐことで、第一の塵埃収容部２２と第二の塵埃収容部９６を構成する。

図６は、開閉蓋２４の構成を示す。開閉蓋２４は、第一の外筒３０と略等しい直径の偏平の円筒であり、上側に一部開口を有している。この一部開口には、第一の収容メッシュ部材１７を備えている。また、第一の収容メッシュ部材１７を備えていない開口は塵埃搬送路３６を構成している。

開閉蓋２４の上面には、弾性部材３５を備え、開閉蓋２４を閉めた時に、第一の内筒下部品３３と第一の外筒３０及び第二の外筒９２の下側が弾性部材３５を押し、弾性部材３５がつぶれながら開閉蓋２４が閉じる。弾性部材３５がつぶれることで、気密漏れを防止し、風量の低下や、掃除機の吸引力の目安である吸込仕事率の低下を防止することができる。

開閉蓋２４のフィルタ１７の下側には、空間を有している。この空間は、塵埃搬送路３６を構成し、塵埃１０３が第二の流れ１０２により圧縮される際に、第一の収容メッシュ部材１７から吹き抜けた微小塵埃１０４を含んだ第二の流れ１０２が第二の塵埃分離部９０へ流れる流路を構成している。

第一の収容メッシュ部材１７はフィルタ機能を有し、第一の塵埃収容部２２に収容された塵埃１０３の通過を防ぐとともに、第一の収容メッシュ部材１７を通過する第二の流れ１０２で、収容した塵埃１０３を圧縮し、減容する。なお、この第一の収容メッシュ部材１７も第一の分離メッシュ１５と同様の素材にすれば良い。

以上の構成の第一の塵埃収容部２２に流れる塵埃１０３の流れを説明する。

塵埃１０３は、第二の流れ１０２により、第一の塵埃収容部２２に収容される。収容された塵埃１０３は、第二の流れ１０２により、圧縮され、減容される。第一の塵埃収容部２２に収容された塵埃１０３は、圧縮時に塵埃１０３に含まれる微小塵埃１０４が第一の収容メッシュ部材１７から吹き抜けるものもある。吹き抜けた微小塵埃１０４は、第二の流れ１０２に従い、開閉蓋２４に備えられた塵埃搬送路３６を通過し、第二の塵埃分離部９０に至る。

次に、第二の流れ１０２から微小塵埃１０４を分離する第二の塵埃分離部９０の構造と空気の流れを説明する。第二の塵埃分離部９０は、第二の外筒９２と、第二の内筒９３と、第二の分離メッシュ部材１６を備える。

第二の外筒９２は略円筒部に一部開口を有し、第二の外筒９２の下側と上側が開口した筒形状である。微小塵埃１０４を含んだ第二の流れ１０２が、開閉蓋２４内の塵埃搬送路３６及び第二の外筒９２と第一の内筒下部品３３の間に形成される連通路４８を介し、第二の塵埃分離部９０に至る。

第二の外筒９２の一部開口は、微小塵埃１０４を含んだ第二の流れ１０２が第二の塵埃分離部９０に流入するための第二の塵埃分離部入口９１を構成している。第二の塵埃分離部入口９１は、第二の塵埃分離部９０内で、旋回流を発生させるために、第二の外筒９６の接線方向に配置されるのがより好ましい。また、第二の塵埃分離部入口９１は、第二の塵埃分離部９０における上側に位置する。微小塵埃１０４を含んだ空気（第二の流れ）が上側に位置する第二の塵埃分離部入口９１から第二の塵埃分離部９０へ流れ込む旋回流となるため、微小塵埃が取り除かれた空気は塵埃分離部９０から上側へ,微小塵埃は塵埃分離部９０における下側に収容される流れとなります。第二の分離部の旋回流により,空気は上側へ,微細塵は下側へと流れる。この流れにより,微小塵埃と空気の流れとを分離することができ,微小塵埃がフィルタ側へ流れる恐れを抑制でき,風量の低下も抑制できるという効果を奏する。
第二の外筒９２の下側の開口は、開閉蓋２４の上側の開口していない中央部と対面し、第二の塵埃収容部９６を構成する。また、第二の外筒９２の下側に開口を備えることで、後述の塵埃排出の際に、第二の塵埃収容部９６に収容された微小塵埃１０４を集塵装置１０から排出することができる。

第二の内筒９３は第二の外筒９２の内側に配置される。第二の内筒９３は上側に開口を有した筒形状である。また、第二の内筒９３の一部開口にフィルタ機能を有した第二の分離メッシュ部材１６を備える。第二の内筒９３と第二の分離メッシュ部材１６により、空間５５が構成される。なお、第二の内筒９３は、第一の内筒３１と同様な素材で構成して良い。本実施例における第二の内筒９３には、一部開口に第二の分離メッシュ部材１６を備えている。なお、第二の分離メッシュ部材１６は、第一の分離メッシュ部材１５と同様な素材で構成すれば良い。

以上の構造の第二の塵埃分離部９０での微小塵埃１０４を含んだ第二の流れ１０２の流れを説明する。

第一の収容メッシュ部材１７から吹き抜けた微小塵埃１０４を含んだ第二の流れ１０２は、塵埃搬送路３６と、連通路４８を介し、第二の塵埃分離部入口９１から、第二の塵埃分離部９０に流入する。第二の塵埃分離部９０で、第二の流れ１０２から微小塵埃１０４を分離し取り除く。微小塵埃１０４を取り除いた第二の流れ１０２は、第二の分離メッシュ部材１６の内側の空間５５に流れ、後述する後流１０５に従い、捕集フィルタ１３に至る。

ここで、第二の塵埃分離部９０を第一の塵埃分離部２１の内側に配置することが可能な理由を説明する。

第二の塵埃分離部９０に流れる第二の流れ１０２の風量は、第一の塵埃分離部２１に流れる風量に比べ少ない。そのため、少ない風量で第二の流れ１０２に含まれる微小塵埃１０４を分離するために、第二の塵埃分離部９０の径方向を小さくしている。少ない風量でも第二の流れ１０２に含まれる微小塵埃１０４の分離性能を向上できるため、第二の塵埃分離部９０を小型にでき、第一の塵埃分離部２１の内側に配置することが可能となる。第一の塵埃分離部２１の内側に配置することで、集塵装置１０の径方向と高さ方向の大きさを抑えながら、第二の流れ１０２から微小塵埃１０４の分離が可能となる。例えば、第一の塵埃分離部２１の径方向の外側に第二の塵埃分離部９０を配置すると、集塵装置１０は、径方向に大きくなってしまう。また、第一の塵埃分離部２１の上下側向に第二の塵埃分離部９０を配置すると、集塵装置１０は高さ方向に大きくなる。掃除機本体を小型化しながら、吸引力の低下を防ぐには、集塵装置１０の径方向と高さ方向を抑えながら、微小塵埃１０４の捕集フィルタ１３への吹き抜けを低減する必要がある。そこで、本実施形態例では、第一の収容メッシュ部材１７を吹き抜けた微小塵埃１０４を第二の塵埃分離部９０で第二の流れ１０２から分離し、取り除く。

第二の塵埃分離部９０を第一の塵埃分離部２１の内側に配置することで、集塵装置１０の径方向と高さ方向を抑えながら、捕集フィルタ１３への微小塵埃１０４の吹き抜け量を低減し、吸引力低下を防止する効果を有する。

次に、第二の塵埃分離部９０で第二の流れ１０２から分離され、取り除かれた微小塵埃１０４が収容される第二の塵埃収容部９６の構造と空気の流れについて説明する。

第二の塵埃収容部９６は、第二の外筒９２と、開閉蓋２４により構成され、第二の外筒９２の下側の開口を開閉蓋２４で塞ぐことで、第二の塵埃収容部９６が構成される。第二の塵埃収容部９６は、第二の塵埃分離部９０で第二の流れ１０２から分離された微小塵埃１０４を収容する。

次に、第二の塵埃分離部９０で、微小塵埃１０４を分離した、空気である後流１０５について説明する。

第二の塵埃分離部９０で微小塵埃１０４を分離し、取り除いた第二の流れ１０２は、第二の内筒９３の内側の空間５５へ流れる。この流れを後流１０５と呼ぶ。後流１０５は、空間５５から、第一の内筒３１の内側の空間５４で、第一の流れ１０１と合流し、連通管４４を経て捕集フィルタ１３に至る。

次に、集塵装置１０のお手入れについて説明する。第一の外筒３０と開閉蓋２４はヒンジ５３とクランプ（図示せず）で開閉自在となっている。そのため、第一の塵埃分離部２１、第一の塵埃収容部２２、第二の塵埃分離部９０又は第二の塵埃収容部９６に汚れが付着した際、開閉蓋２４を第一の外筒３０から簡単に開放することができ、水洗いやブラシ等により、付着した塵埃１０３の除去が可能である。また、開放時には、開閉蓋２４に備えた第一の収容メッシュ部材１７付着した塵埃１０３の除去も可能となる。

塵埃１０３の除去が可能となることで、塵埃１０３による流路の詰まりを抑制することができ、風量の低下や、掃除機の吸引力の目安である吸込仕事率の低下を抑制できる。

次に、外筒蓋３２について説明する。外筒蓋３２は取り外し機構が付いているクランプ４９で第一の外筒３０と嵌合している。外筒蓋３２は、クランプ４９を開放することで、第一の外筒３０から簡単に取り外すことができ、この状態で第一の外筒３０に内包されている捕集フィルタ１３を簡単に取り外すことができ、水洗いが可能である。

次に、捕集フィルタ１３について説明する。この捕集フィルタ１３は、通気面積を拡大するために筒型の円形枠２６に断面形状が略円形の枠体内にプリーツ状（山折り）に折られており、山折りの折り線方向は、前後方向あるいは左右方向や径方向（重力作用方向）であるのが好ましい。捕集フィルタ１３の後流側に、捕集フィルタ１３に衝撃を与える除塵機構を備えた場合、本実施形態例は略水平から若干傾いた状態で捕集フィルタ１３が備えられているおり、これは、折り方向が前後または左右方向の方が捕集フィルタ１３に付着した微小塵埃１０４を下側に落下させて除去し易いからである。なお、山折りの折り線方向が斜めに配置されていても構わない。捕集フィルタ１３と外筒蓋３２の接続面には、構造の詳細は省略するが、捕集フィルタ１３の外周の外筒蓋３２に面する上面にパッキングを備えており、パッキングにより、捕集フィルタ１３と外筒蓋３２の接続部の気密を保っている。

捕集フィルタ１３は、図２に示す第一の塵埃分離部２１と第二の塵埃分離部９０を通過した微小塵埃１０４を捕集する。そして、捕集フィルタ１３を通過した空気は、電動送風機１４内に吸引される。捕集フィルタ１３で微小塵埃１０４を捕集することで、電動送風機１４内や掃除機本体１の内側への微小塵埃１０４の付着を防止し、汚れや性能低下を抑制できる。

また、捕集フィルタ１３に微小塵埃１０４が多く吹き抜けると、捕集フィルタ１３の圧力損失が大きくなり吸引力が低下する。特許文献１においては、塵埃収容部内が一つの空間で構成されており、先述した第一の塵埃収容部２２のメッシュ部材１５を通過した塵埃１０３は捕集フィルタ１３で捕集する構造となっている。そのため、微小塵埃１０４を多く吸引した場合は、吸引力が低下しやすく、捕集フィルタ１３の手入れの頻度が多い傾向にある。

そこで、本発明の特徴とするところは、捕集フィルタ１３への塵埃の吹き抜け量を低減し、捕集フィルタ１３の目詰まりを防いで吸引力を持続し、また捕集フィルタ１３の手入れを軽減するものである。

次に、集塵装置１０の塵埃の排出方法を図７を用いて説明する。図７は集塵装置１０を掃除機本体１から取出した断側面図を示している。

塵埃の排出には、開閉蓋２４を開く必要がある。開閉の際には、ヒンジ５３を開動することにより、開閉蓋２４の開閉を可能とする。塵埃の排出時には、クランプ（図示せず）を外し塵埃を排出する。第一の塵埃収容部２１と第二の塵埃収容部９６は、開閉蓋２４で構成されることから、開閉蓋２４を開いて塵埃を排出する時に、塵埃１０３と微小塵埃１０４を同時に排出することが可能となる。塵埃を排出後は、開閉蓋２４を閉じることで、再び第一の塵埃収容部２１と第二の塵埃収容部９６が構成され、塵埃の収容が可能となる。

以上のように、筒型容器２０で第一の塵埃分離部２１と第一の塵埃収容部２２が一体的に構成された集塵装置１０において、第一の塵埃分離部２１と第二の塵埃分離部９０を備えることで、塵埃１０３の圧縮時に第一の収容メッシュ部材１７を通過する微小塵埃１０４を含んだ空気から微小塵埃１０４の分離性能を向上させ、捕集フィルタ１３への微小塵埃１０４の吹き抜けを防止し、吸引力の低下を防ぐことができる。また、第二の塵埃分離部９０を第一の塵埃分離部２１の内側に配置することで、集塵装置１０の直径と高さを抑えながら、空気から微小塵埃１０４の分離性能を向上させ、集塵装置１０の小型化が可能となる。

次に実施例２について図８を参照しながら詳細に説明するが、掃除機本体１および集塵装置１０については、実施例１と基本的に同様な構成であるので、以下では、異なる部分について説明する。

図８は、実施例２における集塵装置１０の断側面図である。図中には矢印で空気の流れを示している。

実施例２では、第一の内筒下部品３３の下側の円筒部に一部開口が備えられ、一部開口に第一の収容メッシュ部材１７を備えている。開閉蓋２４には、実施例１とは異なり、空気が流れないので、開閉蓋２４の高さ方向の寸法を小さくでき、実施例１の有する効果に加えてより開閉蓋２４を軽量化でき、集塵装置１０を軽量化できる。

以上のような、実施例２における第二の流れ１０２の空気の流れを、図８で説明する。第一の塵埃収容部２２に収容された塵埃１０３を第二の流れ１０２で圧縮する際に、第一の収容メッシュ部材１７を吹き抜けた微小塵埃１０４を含んだ第二の流れ１０２は、塵埃搬送路３６を通過し、第二の塵埃分離部入口９１から第二の塵埃分離部９０に流入する。流入した第二の流れ１０２から微小塵埃１０４が分離され取り除かれる。第二の流れ１０２から分離された微小塵埃１０４は第二の塵埃収容部９６に収容される。微小塵埃１０４を取り除いた第二の流れ１０２は、後流１０５となり、第二の分離メッシュ部材１６から第二の内筒９３の空間５５と第一の内筒３１との空間５４を経て、第一の流れ１０１と合流し、連通管４４を経て、捕集フィルタ１３に至る。

以上のように、第一の内筒下部品３３に第二の流れ１０２を第二の塵埃分離部９０に流入させる流路を備えることで、捕集フィルタへ１３の微小塵埃１０４の吹き抜け量を低減し、吸引力の低下を防止できる。また、開閉蓋２４の高さ方向の寸法を小さくすればより開閉蓋２４を軽量化でき、集塵装置１０を軽量化できる。

次に、実施例３について、図９を参照して説明する。基本的な構成は実施例２と同様な構成であるので、以下では、異なる部分について説明する。

実施例３では、微小塵埃１０４を含んだ第二の流れ１０２が連通路４８を介さずに、第二の外筒９２の上側に備えた、第二の塵埃分離部入口９１から、第二の塵埃分離部９０に流入し、第二の流れ１０２から微小塵埃１０４を分離することを特徴とした構成である。実施例２と異なる構成については、第一の内筒下部品３３と第二の外筒９２で構成していた、連通路４８を設けていないことである。連通路４８を設けなくすれば、実施例１の有する効果に加えてより微小塵埃１０４が流れる流路が低減し、集塵装置１０内への微小塵埃１０４の付着を防止することができ、清掃が容易となり、お手入れ性を向上できる。また、第一の内筒下部品３３による連通路４８を設けていないので、より組立て工数を低減でき、生産コストの低減が可能となる。

第二の塵埃分離部入口９１に第一の収容メッシュ部材１７を備えており、第一の塵埃収容部２２に収容された塵埃１０３を第二の流れ１０２で圧縮する際に、反転し上昇した流れとなった場合に、第二の塵埃分離部９０に塵埃１０３が流入することを防ぐことができる。塵埃１０３が第二の塵埃分離部９０に流入を防止することで、微小塵埃１０４が含まれる第二の流れ１０２のみが第二の塵埃分離部９０に流入し、第二の流れ１０２から微小塵埃１０４が分離される。

以上のように微小塵埃１０４を含む第二の流れ１０２が連通路４８を介さずに第二の塵埃分離部９０に流れることで、捕集フィルタ１３への微小塵埃１０４の吹き抜け量を低減し、吸引力の低下を抑制することができる。また、第一の内筒下部品３３による連通路４８を設けていないので、より組立て工数を低減でき、生産コストの低減が可能となる。

次に実施例４について図面を参照して詳細に説明するが、掃除機本体１、および集塵装置１０については実施例１と基本的に同様な構成であるので以下では異なる部分である第二の塵埃分離部９０について、図１０と図１１を参照して説明する。

図１０は実施例４における集塵装置１０の断側面図である。図１１は実施例４における図１１のＡ−Ａ断面図である。図中には矢印で空気の流れを示している。

実施例４は、実施例１と、実施例２及び実施例３と比較すると第二の塵埃分離部９０の数量に違いがある。第二の塵埃分離部９０は、図１０と図１１に示すように第一の内筒３１の内側に並列に備えられ、開閉蓋２４の中央部を囲むように複数の第二の塵埃分離部９０を並列に備えている。第二の流れ１０２の風量は、実施例１に記載したように第一の塵埃分離部２１に流入する風量に比べ少ないことから、第一の塵埃分離部２１よりも第二の塵埃分離部９０を小型化することができ、第二の塵埃分離部９０を実施例１よりも小型化することで、複数の配置が可能となる。また、開閉蓋２４の中央部に塵埃搬送路３６となる開口が備えられる。第一の収容メッシュ部材１７を吹き抜けた、微小塵埃１０４を含んだ第二の流れ１０２は、開閉蓋２４の中央部に備えられた、塵埃搬送路３６から、第二の塵埃分離部９０にそれぞれ設けた第二の塵埃分離部入口９１に分流して第二の塵埃分離部９０に流入する。第二の内筒９３は、それぞれ第一の内筒３１の内側の空間５４に連通し、第二の塵埃分離部９０で第二の流れ１０２から微小塵埃１０４を分離した空気は、後流１０５となり、第一の分離部２１で分流した第一の流れ１０１と合流し、連通管４４を経て捕集フィルタ１３に至る。また、開閉蓋２４の中央部を囲うように複数の第二の塵埃分離部９０を配置することで中央部が空間となり、刷毛などによる清掃がしやすくなることで、お手入れ性が向上する。また、第二の塵埃分離部９０が円周上に並列に配置されることで隣り合う第二の塵埃分離部９０同士で凹部ができ、第一の塵埃収容部２２内に溜まった塵埃１０３が舞い上がって再飛散し、第一の流れ１０１とともに第一の内筒３１から吹き抜けるのを防ぐ効果も得られる。

ここで、第二の流れ１０２は、第二の塵埃分離部９０に流入する際に、複数の第二の塵埃分離部９０にそれぞれ流入できるように分流して流入していく。第二の流れ１０２が分流することで、一つ毎の第二の塵埃分離部９０に流入する風量を少なくできる。風量が少なくなることで、流速が低下し、流速に起因する圧力損失が低減し、掃除機吸引力の目安である吸込仕事率を向上できる。

塵埃の分離には、流速と分離部の径方向の大きさが関係している。塵埃の分離性能を向上させるには、風量の増加と径方向を大きくし、外筒内の旋回速度を増加させる必要がある。実施例４では、複数の第二の塵埃分離部９０に第二の流れ１０２が分流しながら、流入することで、それぞれに流入する風量が少なくなり、流速が低減して微小塵埃１０４の分離が悪化してしまう恐れがある。そこで、風量が少なくなることを活用し、複数の第二の塵埃分離９０を実施例１と実施例２及び実施例３よりも小型化し、第二の塵埃分離部９０の径方向を小さくすればなお塵埃の分離性能を損なうことなく、微小塵埃１０４を第二の流れ１０２から分離することができる。第二の塵埃分離部９０の径方向が小さくなることで、少ない風量でも第二の流れ１０２から微小塵埃１０４を分離できる遠心力を発生でき、第二の流れ１０２に含まれる微小塵埃１０４の性能が向上し、微小塵埃１０４の吹き抜け量を低減でき、捕集フィルタ１３の通気抵抗の増加を防ぐことができ、吸引力の低下を抑制することができる。

第二の塵埃分離部９０で、第二の流れ１０２から分離された微小塵埃１０４は、第二の塵埃分離部９０の下側の第二の塵埃収容部９６に収容される。第二の塵埃収容部９６に収容された塵埃は、開閉蓋２４を開くことで、第一の塵埃収容部２２に収容された塵埃１０３と同時に排出することが可能である。

以上のように、第二の塵埃分離部９０を複数備えることで、第二の分離部９０にそれぞれ流れる風量を少なくすることができる。第二の分離部９０を小型化することができ、第二の流れ１０２から微細塵埃１０４を分離することができるので、捕集フィルタ１３への微小塵埃１０４の吹き抜け量を低減し、吸引力の低下を抑制することができる。また、複数の第二の塵埃分離部９０を備えることで、第二の流れ１０２が分流し、それぞれの第二の塵埃分離部９０に流れる風量が少なくなり、流速が低下し、圧力損失が低減することで、掃除機の吸引力の目安である吸込仕事率が向上する効果を有する。

１・・・掃除機本体
２・・・吸引ホース
３・・・手元ハンドル
４・・・操作部
５・・・操作ボタン
６・・・延長管
７・・・吸口体
８・・・コード
１０・・・集塵装置
１１・・・筐体
１１ａ・・・ホース取り付け口
１３・・・捕集フィルタ
１４・・・電動送風機
１５・・・第一の分離メッシュ部材
１６・・・第二の分離メッシュ部材
１７・・・第一の収容メッシュ部材
１８・・・ケース
１９・・・車輪
２０・・・筒型容器
２１・・・第一の塵埃分離部
２２・・・第一の塵埃収容部
２４・・・開閉蓋
２５・・・リブ
２６・・・円形枠
２８、４０・・・ダクト
２９・・・高捕集フィルタ
３０・・・第一の外筒
３０a・・・流入口
３０b・・・導入管
３１・・・第一の内筒
３２・・・外筒蓋
３３・・・第一の内筒下部品
３４・・・側板
３５・・・弾性部材
３６・・・塵埃搬送路
４４・・・連通管
４７・・・流出口
４８・・・連通路
４９・・・クランプ
５３・・・ヒンジ
５４、５５・・・空間
９０・・・第二の塵埃分離部
９１・・・第二の塵埃分離部入口
９２・・・第二の外筒
９３・・・第二の内筒
９６・・・第二の塵埃収容部
１０１・・・第一の流れ
１０２・・・第二の流れ
１０３・・・塵埃
１０４・・・微小塵埃
１０５・・・後流

Claims (3)

1. 掃除機本体と、該掃除機本体に備えられる電動送風機と、前記掃除機本体から着脱自在に備えられる集塵装置と、を有し、
   該集塵装置は、前記掃除機本体に吸引された空気から塵埃を遠心分離する第一の塵埃分離部と第二の塵埃分離部と、塵埃を収容する第一の塵埃収容部と第二の塵埃収容部と、捕集フィルタと、を備え、
   前記第一の塵埃分離部の後流は、前記第一の塵埃分離部から前記捕集フィルタへと至る第一の流れと、前記第一の塵埃分離部から前記塵第一の塵埃収容部と前記第二の塵埃分離部を順次介し前記捕集フィルタへと至る第二の流れと、に分かれることを特徴とする電気掃除機。
   
2. 請求項１における電気掃除機において、
   前記第一の塵埃分離部と第一の塵埃収容部の内側に、前記第二の塵埃分離部と第二の塵埃収容部を備えることを特徴とする電気掃除機。
   
3. 請求項１又は請求項２における電気掃除機において、
   前記第一の塵埃分離部で空気から分離された塵埃は、前記第一の外筒下部に備えられた、第一の収容メッシュ部材を有する第一の塵埃収容部に収容され、
   前記第二の流れは前記第一の収容メッシュ部材を通り、前記第一の外筒の下部と前記第二の外筒の下部に備えられた、前記第二の流れの流路を有する開閉蓋と前記第二の流れ入口を順次通り、
   前記第二の塵埃分離部で空気から分離された塵埃は、前記第二の外筒下部に備えられた、第二の収容メッシュ部材を有する第二の塵埃収容部に収容され、
   前記第一の塵埃収容部と前記第二の塵埃収容部に収容された塵埃は、前記開閉蓋を開けることにより同時に排出されることを特徴とする電気掃除機。

Images