JP2004154483A - 集塵装置及びそれを用いた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】旋回流が弱い状態でも塵埃を吸い上げることがなく、塵埃蓄積効率を向上することができ、またダストボックスが洗いやすい集塵装置及びそれを用いた電気掃除機を提供する。
【解決手段】吸引経路に配置されるダストボックス１０内にサイクロン筒体（内側フィルタフィクスチャ）１２を有し、サイクロン筒体１２内で旋回流を発生させて塵埃を分離するものにおいて、サイクロン筒体１２は、ダストボックス１０底面に向かって開口５７を有し、ダストボックス１０底面には、サイクロン筒体１２の開口５７と対向する位置に、サイクロン筒体１２の開口５７に向かって突出する突部５８を形成した。また、前記突部５８を半球状に形成した。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、サイクロン式の集塵装置及びそれを用いた電気掃除機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ダストボックス内にサイクロン筒体を配設し、サイクロン筒体内で旋回流を発生させて塵埃を分離し、分離した塵埃をサイクロン筒体の下方の開口からダストボックス底面に蓄積するものが知られている。
【０００３】
この構成では、電動送風機を停止あるいは起動させる際の旋回流が弱い状態で、ダストボックス底面に蓄積した軽量の塵埃をサイクロン筒体の開口から吸い上げる問題がある。特に、掃除機本体運転停止後の移動時における振動や傾きにより、周辺部から中央部に移動した塵埃は、運転を再開した際の旋回流の弱い状態で、吸い上げられる可能性が大きい。
【０００４】
この問題を解決するために、例えば下記特許文献１に開示されているように、ダストボックス底面からサイクロン筒体に対向して、円筒状のリブを形成したものが知られている。この構成では、サイクロン筒体で分離した塵埃が円筒状リブを乗り越えてダストボックス底面に蓄積するため、電動送風機を停止あるいは起動させる際の旋回流が弱い状態でも塵埃を吸い上げる可能性が少なくなる。
【０００５】
【特許文献１】
特表平１０−５１０７５６号公報（図２，図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成においても塵埃が全て円筒状リブを乗り越えるわけではなく、円筒状リブで囲まれる空間内にも塵埃が蓄積し、その塵埃を吸い上げる問題がある。また、円筒状のリブによりダストボックス底面の形状が複雑となり、ダストボックスが洗いにくい問題もある。
【０００７】
そこで、本願発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、旋回流が弱い状態でも塵埃を吸い上げることがなく、塵埃蓄積効率を向上することができ、またダストボックスが洗いやすい集塵装置及びそれを用いた電気掃除機を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本願発明に係る集塵装置は、吸引経路に配置されるダストボックス内にサイクロン筒体を有し、サイクロン筒体内で旋回流を発生させて塵埃を分離する集塵装置において、前記サイクロン筒体は、前記ダストボックス底面に向かって開口を有し、ダストボックス底面には、サイクロン筒体の開口と対向する位置に、サイクロン筒体の開口に向かって突出する突部を形成したことを特徴とするものである。
【０００９】
また、前記突部を半球状に形成したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、前記突部の外周に鍔部を形成したことを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、前記鍔部の先端部分が下方に曲げられて成ることを特徴とするものである。
【００１２】
また、前記サイクロン筒体内に排気筒を有し、サイクロン筒体は排気筒と略平行となるよう軸方向にほぼ同径に形成したことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本願発明に係る電気掃除機は、上記のいずれかに記載の集塵装置を用いたことを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の一実施形態を図１〜図１０を参照して詳細に説明する。
【００１５】
本実施形態の電気掃除機は、図１〜図３に示すように、キャニスタータイプの掃除機本体１の前部に、サイクロン式の集塵装置２が上方から挿入されることにより着脱自在に設けられ、掃除機本体１の後部には電動送風機３が内蔵されている。また、掃除機本体１の前面部の連結口４には、図示しない吸込ホースや延長管を介して吸込具が連結されるようになっている。また、掃除機本体１には、床面を容易に移動できるように、キャスター式の前輪５と一対の大径の後輪６，６を備えている。
【００１６】
集塵装置２は、図４〜図１０等に示すように、略円筒状のダストボックス１０の内側に、略円筒状の外側フィルタフィクスチャ（フィルタ枠体）１１と内側フィルタフィクスチャ（サイクロン筒体）１２がダストボックス１０と同心状に配置されており、ダストボックス１０は内部に溜まった塵埃が外から見えるように透明又は半透明の合成樹脂などで形成されている。
【００１７】
図７に示すように、外側フィルタフィクスチャ１１は、その側面に形成された開口部１３がメッシュ状のフィルタ１４で覆われている。なお、図６等では、図が分かりにくくなるので、フィルタ１４の図示を省略している。
【００１８】
一方、ダストボックス１０の前面上部には吸気管１５が突設され、吸気管１５の先端側開口１６は、掃除機本体１の前面側中央部に形成された前記連結口４と直接連結できるように、ダストボックス１０の前面側の略中心付近に形成されている。
【００１９】
また、図７に示すように、ダストボックス１０内面に開口する吸気管１５の吸込口１７には、片側に壁１８が設けられていて、上記のように吸気管１５が中央部に形成されていても吸込風の流れを変えて、ダストボックス１０内部で発生する旋回流（サイクロン）の流れる方向（図７においては時計回り方向）へ案内するようにしている。しかし、このように構成しても、吸込口１７から吸引された空気の一部は、旋回することなく、外側フィルタフィクスチャ１１のメッシュ状のフィルタ１４に向かって流れようとし、塵埃の一部がフィルタ１４をそのまま通過してしまう問題が生じる。
【００２０】
そこで、本実施形態においては、外側フィルタフィクスチャ（フィルタ枠体）１１に、ダストボックス１０の吸込口１７に対向して無孔状の壁１９を形成している。これにより、吸込口１７から吸引される塵埃，特に微細な塵埃が外側フィルタフィクスチャ１１のフィルタ１４を直接通過するのを防止することができ、塵埃捕集効率を向上することができる。
【００２１】
また、外側フィルタフィクスチャ１１の下端には、内側フィルタフィクスチャ１２の外壁及びダストボックス１０の内壁に向かって延びる鍔部２０が形成され、ダストボックス１０の内壁に向かって延びる鍔部２０の外周は下方に曲げられて、ダストボックス１０内壁との間に隙間２１が形成されるようになっている。従って、ダストボックス１０内壁と外側フィルタフィクスチャ１１との間には、ダストボックス１０内壁と外側フィルタフィクスチャ１１及びその鍔部２０とによって囲まれて、旋回流による遠心分離とフィルタ１４とにより比較的大きな塵埃（粗塵）を分離する第１サイクロン空間２２が形成され、その下部側に第１サイクロン空間２２と隙間２１を介して連通し、分離された塵埃を捕集する外側集塵部２３が形成されている。鍔部２０の先端部分が下方に曲げられているため、塵埃が第１サイクロン空間２２から隙間２１を介して外側集塵部２３へ移動するとき、大きな塵埃が先端部分に引っ掛かるのを防いでいる。
【００２２】
上記外側フィルタフィクスチャ１１は、ダストボックス１０の上端開口を閉塞する上蓋２４の下面を成す中蓋２５に垂れ下がった状態に着脱可能に取り付けられるようになっている。上蓋２４の下面を成す中蓋２５の中央部には、下方に延びる排気筒２６が形成されており、この中蓋２５がシールリング２７を挟んだ状態で上蓋２４の内壁に嵌合している。また、中蓋２５とダストボックス１０の上端間は、中蓋２５に装着されたパッキン２８によって密閉されるようになっている。また、上蓋２４と中蓋２５との間には、排気筒２６の上部開口２９を囲むように微細塵を濾過する円筒状フィルタ３０が装着されている。このように構成された上蓋２４は、前部下端側に形成された溝３１にダストボックス１０の前部上端側に形成された突出部３２が嵌合し、後部下端側に形成された係止爪３３にダストボックス１０の後部取手３４の上側に設けられてスプリング３５で付勢されたクランプ３６が係合することにより、開閉可能に構成されている。
【００２３】
一方、内側フィルタフィクスチャ１２にはフィルタは装着されておらず、旋回流による遠心分離のみによって細かな塵埃（細塵）を分離するもので、上端から上記外側フィルタフィクスチャ１１の鍔部２０の下端部付近までが、内側にある排気筒２６と略平行になるよう軸方向にほぼ同径に形成された大径部３７と、その下側に滑らかに絞り込まれて形成された小径部３８と、この小径部３８の上端部から下方に広がるスカート状部３９とを有している。このスカート状部３９の下端縁にはパッキン４０が装着され、後述する底蓋４１に取り付けられる伏椀状のダストカップ４２の上端開口縁が密接するように構成されている。また、大径部３７には、外側フィルタフィクスチャ１１の鍔部２０の内周縁に引っ掛かる段部４２が形成されている。従って、内側フィルタフィクスチャ１２は、その大径部３７の外周に形成された段部４２が外側フィルタフィクスチャ１１の鍔部２０の内周縁に引っ掛かることにより支持され、上端縁は上蓋２４下面の中蓋２５に装着されたパッキン４３に当たって密接し、スカート状部３９の下端縁に装着されたパッキン４０に、底蓋４１に取り付けられたダストカップ４２の上端開口縁が密接するようになっている。
【００２４】
従来のサイクロン筒体は一般に逆円錐状に形成され、このサイクロン筒体内で旋回流を発生させて塵埃を分離し、サイクロン筒体の中心部に垂下形成された排気筒から塵埃が分離された空気を吸引するようになっているが、逆円錐状に形成されているため下にゆくほど排気筒側に近づき、排気筒の下端開口から塵埃も吸引する虞がある。これを防止するためには、排気筒とサイクロン筒体内面との間隔を十分に確保する必要があるが、サイクロン筒体が大径になり、集塵装置が大型化する問題が生じる。
【００２５】
この対策として、本実施形態においては、上述したように内側フィルタフィクスチャ１２を２段筒状に形成して、上部側の大径部３７を排気筒２６と略平行になるよう軸方向にほぼ同径に形成しているので、内側フィルタフィクスチャ１２と排気筒２６との間隔ｄを集塵装置２を大型化することなく十分に確保することができ、排気筒２６から直接塵埃が吸引されるのを防ぐことができるので、塵埃捕集効率を向上することができる。また、内側フィルタフィクスチャ１２に上記のような大径部３７と共に小径部３８を形成することにより、小径部３８で旋回流の流速が大きくなるので、微細塵の捕集効率も向上することができる。
【００２６】
また、上記大径部３７には、第１サイクロン空間２２からの空気流を内側フィルタフィクスチャ１２内の第２サイクロン空間４４に導入するための導入部４５が形成されている。本実施形態においては、この導入部４５を図７等に示すようにダストボックス１０の吸込口１７の反対側に位置するように形成している。
【００２７】
上記導入部４５の形成位置としては、図７の左側や右側の吸込口１７近くに形成することも考えられるが、図７の左側の吸込口１７近くに形成すると、吸込口１７から吸引された塵埃を含む空気が第１サイクロン空間２２を旋回せずに直ぐに第２サイクロン空間４４に入って、排気筒２６内に吸引されやすくなるので塵埃捕集効率が低下する。また、導入部４５を図７の右側の吸込口１７近くに形成すると、吸込口１７から吸引される風の流れと導入部４５に吸い込まれる風の流れとが影響し合って乱流が発生し、旋回流が弱まって外側フィルタフィクスチャ１１のフィルタ１４部分に綿ごみ等の塵埃の貼り付きが生じ、塵埃の捕集効率に悪影響を及ぼす。
【００２８】
これに対して、本実施形態においては、吸込口１７の反対側に導入部４５を形成しているので、吸込口１７から吸引された塵埃を含む空気が第１サイクロン空間２２を旋回せずに直ぐに第２サイクロン空間４４に入って排気筒２６内に吸引されたり、吸込流と影響し合って旋回流が弱まることによりフィルタ１４への綿ごみ等の塵埃の貼り付きが生じたりしなくなるため、塵埃の捕集効率に良い影響を及ぼし、流体解析においても若干の向上が見られる。
【００２９】
また、上記導入部４５には、図１０（ａ）等に示すように、内側フィルタフィクスチャ１２に、その内側に向かって空気流を案内するガイドとしての仕切板４６が形成されている。この仕切板４６を設けることにより、外側フィルタフィクスチャ１１を通過した細塵を含む空気流が導入部４５の流路４７に集中される。すなわち、この流路４７が確保されることにより、旋回流が強くなると共に流量も多くなるので、塵埃捕集効率を向上することができると共に、吸込仕事率が向上する要因ともなる。
【００３０】
さらに、上記導入部４５には、外側フィルタフィクスチャ１１に内側フィルタフィクスチャ１２の外側に向かって空気流を案内するガイドとしての仕切板４８が形成されている。この仕切板４８を設けることにより、外側フィルタフィクスチャ１１を通る細塵を含む空気流が内側フィルタフィクスチャ１２と外側フィルタフィクスチャ１１間の流路４９に集中される。すなわち、この流路４９が確保されることにより、旋回流がさらに強くなると共に流量も多くなるので、塵埃捕集効率をさらに向上することができると共に、吸込仕事率がさらに向上する要因ともなる。
【００３１】
また、図５等に示すように、ダストボックス１０の底部には、取手３４の下部に設けられたヒンジ（図示せず）により開閉自在に構成された底蓋４１が取り付けられている。この底蓋４１は、吸気管１５下方に設けられたレバー５０の上部をスプリング５１の付勢力に抗して押すことにより、レバー５０の下端に形成されたクランプ５２が底蓋４１側の係止爪５３より外れて、ダストボックス１０の下端開口を開放するようになっている。また、底蓋４１の上面には、ダストカップ４２の下端縁がシール部材５４を介して嵌合される環状リブ５５が形成されている。
【００３２】
従って、ダストボックス１０内の外側集塵部２３に堆積した粗塵は、ごみ箱等の上で底蓋４１を開ければ、ごみ箱内に落下し、内側集塵部５６に堆積した細塵も、開いた底蓋４１からダストカップ４２を取り外すことによって、周囲にまき散らすこともなく、ごみ箱内に捨てることができる。また、この状態で、ダストボックス１０内を容易に清掃することができる。
【００３３】
そして、底蓋４１には、内側フィルタフィクスチャ（サイクロン筒体）１２の下端開口５７と対向する位置に、開口５７に向かって突出する半球状の突部５８が形成されている。このように、内側フィルタフィクスチャ１２の下端開口５７に向かってダストボックス１０の底蓋４１に突部５８を形成しているので、内側フィルタフィクスチャ１２内の第２サイクロン空間４４で分離された塵埃は内側フィルタフィクスチャ１２の下端開口５７と対向する位置には蓄積せず、開口５７から離れた周辺部に蓄積する。また、掃除機本体運転停止後の移動時の振動や傾きによる塵埃の中心部への移動を防ぐことができる。従って、電動送風機３を停止あるいは起動させる際の旋回流が弱い状態でも塵埃を吸い上げることがなくなり、塵埃蓄積効率を向上することができる。また、突部５８が半球状を成しているので、洗いにくくならない利点もある。なお、上記では、半球状の突部５８としたが、円錐状などの突部としても良い。
【００３４】
次に、本実施形態の電気掃除機における塵埃及び空気のそれぞれの流れについて説明する。
【００３５】
掃除機本体１の外部から吸引される塵埃を含む空気は、図３に示されるように、連結口４から吸気管１５を通してダストボックス１０内に入り、ダストボックス１０の内壁に沿って旋回する。具体的には、第１サイクロン空間２２内部において、空気が旋回しながら外側フィルタフィクスチャ１１のフィルタ内部へ流れ、分離された塵埃は隙間２１を通って下方に落ち、ダストボックス１０底部の外側集塵部２３に堆積する。
【００３６】
同様に、外側フィルタフィクスチャ１１のフィルタ内部に流れた空気もさらに旋回する。具体的には、第２サイクロン空間４４内部において、空気が旋回しながら遠心分離によって細塵を分離し、分離された細塵は内側フィルタフィクスチャ１２の内壁にそって下方に落下し、ダストカップ４２内の内側集塵部５６に堆積する。このとき、底蓋４１の半球状の突部５８に落ちた細塵は、上述したように、突部５８には堆積せずにその周辺部に蓄積するので、電動送風機３を停止あるいは起動させる際の旋回流が弱い状態でも塵埃を吸い上げることがなくなり、塵埃蓄積効率を向上することができる。
【００３７】
上記のようにして、ダストボックス１０内で塵埃が濾過された空気は、排気筒２６から吸引されて上蓋２４内部の円筒状フィルタ３０によりさらに濾過されたのち、上蓋２４後端の排気口６０より集塵装置２外に出る。そして、図３に示す連絡通路７を介して電動送風機３に取り込まれ、電動送風機３から図示しない排気フィルタを通して、掃除機本体１側面に配置された後輪６に形成されたメッシュ状の排気口８から側方にクリーンな排気が排出される。
【００３８】
図１１は、本願発明の他の実施形態における集塵装置の側断面図であり、前記実施形態と同一符号は同一又は相当部分を示しており、他の構成は前記実施形態と同様である。
【００３９】
前記実施形態と異なる点は、前記実施形態においては、底蓋４１に半球状の突部５８を形成したが、本実施形態においては、内側フィルタフィクスチャ１２の開口５７と対向する位置に、内側フィルタフィクスチャ１２の開口５７に向かって突出する突部６１を形成すると共に、突部６１の上部外周に鍔部６２を形成し、さらに、鍔部６２の先端部分を下方に曲げて傘状に形成したものである。
【００４０】
この種のキャニスタータイプの電気掃除機においては、前記図１〜図３に示した掃除機本体１の移動時に掃除機本体１が転がり、回転するようなこともあるが、そのとき、ダストカップ４２の内側集塵部５６に溜まった細塵が内側フィルタフィクスチャ１２の開口５７から内側フィルタフィクスチャ１２内に戻って、さらには排気筒２６から円筒状フィルタ３０に達する虞がある。
【００４１】
この対策として、本実施形態では、上記のように突部６１の上部外周に鍔部６２を形成し、さらに、鍔部６２の先端部分を下方に曲げて傘状に形成したことにより、掃除機本体１が転がり、回転するようなことがあっても、ダストカップ４２の内側集塵部５６に溜まった細塵は突部６１に傘状に形成された鍔部６２に引っ掛かるので、内側フィルタフィクスチャ１２内に戻ったり、さらには排気筒２６から円筒状フィルタ３０に達するような不具合を防ぐことができる。なお、単に鍔部を形成しただけでも一定の効果が得られるが、本実施形態のように先端部分を下方に曲げて傘状に形成した鍔部６２の方が、より効果的である。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、本願発明の集塵装置によれば、サイクロン筒体の開口に向かってダストボックス底面から突部を形成しているので、サイクロン筒体で分離された塵埃はサイクロン筒体の開口に対向する位置には蓄積せず、開口から離れた位置に蓄積し、従って、旋回流が弱い状態でも塵埃を吸い上げることがなく、塵埃蓄積効率を向上することができる。
【００４３】
また、前記突部を半球状に形成することにより、上記効果に加えて、洗いにくくならない利点もある。
【００４４】
また、前記突部の外周に鍔部を形成することにより、本体が転がり、回転するようなことがあっても、ダストカップ底面に溜まった塵埃は突部に形成された鍔部に引っかかるので、サイクロン筒体内に戻ったりするような不具合を防ぐことができる。
【００４５】
さらに、前記鍔部の先端部分が下方に曲げられて成るものとすることにより、より効果的に上記不具合を防ぐことができる。
【００４６】
また、前記サイクロン筒体内に排気筒を有し、サイクロン筒体は排気筒と略平行となるよう軸方向にほぼ同径に形成したことにより、サイクロン筒体と排気筒との間隔を集塵装置を大型化することなく十分に確保することができ、排気筒から直接塵埃が吸引されるのを防ぐことができるので、塵埃捕集効率を向上することができる。
【００４７】
また、本願発明に係る電気掃除機は、上記のような集塵装置を用いたことにより、上述した効果が得られる電気掃除機が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施形態に係る集塵装置を備えた電気掃除機における掃除機本体の斜視図。
【図２】同じく、側面図。
【図３】同じく、概略側断面図。
【図４】上記集塵装置の斜視図。
【図５】同じく、側断面図。
【図６】集塵装置の上蓋を取り外した斜視図。
【図７】同じく、上面側から見た要部断面図。
【図８】上記集塵装置に内蔵された外側フィルタフィクスチャを示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は斜視図である。
【図９】同じく、内側フィルタフィクスチャを示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は斜視図である。
【図１０】上記外側フィルタフィクスチャと内側フィルタフィクスチャを組み合わせた状態を示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は斜視図である。
【図１１】他の実施形態における集塵装置の側断面図。
【符号の説明】
１ 掃除機本体
２ 集塵装置
３ 電動送風機
４ 連結口
１０ ダストボックス
１１ 外側フィルタフィクスチャ
１２ 内側フィルタフィクスチャ
１３ 開口部
１４ フィルタ
１５ 吸気管
１７ 吸込口
１９ 壁
２０ 鍔部
２１ 隙間
２２ 第１サイクロン空間
２３ 外側集塵部
２４ 上蓋
２５ 中蓋
２６ 排気筒
３０ 円筒状フィルタ
３４ 取手
３７ 大径部
３８ 小径部
３９ スカート状部
４１ 底蓋
４２ 段部
４４ 第２サイクロン空間
４５ 導入部
４６，４８ 仕切板
４７，４９ 流路
５０ レバー
５２ クランプ
５３ 係止爪
５５ 環状リブ
５６ 内側集塵部
５７ 下端開口
５８，６１ 突部
６０ 排気口
６２ 鍔部

Claims (6)

1. 吸引経路に配置されるダストボックス内にサイクロン筒体を有し、サイクロン筒体内で旋回流を発生させて塵埃を分離する集塵装置において、
   前記サイクロン筒体は、前記ダストボックス底面に向かって開口を有し、ダストボックス底面には、サイクロン筒体の開口と対向する位置に、サイクロン筒体の開口に向かって突出する突部を形成したことを特徴とする集塵装置。
2. 前記突部を半球状に形成したことを特徴とする請求項１記載の集塵装置。
3. 前記突部の外周に鍔部を形成したことを特徴とする請求項１記載の集塵装置。
4. 前記鍔部の先端部分が下方に曲げられて成ることを特徴とする請求項３記載の集塵装置。
5. 前記サイクロン筒体内に排気筒を有し、サイクロン筒体は排気筒と略平行となるよう軸方向にほぼ同径に形成したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の集塵装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の集塵装置を用いたことを特徴とする電気掃除機。

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