JP2014138639A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】本体を小型化しつつ風路の圧力損失を低減する電気掃除機を得ること。
【解決手段】上記の課題を解決する為には、電気掃除機において、気流を発生する電動送風機を内蔵する本体と、本体に固定され、電動送風機の発生する気流によって吸引された塵埃を含む空気から塵埃を分離して捕集する集塵装置と、集塵装置の下流に設けられ、該集塵装置によって捕集されなかった微粒子を捕集するプリーツフィルターと、集塵装置とプリーツフィルターの間に屈曲部を有する接続風路を有し、プリーツフィルターは、ひだの長手方向を接続風路が屈曲する方向に向けて、接続風路内部に設けることにより、課題を解決することが可能となる。
【選択図】図７

Description

本発明は、電気掃除機に関する。

従来の電気掃除機は、集塵装置と集塵フィルターとファンモータが直線的に配置され、風路の圧力損失が低減するように構成されている。また、集塵フィルターとファンモータの間には空間が設けられ、集塵フィルターからファンモータの吸引口に向けて開口径が狭くなる傾斜面が設けられており、風路の圧力損失が低減するように構成されている。（例えば、特許文献１参照）。
また、従来の他の電気掃除機は、集塵部から集塵フィルター、およびファンモータまでの風路が９０°以上屈曲して配置されている。（例えば、特許文献２参照）。

特許第３６６６６２４号公報 特許第５１１１５３２号公報

従来の電気掃除機では、集塵フィルターとファンモータが直線的に配置すると、本体を小型化できないという問題点があった。
また、従来の電気掃除機では、本体を小型化するために集塵部から集塵フィルター、およびファンモータまでの風路を屈曲して配置する場合、風路の圧力損失が増大するという問題点があった。

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、本体を小型化しつつ風路の圧力損失を低減する電気掃除機を得るものである。

上記の課題を解決する為には、電気掃除機において、気流を発生する電動送風機を内蔵する本体と、本体に固定され、電動送風機の発生する気流によって吸引された塵埃を含む空気から塵埃を分離して捕集する集塵装置と、集塵装置の下流に設けられ、該集塵装置によって捕集されなかった微粒子を捕集するプリーツフィルターと、集塵装置とプリーツフィルターの間に屈曲部を有する接続風路を有し、プリーツフィルターは、ひだの長手方向を接続風路が屈曲する方向に向けて、接続風路内部に設けることにより、課題を解決することが可能となる。

本発明によれば、集塵装置から電動送風機に至る風路において、この風路にプリーツフィルターを配置しても、効率よく気流を流下させることができる。

実施の形態における電気掃除機を示す図である。 実施の形態における掃除機本体の側面図である。 実施の形態における電気掃除機の掃除機本体を斜め前方から見た外観斜視図である。 実施の形態における電気掃除機の掃除機本体を斜め後方から見た外観斜視図である。 図３の状態から集塵装置１２を外した図である。 集塵装置１２を本体６への取り付け側から見た平面図である。 図３における電気掃除機のＡ−Ａを断面とする縦断面図である。 接続風路開口が見えるように一部部品を外した本体を後方より見た斜視図である。 電動送風機とプリーツフィルターの位置関係を示す断面図である。

実施の形態．
（電気掃除機の構成）
図を参照して、実施の形態を説明する。
図１を参照すると、電気掃除機１は、吸込口体２や延長パイプ３等のアタッチメント、接続パイプ４、サクションホース５及び掃除機本体６（以下、本体６）及び集塵装置１２を要部として構成される。
吸込口体２は、下向きに形成された開口から、床面上のごみ（塵埃）を空気と一緒に吸い込むためのものである。吸込口体２の長手方向略中央部には、排気のための接続部２ａが設けられている。

吸込口体２の接続部２ａには、延長パイプ３の一側（吸気側）の端部が接続される。この延長パイプ３は、内径が異なる円筒状の部材３ａ，３ｂを組み合わせることで、伸縮自在に構成されている。延長パイプ３の他端部には、接続パイプ４の一側（吸気側）の端部が接続される。この接続パイプ４は、円筒状の部材からなる。

接続パイプ４には、取っ手７が設けられている。取っ手７は、使用者が持つことで、電気掃除機１を操作するためのものである。取っ手７には、電気掃除機１の運転を制御するための操作スイッチ８が設けられている。接続パイプ４の他端部には、サクションホース５の一側（吸気側）の端部が接続される。このサクションホース５は、可撓性を備えた蛇腹状を呈する部材からなる。

（掃除機本体の構成）
次に、図２〜図７に示すように、本体６は、内部に負圧を生じさせて吸引する気流を発生し、外部からごみを含む空気（含塵空気）を集塵装置１２へ導くことで、含塵空気からごみを分離し、ごみが取り除かれた空気（清浄空気）を排出する（例えば、室内に戻す）ものである。
本体６の前側端部には、ホース接続口９が形成されている。本体６のホース接続口９には、サクションホース５の他端部が接続される。また、本体６の両側及び下面には車輪１０が取り付けられている。

また、本体６は、電源コード１１を備えている。この電源コード１１は、一端にコードプラグ１１ａが取り付けられており、他端側から本体６内部に備えられたコードリール部（図示せず）に巻き付けられている。また、コードプラグ１１ｃには、コンセントに挿入される一対の刃が突出している。
そして、電源コード１１が本体内部から出入りし、電源コード１１がコードリールに収納された状態の時にコードプラグ１１ａが位置する電源コード取出し口６ｈは、使用者が電源コード１１を引き出しやすいように、本体６の上部に後方に向けて開口している。

尚、コードプラグ１１ａは、使用者がつかみやすいように、電源コード取出し口６ｈから、飛び出した位置に保持される。
このようなコードプラグ１１ａは、外部電源の供給元であるコンセントに接続されることにより、後述する本体内部に設けられる制御基板（制御部）７０や電動送風機１３等の内部機器に通電する。電動送風機１３は、制御部により通電制御され、操作スイッチ８に対する操作や本体内に設けられる各種センサーからの検知信号に基づき、所定の吸引動作を行う。

吸込口体２、延長パイプ３、接続パイプ４及びサクションホース５は、内部が一続きに形成されている。電動送風機１３が吸引動作を行うと、床面上のごみが空気と一緒に吸込口体２に吸い込まれる。吸込口体２に吸い込まれた含塵空気は、吸込口体２、延長パイプ３、接続パイプ４、サクションホース５の順にこれらの内部を通り、本体６に送られ、集塵装置１２へと至る。
このように、吸込口体２、延長パイプ３、接続パイプ４及びサクションホース５は、外部から電気掃除機１の内部に含塵空気を流入させるための風路を形成する。

次に、本体６から集塵装置１２を取り外した状態を示す図５を参照すると、本体６は、箱状を呈する部材（例えば、成型品）からなる。本体６は、後側端部から前側寄りの所定の位置までの部分は、後方が高く、前方が低くなるように、その上面が斜めに形成されている。
また、本体６の前記所定位置よりも前側の部分は、後方が低く、前方が高くなるように、その上面が斜めに形成されている。

従って、本体６の上面の一部は、側方から見ると、略凹状となっている。この本体６の上記略凹字状の部分は、その上方に、集塵装置収容部６ｂを形成する。
この集塵装置収容部６ｂは、集塵装置１２を収容するための部位である。集塵装置１２が本体６に適切に取り付けられると、集塵装置１２は、その要部が、集塵装置収容部６ｂ内、すなわち、本体６の上方に配置される。
尚、集塵装置１２は、この集塵装置収容部６ｂに着脱自在である。

次に、図６〜図９を参照して、本体６の内部構成について説明する。
本体６の内部には、電動送風機１３、制御基板７０、コードリール（図示せず）等が収容されている。電動送風機１３は、本体内部に負圧を生じさせて、本体外部から含塵空気を吸引する気流を発生させるものであり、吸込み開口１３ａの開口方向を後方へ傾けた状態で本体６に設けられている。

更に、本体６の内部には、ホース接続口９から流入した含塵空気を集塵装置１２に導くための吸気風路１４（図５）と、集塵装置１２から排出される空気を電動送風機１３に導くための本体側接続風路４１と、電動送風機１３が取込んだ空気を本体排気口（図示せず）へと流下する排気風路６０が形成されている。

吸気風路１４の一端は、本体６の前面で開口し、ホース接続口９を形成している。そして、吸気風路１４の他端は、本体６の上面（即ち、集塵装置収容部６ｂ側）で開口し、本体側流出口１５を形成している。本体側流出口１５は、本体６の上面における後側端部寄りかつ一側寄りに配置される。

次に、本体側接続風路４１は、一端は本体６の上面で開口する本体側流入口１７と接続し、本体側流入口１７から後方斜め下方向に風路空間が延び、所定の位置から、前方斜め下方向に風路空間が延び電動送風機１３の吸込み開口１３ａと対向する接続風路開口４１ａに接続している。
つまり、本体側接続風路４１は、本体側流入口１７から接続風路開口４１ａに至る間に、屈曲部４１ｇを有する屈曲した形状となっている。

また、屈曲部４１ｇから本体側接続風路４１の前方斜め下方向に伸びる風路空間には、フィルター前空間４１ｂ、フィルター保持空間４１ｃ、フィルター下流空間４１ｄが形成されて、接続風路開口４１ａに至る。
つまり、本体側接続風路４１は、フィルター保持空間４１ｃの手前の位置で、屈曲して向きを変えて接続風路開口４１ａに至る形状となっている。

フィルター保持空間４１ｃには、フィルター枠５１に固定されたプリーツフィルター５０が位置している。プリーツフィルター５０とは、フィルター材を、山折と谷折を繰り返すことにより、ひだ形状となる折加工が施されたフィルターである。
このプリーツフィルター５０は、集塵装置１２で含塵空気から分離しきれなかった微粒子を捕集するものである。

また、図８を参照すると、プリーツフィルター５０の平面視形状は、長方形状をなしており、フィルター枠５１もこれに合せた長方形状を成している。更に、フィルター保持空間４１ｃの平面視形状も、フィルター枠５１が嵌まり込むように長方形状を成している。
尚、プリーツフィルター５０は、電動送風機１３の吸込み開口１３ａの開口面と平行となるように、前方に傾いた状態で本体側接続風路４１に配置されている。

ここで、プリーツフィルター５０は、フィルター材のひだの長手方向が、概ね本体側流入口１７が位置する方向側（前方斜め上方向）を向いて本体側接続風路４１を遮るように設けられている。
つまり、フィルター材のひだの長手方向は、プリーツフィルター５０側から見て、概ね本体側接続風路４１が屈曲する方向を向いている。言い換えると、ひだの長手方向は、本体側流入口１７から本体６内に入った気流が、屈折部４１ｇ付近までの位置において進む方向と概ね平行となっている。

フィルター保持空間４１ｃから接続風路開口４１ａに至る風路において、接続風路開口４１ａの開口縁には、この開口を囲むようにベルマウス４１ｅが形成されている。ベルマウス４１ｅは、プリーツフィルター５０から流下する気流を整流する為のものである。
また、接続風路開口４１ａの形状は円形状を成しており、内部に格子４１ｆが設けられている。格子４１ｆは、電動送風機の吸込み開口１３ａを覆い、プリーツフィルター５０を外した際に、この吸込み開口１３ａに、使用者があやまって指を入れてしまわないようにする為のものである。従って、格子４１ｆの間隔は、人の指より狭い間隔に構成されている。
尚、本体側接続風路４１は、後述する集塵装置側接続風路４２と連通して、旋回室排気口２０ｈから吸込み開口１３ａに至る接続風路４０を構成する。

次に、排気風路６０は、電動送風機１３が取込んだ空気を本体排気口（図示せず）へと流下させる風路であり、内部に電動送風機１３が位置している。電動送風機１３は、内部に設けられた回転軸が後方に傾いた状態で、本体６の内部に配置されている。

ここで、図８及び図９を参照すると、接続風路開口４１ａは、開口中心Ｍ１が、プリーツフィルター５０の上下方向の中心Ｍ２より下側方向にずれた位置に配置されている。
つまり、接続風路開口４１ａは、プリーツフィルター５０側から見て、本体側接続風路が、屈曲している方向とは反対側となる位置にずらして配置されている。
尚、電動送風機１３の吸込み開口１３ａの開口中心Ｍ３と、接続風路開口４１ａの開口中心は、対向した位置関係となっている。

また、図９を参照すると、ベルマウス４１ｅの気流の上流側の開口径ｒと、ベルマウス４１ｅの空気の通過方向の距離ｄ１の比は、０．０５から０．０６の範囲内に構成されている。

また、電動送風機１３の吸込み開口１３ａからプリーツフィルター５０までの距離ｄ２は、１０ｍｍ以下となるように構成されている。

（集塵装置）
次に、図６及び図７を参照すると、集塵装置１２は、含塵空気からごみを分離し、分離したごみを一時的に溜めておくためのものである。
この集塵装置１２は、内部で含塵空気を旋回させる旋回室２０を有し、遠心力によってごみを空気から分離する。即ち、集塵装置１２は、内部にサイクロン分離機能を有している。

この集塵装置１２の側面には、集塵装置側流入口１８が開口している。集塵装置側流入口１８は、本体側流出口１５から塵埃が混ざった気流を、旋回室２０の内部に導入する為の開口である。
そして、集塵装置１２の上部には、集塵装置側接続風路４２が形成され、この接続風路４２に向けて旋回室２０から気流を排出する旋回室排気口２０ｈが開口する。
この集塵装置側接続風路４２は、図７を参照すると、後方斜め下方向に屈曲しており、端には集塵装置側流出口１９が開口している。この集塵装置側流出口１９は、集塵装置１２の内部で塵埃と分離した気流を本体６に向けて排気する為の開口である。

以上のように各部が構成された集塵装置１２は、集塵装置収容部６ｂに収容されると、集塵装置側流入口１８と本体側流出口１５、及び、集塵装置側流出口１９と本体側流入口１７が、それぞれ対向して接続する。
そして、本体側接続風路４１と集塵装置側接続風路４２が連通することで、旋回室排気口２０ｈから吸込み開口１３ａに至る接続風路４０を構成する。この接続風路４０は、途中屈曲した形状となっている。

尚、図７を参照すると、集塵装置１２の旋回室２０からの空気の排出方向（矢印Ｘ）と、電動送風機１３に吸引される空気の吸引方向（矢印Ｙ）がなす角度は、９０°以下となるように各部が構成されている。

そして、電動送風機１３が動作を開始すると、電気掃除機１に形成された各風路に、気流（吸引風）が発生する。吸込口体２に吸い込まれた含塵空気は、ホース接続口９から本体６の内部に取り込まれる。
本体６の内部に流入した含塵空気は、吸気風路１４を経て、本体側流出口１５から集塵装置側流入口１８を経て集塵装置１２の旋回室２０に送られる。

集塵装置１２の内部で塵埃と分離した気流は、旋回室排気口２０ｈから集塵装置側接続風路４２に流入し、集塵装置側流出口１９から本体側流入口１７に向けて排出される。
集塵装置１２から排出された空気（清浄空気）は、本体側接続風路４１を経て、排気風路６０に流入する。電動送風機１３を通過した空気は、排気風路６０をさらに進み、排気口から本体６（電気掃除機１）の外部に排出される。

以上のように各部を構成することで、図７を参照すると、本体側接続風路４１内では、本体側流入口１７から流れ込んだ気流Ｗは、接続風路の形状にならって、風路が屈曲した位置では向きを変えながらプリーツフィルター５０に至る。
本実施の形態の場合、図において、本体側流入口１７から本体に流入した気流Ｗは、気流の進行方向を基準に見ると右方向に旋回して、プリーツフィルター５０に至る。

この様に、プリーツフィルター５０は、フィルター材のひだの長手方向は、プリーツフィルター５０側から見て、概ね本体側接続風路４１が屈曲する方向を向いている。
つまり、プリーツフィルター５０のひだの長手方向は、気流が本体側接続風路４１を直進しようとする方向（矢印Ｖ）と平行となる。

言い換えると、プリーツフィルター５０のひだの谷の延びる方向が、本体側接続風路４１を直進しようとする気流の方向（矢印Ｖ）と一致している。
これにより、矢印Vの方向へと直進しようとする気流とプリーツフィルター５０が対向しないので、プリーツフィルター５０内を気流が通過する際の圧力損失を小さくすることができる。

また、接続風路開口４１ａは、プリーツフィルター５０側から見て、本体側接続風路４１が、屈曲している方向とは反対側となる位置にずらして配置されている。
これにより、流れの外方向（矢印Ｖ）に広がりながらプリーツフィルター５０を流下した気流を、効率よく接続風路開口４１ａを通過させることができ、圧力損失を小さくすることができる。

また、集塵装置１２の旋回室２０からの空気の排出方向（矢印Ｘ）と、電動送風機１３に吸引される空気の吸引方向（矢印Ｙ）がなす角度は、９０°以下となるように構成されている。これにより、集塵装置１２を本体６にコンパクトに搭載することができる。

また、図９を参照すると、ベルマウス４１ｅの開口径ｒｂと、ベルマウス４１ｅの空気の通過方向の距離（幅）ｄ１の比は、０．０５から０．０６の範囲内となるように構成されている。これにより、気流の流れを保ちつつ、ベルマウス４１ｅの部分の気流の流れ方向の寸法を小さく構成することができる。

また、電動送風機１３の吸込み開口１３ａからプリーツフィルター５０までの距離は、１０ｍｍ以下となるように構成されている。
これにより、気流の流れを保ちつつ、プリーツフィルター５０と電動送風機１３との隙間の寸法を小さく構成することができる。

更に、気流の通過経路を構成するプリーツフィルター５０とベルマウス４１ｅと格子４１ｆの位置関係は、プリーツフィルター５０の下流にベルマウス４１ｅが位置し、ベルマウス４１ｅの下流に格子４１ｆが位置し、この格子４１ｆの下流側に電動送風機の吸込み開口１３ａが開口している。
つまり、ベルマウス４１ｅは、プリーツフィルター５０と格子４１ｆの間に位置する。

このように、プリーツフィルター５０と格子４１ｆの間にベルマウス４１ｅを配置することで、気流の通過経路構成とすることで、プリーツフィルター５０を通過した気流が直接ベルマウス４１ｅに流れ込むことができる。これにより、ベルマウス４１ｅにおける整流効果を高めることができる。
更に、吸込み開口１３ａは、格子４１ｆにより覆われているので、プリーツフィルター５０を外した際に、誤って指などを吸込み開口１３ａに入れてしまうことを防止できる。

１ 電気掃除機、２ 吸込口体、３ 吸引パイプ、４ 接続パイプ、５ サクションホース、６ 本体６ａ 電動送風機収容ユニット、６ｂ 集塵装置収容部、７ 取っ手、８ 操作スイッチ、９ ホース接続口、１０ 車輪、１１ 電源コード、１２ 集塵装置、１３ 電動送風機、１３ａ、吸込み開口、１４ 吸気風路、１５ 本体側流出口、１６ 排気風路、１７ 本体側流入口、１８ 集塵装置側流入口、１９ 集塵装置側流出口、２０ 旋回室、２０ｈ 旋回室排気口、４１ 本体側接続風と、４２ 集塵装置側接続風路、５０ プリーツフィルター、５１ フィルター枠、６０ 排気風路、７０ 制御基板。

Claims (8)

1. 気流を発生する電動送風機を内蔵する本体と、
   前記本体に固定され、前記電動送風機の発生する気流によって吸引された塵埃を含む空気から塵埃を分離して捕集する集塵装置と、
   前記集塵装置の下流に設けられ、該集塵装置によって捕集されなかった微粒子を捕集するプリーツフィルターと、
   前記集塵装置と前記プリーツフィルターの間に屈曲部を有する接続風路を有し、
   前記プリーツフィルターは、ひだの長手方向を前記接続風路が屈曲する方向に向けて、該接続風路内部に設けられたことを特徴とする電気掃除機。
2. 前記プリーツフィルターはフィルター枠により保持され、
   該フィルター枠には、前記電動送風機の吸引口に対向する位置に開口部が形成され、
   該開口部は、前記フィルター枠の中央よりも、前記接続風路が屈曲する方向とは反対側にずらして配置されることを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
3. 前記集塵装置は、塵埃を含む空気を旋回させて塵埃と空気を分離する旋回室を有するサイクロン集塵装置であり、
   該旋回室からの空気の排出方向と、前記電動送風機に吸引される空気の吸引方向がなす角度が、９０°以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気掃除機。
4. 前記開口部の周縁にはベルマウスが形成されており、該ベルマウスの開口径ｒに対して、該ベルマウスの空気の通過方向の距離ｄの比（ｄ／ｒ）は、０．０５から０．０６の範囲であることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の電気掃除機。
5. 前記電動送風機と前記プリーツフィルターの距離が、１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の電気掃除機。
6. 気流を発生する電動送風機を内蔵する本体と、
   前記電動送風機の発生する気流の上流側に設けられ、該電動送風機によって吸引された塵埃を含む空気から塵埃を分離して捕集する集塵装置と、
   前記集塵装置の下流に設けられ、該集塵装置によって捕集されなかった微粒子を捕集するプリーツフィルターと、
   前記プリーツフィルターを通過した気流を整流するベルマウスと、
   前記電動送風機の吸込み開口を覆う格子を有し、
   前記ベルマウスは、前記プリーツフィルターと前記格子の間に位置することを特徴とする電気掃除機。
7. 前記ベルマウスの開口径ｒに対して、該ベルマウスの空気の通過方向の距離ｄの比（ｄ／ｒ）は、０．０５から０．０６の範囲であることを特徴とする請求項６に記載の電気掃除機。
8. 前記電動送風機と前記プリーツフィルターの距離が、１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の電気掃除機。

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