(57)【要約】【課題】塵埃を効果的に遠心分離するとともに、集塵部の収容容量に応じた集積をすることができるダストカップを備えた電気掃除機を提供する。【解決手段】電動送風機を内蔵した掃除機本体と、この掃除機本体の吸引側に着脱自在に取り付けたダストカップと、このダストカップの上方開口部を覆う補助フィルタとを設けた電気掃除機において、前記ダストカップには、その上部に吸気口から吸気した塵埃を含む吸込風を旋回流にするサイクロン発生部と、このサイクロン発生部の下方に旋回流による遠心力の作用にて塵埃と空気とを分離して塵埃を集積する集塵部と、この集塵部の中間部にその上部の内径よりも下部の内径を径大にする環状段部と、前記集塵部内の空気を前記掃除機本体の吸引側に排気する排気路とを設けた電気掃除機である。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動送風機を内蔵した掃除機本体と、この掃除機本体の吸引側に着脱自在に取り付けたダストカップと、このダストカップの上方開口部を覆う補助フィルタとを設けた電気掃除機において、
前記ダストカップには、その上部に吸気口から吸気した塵埃を含む吸込風を旋回流にするサイクロン発生部と、このサイクロン発生部の下方に旋回流による遠心力の作用にて塵埃と空気とを分離して塵埃を集積する集塵部と、この集塵部の中間部にその上部の内径よりも下部の内径を径大にする環状段部と、前記集塵部内の空気を前記掃除機本体の吸引側に排気する排気路とを設けたことを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】
ダストカップを透明性のある材料で形成し、このダストカップに設けた環状段部の近傍位置に、集塵部に集積した塵埃の廃棄時期を知らせる目印を標記したことを特徴とする請求項１記載の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動送風機により床面等の被清掃面における塵埃を空気とともに吸引し、この吸込風から塵埃を分離して集塵装置に収容する電気掃除機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電気掃除機には、空気とともに吸引した塵埃を遠心分離して集塵するいわゆるサイクロン方式のものが知られている。このような電気掃除機における掃除機本体の前面には本体吸込口が開口され、掃除機本体の内部には、本体吸込口から塵埃とともに空気を吸い込むための吸引力を発生させる電動送風機が収容されている。そして、この電動送風機と本体吸込口との間には、本体吸込口から空気とともに吸い込んだ塵埃を吸込風から分離する集塵装置となる略有底円筒状のダストカップが着脱可能に取り付けられているものがある。すなわち、このダストカップは、電動送風機の吸込側における掃除機本体の内部に取り付けられている。
【０００３】
そして、このダストカップは、電動送風機の駆動により吸い込んだ吸込風を渦巻き状に旋回させて、この旋回流による遠心力の作用にて空気と分離させた塵埃を内部に集積させる。また、このダストカップに集積できなかった細塵は、ダストカップの排気側に取り付けられたフィルタにより捕捉している。
【０００４】
このような従来の電気掃除機のダストカップには、上部の開口から下方に向かって内周面が次第に径大にした有底円錐筒状のものがある。この場合、集積された塵埃をダストカップの一定位置以下で高密度に集積させて、ダストカップの塵埃分離能力および集塵容積を十分に生かすことは困難であった。
【０００５】
すなわち、サイクロン作用によりダストカップに集積された繊維性のゴミ等のように、互いに結合して集積し一定の長さや容積を有するようになった塵埃は、まだ集積量が少ない状態においても旋回流によりダストカップの内周面に沿って上方に浮き上がってしまったりする。このため、浮遊する塵埃がサイクロン作用による遠心分離の障害になったり、透明性を有するダストカップにおいては、まだ集積した塵埃量が集塵部の容積に比較して十分溜まっていなくとも、外部からは満杯と同じ状態に見えることになる。このため、ダストケースを取外して塵埃を廃棄する回数が必要以上に多くなる。（例えば、特許文献１参照）
【０００６】
また、掃除機本体の主集塵室で補足できなかった微細な粉塵を回収するために、掃除機本体の排気口にサイクロン作用による副集塵室を設けたものがある。この副集塵室には、回転する排気風から粉塵を分離する逆円錐部と、これより下方に設けられ、上方の逆円錐部で分離されて落下してきた粉塵を収容するための集塵室が設けられている。この集塵室は、排気風から塵埃を遠心分離する機能は有していない。
【０００７】
この場合、粉塵であるためにこれが上方に浮上して遠心分離に影響を与えることや、浮上が原因で塵埃の集積量を外部から見誤ることは少ないが、副集塵室を設けたことで電気掃除機全体が大型化する。（例えば、特許文献２参照）
【０００８】
さらに、吸引した空気から塵埃を収集するための長い通風路を設け、その途中個所にスパイラル状のガイドやサイクロン作用を生じさせる複数の集塵室を備えた電気掃除機がある。この場合でも、サイクロン作用によって遠心分離され落下してきた塵埃を下方で収容する微細塵溜まりを備えているが、これ自身には遠心分離機能はないものである。従って、長い通風路を備えて複数の集塵室を設けたことや、単に落下した塵埃を収容するためのみの微細塵溜まりを備えたことで、集塵室全体が大型化することになる。（例えば、特許文献３参照）
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−２２３９９７号公報（９コラム、図１）
【特許文献２】
特開２００２−３１５６９８号公報（５〜６コラム、図１）
【特許文献３】
特開２００２−３２６０４１号公報（９コラム、図８）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このようなサイクロン方式の電気掃除機において、まだ集塵部の集積量が少ない状態では塵埃が旋回流により集塵部の内周面に沿って上方に浮上ることがないようにし、集塵部を大型化することなく遠心分離を円滑に行われるようにするとともに、その塵埃部の収容容量を十分に利用する必要がある。
【００１１】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、塵埃を効果的に遠心分離するとともに、集塵部の収容容量に応じた塵埃の集積を可能にすることができるダストカップを備えたサイクロン方式の電気掃除機を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気掃除機は、電動送風機を内蔵した掃除機本体と、この掃除機本体の吸引側に着脱自在に取り付けたダストカップと、このダストカップの上方開口部を覆う補助フィルタとを設けた電気掃除機において、前記ダストカップには、その上部に吸気口から吸気した塵埃を含む吸込風を旋回流にするサイクロン発生部と、このサイクロン発生部の下方に旋回流による遠心力の作用にて塵埃と空気とを分離して塵埃を集積する集塵部と、この集塵部の中間部にその上部の内径よりも下部の内径を径大にする環状段部と、前記集塵部内の空気を前記掃除機本体の吸引側に排気する排気路とを設けたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における電気掃除機の実施例の形態を、図１から図６を参照して説明する。
【００１４】
図１から図５において、１は掃除機本体で、この掃除機本体１は、重力により塵埃を遠心分離するいわゆるサイクロン方式ものであり、床面を走行可能である。また、この掃除機本体１は、中空なケース体２と、後部を回動可能に連結して、この回動によりケース体２の前側上部を開閉可能に覆う蓋体３とを備えた本体ケース４とを有している。さらに、ケース体２の内部には、図４に示すように、床面から塵埃を含む空気を吸引するための電動送風機５が内蔵されている。また、このケース体２の後方には、電動送風機５の排気側に連通した排気口６が形成されている。
【００１５】
ケース体２の前側には、底部に旋回輪７が旋回可能かつ回転可能に取り付けられたほぼ有底円筒状のカップ保持部８が設けられている。このカップ保持部８の上方は、所定の間隔をおいて前記蓋体３により覆われている。また、ケース体２の両側には、本体ケース４の前進および後進を可能とする一対の走行輪９がそれぞれ取り付けられている。
【００１６】
蓋体３の前側には、前方に向けて開口した本体吸込口１１が設けられている。この本体吸込口１１には、可撓性を有するホース体１２の基端が連通されて着脱可能に接続され、このホース体１２の先方端には、への字状に屈曲した手許操作部１３が設けられている。そして、この手許操作部１３における屈曲した個所の一端側上面には、電動送風機５などの動作モードを設定する複数の操作ボタン１４がそれぞれ離間し一列に並列されて設けられている。また、ホース体１２の手許操作部１３の先端側には、伸縮可能な接続管としての延長管１５を介して吸込口体としての床ブラシ１６が着脱可能に連通接続されている。
【００１７】
また、ケース体２の後方には、図示しないコード引出口が開口されており、このコード引出口には、電動送風機５を駆動させる電力を外部から供給する図示しないコードが外部へと引き出し可能に収容されている。また、このコードの先端には、壁面などに設けられたコンセント部に挿脱可能となった図示しないプラグ部が設けられている。
【００１８】
一方、ケース体２のカップ保持部８と蓋体３との間である電動送風機５の吸込側には、この電動送風機５の駆動によって生じる空気の吸込風とともに吸い込んだ塵埃を内部で旋回させて、この塵埃を自重による遠心分離により落下させるとともに、これを収容するための集塵装置であるダストカップ２１が着脱可能に取り付けられている。このダストカップ２１は、全透明または半透明のプラスチックで成形されている。
【００１９】
このダストカップ２１には、図２および図５に示すように、電動送風機５の作用で床面の床ブラシ１６から塵埃とともに吸い込まれた空気の吸込風が取り込まれるが、上端に開口部２２が形成され電動送風機５側に平坦部を有するものの、全体としてほぼ有底円筒状のサイクロン集塵部としてのカップ部２３を備えている。このカップ部２３における開口部２２の一部には吸気口２４が設けられ、これに連続して吸込風を旋回するための風向制御部であるサイクロン発生部２５が構成されている。そして、ケース体２と蓋体３との間にダストカップ２１を取り付けた際に、この蓋体３の本体吸込口１１の基端側に吸気口２４が気密に係合するようになっている。
【００２０】
図３に示すように、サイクロン発生部２５は、その外周部に吸気口２４から吸い込んだ吸込風を円弧状に旋回させる旋回ガイド２６が形成されている。この旋回ガイド２６には、水平方向にほぼ４分の３回転旋回させた旋回風をカップ部２３のさらに下方へと導く旋回風流出口２７が開口されている。この旋回風流出口２７は、サイクロン発生部２５の端部に位置しており、カップ部２３の内方と吸気口２４とを連通させる。
【００２１】
また、旋回ガイド２６の中心部には、旋回風流出口２７から流出されてカップ部２３の内方でさらに旋回した旋回風が上方へ排気される通気口２８が開口されている。この通気口２８には、カップ部２３の内部で遠心分離できなかった比較的大きな塵埃が、上方に舞い上がらないように捕捉するフィルタ体としてのメッシュ体２９が着脱可能に取り付けられている。
【００２２】
さらに、旋回ガイド２６の上方には、通気口２８の上方に連通した排気口３１が開口されており、この排気口３１に面して、この排気口３１を通過する吸込風に漂う塵埃、すなわちカップ部２３による遠心分離およびメッシュ体２９では捕捉できなかった細塵を捕捉する補助フィルタ３２が取り外し可能に取り付けられている。この補助フィルタ３２は、例えばウレタンフォームなどの高密度で互いに連通する気泡を有する素材、および高密度の綿布などを重ね合わせて構成されている。これら通気口２８と排気口３１などにより吸引された空気の排気路が形成されている。
【００２３】
一方ダストカップ２１のカップ部２３は、前述のように電動送風機５側に平坦部を有するものの全体としてはほぼ有底円筒形状をしているが、その中間部の内径は上部の径小部３５よりも下部の径大部３６の方を径大にするためのほぼ水平方向の環状段部３７が設けられられている。この環状段部３７は、平坦部側の幅が広くその反対側、すなわち吸気口２４側に近づくにしたがいその幅が狭くなっている。なお、この環状段部３７は、カップ部２３の全周を均一幅とした環状の段部とすることができる。
【００２４】
そして、ダストカップ２１の全体は蓋体３により覆われるが、補助フィルタ３２の上方は蓋体３に有する通風路３８に連通されており、この通風路３８の出口は通風口３９に気密に接合されている。この通風口３９は、ケース体２内に内蔵した電動送風機５の吸込側に気密に連通され、内部にはアコーデオン状に折り曲げられた濾過紙３０が設けられている。
【００２５】
一方カップ部２３の底部には、回動軸４０を支点として開閉可能な底面部４１が設けられており、回動軸４０の反対側には係止部４２を備えている。また、カップ部２３の外側面には、吸気口２４の下方に位置してＬ字状のハンドル部４３が一体的に設けられている。このハンドル部４３にはレバー４４が突出しており、このレバー４４の動きに連動する機構を介して回動するフック４５が、底面部４１の係止部４２と係合して、カップ部２３の底面部４１を閉鎖し気密状態を保持している。
【００２６】
ダストカップ２１に設けられた環状段部３７の上方にある径小部３５側には、塵埃が下方から集積してきて外部に廃棄を必要となった位置を標記する水平方向の太線および「ゴミすて」からなる目印４７が、半透明のカップ部２３の外側から印刷されている。この目印４７はカップ部２３の内側から印刷することもできるが、環状段部３７の近傍に標記することが望ましい。
【００２７】
次に、上記実施形態の作用を説明する。
【００２８】
まず、図２に示すように、本体ケース４の蓋体３をケース体２に対して回動させて、このケース体２のカップ保持部８を開放させた後、このカップ保持部８にダストカップ２１の底部を嵌合させる。
【００２９】
この状態で、図４に示すように、蓋体３を下方に回動させて、この蓋体３の通風路３８を補助フィルタ３２が保持されたダストカップ２１の開口部２２および通風口３９に接合させるとともに、本体吸込口１１の基端側に吸気口２４を連通させ、図示しないクランプ機構によりハンドル部４３に固定する。
【００３０】
また、ケース体２の本体吸込口１１にホース体１２の基端を連通接続させるとともに、先端に床ブラシ１６が連通接続された延長管１５の基端をホース体１２の先端に連通接続させる。そして、ケース体２の後方のコード引出口から収納されたコードを引出して、このコードのプラグ部を、壁面などに設けられた電源コンセント部に差し込む。
【００３１】
この後、ホース体１２の手許操作部１３を把持して、この手許操作部１３の所定の設定ボタン１４をオンして本体ケース４内の電動送風機５を駆動させる。これにより、床ブラシ１６の先端から塵埃とともに空気が吸い込まれる。そして、この塵埃を含んだ空気は吸込風となり、延長管１５やホース体１２のそれぞれの内部を順次通過して蓋体３の本体吸込口１１へと吸気された後、ダストカップ２１の吸気口２４へと吸い込まれる。
【００３２】
この吸気口２４へと吸い込まれた吸込風は、この吸気口２４からサイクロン発生部２５の旋回ガイド２６へと吸い込まれて、この旋回ガイド２６により渦巻き状に回転して旋回風となった後、旋回風流出口２７を通過して、カップ部２３の内部へと吸い込まれる。
【００３３】
カップ部２３に流入した旋回風は、まず中間部上方の径小部３５を旋回し、次第に下降していって環状段部３７を通過すると中間部下方の径大部３６を旋回する。この径大部３６に達した状態では、径小部３５の旋回時よりも多少風速が低下する。このカップ部２３内での吸込風の旋回により、この吸込風とともに吸い込まれた塵埃は自重による遠心分離作用によりカップ部２３の内周面に衝突して落下し、このカップ部２３内に集塵されていく。
【００３４】
この場合、比重の重い塵埃はカップ部２３の底部に堆積していくが、比重の比較的軽いものはカップ部２３内部を浮遊するものもある。塵埃は旋回風によりその多くはカップ部２３の内周面に沿って移動していくが、中心域から反転をして排気口３１に向かって上昇していく旋回風の影響を受ける。
【００３５】
すなわち、図６に示すように、塵埃が遠心力によりカップ部２３の内周面に向かって移動する作用と、中心域から排気口３１に向かって上昇する旋回風の作用と、塵埃の自重とがバランスして、静電気や絡み合いなどにより一塊となった繊維類など、比較的比重が軽い多くの塵埃はカップ部２３の内周面近くを上昇しようとするが、環状段部３７の存在によりそれ以上の上昇は妨げられる。これにより、塵埃はカップ部２３の環状段部３７より下部にある径大部３６の内周面、および底面部４１にそれぞれ沿って少しづつ積層されるようにして累積していく。そして、この積層されていく比較的比重の軽い塵埃は、旋回風によって上昇力を受けたときでもその外周部が環状段部３７で引き止められた状態でさらに積層を続けていく。
【００３６】
そして、径大部３６に収容された塵埃の積層量と集積密度が一定以上に高まると、環状段部３７の高さを超えてカップ部２３の径小部３５にまで塵埃の集積が開始される。しかし、環状段部３７に近接した径小部３５にはゴミすての目印４７があるため、これを目視した電気掃除機の操作者はダストカップ２１を取外して内部の塵埃を廃棄することができる。
【００３７】
カップ部２３内で旋回して塵埃が分離された吸込風は、このカップ部２３の中心域からサイクロン発生部２５の通気口２８に取り付けたメッシュ体２９を通過する。この際、カップ部２３内を浮遊して遠心分離がされなかった極めて比重が軽く一定の大きさを有する塵埃があったとしても、メッシュ体２９より上方に流出することを阻止される。
【００３８】
このメッシュ体２９を通過した吸込風は、サイクロン発生部２５の排気口３１に面して取り付けられた補助フィルタ３２を通過する。このとき、カップ体２３による遠心分離やメッシュ体２９で阻止できなかった粉塵などの微細な塵埃は、密度の高い素材からなる補助フィルタ３２により捕捉される。
【００３９】
さらに、補助フィルタ３２を通過した吸込風は、蓋体３の通風路３８およびケース体２の通風口３９を介して電動送風機５の吸込側へと吸い込まれて、この電動送風機５を通過して排気風となる。この排気風は、ケース体２の排気口６から掃除機本体１の外部に排気される。
【００４０】
次いで、ダストカップ２１のカップ部２３内に集塵された塵埃を取り出す場合には、まず、図示しないクランプ装置を外してケース体２に対して蓋体３を回動させる。そして、ダストカップ２１のハンドル部４３を持って本体ケース４からダストカップ２１を取り出す。
【００４１】
このダストカップ２１をポリバケツなどのゴミ処理容器の上方に移動させ、ハンドル部４３の上端部に設けられたレバー４４を押し下げる。これにより、レバー４４に連動するフック４５とカップ部２３の底面部４１に有する係止部４６との係合が外れ、底面部４１が自重により回動して開口し、このカップ部２３内に集塵された塵埃を自重によりゴミ処理容器内に落下させることができる。
【００４２】
上記実施の形態では、サイクロン方式のキャニスタ型電気掃除機について説明したが、ポット式やアップライト型などの電気掃除機であっても適応させて用いることができる。
【００４３】
また、上記実施の形態は、ダストカップを厚さが均一の材料で成形して環状段部を設けたが、これとは異なりダストカップの内周面のみに水平方向の環状段部を設けて径小部と径大部を成形し、外周面は平坦なほぼ円筒表面とすることもできる。この場合、径小部の材厚は径大部よりも厚くなるが、上記実施の形態と同様の作用効果を有することができる。
【００４４】
さらに、上記実施の形態はダストカップに設けた環状段部の幅を変化させたものであるが、ダストカップのほぼ水平方向に全周にわたって均一の幅で環状段部を設け、その上下に径小部と径大部とを設けたものであっても、上記実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、ダストカップの中間部の環状段部により上下に径小部と径大部とを設けたことにより、塵埃を効果的に遠心分離するとともに、集塵部の収容容量に応じた塵埃の集積を可能にするダストカップを備えたサイクロン方式の電気掃除機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気掃除機の１つの実施形態を示す斜視図である。
【図２】同上電気掃除機の掃除機本体を示す斜視図である。
【図３】同上電気掃除機のダストカップのサイクロン発生部を示す説明図である。
【図４】同上電気掃除機の掃除機本体を示す縦断面図である。
【図５】同上電気掃除機のダストカップを示す側面図である。
【図６】同上電気掃除機のダストカップに塵埃が順次累積していく状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１    掃除機本体
５    電動送風機
２１    ダストカップ
２３    カップ部（集塵部）
２５    サイクロン発生部
２８    通気口（排気路）
３１    排気口（排気路）
３２    補助フィルタ
３５    径小部
３６    径大部
３７    環状段部
４７    目印
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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