(57)【要約】【課題】使い勝手を損なったり、除塵性能の低下をもたらしたりすることなく、液体の吸込みに伴う故障を抑制できる電気掃除機を得ることにある。【解決手段】電動送風機１６を内蔵した掃除機本体２に、電動送風機の上流側に、除塵室（集塵カップ）２１と、このカップを通った空気を導く風路２４とを設ける。カップ２１は、これに通される含塵空気中から空気より比重が重い異物をこの異物の慣性エネルギーを利用して分離する。カップ２１はその上部にカップ内で分離された空気を濾過除塵するフィルター２３を有する。風路２４は、フィルター２３を通った空気を下向きに導く除水風路部２６、及び風路部２６の途中から分岐されて電動送風機１６の吸込み口１６ａに空気を導く導風部２７を有する。除水風路部２６と導風部２７とで、除水風路部２６が下向きに導く空気中から空気より比重が重い水分をこの水分の慣性エネルギーを利用して分離する。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸塵口を有する掃除機本体に電動送風機を内蔵し、
前記吸塵口から吸い込まれた空気が通されるとともにこの通過する空気中から空気より比重が重い異物をこの異物の慣性エネルギーを利用して分離するとともに、分離された空気に対する濾過除塵をするフィルターが上部に取付けられた除塵室を、前記電動送風機の上流側に位置して前記掃除機本体に設け、
前記フィルターを通った空気を下向きに導く除水風路部、及びこの除水風路部の途中から分岐されて前記電動送風機の吸込み口に空気を導く導風部を有する風路を、前記掃除機本体に設けて、前記除水風路部と導風部とで、前記除水風路部を下向きに導かれる空気中から空気より比重が重い異物をこの異物の慣性エネルギーを利用して分離するようにした電気掃除機。
【請求項２】
請求項１に記載の電気掃除機において、前記導風部より下方に位置する前記除水風路部の下部に、この下部内が所定の湿気となったことを検知して前記電動送風機の運転を停止させる湿度センサが設けられている。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電気掃除機において、前記導風部より下方に位置する前記除水風路部の下部を区画する壁の一部が前記掃除機本体の外側から開閉可能に設けられている。
【請求項４】
請求項１から３の内のいずれか１項に記載の電気掃除機において、前記電動送風機の駆動用電源を二次電池とし、この二次電池が前記掃除機本体に取付けられている。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばサイクロン式除塵を行う電気掃除機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
サイクロン式除塵を行う電気掃除機は、除塵室に吸込んだ含塵空気に作用する遠心力で、除塵室を流通する空気からこの空気より重い塵埃を分離して、この塵埃を除塵室に溜める除塵方式を採用している。このため、例外的に含塵空気に多少の液体が含まれることがあっても、この液体を塵埃と同様に除塵室で分離し易い。
【０００３】
しかし、サイクロン式での含塵空気からの液体の分離は完全ではないとともに、除塵室に溜められた液体の一部がこぼれ出ることもある。ところで、家庭用の大多数の電気掃除機は、液体を吸込まない乾式の状態で使用することを前提にしているので、その電動送風機としては耐水措置を講じていない乾式対応のものが搭載されている。これに伴い、除塵室内から出て電動送風機に至ろうとする液体についての対策は何ら講じられていない。これにより、電動送風機に液体が吸込まれることがあると、電動送風機等の故障を招く恐れがあるので、例えば被掃除面上にこぼれた多少のお茶や牛乳などを吸込むといった使用には不適当である。
【０００４】
こうした事情から、除塵室にフロートを設けるとともに、掃除機本体がたとえ転倒してもフロートが除塵室外に排出されないように特別な配慮をして、除塵室内のフロートが所定水位を検出したことに基づいて電動送風機の運転を停止させることで、除塵室内の水分が外に排出されないようにした電気掃除機が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、水を吸込まないことを前提に使用される通常一般的な運転（乾式運転）下では、除塵室内の水位を検知するために除塵室に内蔵されたフロートなどの構成が、サイクロン式除塵において除塵室を流通する空気の抵抗となるので、除塵性能が低下してしまう。
【０００６】
一方、耐水措置を講じたウエット・アンド・ドライ型の電動送風機が搭載された電気掃除機は、主に業務用として用いられている。ウエット・アンド・ドライ型の電動送風機は、主として乾式運転を前提として使用されているドライ（乾式）対応の電動送風機に比較して、かなり重量があり、かつ、形状的にも大きい。
【０００７】
こうしたウエット・アンド・ドライ型の電動送風機を、乾式状態下で使用することを前提とした家庭用電気掃除機に搭載する場合には、除塵室内水位検知のための構成が不要となるので、除塵効率の低下はなくなる。しかし、既述のようにウエット・アンド・ドライ型の電動送風機は、重くかつ大形であるので、これが搭載される掃除機本体が重くかつ大形になることは避けられず、使用し難い電気掃除機となってしまう。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、使い勝手を損なったり、除塵性能の低下をもたらしたりすることなく、液体の吸込みに伴う故障を抑制できる電気掃除機を得ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、掃除機本体に内蔵された電動送風機により掃除機本体に吸込まれた含塵空気が通されるとともにこの通過する空気中から空気より比重が重い異物をこの異物の慣性エネルギーを利用して分離し、かつ、分離された空気に対する濾過除塵をするフィルターが上部に取付けられた除塵室を備える電気掃除機を前提とする。
【００１０】
そして、前記課題を解決するために、掃除機本体に、フィルターを通った空気を下向きに導く除水風路部及びこの除水風路部の途中から分岐されて電動送風機の吸込み口に空気を導く導風部を有する風路を設けて、除水風路部と導風部とで、除水風路部を下向きに導かれる空気中から空気より比重が重い異物をこの異物の慣性エネルギーを利用して分離するようにしたものである。
【００１１】
空気と一緒に多少の液体が吸込まれた場合、この液体は除塵室内での例えばサイクロン式除塵作用により空気と分離され、この分離に伴いしぶかれた飛沫分の殆どは、フィルターの濾過作用により、このフィルターを通り抜ける空気から分離される。そして、フィルターを通過する水分が多くなった場合、この水分を含んだ空気が風路の除水風路部から導風部に流入する際に、空気より比重が重い水分は、前記空気とともに除水風路部に沿って下向きに導かれていることに伴う下方向への慣性により、導風部に流入する空気から分離されて除水風路部の下部に至る。こうした水分離により、吸込んだ水等の液体に電動送風機が晒されることを抑制できるので、電動送風機に乾式対応のものを使用できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１及び図２を参照して本発明の第１実施形態を説明する。
【００１３】
図１中符号１は電池駆動式例えば充電式の家庭用電気掃除機を示している。電気掃除機１は、掃除機本体２、この本体２に取外し可能に接続される可撓性吸塵ホース３、このホース３の先端に取外し可能に接続される延長管（図示しない）、この延長管の先端に取外し可能に接続される吸込み口体（図示しない）等を備えている。掃除機本体２又は吸塵ホース３の握り部の内の少なくとも一方には、図２に示す操作部５が設けられている。操作部５でのスイッチ操作により、後述の電動送風機の起動、停止、強弱運転の切換など所望する運転指令が図２に示す制御手段６に与えられるようになっている。
【００１４】
掃除機本体２の前部下面には旋回車輪１１が取付けられ、掃除機本体２の後部両側には車輪１２（一方のみ図示）が夫々取付けられている。吸塵ホース３を介して引き回される掃除機本体２は、各車輪１１、１２を介して被掃除面上に沿って自在に移動されるようになっている。
【００１５】
掃除機本体２は、各車輪１１、１２が取付けられた本体主部２ａと、この本体主部２ａにヒンジ１３を介して回動可能に連結された本体可動部２ｂとを備えている。本体可動部２ｂが本体主部２ａに被された状態は、これら両者に設けられている図示しないクランプとクランプ受けとの引っ掛かりにより保持され、この状態で掃除機本体２の気密が保持されるようになっている。前記クランプを外すことにより本体可動部２ｂは開くことができる。本体可動部２ｂは、掃除機本体２を持ち運ぶための取手部１４を有しているとともに、取手部１４より前側にエルボ状の吸塵口１５を有している。掃除機本体２の前方に開口している吸塵口１５の一端部には吸塵ホース３が接続されている。吸塵口１５の他端部は掃除機本体２の前部に位置して下向きに開口されている。
【００１６】
本体主部２ａの例えば後部には電動送風機１６が、その吸込み口１６ａを下方に向けて、より正確には斜め下方に向けて内蔵されている。電動送風機１６には、大形で重量が重いウエット・アンド・ドライ型のものではなく、これよりは小形で軽量なドライ（乾式）対応の電動送風機が採用されている。
【００１７】
本体主部２ａの例えば後部には、電動送風機１６の駆動用電源をなす複数の二次電池１７が、好ましい例として内蔵して取付けられている。各二次電池１７は直列接続されていて、その電池電圧が電動送風機１６に印加されるようになっている。これらの電池１７には例えばニッケル水素電池、ＮｉＣｄ電池、リチウムイオン電池などを使用できる。
【００１８】
本体主部２ａ内の適所には、電動送風機１６の運転などを司る制御手段６（図２参照）が内蔵されている。マイクロプロセッサからなる制御手段６には操作部５が電気的に接続されている。制御手段６は、操作部５で指定された運転指示信号に応じて、電動送風機１６の駆動回路に直列に挿入された電流制御素子例えばＦＥＴ１９（図２参照）でのデューテー比制御を行わせて、電動送風機１６に供給される電流の大きさを、前記運転指示信号に応じて変え、それにより、吸塵力の変更や起動・停止をするようになっている。図２中符号１８は電池電圧検出回路を示し、この回路１８の検出信号は制御手段６に供給される。
【００１９】
図１に示すように電動送風機１６への空気の吸込みを基準として、電動送風機１６の上流側に位置する部分例えば本体主部２ａの前部には、除塵室として機能する有底円筒状の集塵カップ２１が、本体主部２ａの前方等から出し入れ可能に設けられている。図１中符号２１ａは、集塵カップ２１のハンドルを示している。集塵カップ２１は、その上部に入口２２を有しているとともに、入口２２を除いて集塵カップ２１の上部開口を閉じるフィルター２３を有している。
【００２０】
入口２２の下部は、これを通る含塵空気の流れを、この流れが集塵カップ２１の内周面に沿って旋回するように導く、斜状の気流ガイド部２２ａをなしている。入口２２の上端には、本体可動部２ｂを閉じた時に、吸塵口１５の下向きの開口端部が連続する。このため、電動送風機１６の運転に伴い吸塵口１５を通過する含塵空気が、吸塵口１５に連通した入口２２を通って集塵カップ２１に吸込まれて旋回するようになっている。
【００２１】
フィルター２３は、濾過体例えば連続気泡を有する発泡ウレタンや繊維質濾過体等を少なくとも１層有し、その通気性を妨げないように濾過体を枠で保形してなるもので、かつ、集塵カップ２１を上方に通過する空気流に含まれる微細な塵を濾過除塵する機能を有している。フィルター２３は集塵カップ２１から適宜外すことができ、それにより、集塵カップ２１に溜められた塵埃等の排出を可能としている。なお、本実施形態では集塵カップ２１の防水上好ましい例として集塵カップ２１がそのカップ底壁を含めて合成樹脂製で一体に成形されている。しかし、これに代えて、カップ筒部とカップ底壁とを別成形し、ヒンジを介してカップ筒部にカップ底壁を開閉可能に連結し、かつ、カップ底壁とカップ筒部との一方に互いの合わせ目を防水するパッキンを取付けた構成の集塵カップ２１とすることもできる。
【００２２】
図１に示すように本体主部２ａには、フィルター２３を通過した空気を導く風路２４が電動送風機１６の上流側に位置して設けられている。風路２４は、互いに連通する第１導風部２５と、除水風路部２６と、第２導風部２７とを備えている。
【００２３】
第１導風部２５は本体可動部２ｂの裏面に開放して設けられている。この導風部２５は、本体可動部２ｂを本体主部２ａに被せることによりフィルター２３を上方から覆って気密に配置され、このフィルター２３を通して集塵カップ２１内と連通されるように設けられている。第１導風部２５の一部はフィルター２３より例えば電動送風機１６がある側に向けてはみ出しており、このはみ出し部分には本体可動部２ｂを閉じた使用状態で下向きとなる開口２５ａが設けられている。
【００２４】
除水風路部２６は本体主部２ａにその縦方向に真直ぐに延びて設けられている。本体可動部２ｂを本体主部２ａに被せることにより、除水風路部２６の上端開口と第１導風部２５の開口２５ａとが、互いの合わせ面の気密を保持して、連通されるようになっている。除水風路部２６の下部２６ａは補助除塵室として用いられる。この下部２６ａを区画する壁の一部、例えば本体主部２ａの底壁の前記下部２６ａに臨んだ開閉部位２６ｂは、掃除機本体２の外側から開閉可能に設けられている。この開閉をするために開閉部位２６ｂは例えばヒンジ２８を介して本体主部２ａに取付けられている。開閉部材２６ｂが閉じられた状態では、図示しないパッキングなどにより除水風路部２６の下部２６ａの気水密が保たれるようになっている。
【００２５】
除水風路部２６の下部２６ａ内には湿度センサ２９が配置されている。このセンサ２９は例えば下部２６ａの底面である開閉部位２６ｂの裏面に取付けられている。湿度センサ２９は制御手段６に電気的に接続されている。制御手段６は、除水風路部２６の下部２６ａ内が所定の湿度となったことを湿度センサ２９が検知したことに伴い、ＦＥＴ１９を介して電動送風機１６に供給される電流を抑制して電動送風機１６の運転を停止させるようになっている。湿度センサ２９を開閉部位２６ｂの裏面に取付けることは、除水風路部２６の下部２６ａ内に分離される水分（湿分）に対する湿度センサ２９の反応を素早くできる点で優れている。
【００２６】
しかし、湿度センサ２９は、除水風路部２６の下部２６ａの下面ではなく、図１中２点鎖線で示すように下部２６ａの側面の任意高さ位置に取付けることもできる。除水風路部２６の下部２６ａに分離された水分がある程度溜まるまで電動送風機１６の運転を持続させて置く設計とした場合には、下部２６ａの側面に対する湿度センサ２９の取付け高さ位置を適宜設定することにより、湿度センサ２９の感度調整、つまり、下部２６ａに所定量水が溜まったときに湿度センサ２９を感応させることができる。
【００２７】
第２導風部２７は除水風路部２６が延びる上下方向の途中から電動送風機１６側に突出するように分岐されて本体主部２ａに設けられている。第２導風部２７の出口端には電動送風機１６がその吸込み口１６ａを臨ませて配置されている。
【００２８】
この第２導風部２７の入口から下方に連なった除水風路部２６の下部側壁２６ｃは、前記入口から上方に連なった除水風路部２６の上部側壁２６ｄより後退している。このため、除水風路部２６の風路断面積は第２導風部２７を境に上側が狭く、下側が広い。この構成により、後述のように除水風路部２６で分離される水分を、確実に下部２６ａに到達させる一方で、前記水分が電動送風機１６に吸込まれることを極力抑制できるようになっている。
【００２９】
以上の構成を備えた電気掃除機１では電動送風機１６を運転して掃除をすることができる。この掃除では、吸塵口１５から集塵カップ２１に吸込まれた含塵空気が、集塵カップ２１の内周に沿って旋回した後に、このカップ２１の中央部からフィルター２３を通って風路２４に流出する。
【００３０】
これにより、集塵カップ２１内では、このカップ２１を通過する空気中から空気より重い異物（つまり塵埃等）をこの異物の慣性エネルギーを利用して分離する慣性分離の一種であるサイクロン式の分離が行われる。このサイクロン式の分離では、異物は遠心力によって集塵カップ２１を通過する空気中から分離されて、この集塵カップ２１内に溜められ、その一方で、異物と分離された空気がフィルター２３を通過するのに伴って、この通過空気中に含まれる軽く微細な異物は、フィルター２３によって濾過除塵される。
【００３１】
風路２４に吸込まれた空気は、この風路２４の第１導風部２５から除水風路部２６に導かれ、更に第２導風部２７に導かれて電動送風機１６に吸込まれる。そして、この電動送風機１６を通過した空気は、掃除機本体２の後部等に設けられた図示しない排気部を通って掃除機本体２外に排出される。
【００３２】
このような掃除の際に被掃除面にこぼれている少しのお茶や牛乳等を吸込んだ場合、空気より比重が重い水（空気からみて異物）の殆どは、既述のサイクロン式の分離によって集塵カップ２１内に分離して溜められる。しかも、この分離に伴いしぶかれた飛沫分の殆ども、フィルター２３によって、このフィルター２３を通り抜ける空気から分離される。
【００３３】
しかし、こうした分離作用にも拘らず、フィルター２３を通過する水分が多くなる場合が考えられる。この場合、フィルター２３を通過しかつ水分を含んだ空気は、風路２４に導かれて、この風路２４の除水風路部２６で下向きに導かれる。このため、水分より遥かに軽い空気がその流れ方向を変えて除水風路部２６から第２導風部２７に空気が流入する際に、空気より比重が重い水分は、下方向へ向かう慣性エネルギーにより、除水風路部２６から第２導風部２７に流入して電動送風機１６に吸込まれる空気から分離されて、除水風路部２６の下部２６ａに至る。
【００３４】
本実施形態では、電動送風機１６の吸込み口１６ａが下向きである。それにより、第２風路部２７を経て電動送風機１６に吸込まれようとする空気中に含まれている水分は、その質量に伴って上向きに方向を変えなければならない。このため、除水風路部２６及び第２風路２７での慣性分離作用を、より有効に発揮させることができる。
【００３５】
このような第二次の水分離によって、第一次の水分離をする集塵カップ２１を通過した水分を電動送風機１６が吸込んで、この送風機１６が水等の液体に晒されることを抑制できる。この場合、電動送風機１６に吸込まれる空気は多少の湿気を含んでいるが、多少の湿気では電動送風機１６が故障に至ることはない。
【００３６】
しかも、除水風路部２６での慣性分離作用により分離された水分が至る除水風路部２６の下部２６ａには、湿気センサ２９が設けられているので、このセンサ２９が所定の湿気を検出した時点で、制御手段６を介して電動送風機１６の運転が停止される。このため、除水風路部２６の下部２６ａに二次分離された水が多量に溢れるほど溜まって、それが第２導風部２７を通って電動送風機１６に吸込まれる恐れもない。
【００３７】
したがって、掃除機本体２に内蔵される電動送風機１６に小形かつ軽量な乾式対応のものを採用でき、これに応じて掃除機本体２がウエット・アンド・ドライ形の電動送風機を搭載する場合に比較して、掃除機本体２を小形かつ軽量にできる。このため、取扱い易く、かつ、安価であるとともに、少量の水分を吸込んでも支障なく使用を継続できる電気掃除機１とすることができる。
【００３８】
以上のように一次分離をする集塵カップ２１からこのカップ２１の下流側に配置された電動送風機１６との間に、空気を下向きに導く除水風路部２６を設けて、この風路部２６で二次的に水分離をして、電動送風機１６に水が吸込まれないようにしたので、この吸込み防止のために集塵カップ２１内にフロート等の風路抵抗となる構成を設ける必要がない。このため、通常一般の使用形態である乾式運転下における集塵カップ２１での除塵性能が低下することがなく、良好に空気から塵埃等の異物を分離できる。
【００３９】
しかも、第二の水分離をするのに、空気を下向きに導く除水風路部２６によって、集塵カップ２１から流出した空気を下向きに導いて、こうして導かれる空気中に含まれた水分を慣性分離する構成であるので、水分離のための構成が極めて簡単であり、容易に実施できる。なお、電気掃除機１の非使用時に、必要に応じて開閉部位２６ｂを開放することにより、除水風路部２６の掃除と乾燥とを行うことができる。
【００４０】
又、以上の電気掃除機１では、その電動送風機１６を二次電池１７の電力で駆動しているので、電源電圧が低い。そのため、多少の湿気に電動送風機１６が晒されることがあるにも拘らず、電動送風機１６及びその駆動回路などにおける絶縁破壊対策を簡単にできるとともに、感電に対する安全対策も簡単にでき、それに伴い安価な電気掃除機１とすることができる。
【００４１】
図３は本発明の第２実施形態を示している。この実施形態は基本的には第１実施形態と同じ構成であるので、同じ構成部分には第１実施形態と同じ符号を付して、その構成および作用の説明を省略し、以下異なる部分について説明する。
【００４２】
第２実施形態では、除水風路部２６の下部２６ａに、スポンジ等のような湿気吸収体３１を収容して、この吸収体３１で湿気センサ２９を上方から覆い隠している。この構成により、除水風路部２６で分離された水分を湿気吸収体３１に素早く吸収しかつ拡散させて、速やかに湿気センサ２９に及ぼすことができる。それにより、除水風路部２６の下部２６ａに分離された水分に対する湿気センサ２９の感応性を高めて、湿気検出の信頼性を高めることができる。更に、第２実施形態では、第２導風部２７に接続された電動送風機１６が、その吸込み口１６ａを前方を向けた横向き姿勢で掃除機本体２に内蔵されている。なお、以上説明した点以外の構成は、第１実施形態と同じである。
【００４３】
したがって、この第２実施形態でも、一次分離をする集塵カップ２１からこのカップ２１の下流側に配置された電動送風機１６との間に、空気を下向きに導く除水風路部２６を設けて、この風路部２６で二次的に水分離をして、電動送風機１６に水が吸込まれないようにしたので、第１実施形態と同様により本発明の課題を解決できる。
【００４４】
本発明は前記各実施形態に示したキャニスタ形以外にも、ステック形、ハンディ形などの電気掃除機にも適用できる。又、本発明において除塵室は、取外し可能な集塵カップに限らず、掃除機本体に一体に形成される構成されるものであってもよく、更に、除塵室は、慣性分離によって空気と異物とを分離できる構成であれば良いものであり、サイクロン式には限定されない。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、乾式対応の電動送風機を用いているので、使い勝手を損なうことがなく、そして、除塵室にフロート等の風路抵抗となる構成を要しないので除塵性能の低下がもたらされることがないにも拘らず、乾式対応の電動送風機への液体の吸込みが防止されてこの電動送風機の故障を抑制できる電気掃除機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電気掃除機の掃除機本体回りを示す概略断面図。
【図２】第１実施形態に係る電気掃除機の電気回路の構成を示す図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る電気掃除機の掃除機本体回りを示す概略断面図。
【符号の説明】
１…電気掃除機
２…掃除機本体
１５…吸塵口
１６…電動送風機
１６ａ…電動送風機の吸込み口
１７…二次電池
２１…集塵カップ（除塵室）
２３…フィルター
２４…風路
２５…第１導風部
２６…除水風路部
２６ａ…除水風路部の下部
２６ｂ…除水風路部の下部の開閉部位
２７…第２導風部
２８…ヒンジ
２９…湿度センサ
【図１】
2004081674.tif 000003
【図２】
2004081674.tif 000004
【図３】
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