(57)【要約】【課題】高い塵埃分離捕集性能を長期持続させる。【解決手段】吸引空気から塵埃を遠心分離し、分離後の空気を通過させる一次フィルタ１２を配した遠心分離部と、一次フィルタ１２を通過した細塵を空気から分離する二次フィルタ２０と、二次フィルタ２０に形成され、一次フィルタ１２を通過した空気流の方向を遠心方向に変換する斜め孔２４と、遠心分離部にて遠心分離された塵埃を収納する塵埃収納室２１と、二次フィルタ２０で分離された細塵を収納する細塵収納室１３とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸引空気から塵埃を遠心分離し、分離後の空気を通過させる一次フィルタを配した遠心分離部と、前記一次フィルタを通過した細塵を空気から分離する二次フィルタと、前記二次フィルタに形成され、前記一次フィルタを通過した空気流の方向を制御する気流方向制御手段と、前記遠心分離部にて遠心分離された塵埃を収納する塵埃収納室と、前記気流方向制御手段で分離された細塵を収納する細塵収納室とを備えることを特徴とする電気掃除機の集塵装置。
【請求項２】
前記二次フィルタに形成した気流方向制御手段は、二次フィルタを通過した空気流の方向を遠心方向へ変換するよう構成することを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機の集塵装置。
【請求項３】
前記一次フィルタに、前記遠心分離部の上流と下流で空気流の旋回方向を変換する気流方向制御手段を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の電気掃除機の集塵装置。
【請求項４】
前記一次フィルタに形成した気流方向制御手段は、一次フィルタの上流側と下流側とで旋回方向を逆方向に変換するよう構成することを特徴とする請求項３に記載の電気掃除機の集塵装置。
【請求項５】
前記二次フィルタで捕集できる細塵の平均粒子径を、前記一次フィルタで捕集できる細塵の平均粒子径より小さく設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気掃除機の集塵装置。
【請求項６】
請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の集塵装置を搭載する電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気掃除機に関するもので、特に、電気掃除機の集塵装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
遠心分離を利用した一次側の遠心分離手段と、一次側分離手段を通過した細塵を捕集するフィルタなどの二次側分離手段を有する電気掃除機の集塵装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２６８８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１は、二次側分離手段としてフィルタを用いており、二次側フィルタは、細塵を捕集するために、ＨＥＰＡフィルタなどの目の細かいものが採用されており、細塵が付着して目詰まりしやすく、通過風量が低下しやすいという課題を有していた。
【０００５】
その課題を解決するために、二次側フィルタの目詰まりを防止できるよう、吸引停止後に、二次側フィルタに機械的振動を与えるなどして二次側フィルタを除塵する機構を設けている。特許文献１では、二次側フィルタに配設されたジョジンレバーを、ジョジンレバーを固定するレール状のホルダー上を動かすことによって生じる振動により、二次側フィルタに付着した塵埃を除去するように構成されているが、使用者がジョジンレバーを操作しなければならず、使用勝手が悪いとともに、除塵機構が複雑で製品形状も大きくなるなどの問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来技術の問題を解決するもので、一次側の遠心分離手段を通過した細塵が二次側フィルタに付着する量を軽減して、二次側フィルタの目詰まりを軽減し、風量低下を防止し得る電気掃除機の集塵装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電気掃除機の集塵装置は、吸引空気から塵埃を遠心分離し、分離後の空気を通過させる一次フィルタを配した遠心分離部と、前記一次フィルタを通過した細塵を空気から分離する二次フィルタと、前記二次フィルタに形成され、前記一次フィルタを通過した空気流の方向を制御する気流方向制御手段と、前記遠心分離部にて遠心分離された塵埃を収納する塵埃収納室と、前記気流方向制御手段で分離された細塵を収納する細塵収納室とを備えるもので、遠心分離部を通過した細塵を二次フィルタで分離捕集、もしくは別途配備する細塵分離手段での捕集効果を補助するものである。
【０００８】
具体的には、遠心分離部の最下流側に配備した濾材などから形成する細塵フィルタなどの細塵分離手段の上流に二次フィルタを配置し、空気流が二次フィルタに侵入する際に、気流の方向を規制して、気流に含まれる細塵を気流から離脱させることで、細塵フィルタでの捕集量を減少させるとともに、性能持続を実現するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、遠心分離部を通過した細塵を二次フィルタによって空気流から分離捕
集し、二次フィルタの下流側に配備した細塵フィルタなどの細塵分離手段への細塵の付着の軽減を実現できるため、優れた細塵捕集性能を発揮することができるとともに、その性能を長く維持することができる。また、駆動源を追加する必要がなく、小型に構成することができるため、小型、高性能、および性能持続性の高い、使い勝手の良い集塵装置およびそれを備えた電気掃除機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１における集塵装置の構成分解図
【図２】同集塵装置の一部を破断した斜視図
【図３】同集塵装置の側面断面図
【図４】（ａ）同集塵装置の図３のＡ−Ａ平面断面図（ｂ）集塵装置のＸ部分拡大図
【図５】同集塵装置の斜め孔を図４のＣ方向から見た拡大平面図
【図６】（ａ）同集塵装置の図３のＢ−Ｂ平面断面図（ｂ）Ｚ部分拡大図（ｃ）Ｄ−Ｄ断面図
【図７】本発明の実施の形態２における集塵装置の斜め孔を図４のＣ方向から見た拡大平面図
【図８】（ａ）本発明の実施の形態２における集塵装置のＢ−Ｂ平面断面図（ｂ）Ｖ部分拡大図
【図９】（ａ）本発明の実施の形態３における集塵装置のＡ−Ａ平面断面図（ｂ）Ｙ部分拡大断面図
【図１０】本発明の実施の形態における掃除機本体の概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明は、吸引空気から塵埃を遠心分離し、分離後の空気を通過させる一次フィルタを配した遠心分離部と、前記一次フィルタを通過した細塵を空気から分離する二次フィルタと、前記二次フィルタに形成され、前記一次フィルタを通過した空気流の方向を制御する気流方向制御手段と、前記遠心分離部にて遠心分離された塵埃を収納する塵埃収納室と、前記気流方向制御手段で分離された細塵を収納する細塵収納室とを備えるもので、一次フィルタを通過した空気流内に含まれる細塵を、二次フィルタに侵入する際に、細塵に作用する慣性力によって空気流から分離するように気流方向を制御することにより、細塵を空気流から分離、捕集し、細塵の捕集率を上げるものである。
【００１２】
第２の発明は、前記二次フィルタに形成した気流方向制御手段は、二次フィルタを通過した空気流の方向を遠心方向へ変換するよう構成するもので、遠心方向に変換させることにより、捕集効率を向上させるものである。
【００１３】
第３の発明は、前記一次フィルタに、前記遠心分離部の上流と下流で空気流の旋回方向を変換する気流方向制御手段を形成するもので、一次フィルタに空気流が侵入する際に、遠心分離部内の旋回流の方向に対して、細塵に作用する慣性力によって細塵を空気流から分離するように気流方向を制御し、一次フィルタでの捕集効率を向上させるものである。
【００１４】
第４の発明は、前記一次フィルタに形成した気流方向制御手段は、一次フィルタの上流側と下流側とで旋回方向を逆方向に変換するよう構成するもので、旋回方向を逆方向に変換することにより一次フィルタでの捕集効率を向上させるものである。
【００１５】
第５の発明は、前記二次フィルタで捕集できる細塵の平均粒子径を、前記一次フィルタで捕集できる細塵の平均粒子径より小さく設定するもので、一次フィルタを通過した微細塵の、二次フィルタでの捕集効率を向上させるものである。
【００１６】
第６の発明は、第１〜第５の発明いずれかの集塵装置を搭載する電気掃除機で、高い塵
埃分離性能を長く維持することができ、かつ小型で使い勝手のよい優れた掃除機を提供することができるものである。
【００１７】
（実施の形態１）
図１０は、本発明の実施の形態における電気掃除機の側面断面図を示すものである。
【００１８】
図１０において、掃除機本体１１０には、集塵装置１１１を収納する集塵装置収納部１１５と、電動送風機１１２を収納した電動送風機室１１３が、前後に配置されている。
【００１９】
集塵装置収納部１１５のホース接続口１１９には、ホースが接続され、ホースの先端には延長管が、また延長管の先には、床用吸込具が連結される（いずれも図示せず）。
【００２０】
集塵装置収納部１１５の下流側は、電動送風機室１１３に繋がっており、電動送風機１１２の吸引圧が集塵装置１１１に印加される。
【００２１】
以下に集塵装置１１１の構成と動作について詳細に述べる。
【００２２】
図１は本発明の実施の形態における集塵装置１１１の分解斜視図、図２は集塵装置１１１の一部を破断した斜視図、図３は集塵装置１１１の断面図であり、掃除機本体１１０を省略しているが、集塵装置１１１内部の気流は掃除機本体１１０に装着して運転した時の状態を表すものである。
【００２３】
図１〜図３において、集塵装置１１１は、ホース接続口１１９に連通する吸引口１６を有する外殻円筒部１１、外殻円筒部１１内に外殻円筒部１１と同心上に配設される円筒状の一次フィルタ１２と、一次フィルタ１２の上部に設けられ、一次フィルタ１２を支持する収納部１４と、収納部１４底面を構成する二次フィルタ２０と、収納部１４内に収納されるろ材等で形成した三次フィルタ１５と、一次フィルタ１２下部に配設され二次フィルタ２０で捕集した細塵を蓄積する細塵収納室１３と、収納部１４を覆い電動送風機室１１３に連通する連通口１７を有する蓋１８と、外殻円筒部１１下面開口を開閉自在に覆う底蓋１９を有している。一次フィルタ１２、細塵収納室１３及び収納部１４により内筒１２０を構成している。集塵装置１１１の下流側には、電気掃除機本体の電動送風機室１１３に連通し、電動送風機１１２の吸引圧が集塵装置１１１内に印加される。
【００２４】
集塵装置１１１には、外殻円筒部１１と一次フィルタ１２との間に遠心分離部が形成されており、吸引口１６から吸引された塵埃を含む吸引空気３１が、遠心分離部を旋回し、遠心力により吸引空気３１から塵埃が分離され、分離された塵埃は慣性力と自重の作用により、旋回しながら遠心分離部底部の塵埃収納室２１に蓄積する。
【００２５】
一次フィルタ１２には、図４に示すように、斜め孔２３を無数に形成しており、斜め孔２３の傾斜αは、一次フィルタ１２の外側の遠心分離部を流れる吸引空気３１の旋回方向（図４（ａ）中、上面から見て反時計回り）に対し、逆方向（上面から見て時計回り）に設定しており、斜め孔２３を通過した吸引空気３２が一次フィルタ１２内部で、遠心分離部を流れる吸引空気３１の旋回方向（図４（ａ）中、上面から見て反時計回り）に対し、逆方向（上面から見て時計回り）に旋回するように構成している。本実施の形態では、斜め孔２３により気流方向制御手段を構成している。
【００２６】
一次フィルタ１２の斜め孔２３は、遠心分離部を旋回する吸引空気３１の旋回方向とは逆方向に傾斜して形成しているため、塵埃が斜め孔２３を通過するためには、慣性力に逆らってほぼ１０８度反転しなければならない。しかしながら、遠心分離部の旋回流の流速が早いため、ほとんどの塵埃は、斜め孔２３を通過することができず、遠心分離部で遠心
分離されて塵埃収納室２１に溜まる。
【００２７】
一次フィルタ１２を通過した吸引空気３２は、一次フィルタ１２内部で遠心分離部での旋回方向とは逆方向に旋回し、吸引空気３２に含まれる微細な細塵を遠心分離し、遠心分離された細塵は細塵収納室１３に蓄積され、空気は二次フィルタ２０に向かって流れる。
【００２８】
二次フィルタ２０には、図６に示すように、斜め孔２４が無数に形成されている。二次フィルタ２０の斜め孔２４は、一次フィルタ１２の斜め孔２３より小さい通路断面積に設定し、塵埃がより通過し難いように形成している。
【００２９】
二次フィルタ２０の斜め孔２４の傾斜λは、二次フィルタ２０の上流側を流れる気流３２の旋回方向（図６中、上面から見て時計回り）に対し、逆方向（上面から見て反時計回り）に設定しており、斜め孔２４を通過した吸引空気が、一次フィルタ１２内部の旋回方向（図６（ａ）中、上面から見て反時計回り）に対し、逆方向（上面から見て時計回り）に旋回するように構成している。本実施の形態では、斜め孔２４により気流方向制御手段を構成している。
【００３０】
二次フィルタ２０の斜め孔２４は、一次フィルタ１２内部を旋回する空気３２の旋回方向とは逆方向に傾斜して形成しているため、一次フィルタ１２の斜め孔２３と同様に、細塵の通過を阻止する。また、斜め孔２４は通路断面積を小さく設定しており、細塵が斜め孔２４を通過するのをいっそう妨げている。これにより、二次フィルタで捕集できる細塵の平均粒子径が、一次フィルタで捕集できる細塵の平均粒子径より小さくなる。
【００３１】
二次フィルタ２０を通過した空気は濾材等で形成された三次フィルタ１５でろ過され、清浄空気のみが通過する。通過した清浄空気は、三次フィルタ１５下流に設けた連通口１７を通り、清浄空気３５となり、集塵装置１１１の後部に配置した吸気通路１３３に至る。
【００３２】
以下に本発明の実施の形態における動作を説明する。
【００３３】
掃除機本体１１０を駆動すると、電動送風機１１２が吸引圧を発生させ、床用吸込具から吸引される塵埃を含んだ空気が延長管、ホースを通って、ホース接続口１１９より集塵装置１１１に導かれる。
【００３４】
吸引口１６から集塵装置１１１に入った吸引空気は、一次フィルタ１２外周の遠心分離部にて塵埃を遠心分離し、分離された塵埃は、塵埃収納室２１に蓄積される。
【００３５】
本実施の形態においては、遠心分離部の一次フィルタ１２の斜め孔２３が、一次フィルタ１２の外側を旋回する吸引空気３１と逆方向に傾斜しているため、斜め孔２３を塵埃が通るためには、慣性力に逆らってほぼ１８０度反転しなければならないが、旋回流の流速が早いため、ほとんどの塵埃は斜め孔２３を通過することができず、空気流から分離されて塵埃収納室２１に捕集される。
【００３６】
一次フィルタ１２を通過した空気は、斜め孔２３を通過することによって旋回方向が反転し、空気中に含まれる細塵は再び遠心力により、一次フィルタ１２の内周面側に押しやられ、一次フィルタ１２に衝突して細塵収納室１３に落下する。
【００３７】
一次フィルタ１２内部で旋回する空気３２は、二次フィルタ２０に向かって流れる。
【００３８】
二次フィルタ２０の斜め孔２４が、二次フィルタ２０内部の旋回流と逆方向に傾斜して
いるため、斜め孔２４を塵埃が通るためには、慣性力に逆らってほぼ１８０度反転しなければならず、ほとんどの塵埃は斜め孔２４を通過することなく、空気流から分離されて細塵収納室１３に捕集される。
【００３９】
また、二次フィルタ２０の斜め孔２４は、一次フィルタ１２の斜め孔２３を通過する微細塵を通過しにくくするために、一次フィルタ１２の斜め孔２３よりも小さい通路断面積に設定しているので、気流３２から微細塵を分離しやすい。
【００４０】
二次フィルタ２０を通過した空気は三次フィルタ１５でろ過されて清浄空気となり、連通口１７から電動送風機１１２に吸引される。
【００４１】
上述した実施の形態１においては、一次フィルタ１２の斜め孔２３は、図５に示すように、傾斜方向を略水平方向に形成しているが、図７に示す実施の形態２のように、斜め孔２３を通過した空気が水平に対して細塵収納室１３方向へ向かう気流３２が発生するように傾斜βさせることが好ましい。
【００４２】
図７の構成によれば、一次フィルタ１２の斜め孔２３を通過した気流３２が細塵収納室１３へ向かう旋回流となるので、一次フィルタ１２を通過した細塵は、斜め孔２３により発生する旋回流によって細塵収納室１３側へ送られ、細塵収納室１３へ堆積しやすく、二次フィルタ２０へ向かう微細塵を減少させることができる。
【００４３】
また、二次フィルタ２０の斜め孔２４は、図６に示すように、一次フィルタ１２内部の旋回流の旋回方向と略平行に形成しているが、図８に示す実施の形態２のように、斜め孔２４を通過した空気が外周方向へ向かう気流３３が発生するように円周接線に対してγの角度を設けることが好ましい。
【００４４】
図８（ｂ）に示す斜め孔２４の構成によれば、円周接線に対してγの角度を設けることによって、斜め孔２４を通過した極微細塵は遠心力を受けて失速し、二次フィルタ２０の下流側面に堆積させることができ、気流３３によって三次フィルタ１５へ運ばれる極微細塵の量を減少させることができる。
【００４５】
また、上述した実施の形態においては、一次フィルタ１２の斜め孔２３は、図４に示すように、直線状に形成したが、図９に示す実施の形態３のように、略Ｓ字状に形成してもよい。この構成であれば、流路が複雑になるため、細塵の通過を阻止することができる。
【００４６】
二次フィルタ２０を通過し、斜め孔２４による遠心力によって二次フィルタ２０の下流側面に堆積させることができなかった極微細塵は、最終、三次フィルタ１５で捕集されることとなる。
【００４７】
これらの一連の作用により、三次フィルタ１５に付着する細塵が大幅に削減され、三次フィルタ１５の目詰まりが著しく少なくなる。
【００４８】
なお、本実施の形態においては、一次フィルタ１２に空気流制御手段として斜め孔２３を形成することで、省スペースで気流方向を制御しているが、一次フィルタ１２の下流側に、一次フィルタ１２を通過した気流の方向を制御するように複数個の傾斜リブを形成してもよく、遠心分離部内の気流の向きを変更するものであれば他の構成でもよい。
【００４９】
本実施の形態では、一次フィルタ１２及び二次フィルタ２０を金属により形成し、エッチング加工により斜め孔２３及び２４を形成しているが、一次フィルタ１２及び二次フィルタ２０への斜め孔２３及び２４の加工技術については、本発明にて限定するものではな
く、周知の技術を採用することができる。
【００５０】
以上のとおり、本発明の電気掃除機の集塵装置は、除塵機構を設けることなく、高い吸引風量を長期に維持し、かつ高い捕集性能を維持し続けることができる。
【００５１】
このように本発明の実施の形態によれば、除塵機構を必要とせず、小型ながら、高い塵埃分離性能と吸引性能を長期にわたって持続できる集塵装置を備えた使い勝手のよい電気掃除機を供給することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の利用分野は特に制限はなく、電気掃除機として広範囲に利用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１２  一次フィルタ
１３  細塵収納室
１５  三次フィルタ
１６  吸引口
１９  底蓋
２０  二次フィルタ
２１  塵埃収納室
２３  斜め孔
２４  斜め孔
１１０  掃除機本体
１１１  集塵装置
１１２  電動送風機
１１５  集塵装置収納部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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