(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】本発明の実施の形態1を示す掃除機本体の斜視図である。
【
図2】本発明の実施の形態1を示す掃除機本体の前面図である。
【
図3】本発明の実施の形態1を示す掃除機本体の側面図である。
【
図4】
図2に示す掃除機本体のA−A断面図である。
【
図5】本発明の実施の形態1を示す集塵ユニットの斜視図である。
【
図6】本発明の実施の形態1を示す集塵ユニットの前面図である。
【
図7】本発明の実施の形態1を示す集塵ユニットの側面図である。
【
図8】本発明の実施の形態1を示す集塵ユニットの上面図である。
【
図9】
図8に示す集塵ユニットのB−B断面図である。
【
図10】
図9に示す集塵ユニットのC−C断面図である。
【
図11】本発明の実施の形態1の第1変形例を示す集塵ユニットのC−C断面図である。
【
図12】本発明の実施の形態1の第2変形例を示す集塵ユニットのC−C断面図である。
【
図13】本発明の実施の形態2を示す集塵ユニットの斜視図である。
【
図14】本発明の実施の形態2を示す集塵ユニットの側面図である。
【
図15】本発明の実施の形態3を示す集塵ユニットの斜視図である。
【
図16】本発明の実施の形態3を示す集塵ユニットの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
添付の図面を参照して、本発明を詳細に説明する。各図では、同一又は相当する部分に同一の符号を付している。重複する説明は、適宜簡略化あるいは省略する。
【0010】
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における掃除機本体の斜視図を示すものである。
図2は本発明の実施の形態1における掃除機本体の前面図、
図3は本発明の実施の形態1における掃除機本体の側面図を示すものである。
【0011】
掃除機本体1は、コードレスタイプの縦型電気掃除機である。
図1から
図3に示すように、掃除機本体1は、ボディ2、取っ手3、吸込管4、延長管5及び吸込具6を有している。吸込具6は、接続部6aを有している。以下、掃除機本体1が直立した状態において、取っ手3に対して吸込管4が位置する方向を下方とする。
【0012】
取っ手3及び吸込管4は、ボディ2の長手方向に沿って、ボディ2の前側に設けられている。取っ手3は、使用者が清掃時に把持するためものである。取っ手3の前面には、掃除機本体1の運転を制御するための操作スイッチ7が設けられている。吸込管4は、外観上は、取っ手3と連続するように形成されている。吸込管4の下端は、ボディ2の下端よりも下方に位置している。延長管5の一端は、吸込管4の下端に接続されている。延長管5の他端は、吸込具6の接続部6aに接続されている。延長管5は、吸込管4及び吸込具6に対して着脱可能に形成されている。
【0013】
延長管5は、例えば、矩形筒状で直線状な部材である。吸込管4は、例えば、延長管5と同様の矩形筒状である。取っ手3の前面及び左右の側面は、延長管5と連続する形状に形成されている。つまり、取っ手3、吸込管4及び延長管5は、外観上は一定の幅で連続するように形成されている。
図2及び
図3に示すように、取っ手3、吸込管4及び延長管5は、前面視及び後面視において、ボディ2の左右方向における中央と重なるように配置されている。
【0014】
吸込具6は、下向きに形成された図示しない開口から、例えば床面上のごみ及び塵埃を空気と一緒に吸い込むためのものである。
図2及び
図3に示すように、前面視及び後面視において、吸込具6の幅は、ボディ2の幅よりも大きい。また、
図2及び
図3に示すように、接続部6aは、吸込具6の長手方向における中央に設けられている。
【0015】
ボディ2は、内部に取り込んだ空気からごみ及び塵埃を分離し、ごみ及び塵埃が取り除かれた空気を排出するためのものである。ボディ2から排出されたごみ及び塵埃が取り除かれた空気である清浄空気は、例えば、室内に戻される。以下の説明では、ごみ及び塵埃を含む空気を「含塵空気」、ごみ及び塵埃が取り除かれた空気を「清浄空気」と記載する。
【0016】
図1から
図3に示すように、ボディ2は、収容ユニット8及び集塵ユニット9を備えている。収容ユニット8の前側には、取っ手3が設けられている。収容ユニット8の後側には、排気口10が形成されている。集塵ユニット9は、吸込管4の後側に配置され収容ユニット8の下方に配置されている。受電部11は、集塵ユニット9の下方に配置され、後述する二次電池14を充電するための外部電源が接続される。尚、集塵ユニット9はサイクロン分離装置の具体的な構成を示すものである。
【0017】
次に掃除機本体1の内部構成について説明する。
図4は、
図2に示す掃除機本体のA−A断面図であり、掃除機本体1のボディ2周辺の垂直断面を示すものである。
【0018】
図4において、吸込管4の後面には、集塵ユニット9の内部に通じる接続口4aが形成されている。つまり、吸込具6、延長管5及び吸込管4は、外部からボディ2の内部に至る吸気風路を形成する。集塵ユニット9の内部は、集塵ユニット9の上部に形成された開口を介して収容ユニット8の内部に通じている。収容ユニット8の内部は、排気口10を介して外部に通じている。つまり、収容ユニット8の内部には、集塵ユニット9から外部に至る排気風路12が形成されている。
【0019】
更に収容ユニット8の内部には、電動送風機13、二次電池14及び回路基板15が設けられている。電動送風機13は、吸気風路及び排気風路12に気流を発生させるためのものであり、二次電池14からの電力の供給によって駆動する。回路基板15は、二次電池14から電動送風機13への電力供給を制御する。
【0020】
集塵ユニット9は、含塵空気からごみ及び塵埃を分離し、分離したごみ及び塵埃を一時的に溜めておくためのものである。集塵ユニット9の内部で含塵空気を旋回させることにより、遠心力によってごみ及び塵埃を空気から分離する。つまり、集塵ユニット9は、サイクロン分離機能を有するサイクロン分離装置である。この集塵ユニット9については、後段で詳細な構造および機能について説明する。
【0021】
電動送風機13は、操作スイッチ7の操作に応じて駆動する。電動送風機13が駆動すると、吸気風路に吸引力が作用し、吸込具6から含塵空気が吸い込まれる。吸込具6に吸い込まれた含塵空気は、延長管5及び吸込管4を通過して集塵ユニット9の内部に取り込まれる。集塵ユニット9では、含塵空気からごみ及び塵埃が分離される。集塵ユニット9から排出された清浄空気は、電動送風機13を通過する。電動送風機13を通過した清浄空気は、排気風路12を進み、排気口10からボディ2の外部に排出される。
【0022】
次に、
図5から
図10を参照し、集塵ユニット9の構成について説明する。
図5は本発明の実施の形態1における集塵ユニット9の斜視図、
図6は集塵ユニット9の前面図、
図7は集塵ユニット9の側面図、
図8は集塵ユニット9の上面図を各々示すものである。
図9は
図8に示す集塵ユニット9のB−B断面図、
図10は
図9に示す集塵ユニット9のC−C断面図を示すものである。
【0023】
図5から
図8において、集塵ユニット9は、旋回部16、集塵部17、流入管31及び排出管33を備えている。流入管31は含塵空気を取り込むためのユニット流入口30を備え、流入管31内の風路を経由して後述する流入口32に接続されて旋回部16内に含塵空気を導入する。排出管33は旋回部16の中央部に配置されており旋回部16の内部で旋回した含塵空気から塵埃を分離した後の清浄空気を排気する。矢印50は、この清浄空気の排気方向を模式的に示すものである。以下の説明では、旋回部16は旋回室20を、集塵部17は0次集塵室22と1次集塵室24をそれぞれの内部に配置されるものとして説明する。
【0024】
流入管31が配置されない状態の集塵ユニット9は、矢印50が指し示す方向を上方向とした場合に、集塵部17の最上部に位置する箇所である集塵室の最上部40を底面とし、集塵室の最上部40より上部に位置する旋回室の側壁41を高さとして規定される無駄な空間を備えている。流入管31はこの無駄な空間内に少なくとも一部が配置される構成である。この無駄な空間は従来のサイクロン構造では集塵性能に寄与しなかったが、
図5に示すサイクロン構造では流入管31を配置することで集塵性能の向上に寄与する有効な空間になる。即ち、サイクロン分離装置の外形寸法の空間内において、従来より集塵性能に寄与しない無駄な空間が占める比率を低下させるので、サイクロン分離装置の小型化と集塵性能を向上することが可能になる。
【0025】
図9と
図10において、旋回室20は、円筒部20aと、先端部が切り取られた中空の円錐形状である円錐部20bで構成される。円筒部20aおよび円錐部20bは、中心軸が上下方向を向くように配置され、円錐部20bの中心軸は、円筒部20aの中心軸と一致する直線上に配置される。円錐部20bは、上端部が円筒部20aの下端部に接続され、上端部から下方に向かうにしたがって径が小さくなる。円錐部20bは、下端部が下方を向いて開口し、円錐部20bの下端部に形成されたこの開口が1次開口23である。
【0026】
旋回室20の側壁に、0次開口21が形成される。0次開口21は、例えば、円筒部20aの下端部寄りのある位置から円錐部20bの上端部に渡って形成される。0次開口21は、1次開口23より高い位置、即ち上流側に形成される。0次開口21は、旋回室20で空気が旋回する方向である旋回方向に対して上流側と下流側に縁部を備えた開口形状であり、下流側の縁部が下方に向かうに従って上流側の縁部に近づくように湾曲する構成である。
【0027】
流入管31は、一端が集塵ユニット9の外側を向いて開口し、この一端はユニット流入口30を形成する。ユニット流入口30は、吸込管4から集塵ユニット9に含塵空気を取り込むための開口であり集塵ユニット9が掃除機本体1に収納された状態において、接続口4aに接続される。流入管31の他端部は円筒部20aに接続され、円筒部20aの壁面を開口し流入口32を形成している。この流入口32は、流入管31を通過した含塵空気を、旋回室20に取り込むための開口である。
【0028】
流入管31は、円筒部20aの上部の外周に接続される。上述した0次開口21は、流入口32より低い位置、即ち空気が旋回する方向の下流側に形成される。また、流入管31は、含塵空気が旋回室20に接線方向から流入するように、円筒部20aの側壁に接続される。
【0029】
集塵ユニット9に流入した含塵空気は、流入管31から旋回室20の接線方向に導入されることで、旋回室20の側壁に沿って旋回する。旋回することにより、遠心力で含塵空気からごみが分離される。そして、円筒部20aで比較的に体積の大きなごみが分離され、円筒部20aの側壁に形成された0次開口21を介して0次集塵室22に捕集される。その後、下方の円錐部20bで体積の小さなごみが分離され、1次開口23を介して下方の1次集塵室24に捕集される。
【0030】
流入管31は、旋回室20内での空気の旋回方向に沿って旋回室20の周囲を囲むように、円筒部20aの上部に設けられる。旋回室20の径方向に対して内側に位置する流入管31の側壁は、一部が円筒部20aと同心の円弧状であり、旋回室20の径方向に対して外側に位置する流入管31の側壁は、円筒部20aの側壁から延長し、旋回室20よりも径が大きい円弧形状である。この円弧形状は、真円に限らず、楕円及び連続的に径が変化する弧を含むものである。
【0031】
本円弧形状により、旋回室20に流入する流入気流の方向は、旋回室20内を旋回する旋回気流の旋回方向と略一致するため、流入気流と旋回気流が合流する際に旋回気流が乱れにくい。即ち、旋回室20での旋回力を低下させない。
【0032】
また、流入管31は、ユニット流入口30から流入口32向かうにしたがって幅が徐々に狭くなる部分が存在する。これにより、流入気流の風速を徐々に高め、塵埃の捕捉性能を向上できる。さらに、流入管31は流入気流を旋回方向の中心軸に対し径方向の外側に寄せて、旋回室20の外側から流入気流を導入する。
【0033】
また、上述した
図4に示すように、集塵ユニット9を掃除機本体1に収納した際、吸込管4は流入管31に対し略垂直に接続される。そのため、吸込管4から流入管31に流入した直後の気流は乱れるが、流入管31を旋回室20の周囲を覆うように構成し、旋回室20に流入するまでの助走区間を確保することで、旋回室20に流入する流入気流の乱れを抑えることができる。
上述の集塵ユニット9の構成により、従来より塵埃の捕捉性能を向上できる。また、集塵部17の上部の空間を利用しているため、集塵ユニット9の外形を大型化することなく、塵埃の捕捉性能を向上できる。更に、流入管31により塵埃の捕捉性能を向上するので、旋回室20のサイズを従来より小型化することも可能になる。
【0034】
次に、集塵ユニット9の上部に配置される流入管31の構成の変形例について説明する。
図11は本発明の実施の形態1の第1変形例における集塵ユニットのC−C断面図、
図12は本発明の実施の形態1の第2変形例における集塵ユニットのC−C断面図を示すものである。
上述の説明では、流入管31は旋回室20の外周を周方向に約180度に渡って覆うよう構成しているが、この限りではない。
例えば、
図11に示すように、旋回室20の外周を流入管31が覆う範囲を180度より短くしても塵埃の捕捉性能を向上させる効果がある。また、
図12に示すように、流入管31が旋回室20の全周に渡って配置すれば、旋回室20内の旋回気流と流入管31から流入する流入気流の方向がより一致するため、塵埃の捕捉性能を向上させる効果がさらに高まる。
【0035】
実施の形態2.
図13は、本発明の実施の形態2における集塵ユニット9の斜視図を示すものである。
図14は、本発明の実施の形態2における集塵ユニット9の側面図を示すものである。
【0036】
図13および
図14において、ユニット流入口30から吸い込まれた含塵空気が下流側に向かうにつれて、流入管31の上部壁面が徐々に下方に向かうよう傾斜して、流入管31の風路の高さが徐々に低くなるよう構成する。
【0037】
本形状により、旋回部16内の旋回室20に流入する気流が下降しやすくなるため、排出管33の高さを通過する旋回気流が排出管33から吸引されることで、ごみが分離される前に排出されることを抑制できるため、塵埃の捕捉性能を向上できる。
【0038】
さらに、流入管31の風路面積が徐々に小さくなるため、含塵空気の風速が徐々に増加し、旋回室20に流入する風速が高まり、塵埃の捕捉性能が向上する。
【0039】
実施の形態3.
図15は、本発明の実施の形態3における集塵ユニット9の斜視図を示すものである。
図16は、本発明の実施の形態3における集塵ユニット9の側面図を示すものである。
【0040】
図15および
図16において、流入管31の上部壁面は、ユニット流入口30から吸い込まれた含塵空気が下流側に向かうにつれて徐々に下方に向かうよう傾斜し、旋回部16内の旋回室20の上部壁面は、流入口32から旋回方向の下流に向かうにつれて、徐々に下方に向かうように傾斜する。流入管31の上部壁面と旋回室20の上部壁面は、接続部で同じ高さとなるように形成される。
【0041】
本形状により、流入管31から旋回室20に下向きに流入する含塵空気の気流が、そのまま旋回部16内の旋回室20の上部壁面の傾斜に沿って下降する。これにより、排出管33の高さを通過する旋回気流が排出管33から吸引されることで、ごみが分離される前に排出されることを抑制できるため、塵埃の捕捉性能を向上する効果を得られる。
【0042】
本実施の形態1から3において、流入管31の幅または高さのいずれかを徐々に小さくすることで風速を増加させているが、流入管31の風路断面積を徐々に小さくすれば同じ効果が得られるため、幅と高さの両方が変化する構成としてもよい。
【0043】
また、流入管31の断面が四角形となる形状としたが、その限りではない。例えば、円、楕円、台形等の形状としてもよい。円、楕円のように流入管31の壁面が弧を描く形状においても、断面積が徐々に縮小するように壁面が傾斜することで、本実施の形態1から3で述べたように、流入管31で流入気流の風速を高めて旋回室20へ流入させることで、旋回室20内の旋回気流の風速が増加するため、塵埃の捕捉性能を向上する効果を得られる。さらに、上方側の壁面を傾斜させることで、実施の形態2で述べたように、旋回室20に流入する流入気流が旋回気流を下降しやすくするので、排出管33からの吸引の影響を受けにくくなり、塵埃の捕捉性能を向上する効果を得られる。
【0044】
また、本発明は、上述した実施の形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々に変形することが可能である。例えば、
図11と
図12に記載した変形例を実施の形態2及び3に適用しても上述の効果を得ることができる。