(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における掃除機本体の斜視図である。
【
図2】本発明の実施の形態1における掃除機本体の前面図である。
【
図3】本発明の実施の形態1における集塵ユニットの斜視図である。
【
図4】本発明の実施の形態1における集塵ユニットの前面図である。
【
図5】本発明の実施の形態1における集塵ユニットの側面図である。
【
図6】本発明の実施の形態1における集塵ユニットの上面図である。
【
図7】
図6に示す集塵ユニットのA−A部の断面図である。
【
図8】本発明の実施の形態1における集塵ユニットを分解した状態の斜視図である。
【
図9】
図7に示す集塵ユニットのB−B部の断面図である。
【
図10】
図7に示す集塵ユニットのC−C部の断面図である。
【
図11】
図6に示す集塵ユニットのA−A部における集塵状態を示す断面図である。
【
図12】本発明の実施の形態1における集塵ユニットの変形例を示す断面図である。
【
図13】本発明の実施の形態1における集塵ユニットの他の変形例を示す断面図である。
【
図14】本発明の実施の形態2における集塵ユニットの斜視図である。
【
図15】本発明の実施の形態2における集塵ユニットの前面図である。
【
図16】本発明の実施の形態2における集塵ユニットの側面図である。
【
図17】本発明の実施の形態2における集塵ユニットの上面図である。
【
図18】
図17に示す集塵ユニットのD−D部の断面図である。
【
図19】
図18に示す集塵ユニットのE−E部の断面図である。
【
図20】本発明の実施の形態2における集塵ユニットを分解した状態の斜視図である。
【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、実施の形態1における掃除機本体の斜視図である。
図2は、実施の形態1における掃除機本体の全面図である。
【0011】
図1及び
図2において、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に示すように、掃除機本体1は、本体ユニット2、取っ手3、吸込管4、延長管5、吸込具6、操作スイッチ7、集塵ユニット10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、本体ユニット2の長手方向に沿って、本体ユニット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、本体ユニット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、矩形筒状を呈するまっすぐな部材である。吸込管4は、例えば、延長管5と同様の矩形筒状を呈する。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。
【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。
【0015】
本体ユニット2および集塵ユニット10は、内部に取り込んだ空気からごみを分離し、ごみが取り除かれた空気を排出するためのものである。以下、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」として説明を行う。
【0016】
集塵ユニット10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り、吸込管4の後側かつ本体ユニット2の下方に配置され、本体ユニット2に対し着脱可能に構成される。集塵ユニット10は、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10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。集塵ユニット10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。
【0017】
吸込管4の後面には、集塵ユニット10の内部に通じる接続口(図示なし。)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、外部から集塵ユニット10の内部に至る吸気風路を形成する。集塵ユニット10の内部は、上部に形成された開口を介して本体ユニット2の内部に通じている。本体ユニット2の内部は、排気口(図示なし。)を介して外部に通じている。つまり、本体ユニット2の内部には、集塵ユニット10から外部に至る排気風路が形成されている。
【0018】
また、本体ユニット2の内部には、図示しない電動送風機、2次電池及び回路基板が設けられている。電動送風機は、吸気風路及び排気風路に気流を発生させるためのものである。電動送風機は、2次電池と電気的に接続され、2次電池から電力を供給されることにより駆動する。回路基板は、2次電池から電動送風機への電力供給を制御する。
【0019】
電動送風機は、操作スイッチ7に対する操作に応じて駆動する。電動送風機が駆動すると、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10の内部に取り込まれる。集塵ユニット10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10から排出された清浄空気は、電動送風機を通過する。電動送風機を通過した清浄空気は、本体ユニット2に設けられた排気口より外部に排出される。
【0020】
次に、
図3から
図11を参照し、集塵ユニット10について詳細に説明する。
図3は、本発明の実施の形態1における集塵ユニットの斜視図である。
図4は、本発明の実施の形態1における集塵ユニットの前面図である。
図5は、本発明の実施の形態1における集塵ユニットの側面図である。
図6は、本発明の実施の形態1における集塵ユニットの上面図である。
図7は、
図6に示す集塵ユニットのA−A部の断面図である。
図8は、本発明の実施の形態1における集塵ユニットを分解した状態の斜視図である。
図9は、
図7に示す集塵ユニットのB−B部の断面図である。
図10は、
図7に示す集塵ユニットのC−C部の断面図である。
図11は、
図6に示す集塵ユニットのA−A部における集塵状態を示す断面図である。
【0021】
図3から
図8において、集塵ユニット10は、集塵容器11と、ユニット流入口12と、流入管31と、排出管34とを備えている。排出管34の壁面は排出口33が形成されている。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の中心軸と一直線状に配置される。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。
【0022】
旋回室20の側壁は、一部を開口して、第1開口部の具体的な構成である0次開口21を形成する。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、第2開口部の具体的な構成である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、例えば
図8に示すように、旋回室20で空気が旋回する方向(旋回方向)に対する下流側の縁部が、下方に向かうに従って上流側に近づくように湾曲する。
【0023】
旋回室20の外周を覆うように、第1集塵室の具体的な構成である0次集塵室22が形成される。0次集塵室22は、0次開口21を介して旋回室20と連通する。
【0024】
円錐部20bは、下端部が下方を向いて開口し、1次開口23を形成する。1次開口23の下方には、1次開口23を介して旋回室20と連通する第2集塵室の具体的な構成である1次集塵室24が形成される。
【0025】
図9から
図11において、流入管31は、一端が外側を向いて開口し、この一端は、ユニット流入口12を形成する。ユニット流入口12は、吸込管4から集塵ユニット10にごみを含む空気を取り込むための開口であり、集塵ユニット10が掃除機本体1に収納された状態において、吸込管4の後方に形成された接続口に接続される。流入管31は、他端部が円筒部20aに接続され、円筒部20aの内側を向く壁面で開口する。この他端は、流入口32を形成する。流入口32は、流入風路を通過したごみを含む空気を、旋回室20に取り込むための開口である。
【0026】
流入管31は、円筒部20aの上部に接続される。上述した0次開口21は、流入口32より低い位置、即ち下流側に形成される。流入管31は、ごみを含む空気が旋回室20に接線方向から流入するように、円筒部20aに側方から接続される。
【0027】
旋回室20の中央には、上面から内部に突出するように排出管34が設けられる。排出管34は、例えば、円筒と円錐を組み合わせた形状で、壁面に通気を行うための微細孔が形成される。この微細孔が排出口33である。排出管34と旋回室20とは、中央軸が一致するように形成される。
【0028】
次に、上記構成を有する集塵ユニット10の動作について説明する。
図9から
図11において、電動送風機の吸引動作が開始されると、含塵空気は、上述した通り、吸気風路を通過して接続口に到達し、接続口と接続されるユニット流入口12を通過し集塵ユニット10に流入する。集塵ユニット10に流入した含塵空気は、円筒部20aの内周面に沿うように、旋回室20に接線方向から流入し、円筒部20aの壁面に沿って旋回する。この旋回する含塵空気の流れである旋回気流により、含塵空気に含まれるごみに遠心力が作用し、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。矢印50は旋回気流の流れを模式的に示すものである。
【0029】
上記の旋回気流(旋回室20内の空気)に含まれるごみには、遠心力が作用する。例えば、繊維ごみ、毛髪などの比較的に体積の大きなごみ(以下、このようなごみのことを「ごみα」という)は、この遠心力によって、円筒部20aの内周面(旋回室20の内壁面)に押し付けられながら、旋回室20内を落下する。ごみα45は、0次開口21の高さに達すると旋回気流から分離され、0次開口21を通過して0次集塵室22に送られる。0次開口21から0次集塵室22に進入したごみα45は、旋回室20内を旋回する気流の方向(旋回方向)と同じ方向に移動しながら、0次集塵室22内を落下する。そして、ごみα45は、0次集塵室22の最下部に達し、捕集される。
【0030】
0次開口21から0次集塵室22に進入しなかったごみは、旋回室20内の気流に乗って、旋回室20内を旋回しながら下方に進む。砂ごみ、細かな繊維ごみといった比較的に体積の小さなごみ(以下、このようなごみのことを「ごみβ」という)は、一次開口23を通過する。そして、ごみβ46は、1次集塵室24に落下して捕捉される。
【0031】
旋回室20内で旋回する気流は、旋回室20の最下部に達すると、その進行方向を上向きに変えて、旋回室20の中心軸に沿って上昇する。この上昇気流を形成する空気からは、ごみα45及びごみβ46が除去されている。ごみα45及びごみβ46が取り除かれた気流(清浄空気)は、排出口33を通過して、旋回室20の外に排出される。旋回室20から排出された空気は、排出管34を通過して本体ユニット2の排気風路に送られる。
【0032】
電動送風機が吸引動作を行うことにより、上述したように、ごみα45が0次集塵室22に、ごみβ46が1次集塵室24に集積されていく。これらのごみα45及びごみβ46は、集塵容器11を集塵ユニット10から取り外すことにより、簡単に捨てることができる。集塵容器11は、0次集塵室22および1次集塵室24の一部を構成し、かつ集塵ユニット10の外郭の一部を構成する。点線部35は、ゴミα45が堆積できる上限箇所を模式的に示すものである。
【0033】
集塵容器11は、壁面の少なくとも一部が制振材で構成される。この制振材は集塵容器11の振動を吸収するものであれば他の材質でもよく、例えば、軟質材を使用しても良い。さらに、可視光が透過できる光透過性の軟質材又は透明な軟質材を用いることも可能である。旋回室20では、高速流による含塵空気の旋回により騒音が発生する。この騒音は、0次開口21を介して0次集塵室22に伝搬し、0次集塵室22の外壁を振動させて、外部に伝搬される。そのため、0次集塵室22の外壁を構成する集塵容器11を軟質材で構成することで、従来より掃除機本体1を小型化した構成で、集塵ユニット10で発生する騒音が外部に伝搬することを抑制し、騒音を低減できる。さらに、光透過性の軟質材又は透明な軟質材で構成すれば、集塵容器11に溜まったごみを外部から視認でき、溜まったごみの量に応じてごみ捨てを行うことができるため、使い勝手が向上する。
【0034】
特に、
図11に示すように、使用時にごみを多く溜められるように、0次開口21を集塵ユニット10の前面側に配置する場合、使用者に含塵空気の旋回による騒音が届きやすくなり、騒音の低減が必要になる。従って、集塵容器11から騒音が伝搬することを防止する構造が必要になる。
【0035】
次に集塵ユニットの変形例について説明する。
図12は、本発明の実施の形態1における集塵ユニットの変形例を示す断面図である。この断面図は、
図6のA−A部での断面図を示すものである。
図12において、集塵容器11を硬質材で構成し、その表面に薄肉なフィルム状軟質材40を硬質材の外側に重ねる構成である。このフィルム状軟質材40は、可視光が透過できる光透過性又は透明な特性を備える構成にしてもよい。本構成により、集塵容器11の強度を保ちつつ、軟質材を外郭に使用しているため、外部への音の伝搬を抑制し、騒音を低減できる効果がある。なお、フィルム状軟質材40を硬質材の内側に重ねる構成としても同様な効果を得られる。
【0036】
また、
図13は、本発明の実施の形態1における集塵ユニットの他の変形例を示す断面図である。この断面図は、
図6のA−A部での断面図を示すものである。
図13において、集塵容器11を硬質材で構成し、その内周壁の0次開口21に対向する位置に部分的に軟質材41を使用する。この軟質材41は、可視光が透過できる光透過性又は透明な特性を備える構成にしてもよい。0次開口21は、旋回室20の高速流が通過するため、0次開口21の端部で剥離が発生し、これが騒音の原因となる。そのため、本構成のように、騒音源の近傍に軟質材41を設置することで、集塵容器11の壁面への音の伝搬を効率よく抑制できるとともに、集塵容器11を硬質材で形成しているため強度を保つことができ、振動に対し揺れにくくなり騒音を低減できる。
【0037】
実施の形態2.
この発明の実施の形態2の集塵ユニットについて
図14から
図20を用いて説明する。なお、
図14から
図20中、実施の形態1と同一符号は同一又は相当部分を示す。
図14は本発明の実施の形態2における集塵ユニット10の斜視図、
図15は集塵ユニット10の前面図、
図16は集塵ユニットの側面図、
図17は集塵ユニットの上面図、
図18は
図17に示す集塵ユニットのD−D部の断面図を各々示すものである。
【0038】
図14から
図18において、集塵ユニット10は、円筒形状の集塵容器11を備え、集塵容器11の上方に旋回室20、集塵室26は集塵容器11の下方に形成される。
排出管34の底部から延在して隔壁25が設けられる。隔壁25は、旋回室20と集塵室26とを区画する。
【0039】
図19は
図18に示す集塵ユニットのE−E部の断面図、
図20は本発明の実施の形態2における集塵ユニットを分解した状態の斜視図である。
図19及び
図20において、流入管31は、実施の形態1と同様に、一端が外側を向いて開口し、この一端は、ユニット流入口12を形成する。他端は、旋回室20の側壁を開口し、流入口32を形成する。そして、流入管31は、ごみを含む空気が旋回室20に接線方向から流入するように、旋回室20に側方から接続される。
【0040】
旋回室20の中央には、上面から内部に突出するように排出管34が設けられる。排出管34は、例えば、円筒形状で、側面に微細な穴が形成された排出口33を備える。排出管34と旋回室20と中心軸が一致するように形成される。
【0041】
次に集塵ユニットの動作について説明する。
集塵ユニット10に流入した含塵空気は、旋回室20の内周面に沿うように、旋回室20に接線方向から流入し、壁面に沿って旋回する。この旋回する流れにより、含塵空気に含まれるごみに遠心力が作用し、含塵空気からごみが分離され、集塵室26に捕集される。
【0042】
ごみが取り除かれた空気(清浄空気)は、排出口33を通過して、旋回室20の外に排出される。旋回室20から排出された空気は、排出管34を通過して本体ユニット2の排気風路に送られる。
【0043】
次に集塵ユニットからの騒音を低減するための構成について説明する。
集塵容器11は、壁面の少なくとも一部が制振材で構成される。この制振材は集塵容器11の振動を吸収するものであれば他の材質でもよく、例えば軟質材を使用しても良い。さらに、軟質材又は少なくとも可視光が透過できる構成にしても良い。旋回室20では、高速流による含塵空気の旋回により騒音が発生する。この騒音は、集塵室26の外壁を振動させて外部に伝搬する。そのため、集塵室26の外壁を構成する集塵容器11を制振材で構成することで、従来より掃除機本体1を小型化した構成で、集塵ユニット10で発生する騒音が外部に伝搬することを抑制し、騒音を低減できる。さらに、少なくとも可視光が透過できる材料で構成すれば、集塵容器11に溜まったごみを外部から視認でき、溜まったごみの量に応じてごみ捨てを行うことができるため、従来より使い勝手が向上する。
【0044】
なお、集塵容器11を硬質材で構成し、流入口32の周囲を軟質材又は少なくとも可視光が透過できる軟質材を用いる構成としてもよい。流入口32は風速変動が大きく騒音の原因となるため、その近傍で振動を抑制し、集塵容器11の壁面全体に伝搬することを抑制することで、騒音を効率的に低減しつつ、集塵容器11の強度を保つことができる。
また、実施の形態1および2で用いた軟質材は、例えば、シリコンを含むものを使用することが可能である。
【0045】
上述の実施の形態1および2では、集塵容器11を円筒形状としたが、この限りではない。例えば、実施の形態1では、四角柱などの多角柱、楕円等の形状としてもよい。実施の形態2では、旋回室20を形成する集塵容器11の上方は円筒形状であることが望ましいが、1次集塵室24又は集塵室26を形成する集塵容器11の下方は円筒以外の形状でもよい。
また、掃除機の構成としてはステック型に限定されず、キャニスター型等に適用することも可能である。
【0046】
なお、上記各実施の形態で示される構成要素及び構成要素の接続形態等は一例であり、本発明を限定するものではない。つまり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成要素やその接続形態等を他の装置へ展開したり、構成要素やその接続形態等に様々な変形を加えたり、それらを組み合わせることが可能である。