電気掃除機
【課題】一旦捕集した塵埃を確実に蓄積して塵埃の流出を抑制可能な集塵性能の高い電気掃除機を提案する。
【解決手段】電気掃除機１は、旋回流ＳＦを生じて空気と塵埃とを分離する中空な略円錐台形状の遠心分離部３６と、遠心分離部３６の中心線Ｃに交差する方向へ離間して位置し塵埃を捕集し蓄積する着脱自在な集塵部３７と、遠心分離部３６の２つの底面のうち面積が小さい方の底面３８と集塵部３７とを接続して遠心分離部３６から集塵部３７へ塵埃を導く往路管４１と、遠心分離部３６中心線Ｃの延長線上にあり往路管４１の管壁に開口する復路口４２と集塵部３７とを接続して集塵部３７から遠心分離部３６へ空気を戻す復路管４３と、復路口４２に向き合い遠心分離部３６の２つの底面のうち面積が大きい方の底面４５の略中央に開口する分離部出口４６に接続する排気管４７と、を備える。
【解決手段】電気掃除機１は、旋回流ＳＦを生じて空気と塵埃とを分離する中空な略円錐台形状の遠心分離部３６と、遠心分離部３６の中心線Ｃに交差する方向へ離間して位置し塵埃を捕集し蓄積する着脱自在な集塵部３７と、遠心分離部３６の２つの底面のうち面積が小さい方の底面３８と集塵部３７とを接続して遠心分離部３６から集塵部３７へ塵埃を導く往路管４１と、遠心分離部３６中心線Ｃの延長線上にあり往路管４１の管壁に開口する復路口４２と集塵部３７とを接続して集塵部３７から遠心分離部３６へ空気を戻す復路管４３と、復路口４２に向き合い遠心分離部３６の２つの底面のうち面積が大きい方の底面４５の略中央に開口する分離部出口４６に接続する排気管４７と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明に係る実施形態は電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
中空な逆円錐体形状の遠心分離部と、この遠心分離部の頂点部分に接続して下方へ延びる塵埃捕集部と、を備える電気掃除機が知られている。
【０００３】
遠心分離部は、逆円錐体形状の中心線と略同心であり内壁面に沿う旋回流を生じ、空気と塵埃とを分離する。分離した塵埃は、遠心分離部の頂点部分から流出して塵埃捕集部内に溜まる。他方、分離した空気は旋回流の中心（すなわち、逆円錐体形状の中心線）近傍を通過して逆円錐体形状の底面の方向へ流出し、電動送風機を経て掃除機本体外へ吹き出す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０７３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の電気掃除機の場合、遠心分離部の中心近傍を空気が通過して掃除機本体外へ吹き出すところ、塵埃捕集部が遠心分離部の直近（具体的には遠心分離部の頂点部分の下方直近）に位置するため、流動する空気の流れに変化を生じると、塵埃捕集部内で塵埃が舞い上がり、流れに乗って遠心分離部へ逆流してしまう虞がある。特に、電動送風機の運転開始直後や停止直後など遠心分離部内の旋回流が未発達な時期（以下、単に「過渡期」と呼ぶ。）に、塵埃捕集部内で塵埃が舞い上がると、遠心分離部を通過して電動送風機へ到達し、掃除機本体外へ流出する虞もある。
【０００６】
そこで、本発明は、一旦捕集した塵埃を確実に蓄積して塵埃の流出を抑制可能な集塵性能の高い電気掃除機を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る電気掃除機は、旋回流を生じて空気と塵埃とを分離する中空な略円錐台形状の遠心分離部と、前記遠心分離部の中心線に交差する方向へ離間して位置し前記塵埃を捕集し蓄積する着脱自在な集塵部と、前記遠心分離部の２つの底面のうち面積が小さい方の底面と前記集塵部とを接続して前記遠心分離部から前記集塵部へ塵埃を導く往路管と、前記遠心分離部中心線の延長線上にあり前記往路管の管壁に開口する復路口と前記集塵部とを接続して前記集塵部から前記遠心分離部へ空気を戻す復路管と、前記復路口に向き合い前記遠心分離部の２つの底面のうち面積が大きい方の底面の略中央に開口する分離部出口に接続する排気管と、を備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電気掃除機を示す斜視図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る電気掃除機の塵埃分離集塵部を模式的に示す斜視図。
【図３】本発明の第１実施形態に係る電気掃除機の塵埃分離集塵部を模式的に示す斜視断面図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る電気掃除機を示す斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る電気掃除機の細塵分離集塵部を模式的に示す斜視図。
【図６】本発明の第２実施形態に係る電気掃除機の細塵分離集塵部を模式的に示す斜視断面図。
【図７】本発明の第２実施形態に係る電気掃除機の細塵分離集塵部の他の例を模式的に示す斜視断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係る電気掃除機の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
［第１の実施形態］
本発明に係る電気掃除機の第１実施形態について、図１から図３を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本発明の第１実施形態に係る電気掃除機を示す斜視図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態に係る電気掃除機１は、いわゆるキャニスタ型の電気掃除機である。電気掃除機１は、被掃除面上を走行可能な掃除機本体２と、掃除機本体２に着脱自在に接続可能な管部３と、を備える。
【００１３】
掃除機本体２は、本体ケース５と、本体ケース５の両側方にそれぞれ位置する一対の車輪６と、本体ケース５の前半部に位置する着脱自在な塵埃分離集塵部７と、本体ケース５の後半部に位置する電動送風機８と、主に電動送風機８の運転を制御する本体制御部９と、電動送風機８に電力を導く電源コード１１と、を備える。
【００１４】
本体ケース５は、塵埃分離集塵部７に接続可能な本体接続口１２を有する。本体接続口１２は、掃除機本体２の流体的な入口である。
【００１５】
車輪６は、大径の走行輪である。
【００１６】
塵埃分離集塵部７は、電動送風機８の運転にともない発生する負圧によって掃除機本体２が吸い込む塵埃を含んだ空気（以下、「含塵空気」と呼ぶ。）を空気と塵埃とに分離し、捕集し、蓄積する。
【００１７】
本体制御部９は、予め設定する複数の運転モードを有する。また、本体制御部９は、管部３から操作信号を読み取り、予め設定された複数の運転モードから操作信号に対応する任意の運転モードを択一的に選択し、選択した運転モードにしたがって電動送風機８を運転する。予め設定された複数の運転モードは、各々、管部３から読み取る操作信号に対応付けて互いに異なる入力値（電動送風機８の入力値）を有する。
【００１８】
電源コード１１は、自由端部に電源プラグ１４を備える。
【００１９】
管部３は、電動送風機８の運転にともない掃除機本体２から作用する負圧によって、被掃除面から含塵空気を吸い込み掃除機本体２に案内する。管部３は、掃除機本体２に着脱自在に接続可能な継手としての接続管１９と、接続管１９に流体的に接続する集塵ホース２１と、集塵ホース２１に流体的に接続する手元操作管２２と、手元操作管２２から突出する把持部２３と、把持部２３に位置する操作部２４と、手元操作管２２に着脱自在に接続可能な延長管２５と、延長管２５に着脱自在に接続可能な吸込口体２６と、を備える。
【００２０】
接続管１９は、本体接続口１２を介して塵埃分離集塵部７に流体的に接続する。
【００２１】
集塵ホース２１は、長尺で可撓な略円筒形状のホースである。集塵ホース２１の一方の端部（ここでは、後方の端部）は、接続管１９に接続する。集塵ホース２１は、接続管１９を介して塵埃分離集塵部７に流体的に接続する。
【００２２】
手元操作管２２は、集塵ホース２１と延長管２５との間に介在する。手元操作管２２の一方の端部（ここでは、後方の端部）は、集塵ホース２１の他方の端部（ここでは、前方の端部）に接続する。手元操作管２２は、集塵ホース２１および接続管１９を介して塵埃分離集塵部７に流体的に接続する。
【００２３】
把持部２３は、電気掃除機１を操作するために使用者が手で把持する部分である。把持部２３は、使用者が容易に手で把持できるよう、手に合わせた適宜の形状を有して手元操作管２２から突出する。
【００２４】
操作部２４は、それぞれの運転モードに対応するスイッチを備える。具体的には、操作部２４は、電動送風機８の運転停止操作の入力を受け取る停止スイッチ２４ａと、電動送風機８の運転開始操作の入力を受け取る起動スイッチ２４ｂと、を備える。操作部２４は、起動スイッチ２４ｂに代えて、弱運転スイッチ（図示省略）、中運転スイッチ（図示省略）および強運転スイッチ（図示省略）を別個に備えていても良い。電気掃除機１の使用者は、操作部２４を操作して電動送風機８の運転モードを択一的に選択する。
【００２５】
延長管２５は、伸縮可能な細長略円筒状の管である。延長管２５は、複数の筒状体を重ね合わせたテレスコピック構造を有する。延長管２５の一方の端部（ここでは、後方の端部）は、手元操作管２２の他方の端部（ここでは、前方の端部）に着脱自在に接続する。延長管２５は、手元操作管２２、集塵ホース２１および接続管１９を介して塵埃分離集塵部７に流体的に接続する。
【００２６】
吸込口体２６は、延長管２５の他方の端部（ここでは、前方の端部）に着脱自在に接続する。また、吸込口体２６は、木床やカーペットなどの被掃除面上を走行自在あるいは滑走自在な構造を有するとともに、走行状態において被掃除面に対向する底面に吸込口２８を有する。さらに、吸込口体２６は、吸込口２８に位置して回転自在な回転清掃体２９と、回転清掃体２９を回転駆動する電動機３１と、を備える。吸込口体２６は、延長管２５、手元操作管２２、集塵ホース２１および接続管１９を介して塵埃分離集塵部７に流体的に接続する。
【００２７】
電気掃除機１は、起動スイッチ２４ｂが運転開始操作を受け取ると電動送風機８の運転を開始して掃除機本体２の内部に負圧（吸込負圧）を発生する。電気掃除機１は、例えば電動送風機８が停止した状態で起動スイッチ２４ｂに運転開始操作の入力を受け取ると、先ず電動送風機８を強運転モードで運転し、次いで起動スイッチ２４ｂに運転開始操作の入力を受け取ると電動送風機８を中運転モードで運転し、さらに起動スイッチ２４ｂに運転開始操作の入力を受け取ると電動送風機８を弱運転モードで運転し、以下繰り返す。強運転モード、中運転モードおよび弱運転モードは、予め設定された複数の運転モードである。強運転モード、中運転モード、弱運転モードの順に入力値が下がる。
【００２８】
掃除機本体２の内部に生じた負圧は、本体接続口１２から集塵ホース２１と手元操作管２２と延長管２５とを経て吸込口体２６の吸込口２８に作用する。吸込口２８に作用した負圧によって、電気掃除機１は、被掃除面に溜まった塵埃を空気とともに吸込口２８から吸い込んで被掃除面を掃除する。電気掃除機１は、吸込口２８に吸い込んだ含塵空気を塵埃分離集塵部７によって空気と塵埃とに分離する。電気掃除機１は、含塵空気から分離した塵埃を塵埃分離集塵部７に捕集し、蓄積する。他方、電気掃除機１は、含塵空気から分離した空気を塵埃分離集塵部７から電動送風機８へ吸い込んだ後、掃除機本体２から排気する。
【００２９】
図２は、本発明の第１実施形態に係る電気掃除機の塵埃分離集塵部を模式的に示す斜視図である。
【００３０】
図３は、本発明の第１実施形態に係る電気掃除機の塵埃分離集塵部を模式的に示す斜視断面図である。
【００３１】
図２および図３に示すように、本実施形態に係る塵埃分離集塵部７は、塵埃空気を導く吸気管３５と、旋回流ＳＦを生じて含塵空気を空気と塵埃とに分離する中空な略円錐台形状の遠心分離部３６と、遠心分離部３６の中心線Ｃに交差する方向へ離間して位置し塵埃を捕集し、蓄積する着脱自在な集塵部３７と、遠心分離部３６の２つの底面のうち面積が小さい方の底面３８と集塵部３７とを接続して遠心分離部３６から集塵部３７へ塵埃を導く往路管４１と、遠心分離部３６中心線Ｃの延長線上にあり往路管４１の管壁に開口する復路口４２と集塵部３７とを接続して集塵部３７から遠心分離部３６へ空気を戻す復路管４３と、復路口４２に向き合い遠心分離部３６の２つの底面のうち面積が大きい方の底面４５の略中央に開口する分離部出口４６に接続する排気管４７と、を備える。
【００３２】
吸気管３５は、掃除機本体２の本体接続口１２に接続する管である。吸気管３５は遠心分離部３６の内周面に沿うように遠心分離部３６内へ含塵空気を導き旋回流ＳＦを生じる。
【００３３】
遠心分離部３６は、概ね中空な円錐台形状であり、より具体的には吸気管３５および排気管４７が接続する扁平な中空円筒形状部５１と、中空円筒形状部５１に連接して延びる中空円錐台形状部５２と、を有する。中空円筒形状部５１および中空円錐台形状部５２は略同一線上に中心線Ｃを共有する。中空円錐台形状部５２は中空円筒形状部５１側から往路管４１側へ向かって徐々に窄まる。遠心分離部３６は、中心線Ｃを上下方向へ向け、上方に中空円筒形状部５１を、下方に中空円錐台形状部５２を配置するが、これに限らず中心線Ｃを任意の方向へ傾けていても良い。
【００３４】
遠心分離部３６は、吸気管３５から流れ込む含塵空気の流れにらせん状の旋回流ＳＦを生じる。旋回流ＳＦは、遠心分離部３６の底面４５側から底面３８側へ向かって旋回径を徐々に狭めて集まり、底面３８と往路管４１との接続口５３から流出する。旋回流ＳＦの旋回径は接続口５３付近で最も小さくなる。
【００３５】
往路管４１および復路管４３は、復路口４２を有する隔壁５５を共有して一体に延びる連絡管５６である。連絡管５６は、一体成形品であっても良いし、往路管４１および復路管４３を別々に成形して組み合わせても良い。往路管４１および復路管４３は、連絡管５６全体として底面３８に接続して遠心分離部３６の中心線Ｃに交差する方向へ延び、遠心分離部３６と集塵部３７とを遠ざけて、集塵部３７内に捕集し、蓄積する塵埃が旋回流ＳＦによって舞い上がり、遠心分離部３６へ逆流してしまうことを防ぐ。
【００３６】
なお、往路管４１および復路管４３は、隔壁５５を共有せず、それぞれ独立な管であっても良い。
【００３７】
集塵部３７は、遠心分離部３６が分離し往路管４１が案内する塵埃を捕集し、蓄積する容器である。集塵部３７は、蓄積する塵埃を容易に廃棄可能にするため、掃除機本体２に着脱することが可能である。集塵部３７は、往路管４１から復路管４３へ向かう空気の流れを内部に生じることからこの流れによる塵埃の逆流を防止するために、往路管４１および復路管４３を容器の上面に併設して接続し、両管４１、４３間の空気の流れを極力集塵部の上半部に集中しつつ、往路管４１から流れ込む塵埃を容器の底部に溜めて塵埃の舞い上がりを防ぐ。なお、集塵部３７は、往路管４１および復路管４３が少なくとも容器の上半部に接続することが好ましい。
【００３８】
往路管４１は、旋回流ＳＦの影響を減じる程度の流路長さを有する管である。
【００３９】
そして、往路管４１および集塵部３７の流路断面積は、往路管４１の流路断面積よりも集塵部３７の流路断面積の方が大きい関係にある。
【００４０】
また、集塵部３７と復路管４３との接続口５７および集塵部３７の流路断面積は、接続口５７の流路断面積よりも集塵部３７の流路断面積の方が大きい関係にある。この流路断面積の関係は、往路管４１内で旋回流ＳＦの影響を減じた塵埃と空気との流れを集塵部３７に至る過程で十分に減速し、さらに集塵部３７から復路管４３へ流れ込む空気の流れを抑制して集塵部３７内の静圧を高め、集塵部３７内の塵埃が復路管４３、ひいては遠心分離部３６へ逆流することを防ぐ。
【００４１】
復路口４２の周縁部分は、遠心分離部３６に近づくに従い縮径する漏斗形状に隆起５８する。復路口４２は復路管４３から遠心分離部３６へ戻り、旋回流ＳＦの中心線Ｃ近傍を分離部出口４６へと直線的に貫き通る排気流ＥＦを生む。そこで、隆起５８は、接続口５３から往路管４１へ流れ込む旋回流ＳＦと排気流ＥＦとを縁切り、混ざり合うことを防ぐ。なお、復路口４２の周縁部分が隆起５８のない平坦なものであっても旋回流ＳＦと排気流ＥＦとの流れの分断は可能であるところ、隆起５８は旋回流ＳＦと排気流ＥＦとをより確実に分断するものである。
【００４２】
排気管４７は、分離部出口４６に接続して遠心分離部３６内、特に中空円筒形状部５１内に延びて旋回流ＳＦの発生を促す。
【００４３】
このような構成を有する塵埃分離集塵部７内の含塵空気は、次のように流れる。先ず、掃除機本体２に流れ込んだ含塵空気は、吸気管３５から遠心分離部３６へ流れ込む。遠心分離部３６に流れ込んだ含塵空気は、遠心分離部３６の内周面に沿って旋回流ＳＦを生じつつ塵埃と空気とに別れる。分離した塵埃は、旋回流ＳＦから得た慣性力によって接続口５３へ集まり、往路管４１へ流れ込む。他方、分離した空気の一部は排気流ＥＦに合流して排気管４７へ流れ込む。往路管４１に流れ込んだ塵埃は、空気の他部とともに旋回流ＳＦの影響を徐々に減じつつ往路管４１を進み、集塵部３７へ流れ込む。集塵部３７へ流れ込んだ塵埃は、接続口５７、往路管４１および集塵部３７の流路断面積の差から集塵部３７内で十分に減速して集塵部３７の底部に降り積もるようにして溜まる。他方、塵埃とともに集塵部３７へ流れ込んだ空気は、流れの方向を変えて復路管４３へ流れ込む。復路管４３へ流れ込んだ空気は、復路口４２から遠心分離部３６へと流れ込み排気流ＥＦとなって旋回流ＳＦの中心線Ｃ近傍を貫きつつ分離部出口４６に向かって流れ、遠心分離部３６で分離した空気と合流しつつ排気管４７へ流れ込む。
【００４４】
このように本実施形態に係る電気掃除機１は、往路管４１および復路管４３を介在することによって遠心分離部３６と集塵部３７とを離間して配置し、集塵部３７に対する旋回流ＳＦの影響を抑制し、集塵部３７が蓄積する塵埃が舞い上がって逆流することを防ぐことができる。
【００４５】
また、本実施形態に係る電気掃除機１は、往路管４１および復路管４３を介在することによって旋回流ＳＦに過渡的な変動を生じても、この過渡的な変動が集塵部３７に伝播することを防ぎ、集塵部３７が蓄積する塵埃が舞い上がって逆流することを防ぐことができる。
【００４６】
さらに、本実施形態に係る電気掃除機１は、往路管４１および復路管４３を介在することによって集塵部３７内の静圧を高めつつ、旋回流ＳＦおよび排気流ＥＦにほとんど影響を生じることなく塵埃を蓄積することができる。このことによって、電気掃除機１は、集塵部３７が蓄積する塵埃が舞い上がって逆流することをより確実に防ぐことができる。
【００４７】
［第２の実施形態］
本発明に係る電気掃除機の第２実施形態について、図４から図７を参照して説明する。
【００４８】
図４は、本発明の第２実施形態に係る電気掃除機を示す斜視図である。
【００４９】
本実施形態に係る電気掃除機１Ａにおいて第１実施形態の電気掃除機１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５０】
図４に示すように、本実施形態に係る電気掃除機１Ａは、塵埃分離集塵部７Ａを備える。
【００５１】
塵埃分離集塵部７Ａは、含塵空気から粗塵を分離し、捕集し、蓄積する粗塵分離集塵部６１と、粗塵分離集塵部６１と遠心分離部３６とを接続して粗塵分離集塵部６１を通過する細塵を遠心分離部３６へ導く細塵案内管６２と、を備える。また、塵埃分離集塵部７Ａは、複数の遠心分離部３６を備える。塵埃分離集塵部７Ａは、粗塵分離集塵部６１によって、もっぱら寸法の比較的大きい繊維状の塵埃や、砂粒程度に大きい粒子状の塵埃などの塵埃である粗塵を含塵空気から分離し、捕集し、蓄積する。また、塵埃分離集塵部７Ａは、遠心分離部３６によって、粉末状の塵埃などの塵埃である細塵を含塵空気から分離し、集塵部３７で捕集し、蓄積する。すなわち、本実施形態に係る遠心分離部３６および集塵部３７は、含塵空気から細塵を分離し、捕集し、蓄積する細塵分離集塵部６３として機能する。
【００５２】
粗塵分離集塵部６１は、遠心分離方式で粗塵と空気とを分離するものであっても良いし、所謂紙パックなどの濾過分離方式で粗塵と空気とを分離するものであっても良い。
【００５３】
具体的には、遠心分離方式の場合、粗塵分離集塵部６１は、本体接続口１２に接続する円筒形状の容器６５内に旋回流を生じて含塵空気から粗塵を分離し、粗塵を容器６５の底部に蓄積するとともに細塵を含む空気を細塵案内管６２へ排気する。
【００５４】
他方、濾過分離方式の場合、粗塵分離集塵部６１は、本体接続口１２に接続する円筒形状の容器６５内で含塵空気から粗塵を濾過分離し、粗塵を容器６５内に蓄積するとともに細塵を含む空気を細塵案内管６２へ排気する。
【００５５】
図５は、本発明の第２実施形態に係る電気掃除機の細塵分離集塵部を模式的に示す斜視図である。
【００５６】
図６は、本発明の第２実施形態に係る電気掃除機の細塵分離集塵部を模式的に示す斜視断面図である。
【００５７】
図５および図６に示すように、本実施形態に係る細塵分離集塵部６３は、並列に接続する複数、例えば３つの遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃを備える。それぞれの遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、中心線Ｃを略平行にして一列に整列するが、これに限らず中心線Ｃを互いに異なる方向へ向けて複数列に整列しても良く、密集していても良い。
【００５８】
細塵案内管６２は、分岐管６２ａ、６２ｂおよび端末６２ｃによってそれぞれの遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃに接続し、各遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃへ細塵を含んだ空気を案内する。分岐管６２ａ、６２ｂおよび端末６２ｃは各遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃの内周面に沿うように遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃ内へ細塵を含んだ空気を導き旋回流ＳＦを生じる。
【００５９】
往路管４１Ａおよび復路管４３Ａは、復路口４２ａ、４２ｂ、４２ｃを有する隔壁５５Ａを共有して一体に延びる連絡管５６Ａである。連絡管５６Ａは、一体成形品であっても良いし、往路管４１Ａおよび復路管４３Ａを別々に成形して組み合わせても良い。往路管４１Ａおよび復路管４３Ａは、連絡管５６Ａ全体として各遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃの底面３８に接続して各遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃの中心線Ｃに交差する方向へ延び、遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃと集塵部３７とを遠ざけて、集塵部３７内に捕集し、蓄積する細塵が旋回流ＳＦによって舞い上がり、遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃへ逆流してしまうことを防ぐ。
【００６０】
なお、往路管４１Ａおよび復路管４３Ａは、隔壁５５Ａを共有せず、それぞれ独立な管であっても良い。
【００６１】
往路管４１Ａは、旋回流ＳＦの影響を減じる程度の流路長さを有する管である。
【００６２】
そして、往路管４１Ａおよび集塵部３７Ａの流路断面積は、往路管４１Ａの流路断面積よりも集塵部３７の流路断面積の方が大きい関係にある。
【００６３】
また、集塵部３７と復路管４３Ａとの接続口５７および集塵部３７の流路断面積は、接続口５７の流路断面積よりも集塵部３７の流路断面積の方が大きい関係にある。この流路断面積の関係は、往路管４１Ａ内で旋回流ＳＦの影響を減じた細塵と空気との流れを集塵部３７に至る過程で十分に減速し、さらに集塵部３７から復路管４３Ａへ流れ込む空気の流れを抑制して集塵部３７内の静圧を高め、集塵部３７内の細塵が復路管４３Ａ、ひいては遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃへ逆流することを防ぐ。
【００６４】
それぞれの復路口４２ａ、４２ｂ、４２ｃの周縁部分は、遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃに近づくに従い縮径する漏斗形状に隆起５８する。復路口４２ａ、４２ｂ、４２ｃは復路管４３から遠心分離部ａ、３６ｂ、３６ｃへ戻り、旋回流ＳＦの中心線Ｃ近傍を分離部出口４６ａ、４６ｂ、４６ｃへと直線的に貫き通る排気流ＥＦを生む。そこで、隆起５８は、接続口５３から往路管４１Ａへ流れ込む旋回流ＳＦと排気流ＥＦとを縁切り、混ざり合うことを防ぐ。なお、復路口４２ａ、４２ｂ、４２ｃの周縁部分が隆起５８のない平坦なものであっても旋回流ＳＦと排気流ＥＦとの流れの分断は可能であるところ、隆起５８は旋回流ＳＦと排気流ＥＦとをより確実に分断するものである。
【００６５】
排気管４７Ａは、それぞれの復路口４２ａ、４２ｂ、４２ｃに向き合い遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃの２つの底面のうち面積が大きい方の底面４５の略中央に開口する複数の分離部出口４６ａ、４６ｂ、４６ｃに接続する先端４７ａおよび分岐管４７ｂ、４７ｃを有する。先端４７ａおよび分岐管４７ｂ、４７ｃは、各分離部出口４６ａ、４６ｂ、４６ｃに接続して遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃ内、特に中空円筒形状部５１内に延びて旋回流ＳＦの発生を促す。
【００６６】
このような構成を有する細塵分離集塵部６３内で細塵を含んだ空気は、次のように流れる。先ず、細塵を含んだ空気は、細塵案内管６２から各遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃへ流れ込む。各遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃに流れ込んだ含塵空気は、各遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃの内周面に沿って旋回流ＳＦを生じつつ細塵と空気とに別れる。分離した細塵は、旋回流ＳＦから得た慣性力によって接続口５３へ集まり、往路管４１Ａへ流れ込む。他方、分離した空気の一部は排気流ＥＦに合流して排気管４７Ａへ流れ込む。往路管４１Ａに流れ込んだ塵埃は、空気の他部とともに旋回流ＳＦの影響を徐々に減じつつ往路管４１Ａを進み、集塵部３７へ流れ込む。集塵部３７へ流れ込んだ細塵は、接続口５７、往路管４１Ａおよび集塵部３７の流路断面積の差から集塵部３７内で十分に減速して集塵部３７の底部に降り積もるようにして溜まる。他方、細塵とともに集塵部３７へ流れ込んだ空気は、流れの方向を変えて復路管４３Ａへ流れ込む。復路管４３Ａへ流れ込んだ空気は、各遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃ復路口４２ａ、４２ｂ、４２ｃから遠心分離部３６へと流れ込み排気流ＥＦとなって旋回流ＳＦの中心線Ｃ近傍を貫きつつ各分離部出口４６ａ、４６ｂ、４６ｃに向かって流れ、遠心分離部３６で分離した空気と合流しつつ排気管４７Ａへ流れ込む。
【００６７】
図７は、本発明の第２実施形態に係る電気掃除機の細塵分離集塵部の他の例を模式的に示す斜視断面図である。
【００６８】
図７に示すように、本実施形態に係る細塵分離集塵部６３Ｂの復路管４３Ｂは、遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃのいずれか１つへ空気を戻す。なお、復路管４３Ｂは、いずれの遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃに接続しても良いが、本実施形態の復路管４３Ｂは、集塵部３７から最も遠方にある遠心分離部３６ｃに復路口４２を介して接続し、遠心分離部３６ｃへ空気を戻す。この場合、復路口４２および分離部出口４６は遠心分離部３６ｃに集中的に位置し、排気管４７は遠心分離部３６ｃの底面４５に接続する。
【００６９】
このように本実施形態に係る電気掃除機１Ａは、往路管４１Ａおよび復路管４３Ａ、４３Ｂを介在することによって遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃと集塵部３７とを離間して配置し、集塵部３７に対する旋回流ＳＦの影響を抑制し、集塵部３７が蓄積する塵埃が舞い上がって逆流することを防ぐことができる。
【００７０】
また、本実施形態に係る電気掃除機１Ａは、往路管４１Ａおよび復路管４３Ａ、４３Ｂを介在することによって旋回流ＳＦに過渡的な変動を生じても、この過渡的な変動が集塵部３７に伝播することを防ぎ、集塵部３７が蓄積する塵埃が舞い上がって逆流することを防ぐことができる。
【００７１】
さらに、本実施形態に係る電気掃除機１Ａは、往路管４１Ａおよび復路管４３Ａ、４３Ｂを介在することによって集塵部３７内の静圧を高めつつ、旋回流ＳＦおよび排気流ＥＦにほとんど影響を生じることなく塵埃を蓄積することができる。このことによって、電気掃除機１Ａは、集塵部３７が蓄積する塵埃が舞い上がって逆流することをより確実に防ぐことができる。
【００７２】
さらにまた、本実施形態に係る電気掃除機１Ａは、複数の遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃのうち１つの遠心分離部３６ｃに集中して排気管４７を接続することによって、遠心分離部３６ａ、３６ｂの旋回流ＳＦから排気流ＥＦを分断し、特に過渡期における未発達な旋回流ＳＦから排気流ＥＦへ細塵が混入する経路を減じて分離性能を向上できる。
【００７３】
したがって、本実施形態に係る電気掃除機１、１Ａによれば、一旦捕集した塵埃を確実に蓄積して塵埃の流出を抑制可能であり集塵性能を高めることができる。
【００７４】
なお、本実施形態に係る電気掃除機１、１Ａは、キャニスタ型のものに限らず、アップライト型、スティック型、あるいはハンディ型などのものであってもよい。
【００７５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７６】
１、１Ａ 電気掃除機
２ 掃除機本体
３ 管部
５ 本体ケース
６ 車輪
７、７Ａ 塵埃分離集塵部
８ 電動送風機
９ 本体制御部
１１ 電源コード
１２ 本体接続口
１４ 電源プラグ
１９ 接続管
２１ 集塵ホース
２２ 手元操作管
２３ 把持部
２４ 操作部
２４ａ 停止スイッチ
２４ｂ 起動スイッチ
２５ 延長管
２６ 吸込口体
２８ 吸込口
２９ 回転清掃体
３１ 電動機
３５ 吸気管
３６、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ 遠心分離部
３７、３７Ａ 集塵部
３８ 底面
４１、４１Ａ 往路管
４２、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ 復路口
４３、４３Ａ、４３Ｂ 復路管
４５ 底面
４６、４６ａ、４６ｂ、４６ｃ 分離部出口
４７、４７Ａ 排気管
４７ａ 先端
４７ｂ、４７ｃ 分岐管
５１ 中空円筒形状部
５２ 中空円錐台形状部
５３ 接続口
５５、５５Ａ 隔壁
５６、５６Ａ 連絡管
５７ 接続口
５８ 隆起
６１ 粗塵分離集塵部
６２ 細塵案内管
６２ａ、６２ｂ 分岐管
６２ｃ 端末
６３、６３Ｂ 細塵分離集塵部
６５ 容器
【技術分野】
【０００１】
本発明に係る実施形態は電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
中空な逆円錐体形状の遠心分離部と、この遠心分離部の頂点部分に接続して下方へ延びる塵埃捕集部と、を備える電気掃除機が知られている。
【０００３】
遠心分離部は、逆円錐体形状の中心線と略同心であり内壁面に沿う旋回流を生じ、空気と塵埃とを分離する。分離した塵埃は、遠心分離部の頂点部分から流出して塵埃捕集部内に溜まる。他方、分離した空気は旋回流の中心（すなわち、逆円錐体形状の中心線）近傍を通過して逆円錐体形状の底面の方向へ流出し、電動送風機を経て掃除機本体外へ吹き出す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０７３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の電気掃除機の場合、遠心分離部の中心近傍を空気が通過して掃除機本体外へ吹き出すところ、塵埃捕集部が遠心分離部の直近（具体的には遠心分離部の頂点部分の下方直近）に位置するため、流動する空気の流れに変化を生じると、塵埃捕集部内で塵埃が舞い上がり、流れに乗って遠心分離部へ逆流してしまう虞がある。特に、電動送風機の運転開始直後や停止直後など遠心分離部内の旋回流が未発達な時期（以下、単に「過渡期」と呼ぶ。）に、塵埃捕集部内で塵埃が舞い上がると、遠心分離部を通過して電動送風機へ到達し、掃除機本体外へ流出する虞もある。
【０００６】
そこで、本発明は、一旦捕集した塵埃を確実に蓄積して塵埃の流出を抑制可能な集塵性能の高い電気掃除機を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る電気掃除機は、旋回流を生じて空気と塵埃とを分離する中空な略円錐台形状の遠心分離部と、前記遠心分離部の中心線に交差する方向へ離間して位置し前記塵埃を捕集し蓄積する着脱自在な集塵部と、前記遠心分離部の２つの底面のうち面積が小さい方の底面と前記集塵部とを接続して前記遠心分離部から前記集塵部へ塵埃を導く往路管と、前記遠心分離部中心線の延長線上にあり前記往路管の管壁に開口する復路口と前記集塵部とを接続して前記集塵部から前記遠心分離部へ空気を戻す復路管と、前記復路口に向き合い前記遠心分離部の２つの底面のうち面積が大きい方の底面の略中央に開口する分離部出口に接続する排気管と、を備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電気掃除機を示す斜視図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る電気掃除機の塵埃分離集塵部を模式的に示す斜視図。
【図３】本発明の第１実施形態に係る電気掃除機の塵埃分離集塵部を模式的に示す斜視断面図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る電気掃除機を示す斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る電気掃除機の細塵分離集塵部を模式的に示す斜視図。
【図６】本発明の第２実施形態に係る電気掃除機の細塵分離集塵部を模式的に示す斜視断面図。
【図７】本発明の第２実施形態に係る電気掃除機の細塵分離集塵部の他の例を模式的に示す斜視断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係る電気掃除機の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
［第１の実施形態］
本発明に係る電気掃除機の第１実施形態について、図１から図３を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本発明の第１実施形態に係る電気掃除機を示す斜視図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態に係る電気掃除機１は、いわゆるキャニスタ型の電気掃除機である。電気掃除機１は、被掃除面上を走行可能な掃除機本体２と、掃除機本体２に着脱自在に接続可能な管部３と、を備える。
【００１３】
掃除機本体２は、本体ケース５と、本体ケース５の両側方にそれぞれ位置する一対の車輪６と、本体ケース５の前半部に位置する着脱自在な塵埃分離集塵部７と、本体ケース５の後半部に位置する電動送風機８と、主に電動送風機８の運転を制御する本体制御部９と、電動送風機８に電力を導く電源コード１１と、を備える。
【００１４】
本体ケース５は、塵埃分離集塵部７に接続可能な本体接続口１２を有する。本体接続口１２は、掃除機本体２の流体的な入口である。
【００１５】
車輪６は、大径の走行輪である。
【００１６】
塵埃分離集塵部７は、電動送風機８の運転にともない発生する負圧によって掃除機本体２が吸い込む塵埃を含んだ空気（以下、「含塵空気」と呼ぶ。）を空気と塵埃とに分離し、捕集し、蓄積する。
【００１７】
本体制御部９は、予め設定する複数の運転モードを有する。また、本体制御部９は、管部３から操作信号を読み取り、予め設定された複数の運転モードから操作信号に対応する任意の運転モードを択一的に選択し、選択した運転モードにしたがって電動送風機８を運転する。予め設定された複数の運転モードは、各々、管部３から読み取る操作信号に対応付けて互いに異なる入力値（電動送風機８の入力値）を有する。
【００１８】
電源コード１１は、自由端部に電源プラグ１４を備える。
【００１９】
管部３は、電動送風機８の運転にともない掃除機本体２から作用する負圧によって、被掃除面から含塵空気を吸い込み掃除機本体２に案内する。管部３は、掃除機本体２に着脱自在に接続可能な継手としての接続管１９と、接続管１９に流体的に接続する集塵ホース２１と、集塵ホース２１に流体的に接続する手元操作管２２と、手元操作管２２から突出する把持部２３と、把持部２３に位置する操作部２４と、手元操作管２２に着脱自在に接続可能な延長管２５と、延長管２５に着脱自在に接続可能な吸込口体２６と、を備える。
【００２０】
接続管１９は、本体接続口１２を介して塵埃分離集塵部７に流体的に接続する。
【００２１】
集塵ホース２１は、長尺で可撓な略円筒形状のホースである。集塵ホース２１の一方の端部（ここでは、後方の端部）は、接続管１９に接続する。集塵ホース２１は、接続管１９を介して塵埃分離集塵部７に流体的に接続する。
【００２２】
手元操作管２２は、集塵ホース２１と延長管２５との間に介在する。手元操作管２２の一方の端部（ここでは、後方の端部）は、集塵ホース２１の他方の端部（ここでは、前方の端部）に接続する。手元操作管２２は、集塵ホース２１および接続管１９を介して塵埃分離集塵部７に流体的に接続する。
【００２３】
把持部２３は、電気掃除機１を操作するために使用者が手で把持する部分である。把持部２３は、使用者が容易に手で把持できるよう、手に合わせた適宜の形状を有して手元操作管２２から突出する。
【００２４】
操作部２４は、それぞれの運転モードに対応するスイッチを備える。具体的には、操作部２４は、電動送風機８の運転停止操作の入力を受け取る停止スイッチ２４ａと、電動送風機８の運転開始操作の入力を受け取る起動スイッチ２４ｂと、を備える。操作部２４は、起動スイッチ２４ｂに代えて、弱運転スイッチ（図示省略）、中運転スイッチ（図示省略）および強運転スイッチ（図示省略）を別個に備えていても良い。電気掃除機１の使用者は、操作部２４を操作して電動送風機８の運転モードを択一的に選択する。
【００２５】
延長管２５は、伸縮可能な細長略円筒状の管である。延長管２５は、複数の筒状体を重ね合わせたテレスコピック構造を有する。延長管２５の一方の端部（ここでは、後方の端部）は、手元操作管２２の他方の端部（ここでは、前方の端部）に着脱自在に接続する。延長管２５は、手元操作管２２、集塵ホース２１および接続管１９を介して塵埃分離集塵部７に流体的に接続する。
【００２６】
吸込口体２６は、延長管２５の他方の端部（ここでは、前方の端部）に着脱自在に接続する。また、吸込口体２６は、木床やカーペットなどの被掃除面上を走行自在あるいは滑走自在な構造を有するとともに、走行状態において被掃除面に対向する底面に吸込口２８を有する。さらに、吸込口体２６は、吸込口２８に位置して回転自在な回転清掃体２９と、回転清掃体２９を回転駆動する電動機３１と、を備える。吸込口体２６は、延長管２５、手元操作管２２、集塵ホース２１および接続管１９を介して塵埃分離集塵部７に流体的に接続する。
【００２７】
電気掃除機１は、起動スイッチ２４ｂが運転開始操作を受け取ると電動送風機８の運転を開始して掃除機本体２の内部に負圧（吸込負圧）を発生する。電気掃除機１は、例えば電動送風機８が停止した状態で起動スイッチ２４ｂに運転開始操作の入力を受け取ると、先ず電動送風機８を強運転モードで運転し、次いで起動スイッチ２４ｂに運転開始操作の入力を受け取ると電動送風機８を中運転モードで運転し、さらに起動スイッチ２４ｂに運転開始操作の入力を受け取ると電動送風機８を弱運転モードで運転し、以下繰り返す。強運転モード、中運転モードおよび弱運転モードは、予め設定された複数の運転モードである。強運転モード、中運転モード、弱運転モードの順に入力値が下がる。
【００２８】
掃除機本体２の内部に生じた負圧は、本体接続口１２から集塵ホース２１と手元操作管２２と延長管２５とを経て吸込口体２６の吸込口２８に作用する。吸込口２８に作用した負圧によって、電気掃除機１は、被掃除面に溜まった塵埃を空気とともに吸込口２８から吸い込んで被掃除面を掃除する。電気掃除機１は、吸込口２８に吸い込んだ含塵空気を塵埃分離集塵部７によって空気と塵埃とに分離する。電気掃除機１は、含塵空気から分離した塵埃を塵埃分離集塵部７に捕集し、蓄積する。他方、電気掃除機１は、含塵空気から分離した空気を塵埃分離集塵部７から電動送風機８へ吸い込んだ後、掃除機本体２から排気する。
【００２９】
図２は、本発明の第１実施形態に係る電気掃除機の塵埃分離集塵部を模式的に示す斜視図である。
【００３０】
図３は、本発明の第１実施形態に係る電気掃除機の塵埃分離集塵部を模式的に示す斜視断面図である。
【００３１】
図２および図３に示すように、本実施形態に係る塵埃分離集塵部７は、塵埃空気を導く吸気管３５と、旋回流ＳＦを生じて含塵空気を空気と塵埃とに分離する中空な略円錐台形状の遠心分離部３６と、遠心分離部３６の中心線Ｃに交差する方向へ離間して位置し塵埃を捕集し、蓄積する着脱自在な集塵部３７と、遠心分離部３６の２つの底面のうち面積が小さい方の底面３８と集塵部３７とを接続して遠心分離部３６から集塵部３７へ塵埃を導く往路管４１と、遠心分離部３６中心線Ｃの延長線上にあり往路管４１の管壁に開口する復路口４２と集塵部３７とを接続して集塵部３７から遠心分離部３６へ空気を戻す復路管４３と、復路口４２に向き合い遠心分離部３６の２つの底面のうち面積が大きい方の底面４５の略中央に開口する分離部出口４６に接続する排気管４７と、を備える。
【００３２】
吸気管３５は、掃除機本体２の本体接続口１２に接続する管である。吸気管３５は遠心分離部３６の内周面に沿うように遠心分離部３６内へ含塵空気を導き旋回流ＳＦを生じる。
【００３３】
遠心分離部３６は、概ね中空な円錐台形状であり、より具体的には吸気管３５および排気管４７が接続する扁平な中空円筒形状部５１と、中空円筒形状部５１に連接して延びる中空円錐台形状部５２と、を有する。中空円筒形状部５１および中空円錐台形状部５２は略同一線上に中心線Ｃを共有する。中空円錐台形状部５２は中空円筒形状部５１側から往路管４１側へ向かって徐々に窄まる。遠心分離部３６は、中心線Ｃを上下方向へ向け、上方に中空円筒形状部５１を、下方に中空円錐台形状部５２を配置するが、これに限らず中心線Ｃを任意の方向へ傾けていても良い。
【００３４】
遠心分離部３６は、吸気管３５から流れ込む含塵空気の流れにらせん状の旋回流ＳＦを生じる。旋回流ＳＦは、遠心分離部３６の底面４５側から底面３８側へ向かって旋回径を徐々に狭めて集まり、底面３８と往路管４１との接続口５３から流出する。旋回流ＳＦの旋回径は接続口５３付近で最も小さくなる。
【００３５】
往路管４１および復路管４３は、復路口４２を有する隔壁５５を共有して一体に延びる連絡管５６である。連絡管５６は、一体成形品であっても良いし、往路管４１および復路管４３を別々に成形して組み合わせても良い。往路管４１および復路管４３は、連絡管５６全体として底面３８に接続して遠心分離部３６の中心線Ｃに交差する方向へ延び、遠心分離部３６と集塵部３７とを遠ざけて、集塵部３７内に捕集し、蓄積する塵埃が旋回流ＳＦによって舞い上がり、遠心分離部３６へ逆流してしまうことを防ぐ。
【００３６】
なお、往路管４１および復路管４３は、隔壁５５を共有せず、それぞれ独立な管であっても良い。
【００３７】
集塵部３７は、遠心分離部３６が分離し往路管４１が案内する塵埃を捕集し、蓄積する容器である。集塵部３７は、蓄積する塵埃を容易に廃棄可能にするため、掃除機本体２に着脱することが可能である。集塵部３７は、往路管４１から復路管４３へ向かう空気の流れを内部に生じることからこの流れによる塵埃の逆流を防止するために、往路管４１および復路管４３を容器の上面に併設して接続し、両管４１、４３間の空気の流れを極力集塵部の上半部に集中しつつ、往路管４１から流れ込む塵埃を容器の底部に溜めて塵埃の舞い上がりを防ぐ。なお、集塵部３７は、往路管４１および復路管４３が少なくとも容器の上半部に接続することが好ましい。
【００３８】
往路管４１は、旋回流ＳＦの影響を減じる程度の流路長さを有する管である。
【００３９】
そして、往路管４１および集塵部３７の流路断面積は、往路管４１の流路断面積よりも集塵部３７の流路断面積の方が大きい関係にある。
【００４０】
また、集塵部３７と復路管４３との接続口５７および集塵部３７の流路断面積は、接続口５７の流路断面積よりも集塵部３７の流路断面積の方が大きい関係にある。この流路断面積の関係は、往路管４１内で旋回流ＳＦの影響を減じた塵埃と空気との流れを集塵部３７に至る過程で十分に減速し、さらに集塵部３７から復路管４３へ流れ込む空気の流れを抑制して集塵部３７内の静圧を高め、集塵部３７内の塵埃が復路管４３、ひいては遠心分離部３６へ逆流することを防ぐ。
【００４１】
復路口４２の周縁部分は、遠心分離部３６に近づくに従い縮径する漏斗形状に隆起５８する。復路口４２は復路管４３から遠心分離部３６へ戻り、旋回流ＳＦの中心線Ｃ近傍を分離部出口４６へと直線的に貫き通る排気流ＥＦを生む。そこで、隆起５８は、接続口５３から往路管４１へ流れ込む旋回流ＳＦと排気流ＥＦとを縁切り、混ざり合うことを防ぐ。なお、復路口４２の周縁部分が隆起５８のない平坦なものであっても旋回流ＳＦと排気流ＥＦとの流れの分断は可能であるところ、隆起５８は旋回流ＳＦと排気流ＥＦとをより確実に分断するものである。
【００４２】
排気管４７は、分離部出口４６に接続して遠心分離部３６内、特に中空円筒形状部５１内に延びて旋回流ＳＦの発生を促す。
【００４３】
このような構成を有する塵埃分離集塵部７内の含塵空気は、次のように流れる。先ず、掃除機本体２に流れ込んだ含塵空気は、吸気管３５から遠心分離部３６へ流れ込む。遠心分離部３６に流れ込んだ含塵空気は、遠心分離部３６の内周面に沿って旋回流ＳＦを生じつつ塵埃と空気とに別れる。分離した塵埃は、旋回流ＳＦから得た慣性力によって接続口５３へ集まり、往路管４１へ流れ込む。他方、分離した空気の一部は排気流ＥＦに合流して排気管４７へ流れ込む。往路管４１に流れ込んだ塵埃は、空気の他部とともに旋回流ＳＦの影響を徐々に減じつつ往路管４１を進み、集塵部３７へ流れ込む。集塵部３７へ流れ込んだ塵埃は、接続口５７、往路管４１および集塵部３７の流路断面積の差から集塵部３７内で十分に減速して集塵部３７の底部に降り積もるようにして溜まる。他方、塵埃とともに集塵部３７へ流れ込んだ空気は、流れの方向を変えて復路管４３へ流れ込む。復路管４３へ流れ込んだ空気は、復路口４２から遠心分離部３６へと流れ込み排気流ＥＦとなって旋回流ＳＦの中心線Ｃ近傍を貫きつつ分離部出口４６に向かって流れ、遠心分離部３６で分離した空気と合流しつつ排気管４７へ流れ込む。
【００４４】
このように本実施形態に係る電気掃除機１は、往路管４１および復路管４３を介在することによって遠心分離部３６と集塵部３７とを離間して配置し、集塵部３７に対する旋回流ＳＦの影響を抑制し、集塵部３７が蓄積する塵埃が舞い上がって逆流することを防ぐことができる。
【００４５】
また、本実施形態に係る電気掃除機１は、往路管４１および復路管４３を介在することによって旋回流ＳＦに過渡的な変動を生じても、この過渡的な変動が集塵部３７に伝播することを防ぎ、集塵部３７が蓄積する塵埃が舞い上がって逆流することを防ぐことができる。
【００４６】
さらに、本実施形態に係る電気掃除機１は、往路管４１および復路管４３を介在することによって集塵部３７内の静圧を高めつつ、旋回流ＳＦおよび排気流ＥＦにほとんど影響を生じることなく塵埃を蓄積することができる。このことによって、電気掃除機１は、集塵部３７が蓄積する塵埃が舞い上がって逆流することをより確実に防ぐことができる。
【００４７】
［第２の実施形態］
本発明に係る電気掃除機の第２実施形態について、図４から図７を参照して説明する。
【００４８】
図４は、本発明の第２実施形態に係る電気掃除機を示す斜視図である。
【００４９】
本実施形態に係る電気掃除機１Ａにおいて第１実施形態の電気掃除機１と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５０】
図４に示すように、本実施形態に係る電気掃除機１Ａは、塵埃分離集塵部７Ａを備える。
【００５１】
塵埃分離集塵部７Ａは、含塵空気から粗塵を分離し、捕集し、蓄積する粗塵分離集塵部６１と、粗塵分離集塵部６１と遠心分離部３６とを接続して粗塵分離集塵部６１を通過する細塵を遠心分離部３６へ導く細塵案内管６２と、を備える。また、塵埃分離集塵部７Ａは、複数の遠心分離部３６を備える。塵埃分離集塵部７Ａは、粗塵分離集塵部６１によって、もっぱら寸法の比較的大きい繊維状の塵埃や、砂粒程度に大きい粒子状の塵埃などの塵埃である粗塵を含塵空気から分離し、捕集し、蓄積する。また、塵埃分離集塵部７Ａは、遠心分離部３６によって、粉末状の塵埃などの塵埃である細塵を含塵空気から分離し、集塵部３７で捕集し、蓄積する。すなわち、本実施形態に係る遠心分離部３６および集塵部３７は、含塵空気から細塵を分離し、捕集し、蓄積する細塵分離集塵部６３として機能する。
【００５２】
粗塵分離集塵部６１は、遠心分離方式で粗塵と空気とを分離するものであっても良いし、所謂紙パックなどの濾過分離方式で粗塵と空気とを分離するものであっても良い。
【００５３】
具体的には、遠心分離方式の場合、粗塵分離集塵部６１は、本体接続口１２に接続する円筒形状の容器６５内に旋回流を生じて含塵空気から粗塵を分離し、粗塵を容器６５の底部に蓄積するとともに細塵を含む空気を細塵案内管６２へ排気する。
【００５４】
他方、濾過分離方式の場合、粗塵分離集塵部６１は、本体接続口１２に接続する円筒形状の容器６５内で含塵空気から粗塵を濾過分離し、粗塵を容器６５内に蓄積するとともに細塵を含む空気を細塵案内管６２へ排気する。
【００５５】
図５は、本発明の第２実施形態に係る電気掃除機の細塵分離集塵部を模式的に示す斜視図である。
【００５６】
図６は、本発明の第２実施形態に係る電気掃除機の細塵分離集塵部を模式的に示す斜視断面図である。
【００５７】
図５および図６に示すように、本実施形態に係る細塵分離集塵部６３は、並列に接続する複数、例えば３つの遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃを備える。それぞれの遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、中心線Ｃを略平行にして一列に整列するが、これに限らず中心線Ｃを互いに異なる方向へ向けて複数列に整列しても良く、密集していても良い。
【００５８】
細塵案内管６２は、分岐管６２ａ、６２ｂおよび端末６２ｃによってそれぞれの遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃに接続し、各遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃへ細塵を含んだ空気を案内する。分岐管６２ａ、６２ｂおよび端末６２ｃは各遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃの内周面に沿うように遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃ内へ細塵を含んだ空気を導き旋回流ＳＦを生じる。
【００５９】
往路管４１Ａおよび復路管４３Ａは、復路口４２ａ、４２ｂ、４２ｃを有する隔壁５５Ａを共有して一体に延びる連絡管５６Ａである。連絡管５６Ａは、一体成形品であっても良いし、往路管４１Ａおよび復路管４３Ａを別々に成形して組み合わせても良い。往路管４１Ａおよび復路管４３Ａは、連絡管５６Ａ全体として各遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃの底面３８に接続して各遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃの中心線Ｃに交差する方向へ延び、遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃと集塵部３７とを遠ざけて、集塵部３７内に捕集し、蓄積する細塵が旋回流ＳＦによって舞い上がり、遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃへ逆流してしまうことを防ぐ。
【００６０】
なお、往路管４１Ａおよび復路管４３Ａは、隔壁５５Ａを共有せず、それぞれ独立な管であっても良い。
【００６１】
往路管４１Ａは、旋回流ＳＦの影響を減じる程度の流路長さを有する管である。
【００６２】
そして、往路管４１Ａおよび集塵部３７Ａの流路断面積は、往路管４１Ａの流路断面積よりも集塵部３７の流路断面積の方が大きい関係にある。
【００６３】
また、集塵部３７と復路管４３Ａとの接続口５７および集塵部３７の流路断面積は、接続口５７の流路断面積よりも集塵部３７の流路断面積の方が大きい関係にある。この流路断面積の関係は、往路管４１Ａ内で旋回流ＳＦの影響を減じた細塵と空気との流れを集塵部３７に至る過程で十分に減速し、さらに集塵部３７から復路管４３Ａへ流れ込む空気の流れを抑制して集塵部３７内の静圧を高め、集塵部３７内の細塵が復路管４３Ａ、ひいては遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃへ逆流することを防ぐ。
【００６４】
それぞれの復路口４２ａ、４２ｂ、４２ｃの周縁部分は、遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃに近づくに従い縮径する漏斗形状に隆起５８する。復路口４２ａ、４２ｂ、４２ｃは復路管４３から遠心分離部ａ、３６ｂ、３６ｃへ戻り、旋回流ＳＦの中心線Ｃ近傍を分離部出口４６ａ、４６ｂ、４６ｃへと直線的に貫き通る排気流ＥＦを生む。そこで、隆起５８は、接続口５３から往路管４１Ａへ流れ込む旋回流ＳＦと排気流ＥＦとを縁切り、混ざり合うことを防ぐ。なお、復路口４２ａ、４２ｂ、４２ｃの周縁部分が隆起５８のない平坦なものであっても旋回流ＳＦと排気流ＥＦとの流れの分断は可能であるところ、隆起５８は旋回流ＳＦと排気流ＥＦとをより確実に分断するものである。
【００６５】
排気管４７Ａは、それぞれの復路口４２ａ、４２ｂ、４２ｃに向き合い遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃの２つの底面のうち面積が大きい方の底面４５の略中央に開口する複数の分離部出口４６ａ、４６ｂ、４６ｃに接続する先端４７ａおよび分岐管４７ｂ、４７ｃを有する。先端４７ａおよび分岐管４７ｂ、４７ｃは、各分離部出口４６ａ、４６ｂ、４６ｃに接続して遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃ内、特に中空円筒形状部５１内に延びて旋回流ＳＦの発生を促す。
【００６６】
このような構成を有する細塵分離集塵部６３内で細塵を含んだ空気は、次のように流れる。先ず、細塵を含んだ空気は、細塵案内管６２から各遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃへ流れ込む。各遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃに流れ込んだ含塵空気は、各遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃの内周面に沿って旋回流ＳＦを生じつつ細塵と空気とに別れる。分離した細塵は、旋回流ＳＦから得た慣性力によって接続口５３へ集まり、往路管４１Ａへ流れ込む。他方、分離した空気の一部は排気流ＥＦに合流して排気管４７Ａへ流れ込む。往路管４１Ａに流れ込んだ塵埃は、空気の他部とともに旋回流ＳＦの影響を徐々に減じつつ往路管４１Ａを進み、集塵部３７へ流れ込む。集塵部３７へ流れ込んだ細塵は、接続口５７、往路管４１Ａおよび集塵部３７の流路断面積の差から集塵部３７内で十分に減速して集塵部３７の底部に降り積もるようにして溜まる。他方、細塵とともに集塵部３７へ流れ込んだ空気は、流れの方向を変えて復路管４３Ａへ流れ込む。復路管４３Ａへ流れ込んだ空気は、各遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃ復路口４２ａ、４２ｂ、４２ｃから遠心分離部３６へと流れ込み排気流ＥＦとなって旋回流ＳＦの中心線Ｃ近傍を貫きつつ各分離部出口４６ａ、４６ｂ、４６ｃに向かって流れ、遠心分離部３６で分離した空気と合流しつつ排気管４７Ａへ流れ込む。
【００６７】
図７は、本発明の第２実施形態に係る電気掃除機の細塵分離集塵部の他の例を模式的に示す斜視断面図である。
【００６８】
図７に示すように、本実施形態に係る細塵分離集塵部６３Ｂの復路管４３Ｂは、遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃのいずれか１つへ空気を戻す。なお、復路管４３Ｂは、いずれの遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃに接続しても良いが、本実施形態の復路管４３Ｂは、集塵部３７から最も遠方にある遠心分離部３６ｃに復路口４２を介して接続し、遠心分離部３６ｃへ空気を戻す。この場合、復路口４２および分離部出口４６は遠心分離部３６ｃに集中的に位置し、排気管４７は遠心分離部３６ｃの底面４５に接続する。
【００６９】
このように本実施形態に係る電気掃除機１Ａは、往路管４１Ａおよび復路管４３Ａ、４３Ｂを介在することによって遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃと集塵部３７とを離間して配置し、集塵部３７に対する旋回流ＳＦの影響を抑制し、集塵部３７が蓄積する塵埃が舞い上がって逆流することを防ぐことができる。
【００７０】
また、本実施形態に係る電気掃除機１Ａは、往路管４１Ａおよび復路管４３Ａ、４３Ｂを介在することによって旋回流ＳＦに過渡的な変動を生じても、この過渡的な変動が集塵部３７に伝播することを防ぎ、集塵部３７が蓄積する塵埃が舞い上がって逆流することを防ぐことができる。
【００７１】
さらに、本実施形態に係る電気掃除機１Ａは、往路管４１Ａおよび復路管４３Ａ、４３Ｂを介在することによって集塵部３７内の静圧を高めつつ、旋回流ＳＦおよび排気流ＥＦにほとんど影響を生じることなく塵埃を蓄積することができる。このことによって、電気掃除機１Ａは、集塵部３７が蓄積する塵埃が舞い上がって逆流することをより確実に防ぐことができる。
【００７２】
さらにまた、本実施形態に係る電気掃除機１Ａは、複数の遠心分離部３６ａ、３６ｂ、３６ｃのうち１つの遠心分離部３６ｃに集中して排気管４７を接続することによって、遠心分離部３６ａ、３６ｂの旋回流ＳＦから排気流ＥＦを分断し、特に過渡期における未発達な旋回流ＳＦから排気流ＥＦへ細塵が混入する経路を減じて分離性能を向上できる。
【００７３】
したがって、本実施形態に係る電気掃除機１、１Ａによれば、一旦捕集した塵埃を確実に蓄積して塵埃の流出を抑制可能であり集塵性能を高めることができる。
【００７４】
なお、本実施形態に係る電気掃除機１、１Ａは、キャニスタ型のものに限らず、アップライト型、スティック型、あるいはハンディ型などのものであってもよい。
【００７５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７６】
１、１Ａ 電気掃除機
２ 掃除機本体
３ 管部
５ 本体ケース
６ 車輪
７、７Ａ 塵埃分離集塵部
８ 電動送風機
９ 本体制御部
１１ 電源コード
１２ 本体接続口
１４ 電源プラグ
１９ 接続管
２１ 集塵ホース
２２ 手元操作管
２３ 把持部
２４ 操作部
２４ａ 停止スイッチ
２４ｂ 起動スイッチ
２５ 延長管
２６ 吸込口体
２８ 吸込口
２９ 回転清掃体
３１ 電動機
３５ 吸気管
３６、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ 遠心分離部
３７、３７Ａ 集塵部
３８ 底面
４１、４１Ａ 往路管
４２、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ 復路口
４３、４３Ａ、４３Ｂ 復路管
４５ 底面
４６、４６ａ、４６ｂ、４６ｃ 分離部出口
４７、４７Ａ 排気管
４７ａ 先端
４７ｂ、４７ｃ 分岐管
５１ 中空円筒形状部
５２ 中空円錐台形状部
５３ 接続口
５５、５５Ａ 隔壁
５６、５６Ａ 連絡管
５７ 接続口
５８ 隆起
６１ 粗塵分離集塵部
６２ 細塵案内管
６２ａ、６２ｂ 分岐管
６２ｃ 端末
６３、６３Ｂ 細塵分離集塵部
６５ 容器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回流を生じて空気と塵埃とを分離する中空な略円錐台形状の遠心分離部と、
前記遠心分離部の中心線に交差する方向へ離間して位置し前記塵埃を捕集し蓄積する着脱自在な集塵部と、
前記遠心分離部の２つの底面のうち面積が小さい方の底面と前記集塵部とを接続して前記遠心分離部から前記集塵部へ塵埃を導く往路管と、
前記遠心分離部中心線の延長線上にあり前記往路管の管壁に開口する復路口と前記集塵部とを接続して前記集塵部から前記遠心分離部へ空気を戻す復路管と、
前記復路口に向き合い前記遠心分離部の２つの底面のうち面積が大きい方の底面の略中央に開口する分離部出口に接続する排気管と、を備えることを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】
前記往路管および前記復路管は、前記復路口を有する隔壁を共有して一体に延びる連絡管であることを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
前記復路口の周縁部分は、前記遠心分離部に近づくに従い縮径する漏斗形状に隆起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。
【請求項４】
前記往路管の流路断面積よりも前記集塵部の流路断面積の方が大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項５】
前記集塵部と前記復路管との接続口の流路断面積よりも前記集塵部の流路断面積の方が大きいことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項６】
空気と粗塵とを分離し前記粗塵を捕集し蓄積する粗塵分離集塵部と、
前記粗塵分離集塵部と前記遠心分離部とを接続して前記粗塵分離集塵部を通過する細塵を前記遠心分離部へ導く細塵案内管と、を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項７】
複数の前記遠心分離部を備え、
前記復路管は、前記遠心分離部のいずれか１つへ空気を戻すことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項８】
前記往路管は、複数の前記遠心分離部に接続し、
前記復路管は、前記集塵部から最も遠方にある前記遠心分離部へ空気を戻すことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項１】
旋回流を生じて空気と塵埃とを分離する中空な略円錐台形状の遠心分離部と、
前記遠心分離部の中心線に交差する方向へ離間して位置し前記塵埃を捕集し蓄積する着脱自在な集塵部と、
前記遠心分離部の２つの底面のうち面積が小さい方の底面と前記集塵部とを接続して前記遠心分離部から前記集塵部へ塵埃を導く往路管と、
前記遠心分離部中心線の延長線上にあり前記往路管の管壁に開口する復路口と前記集塵部とを接続して前記集塵部から前記遠心分離部へ空気を戻す復路管と、
前記復路口に向き合い前記遠心分離部の２つの底面のうち面積が大きい方の底面の略中央に開口する分離部出口に接続する排気管と、を備えることを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】
前記往路管および前記復路管は、前記復路口を有する隔壁を共有して一体に延びる連絡管であることを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
前記復路口の周縁部分は、前記遠心分離部に近づくに従い縮径する漏斗形状に隆起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。
【請求項４】
前記往路管の流路断面積よりも前記集塵部の流路断面積の方が大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項５】
前記集塵部と前記復路管との接続口の流路断面積よりも前記集塵部の流路断面積の方が大きいことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項６】
空気と粗塵とを分離し前記粗塵を捕集し蓄積する粗塵分離集塵部と、
前記粗塵分離集塵部と前記遠心分離部とを接続して前記粗塵分離集塵部を通過する細塵を前記遠心分離部へ導く細塵案内管と、を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項７】
複数の前記遠心分離部を備え、
前記復路管は、前記遠心分離部のいずれか１つへ空気を戻すことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項８】
前記往路管は、複数の前記遠心分離部に接続し、
前記復路管は、前記集塵部から最も遠方にある前記遠心分離部へ空気を戻すことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−７０７４５（Ｐ２０１３−７０７４５Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１０５９５（Ｐ２０１１−２１０５９５）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５０２２８５６６４）東芝コンシューマエレクトロニクス・ホールディングス株式会社 (2,480)
【出願人】（５０３３７６５１８）東芝ホームアプライアンス株式会社 (2,436)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５０２２８５６６４）東芝コンシューマエレクトロニクス・ホールディングス株式会社 (2,480)
【出願人】（５０３３７６５１８）東芝ホームアプライアンス株式会社 (2,436)
【Ｆターム（参考）】
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