| 【発明の名称】 |
帯電通風部材と電気掃除機 |
| 【発明者】 |
【氏名】加藤 康昭
【氏名】大塚 雅生
【氏名】友村 佳伸
【氏名】北谷 和也
【氏名】吉田 長司
【氏名】立岡 正雄
【氏名】大西 裕二
【氏名】二宮 光治
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| 【要約】 |
【課題】簡単な構造で、吸込み流量を低下させることがなく、塵埃を帯電して凝集することができる帯電通風部材とそれを備えた電気掃除機を提供する。
【構成】帯電通風部材１００は、入口と出口が連通して通風路を形成し、送風機との接続により通風路に気流が通過する通風部材であって、通風部材は、塵埃を正に接触帯電する第１帯電部１０１と、塵埃を負に帯電する第２帯電部１０２とを有し、塵埃が気流によって通風路を搬送されるとき、塵埃が第１帯電部１０１もしくは第２帯電部１０２と接触して異なる極性に帯電され、正もしくは負に帯電された塵埃に塵埃塊（クラスタ）を形成させることを特徴とする帯電通風部材１００であって、第１帯電部１０１と第２帯電部１０２の外側に配置される外枠１０３を備え、第１帯電部１０１および第２帯電部１０２は、外枠１０３と嵌合されて配置されている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口と出口が連通して通風路を形成し、送風機との接続により通風路に気流が通過する通風部材であって、
前記通風部材は、塵埃を正に接触帯電する第１帯電部と、塵埃を負に帯電する第２帯電部とを有し、
塵埃が気流によって通風路を搬送されるとき、塵埃が前記第１帯電部もしくは前記第２帯電部と接触して異なる極性に帯電され、正もしくは負に帯電された塵埃に塵埃塊（クラスタ）を形成させることを特徴とする帯電通風部材であって、
前記第１と第２の帯電部の外側に配置される外枠を備え、前記第１帯電部および／または前記第２帯電部は、前記外枠と嵌合されて配置されている、帯電通風部材。
【請求項２】
前記外枠および／または前記第１と第２の帯電部は、前記外枠と前記第１と第２の帯電部とを嵌合するための嵌合部を有し、前記嵌合部は、気流の方向に沿って配置されている、請求項１に記載の帯電通風部材。
【請求項３】
前記外枠および／または前記第１と第２の帯電部は、前記外枠と前記第１と第２の帯電部とを嵌合するための嵌合部を有し、前記嵌合部は、外枠の周方向に沿って配置されている、請求項１または請求項２に記載の帯電通風部材。
【請求項４】
前記第１と第２の帯電部は、気流の流れに対して上流側の端部の外径が、前記外枠の内径よりも大きくなるように形成されている、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の帯電通風部材。
【請求項５】
前記外枠は、前記第１帯電部または前記第２帯電部と一体に形成されている、請求項１に記載の帯電通風部材。
【請求項６】
電動送風機と、
吸込口から前記電動送風機に連通する通風路と、
集塵部とを有し、
前記電動送風機により発生した気流により塵埃を前記吸込口から吸引し、前記通風路を通る塵埃を前記集塵部に集塵する電気掃除機において、
前記通風路に塵埃を正に接触帯電する第１帯電部と、塵埃を負に接触帯電する第２帯電部とを設け、
前記第１と第２の帯電部の外側に配置される外枠を備え、前記第１帯電部および／または前記第２帯電部は、前記外枠と嵌合されて配置されており、
前記通風路を通過する行程で前記第１帯電部と前記第２帯電部とによって異なる極性に帯電された塵埃に塵埃塊（クラスタ）を形成させ、塵埃塊となった塵埃を前記集塵部にて集塵することを特徴とする、電気掃除機。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部を通過する粒子を接触帯電させて凝集する帯電通風部材と、電気掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気掃除機においては、サイクロン方式とフィルター方式があり、いずれも塵埃を空気と同時に吸引し、掃除機本体の集塵部に集積させ、集積された塵埃をまとめて廃棄していた。
【０００３】
しかし、粒径が１０マイクロメートル以下の塵埃（以下細塵という）は、その質量の少なさから遠心力の作用を受けがたい。よって、塵埃をダストカップまで吸引して高速に旋回させ、遠心力により塵埃を分離するサイクロン方式では、数ミクロン程度の塵埃の場合は、塵埃の質量が軽いため空気流に分散された状態から遠心分離を行うことができないという問題があった。よく工夫された遠心分離を行っても、粒径が４マイクロメートル以下の細塵は捕集が困難であった。
【０００４】
そこで、サイクロン方式の掃除機においては、さらに細塵を捕集するには、集塵装置の下流側にHEPAフィルター（High Efficiency Particulate Air Filter）等の別フィルターが必要であった。
【０００５】
一方、通常の電気掃除機においても、紙パックや布製の集塵フィルターでは、フィルターの目を細かくして細塵を捕集することも可能であるが、フィルターの目を細かくすれば掃除機の風の吸引力が弱くなる。よって、大きいゴミを吸引することが困難になっていた。このような理由から、細塵を捕獲するためには集塵フィルターの下流側に、更に目の細かいフィルターを多重に設けるか、もしくは、HEPAフィルター等の高価な別のフィルターを設ける必要であった。
【０００６】
このような集塵装置で捕集できなかった細塵を捕獲する電気掃除機の技術としては、特開平４−３４１２２８号公報（特許文献１）のように、電動送風機の下流側に設けられ、微細な塵やほこりなどを電気的に捕集する電気集塵装置を備えた電気掃除機が記載されている。
【０００７】
また、特開２００５−３２４０９４号公報（特許文献２）には、コロナ放電を利用して微粒子を帯電した後、電圧印加された導電性体で微粒子を捕集する粒子凝集器が記載されている。これは、その導電性体の表面において、捕集された微粒子が凝集していき、ある程度の大きさになると、気流によって凝集粒子群が導電性体から引き離されて排気されるという機構の粒子凝集器である。
【０００８】
特許第２５１７８７７号（特許文献３）には、摩擦接触帯電により粒子を帯電することが記載されている。この公報には、微粒子を管との接触帯電により、一方に正の静電気を、他方に負の静電気をそれぞれ帯電させたのち、両者を混合し、電気的に結合させる微粒子複合体の製造方法が記載されている。
【０００９】
なお、掃除機の分野では、従来から、個別の部品を組み合わせて通風路を作製する様々な方法がある。例えば、特開平８−１７３３６１号公報（特許文献４）に記載の電気掃除機においては、本体下部の接続管に、床ブラシ部の接続パイプを挿入して接続している。
【特許文献１】特開平４−３４１２２８号公報
【特許文献２】特開２００５−３２４０９４号公報
【特許文献３】特許第２５１７８７７号公報
【特許文献４】特開平８−１７３３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、細塵を集塵するために多重のフィルターを掃除機の通気路に設けると、吸引力が低下するので、大きいゴミや、質量の大きい塵埃を強力に吸引することが困難であった。
【００１１】
特開２００５−３２４０９４号公報（特許文献２）に記載の粒子凝集器では、粒子を帯電するためにコロナ放電を利用しているので、流路中に高電圧部を設けている。このような場合に、流路径に相当するような物体、特に糸状の物が本高電圧部に引っ掛ると電極ショートにより火災などが発生する危険性がある。
【００１２】
また、特許第２５１７８７７号公報（特許文献３）に記載の微粒子複合体の製造方法では、２系統の管を用いて、一方の管を通る微粒子は正の静電気に、他方の管を通る微粒子は負の静電気に帯電させた後に、両者を合流している。
【００１３】
このように２系統の流路を設けるには、１つの吸入口を途中で分岐するか、吸入口を２つにするかしなければならない。しかし、１つの吸入口を途中で分岐すると、分岐箇所での微粒子の堆積が発生し易くなる。これを、吸入口を２つにすることで回避すると、それぞれの吸入口間の距離を大きくしなければならず、占有面積が多くなってしまう上に構造も複雑になってしまう。
【００１４】
そこで、この発明の目的は、簡単な構造で、吸込み流量を低下させることがなく、塵埃を帯電して凝集することができる帯電通風部材とそれを備えた電気掃除機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明に従った帯電通風部材は、入口と出口が連通して通風路を形成し、送風機との接続により通風路に気流が通過する通風部材であって、通風部材は、塵埃を正に接触帯電する第１帯電部と、塵埃を負に帯電する第２帯電部とを有し、塵埃が気流によって通風路を搬送されるとき、塵埃が第１帯電部もしくは第２帯電部と接触して異なる極性に帯電され、正もしくは負に帯電された塵埃に塵埃塊（クラスタ）を形成させることを特徴とする帯電通風部材であって、第１と第２の帯電部の外側に配置される外枠を備え、第１帯電部および／または第２帯電部は、外枠と嵌合されて配置されている。
【００１６】
塵埃を正に接触帯電する第１帯電部と、塵埃を負に接触帯電する第２帯電部により、塵埃が気流によって通風路を搬送されるとき、塵埃が第１帯電部もしくは第２帯電部と接触して異なる極性に帯電され、正もしくは負に帯電された塵埃に塵埃塊（クラスタ）を形成させることができる。これにより正もしくは負に帯電した塵埃を静電気作用で相互に吸着させることにより、塵埃の塊（クラスタ）を形成させることができる。この塵埃塊を適度に成長させることで、塵埃塊の質量を増加させ、またクラスタの形状を大きくすることができる。
【００１７】
さらに、第１と第２の帯電部の外側に配置される外枠を備え、第１帯電部および／または第２帯電部は、外枠と嵌合されて配置されることにより、通風路に対する第１と第２の帯電部の配置を決定することができ、第１と第２の帯電部を正確な位置に、容易に嵌め込むことができる。また、外枠と帯電部を別の材質で形成することができるので、外枠と帯電部のそれぞれを、必要とされる機能に合わせて、適当な材質で形成することができる。
【００１８】
このようにすることにより、簡単な構造で、吸込み流量を低下させることがなく、塵埃を帯電して凝集することができる帯電通風部材を提供することができる。
【００１９】
この発明に従った帯電通風部材においては、外枠および／または第１と第２の帯電部は、外枠と第１と第２の帯電部とを嵌合するための嵌合部を有し、嵌合部は、気流の方向に沿って配置されていることが好ましい。
【００２０】
このようにすることにより、通風路の周方向に対する第１と第２の帯電部の配置を決定することができる。また、たとえば、第１と第２の帯電部を水平方向に対向するように配置することによって、帯電のバランスが良好になる。
【００２１】
この発明に従った帯電通風部材においては、外枠および／または第１と第２の帯電部は、外枠と第１と第２の帯電部とを嵌合するための嵌合部を有し、嵌合部は、外枠の周方向に沿って配置されていることが好ましい。
【００２２】
このようにすることにより、通風路の気流の方向に対する第１と第２の帯電部の配置を決定することができ、通風路内の風圧が高くなっても、または流体の種類によって、第１と第２の帯電部の配置が気流の方向に変動することがなくなる。
【００２３】
この発明に従った帯電通風部材においては、第１と第２の帯電部は、気流の流れに対して上流側の端部の外径が、外枠の内径よりも大きくなるように形成されていることが好ましい。
【００２４】
このようにすることにより、外枠と、第１と第２の帯電部との間にできる隙間を、気流に対して上流側でふさぐことができ、外枠と第１と第２の帯電部との間に塵埃がたまったり、圧力損失が増大したりすることを防ぐことができる。
【００２５】
この発明に従った帯電通風部材においては、外枠は、第１帯電部または第２帯電部と一体に形成されていることが好ましい。
【００２６】
このようにすることにより、帯電通風部材を構成する部品の数を抑え、帯電通風部材の組み立て作業の工程も少なくすることができ、組み立て作業の時間を短縮することができる。また、帯電通風部材の製造単価を抑えることができる。
【００２７】
この発明に従った電気掃除機においては、電動送風機と、吸込口から電動送風機に連通する通風路と、集塵部とを有し、電動送風機により発生した気流により塵埃を吸込口から吸引し、通風路を通る塵埃を集塵部に集塵する電気掃除機において、通風路に塵埃を正に接触帯電する第１帯電部と、塵埃を負に接触帯電する第２帯電部とを設け、第１と第２の帯電部の外側に配置される外枠を備え、第１帯電部および／または第２帯電部は、外枠と嵌合されて配置されており、通風路を通過する行程で第１帯電部と第２帯電部とによって異なる極性に帯電された塵埃に塵埃塊（クラスタ）を形成させ、塵埃塊となった塵埃を集塵部にて集塵することを特徴とする。
【００２８】
この発明の電気掃除機においては、集塵部の上流側に配置され、塵埃を正に接触帯電する第１帯電部と、塵埃を負に接触帯電する第２帯電部により、塵埃が気流によって通風路を搬送されるとき、塵埃が第１帯電部もしくは第２帯電部と接触して異なる極性に帯電され、正もしくは負に帯電された塵埃を形成させることができる。これにより正もしくは負に帯電した塵埃を静電気作用で相互に吸着させることにより、塵埃の塊（クラスタ）を形成させることができる。この塵埃塊を適度に成長させることで、塵埃塊の質量を増加させ、またクラスタの形状を大きくすることができる。塵埃塊の質量が大きくなることでサイクロン掃除機においては遠心分離による捕集が可能となる。また、フィルター式の掃除機においては、フィルターの目よりも大きくできるので集塵することが可能となる。いずれの場合も、吸気において圧力損失が生じることがないので、電気掃除機本体の吸塵力（仕事率）が低下するという問題は解消される。
【００２９】
さらに、第１と第２の帯電部の外側に配置される外枠を備え、第１帯電部および／または第２帯電部は、外枠と嵌合されて配置されることにより、通風路に対する第１と第２の帯電部の配置を決定することができ、第１と第２の帯電部を正確な位置に、容易に嵌め込むことができる。また、外枠と帯電部を別の材質で形成することができるので、外枠と帯電部のそれぞれを、必要とされる機能に合わせて、適当な材質で形成することができる。
【００３０】
このようにして、仕事率が低下することがなく、簡単な構造で、細塵の捕集性能を向上させることが可能な、サイクロン集塵装置を備えた電気掃除機を提供することができる。
【００３１】
また、仕事率が低下することがなく、簡単な構造で、細塵の捕集性能を向上させることが可能な、フィルター式集塵装置を備えた電気掃除機を提供することができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上のように、この発明によれば、簡単な構造で、吸込み流量を低下させることがなく、塵埃を帯電して凝集することができる帯電通風部材とそれを備えた電気掃除機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３４】
図１から図４は、この発明の実施形態にかかる帯電通風部材の帯電部によって塵埃が帯電されて凝集することを説明する図である。
【００３５】
図１は、この発明の一つの実施の形態として、帯電通風部材の第１と第２の帯電部の構成を説明する図である。
【００３６】
図１に示すように、第１帯電部１０および第２帯電部１１は、円筒管を軸方向に２分割したハーフパイプ形状をしている。第１帯電部１０は材質が塵埃を正に帯電させる材質で構成されている。また、第２帯電部１１の材質は塵埃を負に帯電させやすい材質で形成されている。このハーフパイプ形状は、帯電の性能、構成部分の機能により適宜変形した形状にすることが可能である。
【００３７】
図２は、この発明の一つの実施の形態として、帯電通風部材の第１と第２の帯電部の組み立てを説明する図である。
【００３８】
図２に示すように、図１に示す第１帯電部１０と第２帯電部１１を組み合わせると、図２に示される通風路１２に組み合わせることができ、内部を気密に保って気流を流すことが可能となる。通風路１２が形成された第１帯電部１０と第２帯電部１１の、一方の接合面１３と他方の接合面１４に垂直な面をＡ−Ａ'断面とする。
【００３９】
図３は、図２に示す通風路をＡ−Ａ'線の方向から見た断面図である。
【００４０】
図３は、細塵が本発明により帯電されるモデルを説明している。以下、図３に基づいて、塵埃の帯電状態を説明する。
【００４１】
送風機との接続により通風路に気流が発生すると、塵埃として数ミクロン程度の細塵１５Ａ、細塵１６Ａ、細塵１７Ａが通風路１２の入口１８より出口１９に向かって搬送される。細塵１５Ａが第１帯電部１０の近くに搬送され、第１帯電部１０に接触したとき、摩擦帯電作用により細塵１５Ａは、正に帯電させられる。また細塵１７Ａは、第２帯電部１１の近くに搬送され、第２帯電部１１に接触したとき、摩擦帯電作用により細塵１７Ａは、負に帯電させられる。このようにして正に帯電した細塵１５Ａは、負に帯電した細塵１７Ａと通風路１２の中で混ざり合い、静電気力により相互に吸引されるので吸着し、塵埃塊１９Ａを形成する。通風路１２と帯電部の形状を適宜長く設定することにより塵埃塊１９Ａは、第１帯電部１０、第２帯電部１１と再度接触することになり、更に帯電される。このようにして細塵１５Ａ、細塵１７Ａ、塵埃塊１９Ａは、帯電と吸着を繰り返すので、塵埃塊１９Ａは更にサイズが大きくなる。図３では、第１帯電部１０もしくは第２帯電部１１と細塵が一回の衝突で１回の吸着を行うように図示されているが、通風路１２の長さと直径を適宜設定することで、複数回の接触を行わせることができる。また材質の選定を適宜行うことで、細塵１５Ａ、細塵１７Ａと第１帯電部１０と第２帯電部１１が接触するときの帯電量を選択し、設定することができる。
【００４２】
図４は、本発明により塵埃塊が形成される他の場合のモデルを示す図である。
【００４３】
図４に示すように、図３と同様にして第１帯電部１０と第２帯電部１１に接触した細塵１５Ｂ、細塵１７Ｂが、気流もしくは静電気の吸引作用により相互に吸着し、更に近傍を浮遊している帯電されていないもしくは空気により微量に帯電した細塵１６Ｂと吸引することにより大きい塵埃塊（クラスタ）１９Ｂが形成される。
【００４４】
この発明の帯電通風部材は、以上に示した第１と第２の帯電部を備える。以下に、この発明の帯電通風部材を説明する。
【００４５】
（第１実施形態）
図５は、この発明の第１実施形態として、帯電通風部材の全体を示す図である。
【００４６】
図５に示すように、帯電通風部材１００は、第１帯電部１０１と、第２帯電部１０２と、外枠１０３を備える。図５には、第２帯電部１０２が外枠１０３に嵌め込まれ、第１帯電部１０１がまだ外枠１０３に嵌め込まれていない状態を示す。塵埃として粒子１１０は、図中の矢印の方向に帯電通風部材１００に流入する。
【００４７】
第１帯電部１０１と第２帯電部１０２は、円筒管を軸方向に２分割したハーフパイプ形状をしている。外枠１０３は、第１帯電部１０１と第２帯電部１０２の２つのハーフパイプを合わせて形成される円筒管の外径よりも大きな内径の円筒管で形成されている。第１帯電部１０１は、ポリテトラフルオロエチレンやポリプロピレンで形成されており、粒子１１０を充分に正に接触帯電させることができる。第２帯電部１０２は、ポリアミドで形成されており、粒子１１０を充分に負に接触帯電させることができる。外枠１０３は、加工性などに優れたＡＢＳ樹脂で形成されている。
【００４８】
塵埃の接触帯電量を十分に確保するためには、粒子を充分に接触帯電させる材料を用いて帯電部を形成することが必要であるが、このような材料は、一般に、工業的な加工性や強度、光沢のよい材料であるとは限らない。そのため、接触帯電量を充分に確保しようとすれば加工性や強度が劣るなど、単一の材料を用いて帯電通風部材を作製する限りは一長一短の特性になってしまうという問題がある。しかし、本実施形態のように、部材によって必要とされる機能に合わせて用いる材料を決定し、複数部材を組み合わせて帯電通風部材１００を形成することによって、光沢などの外観や強度もよい上に、塵埃も充分に帯電させることができる帯電通風部材１００を作製することができる。
【００４９】
気流の方向に沿って配置される嵌合部として、第１帯電部１０１には、ハーフパイプの軸方向に沿った端面に凹部１０１ａが形成され、第２帯電部１０２には、ハーフパイプの軸方向に沿った端面に凹部１０２ａが形成され、外枠１０３には、円筒管の軸方向に沿って、外枠１０３の内壁面の上部と下部に突起（凸部）１０３ａが形成されている。
【００５０】
第１帯電部１０１は、凹部１０１ａを、外枠１０３の突起１０３ａに嵌合させて外枠１０３内に挿入することにより、外枠１０３の内側に取り付けられる。また、第２帯電部１０２は、凹部１０２ａを、外枠１０３の突起１０３ａに嵌合させて外枠１０３内に挿入することにより、外枠１０３の内側に取り付けられる。このようにして、帯電通風部材１００が組み立てられる。帯電通風部材１００においては、第１帯電部１０１と第２帯電部１０２が水平方向に対向するように配置される。
【００５１】
帯電通風部材１００に平均帯電量が中性である粒子１１０が流入すると、粒子１１０の一部は第１帯電部１０１の内壁に衝突して正に帯電する。このとき、第１帯電部１０１の内壁は負に帯電する。また、粒子１１０の一部は、第２帯電部１０２の内壁に衝突して負に帯電する。このとき、第２帯電部１０２の内壁は正に帯電する。正に帯電した粒子と負に帯電した粒子は、両者の距離がある程度に近付くと、クーロン力の効果が顕著となって互いに引き付け合って凝集し、塊状（クラスタ化）粒子となる。
【００５２】
帯電通風部材１００においては、第１帯電部１０１と第２帯電部１０２が水平方向に対向するように配置されている。そのため、重力によって、鉛直方向の塵埃の分布にばらつきが生じても、塵埃の帯電のバランスが良好になる。
【００５３】
このように、帯電通風部材１００は、入口と出口が連通して通風路を形成し、送風機との接続により通風路に気流が通過する通風部材であって、通風部材は、塵埃を正に接触帯電する第１帯電部１０１と、塵埃を負に帯電する第２帯電部１０２とを有し、塵埃が気流によって通風路を搬送されるとき、塵埃が第１帯電部１０１もしくは第２帯電部１０２と接触して異なる極性に帯電され、正もしくは負に帯電された塵埃に塵埃塊（クラスタ）を形成させることを特徴とする帯電通風部材１００であって、第１帯電部１０１と第２帯電部１０２の外側に配置される外枠１０３を備え、第１帯電部１０１および第２帯電部１０２は、外枠１０３と嵌合されて配置されている。
【００５４】
塵埃を正に接触帯電する第１帯電部１０１と、塵埃を負に接触帯電する第２帯電部１０２により、塵埃が気流によって通風路を搬送されるとき、塵埃が第１帯電部１０１もしくは第２帯電部１０２と接触して異なる極性に帯電され、正もしくは負に帯電された塵埃に塵埃塊（クラスタ）を形成させることができる。これにより正もしくは負に帯電した塵埃を静電気作用で相互に吸着させることにより、塵埃の塊（クラスタ）を形成させることができる。この塵埃塊を適度に成長させることで、塵埃塊の質量を増加させ、またクラスタの形状を大きくすることができる。
【００５５】
さらに、第１帯電部１０１と第２帯電部１０２の外側に配置される外枠１０３を備え、第１帯電部１０１および第２帯電部１０２は、外枠１０３と嵌合されて配置されることにより、通風路に対する第１帯電部１０１と第２帯電部１０２の配置を決定することができ、第１帯電部１０１と第２帯電部１０２を正確な位置に、容易に嵌め込むことができる。また、外枠１０３と第１帯電部１０１と第２帯電部１０２を別の材質で形成することができるので、外枠１０３と第１帯電部１０１と第２帯電部１０２のそれぞれを、必要とされる機能に合わせて、適当な材質で形成することができる。
【００５６】
このようにすることにより、簡単な構造で、吸込み流量を低下させることがなく、塵埃を帯電して凝集することができる帯電通風部材１００を提供することができる。
【００５７】
また、帯電通風部材１００においては、外枠１０３は、外枠１０３と第１帯電部１０１と第２帯電部１０２とを嵌合するための突起１０３ａを有し、第１帯電部１０１は、外枠１０３と第１帯電部１０１とを嵌合するための凹部１０１ａを有し、第２帯電部１０２は、外枠１０３と第２帯電部１０２とを嵌合するための凹部１０２ａを有し、突起１０３ａ、凹部１０１ａ、凹部１０２ａは、気流の方向に沿って配置されている。
【００５８】
このようにすることにより、通風路の周方向に対する第１帯電部１０１と第２帯電部１０２の配置を決定することができる。また、第１帯電部１０１と第２帯電部１０２を水平方向に対向するように配置することによって、帯電のバランスが良好になる。
【００５９】
なお、本実施形態においては、嵌合部として突起１０３ａと凹部１０１ａ、凹部１０２ａとを嵌合させることによって、通風路の周方向の帯電部の配置を決定しているが、通風路の断面を楕円形にすることによって帯電部の配置を決定してもよい。
【００６０】
（第２実施形態）
図６は、この発明の第２実施形態として、帯電通風部材の全体を示す図である。
【００６１】
図６に示すように、帯電通風部材２００は、第１帯電部２０１と、第２帯電部２０２と、外枠２０３を備える。図６には、第２帯電部２０２が外枠２０３に嵌め込まれ、第１帯電部２０１がまだ外枠２０３に嵌め込まれていない状態を示す。図中の矢印は、気流の方向と、帯電部材を外枠２０３内に挿入する方向を示す。
【００６２】
第１帯電部２０１と第２帯電部２０２は、円筒管を軸方向に２分割したハーフパイプ形状をしている。外枠２０３は、第１帯電部２０１と第２帯電部２０２の２つのハーフパイプを合わせて形成される円筒管の外径よりも大きな内径の円筒管で形成されている。第１帯電部２０１は、ポリテトラフルオロエチレンやポリプロピレンで形成されており、塵埃を充分に正に接触帯電させることができる。第２帯電部２０２は、ポリアミドで形成されており、塵埃を充分に負に接触帯電させることができる。外枠２０３は、加工性などに優れたＡＢＳ樹脂で形成されている。
【００６３】
外枠２０３の周方向に沿って配置される嵌合部として、第１帯電部２０１には、ハーフパイプの軸方向に垂直な端面に突起（凸部またはつば部）２０１ａが形成され、第２帯電部２０２には、ハーフパイプの軸方向に垂直な端面に突起（凸部またはつば部）２０２ａが形成されている。
【００６４】
第１帯電部２０１は、外枠２０３内に挿入することにより、突起２０１ａが外枠２０３の軸方向に垂直な端面２０３ａに嵌合して、外枠２０３の内側に取り付けられる。また、第２帯電部２０２は、外枠２０３内に挿入することにより、突起２０２ａが外枠２０３の軸方向に垂直な端面２０３ａに嵌合して、外枠２０３の内側に取り付けられる。このようにして、帯電通風部材２００が組み立てられる。第１帯電部２０１の突起２０１ａと第２帯電部２０２の突起２０２ａの境界には、密閉性と形状の保持を目的として、シリコンを主成分とするシール剤を塗布する。
【００６５】
帯電通風部材２００に平均帯電量が中性である塵埃が流入すると、塵埃の一部は第１帯電部２０１の内壁に衝突して正に帯電する。このとき、第１帯電部２０１の内壁は負に帯電する。また、塵埃の一部は、第２帯電部２０２の内壁に衝突して負に帯電する。このとき、第２帯電部２０２の内壁は正に帯電する。正に帯電した粒子と負に帯電した粒子は、両者の距離がある程度に近付くと、クーロン力の効果が顕著となって互いに引き付け合って凝集し、塊状（クラスタ化）粒子となる。
【００６６】
このように、帯電通風部材２００においては、第１帯電部２０１は、外枠２０３と第１帯電部２０１とを嵌合するための突起２０１ａを有し、第２帯電部２０２は、外枠２０３と第２帯電部２０２とを嵌合するための突起２０２ａを有し、突起２０１ａと突起２０２ａは、外枠２０３の周方向に沿って配置されている。
【００６７】
このようにすることにより、通風路の気流の方向に対する第１帯電部２０１と第２帯電部２０２の配置を決定することができ、通風路内の風圧が高くなっても、または流体の種類によって、第１帯電部２０１と第２帯電部２０２の配置が気流の方向に変動することがなくなる。
【００６８】
（第３実施形態）
図７は、この発明の第３実施形態として、帯電通風部材を組み込む流路を示す図である。
【００６９】
図７に示すように、流路２０４には、第２実施形態の帯電通風部材２００を挿入して固定する。図中の矢印は気流の流れる方向を示す。帯電通風部材２００は、突起２０１ａと突起２０２ａが上流側に配置されるように、流路２０４に組み込む。流路２０４は、例えば、電気掃除機の延長管などである。図中の矢印は、気流の方向を示す。
【００７０】
突起２０１ａと突起２０２ａは、第１帯電部２０１と第２帯電部２０２と、外枠２０３との間にできる隙間を、気流の上流側で覆っている。このような帯電通風部材２００を、外枠２０３の外径よりも内径が大きい流路２０４に挿入して組み込んで、流路２０４に塵埃を含む気体を流通させると、帯電通風部材２００の外枠２０３と帯電部との間に塵埃を含む気体が流れ込みにくくなる。
【００７１】
このように、帯電通風部材２００においては、第１帯電部２０１と第２帯電部２０２は、気流の流れに対して上流側の端部の外径が、外枠の内径よりも大きくなるように形成されている。
【００７２】
このようにすることにより、外枠２０３と、第１帯電部２０１と第２帯電部２０２との間にできる隙間を、気流に対して上流側でふさぐことができ、外枠２０３と第１帯電部２０１と第２帯電部２０２との間に塵埃がたまったり、圧力損失が増大したりすることを防ぐことができる。
【００７３】
（第４実施形態）
図８は、この発明の第４実施形態として、電気掃除機の接続管を示す図である。
【００７４】
図８に示すように、帯電通風部材として電気掃除機の接続管３００は、外枠として接続管本体３０１と、第２帯電部としてアタッチメント３０２とを備え、第１帯電部は、接続管本体３０１と一体に形成されている。接続管本体３０１には、嵌合部として凹部３０３が形成されている。アタッチメント３０２は、接続管本体３０１に挿入されて凹部３０３と嵌合して固定される。接続管本体３０１は、取っ手３０４を備える。図８には、アタッチメント３０２がまだ接続管本体３０１に嵌め込まれていない状態を示す。図中の矢印は、アタッチメント３０２を接続管本体３０１内に挿入する方向を示す。
【００７５】
本実施形態においては、電気掃除機の接続管３００の空気流通路の一部を、通風路に挿入できて交換可能なアタッチメント３０２とし、アタッチメント３０２を挿入することで気密通気路を形成する。このように接続管３００を複数の部品として組み合わせることができる。アタッチメント３０２と接続管本体３０１の材質としては、塵埃を異なった極性に帯電させる部材に選定することにより、塵埃を含む気流を接続管３００の内部を通過させることで細塵を塵埃塊にすることが可能となる。接続管本体３０１とアタッチメント３０２は、それぞれ、ひとつの材質で形成しても良く、また、帯電機能材料を混練することでひとつの部材によって正と負に帯電することも可能である。
【００７６】
接続管３００に平均帯電量が中性である塵埃が流入すると、塵埃の一部は接続管本体３０１の内壁に衝突して正に帯電する。このとき、接続管本体３０１の内壁は負に帯電する。また、塵埃の一部は、アタッチメント３０２の内壁に衝突して負に帯電する。このとき、アタッチメント３０２の内壁は正に帯電する。正に帯電した粒子と負に帯電した粒子は、両者の距離がある程度に近付くと、クーロン力の効果が顕著となって互いに引き付け合って凝集し、塊状（クラスタ化）粒子となる。
【００７７】
第１帯電部と第２帯電部とを外枠にはめ込んで帯電通風部材を作製する場合、部品点数や組み立て工程が多くなったり、組み立ての作業時間が長くなるため、製造単価が上がってしまうことがある。そこで、本実施形態のように、一方の帯電部と外枠とを一体に形成することにより、このような問題を解消することができる。
【００７８】
また、通風路を電気掃除機の吸引口、延長管、接続管、サクションホース等の複数の連結部分で構成し、連結し、部分交換できるようにしてもよい。
【００７９】
このように、塵埃を２つの極性に帯電させる帯電部を電気掃除機の延長管や接続管部に設けることで、塵埃の帯電部が磨耗したり、塵埃で汚染されて帯電機能を喪失した場合は、簡単に帯電する機能を有する延長管部分や接続管の一部を交換することが可能となる。
【００８０】
このように、接続管３００においては、接続管本体３０１は、第１帯電部と一体に形成されている。
【００８１】
このようにすることにより、接続管３００を構成する部品の数を抑え、接続管３００の組み立て作業の工程も少なくすることができ、組み立て作業の時間を短縮することができる。また、接続管３００の製造単価を抑えることができる。
【００８２】
（第５実施形態）
図９は、この発明の第５実施形態として、電気掃除機の延長管を示す図である。
【００８３】
図９に示すように、延長管４００は、第１帯電部４０１と、第２帯電部４０２とを備え、外枠は、第１帯電部４０１と一体に形成されている。延長管４００の一部を分割して第１帯電部４０１と別部品の第２帯電部４０２として、これらを組み合わせることにより気密状態で通気できる延長管４００を形成している。
【００８４】
第１帯電部４０１と別部品の第２帯電部４０２の材質は、それぞれ、塵埃を正または負のいずれかに帯電させる材質で形成している。
【００８５】
このように延長管４００の一部を別部品で形成し、組み合わせることで塵埃を正、負に帯電させる通風路を形成することにより、細塵を塵埃塊にすることが可能となる。第１帯電部４０１と第２帯電部４０２は、帯電材質を変更しても良く、また帯電させるための部材を内壁に形成しても良い。また、通風路の内壁に帯電膜を形成することも可能である。帯電膜は、塗装、帯電機能材料の混練、組合せ材料の選定、等により適宜選定することが可能である。
【００８６】
このように、延長管４００においては、外枠は、第１帯電部４０１と一体に形成されている。
【００８７】
このようにすることにより、延長管４００を構成する部品の数を抑え、延長管４００の組み立て作業の工程も少なくすることができ、組み立て作業の時間を短縮することができる。また、延長管４００の製造単価を抑えることができる。
【００８８】
（第６実施形態）
図１０は、本発明の第６実施形態として、電気掃除機の全体を示す図であり、図１１は、電気掃除機の本体の構成の説明図である。
【００８９】
図１０と図１１に示すように、吸引口５０１は、通風路として延長管５０２、取手を有する接続管５０３、折り曲げ自在のサクションホース５０４と順次連結され、連結部５０５を経由して掃除機本体５０６に接続されている。掃除機本体５０６には、電動送風機５６７、集塵部５６１、集塵ケース５６３、HEPAフィルター５７０、コードリール（図示せず）、電動送風機５６７の通電を制御する制御回路（図示せず）等が収容されている。電動送風機５６７が駆動すると、吸引口５０１から空気が吸引され、塵埃を含む空気が、延長管５０２、接続管５０３、サクションホース５０４を通り、掃除機本体５０６へと搬送される。掃除機本体５０６に吸引された塵埃は、集塵部５６１、電動送風機５６７、HEPAフィルター５７０を通り排気部５７１より排出される。このようにして吸引口５０１より吸引された塵埃の中でサイズの大きい塵埃は、集塵部５６１に集積される。また、塵埃が捕集され清浄になった空気は、電動送風機５６７を冷却するために電動機５６９内部を通過し、掃除機本体５０６の外に排気される構造となっている。また、掃除機本体５０６の側面には、回転自在に設けられ、掃除機本体５０６を床面５０８上にて移動自在に支持する車輪５０７が備えられている。
【００９０】
延長管５０２の一部には、たとえば、この発明の第１実施形態の帯電通風部材１００を備える。すなわち、延長管５０２に塵埃を正に接触帯電する第１帯電部１０１と、塵埃を負に帯電する第２帯電部１０２とを設け、第１帯電部１０１と第２帯電部１０２の外側に配置される外枠１０３を備え、第１帯電部１０１と第２帯電部１０２は、外枠１０３と嵌合されて配置されている。
【００９１】
電動送風機５６７が駆動すると、ファン５６８により、吸い込みの気流が発生し、サクションホース５０４、本体接続部５０５より掃除機本体５０６に塵埃を含む空気が流入し、接続部５６２、集塵フィルター５６４、接続部５６５、ファン５６８、電動機本体５６９、HEPAフィルター５７０、排気口５７１、に向けて送風が行われる。このとき、細塵、塵埃塊を含む空気は搬送される途中で気流が混合されながら搬送されるので、接触、吸引、吸着が行われ、本発明による塵埃塊が更に大きく成長する。
【００９２】
大きく成長した塵埃塊は、集塵フィルター５６４の目の大きさより大きくなるので、集塵フィルター５６４に捕集される。帯電部を複数個所設けたり、細塵と帯電部の接触を多く出来るような構成を取れば、集塵塊は集塵フィルター５６４の目の大きさより大きくなるので、HEPAフィルター５７０は不要とすることができる。
【００９３】
なお、ここで塵埃塊が集塵フィルター５６４の目の大きさよりも大きく成長されなかった場合は、フィルター５６４を通過することもある。このような場合は、HEPAフィルター５７０を設けて捕集してもよい。
【００９４】
このように、電気掃除機が、電動送風機５６７と、吸込口５０１から電動送風機５６７に連通する延長管５０２と、集塵部５６１とを有し、電動送風機５６７により発生した気流により塵埃を吸込口５０１から吸引し、延長管５０２を通る塵埃を集塵部５６１に集塵する電気掃除機において、延長管５０２に塵埃を正に接触帯電する第１帯電部１０１と、塵埃を負に接触帯電する第２帯電部１０２とを設け、第１帯電部１０１と第２帯電部１０２の外側に配置される外枠１０３を備え、第１帯電部１０１および第２帯電部１０２は、外枠１０３と嵌合されて配置されており、電気掃除機の延長管５０２内を通過する行程で第１帯電部１０１と第２帯電部１０２とによって異なる極性に帯電された塵埃に塵埃塊（クラスタ）を形成させることができる。
【００９５】
この塵埃塊を適度に成長させることで、塵埃塊の質量を増加させ、クラスタを大きくすることができる。塵埃塊の質量を大きくすることで、例えば、サイクロン掃除機においては遠心分離による塵埃塊の捕集が可能となる。また、フィルター式の掃除機においては、フィルターの目よりも塵埃塊を大きくすることができるので、目の大きいフィルターによっても集塵することが可能となる。いずれの場合も、吸気において圧力損失が生じにくいので、電気掃除機本体の吸塵力（仕事率）が低下しにくくなる。
【００９６】
さらに、第１帯電部１０１と第２帯電部１０２の外側に配置される外枠１０３を備え、第１帯電部１０１および第２帯電部１０２は、外枠１０３と嵌合されて配置されることにより、延長管５０２に対する第１帯電部１０１と第２帯電部１０２の配置を決定することができ、第１帯電部１０１と第２帯電部１０２を正確な位置に、容易に嵌め込むことができる。また、外枠１０３と第１帯電部１０１、第２帯電部１０２を別の材質で形成することができるので、外枠１０３と第１帯電部１０１、第２帯電部１０２のそれぞれを、必要とされる機能に合わせて、適当な材質で形成することができる。
【００９７】
このようにして、仕事率が低下することがなく、簡単な構造で、細塵の捕集性能を向上させることが可能な、サイクロン集塵装置を備えた電気掃除機を提供することができる。
【００９８】
また、仕事率が低下することがなく、簡単な構造で、細塵の捕集性能を向上させることが可能な、フィルター式集塵装置を備えた電気掃除機を提供することができる。
【００９９】
以上のように、この発明によれば、簡単な構造で、吸込み流量を低下させることがなく、塵埃を帯電して凝集することができる電気掃除機を提供することができる。
【０１００】
なお、塵埃を帯電させる第１帯電部、第２帯電部は、集塵部５６１よりも上流に配置されればよく、吸込口５０１、延長管５０２、接続管５０３など、掃除機本体５０６と吸込口５０１とを連結している通風路のいずれの位置に配置されてもよい。その場合、帯電通風部材の構造は、上述したように第１実施形態に限らず、第２実施形態〜第５実施形態のいずれの形態が採用されてもよい。
【０１０１】
以上に開示された実施の形態と実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態と実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】この発明の一つの実施の形態として、帯電通風部材の第１と第２の帯電部の構成を説明する図である。
【図２】この発明の一つの実施の形態として、帯電通風部材の第１と第２の帯電部の組み立てを説明する図である。
【図３】図２に示す通風路をＡ−Ａ'線の方向から見た断面図である。
【図４】本発明により塵埃塊が形成される他の場合のモデルを示す図である。
【図５】この発明の第１実施形態として、帯電通風部材の全体を示す図である。
【図６】この発明の第２実施形態として、帯電通風部材の全体を示す図である。
【図７】この発明の第３実施形態として、帯電通風部材を組み込む流路を示す図である。
【図８】この発明の第４実施形態として、電気掃除機の接続管を示す図である。
【図９】この発明の第５実施形態として、電気掃除機の延長管を示す図である。
【図１０】本発明の第６実施形態として、電気掃除機の全体を示す図である。
【図１１】本発明の第６実施形態として、電気掃除機の本体の構成の説明図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１０：第１帯電部、１１：第２帯電部、１２：通風路、１００：帯電通風部材、１０１：第１帯電部、１０１ａ：凹部、１０２：第２帯電部、１０２ａ：凹部、１０３：外枠、１０３ａ：突起、２００：帯電通風部材、２０１：第１帯電部、２０１ａ：突起、２０２：第２帯電部、２０２ａ：突起、２０３：外枠、３００：接続管、３０１：接続管本体、３０２：アタッチメント、３０３：凹部、４００：延長管、４０１：第１帯電部、４０２：第２帯電部、５０１：吸込口、５０２：延長管、５６１：集塵部、５６７：電動送風機。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５０４９
【氏名又は名称】シャープ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１８年１１月１６日（２００６．１１．１６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９９９２２
【弁理士】
【氏名又は名称】甲田 一幸
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| 【公開番号】 |
特開２００８−２３３１４（Ｐ２００８−２３３１４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成２０年２月７日（２００８．２．７） |
| 【出願番号】 |
特願２００６−３１０４６６（Ｐ２００６−３１０４６６） |
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