旋风分离装置的制作方法

专利名称：旋风分离装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种离心分离捕集对象物的旋风分离装置，尤其涉及准确地检 测被捕集的灰尘等捕集对象物的量、能安全地运行的旋风分离装置。
背景技术：
以往，作为旋风分离装置的一例，己知有专利文献1公开的旋风集尘装置， 其通过从设置在大致圆筒状的捕集容器的中心部的排气部将上述捕集容器内 的空气排出，使从设置在上述捕集容器的圆周部上的空气吸入部吸入的空气在 沿着上述捕集容器的内周面绕转后经由过滤装置从上述排气部排出，在上述捕 集容器的底部捕集上述空气中含有的比较大的灰尘，并在上述过滤装置中捕集 比较小的灰尘。该旋风集尘装置通过使比较大的灰尘绕转，利用离心力将其捕集，并使气 流流过过滤装置来捕集跟随气流飞扬的比较小的灰尘，因此，噪声少，集尘效 率也得到了改善。普通家庭使用上述旋风集尘装置时，坐垫和衣服产生的棉尘会占集尘垃圾 容积的大部分。构成该棉尘的纤维等其自身具有弹性，因此灰尘的密度较小但 体积较大，捕集容器很快便会集满，因此，需要频繁地将其从集尘部除去(倒 掉)。另外，这样的灰尘较轻而容易飞散，因此，在朝外部的垃圾箱等倾倒时， 灰尘扬起而再次飞散，使用者感觉不舒服。然而，上述专利文献1记载的旋风集尘装置说到底只是借助了空气的流动 来捕集灰尘，因此只能一定程度地压縮被捕集到的上述纤维等低密度的尘埃， 无法很大程度地提高有限的灰尘捕集空间中的灰尘的集中度。因此，无法解决 如下问题若不频繁地倒掉被捕集到的灰尘，捕集效率便会下降，因而需要花 时间倒掉灰尘，或者，倒掉灰尘时，灰尘未被紧紧压縮而容易在空气中分散，朝垃圾箱等倾倒时，灰尘扬起而再次飞散，使人感到不舒服。为了解决上述问题，需要尽可能紧地压縮被捕集到的灰尘。本申请人提交 了这样的、包括灰尘的压縮装置的旋风分离装置的专利申请(日本专利特愿2008 — 072942)。该旋风分离装置包括内周面呈大致圆筒状的捕集容器，通过 使从该捕集容器的圆周部的周向上设有的空气流入口吸入的空气在沿着上述 大致圆筒状的内周面绕转后，从上述捕集容器的中心部经由过滤装置排出，在 上述捕集容器的底部捕集上述空气中含有的比较大的捕集对象物，并在上述过 滤装置中捕集比较小的捕集对象物，另外，在上述捕集容器内包括压縮部件， 该压縮部件具有以捕集容器的垂直中心轴为中心的螺旋状曲面，并能绕上述垂 直中心轴旋转。在该旋风分离装置中，通过上述压缩部件以上述垂直中心轴为中心进行旋 转，被捕集到的灰尘等捕集对象物被上述螺旋状曲面的下表面紧紧压縮，因此， 不必反复倒掉灰尘，可节省倒掉灰尘的时间。另外，可解决如下问题倒掉灰尘时，灰尘在空气中分散，朝垃圾箱等倾 倒时，灰尘扬起而再次飞散，使人感到不舒服；能发挥较多优点。专利文献l:日本专利特开2006 — 75584号公报像这样，上述专利申请(日本专利特愿2008 — 072942)的说明书所披露的 旋风分离装置能发挥优良的功能，但如上所述，由于灰尘被紧紧压縮，因此一 旦被捕集到的灰尘的量达到一定程度以上，压縮部件的旋转就需要消耗相当多 的电量。另外，若接着继续进行压縮部件的旋转，则紧硬的灰尘的阻力会导致 使压縮部件旋转的电动机等压縮部件驱动装置的负载增大，无论是耗电量方面 还是电动机的过载方面均不理想。因此，较为理想的是进行检测上述电动机等的过载来使电动机停止等处 理，但实际中就防止对电动机造成过载以延长电动机的寿命等方面而言，较为 理想的是在电动机过载前采取向使用者发出警报等事先的应对措施。另外，虽然在电动机过载前采取检测实质的捕集物的量以向使用者发出警 报等处理较为理想，但由于捕集物的量在捕集容器中呈不均匀分布，因此很难 简单而又准确地测定其量。因此，本发明的发明者作出了积极努力，结果发现，电动机电流与捕集对 象物的量之间存在技术上的关系，由此能以间接方式准确地检测捕集物的量。发明内容本发明是鉴于上述情况而作的，目的在于提供一种旋风分离装置，其根据 压缩部件的旋转驱动装置的电流值以间接方式准确地得出成为上述压縮部件 的旋转阻力的捕集对象物的积存量，能保护压縮部件的旋转驱动装置免受过载 的影响。为了实现上述目的，本专利申请所涉及的发明的旋风分离装置包括内周面 呈大致圆筒状的捕集容器，通过使从该捕集容器的圆周部的周向上设有的空气 流入口吸入的空气在沿着上述大致圆筒状的内周面绕转后，从上述捕集容器的 中心部经由过滤装置排出，在上述捕集容器的底部捕集上述空气中含有的比较 大的捕集对象物，并在上述过滤装置中捕集比较小的捕集对象物，上述旋风分 离装置包括压縮部件，该压縮部件位于上述捕集容器内，包括以该捕集容器 的垂直中心轴为中心的螺旋状曲面，并能绕上述垂直中心轴旋转；旋转抑制装 置，该旋转抑制装置设置在上述捕集容器的内表面的一部分上，抑制上述压縮 部件旋转时被该压縮部件推压而欲旋转的、积存在上述捕集容器内表面上的捕 集对象物的旋转；电流检测装置，该电流检测装置对驱动上述压縮部件绕上述 垂直中心轴旋转的压縮部件驱动装置的电流进行检测；以及控制装置，该控制 装置根据上述电流检测装置的电流的检测结果来控制该旋风分离装置。作为上述旋转抑制装置，可采用使相对捕集对象物的摩擦系数在上述捕集 容器内表面的一部分上相对于其它部分产生变化、也就是成为不同的摩擦系数 的结构。作为较为理想的例子，上述旋转抑制装置具体可以是粘贴在上述捕集容器 内表面的一部分上的橡胶片，或者是形成在上述捕集容器内表面的一部分的内 表面上的凹凸。上述控制装置根据上述电流检测装置的检测结果来推定积存的灰尘的量， 在压縮部件驱动装置过载前发出警报。例如，较为理想的是包括存储作为压缩部件驱动装置的电流值的相关阈值而预先确定的第一阈值的电流值存储装置， 在上述电流检测装置的电流检测结果超过上述电流值存储装置中存储的上述 第一阈值时，上述控制装置对使用者发出警报。另外，若电流值存储装置还预先存储有比上述第一阈值大的第二阈值，在 上述电流检测装置的电流检测结果超过上述第二阈值时，上述控制装置对使用 者发出警报并停止该旋风分离装置的运行，则可完全防止压縮部件驱动装置的 过载。作为上述电流的检测结果、上述第一阈值和上述第二阈值，可采用基于周 期性变化的电流的最大值与最小值的差值的值。另外，作为上述电流的检测结果、上述第一阈值和上述第二阈值，也可采 用基于周期性变化的电流的峰值间的周期的值。另外，上述电流的检测结果、上述第一阈值和上述第二阈值还可以是基于 上述电流检测装置的检测电流在规定时间内的平均值或者检测电流在一个或 多个变动周期内的平均值的值。作为该旋风分离装置的具体例，可以例举捕集对象物为灰尘的旋风集尘装置。如上所述，本专利申请的旋风分离装置包括内周面呈大致圆筒状的捕集容 器，通过使从该捕集容器的圆周部的周向上设有的空气流入口吸入的空气在沿 着上述大致圆筒状的内周面绕转后，从上述捕集容器的中心部经由过滤装置排 出，在上述捕集容器的底部捕集上述空气中含有的比较大的捕集对象物，并在 上述过滤装置中捕集比较小的捕集对象物，上述旋风分离装置包括压縮部件， 该压縮部件位于上述捕集容器内，包括以该捕集容器的垂直中心轴为中心的螺 旋状曲面，并能绕上述垂直中心轴旋转；旋转抑制装置，该旋转抑制装置设置在上述捕集容器的内表面上，抑制上述压縮部件的旋转中被该压縮部件推压而欲旋转的、积存在上述捕集容器内表面上的捕集对象物的旋转；电流检测装置， 该电流检测装置对驱动上述压縮部件绕上述垂直中心轴旋转的压縮部件驱动 装置的电流进行检测；以及控制装置，该控制装置根据上述电流检测装置的电 流的检测结果来控制该旋风分离装置。像这样，在本发明中，使用了设置有旋转抑制装置的捕集容器，该旋转抑 制装置设置在上述捕集容器的内表面的一部分上，抑制上述压縮部件的旋转中 被该压縮部件推压而欲旋转的、积存在上述捕集容器内表面上的捕集对象物的 旋转，因此，因旋转的压縮部件的压縮部而积存在捕集容器内的灰尘在上述旋 转抑制装置的部分被困住，上述压縮部经过该部分时负载增大，驱动压縮部件 的电动机的驱动电流周期性增大。本发明抓住该现象，根据经过上述旋转抑制部件的部分时增大的压缩部件 驱动装置电流的变化来推定积存在捕集容器内的灰尘的量，能很好地防止压縮 部件驱动装置的过载。


图1是本发明的实施方式所涉及的电动吸尘器X的外观图。图2是用于说明本发明的实施方式所涉及的旋风集尘装置Y的内部构造的 剖视图。图3是用于说明本发明的实施方式所涉及的旋风集尘装置Y的内部构造的 剖视图。图4是用于说明设置在本发明的实施方式所涉及的旋风集尘装置Y上的螺 旋状旋转压缩部的图(图4(a)是从下方观察的立体图，图4(b)是从上方观察的 立体图)。图5是用于说明设置在本发明的实施方式所涉及的旋风集尘装置Y上的上 部过滤单元13的图。图6是用于以螺旋状旋转压縮部为中心说明本发明的实施方式所涉及的 旋风集尘装置Y的内部构造的剖视图。图7是用于说明本发明的实施方式所涉及的旋风集尘装置Y的内部构造的 分解立体图。图8是用于说明通向本发明的实施方式所涉及的旋风集尘装置Y的螺旋状 旋转压縮部的旋转力传递路径的剖视图。图9是说明通过螺旋状旋转压縮部的旋转，灰尘被压縮、层叠的状况的旋图10是用于说明旋转抑制装置的安装位置的集尘容器部分的剖视图。图11是表示本发明的实施方式所涉及的旋风集尘装置Y的控制装置的方框图。图12是表示本发明的实施方式所涉及的旋风集尘装置Y的控制装置的处 理步骤的流程图。图13是表示驱动部的电流变化的曲线图。 (符号说明)10框体(分离装置主体) 11集尘容器(捕集容器) 12内筒13上部过滤单元 14集尘承接部 15除尘驱动机构 104分离部 105集尘部123螺旋状旋转压縮部 123a螺旋部(压縮部) 123b转轴部 220控制电路部 221电动送风机 222驱动电路部 226驱动部 227电流检测部具体实施方式
以下参照附图，对本发明的实施方式进行说明，以理解本发明。另外，以 下的实施方式只是将本发明具体化的一例，并不限定本发明的技术范围。此处，图1是本发明的实施方式所涉及的电动吸尘器X的外观图，图2 和图3是用于说明本发明的实施方式所涉及的旋风集尘装置Y的内部构造的剖 视图，图4是用于说明设置在本发明的实施方式所涉及的旋风集尘装置Y上的 螺旋状旋转压縮部的图(图4(a)是从下方观察的立体图，图4(b)是从上方观察 的立体图)，图5是用于说明设置在本发明的实施方式所涉及的旋风集尘装置Y 上的上部过滤单元13的图，图6是用于以螺旋状旋转压縮部为中心说明本发 明的实施方式所涉及的旋风集尘装置Y的内部构造的剖视图，图7是用于说明 本发明的实施方式所涉及的旋风集尘装置Y的内部构造的分解立体图，图8是 用于说明通向本发明的实施方式所涉及的旋风集尘装置Y的螺旋状旋转压縮部 的旋转力传递路径的剖视图，图9是说明通过螺旋状旋转压縮部的旋转，灰尘 被压縮、层叠的状况的旋风集尘装置Y的剖视图，图10是用于说明旋转抑制 装置的安装位置的集尘容器部分的剖视图，图11是表示本发明的实施方式所 涉及的旋风集尘装置Y的控制装置的方框图，图12是表示本发明的实施方式 所涉及的旋风集尘装置Y的控制装置的处理步骤的流程图，图13是表示驱动 部的电流变化的曲线图。首先，使用图l，对本发明的实施方式所涉及的电动吸尘器X的概略结构 进行说明。如图1所示，上述电动吸尘器X大致包括吸尘器主体部l、进气口部2、 连接管3、连接软管4、操作手柄5等。在上述吸尘器主体部1中内置有电动 送风机221、旋风集尘装置Y、控制装置Z等。另外，上述旋风集尘装置Y会 在后面进行详细说明。上述电动送风机221具有吸气用的送风风扇和驱动该送风风扇旋转的送 风驱动电动机。上述控制装置Z的细节会在后面参照图11进行说明，控制装 置Z具有CPU和RAM、 R0M等控制设备，集中地控制上述电动吸尘器X。具体而 言，在上述控制装置Z中，上述CPU根据存储在上述ROM中的控制程序，执行 包括作为本发明的对象的压縮部件的旋转控制在内的各种处理。另外，在上述操作手柄5上设置有供用户进行上述电动吸尘器X的开动与 否和运行模式的选择操作等的操作开关(未图示)。另外，在该操作开关的附近还设置有显示上述电动吸尘器X的当前状态的LED等显示部(未图示)。上述吸尘器主体部1通过与该吸尘器主体部1的前端连接的上述连接软管 4以及与该连接软管4连接的上述连接管3而与上述进气口部2连接。因此，在上述电动吸尘器X中，通过使内置在上述吸尘器主体部l中的上 述电动送风机221动作，从上述进气口部2进行吸气。另外，从上述进气口部 2吸入的空气经由上述连接管3和上述连接软管4流入上述旋风集尘装置Y。 在上述旋风集尘装置Y中，灰尘从被吸入的空气离心分离。在上述旋风集尘装 置Y中将灰尘分离后的空气从设置在上述吸尘器主体部1的后端的未图示的排 气口排出。以下，参照图2 图6，对作为本发明的旋风集尘装置的一例的旋风集尘 装置Y进行详细说明。旋风集尘装置是本发明的实施方式所涉及的旋风分离装 置的一例，此时的捕集对象物是灰尘。如图2和图3所示，上述旋风集尘装置Y大致包括框体10;内周面呈 大致圆筒状、相对于上述框体10可自由装拆的集尘容器11 (捕集容器的一例)；内筒12;上部过滤单元13;灰尘承接部14以及除尘驱动机构15等。除尘驱动机构15包括作为本发明的构成要素的后述的电动机等压縮部件驱动装置。在上述旋风集尘装置Y中，上述集尘容器ll、上述内筒12、上述上部过 滤单元13和上述灰尘承接部14以垂直的中心轴P为中心同轴状地配置。另外， 上述旋风集尘装置Y相对于上述吸尘器主体部1可进行装拆。 上述框体10包括内筒12，该内筒12包括过滤器122。 在该旋风集尘装置Y中，通过从设置在大致圆筒状的集尘容器11的中心 部的上述内筒12将上述集尘容器11内的空气排出，使从设置在上述集尘容器 11的圆周部上的空气流入口 llla(参照图7)吸入的空气沿着集尘容器11的内 周面绕转，之后，使其经由上述上部过滤单元13等，通过上述内筒12排出， 在上述集尘容器11的底部捕集上述空气中含有的较大的捕集对象物，并在上 述上部过滤单元13等中捕集较小的捕集对象物。上述集尘容器11是用于收容从被吸入的空气中分离出的灰尘的、内周面 呈圆筒状且外形也呈圆筒状的容器。上述集尘容器11相对于上述旋风集尘装置Y的框体10可进行装拆。用户从上述吸尘器主体部1中取出上述旋风集尘装置Y后，从该旋风集尘装置Y上拆下上述集尘容器ll，将该集尘容器ll内 的灰尘处理掉。另外，在上述旋风集尘装置Y的框体10与上述集尘容器11之 间设置有环状的密封部件161。利用该密封部件161可防止上述框体10与上述 集尘容器ll之间的空气泄漏。在集尘容器11的内表面上形成有后述的旋转抑制装置，该旋转抑制装置 可抑制后述的压縮部件的旋转中被该压縮部件推压而欲旋转的、积存在上述捕 集容器ll的内表面上的灰尘的旋转。详细内容在后面进行说明。另外，在上述集尘容器11的底部设置有与设置在上述内筒12上的后述的 转轴部123b嵌合的嵌合部11a。在上述嵌合部lla的外周部设置有用于填埋与 上述内筒12的转轴部123b间的间隙的环状的密封部件llb。利用该密封部件 lib可防止上述转轴部123b与上述集尘容器11之间的空气泄漏。此外，在上述集尘容器11上设置有供上述连接软管4(参照图l)连接的连 接部111。从上述进气口部12经由上述连接管3和上述连接软管4吸入的空气 从上述连接部111流入上述集尘容器11内。此处，上述连接部111的通向上述集尘容器11的空气流入口 (未图示)形 成为使来自上述连接软管4的空气在上述集尘容器11内绕转。具体而言，上 述空气流入口 (未图示)以使上述集尘容器11侧的出口朝向该集尘容器11的周 向的形态形成。因此，在上述集尘容器ll中，通过使被吸入的空气绕转，该空气中含有 的较大的灰尘因离心力的作用而被分离(离心分离)。而且，在上述集尘容器11 中被离心分离出的灰尘积存在该集尘容器11的底部(图2、 3的灰尘D1)。另一方面，分离了灰尘后的空气从上述集尘容器11沿着箭头(图2)所示 的排气路径112，从设置在上述吸尘器主体部1上的未图示的排气口排出至外 部。此处，在从上述集尘容器11到上述排气口(未图示)为止的上述排气路径 112上依次配置有上述内筒12、上述灰尘承接部14和上述上部过滤单元13。上述内筒12是配置在上述集尘容器11内的圆筒状的部件。此处，上述内 筒12可旋转地被上述灰尘承接部14支撑。具体而言，上述内筒12通过该内筒12的上端设有的环状的凹部12a被上述灰尘承接部14的下端设有的环状的 支撑部14c支撑而以能旋转的状态吊下。另外，将上述内筒12可旋转地支撑 的结构并不局限于此。例如，作为一例，可考虑将上述内筒12的上下端部枢 转支撑。此外，在上述内筒12的上端设置有与设置在后述的倾斜除尘部件134上 的卡合部134c卡合的多个连结部12b。上述连结部12b是朝上方突出地设置在 上述内筒12的上端的开口缘部上的肋。上述内筒12通过上述连结部12b与上述卡合部134c卡合而与上述倾斜除 尘部件134可一体旋转地连结。由此，上述内筒12与上述倾斜除尘部件134 连动地旋转。另外，上述内筒12和上述倾斜除尘部件134的连结构造并不局 限于此。例如，可考虑通过使分别设置在上述内筒12和上述倾斜除尘部件134 上的嵌合部嵌合而将其可一体旋转地连结的结构。另外，在上述内筒12的上部形成有用于将在上述集尘容器11中分离了灰 尘后的空气朝上述上部过滤单元13排出的内筒排气口 121。此外，在上述内筒 排气口 121处设置有将该内筒排气口 121整个覆盖的、呈圆筒状的内筒过滤器 122。上述内筒过滤器122对经过上述内筒排气口 121的空气进行过滤。例如，上述内筒过滤器122是网状的空气过滤器等。上述内筒过滤器122 可设置在上述内筒排气口 121的内侧和外侧中的任一侧。另外，也可考虑在上 述内筒12上形成网状的孔来代替上述排气口 121和上述内筒过滤器122的结 构。这种情况下，该网状的孔作为上述内筒排气口 121和上述内筒过滤器122 起作用。另一方面，在上述内筒12的下部设置有用于压縮上述集尘容器11内的灰 尘的螺旋状旋转压縮部123。参照作为上述螺旋状旋转压縮部123的立体图的图4，对上述螺旋状旋转 压缩部123进行说明。如图2 图4所示，在上述螺旋状旋转压縮部123设置有螺旋部123a、转 轴部123b、圆盘状遮蔽部件123c。上述转轴部123b是与设置在上述集尘容器11的底部上的上述嵌合部lla嵌合的中空圆筒。如上所述，在上述转轴部123b与上述嵌合部lla之间存在 着上述密封部件llb(参照图2、图3)。圆盘状遮蔽部件123c起到在上述集尘容器ll内将利用后述的绕转流的离 心分离力来分离灰尘的上侧空间的部分(分离部104)与积存灰尘的下侧空间的 部分(集尘部105)分隔开的作用。由此，可防止捕集到的灰尘繚绕上升而堵塞 内筒过滤器122的不理想情况。另外，由于呈圆盘状，因此旋风气流中含有的 灰尘不会被困住，能有效地将灰尘朝集尘容器ll的底部诱导。另外，在上述转轴部123b上设置有板状的螺旋部123a(本发明的压縮部 件的一例)，该螺旋部123a以上述转轴部123b为中心朝上述集尘部105的底 面螺旋状延伸，其上下表面形成为以上述垂直中心轴P为中心的螺旋状曲面而 弯曲。如后面所述，在使上述内筒12旋转时，上述螺旋部123a使积存在上述 集尘容器11内的灰尘朝集尘容器11的底部移动。此时，上述螺旋部123a的 上述螺旋状曲面形成为将该螺旋状曲面假定成螺钉时螺钉随着该压縮部件的 旋转而后退，由此，能用该螺旋状曲面将灰尘压扁、压縮。另外，在使上述内筒12旋转时，对于通过上述螺旋状部123a的"螺钉的 运送作用"而移动至集尘容器11的底部的灰尘，上述螺旋部123a通过与上述 集尘容器11的底部摩擦，在与上述底面之间利用旋转将灰尘从转轴中心朝外 侧压出并压縮。根据这样的结构，灰尘通过旋转而被紧紧压縮，因而能增加上 述集尘容器ll的灰尘的可积存量。因此，能实现例如上述集尘容器ll的小型 化。另外，被紧紧压縮的灰尘不容易散开，因而取出时也不会出现飞散到空气 中的问题，可将其原样地作为灰尘处理掉。另一方面，经上述内筒12的内筒过滤器122过滤后的空气经由该内筒12 内被引导至上述上部过滤单元13。此处，在图2和图3的基础上参照图5，对上述上部过滤单元13进行说 明。此处，图5(a)是从上方观察上述上部过滤单元13的立体图，图5(b)是从 下方观察上述上部过滤单元13的立体图。上述上部过滤单元13具有高效空气过滤器(High Efficiency Particulate Air Filter) 131、过滤器除尘部件132和倾斜除尘部件134等。上述高效空气过滤器131是将从上述内筒12排出并在上述排气路径112 上流动的空气进一步过滤的空气过滤器中的一种。上述高效空气过滤器131是由环状地配置并固定在上述垂直中心轴P的四 周的多个过滤器的集合构成的。多个过滤器分别固定在例如图5(b)所示的骨架 上。另外，上述高效空气过滤器131所包括的多个过滤器以在大致水平方向上 反复凹凸的褶皱状形态配置。由此，可充分确保上述高效空气过滤器131的过 滤面积。另外，在上述高效空气过滤器131的下端与上述框体10之间设置有 环状的密封部件162。由此，可防止上述高效空气过滤器131与上述框体10 之间的空气泄漏。另外，如图2和图3所示，在上述高效空气过滤器131的中央形成有供设 置在后述的过滤器除尘部件132上的连结部133插入的中空部131a。另外，在 上述中空部131a设置有将上述连结部133可旋转地支撑的支撑部131b。如上所述，在上述旋风集尘装置Y中，通过上述内筒过滤器122和上述高 效空气过滤器131这两个阶段来过滤空气，灰尘的捕集能力提高。但是， 一旦在上述高效空气过滤器131中有灰尘堆积而发生堵塞，空气的 经过阻力就会增大。因此，可能会导致上述电动送风机221的负载增大，吸尘 力下降。因此，在上述上部过滤单元13中设置了将附着在上述高效空气过滤 器131上的灰尘除去的上述过滤器除尘部件132。上述过滤器除尘部件132被设置在上述高效空气过滤器131的中央部的上 述支撑部131b可旋转地支撑。具体而言，在上述过滤器除尘部件132上设置 有被上述支撑部131b可旋转地支撑的连结部件133。另外，上述倾斜除尘部件134通过上述连结部133上设有的螺纹孔133a 和螺钉133b螺合在该连结部133上。由此，上述过滤器除尘部件132与上述 倾斜除尘部件134可一体旋转地被连结。另外，在上述倾斜除尘部件134与上 述高效空气过滤器131之间设置有填埋间隙的环状的密封部件163。由此，可 防止上述倾斜除尘部件134与上述高效空气过滤器131之间的空气泄漏。如图2和图5(a)所示，上述过滤器除尘部件132具有两个接触部132a， 这两个接触部132a以与上述高效空气过滤器131的上端部接触的形态沿着该高效空气过滤器131按规定间隔配置。上述接触部132a是板簧状的弹性部件。 另外，上述接触部132a并不局限于板簧状的弹性部件。并且，上述接触部132a 既可以是一个，也可以是多个。另外，在上述过滤器除尘部件132的外周部上形成有齿轮132b。如图2 和图3所示，该齿轮132b与设置在上述旋风集尘装置Y所设有的除尘驱动机 构15上的齿轮15a啮合。此处，如图2明确所示，上述除尘驱动机构15具有与设置在上述吸尘器 主体部l侧的未图示的除尘驱动电动机(压縮部件驱动装置的一例)连结的减速 器以及与该减速器连结的齿轮15a。在上述除尘驱动机构15中，上述除尘驱动 电动机的旋转力通过上述减速器传递给上述齿轮15a。另外，上述除尘驱动机 构15的齿轮15a的旋转力传递给上述齿轮132b。由此，使上述过滤器除尘部 件132旋转。另外，如上所述，上述过滤器除尘部件132的旋转传递给倾斜除尘部件 134，与倾斜除尘部件134 —体旋转的内筒12以及与内筒12 —体的螺旋状旋 转压缩部123绕上述垂直中心轴P旋转。另外，在本实施方式中，以利用上述除尘驱动电动机使上述过滤器除尘部 件132旋转的结构为例进行了说明，作为其它实施例，也可考虑设置能手动地 使上述过滤器除尘部件132旋转的机构来取代上述除尘驱动电动机。此外，当然也可考虑利用除尘驱动电动机以外的其它电动机来使螺旋状旋 转压縮部123旋转。在欲分开进行上部过滤单元13的除尘和螺旋状旋转压縮 部123的旋转时，还可考虑采用这样的分开驱动的方法。在使上述过滤器除尘部件132旋转时，设置在该过滤器除尘部件132上的 两个上述接触部132a分别与形成为褶皱状的上述高效空气过滤器131断续地 碰撞而使其振动。因此，附着在上述高效空气过滤器131上的灰尘会因上述过 滤器除尘部件132带来的振动而被打落。另外，较为理想的是，使上述除尘驱 动电动机(未图示)动作的时刻例如为上述电动吸尘器X的集尘动作的开始前或 结束后。由此，在上述高效空气过滤器131中不存在因上述电动送风机221的 吸气而朝下游侧流动的气流的状态下，能有效地进行上述高效空气过滤器131的除尘。另外，如上所述，上述灰尘承接部14将上述内筒12可旋转地支撑。具体 而言，在上述灰尘承接部14的开口 14a的缘部的下端，设置有与设置在上述 内筒12的上端的环状的上述凹部12a嵌合的环状的上述支撑部14c。由此，上 述内筒12通过上述灰尘承接部14以能旋转的状态吊下。接着，对上述螺旋状旋转压縮部123的构造进行更详细的说明。如上所述，旋风集尘装置Y形成为大致圆筒形，包括配置在上部的上部过 滤单元13和配置在下部的集尘容器11。在集尘容器11内收纳的上述内筒12的下端一体接合有作为分离部104 与集尘部105间的边界部的圆盘状遮蔽部件123c。上述圆盘状遮蔽部件123c 和其下部的上述螺旋部123a的外径大致相同，内径比分离部104的内径小， 在圆盘状遮蔽部件123c的外周与集尘容器11的内壁之间存在间隙(空 隙)106(图6)。间隙(空隙)106是如下的值在朝集尘部105移动分离部104 中分离出的灰尘时，使具有一定体积的灰尘也能顺畅地移动，并且适合防止一 度移动并积存在集尘部105中的灰尘被巻起而堵塞内筒过滤器122的值。根据 实验可知，该值在13mm左右时较为理想。在上述集尘容器ll的内表面上设置有旋转抑制装置53、 54，该旋转抑制 装置53、54抑制如图10明确表示的上述螺旋部123a的旋转中被该螺旋部123a 推压而欲旋转的、积存在上述集尘容器11的内表面上的灰尘的旋转。该旋转 抑制装置53、 54既可以是其中的任一方，也可以是双方，但设置在集尘容器 11的底面侧的旋转抑制装置53是必须的。不过，若仅有底面侧的旋转抑制装置53，则无法抑制较大的灰尘块的旋 转，因而侧面侧的高度较高的旋转抑制装置54也是需要的。上述旋转抑制装置53、 54采用的是使作为捕集对象物的灰尘在上述集尘 容器11的内表面的一部分上的摩擦系数与在其它部分上的摩擦系数不同的装 置。具体的上述旋转抑制装置53、 54的一例也可以是粘贴在上述捕集容器内 表面的一部分上的橡胶片。54也可以是形成在上述集尘容器11的内表 面的一部分的内表面上的凹凸形状。例如，在上述集尘容器11的内表面的一 部分上形成擦菜板状的锯齿纹，由此，堆积在集尘容器11的内表面上的灰尘 被困住，能抑制上述螺旋部123a旋转时灰尘被推压而欲旋转的情况。该旋转 抑制装置53、 54使灰尘更倾向于固定在集尘容器11的内表面上，灰尘被上述 螺旋部123a压紧，进一步促进灰尘的压縮。像这样，旋转抑制装置53、 54有助于灰尘的压縮，但如后面所述，旋转 抑制装置53、 54还有助于准确地检测积存在集尘容器11内的灰尘的量，该功 能在后面说明。另外，由于集尘容器11的直径越靠近集尘容器11的底部越小，因此上述 螺旋部123a与集尘容器11内表面之间的间隙(空隙)107构成为越靠近集尘容 器ll的底部越小。由此，灰尘与集尘容器ll的内壁侧面间的摩擦增大，螺旋 状旋转压縮部123产生的使灰尘沿中心轴P方向移动的力增大，可更高效地进 行压縮。另外，圆盘状遮蔽部件123c在高度方向上具有规定厚度。圆盘状遮蔽部 件123c的高度方向的厚度影响着分离部104的离心分离性能，在本实施例中， 根据实验得到的是13ram左右。另外，如上所述，螺旋状旋转压縮部123的螺旋部123a形成为在上下的 螺旋状曲面之间弯曲的板状，螺旋部123a以从圆盘状遮蔽部件123c朝下方大 致垂直延伸的转轴部123b为中心，朝着集尘容器11的底面从起始端(与圆盘 状遮蔽部件123c连接的连接部)到结束端(下端)为止绕转轴部123b的周围巻 绕一周以上而形成。作为上述巻绕角度的理想数字是1. 6周。通过这样的巻绕， 螺旋部123a形成沿顺着集尘容器11的内周面流动的旋风绕转气流(图6中用 箭头A表示)的旋转方向朝下方倾斜的螺旋状的绕转面。另外，在螺旋状旋转压縮部123的螺旋部123a的结束端(下端)与集尘部 105的底面之间存在间隙(空隙)108(参照图6)。由此，能大幅度增加可从转轴中心朝外侧压出并压縮的灰尘量。以下说明具有上述结构的电动吸尘器的动作。如图3、图6所示，从在分离部104的周向上形成的连接部111的空气流 入口 llla进入集尘容器11的分离部104的气流像图6的箭头A那样沿着分离 部104的圆筒状的内周面高速绕转。绕转气流中的比较大的灰尘因离心力的作 用而从气流中分离，被朝集尘容器11的内壁压紧。如图2所示，空气的排气 口121位于下方，因此，之后气流边绕转边进入集尘部105。像图6中双点划 线所示的箭头A那样绕转的气流(主流)在到达集尘部105的底面后转为上升。 在图6的例子中，在该螺旋状旋转压縮部123的周围的间隙107内绕转的气流 的旋转方向与螺旋状旋转压缩部123的螺旋部123a的倾斜方向一致，不会阻 碍旋风绕转气流。因此，能实现压力损失小的有效的离心分离，能得到较高的 吸入功率。另外，被图6中双点划线所示的箭头A的气流带动的灰尘被困在螺旋部 123a的结束端部(下端部)与集尘容器11的底面之间的空间112a内而积存，沿 着螺旋部123a的螺旋形状的弯曲面从下侧起依次逐渐层叠。因此，能进一步 防止压力损失的增加。此外，由于在螺旋状旋转压縮部123的周围的间隙107内绕转的气流的旋 转方向与螺旋状旋转压縮部123的螺旋部123a的倾斜方向一致，因此积存、 层叠的灰尘也会被气流稍微压縮。由此，积存、层叠的灰尘的容积变小，能实 现更有效的灰尘捕集。接着，说明空气流对灰尘的积存和层叠的作用。如上所述，被吸引的灰尘在分离部104中分离，经由间隙106(图6)被朝 集尘部105引导。在集尘部105中，灰尘经由间隙107，被间隙108困住并积 存。该积存的灰尘层叠在每次使螺旋状旋转压縮部123旋转时所积存的灰尘上。 因此，在该集尘装置中，灰尘沿着螺旋部123a在没有偏移的情况下不断层叠， 不会在集尘部105内不均匀地积存，与同容积的集尘部相比较，集尘容量有飞 跃性的提高。另外，螺旋部123a可形成为沿着旋风绕转气流的旋转方向朝下方倾斜的 具有方向性的螺旋形状。这种情况下，还可得到旋风气流的压縮效果。由此， 集尘容量进一步提高。接着，对旋转压縮的作用进行具体说明。例如，在停止送风驱动电动机的驱动时，气流停止绕转。在确认了送风驱 动电动机的驱动停止状态后，若驱动除尘驱动机构15，则如上所述，内筒12、排气口 121、圆盘状遮蔽部件123c、螺旋状旋转压縮部123、转轴部123b —体 地以垂直中心轴P为中心，朝图8的箭头D方向(从上方观察为逆时针方向)旋 转。这样一来，除尘驱动机构15的旋转通过图8所示的第一旋转轴线152和 第二旋转轴线153传递给转轴部123b。像这样螺旋状旋转压縮部123旋转时，根据螺旋原理，会在转轴方向(图 9的箭头E所示的垂直向下方向)上产生推力。通过该推力，积存在集尘部105 中的图9的灰尘200朝转轴方向压出，被压紧在集尘容器11的底面上，从而 在转轴方向上得到压縮。然而，在旋风集尘装置Y中，当灰尘层叠至图10的300(大致螺旋部123a 的起始端的位置)的上部时，即使从上侧新吸引来灰尘201(参照图9)，也没有 灰尘201会被困住，因此灰尘无法层叠、堆积，会继续绕内筒12的周围旋转。 由于继续旋转，在内筒过滤器122上会附着大量的灰尘，吸引力会急剧下降。 另外，送风驱动电动机的负担大，导致产品寿命下降。不过，在该集尘装置Y中，螺旋部123a的旋转使积存在与集尘容器的底 面之间的灰尘旋转，使灰尘从轴中心朝外侧压出而被压縮，因此，螺旋状旋转 压縮部123与集尘容器11的底部之间的灰尘200 —旦被压縮，则旋转停止后、 甚至是打开集尘容器11而使压縮力解除后也能维持压縮状态。如上所述，通过螺旋状旋转压缩部123的旋转，积存在集尘容器ll的内 表面上的灰尘被紧接压縮，能在集尘容器11内积存较多的灰尘，另外，从集 尘容器11倒掉灰尘时，灰尘不会在空气中飞散，较卫生，但积存在集尘容器 11内的灰尘的量过多时，用于驱动螺旋状旋转压縮部123旋转的作为压縮部件 驱动装置的除尘驱动电动机可能会过载。因此，较为理想的是使除尘驱动电动机在过载前停止，或者在更早阶段对 使用者给出有可能过载之类的警告显示。但是，除尘驱动电动机自身的负载不 是慢慢增加的，而是存在一旦超过一定量便会急剧增加的倾向，因此很难事先因此，本发明者进行了积极研究，结果发现上述驱动电动机的电流值的变 化与驱动电动机的负载之间存在关系。图12是表示使用上述集尘容器11底部的一部分形成有摩擦系数较高的部 分或形成有灰尘会被困住的锯齿纹的集尘容器11来进行灰尘的积存和压縮动 作时的、上述驱动电动机的电流测定值的变化的曲线图。纵轴是电流值，横轴 是时间。例1的波形是所收纳的灰尘的量较少时的例子，平均电流Aa的值较小， 电流起伏的振幅Sa也较小。另外，电流变动的周期Ta较短。这是由于压縮量 小、压縮驱动部的负载小、产生旋转延迟的缘故。另一方面，例2是所收纳的灰尘的量较多时的例子，平均电流Ab和电流 起伏的振幅Sb变大。另外，由于压縮时的负载变大，压縮体1驱动部产生旋 转延迟，因此周期Tb变长。根据这种平均电流Ab、电流起伏的振幅Sb、或者起伏的周期Tb随着积存 的灰尘的量而变化的现象，本发明者注意到，通过用电流检测部227(本发明的 电流检测装置的一例)来检测这些电量，就能间接地检测出积存的灰尘的量， 本发明是基于这样的知识而作的。即，将上述驱动电动机(压縮部件驱动装置 的一例)的电流值的相关数据与预先确定的规定阈值进行比较，根据其比较结 果，通过给出警告或进行集尘机的停止处理，能防止驱动电动机的过载。具体而言，将作为上述电流检测装置驱动电动机的电流值的相关阈值而预 先确定的第一阈值预先存储于上述控制电路部220内的存储部(电流值存储装 置的一例，参照图ll)，在电流检测部227的电流检测结果超过上述控制电路 部220内的存储部中存储的上述第一阈值时，上述控制装置Z使用显示部224 和蜂鸣器部225对使用者发出警报，从而能防止驱动电动机的过载。也可以在上述控制电路部220内的存储部中还预先存储比上述第一阈值 大的第二阈值，在电流检测部227的电流检测结果超过上述第二阈值时，上述 控制装置Z使用显示部224和蜂鸣器部225对使用者发出警报，并停止该旋风 集尘装置的运行，从而能完全防止驱动电动机的过载。作为上述电流检测结果，例如可考虑周期性变化的驱动电动机的驱动电流 值A或基于驱动电流值A的值(例如平均值之类的统计值等)，或者驱动电流值的最大值与最小值的差值s (电流的起伏)或基于差值s的值。作为上述电流检测结果的另一例，也可以是周期性变化的电流的峰值间的周期T或基于周期T的值。作为上述电流检测结果的再一例，可考虑上述电流检测装置的检测电流在 规定时间内的平均值A、或者检测电流在一个或多个变动周期内的平均值A、 或者基于这些值的值。参照图11来说明测定上述的平均电流A、起伏S或其周期T以进行规定 的防过载处理的上述控制装置Z的结构，之后，参照图12的流程图来说明由 上述控制装置Z进行的、检测电流起伏的幅度S来控制除尘器的控制装置Z的 处理步骤。图11是控制部Z的概略方框图。符号220是控制电路部，其根据来自遥 控开关部206的输入，通过驱动电路部222来实施电动送风机221的控制，另 外，还进行各种输入处理或显示等的控制。上述驱动电路部222根据控制电路 部的指令来驱动电动送风机221，并对流过电动送风机221的电流进行检测， 将其输入控制电路部220。符号223是电源部，其朝控制电路部220等供给电源。符号224是显示部， 其进行运行状态或异常情况的显示等。符号225是蜂鸣器，其在异常时发出警 报。符号226是上述螺旋状压縮部123的驱动部，具体如上所述由除尘驱动电 动机等构成，使上述螺旋状旋转压縮部123旋转。驱动部226的电流由电流检 测部227来检测，如下文所述，根据该电流值来检测上述螺旋状压縮部123的 驱动部的电流，由此检测集尘容器11内的灰尘的积留状态。驱动部226是本 发明的压縮部件驱动装置的一例。接着参照图11和图12，对上述控制部Z在该集尘装置中的判断动作进行 说明。遥控开关部206具有运行开关(强、中、弱等)和停止开关，通常，在通过 对其操作而使信号输入控制电路部220时，控制装置Z根据该信号来控制电动送风机221。控制装置Z在电动送风机221的运行中周期性地使驱动部226旋 转，进行压縮动作，在吸尘器的运行中，也可通过后述的方法来检测灰尘量。 另外，也可在吸尘器的运行停止时检测灰尘量。另外，还能只进行压縮动作的 操作。在通电状态下的所有时刻均能实施灰尘的检测。另外，还能在检测到灰 尘己满后发出警报或停止电动送风机221的运行，进行这样的控制。接着使用图13的流程图来说明电动送风机221停止后进行压縮动作和电 流检测动作的步骤。图中，NIO、 N20、…是控制装置Z的控制步骤的编号。在运行吸尘器时，被吸引的灰尘和空气经由吸入部进入集尘容器。如上所 述，根据旋风的特性，灰尘中比较大的灰尘积存在集尘容器ll的底面上。如图13所示，电动送风机221停止后，驱动部226启动，螺旋状旋转压 縮部123被驱动而朝顺时针方向旋转，进行将集尘容器11内的灰尘推压到螺 旋状旋转压縮部123的最下部的压縮动作(NIO中"是")。如上所述，在集尘容器11的底面和侧面上设置有旋转抑制装置53、 54， 因此，被推压到螺旋状压縮部123的最下部的灰尘因旋转抑制装置53、 54而 停止旋转，从而在该旋转抑制装置53、 54附近被急剧压縮。其结果是，在螺旋状压縮部123的最下部接近上述旋转控制部53、 54时， 驱动电动机的负载变大，电流A或电流起伏振幅S变大，且旋转速度变慢，电 流起伏的周期T变长。上述电流检测部227能检测出这样的电流的变化，由于 上述旋转抑制装置53、 54的存在，压缩效果变好，且电流起伏S变大，根据 该数据能高精度地进行灰尘量检测。该压缩体2既可以在灰尘收纳部的底部和 壁面中的任一方上，也可以在双方上。在压縮动作时的检测电流的电流值的起伏幅度S、或者电流起伏周期T、 或者平均电流A在超过预先设定的规定阈值时(图13中电流起伏S超过规定设 定值1时)(N20为设定值1以上)，推定为处在驱动部226的负载对驱动部226 而言即将成为过载的状态，但在上述起伏值S为上述设定值1 (第一阈值)以上、 且为比上述设定值1大的设定值2(第二阈值)以下(N30中为"否")时，判断 为虽不至于要停止驱动电动机、但已积留相当多的灰尘，即，判断为倒掉灰尘 的时刻，通过显示部224的LED显示或者蜂鸣器部225的蜂鸣声等进行通知(N40)。另夕卜，在电流的起伏S为上述设定值1(第一阈值)以上、且为比上述设 定值1大的设定值2(第二阈值)以上(N30中为"是")时，输出上述警报并停 止驱动电动机(N50)，从而完全防止驱动电动机的过载。在上述例子中，针对的是电流的起伏S，但很明显，也可针对电流值本身 或电流值的平均值、或者电流变动的周期，将其与分别确定的设定值进行比较。或者，作为提高检测精度的方法，也可通过组合上述三种检测数据中的两 种或三种来推定已积存的灰尘的量。另外，也可以在启动电动送风机221而吸引了灰尘后同样地进行压縮动作 和电流检测，与上面一样，在判断为电流值A、电流的起伏幅度S、或者起伏 周期T超过预先确定的规定阈值、或者根据它们的组合而判断为压縮界限时， 停止压縮动作，从而防止驱动电动机的过载。
权利要求
1.一种旋风分离装置，包括内周面呈大致圆筒状的捕集容器，通过使从该捕集容器的圆周部的周向上设有的空气流入口吸入的空气在沿着所述大致圆筒状的内周面绕转后，从所述捕集容器的中心部经由过滤装置排出，在所述捕集容器的底部捕集所述空气中含有的比较大的捕集对象物，并在所述过滤装置中捕集比较小的捕集对象物，所述旋风分离装置的特征在于，包括压缩部件，该压缩部件位于所述捕集容器内，包括以该捕集容器的垂直中心轴为中心的螺旋状曲面，并能绕所述垂直中心轴旋转；旋转抑制装置，该旋转抑制装置设置在所述捕集容器的内表面的一部分上，抑制所述压缩部件旋转时被该压缩部件推压而欲旋转的、积存在所述捕集容器内表面上的捕集对象物的旋转；电流检测装置，该电流检测装置对驱动所述压缩部件绕所述垂直中心轴旋转的压缩部件驱动装置的电流进行检测，以及控制装置，该控制装置根据所述电流检测装置的电流的检测结果来控制所述旋风分离装置。
2. 如权利要求l所述的旋风分离装置，其特征在于，所述旋转抑制装 置使所述捕集容器内表面的一部分上的相对于捕集对象物的摩擦系数不同 于所述捕集容器内表面的其它部分。
3. 如权利要求2所述的旋风分离装置，其特征在于，所述旋转抑制装置是粘贴在所述捕集容器内表面的一部分上的橡胶片。
4. 如权利要求2所述的旋风分离装置，其特征在于，所述旋转抑制装 置在所述捕集容器内表面的一部分的内表面上形成有凹凸。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的旋风分离装置，其特征在于，包 括存储作为所述压縮部件驱动装置的电流值的相关阈值而预先确定的第一 阈值的电流值存储装置，在所述电流检测装置的电流的检测结果超过所述 电流值存储装置中存储的所述第一阈值时，所述控制装置对使用者发出警报。
6. 如权利要求5所述的旋风分离装置，其特征在于，所述电流值存储 装置还预先存储有比所述第一阈值大的第二阈值，在所述电流检测装置的 电流的检测结果超过所述第二阈值时，所述控制装置对使用者发出警报， 并停止所述旋风分离装置的运行。
7. 如权利要求5或6所述的旋风分离装置，其特征在于，所述电流的检测结果是基于周期性变化的电流值的值或者基于电流的最大值与最小值 的差值的值。
8. 如权利要求5或6所述的旋风分离装置，其特征在于，所述电流的检测结果是基于周期性变化的电流的峰值间的周期的值。
9. 如权利要求5或6所述的旋风分离装置，其特征在于，所述电流的检测结果是基于所述电流检测装置的检测电流在规定时间内的平均值或者 检测电流在一个或多个变动周期内的平均值的值。
10. 如权利要求1至9中任一项所述的旋风分离装置，其特征在于， 该旋风分离装置是捕集对象物为灰尘的旋风集尘装置。
全文摘要
一种旋风分离装置，其根据压缩部件的旋转驱动装置的电流值以间接方式准确地得出在捕集容器内旋转的压缩部件的旋转阻力，能保护压缩部件的旋转驱动装置免受过载的影响。在捕集容器内设置能旋转的压缩部件，并在所述捕集容器的内周面的一部分上设置抑制捕集对象物的旋转的旋转抑制装置，根据驱动所述压缩部件绕垂直中心轴旋转的压缩部件驱动装置的电流的检测结果，来控制所述旋风分离装置。
文档编号A47L9/10GK101617929SQ20091015946
公开日2010年1月6日 申请日期2009年7月2日 优先权日2008年7月3日
发明者疋田進玄 申请人:夏普株式会社