(57)【要約】【課題】ゴミ捨て時に捕集対象物に対する圧縮力を解除しても，固く圧縮された状態を維持することが出来，長時間にわたって高い捕集効率を維持できるサイクロン分離装置を提供すること。【解決手段】内周面が略円筒状の捕集容器を備え，該捕集容器の円周部にその周方向に設けられた空気流入口から吸い込まれた空気を前記略円筒状の内周面に沿って旋回させた後，前記捕集容器の中心部からフィルタ手段を経て排気することにより，前記空気に含まれる比較的大きい捕集対象物を前記捕集容器の底部で捕集すると共に，比較的小さい捕集対象物を前記フィルタ手段において捕集するサイクロン分離装置における捕集容器内に，該捕集容器の垂直中心軸を中心として垂直方向及び円周方向に複数に分断された複数の翼を持つ回転可能な圧縮部材を集塵容器の底側に配置したサイクロン分離装置。【選択図】図６
2010035771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面が略円筒状の捕集容器を備え，該捕集容器の円周部にその周方向に設けられた空気流入口から吸い込まれた空気を前記略円筒状の内周面に沿って旋回させた後，前記捕集容器の中心部からフィルタ手段を経て排気することにより，前記空気に含まれる比較的大きい捕集対象物を前記捕集容器の底部で捕集すると共に，比較的小さい捕集対象物を前記フィルタ手段において捕集するサイクロン分離装置において、
前記捕集容器内に，該捕集容器の垂直中心軸を中心として垂直方向及び円周方向に複数に分断された複数の翼を持つ回転可能な圧縮部材を集塵容器の底側に配置したことを特徴とするサイクロン分離装置。
【請求項２】
前記圧縮部材が備える前記複数の翼は，前記捕集容器の垂直中心軸を中心として垂直方向に見て上段側の翼の半径が大きい上部主翼と，下段側の翼の半径が小さい下部副翼とに分断されてなる請求項１に記載のサイクロン分離装置。
【請求項３】
前記圧縮部材を自動的に回転駆動する圧縮部材駆動手段をさらに備えてなる請求項１あるいは２のいずれかに記載のサイクロン分離装置。
【請求項４】
前記圧縮部材駆動手段は，前記圧縮部材を，捕集対象物の捕集工程の途中あるいは終了後に自動的に回転駆動するように制御するものである請求項１〜３のいずれかに記載のサイクロン分離装置。
【請求項５】
前記圧縮部材駆動手段は，前記圧縮部材を，捕集対象物の捕集工程の途中で自動的に間欠的に回転駆動するように制御するものである請求項１〜４のいずれかに記載のサイクロン分離装置。
【請求項６】
前記捕集対象物が塵埃であるサイクロン集塵装置に適用されてなる請求項１〜５のいずれかに記載のサイクロン分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，捕集対象物を遠心分離するサイクロン分離装置に係り，特に，捕集された比較的大きい捕集対象物の捕集量を増加させることの出来るサイクロン分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から，略円筒状の捕集容器の中心部に設けられた排気部から前記捕集容器内の空気を排気することにより，前記捕集容器の円周部に設けられた空気吸い込み部から吸い込まれた空気を前記捕集容器の内周面に沿って旋回させた後，フィルタ手段を経て前記排気部から排気し，前記空気に含まれる比較的大きい塵埃を前記捕集容器の底部で捕集すると共に，比較的小さい塵埃を前記フィルタ手段において捕集するサイクロン分離装置の一例としてのサイクロン集塵装置が，特許文献１として知られている。
このサイクロン集塵装置は，比較的大きい塵埃を旋回させることで遠心力によって捕集し，空気流に乗って飛翔する比較的小さい塵埃については，空気流中においたフィルタ手段によって捕集するものであるため，騒音が少なく，集塵効率についても改善されたものである。
【０００３】
上記のようなサイクロン集塵装置を一般家庭で使用すると，布団や衣類から生じる綿ホコリが集塵ごみ容積の大半を占める。この綿ホコリを構成する繊維等は，それ自体が弾性を持つため，塵埃の密度は小さく，頻繁に集塵部から取り除く（捨てる）必要がある。また，このような塵埃は，軽くて容易に飛散するため，外部のごみ箱等に廃棄する際，塵埃が舞い散って再飛散することで使用者が不快に感じるという問題がある。
【０００４】
しかしながら，上記特許文献１に記載のサイクロン集塵装置は，あくまで空気の流れに頼って塵埃を捕集するものであるため，捕集された前記繊維などの低密度の埃を一定以上に圧縮することが出来ず，限られた塵埃の捕集空間における塵埃の集積度をそれほど向上させることが出来るものではない。従って，捕集された塵埃を頻繁に捨てないと捕集効率が低下するので，ゴミを捨てる手間がかかる点，あるいは，塵埃を捨てる時に，塵埃が硬く圧縮されておらず，空気中で分散されやすいので，ごみ箱等に廃棄する際，塵埃が舞い散って再飛散することによる不快感を解消することが出来ないという問題を解決することが出来ない。
【０００５】
このような課題を解決するためには，捕集された塵埃を出来るだけ固く圧縮する必要がある。このような，塵埃の圧縮手段を備えた従来の集塵装置として，特許文献２に記載の機械的な圧縮手段を備えた集塵装置がある。
このような機械的な圧縮手段を備えた集塵装置では，捕集された塵埃を硬く圧縮することが出来るので，長時間連続的に使用しても集塵効率が低下することがない。
【特許文献１】特開２００６−７５５８４号公報
【特許文献２】特開２００５−１３３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら，上記特許文献２に記載の集塵装置では，ドーナツ状の圧縮円板を，人によって操作されるハンドルを介して，集塵部上方より押し下げることにより塵埃を圧縮するものであるため，基本的に使用者の手間を煩わせるという新たな問題を生じるものである。
また上記特許文献２の集塵装置では，上記圧縮円板を押し下げることで，埃などを単純に直線的に（回転を伴わずに）圧縮するだけなので，次回運転開始時に上記ドーナツ状の圧縮円盤を上昇させると，綿ホコリ等の形状が復元しやすい塵埃は，圧縮前に近い容積となり，結局圧縮動作の効果が損なわれる結果となってしまうという課題がある。
【０００７】
上記したような課題は，電気掃除機のような集塵装置に限らず，空気中に含まれる粉体や繊維などの材料，あるいは粒度のことなる各種材料を含む空気から材料を粒度の違いによって分離するサイクロン分離装置において，等しく生じる問題であり，本発明は，上記した典型的な集塵装置のみでなく，広く各種の材料などを分離するサイクロン分離装置における，上記問題の解決に向けたものである。
【０００８】
従って，本発明は上記事情に鑑み創案されたものであり，圧縮部の回転によって捕集された捕集対象物を圧縮することで，ゴミ捨て時に捕集対象物に対する圧縮力を解除しても，固く圧縮された状態を維持することが出来，従って，大量の捕集対象物を捕集容器に蓄積しても吸い込み力が低下せず，長時間にわたって高い捕集効率を維持でき，さらに，上記のように捕集対象物について固く圧縮された状態を保持することで，ゴミ捨て時に圧縮力を解除した時にも，再度空中に飛散するような問題を生じない，優れたサイクロン集塵装置を提供することを目的とする。
さらに，圧縮部の回転を電動モータなどの駆動手段によって行ないうるようにすることで，捕集対象物の圧縮を自動で行いうるように出来るサイクロン集塵装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために，本発明は，
内周面が略円筒状の捕集容器を備え，該捕集容器の円周部にその周方向に設けられた空気流入口から吸い込まれた空気を前記略円筒状の内周面に沿って旋回させた後，前記捕集容器の中心部からフィルタ手段を経て排気することにより，前記空気に含まれる比較的大きい捕集対象物を前記捕集容器の底部で捕集すると共に，比較的小さい捕集対象物を前記フィルタ手段において捕集するサイクロン分離装置において，
前記捕集容器内に，該捕集容器の垂直中心軸を中心として垂直方向及び円周方向に複数に分断された複数の翼を持つ回転可能な圧縮部材を集塵容器の底側に配置したことを特徴とするサイクロン分離装置として構成されている。
前記圧縮部材における複数の翼としては，前記捕集容器の垂直中心軸を中心として垂直方向に見て上段側の翼の半径が大きい上部主翼と，下段側の翼の半径が小さい下部副翼とに分断されてなるものが考えられる。
この場合，例えば，前記圧縮部材を，捕集対象物の捕集工程の終了後に自動的に回転駆動するように制御したり，前記圧縮部材を，捕集対象物の捕集工程の途中で回転駆動するように制御することが出来，省力化が進められる。
後者の場合には，前記圧縮部材を，捕集対象物の捕集工程の途中で，間欠的に回転駆動するように制御することも可能である。
前記いずれの場合にも，前記圧縮部材は，前記捕集容器内周面との間に略円筒状の空間を介して前記捕集容器内下部に収納されてなるサイクロン分離装置であることが望ましい。
以上述べた，サイクロン分離装置は，前記捕集対象物が塵埃である場合には，サイクロン集塵装置として用いることが可能である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は上記のように，内周面が略円筒状の捕集容器を備え，該捕集容器の円周部にその周方向に設けられた空気流入口から吸い込まれた空気を前記略円筒状の内周面に沿って旋回させた後，前記捕集容器の中心部からフィルタ手段を経て排気することにより，前記空気に含まれる比較的大きい捕集対象物を前記捕集容器の底部で捕集すると共に，比較的小さい捕集対象物を前記フィルタ手段において捕集するサイクロン分離装置において，前記捕集容器内に，該捕集容器の垂直中心軸を中心として垂直方向及び円周方向に複数に分断された複数の翼を持つ回転可能な圧縮部材を集塵容器の底側に配置したことを特徴とするサイクロン分離装置として構成されている。このように圧縮部材の翼が，垂直方向と円周方向に分断されているので，それが回転することによって捕集容器の底部に押し出された塵埃が積極的に圧縮されることになる。
この時，上部主翼は旋回気流の下降を効果的に発生させるとともに，分離部と集塵部との仕切りの役目も果たす。また，翼が分断されているので，翼同士の間に隙間が生じる。翼が分断されておらず連続した螺旋状の翼であると，このような隙間が生じないので，連続した翼が空気の流れに対して抵抗となるが，この発明の翼は分断されているので翼同士の間隙部が集塵容器底部の旋回気流の出口まで通じており圧力損失を最小にして効果的な遠心分離を可能とし，また下部副翼により底部に停滞する旋回流が出来，これに遠心分離した塵埃が巻き込まれ，塵埃は上昇せずに気流のみが旋回上昇していくことで再飛散を抑制した効果的なサイクロン分離装置となっている。
さらに本発明によれば，上記のように捕集対象物について固く圧縮された状態を保持することで，圧縮部材の駆動停止により圧縮力を解除した時にも，再度空中に飛散するような問題を生じず，またそのままの形で後処理に回したり，捨てたりすることが出来る，優れたサイクロン分離装置を提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は，本発明の実施の形態に係る電気掃除機Ｘの外観図，図２は内部を説明するための分解斜視図，図３は，本発明の実施の形態に係るサイクロン集塵装置Ｙの内部構造を説明するための断面図，図４は，本発明の実施の形態に係るサイクロン集塵装置Ｙに設けられたスクリュー回転圧縮部を説明するための図（（ａ）は，下方から見た斜視図，（ｂ）は，上方から見た図，（ｃ）および（ｄ）はスクリュー回転圧縮部１２３の正面図及び背面図），図５は，本発明の実施の形態に係るサイクロン集塵装置Ｙに設けられた上部フィルタユニット１３を説明するための図，図６は，本発明の実施の形態に係るサイクロン集塵装置Ｙの内部構造をスクリュー回転圧縮部を中心として説明するための断面図である。
【００１２】
まず，図１を用いて，本発明の実施の形態に係る電気掃除機Ｘの概略構成について説明する。
図１に示すように，前記電気掃除機Ｘは，掃除機本体部１，吸気口部２，接続管３，接続ホース４，操作ハンドル５などを備えて概略構成されている。前記掃除機本体部１には，不図示の電動送風機，サイクロン集塵装置Ｙ，不図示の制御装置などが内蔵されている。なお，前記サイクロン集塵装置Ｙについては後段で詳述する。
前記電動送風機は，吸気を行うための送風ファン及び該送風ファンを回転駆動する送風駆動モータを有している。前記制御装置は，ＣＰＵやＲＡＭ，ＲＯＭなどの制御機器を有してなり，前記電気掃除機Ｘを統括的に制御する。具体的には，前記制御装置では，前記ＣＰＵが前記ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って各種の処理を実行する。
なお，前記操作ハンドル５には，ユーザが前記電気掃除機Ｘの稼働の有無や運転モードの選択操作などを行うための操作スイッチ（不図示）が設けられている。また，その操作スイッチの近傍には，前記電気掃除機Ｘの現在の状態を表示するＬＥＤなどの表示部（不図示）も設けられている。
【００１３】
前記掃除機本体部１は，該掃除機本体部１の前端に接続された前記接続ホース４と，該接続ホース４に接続された前記接続管３とを介して前記吸気口部２に接続されている。
従って，前記電気掃除機Ｘでは，前記掃除機本体部１に内蔵された前記電動送風機（不図示）が作動されることにより，前記吸気口部２からの吸気が行われる。そして，前記吸気口部２から吸気された空気は，前記接続管３及び前記接続ホース４を通じて前記サイクロン集塵装置Ｙに流入する。前記サイクロン集塵装置Ｙでは，吸い込まれた空気から塵埃が遠心分離される。なお，前記サイクロン集塵装置Ｙで塵埃が分離された後の空気は，前記掃除機本体部１の後端に設けられた不図示の排気口から排気される。
【００１４】
以下，図２〜６を参照しつつ，本発明に係るサイクロン集塵装置の一例であるサイクロン集塵装置Ｙについて詳説する。
図２及び図３に示すように，前記サイクロン集塵装置Ｙは，筐体１０，内周面が略円筒状で，上記筐体１０に対して着脱自在の集塵容器１１（捕集容器の一例），内筒１２，上部フィルタユニット１３，塵埃受部１４及び除塵駆動機構１５などを備えて概略構成されている。
前記サイクロン集塵装置Ｙでは，前記集塵容器１１，前記内筒１２，前記上部フィルタユニット１３，及び前記塵埃受部１４が，垂直の中心軸Ｐを中心に同軸状に配置されている。また，前記サイクロン集塵装置Ｙは，前記掃除機本体部１に着脱可能に構成されている。
上記筐体１０は，フィルタ１２２を備えた内筒１２を備えている。
このサイクロン集塵装置Ｙでは，略円筒状の集塵容器１１の中心部に設けられた前記内筒１２から前記集塵容器１１内の空気を排気することにより，前記集塵容器１１の円周部に設けられた空気流入口１１１ａ（図７参照）から吸い込まれた空気を集塵容器１１の内周面に沿って旋回させた後，フィルタ手段の一例である前記上部フィルタユニット１３などを経て前記内筒１２を経て排気し，前記空気に含まれる比較的大きい捕集対象物を前記集塵容器１１の底部で捕集すると共に，比較的小さい捕集対象物を前記上部フィルタユニット１３などにおいて捕集するものである。
【００１５】
前記集塵容器１１は，吸い込まれた空気から分離された塵埃を収容するための内周面が円筒状で，且つ外形も円筒状の容器である。前記集塵容器１１は，前記サイクロン集塵装置Ｙの筐体１０に着脱可能に構成されている。ユーザは，前記掃除機本体部１から前記サイクロン集塵装置Ｙを取り出した後，該サイクロン集塵装置Ｙから前記集塵容器１１を取り外して，該集塵容器１１内の塵埃を廃棄する。なお，前記サイクロン集塵装置Ｙの筐体１０と前記集塵容器１１との間には，環状のシール部材１６１が設けられている。このシール部材１６１により，前記筐体１０及び前記集塵容器１１の間の空気の漏れが防止される。
また，前記集塵容器１１の底部には，前記内筒１２に設けられた後述の回転軸部１２３ｂに嵌合する嵌合部１１ａが設けられている。前記嵌合部１１ａの外周部には，前記内筒１２の回転軸部１２３ｂとの隙間を埋めるための環状のシール部材１１ｂが設けられている。このシール部材１１ｂにより，前記回転軸部１２３ｂ及び前記集塵容器１１の間の空気の漏れが防止される。
【００１６】
さらに，前記集塵容器１１には，前記接続ホース４（図１参照）が接続される接続部１１１が設けられている。前記吸気口部２から前記接続管３及び前記接続ホース４を通じて吸い込まれた空気は，前記接続部１１１から前記集塵容器１１内に流入する。
ここで，前記接続部１１１の前記集塵容器１１への空気流入口（不図示）は，前記接続ホース４からの空気が前記集塵容器１１内で旋回するように形成されている。具体的に，前記空気流入口（不図示）は，前記集塵容器１１側の出口が該集塵容器１１の円周方向に向くように形成されている。従って，前記集塵容器１１では，吸い込まれた空気を旋回させることで該空気に含まれた塵埃が遠心力によって分離（遠心分離）される。このように塵埃を含む空気が集塵容器１１内に引き込まれた後旋回することで塵埃と空気が分離される符号１０４で示す部分を分離部１０４と呼ぶ。そして，前記集塵容器１１で遠心分離された塵埃は，該集塵容器１１の底部，即ち集塵部１０５に収容される。
一方，塵埃が分離された後の空気は，前記集塵容器１１から矢印（図２）で示す排気経路１１２に沿って前記掃除機本体部１に設けられた不図示の排気口から外部に排気される。ここで，前記集塵容器１１から前記排気口（不図示）までの前記排気経路１１２上には，前記内筒１２，前記塵埃受部１４，及び前記上部フィルタユニット１３が順に配置されている。
【００１７】
前記内筒１２は，前記集塵容器１１内に配置された円筒状の部材である。ここで，前記内筒１２は，前記塵埃受部１４によって回転可能に支持されている。具体的に，前記内筒１２は，該内筒１２の上端に設けられた環状の凹部１２ａが，前記塵埃受部１４の下端に設けられた環状の支持部１４ｃに支持されることにより回転可能な状態で吊り下げられている。なお，前記内筒１２を回転可能に支持する構成は，これに限られるものではない。例えば，前記内筒１２の上下の端部を軸支することが一例として考えられる。
さらに，前記内筒１２の上端には，後述の傾斜除塵部材１３４に設けられた係合部１３４ｃに係合する複数の連結部１２ｂが設けられている。前記連結部１２ｂは，前記内筒１２の上端の開口縁部に上方に突出して設けられたリブである。
前記内筒１２は，前記連結部１２ｂ及び前記係合部１３４ｃの係合によって，前記傾斜除塵部材１３４に一体回転可能に連結されている。これにより，前記内筒１２は，前記傾斜除塵部材１３４に連動して回転することになる。なお，前記内筒１２及び前記傾斜除塵部材１３４の連結構造はこれに限られない。例えば，前記内筒１２及び前記傾斜除塵部材１３４各々に設けられた嵌合部を嵌合させることにより一体回転可能に連結する構成が考えられる。
【００１８】
また，前記内筒１２の上部には，前記集塵容器１１で塵埃が分離された後の空気を，前記上部フィルタユニット１３に向けて排気するための内筒排気口１２１が形成されている。そして，前記内筒排気口１２１には，該内筒排気口１２１全体を覆う円筒状を成す内筒フィルタ１２２が設けられている。前記内筒フィルタ１２２は，前記内筒排気口１２１を通過する空気を濾過する。
例えば，前記内筒フィルタ１２２は，メッシュ状のエアフィルタ等である。なお，前記内筒フィルタ１２２は，前記内筒排気口１２１の内側又は外側のいずれに設けられていてもよい。また，前記排気口１２１及び前記内筒フィルタ１２２に換えて，前記内筒１２にメッシュ状の孔を形成する構成も考えられる。その場合は，そのメッシュ状の孔が前記内筒排気口１２１及び前記内筒フィルタ１２２として機能する。
【００１９】
一方，前記内筒１２の下部には，前記集塵容器１１内の塵埃を圧縮するためのスクリュー回転圧縮部１２３が設けられている。
ここで，図２及び図３に加えてスクリュー回転圧縮部１２３の斜視図である図４を参照しつつ，前記スクリュー回転圧縮部１２３について説明する。ここに，図４（ａ）は，上記スクリュー回転圧縮部１２３を斜め上方から見た斜視図，（ｂ）は，上記スクリュー回転圧縮部１２３を下方から見た底面図，（ｃ）及び（ｄ）は，上記スクリュー回転圧縮部１２３の正面図及び背面図である。
図２〜４に示されているように，前記スクリュー回転圧縮部１２３には，上部主翼１２３ａ，下部副翼１２３ｃ，回転軸部１２３ｂが設けられている。上記スクリュー回転圧縮部１２３が本発明における圧縮部材の一例である。
即ち，捕集容器１１の底部に設けられたスクリュー回転圧縮部１２３の周面には，前記捕集容器１１の垂直中心軸を中心として垂直方向及び円周方向に複数に分断された複数の翼が設けられ，これらの圧縮部材が備える前記２枚の翼半径の大きい２枚の上部主翼１２３ａと，下段側の翼の半径が小さい２枚の下部副翼１２３ｃとに分断されている。
上部主翼１２３ａと下部副翼１２３ｃの最も大きな機能における差は，上部主翼１２３ａは前記分離部１０４と集塵部１０５との仕切りを兼ねるのに対して，下部副翼１２３ｃは旋回する塵埃をトラップし堆積させると共に，スクリュー回転時にそれを圧縮することである。そのために，上部主翼１２３ａは集塵容器１１の内径に対して１〜２０％程度小さい翼径とされ，下部副翼１２３ｃはさらに小さく５割程度の翼径となっている。上記上部主翼１２３ａと集塵容器１１の内面との隙間は，旋回気流が分離部１０４から集塵部１０５へ移動するために必要なものであり，下部副翼１２３ｃと集塵容器１１の内面との隙間は，下部副翼１２３ｃによって圧縮された塵埃の密度が高くなった時に，圧縮された塵埃の一部が隙間から上部へ押し出されることによって，新たに追加され圧縮された塵埃によって上部主翼１２３ａおよび下部副翼１２３ｃがロックされないようにするものである。
さらに，上部主翼及び下部副翼が周方向に分断されているので，翼同士の間に隙間が生じる。翼が分断されておらず連続した螺旋状の翼であると，このような隙間が生じないので，連続した翼が空気の流れに対して抵抗となるが，この実施形態に係るスクリュー回転圧縮部１２３では翼が周方向に分断されているので，翼同士の間隙部が集塵容器底部の旋回気流の出口まで通じており圧力損失を最小にして効果的な遠心分離を可能とする。
なお，上記スクリュー回転圧縮部１２３の回転数は，実験では８秒間で３回転する程度であるが，実際に使用する際には，０．１回〜５回／秒程度の速度から選択することができる。
これらの上部主翼１２３ａ，下部副翼１２３ｃの傾斜面は，いずれも上記スクリュー回転圧縮部１２３が，図外のモータなどの駆動装置（本発明における圧縮部材駆動手段の一例）によって回転されたときに，空気を捕集容器１１の底部に移動させ，空気に含まれる塵埃を捕集容器底部に圧縮するように，機能を発揮する方向（向き）となっている。
上記モータなどの圧縮部材駆動手段は，前記スクリュー回転圧縮部１２３を，捕集対象物の捕集工程の途中あるいは終了後に自動的に回転駆動するように制御するものであっても良い。このような制御によって，捕集工程中に捕集対象物を圧縮させて，捕集の行われる都度圧縮させることで詰りを無くし，効率よく清掃作業を行うことができる。特に，捕集対象物の捕集工程の途中で自動的に間欠的に回転駆動するように制御することで，できるだけ静かな運転を実行しつつ効率の良い捕集作業を可能とする。また，捕集動作の終了後に駆動することで，掃除動作中の静かな運転が可能となる。
前記回転軸部１２３ｂは，前記集塵容器１１の底部に設けられた前記嵌合部１１ａに嵌合される中空円筒である。前述したように，前記回転軸部１２３ｂ及び前記嵌合部１１ａの間には前記シール部材１１ｂ（図２，３参照）が介在する。
【００２０】
前記上部主翼１２３ａと前記下部副翼１２３ｃの前記傾斜面は図６矢印Ａの旋回気流と同様の傾斜方向をもって形成されている。このような上部主翼１２３ａと下部副翼１２３ｃを図６矢印Ａの旋回と反対方向に回転させることで前記集塵容器１１内の塵埃は，該集塵容器１１底部へ移動することになる。
ただし，前記上部主翼１２３ａと下部副翼１２３ｃの前記傾斜平面を，前記集塵容器１１の内周面に沿って旋回する気流の傾き方向とは反対の方向に傾斜させることも可能である。この時，上部主翼１２３ａと下部副翼１２３ｃの回転方向は，図６矢印Ａの旋回気流の旋回方向と同一，即ち，上部主翼１２３ａをプロペラファンと想定したとき，上部主翼１２３ａと下部副翼１２３ｃの回転により風を下方に向けて送風する方向になる。
前記上部主翼１２３ａと前記下部副翼１２３ｃの傾斜面がどの方向に形成されたとしても，下部副翼１２３ｃは集塵容器１１の下部で旋回する塵埃をトラップし下部副翼１２３ｃ，上部主翼１２３ａより下部の空きスペースに塵埃が積層することでより効果的に塵埃が圧縮されていく。
また，固く圧縮された塵埃は，容易に解けないので，取り出し時にも空気中に飛散する問題がなく，そのままの形でゴミとして廃棄することが出来る。
【００２１】
一方，前記内筒１２の内筒フィルタ１２２で濾過された後の空気は，該内筒１２内を通じて前記上部フィルタユニット１３に導かれる。
ここで，図２及び図３に加えて図５を参照しつつ，前記上部フィルタユニット１３について説明する。ここに，図５（ａ）は，前記上部フィルタユニット１３を上方から見た斜視図，図５（ｂ）は，前記上部フィルタユニット１３を下方から見た斜視図である。
前記上部フィルタユニット１３は，ＨＥＰＡフィルタ(High Efficiency Particulate Air Filter)１３１，フィルタ除塵部材１３２及び傾斜除塵部材１３４などを有している。
【００２２】
前記ＨＥＰＡフィルタ１３１は，前記内筒１２から排気されて前記排気経路１１２上を流れる空気をさらに濾過するエアフィルタの一種である。
前記ＨＥＰＡフィルタ１３１は，前記垂直中心軸Ｐの周りに環状に配置固定された複数枚のフィルタの集合で構成されている。なお，複数枚のフィルタ各々は，例えば図５（ｂ）に示すような骨組みに固定される。また，前記ＨＥＰＡフィルタ１３１に含まれた複数枚のフィルタは，略水平方向に凹凸を繰り返すプリーツ状に配置されている。これにより，前記ＨＥＰＡフィルタ１３１におけるフィルタ面積が十分に確保されている。なお，前記ＨＥＰＡフィルタ１３１の下端と前記筐体１０との間には，環状のシール部材１６２が設けられている。これにより，前記ＨＥＰＡフィルタ１３１と前記筐体１０との間の空気の漏れが防止される。
また，図２及び図３に示すように，前記ＨＥＰＡフィルタ１３１の中央には，後述のフィルタ除塵部材１３２に設けられた連結部１３３が嵌挿される中空部１３１ａが形成されている。また，前記中空部１３１ａには，前記連結部１３３を回転可能に支持する支持部１３１ｂが設けられている。
【００２３】
前述したように，前記サイクロン集塵装置Ｙでは，前記内筒フィルタ１２２及び前記ＨＥＰＡフィルタ１３１の二段階で空気を濾過することにより塵埃の捕集力が高められている。
但し，前記ＨＥＰＡフィルタ１３１に塵埃が堆積して目詰まりが生じると，空気の通過抵抗が大きくなる。そのため，前記電動送風機（不図示）の負荷が大きくなり吸塵力が低下するおそれがある。そこで，前記上部フィルタユニット１３には，前記ＨＥＰＡフィルタ１３１に付着した塵埃を除去する前記フィルタ除塵部材１３２が設けられている。
【００２４】
前記フィルタ除塵部材１３２は，前記ＨＥＰＡフィルタ１３１の中央部に設けられた前記支持部１３１ｂによって回転可能に支持されている。具体的に，前記フィルタ除塵部材１３２には，前記支持部１３１ｂに回転可能に支持される連結部材１３３が設けられている。
また，前記連結部１３３には，該連結部１３３に設けられたネジ穴１３３ａに前記傾斜除塵部材１３４がネジ１３３ｂで螺着される。これにより，前記フィルタ除塵部材１３２及び前記傾斜除塵部材１３４が一体回転可能に連結される。なお，前記傾斜除塵部材１３４及び前記ＨＥＰＡフィルタ１３１の間には，隙間を埋める環状のシール部材１６３が設けられている。これにより，前記傾斜除塵部材１３４及び前記ＨＥＰＡフィルタ１３１の間の空気の漏れが防止される。
【００２５】
前記フィルタ除塵部材１３２は，図２及び図５（ａ）に示すように，前記ＨＥＰＡフィルタ１３１の上端部に接触するように該ＨＥＰＡフィルタ１３１に沿って所定間隔で配置された二つの接触部１３２ａを有している。前記接触部１３２ａは板バネ状の弾性部材である。なお，前記接触部１３２ａは，板バネ状の弾性部材に限られるものではない。また，前記接触部１３２ａは，一つであっても或いはさらに複数であってもよい。
そして，前記フィルタ除塵部材１３２には，その外周部にギア１３２ｂが形成されている。このギア１３２ｂは，図２及び図３に示すように，前記サイクロン集塵装置Ｙに設けられた除塵駆動機構１５に設けられたギア１５ａに噛合される。
【００２６】
ここに，前記除塵駆動機構１５は，図２に明らかな如く，前記掃除機本体部１側に設けられた不図示の駆動モータ（駆動手段の一例）（以下，「除塵駆動モータ」という）に連結される減速器及び該減速器に連結されたギア１５ａを有している。前記除塵駆動機構１５では，前記除塵駆動モータの回転力が前記減速器を介して前記ギア１５ａに伝達される。そして，前記除塵駆動機構１５のギア１５ａの回転力は，前記ギア１３２ｂに伝達される。これにより，前記フィルタ除塵部材１３２が回転される。
そして，上記フィルタ除塵部材１３２の回転は，前記したように，傾斜除塵部材１３４に伝達され，傾斜除塵部材１３４と一体に回転する内筒１２及び内筒１２と一体のスクリュー回転圧縮部１２３が前記垂直中心軸Ｐの周りに回転する。
なお，本実施の形態では，前記除塵駆動モータによって前記フィルタ除塵部材１３２が回転される場合を例に挙げて説明するが，前記除塵駆動モータに換えて，前記フィルタ除塵部材１３２を手動で回転させることのできる機構を設けることも他の実施例として考えられる。
さらに，除塵駆動モータ以外の別のモータによって，上部主翼１２３ａと下部副翼１２３ｃを回転させることも当然考えられる。上部フィルタユニット１３の除塵と，上部主翼１２３ａと下部副翼１２３ｃの回転とを別に行いたい場合には，このような別駆動の方を採用することも考えられる。
【００２７】
前記フィルタ除塵部材１３２が回転されると，該フィルタ除塵部材１３２に設けられた二つの前記接触部１３２ａ各々は，プリーツ状に形成された前記ＨＥＰＡフィルタ１３１に断続的に衝突して振動を与える。従って，前記ＨＥＰＡフィルタ１３１に付着した塵埃は，前記フィルタ除塵部材１３２から与えられる振動によって叩き落とされる。なお，前記除塵駆動モータ（不図示）が作動されるタイミングは，例えば前記電気掃除機Ｘにおける集塵動作の開始前や終了後であることが望ましい。これにより，前記電動送風機による吸気によって前記ＨＥＰＡフィルタ１３１に下流側への気流がない状態で，前記ＨＥＰＡフィルタ１３１の除塵を効果的に行うことができる。
【００２８】
また，前述したように，前記塵埃受部１４は，前記内筒１２を回転可能に支持している。具体的に，前記塵埃受部１４の開口１４ａ縁部の下端には，前記内筒１２の上端に設けられた環状の前記凹部１２ａに嵌合される環状の前記支持部１４ｃが設けられている。これにより，前記内筒１２は，前記塵埃受部１４によって回転可能な状態で吊り下げられている。
【００２９】
以上のように構成された電気掃除機の動作について以下に説明する。
図３，図６に示すように，分離部１０４の周方向に形成された接続部１１１の空気流入口１１１ａから集塵容器１１の分離部１０４に入った気流は，図６の矢印Ａのように，分離部１０４の円筒状の内周面に沿って高速で旋回する。旋回気流中の比較的大きい塵埃には遠心力が作用して気流から分離され，集塵容器１１の内壁へ押し付けられる。図２に示すように，空気の排気口１２１が，下方にあるため，その後，気流は旋回しながら，集塵部１０５に入る。図６において二点鎖線で示す矢印Ａのように旋回する気流（主流）は，集塵部１０５の底面に到達した後は上昇に転じる。図６の例では，この上部主翼１２３ａと下部副翼１２３ｃのまわりの間隙１０７を旋回する気流の回転方向と上部主翼１２３ａと下部副翼１２３ｃの傾き方向が一致しており，サイクロン旋回気流を妨げることがない。このため，圧力損失が少なく効率的な遠心分離が可能であり，高い吸い込み仕事率が得られる。
【００３０】
次に，塵埃の空気流による蓄積と積層の作用について説明する。
前述したように，吸引された塵埃は，分離部１０４において分離され，隙間１０６（図６）を通り，集塵部１０５へ導かれる。集塵部１０５においては，塵埃は隙間１０７を通り，下部副翼１２３ｃによりせき止められる（トラップされる）ことにより，蓄積される。この蓄積は，スクリュー回転圧縮部１２３が回転されるごとに既に蓄積された塵埃の上に積層されていく。そのため，この集塵装置では，上部主翼１２３ａによって旋回気流が下方に押し出され下部副翼１２３ｃでトラップ（集塵容器１１の底面と下部副翼１２３ｃとの間に把持）されて旋回気流に押し付けられるかたちで回転して圧縮され積層が成長していくため，同容積の集塵部と比較して集塵部１０５内での集塵可能容量が飛躍的に向上する。
【００３１】
次に，回転圧縮の作用について具体的に説明する。
たとえば，送風駆動モータの駆動中，除塵駆動機構１５が駆動されると，上述したように内筒１２，排気口１２１，スクリュー回転圧縮部１２３，回転軸部１２３ｂが一体となって回転する。
こうして上部主翼１２３ａと下部副翼１２３ｃが回転すると，集塵部１０５に蓄積されている塵埃は，スクリュー上部主翼より下部の空間に回転軸方向に押し出され下部副翼１２３ｃにトラップされて回転方向に圧縮される。
【００３２】
スクリュー回転圧縮部１２３の回転を，モータなどの駆動手段によって行なうことにより，送風駆動モータの駆動中（吸引中）にスクリュー回転圧縮部１２３を自動的に回転させることができる。この動作によって，塵埃を捕集・集積すると同時に塵埃を圧縮することができる。これにより，さらに効率的に圧縮することができ，上記の効果がさらに高まる。また，一度に大量の塵埃を吸引した場合でも圧縮が可能なため，長時間連続して掃除を行うことができる。
【００３３】
さらにまた，送風駆動モータの駆動中（吸引中）にスクリュー回転圧縮部１２３を間欠的に回転させることにより，塵埃の捕集と同時に圧縮を行うことが出来るとともに，スクリュー回転圧縮部１２３を長い時間にわたって駆動し続けることがないため，消費電力の増加を防ぎ，駆動機構の寿命に伴う製品寿命を高めることができる。さらに，圧縮部駆動機構が駆動する際の騒音を低減することができ，より静かで使用しやすいサイクロン集塵装置が得られる。
【００３４】
スクリュー回転圧縮部１２３がロックせずに回転し続け塵埃を圧縮することで，集塵部１０５の単位体積当りに集塵できるゴミ容量が多くなり，同じゴミ容量を集塵する場合，よりコンパクトで軽量な電気掃除機を提供することができる。その結果，取り回しを行いやすくなり，ユーザの負担を軽減することができ，ユーザの掃除効率を飛躍的に高めることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態に係る電気掃除機Ｘの外観図。
【図２】本発明の実施の形態に係るサイクロン集塵装置Ｙの内部構造を説明するための分解斜視図。
【図３】本発明の実施の形態に係るサイクロン集塵装置Ｙの内部構造を説明するための断面図。
【図４】本発明の実施の形態に係るサイクロン集塵装置Ｙに設けられたスクリュー回転圧縮部を説明するための図。
【図５】本発明の実施の形態に係るサイクロン集塵装置Ｙに設けられた上部フィルタユニット１３を説明するための図。
【図６】本発明の実施の形態に係るサイクロン集塵装置Ｙの内部構造をスクリュー回転圧縮部を中心として説明するための断面図。
【符号の説明】
【００３６】
１０…筐体（分離装置本体）
１１…集塵容器（捕集容器）
１２…内筒
１３…上部フィルタユニット
１４…集塵受部
１５…除塵駆動機構
１０４…分離部
１０５…集塵部
１２３…スクリュー回転圧縮部
１２３ａ…上部主翼
１２３ｂ…回転軸部
１２３ｃ…下部副翼
１２３ｄ…始端部
２００，２０１…塵埃
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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