(57)【要約】電気掃除機は、集塵装置（８）を含む。集塵装置（８）は、塵埃を含んだ空気を吸引し、旋回気流を生じさせるケース上部（３７）と、通気孔を有するろ過フィルター（３６）で塵埃から粗塵を分離する第１分離部（３３）を備える。集塵装置（８）は、粗塵を収容する粗塵収容部（３８）と、第１分離部（３３）の外周側に位置し、ろ過フィルター（３６）を介して連通する外周吸引通路（４１）を備える。集塵装置（８）は、外周吸引通路（４１）と連通し、粗塵が分離された空気から細塵を遠心分離する第２遠心分離部（５６）と、細塵を溜める細塵溜め部（５７）を備える。これにより、塵埃を分離して捕集する、使い勝手のよい電気掃除機を提供する。
2018146944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも集塵装置を含み、
前記集塵装置は、
塵埃を含んだ空気を吸気口から吸引し、旋回気流を生じさせる実質的に円筒形状の側壁を有するケース上部と、
前記ケース上部の下方に配置され、側周面に通気孔を有する実質的に円筒形状のろ過フィルターにより、前記塵埃を含んだ空気から粗塵を分離する第１分離部と、
前記第１分離部の下方、かつ、前記ろ過フィルターの近傍に配置され、前記第１分離部が分離した粗塵を収容する粗塵収容部と、
前記第１分離部の外周側に位置し、前記ろ過フィルターを介して前記第１分離部と連通している外周吸引通路と、
前記ケース上部の上方に配置され、前記外周吸引通路と連通しており、前記粗塵が分離された空気から細塵を遠心分離する第２遠心分離部と、
前記第２遠心分離部が遠心分離した細塵を溜める細塵溜め部と、を備える、
電気掃除機。
【請求項２】
前記粗塵収容部は、側面が下方に向けて傾斜する傾斜面を有する、
請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
前記細塵溜め部は、前記ケース上部と前記第２遠心分離部との間に配置され、
前記ケース上部の円周断面の外周よりも内側に、前記ケース上部と開閉可能に連通する開閉口を有する、
請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項４】
前記開閉口は、駆動軸を介して締結される可動式の底板により構成される、
請求項３に記載の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の分離部において塵埃を捕集する電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気の流れの上流側に位置する第１遠心分離部と、下流側に位置する複数の旋回筒部を有する第２遠心分離部と、を備える電気掃除機がある（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
特許文献１に記載の従来の電気掃除機は、第２遠心分離部が、第１遠心分離部の上側で、かつ、第１遠心分離部の内筒の外周よりも外側に位置するように構成される。【０００４】
しかしながら、従来の電気掃除機の構成では、以下に示すように使い勝手が良くない。【０００５】
例えば、フィルター部に毛髪などの細く長い塵埃が絡みつき、その上に塵埃が張り付いて積層する。そのため、フィルター部が目詰まりし、使用者がフィルター部から塵埃を取り除かなければならない場合がある。また、塵埃を捨てる際に、粗塵や細塵が、舞い上がり、周囲に飛散する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５３６８６４５号公報
【発明の概要】
【０００７】
本発明の電気掃除機は、少なくとも集塵装置を含む。集塵装置は、塵埃を含んだ空気を吸気口から吸引し、旋回気流を生じさせる実質的に円筒形状の側壁を有するケース上部と、ケース上部の下方に配置され、側周面に通気孔を有する実質的に円筒形状のろ過フィルターにより、塵埃を含んだ空気から粗塵を分離する第１分離部を備える。また、集塵装置は、第１分離部の下方、かつ、ろ過フィルターの近傍に配置され、第１分離部で分離した粗塵を収容する粗塵収容部と、第１分離部の外周側に位置し、ろ過フィルターを介して第１分離部と連通する外周吸引通路を備える。さらに、集塵装置は、ケース上部の上方に配置され、外周吸引通路と連通し、粗塵を分離した空気から細塵を遠心分離する第２遠心分離部と、第２遠心分離部で遠心分離した細塵を溜める細塵溜め部を備える。
【０００８】
この構成によれば、集塵装置の構成により、吸い込まれた粗塵が旋回動作して、塊となる。そのため、塵埃の排出が容易で、ろ過フィルターの目詰まりや、塵埃の舞い上がりを低減できる。これにより、使い勝手の向上した電気掃除機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における電気掃除機の全体斜視図である。
【図２】図２は、同電気掃除機の掃除機本体の中央断面の模式図である。
【図３】図３は、同電気掃除機の集塵装置の全体斜視図である。
【図４】図４は、同電気掃除機の集塵装置の断面の模式図である。
【図５Ａ】図５Ａは、同電気掃除機の集塵装置における旋回気流および塵埃の挙動を示す平面模式図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、同電気掃除機の集塵装置における旋回気流および塵埃の挙動を示す斜視模式図である。
【図６】図６は、同電気掃除機の集塵装置から取り出した塵埃の塊の状態を示す図である。
【図７】図７は、同電気掃除機の集塵装置の旋回部および遠心分離部蓋の分解図である。
【図８】図８は、同電気掃除機の集塵装置の旋回部と遠心分離部蓋を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１１】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態の電気掃除機について、図１から図８を参照しながら、説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態における電気掃除機の全体斜視図である。図２は、同電気掃除機の掃除機本体の中央断面の模式図である。図３は、同電気掃除機の集塵装置の全体斜視図である。図４は、同集塵装置の断面の模式図である。図５Ａは、同集塵装置における旋回気流および塵埃の挙動を示す平面模式図である。図５Ｂは、同集塵装置における旋回気流および塵埃の挙動を示す斜視模式図である。図６は、同集塵装置から取り出した塵埃の塊の写真を示す図である。図７は、同集塵装置の旋回部および遠心分離部蓋の分解斜視図である。図８は、同集塵装置の旋回部と遠心分離部蓋を示す斜視図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施の形態の電気掃除機１００は、掃除機本体１と、ホース３と、接続パイプ４と、延長管５と、吸込具６などを含む。ホース３は、掃除機本体１の前方に設けた吸入口２に接続される。接続パイプ４は、ホース３の先端に設けられる。延長管５は、接続パイプ４に接続される。吸込具６は、延長管５の先端に設けられ、底面に塵埃を吸引する開口部（図示せず）を有する。掃除機本体１は、塵埃を吸引する吸引風を発生させる電動送風機７（図２参照）を内蔵し、塵埃を集塵する集塵装置８が搭載される。
【００１４】
また、掃除機本体１は、図２に示すように、掃除機本体１の下面を形成する下枠体９と、掃除機本体１の上面を形成する上枠体１０などを含む。下枠体９と上枠体１０とは、図示しない爪嵌合やネジなどによって結合される。掃除機本体１の上枠体１０は、上部に、集塵装置８を着脱自在に搭載する。集塵装置８は、掃除機本体１が設置される被清掃面（水平面）に対して、所定の角度で傾斜した状態で着脱自在に、上枠体１０に取り付けられる。集塵装置８は、後述するように、塵埃を含む空気から、ろ過分離と遠心分離により塵埃を捕集する。
【００１５】
なお、本実施の形態の電気掃除機１００の集塵装置８は、掃除機本体１の走行方向（吸入口２側）に対し、後方側が、例えば略４５度（４５度を含む）、上方に傾斜した状態で、掃除機本体１の上枠体１０に取り付けられる。
【００１６】
下枠体９は、前方側の下面に、回動自在に取り付けられる走行用のキャスター１１を備える。さらに、下枠体９は、後方側の左右両側面に、少なくとも前後方向に沿って走行可能に構成される走行用の車輪１２を備える。
【００１７】
なお、以降では、前後方向および左右方向を、使用時における掃除機本体１の走行方向を基準として説明する。つまり、前後方向とは、掃除機本体１の走行方向に沿った方向である。一方、左右方向とは、掃除機本体１の後面（排気口２０側）から前方に向かって、右側が右方向、その反対が左方向である。
【００１８】
図２に示すように、電動送風機７は、電動送風機ケース１３に内包される。このとき、電動送風機７は、吸引口１４が、掃除機本体１に対して鉛直上方向になるように配置される。また、電動送風機７の吸引口１４の鉛直上方向には、フィルター部１５を収容するフィルターケース１６が配置される。電動送風機ケース１３とフィルターケース１６とは、図示しない爪嵌合やネジなどによって結合される。
【００１９】
集塵装置８の外郭は、図３から図５Ｂに示すように、集塵容器１７と、上蓋１８と、底蓋１９などから構成される。集塵容器１７は、吸気口２６から吸引した塵埃を捕集する。上蓋１８は、集塵容器１７の上面を覆い、集塵容器１７に着脱自在に配設される。底蓋１９は、集塵容器１７の下面を覆い、集塵容器１７に回動自在に軸支される。
【００２０】
上蓋１８は、掃除機本体１に接続される排気口２０と、略円筒形状（円筒形状を含む）の側壁２１および天面（図示せず）などを含む。上蓋１８の排気口２０は、集塵装置８内部の空気を排出する。
【００２１】
また、上蓋１８は、持ち運び用の把手部２２と、それを軸支する把手部おさえ２３と、飾り板２４と、尾錠２５などを含む。尾錠２５は、側壁２１の２箇所に設けられ、上蓋１８を軸支する。これにより、尾錠２５は、上蓋１８を集塵容器１７に保持固定する。
【００２２】
以上のように、本実施の形態の電気掃除機１００は構成される。
【００２３】
以下に、上記構成の電気掃除機１００の動作および作用について、説明する。
【００２４】
まず、使用者が、電気掃除機１００のスイッチ（図示せず）をオンすると、電動送風機７が駆動され、吸引風を発生する。これにより、床面などの被清掃面上の塵埃などが空気とともに、吸込具６の開口部から吸い込まれる。吸込具６から吸い込まれた塵埃が混ざった空気は、延長管５およびホース３などを介して、掃除機本体１の前方に設けた吸入口２から掃除機本体１に吸い込まれる。掃除機本体１に吸い込まれた空気は、集塵容器１７に配置された吸気口２６から、略円筒形状（円筒形状を含む）の集塵容器１７内へ吸い込まれる。このとき、吸気口２６は、図５Ａに示す円筒状の集塵容器１７の円周断面の接線方向に沿うように集塵容器１７に設けられる。
【００２５】
以上のように、電気掃除機１００は動作して、塵埃などが集塵装置８内に吸い込まれる。
【００２６】
また、本実施の形態の集塵装置８は、図３に示すように、集塵容器１７の高さ方向の中央部分の外周側に、上記吸気口２６と、ブラシ保持部２８などを備える。吸気口２６は、吸込具６を介して吸引した塵埃を集塵容器１７内に導く。ブラシ保持部２８は、お手入れブラシ２７を保持する。お手入れブラシ２７は、集塵容器１７の内部を清掃するために使用される。
【００２７】
底蓋１９は、集塵容器１７の吸気口２６と反対側に設けられたヒンジ部２９（図４参照）を介して、集塵容器１７に回動可能に支持される。底蓋１９は、吸気口２６側に設けられた係止部３０を介して、集塵容器１７に係止される。このとき、底蓋１９は、底蓋パッキン３１を介して集塵容器１７に係止される。底蓋パッキン３１は、係止部３０で係止した状態において、底蓋１９と集塵容器１７とを、エアータイト（気密性が保持）に維持する。
【００２８】
なお、底蓋１９は、係止部３０の回動動作により、ロックが外れて開閉可能に構成される。つまり、使用者が、図３に示す操作レバー３２を押し下げると、係止部３０のロックが外れ、底蓋１９が開く。これにより、集塵容器１７内に蓄積された塵埃などが排出される。
【００２９】
また、本実施の形態の集塵容器１７は、内部に、図４に示すように、略同心円状（同心円状を含む）に、上段から順にケース上部３７、略円筒形状（円筒形状を含む）の第１分離部３３、粗塵収容部３８などの複数の中空円筒が、上下多段に連ねた状態で配置される。
【００３０】
第１分離部３３は、内筒枠３４と、内筒枠３４にある内筒開口部（図示せず）を覆う、ろ過フィルター３６を含む。
【００３１】
ケース上部３７は、上述した塵埃を含む空気を導入する吸気口２６を備える。吸気口２６は、ケース上部３７の内部に設けた中空円筒３９に対して、偏心した位置に配設される。そのため、吸気口２６から流入する空気は、中空円筒３９の円周断面の接線方向に沿う気流を生じる。つまり、吸気口２６からケース上部３７の中空円筒３９内に流入する空気は、中空円筒３９の内周面に沿って流れる。これにより、図５Ａに示すように、吸気口２６に流入する直線的に流れる気流が、中空円筒３９により、旋回気流に変わる。そのため、本実施の形態では、吸気口２６を、側壁が略円筒形状（円筒形状を含む）である中空円筒３９の内周接線方向に配設している。これにより、中空円筒３９内で、旋回気流を発生させることができる。
【００３２】
なお、吸気口２６を、上述の偏心位置ではなく、円筒状の集塵容器１７の中央（中心）に向けて配置してもよい。この場合、吸気口２６の集塵容器１７の内部側に、旋回気流を発生させる、例えば案内路やガイドなどの構成を設けることが好ましい。
【００３３】
第１分離部３３は、内部に、中空部４０を有し、ケース上部３７の下方に配置される。第１分離部３３は、さらに、ケース上部３７の中空円筒３９の外径と、外周を一致させた、ろ過フィルター３６を含む。ろ過フィルター３６は、外周全面、すなわち、側周面に、複数の通気孔を備える。通気孔は、後述するように、塵埃中の粗塵が粗塵収容部３８で捕集された後の空気を、排出する。通気孔から排出された空気は、ろ過フィルター３６の外周側と、集塵容器１７との間に形成される外周吸引通路４１を介して、上方に向かって流れる。
【００３４】
ここで、本実施の形態のろ過フィルター３６は、以下の方法により形成される。
【００３５】
まず、例えば厚さ０．１５ｍｍの金属板をエッチング加工により、約０．２ｍｍ径の複数の通気孔を形成する。つぎに、後加工として、電解研磨処理を行う。これにより、圧延形成で生じる金属板表面の粗さ、および、エッチング加工で生じた通気孔間口のエッヂ、通気孔内面の加工粗さを、例えばミクロンオーダーまで平坦化させる。つまり、ろ過フィルター３６は、上記方法により複数の通気孔が形成された金属フィルターで構成される。これにより、ろ過フィルター３６の内周面を、塵埃などを含む空気が滑らかに流れる、旋回気流を形成できる。なお、ろ過フィルター３６の素材としては、上記金属板以外に、例えばポリエチレンやポリプロピレンなどの樹脂製や金属製の格子網を用いてもよい。また、第１分離部３３の内筒枠３４の筒自体に小さな孔を形成して、ろ過フィルター３６の代用としてもよい。
【００３６】
以上の方法などにより、ろ過フィルター３６が形成される。
【００３７】
また、集塵装置８の粗塵収容部３８は、図４に示すように、第２中空円筒部３９ａと捕集部３８ａなどを含み、集塵容器１７の最下段に配置される。第２中空円筒部３９ａは、粗塵収容部３８の上部を構成する。第２中空円筒部３９ａの内周は、ろ過フィルター３６の内周と一致するように形成される。捕集部３８ａは、粗塵収容部３８の下部を構成する。捕集部３８ａは、例えば約２０度（水平方向からの角度）の傾斜面４２を有する略逆円錐台状（逆円錐台状を含む）の、例えばカップ状で形成される。つまり、粗塵収容部３８の捕集部３８ａは、円筒状の側面が、下方に向けて縮径するテーパ形状で形成される。
【００３８】
図４および図７に示すように、第２遠心分離部５６は、遠心分離部蓋６１と、細塵を分離する複数の旋回筒部５８を有する旋回部５９などを含む。旋回筒部５８は、例えば略逆円錐台状（逆円錐台状を含む）で形成される。第２遠心分離部５６は、第１分離部３３の上方に配置される。旋回筒部５８は、第１分離部３３を通過した空気に含まれる細塵を、空気と細塵に分離する。つまり、旋回筒部５８には、ろ過フィルター３６の通気孔から排出される、第１分離部３３を通過した細塵を含む空気が、外周吸引通路４１を通って、流入する。
【００３９】
細塵溜め部５７は、第２遠心分離部５６の旋回筒部５８の下方、かつ、集塵容器１７のケース上部３７の上方に、配置される。細塵溜め部５７は、第２遠心分離部５６の旋回筒部５８で分離された細塵を溜める。細塵溜め部５７は、粗塵収容部３８の捕集部３８ａと同様に、略逆円錐台状（逆円錐台状を含む）の、例えばカップ状に形成される。細塵溜め部５７は、第２遠心分離部５６と着脱可能に配設される。
【００４０】
つまり、第１分離部３３を通過した細塵を含んだ空気は、第２遠心分離部５６の旋回筒部５８内を旋回しながら下方に流れ、細塵が遠心分離される。分離された細塵は、旋回筒部５８の下方に配設された細塵溜め部５７に落下し、蓄積される。細塵が分離された空気は、後述する第２遠心分離部５６の円筒部６０を介して、集塵装置８の排気口２０から排出される。排出された空気は、図２に示すフィルター部１５を通過し、電動送風機７の吸引口１４から吸引される。吸引された空気は、掃除機本体１から外部に排気される。
【００４１】
以下に、第２遠心分離部５６の構成について、図７および図８を用いて、より詳しく、説明する。
【００４２】
第２遠心分離部５６は、図７および図８に示すように、上述した旋回部５９と遠心分離部蓋６１との組み合わせにより、構成される。
【００４３】
旋回部５９は、例えば８つ連なって構成される、略円錐形状（円錐形状を含む）の旋回筒部５８を含む。旋回部５９は、集塵容器１７と、略同心円状（同心円状を含む）に配置される。
【００４４】
遠心分離部蓋６１は、上記旋回筒部５８に対応する、例えば８つの円筒部６０を含む。遠心分離部蓋６１は、第２遠心分離部５６の旋回部５９の天面５９ａを覆うように組み合わされる。８つの円筒部６０は、旋回部５９の８つの旋回筒部５８のそれぞれの内部中央に突き出して配設される。円筒部６０は、旋回筒部５８に流入し、細塵が分離された空気を上方に向かって排出する。
【００４５】
旋回部５９は、中央に、１つの分流穴６２を含む。分流穴６２の外周には、例えば等間隔で、上記８つの旋回筒部５８が配置される。旋回部５９は、それぞれの旋回筒部５８に接線方向から空気などが流入する、８つの上部切欠き口６３を含む。上部切欠き口６３は、分流穴６２から８つの旋回筒部５８内に流入する空気の流れに、旋回気流を発生させる。
【００４６】
一方、遠心分離部蓋６１側には、旋回部５９に設けた８つの上部切欠き口６３と組み合わされる部分に、螺旋状傾斜部６４を備える。
【００４７】
そして、旋回部５９の上部切欠き口６３と、遠心分離部蓋６１の螺旋状傾斜部６４とを組み合わせることにより、旋回筒部５８内へ気流を導く、８つの流入口６５が形成される。なお、螺旋状傾斜部６４は、遠心分離部蓋６１の円筒部６０の外周壁６０ｃに、例えば一体成型などにより、形成される。
【００４８】
以上の構成により、第２遠心分離部５６へ流入した、細塵などを含む空気は、まず、８つの流入口６５から吸い込まれる。吸い込まれた細塵を含む空気は、遠心分離部蓋６１に設けた螺旋状傾斜部６４に沿って、旋回筒部５８の接線方向から流入する。これにより、旋回筒部５８内に下降する旋回気流が発生する。流入した細塵を含む空気は、下降する旋回気流により遠心分離され、空気から細塵が分離される。そして、分離された細塵は、第２遠心分離部５６の下方に配置される細塵溜め部５７へ運ばれ、堆積される。
【００４９】
細塵溜め部５７は、図４に示すように、第２遠心分離部５６の下方に、ケース上部３７と、略同心円状（同心円状を含む）で配置される。細塵溜め部５７は、上述したように、略逆円錐台形状（逆円錐台形状を含む）の、例えばカップ状で形成される。そして、細塵溜め部５７は、第２遠心分離部５６および集塵容器１７のケース上部３７と、例えば嵌め合いなどにより固定される。
【００５０】
また、細塵溜め部５７は、カップ状の下方側において、ケース上部３７の円周断面の外周よりも内側に、ケース上部３７を開閉可能に連通させる開閉口６９を備える。具体的には、本実施の形態では、上下に可動可能な可動板６８を、細塵溜め部５７の底板として、用いる。これにより、細塵溜め部５７の開閉口６９は、底板を構成する可動板６８が、ケース上部３７に対して、開閉可能に配置される。
【００５１】
さらに、細塵溜め部５７は、側面から底面にかけて、上述したように、略逆円錐台形状（逆円錐台形状を含む）の、例えばカップ状で形成される。このとき、本実施の形態の可動板６８は、中心から外周に向かって鉛直方向の下方に傾斜する傾斜部６８ｂを有する。そのため、第２遠心分離部５６で分離された細塵は、可動板６８に落下した際、後述する傾斜部６８ｂにより、可動板６８の外周部付近の細塵溜め部５７内に堆積する。
【００５２】
可動板６８は、中心部に、図４に示すように、駆動軸６８ａを備える。駆動軸６８ａの一端は、第２遠心分離部５６を連通し、上蓋１８と同列（同一面）の位置に配置される押しボタン２２ａと締結される。駆動軸６８ａの他端は、図示しないネジなどで、可動板６８と締結される。
【００５３】
そして、使用者が押しボタン２２ａを押し下げると、駆動軸６８ａを介して、図４に一点鎖線の三角形で示すように、可動板６８が下がる。これにより、細塵溜め部５７の開閉口６９と可動板６８との間に隙間ができる。そのため、細塵溜め部５７の可動板６８の外周近傍に堆積した細塵は、図４の矢印で示すように、隙間を介して、下方に配置される第１分離部３３の中空部４０に落下する。なお、可動板６８は、通常、例えばパッキン（図示せず）を介して、細塵溜め部５７の開閉口６９を閉塞する。これにより、第１分離部３３と細塵溜め部５７との空間の気密性が保持される。
【００５４】
つまり、第２遠心分離部５６で遠心分離された細塵は、細塵溜め部５７に落下し、堆積する。このとき、細塵溜め部５７の底部を構成する可動板６８は、表面粗さが、第２遠心分離部５６を構成する各部品の表面粗さよりも細かくなるように形成される。そのため、可動板６８の摩擦係数が減少し、細塵に対する、可動板６８表面の滑り性能が向上する。これにより、第２遠心分離部５６から落下した細塵は、可動板６８の傾斜部６８ｂの表面をスムーズに滑り、傾斜部６８ｂの途中に残留することなく、細塵溜め部５７の可動板６８の外周近傍に堆積する。
【００５５】
なお、上記可動板６８の表面粗さを細かくする方法としては、通常、表面処理を行う方法がある。具体的には、例えば塗装やメッキ処理、アルマイトなどの方法があるが、表面の面粗度を改善する方法であれば、特に、これらの方法に限定されない。これらの表面処理により、細塵に対する、表面粗さによる滑り性が向上する。その結果、上述したように、第２遠心分離部５６から落下した細塵が、可動板６８の表面を滑り易くなる。
【００５６】
また、本実施の形態では、可動板６８の傾斜部６８ｂの傾斜角度を、例えば６０度以下になるように設定している。なお、傾斜角度は、可動板６８の中央部の最上端（駆動軸６８ａとの締結近傍）を基点に、駆動軸６８ａの軸方向の仮想の線分と、傾斜部６８ｂの傾斜面とで形成される鋭角側の角度で定義される。これにより、傾斜する可動板６８の軸方向の長さが短くなるため、第２遠心分離部５６の軸方向の長さを短くできる。そのため、集塵装置８の長手方向の長さを短くできる。その結果、電気掃除機１００を小型化できる。
【００５７】
また、上蓋１８は、後方側に、図４に示すように、遠心分離部蓋６１の上方と上蓋１８の内壁とで形成される空間と、電動送風機７と連通する排気口２０が形成される。このとき、集塵装置８内において、上蓋１８に形成された排気口２０の付近は、電動送風機７からの吸引圧力が最も高い領域となる。そのため、排気口２０に近い旋回筒部５８と、排気口２０から遠い旋回筒部５８とでは、それぞれの位置において、流れる風量（吸引風量）が、不均一となる。
【００５８】
そこで、本実施の形態では、図８に示すように、上蓋１８の天面側に向かって突出する、遠心分離部蓋６１の円筒部６０の高さと直径を変えている。これにより、それぞれの旋回筒部５８に流れる風量が、均一になるように、調整している。具体的には、図８に示すように、第２遠心分離部５６の８つの円筒部６０を、例えば４つの円筒部６０ａと、４つの円筒部６０ｂの２群で構成している。円筒部６０ｂの１群は、吸引圧力が高い排気口２０近くに配置される。円筒部６０ａの１群は、吸引圧力が低い排気口２０から遠くに配置される。このとき、円筒部６０ｂの直径を、円筒部６０ａの直径よりも小さく形成する。さらに、円筒部６０ｂの突出高さを、円筒部６０ａの突出高さよりも、例えば５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で高く形成し、上蓋１８の天面と円筒部６０ｂとの距離を短くする。これにより、円筒部６０ｂ側に流れる通気圧損が増える。そのため、排気口２０から遠くに位置する円筒部６０ａと、近くに位置する円筒部６０ｂとの圧力差が小さくなる。その結果、それぞれの旋回筒部５８に流れる風量を、より均一にできる。
【００５９】
つまり、風量が多くなる旋回筒部５８側の円筒部６０ｂの高さを高くし、上蓋１８の天面との距離を短くする。これにより、風量が大きい旋回筒部５８側の円筒部６０ｂに通気圧損を加えて、風量が小さい旋回筒部５８側の円筒部６０ａとの圧力差が小さくなるように調整する。その結果、並列に配置された複数の旋回筒部５８の円筒部６０に流れる風量が、より均一になり、円筒部６０ａと円筒部６０ｂの各々に流れる風量の偏りが無くなる。これにより、第２遠心分離部５６における、空気に含まれる塵埃の分離性能の低下を防ぐとともに、風切音の発生が抑制される。
【００６０】
また、本実施の形態では、さらに、それぞれの円筒部６０の直径を変えることにより開口面積を変えて、複数の旋回筒部５８への風量の均一化を図っている。これにより、第２遠心分離部５６に並列に配置された複数の旋回筒部５８に流れる風量を、より均一にできる。
【００６１】
さらに、本実施の形態では、図７に示すように、円筒部６０の下端に、整流リブ７６を設けている。整流リブ７６は、円筒部６０内を旋回する気流の旋回を遮断するように、例えば円筒部６０の直径方向に設けられる。整流リブ７６は、旋回部５９を通じて円筒部６０から上方に空気を排出する際に発生する、気流の乱れを抑制する。これにより、第２遠心分離部５６における細塵分離性能を高めることができる。
【００６２】
また、上述した旋回筒部５８の円筒部６０の構成により、集塵装置８を、掃除機本体１に傾斜状態で搭載した場合でも、それぞれの旋回筒部５８の風量を均一にできる。そのため、第２遠心分離部５６による遠心分離の際に、円筒部６０の中央部で生じる上昇気流による細塵溜め部５７に溜まる細塵の巻き上げを抑制できる。その結果、細塵の旋回筒部５８への逆流を抑制できる。
【００６３】
また、図４に示すように、細塵溜め部５７と第２遠心分離部５６の旋回筒部５８の端部との間に移送部パッキン７７を取り付けている。移送部パッキン７７は、細塵溜め部５７と第２遠心分離部５６の旋回筒部５８の端部との気密性を保持するとともに、細塵の集塵容器１７内への逆流を防止する。
【００６４】
以上のように、本実施の形態の電気掃除機１００の集塵装置８が構成される。
【００６５】
以下に、上記構成を備える電気掃除機１００の集塵装置８の動作および作用について、説明する。
【００６６】
まず、使用者により、電動送風機７の運転が開始されると、吸引気流が発生する。吸引気流により、被清掃面上の塵埃などが、吸込具６の開口部から吸い込まれる。吸い込まれた塵埃を含んだ空気は、延長管５、ホース３を経由して、掃除機本体１の吸気口２６から集塵装置８内に吸い込まれる。
【００６７】
このとき、上述したように、集塵容器１７を構成するケース上部３７は、塵埃を含む空気を導入する吸気口２６を備える。吸気口２６は、ケース上部３７内の中空円筒３９に対して、中空円筒３９の円周断面の接線方向から気流が流入するように、偏心した位置に配置されている。そのため、吸気口２６からケース上部３７の中空円筒３９内に流入した空気は、中空円筒３９の内周面に沿って流れる。これにより、吸気口２６から直線的に流入した空気の流れが、中空円筒３９の内周面に沿って流れる旋回気流に変わる。
【００６８】
また、ケース上部３７の下方に配置した第１分離部３３は、内部に、中空部４０と、複数の通気孔を有するろ過フィルター３６を備える。ろ過フィルター３６の外周側には、上方の第２遠心分離部５６に空気が流れる空間として、外周吸引通路４１が形成される。
【００６９】
さらに、集塵容器１７は、最下段、かつ、ろ過フィルター３６の近傍に粗塵収容部３８が配置される。粗塵収容部３８は、第２中空円筒部３９ａと、その下方に約２０度の傾斜面４２を形成した逆円錐台形状のカップ状の捕集部３８ａを備える。そして、粗塵収容部３８は、旋回気流に沿って流れる塵埃を含む空気から、ろ過フィルター３６により、例えば綿ゴミを主とした粗い塵埃と、細塵を含む空気とに遠心分離し、粗塵を収容する。
【００７０】
ここで、粗塵収容部３８に収容される塵埃の挙動について、図５Ａおよび図５Ｂを用いて、説明する。
【００７１】
図５Ａおよび図５Ｂに示すように、分離された綿ゴミを主とした塵埃は、集塵容器１７の下方の粗塵収容部３８の空間に蓄積していく。
【００７２】
そして、吸気口２６から流入した塵埃を含んだ空気は、ケース上部３７で旋回気流成分が与えられる。旋回気流成分により、塵埃を含んだ空気は、ろ過フィルター３６（図４参照）の滑らかな表面を旋回下降しながら、粗塵収容部３８へと導かれる。
【００７３】
その後、塵埃を含んだ空気は、粗塵収容部３８の捕集部３８ａの側面形状である傾斜面４２と、ろ過フィルター３６の中空部４０（図４参照）で生じる旋回気流によって、塵埃自身がスピンして転がり続ける。
【００７４】
つぎに、粗塵収容部３８に順次流入する塵埃は、スピンしている塵埃に巻き込まれ、互いに絡み合う。例えば、特に、髪の毛などの糸くずは、糸巻きのように塵埃に巻き付く。そのため、図６に示すように、塵埃は、例えばマリモのようなボール状の塊となって、しだいに膨れ上がっていく。
【００７５】
そして、塵埃が互いに絡み合うことにより、塵埃がバラけることがなくなる。これにより、絡み合った状態で塵埃を、集塵装置８から、簡単に捨てることができる。
【００７６】
また、ボール状の塵埃の塊は、ろ過フィルター３６の表面に沿って旋回する。そのため、ろ過フィルター３６の表面に付着している塵埃は、ボール状の塵埃の塊と絡み合いながら、取り除かれる。これにより、塵埃を捨てる際に、ろ過フィルター３６の表面に張り付いた塵埃を取り除く作業などが、不要になる。
【００７７】
また、第１分離部３３は、上述したように、毛髪などの毛足の長い塵埃が絡まる、内筒などの筒がない。そのため、塵埃を捨てる際に、絡みついた塵埃を除去する作業も不要になる。
【００７８】
そして、ろ過フィルター３６の通気孔より大きい塵埃である粗塵は、ボール状の塵埃の塊として、粗塵収容部３８へ収容される。一方、分離されたろ過フィルター３６の通気孔より小さい細塵を含む空気は、通気孔から外周吸引通路４１を経由して、第２遠心分離部５６へ流入する。
【００７９】
このとき、ろ過フィルター３６を有する第１分離部３３は、ケース上部３７の下方に配置される。そのため、吸気口２６から流入する気流は、下降する旋回気流となる。これにより、第１分離部３３で分離された粗塵は、下側に位置する有底状の粗塵収容部３８に安定して捕集される。
【００８０】
また、通気孔を有する、ろ過フィルター３６を、第１分離部３３の外壁面に設けている。これにより、第１分離部３３から排気される空気は、第１分離部３３の径方向における内側から外側へ向かうように流れる。そのため、分離された粗塵は、ろ過フィルター３６の内周面に押し付けられる。しかし、押し付けられた粗塵は、上述したように、塊状態で旋回する粗塵と接触し、ろ過フィルター３６から確実に絡め取られる。
【００８１】
また、粗塵収容部３８は、第１分離部３３の下方、かつ、ろ過フィルター３６の近傍に配置される。そのため、第１分離部３３で分離した塵埃が少量の塊の状態でも、塵埃の塊が、ろ過フィルター３６の表面に届きやすくなる。これにより、ろ過フィルター３６に絡みつく塵埃を、より確実に絡め取ることができる。
【００８２】
また、第２遠心分離部５６は、第１分離部３３の上方に配置され、細塵を分離する、複数の旋回筒部５８を含む。旋回筒部５８は、ろ過フィルター３６の通気孔から排出され、外周吸引通路４１を通り、第１分離部３３を通過した空気に含まれる細塵を分離する。細塵溜め部５７は、第２遠心分離部５６の下方に配置され、第２遠心分離部５６で分離した細塵を溜める。
【００８３】
このとき、堆積した細塵は、細塵溜め部５７を取り外すことにより、直接、細塵溜め部５７から細塵を排出することができる。これにより、粗塵と細塵が混ざることを防止できる。その結果、粗塵と細塵との混ざりにより発生する細塵の舞い上がりを防いで、細塵による、人や衣服への付着や、ゴミ箱周囲の汚れを抑制できる。
【００８４】
つぎに、第２遠心分離部５６を通過した塵埃を含まない空気は、旋回筒部５８の内部に突き出して配置される遠心分離部蓋６１の円筒部６０から流出する。流出した空気は、上蓋１８に配設された排気口２０および、フィルター部１５を通過し、電動送風機７の吸引口１４へ吸引される。吸引された空気は、掃除機本体１の外に排気される。
【００８５】
また、集塵装置８の集塵容器１７から塵埃を外部に排出する場合、使用者は、押しボタン２２ａを押し下げる。このとき、押しボタン２２ａに締結された駆動軸６８ａを介して、可動板６８が下がり、細塵溜め部５７の開閉口６９が開放される。これにより、細塵溜め部５７に堆積した細塵は、開閉口６９から、下方にある第１分離部３３の中空部４０を介して、粗塵収容部３８に落下する。
【００８６】
つぎに、使用者は、操作レバー３２を下方に摺動させる。これにより、底蓋１９に設けた係止部３０のロックが外れ、集塵容器１７との係止が解除される。そして、底蓋１９がヒンジ部２９を基点に回動し、集塵容器１７が開放される。これにより、集塵容器１７の下方の粗塵収容部３８や細塵溜め部５７に蓄積した塵埃が、集塵装置８の外部へ排出される。つまり、使用者は、塵埃を捨てる際に、操作レバー３２の操作により、細塵溜め部５７を上下反転させることなく、堆積した細塵を排出できる。そのため、細塵の周囲への飛散を、より確実に抑制できる。
【００８７】
なお、本実施の形態では、塵埃を排出する動作において、押しボタン２２ａを押して、可動板６８を下方に動かし、開閉口６９を開放して、細塵溜め部５７から細塵を粗塵収容部３８に落下させる構成を例に説明したが、これに限られない。例えば、押しボタン２２ａを引き上げて、可動板６８を引き上げる構成でもよい。また、押しボタン２２ａを回転させて、可動板６８を回転させる構成でもよい。さらに、押しボタン２２ａの押し下げや引き上げ動作で、可動板６８を回転させる構成でもよい。
【００８８】
また、本実施の形態では、可動板６８を、上下に可動させる構成を例に説明したが、これに限られない。例えば、押しボタン２２ａ、駆動軸６８ａと連動して、可動板６８を旋回させ、遠心力により細塵を落下させる構成としてもよい。これにより、可動板６８上に溜まった細塵を、さらに容易に落とすことができる。また、駆動軸６８ａを上下に動かして、可動板６８に振動を与え、可動板６８から細塵を落とす構成としてもよい。具体的には、例えば駆動軸６８ａに溝を構成して、可動板６８が溝を通過する際に、可動板６８に振動を起こす構成としてもよい。さらに、塵埃を排出する動作の順序や方法は、上記方法などに限定されず、塵埃を排出する構成であれば、任意の構成を採用できる。
【００８９】
また、分離された細塵が少量の場合、粗塵のみを操作レバー３２を可動して排出すればよい。
【００９０】
また、操作レバー３２を可動し、粗塵を排出した後に、押しボタン２２ａを押し下げ、細塵を排出してもよい。これにより、細塵と粗塵との混ざりによる、細塵の舞い上がりを減らすことができる。つまり、使用者が、細塵と粗塵の排出のタイミングをコントロールすることにより、周囲への細塵などの塵埃の舞い散りを低減できる。
【００９１】
また、本実施の形態では、旋回部５９に８つの旋回筒部５８を設けた構成を例に説明したが、これに限られない。旋回筒部５８の数は、８個に限定されるものでなく、２個以上であれば、任意の数でよい。これにより、同様な効果が得られる。
【００９２】
なお、本実施の形態の集塵装置８は、基本的に、使用時においては、すべての塵埃をろ過分離と遠心分離して捕集することができる。しかし、電動送風機７の起動時や運転終了時などにおいて、第１分離部３３や第２遠心分離部５６に流入する空気量が不安定な状態の場合がある。この場合、集塵装置８のろ過分離および遠心分離できなかった塵埃を含んだ空気の一部が、電動送風機７に吸い込まれる虞がある。
【００９３】
そこで、本実施の形態の集塵装置８は、集塵装置８の排気口２０と電動送風機７の吸引口１４との吸引経路の途中に、フィルター部１５を設けている。これにより、塵埃を含んだ空気の電動送風機７内への吸い込みを確実に防止できる。その結果、電動送風機７の不具合の発生を未然に防止できる。このとき、フィルター部１５の濾材として、ＨＥＰＡフィルターなどを採用してもよい。これにより、より高い集塵捕集性能や、より清浄な空気の排気を実現できる。
【００９４】
以上で説明したように、本発明の電気掃除機は、少なくとも集塵装置を含む。集塵装置は、塵埃を含んだ空気を吸気口から吸引し、旋回気流を生じさせる側壁を有する実質的に円筒形状のケース上部と、ケース上部の下方に配置され、側周面に通気孔を有する実質的に円筒形状のろ過フィルターにより、塵埃を含んだ空気から粗塵を分離する第１分離部を備える。また、集塵装置は、第１分離部の下方、かつ、ろ過フィルターの近傍に配置され、第１分離部で分離した粗塵を収容する粗塵収容部と、第１分離部の外周側に位置し、ろ過フィルターを介して第１分離部と連通する外周吸引通路を備える。さらに、集塵装置は、ケース上部の上方に配置され、外周吸引通路と連通し、粗塵を分離した空気から細塵を遠心分離する第２遠心分離部と、第２遠心分離部で遠心分離した細塵を溜める細塵溜め部を備える。
【００９５】
この構成によれば、吸気口から流入した塵埃を含んだ空気は、ケース上部で旋回気流成分が与えられ、ろ過フィルターの表面を旋回下降しながら粗塵収容部へと導かれる。塵埃を含んだ空気は、粗塵収容部と、ろ過フィルターの中空部とで生じている旋回気流によって、塵埃はスピンしながら転がり続ける。その後、順次流入する塵埃は、スピンしている塵埃に巻き込まれる。そして、例えばマリモのようなボール状の塊で、しだいに膨れ上がっていく。そのため、髪の毛などの糸くずでも、糸巻きのような塊となった塵埃に巻き付く。これにより、塵埃がバラけることを抑制して、塊の状態で排出できる。
【００９６】
このとき、旋回気流により、塵埃を互いに絡み合わせることで、第１分離部の側壁に毛髪などの長い塵埃が絡みつくことを抑制できる。さらに、塊となった塵埃は、ろ過フィルターの表面を旋回しながら、ろ過フィルターの表面の塵埃を絡み取る。そのため、ろ過フィルターに張り付いた塵埃の取り除く作業回数などを、減らすことができる。
【００９７】
また、ろ過フィルターを通過した比較的細かい塵埃である細塵は、第２遠心分離部で遠心分離され、細塵溜め部に堆積して溜まる。これにより、粗塵と細塵が混ざることにより発生する細塵の舞い上がりを抑制できる。その結果、舞い上がる粗塵による人や衣服への付着や、ゴミ箱周囲の汚れを、効果的に抑制できる。
【００９８】
また、本発明の電気掃除機は、粗塵収容部が、側面が下方に向けて傾斜する傾斜面を有する。これにより、傾斜面に沿って、塵埃の塊は様々な方向に転がりやすくなる。そのため、塵埃はより互いに絡み合い、まとまった塊となる。その結果、塵埃をバラけることなく、塊の状態で容易に捨てることができる。
【００９９】
また、本発明の電気掃除機は、細塵溜め部が、ケース上部と第２遠心分離部との間に配置され、ケース上部の円周断面の外周よりも内側に、ケース上部と開閉可能に連通する開閉口を有する。これにより、細塵を、細塵溜め部から第１分離部に向けて落下させて、粗塵収容部に収容する。そして、底蓋の開放により、細塵を、粗塵収容部から外部へ排出できる。そのため、塵埃を捨てる際に、細塵溜め部を上下反転に回転させずに、堆積した細塵を排出できる。その結果、周囲への細塵の飛散が少ない、衛生的な電気掃除機を提供できる。
【０１００】
また、本発明の電気掃除機は、開閉口が、駆動軸を介して締結される可動式の底板により構成される。
【０１０１】
この構成によれば、駆動軸は、電気掃除機の外側面に配置された把手部や押しボタンなどの部品に連結される。そのため、連結された部品の操作により、底板を動かして細塵を排出できる。つまり、細塵の排出タイミングを、使用者がコントロールできる。そのため、周囲への細塵の舞い散りを低減できる。これにより、衛生的な電気掃除機を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、塵埃を捨てる際における、塵埃の舞い散りの防止や、簡単な排出処理が要望される家庭用電気掃除機だけでなく、業務用電気掃除機などさまざま種類の掃除機に適用できる。
【符号の説明】
【０１０３】
１    掃除機本体
２    吸入口
３    ホース
４    接続パイプ
５    延長管
６    吸込具
７    電動送風機
８    集塵装置
９    下枠体
１０    上枠体
１１    キャスター
１２    車輪
１３    電動送風機ケース
１４    吸引口
１５    フィルター部
１６    フィルターケース
１７    集塵容器
１８    上蓋
１９    底蓋
２０    排気口
２１    側壁
２２    把手部
２２ａ    押しボタン
２３    把手部おさえ
２４    飾り板
２５    尾錠
２６    吸気口
２７    お手入れブラシ
２８    ブラシ保持部
２９    ヒンジ部
３０    係止部
３１    底蓋パッキン
３２    操作レバー
３３    第１分離部
３４    内筒枠
３６    ろ過フィルター
３７    ケース上部
３８    粗塵収容部
３８ａ    捕集部
３９    中空円筒
３９ａ    第２中空円筒部
４０    中空部
４１    外周吸引通路（空間）
４２    傾斜面
５６    第２遠心分離部
５７    細塵溜め部
５８    旋回筒部
５９    旋回部
５９ａ    天面
６０，６０ａ，６０ｂ    円筒部
６０ｃ    外周壁
６１    遠心分離部蓋
６２    分流穴
６３    上部切欠き口
６４    螺旋状傾斜部
６５    流入口
６８    可動板（底板）
６８ａ    駆動軸
６８ｂ    傾斜部
６９    開閉口
７６    整流リブ
７７    移送部パッキン
１００    電気掃除機
【図１】
2018146944.tif 000003
【図２】
2018146944.tif 000004
【図３】
2018146944.tif 000005
【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
2018146944.tif 000010
【図８】
2018146944.tif 000011
【国際調査報告】
2018146944.tif 000012
2018146944.tif 000013
2018146944.tif 000014