JP2014079457A - サイクロン式集塵ユニットおよびそれを備える電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】塵埃がダストカップの底に溜まり易くフィルターを目詰まりさせ難い集塵ユニットを提供する。
【解決手段】塵埃を含んだ空気を流入させて内部で旋回させることにより塵埃を遠心分離して底部に溜める有底円筒状のダストカップと、前記ダストカップの上端部に着脱可能なカップカバーおよび前記ダストカップ内の空気の流出口を有する内筒ユニットとを備え、前記ダストカップは、塵埃を含んだ空気を内周に沿って旋回させる両端が開口した円筒状の側壁部材および該側壁部材の下端開口を気密に閉塞するように固定される底部材を有し、前記側壁部材は、その内周が上端側から下端側に向けて末広がりに形成されているサイクロン式集塵ユニット。
【選択図】図２４

Description

この発明は、サイクロン式集塵ユニットおよびそれを備える電気掃除機に関する。

電動送風機を内装する本体部にサイクロン式の集塵ユニットを着脱自在に設けた電気掃除機であって、前記集塵部ユニットが、上面に開口面を有する断面円形の有底筒状に形成されるとともに周面に気流の流入口が設けられたダストカップを含むものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

図２９は、特許文献１に示された従来の電気掃除機の本体を示す側面断面図、図３０はその電気掃除機が備えるサイクロン式集塵ユニットの下部を示す側面断面図である。図２９に示すように、掃除機本体７１２は後部に電動送風機７１６が配され、電動送風機７１６の後方には排気口７１７が開口する。電動送風機７１６の前方には集塵室７１９が設けられ、集塵室７１９内には着脱自在の集塵ユニット７００が配される。集塵ユニット７００の上面はキャップカバー７４０とキャップハンドル７４１で覆われている。キャップハンドル７４１を持ち上げると集塵ユニット７００と掃除機本体７１２との係合が解けて集塵ユニット７００が集塵室７１９から抜ける。
集塵ユニット７００の前部には吸引ホース７１３からの気流が流入する流入口７０１ａが設けられる。集塵ユニット７００の上部背面には塵埃を除去した気流が流出する流出ダクト７０６が設けられる。流出ダクト７０６と電動送風機７１６との間はダクト７１５により連結される。矢印は空気の流れを示す。

図２９および図３０に示すように、集塵ユニット７００は上端が開放された有底円筒状に形成されるとともに周面に気流の流入口７０１ａが設けられたダストカップ７０１を備える。ダストカップ７０１は樹脂（例えばＡＢＳ樹脂）で形成される。ダストカップ７０１の上端は着脱可能なカップカバー７０４で覆われる。カップカバー７０４の内部にはプリーツ状のフィルターを有するフィルターユニット７０５が配される。フィルターユニット７０５は平面視円形で、その上部にはフィルター上部のリブを叩打してフィルターに付着した塵埃を落下させる除塵機構部７０５ａがフィルターに対して回動可能に設けられている。カップカバー７０４の底の中央部には貫通孔が形成され、貫通孔を囲んで内筒７０３が下方へ伸び、内筒７０３の下端にダスト仕切７０２が接続されている。ダスト仕切７０２の下端はダストカップ７０１の底から上方に向けて突出する部分と嵌合する。ダスト仕切７０２および内筒７０３はダストカップ７０１と同軸に配される。内筒７０３の周にはスリット状の流出口７０３ａが形成されている。流出口７０３ａには図示しないメッシュ状のフィルター（以下、メッシュフィルター）が取付けられている。フィルターユニット７０５の上方には流出ダクト７０６が形成されている。

集塵動作中は、流入口７０１ａから塵埃を含んだ空気が流入する。流入した気流はダストカップ７０１の内周側壁部に沿って旋回する。大きな塵埃は旋回時の遠心力で前記内周側壁部に沿って旋回するうちに質量で降下して底部に溜まる。ダスト仕切７０２は底部に溜まった塵埃が舞い上がり流出口７０３ａから流出するのを防止する。旋回した空気は流出口７０３ａを経て内筒７０３を上昇し、フィルターユニット７０５を通過する。大きな塵埃は流出口７０３ａのメッシュフィルターで捕捉され、微細な塵埃はフィルターユニット７０５で捕捉される。フィルターユニット７０５を上方へ通過した気流は流出ダクト７０６に沿って流れの向きを水平方向に変え、図示しない本体側のダクトへと導かれる。
ダストカップ７０１に溜まった塵埃を廃棄するときは、ダストカップ７０１上端を覆うカップカバー７０４を取り外し、ダストカップ７０１の天地を逆にして開口部５０５から塵埃を落下させる。
また、フィルターユニット７０５で捕捉された微細な塵埃がある程度以上蓄積するとフィルターユニット７０５の目詰まりが生じる。蓄積した塵埃を落とすためにフィルターユニットの上部に除塵機構部が設けられている。

特開２０１２−１２０５６１号公報

図３０に示すようにダストカップ７０１は、有底円筒状の樹脂製部材であって、底部から上端へいくに従って径が大きくなるように形成される。
ところが、集塵動作中にダストカップ７０１の側壁部の内周に沿って旋回する塵埃には旋回による遠心力が作用する。側壁部の内周が上端方向に末広がりになるように傾斜していると、その遠心力の側壁部に沿う成分は塵埃をダストカップ７０１の内径がより大きな方向、即ち上端方向へ向けて移動させようとする。側壁部の内周が鉛直方向の場合に比べて塵埃はダストカップ７０１の底部に溜まり難くなり、流出口７０３ａのメッシュフィルターやフィルターユニット７０５が目詰まりし易くなる。

この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、塵埃がダストカップの底に溜まり易くフィルターを目詰まりさせ難い集塵ユニットを提供するものである。

この発明は、塵埃を含んだ空気を流入させて内部で旋回させることにより塵埃を遠心分離して底部に溜める有底円筒状のダストカップと、前記ダストカップの上端部に着脱可能なカップカバーおよび前記ダストカップ内の空気の流出口を有する内筒ユニットとを備え、前記ダストカップは、塵埃を含んだ空気を内周に沿って旋回させる両端が開口した円筒状の側壁部材および該側壁部材の下端開口を気密に閉塞するように固定される底部材を有し、前記側壁部材は、その内周が上端側から下端側に向けて末広がりに形成されていることを特徴とするサイクロン式集塵ユニットを提供する。
さらに、この発明は前記集塵ユニットを備える電気掃除機を提供する。

この発明の集塵ユニットにおいて、ダストカップは塵埃を含んだ空気を内周に沿って旋回させる両端が開口した円筒状の側壁部材および該側壁部材の下端開口を気密に閉塞するように固定される底部材を有し、前記側壁部材は、その内周が上端側から下端側に向けて末広がりに形成されているので、塵埃に作用する遠心力の側壁部に沿う成分がその塵埃を下端側へ移動させるように作用して底部に溜まり易くなる。よって、流出口のフィルターやフィルター部が目詰まりし難くなる。

この発明の実施形態に係る電気掃除機の外観斜視図である。 この発明の実施形態に係る掃除機本体の平面図である。 この発明の実施形態に係る掃除機本体の側面図である。 この発明の実施形態に係る掃除機本体の第１の分解斜視図である（台車と車輪の周辺）。 この発明の実施形態に係る掃除機本体の第２の分解斜視図である（電動送風機周辺）。 この発明の実施形態に係る掃除機本体の第３の分解斜視図である（ダクト周辺）。 この発明の実施形態に係る掃除機本体の第４の分解斜視図である（コードリール周辺）。 図２のＡ−Ａ矢視断面図である。 集塵ユニットを外した状態での図２のＡ−Ａ矢視断面図である。 集塵ユニットを外した状態での図２のＡ−Ａ矢視断面図である。 この発明の実施形態に係る集塵ユニットの外観斜視図である。 この発明の実施形態に係る集塵ユニットの図２に示すＡ−Ａ矢視断面図である。 図８に示す掃除機本体における空気流の流路を示す説明図である。 この発明の実施形態に係るリング状車輪の詳細な構成を示す要部断面図である この発明の実施形態に係る配線板ケースの詳細な構成を示す要部断面図である。 この発明の実施形態に係る集塵ユニットの分解斜視図である。 この発明の実施形態に係る集塵ユニットの側面から見た分解図である。 この発明の実施形態に係る集塵ユニットのカップカバーユニットを開放した状態での側面図である。 この発明の実施形態に係る集塵ユニットのカップカバーユニットを開放した状態での図２に示すＢ−Ｂ矢視断面図である この発明の実施形態に係るフィルターユニットの外観斜視図である。 この発明の実施形態に係るダストカップを構成する側壁部材の外観斜視図で図である。 図２１に示す側壁部材の垂直断面図である。 この発明の実施形態に係るダストカップを構成する底部材の外観斜視図である。 図２１に示す側壁部材と図２３に示す底部材が嵌め合わされた状態の垂直断面図である。 カップカバーユニットを閉じた状態の図１９対応図である。 この発明の実施形態に係る集塵ユニットを下側から見たときの外観斜視図である。 図２０と異なる態様のフィルターユニットの例を示す外観斜視図である。 図２７のフィルターユニットを斜め下方から見た外観斜視図である。 従来の電気掃除機の側面断面図である。 従来の電気掃除機が備えるサイクロン式集塵ユニットの下部を示す側面断面図である。

以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。

〔電気掃除機の全体説明〕
図１はこの発明の実施形態に係る電気掃除機の外観斜視図、図２と図３は図１に示す電気掃除機の掃除機本体の平面図と側面図である。

これらの図に示すように、電気掃除機１は、サイクロン方式の集塵ユニット５００を離脱可能に内蔵した掃除機本体１００と、吸引ホース部３００とを備える。

吸引ホース部３００は、吸引ホース３０１と、延長パイプ３０２と、延長パイプ３０２の先端に接続される吸入部３０３と、手元ハンドル３０４と、手元ハンドル３０４に付設された操作部３０５と、接続部３０６を備える。

吸引ホース３０１は接続部３０６を介して掃除機本体１００の前方に離脱可能に接続され、ユーザーは手元ハンドル３０４を手で保持しながら延長パイプ３０２の先端の吸入部３０３を床面に接触させながら移動させることができる。

掃除機本体１００は両側面に一対のリング状車輪１４０を、前方下部に自在車輪１１７をそれぞれ備えているので、使用者が手元ハンドル３０４を手で保持して移動するとき、掃除機本体１００はその動作に追随することができる。

掃除機本体１００は、床面の塵挨を空気と共に吸入部３０３から延長パイプ３０２と吸引ホース３０１を介して集塵ユニット５００へ吸引するようになっている。

ユーザーは掃除機本体１００内部の集塵ユニット５００の集塵状況をリング状車輪本体１１０の中央開口１４１から目で確認し、適宜、集塵ユニット５００を掃除機本体１００の上部から引出して集塵ユニット５００に集められた塵挨を廃棄することができる。

掃除機本体１００の後方上部には、図２に示すようにコードリール（後述）の電源コードの差込みプラグ１３１と、電源コードの引出し長さを調整するためのブレーキボタン１３２とが設けられている。

また、掃除機本体１００は手提げハンドル１１５を備えるので、ユーザーは手提げハンドル１１５を把持し、掃除機本体１００を持ち上げて運搬することが可能である。

図４〜図７は掃除機本体１００の分解斜視図、図８は図２のＡ−Ａ矢視断面図、図９は、掃除機本体１００から集塵ユニット５００を除去した状態の図８対応図、図１０は図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。これらの図を用いて掃除機本体１００の構成を説明する。

掃除機本体１００は、その下部を構成する細長い台車１０１（図４参照）と、台車１０１の前方に設置され電動送風機１０６（図５参照）を収容するための下部第１筐体１０２（図５参照）を備える。さらに、台車１０１の中央に設置され集塵ユニット５００を収容するための第２筐体１０３（図４参照）と、台車の後方に設置されコードリール１０８を収容するための第３筐体１０７（図７参照）を備える。第３筐体１０７には排気口１３３が形成されている。

電動送風機１０６（図５および図８参照）は、下部第１筐体１０２の中にその回転軸方向、つまり送風方向が重力方向を向くように台座１２２（図５参照）を介して設置される。図６に示す下部第１筐体カバー１０４とダクト１０５が下部第１筐体１０２の上に装着される。

下部第１筐体カバー１０４（図６参照）は上面に横中継ダクト１０４ａと縦中継ダクト１０４ｂとを備える。ダクト１０５はパッキン１２４を介して集塵ユニット５００の流出ダクト５７１（図１１参照）を縦中継ダクト１０４ｂ（図６参照）に接続するために設けられている。

縦中継ダクト１０４ｂはダクト１０５を電動送風機１０６に接続するために設けられる。横中継ダクト１０４ａ（図６参照）の出入口にはそれぞれパッキン１２５と１２６が装着されている。

横中継ダクト１０４ａは吸引ホース部３００の接続部３０６（図１、図３および図１０参照）を集塵ユニット５００の流入口５０３（図１１参照）にパッキン１２５と１２６を介して接続するために設けられている。

これによって、吸引ホース部３００の接続部３０６から横中継ダクト１０４ａを介して集塵ユニット５００の流入口５０３に至る流路と、集塵ユニット５００の流出ダクト５７１からダクト１０５および縦中継ダクト１０４ｂを介して電動送風機１０６に至る流路が形成される。
また、集塵ユニット５００の流出ダクト５７１からの流出口と接続されるダクト１０５の流入口と吸引ホース部３００の接続部３０６から横中継ダクト１０４ａの流入口とが同一面側に形成されている。これは、掃除をする際に電動送風機１０６の吸引力により流入口が同一方向に引っ張られることで集塵ユニット５００が安定する状態になりやすい。
横中継ダクト１０４ａの側面には接続部３０６の端子（図示せず）を掃除機本体１００と接続するターミナル部１０４ｃ（図６参照）があって、外側から端子カバー１２３で覆われている。掃除機本体１００のプリント配線板１２０と吸引ホース部３００の操作部３０５とは、前記端子およびターミナル部１０４ｃを介した配線で接続される。

下部第１筐体１０２は後方に延出する配線板ケース１０２ａ（図５および図８参照）を備える。配線板ケース１０２ａにはプリント配線板１２０が収容され、ケース底板１１９が装着される。なお、図５に示すように、下部第１筐体１０２は電動送風機１０６とプリント配線板１２０との間に挿入されるフィルター１２１を備える。フィルター１２１は樹脂製の多孔板である。

このように構成された下部第１筐体１０２（図５参照）は、台車１０１の前方に固定され、手提げハンドル１１５を有する上部第１筐体１１４（図６参照）がその上から装着される。

一方、台車１０１の中央に設置された第２筐体１０３（図４参照）は、上部に上部開口１０３ａを、両側面に窓１０３ｂを、窓１０３ｂの周囲にリング状の窓枠１０３ｃをそれぞれ備える。

また、第２筐体１０３の底と台車１０１との間には、電動送風機１０６から排出される空気流を第３筐体１０７の方へ流すための下部流路１３８（図８参照）が形成される。

台車１０１の後方には、電源コード（図示しない）を引出し可能に巻回するコードリール１０８（図７参照）と、コードリール１０８を回転可能に支持するコードリール支持板１２７、１２８などが設けられ、それらが第３筐体１０７（図７参照）によって覆われる。

第３筐体１０７は、コードリール１０８をリール軸が台車１０１の長手方向に平行になるように収容する。また、第３筐体１０７は、電動送風機１０６により生成され下部流路１３８を流れる空気流をコードリール１０８を介して掃除機本体１００の後方に排出するための排気口１３３を備える。これによって、コードリール１０８に巻回されている電源コードが通電時に冷却される。

図４に示す一対の円弧状の補強梁１０９は、第２筐体１０３のリング状の窓枠１０３ａの上半分と結合するように台車１０１に固定されると共に、図９に示すように、上部第１筐体１１４と第３筐体１０７とを連結する。これによって掃除機本体１００の長手方向の剛性が補強される。

そして、図４に示すように、半円弧状の補強梁１０９と台車１０１の両側からリング状車輪１４０、つまりリング状車輪ガイド１１１と、リング状車輪本体１１０と、リング状車輪カバー１１２と、円弧状化粧カバー１１３が取付けられる。

このように構成された掃除機本体１００に対して、集塵ユニット５００が、図８〜図１０に示されるように掃除機本体１００の上方から一対の補強梁１０９の間を、第２筐体１０３の上部開口１０３ａ（図４参照）を介して第２筐体１０３内へ装填される。

なお、自在車輪１１７は、電動送風機１０６の真下の位置に自在フレーム１１６（図４参照）を介して台車１０１の外側底面に回転・旋回自在に設けられる。
このように電動送風機１０６が前方にあることで重心が前になり、電動送風機１０６の下側に自在車輪１１７も設けることで、掃除をするときに電気掃除機本体１００の前方が浮き上がることが抑制でき、ホース３０１の引っ張りによる電気掃除機本体１００の移動が追随しやすくなる。

このようにして、掃除機本体１００では、台車１０１の前方（吸引ホース部３００の接続側）から長手方向に一列に、電動送風機１０６、集塵ユニット５００およびコードリール１０８が配列され、流路がそれらの上と下に設けられるので、掃除機本体１００の幅寸法を最小にしている。

図１１は、集塵ユニット５００の外観斜視図である。図１２は、集塵ユニット５００の図２に示すＡ−Ａ矢視断面図である。集塵ユニット５００は、カップカバーユニット５７０、フィルターユニット５５０、内筒ユニット５３０および有底円筒状のダストカップ５０１を有する。

ダストカップ５０１は集塵状況が外部から目視可能なように透明または半透明の樹脂で形成される。図１１に示すようにダストカップ５０１の前部の周面には吸引ホース部３００（図１参照）からの空気流が流入する流入口５０３が設けられる。

図１０を参照すると、吸引ホース部３００の接続部３０６は、円筒状のダストカップ５０１の内部円周面にその接線方向から真直ぐに空気が流入するように掃除機本体１００の中心から偏って屈曲している。
図１２を参照すると、内筒ユニット５３０は、フィルターユニット５５０を収容する上部のカップカバー５３７、下部のダスト仕切り５３５およびその間を接続する内筒５３３からなる。内筒５３３が接続されるカップカバー５３７の底部には開口が形成されている。内筒５３３の周にはスリット状の流出口５３３ｂが形成され、流出口５３３ｂにはメッシュ状のフィルター（図示せず）が配置されている。ダスト仕切５３５は内筒５３３より外径の大きいフランジ部５３５ａ、フランジ部の外周を囲む大径筒部５３５ｂおよびダストカップ５０１の底面中央部に下端が接する小径筒部５３５ｃからなる。

電動送風機１０６が作動すると、空気流は接続部３０６と横中継ダクト１０４ａを介してダストカップ５０１に周接線方向に真直ぐに流入し、ダストカップ５０１内に高速の旋回気流を形成する。

これにより、空気流に含まれる塵埃が遠心分離される。集塵ユニット５００は、形成する旋回気流の中心軸が重力方向を向くように設置されているので、遠心分離された塵埃のうち、重いものは重力の作用によりフランジ部５３５ａの下方に集積される。
ここで、集塵ユニット５００の旋回気流の中心軸が重力方向を向くとは、旋回気流の中心軸が真下を向いている必要はなく、集塵ユニット５００が縦方向にて掃除機本体１００に配置されていればよい。

軽いものは空気流と共に流出口５３３ｂに配置されたメッシュ状フィルターで濾過される。また、微少な塵埃は流出口５３３ｂを介して内筒５３３を上昇しフィルターユニット５５０によりろ過される。フィルターユニット５５０は山部と谷部とが連続するプリーツフィルタから構成される。ろ過された空気流は流出ダクト５７１を介して電動送風機１０６へ吸引される。

図１３は図８に示す掃除機本体１００における空気流の流路を示す説明図である。
同図に示すように、吸引ホース３０１からの空気流は、接続部３０６を介して電動送風機１０６の上方を通って集塵ユニット５００へ流入する。

流入した空気流は集塵ユニット５００のダストカップ５０１内で旋回流となる。そして、集塵の遠心分離が行われた後、空気流は内筒５３３の内部を上昇し、フィルターユニット５５０を通過して電動送風機１０６を通り、集塵ユニット５００の下方に台車１０１の縦方向に形成された下部流路１３８に入る。

そして、空気流は下部流路１３８中に設置された配線板ケース１０２ａの中を、プリント配線板１２０を冷却しながら通過した後、コードリール１０８の中を通って分散される。分散された空気流は、第３筐体１０７の背面に設けられた排気口１３３から外へ排出される。

従って、電動送風機１０６から空気流に乗って外へ出ようとする騒音は、集塵ユニット５００の下方に台車１０１の縦方向に形成された長い下部流路１３８によって減衰されると共に、下部流路１３８中の配線板ケース１０２ａと第３筐体１０７内のコードリール１０８とによって分散・吸収される。これによって、掃除機本体１００から外へ出る電動送風機１０６の騒音は効果的に低下する。

また、図１３に示すように、空気流の流路は掃除機本体１００の上部と下部に分けて設けられ、側面部分に設けられていないので、掃除機本体１００の横幅は最小限に小さくなっている。

図１４はリング状車輪１４０の詳細な構成を示す要部断面図である。図１４はリング状車輪１４０の回転方向と垂直な方向の縦断面を示しており、紙面より見て左側が台車１０１側である。同図に示すように、リング状車輪１４０では、上側の補強梁１０９と下側の台車１０１とにわたって潤滑性を有するリング状車輪ガイド１１１が取り付けられる。

リング状車輪ガイド１１１の外周側には、リング状車輪本体１１０がリング状車輪ガイド１１１に対して摺動可能に嵌着されている。さらに、リング状車輪ガイド１１１及びリング状車輪本体１１０の外側には、リング状車輪カバー１１２が第２筐体１０３の窓枠１０３ｃへ固定され、リング状車輪本体１１０のリング状車輪ガイド１１１からの脱落を防止する。

そして、補強梁１０９の上部からリング状車輪１４０を覆うように円弧状化粧カバー１１３が取付けられる。このようにして中央開口１４１を中央に有するリング状車輪１４０が形成される。
本実施形態においては、リング状車輪１４０がその中央部において中央開口１４１を有する場合について説明したが、本発明は、それだけに限定されない。例えば、リング状車輪カバー１１２の代わりに、中央に開口を有さず掃除機本体１００側面の中央部を覆うように構成された車輪カバーを用いてもよい。この場合には、該車輪カバーの内少なくとも一部を、例えば透明性を有する樹脂等で形成することによって、本実施形態と同様に、集塵ユニット５００の集塵状況を目視可能とすることができる。また、このように構成することによって、掃除機本体１００の横幅を小さく保ったまま、掃除機本体１００の長手方向の剛性を補強することができる。

図１５は配線板ケース１０２ａの詳細な構成を示す要部断面図である。同図に示すように、多数の通風孔を有する配線板ケース１０２ａの内部に、電動送風機１０６を制御する制御部品と回路とを搭載したプリント配線板１２０が設置されている。

プリント配線板１２０は吊り下げ部材１４３により配線板ケース１０２ａ内で吊り下げられ、外部からの機械的な衝撃からプリント配線板１２０を保護するようになっている。

配線板ケース１０２ａの底部は、多数の通風孔を有するケース底板１１９により閉鎖されている。配線板ケース１０２ａおよびケース底板１１９の多数の通風孔は、下部流路１３８の中において電動送風機１０６からの空気流が配線板ケース１０２ａ内を通過し、プリント配線板１２０を効率よく冷却するようにするために設けられている。

配線板ケース１０２ａの電動送風機１０６側の壁には前述のように樹脂製多孔板のフィルター１２１が設けられ、電動送風機１０６からモータ用ブラシなどの破片が配線板ケース１０２ａへ侵入することを防止している。なお、吊り下げ部材１４３には弾性部材を用いることが好ましい。

〔集塵ユニットおよび除塵機構の説明〕
図１６は集塵ユニット５００の分解斜視図である。また、図１７は、集塵ユニット５００の側面から見た分解図である。図１８は、カップカバーユニット５７０を開放した状態で集塵ユニット５００を水平面Ｈに置いたときの前側から見た側面図であり、図１９は集塵ユニット５００の図２に示すＢ−Ｂ矢視断面図である。図２０は、フィルターユニット５５０の外観斜視図である。図２７および図２８は、図２０と異なる態様のフィルターユニット５５０の外観斜視図である。

図１６〜図２０に示されるように、カップカバーユニット５７０は、カップカバー本体５７３の上側に略球面状に湾曲したカップカバーハンドル５９１およびカップカバーハンドルカバー５９７がカップカバー本体５７３を覆うように配置されている。カップカバー本体５７３の側面下端部にはヒンジ部５７３ａが形成されており、カップカバー５３７の軸支部５３８ｂに軸支される。解除レバー５３８ｃをスライドさせてロックを解除することでカップカバーユニット５７０を上方へ開きカップカバー５３７に収容されたフィルターユニット５５０を露出させることができる。

カップカバーハンドル５９１の後端とカップカバーハンドルカバー５９７の間には、除塵ハンドル５８３が左右方向に摺動可能に設けられている。ユーザーが除塵ハンドル５８３を手でつまんで左右に往復させるとカップカバー本体５７３に対して揺動可能に軸支された図示しない除塵レバーが揺動する。除塵レバーの軸の下端には第１連動ギア５７５が取付けられている。カップカバーユニット５７０を閉じると第１連動ギア５７５と除塵フレーム５５３の上方の第２連動ギア５５４ａとが歯合する。
また、カップカバー本体５７３は、フィルターユニット５５０を通過して上昇する気流を掃除機本体１００の前方側のダクト１０５（図８参照）へ導く流出ダクト５７１を構成する。カップカバー本体５７３の前方端に流出ダクト５７１の下流端が開口する。

ダストカップ５０１は、周側面から該周側面の法線方向に沿って延びるように流入口５０３が形成され、先端には本体側の横中継ダクト１０４ａ（図１０参照）との接続を確実にするフランジ５０３ａが形成されている。ダストカップの上端の開口部５０５は、カップカバー５３７の傾斜面部５３７ｂの下方に形成された円形嵌合部５３７ｃ（図１９参照）と気密に嵌合し、フックレバー５０７によってカップカバー５３７に固定される。フックレバー５０７を解除することでダストカップ５０１とカップカバー５３７とが分離し、ダストカップ５０１に溜まった塵埃の廃棄を可能にする。
ダストカップの底面の中心部には、突起部５１１ａが上方に向けて突出し、脚５１１ｆ１および５１１ｆ２が下方に向けて突出している（図１９参照）。

漏斗状のカップカバー５３７は、傾斜面部５３７ｂの中心に底部開口５３７ｄを有する（図１６参照）。底部開口５３７ｄの下方には内筒５３３が接続され、内筒５３３の下端にダスト仕切５３５が接続されている。ダスト仕切５３５はフランジ部５３５ａ、大径筒部５３５ｂおよび小径筒部５３５ｃからなり、小径筒部５３５ｃの下端は大径筒部５３５ｂよりも下方へ伸びている。ダストカップ５０１に内筒ユニット５３０が装着されると、小径筒部５３５ｃの下端がダストカップ５０１の突起部５１１ａと嵌合する。このとき、内筒５３３およびダスト仕切５３５はダストカップ５０１と同軸に配される（図１９参照）。
カップカバー５３７の傾斜面部５３７ｂの上方には矩形状の拡大部５３７ａがあってフィルターユニット５５０を収容する。

フィルターユニット５５０は、フィルター部５５１と除塵機構部５５７からなる（図２０参照）。
フィルター部５５１は、ＨＥＰＡフィルター（High Efficiency Particulate Air Filter）を用いたフィルター本体５５１ａと可撓性のフィルター枠５５１ｂとで構成される。フィルター枠５５１ｂは、カップカバー５３７の拡大部５３７ａに嵌る平面視略矩形の枠部５５１ｂ３と、枠部５５１ｂ３の対向する一対の辺に沿って並ぶ側端部５５１ａ２と、フィルター枠５５１ｂの中央部にあって除塵軸５５４を挿通させる筒部５５１ｂ１とを有する（図１９および図２０参照）。

筒部５５１ｂ１、側端部５５１ａ２および枠部５５１ｂ３によってフィルター本体５５１ａを支持する骨格が形成される。フィルター本体５５１ａはプリーツ状に形成されて上端には複数の上リブ５５１ａ１が平行に延び、側端部５５１ａ２および筒部５５１ｂ１に接合されて支持される。

フィルター部５５１の上部にはフィルター部５５１に付着した塵埃の除去を行う除塵機構部５５７として、フィルター部５５１に対して軸回転可能な除塵フレーム５５３が設けられている。除塵フレーム５５３は筒部５５１ｂ１を貫通する除塵軸５５４（図１９参照）でフィルター部５５１に対して回転自在に支持されている。除塵フレーム５５３の中心部の上面には第２連動ギア５５４ａが形成されている。さらに、除塵フレーム５５３は、中心部から放射状に伸びる複数のアーム部５５３ｂおよびアーム部５５３ｂの先端に連なる円形リング部５５３ｃを有している。さらに、アーム部５５３ｂとは別に中心部と円形リング部５５３ｃとの間に複数の摺動部５５３ａが配置されている（図２０、図２７および図２８参照）。
なお、図２０に示すフィルターユニットは、摺動部５５３ａおよび除塵ワイパー５５５を３個備えている。これに対し、図２７および図２８に示すフィルターユニット５５０は、摺動部５５３aを６個備えている。また、除塵ワイパー５５５を６個備えている。除塵ハンドル５８３の移動範囲が限られており、その移動範囲内で効率よく除塵を行うために摺動部５５３aを６個にしている実施例である。

摺動部５５３ａには、下端部の形状が半球状の摺接部材５５３ａ３がコイルバネ５５３ａ２に吊り下げられた状態で収容されている。摺接部材５５３ａ３は棒状の部材であって上端部にはコイルバネ５５３ａ２の下端部が巻回されている。コイルバネ５５３ａ２の上端部は下端部よりも巻き径が大きく、コイルバネ５５３ａ２を側面から見るとＴ字形の形状を有している。除塵フレーム５５３の中心部と円形リング部５５３ｃとの間に架かる摺動部５５３ａには貫通孔５５３ｅが形成されている。コイルバネ５５３ａ２が巻き回された摺接部材５５３ａ３は貫通孔５５３ｅに上方から挿入される。コイルバネ５５３ａ２の上端部の巻き径は貫通孔５５３ｅの径よりが大きく、摺接部材５５３ａ３はコイルバネ５５３ａ２に吊り下げられる。摺接部材５５３ａ３の下端は除塵フレーム５５３の下面から所定の長さだけ突出する。貫通孔５５３ｅの上方からキャップ部材５５３ａ１がはめ込まれ、コイルバネ５５３ａ２の上端部は摺動部５５３ａとキャップ部材５５３ａ１とに挟まれて固定される。

除塵フレーム５５３が回動すると摺接部材５５３ａ３下端の半球状の部分がフィルター本体５５１ａの上リブ５５１ａ１に当接する。さらに回動すると、コイルバネ５５３ａ２が撓みながら上リブ５５１ａ１を通過する。そのとき摺接部材５５３ａ３に当接する上リブ５５１ａ１が振動しフィルター本体５５１ａに付着した塵埃が落下する。

カップカバーユニット５７０が閉じられた状態で、第２連動ギア５５４ａは第１連動ギア５７５と歯合する。ユーザーが除塵ハンドル５８３を左右に往復させると、カップカバー本体５７３内にある図示しない除塵レバーおよびそれに固定された第１連動ギア５７５が時計方向および反時計方向に交互に回動する。第１連動ギア５７５の回動に伴ってそれに歯合する第２連動ギア５５４ａと一体で除塵フレーム５５３が回動する。除塵フレーム５５３が回動すると、フィルター本体５５１ａの上リブ５５１ａ１が摺動部５５３ａの除塵部材により叩打される。これにより、フィルター部５５１に捕集された塵埃がカップカバー５３７の傾斜面部５３７ｂに脱落する。
なお、除塵フレーム５５３には、ノブ５５３ｂ２が備えられている。ユーザーはカップカバーユニット５７０を開いてフィルターユニット５５０の上部を露出させ、ノブ５５３ｂ２を摘んで除塵フレーム５５３を回動させることもできる。

除塵軸５５４の下方には傾斜面部５３７ｂを掃く除塵ワイパー５５５が取り付けられる。除塵ワイパー５５５は除塵フレーム５５３の軸回転に連動して回転する。傾斜面部５３７ｂに脱落した塵埃は除塵ワイパー５５５で掃かれ、底部開口５３７ｄから内筒５３３を介して小径筒部５３５ｃの内側へ落下する。
以上のようにしてフィルター部５５１の除塵が行われる。小径筒部５３５ｃの下端は、ダストカップ５０１の突起部５１１ａと嵌合する。突起部５１１ａの外周面には、外周凹部５１１ｂが形成されている。外周凹部５１１ｂには、リング状のパッキン５１１ｅ（図１２および図１９参照）が嵌められる。

〔ダストカップの構成〕
図２１は、この発明の実施形態に係るダストカップを構成する側壁部材の外観斜視図であり、図２２は側壁部材の垂直断面図である。図２３は、ダストカップを構成する底部材の外観斜視図である。図２４は、側壁部材と底部材が嵌め合わされた状態の垂直断面図である。図２５はカップカバーユニット５７０を閉じた状態の図１９対応図である。図２６は集塵ユニット５００を下側から見た外観斜視図である。
図２１〜図２６を用いてダストカップ５０１の構成を説明する。
ダストカップ５０１は、流入口５０３および取付部５０４を有する両端開放円筒状の側壁部材５０２の下端嵌合部５０２ａと底部材５１１の上端嵌合部５１１ｄとが嵌め合わされ、超音波融着によって気密に接合されて構成される。さらに、フックレバー５０７が取付部５０４に取付けられる。

側壁部材５０２は、内径が上方の開口部５０５側から下方の下端嵌合部５０２ａに向かうにつれて次第にやや大きくなっている。段差はない。ダストカップは樹脂製であり、側壁部材５０２の内周壁面を形成する金型の抜き方向は下方向である。内周壁面の中心軸を鉛直方向と一致させたとき、内周壁面は鉛直方向に対して０．１〜１．２度の範囲で傾いており、下方へ向かうほど中心軸から遠ざかる。好ましい傾き確度は０．２〜０．９度であり、より好ましい傾き確度は０．５度である。ダストカップの底に向かうほど内径が大きいので、旋回気流に沿って旋回する塵埃が底の方へ向かいやすくなる。

ただし、傾き角度が大き過ぎるとダストカップ５０１の天地を逆にして塵埃を開口部５０５から下方へ落下させようとするときに塵埃が落下しにくくなる。繊維や毛髪などを含む塵埃は旋回気流によってリング状に圧縮されダストカップ５０１の底部に溜まる。この状態でダストカップ５０１を天地を逆にし、溜まった塵埃を開口部５０５から落下させようとする場合塵埃が溜まる底部の内径に比べて開口部５０５の内径が小さすぎると、塵埃が内周壁面の途中でつかえてしまう。よって、傾き角度には好適な範囲がある。また、内周壁面は塵埃の落下を妨げる段差を形成せず滑らかに傾斜させることが極めて好ましい。

底部材５１１は、内径が上端嵌合部５１１ｄから底に向かって次第に内径が小さくなり平坦な底面につながる皿状の部材である。底部材５１１の中心部には上方に向けて突起部５１１ａが形成されている。突起部５１１ａの外周面には、外周凹部５１１ｂが形成されている。突起部５１１ａおよび外周凹部５１１ｂは、底部材５１１と一体で成型される。外周凹部５１１ｂには、リング状のパッキン５１１ｅ（図１９および図２４参照）が嵌められる。
なお、上端嵌合部５１１ｄの内径は側壁部材５０２の下端嵌合部５０２ａの内径と等しいかそれ以下ある。

パッキン５１１ｅはゴム等の弾性部材からなり、内筒ユニット５３０が装着された状態で小径筒部５３５ｃの下端部の内壁をシールする。除塵機構部５５７を作動させるとフィルター本体５５１ａから落下させた微細な塵埃が小径筒部５３５ｃの内側に落下して溜まる（図１９参照）。パッキン５１１ｅによって小径筒部５３５ｃの下端部内壁と突起部５１１ａとがシールされるので、溜まった微細な塵埃がダストカップ５０１の底部に漏れ出して気流で舞い上がることがない。もしパッキン５１１ｅのシールがなければ、漏れ出した微細な塵埃が気流で舞い上がり、フィルター部５５１を目詰まりさせてしまう。

また、底部材５１１の平坦な底面にはリブ５１１ｃが底部材５１１と一体で形成されている。リブ５１１ｃは、底面から上方に向けて突出し、底面上に溜まった塵埃、特に繊維や毛髪が旋回気流によって底面上を移動するのを防止する。リブ５１１ｃによって旋回が阻止された塵埃はリブ５１１ｃの手前で気流により圧縮される。集塵の進行につれてこの塵埃は次第に大きな塊になり、廃棄しやすい状態でダストカップ５０１の底部に溜まる。

さらに、底部材５１１の平坦な底面には下方に向けて突出する脚５１１ｆ１および５１１ｆ２が底部材５１１と一体で形成されている。脚５１１ｆ１および５１１ｆ２は、集塵ユニット５００が水平面に置かれたとき軸支部５３８ｂのある側がやや上方に持ち上がって傾くように形成されている（図１８、図１９および図２５参照）。この傾きがあることによって、カップカバーユニット５７０が開放された状態でも重心が安定し集塵ユニット５００が倒れにくくなっている。

図１９からわかるように集塵ユニット５００は下半分よりも上半分に質量が集中しているため比較的重心が高い位置にある。カップカバーユニット５７０を開放すると重心は軸支部５３８ｂのある側に偏り不安定になりやすい。しかし、脚５１１ｆ１、５１１ｆ２が、集塵ユニット５００を傾けるのでより安定が保たれやすい。よって、カップカバーユニット５７０を開放した状態でノブ５５３ｂ２を操作してフィルター部５５１の除塵を行ったり、フィルターユニット５５０、内筒ユニット５３０を着脱したりする操作が行いやすい。

図２６に示すように、脚５１１ｆ１および５１１ｆ２はダストカップ５０１の底面の３箇所に形成されている。軸支部５３８ｂの直下に中央の脚５１１ｆ１が、その両側に距離を置いて左右の脚５１１ｆ２が形成されている。脚５１１ｆ１は左右両側の脚５１１ｆ２よりも高い。脚５１１ｆ２があることによって軸支部５３８ｂの軸に沿う方向の安定性が保たれる。

以上に述べたように、この発明の集塵ユニットは、塵埃を含んだ空気を流入させて内部で旋回させることにより塵埃を遠心分離して底部に溜める有底円筒状のダストカップと、前記ダストカップの上端部に着脱可能なカップカバーおよび前記ダストカップ内の空気の流出口を有する内筒ユニットとを備え、前記ダストカップは、塵埃を含んだ空気を内周に沿って旋回させる両端が開口した円筒状の側壁部材および該側壁部材の下端開口を気密に閉塞するように固定される底部材を有し、前記側壁部材は、その内周が上端側から下端側に向けて末広がりに形成されていることを特徴とする。

さらに、この発明の好ましい態様について説明する。
前記底部材は、前記内筒ユニットが前記ダストカップに装着されたとき前記内筒の下端部と嵌合する突起部が一体に形成されてもよい。このようにすれば、突起部を底部材と一体で形成することが可能になる。

前記突起部は、外周に可撓性のシール部材を嵌める外周凹部が形成されていてもよい。従来のダストカップのように側壁部と底部を一体で形成した場合、底部の突起部に外周凹部を有する形状を一体形成するのは難しく複数の部材を接合して実現しなければならないところ、この発明によれば側壁部材と別に底部材を形成するので外周凹部を有する突起部を底部材と一体で形成することが可能になる。

前記底部材は、底部に溜まった塵埃の旋回を防ぐリブが一体に形成されていてもよい。このようにすれば、リブを底部材と一体で形成することが可能になる。
この発明の好ましい態様は、ここで示した複数の態様のうち何れかを組み合わせたものも含む。

この発明についてもう少し具体的に述べておく。
この発明において、ダストカップの側壁部材と底部材は、いずれも樹脂製の部材である。好ましくは透明または半透明な樹脂製の部材である。具体的にはＡＢＳ樹脂が適用可能であるがこれに限定されるものでなく、例えばポリカーボネート樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂なども適用可能である。前述した実施形態においてはＡＢＳ樹脂が適用されるものとする。
側壁部材は、内周を形成する金型の抜き方向を下端方向として上端側から下端側に向けて内周が末広がりに形成される。
側壁部材と底部材は、例えば超音波融着によって接合されて一体となり、有底円筒状のダストカップを構成する。
前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。

１：電気掃除機、 １００：掃除機本体、 １０１：台車、 １０２：下部第１筐体、 １０２ａ：配線板ケース、 １０３：第２筐体、 １０３ａ：上部開口、 １０３ｂ：窓、 １０３ｃ：窓枠、 １０４：下部第１筐体カバー、 １０４ａ：横中継ダクト、 １０４ｂ：縦中継ダクト、 １０４ｃ：ターミナル部、 １０５：ダクト、 １０６：電動送風機、 １０７：第３筐体、 １０８：コードリール、 １０９：補強梁、 １１０：リング状車輪本体、 １１１：リング状車輪ガイド、 １１２：リング状車輪カバー、 １１３：円弧状化粧カバー、 １１４：上部第１筐体、 １１５：手提げハンドル、 １１６：自在フレーム、 １１７：自在車輪、 １１９：ケース底板、 １２０：プリント配線板、 １２１：フィルター、 １２２：台座、 １２３：端子カバー、 １２４、１２５、１２６：パッキン、 １２７、１２８：コードリール支持板、 １３１：差込みプラグ、 １３２：ブレーキボタン、 １３３：排気口、 １３８：下部流路、 １４０：リング状車輪、 １４１：中央開口、 １４３：吊り下げ部材、 ３００：吸引ホース部、 ３０１：吸引ホース、 ３０２：延長パイプ、 ３０３：吸入部、 ３０４：手元ハンドル、 ３０５：操作部、 ３０６：接続部、 ５００：集塵ユニット、 ５０１：ダストカップ、 ５０２：側壁部材、 ５０２ａ：下端嵌合部、 ５０３：流入口、 ５０３ａ：フランジ、 ５０４：取付部、 ５０５：開口部、 ５０７：フックレバー、 ５１１：底部材、 ５１１ａ：突起部、 ５１１ｂ：外周凹部、 ５１１ｃ：リブ、 ５１１ｄ：上端嵌合部、 ５１１ｅ：パッキン、 ５１１ｆ１、５１１ｆ２：脚、 ５３０：内筒ユニット、 ５３３：内筒、 ５３３ｂ：流出口、 ５３５：ダスト仕切、 ５３５ａ：フランジ部、 ５３５ｂ：大径筒部、 ５３５ｃ：小径筒部、 ５３７：カップカバー、 ５３７ａ：拡大部、 ５３７ｂ：傾斜面部、 ５３７ｃ：円形嵌合部、 ５３７ｄ：底部開口、 ５３８ｂ：軸支部、 ５３８ｃ：解除レバー、 ５５０：フィルターユニット、 ５５１：フィルター部、 ５５１ａ：フィルター本体、 ５５１ａ１：上リブ、 ５５１ａ２：側端部、 ５５１ｂ：フィルター枠、 ５５１ｂ１：筒部、 ５５１ｂ３：枠部、 ５５３：除塵フレーム、 ５５３ａ：摺動部、 ５５３ａ１：キャップ部材、 ５５３ａ２：コイルバネ、 ５５３ａ３：摺接部材、 ５５３ｂ：アーム部、 ５５３ｂ２：ノブ、 ５５３ｃ：円形リング部、 ５５３ｅ：貫通孔、 ５５４：除塵軸、 ５５４ａ：第２連動ギア、 ５５５：除塵ワイパー、 ５５７：除塵機構部、 ５７０：カップカバーユニット、 ５７１：流出ダクト、 ５７３：カップカバー本体、 ５７３ａ：ヒンジ部、 ５７５：第１連動ギア、 ５８３：除塵ハンドル、 ５９１：カップカバーハンドル、 ５９７：カップカバーハンドルカバー、 ７００：集塵ユニット、 ７０１ａ：流入口、 ７０１：ダストカップ、 ７０２：ダスト仕切、 ７０３：内筒、 ７０３ａ：流出口、 ７０４：カップカバー、 ７０５：フィルターユニット、 ７０５ａ：除塵機構部、 ７０６：流出ダクト、 ７１２：掃除機本体、 ７１３：吸引ホース、 ７１５：ダクト、 ７１６：電動送風機、 ７１７：排気口、 ７１９：集塵室、 ７４０：キャップカバー、 ７４１：キャップハンドル

Claims (5)

1. 塵埃を含んだ空気を流入させて内部で旋回させることにより塵埃を遠心分離して底部に溜める有底円筒状のダストカップと、
   前記ダストカップの上端部に着脱可能なカップカバーおよび前記ダストカップ内の空気の流出口を有する内筒ユニットとを備え、
   前記ダストカップは、塵埃を含んだ空気を内周に沿って旋回させる両端が開口した円筒状の側壁部材および該側壁部材の下端開口を気密に閉塞するように固定される底部材を有し、
   前記側壁部材は、その内周が上端側から下端側に向けて末広がりに形成されていることを特徴とするサイクロン式集塵ユニット。
2. 前記底部材は、前記内筒ユニットが前記ダストカップに装着されたとき前記内筒の下端部と嵌合する突起部が一体に形成されている請求項１に記載の集塵ユニット。
3. 前記突起部は、外周に可撓性のシール部材を嵌める外周凹部が形成されている請求項２に記載の集塵ユニット。
4. 前記底部材は、底部に溜まった塵埃の旋回を防ぐリブが一体に形成されている請求項１〜３の何れか一つに記載の集塵ユニット。
5. 請求項１〜４の何れか一つに記載の集塵ユニットを備える電気掃除機。