JP2018050770A - 電気掃除機用クリーニング装置 - Google Patents

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Yasuhiro Maeda
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Abstract

【課題】電気掃除機のメンテナンス時に集塵装置を効率よく清掃すること。【解決手段】基端と先端とを有する細長い入力軸と、基端と先端とを有する細長い複数の出力軸と、前記入力軸と出力軸を軸中心に回転可能に支持する支持部材と、前記入力軸の基端に設けられた駆動ギアと、前記複数の出力軸の各基端に設けられ前記駆動ギアと噛み合う従動ギアと、前記入力軸の先端に設けられた手動ハンドルと、前記複数の出力軸の各先端に設けられた回転ブラシとを備える電気掃除機用クリーニング装置。【選択図】図5

Description

本発明は、電気掃除機用クリーニング装置に関し、さらに詳しくはサイクロン式電気掃除機のクリーニング装置に関する。
この発明の背景技術としては、第1遠心分離部によって分離された粗塵と、第2遠心分離部によって分離された細塵とを一緒に収集するサイクロン方式の集塵容器を備え、その集塵容器が、粗塵を集塵する第1集塵室と、細塵を集塵する第2集塵室とに区分され、かつ、第2集塵室の壁面の一部が、第1集塵室の外周面からなるように構成されたサイクロン式電気掃除機が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2015−163143号公報
しかしながら、従来のこのようなサイクロン式電気掃除機においては、集塵容器が第1および第2集塵室を備えて構造が複雑であるため、集塵容器の内壁に付着した粉塵を作業者がメンテナンス時に除去することが容易でないという問題があった。
この発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、サイクロン方式の集塵容器の内壁に付着した粉塵を容易に除去することが可能なクリーニング装置を提供するものである。
この発明は、基端と先端とを有する細長い入力軸と、基端と先端とを有する細長い複数の出力軸と、前記入力軸と出力軸を軸中心に回転可能に支持する支持部材と、前記入力軸の基端に設けられた駆動ギアと、前記複数の出力軸の各基端に設けられ前記駆動ギアと噛み合う従動ギアと、前記入力軸の先端に設けられた手動ハンドルと、前記複数の出力軸の各先端に設けられた回転ブラシとを備える電気掃除機用クリーニング装置を提供するものである。
この発明によれば、集塵容器内に複数の回転ブラシを挿入し、手動ハンドルを操作することにより複数の回転ブラシが同時に回転しながら集塵容器の内壁に接触するので、集塵容器の内壁に付着した粉塵を効率よく除去することができる。
この発明の実施形態1に係る電気掃除機の掃除機本体を示す斜視図である。 図1に示された掃除機本体の内部構造を示す縦断面図である。 図2に示された掃除機本体における集塵装置の内部構造を示す断面図である。 この発明の実施形態1のクリーニング装置の上面図である。 図4に示すクリーニング装置の側面図である。 図5に示すクリーニング装置のギアボックスの縦断面図である。 図6のA−A矢視断面図である。 図6のB−B矢視断面図である。 実施形態1のクリーニング装置の使用状況を示す説明図である。 この発明の実施形態2のクリーニング装置の図5対応図である。 図10に示すクリーニング装置のギアボックスの図6対応図である。 実施形態2のクリーニング装置の使用状況を示す図9対応図である。 この発明のクリーニング装置の回転ブラシを示す斜視図である。
この発明の電気掃除機用クリーニング装置は、基端と先端とを有する細長い入力軸と、基端と先端とを有する細長い複数の出力軸と、前記入力軸と出力軸を軸中心に回転可能に支持する支持部材と、前記入力軸の基端に設けられた駆動ギアと、前記複数の出力軸の各基端に設けられ前記駆動ギアと噛み合う従動ギアと、前記入力軸の先端に設けられた手動ハンドルと、前記複数の出力軸の各先端に設けられた回転ブラシとを備えることを特徴とする。
前記入力軸と出力軸は、互いに平行に前記支持部材に支持されることが好ましい。
前記従動ギアは、前記駆動ギアの周りを公転しながら自転する遊星ギアとして機能するように前記支持部材に支持されてもよい。
前記回転ブラシは、前記出力軸の各先端に交換可能に設けられることが好ましい。
前記回転ブラシは、細長い回転軸と、前記回転軸から放射状に延びるブラシ材とを備え、前記ブラシ材が前記回転軸を中心にらせん状に配列されてもよい。
以下、図面に示す実施形態に基づいてこの発明を詳述する。この実施形態によってこの発明が限定されるものではない。
(実施形態1)
〈クリーニング装置が清掃の対象とする電気掃除機の例〉
図1はこの発明のクリーニング装置が適用可能な電気掃除機の掃除機本体を示す斜視図、図2は図1に示された掃除機本体の内部構造を示す縦断面図、図3は図2に示された掃除機本体における集塵装置の内部構造を示す断面図である。
この電気掃除機は、掃除機本体1の他、可撓性ホース、操作ハンドル、延長パイプ、吸込口体等を備えた構成になっている。
図1〜図3に示すように、掃除機本体1は、サイクロン式の集塵装置100、左右一対の車輪200a、前輪200bおよび後輪200cを有する駆動装置200を備えている。
駆動装置200は、筐体に設けられた接続部201およびハンドル200dと、外部排気口202と、電動送風機203とを備えている。
また、駆動装置200には、集塵装置100を載置する載置部205が設けられると共に、可撓性ホースと接続される接続部201が載置部205から突出している。
載置部205は、有底筒形で、その底面には、突出部206が設けられている。
また、駆動装置200は、吸気口204と、シール部材204aが設けられている。
この掃除機本体1では、接続部201が集塵装置100の流入口113と連通し、吸気口204が集塵装置100の排出口134と連通する。
この電気掃除機では、電動送風機203によって、吸入口体から吸引された空気は、図2に示すように、接続部201から流入口113へ導入される。吸い込まれた空気は、遠心分離により塵埃が除去された状態で吸気口204から吸気される。吸気された空気は、排気経路Yを経て、外部排気口202から外部へ排出される。排気経路Yは、金属粉やゴミなどをフィルタ208で集塵させる。
図3に示す集塵装置100は、集塵容器110と、カップカバーユニット120と、内筒ユニット130とを備える。集塵容器110は、筒形の容器本体111と、底蓋112とを有する。
容器本体111は、第1集塵室111Aと、第2集塵室111Bとに区分されている。第1集塵室111Aには後述の内筒ユニット130が配置されて第1遠心分離部が構成される。第2集塵室111Bにはカップカバーユニット120における第2遠心分離ユニット121の複数の小型遠心分離体121b1からなる第2遠心分離体が配置される。
各第2集塵室111Bの内側壁は、第1集塵室111Aの外周面を含むように構成されている。
また、容器本体111では、外周壁に流入口113(図2)が設けられており、吸込口体から吸引された塵埃を含む空気が流入口113を通って第1集塵室111A内に流入する。
また、容器本体111には、底蓋112と密着する外側シール部材114が設けられている。
底蓋112の内面には、内側シール部材115が設けられている。
底蓋112は、内側シール部材115に隆起部112aが設けられ、リンクピン116が取り付けられている。
図3に示す隆起部112a内に外鍔116aを有するリンクピン116の基端が収納されており、リンクピン116の先端は隆起部112aの外部に露出している。
また、隆起部112aには、孔部112a1が形成されており、突出部206(図2)が挿入できる。
底蓋112は、容器本体111に枢着されている。容器本体111には下部ロック部が設けられ、容器本体111には係止部が設けられており、下部ロック部が係止することにより容器本体111の底蓋112が閉鎖できる。
図3に示すカップカバーユニット120は、集塵容器110の上方開口部111aに嵌め込まれる第2遠心分離ユニット121と、第2遠心分離ユニット121を覆う上部カバー122とを有する。
第2遠心分離ユニット121は、集塵容器110の上方開口部の蓋部と、小型遠心分離体121b1とを有する。
蓋部は、中空体で、容器本体111の上方開口部に対応する形状に形成を有する。
この蓋部には上部カバー122の外周部に係止するロック部と、蓋体121aの周囲壁121azのロック部121Rと反対側で蓋部と上部カバー122とを揺動可能に連結する枢着部が設けられている。
また、蓋部には、容器本体111の外側シール部材123と、下壁部122aと密着可能な上部シール部材125が設けられている。
蓋部には流通孔が形成され、流通孔の周囲には内側シール部材124が設けられている。
また、カップカバーユニット120の下面には、上部係止溝が設けられ、内筒ユニット130には回り止め用のストッパ凸部が設けられている。
蓋部には、第2遠心分離ユニット121と連通する8個の流出部121a2が蓋部から上下方向に形成されている。
第2遠心分離ユニット121は、各流出部121a2を包囲する長筒形の小型遠心分離体121b1と、小型遠心分離体121b1を一体状に連結する連結壁部と、各小型遠心分離体121b1の流出部の近傍に設けられた流入孔とを有する。
各小型遠心分離体121b1の下端開口部121b11は連結壁部の下面で開口している。第2遠心分離ユニット121は円弧形に形成されている。また、各第2遠心分離ユニット121には4個の小型遠心分離体121b1がそれぞれ併設され、各小型遠心分離体121b1の位置に流出部121a2が配置されている。
この第2遠心分離ユニット121では、内筒ユニット130から流通孔121a1に流入した微細な塵埃を含む空気は、複数の流入孔121b3を通って各小型遠心分離体121b1内に流入し、各小型遠心分離体121b1内で微細な塵埃が空気から遠心分離されて集塵容器110の第2集塵室111B内へ落下し、微細な塵埃が除去された空気は各流出部121a2内を通ってカップカバーユニット120内へ流出する。
図2と図3に示すように、上部カバー122は、第2遠心分離ユニット121を覆う下壁部122aと、下壁部122aを覆う中間壁部122bと、中間壁部122bを覆う上壁部122cと、上壁部122cの前部に上下揺動可能に枢着されたロック解除ハンドル122dと、上壁部122cと中間壁部122bとの間に設けられてロック解除ハンドル122dと連動するロック機構部122eとを有する。
上部カバー122において、下壁部122aと第2遠心分離ユニット121との間は通風路となっており、下壁部122aの後部は開放して前記排出口134となっている。
ロック機構部122eは、係止爪122e1と、リンク部122e2と、付勢部材122e3とを有する。
ロック機構部122eは、駆動装置200から集塵装置100を取り出す際にロック解除ハンドル122dを引き上げることにより、リンク部122e2と共に付勢部材122e3および係止爪122e1が前方へ引っ張られ、係止爪122e1が係止凹部から離脱するように構成されている。
図2と図3に示すように、内筒ユニット130は、内筒部131と、圧縮機構部132とを有する。圧縮機構部132は、弾性部材132bと、仕切り部132cとを有する。
このような構成において、電動送風機203が作動すると、図示しない吸込口体から吸気された空気は吸可撓性ホースが接続された接続部201を介して掃除機本体1に流入する。
集塵装置100の流入口113に流入した塵埃含有空気は、図2中の矢印で示す分離経路Xを経由して、カップカバーユニット120を通過し、集塵装置100から駆動装置200の電動送風機203へ吸引される。
集塵装置100では、圧縮部132aの上部が第1遠心分離部S1(サイクロン部)として作用する。すなわち、集塵装置100において、第1遠心分離部S1は、集塵容器110における第1集塵室111Aの内側面および内筒部131の外周面等によって構成された旋回風路である。そして、流入口113は、第1遠心分離部S1が構成する旋回風路の接線方向に開口している。それゆえ、流入口113を介して流入した塵埃含有空気は、図2の分離経路Xのように、第1遠心分離部S1が構成する旋回風路を旋回することによって、該塵埃含有空気中の塵埃が遠心分離される。
第1遠心分離部S1において遠心分離された塵埃のうち、大きい粗塵(第1の塵埃)は、遠心力の作用により、集塵容器110の第1集塵室111Aの内側面に沿って落下して、圧縮部132aの下方の集塵スペースS(図2)に集積される。
粗塵が分離された空気は、内筒部131を通過する(図2の分離経路X参照)。このとき、第1遠心分離部S1によって分離されなかった小さい細塵(第2の塵埃)は、空気流とともに、内筒部131のスリットおよびメッシュ部材を通過して上昇する。
一方、粗塵は、フィルターとしてのメッシュ部材によって濾過される。内筒部131を通過した空気は、カップカバーユニット120の第2遠心分離ユニット121内へ流入する。図3に示すように、第2遠心分離ユニット121において、塵埃含有空気が流入する流入孔は、小型遠心分離体121b1と流出部121a2との間に形成された空気の旋回流路(第2遠心分離部S2)の接線方向に開口している。それゆえ、流入孔から流入した塵埃含有空気は、小型遠心分離体121b1の内周面に沿って旋回する。
第2遠心分離部S2は、塵埃含有空気の旋回半径が第1遠心分離部S1での旋回半径よりも小さく、かつ、旋回速度が第1遠心分離部S1での旋回速度よりも大きくなるように設計されている。これにより、第1遠心分離部S1を通過した塵埃含有空気について、第1遠心分離部S1によって分離された粗塵よりも小さい塵埃、すなわち細塵を第2遠心分離部S2にて分離することができる。それゆえ、第2遠心分離部S2での空気の旋回によって、塵埃含有空気中の細塵(第2塵埃)は、遠心分離され、小型遠心分離体121b1の内周面に沿って落下し、下端開口部121b11から第2集塵室111Bへ入り、最終的に、第2集塵室111B内において底蓋112上に溜められる。
そして、細塵(第2塵埃)が分離された空気は、各第2遠心分離部S2の中央部に設けられた筒状の流出部121a2を通過して第2遠心分離ユニット121と上部カバー122との間のスペースへ排出され(図2の分離経路X参照)、吸気口204から駆動装置200内へ流入する。そして、前記のように排気経路Yを通って外部へ排出される。
掃除完了後、集塵容器110内のダストの廃棄や清掃などのメンテナンスを行う際、ロック解除ハンドル122dを持ち上げることにより集塵装置100を駆動装置200から取り外すことができる。
そして、集塵装置100において、カップカバーユニット120と内筒ユニット130を集塵容器110から取り外す。また、カップカバーユニット120は、第2遠心分離ユニット121と上部カバー122とに簡単に分離することができる。
このように、集塵装置100が、集塵容器110、上部カバー122、第2遠心分離ユニット121などに分離することができるため、以下に述べるクリーニング装置を用いてそれらを個別に効率よく清掃することができる。
〈クリーニング装置の構成〉
図4は実施形態1のクリーニング装置の上面図、図5は図4に示すクリーニング装置の側面図、図6は図5に示すクリーニング装置のギアボックスの縦断面図、図7は図6のA−A矢視断面図、図8は図6のB−B矢視断面図である。
これらの図に示すように、クリーニング装置10は、ギアボックス12を備え、
ギアボックス12の天板12bの中央に設けられたボス12aに、細長い入力軸11が天板12bに直交するように挿入され、軸受け23a,23bを介してボス12aに軸を中心に回転可能に支持されている。
そして、入力軸11の上端側(先端側)には、ツマミ13aを有する手動ハンドル13が結合されている。さらに、下端側(基端側)には、第2駆動ギア17が同軸に固定されると共に、カラー(スペーサ)34、軸受け24、第1駆動ギア19、およびワッシャ33が順次装着され、入力軸11の下端に形成された図示しない雄ネジに係合するナット30によって締結されている。
また、軸受け24を介して回転軸支持プレート21が入力軸11に軸中心に回転可能に支持され、回転軸支持プレート21は入力軸11を中心とする同心円上に120度の間隔で回転可能に設けられ第1駆動ギア19と噛み合う3つの遊星ギア20(図8参照)を備える。
なお、3つの遊星ギア20はそれぞれ、第1出力軸14に固定され、第1出力軸14は軸受け25を介してワッシャ28とナット31によって回転軸支持プレート21に回転可能に支持されている。
一方、ギアボックス12の底部にはギアプレート22が嵌入され、ギアプレート22は中央に入力軸11と同心の円形開口22a(図8参照)を有し、円形開口22aの内周には遊星ギア20と噛み合うギアが形成されている。
また、第2駆動ギア17と噛み合う8つの第2従動ギア18(図7参照)は第2出力軸15に固定され、第2出力軸15は軸受け26を介してカラー35とワッシャ29とナット32によってギアプレート22に回転可能に支持されている。また、ギアボックス12の底部には、底板16が固定されている。
そして、クリーニング装置10においては、図5に示すように、ギアボックス12の底部から突出する第1出力軸14の各先端に第1回転ブラシ36のブラシ回転軸38をブラシ接続部40を介して接続するとともに、ギアボックス12の底部から突出する第2出力軸15の各先端に第2回転ブラシ37のブラシ回転軸39をブラシ接続部41を介して接続している。
従って、図4に示す手動ハンドル13をギアボックス12の上から見て時計方向に回転させると、第1回転ブラシ36は同じく上から見て反時計方向に自転しながら入力軸11を中心に時計方向に公転し、第2回転ブラシ37は同じく上から見て反時計方向に回転する。
なお、入力軸11と第1および第2出力軸14,15とは、互いに平行であり、入力軸11と第2および第1駆動ギア17,19との結合など、軸とギア間の結合は、図示しないキーを用いて行われる。また、各ギアおよび各軸受けには、滑り性の良好なフッ素樹脂製のものが好適に用いられる。
また、この実施形態では、第1及び第2回転ブラシ36,37として、図13(a)に示すように、ブラシ回転軸から放射状に延びて一様に分布するブラシ材を備えたものを用いている。このブラシ材には、ナイロンなどを使用できる。
また、第1及び第2回転ブラシ36,37は、ブラシ接続部40,41を用いて第1及び第2出力軸14,15にそれぞれ交換可能に取り付けられるので、それらには清掃対象に応じたサイズや特性を有するものを用いることができる。
〈クリーニング装置の操作〉
図9はクリーニング装置10の使用状況を示す説明図である。
図1に示す掃除機本体1のメンテナンス時において、使用者はまず、図3に示す集塵装置100から集塵容器110の容器本体111を取り外す。
次に、図9に示すように、容器本体111の第1集塵室111Aと第2集塵室111Bに、クリーニング装置10の第1回転ブラシ36と第2回転ブラシ37をそれぞれ挿入し、本体容器111の上部開口にクリーニング装置10の下部を嵌着する。
次に、作業者は、ツマミ13aを掴んで手動ハンドル13を入力軸11の周りに回転させる。それによって、第1回転ブラシ36と第2回転ブラシ37がそれぞれ第1集塵室111Aと第2集塵室111Bの中で回転し、第1集塵室111Aと第2集塵室111Bの内壁に付着した粉塵が掻き落される。
(実施形態2)
〈クリーニング装置の構成〉
図10はこの発明の実施形態2のクリーニング装置の図5対応図、図11は図10に示すクリーニング装置のギアボックスの図6対応図、図12は実施形態2のクリーニング装置の使用状況を示す図9対応図である。
この実施形態のクリーニング装置10aにおいては、実施形態1のギアボックス12がギアボックス62に置換され、ギアボックス62においては、実施形態1のギアボックス12の第1出力軸14、第1駆動ギア19、遊星ギア20、回転支持プレート21、軸受け25、ワッシャ28、およびナット31が除去され、さらに実施形態1のギアボックス12のギアプレート22がギアプレート72に、底板16が底板66にそれぞれ置換されている。
つまり、この実施形態は、第1実施形態から第1回転ブラシ36とその駆動機構を除去したものである。
〈クリーニング装置の操作〉
図12はクリーニング装置10aの使用状況を示す説明図である。
図1に示す掃除機本体1のメンテナンス時において、使用者はまず、図3に示す集塵装置100から第2遠心分離ユニット121を取り外す。
次に、図12に示すように、第2遠心分離ユニット121の小型遠心分離体121b1の内部に第2回転ブラシ37を挿入する。
次に、作業者は、ツマミ13aを掴んで手動ハンドル13を入力軸11の周りに回転させる。それによって、第2回転ブラシ37が小型遠心分離体121b1の中で回転し、小型遠心分離体121bの内壁に付着した粉塵が掻き落される。
(実施形態3)
図13(b)は、実施形態3としての回転ブラシの斜視図である。この回転ブラシTは図5の第1及び第2回転ブラシ36,37に対応し、同図のブラシ回転軸38,39に対応する回転軸Uと、ブラシ接続部40,41に対応する接続部Vと、回転軸Uから放射状に延びるブラシ材Wとを備え、ブラシ材Wが図13(b)に示すように回転軸Uを中心にらせん状に配列されている。
この実施形態によれば、回転ブラシTを接続部Vの側から見て時計方向に回転させることにより、粉塵をブラシ材Wのらせん状配列に沿って先端方向(接続部Vと逆方向)に移動させながら掻き落すことができる。
10,10a クリーニング装置、 11 入力軸、 12,62 ギアボックス、 12a ボス、 12b 天板、 13 手動ハンドル、 13a ツマミ、 14 第1出力軸、 15 第2出力軸、 16,66 底板、 17 第2駆動ギア、 18 第2従動ギア、 19 第1駆動ギア、 20 遊星ギア、 21 回転軸支持プレート、 22,72 ギアプレート、 22a 円形開口、 23a,23b,24〜26 軸受け、 27〜29、33 ワッシャ、 30〜32 ナット、 34,35 カラー、 36 第1回転ブラシ、 37 第2回転ブラシ、 38,39 ブラシ回転軸、 40,41 ブラシ接続部、 111 容器本体、 111A 第1集塵室、 111B 第2集塵室、 121 第2遠心分離ユニット

Claims (5)

  1. 基端と先端とを有する細長い入力軸と、基端と先端とを有する細長い複数の出力軸と、前記入力軸と出力軸を軸中心に回転可能に支持する支持部材と、前記入力軸の基端に設けられた駆動ギアと、前記複数の出力軸の各基端に設けられ前記駆動ギアと噛み合う従動ギアと、前記入力軸の先端に設けられた手動ハンドルと、前記複数の出力軸の各先端に設けられた回転ブラシとを備える電気掃除機用クリーニング装置。
  2. 前記入力軸と出力軸は、互いに平行に前記支持部材に支持される請求項1記載の電気掃除機用クリーニング装置。
  3. 前記従動ギアは、前記駆動ギアの周りを公転しながら自転する遊星ギアとして機能するように前記支持部材に支持される請求項1又は2記載の電気掃除機用クリーニング装置。
  4. 前記回転ブラシは、前記出力軸の各先端に交換可能に設けられる請求項1〜3のいずれか1つに記載の電気掃除機用クリーニング装置。
  5. 前記回転ブラシは、細長い回転軸と、前記回転軸から放射状に延びるブラシ材とを備え、前記ブラシ材が前記回転軸を中心にらせん状に配列されてなる請求項1〜4のいずれか1つに記載の電気掃除機用クリーニング装置。
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