JP5177814B2 - 集塵装置および電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、集塵装置および電気掃除機に関し、特に、本体の内部に回転部を備える集塵装置と、その集塵装置を備える電気掃除機に関する。

従来のサイクロン集塵装置を備えた掃除機が、たとえば特許文献１に開示されている。サイクロン集塵装置は、略円筒状の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、捕集容器に設けられた排気部から捕集容器内の空気を排気するものである。サイクロン集塵装置では、空気に含まれる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容器の底部で捕集し、空気流に乗って飛翔する比較的小さい塵埃については、空気流中におかれたフィルタ手段によって捕集する。

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などは、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、外部のごみ箱などに廃棄する際、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。

しかしながら、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、捕集された繊維などの低密度の埃を一定以上に圧縮することができず、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できない。したがって、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、または、塵埃を捨てるときに、塵埃が固く圧縮されておらず、空気中で分散されやすいので、ごみ箱などに廃棄する際、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できないという問題があった。

このような課題を解決するためには、捕集された塵埃をできるだけ固く圧縮する必要がある。特許文献２では、塵埃の圧縮手段を備えた従来の集塵装置として、機械的な圧縮手段を備えた集塵装置が提案されている。このような機械的な圧縮手段を備えた集塵装置では、捕集された塵埃を固く圧縮することができるので、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。
特開２００６−７５５８４号公報 特開２００５−１３３１２号公報

サイクロン集塵装置を備える電気掃除機では、サイクロン集塵装置で分離されなかった比較的小さな塵埃は、サイクロン集塵装置から排出された空気が通過するフィルタ手段でさらに捕集される。フィルタ手段に塵埃が溜まると塵埃の捕集効率が低下するので、定期的にフィルタ手段の清掃を行なう必要がある。たとえば、モータを用いて回転する弾性部材を設け、回転している弾性部材をフィルタ手段に接触させてフィルタ手段に振動を与えることにより、フィルタ手段に付着した微細な塵埃を落下させることができる。

上記弾性部材を回転させるために、モータに加え、掃除機本体の外部からの操作により弾性部材を回転させる操作部材を設けることもでき、このようにすれば電気掃除機を使用するユーザが任意のタイミングでフィルタ手段の清掃を行なうことができるので都合がよい。しかしながら、停止中のモータを回転させるには大きなトルクを必要とすることから、回転可能な弾性部材にモータが連結されている状態でユーザが操作部材を操作するには大きな力を必要とし、無理に回転させようとすると各連結部に過大な力がかかり部品を破損するおそれがあるという問題があった。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、外部から回転部を回転させる操作を行なう場合の各部品の破損を抑制できる、集塵装置を提供することである。

本発明に係る集塵装置は、塵埃を含む空気を流通させ、空気から塵埃を分離する集塵装置である。集塵装置は、空気を濾過するフィルタと、回転可能に設けられ、回転時にフィルタに衝突してフィルタに付着した塵埃を除去する、フィルタ除塵部材と、電力を供給されてフィルタ除塵部材に回転駆動力を作用させるモータと、集塵装置の外部からの操作によりフィルタ除塵部材を回転させる操作部材と、操作部材とフィルタ除塵部材との間に介在するクラッチ部とを備える。クラッチ部は、モータがフィルタ除塵部材と係合してフィルタ除塵部材を回転駆動可能な状態において操作部材を操作したとき、操作部材からフィルタ除塵部材への動力伝達を遮断する。

また、クラッチ部は、モータによってフィルタ除塵部材が回転しているとき、操作部材とフィルタ除塵部材との係合を解除して、フィルタ除塵部材から操作部材への回転力の伝達を遮断してもよい。

また、クラッチ部は、ワンウェイクラッチを有し、ワンウェイクラッチは、操作部材の操作によるフィルタ除塵部材を一方向へ回転させる動力をフィルタ除塵部材へ伝達し、操作部材の操作によるフィルタ除塵部材を他方向へ回転させようとする動力のフィルタ除塵部材への伝達を遮断してもよい。

本発明に係る電気掃除機は、上記のいずれかの局面の集塵装置を備える。

本発明の集塵装置によると、モータが回転部と係合して回転部を回転駆動可能な状態において操作部材を操作したとき、クラッチ部によって、操作部材から回転部への動力伝達を遮断することができる。したがって、ユーザが操作部材を操作するときに、回転部に係合したモータを回転させようとして過大なトルクを作用させることを防止でき、掃除機の各部品に過大な力が作用して破損することを回避することができる。

以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

なお、以下に説明する実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下の実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、上記個数などは例示であり、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。

図１は、本発明の実施の形態に係る電気掃除機の外観図である。図２は、本発明の実施の形態に係るサイクロン集塵装置の内部構造を説明するための断面図である。図３は、底蓋が閉じた状態のサイクロン集塵装置の斜視図である。図４は、底蓋が開いた状態のサイクロン集塵装置の斜視図である。図５は、サイクロン集塵装置の内部構造を螺旋状回転圧縮部を中心として説明するための断面図である。図６は、サイクロン集塵装置の螺旋状回転圧縮部への回転力伝達経路を説明するための断面図である。

まず、図１を用いて、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、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を備える。掃除機本体部１には、図示しない電動送風機、サイクロン集塵装置Ｙ、図示しない制御装置などが内蔵されている。サイクロン集塵装置Ｙの詳細は後述する。

上記電動送風機は、吸気を行なうための送風ファンおよび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。上記制御装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などの制御機器を有し、電気掃除機Ｘを統括的に制御する。具体的には、制御装置では、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って、ＣＰＵが各種の処理を実行する。

掃除機本体部１は、掃除機本体部１の前端に接続された接続ホース４と、接続ホース４に接続された接続管３とを介在させて、吸気口部２に接続されている。したがって、電気掃除機Ｘでは、掃除機本体部１に内蔵された上記電動送風機が作動することにより、吸気口部２からの吸気が行なわれる。そして、吸気口部２から吸気された空気は、接続管３および接続ホース４を経由してサイクロン集塵装置Ｙに流入する。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。サイクロン集塵装置Ｙで塵埃が分離された後の空気は、掃除機本体部１の後端に設けられた図示しない排気口から排出される。

操作ハンドル５には、ユーザが電気掃除機Ｘの稼動の有無や運転モードの選択操作などを行なうための、図示しない操作スイッチが設けられている。また、その操作スイッチの近傍には、電気掃除機Ｘの現在の状態を表示するＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの図示しない表示部も設けられている。

以下、図２〜図６を参照しつつ、サイクロン集塵装置Ｙについて詳説する。なお、図３および図４では、わかりやすいようにサイクロン集塵装置Ｙの内部を透視して図示している。図２に示すように、サイクロン集塵装置Ｙは、概略円筒形状に形成され、筐体１０、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および図３に示す除塵駆動機構１５などを備えて概略構成される。筐体１０は、集塵容器１１の開口部を覆う上蓋の一例である。

サイクロン集塵装置Ｙでは、集塵容器１１、内筒１２、上部フィルタユニット１３、および塵埃受部１４が、略円筒状の集塵容器１１の垂直方向に延びる中心軸である垂直中心軸Ｐを中心に、同軸上に配置されている。また、サイクロン集塵装置Ｙは、掃除機本体部１に対して着脱可能に構成されている。集塵容器１１の内部には、内筒フィルタ１２２を備えた内筒１２が配置されている。

サイクロン集塵装置Ｙの下部に配置された集塵容器１１は、内周面１１ｃが略円筒状で、且つ外形も略円筒状の容器である。集塵容器１１は、サイクロン集塵装置Ｙの筐体１０に対し着脱可能に構成されている。集塵容器１１の底部には、図２〜図４に示すように底蓋３１０が開閉自在に取り付けられている。図３は底蓋３１０が閉じた状態を、図４は底蓋３１０が開いた状態を示す。ユーザは、掃除機本体部１からサイクロン集塵装置Ｙを取り出した後、底蓋３１０を図４に示すように開いて、開口３１１を経由させて集塵容器１１内の塵埃を外部に放出して、塵埃を廃棄する。

なお、サイクロン集塵装置Ｙの筐体１０と集塵容器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、筐体１０および集塵容器１１の間からの空気の漏れが防止される。

また、集塵容器１１の底蓋３１０には、内筒１２に取り付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。嵌合部１１ａの外周部には、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、回転軸部１２３ｂおよび底蓋３１０の間からの空気の漏れが防止される。

さらに、集塵容器１１には、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。吸気口部２から接続管３および接続ホース４を通じて吸い込まれた空気は、接続部１１１から集塵容器１１内に流入する。

このサイクロン集塵装置Ｙでは、接続部１１１の集塵容器１１への空気流入口１１１ａは、略円筒状の集塵容器１１の円周部に設けられており、接続ホース４から流入する空気が集塵容器１１内で旋回するように形成されている。具体的には、空気流入口１１１ａが集塵容器１１の接線方向に向くように形成されていることで、集塵容器１１では、空気流入口１１１ａから吸い込まれた空気が集塵容器１１の内周面１１ｃに沿って旋回する。

このとき、旋回する空気に含まれる比較的大きい捕集対象物である綿ホコリなどの塵埃は、旋回による遠心力で集塵容器１１の内周面１１ｃに押し付けられ、内周面１１ｃから抵抗を受けるために旋回の速度を失って、旋回空気から分離（遠心分離）されて集塵容器１１の底に落下する。空気流入口１１１ａから吸い込まれた空気に含まれる塵埃は、集塵容器１１において空気から遠心分離され、集塵容器１１の底部の集塵部１０５に収容され捕集される。つまり、サイクロン集塵装置Ｙは、塵埃を含む空気を流通させ、旋回により気流から塵埃を遠心分離させる、サイクロン分離装置として機能する。

一方、塵埃が分離された後の空気は、矢印１１２ａで示す排気経路１１２に沿って集塵容器１１から流出し、流出口１１３を経由して、掃除機本体部１に設けられた図示しない排気口から外部に排出される。ここで、集塵容器１１から排気口までの排気経路１１２上には、内筒１２、塵埃受部１４および上部フィルタユニット１３が順に配置されている。集塵容器１１内の空気は、集塵容器１１に設けられた内筒１２を経由して集塵容器１１から排出される。集塵容器１１から排出された空気は、内筒フィルタ１２２および上部フィルタユニット１３を経て、流出口１１３から集塵容器１１の外部へ排気される。

このとき、空気流中の比較的小さい捕集対象物である塵埃は、内筒フィルタ１２２、上部フィルタユニット１３などにおいて捕集される。比較的細かい塵埃は、内筒１２および上部フィルタユニット１３に設けられたフィルタによって取り除かれる。集塵容器１１から流出した比較的細かい塵埃を含む空気は、内筒フィルタ１２２および上部フィルタユニット１３を経由してサイクロン集塵装置Ｙの内部を流通する。内筒フィルタ１２２および上部フィルタユニット１３において、空気から塵埃がさらに分離される。内筒フィルタ１２２および上部フィルタユニット１３は、フィルタ手段の一例である。

内筒１２は、集塵容器１１内に配置された円筒状の部材である。内筒１２は、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、内筒１２は、内筒１２の上端に設けられた環状の凹部１２ａが、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、垂直中心軸Ｐの周りに回転可能な状態で吊り下げられている。なお、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。たとえば、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。

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。連結部１２ｂは、内筒１２の上端の開口縁部から上方に突出した、内筒１２に設けられたリブの一端部である。内筒１２は、連結部１２ｂおよび係合部１３４ｃの係合によって、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、内筒１２は、傾斜除塵部材１３４に連動して回転する。なお、内筒１２および傾斜除塵部材１３４の連結構造はこれに限られない。たとえば、内筒１２および傾斜除塵部材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。

また、内筒１２の上部には、集塵容器１１で塵埃が遠心分離された後の空気を、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。内筒１２の外側には、内筒１２の円筒面全体を覆う円筒状に形成された、内筒フィルタ１２２が設けられている。内筒フィルタ１２２は、内筒フィルタ１２２を通過して流れる空気を濾過する。たとえば、内筒フィルタ１２２は、メッシュ状のエアフィルタなどである。

内筒１２の下部には、集塵容器１１内の塵埃を圧縮するための螺旋状回転圧縮部１２３が設けられている。螺旋状回転圧縮部１２３は、垂直中心軸Ｐの周りに回転可能に設けられている。図２〜図４に示すように、螺旋状回転圧縮部１２３は、螺旋状曲面を備えた螺旋部１２３ａ、回転軸部１２３ｂ、円盤状遮蔽部材１２３ｃを有する。回転軸部１２３ｂは、集塵容器１１の底部に設けられた嵌合部１１ａに嵌合される中空円筒である。

円盤状遮蔽部材１２３ｃは、集塵容器１１内において、後述する旋回流の遠心分離力により塵埃を分離する上側空間の部分（分離部１０４）と、塵埃を蓄積する下側空間の部分（集塵部１０５）との仕切りの役割を果たす。円盤状遮蔽部材１２３ｃは、集塵容器１１内に収納された内筒１２の下端に、一体的に接合されている。分離部１０４と集塵部１０５との境界部である円盤状遮蔽部材１２３ｃは、集塵部１０５に収容された塵埃の再飛散を抑制し、捕集した塵埃が巻き上がり内筒フィルタ１２２が詰まることを防いでいる。また、円盤状であるため、サイクロン気流中に含まれる塵埃が円盤状遮蔽部材１２３ｃに引っかかることがなく、集塵容器１１の底部の集塵部１０５へ塵埃を効率的に誘導できる。

回転軸部１２３ｂの円筒面には、螺旋部１２３ａ（圧縮部材の一例）が設けられている。螺旋部１２３ａは、回転軸部１２３ｂを中心として、集塵部１０５の底面に向かって螺旋状に延び、その上下面が垂直中心軸Ｐを中心とする螺旋状曲面を備えて、上下の螺旋状曲面に挟まれて湾曲した板状に形成されている。螺旋部１２３ａは、後述するように内筒１２が回転されるとき、集塵容器１１内に蓄積され、集塵容器１１の内周面に接触して回転に対する抵抗を受けている塵埃を、螺子の運び作用によって集塵容器１１の底部へ向かって移動させる。このとき、螺旋部１２３ａの螺旋状曲面が、当該螺旋状曲面を螺子と想定したときに螺旋部１２３ａの回転により螺子が後退するように形成されていることにより、この螺旋状曲面でゴミを圧縮することができる。

螺旋部１２３ａは、円盤状遮蔽部材１２３ｃから下方に向かってほぼ垂直に伸びる回転軸部１２３ｂを中心にして、集塵容器１１の底面に向かって始端（円盤状遮蔽部材１２３ｃとの接続部）から終端（下端）までが１周分以上、回転軸部１２３ｂの周囲に巻き付くように形成されている。上記巻き付き量の望ましい数字としては、回転軸部１２３ｂの１．６周分である。このような回転軸部１２３ｂの周囲への巻き付きによって、螺旋部１２３ａには、集塵容器１１の内周面に沿ったサイクロン旋回気流（図６に矢印Ａで示す）の回転方向に沿って下方に向かって傾斜する、螺旋状の旋回面が形成されている。

螺旋部１２３ａの螺旋状曲面は、図５に示す矢印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とが好ましい。このとき、螺旋部１２３ａを矢印Ａの旋回と反対方向に回転させることで、螺旋部１２３ａを螺子と想定したとき螺子が後退する方向に螺旋部１２３ａが回転することになる。そのため集塵容器１１内の塵埃は、集塵容器１１の内周面１１ｃとの摩擦によって、集塵容器１１底部へ移動する。但し、螺旋部１２３ａの螺旋状曲面を、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。この場合は、螺旋部１２３ａの回転方向を図５矢印Ａの旋回気流の旋回方向と同一方向とすればよい。

さらに、内筒１２が回転するとき螺旋部１２３ａも回転し、このとき集塵容器１１の底部の集塵部１０５まで移動した塵埃は、底蓋３１０との間で生じる摩擦によって、回転軸中心から外周側に向かって押し出されて圧縮されることになる。このようにすれば、塵埃が螺旋部１２３ａの回転によって固く圧縮されるので、集塵容器１１の塵埃の蓄積可能量を増加させることができる。したがって、たとえば集塵容器１１の小型化を実現することが可能である。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できる。

円盤状遮蔽部材１２３ｃとその下部の螺旋部１２３ａとの外径は、ほぼ同じで、分離部１０４の内径より小さい。円盤状遮蔽部材１２３ｃの外周と集塵容器１１の内壁との間には、略円筒状の隙間（クリアランス）１０６が存在している。隙間１０６は、分離部１０４において分離したある程度の体積を持つ塵埃を集塵部１０５へスムーズに移動することができ、かつ一度集塵部１０５に移動し蓄積された塵埃が巻き上がり内筒フィルタ１２２を詰まらせることのないために、適した値に形成される。実験によれば、隙間１０６の寸法は、１３ｍｍ程度が望ましいことがわかった。

また、円盤状遮蔽部材１２３ｃは、高さ方向に所定の厚みを持つ。円盤状遮蔽部材１２３ｃの高さ方向の厚みは、分離部１０４における遠心分離性能に影響し、本実施例では、実験により求めた１３ｍｍ程度としている。

螺旋状回転圧縮部１２３の螺旋部１２３ａの終端（下端）と底蓋３１０との間には、隙間（クリアランス）１０８（図２参照）が介在している。これにより、塵埃を回転軸中心から外側に向け押し出し圧縮する処理量を、大幅に増加することができる。隙間１０８の幅は、集塵部１０５の底部に押し付けられ圧縮された塵埃が螺旋部１２３ａの終端と底蓋３１０との間に詰まることによる破損や、異物などの詰まりを起こすことを防ぐために適した値である。本実施例では、ＩＥＣ（International Electrotechnical Commission）規格に基づくＤＭＴ（Deutsche Montan Technologie GmbH）標準ゴミＴＹＰＥ８を試験ゴミとして１０ｇ使用した実験により隙間１０８の幅を求め、隙間１０８の幅を６〜１３ｍｍ程度としている。

内筒１２の内筒フィルタ１２２で濾過された後の空気は、内筒１２内を経由して、サイクロン集塵装置Ｙの上部に配置された上部フィルタユニット１３に導かれる。図２に示すように、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および傾斜除塵部材１３４などを有している。ＨＥＰＡフィルタ１３１は、内筒１２から排気されて排気経路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。

ＨＥＰＡフィルタ１３１は、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。ＨＥＰＡフィルタ１３１に含まれた複数枚のフィルタ各々は、たとえば図２に示すような骨組みに固定され、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、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、ＨＥＰＡフィルタ１３１の下端と筐体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、ＨＥＰＡフィルタ１３１と筐体１０との間の空気の漏れが防止される。

図２に示すように、ＨＥＰＡフィルタ１３１の中央には中空部１３１ａが形成されており、中空部１３１ａには後述の連結部１３３が嵌挿されている。連結部１３３は、支持部１３１ｂによって吊り下げられるように、回転可能に支持されている。支持部１３１ｂは、連結部１３３の上端部に螺着されている。

前述したように、サイクロン集塵装置Ｙでは、内筒フィルタ１２２および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、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り、図示しない電動送風機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、上部フィルタユニット１３には、ＨＥＰＡフィルタ１３１に付着した塵埃を除去するフィルタ除塵部材１３２が設けられている。

フィルタ除塵部材１３２は、ＨＥＰＡフィルタ１３１の中央の中空部１３１ａに設けられた連結部１３３に取り付けられている。フィルタ除塵部材１３２は、連結部１３３とともに、支持部１３１ｂによって回転可能に支持されている。

フィルタ除塵部材１３２は、ＨＥＰＡフィルタ１３１の上端部に接触するようにＨＥＰＡフィルタ１３１に沿って所定間隔で配置された接触部１３２ａ（図５参照）を有している。接触部１３２ａは板バネ状の弾性部材である。接触部１３２ａは、１つであっても複数設けられていてもよく、また板バネ状の弾性部材に限られるものではない。フィルタ除塵部材１３２の外周部には、ギヤ１３２ｂが形成されている。

連結部１３３の下端部には、傾斜除塵部材１３４が螺着されている。フィルタ除塵部材１３２と傾斜除塵部材１３４とは、連結部１３３を介在させて、一体回転可能に連結される。傾斜除塵部材１３４および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、傾斜除塵部材１３４およびＨＥＰＡフィルタ１３１の間からの空気の漏れが防止される。

図６に示すように、サイクロン集塵装置Ｙに設けられた除塵駆動機構１５は、掃除機本体部１側に設けられた除塵駆動モータ１５１（駆動手段の一例）を有している。除塵駆動モータ１５１は、回転軸１５２回りに回転する。除塵駆動モータ１５１の回転軸１５２には図示しない減速器が連結されており、減速器にはギヤ１５ａが連結されている。フィルタ除塵部材１３２のギヤ１３２ｂは、ギヤ１５ａと噛合している。

除塵駆動機構１５では、除塵駆動モータ１５１の回転力が上記減速器を介してギヤ１５ａに伝達される。除塵駆動機構１５のギヤ１５ａの回転力は、フィルタ除塵部材１３２のギヤ１３２ｂに伝達される。これにより、フィルタ除塵部材１３２が回転する。フィルタ除塵部材１３２は、回転可能に設けられた回転部の一例である。フィルタ除塵部材１３２の回転は、前述したように、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および内筒１２と一体の螺旋状回転圧縮部１２３が垂直中心軸Ｐの周りに回転する。

フィルタ除塵部材１３２が回転されると、フィルタ除塵部材１３２に設けられた接触部１３２ａの各々は、プリーツ状に形成されたＨＥＰＡフィルタ１３１に断続的に衝突して振動を与える。ＨＥＰＡフィルタ１３１に付着した塵埃は、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。

塵埃受部１４は、接触部１３２ａのＨＥＰＡフィルタ１３１への接触によってＨＥＰＡフィルタ１３１から落下する塵埃を受ける。塵埃受部１４の中央部には、下側の内筒１２に向かって開口する、開口１４ａが形成されている。また塵埃受部１４は、開口１４ａに向かって傾斜しているテーパ状の斜面であるテーパ面１４ｂを有する。テーパ面１４ｂの表面と対向するように、ワイパー１４１（図５参照）が設けられている。

ワイパー１４１は、テーパ面１４ｂの表面を掃拭して、ＨＥＰＡフィルタ１３１から塵埃受部１４に落下した微細な塵埃を集塵容器１１内に導くための部材である。ワイパー１４１のテーパ面１４ｂに対向する側（すなわち、テーパ面１４ｂの表面を掃拭して塵埃受部１４に落下した塵埃を掃き出す側）は、たとえば弾性材料や可撓性を有する材料によって形成されている。

ワイパー１４１は、フィルタ除塵部材１３２の回転と同期して回転する。清掃具としてのワイパー１４１は、回転しながらテーパ面１４ｂの表面を掃拭し、ＨＥＰＡフィルタ１３１から落下する塵埃を掃き出して、塵埃をテーパ面１４ｂの表面から除去する。掃き出された塵埃は、内筒１２の内部を通って、螺旋状回転圧縮部１２３の回転軸部１２３ｂの内部に落下する。図４に示すように底蓋３１０を開けることで、回転軸部１２３ｂ内部の塵埃を廃棄することができる。

除塵駆動モータ１５１は、ＨＥＰＡフィルタ１３１に付着した塵埃を除去するフィルタ除塵部材１３２を駆動する駆動手段として機能し、また塵埃受部１４のテーパ面１４ｂから塵埃を除去する傾斜除塵部材１３４を駆動する駆動手段として機能する。除塵駆動モータ１５１が作動されるタイミングは、たとえば電気掃除機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、電気送風機による吸気によってＨＥＰＡフィルタ１３１に下流側への気流がない状態で、ＨＥＰＡフィルタ１３１の除塵を効果的に行なうことができる。

なお、本実施の形態では、除塵駆動モータ１５１によって螺旋状回転圧縮部１２３が回転される場合を例に挙げているが、除塵駆動モータ１５１以外の別のモータによって、螺旋状回転圧縮部１２３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、螺旋状回転圧縮部１２３の回転による塵埃の圧縮とを別々に行ないたい場合には、このような別駆動の方を採用することも考えられる。

本実施の形態のサイクロン集塵装置Ｙでは、電力を供給されてフィルタ除塵部材１３２に回転駆動力を作用させる除塵駆動モータ１５１に加え、掃除機本体部１の外部からの操作によりフィルタ除塵部材１３２を手動で回転させることのできる操作部材が設けられている。以下、操作部材の詳細について説明する。図７は、操作部材の構成について示す断面斜視図である。

図２および図７に示すように、サイクロン集塵装置Ｙの上面外側には、取っ手３１４が配置されている。掃除機本体部１に対し着脱自在なサイクロン集塵装置Ｙが掃除機本体部１に組み付けられている状態で、取っ手３１４は、サイクロン集塵装置Ｙの外部（すなわち掃除機本体部１の外部）から操作可能とされている。外部から操作可能な操作部材は、取っ手３１４を含んで構成される。取っ手３１４は、回転ハンドル３２０の上面側に、たとえばボルトを用いた螺着などにより固定されている。取っ手３１４を回転させる操作によって、回転ハンドル３２０も取っ手３１４と一体として回転する。回転ハンドル３２０の下面側には、下方へ突き出したハンドルギヤ３２２が形成されている。

取っ手３１４および回転ハンドル３２０は、上部フィルタユニット１３を内部に備えた上部筐体３１２の上面に設けられている。取っ手３１４および回転ハンドル３２０は、上部筐体３１２とは独立して垂直中心軸Ｐの回りに回転可能である。回転ハンドル３２０の下面と上部筐体３１２の上面との間に、上側クラッチ部材３３０が設けられている。上側クラッチ部材３３０を上方から見た斜視図を図８に、下方から見た斜視図を図９に示す。上側クラッチ部材３３０の外周面には、ハンドルギヤ３２２と噛み合う上部ギヤ３３２が形成されている。

ハンドルギヤ３２２には、上部ギヤ３３２と噛み合う歯が下向きに形成されており、上部ギヤ３３２には、ハンドルギヤ３２２と噛み合う歯が上向きに形成されている。ハンドルギヤ３２２の、上部ギヤ３３２と噛み合う噛合面３２３は、斜面を構成する。上部ギヤ３３２の、ハンドルギヤ３２２と噛み合う噛合面３３３は、同じく斜面を構成する。つまり、ハンドルギヤ３２２の噛合面３２３と、上部ギヤ３３２の噛合面３３３とは、垂直方向に延びる垂直中心軸Ｐに対して傾斜しており、噛合面３２３，３３３の垂直中心軸Ｐに対する傾斜角度は略等しい。ハンドルギヤ３２２と、上部ギヤ３３２とは、同じ方向の斜面を接して対向している。

上側クラッチ部材３３０の下側には、下方へ突き出した下辺部３３６が設けられており、下辺部３３６の内部には、下辺部３３６の下側表面から上方へ向かって、ネジ穴３３４が形成されている。上側クラッチ部材３３０の最外周部には、円環形状のスリーブ部３３８が形成されており、下辺部３３６とスリーブ部３３８との間には、下側へ向かって開口する溝部３３９が形成されている。

上部筐体３１２の中央部には、貫通孔部３１９が形成されている。上側クラッチ部材３３０の下辺部３３６は、この貫通孔部３１９を貫通可能なように形成されている。すなわち、貫通孔部３１９の内径は、下辺部３３６の外径に対して大きくなるように形成されている。上部筐体３１２の上面側には、貫通孔部３１９の周縁部を形成する内壁部３１８ａと、内壁部３１８ａの外周側の円環形状の外壁部３１８ｂとが立設されている。内壁部３１８ａと外壁部３１８ｂとの間には、溝部３１７が形成されている。

上部筐体３１２の上面と上側クラッチ部材３３０との間には、スプリング３４０が設けられている。スプリング３４０はコイルばねに代表されるばね部材であるが、たとえばゴムに代表される弾性部材などの、上側クラッチ部材３３０を上方へ付勢する任意の付勢手段を、ばね部材に換えて用いることもできる。スプリング３４０の上端部は上側クラッチ部材３３０に形成された溝部３３９に嵌入されており、スプリング３４０の下端部は上部筐体３１２に形成された溝部３１７に嵌入されている。また、上部筐体３１２の下面側の、貫通孔部３１９の周縁部には、下方へ突き出したカバーギヤ３１６が形成されている。

上部筐体３１２の下面側には、下側クラッチ部材３５０が配置されている。下側クラッチ部材３５０を上方から見た斜視図を図１０に、下方から見た斜視図を図１１に示す。下側クラッチ部材３５０の外周部は両面ギヤとされている。すなわち、下側クラッチ部材３５０の外周部の上面側には、カバーギヤ３１６と噛み合う下部上面ギヤ３５２が形成されており、下側クラッチ部材３５０の外周部の下面側には、下側へ突き出した下部下面ギヤ３５４が形成されている。

カバーギヤ３１６は、上部筐体３１２に形成されており、固定されている。一方、下部上面ギヤ３５２は、回転可能に設けられている下側クラッチ部材３５０に形成されている。下部上面ギヤ３５２およびカバーギヤ３１６は、下側クラッチ部材３５０が上部筐体３１２に対し一方向にのみ回転可能であって、他方向へ回転しようとすると下側クラッチ部材３５０が上部筐体３１２に係止されロックされて他方向への回転が不可能であるように形成されている。つまり、下部上面ギヤ３５２およびカバーギヤ３１６は、下側クラッチ部材３５０を一方向にのみ回転できるようにする、ワンウェイクラッチを形成している。

たとえば、カバーギヤ３１６の下部上面ギヤ３５２と噛み合う噛合面３１６ａ、および、下部上面ギヤ３５２のカバーギヤ３１６と噛み合う噛合面３５３を斜面として形成し、この斜面と垂直中心軸Ｐに平行な面とを含むように、カバーギヤ３１６および下部上面ギヤ３５２の歯を形成することができる。この場合は、図７および図１０に示す下側クラッチ部材３５０が時計回り方向に回転しようとするとき、噛合面３５３が噛合面３１６ａに対して摺動して、下側クラッチ部材３５０が回転しながら下方へ移動して、カバーギヤ３１６と下部上面ギヤ３５２との結合が解除される。その結果、下側クラッチ部材３５０が上部筐体３１２に対して回転可能となる。これに対し、下側クラッチ部材３５０が反時計回り方向に回転しようとするとき、噛合面３５３，３１６ａ同士の摺動は発生せず、垂直中心軸Ｐに平行な面同士が衝突して下側クラッチ部材３５０の回転を妨げ、下側クラッチ部材３５０は上部筐体３１２に対して回転不可能である。

このようにすれば、下側クラッチ部材３５０が一方向の例である時計回り方向に回転するように取っ手３１４を回転させたときは、下方へ移動した下側クラッチ部材３５０が支持部１３１ｂと連結されて、下側クラッチ部材３５０から支持部１３１ｂに回転駆動力が伝達される。一方、下側クラッチ部材３５０が他方向の例である反時計回り方向に回転するように取っ手３１４を回転させたときは、下側クラッチ部材３５０は回転不能であって、支持部１３１ｂへの回転駆動力の伝達が遮断される。

そのため、取っ手３１４を逆回転させた場合でも、支持部１３１ｂおよびフィルタ除塵部材１３２、また、連結部１３３を介在させて連結された傾斜除塵部材１３４および内筒１２をさらに介在させて連結された螺旋状回転圧縮部１２３が、逆回転することを防止することができる。したがって、逆回転されたサイクロン集塵装置Ｙの各部が破損する不具合を防止することができる。また、集塵部１０５内の塵埃を圧縮する螺旋部１２３ａが逆回転すると、集塵容器１１内に塵埃が再飛散して内筒フィルタ１２２が詰まる場合があるが、螺旋状回転圧縮部１２３および螺旋部１２３ａの逆回転を防止することにより、塵埃の再飛散を抑制することができる。

図７および図１０に示すように、下側クラッチ部材３５０の上面側の中央部には、上方へ突出した突起部３５８が形成されている。突起部３５８は、上部筐体３１２の貫通孔部３１９を貫通可能なように形成されている。図９および図１０を参照して、下側クラッチ部材３５０の突起部３５８は、上側クラッチ部材３３０の下辺部３３６と嵌合可能な形状に形成されている。下辺部３３６と突起部３５８とを嵌合させた状態で、上側クラッチ部材３３０と下側クラッチ部材３５０とは一体に結合され、一体として回転可能、かつ、一体として上下方向に往復動可能となる。

図１２は、上部クラッチ部材と下部クラッチ部材とを結合させた状態の斜視図である。図１２では、上部筐体３１２に組み付けられていない状態で下辺部３３６が突起部３５８の内部に挿通されて、下側クラッチ部材３５０と上側クラッチ部材３３０とがスプリング３４０を介在させて結合された様子が図示されている。上部筐体３１２は図１２には図示されていない。図１２ではスプリング３４０の下端部が下側クラッチ部材３５０に当接しているが、実際に上部筐体３１２に組み付けられた状態では、スプリング３４０の下端部は上部筐体３１２の上面に当接する。図７に示すボルト３５６が、下側クラッチ部材３５０を貫通して、上側クラッチ部材３３０に形成されたネジ穴３３４に螺合されることにより、上側クラッチ部材３３０および下側クラッチ部材３５０は一体的に固定される。

上述したように、ＨＥＰＡフィルタ１３１の中央には中空部１３１ａが形成されており、中空部１３１ａには連結部１３３が嵌挿されている。連結部１３３の下端部にはネジ穴１３３ａが形成され、上端部にはネジ穴１３３ｃが形成されている。ネジ穴１３３ａにボルト１３３ｂが螺着されて、ワイパー１４１を含む傾斜除塵部材１３４が連結部１３３に固定されている。ネジ穴１３３ｃにボルト１３３ｄが螺着されて、支持部１３１ｂが連結部１３３に固定されている。これにより、フィルタ除塵部材１３２と傾斜除塵部材１３４とは、連結部１３３を介在させて、一体回転可能に連結されている。支持部１３１ｂの上面側には、下側クラッチ部材３５０の下部下面ギヤ３５４と噛み合うクリーニングギヤ３６０が形成されている。

ハンドルギヤ３２２と上部ギヤ３３２とは、咬み合いクラッチを形成する。咬み合いクラッチとは、クラッチ面に互いに咬み合うように形成された凹凸形状の爪部を設け、この爪部を咬み合わせることにより回転力を伝達し、爪部を離すことにより回転力を遮断して、断続的に動力を伝える方式のクラッチである。下部下面ギヤ３５４とクリーニングギヤ３６０とは、同じく咬み合いクラッチを形成する。フィルタ除塵部材１３２に対し一体回転する支持部１３１ｂと、取っ手３１４との間に、ハンドルギヤ３２２および上部ギヤ３３２により形成される咬み合いクラッチ、ならびに、下部下面ギヤ３５４およびクリーニングギヤ３６０により形成される咬み合いクラッチを含む、クラッチ部が介在している。

図１３は、取っ手回転中の上側クラッチ部材および下側クラッチ部材の配置を示す、サイクロン集塵装置の断面図である。図１４は、図１３中のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う、サイクロン集塵装置の断面図である。上述したようにハンドルギヤ３２２の噛合面３２３と、上部ギヤ３３２の噛合面３３３とは、斜面同士である。そのため、取っ手３１４を回転させることによりハンドルギヤ３２２が回転すると、ハンドルギヤ３２２の噛合面３２３が上部ギヤ３３２の噛合面３３３を押圧して、上部ギヤ３３２が形成された上側クラッチ部材３３０に対し回転方向および下向き方向の荷重を作用させる。

これにより、上側クラッチ部材３３０は回転しながら下方に移動する。上側クラッチ部材３３０には、下側クラッチ部材３５０が螺着され一体化されているので、上側クラッチ部材３３０の回転により下側クラッチ部材３５０も回転する。下側クラッチ部材３５０の上面に形成された下部上面ギヤ３５２がカバーギヤ３１６と噛み合っている状態から下側クラッチ部材３５０が回転すると、カバーギヤ３１６の噛合面３１６ａの傾斜の影響により、下部上面ギヤ３５２の噛合面３５３は噛合面３１６ａに対して摺動して、下側クラッチ部材３５０は下方に移動する。

下側クラッチ部材３５０がカバーギヤ３１６の噛合面３１６ａの長さ分だけ下方に移動し、カバーギヤ３１６の下端部を過ぎた後は、下側クラッチ部材３５０の下向きの移動はなくなり、下側クラッチ部材３５０は回転運動のみを行なう。下側クラッチ部材３５０の下面には下部下面ギヤ３５４が形成されており、下側クラッチ部材３５０の下方への移動に従って、下部下面ギヤ３５４も下方へ移動する。下側クラッチ部材３５０が回転運動に移行するときには、下部下面ギヤ３５４がクリーニングギヤ３６０と噛み合って、下側クラッチ部材３５０と支持部１３１ｂとの連結が行なわれている。

したがって、取っ手３１４を回転させることで下側クラッチ部材３５０と支持部１３１ｂとが連結されて、クリーニングギヤ３６０が形成された支持部１３１ｂに、取っ手３１４の回転が伝えられる。取っ手３１４の回転が、上側クラッチ部材３３０、下側クラッチ部材３５０および支持部１３１ｂを経由して、フィルタ除塵部材１３２に伝達される。ハンドルギヤ３２２および上部ギヤ３３２の歯たけは、下部上面ギヤ３５２およびカバーギヤ３１６の歯たけに比して、大きく形成されている。これにより、下部上面ギヤ３５２とカバーギヤ３１６との噛み合いが解除された後に、確実に上側クラッチ部材３３０を回転させ、下側クラッチ部材３５０を経由して支持部１３１ｂに取っ手３１４からの回転駆動力を確実に伝達することができる。

フィルタ除塵部材１３２が回転するとき、連結部１３３および傾斜除塵部材１３４も一体として回転する。また、傾斜除塵部材１３４の係合部１３４ｃが内筒１２の連結部１２ｂと係合しているので、内筒１２および内筒１２と一体に連結された螺旋状回転圧縮部１２３も連動して回転し、螺旋部１２３ａが回転する。

図１５は、取っ手停止中の上側クラッチ部材および下側クラッチ部材の配置を示す、サイクロン集塵装置の断面図である。図１６は、図１５中のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う、サイクロン集塵装置の断面図である。ユーザが取っ手３１４の回転を中止して取っ手３１４から手を離すと、上側クラッチ部材３３０と上部筐体３１２との間に配置されたスプリング３４０の弾性力によって、上側クラッチ部材３３０が上方へ押し上げられ、上側クラッチ部材３３０と一体の下側クラッチ部材３５０も上方へ移動する。このとき、下側クラッチ部材３５０の下面の下部下面ギヤ３５４と、支持部１３１ｂに形成されたクリーニングギヤ３６０と噛み合いが解除される。これにより、支持部１３１ｂと下側クラッチ部材３５０とは連結解除され、フィルタ除塵部材１３２と取っ手３１４との係合が解除されて、フィルタ除塵部材１３２から取っ手３１４への回転力の伝達が遮断された状態となる。

すなわち、取っ手３１４を操作しない限り、下側クラッチ部材３５０と支持部１３１ｂとは連結されていない開放状態にあることになる。下側クラッチ部材３５０の下部下面ギヤ３５４と、支持部１３１ｂのクリーニングギヤ３６０とは、常時開放型の咬み合いクラッチを構成している。取っ手３１４を回転させる操作によって下部下面ギヤ３５４とクリーニングギヤ３６０とが結合される。そのため、除塵駆動モータ１５１によってフィルタ除塵部材１３２を回転駆動しているとき、取っ手３１４とフィルタ除塵部材１３２との係合が解除されており、その結果、フィルタ除塵部材１３２から取っ手３１４への回転力の伝達が遮断されている。したがって、除塵駆動モータ１５１によってフィルタ除塵部材１３２が回転されても、取っ手３１４が回転しないので、除塵駆動モータ１５１の回転中に取っ手３１４に触れても危険は生じることなく安全である。

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。電気掃除機Ｘの電源を入れて、掃除機本体部１に内蔵されている電動送風機を起動して吸引動作を開始し、吸気口部２から塵埃を含む空気を吸込む。塵埃を含んだ空気は、吸気口部２から接続管３および接続ホース４を通って、掃除機本体部１内部のサイクロン集塵装置Ｙに導入される。電動送風機により吸引された空気は、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に吸い込まれる。

集塵容器１１の分離部１０４に流入した気流は、図５の矢印Ａのように、分離部１０４の円筒状の内周面１１ｃ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。その後気流は旋回しながら、集塵部１０５に入る。図５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５の例では、この螺旋状回転圧縮部１２３の周りの隙間１０７を旋回する気流の回転方向と螺旋状回転圧縮部１２３の螺旋部１２３ａの傾き方向とが一致しており、サイクロン旋回気流を妨げることがない。このため、圧力損失が少なく塵埃の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。また、上記主流により運ばれる塵埃は、螺旋部１２３ａの終端部（下端部）と底蓋３１０との間の隙間１０８に引っかかり（トラップされ）、蓄積され、螺旋部１２３ａの螺旋形状の湾曲面に沿って下側から順に積層されていく。このため、さらに圧力損失の増加を防ぐことができる。

さらに、螺旋状回転圧縮部１２３のまわりの隙間１０７を旋回する気流の回転方向と螺旋状回転圧縮部１２３の螺旋部１２３ａの傾き方向が一致しているため、蓄積および積層された塵埃は、気流によっても若干圧縮される。これにより、蓄積および積層された塵埃の体積が小さくなり、より効率的な塵埃捕集を達成できる。

次に、空気流による塵埃の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２参照）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（図５参照）を通り、隙間１０８においてせき止められる（トラップされる）ことにより、蓄積される。塵埃は、螺旋状回転圧縮部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、このサイクロン集塵装置Ｙでは、螺旋部１２３ａに沿って偏ることなく積層が成長していく。その結果、集塵部１０５内で塵埃が偏って蓄積されていくことがなく、従来の同容積の集塵部と比較して集塵可能容量が飛躍的に向上する。

また、螺旋部１２３ａは、サイクロン旋回気流の回転方向に沿って下方に向かって傾斜する方向性をもつ螺旋形状とすることができる。この場合には、サイクロンの気流による圧縮効果も得られる。これにより、さらに集塵可能容量が向上する。

次に、螺旋状回転圧縮部１２３による塵埃の回転圧縮の作用について、具体的に説明する。図１７は、螺旋状回転圧縮部の回転によって塵埃が圧縮および積層される状況を説明する、サイクロン集塵装置の断面図である。たとえば、送風駆動モータの駆動停止後（すなわち塵埃の吸引終了後）に、螺旋状回転圧縮部１２３を自動的に回転させることができる。

送風駆動モータの駆動が停止されると、気流が旋回を止める。送風駆動モータの駆動停止が確認された後、除塵駆動機構１５が駆動されて除塵駆動モータ１５１が回転すると、上述したように内筒１２、円盤状遮蔽部材１２３ｃ、螺旋状回転圧縮部１２３、回転軸部１２３ｂが一体となって、垂直中心軸Ｐを中心として、図６に示す矢印Ｄ方向（上面から見て反時計回り方向）に回転する。このようにして、除塵駆動モータ１５１の回転が、図６に示す第１の回転軸１５２と第２の回転軸１５３とを介して、回転軸部１２３ｂに伝達される。

こうして螺旋状回転圧縮部１２３が回転すると、螺子の原理により、回転軸方向（図１７に矢印Ｅで示す垂直下向き方向）に推力が発生する。この推力により、集塵部１０５に蓄積されている塵埃２００（図１７参照）は、回転軸方向に押し出され、集塵容器１１の底蓋３１０に押し付けられることにより回転軸方向に圧縮される。

螺旋状回転圧縮部１２３の螺旋部１２３ａの回転によって集塵容器１１の底蓋３１０との間に蓄積した塵埃２００に回転を与え、集塵部１０５内の塵埃２００を圧縮する。塵埃２００は一度圧縮されると、螺旋状回転圧縮部１２３の回転停止後、さらには、集塵容器１１を解放して圧縮力が解除された後も、圧縮状態が保持される。したがって、塵埃２００は集塵容器１１の下部で保持されることになり、新たに吸引された塵埃２０１が上方から積層した場合でも、螺旋状回転圧縮部１２３の回転により、新たな塵埃をさらに圧縮でき効率的な連続圧縮を行なうことができる。

また、螺旋状回転圧縮部１２３が回転し圧縮動作を行なうものであるため、螺旋状回転圧縮部１２３の回転によって塵埃に軸回転中心から外側向きの力が発生する。そのため、塵埃は円筒状の回転軸部１２３ｂにはあまり付着しない傾向があり、メンテナンス性が飛躍的に高まる。さらに、塵埃が螺旋状回転圧縮部１２３に付着した場合においても、螺旋状回転圧縮部１２３が回転することによって、塵埃を下方へ押し出し圧縮する際に塵埃により剥がされていく。このように、螺旋状回転圧縮部１２３のメンテナンス性は非常に高い。

前述したように、圧縮後の塵埃はドーナツ型に固められ一体化しているため、ゴミ捨て時のゴミ飛散やこぼれ落ちなどを防ぐことができ、効率的なゴミ捨てが行なえる。

螺旋状回転圧縮部１２３の回転を、除塵駆動モータ１５１などの駆動手段によって行なうことにより、吸気を行なうための送風ファンを回転駆動する送風駆動モータの駆動中（すなわち吸引中）に、螺旋状回転圧縮部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、塵埃を捕集および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、さらに効率的に塵埃を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なうことができる。

また、送風駆動モータの駆動中（吸引中）に螺旋状回転圧縮部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なうことができるとともに、螺旋状回転圧縮部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。

さらに、サイクロン集塵装置Ｙを掃除機本体部１から取り外し、底蓋３１０を開放して開口３１１を経由してゴミ捨てを行なうときに、取っ手３１４を回転させることができる。取っ手３１４の回転により、上側クラッチ部材３３０、下側クラッチ部材３５０、支持部１３１ｂを経由して、フィルタ除塵部材１３２に回転力を作用させることができる。つまり、フィルタ除塵部材１３２がＨＥＰＡフィルタ１３１に振動を加えてＨＥＰＡフィルタ１３１に堆積した塵埃を落下させ、ワイパー１４１がテーパ面１４ｂの表面を掃拭して塵埃をテーパ面１４ｂの表面から除去することができ、内筒排気口１２１、内筒１２の内部および回転軸部１２３ｂの内部を経由して、塵埃を外部へ廃棄することができる。

このとき同時に、取っ手３１４の回転により、支持部１３１ｂに螺着された連結部１３３、傾斜除塵部材１３４、内筒１２を経由して、螺旋状回転圧縮部１２３に回転力を作用させ、螺旋部１２３ａを回転させることができる。これによって、螺旋部１２３ａの螺子の運び作用により螺旋部１２３ａにより圧縮された塵埃がゆっくりと螺旋部１２３ａの先端方向に運ばれ、底蓋３１０が開くことによって開放された集塵容器１１の底部の開口３１１から外部に放出される。このように、操作者が取っ手３１４を回転することで塵埃がゆっくりと外部に押し出されるので、塵埃に含まれる細かい塵などが舞い上がったり飛散したりすることがなく、室内が塵などによって汚染されることがない。また、塵埃が螺旋部１２３ａに絡まっている場合も、螺旋部１２３ａの回転をさせることで絡まりを解くことができるので、塵埃を円滑に廃棄することができる。

一方、サイクロン集塵装置Ｙが掃除機本体部１に取り付けられている状態（すなわち、除塵駆動モータ１５１がフィルタ除塵部材１３２と連結されている状態）において、停止中の除塵駆動モータ１５１を回転させるためには大きなトルクを必要とする。つまり、除塵駆動モータ１５１と連結されているフィルタ除塵部材１３２、およびフィルタ除塵部材１３２に対し一体に固定されている支持部１３１ｂは、回転しにくくなっている。この状態でユーザが取っ手３１４を無理に回転しようとすると、上述したようにハンドルギヤ３２２の噛合面３２３と上部ギヤ３３２の噛合面３３３とは斜面同士であるので、噛合面３２３が噛合面３３３に対して摺動し、取っ手３１４および回転ハンドル３２０が上方に押し上げられ、その結果、取っ手３１４は空転する。

つまり、除塵駆動モータ１５１がフィルタ除塵部材１３２と係合し、除塵駆動モータ１５１がフィルタ除塵部材１３２を回転駆動可能な状態において、取っ手３１４を回転させる操作を行なったとき、ハンドルギヤ３２２および上部ギヤ３３２により形成される咬み合いクラッチが分離する。そのため、取っ手３１４は上側クラッチ部材３３０に対して空回りし、取っ手３１４からフィルタ除塵部材１３２への動力伝達が遮断されている。したがって、ユーザが取っ手３１４を操作するときに、除塵駆動モータ１５１を回転させようとして過大なトルクを作用させることを防止でき、支持部１３１ｂ、下側クラッチ部材３５０または上側クラッチ部材３３０などの各部品に過大な力が作用して破損することを回避することができる。

また、たとえば異物の詰まりの発生、固く圧縮された塵埃が集塵部１０５内全体に詰め込まれた状態の発生などにより、螺旋状回転圧縮部１２３の回転が困難となっている不具合が発生している場合に、ゴミ捨てまたは塵埃を圧縮させようとして取っ手３１４を無理に回転させると、部品が破損する可能性がある。本実施の形態のサイクロン集塵装置Ｙでは、このような不具合の発生時にも取っ手３１４を上側クラッチ部材３３０に対して空転させることができるので、各部品に過大な負荷を作用させて部品が破損する問題を回避することができる。

これまでの説明においては、空気を捕集容器の内周面に沿って旋回させて塵埃を捕集するサイクロン集塵装置Ｙを例として説明したが、本発明の電気掃除機Ｘが備える集塵装置はサイクロン方式に限られるものではない。たとえば、塵埃を含む空気が通過するフィルタと、回転により当該フィルタの表面を掃拭する回転部としてのワイパーを有する集塵装置を、本発明の電気掃除機に適用してもよい。

また、本実施の形態では、回転部の一例として回転可能なフィルタ除塵部材１３２を有する例について説明したが、回転部はフィルタ除塵部材１３２に限られるものではない。たとえば、ＨＥＰＡフィルタ１３１が回転可能に設けられており、サイクロン集塵装置Ｙの内部に固定された接触部１３２ａに対してＨＥＰＡフィルタ１３１が相対回転して、ＨＥＰＡフィルタ１３１から塵埃を除去する構成であってもよい。

また、本実施の形態では、クラッチ部が咬み合いクラッチを含む例について説明したが、回転部への動力の伝達および遮断を自在に制御可能な構造であれば、たとえば摩擦クラッチ、電磁クラッチなどの任意の形式のクラッチを採用してもよい。また、クラッチ部が一方向に回転可能かつ他方向に回転しようとしたときロックされるワンウェイクラッチを含む例を説明したが、他方向には空転する機構を有するワンウェイクラッチを採用してもよい。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る電気掃除機の外観図である。 本発明の実施の形態に係るサイクロン集塵装置の内部構造を説明するための断面図である。 底蓋が閉じた状態のサイクロン集塵装置の斜視図である。 底蓋が開いた状態のサイクロン集塵装置の斜視図である。 サイクロン集塵装置の内部構造を螺旋状回転圧縮部を中心として説明するための断面図である。 サイクロン集塵装置の螺旋状回転圧縮部への回転力伝達経路を説明するための断面図である。 操作部材の構成について示す断面斜視図である。 上側クラッチ部材を上方から見た斜視図である。 上側クラッチ部材を下方から見た斜視図である。 下側クラッチ部材を上方から見た斜視図である。 下側クラッチ部材を下方から見た斜視図である。 上部クラッチ部材と下部クラッチ部材とを結合させた状態の斜視図である。 取っ手回転中の上側クラッチ部材および下側クラッチ部材の配置を示す、サイクロン集塵装置の断面図である。 図１３中のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う、サイクロン集塵装置の断面図である。 取っ手停止中の上側クラッチ部材および下側クラッチ部材の配置を示す、サイクロン集塵装置の断面図である。 図１５中のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う、サイクロン集塵装置の断面図である。 螺旋状回転圧縮部の回転によって塵埃が圧縮および積層される状況を説明する、サイクロン集塵装置の断面図である。

符号の説明

１ 掃除機本体部、１０ 筐体、１１ 集塵容器、１１ｃ 内周面、１２ 内筒、１３ 上部フィルタユニット、１４ 塵埃受部、１５ 除塵駆動機構、１５ａ ギヤ、１０４ 分離部、１０５ 集塵部、１２２ 内筒フィルタ、１２３ 螺旋状回転圧縮部、１２３ａ 螺旋部、１２３ｂ 回転軸部、１２３ｃ 円盤状遮蔽部材、１３１ ＨＥＰＡフィルタ、１３１ｂ 支持部、１３２ フィルタ除塵部材、１３２ａ 接触部、１３２ｂ ギヤ、１３３ 連結部、１３４ 傾斜除塵部材、１３４ｃ 係合部、１４１ ワイパー、１５１ 除塵駆動モータ、３１０ 底蓋、３１２ 上部筐体、３１４ 取っ手、３１６ カバーギヤ、３１６ａ，３２３，３３３，３５３ 噛合面、３１７，３３９ 溝部、３１９ 貫通孔部、３２０ 回転ハンドル、３２２ ハンドルギヤ、３３０ 上側クラッチ部材、３３２ 上部ギヤ、３３４ ネジ穴、３３６ 下辺部、３３８ スリーブ部、３４０ スプリング、３５０ 下側クラッチ部材、３５２ 下部上面ギヤ、３５４ 下部下面ギヤ、３５６ ボルト、３５８ 突起部、３６０ クリーニングギヤ、Ｐ 垂直中心軸、Ｘ 電気掃除機、Ｙ サイクロン集塵装置。

Claims (4)

1. 塵埃を含む空気を流通させ、空気から塵埃を分離する集塵装置であって、
   空気を濾過するフィルタと、
   回転可能に設けられ、回転時に前記フィルタに衝突して前記フィルタに付着した塵埃を除去する、フィルタ除塵部材と、
   電力を供給されて前記フィルタ除塵部材に回転駆動力を作用させるモータと、
   前記集塵装置の外部からの操作により前記フィルタ除塵部材を回転させる操作部材と、
   前記操作部材と前記フィルタ除塵部材との間に介在するクラッチ部とを備え、
   前記クラッチ部は、前記モータが前記フィルタ除塵部材と係合して前記フィルタ除塵部材を回転駆動可能な状態において前記操作部材を操作したとき、前記操作部材から前記フィルタ除塵部材への動力伝達を遮断する、集塵装置。
2. 前記クラッチ部は、前記モータによって前記フィルタ除塵部材が回転しているとき、前記操作部材と前記フィルタ除塵部材との係合を解除して、前記フィルタ除塵部材から前記操作部材への回転力の伝達を遮断する、請求項１に記載の集塵装置。
3. 前記クラッチ部は、ワンウェイクラッチを有し、
   前記ワンウェイクラッチは、前記操作部材の操作による前記フィルタ除塵部材を一方向へ回転させる動力を前記フィルタ除塵部材へ伝達し、前記操作部材の操作による前記フィルタ除塵部材を他方向へ回転させようとする動力の前記フィルタ除塵部材への伝達を遮断する、請求項１または請求項２に記載の集塵装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の集塵装置を備える、電気掃除機。

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