JP5857182B2 - 電気掃除機用の吸込具およびそれを用いた電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、電気掃除機のサイクロン集塵装置に関するものである。

近年、吸引風の気流に旋回成分を持たせ、遠心力により気流から塵埃を分離除去するタイプの電気掃除機、いわゆるサイクロン型の電気掃除機が注目を浴びている。このサイクロン掃除機の集塵ケースは、通常、旋回気流を発生させる旋回室と、この旋回室の下方には集塵室を設け、旋回室で塵埃と空気とを遠心分離し、分離した塵埃を下方の集塵室へ設けたものであるが、旋回室では、重みのある綿ゴミ・髪の毛といった粗塵は分離できるものの、細かい塵埃は旋回室の略中央に設けている排気フィルターを通過してしまうため、排気フィルターの下流側にさらに２次濾過を行なう２次フィルター部を設けており、この２次フィルター部で分離した細塵は、集塵室の略中心に設け、排気フィルターの内側と連通する円筒状の細塵筒の内側に堆積するように構成しているのが一般的である。そして、集塵室に溜まったごみを捨てる際は、集塵室の底位置に回動自在に設けた底蓋を回動させ、開口した集塵室の底、および細塵筒の底より、粗塵と細塵を同時に排出するものである。

上述した一般のサイクロン構成では、集塵室に溜まったゴミがフワッとした状態であるため、ごみ捨ての際、綿ごみが拡がり、ホコリが舞い散るという課題があった。そこで、集塵室に圧縮部を設けて、集塵した粗塵を圧縮して減容することで、ごみ捨ての際の綿ごみの拡がり抑えてごみの捨て易さを狙ったものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−４６３３７号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、集塵室の粗塵（綿ごみ、髪の毛等）を圧縮して減容することで、ごみ捨ての際の粗塵からの埃の舞い散りを抑えることができるものの、細塵筒から排出する細塵は、一般的なサイクロン掃除機の集塵ケースと同様であるため、宙に埃が舞ってしまう状態となっていた。

本発明は、上記の課題を解決するもので、サイクロン集塵装置において、旋回室で遠心分離した粗塵を集塵室に空気輸送すると同時に、旋回室に配置した排気フィルターを通過し、２次フィルター部で分離した細塵を、バイパスを通して集塵室へ戻し、粗塵と細塵と混在させた状態で塵埃を圧縮・減容するごみ圧縮手段を備えたサイクロン集塵装置を具備する電気掃除機を提供する。

上記目的を達成するために本発明の電気掃除機は、吸引力を発生させる電動送風機と、前記電動送風機の上流側に設置され前記電動送風機により吸引した塵埃を含む空気を旋回させ塵埃分離する略円筒状の旋回室と、前記旋回室の下方に位置し前記旋回室からの塵埃を溜める略円筒状の集塵室からなる第１集塵ケースと、旋回室の上方下流側に位置し、第２濾過部を具備した第２集塵ケースから成るサイクロン掃除機において、前記旋回室の外郭周方向には、含塵空気を吸引するための吸気口と、前記旋回室の中心付近には、外周面に通気部を備え塵埃分離した空気を排出するための排気筒を構成し、前記旋回室と前記集
塵室とは、互いの軸中心が水平方向に平行にずらし、かつ、高さ方向に一部が重なり合うように配置し、その前記旋回室内に露出した前記集塵室の側壁部分には連通部が設けられ、前記旋回室を旋回する含塵気流が前記旋回室外郭の内壁面に沿いながら前記連通部の流入口を通過して前記集塵室へと流入するものであり、前記集塵室内には、軸方向に昇降する圧縮板を設け、前記流入口は、前記圧縮板が前記集塵室上端に収納した状態で、前記流入口の上方縁と、前記圧縮板の下面が同一面、もしくは前記圧縮板の下面が前記流入口の上方縁よりもわずかに上方に位置させており、前記集塵室の上方に、前記２次濾過部の上流側空間と前記排気筒の内側空間を介して連通する閉鎖空間を設け、前記集塵室の上方壁の一部に前記閉鎖空間と連通する導入穴を設け、前記導入穴の集塵室側の開口を、前記圧縮板の上面の一部で閉鎖可能に構成したものである。

この構成により、吸気口から流入した含塵空気は、旋回室外周の内壁に沿って流れる旋回気流となり、特に含塵空気中の粗塵の塵埃はその流れによる遠心力を受けながら、旋回室の下方にあって、旋回流れ方向にほぼ平行となる連通部を設けた旋回室とは別室となる集塵室へと流入して集塵室内に堆積し、旋回室略中央の排気筒を透過した細塵を含む含塵空気は、排気筒下流側の２次濾過部で空気と分離される。

そして吸引後、分離した細塵は、排気筒の内側と一部が重なる集塵室上壁部分に設けた、圧縮板で開口を閉鎖された状態にある導入穴に一旦落ち込み、続けて、集塵室に溜まった粗塵を圧縮減容するために圧縮板を下降させると同時に、導入穴で溜まっていた細塵が、圧縮板と集塵室内壁との隙間より圧縮板下方の粗塵側へと流れ落ちため、粗塵内に細塵を混ぜた状態で圧縮減容することができる。これにより、ごみ捨ての際、細塵と粗塵とを切り分けて捨てる必要は無くなり、細塵は粗塵に絡み付くと同時に、次に集塵した粗塵によって挟まれる状態となるため、細塵による埃の舞い散りを大幅に抑えることができるようになる。

本発明のサイクロン集塵装置は、段階的に配置した複数の分離部で、各々に分離した塵埃を、再度、混ぜ合わせた後に塵埃を圧縮減容するようにしたことで、ごみ捨ての際、特に、細塵によって発生していた埃の舞い散りを大幅に減少させることができる。

本発明の実施の形態１におけるサイクロン集塵装置の断面構成図 同実施の形態における旋回部の横断面図 同実施の形態における移送通路部の横断面図 同実施の形態における旋回気流の流れ状態図 同実施の形態におけるラッチ解除時の部品動作構成図 同実施の形態におけるラッチ非解除動作を示す部品動作構成図 同実施の形態における吸引後に細塵を一旦貯留させる動作を示す状態図 同実施の形態における細塵を集塵室内に混合させる動作を示す状態図 同実施の形態で圧縮板上の細塵を伝播させる別案の構成図 同実施の形態で圧縮板上の細塵を伝播させるもう一方の別案の構成図 本発明の実施の形態２におけるサイクロン集塵装置の断面構成図 同実施の形態における第２旋回空間の横断面図 同実施の形態における細塵導入経路を示す断面構成図 本発明の実施の形態３における集塵室内の断面構成図 同実施の形態における圧縮板の動作を示す状態図 同実施の形態における集塵室の最下端まで圧縮板を降ろした時の状態図

第１の発明は、吸引力を発生させる電動送風機と、前記電動送風機の上流側に設置され前記電動送風機により吸引した塵埃を含む空気を旋回させ塵埃分離する略円筒状の旋回室と、前記旋回室の下方に位置し前記旋回室からの塵埃を溜める略円筒状の集塵室からなる第１集塵ケースと、旋回室の上方下流側に位置し、第２濾過部を具備した第２集塵ケースから成るサイクロン掃除機において、前記旋回室の外郭周方向には、含塵空気を吸引するための吸気口と、前記旋回室の中心付近には、外周面に通気部を備え塵埃分離した空気を排出するための排気筒とを構成し、前記旋回室と前記集塵室とは、互いの軸中心が水平方向に平行にずらし、かつ、高さ方向に一部が重なり合うように配置し、その前記旋回室内に露出した前記集塵室の側壁部分には連通部が設けられ、前記旋回室を旋回する含塵気流が前記旋回室外郭の内壁面に沿いながら前記連通部の流入口を通過して前記集塵室へと流入するものであり、前記集塵室内には、軸方向に昇降する圧縮板を設け、前記流入口は、前記圧縮板が前記集塵室上端に収納した状態で、前記流入口の上方縁と、前記圧縮板の下面とが同一面、もしくは前記圧縮板の下面が前記流入口の上方縁よりもわずかに上方に位置させており、前記集塵室の上方に、前記２次濾過部の上流側空間と前記排気筒の内側空間を介して連通する閉鎖空間を設け、前記集塵室の上方壁の一部に前記閉鎖空間と連通する導入穴を設け、前記導入穴の集塵室側の開口を、前記圧縮板の上面の一部で閉鎖可能としたものである。

これにより、吸気口から流入した含塵空気は、旋回室外周の内壁に沿って流れる旋回気流となり、特に含塵空気中の粗塵の塵埃は、その流れによる遠心力を受けながら、旋回室の下方にあって、旋回流れ方向にほぼ平行となる連通部を設けた旋回室とは別室となる集塵室へと流入して集塵室内に堆積し、旋回室略中央の排気筒を透過した細塵を含む含塵空気は、排気筒下流側の２次濾過部で空気と分離される。

そして吸引後、分離した細塵は、排気筒の内側と一部が重なる集塵室上壁部分に設けた、圧縮板で開口を閉鎖された状態にある導入穴に一旦落ち込み、続けて、集塵室に溜まった粗塵を圧縮減容するために圧縮板を下降させると同時に、導入穴で溜まっていた細塵が、圧縮板と集塵室内壁との隙間より圧縮板下方の粗塵側へと流れ落ちため、粗塵内に細塵を混ぜた状態で圧縮減容することができる。
これにより、ごみ捨ての際、細塵と粗塵とを切り分けて捨てる必要は無くなり、細塵は粗塵に絡み付くと同時に、次に集塵した粗塵によって挟まれる状態となるため、細塵による埃の舞い散りを大幅に抑えることができるようになる。

第２の発明は、吸引力を発生させる電動送風機と、前記電動送風機の上流側に設置され前記電動送風機により吸引した塵埃を含む空気を旋回させ塵埃分離する略円筒状の旋回室と、前記旋回室の下方に位置し前記旋回室からの塵埃を溜める略円筒状の集塵室からなる第１集塵ケースと、旋回室の上方下流側に位置し、第２濾過部を具備した第２集塵ケースから成るサイクロン掃除機において、前記旋回室の外郭周方向には、含塵空気を吸引するための吸気口と、前記旋回室の中心付近には、外周面に通気部を備え塵埃分離した空気を排出するための排気筒とを構成し、前記旋回室と前記集塵室とは、互いの軸中心が水平方向に平行にずらし、かつ、高さ方向に一部が重なり合うように配置し、その前記旋回室内に露出した前記集塵室の側壁部分には連通部が設けられ、前記旋回室を旋回する含塵気流が前記旋回室外郭の内壁面に沿いながら前記連通部の流入口を通過して前記集塵室へと流入するものであり、前記集塵室内には、軸方向に昇降する圧縮板を設け、前記流入口は、前記圧縮板が前記集塵室上端に収納した状態で、前記流入口の上方縁と、前記圧縮板の下面とが同一面、もしくは前記圧縮板の下面が前記流入口の上方縁よりもわずかに上方に位置させており、前記２次濾過部の上流側空間には、前記集塵室の上方壁の一部にバイパス管を設けて連通させており、前記バイパス管は前記旋回室と併設して設けたものであり、前記バイパス管と連通する前記集塵室の上方壁の一部に導入穴を設け、前記導入穴の集塵室側の開口を、前記圧縮板の上面の一部で閉鎖可能としたものである。

これにより、吸気口から流入した含塵空気は、旋回室外周の内壁に沿って流れる旋回気流となり、塵埃はその流れによる遠心力を受けながら、旋回室の下方にあって、旋回流れ方向にほぼ平行となる連通部を設けた旋回室とは別室となる集塵室へと、粗塵は流入して集塵室内に堆積し、旋回室略中央の排気筒を透過した細塵を含む含塵空気は、排気筒下流側の２次濾過部で空気と分離される。そして吸引後、分離した細塵は、２次濾過部の上流側空間と集塵室上壁とを連通したバイパス管を通って、圧縮板で開口を閉鎖された状態にある集塵室上壁上の導入穴に一旦落ち込み、続けて、集塵室に溜まった粗塵を圧縮減容するために圧縮板を下降させると同時に、導入穴で溜まっていた細塵が、圧縮板と集塵室内壁との隙間より圧縮板下方の粗塵側へと流れ落ちため、粗塵内に細塵を混ぜた状態で圧縮減容することができる。

これにより、ごみ捨ての際、細塵と粗塵とを切り分けて捨てる必要は無くなり、細塵は粗塵に絡み付くと同時に、次に集塵した粗塵によって挟まれる状態となるため、細塵による埃の舞い散りを大幅に抑えることができるようになる。また、本構成では、２次濾過部で分離した細塵を集塵室へと導き易い位置にバイパス管を配置しているため、掃除機本体に対して集塵ケースを傾ける等の向きに対してデザイン性に影響を与えることはない。

第３の発明は、圧縮板に微振動を与えながら昇降させるように構成したものであり、これにより、導入口上に溜めた細塵は、微振動によって圧縮板の上面上を確実に滑り落ちるようになる。

第４の発明は、圧縮板の上面に伝播溝を設けたものであり、これにより、細塵はパーツフィーダーのように微振動によって伝播溝を圧縮板周囲へと確実に導くことができ、かつ、伝播溝を圧縮板の周囲に向けて複数本配置することで、集塵室の周方向全体に細塵を導くことができる。

第５の発明は、圧縮板の上面に滑り性の良い表面処理を行ったものであり、これにより、圧縮板の上面に乗った細塵を、よりスムーズに圧縮板周囲へと滑るようになる。

第６の発明は、集塵室の内壁面に帯電防止の表面処理を行ったものであり、これにより、圧縮板の周囲から落ちた細塵が、集塵室の内壁面に付着し難くすることができる。

第７の発明は、圧縮板に連結する昇降シャフトの軸受け部と導入穴部分とは、前記圧縮板が前記集塵室内の上方に収納された状態で、一体に閉空間となるようにしたものであり、これにより、露出した昇降シャフトの表面に浮遊細塵が付着して、昇降シャフトの上下動作で軸受け端部に付着細塵が溜まった場合や、圧縮板の上面に埃が付着した場合でも、導入穴を介して２次濾過部に向かう空気の流れが一瞬生じるため、この流れに乗って軸受け部に溜まった付着細塵や圧縮板上に付着した埃は、２次濾過部へと吸込まれるため、昇降シャフトの摺動性をより長期的に保つことができる。

第８の発明は、圧縮板周囲の少なくとも一部に、回動自在に弾性保持された回動部を設けたものであり、これにより、圧縮部の一部が傾斜することで、圧縮板上の細塵がより滑り易くなると同時に、より集塵室の中心付近側へと細塵を落とすことができるようになる。

第９の発明は、圧縮板の昇降に合わせて、第１集塵ケースの外側より集塵部側壁に振動を与える振動発生手段を設けたものであり、これにより、第１集塵ケース全体が振動するため、導入穴内に圧縮板上に溜めた細塵を、圧縮板を下降させる際に、より振り落とすようになると同時に、集塵室内壁に付着した浮遊細塵も振るい落とすことができる。

（実施の形態１）
図を用いて、本発明の実施の形態におけるサイクロン集塵装置について説明する。
図１は本発明の実施の形態１を示すサイクロン集塵装置の断面図である。図に示すように、サイクロン集塵装置は、塵埃を含む空気を取り入れ旋回気流を発生させる旋回室１、および塵埃を溜める集塵室２から成る第１集塵ケース３と、２次濾過部４を内蔵し、第１集塵ケース３の上方に配して第１集塵ケース３と電動送風機（図示せず）を内臓した掃除機本体（図示せず）とを連結する第２集塵ケース５とで構成している。そして、サイクロン集塵装置を掃除機本体にセットした状態で、掃除機全体の高さ寸法を低くするため、約１０〜３０度程、サイクロン集塵装置を傾斜させてセットしている。

図２に示すように、第１集塵ケース３の旋回室１は、略円筒形状の外郭内周面に対して接線方向となるように取り付けた吸引通路を有する吸気口６と、略中心には第２集塵ケース５に連通する略円筒状の排気筒７を配している。この排気筒７の外周側面にはメッシュフィルターやエッチングフィルター等の濾過フィルターによる通気部８を構成しており、粗塵が第２集塵ケース５側へと確実に通り抜けないようにしている。

旋回室１では、吸気口６と排気筒７との位置関係、ならびに吸気口６を旋回室１の外郭内周面に接線方向となる向きに配置しているため、吸気口６より流入した含塵空気は、旋回室１外郭の内壁面に沿って旋回する流れとなる。排気筒７の内側空間は、第２集塵ケース５に連通しており、排気筒７の通気部８を通過した空気は、第２集塵ケース５へと流れていく。

次に、集塵室２は、図２、図４に示すように、旋回室１の内径とほぼ同等、もしくは幾分小さい内径とした略円筒形状の筒体であり、旋回室１の下方にそれぞれの中心軸を水平方向に平行にズラした位置で配置させており、かつ、高さ方向において、集塵室２の上端の一部を旋回室１の内部に入り込むように構成としている。つまり、旋回室１と集塵室２とが重なり合う部分は、図に示すように、旋回室１側の空間が凹状となり、集塵室２側の略円筒形状となる隔壁９が旋回室１内に露出した構成となっている。

旋回室１の外郭内壁面と集塵室２の外郭内壁面とが交差する部分において、その一方には、互いの内周円に接するように直線状の壁１０を設けており、そして、隔壁９の側面部分には、旋回室１の外郭内壁面と交わる両側付近に連通口を設け、それぞれの連通口の間口縁を内壁面に一致させている。

図３に示す２つの連通口の一方は、旋回室１で旋回する気流が集塵室２へと流れ込む流入口１１であり、もう一方が、集塵室２から旋回室１へと戻る気流の流出口１２として構成したものであり、流入口１１は、先述した旋回室１の外郭内壁面と集塵室２の外郭内壁面とを接するように結んだ直線状の壁１０を設けた側に構成している。また、流入口１１と流出口１２の互いに内側となる開口縁を円弧状の区画壁１３で結び、この円弧状の区画壁１３の円弧は上方の排気筒７の円弧と一致させており、かつ、排気筒７と円弧状の区画壁１３とを連ねるように構成している。

そして、流入口１１、および流出口１２は、旋回室１と集塵室２のそれぞれの外郭内壁面同士が交わる稜線から、集塵室の隔壁９と円弧状の区画壁１３とが交わる稜線までの範囲で開口させている。また、流出口１２には、格子の開口間口の大きさを１〜２ｍｍ画の範囲で設定した通気格子１４を形成している。また図１に示すように、集塵室２の底部分は開口しており、回動自在に軸支した底蓋１５でエアタイト性を確保しながら閉鎖する構成としている。

通気格子１４の開口間口のサイズは、実験結果より、開口間口の大きさを３ｍｍ以上で設定すると、リントといった細かい埃は、格子に引っ掛からずに旋回室１側へと通り抜けてしまう傾向が見られ始めるようになったが、開口間口を２ｍｍ画で設定すると、通気格子１４にリントが引っ掛かり、旋回室１側への通り抜けが大幅に抑えることができたため、樹脂一体成形で可能な１ｍｍ〜２ｍｍ画のサイズ設定とした。

旋回室１の吸気口６、排気筒７の通気部８、および旋回室１と集塵室２とが連通する流入口１１と流出口１２とは、図４に示すように、上から順に高さ位置をズラした配置としており、これにより、吸気口６より流入した含塵空気は、吸気口６より斜め下方に旋回室１を旋回しながら流入口１１へと進入し、そのまま延長して、集塵室２内を斜め下方に旋回しながら集塵室２の底位置まで流れていく。

そして、重みのある粗塵は、集塵室２の底部分でそのまま旋回し続け、粗塵を分離した気流は旋回しながら上昇し、この上昇気流に乗ったリント等の細かい埃は、流出口１２の通気格子１４に引っ掛かり、さらに塵埃分離した状態の空気が、通気格子１４を通り抜けて旋回室１へと戻り、旋回室１を旋回しながら、排気筒７の通気部８を抜けて第２集塵ケース５へと流れていく。

ここで、集塵室２内では、粗塵がその重みにより底位置で旋回し続けると、絡まり合いながらマリモのようになり、そこに細塵も一緒に絡まり合うため、それによっても塵埃と空気とが分離される。次に、集塵室２内を流出口１２に向かって旋回上昇する気流には、幾分、リント等の細かい塵埃が乗っているが、リントは通気格子１４で引っ掛かり、それが堆積するとリントがフィルターの役目をするようになり、旋回室１側への細塵の通過をより抑えることができるようになる。

つまり、リントが堆積すると不織布フィルターに似た状態になるためである。このように、旋回室１内において、排気筒７および円弧状の区画壁１３と旋回室外郭の内周壁との間で、吸気口６から集塵室２への流入口１１に向かう旋回通路とそれに連なる移送通路１６とを形成することになるため、よりスムーズに旋回室１から集塵室２へと旋回気流を導くことができる。

従来のサイクロン構成では、旋回室１と集塵室２とを同軸上に配置させることが一般的であるが、旋回室１と集塵室２とを平行にズラした状態としても、旋回室１と集塵室２とが上下となる配置、つまり、斜め上下方向の位置関係とし、かつ、旋回室１と集塵室２との間で、楕円軌道を描くように気流の入口と出口を設けることで、一般的なサイクロンの気流と類似した遠心旋回気流を形成することができるようになる。また、集塵室２の流出口１２からリント等の細塵を含んだ状態で空気が抜けた場合においても、流入口１１へと流れる気流と衝突することで、また、塵埃のみが集塵室２へと誘引される作用も働く。

その後、排気筒７を通過した空気は、第２集塵ケース５へと流れる。第２集塵ケース５内には、２次濾過部４として不織布フィルター１７をプリーツ状に折ったものを配置し、排気筒７から抜けてきた微小な細塵をこの不織布フィルター１７にて濾過し、きれいになった空気のみが不織布フィルター１７を通過して、電動送風機へと導かれていく。

さらに、不織布フィルター１７の下流側には、フィルター表面に衝撃振動を与える除塵子（図示せず）を取り付けており、吸引運転後、第２集塵ケース５内に具備し、除塵子と連結するリニア駆動部（図示せず）からの往復運動により、フィルター表面を除塵子で叩き、不織布フィルター１７の上流側表面に付着した細塵を衝撃により叩き落としている。

図に示すように、旋回室１内に食い込ませた集塵室２部分の一部は、排気筒７、および
円弧状の区画壁１３の内部にまで食い込むように配置させており、排気筒７の内側空間に食い込む集塵室２の上壁の一部に、排気筒７の内側空間と集塵室２内とを連通させる円錐状の導入穴１８を形成している。

さらに、導入穴１８の上端縁より排気筒の外周内壁面に向かってテーパー状の傾斜壁面１９を設けており、不織布フィルター１７を除塵した際に叩き落とした細塵は、不織布フィルター１７の上流空間より排気筒７の内側空間を通って、排気筒７内側下方の傾斜壁面１９に落ち、傾斜壁面１９を滑りながら導入穴１８へと導かれるものである。ここで、導入穴１８の開口部は、集塵室２内に配置した後述する圧縮板２０によって開閉を行なうように構成している。

次に、集塵室内に配置した圧縮手段の構成について説明する。

図１に示すように、集塵室２の上端には、底面を平面とし集塵室２の軸方向に昇降する圧縮板２０を配置している。圧縮板２０には、その中心より旋回室１とは反対側にズラした位置に昇降シャフト２１を取り付けている。昇降シャフト２１の内部には、中空部２２を設け、その中空部２２には固定シャフトピン２３を挿入し、固定シャフトピン２３の下端に設けたストッパー２４を昇降シャフト２１の上端で掛かるように構成している。

そして、固定シャフトピン２３の他端を、中空状にした可動シャフト２５の中空内上端に固定し、昇降シャフト２１の上端と可動シャフト２５の中空内上端との間に圧縮ばねＡ２６を、その中心に固定シャフトピン２３が配置するように取り付け、圧縮板２０が可動シャフト２５に対して突っ張る状態としており、昇降シャフト２１は、固定シャフトピン２３と集塵室２の上端に設けた軸受け部２７とで摺動自在に保持され、圧縮板２０を押し縮めた時には、可動シャフト２５の中空内に昇降シャフト２１が収納されるようにしている。

そして、可動シャフト２５は、旋回室１に隣接して設けた摺動操作部２８にて摺動自在に保持しており、可動シャフト２５と集塵室２上面の軸受け部２７との間に圧縮ばねＢ２９を設け、可動シャフト２５を押し上げる、すなわち、圧縮板２０を集塵室２上端位置まで押し上げた状態を保持するように構成している。

可動シャフト２５の上端側面には、操作レバー３０を設けており、この操作レバー３０を押すことで、可動シャフト２５が下がり、可動シャフト２５より突っ張っている圧縮板２０が同時に押し下がるようにしている。

そして、図５に示すように、摺動操作部２８には、バネ付勢した回動式のラッチ３１を設けており、可動シャフト２５の上方周囲の一部に凹部３２を設け、可動シャフト２５を押し下げ、凹部３２がラッチ３１の位置にくると、ラッチ３１が凹部３２にはまり込みロックする構成としている。ラッチ３１には、ラッチ３１と同軸にて軸支したラチェットＡ３３を設け、このラチェットＡ３３に係合するラチェットＢ３４を並設して設け、このラチェットＢ３４の一端には伝達ギヤＡ３５を設けている。この伝達ギヤＡ３５は、掃除機本体側に内蔵している電源コードリールユニットの回転に連動させた伝達ギヤＢ（図示せず）に係合し、電源コードの引き出し、および巻き取りによって伝達ギヤＡ３５が回転するものである。

このラッチ３１、およびラチェットＡ３３、ラチェットＢ３４の動作であるが、ラッチ３１が掛かっている状態のとき、ラチェットＡ３３の一端にはラッチ３１を解除する方向に当設する突出部３６を設けており、電源コードを引き出すときの回転方向でラチェットＢ３４がラチェットＡ３３をラッチ解除方向に回動させてラッチ３１のロックを外す（図
５）。逆に、ラッチ３１が掛かった状態で電源コードを巻き取る際のラチェットＢ３４の回転では、ラチェットＡ３３はラッチ３１と当設しない方向に回動するため、ラッチ３１が凹部３２から外れることはない（図６）。また、ラッチ３１が掛かっていない状態の場合は、ラチェットＡ３３の回動範囲では、突出部３６がラッチ３１と当設しないようにラッチ３１を回動させているため、電源コードの引き出し、および巻き取り動作にはラッチ３１が連動しない状態となる。

圧縮板２０が集塵室２上端で収納されている状態において、圧縮板２０の底面が、集塵室２への流入口１１および流出口１２の上縁と一致するか、もしくは、上縁よりわずかに上方に位置するように配置している。また、圧縮板２０の上面は、略円錐状としており、また表面の滑り性を得るためにＴｉＮによる表面コーティングを行っている。

そして、集塵室２の上端外周に配したリップ構成のタイトパッキン３７に圧縮板２０の外周縁を当設させてエアタイト性を確保しており、先述したように、この収納状態では、集塵室２上壁に設けた導入穴１８の開口部分を圧縮板２０の上面にてわずかの隙間を設けて塞ぐ構成としている。ここで、圧縮板２０上方の導入穴１８と昇降シャフト２１の軸受け部２７とは、圧縮板２０の外周縁に当設させたタイトパッキン３７にて囲われた閉空間となっている。

このようにすることで、集塵室２内に露出した昇降シャフト２１の表面に浮遊細塵が付着して、昇降シャフト２１の上下動作で軸受け部２７端部に付着細塵が溜まった場合や、圧縮板２０の上面に埃が付着した場合でも、導入穴１８を介して２次濾過部４に向かう空気の流れが一瞬生じるため、この流れに乗って軸受け部２７に溜まった付着細塵や圧縮板２０上に付着した埃は、２次濾過部４へと流れ込み、昇降シャフト２１の摺動性をより長期的に保つことができるようになる。

また、圧縮板２０を収納した状態では、圧縮板２０底面とタイトパッキン３７のリップ部分とで、集塵室２の天面を構成しており、圧縮板２０の外周縁と集塵室２内壁とのクリアランスを本実施例では約３ｍｍで設定している。ここで、圧縮板２０と集塵室２内壁とのクリアランスについてであるが、圧縮板２０の昇降動作の際に、集塵室２内壁との間で塵埃の咬み込みが起こりにくい設定とすると同時に、塵埃を圧縮した際に、集塵室２内壁からも十分な押圧が作用することを考慮して設定した。

次に、吸引後、分離した粗塵と細塵を再び混ぜ合わせる動作について説明する。
運転中、上述したように、旋回気流よって旋回室１とは別室となる集塵室２へと含塵空気から分離した粗塵が堆積し、一方、旋回室１中央の排気筒７を通過した細塵は、２次濾過部４の不織布フィルター１７に付着濾過される。そして、吸引後、不織布フィルター１７に付着した細塵は除塵子によって叩き落とされ、不織布フィルター１７下方の排気筒７の内側空間を通って排気筒７内側下方の傾斜壁面１９を滑り落ちながら、導入穴１８開口部分の圧縮板２０上に一旦溜まった状態となる。

その後、集塵室２内の粗塵を圧縮減容するために圧縮板２０を下降させる操作を行なうと、導入穴１８に溜まっていた細塵が、圧縮板２０上面の傾斜によって滑り落ち、圧縮板２０の外周縁と集塵室２内壁との隙間を通って圧縮板２０下方の粗塵上へと落ちる。そして、そのまま圧縮板２０を下降させて粗塵と細塵が混ざり合った状態で圧縮減容を行なものである。

ここで、集塵室２内壁面に帯電防止剤を表面コーティングしておけば、細塵が圧縮板２０の外周縁と集塵室２内壁との隙間を通って粗塵上に落ちるとき、集塵室２内壁表面に付着を抑えることができるため、圧縮板２０上面に細塵が乗ってしまうことを抑えることが
できる。

そして、そのまま操作レバー３０を押して可動シャフト２５のラッチ３１が掛かる位置まで押し下げる圧縮板２０を押し下げると、集塵室２の流出口１２に設けた通気格子１４に付着したリント等の塵埃を圧縮板２０によって剥ぎ取り、剥ぎ取られた付着塵埃はそのまま底へと落ち、結果的に、集塵室２内に堆積していた粗塵、流出口１２に付着していた塵埃、および２次濾過部４から導入穴１８を通して集塵室２内に進入した細塵と一緒にして、圧縮板２０が押し固めることになる。

圧縮板２０の底面が集塵室２の底に溜まった粗塵に当たると、圧縮板２０の昇降シャフト２１は、塵埃から受ける反力分だけ可動シャフト２５内を摺動して持ち上がるようになる。この圧縮板２０の持ち上がったストローク、つまり、圧縮ばねＡ２６の伸縮分のバネ圧が塵埃の押圧となる。下降位置にある圧縮板２０の解除は、次の掃除を行う際の電源コードを引き出す動作をした瞬間に、電源コードリールユニットの回転動作に連動して、ラッチ３１を解除させ、圧縮ばねＢ２９の反発力で集塵室２の上端収納位置まで戻るため、圧縮板２０の昇降動作を行うのは、押し下げる動作のみであり、圧縮操作への負担も軽減できる。また、次の掃除を始めるときには、必ず電源コードを引き出す動作を行うため、圧縮板２０を押し下げた状態のまま、運転を始めるといった不具合を確実に回避することができる。

このようにして、集塵室２内に溜めた粗塵に細塵を再び混ぜ合わせた状態で圧縮し、そして、圧縮板２０を次の掃除を始めるまで、そのままの押圧を加えた状態で放置させると、塵埃中の綿ごみ、髪の毛等の繊維成分がクリープ変形を起こし、塵埃の減容度合いが増し、より固形化を図ることができると同時に、粗塵上に落とした細塵は綿ごみ同士の間に入り込んだ状態で圧縮されるため、綿ごみの中に閉じ込められた状態となる。

この塵埃圧縮によって集塵室２内の底部分に塵埃を敷き詰めるようにして押し固めると、次に吸引運転を行っても、塵埃には負圧差が生じないため底位置に留まったままとなり、旋回気流に乗って集塵室２の底まで到達した含塵空気は、押し固められた塵埃の表面で絡み合うため、その作用によっても塵埃が集塵室２の底に溜まりやすくなり、粗塵が空気とより分離されるようになる。

そして吸引後、圧縮板２０の下降動作を行なうと、導入穴１８に溜めた細塵が圧縮板２０上面の傾斜を滑り、圧縮板２０の外周縁と集塵室２内壁との隙間を通ってふんわりと疎な状態の粗塵上に落ちる訳であるが、この２回目以降は、集塵室２の底に先に敷き詰められた状態にある圧縮塵埃の密度が高い状態にあるため、その上に乗っている疎な状態の粗塵の中を細塵が下まで通り抜けても、この先にある圧縮塵埃上で止まることになり、結果、細塵は粗塵の間に挟み込まれた状態で押し固められることとなる。

ここで、圧縮板２０は、集塵室２の流出口１２の通気格子１４に付着した塵埃は、圧縮板２０を昇降する毎に剥ぎ取っているため、通気格子１４間口を詰まらせることはない。また、図９に示すように、圧縮板２０上の略円錐状の傾斜面に伝播溝３８を設けることによって、圧縮板２０上の導入穴１８の位置から圧縮板２０外周の周方向に拡がるように誘導して滑り落とすことができるようになるため、細塵は粗塵上に偏って落ちず、粗塵全体により満遍なく落ち、粗塵への混合度合いがより効果的となる。

さらに、ここで、図１０のように、圧縮板２０内部に振動モーター３９を具備し、圧縮板２０を下降させるときに振動モーター３９を動作させて圧縮板２０自体を振動させるようにすれば、パーツフィーダーのように、細塵が圧縮板２０上面上を外周縁に向かって確実に滑り落とすことができるようになる。また、別の手段として、図９に示すように、掃
除機本体側に振動モーター等の振動発生手段４０を具備し、これが、集塵室２外壁面に当設するよう配置して、圧縮板２０を下降させるときに振動発生手段４０が動作するように構成しておけば、圧縮板２０と同時に集塵室２外壁にも振動を与えることになるため、圧縮板２０上の細塵誘導だけでなく、集塵室２内壁面の細塵付着を抑えることができるようになる。

（実施の形態２）
図１１は、実施の形態２におけるサイクロン集塵装置の構成を示している。なお、上述した実施の形態１と重複する構成については、同一符号を記載し説明を省略する。
第１集塵ケース３の旋回室１は、略円筒形状の外郭内周面に対して接線方向となるように取り付けた吸引通路を有する吸気口６と、略中心には第２集塵ケース５に連通する略円筒状の排気筒７を配している。この排気筒７の外周側面にはメッシュフィルターやエッチングフィルター等の濾過フィルターによる通気部８を構成しており、粗塵が第２集塵ケース５側へと確実に通り抜けないようにしている。旋回室１では、吸気口６と排気筒７との位置関係、ならびに吸気口６を旋回室１の外郭内周面に接線方向となる向きに配置しいているため、吸気口６より流入した含塵空気は、旋回室１外郭の内壁面に沿って旋回する流れとなる。排気筒７の内側空間は、第２集塵ケース５に連通しており、排気筒７の通気部８を通過した空気は、第２集塵ケース５へと流れていく。

次に、集塵室２は、図１１、図１２に示すように、旋回室１の内径とほぼ同等、もしくは幾分小さい内径とした略円筒形状の筒体であり、旋回室１の下方にそれぞれの中心軸を水平方向に平行にズラした位置で配置させており、かつ、高さ方向において、集塵室２の上端の一部を旋回室１の内部に入り込むように構成としている。つまり、旋回室１と集塵室２とが重なり合う部分は、図に示すように、旋回室１側の空間が凹状となり、集塵室２側の略円筒形状となる隔壁９が旋回室１内に露出した構成となっている。

旋回室１の外郭内壁面と集塵室２の外郭内壁面とが交差する部分において、その一方には、互いの内周円に接するように直線状の壁１０を設けており、そして、隔壁９の側面部分には、旋回室１の外郭内壁面と交わる両側付近に連通口を設け、それぞれの連通口の間口縁を内壁面に一致させている。

図１２に示す２つの連通口の一方は、旋回室１で旋回する気流の流れに沿って集塵室２へと流れ込む流入口１１であり、もう一方が、集塵室２から旋回室１へと戻る気流の流出口１２として構成したものであり、流入口１１は、先述した旋回室１の外郭内壁面と集塵室２の外郭内壁面とを接するように結んだ直線状の壁１０を設けた側に構成している。

また、図１１、図１２に示すように、排気筒７の底位置は閉鎖しており、排気筒７の底位置が、旋回室内に露出させた集塵室２の上面に対して空間を開けて配置し、旋回室１は、排気筒７高さ位置では略円筒状であるのに対し、排気筒７下方位置ではその空間が、略三日月状、もしくは、壁面を設けて略楕円状となる２次旋回空間４１を形成している。

吸込口より流入した含塵空気は、旋回室にて旋回気流となり、旋回室の内壁面を沿いながら排気筒下方の２次旋回空間４１に至る。２次旋回空間４１は、図１２に示すように、旋回室１→流入口１１→集塵室２→流出口１２→旋回室１となる流れと、２次旋回空間４１を旋回する流れとに分かれるが、綿ごみ、砂等の重みのある粗塵は、旋回気流から受ける遠心成分の作用によって、集塵室２側へと流入する流れに乗って集塵室２内を旋回し、本実施の形態１とほぼ同様に、塵埃は集塵室２の底位置に堆積する。

２次旋回空間４１を旋回する気流には、リント、細塵といった軽い塵埃が乗ってしまい、そのまま排気筒７へと向かう上昇気流にのって排気筒７の通気部８を通り抜け、２次濾
過部４にて空気と分離されることになる。一方、集塵室２内では、集塵室２内の上昇気流に乗ったリントが、流出口１２に形成した通気格子１４に引っ掛かり、それが堆積するとリントがフィルターの役目をするようになることで、旋回室１側への細塵の通過をより抑えている。

ここで、本実施の形態２では、流入口１１と流出口１２とを形成しているが、流入口１１のみ形成した場合でも、集塵室２への塵埃移送性は幾分落ちるが、２次旋回空間４１の旋回気流による遠心作用で集塵室へと粗塵が投げ出されるようになる。この時、集塵室２内に進入する旋回気流はわずかであるため、集塵室２内の底位置に溜まった塵埃は、集塵室２内より旋回室１へと舞い戻る空気流に乗って旋回室１へと逆流することはほとんどない。

これは、排気筒７下方の２次旋回空間４１では、その中心付近は、旋回室１中心に排気筒７を配置しているため、その吸引圧により外周よりも負圧が幾分高い状態となっており、旋回気流の旋回径は外周より内側に向かっている訳であるが、空気より重みのある塵埃は遠心方向への慣性力が作用するため、流入口１１で塵埃は遠心方向に投げ出されて集塵室２に入るのに対し、空気はそのまま旋回軌道に沿うことになるためである。

旋回室１で分離できなかった細塵を含む含塵空気は、排気筒７を通過し、第２集塵ケース５へと流れる。第２集塵ケース５は、本実施の形態１と同様、２次濾過部４として不織布フィルター１７をプリーツ状に折ったものを配置し、排気筒７から抜けてきた微小な細塵をこの不織布フィルター１７にて濾過し、きれいになった空気のみが不織布フィルター１７を通過して、電動送風機へと導かれていく。さらに、不織布フィルター１７の下流側には、フィルター表面に衝撃振動を与える除塵子（図示せず）を取り付けており、吸引運転後、第２集塵ケース内に具備し、除塵子と連結するリニア駆動部（図示せず）からの往復運動により、フィルター表面を除塵子で叩き、不織布フィルター１７の上流側表面に付着した細塵を衝撃により叩き落としている。

そして、集塵室２上壁の旋回室１とは重ならない部分に集塵室２内部と連通させる導入穴１８を形成し、この導入穴１８と２次濾過部４の上流側空間とを連通させるバイパス管４２を配し、不織布フィルター１７を除塵した際に叩き落とされた細塵が、このバイパス管４２を通って導入穴１８に導かれるように構成している。この導入穴１８の開口部分は、本実施の形態１と同様の構成である集塵室２に配した圧縮板２０の上面にて開閉する構成としている。

上記構成によって、本実施の形態１の作用効果と同様、圧縮板２０の昇降動作によって、複数の塵埃分離手段によって分離された粗塵と細塵を再び混ぜ合わせた状態で圧縮を行なうことができる。またそれと同時に、分離された細塵を、再び集塵室２内の粗塵内に混ぜ合わせるために、バイパス管４２なる別部品を介しているため、サイクロン集塵装置の配置に対して最適な位置にバイパス管４２を構成すればいいため、細塵導入経路に制約されずに掃除機本体に対してサイクロン集塵装置のデザイン的な配置検討をすることができ、デザイン性を損なわずに構成することができる。

（実施の形態３）
図１３、図１４は、実施の形態３における集塵室内の圧縮板の構成を示している。なお、上述した実施の形態１と重複する構成については、同一符号を記載し説明を省略する。図１４に示すように、圧縮板２０において、集塵室２上壁に設けた導入穴１８の開口部分を塞ぐ位置付近までの略半円状の圧縮板４３と、昇降シャフト２１に連結している略Ｄ形状の圧縮板４４とが、ゴム材等の弾性体４５で連結させており、略半円状の圧縮板は弾性体連結部を軸として、回動自在に傾斜可能にしている。

略半円状の圧縮板４３の上面には、弾性体４５部を渡して上方に突出する凸部４６を設け、圧縮板２０を集塵室２上方に収納した状態では、凸部４６が集塵室２上壁面に当設し、テコの原理で略半円状の圧縮板４３が持ち上がり、略Ｄ形状の圧縮板４４と平行状態となり、かつ、集塵室上壁の導入穴１８の開口部分を塞ぐように回動する。

そして、図１５、図１６に示すように、圧縮板２０を下降させると、略半円状の圧縮板４３は、前方に傾斜するように回動し、粗塵に当たると、元に戻る方向に回動して、略Ｄ形状の圧縮板４４と平行な状態となって、塵埃を圧縮する。略半円状の圧縮板４３は、下方側にのみ回動するもので、略半円状の圧縮板４３と略Ｄ形状の圧縮板４４とが平行となった時点で、互いに突っ張り合う構成としている。

この構成により、圧縮板２０を下降させた時点で、略半円状の圧縮板４３が前方に倒れるように傾斜し、図１５のように、集塵室の中心付近に向かって細塵が落ちるようになるため、粗塵との混合度合いをより効果的にさせることができるようになる。

以上、このような構成によって、複数の塵埃分離手段によって分離された粗塵と細塵を再び混ぜ合わせた状態で圧縮を行なうため、ごみ捨ての際、粗塵と細塵とは分離した状態で排出させなくてすむため、埃の舞いを大幅に軽減することができ、また、押し固めた塵埃径を小さくまとめているため、ゴミ箱に捨てるなども可能となってくる。

以上のように、本発明にかかるサイクロン集塵装置は、複数の分離手段によって別々に捕獲した粗塵と細塵を、細塵捕獲部から粗塵捕獲部へと連通する経路を構成すると同時に、粗塵捕獲部に設けた塵埃圧縮機構によって、連通経路の開口部を開閉するように構成したことで、吸引後、圧縮機構の圧縮板を下降操作する時点で、連通経路より細塵を粗塵捕獲部内の粗塵に投入して、細塵と粗塵を再混合し、同時に塵埃圧縮を行なうため、細塵は粗塵に絡み合った状態で圧縮減容され、ごみ捨ての際、細塵の排出によって生じていた埃の舞い散りを大幅に軽減できると同時に、押し固めた塵埃が小さくまとまるため、ゴミ箱に捨て易く、清潔で使い勝手のよい電気掃除機を提供することができるため、業務用の集塵装置にも応用可能である。

１ 旋回室
２ 集塵室
３ 第１集塵ケース
４ ２次濾過部
５ 第２集塵ケース
６ 吸気口
７ 排気筒
８ 通気部
１１ 流入口
１８ 導入穴
２０ 圧縮板
２１ 昇降シャフト
２７ 軸受け部
３８ 伝播溝
４０ 振動発生手段
４２ バイパス管
４３ 略半円状の圧縮板
４４ 略Ｄ形状の圧縮板

Claims (9)

1. 吸引力を発生させる電動送風機と、前記電動送風機の上流側に設置され前記電動送風機により吸引した塵埃を含む空気を旋回させ塵埃分離する略円筒状の旋回室と、前記旋回室の下方に位置し前記旋回室からの塵埃を溜める略円筒状の集塵室からなる第１集塵ケースと、旋回室の上方下流側に位置し、２次濾過部を具備した第２集塵ケースから成るサイクロン掃除機において、前記旋回室の外郭周方向には、含塵空気を吸引するための吸気口と、前記旋回室の中心付近には、外周面に通気部を備え塵埃分離した空気を排出するための排気筒とを構成し、前記旋回室と前記集塵室とは、互いの軸中心が水平方向に平行にずらし、かつ、高さ方向に一部が重なり合うように配置し、その前記旋回室内に露出した前記集塵室の側壁部分には連通部が設けられ、前記旋回室を旋回する含塵気流が前記旋回室外郭の内壁面に沿いながら前記連通部の流入口を通過して前記集塵室へと流入するものであり、前記集塵室内には、軸方向に昇降する圧縮板を設け、前記流入口は、前記圧縮板が前記集塵室上端に収納した状態で、前記流入口の上方縁と、前記圧縮板の下面とが同一面、もしくは前記圧縮板の下面が前記流入口の上方縁よりもわずかに上方に位置させており、前記集塵室の上方に、前記２次濾過部の上流側空間と前記排気筒の内側空間を介して連通する閉鎖空間を設け、前記集塵室の上方壁の一部に前記閉鎖空間と連通する導入穴を設け、前記導入穴の集塵室側の開口を、前記圧縮板の上面の一部で閉鎖可能とした電気掃除機。
2. 吸引力を発生させる電動送風機と、前記電動送風機の上流側に設置され前記電動送風機により吸引した塵埃を含む空気を旋回させ塵埃分離する略円筒状の旋回室と、前記旋回室の下方に位置し前記旋回室からの塵埃を溜める略円筒状の集塵室からなる第１集塵ケースと、旋回室の上方下流側に位置し、第２濾過部を具備した第２集塵ケースから成るサイクロン掃除機において、前記旋回室の外郭周方向には、含塵空気を吸引するための吸気口と、前記旋回室の中心付近には、外周面に通気部を備え塵埃分離した空気を排出するための排気筒とを構成し、前記旋回室と前記集塵室とは、互いの軸中心が水平方向に平行にずらし、かつ、高さ方向に一部が重なり合うように配置し、その前記旋回室内に露出した前記集塵室の側壁部分には連通部が設けられ、前記旋回室を旋回する含塵気流が前記旋回室外郭の内壁面に沿いながら前記連通部の流入口を通過して前記集塵室へと流入するものであり、前記集塵室内には、軸方向に昇降する圧縮板を設け、前記流入口は、前記圧縮板が前記集塵室上端に収納した状態で、前記流入口の上方縁と、前記圧縮板の下面とが同一面、もしくは前記圧縮板の下面が前記流入口の上方縁よりもわずかに上方に位置させており、前記２次濾過部の上流側空間には、前記集塵室の上方壁の一部にバイパス管を設けて連通させており、前記バイパス管は前記旋回室と併設して設けたものであり、前記バイパス管と連通する前記集塵室の上方壁の一部に導入穴を設け、前記導入穴の集塵室側の開口を、前記圧縮板の上面の一部で閉鎖可能とした電気掃除機。
3. 前記圧縮板に微振動を与えながら昇降させるように構成した請求項１または２に記載の電気掃除機。
4. 前記圧縮板の上面に伝播溝を設けた請求項３に記載の電気掃除機。
5. 前記圧縮板の上面に滑り性の良い表面処理を行った請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気掃除機。
6. 前記集塵室の内壁面に帯電防止の表面処理を行った請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気掃除機。
7. 前記圧縮板に連結する昇降シャフトの軸受け部と前記導入穴部分とは、前記圧縮板が前記集塵室内の上方に収納された状態で、一体に閉空間となるようにした請求項１〜６のいず
   れか１項に記載の電気掃除機。
8. 前記圧縮板周囲の少なくとも一部に、回動自在に弾性保持された回動部を設けた請求項１〜７のいずれか１項に記載の電気掃除機。
9. 前記圧縮板の昇降に合わせて、前記第１集塵ケースの外側より集塵部側壁に振動を与える振動発生手段を設けた請求項１〜８のいずれか１項に記載の電気掃除機。