JP5872397B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は電気掃除機に関するものである。

現在の一般的な電気掃除機は、集塵装置および電動送風機を備えた掃除機本体と、床面の塵埃を吸引する床用吸口体と、この掃除機本体と床用吸口体とを延長管や吸引ホースで連結した床移動型と呼ばれる構造のものである。また、掃除機本体は車輪を介して自在に移動可能な構造となっている。
そして、集塵装置としては塵挨を紙パックフィルタによって捕集する紙パック方式と、空気の旋回流を利用して塵挨を分離、捕集するサイクロン方式が知られている。

サイクロン方式の集塵装置は吸口体から吸込んだ塵埃を含む空気を、遠心分離機能を備えるサイクロン分離部にて遠心力によって空気と塵埃とを分離し、分離された塵埃を集塵室で捕集させるものである。そして、塵挨を含まない空気、或いは細かい塵挨を含む空気はサイクロン分離部内に設けているフィルタ機能を有した塵挨分離内筒を通り、更に電動送風機の上流側に備えた捕塵フィルタを通過して掃除機本体外部に排気される。
このようなサイクロン方式の集塵装置は特開２０１０−２４６８８２号公報（特許文献１）において開示されている。具体的には、集塵装置が塵埃分離部（サイクロン分離部）と集塵室に分割可能に構成され、集塵室内に塵挨を捕集、堆積する捕塵容器を備えると共に、この捕塵容器を前方に飛び出させて拡開する機構を設け、ごみ捨て時に捕塵容器に勢いをつけて飛び出させ、更に開口部を拡開することによって、塵挨を容易に排出するようにしたサイクロン方式の集塵装置が記載されている。特許文献１において、サイクロン集塵装置が塵埃分離部と塵埃収容部に分割可能に構成し、塵埃収容部内に集塵かごを備え、集塵かごが前方に飛び出す構造を設け、塵埃の排出が簡単にできるサイクロン集塵装置が記載されている。また、集塵かごの開口方向は、塵埃収容部の軸方向一端面の開口方向と同一であると記載されている。

特開２０１０−２４６８８２号公報

ところで、最近では掃除機本体の小型化、或いは軽量化（以下では、纏めて小型化と称する）が求められているが、サイクロン方式の掃除機の小型化を図るときには集塵装置の小型化が必須条件となる。一方で集塵室に堆積できる塵挨の量を増やして塵挨の廃棄サイクルを少なくしたいという要求もあり、このため集塵装置の小型化の要請と集塵室の容積を大きくする要請に併せ応えねばならない。

しかしながら、サイクロン方式を採用する集塵装置においてはサイクロン分離部が遠心分離によって空気と塵埃とを分離するという原理上、その一部に略円筒形状の分離部を持つようになる。

そして、サイクロン方式の集塵装置を小型化するためにサイクロン分離部や集塵室の直径が小さくなるように設計すると、サイクロン分離部や集塵室の径方向の面積が小さくなる。

このため、特許文献１にあるような流入口をサイクロン分離部の底面に設ける構成の集塵装置の場合、サイクロン分離部や集塵室の直径が小さくなるように設計すると、しかし、サイクロン集塵装置を更に小型化するためには、塵埃分離部の径を小さくする必要があり、特許文献１の構造では集塵かごの開口面積が小さくなる。また、塵埃分離部の略中心軸上に内筒を備えており、内筒の貫通孔が連通する流路を集塵かごの開口方向と同一面の塵埃収容部の軸方向一端に開口部を設けているため、集塵かごの開口は更に小さくなる。このような集塵かごで、集塵容積をなるべく大きくするためには、集塵かごの奥行方向を大きくすることが考えられるが、塵埃の排出や特許文献１の特長である集塵かごのちり紙装着が課題となるため、更なる小型化は困難であった。加えて、内筒の貫通孔が連通する流路を集塵かごの開口方向と同一面の塵埃収容部の軸方向一端に開口部を設けているため、集塵装置を小型化した際には集塵かごの開口部にちり紙を配した時に、内筒の貫通孔が連通する流路も同時に塞いでしまう場合があり、吸引力が低下する可能性があった。
本発明の目的は、集塵装置を小型化するためには塵埃分離部及び集塵室の外径を小さくする必要があるが、小型化すると集塵室の容積が小さくなり、ごみ捨て頻度が増えるため、簡単かつごみの舞いあがりを抑えたごみの廃棄が可能な集塵装置を備えた電気掃除機を提供することにある。

本発明の特徴は、電動送風機を備えた掃除機本体と、前記掃除機本体に対して着脱自在な集塵装置を備えた電気掃除機において、前記集塵装置は少なくとも塵埃分離部と内部に塵埃を収容する集塵室とを備え、前記集塵室に開閉可能な蓋を設けるとともに、該蓋は前記分離部および前記集塵室と連通する第１の連通路を備え、前記塵埃分離部と前記集塵室は前記蓋とは別部材に第２の連通路を有しているところにある。

本発明によれば、小型化したサイクロン分離部などの塵埃分離部の分離性能を確保し、ちり紙などの使い捨て可能な集塵濾紙を利用して簡単かつ衛生的なごみ捨てを可能とするとともに、吸引風量の低下を抑制可能な集塵装置を備えた電気掃除機を提供することができる。

本発明が適用される集塵装置を搭載した電気掃除機の外観斜視図である。 本発明の一実施例になる集塵装置を搭載した掃除機本体の縦断面図である。 本発明の一実施例になる集塵装置のサイクロン分離部を掃除機本体から取り外した外観斜視図である。 図３に示した集塵室の開閉蓋を開放した時の外観斜視図である。 図３に示した集塵室の捕塵フィルタ保持蓋を開放した時の外観斜視図である。 本発明の一実施例になる集塵部の側面図である。 本発明の第１の実施例になるサイクロン分離部の外観斜視図である。 図７に示したサイクロン分離部の略中央における断面図である。 本発明の第１の実施例になる内筒の上方から見た外観斜視図である。 本発明の第１の実施例になる内筒の下方から見た外観斜視図である。 図８に示したサイクロン分離部のＡ−Ａ断面における断面図である。 図８及び図１１に示したサイクロン分離部のＢ−Ｂ断面における断面斜視図である。 図１２に示したサイクロン分離部の断面図における内筒のみを取り外した図である。 図４に示す集塵室にちり紙を配した際の外観斜視図である。 図６に示す集塵部にちり紙を配した際の側面図である。

以下、本発明の実施例を図面に従い詳細に説明するが、本発明においては複数の実施例を提案している。従って実施例毎にその詳細な説明を行うが、本発明はこれらの実施例に限定されることなく本発明の基本的な概念の中で種々の変形例や応用例を含むものである。本発明中、特に説明のない場合以外は図１のように上下前後を定めるものとする。ここでは、塵埃分離部としてサイクロン分離部を用いた集塵装置を実施の形態例として説明する。

以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照しながらその構成を詳細に説明する。図１は本発明が適用される電気掃除機の外観斜視図を示しており、図１において、参照番号１は掃除機本体であり、この掃除機本体１にサイクロン方式の集塵装置１０が搭載されており、掃除機本体１は吸引ホース２を介して手元ハンドル３と接続され、手元ハンドル３は延長管６を介して吸口体７と連結されている。掃除機本体１には掃除機本体１を自在に移動できる車輪１１が備えられている。

また、手元ハンドル３には掃除機本体１に内蔵されている電動送風機１４や、吸口体７に設けられている電動回転ブラシ（図示せず）の駆動制御を行う手元操作部４に設けられた電源ボタン５が備えられている。

図２に掃除機本体１の略中央の断面図を示しており、掃除機本体１はプラスチック等のような材料で形成された筺体１１にホース取り付け口１２を形成し、その内部に吸引力を発生するケース１６に収納された電動送風機１４を配置すると共に、排気を清浄化するプリーツ状の捕塵フィルタ１３を集塵装置１０に配置してある。捕塵フィルタ１３と電動送風機１４とは空気通路１５で流体的に接続されている。

掃除機本体１の前側上部には集塵装置１０が前下がりの傾斜した状態で載置されており、集塵装置１０は一方がホース取り付け口１２に流体的に接続され、他方が電動送風機１４に流体的に接続されている。

ここで、集塵装置１０は概ねサイクロン分離部２１と集塵室２２より構成され、サイクロン分離部２１がホース取り付け口１２に流体的に接続され、集塵室２２が電動送風機１４に流体的に接続されるように構成されている。尚、サイクロン分離部２１と集塵室２２は本実施の形態では分離できるように構成された実施例として説明してあるが、相互に一体化して構成されていても良いものである。

以下の説明ではサイクロン分離部２１と集塵室２２が分離された実施例について説明するが、一体的に構成されたものであってもサイクロン分離部２１と集塵室２２の夫々が一体化されるだけなので実質的に同様の構成となる。

そして、吸口体７から吸引された塵挨を含む空気は図２に示す矢印のようにホース取り付け口１２を介して集塵装置１０を流れ、集塵装置１０に設けた捕塵フィルタ１３、電動送風機１４を経由してプラスチック等で作られた筺体１１の外部に排出されるようになっている。尚、図示してはいないが電気掃除機本体１の外郭を形成する筺体１１の内側には電力を供給するためのコードリールを設けてある。

そして、手元操作部４に設けられた電源ボタン５が使用者によってＯＮされると、電動送風機１４が作動して吸引力を発生し、吸口体７から吸込まれた空気及び空気と共に吸込まれた塵埃は、延長管６、吸引ホース２、掃除機本体１の順に導かれる。
ホース取り付け口１２から掃除機本体１内に流入した空気及び空気と共に吸込まれた塵埃は、集塵装置１０を構成するサイクロン分離部２１及び集塵室２２で塵埃と空気に分離され、塵埃を分離された空気は捕塵フィルタ１３でより細かな塵埃を捕集されて、空気通路１５を経て電動送風機１４から掃除機本体１より外へ排気される。

図３に集塵装置１０を掃除機本体１から取り外した状態での外観を示し、図４に塵挨排出用の開閉蓋２４を開放した状態での外観を示し、図５に捕塵フィルタの保持蓋を開放した時の外観を示し、図６に集塵装置１０を略中央の断面図を示している。図１４に図４に示す集塵室にちり紙を配した際の外観斜視図を示し、図１５に図６に示す集塵部にちり紙を配した際の側面図を示している。

図３乃至図５において、集塵装置１０の上面部（掃除機本体に載置した場合で上側になる面）１０Ａには、掃除機本体１から集塵装置１０を取り外す場合や、集塵装置１０を持ち運ぶ場合に使用するハンドル部２５や、開閉蓋２４を閉じ状態に係止する係止クランプを解除するクランプ解除ボタン２６が設けられている。

また、集塵装置１０の下面部（掃除機本体に載置した場合で下側になる面）１０Ｂには塵埃を含む空気の流入口２３が設けられている。集塵装置１０を掃除機本体に載置した場合にはこの流入口２３はホース取り付け口１２に流体的に接続されている。

そして、集塵装置１０の上面部１０Ａと下面部１０Ｂの間に存在するサイクロン分離部２１と集塵室２２の円筒形状の側面部２０の一部には塵挨を排出する開口部２０Ａが設けられており、この開口部２０Ａは開閉蓋２４によって密閉、開放される構成となっている。

集塵室２２の側面部２０に開口部２０が形成されている。また集塵室２２が掃除機本体１から取り外し可能であるので、開閉蓋２４も集塵室２２に設けられている。開閉蓋２４を集塵室２２に設け、集塵容器１０の上面部に係止クランプが設けられており、ヒンジ機構４１が集塵室２２の下部に設けられているため、集塵室２２を掃除機本体１から取り外した場合に開閉蓋２４閉じられているので開口部Ａから塵埃がこぼれ落ちることを防いでいる。また、開閉蓋２４の一部（或いは全部）には透明なプラスチック材料で作られた覗き窓部４１が設けられており、塵挨の堆積量が把握できるようになっている。

また、この側面部２０は上面部１０Ａと下面部１０Ｂの面に対して略直交するように形成されており、開閉蓋２４は下面部１０Ｂ側の下端面２４Ａがヒンジ機構４１によって回転自在に支持されており、このヒンジ機構４１を支点にして開閉蓋２４が開閉されるものである。

ヒンジ機構４１は開閉蓋２４の下端面２４Ａと集塵室２２とを連結している。このように、開閉蓋２４を下面部１０Ｂ側の下端面２４Ａで回転自在に支持することによって、集塵装置１０から塵挨を排出する場合に集塵装置１０を傾ければ開閉蓋２４が重力方向に垂下するので塵挨を容易に排出することができるものとなる。

また、開閉蓋２４の形状は集塵装置１０の円筒形状に沿った円弧状に形成されているが、集塵室２２を直方体状に形成して平板状の開閉蓋とすることもできるもので、本発明の基本的な概念はこの構成を含むものである。

ただ、開閉蓋２４の形状を円弧状に構成することによって電動送風機１４によって発生した開閉蓋２４の内側の負圧と開閉蓋２４の外側の大気圧との間に生じる力に対して変形しにくく、強くなっている。本構成の開閉蓋２４によれば円弧形状になっているので剛性を高めることがき、開閉蓋２４の厚みを必要以上に厚くすることを回避できる。

また、側面部２０に形成した周方向の開口部２０Ａの面積であるが、これは塵埃の集塵容量によって決められるものであり、集塵室２２の長さを一定とした場合では、集塵容量を大きくすると開口部２０Ａの周方向の幅が小さくなって塵挨の排出が円滑にいかない場合があることから最適な開口部の面積が決められるものである。

尚、開口部２０Ａは開口面積を大きくとるため集塵室の最大径部分（＝直径）まで形成されている。ここで、開口部２０Ａの周方向の幅を大きくすると塵挨の集塵容量に制限がでてくるが、集塵室を構成する塵挨収納室を後述のフィルタ収容部側に拡大して集塵容量を大きくすることが可能である。

更に開口部２０Ａ及び開閉蓋２４と反対側の側面には直方体形状のフィルタ収納部２０Ｂが形成されており、このフィルタ収納部２０Ｂには電動送風機１４に繋がる空気流出開口部が設けられている。

集塵室２２は部分的に略円筒形状部を備えた側面部２０を有しており、この側面部２０は円筒面２０Ｃと矩形状のフィルタ収納部２０Ｂを有している。この円筒面２０Ｃの一部には塵挨排出用の開口部２０Ａが形成され、この開口部２０Ａと対向するフィルタ収納部２０Ｂの対向面に吸入空気流出用の開口部２０Ｄを備えている。開口部２０Ａには開閉蓋２４が開閉可能に設けられ、開口部２０Ｄには捕塵フィルタ１３を保持したフィルタ保持蓋１３Ａが開閉可能に設けられている。

開閉蓋２４は下端面２４Ａに軸４２Ａを備え、軸４２Ａは円筒面２０Ｃの下端部に設けたヒンジ機構４１によって支持される。図４は開閉蓋２４を開いた状態を示しており、開閉蓋２４は軸４２Ａを支点として図面上で集塵室２２の前方向に回動する。開閉蓋２４の上端部にはクランプ爪２７が突出しており、構造及び機構の詳細は省略するが、クランプ解除ボタン２６とクランプ爪２７は連動しており、クランプ解除ボタン２６を押すことで図示しないクランプがクランプ爪２７を解除して開閉蓋２４が開く構成となっている。

フィルタ保持蓋１３Ａは一端が軸４２Ｂを備え、軸４２Ｂはフィルタ収納部２０Ｂの外側の端部に設けたヒンジ４６によって支持される。図５はフィルタ保持蓋１３Ａを開いた状態を示しており、フィルタ保持蓋１３Ａは軸４２Ｂを支点として図面上でフィルタ収納部２０Ｂの前方向、つまり集塵装置１０を掃除機本体１に載置した場合での掃除機本体１側の方向に回動する。

集塵室２２の内部に形成した捕塵容器収納部３５には捕塵容器３０が収納されている。捕塵容器収納部３５は集塵室２２を形成する側面部２０内であって、円筒面２０Ｃの部分と矩形状のフィルタ収納部２０Ｂの一部を利用して形成されている。また、捕塵容器収納部３５は塵挨排出用の開口部２０Ａを介して集塵室２２の外部に突き出し可能に集塵室２２内に接続されており、捕塵容器３０に堆積した塵挨をこの開口部２０Ａを通して排出することができる。つまり、本実施例においては、捕塵容器収納部３５の開口と塵挨排出用の開口部２０Ａとは共用されている。

捕塵容器収納部３５に収納された捕塵容器３０は塵挨排出用の開口部２０Ａに臨むように容器開口部３１を備えている。この捕塵容器３０の容器開口部３１はばね等の弾性体によって捕塵容器収納部３５の外側へ飛び出すように付勢されている。

また、捕塵容器３０は二分割されて第１容器片３０Ａと第２容器片３０Ｂとに分けられている。容器開口部３１とは反対側には各容器片３０Ａ、３０Ｂの底面部が存在し、この各底面部に設けた軸（図示せず）によって各容器片３０Ａ、３０Ｂが開閉される。

そして、使用者がクランプ解除ボタン２６を押下すると、捕塵容器３０が開閉蓋２４を押すと開閉蓋２４の内周側に設けたクランプ爪２７が解除され、捕塵容器３０の押す力によって集塵室の側面部２０、言い換えれば捕塵容器収納部３５に形成した塵挨排出用の開口部２０Ａから開閉蓋２４が開かれる。このときの捕塵容器３０の飛び出す勢いにより捕集した塵埃を排出することができる。
捕塵容器３０の形状は本実施例の形状に限定されるものではなく、少なくとも一つの容器開口部３１を有した立体的な形状であれば良い。つまり、捕塵容器３０は開口面３１と反対側に凹んだ形状を有する容器状であれば良い。
また、捕塵容器３０の容器開口部３１の開口面に直交する断面形状は、略四角形状であっても良いし、略円形状であっても良いし、略三角形状であっても良い。つまり、捕塵容器３０の断面形状は、開口面３１から底面へ向かって、小さくなるのが好ましい。これによって、塵埃が排出される側に向かって断面積が拡がるため、使用者は捕塵容器３０内に堆積した塵埃を容易に排出することができる。

捕塵容器３０の全体形状は、塵挨を含んだ空気が捕塵容器３０を通り抜ける必要から枠体（支骨）によって形成されている。捕塵容器３０の容器開口部３１の対向面である底面部及び左右側面部は枠体（支骨）の間に金属やナイロンやポリエステルなどで構成されたメッシュ部材３２が架け渡されており、これらは被覆またはインサート成形などにより枠体（支骨）に保持されている。各枠体（支骨）に架け渡したメッシュ部材３２は、通気性があり、塵埃を捕集するフィルタ機能を有する。

捕塵容器３０の開口面３１の対向する面を底面とすると、この底面部だけでなく、左右側面部にも通気性を持たせることによって、捕塵容器３０の底面に塵埃が堆積しても流路を確保することができ、捕塵容器３０を通過する空気流の圧力損失を低減し、吸込風量の低下を抑制することができる。

また、各枠体（支骨）に架け渡したメッシュ部材３２の代わりに、使い捨ての集塵濾紙としてちり紙でも良いし、メッシュ部材３２とちり紙とを組み合わせても良い。例えば図１４に示すように、メッシュ部材３２の上にちり紙１３０を装着しても良いものである。ここでは、開閉蓋２４を閉じることで、ちり紙１３０を集塵室２２と開閉蓋２４で挟み込んで保持している。なお、捕塵容器３０に比べて、ちり紙１３０が大きい場合には、ちり紙１３０を折りたたんで装着すればよい。
ここで、集塵室２２内に塵埃を吸引した際には、ちり紙１３０の上流側から堆積していく。塵埃を廃棄する際には開閉蓋２４を下側に向けて開くとちり紙１３０にくるまれて廃棄できるので、ごみの舞いあがりを抑制して、衛生的にごみを捨てられる。
なお、後述するサイクロン分離部２１と集塵室２２を繋ぐ第１の連通路である連通路形成部７０の一部を構成する集塵室側連通路形成部７０ｂを開閉蓋２４に備えているので、開閉蓋２４を閉じた際にちり紙１３０で集塵室側連通路形成部７０ｂを塞ぎにくく、吸引風量の低下を抑制できる。

上述したように、捕塵容器３０は集塵装置１０を掃除機本体１に載置した状態で上下に２分割されている。つまり上半分の第１容器片３０Ａと下半分の第２容器片３０Ｂよりなり、夫々は枠体（支骨）から構成されている。

２分割された捕塵容器３０は、捕塵容器３０の底面部の外側に形成された分割軸（図示せず）によって連結される。よって、捕塵容器３０は容器開口部３１の対向面である底面部の分割軸を支点として、捕塵容器３０の容器開口部３１が割れるようになっている。尚、捕塵容器３０は実施例で示す方向に割れるものの他に、横方向に割れるように構成しても基本的には本発明の概念に含まれるものである。

ただ、捕塵容器３０の一部が捕塵容器収納部３５の開口部２０Ａから飛び出した際に第１容器片３０Ａと第２容器片３０Ｂが上下に割れる構成となっている。これによって、第２容器片３０Ｂがより重力方向に向けて傾斜するので使用者は捕塵容器３０内に堆積した塵埃をさらに容易に排出することができ、捕塵容器３０の内面に付着した塵埃も容易に剥がし落とすことができる。

開閉蓋２４は上述したように集塵室２２の側面部２０に設けた開口部２０Ａを開閉するものであるが、更に捕塵容器収納部３５を構成するためにも寄与している。このため、逆流防止弁５０と円弧状の壁面を有する円弧上面６０を備えている。開閉蓋２４の詳細については図６を用いて後で説明する。

図５は矩形状のフィルタ収納部２０Ｂの開口部２０Ｄに設けたフィルタ保持蓋１３Ａを開いた状態を示している。図６に示す塵埃分離部２１の遠心分離作用によって分離できず、塵挨分離内筒８０の貫通孔８２を通過した軽い塵埃や捕塵容器３０のメッシュ部材３２、或いはちり紙を通過した細かい塵埃は捕塵フィルタ１３によって捕集される。捕塵フィルタ１３を通過した空気は、電動送風機１４内に吸引される。
このフィルタ保持蓋１３Ａは下端部に軸４２Ｂを備え、軸４２Ｂは集塵室のフィルタ収納部２０Ｂの下端部に設けたヒンジ４６よって開閉可能に支持されている。このフィルタ保持蓋１３Ａには通気面積を拡大するために断面形状が略四角形の枠体内にプリーツ状（山折り）に折られた捕塵フィルタ１３が収納されている。

捕塵フィルタ１３の山折りの折り線方向は、縦方向（重力作用方向）であるのが好ましい。これは、捕塵フィルタ１３の下流側に、捕塵フィルタ１３に衝撃を与える除塵機構を備えた場合、折り方向が縦方向の方が捕塵フィルタ１３に付着した細塵を下方に落下させて除去し易いからである。なお、山折りの折り線方向が斜めに配置されていても構わない。

本実施例に係る掃除機は小型、軽量化を目指しており、この実施例においては本体重量の増加に繋がる排気清浄機能を省略しているが、排気を更に清浄化するために電動送風機１４の下流に、より捕集効率の高い高捕集率フィルタを備えても良い。このとき、吸気した空気漏れを抑制して高捕集率フィルタから排気させるように、塵埃収容部３５と電動送風機１４を繋ぐダクト１５、電動送風機１４を覆うケース１６、ケース１６と高捕集率フィルタの接続部等の気密を十分に保持する構成をとることが重要である。

捕塵容器収納部３５は二つの機能を有しており、一つは捕塵容器３０を収納して一方側に塵挨を捕集する塵挨捕集空間を形成する機能であり、一つは捕塵容器３０の他方側に塵挨分離内筒８０、及び捕塵容器３０を通過した空気を流す空間及びフィルタ収容部２０Ｂを形成して捕塵フィルタ１３に送る機能である。

サイクロン分離部２１Ａで塵挨が分離されて塵挨を含んだ空気はサイクロン分離部２１Ａの外周側に偏流して、分離部側連通路形成部７０ａ及び集塵室側連通路形成部７０ｂよりなる連通路形成部７０を通って集塵室２２側に流れ込む。尚、集塵室側連通路形成部７０ｂには掃除機本体１が吸引を停止した状態で塵埃がサイクロン分離部２１Ａに逆流するのを防ぐ逆止弁５０が設けられている。

図６に示すように、開閉蓋２４にはサイクロン分離部２１と集塵室２２を繋ぐ第１の連通路である連通路形成部７０の一部を備えている。つまり、連通路形成部７０はサイクロン分離部２１側の分離部側連通路形成部７０ａ（具体的には配管）と集塵室２２側の集塵室側連通路形成部７０ｂ（具体的には配管）とからなり、開閉蓋２４には集塵室側連通路形成部７０ｂが設けられ、分離部側連通路形成部７０ａが内筒蓋９９に設けられている。そして、サイクロン分離部２１と集塵室２２を結合した時は分離部側連通路形成部７０ａ及び集塵室側連通路形成部７０ｂが連結されてサイクロン分離部２１と集塵室２２を繋いでいる。そして両者の接合部にシール面を設け気密を確保している。ここでは、分離部側連通路形成部７０ａと集塵室側連通路形成部７０ｂ間は、ゴム製などの弾性体シール部である第１の当接部７０ｃにより気密性を保持している。また、第２の連通路を構成する内筒流路１１０と連通口１１１は、ゴム製などの弾性体シール部である第２の当接部１１２により気密性を保持している。

電気掃除機を運転した際に集塵室２２とサイクロン分離部２１内は負圧となるが、第１の当接部７０ｃと第２の当接部１１２は略同一平面に設けているので、気密を取りやすい特徴を備える。

また、図１５に示すように、開閉蓋２４以外の位置である集塵室２２に第２の連通路を構成する連通口１１１を配置しているので、集塵室２２と開閉蓋２４とでちり紙１２０を挟み込んだ時に、この連通口１１１をちり紙１２０で塞がないので、吸引風量の低下を抑制することができる。

また、小型の集塵室２２の場合でも、ちり紙１３０を配置する開口は塵挨を排出する開口部２０Ａに設けており、連通口１１１はこの開口部２０Ａと離して配置しているので、ちり紙１２０で連通口１１１を塞ぎにくいという特徴を備える。

分離部側連通路形成部７０ａ及び集塵室側連通路形成部７０ｂとで構成される連通路形成部７０の進行方向は捕塵容器３０の容器開口部３１に対して略平行になっている。言い換えれば容器開口部３０の開口方向と連通路形成部７０の進行方向は略直交する関係となっている。

開閉蓋２４の内周側は円弧状面６０を有しているので、連通路形成部７０の出口７１から流出してきた空気の流れは円弧状面６０に沿って捕塵容器３０の容器開口部３１側に方向変換して流すようにしている。この円弧状面６０は空気の流れを整流するために設けており、この他に断面が台形や三角形となる形状にしても良いものである。つまり、連通路形成部７０の出口７１から捕塵容器３０の容器開口部３１に至る間に断面が拡大していく方向に変化していけば良いものである。このようにすれば、連通路形成部７０の出口７１から捕塵容器３０の容器開口部３１に至るまで円滑に空気の流れが変化するものである。

また、開閉蓋２４の内周側で連通路形成部７０の出口７１と対向する面には空気流偏向部６１が設けられており、出口７１から噴出する空気の流れを空気流偏向部６１に当てて捕塵容器３０の容器開口部３１側に方向変換して流すようにしている。

そして、集塵室側連通路形成部７０ｂと空気流偏向部６１は開閉蓋２４の内周面側に固定して取り付けられており、開閉蓋２４を開放すると開閉蓋２４と共に移動するようになる。このため、開口部２０Ａ（捕塵容器収納部３５の開口）は大きく開放された状態となって塵挨の排出を容易にできるものである。また、開閉蓋２４に集塵室側連通路形成部７０ｂと空気流偏向部６１を取り付けられるため、両者の位置合わせが容易であるという効果も期待できる。

ここで、図６にあるように、集塵室側連通路形成部７０ｂの出口７１の形状と空気流偏向部６１の形状は捕塵容器３０の容器開口部３１の周縁に向けて延びており、図面上では台形状となっている。このように、集塵室側連通路形成部７０ｂの出口７１及び空気流偏向部６１が捕塵容器３０の容器開口部３１の周縁に向けて延びていることで空気の流れをより円滑に容器開口部３１に流すことができる。

また、出口７１の開口面を空気流方向に対して直交するように形成した場合に比べて、本実施例にように出口７１の開口面を容器開口部３１に向けて傾斜するように形成すると、その開口断面積を大きくすることができるので逆止弁５０の固定部を十分に確保できる。また、開閉蓋２４に設ける逆止弁５０の固定部は捕塵容器３０が存在する側に設けると良い。これは、運転を終了したときに、砂などの密度の大きい細かな塵埃がサイクロン分離部２１に落下しないために有効である。

以上において、連通路形成部７０、開閉蓋２４に設けた円弧状面６０、空気流偏向部６１等により塵埃を含んだ空気は矢印１０１、及び矢印１０２に示すように捕塵容器３０と開閉蓋２４で形成される塵埃捕集空間内で旋回する流れとなり、捕塵容器３０の底面から塵埃が堆積していくようになる。

つまり、円弧状面６０と捕塵容器３０で形成される塵挨捕集空間内で空気に旋回流を生じるため、捕塵容器３０に塵埃を吸引しても連通路形成部７０、開閉蓋２４に設けた円弧状面６０、空気流偏向部６１、及び捕塵容器３０の容器開口部３１側は塵埃が溜まり難く、空気の流れる流路面積が減少するのが抑制されて電動送風機１４の吸引力、つまり吸引風量の低下を抑制できる効果が期待できる。

そして、捕塵容器３０内が塵埃で一杯になったら、その後塵挨は開閉蓋２４側に向けて堆積し始め、開閉蓋２４の出口７１の対向面である空気流偏向部６１側付近から徐々に堆積する。この理由は、出口７１付近では空気が高速で流れているため周辺の塵挨はこの空気流によって持ち運ばれて空気流偏向部６１に衝突して速度を落とし、既に捕集されている塵挨に捕獲されるからである。

更に、塵挨の堆積量を確認して塵挨を捨てる使用者もいることから、開閉蓋２４正面には透明な合成樹脂等で形成した覗き窓部４０を設けることで、捕塵容器３０に堆積する塵埃を確認できるようにしている。

尚、塵埃の廃棄時期は使用者によってまちまちであるが、開閉蓋２４の覗き窓部４０から塵埃が見え始め、開閉蓋２４の覗き窓部４０を埋め尽くすまでの間に行うと良い。これは、塵挨が覗き窓部４０を埋め尽くしても塵埃の吸引を続けると、連通路形成部７０に塵埃が詰まり吸引力が大きく低下する可能性があるためであり、開閉蓋２４に塵埃が見え始めたらすぐに排出する方がなお良い。つまり、塵挨の廃棄時期は覗き窓部４０に塵埃が見え始めたら排出を促すように取扱説明書等で説明しておくと良い。尚、塵挨の廃棄時期の目安として覗き窓部４０の所定付近、例えば中央付近にごみ捨てラインを印刷等で表示しても良く、このごみ捨てラインまで塵挨が溜まると塵挨を廃棄する時期が来たことを使用者に認識させることができる。覗き窓部４０は開閉蓋２４の大きさに対してできるだけ大きく設けることで、より塵埃を確認しやすくなる。

また、開閉蓋２４に設けた円弧状面６０断面は上述したように、連通路形成部７０の出口７１から捕塵容器３０の容器開口部３１に至る間に断面が拡大していく方向に変化している。したがって、開閉蓋２４に設けた円弧状面６０の連通路形成部７０に近い側まで塵埃が溜まっても、開閉蓋２４を開いて使用者の手によって容易に塵埃を排出することが可能である。

次に、本発明に係る本実施形態例のサイクロン分離部２１を、図７乃至図８を用い説明する。図７は、本実施例におけるサイクロン分離部２１の外観を示し、図８はサイクロン分離部２１の略中央の断面図を示す。サイクロン分離部２１は、吸引力持続のための貫通孔８２を備える内筒、底面に流入口を備える外筒９０、内筒８０と外筒９０を繋ぐ内筒蓋９９で構成される。内筒蓋９９は外筒９０と着脱可能なヒンジ９２で接続されており、内筒蓋９９の外周にはゴム製などの弾性体でできたパッキンを備え、外筒９０と内筒蓋９９との気密性を保持している。内筒蓋９９には、貫通孔８２と繋がる内筒流路１１０、及び集塵室２２の捕塵容器３０に繋がる分離部側連通路７０ａを備える。また、内筒蓋９９と内筒８０は、詳細は述べないが着脱可能に接続されている。内筒蓋９９と内筒８０とを着脱可能にすることで、内筒８０に汚れが付着した場合に、清掃などの手入れがし易くなる。一方、内筒８０と内筒蓋９９とを着脱可能とした場合、両者の接続部は多少の隙間が発生し、隙間を完全になくすことは困難である。隙間にごみの付着や挟まりなどが懸念されるため、内筒８０と内筒蓋９９を一体で構成しても構わない。

内筒８０は、上部に円筒状の筒部８１、下部に傘状突起部８３を形成しており、形状の詳細は後述するが、傘状突起部８３の一部に開口部８４を設けている。また、筒部８１は、内筒蓋９９の略中央に内筒流路１１０が配置するように接続している。

傘状突起部８３の下端面は、外筒９０の内壁面と接しており、傘状突起部８３の内側は流路８５となる。この流路８５は、外筒９０の底面に設けた流入口２３と流体的に繋がっており、開口部８４は、外筒９０底面の流入口２３から入った空気の出口となる。この傘状突起部８３により流入した空気を、外筒９０壁面を旋回する方向に流れを変え、開口部８４から塵埃を搬送する分離部側連通路７０ａの間に旋回流を発生させ、空気と塵埃を遠心分離する。

次に、本実施の形態例における内筒８０の形状について詳細を、図９および図１０を用いて説明する。図９は内筒８０を斜め上方から見た斜視図、図１０は内筒８０を斜め下方から見た斜視図である。傘状突起部８３は、内筒８０を斜め下方から見た図１０に示すように、内筒８０側の一端部である始点８６から外筒９０の底面に繋ぎ、外筒９０の底面に接続する点を外筒接続面始点８７とし、反時計回りに破線矢印に示す外筒接続面終点８８まで外筒９０の底面及び内壁面に接続している。そして、外筒接続面終点８８と終点８９は、内筒８０の正面から見て集塵装置１０の下面部１０Ｂに略平行に繋がっており、また終点８９は始点８６を越える位置にある。このように、外筒接続面終点８８と終点８９を集塵装置１０の下面部１０Ｂに略平行に繋ぐことで、開口部８４の面積を大きくすることが出来る。終点８９が始点８６を越える位置にしているのは、旋回性を維持するためであり、終点８９を始点８６の手前にすると、外筒９０底面の流入口２３から入った空気の逆流、もしくは乱れが大きくなる。よって、先述したように終点８９は始点８６の位置もしくは始点８６を越える位置が好ましい。

また、本発明の電気掃除機は小型化を目的としたものであり、サイクロン分離部２１の外径も必然的に小さくなる。前述したように、開口部８４の開口面積を大きくするために、本発明は傘状突起部８３の外筒接続面終点８８と終点８９とを繋ぐ面を集塵装置１０の下面部１０Ｂに略平行にしている。これは、圧力損失及び騒音の低減のためであり、外筒接続面終点８８と終点８９が集塵装置１０の下面部１０Ｂに略平行ではなく、外筒接続面終点８８の位置を高くすることで開口部８４の面積を更に大きくすることができる。しかし、最外周（外筒９０内壁面）と傘状突起部８３で構成する流路が狭くなるため、質量のある塵埃は、遠心力で外筒９０内の外周を流れ、外筒接続面終点８８を終点８９よりも高い位置にする形状では、狭くなった部分にごみが詰まりやすくなる恐れがある。

内筒８０の筒部８１には、外周に貫通孔８２を設けている。貫通孔８２は、円周に可能な限り設けると良い。尚、筒部８１は、貫通孔８２の代わりに金属やナイロンやポリエステルなどで構成されたメッシュ部材が、被覆またはインサート成形などにより貼着されていても良いもので、このようにすると貫通孔８２の形成が容易となる効果がある。

また、菌の繁殖を抑制できるように、抗菌作用のある金属（例えば、銀）や抗菌物質（例えば、銀）を含有するあるいは塗布された金属（例えば、ステンレス）で構成させても良いものである。

筒部８１の長さと傘状突起部８３の高さは、サイクロン分離部２１の高さに依存するが、本実施例では、筒部８１を１０ｍｍ以上としている。これは、筒部８１の外周には塵埃を分離するための旋回流を発生させており、筒部８１の長ささを短くすると、外周を旋回する流路が狭くなるので、塵埃（特に、大きな異物など）が挟まる可能性がある。本実施例の筒部８１の長さは、実際は約１２ｍｍありそれ以上でも構わないが、筒部８１を長くするほど傘状突起部８３が低くなる。前述したように、開口部８４の面積を大きくすることで圧力損失や騒音を低減することができるため、傘状突起部８３の高さも必要である。よって、本発明のサイクロン分離部２１の構造においては、筒部８１と傘状突起部８３の高さなどの寸法のバランスが重要となる。

このような内筒８０形状にすることで、流入した空気に旋回流を与えることができ、傘状突起部８３（内筒８０）の外周に、開口部８４から３６０度旋回する略螺旋状の旋回流路９６が形成できる。

図１１は、図８に示したＡ−Ａ断面である。図面下側を前方、上側を後方とすると、図１１に示すように上面から見ると外筒接続面終点８８の方が４５度程度後方に位置している。本実施例では、掃除機本体１にサイクロン分離部２１を装着した状態で、外筒接続面９１が外観から見えない範囲で設定しているが、外筒接続面終点８８が本実施例よりも前方に位置しても構わない。範囲としては、外筒９０に設けたスロープ９３の手前（付近まで延長しても良い。スロープ９３は外筒９０の底面を盛り上げて形成しているため、スロープ９３に係ると、傘状突起部８３の開口部８４が狭くなる。開口部８４が狭いと、前述したように圧力損失や騒音の増加、塵埃の挟まりなどが発生するので、図中に示す破線矢印（Ｃ点を通るＤ点からＥ点）の範囲が良い。ここで、Ｃ点は終点８９からヒンジ９２の軸方向と平行に内筒と反対方向に外筒９０の外側に延ばした点である。また、Ｅ点は終点８９を通り、図１１中に点線で示される流入口２３と略接するように結んだ線を外筒９０の外側まで延長した点である。外筒接続面終点８８と終点８９を繋ぐ面は前方になるほど旋回流路が長くなるので、塵埃の分離性（旋回性）が向上する。しかしながら、外筒接続面９１が長くなると外筒接続面９１に塵埃が挟まる等の問題も大きくなる。よって、外筒接続面９１は、適度な旋回流を得るために本実施例の外筒接続面終点８８から、ヒンジ９２の軸方向と略平行に位置するＣ点の範囲が好ましい。

また、外筒接続面終点８８の後方の範囲は、流入口２３の開口が隠れる位置（Ｅ点）までが良い。Ｅ点をよりも後方だと、上面から見て流入口２３の開口が見えるので、流入した空気は直接内筒蓋９９に衝突し、流れが逆流するなどの旋回流の乱れが発生し分離性能が低下するためである。

また、本実施の形態例において、流れは図１１（上面）から見て時計周りであるが、反時計周りの流路を形成しても同様の効果が得られるので構わない。

図１２は、図１１に示すＢ−Ｂ断面である。Ｂ−Ｂ断面は、傘状突起部８３の終点付近の断面を斜め前方から見た図である。また、図１３は図１２において内筒８０のみを取り外した状態である。

内筒８０の傘状突起部８３は、外筒９０の径よりも小さくしているため、外筒９０と内筒８０との間が、旋回流路９６として形成されている。この旋回流路９６を狭くする、言い換えると傘状突起部８３の広がりを大きくすると、旋回流路９６に塵埃が挟まりやすくなるため、本実施例では幅１０ｍｍ以上の隙間を設け旋回流路９６を形成している。

そして、旋回流路９６にはスロープ９３を設けている。これは、旋回流路９６の幅を狭くすることなく、旋回流の乱れを低減するためである。本実施例において、スロープ９３は掃除機本体１にサイクロン分離部２１を装着した状態で、外観から見えない範囲に設定しているが、本実施例よりも前方まで設けても構わない。スロープ９３の範囲としては、傘状突起部８３の開口部８４に係らないようにする。これは、前述したようにスロープ９３に係ると、傘状突起部８３の開口部８４が狭くなり、圧力損失や騒音の増加、塵埃の挟まりなどの原因となるためである。スロープ９３を設ける場合、スロープ９３部が厚肉にならないように、外筒９０の外観側を窪ませると良い。

また、スロープ９３には、図１３に示すような段差９４を設けており、段差９４に傘状突起部８３が当接するようになっている。これは、傘状突起部８３を常に外筒９０内壁面と略垂直に接するようにするためであり、こうすることで傘状突起部８３と外筒９０との接続面の隙間を極力小さくすることができ、塵埃の挟まりの恐れの低減が可能となる。接続面が壁面のみで接するようにすると、接続面をマイナス公差にする必要があるため、隙間が大きくなる可能性があり、塵埃が挟まる原因となる。

また、図１１に示すように、スロープ９３に設けた段差９４は後方にも必要で、傘状突起部８３の後方は、外筒９０の内径よりも３ｍｍ程度内側にし、略平行にしている。これは、内筒８０が内筒蓋９９に設けたヒンジ９２で回動するためであり、傘状突起部８３の広がりを大きくする（特に後方部を大きくする）と回動できなくなる。

また、スロープ９３に設けた段差９４は、後方部において段差９４より下側をすべて壁面にする必要はなく、傘状突起部８３を当接する段差９４を設けたリブ状の突起（図示せず）にするなど、外筒９０内壁面を一段下げる形状にしても構わない。スロープ９３に設けた段差９４は、後方部が傘状突起部８３内側の流路８５内に含まれるので、外筒９０内壁面を一段下げることで流路８５を大きくすることができ、圧力損失及び騒音を低減することができる。

更に、運転停止後にサイクロン分離部２１内に塵埃が残留した場合、サイクロン分離部２１を取り外しても塵埃がこぼれないようにするため、ごみこぼれ防止リブ９５を設けている。このごみこぼれ防止リブ９５は流入口２３の後方に設けており、前方は傘状突起部８３で覆うことで塵埃が流入口２３からこぼれることを防止している。ごみこぼれ防止リブ９５は、傘状突起部８３と少しラップしている程度で、外筒９０の底面と流入口２３の隔てる壁があれば良く、流入口２３全体を囲う必要はない。

次に、図６に示した矢印を用いて電動送風機１４による吸引時の空気の流れを説明する。電動送風機１４で発生した吸引力により塵埃を含んだ空気は、吸口体７、延長管６、ホース２を通り、掃除機本体１の集塵装置１０内に流入口２３より流入する。流入口２３により流入した塵埃を含む空気は、サイクロン分離部２１内に設けている内筒８０の傘状突起部８３内の流路８５に沿い旋回成分を持ち、サイクロン分離部２１の内部を矢印１００で示すように旋回する。この旋回による遠心分離作用で空気と塵埃を分離すると、外周側には塵埃を多く含んだ空気が旋回流路９６を矢印１０５のように流れる。更に矢印１０５は、内筒８０の傘状突起部８３と外筒９０底面に設けたスロープ９３で形成する旋回流路９６により流れが整流され、矢印１０６に示すように旋回する。このとき、遠心分離作用により、内周側の空気は塵埃が少ない状態になる。そして、遠心分離後の塵埃を多く含んだ空気は矢印１０１に示すように流れて、連通路形成部７０を通り、開閉蓋２４と捕塵容器３０とで形成される塵挨捕集空間に流れる。つまり傘状突起部８３の外形が内筒８０の筒部８１より大きいので筒部８０に設けた貫通孔８２に塵埃が付着するのを抑制できる。

次に、塵埃を多く含んだ空気は矢印１０１に示すように、開閉蓋２４の作用によって捕塵容器３０の容器開口部３１が位置している方向に向きを変え、捕塵容器３０の底面から堆積する。

更に、空気は矢印１０２に示すように捕塵容器３０形状に沿って旋回し、捕塵容器３０が一杯になったら、その後塵挨は開閉蓋２４の出口７１の対向面である空気流偏向部６１側付近から徐々に堆積する。

塵挨捕集空間の空気は矢印１０３に示すように、捕塵容器３０のメッシュ部材３２から抜けて、捕塵フィルタ１３へ至る。

一方、旋回流路９６で遠心分離作用によって除塵された遠心分離後の塵埃が少ない空気は矢印１０４に示すように、内筒８０の筒部８１に設けた複数の貫通孔８２から内筒８０の内筒流路１１０を通って、捕塵容器収納部３５に形成された、捕塵フィルタ１３と捕塵容器３０の間の空間であるフィルタ収容部２０Ｂ内に流入し捕塵フィルタ１３へ至る。

この矢印１０４で示す空気の流れは、捕塵容器３０を通過しないので塵埃が大量に堆積して連通路形成部７０を流れる空気の流れが徐々に遮られても、遠心分離で除塵された空気を吸引し続けることができるため、吸引力を持続させることができる。

以上述べたように本実施例によれば、内筒８０下部に一部が開口した傘状突起部８３を設け、開口部８４を外筒９０壁面に接するように、外筒接続面終点８８と終点８９を結ぶ辺が略平行に広げることで、略螺旋状の傘状突起部８３を形成し、小型化したサイクロン分離部２１においても、十分な流路８５を確保することができ、塵埃の分離性能が向上するという効果がある。

また、内筒８０下部の傘状突起部８３の広がりを外筒９０の内径よりも小さくし、外筒９０と内筒８０との間に旋回流路９６を確保することで、その流路９６に外筒９０底面を盛り上げたスロープ９３を設けることができ、旋回流の乱れを軽減することで分離性能が向上するといった効果がある。

また、スロープ９３に段差９４を設け、段差９４に傘状突起部８３が当接させることで、傘状突起部８３とスロープ９３の隙間を小さくすることができ、傘状突起部８３と外筒９０内壁面との接続部への塵埃の挟まりを低減する効果がある。

１…掃除機本体、２…吸引ホース、３…手元ハンドル、４…操作部、５、２６…ボタン、６…延長管、７…吸口体、１０…集塵装置、１２…ホース取り付け口、１３…捕塵フィルタ、１４…電動送風機、２０…集塵室の側面部、２０Ａ…開口部、２１…サイクロン分離部、２２…集塵室、２３…流入口、２４…開閉蓋、２５…ハンドル部、２７…爪、２８…クランプ、３０…捕塵容器、３１…容器開口部、３２…メッシュ部材、４０…覗き窓部、４１、４２、９２…ヒンジ、４５、４６…軸、５０…逆止弁、６０…円弧状面、７０…連通路形成部、７０ａ…分離部側連通路、７０ｂ…集塵室側連通路、７１…出口、８０…内筒、８１…筒部、８２…貫通孔、８３…傘状突起部、８４…開口部、８５…流路、８６…始点、８７…外筒接続面始点、８８…外筒接続面終点、８９…終点、９０…外筒、９３…スロープ、９４…段差、９５…ごみこぼれ防止リブ、９６…旋回流路、９７…ごみこぼれ防止リブ、９９…内筒蓋、１１０…内筒流路、１２０…整流羽根

Claims (4)

1. 電動送風機を備えた掃除機本体と、前記掃除機本体に対して着脱自在な集塵装置を備えた電気掃除機において、
   前記集塵装置は少なくとも塵埃分離部と内部に塵埃を収容する集塵室とを備え、
   前記集塵室に開閉可能な蓋を設けるとともに、該蓋は前記分離部および前記集塵室と連通する第１の連通路を備え、前記塵埃分離部と前記集塵室は前記蓋とは別部材に第２の連通路を有していることを特徴とする電気掃除機。
2. 請求項１に記載の電気掃除機において、
   前記第１の連通路の前記蓋と前記分離部の第１の当接部と、前記第２の連通路の前記集塵室と前記分離部の第２の当接部とを略同一平面上に構成したことを特徴とする電気掃除機。
3. 請求項１または２に記載の電気掃除機において、
   前記蓋と前記集塵室とで、ちり紙などの集塵濾紙を挟みこんで保持することを特徴とする電気掃除機。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電気掃除機において、
   前記集塵室内部に捕塵容器を収納したことを特徴とする電気掃除機。