JP6140036B2 - サイクロン集塵装置及びこれを備える電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、集塵装置及び電気掃除機に関し、特に、塵埃を含む空気から塵埃を分離する集塵装置及びこの集塵装置を備える電機掃除機に関するものである。

従来より、電気掃除機に用いられるための数多くのサイクロン分離装置ないし集塵装置が提案されている。図１４は、特許文献１に示された掃除機のサイクロン分離装置９０１の部分断面図である。サイクロン分離装置９０１は、略円筒状の内周面９０２を有する捕集容器９０３と、開閉自在な底蓋９０４と、回転可能な圧縮部材９０５を備え、吸いこまれた空気を内周面９０２に沿って旋回させた後、フィルタを経て排気することにより、ゴミを捕集する装置である。圧縮部材９０５は、回転軸部９０６と圧縮部材９０５の外周面に巻きつくように設けられた螺旋状突出部９０７とを備えている。このサイクロン分離装置９０１では、モータにより螺旋状突出部９０７を有する圧縮部材９０５が回転し、捕集容器９０３に溜まったゴミは螺旋状曲面によって下方へと誘導され、捕集容器９０３の底部に圧縮される。

捕集容器９０３の底部に配置される底蓋９０４には、底面９０８から突出する嵌合部９０９が設けられており、この嵌合部９０９が回転軸部９０６の下側部分に入り込み、嵌合する。このとき、回転軸部９０６の下側部分の開口部からの気流の流れを防止するために嵌合部９０９周囲の回転軸部９０６と接触する部分にシール材が設けられ、回転軸部９０６の回転を滑らかにするために、回転軸部９０６の開口部周縁とシール材の接触部にはグリスが塗布されている。

特開２０１３−２２２５２号公報

しかしながら、上述の装置では、嵌合部９０９は底面９０８に固定されているため、圧縮部材９０５の回転により隙間が生じる可能性がある。つまり、吸引したゴミが多くなると底蓋９０４が内側から押され、あるいは、圧縮部材９０５が上方に浮き上がり、シール材と回転軸部９０６の間に隙間が生じやすくなる。これにより、密封性が保たれず、シール材と回転軸部９０６の間から空気漏れが起こるため吸引したゴミをうまく分離できなくなる。

本発明は、上記のような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧縮部材と、底面に設けられた嵌合部のシール性を維持したまま、圧縮部材の回転が可能なサイクロン集塵装置及びこれを備える電気掃除機を実現することにある。

本発明に係るサイクロン集塵装置は、内周面が略円筒状の集塵容器と、集塵容器内に設けられ、集塵容器の内周面の中心軸を中心として回転可能な圧縮部材とを備え、集塵容器内に旋回気流を形成して集塵容器内に流入する気流に含まれた塵埃を分離して集塵するサイクロン集塵装置であって、集塵容器の底面の内面側に設けられ圧縮部材の回転軸部と嵌合する嵌合部を備え、嵌合部は、保持部材とバネを含み、回転軸部と保持部材はバネの反発力により密封されることを特徴とする。

また、嵌合部は、保持部材に接続される回転可能な回転機構を備え、回転機構は、バネを保持するバネ保持部と、バネ保持部とともにバネを挟持する中間リングを含んでいる構成としてもよい。

また、回転軸部は、溝部を備え、保持部材は、溝部と係合する係合部を備え、バネ保持部の回転に伴って回転軸部が回転可能な構成としてもよい。

また、集塵容器は、底蓋を備える構成としてもよい。

本発明に係る電気掃除機は、上記のいずれかに記載のサイクロン集塵装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、圧縮部材と、底面に設けられた嵌合部のシール性を維持したまま、圧縮部材の回転が可能なサイクロン集塵装置及びこれを備える電気掃除機を実現することが可能となる。

実施形態１に係る電気掃除機の外観図である。 実施形態１に係るサイクロン集塵装置の内部構造図である。 実施形態１に係るサイクロン集塵装置の底部の分解組立て図である。 実施形態１に係る集塵容器を底蓋にて閉じた状態のサイクロン集塵装置の底部の拡大断面図である。 実施形態２に係るサイクロン集塵装置の底部の分解組立て図である。 実施形態２に係る集塵容器を底蓋にて閉じた状態のサイクロン集塵装置の底部の拡大断面図である。 実施形態３に係るサイクロン集塵装置の底部の分解組立て図である。 実施形態３に係る集塵容器を底蓋にて閉じた状態のサイクロン集塵装置の底部の拡大断面図である。 実施形態３に係る底蓋を外部底面から見た図である。 実施形態３に係るサイクロン集塵装置を装着していない掃除機本体部の内部構成図である。 実施形態３に係るサイクロン集塵装置を装着していない掃除機本体部の斜視図である。 実施形態３に係るサイクロン集塵装置を装着した掃除機本体部を示す斜視図である。 実施形態３に係るサイクロン集塵装置を装着した状態でのサイクロン集塵装置の底部周辺の拡大断面図である。 特許文献１に示された集塵部の部分断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、以下に記述する各構成は、本発明の具体的な一例に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。

（実施形態１）
まず、図１を用いて本発明の一実施形態に係る電気掃除機２０１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２０１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、把持部６などを備えて概略構成されている。掃除機本体部１には、電動送風機（不図示）、制御装置（不図示）、サイクロン集塵装置１０１などが内蔵されている。

電動送風機は、吸気を行うための送風ファン及び該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。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てなり、電気掃除機２０１を統括的に制御する。具体的には、制御装置では、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って各種の処理を実行する。

なお、操作ハンドル５には、ユーザが電気掃除機２０１の稼働の有無や運転モードの選択操作などを行うための操作スイッチ（不図示）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２０１の現在の状態を表示するＬＥＤなどの表示部（不図示）も設けられている。

掃除機本体部１は、該掃除機本体部１の前端に接続された接続ホース４と、該接続ホース４に接続された接続管３とを介して吸気口部２に接続されている。従って、電気掃除機２０１では、掃除機本体部１に内蔵された前記電動送風機（不図示）が作動されることにより、吸気口部２からの吸気が行われる。そして、吸気口部２から吸気された空気は、接続管３及び接続ホース４を通じてサイクロン集塵装置１０１に流入する。サイクロン集塵装置１０１では、吸い込まれた空気から塵埃が遠心分離される。なお、サイクロン集塵装置１０１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不図示の排気口から排気される。

サイクロン集塵装置１０１は、上側に把持部６を備えている。ユーザが、把持部６をつかんで持ち上げることによってサイクロン集塵装置１０１は掃除機本体１から取り出される。

図２は、本実施形態に係るサイクロン集塵装置１０１の内部構造を説明するための図である。図に示すように、サイクロン集塵装置１０１は、筐体１０、集塵容器１１、内筒１２、蓋部１５などを備え、概略円筒形状に形成されている。サイクロン集塵装置１０１は、掃除機本体部１に対して着脱可能とされている。

筐体１０は、円筒状に形成されており、集塵容器１１の上方の開口部を覆うように集塵容器１１に着脱可能に取り付けられている。筐体１０内には、上部フィルタユニット１３が設けられている。筐体１０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の略最上部の円周部には、接続ホース４（図１参照）と連通する流入部１１１が設けられている。また、集塵容器１１の底部には、底蓋３１０が開閉自在に取り付けられている。

ユーザは、掃除機本体部１からサイクロン集塵装置１０１を取り出した後、底蓋３１０を開いて、集塵容器１１内の塵埃を外部に放出する。ユーザが底蓋３１０の開動作を操作するための操作ボタンが、集塵容器１１の外部に設けられている。ユーザが操作ボタンを操作することにより、底蓋３１０が開かれて、後述する集塵容器１１の開口３３０を経由して集塵容器１１から塵埃が排出される。なお、本実施形態では、集塵容器１１の底部に底蓋３１０を備えた構成を例として説明するが、必ずしもこの構成である必要はなく、例えば、集塵容器の底部に底蓋を設けず、集塵容器の上方からゴミを放出する構成であっても構わない。

集塵容器１１の内部には、内筒１２が配置されている。内筒１２は、円筒状に形成されている。内筒１２には、矩形状に開口する連通口１２１が設けられており、この連通口１２１を覆うように内筒フィルタ１２２が取り付けられている。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して、空気に含まれる塵埃を除去する。たとえば、内筒フィルタ１２２は、金属製のメッシュを一層または複数層重ね合わせて形成されたエアフィルタである。内筒フィルタ１２２はまた、一定の間隔を隔てて一定のパターンで多数の貫通孔が側面に形成された中空の円筒体であってもよく、円筒形状の骨組み材に不織布が貼付されて形成されていてもよい。

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圧縮部材として螺旋状回転圧縮部１２３が設けられている。螺旋状回転圧縮部１２３は、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。

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。円盤状遮蔽部材１２３ｃは、集塵容器１１の底部に設けられた集塵部１０５へ塵埃をサイクロン集塵できるように、集塵容器１１の内部空間を上下に仕切るように形成されている。円盤状遮蔽部材１２３ｃは、集塵部１０５へ塵埃を効率的に誘導するとともに、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。円盤状遮蔽部材１２３ｃの上下方向の寸法を確保することにより、髪の毛などの長い塵埃の内筒フィルタ１２２への巻き付きが抑制されている。

回転軸部１２３ｂは、円盤状遮蔽部材１２３ｃから下方に向かって延在する中空の筒形状を有する。回転軸部１２３ｂは、円盤状遮蔽部材１２３ｃに接続された円筒状の上側部分と、上側部分の底蓋３１０側に接続され上側部分よりも径が縮小した円筒状の下側部分とを有する。詳細は後述するが、集塵容器１１の底部に配置される底蓋３１０には、底面３１１の内面側から突起する嵌合部３５０が形成されており、この嵌合部３５０に回転軸部１２３ｂの下側部分が嵌合される。

回転軸部１２３ｂの外周面には、圧縮部材の一例としての螺旋部１２３ａ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湾曲して延びる板状に形成されている。螺旋部１２３ａの下端、すなわち、底蓋３１０の底面３１１に近接する側の螺旋部１２３ａの端部と、底面３１１との間には、所定の寸法の隙間が形成されている。螺旋部１２３ａは、底面３１１へ向かって延在し、嵌合部３５０に嵌合される回転軸部１２３ｂの外周面に設けられるが、回転軸部１２３ｂの下端近傍には螺旋部１２３ａが設けられていない領域が形成されている。

螺旋部１２３ａは、集塵容器１１内に捕集され、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の底部の開口３３０へ向かって移動させる。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。塵埃が螺旋部１２３ａの回転によって固く圧縮され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できる。

中空円筒状の集塵容器１１の下端部には、下部開口としての開口３３０が形成されている。底蓋３１０は、開口３３０を開閉可能に設けられている。図２に示す底蓋３１０が閉じた状態で、底蓋３１０は、開口３３０を覆って、集塵容器１１の下端部に係合している。底蓋３１０は、深皿形状に形成されている。集塵容器１１の開口３３０と底蓋３１０の底面３１１との間には所定の寸法の隙間が形成されており、これにより、螺旋部１２３ａにより開口３３０側へ移動された塵埃を底蓋３１０の内部に収容可能とされている。螺旋状回転圧縮部１２３の回転軸部１２３ｂは開口３３０を経由して集塵容器１１の外部にまで延在し、螺旋部１２３ａは、開口３３０に対応する位置がその下端となるように設けられている。

底蓋３１０は、底面３１１と、底面３１１に交差する向きの内周面３１２とを有する。図２に示す開口３３０を閉じた状態で、底面３１１は、集塵容器１１の内部の集塵部１０５に面している。底面３１１は、円筒形状に形成された集塵容器１１の内周面１１ｃの中心軸Ｐに対して略垂直に設けられている。底面３１１は、集塵容器１１の内部を旋回する空気の流れの回転中心線に対して、略垂直に設けられている。内周面３１２は、円錐面の一部形状に形成されている。内周面３１２は、底蓋３１０が集塵容器１１の下端部と係合する部分から、底面３１１へ向かって、径が漸次縮小する。

集塵容器１１の下端部の外周面１１ｄには、ヒンジ部３４０が取り付けられている。ヒンジ部３４０は、ヒンジ部３４０を回動の中心として回動可能に、底蓋３１０を支持する。底蓋３１０の周縁の一部は、ヒンジ部３４０によって支持されている。底蓋３１０がヒンジ部３４０の回りに一方の方向に回転移動することにより、底蓋３１０は集塵容器１１の開口３３０を開放し、また底蓋３１０がヒンジ部３４０の回りに他方の方向に回転移動することにより、底蓋３１０は集塵容器１１の開口３３０を閉塞する。

集塵容器１１の上方の筐体１０の内部には、上部フィルタユニット１３が設けられている。上部フィルタユニット１３は、内筒１２から排気された空気をさらに濾過するＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ Ｆｉｌｔｅｒ）フィルタと、ＨＥＰＡフィルタから塵埃を除去するフィルタ除塵部材とを含む。フィルタ除塵埃部材の外周部には、ギア１３ａが形成されている。このギア１３ａは、サイクロン集塵装置１０１に設けられた除塵駆動部７に設けられたギア７ａに噛合される。

除塵駆動部７は、掃除機本体部１側に設けられた不図示の駆動モータ（駆動手段の一例）（以下、「除塵駆動モータ」という）に連結される減速器及び該減速器に連結されたギア７ａを有している。除塵駆動部７では、除塵駆動モータの回転力が減速器を介してギア７ａに伝達される。そして、除塵駆動部７のギア７ａの回転力は、ギア１３ａに伝達される。これによりフィルタ除塵部材がＨＥＰＡフィルタに対して相対回転して、ＨＥＰＡフィルタに断続して衝突して振動を与え、ＨＥＰＡフィルタに付着した塵埃を叩き落とす。

そして、フィルタ除塵部材の回転は、内筒１２及び内筒１２と一体の螺旋状回転圧縮部１２３に伝達され、垂直中心軸Ｐの周りに回転する。

筐体１０の上方には、上部フィルタユニット１３の上側を覆うように筐体１０に着脱自在に蓋部１５が設けられている。蓋部１５の後部（図２右側）側には、サイクロン集塵装置１０１から空気が流出する出口となる流出口１１３が設けられている。

ユーザが電気掃除機２０１の操作スイッチを操作すると、電動送風機が駆動して、吸気口部２からの空気の吸い込みが開始される。吸気口部２から吸い込まれた空気は、流入部１１１の空気流入口１１１ａから集塵容器１１の内部に吸い込まれ、集塵容器１１の内部空間の一部を形成する分離部１０４に流入する。空気流入口１１１ａは、集塵容器１１の接線方向に向くように形成されており、分離部１０４へ流入した空気は、集塵容器１１の内周面１１ｃに沿って、集塵容器１１内を高速で旋回する。

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に押し付けられる。塵埃は、内周面１１ｃから抵抗を受けて旋回の速度を失い、旋回空気から分離（遠心分離）されて落下し、集塵容器１１の底側の内部空間を形成する集塵部１０５に収容され捕集される。

一方、塵埃が遠心分離された後の空気は、集塵容器１１内を上昇して流れ、内筒１２を通過して集塵容器１１から流出し、上述した上部フィルタユニット１３を通過した後に、流出口１１３を経由してサイクロン集塵装置１０１の外部に排出される。集塵容器１１から流出口１１３まで空気が流通する経路上には、内筒フィルタ１２２と上部フィルタユニット１３とが配置されている。

内筒１２を経由して集塵容器１１から流出する空気流中の比較的小さい塵埃は、内筒フィルタ１２２によって分離される。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、上部フィルタユニット１３に導かれる。上部フィルタユニット１３において、ＨＥＰＡフィルタによって、空気流中のさらに微小な塵埃が分離される。本実施の形態のサイクロン集塵装置１０１では、内筒フィルタ１２２およびＨＥＰＡフィルタの二段階で空気を濾過して、集塵容器１１から流出する空気からの塵埃を分離することにより、長時間の使用にも塵埃の捕集力の低下がしにくいようにしている。

また、掃除運転終了後は、除塵駆動モータを駆動して、フィルタ除塵部材を回転させ、ＨＥＰＡフィルタに接触させることにより、ＨＥＰＡフィルタに付着した塵埃を除去する。ＨＥＰＡフィルタから落下した塵埃は、内筒１２の内部を通って、集塵容器１１の内部に落下する。なお、除塵駆動モータが無い場合には、ユーザの手によって取っ手を回転させることにより、フィルタ除塵部材を回転させる除塵機構を備えることで、ＨＥＰＡフィルタに付着した塵埃を除去するようにしてもよい。

図３は、サイクロン集塵装置１０１の底部の分解組立て図、図４は、集塵容器１１を底蓋３１０にて閉じた状態のサイクロン集塵装置１０１の底部の拡大断面図である。

図３に示されるように、底蓋３１０は集塵容器１１を塞ぐ内面３１３を有し、この内面３１３は、円形の底面３１１と、底面３１１の周縁から立ち上げる内周面３１２とから構成されている。底蓋３１０の中心には円柱状の突起３５１が形成されている。突起３５１の側面上方には環状の溝３５１ａが形成されている。この溝３５１ａにバネ３５２の下部分が嵌め入れられる。溝３５１ａの幅は、バネ３５２の下部分の一部が嵌め入れられる形状であればよい。また、バネ３５２の上部分は、図４に示す保持部材３５３に設けられた内溝３５３ａに嵌め入れられる。すなわち、バネ３５２の一端は突起３５１にまた、他端は保持部材３５３に嵌め入れられている。嵌合部３５０は、上記のようにして保持部材３５３、バネ３５２及び突起３５１により構成される。

また、保持部材３５３は、底面３１１と接するベース部３５３ｂと、回転軸部１２３ｂの下端に嵌り込むように上方へ突出した突起部３５３ｃとを有し、ベース部３５３ｂと突起部３５３ｃとの間に環状のシール材３５４を保持するための環状溝３５３ｄが形成されている。環状のシール材３５４は環状溝３５３ｄに嵌め入れられることにより保持部材３５３に支持される。

図４に示すように、集塵容器１１を底蓋３１０にて閉じた状態においては、回転軸部１２３ｂにより保持部材３５３が上方から押されるため、バネ３５２は突起３５１と保持部材３５３とに挟まれ、圧縮されている。すなわち、バネ３５２の反発力により保持部材３５３は上方に押された状態となり、保持部材３５３に嵌め入れられたシール材３５４と回転軸部１２３ｂとは密封する。この状態で螺旋状回転圧縮部１２３が回転すると、吸引したゴミが多くなって底蓋３１０が内側から押されても、シール材３５４と回転軸部１２３ｂの間に隙間が生じにくく密封性が保たれるので、回転軸部１２３ｂと底面３１１の間の空気の漏れが常に防止される。

なお、本実施形態においては、図４に示されるように回転軸部１２３ｂの下端１２３ｅと底蓋３１０の内面３１３との間には僅かな隙間（Ｄ１）が形成されており、回転軸部１２３ｂは底蓋３１０に対して抵抗なく軸回転するようになっている。また、回転軸部１２３ｂの下端１２３ｅと底蓋３１０の内面３１３との間に形成される僅かな隙間により、回転軸部１２３ｂの寸法精度も緩和される。

しかし、回転軸部１２３ｂは内筒１２と共に軸回転する回転体であり、回転軸部１２３ｂの下端１２３ｅが全く支持されないことは回転の安定性を確保するうえで好ましくない。そこで、本実施形態では回転軸部１２３ｂの内面側の下端面より上方の位置に段差１２３ｄを形成し、この段差に環状のシール材３５４が当接するように構成している。環状のシール材３５４は段差１２３ｄと当接する部分が傾斜面となっているので、回転軸部１２３ｂは自ずと軸心が定まり、安定して軸回転することが可能となる。なお、環状のシール材３５４の表面には潤滑剤を塗布することで、段差１２３ｄに対する摩擦抵抗はほとんどなくなる。

また、本実施形態では、保持部材３５３は、回転軸部１２３ｂの下端に嵌り込むように上方へ突出した突起部３５３ｃを有した形状を例として説明しているが、保持部材３５３の形状はこれに限られるものではなく、回転軸部１２３ｂと嵌合し、密封可能な形状であればどのような形状でも構わない。

（実施形態２）
次に、実施形態２について説明する。本実施形態では、嵌合部が螺旋状回転圧縮部とともに回転する構成について説明する。なお、本実施形態において、実施形態１と共通する構成については説明を省略する。

図５は、サイクロン集塵装置１０１の底部の分解組立て図、図６は、集塵容器１１を底蓋３１０ａにて閉じた状態のサイクロン集塵装置１０１の底部の拡大断面図である。なお、図６においては、サイクロン集塵装置１０１を掃除機本体部１にセットした状態を示している。図５、図６に示されるように、底蓋３１０ａの中心には筒状の突起３６１が形成されている。突起３６１は、上方開口部３６１ａ及び下方開口部３６１ｂを備え、中央に底蓋３１０ａを貫通する穴部３６１ｃを有している。下方開口部３６１ｂは、さらに外周溝部３６１ｄ及び穴部３６１ｃを囲む内周溝部３６１ｅを備える。

保持部材３６３は、ベース部３６３ｂと、回転軸部１２３ｂの下端に嵌り込むように上方へ突出した突起部３６３ｃと、ベース部３６３ｂの下面より突出した軸部３６３ｅを有している。ベース部３６３ｂの周囲には環状のシール材３６４を保持するための環状凸部３６３ｄが形成されている。環状のシール材３６４は環状凸部３６３ｄに嵌め入れられることにより保持部材３６３に支持される。また、軸部３６３ｅの内部には、後述するネジを嵌め込むネジ穴３６３ｆを備え、外周面には縦方向に複数の溝部３６３ｇが形成されている。

シール材３６４を嵌め入れられた保持部材３６３は、軸部３６３ｅを下にして、突起３６１の上方開口部３６１ａに嵌め入れられ、軸部３６３ｅは穴部３６１ｃを貫通する。

下方開口部３６１ｂの外周溝部３６１ｄには、パッキン３６５が嵌め入れられる。また、内周溝部３６１ｅには、段差３６６ａを有する中間リング３６６が嵌め入れられる。なお、中間リング３６６の外周と内周溝部３６１ｅの外周とは密着した状態ではなく、所定の間隙が設けられており、中間リング３６６は内周溝部３６１ｅに嵌め入れられた状態で回転可能となっている。中間リング３６６中央に設けられた穴部の内周には縦方向に複数の溝３６６ｂが形成されており、この溝３６６ｂと軸部３６３ｅに形成された溝部３６３ｇが係合した状態で、保持部材３６３の軸部３６３ｅが中間リング３６６を貫通する。

さらに、段差３６６ａと内周溝部３６１ｅの内壁により形成される空間にはバネ３６２の上端が嵌め入れられる。バネ３６２の下端は、バネ保持部３６７に設けられた外周溝部３６７ａに嵌め入れられる。

バネ保持部３６７は中央に内周溝部３６７ｂを有し、さらに内周溝部３６７ｂの中央に穴部３６７ｃを有し、底蓋３１０ａの下方開口部３６１ｂに外周溝部３６７ａを上にして嵌め入れられている。なお、バネ保持部３６７と下方開口部３６１ｂとは密着した状態ではなく、所定の間隙が設けられており、バネ保持部３６７は下方開口部３６１ｂに嵌め入れられた状態で回転可能となっている。内周溝部３６７ｂの内壁には、縦方向に複数の溝３６７ｄが形成されており、この溝３６７ｄと軸部３６３ｅに形成された溝部３６３ｇが係合する。また、バネ保持部３６７の内周溝部３６１ｅの下面部には穴部３６７ｃと連通するネジ穴３６７ｅが設けられ、このネジ穴３６７ｅからネジ３６８が挿入され、穴部３６７ｃを貫通して、保持部材３６３のネジ穴３６３ｆまで到達しネジ留めされる。

上記のようにして、保持部材３６３とバネに加えて、回転機構としての中間リング３６６とバネ保持部３６７を備えた嵌合部が構成される。

図６に示すように、集塵容器１１を底蓋３１０ａにて閉じた上で、サイクロン集塵装置１０１を掃除機本体部１にセットした状態においては、回転軸部１２３ｂにより保持部材３６３が上方から押され、なおかつバネ保持部３６７が掃除機本体部１により下方より押される。このため、バネ３６２は中間リング３６６とバネ保持部３６７とに挟まれ圧縮された状態となる。すなわち、掃除機本体部１によりバネ３６２の下部分は固定されるので、バネ３６２の反発力により保持部材３６３は上方に押された状態となり、保持部材３６３に嵌め入れられたシール材３６４と回転軸部１２３ｂとは密封する。さらに、回転機構を備えているので、回転軸部１２３ｂの回転に伴い、保持部材３６３と回転軸部１２３ｂは密着した状態で共に回転する。このような構成とすることで、螺旋状回転圧縮部１２３が回転すると、吸引したゴミが多くなって底蓋３１０ａが内側から押されても、シール材３６４と回転軸部１２３ｂの間に隙間が生じにくく密封性が保たれるので、回転軸部１２３ｂと底面３１１の間の空気の漏れが常に防止される。

（実施形態３）
次に、実施形態３について説明する。本実施形態では、除塵駆動モータの回転力を伝達するギアがサイクロン集塵装置の下側に設けられた構成について説明する。なお、本実施形態において、実施形態１及び２と共通する構成については説明を省略する。

図７は、本実施形態に係るサイクロン集塵装置１０１ａの底部の分解組立て図、図８は、集塵容器１１を底蓋３１０ｂにて閉じた状態のサイクロン集塵装置１０１ａの底部の拡大断面図、図９は、底蓋３１０ｂを外部底面から見た図である。図７、図８、図９に示されるように、底蓋３１０ｂは、その中央に略円柱状の凸部３１０ｃが形成され、底蓋３１０ｂの外面（下面）は凸部３１０ｃの裏面となる凹部３１０ｄが形成されている。凸部３１０ｃの中央には筒状の突起３７１が形成されている。突起３７１は、上方開口部３７１ａ及び下方開口部３７１ｂを備え、中央に底蓋３１０ｂを貫通する穴部３７１ｃを有している。下方開口部３７１ｂは、さらに外周溝部３７１ｄ及び外周溝部３７１ｄの内周側に穴部３７１ｃを囲む内周溝部３７１ｅを備える。

保持部材３７３は、ベース部３７３ｂと、回転軸部１２３ｂの下端に嵌り込むように上方へ突出した突起部３７３ｃと、ベース部３７３ｂの下面より突出した軸部３７３ｅを有している。ベース部３７３ｂの周囲には環状のシール材３７４を保持するための環状凸部３７３ｄが形成されている。環状のシール材３７４は環状凸部３７３ｄに嵌め入れられることにより保持部材３７３に支持される。突起部３７３ｃの表面には係合部３７３ｈが形成されている。この係合部３７３ｈは、回転軸部１２３ｂに設けられた溝部１２４に係合する。また、軸部３７３ｅの内部には、ネジを嵌め込むネジ穴３７３ｆを備え、外周面には縦方向に複数の溝部３７３ｇが形成されている。

シール材３７４を嵌め入れられた保持部材３７３は、軸部３７３ｅを下にして、突起３７１の上方開口部３７１に嵌め入れられ、軸部３７３ｅは穴部３７１ｃを貫通する。

下方開口部３７１ｂの外周溝部３７１ｄには、パッキン３７５が嵌め入れられる。また、内周溝部３７１ｅには、段差３７６ａを有する中間リング３７６が嵌め入れられる。なお、中間リング３７６の外周と内周溝部３７１ｅの外周とは密着した状態ではなく、所定の間隙が設けられており、中間リング３７６は内周溝部３７１ｅに嵌め入れられた状態で回転可能となっている。中間リング３７６中央に設けられた穴部の内周には縦方向に複数の溝３７６ｂが形成されており、この溝３７６ｂと軸部３７３ｅに形成された溝部３７３ｇが係合した状態で、保持部材３７３の軸部３７３ｅが中間リング３７６を貫通する。

さらに、段差３７６ａと内周溝部３７１ｅの内壁により形成される空間にはバネ３７２の上端が嵌め入れられる。バネ３７２の下端は、バネ保持部３７７に設けられた外周溝部３７７ａに嵌め入れられる。

バネ保持部３７７は、その側面にギア部３７７ｆを有しており、外周溝部３７７ａのさらに内周側に内周溝部３７７ｂを有し、さらに内周溝部３７７ｂの中央に穴部３７７ｃを有している。内周溝部３７７ｂの内壁には、縦方向に複数の溝３７７ｄが形成されており、この溝３７７ｄと軸部３７３ｅに形成された溝部３７３ｇが係合する。また、バネ保持部３７７の下面側には穴部３７７ｃと連通するネジ穴３７７ｅが設けられ、このネジ穴３７７ｅからネジ３７８が挿入され、穴部３７７ｃを貫通して、保持部材３７３のネジ穴３７３ｆまで到達し、ネジ留めされる。

上記のようにして、保持部材３７３とバネ３７２に加えて、回転機構としての中間リング３７６とバネ保持部３７７を備えた嵌合部が構成される。

図１０は、サイクロン集塵装置１０１ａを装着していない掃除機本体部の内部構成図である。掃除機本体部１は、本体下部に接続ホース４の差込口４１を有し、差込口４１の上部に除塵駆動部７０を備えている。除塵駆動部７０の働きは、実施形態１で説明した除塵駆動部７と同じく、ゴミの圧縮及びＨＥＰＡフィルタに付着した塵埃を叩き落とす動力源となる機構である。除塵駆動部７０は、モータ７５、相互に噛合する複数のギア７１〜７３、ギア７３上に一体化されたギア７４およびこれらを収納するケース７６とを備える。

図１１は、サイクロン集塵装置１０１ａを装着していない掃除機本体部を示す斜視図である。除塵駆動部カバー４１０は、除塵駆動部７０を覆うように、かつ前カバー部材４１１のリング部４１１ａに重ねられるように設けられる。

また、除塵駆動部カバー４１０の上面には中心孔４１０ａを有する環状凸部４１０ｂが設けられ、この環状凸部４１０ｂは図９に示すサイクロン集塵装置１０１ａの底蓋３１０ｂの下面に設けられた凹部３１０ｄと嵌合する。

さらに、除塵駆動部カバー４１０の環状凸部４１０ｂの内周面には窓部が形成されており、この窓部を通してギア７４が環状凸部４１０ｂ側に露出している。

図１２は、本実施形態におけるサイクロン集塵装置１０１ａを装着した掃除機本体部を示す斜視図、図１３は、サイクロン集塵装置１０１ａを装着した状態でのサイクロン集塵装置１０１ａの底部周辺の拡大断面図である。サイクロン集塵装置１０１ａは、その底面を掃除機本体部の除塵駆動カバー４１０上に、環状凸部４１０ｂと底蓋３１０ｂの下面に設けられた凹部３１０ｄと嵌合するように装着される。

図１３に示すように、掃除機本体部にサイクロン集塵装置１０１ａが装着された状態において、バネ保持部３７７の側面に設けられたギア部３７７ｆは、除塵駆動部カバー４１０の中心孔４１０ａに嵌り込んで除塵駆動部７０のギア７４と噛合する。これにより、除塵駆動部７０からの回転力がギア７１、ギア７２、ギア７３に伝わり、ギア７４を介してギア部３７７ｆに伝わる。

ギア３７７が回転すると、これにネジ留めされた保持部材３７３が回転し、保持部材３７７の係合部３７３ｈと溝部１２４が嵌合しているため、回転軸部１２３ｂが回転する。すなわち、ギア７４の回転力は回転軸部１２３ｂに伝達される。

図１３に示すように、集塵容器１１を底蓋３１０ｂにて閉じた状態においては、回転軸部１２３ｂにより保持部材３７３が上方から押されるため、バネ３７２は中間リング３７６とギア３７７とに挟まれ、圧縮された状態でネジ留めされている。すなわち、バネ３７２の反発力により保持部材３７３は上方に押された状態となり、保持部材３７３に嵌め入れられたシール材３７４と回転軸部１２３ｂとは密封する。さらに、モータ７５の回転に伴い、保持部材３７３と回転軸部１２３ｂは密着した状態で共に回転する。このような構成とすることで、螺旋状回転圧縮部１２３が回転すると、吸引したゴミが多くなって底蓋３１０ｂが内側から押されても、シール材３７４と回転軸部１２３ｂの間に隙間が生じにくく密封性が保たれるので、回転軸部１２３ｂと底面３１１の間の空気の漏れが常に防止される。

また、本実施形態のような構成とすることで、サイクロン集塵装置１０１の上部にギア構造を設ける必要がなくたるため、電気掃除機の小型化が可能となる。

以上、それぞれの実施形態で説明したとおり、本発明によれば、底面に設けられた嵌合部と回転圧縮部のシール性を維持したまま回転可能なサイクロン集塵装置及びこれを備える電気掃除機を実現することが可能となる。

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。本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。

本発明は、サイクロン集塵装置を備えた電気掃除機に好適に適用することができる。

１ 電気掃除機本体部
２ 吸気口部
３ 接続管
４ 接続ホース
５ 操作ハンドル
６ 把持部
７、７０ 除塵駆動部
１０ 筐体
１１ 集塵容器
１２ 内筒
１３ 上部フィルタユニット
１５ 蓋部
７１〜７４ ギア
７５ モータ
１０１ サイクロン集塵装置
１０４ 分離部
１０５ 集塵部
１１１ 流入部
１１３ 流出口
１２１ 連通口
１２２ 内筒フィルタ
１２３ 螺旋状回転圧縮部
１２４ 溝部
２０１ 電気掃除機
３１０、３１０ａ、３１０ｂ 底蓋
３１１ 底面
３１２ 内周面
３４０ ヒンジ
３５０ 嵌合部
３５１、３６１、３７１ 突起
３５２、３６２、３７２ バネ
３５３、３６３、３７３ 保持部材
３５４、３６４、３７４ シール材
３６５、３７５ パッキン
３６６、３７６ 中間リング
３６７、３７７ バネ保持部
３６８、３７８ ネジ
４１０ 除塵駆動カバー

Claims (5)

1. 内周面が略円筒状の集塵容器と、
   前記集塵容器内に設けられ、前記集塵容器の内周面の中心軸を中心として回転可能な圧縮部材とを備え、
   前記集塵容器内に旋回気流を形成して前記集塵容器内に流入する気流に含まれた塵埃を分離して集塵するサイクロン集塵装置であって、
   前記集塵容器の底面の内面側に設けられ前記圧縮部材と嵌合する嵌合部を備え、
   前記嵌合部は、保持部材とバネを含み、
   前記圧縮部材の回転軸部と前記保持部材は前記バネの反発力により密封されるサイクロン集塵装置。
2. 前記嵌合部は、前記保持部材に接続される回転可能な回転機構を備え、
   前記回転機構は、前記バネを保持するバネ保持部と、
   前記バネ保持部とともに前記バネを挟持する中間リングを含んでいる請求項１記載のサイクロン集塵装置。
3. 前記回転軸部は、溝部を備え、
   前記保持部材は、前記溝部と係合する係合部を備え、
   前記バネ保持部の回転に伴って前記回転軸部が回転可能な請求項２記載のサイクロン集塵装置。
4. 前記集塵容器は、底蓋を備える請求項１から３のいずれかに記載のサイクロン集塵装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のサイクロン集塵装置を備える電気掃除機。