JP6302730B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は電気掃除機に係り、特に掃除機本体から着脱可能に装着される集塵容器並びにこの集塵容器を有する電気掃除機に関するものである。

サイクロン方式集塵装置において、集塵容器の上面を覆うカバーの固定部が誤って解除されても集塵容器が落下しない発明が特開２０１３−３４７５０号公報（特許文献１）において開示されている。具体的には、ダストボックス本体の上面を塞ぐように構成されたカバーを引掛け部と回動レバーからなる尾錠で、カバーの爪部に引掛けてダストボックス本体と締結係合させたことにより、回動レバーを回動させて引掛け部とカバーの爪部の締結係合を解除させても、引掛け部と爪部の引っ掛りは継続されたままとなりダストボックス本体を床面に落として破損させてしまうことを防止することが出来るサイクロン集塵装置が記載されている。

特開２０１３−３４７５０号公報

特許文献１のようなサイクロン方式の集塵装置は、ダストボックス上面のカバーを締結する固定部を集塵装置の左右に設けているため、不用意に使用者や家具などに固定部が接触する場合がある。また、このような状態を防止するための機構を設けているが、固定部の使い勝手や製造面での部品点数の多さが課題となる。

本発明は上記課題を解決するものであって、不用意に使用者や家具などに固定部が接触することなく、使い勝手の良い電気掃除機を提供することにある。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。

本体吸気口と吸引力を発生する電動送風機とを備えた掃除機本体と、前記本体吸気口と前記電動送風機との間に着脱自在な集塵装置と、を有し、前記掃除機本体における前方に前記本体吸気口を、前記本体吸気口よりも後方に電動送風機を備え、該集塵装置は前記掃除機本体に傾斜して装着し、前記集塵装置は、外殻を形成する略円筒状の外筒と、該外筒内に同心円状に備えられる内筒と、前記外筒の上部に備えられるフィルタケースを有し、前記フィルタケースはフィルタケース上部とフィルタケース下部とからなり、前記フィルタケース下部は前記外筒と一体であり、前記フィルタケース上部は前記外筒との固定部を有し、前記固定部を、前記集塵装置を前記掃除機本体に取付けた状態で集塵装置における前方となるように、前記集塵装置の前方に備えたことを特徴とする。

更に、前記集塵装置上部前方にクランプ部を備え、前記掃除機本体上部に回動可能な蓋体Ｐを設け、 集塵装置と掃除機本体を固定する際、該蓋体Ｐでクランプ部を固定することを特徴とする。

掃除機使用中などに、集塵装置の上部蓋体の固定部に使用者や家具などに接触することなく、不用意に集塵装置の分解、落下することなく使い勝手の良い電気掃除機を提供することができる。

第一の実施形態を示す電気掃除機の外観図である。 第一の実施形態を示す集塵装置を取り外した状態の掃除機本体の外観図である。 第一の実施形態を示す上ケースを取り外した状態の掃除機本体の外観図である。 第一の実施形態を示す掃除機本体を側面から見た断面図である。 第一の実施形態を示す集塵装置を正面から見た外観図である。 第一の実施形態を示す集塵装置を側面から見た外観図である。 第一の実施形態を示す集塵装置を背面から見た外観図である。 第一の実施形態を示す集塵装置の展開図である。 第一の実施形態を示す集塵装置のフィルタケース上部及び捕塵フィルタを取り外した状態の外観図である。 図９に示す集塵装置からフィルタ受け部を取り外した状態の外観図である。 図６に示す集塵装置のＢ−Ｂ断面図である。 第一の実施形態を示す内筒の展開図である。 図５に示す集塵装置のＡ−Ａ断面図である。 図５に示す集塵装置の底蓋を開いた状態のＡ−Ａ断面図である。 第一の実施形態を示すスライドロック機構がロックしている状態の集塵装置外観正面図である。 第一の実施形態を示すスライドロック機構を解除した状態の集塵装置外観正面図である。 第一の実施形態を示すスライド体を取り外した状態の集塵装置の正面側の分解図である。 第一の実施形態を示すスライド体を取り外した状態の集塵装置の背面側の分解図である。 第一の実施形態を示すスライド体を後方から見た単品図である。

以下、発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。なお、上下方向、左右方向、前後方向については図１に示す方向とする。
（第一の実施形態）
図１は、電気掃除機１００の外観斜視図を示している。図１において、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が着脱自在に備えられており、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と接続されている。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１５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に内蔵して備えられている電動送風機１４（図４参照）の制御や、吸口体７に設けられている電動回転ブラシ（回転清掃体）（図示せず）の駆動制御を行う操作部４を備えている。操作部４には、運転を開始する（強・中・弱）ボタンや運転を停止する（切）ボタンを配置した操作ボタン５が備えられている。

図２は、掃除機本体１から集塵装置１０を取り外した状態の外観斜視図、図３は、掃除機本体１の上ケース１ａを取り外した状態の斜視図である。図３は、掃除機本体１の左右方向略中央の断面図を示している。掃除機本体１は上ケース１ａ、及び下ケース１ｂを組み合わせて形成している。上ケース１ａ、及び下ケース１ｂはプラスチック等の材料で形成されている。下ケース１ｂの前部にはホース取り付け口１１を形成している。掃除機本体１の内部には、吸引力を発生するモータケース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高捕塵フィルタ２９を配置してある。

掃除機本体１の正面左側には集塵装置１０と流体的に接続される導入管出口１２を備え、正面上部には、電動送風機１４と連通するダクト２１のダクト入口部１３を備えている。ダクト入口部１３には、電動送風機１４への異物侵入を防止するために保護フィルタ（図示せず）を設け、保護フィルタは格子状のフィルタカバー１７で覆われている。集塵装置１０は、掃除機本体１の前側上部に前下がりに傾斜した状態で着脱自在に取り付けられる。集塵装置１０が掃除機本体１に取り付けられた状態では、集塵装置１０は、導入管２０及びダクト２１と流体的に接続されている。電動送風機１４は、ダクト２１と高捕塵フィルタ２９と流体的に接続されている。集塵装置１０が掃除機本体１に取り付けられた状態では、ホース取り付け口１１から高捕塵フィルタ２９に至るまで、一連の流路となっている。また、詳細は省略するが、各部品の接続部（接触部）にはパッキング（図示せず）を設けており、運転中の気密を保持している。また、集塵装置１０を掃除機本体１に取り付けた際に容易に気密を保持できるように、掃除機本体１には集塵装置１０の位置決めのための構造や固定するための構造を備えている。図２に示す掃除機本体１の取っ手収納部２２は、集塵装置１０の後方に備えている取っ手３５が入り、集塵装置１０の位置決めのための構造を有している。また、掃除機本体１における集塵装置１０の取り付け箇所の下部には、集塵装置１０の底蓋３１の底面との嵌合部が設けられており、集塵装置１０の固定のための構造を有している。そして、詳細は後述するが、掃除機本体１の上部に設けた蓋体１９で、集塵装置１０の上部を固定する。なお、取って収納部２２には、集塵装置１０の取っ手３５が嵌合する構造としてもよい。

図３に示すように、電動送風機１４を収納するモータケース１６は掃除機本体１右側後方に配置し、左側後方にはコンセント等から電動送風機などへ電力を供給するための電源コード２３ａを収納するためのコードリール２３を配置している。モータケース１６及びコードリール２３の配置の関係上、導入管２０及び導入管出口１２を左側に配置しているがこの限りではなく、導入管２０を右側に配置しても構わない。導入管２０を掃除機本体１の中央ではなく、左右どちらかに寄せるよう配置するのは、詳細は後述するが集塵装置１０の外周接線方向から空気を流入し旋回流を発生させ易くするためである。したがって、導入管２０の配置により、旋回流の回転方向が異なるが、回転方向はどちらでも構わない（左側に配置した場合は時計回りの旋回流となる）。また、例えば、導入管２０を左側（若しくは中央）に配置し、導入管出口１２が右側になるような曲がり部の多い導入管２０形状にしても構わないが、圧力損失が増加する傾向にある。よって、導入管２０は本実施例のような配置とし、導入管２０の圧力損失の増加を極力抑えるために、ホース取り付け口１１から可能な限り大きな半径で導入管出口１２と繋がるような形状としている。また、導入管２０内の容積も、圧力損失の増加を極力抑えるために可能な限り大きく設けている。

図４は、第一の実施形態を示す掃除機本体を側面から見た掃除機本体の中央断面図である。このような電気掃除機１００において、空気は図４に示す矢印のように流れる。吸口体７から吸引された塵埃を含む空気は、ホース取り付け口１１から導入管２０を介して集塵装置１０へ至り、集塵装置１０に設けた捕塵フィルタ３２を経て、ダクト２１を介し、電動送風機１４、高捕塵フィルタ２９を経由して掃除機本体１の外部に排出されるようになっている。高捕塵フィルタ２９は、捕塵フィルタ３２で捕集できなかった微小な塵埃や電動送風機１４のカーボンブラシ（図示せず）の摩耗屑を取り除き、ほぼ塵埃を含まないきれいな空気にして掃除機本体１の外部へ排気する。

次に、集塵装置１０について図５から図８を用いて説明する。図５は集塵装置１０の正面図、図６は集塵装置１０の左側面図、図７は集塵装置１０の背面図、図８は集塵装置１０の展開図である。

集塵装置１０は概ね、外筒３０、内筒４０、捕塵フィルタ３２、捕塵フィルタ３２を収納するフィルタケース３３、及び底蓋３１で形成されており、外筒３０の上部にフィルタケース３３、下部に底蓋３１を備え、外筒３０と同心円状になるよう内筒４０を備えている。

詳細は後述するが、集塵装置は、外筒３０と内筒４０との間に空間を有しており、外筒３０と内筒４０とで形成される空間のうち、上部に塵埃分離部を備え、下部に塵埃集塵部を備える。

外筒３０は上下が開口した略円筒状で、側面に流入管３８を備えている。流入管３８は外筒３０と接線で繋がるように形成されており、開口部３８ａは略四角形状である。本発明の外筒３０は、上方向は円筒状の形状であり、ある部分から下方がテーパ状に拡大していく形状であり、本実施形態では中心軸を垂直にした状態で水平面から約１１度傾斜している。このように、下方をテーパ状にすることで外筒３０の容積を拡大し、より多く塵埃を堆積できるようにしている。

外筒３０には、集塵装置１０を持ち運ぶための取っ手３５を備えており、取っ手３５の上部には、ごみを排出（廃棄）するためのごみ捨てボタン３５ａを備えている。取っ手３５は、容易に持てるように外筒３０との間に約３３ｍｍ隙間を設けている。また、集塵装置１０の前後方向の大きさを抑えるために、取っ手３５を設けた集塵装置１０後方側の外筒３０は上方向（又は下方向）から見て略Ｄ字にカットしている。これにより、上方向（又は下方向）から見て取っ手３５が外筒３０から大きく飛び出すことのないようにしている。外筒３０の前方下側には、底蓋３１と連結する回転軸３１ａを備えている。

また、外筒３０上部に設けているフィルタケース３３は、上面が蓋構造となっており、フィルタケース上部３３ａとフィルタケース下部３３ｂとに分割される。フィルタケース下部３３ｂは外筒３０上部と一体となっており、捕塵フィルタ３２を受けるフィルタ受け部３４を収納する。

フィルタ受け部３４は、外筒３０に設けたフィルタケース下部３３ｂに全体が収まるようにフィルタケース下部３３ｂの内壁面をオフセットした形状であり、フィルタケース下部３３ｂに容易に着脱できる最大寸法で形成している。また、フィルタ受け部３４の略中心部は開口しており、後述する内筒４０と流体的に連通している。さらに、フィルタ受け部３４の外殻底面には、気密部材３４ａを備えており、気密部材３４ａはフィルタケース下部３３ｂの底部と接することでフィルタ受部３４とフィルタケース下部３３ｂとの気密をとる。

図９に集塵装置１０のフィルタケース上部３３ａと捕塵フィルタ３２を取り外したときの外観図を、図１０には図９においてフィルタ受け部３４を取り外したときの外観図を示す。フィルタ受け部３４の外殻上部の外周に固定リブ３４ｂを設けており、フィルタ受け部３４をフィルタケース下部３３ｂの所定の位置に装着した後、図中矢印方向に回すことで、フィルタケース下部３３ｂに設けた固定レール３３ｃと固定リブ３４ｂとが嵌合し、フィルタケース下部３３ｂとフィルタ受け部３４とを気密を保った状態で固定することができる。また、フィルタ受け部３４の上面は鍔状の捕塵フィルタ受け部３４ｃを設けており、後述する捕塵フィルタ３２の外周に設けたパッキング３２ａの下面側と接する。

捕塵フィルタ３２は、通気面積を拡大するためにプリーツ状（山折り）に折られており、円状の枠体に接着されている。また、捕塵フィルタ３２は外周が鍔状の鍔部３２ｂとなっており、鍔部３２ｂの上下面にゴム部材等で成型されたパッキング３２ａを設けている。前述したように、フィルタ受け部３４に捕塵フィルタ３２を装着すると、パッキング３２ａの下面側とフィルタ受け部３４に備えた捕塵フィルタ受け部３４ｃとが接し、パッキング３２ａの上面側は、フィルタケース上部３３ａと接する。

前述したフィルタケース上部３３ａには、後方に爪部３６、前方にロック機構３７を備えており、爪部３６をフィルタケース下部３３ｂの係止部３３ｄに引っ掛け、前方のロック機構３７により外筒３０と固定が可能となる。よって、フィルタケース下部３３ｂに、フィルタ受け部３４、及び捕塵フィルタ３２を装着しフィルタケース上部３３ａを装着することで、捕塵フィルタ３２前後の気密を保持することができる。

以上のような構造の集塵装置１０を掃除機本体１に備えることで、塵埃を含んだ空気は次のような流れとなる。図１１及び図１３に示す矢印で掃除機運転時の集塵装置１０内の流れを説明する。

操作部４に設けられた操作ボタン５により使用者が運転を開始すると、電動送風機１４が回転し空気を吸い込む。吸い込んだ空気は、導入管２０を経て、流入管３８より集塵装置２０内に流入する。外筒３０の接線方向から流入した空気は、旋回流となり、塵埃に遠心力が働き、塵埃と空気は分離される。分離された空気の多くは上部内筒４１に設けた吸気口４２より内筒４０の内部に流入する。そして、空気はフィルタ受け部３４を経て捕塵フィルタ３２を通過し、フィルタケース上部３３ａの開口を経て、電動送風機１４へ至る。このとき、吸気口４２のメッシュ部材４２ａを通過した微細な塵埃は、捕塵フィルタ３２で捕集される。

一方、遠心力で分離された塵埃は、重力と一部の空気流により外筒３０と傘部４４との間の集塵室入口を通り、集塵室内に搬送される。このとき、塵埃には遠心力が働いているため、集塵室内で旋回する。そして、掃除機の使用を続けると、徐々に塵埃が堆積し、底蓋３１に設けた底面リブ３１ｃを基点に塵埃の旋回が止まり、ドーナツ状に堆積する。集塵室内に流入した空気は、筒体４６、内傘部４５の空間４４ａ形状に沿って、傘部４４の外周付近から上部内筒４１側へ流れる。この空気の流れによる、塵埃の上部内筒４１側への戻りを抑制するためには傘部４４の深さが必要である。本発明は、塵埃を押し出すために、摺動距離を大きくしているため、ごみ排出効果と同時に傘部４４に十分な深さを設けることができる。

そして、塵埃が傘部４４の上面以下に設けたごみ捨てラインまで達したら、ごみ捨てを行う。ごみ排出機構は前述した通りであり、吸引した塵埃の量が少ない場合でも、内傘部４５のごみ排出機構、及び外筒３０のテーパ形状により、塵埃の排出は可能である。

次に、内筒４０について、図１１、及び図１２を用いて説明する。図１１は図６におけるＢ−Ｂ断面図、図１２は内筒４０の分解図である。

内筒４０は、略円筒状であり、先述したように外筒３０と同心円状となるように備えている。内筒４０は、上側に吸気部４２を備えた上部円筒４１、下側には筒体４６を内包した傘部４４で構成されている。上部円筒４１の吸気部４２は、格子状の枠体（支骨）によって形成されている。本実施例では上下方向の枠体（支骨）としているが、上下左右方向に枠体（支骨）のある格子状でも構わない。吸気部４２は、外周面にメッシュ部材４２ａが掛け渡されており、メッシュ部材４２ａは被覆またはインサート成型などによって枠体（支骨）に保持されている。吸気部４２にメッシュ部材４２ａを設けることで、上部内筒４１はフィルタ機能を有し、内筒４０内部への微細な塵埃の流入を抑制する。本実施例では、メッシュ部材４２ａは、ポリエステルを使用しているが、金属（例えば、ステンレス）でも良く、枠体（支骨）ではなく小径の貫通孔（金型で成型可能なφ２ｍｍ程度の孔）を複数設けた吸気部４２でも構わない。貫通孔は、枠体（支骨）にメッシュ部材４２ａを掛け渡した場合と違い、強度や破れに対し有効であり、二次成型が不要といった利点がある。しかし、貫通孔の径（開口面積）は、メッシュ部材４２ａの開口面積よりも大きくなると、内筒４０の内部への微細な塵埃の流入に対しては不利である。

上部内筒４１は先述したようにフィルタ受け部３４の略中心部の開口と連通している。本実施例では、内筒４０の上面にフランジ部４０ａを備え、フランジ部４０ａをフィルタ受け部３４の底面に固定する構成としているが、内筒４０の上面とフィルタ受け部３４の底面を一体に形成しても良い。また、フランジ部４０ａを設けずに、内筒３０がフィルタ受け部３４と着脱可能な構造にしても構わない。

内筒４０の下部には、本発明の特徴とするところの傘部４４を備えている。傘部４４は、上部内筒４１と同心円状に設けており、略円筒状で上面が閉塞している。言い換えると、底面が開口し空間４４ａを有した形状である。そして、傘部４４の空間４４ａに内包するように傘部４４の傘部形状をオフセットした内傘部４５を設け、内傘部４５には、上面から下方に凸になるような筒体４６を設けている。筒体４６は、内傘部４５と同心円状に設けており、底面４７が閉塞し略半球状となっており、底面４７に向かって先細りになるようなテーパ形状である。筒体４６を先細りになるようなテーパ形状にすることで、外筒３０下部の先太りのテーパ部と合わせて下向きに拡大する容器形状となるため、ごみ捨ての際にごみが落下しやすくなる。また、筒体４６の表面には凹み部４８を設けており、凹み部４８に微細な塵埃を溜めることができ、微細な塵埃が吸気口４２から吹き抜ける量を低減することができる。この筒体４６は、集塵容積を拡大するために筒体４６の径を小さくし、傾斜角度を水平面から見て垂直に近づけても構わない。

詳細は後述するが、内傘部４５を傘部４４に内包し、上下方向に摺動する機構を設けることで、ごみ捨て時の排出のアシストを行う。内傘部４５は、吸引時などのごみ捨て時以外は傘部４４内に収まっており、ごみ捨て時に下方へ摺動することで、集塵装置１内の塵埃を押し出す。

内傘部４５の上下の摺動距離は、傘部４４の空間４４ａの高さ未満としている。言い換えると、内傘部４５の上面４５ａは、傘部４４の底面４４ｂを越えないようにしている。これは、ごみ捨て時の傘部４４の底面４４ｂと内傘部４５の上面４５ａとの間に隙間をなくすことで、底面４４ｂと上面４５ａとの間への塵埃の挟まりの恐れを抑制するためである。また、内傘部４５は、傘部４４内の空間４４ａを容易に摺動できる必要最小限のギャップを設けている。また、傘部４５は塵埃が堆積する部分であるため、内傘部４５とのギャップが小さすぎるとギャップ内に塵埃が噛み込み、摺動しにくくなることも考えられる。本実施例では、塵埃の噛み込みを考慮したギャップを設け、内傘部４５の外周に複数のリブ４５ｂを設けることで、ギャップを大きくしたことによる摺動する際のガタつきを低減している。更に、内傘部４５の底面に鍔部４５ｃを設け、内傘部４５が傘部４４の空間に収まった状態で、鍔部４５ｃと傘部４４の底面４４ｂが接するようにしている。これにより、塵埃吸引時の傘部４４と内傘部４５内との隙間への塵埃の入り込みを抑制している。

また、先述した外筒３０の形状に示したように、外筒３０の後方側には略Ｄ字にカットしているため、傘部４４及び内傘部４５の形状も、外筒３０の形状をオフセットするように略Ｄ字にカットしている。これにより、外筒３０と傘部４４との隙間を一定に保ち、隙間へのごみの挟まりを抑制することができる。

次に、本実施例での内傘部４５の摺動機構について説明する。摺動機構は、内傘部４５にバネ座を形成した構造となっており、内傘部４５の略中央にバネケース７０及びバネ軸７１を備えている。そして、傘部４４にはバネケース７０に入れ子状となるピストン部７２を備えている。バネ軸７１にはストッパー７３を固定できるようにネジで締結する構造となっており、バネケース７０に上方からバネ７４を挿入し、傘部４４と一体になった入れ子状のピストン部７２を装着した後、ストッパー７３をバネ軸７１に固定することで、内傘部４５の摺動機構が構成される。ストッパー７３は傘部４４の上面に備えたストッパー受け部７５まで摺動する。よって、前述したように摺動距離は傘部４４の空間４４ａの高さ未満であるため、ストッパー７３の高さも摺動距離と略同等となっている。そして内傘部４５に設けたバネケース７０の外周は、前述した筒体４６で覆い、内傘部４５にネジ等で締結している。

このような摺動機構において、バネ７４が自然長に近い状態が、内傘部４５が最も飛び出した状態であり、底蓋３１を閉じるとバネ７４を縮めた状態になる。よって、ごみ捨て時に後述する底蓋３１のロックを解除すると、内傘部４５が下向きに飛び出し、内傘部４５で塵埃を押し出す。

底蓋３１は、深さをもった皿状で中央部が突出している。中央部には突出した部分から凹みとなる窪み部３１ｂを備えている。底蓋３１は皿状にすることで強度を増している。また、窪み部３１ｂは、筒体４６の底面４７の球形状の球半径よりも大きくしており、窪み部３１ｂの深さは、底蓋３１が開状態（外筒３０の底面に対して垂直状態）で窪み部３１ｂに水平面ができないようにしている。言い換えると、窪み部３１ｂは極力浅くしている。これは、ごみ排出の際に窪み部３１ｂに塵埃が残らないようにするためである。また、底蓋３１内には、図に示すような底面リブ３１ｃを設けている。これは、外筒３０の下部テーパ内を旋回する塵埃の回転を止めて、底面リブ３１ｃを基点に塵埃を圧縮するためである。本実施例では、底面リブ３１は、底蓋３１内の外周側に底蓋３１の深さと略同等の高さから、中心に向うほど低くなるような略三角形状をしており、前側と左右に配置している。このような底面リブ３１ｃは、集塵容積や傘部４４の形状等により調整をおこなっているため、形状はこの限りではない。また、本実施例では、窪み部３１ｂを別体で形成しており、底蓋３１開閉での筒体４６との摩擦による部材の磨耗を低減するようにＰＯＭなどの材料を用いているが、一体で成形しても構わない。

以上のようなごみ排出機構において、ごみ捨て時の動作を図１３、及び図１４を用いて説明する。図１３は、底蓋３１を閉じた状態の図５に示すＡ−Ａ断面図、図１４はごみを排出した後（底蓋３１が開いた状態）の図５に示すＡ−Ａ断面図である。

底蓋３１は、集塵装置１０に設けた取っ手３５上部に備えたごみ捨てボタン３５ａを押下ことで解除される。底蓋３１は取っ手３５の反対側に回転軸３１ａを備え、取っ手３５側には底蓋３１の開閉機構を備えている。取っ手３５の上部に備えたごみ捨てボタン３５ａは、取っ手３５内のロッド８０を下向きに動かし、取っ手３５下部のスライドクランプ８１を押す。詳細は省略するが、スライドクランプ８１は、ロッド８０と斜面で接触しているため、ロッド８０の上下方向の動きをスライドクランプ８１で左右方向に変換し、スライドクランプ８０に設けたバネを縮める。そして、底蓋３１に設けたクランプ受け８２からスライドクランプ８１の爪部８３が外れ、底蓋３１が開口する。底蓋３１の回転軸３１ａには捩りバネを備えており、底蓋２１はバネ力で開く。ごみ捨てボタン３５ａの押下を解除すると、スライドクランプ８１に設けたバネが自然長に戻るため、ロッド８０は上方に戻り、スライドクランプ８０はごみ捨てボタン３５ａの押下前の位置に戻る。

以上のような、内傘部摺動機構及び底蓋ロック機構による、ごみ捨て時の各機構部の動きを以下に説明する。

ごみ捨ての際、集塵装置１０の取っ手３５上部のごみ捨てボタン３５ａを押すと、底蓋３１のクランプ受け８２に掛かった爪部８３がスライドし、底蓋３１は外力を受けることで回転軸３１ａを中心に開くようになる。外力は、内傘部４５及び筒体４６が下方向に動くことによる底蓋３１を下向きに押す力と、底蓋３１の回転軸３１ａに設けた捩りバネの反発力である。本実施例では、底蓋３１の回転軸３１ａに捩りバネを設けているが、捩りバネを設けず内傘部４５及び筒体４６の摺動による底蓋３１を押す力のみでも底蓋３１を開くことができる。

底蓋３１が開くと同時に、バネ７４によって内傘部４５及び筒体４６が下向きに飛び出す。これにより、内筒４０の一部である内傘部４５は、底蓋３１が閉じた状態の位置よりも底蓋３１が開いた状態の位置が、外筒３０の下面の開口寄りの位置となる。

ごみ捨て後、底蓋３１を閉じる際、下方に飛び出した筒体４６の底面４７と、底蓋３１の中央に設けた窪み部３１ｂが接触し、内傘部４５及び筒体４６は上方へ押される。筒体４６の底面４７と窪み部３１ｂは球状に接するため、底蓋３１を閉じる動作で底蓋３１の角度が変わっても、筒体４６の底面４７と窪み部３１ｂとの接触面積を一定に保つことができるため、内傘部４５は傘部内４４にスムーズに収まる。そして、底蓋３１を略水平状態まで閉じると、クランプ受け８２が爪部８３と接触し、スライドクランプ８１は、スライドクランプ８１に設けたバネが縮む方向に移動し、爪部８３がクランプ受け８２を乗り越えた時点でバネが戻り、底蓋３１は気密を保持した状態でロックされる。

以上のような、外筒３０、内筒４０、捕塵フィルタ３２、フィルタケース３３、底蓋３１を組み合わせ、塵埃を吸引できる状態での集塵装置１０について、図１１及び図１２を用いて説明する。本実施例において、掃除機本体１のホース取り付け口１１から電動送風機１４へ至るまでの流路で、ホース取り付け口１１の断面積が最小となるように各部の寸法を設定している。ホース取り付け口１１の断面積は、約１５００ｍｍ²（約φ４３ｍｍ）である。集塵装置１０の出口は上部内筒４１の内側開口面積となるので、開口面積を１５００ｍｍ²以上に設定するために、上部内筒４１の外径をφ５５ｍｍとして、肉厚を２ｍｍで内径はφ５１ｍｍとなり開口面積は約２０００ｍｍ²となる。

集塵装置１０の入口である流入口管３８は、接線方向に流入するために流入管３８の出口で絞り３８ｂを設けている。絞り３８ｂは外筒３０の円弧を延長し、流入管の開口部３８ａから投影した際、上部内筒４１が隠れる範囲までとしている。この絞り３８ｂにより、開口した円弧の長さと流入管３８高さの積を１５００ｍｍ²以上とするためには、流入管３８の高さは約４７ｍｍが必要となる。このように、流入管３８の高さはホース取り付け口１１の断面積を基準に設定しているが、外筒３０の径を大きくすることで流入管３８の高さを低くすることも可能である。しかしながら、掃除機本体１をコンパクトに設計するためには、外筒３０の径を小さくする必要があり、本実施例では外筒３０の径をφ１００ｍｍに設定し、各部の寸法を設定している。従って、外筒３０の径や流入管３８の高さなどはこの限りでなく、掃除機本体１のデザイン等で所望の寸法を決定すれば良い。

上部内筒４１の高さにおいても、吸気口４２の総面積が１５００ｍｍ²以上となるように設定する。吸気口４２の外周にはメッシュ部材４２ａを設けるため、メッシュ部材４２ａの開口率により、上部内筒４１の高さは変化する。本実施例では、メッシュサイズを８０メッシュ〜１００メッシュとし、開口率は４６％前後である。よって、吸気口４２の総面積を約３０００ｍｍ²となるように設定すれば良く、上部内筒４１の高さは流入管３８高さと略同等としている。吸気口４２は縦方向の複数の柱で構成しているが、上部内筒４１の強度を増すために格子状にしても良く、同等の吸気口４２の総面積や強度が得られる形状であればこの限りではない。

先述したように、内筒４０の下側には傘部４４を設けている。傘部４４の外周は集塵装置１０内の下方向で外筒３０と内筒４０の間に形成される塵埃集塵部への入口であり、外筒３０のテーパ部内に傘部４４を設けることで、塵埃集塵部の面積が徐々に拡大するため塵埃を搬送しやすい。また、塵埃集塵部に流れた空気は、すべて上部内筒４１の吸気口４２を通るように流れるため、この空気の流れによって、ごみは上部内筒４１側へ移動するような動きになるが、塵埃集塵部から見ると出口（塵埃集塵部入口）が徐々に狭まっているため、塵埃が上部内筒４１へ戻りにくくなる。本実施例のテーパ部は、集塵装置１０をコンパクトにするために最大径をφ１２０ｍｍとしているがこの限りでなく、最大径を更に大きくしても良い。最大径を大きくすることで、集塵容積を拡大でき、より多くの塵埃を堆積することができる。

傘部４４は、外径がφ７８ｍｍとしており、外筒３０の内壁面と傘部４４との外周との隙間は約１０ｍｍとしている。この隙間を狭くすると塵埃集塵部から塵埃が戻る現象を更に抑制でき、塵埃分離性能の向上が見込める。しかし、隙間を通過できず塵埃収容部に収まらない大きさの異物を吸引する場合も在り得るため、隙間を狭くし過ぎず、塵埃集塵部から塵埃が戻り過ぎない隙間として、約１０ｍｍに設定している。

塵埃集塵部を形成するテーパ部の高さは約５０ｍｍとしているが、更に高くするほど集塵容積が拡大できる上、塵埃分離性能も向上できる。しかし、本実施例においては、掃除機本体１のコンパクト化に際し、集塵装置１０の大きさ（高さ）を予め設定しており、流入管３８の高さや捕塵フィルタ３２の大きさ（高さ）を基準としているため、テーパ部の高さを約５０ｍｍとしているが、この限りではない。

傘部４４は、内傘部４５を収納した状態で肉厚を含め高さを約２１ｍｍとして、摺動距離は約１５ｍｍとしている。テーパ部の高さを約５０ｍｍとしているため、傘部４４の底面から外筒３０のテーパ部の底面までの高さは約２９ｍｍである。吸引した塵埃は傘部４４の底面に圧縮されるため、摺動距離は傘部４４の底面からの距離の１／２以上としている。この摺動距離は、ごみ捨て時に内傘部４５でごみを押し出す際に、堆積した塵埃の高さの半分以上を外筒３０底面から露出させるためであり、ごみが落下しやすくなる。また、外筒３０と筒体４６から形成される空間は、下向きに広がった形状であるため、容易に塵埃を押し出すことができる。更に、筒体４６の先細り形状も下向きに摺動することで塵埃を押し出す効果が得られる。

このような、ごみ排出機構を設けることで、傘部４４底面を超えて、傘部外周と外筒との間まで塵埃が堆積しても、塵埃を容易に押し出せるため、ごみ捨てを促すごみ捨てラインの位置を高く設定でき、コンパクトな集塵装置１０ながら、集塵容積、または吸引可能な塵埃の量を多くすることができる。

このような構造の集塵装置１０を備えることで、塵埃を含んだ空気は次のような流れとなる。図１１及び図１３に示す矢印で掃除機運転時の集塵装置１０内の流れを説明する。

操作部４に設けられた操作ボタン５により使用者が運転を開始すると、電動送風機１４が回転し空気を吸い込む。吸い込んだ空気は、導入管２０を経て、流入管３８より集塵装置２０内に流入する。外筒３０の接線方向から流入した空気は、旋回流となり、塵埃に遠心力が働き、塵埃と空気は分離される。つまり、塵埃集塵部１０内の上部である塵埃分離部にて、塵埃と空気とは分離される。分離された空気の多くは上部内筒４１に設けた吸気口４２より内筒４０の内部に流入する。そして、空気はフィルタ受け部３４を経て捕塵フィルタ３２を通過し、フィルタケース上部３３ａの開口を経て、電動送風機１４へ至る。このとき、吸気口４２のメッシュ部材４２ａを通過した微細な塵埃は、捕塵フィルタ３２で捕集される。

一方、遠心力で分離された塵埃は、重力と一部の空気流により外筒３０と傘部４４との間の塵埃集塵部入口を通り、塵埃集塵部内に搬送される。このとき、塵埃には遠心力が働いているため、塵埃集塵部内で旋回する。そして、掃除機の使用を続けると、徐々に塵埃が堆積し、底蓋３１に設けた底面リブ３１ｃを基点に塵埃の旋回が止まり、ドーナツ状に堆積する。集塵室内に流入した空気は、筒体４６、内傘部４５の空間４４ａ形状に沿って、傘部４４の外周付近から上部内筒４１側へ流れる。この空気の流れによる、塵埃の上部内筒４１側への戻りを抑制するためには傘部４４の深さが必要である。本発明は、塵埃を押し出すために、摺動距離を大きくしているため、ごみ排出効果と同時に傘部４４に十分な深さを設けることができる。

そして、塵埃が傘部４４の上面以下に設けたごみ捨てラインまで達したら、ごみ捨てを行う。ごみ排出機構は前述した通りであり、吸引した塵埃の量が少ない場合でも、内傘部４５のごみ排出機構、及び外筒３０のテーパ形状により、塵埃の排出は可能である。

以上のようなごみ排出機構を集塵装置１０に設けることで、ごみ捨て時、集塵装置１０内の塵埃を容易に排出することができる。また、ごみ排出後、塵埃が傘部４４内や傘部４４と外筒３０との間への挟まりを大きく軽減できるため、ごみ捨て後に集塵装置１０内の残留したごみを使用者が取り除く等の手間を軽減でき、また、ごみに直接手で触れることを抑制できるため、使い勝手を大きく向上することができる。

次に、本発明の特徴である、掃除機本体１に集塵装置１０を固定する際のフィルタケース３３のスライドロック機構３７について図１５から図１９を用いて詳細に説明する。図１５は、フィルタケース３３のスライドロック機構３７がロックしている状態の集塵装置１０の外観正面図である。図１６は、フィルタケース３３のスライドロック機構３７のロックを解除した状態の集塵装置１０の外観正面図である。図１７は、スライド体９０を取り外した状態の集塵装置１０の正面側の分解図である。図１８は、スライド体９０を取り外した状態の集塵装置１０の背面側の分解図である。図１９は、スライド体９０を後方から見た単品の外観図である。

フィルタケース上部３３ａの外観面には、上面に掃除機本体１から集塵装置１０を取り外すための持ち手５５、前方に掃除機本体１と固定するためのクランプ部５０、及びクランプ部５０を駆動するボタン６０を備えており、後方には電動送風機１４と流体的に接続される開口部３９を設けている。開口部３９は保護フィルタ及びフィルタカバー１７を介しダクト２１と接続される。フィルタカバー１７は捕塵フィルタ３２と同様に、外周部の前後面にゴム部材等で成型されたパッキングを設け、開口部３９とダクト２１との間の気密を保持している。前述した持ち手５５は、掃除機本体１装着時、掃除機本体１に設けた蓋体１９で覆うようになっている。これは、掃除機本体１を持ち運ぶ際に、本体ハンドル１８ではなく、持ち手５５を持ち上げることを防止するためである。蓋体１９には、回転軸部にねじりバネ（図示せず）を備えている。蓋体１９は、開いた状態（蓋体１９が直立した状態）から前方へ倒す際にねじりバネに捩り力が加わり、蓋体１９底面の前側に設けた爪部１９ａを前述したフィルタケース上部３３ａのクランプ部５０に引っ掛けて蓋体１９を閉じた状態となる（図４参照）。このとき、ねじりバネが戻ろうとする力も加わり、集塵装置１０を掃除機本体１側へ押し付けることができ、気密保持と集塵装置１０の固定を両立している。従って、蓋体１９を閉じた状態において、フィルタケース上部３３ａのボタン６０を押すと、クランプ部５０が解除され、蓋体１９がバネ力で持ち上がり持ち手５５が現われる。持ち手５５が現われた状態で、持ち手５５を引き上げることで集塵装置１０を容易に取り外すことができる。言い換えると、蓋体１９が開いた状態では、持ち手５５を引き上げても掃除機本体１を持ち上げられない構造となっており、誤動作の防止を行っている。

更に、フィルタケース３３には、フィルタケース上部３３ａとフィルタケース下部３３ｂとを固定するスライドロック機構３７を備えている。フィルタケース上部３３ａとフィルタケース下部３３ｂとの固定は、後方に備える位置固定部５６と前方に備えるスライドロック機構３７で行う。

後方の位置固定部５６は、フィルタケース上部３３ａに備えている。位置固定部５６には係止部３３ｄが設けられており、フィルタケース下部３３ｂに備えた爪部３６に、係止部３３ｄを引っ掛ける構造となっている。フィルタケース下部３３ｂは、前述したようにフィルタ受け部３４の固定リブ３４ａを装着するために後方の一部分の外周面がオフセットしており、爪部３６はオフセット面に設けている。従って、フィルタケース上部３３ａの一固定部５６は、フィルタケース下部３３ｂのオフセット面を覆うような形状で爪部３６と嵌合する。

前方のスライドロック機構３７は、フィルタケース下部３３ｂに備える位置合わせリブ５７と、フィルタケース上部３３ａに備え位置合わせリブ５７と嵌合する切り欠き部５８を備えたレール体５９と、スライド体９０と、で構成されている。レール体５９には、図１９に示すスライド体９０に設けたスライドピン９１を挿入し、スライド体９０を左右移動可能に装着できる。スライド体９０は、レール体５９全体を覆うカバー形状となっており一部（側面）に開口部９２を設けている。本実施例では、図１５に示す図中矢印方向（左側）にスライド体９０を移動するとロックが解除できるように右側が開口面となっているが、反対側にスライド体９０を移動してロック解除できる構造でも構わない。

このようなスライドロック機構３７において、フィルタケース下部３３ｂにフィルタケース上部３３ａを固定する際、まず後方にあるフィルタケース下部３３ｂの爪部３６にフィルタケース上部３３ａの係止部３３ｄを引っ掛けて、爪部３６を軸にフィルタケース上部３３ａを前方へ倒すようにフィルタケース下部３３ｂに合わせる。

このとき、スライド体９０は開状態（左側へ移動した状態）でなければならない。スライド体９０が閉状態（右側へ移動した状態）では、スライド体９０でフィルタケース上部３３ａのレール体５９に設けた切り欠き部５８が隠れた状態となり、スライド体９０の底部９３とフィルタケース下部３３ｂの位置合わせリブ５７がぶつかるため嵌合できない。

フィルタケース上部３３ａとフィルタケース下部３３ｂとが合った状態で、かつ、スライド体９０が開状態（左側へ移動した状態）で、スライド体９０を右側へ移動させることで、フィルタケース上部３３ａとフィルタケース下部３３ｂは固定された状態（ロックした状態）となる。このとき、フィルタケース下部３３ｂに、フィルタ受け部３４、及び捕塵フィルタ３２を装着しフィルタケース上部３３ａを装着することで、捕塵フィルタ３２前後の気密を保持することができる。

本発明において更に特徴とするところは、先述した集塵装置１０を掃除機本体１に固定する際の、蓋体１９による掃除機本体１へ押し付けるためのクランプ部５０と、スライドロック機構３７を同一面に設けたことにある。言い換えると、集塵装置１０において、クランプ部５０とスライドロック機構３７とは同一方向である前方に設けられている。ここで、特許文献１のように、スライドロック機構３７を集塵装置１０の左右に設けた場合、蓋体１９による掃除機本体１への押し付けの影響でフィルタケース３３の前方において、フィルタケース上部３３ａが持ち上がり、フィルタケース上部３３ａとフィルタケース下部３３ｂとの気密が保持できない状態となる恐れがある。言い換えると、フィルタケース上部３３ａが上向きに引っ張られ、フィルタケース下部３３ｂとの間に隙間ができる状態となる恐れがある。これに対し、本実施形態のように、クランプ部５０とスライドロック機構３７とを同一面（同一方向である前方向）に設けることで、フィルタケース下部３３ｂに対して上向きに引っ張られ易いフィルタケース上部３３ａを、クランプ部５０と同一面にあるスライドロック機構３７でロックしてあるので上向きへの引っ張りを抑える効果を奏する。

よって、本発明のような掃除機本体１への集塵装置１０の固定方法において、本実施例に示すスライドロック機構３７にすることで、集塵装置１０の気密を保持しつつ、掃除機本体１に集塵装置１０を固定することができる。

そして、集塵装置１０の正面のみにスライドロック機構３７を設けているため、掃除機使用中などに使用者や家具などに不用意に接触することがなく、集塵装置１０を誤って分解、落下することがない。また、ロック機構が１つで済むため、使い勝手が良く、部品点数が少なく製造上でも有効である。

なお、本発明に係る実施形態について適宜図面を参照して説明したが、本実施形態は上記の内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内において適宜変更して実施可能である。

１ 掃除機本体
２ 吸引ホース
３ 手元ハンドル
４ 操作部
５ 操作ボタン
６ 延長管
７ 吸口体
１０ 集塵装置
１２ 導入管出口
１３ ダクト入口部
１４ 電動送風機
１６ モータケース
１９ 蓋体
１９ａ 爪部
２０ 導入管
２１ ダクト
２９ 高捕塵フィルタ
３０ 外筒
３１ 底蓋
３１ａ 回転軸
３１ｂ 窪み部
３１ｃ 底面リブ
３２ 捕塵フィルタ
３３ フィルタケース
３３ａ フィルタケース上部
３３ｂ フィルタケース下部
３３ｃ レール部
３３ｄ 係止部
３４ フィルタ受け部
３５ 取っ手
３５ａ ごみ捨てボタン
３６ 爪部
３７ スライドロック機構
３８ 開口部
３９ 流入管
３９ａ 流入口
３９ｂ 絞り
４０ 内筒
４１ 上部内筒
４２ 吸気口
４２ａ メッシュ部材
４４ 傘部
４４ａ 空間
４４ｂ 底面
４４ｃ 鍔部
４５ 内傘部
４５ａ 上面
４５ｂ リブ
４５ｃ 鍔部
４５ｄ 壁面
４６ 筒体
４７ 底面
４８ 凹み部
５０ クランプ部
５１ 球体
５２ 上部空間
５３ 下部空間
５４ 球体ストッパー
５４ａ 傾斜面
５５ 持ち手
５６ 位置固定部
５７ 位置合わせリブ
５８ 切り欠き部
５９ レール体
６０ ボタン
７０ バネケース
７１ バネ軸
７２ ピストン部
７３ ストッパー
７４ バネ
７５ ストッパー受け部
９０ スライド体
９１ スライドピン

Claims (4)

1. 本体吸気口と吸引力を発生する電動送風機とを備えた掃除機本体と、前記本体吸気口と前記電動送風機との間に着脱自在な集塵装置と、を有し、
   前記掃除機本体における前方に前記本体吸気口を、前記本体吸気口よりも後方に電動送風機を備え、
   該集塵装置は前記掃除機本体に傾斜して装着し、前記集塵装置は、外殻を形成する略円筒状の外筒と、該外筒内に同心円状に備えられる内筒と、前記外筒の上部に備えられるフィルタケースを有し、
   前記フィルタケースはフィルタケース上部とフィルタケース下部とからなり、
   前記フィルタケース下部は前記外筒と一体であり、
   前記フィルタケース上部は前記外筒との固定部を有し、
   前記固定部を、前記集塵装置を前記掃除機本体に取付けた状態で集塵装置における前方となるように、前記集塵装置の前方に備えた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、
   前記集塵装置上部前方にクランプ部を備え、前記掃除機本体上部に回動可能な蓋体Ｐを設け、集塵装置と掃除機本体を固定する際、該蓋体Ｐでクランプ部を固定することを特徴とする電気掃除機。
3. 本体吸気口と電動送風機を備える掃除機本体と、該掃除機本体に着脱可能に取り付けられる集塵装置と、を有する電気掃除機において、
   前記掃除機本体における前方に前記本体吸気口を、前記本体吸気口よりも後方に電動送風機を備え、
   前記集塵装置は、上部が開口した外筒と、前記外筒内に備えられる内筒と、該外筒の上部の開口を開閉可能とする上部フィルタケースと、を有し、
   前記外筒と前記上部フィルタケースとの固定手段を、前記集塵装置を前記掃除機本体に取付けた状態で集塵装置における前方となるように、当該集塵装置の前方に設けたことを特徴とする電気掃除機。
4. 請求項１乃至３の何れか１項に記載の電気掃除機において、
   前記集塵装置は捕塵フィルタを備え、
   前記捕塵フィルタは、前記フィルタケース上部と前記外筒とが固定された状態で、前記フィルタケース上部と、前記外筒と一体に設けられたフィルタケース下部とにより覆われていることを特徴とする電気掃除機。