JP6581400B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、電気掃除機に関する。

従来、略円筒状の集塵容器と、集塵容器の内周に沿う旋回流を発生させる流入管と、流入管の下流側に空気を整流する整流体と、を備えたサイクロン方式の電気掃除機がある。

特許文献１には、当該電気掃除機に関して開示がなされている。具体的には、塵埃分離集塵容器は、有底円筒形状の容器本体と、略同心の筒形状を有し容器本体に収容された濾過部と、吸込管の開口縁から容器本体と濾過部との隙間へ向かって延ばされた整流板と、を備えている （特許文献１の図６）。

特開２０１２−４０１４９号公報（図６等）

特許文献１に記載の電気掃除機は、整流板を容器本体と濾過部との隙間へ向かって延伸させており、整流板の整流効果により、濾過部を抜ける空気の流れを円滑にし、周囲に発生する乱流領域の広がりを抑制し、乱流領域で発生する騒音を抑制しているとある。しかし、整流板に衝突する流れの渦による旋回流の乱れに対する対策がなされていない。
そのため、吸引した空気と塵埃を分離する分離性能の悪化や、旋回流の乱れによる流体音増加による騒音の増加が生じる可能性がある。

本発明は上記実状に鑑み、塵埃分離性能の悪化や、旋回流の乱れによる流体音の増加を抑制する集塵装置を有した電気掃除機の提供を目的とする。

前記課題を解決するため、本発明の電気掃除機は、本体吸気口で吸気した気体が導かれる導入管出口が形成された掃除機本体と、該掃除機本体に対して着脱自在に設けられる集塵装置と、を有し、該集塵装置は、外筒と、該外筒内の内筒と、を備え、前記外筒は前記導入管出口と前記外筒内部とを接続する流入管を備え、該流入管の下流に絞り部を備え、該絞り部に整流部を備え、複数並べて配置された前記整流部は、上側の前記整流部に対して下側の前記整流部が下向きに傾斜するように配置された。

本発明によれば、塵埃分離性能の悪化や、旋回流の乱れによる流体音の増加を抑制する集塵装置を有した電気掃除機を提供することができる。

本発明に係る実施形態の電気掃除機を示す外観斜視図。 掃除機本体から集塵装置や吸引ホースを取り外した状態を示す外観斜視図。 掃除機本体の上ケースを取り外した状態を示す斜視図。 掃除機本体を側方から見た掃除機本体を示す中央断面図。 集塵装置を示す正面図。 集塵装置を示す左側面図。 集塵装置を示す背面図。 集塵装置を示す分解図。 （ａ）は集塵装置を示す外観図、（ｂ）は（ａ）のフィルタケース上部を開いた状態を示す外観図。 （ａ）は図９（ｂ）から捕塵フィルタを取り外した状態を示す外観図、（ｂ）は（ａ）からフィルタ受け部を取り外した状態を示す外観図。 （ａ）は図６のＢ−Ｂ断面図、（ｂ）は図１１（ａ）のＣ部拡大図。 内筒の分解図。 集塵装置内の気流を表した図６のＢ−Ｂ断面図。 底蓋を閉じた状態の図５のＡ−Ａ断面図。 底蓋を開いた状態の図５のＡ−Ａ断面図。 （ａ）は集塵装置の流入管に備える絞り壁に設けた整流部を示す部品図、（ｂ）は（ａ）の断面図。 （ａ）は集塵装置の流入管に備える絞り壁に設けた別の形状の整流部を示す部品図、（ｂ）は（ａ）の断面図。 集塵装置の流入管に備える絞り壁に設けた別の形状の整流部を示す部品図。 集塵装置の流入管に備える絞り壁に設けた別の形状の整流部を示す部品図。 （ａ）は図１０（ｂ）に示す中央断面図、（ｂ）は図２０（ａ）のＤ部拡大図。 （ａ）は図２０（ａ）からフィルタケース上部３３ａを半分程閉じた状態を示す中央断面図、（ｂ）は図２１（ａ）のＥ部拡大図。

以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に、本発明に係る実施形態の電気掃除機の外観斜視図を示し、図２に、掃除機本体１から集塵装置１０や吸引ホース２を取り外した状態の外観斜視図を示す。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。なお、左右方向は、掃除機本体１の後方から見たものである。

電気掃除機Ｓは、掃除機本体１と、掃除機本体１に着脱自在に設けられるサイクロン方式の集塵装置１０とを備えている。
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、塵埃などを吸込む吸口体７と接続されている。集塵装置１０には、吸口体７から吸い込まれた塵埃などのごみが集塵される。

掃除機本体１には掃除機本体１を自在に移動するための左右の一対の車輪１５ａと、前部に一つのキャスタ１５ｂとが備えられている。なお、後部には、掃除機本体１を後ろ側に傾けた際にその後部を傷めないように、一つのローラ１５ｃが備わっている（図４参照）。

手元ハンドル３には、掃除機本体１に内蔵される電動送風機１４（図４参照）や、吸口体７に設けられる電動回転ブラシ（図示せず）などの駆動制御を担う操作部４を備えている。操作部４には、運転を開始する際、押下する（強・中・弱）ボタンや、運転を停止する際に押下する（切）ボタンなどの操作ボタン５が配置されている。

＜掃除機本体１＞
図２に示すように、掃除機本体１は、上ケース１ａと下ケース１ｂとが組み合わされ外殻が形成されている。上ケース１ａおよび下ケース１ｂは、軽量な樹脂材料で形成されている。下ケース１ｂの前部には、塵埃を含む空気が吸い込まれるホース取り付け口（本体吸気口）１１が開口されている。

図３に、掃除機本体１の上ケース１ａを取り外した状態の斜視図を示し、図４に、掃除機本体１を側方から見た掃除機本体１の中央断面図を示す。

ホース取り付け口１１は、掃除機本体１内の塵埃を含む空気が通過する導入管２０（図３、図４参照）に接続されている。

掃除機本体１の内部には、図４に示すように、モータケース１６内に、吸口体７（図１参照）での吸引力を発生する電動送風機１４が収納されている。また、電動送風機１４で吸引した塵埃を除去した後の空気の流路には、排気を清浄化するプリーツ状の高捕塵フィルタ２９が配置されている。

図２に示す掃除機本体１の正面である前側には、ホース取り付け口１１を備え、掃除機本体１内の左側には、導入管２０を介して内部を気体が流通するように流体的に接続される導入管出口１２が備わっている。導入管出口１２は、掃除機本体１にセットされる集塵装置１０に気体が流通するように流体的に接続される。集塵装置１０は、吸口体７で吸込んだ塵埃などを含む空気から塵埃を分離し、塵埃を収容するものである。

一方、掃除機本体１の正面上部には、電動送風機１４と連通するダクト２１（図３参照）へのダクト入口部１３が備わっている。ダクト入口部１３は、集塵装置１０で塵埃を除去した後の空気が吸い込まれる口である。ダクト入口部１３には、電動送風機１４への異物の侵入を抑制するために保護フィルタ（図示せず）が設けられている。保護フィルタは格子状のフィルタカバー１７（図２参照）に設けられている。

＜集塵装置１０＞
集塵装置１０は、図２の矢印α１に示すように、掃除機本体１の前上部が後側に傾斜した状態で着脱自在に取り付けられる（図４参照）。集塵装置１０は、塵埃が外筒３０内に溜まった際に、図２に示す矢印α１と反対方向に移動させることで、掃除機本体１から取り外され、塵埃排出（ごみ捨て）後に矢印α１方向に移動させることで、掃除機本体１に取り付けられる。

掃除機本体１には、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、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における凹状の取っ手収納部２２には、集塵装置１０の後方に備えている取っ手３５が収納される（図４参照）。これは、集塵装置１０を掃除機本体１にセットする際の集塵装置１０の位置決めのための構造となっている。

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（図２参照）の底面との嵌合部１ａ１が設けられ、集塵装置１０の固定のための構造としている。そして、掃除機本体１の上部に設けた蓋体１９で、集塵装置１０の上部を固定する構成である。

図４に示すように、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、ダクト２１と流体的に接続されている。ダクト２１は、ホース取り付け口１１に隣接する導入管２０およびフィルタカバー１７で覆われる保護フィルタに隣接する。

電動送風機１４は、上流側に塵埃を除去後の保護フィルタを通った空気が流れるダクト２１が流体的に接続される一方、下流側に高捕塵フィルタ２９が流体的に接続されている。

＜掃除機本体１内に吸い込まれた塵埃を含む空気の流路＞
集塵装置１０が掃除機本体１に取り付けられた状態では、縦断面図の図４に示すように、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。
電気掃除機Ｓの掃除機本体１において、吸口体７から掃除機本体１に吸込まれた空気は図４に示す矢印β１〜β８のように流れる。

具体的には、吸口体７（図１参照）で吸い込まれた塵埃などを含む空気は、ホース取り付け口１１から掃除機本体１内の導入管２０に流入し（図４の矢印β１）、導入管２０内を通って導入管出口１２を通って集塵装置１０に至る（図４の矢印β２）。集塵装置１０内に入った塵埃などを含む空気は内筒４０の廻りを回る気流となる（図４の矢印β３）。この気流により発生する遠心力で空気と塵埃を分離し、空気は内筒４０内に吸い込まれ、一部の気流（図４の矢印β４）は集塵装置１０の下部へ流れる。塵埃は、この気流（図４の矢印β４）により、外筒３０内面に沿って落下し、集塵装置１０の下部に溜まる。

集塵装置１０の下部への気流（図４の矢印β４）は、円筒状の傘部４０の外周面に沿って上昇し（図４の矢印β５）、内筒４０内に吸い込まれる。内筒４０内には、後記するメッシュ部材４２ａを通過した遠心分離しきれなかった微細な塵埃を含む空気が流れ、集塵装置１０に設けた捕塵フィルタ３２で微細な塵埃が除去される。そして、塵埃が除去された空気は、ダクト２１を通過して、電動送風機１４に吸い込まれる（図４の矢印β６）。そして、電動送風機１４に吸い込まれた空気は、高捕塵フィルタ２９を通過して残留する異物などが除去され（図４の矢印β７）、掃除機本体１の後下部の排出口７６から外部に排出される（図４の矢印β８）。

ここで、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細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、塵埃除去後の空気から取り除き、ほぼ塵埃を含まないきれいな空気にして、掃除機本体１の外部へ排出する。
なお、詳細は省略するが、上述の掃除機本体１に吸い込まれた空気の流路付近の各部品の接続部（接触部）にはパッキング（図示せず）が設けられ、運転中の気密が保持されている。

＜コードリール２３と導入管２０＞
図４に示す電動送風機１４を収納するモータケース１６は、図３に示すように、掃除機本体１右側後方に配置され、左側後方にはコンセント等から電動送風機１４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が配置されている。本実施形態では、モータケース１６およびコードリール２３の配置の関係上、導入管２０および導入管出口１２を左側に配置しているがこの限りではなく、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、左右の側部どちらかに寄せて配置するのは、詳細は後記するが集塵装置１０の外筒３０の内周面の接線方向（掃除機本体１の左右の側部何れかに位置する）から、吸込んだ空気を流入させることにより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は異なるが、回転方向は時計廻りまたは反時計廻りのどちらでも構わない。例えば、導入管２０を左側に配置した場合は時計回りの旋回流となる。本実施形態では、導入管２０を左側に配置し、時計回りの旋回流としている。

なお、例えば、導入管を左側（若しくは中央）に配置し、導入管出口が右側になるような曲がり部の多い導入管の形状にしても構わないが、圧力損失が増加する。そのため、導入管２０は、図３に示すような配置とし、導入管２０での圧力損失の増加を極力抑えるため、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内の容積や断面積も、圧力損失の増加を極力抑えるために可能な限り大きく形成している。

＜集塵装置１０＞
次に、集塵装置１０について図５から図１２を用いて説明する。図５に集塵装置１０の正面図を示し、図６に集塵装置１０の左側面図を示す。また、図７に集塵装置１０の背面図を示し、図８に集塵装置１０の分解図を示す。図９および図１０には、後述する捕塵フィルタ３２、フィルタケース３４の着脱を図示している。図１１は、図６に示すＢ-Ｂ断面図を示し、図１２に後述する内筒４０の分解図を示す。なお、図５以降で集塵装置１０を単体で説明するときは、底蓋３１側を下方向とする。

集塵装置１０は、吸口体７で吸込んだ塵埃などを含む空気から塵埃を分離し、塵埃を集める機能をもつ。
集塵装置１０は、概ね外筒３０、内筒４０、捕塵フィルタ３２（図４参照）を収納するフィルタケース３３、および底蓋３１で形成されている。外筒３０の上部にフィルタケース３３、下部に底蓋３１が配置されている。そして、外筒３０内に外筒３０と同心状に内筒４０を備えている。

詳細は後記するが、集塵装置１０は、外筒３０と内筒４０との間に塵埃の分離・集塵のための空間を有している。つまり、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１０Ａを備え、下部に塵埃収容部１０Ｂを備える。

塵埃分離部１０Ａは、塵埃を運んだ空気から塵埃を分離する空間である。塵埃収容部１０Ｂは、塵埃を溜めて収容する空間である。

＜外筒３０＞
外筒３０は、図８に示すように、上下が開口した略円筒形状を有し、側面に導入管出口１２から塵埃を含む空気（気体）が流入される流入管３８を備えている。流入管３８の外側内面（図７では左側に位置する内面）は、外筒３０の内周面３０ｎと略接線方向で繋がるように形成されている。流入管３８には、導入管１２への接続部であり、導入管出口１２から塵埃を含む空気が流入される開口部３８ａが形成されている（図７参照）。また、流入管３８の開口部３８ａとの対面（流入管３８と外筒３０が接続する部分の開口）には絞り部３８ｂを備えており、開口部３８ａよりも開口面積を小さくしている。

流入管３８の絞り部３８ｂは、外筒３０の円弧形状に沿った絞り壁３０ｂによって形成されており、鉛直方向の第１の縦辺３８ｂ１と、鉛直方向から上部が外側に下部が内側に傾斜する第２の縦辺３８ｂ２と、水平方向の第１の横辺３８ｂ３と、第２の横辺３８ｂ４と、から形成される略台形形状の開口である。第１の縦辺３８ｂ１は、上述したように、外筒３０の内周面３０ｎの略接線方向に形成されている。開口部３８ａが外筒３０の内周面３０ｎの接線に沿った形状であることで、塵埃などを含んだ空気が外筒３０の内周面３０ｎに沿った旋回状の気流となる。

加えて、第２の縦辺３８ｂ２を上部が外側に下部が内側に傾斜する構成として、絞り部３８ｂを上部に比べて下部が広がった開口とすることで、塵埃収容部１０Ｂへ流れる風量を調整することができ、塵埃収容部１０Ｂに塵埃が堆積した場合でも、塵埃を圧縮し塵埃収容部１０Ｂに搬送できる。

絞り部３８ｂの形状により、導入管出口１２から集塵装置１０の外筒３０内に流入する空気は、外筒３０の中心軸Ｏ（集塵装置１０の中心軸）廻りの気流となり、中心軸Ｏを中心として時計廻りに外筒３０内を旋回する。この旋回する気流により、塵埃分離部１０Ａにおいて、空気に含まれる塵埃が遠心力によって分離される。

本実施形態では、絞り部３８ｂを構成する絞り壁３０ｂには、図７に示すように絞り壁３０ｂの左端から右端に渡り、開口部３８ａ側に凸となるようなリブ（整流部）３０ｃを複数設けている。換言すると、絞り部３８ｂを構成する絞り壁３０ｂに、整流部３０ｃを配置している。なお、本実施形態では、外筒３０の円弧形状に沿った絞り壁３０ｂに整流部３０ｃを設けているが、これに限定されず、第１の縦辺３８ｂ１に沿う面、第２の縦辺３８ｂ２に沿う面、第１の横辺３８ｂ３に沿う面、及び第２の横辺３８ｂ４に沿う面を含む複数面又はいずれか単一面に設ける構成であっても良い。

リブ３０ｃの断面形状は、絞り壁３０ｂからの高さが約２ｍｍの三角形又は正三角形に近似した形状であり、絞り壁３０ｂ上に８本設けている。このリブ３０ｃは、空気の流れを整流する効果がある。導入管３８内に流入した空気の流れをリブ３０ｃにより整流し、外筒３０の内周面３０ｎに沿わせるような流れとすることで、開口部３８ａから流入した空気が外筒３０内を旋回する気流と合流する際の衝突を抑制し、気流により発生する流体音を低減することなどができる。

本実施形態においては、８本のリブ３０ｃの内、上側の５本は略水平方向に、下側の３本は右端から左端にかけて水平方向より下向きに傾斜するように設けている。略水平方向に設けたリブ３０ｃは旋回流と合流する空気を整流する効果を、下向きに傾斜するように設けたリブ３０ｃは塵埃収容部１０Ｂへの流れを増やす効果を有している。従って、本実施形態のようにリブ３０ｃの向きを分けることで、旋回流の整流効果と塵埃の搬送効果を両立することができる。リブ（整流部）３０ｃの向き、本数などは、流入する風量や絞り壁３０ｂの大きさ等により変更可能であり、本実施形態の限りでない。また、リブ（整流部）３０ｃの断面形状についてもこの限りでなく、半球状でも四角形でも同様の効果が得られる。なお、本実施形態のような三角形の場合は、隣り合うリブ３０ｃの間が傾斜面になるため、リブ３０ｃに微細な塵埃が堆積し難くい効果がある。

また、本実施形態では絞り部３８ｄにおける絞り壁３０ｂの開口部３８ａ側（掃除機本体１側）に凸状となるようなリブ３０ｃを設けているが、図１７に示すような開口部３８ａ側に凹状となるような溝（整流部）３０ｈを設けても同様の効果が得られる。図１６には、図７に示す絞り壁３０ｂの外観図（ａ）および、Ｋ-Ｋ断面の断面図（ｂ）を示し、図１７には開口部３８ａ側に凹となるような溝３０ｈを複数設けた状態を示す。図１７も同様に、絞り壁３０ｂのみの外観図（ａ）および、Ｌ-Ｌ断面の断面図（ｂ）を示している。

また、空気の流れは絞り壁３０ｂの端部（３８ｂ２の近傍）で剥離するため、絞り壁３０ｂの開口部３８ａ側に凸となるようなリブ３０ｃに代えて、図１８に示すように、絞り壁３０ｂの端部（３８ｂ２の近傍）付近に鋸刃状（ひし形状の繰り返しパターン）の凹凸３０ｅを設けた場合、気流により発生する流体音を低減する効果が得られる。

更には、図１７には開口部３８ａ側に凹となるような溝３０ｈを絞り壁３０ｂの全幅（左端から右端）に渡り複数設けているが、図１９のように溝３０ｈの深さが均一ではなく、図示左端（空気流れの下流側）が最も深く、図示右側（空気流れの上流側）へ向かい徐々に浅くなるような溝３０ｈとしている。このような溝３０ｈでも同様の効果が得られる。

また、外筒３０は、図１１に示すように上部は円筒形状を有し、下部がテーパ状の円錐台形状で下方に向かって拡大していく形状である。外筒３０の下部は、中心軸Ｏを鉛直方向にした状態で中心軸Ｏに対し約９〜１０度傾斜し、上部の円筒形状と下部の円錐台形状との境界には、中心軸Ｏに対して略垂直方向に半径が階段状に変化する拡大部（段差）３０ｄを設けている。拡大部３０ｄは、外筒３０の上部の円筒状の内周面から約２．５ｍｍ外径側へ拡大されている。なお、拡大部（段差）３０ｄには、傾斜、テーパ、或いは曲面状などの形状も含む。本実施形態において、拡大部３０ｄが外筒３０上部の円筒状内周面からの拡大に応じて、外筒３０の外周面も拡大している。
ここで、略垂直や略水平とは、形状を示すために用いたものであり、効果を奏する形状であれば厳密に垂直や水平に限るものではない。

拡大部３０ｄは、外筒３０に内筒４０を装着した状態において、内筒４０の傘部４４の上面４４ｃと略同一平面上に設けている。この拡大部３０ｄにより、吸引した塵埃は拡大部３０ｄよりも下側にある底蓋３１側から堆積する。図１１（ｂ）のＣ部拡大図に、空気の流れと塵埃の動きを矢印で示しており、実線矢印（γ２、γ５ａ、γ６ａ、γ７、γ９）は空気の流れ、破線矢印（δ１〜δ３）は塵埃の動きである。吸引した塵埃を含む空気は、塵埃分離部１０Ａで発生する旋回流（γ１）により空気から塵埃が分離される。分離された塵埃は、塵埃収容部１０Ｂへ流れるγ２により、塵埃収容部１０Ｂに搬送される。空気（γ２の流れ）は、上昇する際に旋回しながら内筒４０の傘部４４および内傘部４５を経て、塵埃分離部１０Ａに戻る流れγ７となる。

流れγ２から流れγ７に至るまでには、傘部４４の側面に設けた第１円環リブ４４ａ１、および内傘部４５の側面に設けた第２円環リブ４５ｂ１を乗り越える流れγ５ａおよびγ６ａが発生する。この、γ５ａおよびγ６ａにより、塵埃は矢印δ２および矢印δ３のように遠心力で外筒３０の内周面側へ押され、更に塵埃収容部１０Ｂに流入する流れγ２により、底蓋３１側に堆積する。塵埃の堆積量が増加すると、塵埃は塵埃分離部１０Ａに戻る流れγ７の旋回により矢印δ１のように遠心力で外筒３０の内周面側へ押されるが、拡大部３０ｄを設けたことでできる角部３０ｄ２には塵埃が堆積し難い。これにより、角部３０ｄ２近傍には空間Ｈが作られ、γ２の流れにより塵埃が圧縮されるため空間Ｈが保たれる。この空間Ｈにより、γ２の流れは下方に流れ易くなるため、塵埃を下方に圧縮する効果を保つことができる。

この時、堆積した塵埃により塵埃収容部１０Ｂ内の通気抵抗が大きくなった際、塵埃を圧縮した後に空気の流れはγ９のように流れる。また、空間Ｈは、堆積した塵埃が外筒３０の下部内周面３０ｎ１および傘部４４外周面と接する面積を減少させ、ごみ捨て時の摩擦力を抑制できる。よって、本実施形態のように、内筒４０の傘部４４の上面４４ｃと略同一平面上に拡大部３０ｄを設けることで、ごみを排出し易くなる効果が得られる。

拡大部３０ｄは、先述したように外筒３０の下部内周面３０ｎ１と塵埃との間に空間Ｈを作る効果があればよく、本実施形態のように、内筒４０の傘部４４の上面４４ｃと略同一平面上に拡大部３０ｄを設ける以外に、傘部４４の高さ範囲内に拡大部３０ｄを設けても同様の効果が得られる。

また、本実施形態では、拡大部３０ｄは、外筒３０の上部の円筒状の内周面から約２．５ｍｍ拡大しているが、更に拡大しても同様の効果が得られる。

また、第１円環リブ４４ａ１および第２円環リブ４５ｂ１を設けることで外筒３０の内内周面側へ塵埃が押され、拡大部３０ｄを設けることで流れγ２により塵埃が圧縮されることで、塵埃収容部１０Ｂに堆積した塵埃や、塵埃収容部１０Ｂから戻る空気に含まれる塵埃が塵埃分離部１０Ａに舞い戻ることを防止でき、内筒４０側面のメッシュ部材４２ａへの塵埃の貼り付きや、メッシュ部材４２ａからの微細な塵埃の吹き抜けを抑制する効果がある。
すなわち、拡大部２０ｄは、外筒３０下部の円錐台形状部から上部の円筒形状部への塵埃流出を防止する機能を有する。

更に、拡大部３０ｄから下方を略円錐状の下部内周面３０ｎ１とすることで、ごみ捨て時に塵埃が落ち易くなるとともに、塵埃収容部１０Ｂの容積を拡大し、より多くの塵埃を堆積できるという効果を奏する。

ここで、外筒３０の拡大部３０ｄは、外筒内周面の全周に備えず、開口部３８ａ側の一部に備えていない構成としても良い。流入した空気は、開口部３８ａの対面付近が最も流速が高くなり、徐々に流速が低下するような旋回流となっている。このため、本実施形態では流速が高い範囲に拡大部３０ｄを設けている。

また、図６に示すように、集塵装置１０には持ち運ぶための取っ手３５を備えている。取っ手３５の上部には、ごみを排出（廃棄）する際に押下するごみ捨てボタン３５ａを備えている。外筒３０の前方下側には、後述する底蓋３１が回動自在に支持される。取っ手３５には、ごみ捨てボタン３５ａを押下した際の力を後述するスライドクランプ８１に伝えるロッド８０を内蔵しており、ロッド８０およびスライドクランプ８１をスムーズに動作させるためには、取っ手３５を設ける外筒３０の側面は、段差や傾斜でなく略垂直（略上下方向を向いた）面が良い。つまり、本実施形態のように、外筒３０を下方から見て開口部３８ａ側を略Ｄ字状（図示せず）にした位置に後述するクランプ機構を設けることで、ロッド８０が垂直方向に動作できるため、スライドクランプ８１をスムーズに動作させることができ、塵埃の排出をより容易に行なえる。

＜フィルタケース３３＞
外筒３０の上部に設けられるフィルタケース３３は、上面部が蓋構造となっており、フィルタケース上部（上蓋）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上部と一体に形成され、捕塵フィルタ３２（図８参照）を受けるフィルタ受け部３４が収納されている。また、詳細は後述するが、フィルタケース下部３３ｂとフィルタケース上部３３ａは上部ヒンジ機構７０により接続されている。

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（フィルタケース下部３３ｂの内壁面より縮径した形状）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されている。

図８に示すように、フィルタ受け部３４の略中心部は開口にしており、後記する内筒４０と流体的に連通している。さらに、フィルタ受け部３４の外殻の底面には、気密部材３４ａを備えている。気密部材３４ａはフィルタケース下部３３ｂの底面と接することにより、フィルタ受け部３４とフィルタケース下部３３ｂとの気密を確保している。

図９にはフィルタケース上部３３ａを閉じた状態の集塵装置１０の外観図（図９（ａ））、およびフィルタケース上部３３ａを開いた状態の集塵装置１０の外観図（図９（ｂ））を示す。また、図１０には図９（ｂ）において捕塵フィルタ３２を取り外したときの外観図（図１０（ａ））、およびフィルタ受け部３４（内筒４０含む）を取り外したときの外観図（図１０（ｂ））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が設けられている。図１０の矢印α２に示すように、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１０の矢印α３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（図１０参照）と固定リブ３４ｂ（図９参照）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。図８に示すように、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、後記する捕塵フィルタ３２の外周に設けたパッキング３２ａの下面側に圧接される。

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（山折状）に折られており、円状の枠体に接着されている。前記したように、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の気密面３３ａ１と接する。こうして、フィルタケース上部３３ａとフィルタ受け部３４とが外部空間に対して気密に封止される。

先述したように、フィルタケース上部３３ａは、フィルタケース下部３３ｂと上部ヒンジ機構７０により接続されている。上部ヒンジ機構７０は、フィルタケース上部３３ａの後方に軸６１を備え、フィルタケース下部３３ｂの後方に備える軸穴（図示せず）にフィルタケース上部３３ａに備えた軸６１を挿入することで構成している。この軸穴と軸６１は、本実施形態とは逆の構成で、フィルタケース下部３３ｂに軸６１を設けても良い。また、フィルタケース上部３３ａの前方にはロック機構３７を備えている。ロック機構３７は、レール部３７ａおよびスライド部３７ｂで構成されており、スライド部３７ｂはレール部３７ａを覆うように装着されており左右にスライド可能である。フィルタケース上部３３ａは、軸６１回りに回動し、フィルタケース上部３３ａとフィルタケース下部３３ｂが嵌合した状態で、レール部３７ａとフィルタケース下部３３ｂの前方に設けた係止部３６が嵌合する。このとき、レール部３７ａと係止部３６を覆う方向にスライド部３７ｂをスライドさせることにより、フィルタケース上部３３ａは外筒３０と固定される。

図２１（ａ）は図２０（ａ）からフィルタケース上部３３ａを半分程閉じた状態を示す中央断面図、（ｂ）は図２１（ａ）のＥ部拡大図である。

集塵装置の組立ては、フィルタケース下部３３ｂに、フィルタ受け部３４を装着し、捕塵フィルタ３２を置き、フィルタケース上部３３ａで蓋をするように装着する。捕塵フィルタ３２を置く際は、外周に設けた合わせ部３２ａをフィルタケース下部３３ｂの切欠部３３ｂ２に合わせる。捕塵フィルタ３２外周のパッキング３２ａは、フィルタ受け部３４に捕塵フィルタ３２を置く際、パッキング３２ａのリップ形状による立ち上がりの影響で、捕塵フィルタ３２の所定の位置よりも少し上側になる。この状態で、フィルタケース上部３３ａを閉じる方向に回動すると、フィルタケース上部３３ａの気密面３３ａ１が捕塵フィルタ３２のパッキング３２ａの外側に外れる軌跡となるため、気密が確保できない場合がある。

これを抑制するために、フィルタケース上部３３ａの気密面３３ａ１の外側に捕塵フィルタ３２を所定位置まで押し下げるリブ（押さえリブ６２）を設けている。押さえリブ６２は、フィルタケース上部３３ａを閉じる動作において、捕塵フィルタ３２の外周に設けた合わせ部３２ａに最初に触れるように設定しており（図２１参照）、これにより、捕塵フィルタ３２を所定位置まで押し下げることが可能となる。

従って、押さえリブ６２は、フィルタケース下部３３ｂとフィルタケース上部３３ａを合わせた状態で、捕塵フィルタ３２の外周に設けた合わせ部３２ａの上部にあたる位置に設け、またフィルタケース下部３３ｂに設けた切欠部３３ｂ２の幅以内となっている。このような構造を設けることで、フィルタケース上部３３ａとフィルタケース下部３３ｂとを上部ヒンジ機構７０により接続した集塵装置において、捕塵フィルタ３２前後の気密を保持することが可能となる。

図８に示すように、フィルタケース上部３３ａの外観面には、上面に集塵装置１０を持つための持ち手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を備えている。フィルタケース上部３３ａの後方には、電動送風機１４と流体的に接続される開口部３９が設けられる。

図４に示すように、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が設けられ、開口部３９とダクト２１との間の気密が保持されている。

フィルタケース上部３３ａの持ち手５５は、集塵装置１０を掃除機本体１に装着する際に、掃除機本体１に設けられる蓋体１９で覆われる。これは、掃除機本体１を持ち運ぶ際に、本体ハンドル１８（図１参照）ではなく、持ち手５５（図２参照）を持ち上げることを防止するためである。

＜蓋体１９＞
蓋体１９は、掃除機本体１上部に設けられる回転軸部に回転自在に支持され、該回転軸部に蓋体１９が開く方向に付勢されるねじりバネ（図示せず）を備えている。

蓋体１９は、図２の開いた状態（蓋体１９が直立した状態）から前方へ倒す際にねじりバネの弾性による捩り力が加わり、蓋体１９底面の前側に設けた爪部１９ａを、フィルタケース上部３３ａのクランプ部５０に係合して蓋体１９が閉じた状態となる。この際、蓋体１９にねじりバネが元の状態に戻ろうとする弾性力が加わり、その反作用として集塵装置１０を掃除機本体１側へ押し付けることができる。この構成により、集塵装置１０と掃除機本体１との気密保持と、集塵装置１０の掃除機本体１への固定とが両立されている。

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（図１参照）を押下すると、クランプ部５０が解除され、蓋体１９がねじりバネの弾性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、ユーザが持ち手５５を引き上げることで集塵装置１０を掃除機本体１から容易に取り外すことができる（図２参照）。
換言すると、蓋体１９が開いた状態では、持ち手５５を引き上げることで集塵装置１０が掃除機本体１から外れる。このように、蓋体１９が閉じた状態では、持ち手５５で掃除機本体１を持ち上げられない構造となっており、掃除機本体１を持ち上げる場合と集塵装置１０を持ち上げる場合との誤動作の防止を図っている。

＜内筒４０＞
次に、内筒４０について説明する。

図１１（ａ）に示すように、内筒４０は、略円筒状であり、前記したように、外筒３０と同心状となるように集塵装置１０に設けられている。

内筒４０は、上部に設けられる吸気部４２を有する上部円筒４１と、下部に設けられる筒体４６を内包した傘部４４とを含み構成されている。

＜上部円筒４１＞
図１２に示すように、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。本実施形態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、外周面に亘ってメッシュ部材４２ａが掛け渡されている。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している。

本実施形態では、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、ステンレスなど）でもよく、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メリットがある。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すると、内筒４０の内部への微細な塵埃の流入に対しては不利となる。

前記したように、上部内筒４１は、上方に隣接するフィルタ受け部３４の略中心部の開口と連通している。本実施形態では、内筒４０の上面部にフランジ部４０ａを有し、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よい。或いは、フランジ部４０ａを設けずに、内筒４０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。

＜傘部４４＞
内筒４０の下部には、傘部４４を備えている。傘部４４は、上部内筒４１と同心状に一体に略円筒状に設けられ、上面が上部内筒４１に連続して軸孔４４ｄを除いて閉塞されている。傘部４４の外周面４４ａには第１円環状リブ４４ａ１が設けられる。

図１１（ａ）に示すように、第１円環状リブ４４ａ１は傘部４４の外周面４４ａに対し略垂直方向に突出（凸設）して設けられ、また傘部４４の全周に渡り集塵装置１０の中心軸Ｏ（外筒の中心軸）に対し略垂直になるように設けている。

第１円環状リブ４４ａ１の高さは、例えば傘部４４の外周面４４ａから約４ｍｍ（＝ｓ１）（図１１（ｂ）参照）である。第１円環状リブ４４ａ１は、外筒３０内で吸込まれた塵埃を含む空気から分離された塵埃の舞い上がりを抑制または防止する。加えて、第１円環状リブ４４ａ１は外筒３０内の下部に分離された塵埃は下方に溜まるため圧縮される。

傘部４４は、底面が開口して、その内部に空間４４ｋを有する形状である。
そして、傘部４４内の空間４４ｋを内包するように傘部４４の形状を小さくした内傘上部４５ａを有する内傘部４５が設けられている。
＜内傘部４５＞
図１１（ａ）に示すように、内傘部４５は、傘部４４の下端縁の下方に外方に突出する内傘下部４５ｂを内傘上部４５ａの下方に有する円筒形状としている。

また、内傘部４５には、内傘下部４５ｂと内傘上部４５ａとの間であって傘部４４の下端縁の下方の位置に、内傘下部４５ｂから外方に突出して円環状に形成される第２円環状リブ４５ｂ１が凸設されている。第２円環状リブ４５ｂ１は内傘下部４５ｂの外周面に対し略垂直に設けられ、また内傘下部４５ｂの全周に渡り集塵装置１０の中心軸Ｏに対し略垂直方向になるように設けられている。

図１１（ｂ）に示すように、第２円環状リブ４５ｂ１は、第１円環状リブ４４ａ１よりも小さい径となっている。例えば、第２円環状リブ４５ｂ１は、傘部４４の外周面４４ａから約１.５ｍｍ（＝ｓ２）の高さを有しており、傘部４４の外周面４４ａに形成される第１円環状リブ４４ａ１より約１．５ｍｍ（＝ｓ３）低い高さに形成されている。
第２円環状リブ４５ｂ１は、内傘部４５の内傘下部４５ｂから約４．２ｍｍ（＝ｓ４）の高さを有している。

ここで、傘部４４の外周面４４ａの円環状リブ４４ａ１と外筒３０の下部内周面３０ｎ１との間の距離ｓ５は、例えば約９ｍｍである。
第１円環状リブ４４ａ１の高さや第２円環状リブ４５ｂ１の高さは、傘部４４および内傘部４５と外筒３０の下部内周面３０ｎ１との間の距離によって適宜変更されるものである。
内傘部４５内には、下方に凸状の円錐形状を有する筒体４６（図１１（ａ）参照）が設けられている。

また、内傘部４５には、上部から底面４６ｔに向かって先細りになるようなテーパ形状を有した、筒体４６を内傘部４５と同心状に備えている。筒体４６の底面４６ｔは閉塞され略半球状に形成されている。本実施形態においては、筒体４６の底面４６ｔに約φ３．５ｍｍの孔を設けており、集塵装置を水洗いした際の水抜き孔の役割をしている。筒体４６を先細りになる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空間を有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（図１５参照）。

前記したように、内傘部４５は、傘部４４内に一部が内包されている。詳細は後記するが、内傘部４５が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が行われている。

内傘部４５は、吸口体７からのごみの吸引時などのごみ捨て時以外は傘部４４内に収まっている。内傘部４５は、ごみ捨て時に圧縮ばね４７の伸長方向の弾性力により下方へ摺動し、外筒３０内の塵埃を下方の外部空間（ごみ箱など）に向けて押し出す。
内傘部４５の上下の摺動距離は、傘部４４の空間４４ｋの高さ未満（図１５参照）としている。換言すると、内傘部４５の上面４５ａ１（図１１（ａ）参照）は、傘部４４の底面４４ｂを下方に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４５ａ１との間に隙間ができないようにすることで、傘部４４の底面４４ｂと内傘部４５の上面４５ａとの間への塵埃が挟まる可能性を低減するためである。また、内傘部４５は、傘部４４内の空間４４ｋを容易に摺動できる必要最小限のクリアランス（空間）を設けている。

また、傘部４４は塵埃が堆積する部分であるため、内傘部４５とのクリアランスが小さすぎるとクリアランス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。本実施形態では、塵埃の噛み込みを考慮したクリアランスを設け、内傘部４５の外周に複数のリブ４５ｒ（図１２参照）を設けることで内傘部４５に対する案内とし、傘部４４、内傘部４５間のクリアランス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の内傘下部４５ｂに設けた第２円環状リブ４５ｂ１は、内傘部４５が傘部４４の空間４４ｋに収まった状態で、第２円環状リブ４５ｂ１の上面と傘部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。

＜内傘部４５の摺動機構＞
次に、集めたごみの排出をアシストする内傘部４５の摺動機構について説明する。
図１１（ａ）に示すように、内傘部４５の摺動機構は、内傘部４５の内方にバネ座を形成したベース部材４８を有している。ベース部材４８は、圧縮ばね４７の受けとなり、圧縮ばね４７の下方への弾性力を、内傘部４５に伝達する部材である。

ベース部材４８は、その略中央に圧縮ばね４７を収容するバネケース４８ｃと、圧縮ばね４７が挿通されるバネ軸４８ｊとを有している。そして、傘部４４にはバネケース４８ｃに入れ子状となるピストン部４４ｐを備えている。ベース部材４８のバネ軸４８ｊには、内傘部４５の摺動機構のストッパ４９をネジｎ１で締結して固定できる構造となっている。

図１２に示すように、ベース部材４８のバネケース４８ｃ内に上方から圧縮ばね４７を、バネ軸４８ｊを挿通して挿入し、上部円筒４１および傘部４４と一体になった入れ子状のピストン部４４ｐ（図１１（ａ）参照）で圧縮ばね４７を上方から押すように装着する。その後、ストッパ４９を、バネ軸４８ｊにネジｎ１で固定する。そして、構造の詳細は省略するが、内傘部４５の天面に設けたロック機構部とベース部材４８を嵌合させることで内傘部４５の摺動機構が構成される。このとき、ベース部材４８に設けたバネケース４８ｃの外周は、内傘部４５と一体で成形され同心状に設けられた筒体４６で覆われている。本実施形態のバネケース４８ｃは側面にスリット４８ｃ１を設けており、バネケース４８ｃ内に塵埃が入り込んだ場合でも除去できるようにしているため、バネケース４８ｃは筒体４６で覆う必要がある。従って、バネケース４８ｃにスリット４８ｃ１を設けず、バネケース４８ｃで筒体４６の役割を兼ね、略中空円筒状の内傘部４５とベース部材４８で摺動機構を構成することも可能である。このような構成によれば、摺動機構部の軽量化が可能となる。しかしながら、バネケース４８ｃ内への塵埃の入り込みを無くすことは困難であるため、本実施形態の構成が望ましい。

また、ストッパ４９は傘部４４の上面４４ｃに備えたストッパ受け部４４ｕ（図１１（ａ）、図１２参照）まで摺動する。そのため、前記したように、内傘部４５の摺動距離は傘部４４の空間４４ｋの高さ未満であるため、内傘部４５の摺動機構のストッパ４９の高さも摺動距離と略同等となっている。

このような摺動機構において、圧縮ばね４７が最も自然長に近い状態が、内傘部４５が最も外筒３０から飛び出した状態であり（図１５参照）、図１１（ａ）に示すように、底蓋３１を閉じると圧縮ばね４７が圧縮された状態になる。そのため、ごみ捨て時に後記の底蓋３１のロックを解除すると、図１５に示すように、圧縮ばね４７が自然長に近い伸長状態になることから内傘部４５が下向きに飛び出し、内傘部４５、筒体４６などで塵埃を外部空間に押し出す。

＜底蓋３１＞
図１１（ａ）に示すように、底蓋３１は、中央部が下方に突出した深さをもった皿状に形成され、中央部に突出した部分の反対側に凹みとなる窪み部３１ｂを有している。底蓋３１は皿状にすることで構造体に曲率をもたせて強度を向上させている。また、底蓋３１の窪み部３１ｂは、筒体４６の底面４６ｔの球形状の球半径（曲率）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となる開状態）（図１５参照）で窪み部３１ｂに水平になる面ができないようにしている。換言すると、窪み部３１ｂの深さ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８などに示すような底面リブ３１ｃを設けている。これは、外筒３０内の下部テーパ内を旋回する塵埃の回転を阻止し、底面リブ３１ｃを基点に塵埃を下方に向けて圧縮するためである。底面リブ３１ｃ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行っているため、形状はこの限りではない。

また、本実施形態では、窪み部３１ｂを底蓋３１とは別体で形成しており、底蓋３１の開閉での筒体４６との摩擦による部材の磨耗を低減するようにＰＯＭ（polyoxymethylene：ポリアセタール）などの材料を用いているが、底蓋３１と一体で成形しても構わない。

底蓋３１は、外周に回転軸３１ａを有し、回転軸３１ａと対向する位置にクランプ受け３１ｄを備えている。回転軸３１ａは、下部ヒンジ機構７１のヒンジカバー７５と回転自在に装着される。下部ヒンジ機構７１は、底蓋３１に備える回転軸３１ａをヒンジカバー７５に装着し、ヒンジカバー７５を外筒３０の前方下側に設けたヒンジカバー固定部３０ｆにネジ等により固定する構造となっている。底蓋３１の開閉については後述するが、底蓋３１は回転軸３１ａにねじりバネを備えることで、底蓋３１が開いた状態（図１５参照）に付勢している。

図２０には、底蓋３１を閉じ、フィルタケース上部３３ａを開いた図１０（ｂ）の中央断面図（図２０（ａ））を示している。また、図２０（ａ）の破線で囲んだ部分の拡大図を図２０（ｂ）に示す。この図は、捕塵フィルタ３２および内筒４０と一体のフィルタ受け部３４を取り外し、フィルタケース上部３３ａを略９０度回動し、略水平床面に集塵装置１０を置いた状態である。フィルタケース上部３３ａは、外筒３０の背面上部に設けた突起部３０ｇをフィルタケース上部３３ａの底面に設けた後部リブ３３ｂ３を乗り越えていることで、フィルタケース上部３３ａが略９０度回動した安定的な固定が可能となる。また、後部リブ３３ｂ３は、突起部３０ｇの高さにより、略９０度になるよう回動を制限している。

ここで、一般的に、外筒の重心位置は中心軸近傍となる。しかし、本実施形態では、フィルタケース上部（上蓋）３３ａがヒンジを介して外筒３０に接続した構成のため、フィルタケース上部（上蓋）３３ａを回動させて、例えばフィルタケース上部（上蓋）３３ａが略９０度以上回動すると、外筒３０はフィルタケース上部（上蓋）３３ａからモーメントが作用する。その結果、外筒３０の中心軸Ｏを上下方向から左右方向に傾ける力が作用するので、外筒３０が自立した状態（中心軸Ｏが上下方向の状態）からバランスが崩れて、外筒３０が転倒することとなる。

本実施形態の外筒３０は、図２０（ａ）に示すように、フィルタケース上部（上蓋）３３ａを閉位置から上部ヒンジ部７０を介して略９０度（９０度以上でも可）回動させた状態で、捕塵フィルタ３２および内筒４０を取り外しても自立する構造としている。すなわち、フィルタケース上部（上蓋）３３ａを上部ヒンジ部７０を介して回動させて、フィルタケース上部（上蓋）３３ａが外筒３０の中心軸Ｏ（集塵装置１０の中心軸）上方より外側の位置で開状態を維持して、かつ外筒３０から捕塵フィルタ３２および内筒４０を取り外した状態で、外筒３０が自立する位置（中心軸Ｏが上下方向の状態を維持する位置）に重心を配置している。

また、外筒３０の上部後方のフィルタケース上部３３ａの上部ヒンジ機構７０に対し、外筒３０の下部前方の底蓋３１のヒンジ構造（下部ヒンジ機構７１）を設けた略対角の位置にすることで、重心バランスをより保っている。重心バランスは、フィルタケース上部３３ａの重さ、上部ヒンジ機構７０の軸位置、外筒３０の外径、底蓋３１のヒンジ構造（下部ヒンジ機構７１）の大きさ等により異なるため、フィルタケース上部３３ａの回動角度等は本実施形態の限りではない。
また、底蓋３１の底面には、クランプ受け３１ｄ側にリブ３１ｅを設けている（図１５、２０参照）。換言すると、底蓋３１の下部ヒンジ機構７１と反対側の底面端部にリブ３１ｅを有する。これは、底蓋３１底面が床面と接する範囲を、フィルタケース上部３３ａの上部ヒンジ機構７０側に拡大することで重心を前方に移動することができ、よりバランスを取りやすくするためである。

このように、集塵装置１０を床面等に置く際、フィルタケース上部３３ａを回動した状態で集塵装置１０を自立させる構造により、捕塵フィルタ３２を取り外した状態での自立、更には内筒４０全体を取り外した状態での自立が可能となる。これにより、集塵装置１０の手入れを容易に行うことができ、使い勝手の良い集塵装置１０を提供することができる。

＜集塵装置１０内でのごみの集積作用＞
次に、集塵装置１０内でのごみの集積作用について説明する。
ユーザが操作部４に設けられた操作ボタン５を押下して運転を開始すると、電動送風機１４が作動し空気を吸口体７（図１参照）から吸い込む。前記したように、吸口体７（図１参照）で吸い込まれた塵埃などを含む空気は、図４に示すように、ホース取り付け口１１から掃除機本体１内の導入管２０に流入し（図４の矢印β１）、導入管２０内を通って導入管出口１２を介して集塵装置１０に至る（図４の矢印β２）。
集塵装置１０に至った塵埃などを含む空気は、図７に示す開口部３８ａを通過して集塵装置１０内に流入する。このとき、開口部３８ａの下流側に設けた絞り壁３０ｂにより、流速を増加させつつ、外筒３０の内周面に向かい接線方向に流入する。絞り壁３０ｂには、リブ３０ｃを設けているため、絞り壁３０ｂに衝突する流れを整流し、空気流により発生する流体音の増加を抑制する。

図１３に集塵装置１０内の気流を表わした図６のＢ−Ｂ断面図を示す。
集塵装置１０内の外筒３０の接線方向に流入した塵埃などを含む空気は、図１３の矢印γ１のように、旋回流となり、外筒３０内で外筒３０内面に沿って上部内筒４１廻りを旋回する。これにより、塵埃に遠心力が働き、空気から塵埃がは分離される。塵埃などのごみは空気に比べ重いので、図１３の矢印γ２のように、外筒３０の内周面３０ｎに沿って落下する。つまり、塵埃集塵部１０内の上部である塵埃分離部１０Ａにて、空気から塵埃は分離される。塵埃が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（図１３の矢印γ８）。

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１０Ｂの入口を通り、塵埃集塵部１０Ｂ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１０Ｂ内の微細なごみを含む空気は、底蓋３１の上を、図１３の矢印γ３のように旋回する。

そして、電気掃除機１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、塵埃収容部１０Ｂ内の塵埃が満量になった状態で、塵埃はドーナツ状に堆積する。この際、内傘部４５と筒体４６との間にも塵埃は堆積する。塵埃集塵部１０Ｂ内に流入した空気は、筒体４６、内傘部４５の形状に沿って、傘部４４の外周付近から上部内筒４１側へ流れる。具体的には、逆三角錐状の筒体４６の壁面に沿って旋回しつつ上昇して内傘部４５の内部を通過して内傘部４５の内傘下部４５ｂの外周面に沿って旋回しつつ上昇する（図１３の矢印γ４）。

矢印γ４は、内傘部４５の内傘下部４５ｂの上縁の第２円環状リブ４５ｂ１に当たり、第２円環状リブ４５ｂ１近傍廻りの旋回流が発生する（図１３の矢印γ５）。旋回流によりごみが遠心力により分離され落下して外筒３０内の下部に堆積する。加えて、第２円環状リブ４５ｂ１を越え、上方への気流が発生する（図１３の矢印γ５ａ）。

さらに、内傘下部４５ｂの上縁の第２円環状リブ４５ｂ１を乗り越えた微細なごみを含む空気はさらに上方の傘部４４の外周面４４ａに沿って上昇するが、傘部４４の第１円環状リブ４４ａ１に当たって、第１円環状リブ４４ａ１近傍廻りの旋回流が発生する（図１３の矢印γ６）。旋回流によりごみが遠心力により分離され落下して外筒３０内の下部に堆積する（図１３の矢印γ６ａ）。

これら矢印γ５および矢印γ６の流れにより、塵埃は遠心力で外筒３０の内周面側へ押され、また、塵埃収容部１０Ｂに流入する矢印γ２の流れにより、塵埃は塵埃収容部１０Ｂの下方に堆積する。また、先述したように、塵埃分離部１０Ａと塵埃収容部１０Ｂとの境界に設けた拡大部３０ｄを設けることで、塵埃分離部１０Ａと塵埃収容部１０Ｂとの境界に塵埃が溜まり難い角部３０ｄ２に空間Ｈができる。この空間Ｈにより、塵埃収容部１０Ｂに流入する矢印γ２で塵埃を圧縮し、効率よく堆積することができ、更に、塵埃分離部１０Ａへ戻る塵埃の量が低減する。

そして、塵埃が第２円環状リブ４５ｂ１、第１円環状リブ４４ａ１で除去された空気が、図１３の矢印γ７のように、上部円筒４１の吸気部４２に吸い込まれ、掃除機本体１のダクト入口部１３（図３、図４参照）に流入し、前記したように、掃除機本体１の外部空間に排気される。
従って、内傘部４５の第２円環状リブ４５ｂ１と傘部４４の第１円環状リブ４４ａ１、外筒３０の拡大部３０ｄとを設けることにより、塵埃の舞い上がりを抑制でき、塵埃を下方に向けて圧縮することができる。

そして、塵埃が所定のごみ捨て基準ラインまで達したら、ごみ捨てを行う。ごみ排出機構は、前記したように、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、および外筒３０の下方に向けて開く態様のテーパ形状により、塵埃の排出が促進され円滑に行われる。また、塵埃収容部１０Ｂに満量に堆積した状態では、拡大部３０ｄにより、角部３０ｄ２に空間ができるため、外筒３０内周面と塵埃との接触面が減少し、塵埃排出の際外筒３０の内周面と塵埃との摩擦力を軽減することができ、塵埃の排出が円滑に行われる。

＜ごみ捨て時の動作＞
図１４に底蓋３１を閉じた状態の図５のＡ−Ａ断面図を示し、図１５に塵埃を排出する際（底蓋３１が開いた状態）の図５に示すＡ−Ａ断面図を示す。
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説明する。
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を押下することで解除される（図１５参照）。

底蓋３１は取っ手３５の反対側に掃除機本体１に回転自在に支持される回転軸３１ａが設けられる一方、取っ手３５側には底蓋３１の開閉機構が設けられている。

取っ手３５の上部に備えたごみ捨てボタン３５ａが押下されると、取っ手３５内のロッド８０が下向きに移動し、スライドクランプ８１の爪部８３が外れ、底蓋３１が開口する構成である。

底蓋３１の回転軸３１ａには、底蓋３１を開く方向に付勢するねじりバネが備わっており、爪部８３が外れることで底蓋２１はねじりバネの弾性力で開く（図１５参照）。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８０ｂ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８１はごみ捨てボタン３５ａの押下前の位置に戻る。

底蓋３１が開くと同時に、圧縮ばね４７によって内傘部４５および筒体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３０ａ寄りの位置となる（図１５参照）。

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４６ｔと、底蓋３１の中央に設けた窪み部３１ｂが接触し、内傘部４５および筒体４６は上方へ押される。
筒体４６の底面４６ｔと窪み部３１ｂは球状の曲率をもって接するため、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、また、曲面同士を接触させることで常に垂直方向に力が加わるため、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３１ｄ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３１ｄ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。

＜集塵装置１０の手入れ時の動作＞
ごみ捨て後、集塵装置１０内に塵埃が残留した場合や捕塵フィルタ３２のメンテナンスなど、集塵装置１０の手入れが必要な際は、フィルタケース上部３３ａを開ける必要がある。フィルタケース上部３３ａは上部ヒンジ機構７０により外筒３０と接続されており、フィルタケース上部３３ａを略９０度回動した状態で安定的に固定される。よって、フィルタケース上部３３ａを押さえることなく、捕塵フィルタ３２の取り外し、内筒４０の取り外しが可能である。また、集塵装置１０から捕塵フィルタ３２、および内筒４０を取り外した状態において、フィルタケース上部３３ａを略９０度回動した状態でも外筒３０を床面に置いても安定的に自立する。このため、捕塵フィルタ３２および内筒４０の取り付け・取り外しが容易で、手入れし易く使い勝手が良い。

以上の本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本体吸気口で吸気した気体が導かれる導入管出口が形成された掃除機本体と、該掃除機本体に対して着脱自在に設けられる集塵装置と、を有し、該集塵装置は、外筒と、該外筒内の内筒と、を備え、前記外筒は前記導入管出口と前記外筒内部とを接続する流入管を備え、該流入管の下流に絞り部を備え、該絞り部に整流部を備える。これにより、導入管出口から流入管に流入した気体の流れを整流部により整流し、外筒の内周面に沿わせるような流れとなり、気体の吸込み時の損失を低減できる。

また、前記整流部は、前記絞り部を構成する前記外筒の円弧形状に沿った絞り壁に配置される。これにより、導入管出口から流入管に流入した気体が整流部により整流されて、外筒の内周面に沿うように流れると共に、気体が外筒内を旋回する気流と合流する際の衝突を抑制し、気流により発生する流体音を低減することができる。

また、前記整流部は、断面が三角形状の複数の突部で構成される。これにより、隣り合う突形状の整流部の間が傾斜面になるため、整流部に微細な塵埃が堆積し難くい。

また、前記整流部は、前記凸曲面の前記気体の流れ方向に対する下流側端部近傍に位置する。これにより、気流により発生する流体音を、さらに低減することができる。

また、複数並べて配置された前記整流部は、上側の前記整流部に対して下側の前記整流部が下向きに傾斜するように配置される。これにより、上側に設けた整流部は旋回流と合流する空気を整流する効果を、下向きに傾斜するように設けた下側の整流部は塵埃収容部の流れを増やす効果を有している。従って、整流部の向きを分けることで、旋回流の整流効果と塵埃の搬送効果を両立することができる。

また、前記整流部は、前記気体の流れ方向の上流から下流にかけて、前記絞り壁に対する高さ又は深さが次第に大きくなる。これにより、導入管出口から流入管に流入した気体の、整流部による整流効果を向上することができる。

なお、本発明は前記した実施形態に限定されるものでなく、様々な実施形態が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分り易く説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、説明した構成の一部を含むものであっても良い。

１ 掃除機本体、１ａ 上ケース、１ｂ 下ケース、１０ 集塵装置、１０Ａ 塵埃分離部、１０Ｂ 塵埃収容部、１１ ホース取り付け口（本体吸気口）、１２ 導入管出口、１３ ダクト入口部、１４ 電動送風機、１７ フィルタカバー、１９ 蓋体、２０ 導入管、２１ ダクト、３０ 外筒、３０ｂ 絞り壁、３０ｃ リブ（整流部）、３０ｄ 拡大部（段差）、３０ｄ２ 角部、３０ｅ 凹凸、３０ｆ ヒンジカバー固定部、３０ｇ 突起部、３０ｈ 溝、３０ｎ 内周面、３０ｎ１ 下部内周面、３１ 底蓋、３１ａ 回転軸、３１ｂ 窪み部、３１ｃ 底面リブ、３１ｄ クランプ受け、３２ 捕塵フィルタ、３２ａ パッキング、３３ フィルタケース、３３ａ フィルタケース上部（上蓋）、３３ａ１ 気密面、３３ｂ フィルタケース下部、３３ｂ２ 切欠部、３３ｂ３ 後部リブ、３４ フィルタ受け部、３４ｂ 固定リブ、３５ 取っ手、３６ 係止部、３７ ロック機構、３７ａ レール部、３７ｂ スライド部、３８ 流入管、３８ａ 開口部、３８ｂ 絞り部、３８ｂ１ 第1の縦辺、３８ｂ２ 第２の縦辺、３８ｂ３ 第1の横辺、３８ｂ４ 第２の横辺、３９ 開口部、４０ 内筒、４０ａ フランジ部、４１ 上部内筒（枠体）、４２ 吸気部、４４ 傘部、４４ａ 外周面、４４ａ１ 第１円環状リブ、４４ｂ 底面、４４ｃ 上面、４４ｋ 空間、４５ 内傘部、４５ａ 内傘上部、４５ａ１ 上面、４５ｂ 内傘下部、４５ｂ１ 第２円環状リブ、４６ 筒体、４６ｔ 底面、４８ｃ１ スリット、４８ｊ バネ軸、４９ ストッパ、５０ クランプ部、５４ａ１ 円環状リブ、５５ 持ち手、６０ ボタン、６１ 軸、６２ 押さえリブ、７０ 上部ヒンジ機構、７１ 下部ヒンジ機構、７５ ヒンジカバー、７６ 排出口、８０ ロッド、８０ｂ バネ、８１ スライドクランプ、８３ 爪部、β１〜β８ 空気の流れ、γ１〜γ９ 空気の流れ、δ１〜δ３ 塵埃の動き、Ｏ 中心軸、Ｓ 電気掃除機、ｎ１ ネジ

Claims (4)

1. 本体吸気口で吸気した気体が導かれる導入管出口が形成された掃除機本体と、該掃除機本体に対して着脱自在に設けられる集塵装置と、を有し、
   該集塵装置は、外筒と、該外筒内の内筒と、を備え、
   前記外筒は前記導入管出口と前記外筒内部とを接続する流入管を備え、
   該流入管の下流に絞り部を備え、該絞り部に整流部を備え、
   複数並べて配置された前記整流部は、上側の前記整流部に対して下側の前記整流部が下向きに傾斜するように配置されたことを特徴とする電気掃除機。
   
2. 本体吸気口で吸気した気体が導かれる導入管出口が形成された掃除機本体と、該掃除機本体に対して着脱自在に設けられる集塵装置と、を有し、
   該集塵装置は、外筒と、該外筒内の内筒と、を備え、
   前記外筒は前記導入管出口と前記外筒内部とを接続する流入管を備え、
   該流入管の下流に絞り部を備え、該絞り部に整流部を備え、
   前記整流部は、前記絞り部を構成する前記外筒の円弧形状に沿った絞り壁に配置され、
   前記整流部は、前記気体の流れ方向の上流から下流にかけて、前記絞り壁に対する高さ又は深さが次第に大きくなる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、
   前記整流部は、前記絞り部を構成する前記外筒の円弧形状に沿った絞り壁に配置される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、
   前記整流部は、断面が三角形状の複数の突部で構成されることを特徴とする電気掃除機。

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