WO2015129441A1

WO2015129441A1 - 集塵装置、及び電気掃除機

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Publication number: WO2015129441A1
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Inventors: 太田　博司; 成典波戸
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Abstract

　簡単な構造によって第２遠心分離部によって分離された細塵と第１遠心分離部によって分離された粗塵とを一緒に廃棄することを実現するため、本発明の集塵装置（１００）において、集塵カップ（１１１）は、粗塵を集塵する第１集塵室（１１１Ａ）と、細塵を集塵する第２集塵室（１１１Ｂ）とに区分されており、第２集塵室（１１１Ｂ）を構成する壁面の一部は、第１集塵室（１１１Ａ）の外周面（１１１Ｃ）である。

Description

集塵装置、及び電気掃除機

　本発明は、集塵装置、及び電気掃除機に関する。

　従来から、吸い込まれた空気を集塵容器にて旋回させることによって塵埃を遠心分離するサイクロン型集塵装置を備えた、所謂サイクロン式電動掃除機が知られている。また、一般に、サイクロン型集塵装置には、塵埃が遠心分離された後の空気を更に濾過するためのフィルタが設けられている。これによって、遠心分離されなかった細塵がフィルタによって捕集される。

　近年、空気を旋回させる遠心分離部を２段備え、各遠心分離部にて遠心分離される塵埃のサイズが異なるように設計されたマルチサイクロン式掃除機が提案されている。このようなマルチサイクロン式掃除機は、例えば特許文献１に開示されている。

　特許文献１の電気掃除機における集塵装置では、塵埃を含有する空気中の比較的サイズが大きい粗塵を第１遠心分離部にて遠心分離し、第１遠心分離部にて遠心分離されなかった細塵を第２遠心分離部にて遠心分離している。

日本国公開特許公報「特開２０１３－２３６６７１号公報（２０１３年１１月２８日公開）」

　しかしながら、上述した特許文献１記載の集塵装置では、集塵物の廃棄時に、第２遠心分離部によって遠心分離された細塵を、第１遠心分離部によって遠心分離された粗塵と合わせてケース部の底蓋に集め、底蓋を開けることによって集塵物を廃棄する構成になっている。それゆえ、粗塵と細塵とを集める構造が必要になり、集塵物を廃棄するための構造が複雑化するという問題がある。

　特許文献１の集塵装置では、第１遠心分離部によって分離された粗塵は、ケース部の底蓋に溜められる。一方、第２遠心分離部によって分離された細塵は、第２遠心分離部の下端部に連通する細塵溜め部に溜められる。この細塵溜め部は、円環状に設けられ、第１遠心分離部のケース部の上端部の全周縁部に連続してケース部に対して上方に拡開している。

　集塵物の廃棄時には、底蓋による第１遠心分離部（ケース部）の下部の開閉に連動して、細塵溜め部の開閉蓋部が開閉するようになっている。これにより、使用者が粗塵を廃棄するためにケース部の底蓋を開く動作が引き金となって、この動作だけで細塵溜め部に溜められた細塵をも第１遠心分離部側へ導いて粗塵とともに一緒に廃棄する。したがって、特許文献１の集塵装置では、細塵溜め部に溜められた細塵を粗塵とともに一緒に廃棄するためには、底蓋の開閉に連動して細塵溜め部の開閉蓋部が開閉する構造が必要になり、装置の構造が複雑化する。

　また、上述した特許文献１記載の集塵装置では、第１遠心分離部の上段に配された第２遠心分離部の排気筒部から、集塵装置の外部へ排気される排気開口までの排出風路は、まず第２遠心分離部の上方へ延び、途中で第２遠心分離部の側方へ曲げられて形成されている。すなわち、このように、集塵装置内の風路が曲げられているので、風路内の圧力損失が増大し、掃除機の吸込仕事率が低下する。

　特許文献１記載の集塵装置では、上記排出風路は、第２遠心分離部の下流側と連通し、第２遠心分離部の上方から、第２遠心分離部の側方へと空気の流量を絞るように連続するとともに、後方へと屈曲している。このように風路に幅が狭くなった部分が存在するため、特許文献１記載の掃除機では、旋回音や風切音が増大する。さらに、排出風路の構造が複雑化している。

　本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その第１の目的は、簡単な構造によって第２遠心分離部によって分離された細塵と第１遠心分離部によって分離された粗塵とを一緒に廃棄することが可能な集塵装置、及び電気掃除機を提供することにある。

　また、本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その第２の目的は、風路内の圧力損失の増加を抑制することが可能な集塵装置、及び電気掃除機を提供することにある。

　上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る集塵装置は、塵埃含有空気中の第１の塵埃を分離する第１の遠心分離部と、上記第１の遠心分離部に連通し、第１の遠心分離部を通過した塵埃含有空気中の、上記第１の塵埃よりも小さい第２の塵埃を分離する第２の遠心分離部と、上記第１及び第２の塵埃を集塵する集塵容器を備え、上記集塵容器は、上記第１の塵埃を集塵する第１の集塵室と、上記第２の塵埃を集塵する第２の集塵室とに区分されており、上記第２の集塵室を構成する壁面の一部は、上記第１の集塵室の外周面であることを特徴としている。

　また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る集塵装置は、塵埃含有空気中の第１の塵埃を分離する第１の遠心分離部と、上記第１の遠心分離部よりも上段に設けられ、第１の遠心分離部を通過した塵埃含有空気中の、上記第１の塵埃よりも小さい第２の塵埃を分離する第２の遠心分離部と、上記第１及び第２の塵埃を集塵する集塵容器と、を備え、上記第１及び第２の塵埃が分離された空気を排出するための排出口が設けられた集塵装置であって、上記第２の遠心分離部における空気の流出口から上記排出口へ至る排出風路は、上記第２の遠心分離部よりも上側に設けられていることを特徴としている。

　本発明の一態様によれば、簡単な構造によって第２遠心分離部によって分離された細塵と第１遠心分離部によって分離された粗塵とを一緒に廃棄することができるという効果を奏する。

　また、本発明の一態様によれば、風路内の圧力損失の増加を抑制することが可能な集塵装置を提供できるという効果を奏する。

本発明の実施形態に係る電気掃除機に備えられた掃除機本体の構成を示す斜視図である。図１に示す掃除機本体の構成を示す断面図である。本発明の実施形態に係る集塵装置の構成を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る集塵装置の構成を示す分解斜視図である。本発明の実施形態に係る集塵装置内の空気の流れを説明するための断面図である。本発明の実施形態に係る集塵装置の構成を示す断面図である。本発明の実施形態に係る集塵装置における集塵部本体の構成を示す分解斜視図である。本発明の実施形態に係る集塵装置における第２遠心分離ユニットの構成を示す分解斜視図である。本発明の実施形態に係る集塵装置におけるフィルタユニットの構成を示す分解斜視図である。

　〔実施形態１〕
　（掃除機本体）
　以下、本発明の実施の形態１について、詳細に説明する。

　本実施形態に係る電気掃除機は、掃除機本体、吸込口部、接続管、接続ホース、及び操作ハンドル等を備えた構成になっている。図１は、本実施形態に係る電気掃除機に備えられた掃除機本体１の構成を示す斜視図である。図２は、掃除機本体１の構成を示す断面図である。

　図１及び図２に示されるように、掃除機本体１は、駆動装置２と、サイクロン式の集塵装置１００と、を備えている。駆動装置２は、集塵装置１００を前方にて着脱可能に支持する。

　ここで、掃除機本体１が設置される面を水平面とする。そして、この水平面に対し垂直な方向を高さ方向とする。また、集塵装置１００における駆動装置２と反対側を前側とし、該前側と反対側を後側とする。

　駆動装置２は、接続部３と、内部の空気を外部へ排出するための外部排気口４と、電動送風機５と、制御装置６と、を備えている。接続部３には、本実施形態に係る電気掃除機に備えられた接続ホースが接続される。また、駆動装置２は、排気口３１及び吸気口３２を有する。集塵装置１００が駆動装置２に装着されたとき、排気口３１は、集塵装置１００の流入口１１３と連通するように構成され、吸気口３２は、集塵装置１００の排出口１３５と連通するように構成されている。

　電動送風機５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６は、ＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭ等の制御部を有しており、電気掃除機を統括的に制御する。具体的には、制御装置６では、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムに従って各種処理を実行する。

　本実施形態に係る電気掃除機では、掃除機本体１に内蔵された電動送風機５が作動されることによって、吸込口部から吸気が行われる。そして、吸入口部から吸引された塵埃を含む空気は、図２に示されるように、接続部３から破線矢印で示す吸込経路Ｙを経て、駆動装置２の排気口３１から集塵装置１００へ導入される。この集塵装置１００内にて、吸い込まれた空気は、塵埃が遠心分離され、塵埃が除去された状態で駆動装置２の吸気口３２から吸気される。吸気口３２から吸気された空気は、実線矢印で示される排気経路Ｚを経て、駆動装置２の後部に設けられた外部排気口４から外部へ排出される。なお、排気経路Ｚは、制御装置６を経由している。このため、制御装置６は、排気経路Ｚを流れる空気によって冷却される。

　（集塵装置）
　以下、図２～６を参照して、集塵装置１００の構成について詳細に説明する。図３は、集塵装置１００の構成を示す斜視図である。また、図４は、集塵装置１００の構成を示す分解斜視図である。図５は、集塵装置１００内の空気の流れを説明するための断面図である。図６は、集塵装置１００の構成を示す断面図である。なお、図５及び図６では、集塵装置１００の断面方向が異なる。

　まず、図２に示されるように、集塵装置１００は、駆動装置２に装着され掃除機本体１を構成した状態にて、その中心軸Ｃが水平面に対して約２０°程度電動送風機５側へ傾斜するように配置されている。このような角度にて集塵装置１００を配置することによって、掃除機本体１における高さ方向及び前後方向の寸法を小さくすることができ、掃除機本体１のコンパクトな設計が可能になる。例えば、中心軸Ｃが水平面に対して３０°を超えるように集塵装置１００を傾斜させた場合、高さ方向の寸法を押えることができるが、前後方向の寸法が大きくなる。逆に、集塵装置１００を傾斜させない、あるいは中心軸Ｃが水平面に対して１０°以下の角度にて傾斜させている場合、高さの寸法が大きくなる。したがって、集塵装置１００の中心軸Ｃを水平面に対して２０°前後に傾斜させることによって、コンパクトに掃除機本体１を設計できる。

　集塵装置１００は、集塵部本体１１０と、第２遠心分離ユニット１２０と、フィルタユニット１３０と、を備えている。集塵部本体１１０は、上方開口部を有する集塵カップ１１１を備えている。第２遠心分離ユニット１２０は、集塵カップ１１１の上方開口部に着脱可能に取り付けられている。そして、フィルタユニット１３０は、第２遠心分離ユニット１２０の上部に取り付けられている。

　（集塵部本体１１０）
　集塵部本体１１０は、図５及び６に示されるように、塵埃を含む空気を導入するための流入口１１３が形成された集塵カップ１１１を備えている。集塵カップ１１１は、上部が開口されており、第１集塵室１１１Ａと、該第１集塵室１１１Ａの周囲に形成された第２集塵室１１１Ｂとに区分されている。第２集塵室１１１Ｂは、その内側壁が第１集塵室１１１Ａの外周面１１１Ｃを含むように構成されている。また、集塵カップ１１１は、下部（底）も開口されている。集塵カップ１１１の底は、開閉可能に底蓋１１４が設けられている。第１集塵室１１１Ａの外周に第２集塵室１１１Ｂが設けられているため、集塵カップ１１１の水洗いが容易になり、メンテナンスが容易になる。

　図７は、集塵部本体１１０の構成を示す分解斜視図である。この図７を参照して、底蓋１１４の構成を詳述する。底蓋１１４は、集塵カップ１１１に対して開閉可能にするために、軸支部１１２に支持された図示しない軸部を介して集塵カップ１１１に回動可能に装着されている。底蓋１１４の中心部分には、開口部１１４ａが形成されている。

　また、底蓋１１４には、回転伝達機構５０（第１の回転伝達機構）が設けられている。この回転伝達機構５０は、底蓋１１４の開口部１１４ａに回転可能に設けられている。この開口部１１４ａは、図５及び６に示されるように、上方に突出した円筒形状になっている。開口部１１４ａの内面には、回転伝達機構５０（第１の回転伝達機構）の軸受けとして機能する受部１１４ｂが一体に設けられている。

　受部１１４ｂは、図５及び６に示されるように、円筒形状になっている。受部１１４ｂの下側には、支持部５１が回転可能に設けられている。この支持部５１は、受部１１４ｂの円筒の内径と略一致する開口を有し、受部１１４ｂと嵌り込むリーグ形状の凹部が形成されている。

　支持部５１の下側には、回転を伝達するための伝達ギア５２がコイルスプリング５３を介して設けられている。また、底蓋１１４の下面と伝達ギア５２との間をシールするために環状の下シール材５４が設けられている。下シール材５４は、底蓋１１４の開口部１１４ａと受部１１４ｂとの間に嵌め込まれて固定されており、下面が伝達ギア５２と密着している。また、コイルスプリング５３の上部は、支持部５１の外周に形成されている鍔部５１ａに当接している。また、コイルスプリング５３の下部は、伝達ギア５２に環状に形成された環状孔５２ａに嵌り、環状孔５２ａの底面に当接している。このように、コイルスプリング５３は、支持部５１と伝達ギア５２との間に介在されている。コイルスプリング５３の付勢力の作用により、伝達ギア５２は下方に付勢されている。

　一方、支持部５１の上側、すなわち受部１１４ｂの上側には、連結部５５が、上部シール材５６を介して開口部１１４ａに設けられている。この連結部５５は、伝達ギア５２の駆動力である回転力を、第２遠心分離ユニット１２０の圧縮部１２３を回転させる回転伝達機構６０に伝達させるためのものである。連結部５５は、上下方向（高さ方向）の略中央部分に、リング形状の鍔部５５ａが一体的に設けられている。上部シール材５６は、この鍔部５５ａに嵌め込まれ固定されている。上部シール材５６は、その外周面が開口部１１４ａに当接し、集塵カップ１１１内部の集塵空間を密閉する。また、上部シール材５６の上面は、集塵カップ１１１内にて露出した状態で設けられており、後述する第２の回転伝達機構を構成する圧縮部の下端が当接し、その部材との間を密閉する機能を有する。

　連結部５５は、鍔部５５ａから上側へ突出した連結体５５ｂと、鍔部５５ａから下側へ突出した軸部５５ｃとが設けられている。連結体５５ｂは、第２遠心分離ユニット１２０の圧縮部１２３を回転させる回転伝達機構６０と連結するために設けられている。軸部５５ｃは、開口部１１４ａの受部１１４ｂの開口を貫通する。軸部５５ｃにおける受部１１４ｂの開口と対応する部分は円筒形状であり、それより下側の部分が四角柱形状になっている。そして、上記四角柱形状の各面から突出した４つ突部が設けられている。支持部５１には、軸部５５ｃの下部形状に合致するように開口が形成されている。また、伝達ギア５２には、軸部５５ｃの下部形状と係合する結合部５２ｂが形成されている。この結合部５２ｂは、軸部５５ｃの下部形状に合致する開口を有している。したがって、伝達ギア５２は、コイルスプリング５３を介在して連結部５５の中心部が固定用のビス５７Ａ及びナット５７Ｂにて締結されることによってネジ固定される。そして、底蓋１１４の開口部１１４ａの受部１１４ｂを介して回転可能に連結される。

　以上のように、伝達ギア５２は、集塵装置１００の底面、すなわち集塵カップ１１１の底蓋１１４に設けられている。そして、集塵カップ１１１内部は、上部シール材５６及び下５４によって密閉されている。

　なお、集塵カップ１１１の鍔部の下面に環状のシール材５８が取り付けられている。この環状のシール材５８によって、開閉可能な底蓋１１４と集塵カップ１１１との密閉が維持されている。

　また、伝達ギア５２に対応して、駆動装置２側には、駆動源となる駆動部を構成する伝達駆動ギアが設けられている。この伝達駆動ギアは、伝達ギア５２と噛み合うように構成されている。

　（第２遠心分離ユニット１２０）
　図５、６、及び８を参照して、第２遠心分離ユニット１２０の構成について詳細に説明する。図８は、第２遠心分離ユニット１２０の構成を示す分解斜視図である。

　第２遠心分離ユニット１２０は、図５、６、及び８に示されるように、集塵カップ１１１を上側から閉塞する上蓋本体１２１と、内筒部１２２と、圧縮部１２３と、回転伝達機構６０（第２の回転伝達機構）と、を備えている。

　上蓋本体１２１の上面の中央には、開口部１２１ａが形成されている。そして、上蓋本体１２１は、上部に円筒部１２１ｂを有する。また、上蓋本体１２１の最下部には、連結突出部１２１ｃが形成されており、この連結突出部１２１ｃの上には、テーパ部１２１ｄが連結している。

　上蓋本体１２１は、集塵カップ１１１に対し着脱可能に設けられている。このため、集塵装置１００を容易に分解することができ、メンテナンスが容易になる。

　上蓋本体１２１の円筒部１２１ｂを構成する内側面に沿って、８個の第２遠心分離部８０が並んで配置されている。第２遠心分離部８０それぞれには、円筒部１２１ｂ内の空間と連通するように、流入口８１が形成されている。第２遠心分離部８０は、流入口８１から流入した空気が旋回する旋回筒部８２を備えている。この旋回筒部８２は、下方へ向けて幅狭になるように構成されたテーパ構造を有する。旋回筒部８２の上面の中央には、空気が流出する流出口８３ａが形成されている。そして、この流出口８３ａから下方へ延びるように排気筒８３が設けられている。第２遠心分離部８０によって分離された空気は、排気筒８３を通過して、上部に設けられた流出口８３ａから上方へ排出されることになる。

　また、上蓋本体１２１の上部には、第２遠心分離部８０の上面と面一である平坦面が形成されている。このため、上蓋本体１２１の上部の掃除が容易になり、集塵装置１００のメンテナンスが容易になる。

　各第２遠心分離部８０は、上蓋本体１２１から鉛直下方に突出した構造になっている。第２遠心分離ユニット１２０が集塵部本体１１０に取り付けられた状態において、各第２遠心分離部８０の下側部分は、集塵カップ１１１の第２集塵室１１１Ｂ内に収容される。すなわち、集塵カップ１１１の第２集塵室１１１Ｂには、各第２遠心分離部８０の下側部分の旋回筒部８２を収容するための空間が設けられている。これによって、第２遠心分離部８０が第２集塵室１１１Ｂ内に収容された分だけ、集塵装置１００を低背化することができる。

　また、第２集塵室１１１Ｂ内の各第２遠心分離部８０が収容される空間には、第２遠心分離部８０の旋回筒部８２のテーパ構造に適合したテーパ壁面が形成されている。これによって、第２集塵室１１１Ｂ内にて各第２遠心分離部８０を安定に保持することができる。

　また、第２遠心分離部８０の下端にある開口部は全て、第２集塵室１１１Ｂと連通するように配置されている。そして、第２遠心分離ユニット１２０が集塵部本体１１０に取り付けられた状態において、第２遠心分離部８０の下端部は、第２集塵室１１１Ｂを構成する壁面によって位置決めされるようになっている。

　内筒部１２２は、上蓋本体１２１の下部に連結されており、後述する第１遠心分離部によるサイクロン分離後の空気を上蓋本体１２１の上部へと通気するように構成されている。圧縮部１２３は、集塵カップ１１１に集塵された塵埃を圧縮するためのものである。また、回転伝達機構６０は、回転伝達機構５０の回転力を圧縮部１２３へ伝達するためのものである。

　内筒部１２２は、上方へ向かって拡径する上方開口端縁１２２ａと、遠心分離後の空気を通すための複数のスリット１２２ｂを有する胴部１２２ｃとを有している。なお、胴部１２２ｃの外周にはメッシュ状の吸気側フィルタが巻き付けられている。内筒部１２２の上方開口端縁１２２ａは、上蓋本体１２１のテーパ部１２１ｄにネジにて接合される。この内筒部１２２の上方開口端縁１２２ａの上縁には、図示しないシール材があらかじめ固着されている。上方開口端縁１２２ａの上縁と上蓋本体１２１のテーパ部１２１ｄ下面との間は、このシール材によってシールされる。なお、内筒部１２２の胴部１２２ｃの下端にはシール部材１２４が設けられている。

　圧縮部１２３は、上部に大径円筒部１２３ａを有する。大径円筒部１２３ａの下部には、大径円筒部１２３ａよりも径が小さい小径円筒部１２３ｂが設けられている。大径円筒部１２３ａは、内筒部１２２と連通しており、集塵カップ１１１の上部を遠心分離部（サイクロン部）、下部を分離後の塵埃を集塵する集塵部として区分する機能を備える。このため、大径円筒部１２３ａの径は、内筒部１２２の筒状の径よりも大きくなっている。

　この圧縮部１２３は、大径円筒部１２３ａ及び小径円筒部１２３ｂに亘って、その外周面に螺旋羽根１２３ｃが２重に形成されている。各螺旋羽根１２３ｃは、回転することによって集塵カップ１１１内のゴミおよび塵埃を圧縮する機能を有する。そして、螺旋羽根１２３ｃの下面には複数の小さな突起１２３ｄ（図５参照）が形成されている。これらの突起１２３ｄは、各螺旋羽根１２３ｃの回転時に、ゴミおよび塵埃と接触して下方へ押しやる機能を有し、この機能によって、ゴミおよび塵埃の圧縮率を高めることができる。

　また、圧縮部１２３の小径円筒部１２３ｂの下端は、図５に示されるように、底蓋１１４に設けられている上部シール材５６に密着している。この上部シール材５６によるシールによって、集塵カップ１１１内の塵埃と圧縮部１２３内部の塵埃とが混合することを防止できる。

　次に、回転伝達機構６０について、説明する。回転伝達機構６０は、図５、６、及び８に示されるように、係合部６１と、第１回転円筒６２と、第２回転円筒６３と、を備えている。

　係合部６１は、図５に示されるように、圧縮部１２３における小径円筒部１２３ｂの円筒内部に一体的に形成されており、回転伝達機構５０の連結部５５に係合・連結されている。連結部５５と係合部６１との係合・連結は、特に限定されず、駆動を連結するため従来公知の連結機構を利用することができる。連結部５５に圧縮部１２３の係合部６１が連結されると、回転伝達機構５０の回転により圧縮部１２３が回転され、必要に応じて集塵された塵埃が圧縮される。

　ここで、圧縮部１２３が回転可能に設けられる構成について、以下に説明する。図５に示されるように、圧縮部１２３には、平坦な形状の連結片１２３ｅが設けられている。この連結片１２３ｅは、大径円筒部１２３ａと小径円筒部１２３ｂとが上下で連接するように構成されている。そして、この連結片１２３ｅには、第１回転円筒６２及び第２回転円筒６３が支持され固定されている。第１回転円筒６２及び第２回転円筒６３は、内筒部１２２に内装されている。また、第２回転円筒６３は、ビス６４（図５参照）にて固定されている。

　第２回転円筒６３の円筒内径は、小径円筒部１２３ｂの内筒内径と略同一である。またこの第２回転円筒６３は、円筒内径が第１回転円筒６２の円筒内径と略同一となるように形成されている。第１回転円筒６２は、内筒部１２２に内装され回転可能に設けられている。

　第１回転円筒６２の上端には、外方に突出された支持部６２ａが一体に形成されている。この支持部６２ａは、内筒部１２２の上方開口端縁１２２ａ上に保持（支持）される。また、図６に示されるように、支持部６２ａは、上蓋本体１２１の連結突出部１２１ｃの下端と上方開口端縁１２４ａとによって挟まれて支持されている。第１回転円筒６２は、内筒部１２２に回転可能に支持されている。

　第１回転円筒６２及び第２回転円筒６３は、内筒部１２２と略同様の構造であり、筒状の胴部にスリットが形成されている。これによって、第１回転円筒６２及び第２回転円筒６３の内部と外部との間で、空気の通気を可能にしている。

　また、第１回転円筒６２には、上方に突出する４つの連結片６２ｂが一体的に設けられている。この連結片６２ｂは、支持部６２ａよりも内方であり、かつ上蓋本体１２１の連結突出部１２１ｃよりも内方の位置に形成されている。

　連結片６２ｂに対応して、上部の上蓋本体１２１には、下方に突出するよう係止片が設けられている。この係止片は、第１回転円筒６２の連結片６２ｂに係止するように設けられており、少なくとも２つの連結片６２ｂを係止する。

　（フィルタユニット１３０）
　図５、６、及び９を参照して、フィルタユニット１３０の構成について詳細に説明する。図９は、フィルタユニット１３０の構成を示す分解斜視図である。

　フィルタユニット１３０は、フィルタケース１３１と、排気側フィルタ１３２と、シール材１３３と、フィルタカバー１３４と、を備えている。フィルタケース１３１は、排気側フィルタ１３２の下部を支持している。排気側フィルタ１３２は、フィルタケース１３１に着脱可能に収納されている。また、フィルタカバー１３４は、フィルタケース１３１に着脱可能に取り付けられており、排気側フィルタ１３２の上部を覆うように構成されている。また、排気側フィルタ１３２の外周には、シール材１３３が取り付けられている。シール材１３３は、排気側フィルタ１３２とフィルタカバー１３４とを密着させるためのものである。

　排気側フィルタ１３２は、つづら折り状のＨＥＰＡフィルタからなるフィルタ本体１３２ａと、フィルタ本体１３２ａを保持する円環状の枠体１３２ｂと、フィルタ本体１３２ａに対して垂直方向に貫通する中心ボス部１３２ｃと、中心ボス部１３２ｃと枠体とを結合してなる結合片１３２ｄとを有する。なお、枠体１３２ｂの外周面にはシール材１３３が嵌め込まれ、固定されている。

　フィルタケース１３１は、上方が開口された開口端縁１３１ａと、段部１３１ｂと、胴部１３１ｃと、連結筒部１３１ｄと、を有する。フィルタカバー１３４は、開口端縁１３１ａの上端部に支持される。段部１３１ｂは、排気側フィルタ１３２における枠体１３２ｂに嵌め込まれたシール材１３３と密着し、排気側フィルタ１３２を支持する。胴部１３１ｃは、段部１３１ｂを介して開口端縁１３１ａに連設されており、開口縁端１３１ａよりも開口径が小さくなっている。また、連結筒部１３１ｄは、胴部１３１ｃの下部に形成されている。連結筒部１３１ｄの内壁にはネジ溝１３１ｅ（図６参照）が形成されている。一方、上蓋本体の上部にはネジ山１２１ｅが形成されている。ネジ山１２１ｅとネジ溝１３１ｅとがかみ合い締結されることによって、フィルタユニット１３０は、第２遠心分離ユニット１２０の上部に着脱可能に取り付けられる。

　（電気掃除機の動作）
　本実施形態に係る電気掃除機の動作について、以下に説明する。まず、電気掃除機を操作すると、制御装置６は、電動送風機５を作動させ、吸入口部から吸気する。吸込口部から吸気された空気は、接続管及び接続ホースを通じ、接続ホースに接続された接続部３を介して掃除機本体１に流入する。掃除機本体１を流入した塵埃含有空気は、図２の矢印で示す吸込経路Ｙを経由して集塵装置１００に流入する。集塵装置１００の流入口１１３に流入した塵埃含有空気は、図２、５の矢印で示す分離経路Ｘを経由して、排出口１３５から排出される。

　集塵装置１００では、集塵カップ１１１内の圧縮部１２３の上部にある大径円筒部１２３ａを境に、上部が第１遠心分離部７０（サイクロン部）として作用する。すなわち、集塵装置１００において、第１遠心分離部７０は、集塵カップ１１１における第１集塵室１１１Ａの内側面、及び内筒部１２２の外周面等によって構成された旋回風路である。そして、流入口１１３は、第１遠心分離部７０が構成する旋回風路の接線方向に開口している。それゆえ、流入口１１３を介して流入した塵埃含有空気は、第１遠心分離部７０が構成する旋回風路を旋回することによって、該塵埃含有空気中の特に粗塵（第１の塵埃）は、遠心分離され、集塵カップ１１１の内側面に沿って落下して、底蓋１１４上に溜められる。

　粗塵が分離された空気は、内筒部１２２を通過して、上蓋本体１２１の円筒部１２１ｂに到達する。円筒部１２１ｂ内の空気は、それぞれの第２遠心分離部８０へ流入する。

　第２遠心分離部８０において、塵埃含有空気が流入する流入口８１は、旋回筒部８２と排気筒８３との間に形成された空気の旋回流路の接線方向に開口している。それゆえ、流入口８１から流入した塵埃含有空気は、旋回筒部８２の内周面に沿って旋回する。ここで、第２遠心分離部８０における空気の旋回方向は、第１遠心分離部７０における空気の旋回方向と逆になっている。また、第２遠心分離部８０における空気の旋回軸は、第１遠心分離部７０における空気の旋回軸と略平行になっている。

　第２遠心分離部８０は、塵埃含有空気の旋回半径が第１遠心分離部７０での旋回半径よりも小さく、かつ、旋回速度が第１遠心分離部７０での旋回速度よりも大きくなるように設計されている。これにより、第１遠心分離部７０を通過した塵埃含有空気について、第１遠心分離部７０によって分離された粗塵よりも小さい塵埃、すなわち細塵を分離することができる。それゆえ、第２遠心分離部８０での空気の旋回によって、塵埃含有空気中の細塵（第２の塵埃）は、遠心分離され、旋回筒部８２の内周面に沿って落下し、第２集塵室１１１Ｂへ入り、最終的に、第２集塵室１１１Ｂ内の底蓋１１４上に溜められる。

　そして、細塵（第２の塵埃）が分離された空気は、各第２遠心分離部８０の中央部に設けられた排気筒８３を通過し、流出口８３ａから排出される。

　流出口８３ａから排出された空気は、排気側フィルタ１３２を上下方向に通過し、排出口１３５を介して集塵装置１００から排出される。集塵装置１００において、流出口８３ａから排出口１３５へ至る排出風路は、第２遠心分離部８０よりも上側に設けられている。

　このように、第２遠心分離部ユニット１２０と、フィルタユニット１２０とを分離する構成であり、構造の複雑化も防止することができることから、メンテナンスが容易になる。

　また、流出口８３ａから排出口１３５へ至る排出風路は全て、第２遠心分離部８０よりも上側に設けられているので、排出経路が下から上へと単純な経路となり、集塵装置１００に発生する旋回音や風切音の増加を抑制することができる。

　集塵装置１００から排出された空気は、吸気口３２を通過して、図２に示された排気経路Ｚを経て外部排気口４から外部へ排出される。

　このような動作中、図示しない駆動モータによって、集塵装置１００の底面に設けられた伝達ギア５２が回転する。これによって、回転伝達機構５０にて、連結部５５が回転する。そして、連結部５５に連結している係合部６１が回転する。この係合部６１は、圧縮部１２３に一体的に設けられている。それゆえ、係合部６１の回転によって、圧縮部１２３が回転する。そして、圧縮部１２３の回転に伴って、螺旋羽根１２３ｃは、集塵された塵埃を圧縮する方向に回転する。この螺旋羽根１２３ｃは、掃除を行っている期間中に継続して回転させてもよく、一定時間毎に、回転、停止を順次繰り返して動作させてもよい。また塵埃の量が増えた時点で回転させてもよい。

　なお、螺旋羽根１２３ｃの回転方向は、螺旋羽根１２３ｃの構造に応じて適宜設定可能であり、圧縮部１２３の螺旋羽根１２３ｃが圧縮できる方向であればよい。

　掃除が完了すると、使用者は、電動送風機５の動作を停止させる。このとき、圧縮部１２３は、螺旋羽根１２３ｃによる圧縮回転方向とは逆方向に回転される。それゆえ、電動送風機５の動作停止後、塵埃の圧縮を行なうことはない。圧縮部１２３による圧縮動作によって、集塵カップ１１１の第１集塵室１１１Ａに集塵された塵埃は、掃除中に十分に圧縮された状態になる。このため、電動送風機５の動作停止後、圧縮部１２３が圧縮回転方向と逆方方向に回転しても、圧縮された塵埃に何ら影響しない。

　また、集塵装置１００の集塵カップ１１１内に一定量の塵埃が溜まっている場合、使用者は、集塵装置１００を掃除機本体１から取り外す。

　そして、ゴミ箱等の廃棄位置へ集塵装置１００を運んだ後、使用者が例えばゴミ捨てボタン（不図示）等を外部操作することによって、底蓋１１４が自重により開くように回動する。これによって、底蓋１１４上に溜められた、粗塵（第１の塵埃）及び細塵（第２の塵埃）は、一緒に廃棄位置へ廃棄されることになる。

　このように、集塵装置１００では、集塵カップ１１１は、粗塵を集塵する第１集塵室１１１Ａと、細塵を集塵する第２集塵室１１１Ｂとに区分されており、第２集塵室１１１Ｂを構成する壁面の一部は、第１集塵室１１１Ａの外周面１１１Ｃである。このため、集塵装置１００では、第１遠心分離部７０によって分離された粗塵は、第１集塵室１１１Ａに収容される一方、第２遠心分離部８０によって分離された細塵は、第１集塵室１１１Ａと独立した空間である第２集塵室１１１Ｂに収容されることになる。そして、集塵カップ１１１を開放することによって、粗塵及び細塵が一緒に廃棄される。それゆえ、集塵装置１００では、集塵物の廃棄時に第２遠心分離部８０によって遠心分離された細塵を第１遠心分離部７０によって遠心分離された粗塵と合わせて底蓋１１４に集めるための構造を必要としない。したがって、集塵装置１００の構成によれば、簡単な構造によって第２遠心分離部８０によって分離された細塵と第１遠心分離部７０によって分離された粗塵とを一緒に廃棄することができる。

　また、集塵装置１００では、第１集塵室１１１Ａの底部の位置と第２集塵室１１１Ｂの底部の位置とが略同じ位置になっている。このように、第２遠心分離部８０によって分離された細塵を溜める第２集塵室１１１Ｂについて、第１集塵室１１１Ａと同等の十分な高さを確保することができる。それゆえ、細塵が第２集塵室１１１Ｂ外部へ再流出しにくくなる。その結果、集塵装置１００では、粗塵と細塵との分離性能を十分確保することができる。

　〔実施形態２〕
　本発明の他の実施形態２について、以下に説明する。

　本実施形態に係る電気掃除機に備えられた集塵装置では、排出風路は、第２遠心分離部の流出口より上側の空気の気流を線で示したとき、気流の線の中に、第２遠心分離部の流出口と集塵装置の排出口とを最短距離で結ぶ線が存在するように構成されている。ここで、図５の構成を用いて本実施形態に係る集塵装置を説明する。

　図５において、流出口８３ａから排出された空気は、排気側フィルタ１３２を上下方向に通過し、排出口１３５を介して集塵装置１００から排出される。集塵装置１００において、流出口８３ａから排出口１３５へ至る排出風路は、第２遠心分離部８０よりも上側に設けられている。また、この排出流路は、フィルタケース１３１の内壁とフィルタカバー１３４とによって形成されており、第２遠心分離部８０の下方または側方へ屈曲するものではない。ここで、流出口８３ａから排出口１３５へ至る排出風路において発生する気流を線で示した場合、これら線の中に、少なくとも流出口８３ａと排出口１３５とを最短距離で結ぶ線があることが理想である。このように最短距離の気流の線がある場合、集塵装置１００内の風路には、下方から上方へ向かうメインの風路が形成され、途中で屈曲することはない。それゆえ、集塵装置１００の風路内の圧力損失の増加を抑制することができる。

　なお、上記排出風路が上記実施形態１の構成である場合、排気側フィルタ１３２から排気される空気の気流は、排出口１３５付近で、一ヶ所のみ屈曲している。この屈曲箇所を無くすことが理想である。この屈曲箇所を無くすために、本実施形態では、例えば、排気側フィルタ１３２からの排気口１３５の位置を排気側フィルタ１３２より上部に配置している。これによって、排気側フィルタ１３２から排気される空気の気流の屈曲箇所を無くすことができる。そして、こうすることにより、排出風路には、構造的な狭路がないため、集塵装置１００に発生する旋回音や風切音の増加を抑制することができる。また、屈曲箇所が無いため、排出風路の構造の複雑化も防止することができる。

　〔実施形態３〕
　本発明のさらに他の実施形態３について、以下に説明する。

　前述の実施形態１に係る電気掃除機では、フィルタユニット１３０は、集塵装置１００側に取り付けられた構成になっている。しかし、このフィルタユニット１３０は、実施形態１の構成に限定されない。

　すなわち、本実施形態に係る電気掃除機では、フィルタユニット１３０は、駆動装置２側に取り付けられた構成となっている。この構成により、集塵装置１００は、集塵部本体１１０及び第２遠心分離ユニット１２０を備えたものとなり、装置の軽量化を実現することができる。

　〔まとめ〕
　本発明の態様１に係る集塵装置１００は、塵埃含有空気中の第１の塵埃を分離する第１遠心分離部７０と、上記第１遠心分離部７０に連通し、第１遠心分離部７０を通過した塵埃含有空気中の、上記第１の塵埃よりも小さい第２の塵埃を分離する第２の遠心分離部と、上記第１及び第２の塵埃を集塵する集塵容器（集塵カップ１１１）を備え、上記集塵容器（集塵カップ１１１）は、上記第１の塵埃を集塵する第１集塵室１１１Ａと、上記第２の塵埃を集塵する第２集塵室１１１Ｂとに区分されており、上記第２集塵室１１１Ｂを構成する壁面の一部は、上記第１集塵室１１１Ａの外周面１１１Ｃであることを特徴としている。

　上記の構成によれば、第１遠心分離部７０によって分離された粗塵は、第１集塵室１１１Ａに収容される一方、第２遠心分離部８０によって分離された細塵は、第１集塵室１１１Ａと独立した空間である第２集塵室１１１Ｂに収容されることになる。そして、集塵カップ１１１を開放することによって、粗塵及び細塵が一緒に廃棄される。それゆえ、上記の構成によれば、集塵物の廃棄時に第２遠心分離部８０によって遠心分離された細塵を第１遠心分離部７０によって遠心分離された粗塵と合わせて底蓋１１４に集めるための構造を必要としない。したがって、上記の構成によれば、簡単な構造によって第２遠心分離部８０によって分離された細塵と第１遠心分離部７０によって分離された粗塵とを一緒に廃棄することができる。

　本発明の態様２に係る集塵装置１００は、上記態様１において、上記第１集塵室１１１Ａ及び第２集塵室１１１Ｂを共に開閉可能な底蓋１１４を備えた構成であってもよい。

　上記の構成によれば、上記第１集塵室１１１Ａ及び第２集塵室１１１Ｂを共に開閉可能な底蓋１１４を備えているので、第２遠心分離部８０によって分離された細塵と第１遠心分離部７０によって分離された粗塵とをより簡単に廃棄することができる。

　本発明の態様３に係る集塵装置１００は、上記態様１または２において、上記第２集塵室１１１Ｂには、上記第２遠心分離部８０の下部を収容する空間が設けられていてもよい。

　上記の構成によれば、第２遠心分離部８０が第２集塵室１１１Ｂ内に収容された分だけ、集塵装置１００を低背化することができる。

　本発明の態様４に係る集塵装置１００は、上記態様３において、上記第２遠心分離部８０の下部はテーパ構造になっており、上記第２集塵室１１１Ｂにおける上記第２遠心分離部８０が収容される空間を構成する壁部には、上記テーパ構造に適合したテーパ壁面が形成されていることが好ましい。

　上記の構成によれば、上記第２集塵室１１１Ｂにおける上記第２遠心分離部８０が収容される空間を構成する壁部には、上記テーパ構造に適合したテーパ壁面が形成されているので、第２集塵室１１１Ｂ内にて第２遠心分離部８０を安定に保持することができる。

　本発明の態様５に係る集塵装置１００は、上記態様１から４において、上記第２遠心分離部８０が設けられ、上記集塵容器（集塵カップ１１１）を上から閉塞する上蓋（上蓋本体１２１）を備え、上記上蓋（上蓋本体１２１）が上記集塵容器（集塵カップ１１１）に取り付けられた状態において、第２遠心分離部８０の下端部は、第２集塵室１１１Ｂを構成する壁面によって位置決めされるようになっていることが好ましい。

　上記の構成によれば、第２集塵室１１１Ｂに対する第２遠心分離部８０の位置が保持されるので、第２集塵室１１１Ｂ内にて第２遠心分離部８０をより安定に保持することができる。

　本発明の態様６に係る集塵装置１００は、上記態様１から５において、第１集塵室１１１Ａの底部の位置と第２集塵室１１１Ｂの底部の位置とが略同じ位置になっている構成であってもよい。

　上記の構成によれば、第２遠心分離部８０によって分離された細塵を溜める第２集塵室１１１Ｂについて、第１集塵室１１１Ａと同等の十分な高さを確保することができる。それゆえ、上記の構成によれば、細塵が第２集塵室１１１Ｂ外部へ再流出しにくくなる。その結果、集塵装置１００では、粗塵と細塵との分離性能を十分確保することができる。

　本発明の態様７に係る電気掃除機は、上記態様１から６の集塵装置を備えた構成である。

　上記の構成によれば、簡単な構造によって第２遠心分離部８０によって分離された細塵と第１遠心分離部７０によって分離された粗塵とを一緒に廃棄することができる。

　本発明の態様８に係る集塵装置１００は、塵埃含有空気中の第１の塵埃を分離する第１遠心分離部７０と、上記第１遠心分離部７０よりも上段に設けられ、第１遠心分離部７０を通過した塵埃含有空気中の、上記第１の塵埃よりも小さい第２の塵埃を分離する第２遠心分離部８０と、上記第１及び第２の塵埃を集塵する集塵容器（集塵カップ１１１）と、を備え、上記第１及び第２の塵埃が分離された空気を排出するための排出口１３５が設けられた集塵装置であって、上記第２遠心分離部８０における空気の流出口８３ａから上記排出口１３５へ至る排出風路は、上記第２遠心分離部８０よりも上側に設けられている。

　上記の構成によれば、集塵装置１００内の風路には、下方から上方へ向かうメインの風路が形成され、途中で屈曲することはない。それゆえ、上記の構成によれば、集塵装置１００の風路内の圧力損失の増加を抑制することができる。

　本発明の態様９に係る集塵装置１００は、上記態様８において、上記集塵容器（集塵カップ１１１）を閉塞する上蓋（上蓋本体１２１）を備え、上記上蓋（上蓋本体１２１）の上部には、上記第２遠心分離部８０の上面と面一である平坦面が形成されている構成であってもよい。

　上記の構成によれば、上蓋（上蓋本体１２１）の上部の掃除が容易になり、集塵装置１００のメンテナンスが容易になる。

　本発明の態様１０に係る集塵装置１００は、上記態様８または９において、上記集塵容器（集塵カップ１１１）を閉塞する上蓋（上蓋本体１２１）を備え、上記上蓋（上蓋本体１２１）は、上記集塵容器（集塵カップ１１１）に対し着脱可能に設けられている構成であってもよい。

　上記の構成によれば、このため、集塵装置１００を容易に分解することができ、メンテナンスが容易になる。

　本発明の態様１１に係る集塵装置１００は、上記態様８から１０において、上記第２遠心分離部８０の上部に配されたフィルタ（排気側フィルタ１３２）を備え、上記フィルタ（排気側フィルタ１３２）は、上記排出風路の途中に設けられている構成であってもよい。

　上記の構成によれば、上記フィルタ（排気側フィルタ１３２）が、上記排出風路の途中に設けられているので、塵埃の捕集効率が向上した集塵装置を実現できる。

　本発明の態様１２に係る集塵装置１００は、上記態様８から１１において、上記第２遠心分離部８０が設けられ、上記集塵容器（集塵カップ１１１）を上から閉塞する上蓋（上蓋本体１２１）を備え、上記上蓋（上蓋本体１２１）が上記集塵容器（集塵カップ１１１）に取り付けられた状態において、第２遠心分離部８０の下端部は、第２集塵室１１１Ｂを構成する壁面によって位置決めされるようになっていることが好ましい。

　本発明の態様１３に係る電気掃除機は、上記態様８から１２の集塵装置を備えた構成である。

　上記の構成によれば、集塵装置１００の風路内の圧力損失の増加を抑制した電気掃除機を実現できる。

　本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

　本発明は、電機掃除機において、集塵装置としてサイクロン集塵装置を備えた事例を説明したが、このようなサイクロン式の集塵装置だけでなく、空気中の塵埃を分離し、分離された塵埃を集塵し、分離後の空気をさらにフィルタを介しての細かな塵埃を除去するようにした電気掃除機全般に利用することができる。

　１　　　掃除機本体
　２　　　駆動装置
　３　　　接続部
　４　　　外部排気口
　５　　　電動送風機
　６　　　制御装置
５０　　　回転伝達機構
６０　　　回転伝達機構
７０　　　第１遠心分離部
８０　　　第２遠心分離部
８１　　　流入口
８２　　　旋回筒部
８３　　　排気筒
８３ａ　　流出口
１００　　集塵装置
１１０　　集塵部本体
１１１　　集塵カップ（集塵容器）
１１１Ａ　第１集塵室
１１１Ｂ　第２集塵室
１１１Ｃ　外周面
１１３　　流入口
１１４　　底蓋
１２０　　第２遠心分離ユニット
１２１　　上蓋本体（上蓋）
１２２　　内筒部
１２３　　圧縮部
１３０　　フィルタユニット
１３１　　フィルタケース
１３２　　排気側フィルタ（フィルタ）
１３４　　フィルタカバー
１３５　　排出口
　Ｃ　　　中心軸
　Ｘ　　　分離経路
　Ｙ　　　吸込経路
　Ｚ　　　排気経路

Claims

　塵埃含有空気中の第１の塵埃を分離する第１の遠心分離部と、
　上記第１の遠心分離部に連通し、第１の遠心分離部を通過した塵埃含有空気中の、上記第１の塵埃よりも小さい第２の塵埃を分離する第２の遠心分離部と、
　上記第１及び第２の塵埃を集塵する集塵容器を備え、
　上記集塵容器は、上記第１の塵埃を集塵する第１の集塵室と、上記第２の塵埃を集塵する第２の集塵室とに区分されており、上記第２の集塵室を構成する壁面の一部は、上記第１の集塵室の外周面であることを特徴とする集塵装置。
　上記第１及び第２の集塵室を共に開閉可能な底蓋を備えたことを特徴とする請求項１に記載の集塵装置。
　上記第２の集塵室には、上記第２の遠心分離部の下部を収容する空間が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の集塵装置。
　上記第２の遠心分離部の下部はテーパ構造になっており、
　上記第２の集塵室における上記第２の遠心分離部が収容される空間を構成する壁部には、上記テーパ構造に適合したテーパ壁面が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の集塵装置。
　塵埃含有空気中の第１の塵埃を分離する第１の遠心分離部と、
　上記第１の遠心分離部よりも上段に設けられ、第１の遠心分離部を通過した塵埃含有空気中の、上記第１の塵埃よりも小さい第２の塵埃を分離する第２の遠心分離部と、
　上記第１及び第２の塵埃を集塵する集塵容器と、を備え、上記第１及び第２の塵埃が分離された空気を排出するための排出口が設けられた集塵装置であって、
　上記第２の遠心分離部における空気の流出口から上記排出口へ至る排出風路は、上記第２の遠心分離部よりも上側に設けられていることを特徴とする集塵装置。
　上記集塵容器を閉塞する上蓋を備え、
　上記上蓋の上部には、上記第２の遠心分離部の上面と面一である平坦面が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の集塵装置。
　上記集塵容器を閉塞する上蓋を備え、
　上記上蓋は、上記集塵容器に対し着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項５または６に記載の集塵装置。
　上記第２の遠心分離部の上部に配されたフィルタを備え、
　上記フィルタは、上記排出風路の途中に設けられていることを特徴とする請求項５～７の何れか１項に記載の集塵装置。
　請求項１～８の何れか１項に記載の集塵装置を備えたことを特徴とする電気掃除機。