JP7778657B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、電気掃除機に関する。

従来、吸引したごみを紙パック内に圧縮する紙パック式の集塵装置と、旋回気流により遠心分離し集塵装置内に収容するサイクロン方式の集塵装置と、大きく分けて二種類の集塵方式がある。サイクロン方式は、旋回気流を発生させるため紙パック方式と比べ、集塵装置のメンテナンスの手間が増える傾向にある。

特開２００７－１６７４５０号（特許文献１）には、吸引される塵埃と吸引風とを遠心力により分離する旋回室と、旋回室と電動送風機の間に位置し旋回室通過後の吸引風をろ過するフィルタ室と、分離された塵埃を蓄積する塵埃室とを有し、フィルタ室または旋回室の塵埃室側を略平面とし、前記平面の部分に塵埃室に連通するバイパス通路を備えた電気掃除機の集塵ユニットが記載されている。

特開２０１５－２０４９２５号公報（特許文献２）には、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、本体吸気口と電動送風機との間に着脱自在な集塵装置と、を有し、集塵装置は、外殻を形成する略円筒状の外筒と、外筒内に外筒と略同心円状に内筒を備え、外筒の下部には開閉可能な底蓋を有した電気掃除機であって、内筒は、上部がフィルタを有した略円筒状の枠体で下部に底面が開口した傘部を備え、傘部には略同形状で内部に嵌合する内傘部を備え、内傘部には底蓋まで延伸する筒体を前記内筒と略同心円状に形成し、内傘部は底蓋を開口すると開口方向に向かって突出する摺動機構を備えた電気掃除機が記載されている。

特開２００６－３４６１４１号公報 特開２０１５－２０４９２５号公報

特許文献１に記載の電気掃除機は、塵埃室での塵埃の圧縮をおこない、塵埃室に堆積した塵埃が舞い上がり、旋回室を逆流してフィルタ室へと進入するのを防止しつつ、塵埃の排出作業の回数を減らし、使い勝手の良い電気掃除機を提供することを目的としている。

特許文献２に記載の電気掃除機は、ごみの廃棄時に集塵容器内の塵埃を手で触れることなく排出できる、使い勝手の良い電気掃除機を提供することすることを目的としている。

しかしながら、特許文献１に記載の電気掃除機では、フィルタ部が固定であるので、バイパスフィルタに付着した塵埃が、ごみ捨て時に取れにくいという課題があった。

また、特許文献２に記載の電気掃除機では、ごみの廃棄時もフィルタ部が固定であるので、フィルタに付着した塵埃が、ごみ捨て時に取れにくいという課題があった。

本発明は、上記課題を解決するものであって、ごみの廃棄時にフィルタ部が摺動することにより、ごみの廃棄時に、蓄積したごみと同時にフィルタに付着した塵埃が、排出され、フィルタ掃除の手間が軽減できる電気掃除機を提供することにある。

本発明は上述した課題を解決するため、吸引力を発生させる電動送風機と、前記吸引力で吸引された塵埃を収容する集塵装置と、を備える電気掃除機であって、前記集塵装置は、外筒と、前記外筒内に配置された内筒と、前記外筒の底面側の下開口を開閉するように回動自在に支持された底蓋と、を備え、前記内筒は、上部に配置された上部内筒と、前記上部内筒の下部に配置され、上下方向に摺動する傘部と、前記傘部に備えられ、前記底蓋を閉じた状態で前記傘部を上方へ押す圧縮ばねを収容する筒体と、前記傘部の内側であって、前記筒体の周囲に配置されたフィルタと、を備え、前記傘部の内側から出ていくすべての流体は、前記フィルタを介して前記上部内筒の内側に直接入るように構成され、前記底蓋が開口すると前記圧縮ばねによって前記傘部が下方に向かって飛び出すように構成したことを特徴とする電気掃除機を提供する。

本発明によれば、傘部内部にごみが圧縮されるため、ごみの集塵量を増やすことができ、かつ集塵蓄積部から集塵分離部への舞い戻りを抑え、塵埃分離性能の向上や吸気部への髪の毛等の巻きつきを抑えられ、かつ傘部内部にごみが圧縮されるため、ごみの排出時にごみの舞い上がりを抑えられ、そしてごみ捨てと同時に、バイパスフィルタ（第２のフィルタ部８５）に付着した塵埃が排出されるためフィルタ掃除の手間が軽減できる、メンテナンス性の良い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。 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。 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。 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。

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側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。

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３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３参照)より上流に設けられている。

＜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１参照)。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５参照)。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。

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。

電気掃除機Ｓにおいて、集塵装置１０は、電動送風機１４よりも上流側に位置しており、本実施形態では、上流側から、集塵装置１０、ダクト２１、電動送風機１４の順になるよう設けられている。また、集塵装置１０から電動送風機１４までは、集塵装置１０の上部からダクト２１、ダクト２１から電動送風機１４の上部へと連通している。

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。

＜コードリール２３と導入管２０＞
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４から図１０を用いて説明する。図４に集塵装置１０の正面図を示し、図５に集塵装置１０の左側面図を示す。また、図６に集塵装置１０の背面図を示し、図７に集塵装置１０の分解図を示す。図８には、後述する捕塵フィルタ３２、フィルタケース３３の着脱を図示している。図９は、図５に示すＡ-Ａ断面図を示す。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８参照)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７に示すように、上下が開口した上開口３０ｉと下開口３０ｊを有する略円筒形状を有し、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６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、導入管出口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６参照)。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、流速を速くしている。

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。

また、外筒３０は、図４に示すように上部である塵埃分離部１０Ａは円筒形状を有し、下部である塵埃収容部１０Ｂは直径が異なる円筒形状の拡大部を重ねた階段形状になっている。外筒３０の下部の階段形状は、下方になるほど直径を大きくしている。本実施形態において階段形状は、３つの拡大部を備えている。拡大部（段差）は塵埃収容部１０Ｂに堆積した塵埃が塵埃分離部１０Ａに舞い戻ることを防止するために設けているが、必ずしも拡大部（段差）を必要とするものではない。

また、本実施形態のように外筒３０下部を直径が異なる円筒形状を重ねた階段形状にし、底部を開口とすることで、後述する塵埃排出機構による塵埃の排出性を向上することができる。

また、図５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が外筒３０の底面側の下開口３０ｊを開閉するよう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（図９参照）、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、段差や傾斜面でなく略垂直（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(図８参照)。

＜捕塵フィルタ＞
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３２ａに接着されている。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。

図８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８（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８（ｂ））を示す。

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、フィルタケース下部３３ｂの前方にはロック機構３７を備えている。

ロック機構３７は、フィルタケース上部３３ａの爪部３７ａとフィルタケース下部３３ｂに備えるクランプ部３７ｂで構成されている。フィルタケース下部３３ｂに備えるクランプ部３７ｂは、側面の略中央に軸部３７ｃを設けており、外観から見えない裏側に爪部３７ａとバネ軸を設けている。バネ軸は先述した軸部３７ｃとクランプ部３７ｂ最下部の略中央に設け、爪部３７ａはクランプ部３７ｂの最上部に備えている。フィルタケース下部３３ｂには、先述したクランプ部３７ｂが収まるバネ軸クランプ受け部を備えており、バネ軸クランプ受け部には下部にバネ受け部と上部左右に軸受け部を備えている。バネ軸クランプ受け部にバネおよびクランプ部３７ｂを装着すると、バネは自然長に近い状態でクランプ部３７ｂ上部が後方に傾いた状態となる。従って、正面からクランプ部３７ｂの下部を押すことで、クランプ部３７ｂ上部は前方に傾く。フィルタケース上部３３ａが開いた状態からフィルタケース上部３３ａを閉じることで、フィルタケース上部３３ａに備えた爪部３７ａがフィルタケース下部３３ｂの爪部３７ａと当接する。このとき、フィルタケース上部３３ａに備えた爪部３７ａの底面は傾斜しているため、フィルタケース下部３３ｂの爪部３７ａを乗り越えてクランプ部内に収まり、フィルタケース上部３３ａとフィルタケース下部３３ｂが一体となる。このようなロック機構３７により、捕塵フィルタ３２の装着を簡単にすることができる。

＜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９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と略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を有する上部内筒４１と、下部に設けられる傘部４４とを含み構成されている。

＜上部内筒４１＞
図９に示すように、上部内筒４１の吸気部（第１のフィルタ部）４２は、格子状の枠体（支骨）によって形成されている。吸気部（第１のフィルタ部）４２は、略筒状の部分である。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。上部内筒４１は、上方向に開口４１ｂを備えている。

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。

＜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ている。上部内筒４１と傘部４４の内側は、第２のフィルタ部８５によって、流体的に連通している。第２のフィルタ部８５のメッシュ部材は、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）でもよい。

＜傘部４４の摺動機構＞
傘部４４は、上下方向に摺動する機構により、ごみ捨て時の排出のアシストが行われている。
次に、集めたごみの排出をアシストする摺動機構について説明する。

図９に示すように、傘部４４の摺動機構は、上部内筒４１の下面の凸部にバネ座を形成し、傘部４４中央の筒体（凹部４４ｄ）内が圧縮ばね４７の受けとなり、圧縮ばね４７の下方への弾性力を、傘部４４に伝達する。従って、圧縮ばね４７は、傘部４４中央の筒体（凹部４４ｄ）に覆われた状態となる。上部内筒４１の下面に有する凸部４９は、傘部４４の筒体（凹部４４ｄ）の形状をオフセットした略相似形状で、凸部４９の下部に爪部を有し、凹部４４ｄの上部にも爪部を有している。圧縮ばね４７を凹部４４ｄの挿入し、更に上部内筒４１の下面に有する凸部４９を挿入する。その際、圧縮ばね４７の上部を凸部４９の下面に設けたバネ座で覆い、凸部４９の下部に爪部が、凹部４４ｄの上部にも爪部を乗り越えていることで、上部内筒４１と傘部４４は一体化される。このような構造で、内筒４０は構成されている。従って、傘部４４の摺動距離は、傘部４４の凹部４４ｄの深さに依存し、上部内筒４１の凸部４９の高さが摺動距離となる。本実施形態においては、摺動距離を凸部４９の高さとしているが、集塵装置１０の高さや、内筒４０、傘部４４の高さが変わると変化するため、適宜変更されるものである。

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、傘部４４が最も外筒３０から飛び出した状態であり(図１０参照)、図９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１０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傘部４４が下向きに飛び出し、傘部４４内部の塵埃を外部空間に押し出す。これにより、装置内の塵埃を容易に排出できる使い勝手の良い電気掃除機を提供することが可能となる。

＜底蓋３１＞
図１０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１０参照)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、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１０参照）に付勢している。

＜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３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、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。

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。

図９に集塵装置１０内の気流を表わした図４のＡ－Ａ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１２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、空気から塵埃が分離される。塵埃などのごみは空気に比べ重いので、矢印γ２のように、外筒３０の内周面に沿って落下する。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に設けた吸気部４２より内筒４０の内部に流入する(矢印γ３)。

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との間の塵埃収容部１０Ｂの入口を通り、塵埃収容部１０Ｂ内に搬送される。

そして、上部内筒４１と傘部４４の内側は、第２のフィルタ部８５によって、流体的に連通しているので、綿ごみや髪の毛等の軽い塵埃86は、傘部４４の内側から上部内筒４１に向かう流れ(矢印γ５)によって運ばれ、第２のフィルタ部８５の下流側（上部内筒４１の内側）は、負圧（大気圧より低い圧力）になっているため、第２のフィルタ部８５の上流側に圧縮され、堆積する。一方、小石等の重たい塵埃は、塵埃収容部１０Ｂの底付近に留まる。そして、電気掃除機Ｓの使用を続けると、さらに多くの軽い塵埃86が圧縮され、塵埃はドーナツ状に堆積する。

これにより、塵埃収容部１０Ｂに蓄積できるごみの量を多くできる。

また、一旦塵埃収容部１０Ｂに蓄積した軽い塵埃が、塵埃分離部１０Ａに舞い戻ることを抑制できる。

そして、吸気部４２より内筒４０の内部に流入した流れ(矢印γ３)と、傘部４４の内側から上部内筒４１に向かう流れ(矢印γ５)は合流し、捕塵フィルタ３２を通過して、掃除機本体１のダクト入口部１３(図３参照)に流入する。

そして、塵埃が所定のごみ捨て基準ライン９０まで達したら、ごみ捨てを行う。

＜ごみ捨て時の動作＞
図９に底蓋３１を閉じた状態の図４のＡ－Ａ断面図を示し、図１０に塵埃を排出する際（底蓋３１が開いた状態）の図４に示すＡ－Ａ断面図を示す。

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。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３１はねじりバネの弾性力で開く。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（図示せず）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によって傘部４４が下向きに飛び出す。これにより、内筒４０の一部である傘部４４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(図１０参照)。そのため、傘部４４が下向きに飛び出し、傘部４４の内部に蓄積された塵埃８６を外部空間に排出する。このとき、軽い塵埃86は圧縮され、塵埃はドーナツ状に堆積しているため、塵埃の舞い上がりを抑制することができる。

また、第２のフィルタ部８５も同時に動くため、第２のフィルタ部８５に付着した塵埃も、同時に取り除かれるため、第２のフィルタ部８５の清掃が容易になる。

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４６ｔと、底蓋３１の中央に設けた窪み部３１ｂが接触し、傘部４４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４６ｔ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、傘部４４はスムーズに収まる。

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。

また、図１１の傘部８８に示すように、傘部を下側（底蓋３１側）が広がった逆テーパー形状にすることにより、傘部の内部に蓄積された塵埃８６がより容易に外部空間に排出しやすくすることも可能である。

また、図１２に示すように、上部内筒４１と傘部４４を一体に構成し、ごみ捨て時に第２のフィルタ部８５と筒体４６が下向きに飛び出す構成とすることにより、傘部の内部に蓄積された塵埃８６がより容易に外部空間に排出しやすくすることも可能である。

＜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、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、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。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９の矢印γ１)。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９の矢印γ２）は集塵装置１０の下部へ流れる。塵埃は、この気流により、外筒３０内面に沿って落下し、集塵装置１０の下部に向かう。

集塵装置１０の下部への気流（図９の矢印γ２）は、円筒状の傘部４４の内部を上昇し(図９の矢印γ４)、第２のフィルタ部８５を通過し、内筒４０内に吸い込まれる。内筒４０内の、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（図９の矢印γ３）と合流し、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。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微細な塵埃などが除去され、掃除機本体１の後方下部の排出口（図示せず）から外部に排出される。

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。

以上述べたように本発明によれば、傘部内部にごみが圧縮されるため、ごみの集塵量を増やすことができ、かつ集塵蓄積部から集塵分離部への舞い戻りを抑え、塵埃分離性能の向上や吸気部への髪の毛等の巻きつきを抑えられ、かつ傘部内部にごみが圧縮されるため、ごみの排出時にごみの舞い上がりを抑えられ、そしてごみ捨てと同時に、バイパスフィルタ（第２のフィルタ部８５）に付着した塵埃が排出されるためフィルタ掃除の手間が軽減できる、メンテナンス性の良い電気掃除機を提供することができる。

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、１９ 蓋体、２０ 導入管、２１ ダクト、３０ 外筒、３１ 底蓋、３２ 捕塵フィルタ、３３ フィルタケース、３４ フィルタ受け部、３５ 取っ手、３７ ロック機構、３８ 流入管、３９ 開口部、４０ 内筒、４１ 上部内筒（枠体）、４２ 吸気部、４４ 傘部、４６ 筒体、４６ｔ 底面、５５ 持ち手、７５ ヒンジカバー、８０ ロッド、８１ スライドクランプ、８３ 爪部、γ１～γ６ 空気の流れ、Ｏ 中心軸、Ｓ 電気掃除機。

Claims (3)

1. 吸引力を発生させる電動送風機と、前記吸引力で吸引された塵埃を収容する集塵装置と、を備える電気掃除機であって、
   前記集塵装置は、外筒と、前記外筒内に配置された内筒と、前記外筒の底面側の下開口を開閉するように回動自在に支持された底蓋と、を備え、
   前記内筒は、上部に配置された上部内筒と、前記上部内筒の下部に配置され、上下方向に摺動する傘部と、前記傘部に備えられ、前記底蓋を閉じた状態で前記傘部を上方へ押す圧縮ばねを収容する筒体と、前記傘部の内側であって、前記筒体の周囲に配置されたフィルタと、を備え、
   前記傘部の内側から出ていくすべての流体は、前記フィルタを介して前記上部内筒の内側に直接入るように構成され、
   前記底蓋が開口すると前記圧縮ばねによって前記傘部が下方に向かって飛び出すように構成し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であって、
   前記傘部の直径は、前記上部内筒の直径よりも大きいことを特徴とする電気掃除機。
3. 請求項１に記載の電気掃除機であって、
   前記フィルタの外径は、前記上部内筒の直径よりも大きいことを特徴とする電気掃除機。