JP2016002135A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】円筒形状の容器本体の内部にある円筒形状の濾過フィルタに繊維状の塵埃が巻き付きにくい電気掃除機を実現する。
【解決手段】塵埃分離集塵装置７は、円筒形状の容器本体３５と、環状の分離室５１を仕切る円筒形状の第一濾過フィルタ部３７と、互いに隣り合う分離室５１と集塵室５２を区切る隔離部３８と、第一濾過フィルタ部３７を回転自在に支持する回転支持部４１と、フィルタ用電動機８３と、フィルタ用電動機８３から第一濾過フィルタ部３７へ動力を伝達または遮断する動力伝達遮断機構８５とを備え、第一濾過フィルタ部３７を動力で回転させる強制回転状態と、第一濾過フィルタ部３７を旋回流Ｆで回転させる自由回転状態とを動力伝達遮断機構８５により切り替えることで、旋回流Ｆと第一濾過フィルタ部３７の相対的な速度差を減少させて繊維状の塵埃が巻き付くことを防ぐ。
【選択図】図２

Description

本発明に係る実施形態は、電気掃除機に関する。

円筒形状の容器本体と、容器本体内に収納されて容器本体との間に環状の分離室を仕切る濾過フィルタと、を備える遠心分離方式の電気掃除機が知られている。この従来の電気掃除機は、分離室内に発生する旋回流によって空気と塵埃とを遠心分離する。

特開２０１２−２３６０４２号公報

ところで、電気掃除機が吸い込む塵埃には、粒状や粉状の塵埃のほか、糸くずや毛髪のような繊維状の塵埃が含まれる。そして、濾過フィルタ部の外周長を超える長尺な繊維状の塵埃は、偶発的に濾過フィルタ部に巻き付いてしまう。

一旦、濾過フィルタに繊維状の塵埃が巻き付いてしまうと、解きほぐすことは困難である。濾過フィルタに繊維状の塵埃が巻き付いた場合には、電気掃除機の使用者は、繊維状の塵埃をハサミなどで切断したり、強引に引きちぎったりして除去しなければならなくなり、濾過フィルタの保守面、また衛生面で不都合が生じる。

そこで、本発明は、円筒形状の容器本体の内部にある円筒形状の濾過フィルタに繊維状の塵埃が巻き付きにくい電気掃除機を提案する。

前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る電気掃除機は、円筒形状の容器本体と、前記容器本体内に収納されて前記容器本体との間に環状の分離室を仕切る、前記容器本体よりも短い円筒形状の濾過フィルタ部と、前記濾過フィルタ部の一方の端部に隣接されて互いに隣り合う前記分離室と集塵室とを区切る、前記濾過フィルタ部よりも大きく前記容器本体よりも小さい外径形状の隔離部と、前記容器本体の中心線を回転軸として前記濾過フィルタ部を回転自在に支持する回転支持部と、前記濾過フィルタ部を回転させる動力を発生させる電動機と、前記電動機から前記濾過フィルタ部へ前記動力を伝達または遮断して、前記濾過フィルタ部を前記動力で回転させる強制回転状態と、前記濾過フィルタ部を前記分離室内で旋回する空気の流れで回転させる自由回転状態とを切り替える動力伝達遮断機構と、を備える。

本発明の実施形態に係る電気掃除機の外観を示す斜視図。 本発明に係る電気掃除機の塵埃分離集塵装置を模式的に示す縦断面図。 従来の電気掃除機の塵埃分離集塵装置を模式的に示す横断面図。 従来の電気掃除機の塵埃分離集塵装置を模式的に示す縦断面図。 本発明に係る電気掃除機の塵埃分離集塵装置を模式的に示す横断面図。 本発明に係る電気掃除機の塵埃分離集塵装置を模式的に示す縦断面図。

本発明に係る電気掃除機の実施形態について図１から図６を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の外観を示す斜視図である。

図１に示すように、本実施形態に係る電気掃除機１は、いわゆるキャニスタ型の電気掃除機である。電気掃除機１は、被掃除面上を走行可能な掃除機本体２と、掃除機本体２に着脱自在な管部３と、を備える。掃除機本体２と管部３とは、流体的に接続されている。

掃除機本体２は、本体ケース５と、本体ケース５の左右両側方にそれぞれ設けられている一対の車輪６と、本体ケース５の前半部に配置されている着脱自在な塵埃分離集塵装置７と、本体ケース５の後半部に収納されている電動送風機８と、主に電動送風機８を制御する本体制御部９と、電動送風機８へ電力を導く電源コード１１と、を備える。掃除機本体２は、電源コード１１を経て供給される電力で電動送風機８を駆動させて、電動送風機８の駆動によって発生する負圧を管部３に作用させている。電気掃除機１は、管部３を通じて被掃除面から塵埃を含んだ空気（以下、「含塵空気」と呼ぶ。）を吸い込み、含塵空気から塵埃を分離し、分離後の塵埃を捕集し、蓄積するとともに分離後の空気を排気する。

本体ケース５の正面部分には、本体接続口１２が設けられている。本体接続口１２は、掃除機本体２の流体的な入口であり、管部３と塵埃分離集塵装置７とを流体的に接続している。
車輪６は、大径の走行輪であり、掃除機本体２を支えている。
塵埃分離集塵装置７は、掃除機本体２に流れ込む含塵空気から塵埃を分離し、捕集し、蓄積する一方で、塵埃が除去された清浄な空気を電動送風機８へ送る。塵埃分離集塵装置７は、遠心分離方式を採用し、旋回流によって塵埃と空気とを分離する。

電動送風機８は、塵埃分離集塵装置７から空気を吸い込んで負圧（吸込負圧）を発生させる。

本体制御部９は、マイクロプロセッサ（図示省略）、およびマイクロプロセッサが実行する各種演算プログラム、パラメータなどを記憶する記憶装置（図示省略）を備える。記憶装置は、予め設定される複数の運転モードを記憶している。予め設定される複数の運転モードは、管部３で受け付けられる使用者の操作に対応している。それぞれの運転モードには相互に異なる入力値（電動送風機８の入力値）に設定されている。本体制御部９は、管部３で受け付けられる使用者の操作に応じて、その操作内容に対応する任意の運転モードを予め設定される複数の運転モードから択一的に選択して記憶部から読み出し、読み出した運転モードにしたがって電動送風機８を制御する。

電源コード１１は、配線用差込接続器（図示省略、所謂コンセント）から掃除機本体２へ電力を供給する。電源コード１１は自由端部には、差込プラグ１４が設けられている。

管部３は、掃除機本体２から作用する負圧によって、被掃除面から含塵空気を吸い込み掃除機本体２へ案内する。管部３は、掃除機本体２に着脱自在に接続される継手としての接続管１９と、接続管１９に流体的に接続されている集塵ホース２１と、集塵ホース２１に流体的に接続されている手元操作管２２と、手元操作管２２から突出している把持部２３と、把持部２３に設けられている操作部２４と、手元操作管２２に着脱自在に接続されている延長管２５と、延長管２５に着脱自在に接続されている吸込口体２６と、を備える。

接続管１９は、本体接続口１２へ着脱自在な継手であり、本体接続口１２を通じて塵埃分離集塵装置７に流体的に接続されている。

集塵ホース２１は、長尺で可撓な略円筒形状のホースである。集塵ホース２１の一方の端部（ここでは、後方の端部）は、接続管１９に流体的に接続されている。集塵ホース２１は、接続管１９を通じて塵埃分離集塵装置７に流体的に接続されている。

手元操作管２２は、集塵ホース２１と延長管２５とを中継している。手元操作管２２の一方の端部（ここでは、後方の端部）は、集塵ホース２１の他方の端部（ここでは、前方の端部）に流体的に接続されている。手元操作管２２は、集塵ホース２１および接続管１９を通じて塵埃分離集塵装置７に流体的に接続されている。

把持部２３は電気掃除機１を操作するために使用者が手で把持する部分である。把持部２３は、使用者が手で容易に把持できる適宜の形状で手元操作管２２から突出している。

操作部２４は、それぞれの運転モードに対応付けられるスイッチを備える。具体的には、操作部２４は、電動送風機８の運転停止操作に対応付けられている停止スイッチ２４ａと、電動送風機８の運転開始操作に対応付けられている起動スイッチ２４ｂと、を備える。停止スイッチ２４ａおよび起動スイッチ２４ｂは、本体制御部９に電気的に接続されている。電気掃除機１の使用者は、操作部２４を操作して電動送風機８の運転モードを択一的に選択できる。起動スイッチ２４ｂは、電動送風機８の運転中に、運転モードの選択スイッチとしても機能している。この場合、本体制御部９は、起動スイッチ２４ｂから操作信号を受け取る度に運転モードを強→中→弱→強→………の順で切り換える。なお、操作部２４は、起動スイッチ２４ｂに代えて、弱運転スイッチ（図示省略）、中運転スイッチ（図示省略）および強運転スイッチ（図示省略）を個別に備えていても良い。

複数の筒状体を重ね合わせたテレスコピック構造の延長管２５は、伸縮可能な細長略円筒状の管である。延長管２５の一方の端部（ここでは、後方の端部）には、手元操作管２２の他方の端部（ここでは、前方の端部）に着脱自在な継手構造が設けられている。延長管２５は、手元操作管２２、集塵ホース２１および接続管１９を通じて塵埃分離集塵装置７に流体的に接続されている。

吸込口体２６は、木床やカーペットなどの被掃除面上を走行自在あるいは滑走自在であり、走行状態または滑走状態において被掃除面に対向する底面に吸込口２８を有する。また、吸込口体２６は、吸込口２８に配置されている回転自在な回転清掃体２９と、回転清掃体２９を駆動させる電動機３１と、を備える。吸込口体２６の一方の端部（ここでは、後方の端部）は、延長管２５の他方の端部（ここでは、前方の端部）に着脱自在な継手構造を備える。吸込口体２６は、延長管２５、手元操作管２２、集塵ホース２１および接続管１９を通じて塵埃分離集塵装置７に流体的に接続されている。つまり、吸込口体２６、延長管２５、手元操作管２２、集塵ホース２１、接続管１９、および塵埃分離集塵装置７は、電動送風機８から吸込口２８へ至る吸込風路である。

電気掃除機１は、起動スイッチ２４ｂに対する使用者の操作を受け付けると電動送風機８を始動させる。例えば、電気掃除機１は、電動送風機８が停止している状態で起動スイッチ２４ｂに対する操作を受け付けると、先ず電動送風機８を強運転モードで運転し、再び起動スイッチ２４ｂに対する操作を受け付けると電動送風機８を中運転モードで運転し、三度、起動スイッチ２４ｂに対する操作を受け付けると電動送風機８を弱運転モードで運転し、以下同様に繰り返す。強運転モード、中運転モードおよび弱運転モードは、予め設定される複数の運転モードであり、強運転モード、中運転モード、弱運転モードの順に電動送風機８に対する入力値が小さい。始動した電動送風機８は、塵埃分離集塵装置７から空気を排気してその内部を負圧にする。

塵埃分離集塵装置７内の負圧は、本体接続口１２、接続管１９、集塵ホース２１、手元操作管２２、延長管２５、および吸込口体２６を順次に通じて吸込口２８に作用する。電気掃除機１は、吸込口２８に作用した負圧によって、被掃除面上の塵埃を空気とともに吸い込んで被掃除面を掃除する。塵埃分離集塵装置７は、電気掃除機１に吸い込まれた含塵空気から塵埃を分離し、蓄積する一方で、含塵空気から分離した空気を電動送風機８へ送る。電動送風機８は塵埃分離集塵装置７から吸い込んだ空気を掃除機本体２外へ排気する。

次に、塵埃分離集塵装置７について詳細に説明する。
図２は、本発明に係る電気掃除機の塵埃分離集塵装置を模式的に示す縦断面図である。

図２に示すように、本実施形態に係る塵埃分離集塵装置７は、全体で略円柱形状を呈する。塵埃分離集塵装置７は、容器本体３５と、吸込管３６と、第一濾過フィルタ部３７と、隔離部３８と、戻り濾過フィルタ部３９と、回転支持部４１と、蓋壁４２と、吐出管４３と、第二濾過フィルタ部４５と、を備える。

なお、塵埃分離集塵装置７は、掃除機本体２に装着状態における姿勢として円筒形状の容器本体３５の中心線Ｃを垂直方向に向けていても良いし、水平方向に向けていても良く、この他の任意の角度に傾けていても良い。

円筒形状の容器本体３５は、一方の端部に開放端４７、および他方の端部に閉塞端４８を有する。容器本体３５は、含塵空気を塵埃と空気とに遠心分離する分離室５１、および分離された塵埃を蓄積する集塵室５２を仕切る外殻である。

吸込管３６は、容器本体３５の側壁３５ａの開放端４７側に偏倚されて容器本体３５に接続されている。吸込管３６は、塵埃分離集塵装置７の流体的な入口である。吸込管３６は、管部３から塵埃分離集塵装置７へ流入する空気を容器本体３５の内周面の接線方向へ向けて容器本体３５内へ導き、容器本体３５内に旋回流Ｆを発生させる。吸込管３６は側壁３５ａに一体成形されている。なお、吸込管３６は容器本体３５内に旋回流Ｆを発生させる限りにおいて、容器本体３５の中心線Ｃに直交する平面、例えば中心線Ｃが鉛直方向に向いている場合の水平面に対して傾いていても良い。

円筒形状の第一濾過フィルタ部３７は、容器本体３５よりも短い。第一濾過フィルタ部３７の一方の端部（容器本体３５の開放端４７に近い側の端部）は、蓋壁４２に隣接されている。第一濾過フィルタ部３７は、容器本体３５内に収納されて容器本体３５との間に環状の分離室５１を仕切る。第一濾過フィルタ部３７は、塵埃分離集塵装置７の一次フィルタである。分離室５１は、第一濾過フィルタ部３７の外周面と容器本体３５の内周面とを隔てている。分離室５１は、旋回流Ｆを発生させて含塵空気から塵埃と空気とを分離する。第一濾過フィルタ部３７は、電動送風機８の始動直後や停止過渡など分離室５１内の旋回流Ｆが十分に発達していない期間において、また旋回流Ｆが発達した後も当然に、容器本体３５から吐出管４３へ向かう塵埃の流出を防ぐ。

また、第一濾過フィルタ部３７は、側面に大きく開口する円筒形状の保形枠５３と、保形枠５３に設けられる第一濾過フィルタ５５と、を備える。第一濾過フィルタ５５は、保形枠５３を囲むようにして円筒形状に巻き付けられている。

保形枠５３は、第一濾過フィルタ５５を円筒形状に保持している。保形枠５３は、円筒形状の側面に相当する部分に配置される直線状の枠部材５６と、枠部材５６に連結されて円筒形状の両端部それぞれの縁に相当する環状の枠部材５７と、を備える。

隔離部３８の外径形状は、第一濾過フィルタ部３７よりも大きく容器本体３５よりも小さい。隔離部３８は、第一濾過フィルタ部３７の他方の端部（容器本体３５の閉塞端４８に近い側の端部）に隣接されて、互いに隣り合う分離室５１と集塵室５２とを区切る。隔離部３８は開口５８を有する。開口５８は隔離部３８の外周縁と容器本体３５の内周面との隙間５９よりも容器本体３５の中心線Ｃに近く、隙間５９と同様に分離室５１と集塵室５２とを流体的に接続している。集塵室５２は、隔離部３８よりも容器本体３５の底面側の空間であり、分離室５１から隙間５９を通じて流れ込む塵埃を蓄積する。隙間５９は、分離室５１内で発生する旋回流Ｆを塵埃とともに集塵室５２へ導き、開口５８は集塵室５２内に導かれた旋回流Ｆを分離室５１へ戻す。

なお、隔離部３８は、図２中、二点鎖線で示すように容器本体３５の底面へ向けて開放される有底円筒形状を呈していても良い。この場合、二点鎖線で示す隔離部３８は、容器本体３５との間に隙間６１を隔て、容器本体３５の底面との間に隙間６２を隔てる円筒形状の側壁６３を備える。分離室５１、および集塵室５２は隙間５９、６１、６２を通じて流体的に接続されている。隙間６１は、容器本体３５の内周面、隔離部３８の外周面を全周に渡って隔てている。隙間５９、６１、６２は、分離室５１内で発生した旋回流Ｆを塵埃とともに集塵室５２に導く。

戻り濾過フィルタ部３９は、隔離部３８の開口５８に設けられている。戻り濾過フィルタ部３９は、集塵室５２に流れ込んだ糸くずや綿埃などの繊維状の塵埃が分離室５１へ戻らない程度に目の粗いもの、例えばメッシュフィルタで良い。

回転支持部４１は、容器本体３５の中心線Ｃを回転軸として第一濾過フィルタ部３７を回転自在に支持している。回転支持部４１は、容器本体３５の底部に設けられる第一軸芯保持部６５と、吐出管４３に設けられる第二軸芯保持部６６と、第一軸芯保持部６５と第二軸芯保持部６６との間に架け渡される軸芯部６７と、隔離部３８に設けられる第一軸受６８と、第二軸芯保持部６６に設けられる第二軸受６９と、を備える。

第一軸芯保持部６５、および第二軸芯保持部６６は、容器本体３５の中心線Ｃ上に、棒状の軸芯部６７を支えるボスである。

第二軸芯保持部６６は、容器本体３５の中心線Ｃに対して同心で配置されている。第二軸芯保持部６６は、吐出管４３に固定されている。第二軸芯保持部６６は、第二軸受６９を保持する第二軸受保持部７７を備える。

軸芯部６７は、第一軸芯保持部６５と第二軸芯保持部６６との間に架け渡されている。軸芯部６７は、容器本体３５底部の第一軸芯保持部６５から隔離部３８へ到達する第一軸芯半部７２と、第一軸芯半部７２に継がれて第二軸芯保持部６６へ達する第二軸芯半部７３と、を備える。

第一軸芯半部７２は、隔離部３８を支持し、隔離部３８を容器本体３５に対して非回転に固定している。第一軸芯半部７２は、第一軸受６８を保持する第一軸受保持部７６を備えている。

また、第一軸芯半部７２は、集塵室５２内に配置されて分離室５１から集塵室５２へ流れ込み旋回する空気の流れを妨げて渦を生じさせる抵抗体７５を備える。

板形状の抵抗体７５は、第一軸芯半部７２から容器本体の径方向へ突出している。抵抗体７５は、第一軸芯半部７２周囲の空気流を乱し、集塵室５２内の塵埃を第一軸芯半部７２の周囲に滞留させたり、纏わり付かせたりして集塵室５２における塵埃の集積を促進させる。なお、抵抗体７５は、第一軸芯半部７２の他に、容器本体３５の底部に設けられて容器本体３５に一体成形されていても良く、容器本体３５の内周面側に偏倚していても良い。

第二軸芯半部７３は、金属製であり、第一軸受６８、および第二軸受６９を介して第一濾過フィルタ部３７を回転自在に保持している。

第一軸受６８、および第二軸受６９は、潤滑油の含浸されたすべり軸受であり、自己潤滑性を発揮する所謂オイルレスベアリングまたはボールベアリングである。

第二軸受保持部７７は第一濾過フィルタ部３７の一方の端部（容器本体３５の開放端４７に近い側の端部）、かつ第一濾過フィルタ部３７に対して同心に配置されている。

第一濾過フィルタ部３７は、回転支持部４１によって回転自在に支持されているため、分離室５１を旋回する空気の流れ、つまり旋回流Ｆを受けて回転する。旋回流Ｆは、第一濾過フィルタ部３７の外周面に沿って流れる過程や、第一濾過フィルタ５５を通じて第一濾過フィルタ部３７の内側に流れ込む過程で、第一濾過フィルタ部３７に回転力を付与する。

蓋壁４２は容器本体３５の開放端４７を塞いでいる。蓋壁４２は容器本体３５に対して略同心の開口４２ａを有する。開口４２ａは第一濾過フィルタ部３７の内側の空間と吐出管４３とを流体的に接続している。

第一濾過フィルタ部３７と隔離部３８との隣接部分には、塵埃の侵入を防ぐ段状嵌合部７９が設けられる。

第一濾過フィルタ部３７が蓋壁４２に対して相対的に回転するため、蓋壁４２と第一濾過フィルタ部３７との隣接部分には、分離室５１側から第一濾過フィルタ部３７の内側空間への空気の流入を妨げるシール部８１が設けられている。仮に、第一濾過フィルタ部３７と蓋壁４２との微小な隙間に塵埃等が入り込んでしまうと、第一濾過フィルタ部３７は回転を阻害される。そこで、シール部８１は、第一濾過フィルタ部３７と蓋壁４２との微小な隙間における空気の流通、または塵埃の侵入を妨げて第一濾過フィルタ部３７の確実な回転を確保する。シール部８１は、例えば、所謂ラビリンス構造を呈する。

吐出管４３は、容器本体３５の開放端４７を塞ぎ、蓋壁４２を覆い隠す。吐出管４３は、塵埃分離集塵装置７の流体的な出口であり、第一濾過フィルタ部３７、および第二濾過フィルタ部４５を通過する空気を電動送風機８へ送り出す排気風路８２を仕切る。

第二濾過フィルタ部４５は、蓋壁４２の開口４２ａから排気風路８２へ流れ込む空気を濾過する。第二濾過フィルタ部４５は、電動送風機８の始動直後や停止直後など分離室５１の旋回流Ｆが十分に発達していない期間に、第一濾過フィルタ部３７を透過する微細な粒子状の細塵を捕集し、微細な粒子状の細塵が電動送風機８に達することを防ぐ。円盤形状の第二濾過フィルタ部４５は、中心側から放射状に延びる山折り部分と谷折り部分が交互に並ぶプリーツフィルタである。

第一濾過フィルタ部３７、隔離部３８、戻り濾過フィルタ部３９、および回転支持部４１は、蓋壁４２、および吐出管４３に一体化されていて、容器本体３５の開放端４７を通じて取り出し、再度容器本体３５内へ収納できる。

そして、本実施形態に係る電気掃除機１は、第一濾過フィルタ部３７を回転させる動力を発生させるフィルタ用電動機８３と、フィルタ用電動機８３から第一濾過フィルタ部３７へ動力を伝達または遮断して、第一濾過フィルタ部３７を動力で回転させる強制回転状態と、第一濾過フィルタ部３７を分離室５１内で旋回する空気の流れ、つまり旋回流Ｆで回転させる自由回転状態とを切り替える動力伝達遮断機構８５と、を備える。

フィルタ用電動機８３は、掃除機本体２側に内蔵されて、動力伝達遮断機構８５に接続されている。

動力伝達遮断機構８５は、フィルタ用電動機８３から軸芯部６７、より詳しくは第二軸芯半部７３へ動力を伝達している。動力伝達遮断機構８５は、第二軸芯半部７３に設けられる大径の主歯車８６と、主歯車８６に噛み合わされる副歯車８７と、副歯車８７とフィルタ用電動機８３との間で動力の伝達と遮断とを切り替える切替機構８８と、を備える。

主歯車８６は、第二濾過フィルタ部４５の二次側、つまり排気風路８２内に配置されており、塵埃の影響を受けにくい。主歯車８６は、多数の歯を有する外周部と、第二軸芯半部７３に固定される内周部と、内周部から外周部へ向かって放射状に延びる多数の骨材（図示省略）と、を備える。それぞれの骨材の間隔は、第二濾過フィルタ部４５を通過した空気の流通を許可する。

副歯車８７は、排気風路８２内の主歯車８６と掃除機本体２に内蔵されている切替機構８８とを連絡する小径の歯車であり、塵埃分離集塵装置７の内外を貫いている。副歯車８７の一部は、排気風路８２内に達して主歯車８６に噛み合わされている。副歯車の残部は、塵埃分離集塵装置７外に露出しているが、塵埃分離集塵装置７を掃除機本体２に組み合わせると、塵埃分離集塵装置７と掃除機本体２との境界を跨いで掃除機本体２内に侵入し、切替機構８８と連結される。

切替機構８８は、例えばクラッチや、カップリングのように動力の伝達と遮断とを切り替える。

ところで、電気掃除機１の本体制御部９は、電動送風機８の入力を少なくとも大小の二段階、例えば強運転モードまたは弱運転モードに切り替える。一方、第一濾過フィルタ部３７は、分離室５１室内の旋回流Ｆを受けて回転するのであるが、電動送風機８の入力が弱まれば、例えば弱運転モードのような場合には、旋回流Ｆの風量が十分に得られず回転数が低下したり、回転が得られなかったりする虞がある。そこで、本実施形態に係る電気掃除機１の動力伝達遮断機構８５は、電動送風機８への入力が低く容器本体３５内の旋回流が低風量の場合に、強制回転状態へ切り替わり、旋回流Ｆに頼ることなく第一濾過フィルタ部３７をフィルタ用電動機８３の動力で回転させる。

次いで、本発明に係る電気掃除機１の動作について説明する。

ここで、先ず、比較のために、容器本体１０１に対して固定されて回転しない第一濾過フィルタ部１０２を備える従来の電気掃除機１０４について説明する。

図３（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）は、従来の電気掃除機の塵埃分離集塵装置を模式的に示す横断面図である。

図４は、従来の電気掃除機の塵埃分離集塵装置を模式的に示す縦断面図である。

図３（ａ）に示すように、従来の電気掃除機１０４では、塵埃分離集塵装置１０５に第一濾過フィルタ部１０２の外周長を超える長尺な繊維状の塵埃ｆｉが旋回流Ｆによって流れ込むと、塵埃ｆｉの一方の端部が濾過フィルタ１０６に突き刺さるようにして付着する場合がある。そして、従来の電気掃除機１０４では、第一濾過フィルタ部１０２が回転しないため、図３（ｂ）に示すように、一方の端部を濾過フィルタ１０６に付着させた繊維状の塵埃ｆｉが、旋回流Ｆに流されるまま濾過フィルタ１０６に巻き付き始める。

ついには、図３（ｃ）、および図４に示すように、従来の電気掃除機１０４では、繊維状の塵埃ｆｉが濾過フィルタ１０６に巻き付いて、容易には解きほどけなくなる。

図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）は、本発明に係る電気掃除機の塵埃分離集塵装置を模式的に示す横断面図である。

図６は、本発明に係る電気掃除機の塵埃分離集塵装置を模式的に示す縦断面図である。

図５（ａ）に示すように、本実施形態に係る電気掃除機１でも、塵埃分離集塵装置７に第一濾過フィルタ部３７の外周長を超える長尺な繊維状の塵埃ｆｉが旋回流Ｆによって流れ込むと、塵埃ｆｉの一方の端部が第一濾過フィルタ５５に突き刺さるようにして付着する場合がある。

そして、図５（ｂ）に示すように、電気掃除機１でも、一方の端部を第一濾過フィルタ５５に付着させた繊維状の塵埃ｆｉが、旋回流Ｆに流されるまま第一濾過フィルタ５５に巻き付き始める。しかし、電気掃除機１では、旋回流Ｆに随伴させて、またはフィルタ用電動機８３の動力によって第一濾過フィルタ部３７が回転する（図５中、実線矢Ｒ）ため、第一濾過フィルタ５５が付着した繊維状の塵埃ｆｉとともに回転し、旋回流Ｆに流される塵埃ｆｉと第一濾過フィルタ５５との相対的な速度差が従来の電気掃除機１０４に比べて小さくなり、塵埃ｆｉが第一濾過フィルタ５５に巻き付くまでには分離室５１内でより長時間、より長距離、流されることになる。

塵埃ｆｉ、および第一濾過フィルタ部３７の回転が継続している最中、旋回流Ｆの僅かな乱れなどを切っ掛けにして、図５（ｃ）に示すように、塵埃ｆｉの一方の端部が第一濾過フィルタ５５から離脱、または脱落する。本実施形態に係る電気掃除機１は、従来の電気掃除機１０４に比べて、塵埃ｆｉと第一濾過フィルタ５５との相対的な速度差が小さく、塵埃ｆｉが第一濾過フィルタ５５に巻き付くまでにより長時間、より長距離の余裕がある。このため、電気掃除機１では、旋回流Ｆの僅かな乱れなどの切っ掛けにより多数回遭遇することが可能になり、塵埃ｆｉが第一濾過フィルタ５５から離脱、または脱落する機会が相当程度に高まる。

ついには、図５（ｄ）に示すように、繊維状の塵埃ｆｉが第一濾過フィルタ５５から離脱、脱落して、図６に示すように、集塵室５２に蓄積される。

ところで、旋回流Ｆは、１周する毎に吸込管３６から分離室５１に流れ込む新規の含塵空気に合流しつつ、容器本体３５の中心線Ｃ方向、換言すると第一濾過フィルタ５５へ近づく方向へと風向を変える。風向を変えた旋回流Ｆの一部は第一濾過フィルタ５５を通過し、塵埃分離集塵装置７外へと導かれる。

この過程において、従来の電気掃除機１０４の場合、回転しない濾過フィルタ１０６を備えているため、風向を変えた旋回流Ｆの一部が濾過フィルタ１０６の略定位置を通過し続けることになる。そうすると、濾過フィルタ１０６の当該箇所には徐々に塵埃が付着し、やがて目詰まってしまう。濾過フィルタ１０６のある箇所に目詰まりが起これば、目詰まり箇所の流速が低下し、範囲が広がって、ついには濾過フィルタ１０６全体の目詰まりを誘発する。

他方、本実施形態に係る電気掃除機１では、第一濾過フィルタ５５を旋回流Ｆにともなわせて、またはフィルタ用電動機８３の動力によって回転させるため、風向を変えた旋回流Ｆの一部が第一濾過フィルタ５５の定位置を通過し続けることがなく、通過箇所が全周に渡って広く分散する。したがって、電気掃除機１は、第一濾過フィルタ５５のある狭い範囲で目詰まりが起きにくく、通気性を維持し易く、ひいては第一濾過フィルタ５５全体の通気性を維持し易い。

このように、本実施形態に係る電気掃除機１は、容器本体３５内に回転自在な第一濾過フィルタ部３７を備えるため、分離室５１内を旋回する塵埃、特に繊維状の塵埃が第一濾過フィルタ部３７に巻き付くことを防ぐ。特に、電気掃除機１は、旋回流Ｆによって回転させる部位を第一濾過フィルタ部３７に絞り込むことによって、第一濾過フィルタ部３７の回転速度を得やすく、旋回流Ｆに対する第一濾過フィルタ部３７の相対的な速度差を大幅に減少させて繊維状の塵埃が第一濾過フィルタ部３７に巻き付くことを防ぐ。しかも、電気掃除機１は、旋回流Ｆによって回転させる部位を第一濾過フィルタ部３７に絞り込むことによって、電気掃除機１の始動時、早急に第一濾過フィルタ部３７の回転と旋回流Ｆとの同期を図りやすく、始動過渡時にも、旋回流Ｆに対する第一濾過フィルタ部３７の相対的な速度差を大幅に減少させて繊維状の塵埃が第一濾過フィルタ部３７に巻き付くことを防ぐ。

また、本実施形態に係る電気掃除機１は、容器本体３５内に生じる旋回流Ｆの風量が弱く、旋回流Ｆでは第一濾過フィルタ部３７を十分な回転数で回転させることが難しくても、フィルタ用電動機８３の動力によって、第一濾過フィルタ部３７を回転させて、旋回流Ｆに対する第一濾過フィルタ部３７の相対的な速度差を大幅に減少させて繊維状の塵埃が第一濾過フィルタ部３７に巻き付くことを防ぐ。

さらに、本実施形態に係る電気掃除機１は、動力伝達遮断機構８５によって、第一濾過フィルタ部３７の動力を旋回流Ｆから得ることもできるし、フィルタ用電動機８３の動力から得ることもできる。これによって、電気掃除機１は、電動送風機８への入力が下がる弱運転モードであっても、第一濾過フィルタ部３７を回転させて、旋回流Ｆに対する第一濾過フィルタ部３７の相対的な速度差を大幅に減少させて繊維状の塵埃が第一濾過フィルタ部３７に巻き付くことを防ぐ。

したがって、本実施形態に係る電気掃除機１によれば、円筒形状の容器本体３５の内部にある円筒形状の第一濾過フィルタ５５に繊維状の塵埃が巻き付きにくい電気掃除機１を提案できる。

なお、本実施形態に係る電気掃除機１は、キャニスタ型のものに限らず、アップライト型、スティック型、あるいはハンディ型などのものであってもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 電気掃除機
２ 掃除機本体
３ 管部
５ 本体ケース
６ 車輪
７ 塵埃分離集塵装置
８ 電動送風機
９ 本体制御部
１１ 電源コード
１２ 本体接続口
１４ 差込プラグ
１９ 接続管
２１ 集塵ホース
２２ 手元操作管
２３ 把持部
２４ 操作部
２４ａ 停止スイッチ
２４ｂ 起動スイッチ
２５ 延長管
２６ 吸込口体
２８ 吸込口
２９ 回転清掃体
３１ 電動機
３５ 容器本体
３５ａ 側壁
３６ 吸込管
３７ 第一濾過フィルタ部
３８ 隔離部
３９ 戻り濾過フィルタ部
４１ 回転支持部
４２ 蓋壁
４２ａ 開口
４３ 吐出管
４５ 第二濾過フィルタ部
４７ 開放端
４８ 閉塞端
５１ 分離室
５２ 集塵室
５３ 保形枠
５５ 第一濾過フィルタ
５６ 枠部材
５７ 枠部材
５８ 開口
５９、６１、６２ 隙間
６３ 側壁
６５ 第一軸芯保持部
６６ 第二軸芯保持部
６７ 軸芯部
６８ 第一軸受
６９ 第二軸受
７２ 第一軸芯半部
７３ 第二軸芯半部
７６ 第一軸受保持部
７７ 第二軸受保持部
７５ 抵抗体
７９ 段状嵌合部
８１ シール部
８２ 排気風路
８３ フィルタ用電動機
８５ 動力伝達遮断機構
８６ 主歯車
８７ 副歯車
８８ 切替機構
１０１ 容器本体
１０２ 第一濾過フィルタ部
１０４ 電気掃除機
１０５ 塵埃分離集塵装置
１０６ 濾過フィルタ

Claims (2)

1. 円筒形状の容器本体と、
   前記容器本体内に収納されて前記容器本体との間に環状の分離室を仕切る、前記容器本体よりも短い円筒形状の濾過フィルタ部と、
   前記濾過フィルタ部の一方の端部に隣接されて互いに隣り合う前記分離室と集塵室とを区切る、前記濾過フィルタ部よりも大きく前記容器本体よりも小さい外径形状の隔離部と、
   前記容器本体の中心線を回転軸として前記濾過フィルタ部を回転自在に支持する回転支持部と、
   前記濾過フィルタ部を回転させる動力を発生させる電動機と、
   前記電動機から前記濾過フィルタ部へ前記動力を伝達または遮断して、前記濾過フィルタ部を前記動力で回転させる強制回転状態と、前記濾過フィルタ部を前記分離室内で旋回する空気の流れで回転させる自由回転状態とを切り替える動力伝達遮断機構と、を備える電気掃除機。
2. 前記容器本体内から空気を吸い込み負圧を生じさせる電動送風機と、
   前記電動送風機の入力を少なくとも大小の二段階に切り替える制御部と、を備え、
   前記動力伝達遮断機構は、前記電動送風への入力が低く前記容器本体内の旋回流が低風量の場合に、前記強制回転状態へ切り替わる請求項１に記載の電気掃除機。

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