JP5901454B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、サイクロン式集塵部を備えた電気掃除機に関する。

従来より、吸い込まれた空気を集塵容器内で旋回させることにより、塵埃を遠心分離するサイクロン式電気掃除機が知られている。集塵容器内には、遠心分離された後の塵埃が集積されるが、所定量以上の塵埃が堆積した状態で使用された場合、吸引力の低下や、吸気を行う電動送風機の異常温度上昇を引き起こす恐れがある。そのため、サイクロン式電気掃除機では、例えば発光部及び受光部を有する光学式センサーにより、集塵容器内の集塵量を検知する手段が提案されている。

このようなものにおいて、光学式センサーは、集塵容器が満杯であることを検知するための上限位置に配置され、発光部から照射された光が受光部で受光されたか否かを検知することにより、集塵容器の塵埃が上限位置に到達したか否かが判断されるようになっている。そして、前記集塵容器内の塵埃が上限位置に到達したか否かを精度良く検知するために、前記集塵容器内の塵埃の旋回を防止する遮蔽部材を設けたり（例えば、特許文献１参照）、逆に塵埃を回転させる塵埃回転手段を設けたもの（例えば、特許文献２参照）がある。

特許第３７２９７２６号公報（図１〜図３） 特許第４７６７９２８号公報（図２〜図４）

しかしながら、集塵容器内の塵埃が上限位置に到達したか否かを精度良く検知できるようにするために、遮蔽部材を設けたり（特許文献１）、塵埃回転手段を設けたもの（特許文献２）にあっては、別部品が必要となる。このため、製品のコストアップになっていた。また、集塵容器内を清掃する場合、遮蔽部材や塵埃回転手段などの別部品を取り外して清掃する必要があった。

また、特許文献２の電気掃除機においては、集塵動作実行中は、集塵容器内に空気の旋回が生じるため、塵埃回転手段の回転抵抗が増大してしまう。そのため、検知する時期は集塵動作の開始前、あるいは終了後に限定されてしまうという難点があった。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、遮蔽部材や塵埃回転手段等の特別な部品が不要で、かつ集塵容器内の集塵量を検知する時期が限定されることのない電気掃除機を提供することを目的としている。

本発明に係る電気掃除機は、吸い込まれた含塵空気を側壁に沿って旋回させることにより、含塵空気から塵埃を分離する旋回室、及び旋回室で分離された塵埃が捕集される集塵容器を備えたサイクロン分離装置と、サイクロン分離装置の内部に所定の気流を発生させるための送風機と、集塵容器に捕集された集塵量を検知する集塵量検知手段と、を備えた電気掃除機において、集塵容器に、捕集される塵埃の嵩が異なる複数の集塵室を設け、複数の集塵室のうち、比較的嵩の大きな塵埃を集塵する第１の集塵室には、透明な溝状の膨出部を設け、集塵量検知手段は、前記溝状の膨出部を挟む両側に配置された発光部と受光部とを有し、前記発光部が発する光を受光する前記受光部の受光量により集塵量を検知するものである。

本発明に係る電気掃除機においては、集塵容器として、捕集される塵埃の嵩が異なる複数の集塵室を設け、複数の集塵室のうち、比較的嵩の大きな塵埃を集塵する第１の集塵室には透明な溝状の膨出部を設け、集塵量検知手段は、前記溝状の膨出部を挟む両側に配置された発光部と受光部とを有し、発光部が発する光を受光する受光部の受光量により集塵量を検知するようにしているので、遮蔽部材や塵埃回転手段を設ける必要がなく、安定して塵埃の有無を検知することが可能となる。
また集塵量を検知する時期も集塵動作の開始前後に限定されることなく、集塵動作中でも検知が可能となる。

本発明の実施形態１に係る電気掃除機の外観を示す斜視図である。 本発明の実施形態１に係る電気掃除機の掃除機本体を示す平面図である。 本発明の実施形態１に係る電気掃除機の収容ユニットを示す平面図である。 図３のＡ−Ａ矢視断面図である。 図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。 本発明の実施形態１に係る電気掃除機の集塵ユニットを示す斜視図である。 本発明の実施形態１に係る電気掃除機の集塵ユニットを示す側面図である。 本発明の実施形態１に係る電気掃除機の集塵ユニットを示す平面図である。 図８のＣ−Ｃ矢視断面図である。 図８のＤ−Ｄ矢視断面図である。 図９のＥ−Ｅ矢視断面図である。 図９のＦ−Ｆ矢視断面図である。 図９のＧ−Ｇ矢視断面図である。 本発明の実施形態１に係る電気掃除機の集塵ユニットの分解斜視図である。 本発明の実施形態１に係る電気掃除機の集塵ユニットのバイパス部ケースを示す平面図である。 本発明の実施形態１に係る電気掃除機の集塵ユニットの流入部ケースを示す平面図である。 図２のＨ−Ｈ矢視断面図である。 図２のＪ−Ｊ矢視断面図である。 本発明の実施形態２に係る電気掃除機の集塵ユニットを示す斜視図である。 本発明の実施形態３に係る電気掃除機の収容ユニットを示す図４相当のＡ−Ａ矢視断面図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の詳細について説明する。なお、各図において、同一又は相当する部分には、同一の符号を付し、説明を適宜簡略化あるいは省略する。

実施形態１．
本発明の実施形態１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１の電気掃除機１は、その要部が、吸込口体２、吸引パイプ３、接続パイプ４、サクションホース５、掃除機本体６から構成される。

吸込口体２は、下向きに形成された開口から、床面上の塵埃（塵埃）を空気と一緒に吸い込むためのものである。吸込口体２は、長手方向中央部に、排気のための接続部を備えている。

吸引パイプ３は、円筒状を呈する真直ぐな部材からなる。吸引パイプ３の一側（吸気側）の端部は、吸込口体２の接続部に接続される。

接続パイプ４は、途中で折れ曲がった円筒状の部材からなる。接続パイプ４の一側（吸気側）の端部は、吸引パイプ３の他端部に接続される。接続パイプ４には、取っ手７が設けられている。取っ手７は、掃除をする人が持って操作するためのものである。取っ手７には、電気掃除機１の運転を制御するための操作スイッチ８が設けられている。

サクションホース５は、可撓性を備えた蛇腹状を呈する部材からなる。サクションホース５の一側（吸気側）の端部は、接続パイプ４の他端部に接続される。

掃除機本体６は、塵埃を含む空気（含塵空気）から塵埃を分離し、塵埃が取り除かれた空気（清浄空気）を排出する（例えば、室内に戻す）ためのものである。掃除機本体６には、前側端部に、ホース接続口９が形成されている。サクションホース５の他端部は、掃除機本体６のホース接続口９に接続される。

掃除機本体６は、電動送風機１０（図３参照）、電源コード１１を備えている。電源コード１１は、掃除機本体６内部のコードリール部（図示せず）に巻き付けられている。電源コード１１が外部電源に接続されることにより、電動送風機１０等の内部機器が通電される。電動送風機１０は、通電によって駆動し、操作スイッチ８に対する操作に応じて所定の吸引動作を行う。

吸込口体２、吸引パイプ３、接続パイプ４、サクションホース５は、内部が一続きに形成されている。電動送風機１０が吸引動作を行うと、床面上の塵埃が空気と一緒に吸込口体２に吸い込まれる。吸込口体２に吸い込まれた含塵空気は、吸込口体２、吸引パイプ３、接続パイプ４、サクションホース５の各内部を通って、掃除機本体６に送られる。このように、吸込口体２、吸引パイプ３、接続パイプ４、サクションホース５は、外部から掃除機本体６の内部に含塵空気を流入させるための風路を形成する。

掃除機本体６は、収容ユニット１２とサイクロン分離装置である集塵ユニット１３とを備えている。収容ユニット１２には、集塵ユニット１３以外の各種機器が収容されている。集塵ユニット１３は、収容ユニット１２に着脱自在に設けられている。

図２は本発明の実施形態１に係る電気掃除機の掃除機本体を示す平面図である。図３は本発明の実施形態１に係る電気掃除機の収容ユニットを示す平面図であり、集塵ユニットが取り外された状態を示している。図４は図３のＡ−Ａ矢視断面図である。図５は図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。

収容ユニット１２は、図２乃至図５に示すように、前述したものの他、収容体１４、収容体１５、吸気風路形成部１６、排気風路形成部１７、及び車輪１８を備えている。

収容体１４は、前方及び上方が開口する箱状を呈する部材（例えば、成型品）からなる。電動送風機１０やコードリール部は、収容体１４に収容されている。収容体１４は、図４に示す通り、後側端部から前側寄りの所定位置までの部分は、後方が高く、前方が低くなるように、その上面が斜めに形成されている。収容体１４は、前記所定位置よりも前側の部分は、後方が低く、前方が高くなるように、その上面が斜めに形成されている。

収容体１５は、収容体１４に形成された前記開口を塞ぐように、収容体１４に設けられる。収容体１４は、前側端部近傍の上面が斜め後方を向き、他の部分の上面が斜め前方を向く。このため、収容体１５は、収容体１４の上面の形状に合わせて、その一部が、側方から見てＬ字状を呈するように形成される。収容体１５の前記Ｌ字状の部分は、その上方に、収容部１５ａを形成する。収容部１５ａは、集塵ユニット１３を収容するための空間からなる。集塵ユニット１３が収容ユニット１２に適切に取り付けられると、集塵ユニット１３は、その要部が、収容部１５ａ内、即ち収容体１５（収容ユニット１２）の上方に配置される。

収容体１５には、集塵ユニット１３の透明部材で構成された後述する溝状の膨出部７５（図９）が収まる凹部７０が形成されており、凹部７０の対向する位置に、それぞれ赤外線センサーの発光部７１と受光部７２が配置されている。発光部７１及び受光部７２は、集塵ユニット１３内の集塵が満杯になったことを検知する上限位置に対応する位置に配置されている。

吸気風路形成部１６は、掃除機本体６において、含塵空気を集塵ユニット１３に導くための吸気風路１９を形成する。吸気風路形成部１６は、一端が、掃除機本体６の前面で開口する。吸気風路形成部１６は、収容体１４の内部空間を通過し、他端が、収容ユニット１２の上面（収容体１５）で開口する。吸気風路形成部１６の前記一端は、ホース接続口９を形成する。吸気風路形成部１６の前記他端は、集塵ユニット１３との接続口２０を形成する。接続口２０は、収容ユニット１２の上面において、後側端部寄り及び一側寄りに配置される。

集塵ユニット１３は、含塵空気から塵埃を分離し、分離した塵埃を一時的に溜めておくためのものである。集塵ユニット１３は、内部で含塵空気を旋回させることにより、遠心力によって塵埃を空気から分離する。即ち、集塵ユニット１３は、サイクロン分離機能を有している。集塵ユニット１３の具体的な構成及び機能については後述する。

排気風路形成部１７は、掃除機本体６において、集塵ユニット１３から排出された空気（集塵ユニット１３において塵埃が取り除かれた清浄空気）を、排気口（図示せず）に導くための排気風路２１を形成する。排気風路形成部１７は、一端が、収容ユニット１２の上面（収容体１５）で開口する。排気風路形成部１７は、収容体１４の内部空間を通過し、他端が、収容ユニット１２の外側に向けて開口する。排気風路形成部１７の前記一端は、集塵ユニット１３との接続口２２を形成する。排気風路形成部１７の前記他端は、排気口を形成する。接続口２２は、収容ユニット１２の上面において、後側端部寄りの中央に配置される。

電動送風機１０は、電気掃除機１に形成された風路（掃除機本体６の内部に含塵空気を流入させるための風路、つまり吸気風路１９、後述する集塵ユニット１３内の風路、排気風路２１）に、気流を発生させるためのものである。電動送風機１０は、収容ユニット１２の後側端部寄りの所定の位置において、排気風路２１内に配置される。

電動送風機１０が吸引動作を開始すると、電気掃除機１に形成された各風路に、気流（吸引風）が発生する。吸込口体２に吸い込まれた含塵空気は、ホース接続口９から掃除機本体６の内部に取り込まれる。掃除機本体６の内部に流入した含塵空気は、吸気風路１９を経て、接続口２０から集塵ユニット１３に送られる。集塵ユニット１３の内部に発生する気流については、後述する。集塵ユニット１３から排出された空気（清浄空気）は、排気風路２１に流入し、排気風路２１内において電動送風機１０を通過する。電動送風機１０を通過した空気は、排気風路２１を更に進み、排気口から掃除機本体６（電気掃除機１）の外部に排出される。

次に、集塵ユニット１３について詳細に説明する。
図６は本発明の実施形態１に係る電気掃除機の集塵ユニットを示す斜視図である。図７は本発明の実施形態１に係る電気掃除機の集塵ユニットを示す側面図である。図８は本発明の実施形態１に係る電気掃除機の集塵ユニットを示す平面図である。図９は図８のＣ−Ｃ矢視断面図である。図１０は図８のＤ−Ｄ矢視断面図である。図１１は図９のＥ−Ｅ矢視断面図である。図１２は図９のＦ−Ｆ矢視断面図である。図１３は図９のＧ−Ｇ矢視断面図である。図１４は本発明の実施形態１に係る電気掃除機の集塵ユニットの分解斜視図である。

集塵ユニット１３は、図６乃至図１６に示すように、全体として、略円筒状を呈している。集塵ユニット１３は、排出部ケース２３、バイパス部ケース２４、流入部ケース２５、集塵部ケース２６から構成される。

図１５は本発明の実施形態１に係る電気掃除機の集塵ユニットのバイパス部ケースを示す平面図である。図１６は本発明の実施形態１に係る電気掃除機の集塵ユニットの流入部ケースを示す平面図である。
以下の図６乃至図１６を用いて説明する集塵ユニット１３に関しては、図７に示す向きを基準に、上下を特定する。

排出部ケース２３、バイパス部ケース２４、流入部ケース２５、集塵部ケース２６は、例えば、成型品からなる。排出部ケース２３、バイパス部ケース２４、流入部ケース２５、集塵部ケース２６は、所定の操作（例えば、ロック機構に対する操作等）により、図１４に示す状態に分解したり、図６に示す状態に組み立てたりすることができるように構成されている。また、図６に示す状態から、集塵部ケース２６のみを取り外すこともできる。

符号２３乃至２６に示すケースの何れか、或いは、複数が適切に配置されることにより、集塵ユニット１３には、図９及び図１０のように流入風路２７、バイパス流入風路２８、旋回室２９、０次集塵室３０、一次集塵室３１、流出風路３２が形成される。

流入部ケース２５は、図１０及び図１６のように円筒部３３、円錐部３４、流入管３５、バイパス風路形成部３６、接続部３７を備えている。

円筒部３３は、中空の円筒状を呈する。円筒部３３は、中心軸が上下方向を向くように配置される。円錐部３４は、先端部が切り取られた中空の円錐状を呈する。円錐部３４は、中心軸が円筒部３３の中心軸と一致するように、上下方向に配置される。円錐部３４は、上端部が円筒部３３の下端部に接続され、下方に向かうに従って径が小さくなるように、円筒部３３の下端部から下方に延びるように設けられる。このため、円錐部３４の下端部は、下方（中心軸方向）を向いて開口する。円錐部３４の下端部に形成されたこの開口が、一次開口３８である。

円筒部３３の内部空間と円錐部３４の内部空間とからなる一続きの空間は、旋回室２９を構成する。旋回室２９は、含塵空気を旋回させるための空間である。

流入管３５は、吸気風路１９を通過してきた含塵空気を、円筒部３３の内部（旋回室２９）に導くためのものである。流入管３５の内部空間は、流入風路２７を形成する。流入風路２７は、吸気風路１９から旋回室２９に含塵空気を流入させるための風路の一つである。

流入管３５は、例えば、四角筒状を呈し、円筒部３３に接続される。流入管３５は、一端が外側を向いて開口し、他端が円筒部３３の内部に開口する。流入管３５の前記一端は、集塵ユニット１３に含塵空気を取り込むためのユニット流入口３９を形成する。流入管３５の前記他端は、流入風路２７を通過してきた含塵空気を円筒部３３の内部（旋回室２９）に取り込むための主流入口４０を形成する。

流入管３５は、円筒部３３の上部に接続される。このため、主流入口４０は、円筒部３３の上部（旋回室２９を形成する側壁の最上部）に形成される。流入管３５は、一直線状を呈する部材からなる。流入管３５は、その軸が、円筒部３３の中心軸に対して直角をなし、且つ図１１、図１２及び図１６に示すように、円筒部３３の接線方向に配置される。

流入管３５には、その上面に、内部空間（流入風路２７）に通じる四角形状の開口が形成される。流入風路２７を形成する上壁に設けられたこの開口が、バイパス流入口４１である。バイパス流入口４１は、流入風路２７内の含塵空気の一部を、バイパス流入風路２８に取り込むための開口である。本集塵ユニット１３には、吸気風路１９から旋回室２９に含塵空気を流入させるための風路として、前記流入風路２７の他に、バイパス流入風路２８が設けられている。

バイパス流入風路２８は、図６に示す排出部ケース２３、バイパス部ケース２４、流入部ケース２５の各一部により形成される。バイパス流入口４１を介して吸気風路１９から排出された（即ち、バイパス流入風路２８に流入した）含塵空気は、バイパス流入風路２８を通過した後、副流入口４２から、円筒部３３の内部（旋回室２９）に取り込まれる。

バイパス風路形成部３６は、図１０に示すように、円筒部３３の上部に、円筒部３３の周囲を囲むように設けられる。なお、バイパス風路形成部３６は、その上面に、バイパス部ケース２４が密着するように載せられる。このため、バイパス風路形成部３６の上面は、平らに形成される。また、バイパス風路形成部３６の上面には、その縁部に、バイパス部ケース２４の取付向きを決定するための立ち上がり部４３が設けられている。

バイパス風路形成部３６には、図１２に示すように、上方に開口する３本の溝４４が設けられている。溝４４は、円筒部３３の外側に、円筒部３３の外周面に沿うように形成される。溝４４は、一端側が、旋回室２９内の含塵空気が旋回する方向（旋回方向）に向かうに従って円筒部３３に接近するように形成される。溝４４の一端は、円筒部３３の内部に開口する。

バイパス風路形成部３６は、バイパス部ケース２４が載せられて溝４４の上方が閉じられることにより、バイパス流入風路２８の一部（後半部）を形成する。また、溝４４の一端の開口は、バイパス部ケース２４がバイパス風路形成部３６に載せられて上方が閉じられることにより、副流入口４２を形成する。本実施形態では、図１２に示すように、３本の溝４４が形成されているため、旋回室２９を形成する側壁には、３つの副流入口４２が設けられる。

副流入口４２は、主流入口４０と同様に、円筒部３３の上部（旋回室２９を形成する側壁の最上部）に形成される。例えば、副流入口４２は、図１０に示すように、主流入口４０と同じ高さに配置される。副流入口４２は、その合計の開口面積が、主流入口４０の開口面積よりも小さくなるように形成される。また、溝４４の一端側は、バイパス流入風路２８からの含塵空気が、円筒部３３の内部にその接線方向から流入するように、円筒部３３に対して斜めに接続される。

接続部３７は、図１０に示すように、円筒部３３から外側に突出するように設けられる。接続部３７は、全体としてリング状を呈している。接続部３７は、円筒部３３のほぼ中間の高さに配置される。

集塵部ケース２６は、図９及び図１０に示すように、底部４５、外壁部４６、隔壁部４７を備えている。底部４５は、全体として円形を呈する。外壁部４６は、円筒部３３よりも大きな径の円筒状を呈する。外壁部４６は、底部４５の縁部から直立するように設けられる。即ち、外壁部４６と底部４５とにより、一方（下方）が閉じた円筒状の部材が形成される。隔壁部４７は、円筒部３３よりも小さな径の円筒状を呈する。隔壁部４７は、外壁部４６の内側に配置され、底部４５の上面から直立するように設けられる。このため、集塵部ケース２６には、その内部に、隔壁部４７によって区切られた２つの空間が形成される。

円錐部３４が隔壁部４７の内側の空間に上方から挿入されるように集塵部ケース２６が配置されると、隔壁部４７の上端部が、円錐部３４の外周面（或いは、外周面に設けられた部材）に下方から接触する。隔壁部４７の内側に形成された空間のうち、円錐部３４を除く部分が、一次集塵室３１を形成する。一次集塵室３１は、一次開口３８を介して旋回室２９に通じている。旋回室２９において含塵空気から分離された塵埃の一部は、一次開口３８を通って一次集塵室３１に落下し、捕集される。一次集塵室３１は、円錐部３４（旋回室２９の下部）の下方を覆い、その周囲を取り囲むように配置される。

円錐部３４が隔壁部４７の内側の空間に上方から挿入されるように集塵部ケース２６が配置されると、外壁部４６の上端部が、接続部３７の縁部に下方から接触する。外壁部４６と隔壁部４７との間、並びに、外壁部４６と円筒部３３及び円錐部３４の各一部との間に形成された、円筒状を呈する一続きの空間が、０次集塵室３０を形成する。この一続きの空間は、上方が接続部３７により、下方が底部４５により塞がれる。０次集塵室３０は、円筒部３３の下部及び円錐部３４（即ち、旋回室２９の大部分）の周囲を取り囲み、更に、一次集塵室３１の周囲も取り囲むように配置される。

０次開口４８は、図９及び図１３に示すように、旋回室２９を形成する側壁に設けられる。旋回室２９は、０次開口４８を介して０次集塵室３０に通じている。０次開口４８は、主流入口４０（図１０）及び副流入口４２よりも低い位置（下流側）で、一次開口３８よりも高い位置（上流側）に形成される。例えば、０次開口４８は、円筒部３３の下端部から円錐部３４の上端部にかけて設けられ、接続部３７よりも低い位置に配置される。０次開口４８は、０次集塵室３０の最上部近傍に配置される。このため、０次集塵室３０は、０次開口４８から下方に延びるように設けられる。

バイパス部ケース２４は、図９、図１０、図１４及び図１５に示すように、底部４９、側壁部５０、排出部５１を備えている。既述したように、バイパス部ケース２４は、バイパス風路形成部３６の上部に、上方から密着するように載せられる。底部４９は、板状を呈し、その外形が、立ち上がり部４３の内側の面に沿う形状を呈している。

バイパス部ケース２４が流入部ケース２５に対して適切に配置されると、図１０に示すように、底部４９は、円筒部３３の上方を塞ぐように配置される。即ち、旋回室２９の上壁は、底部４９によって形成される。また、底部４９は、バイパス部ケース２４が流入部ケース２５に対して適切に配置されると、溝４４の上方を塞ぐように配置される。即ち、バイパス流入風路２８の後半部の上壁及び副流入口４２の上縁は、底部４９によって形成される。

側壁部５０は、底部４９から直立するように設けられる。側壁部５０は、図１５に示すように、底部４９上の（旋回室２９の中心軸方向から見て）Ｃ字状の空間を取り囲むように、一続きに形成される。なお、バイパス部ケース２４には、図９及び図１０に示すように、排出部ケース２３が上方から被せられる。下方が底部４９により、側方が側壁部５０により囲まれた前記Ｃ字状の空間は、排出部ケース２３がバイパス部ケース２４に載せられて上方が閉じられることにより、バイパス流入風路２８の一部（前半部）を形成する。

底部４９には、第１バイパス開口５２と、第２バイパス開口５３とが形成される。第１バイパス開口５２及び第２バイパス開口５３は、底部４９のうち、側壁部５０によって囲まれた部分に設けられる。

第１バイパス開口５２は、流入風路２７内の含塵空気（即ち、バイパス流入口４１を通過した含塵空気）を、前記Ｃ字状の空間（バイパス流入風路２８の前半部）に取り込むための開口である。第１バイパス開口５２は、例えば、バイパス流入口４１（図１６）と同じ形状に形成される。第１バイパス開口５２は、バイパス部ケース２４が流入部ケース２５に適切に取り付けられると、旋回室２９の中心軸方向から見て、バイパス流入口４１と同じ位置に配置される。即ち、第１バイパス開口５２は、バイパス流入口４１の直上部に配置される。

第２バイパス開口５３は、前記Ｃ字状の空間内の含塵空気を、バイパス流入風路２８の後半部に取り込むための開口である。第２バイパス開口５３は、例えば、副流入口４２（図１６）と同じ数だけ設けられる。本実施形態では、３つの副流入口４２（３本の溝４４）が備えられている。このため、底部４９には、各副流入口４２（各溝４４）に対応して、３つの第２バイパス開口５３が形成される。第２バイパス開口５３は、バイパス部ケース２４が流入部ケース２５に適切に取り付けられると、溝４４の他端部（副流入口４２が形成される側とは反対側の端部）の直上部に配置される。

排出部５１は、旋回室２９内の空気を旋回室２９の外に排出するためのものである。排出部５１の内部空間は、図９に示すように、旋回室２９内の空気を集塵ユニット１３の外に流出させるための流出風路３２の一部（前半部）を形成する。

排出部５１は、底部４９の中央部に設けられる。排出部５１は、底部４９を貫通し（底部４９の上面側で開口し）、底部４９から下方に突出する。バイパス部ケース２４が流入部ケース２５に適切に取り付けられると、排出部５１は、旋回室２９の上壁から、旋回室２９の内部に突出するように配置される。

排出部５１は、所定の中間位置よりも上方の部分が円筒状を呈する。排出部５１の前記中間位置よりも下方の部分は、下方に向かうに従って径が小さくなる中空の円錐状を呈する。排出部５１は、中心軸が円筒部３３の中心軸と一致するように、上下方向に配置される。このため、旋回室２９、０次集塵室３０、一次集塵室３１、排出部５１の内部空間（流出風路３２の前半部）は、集塵ユニット１３内でほぼ同心状に配置される。排出部５１の下端は、例えば、０次開口４８の一部（上部）と同じ高さに配置される。

排出部５１には、多数の微細孔が設けられている。この微細孔は、旋回室２９内の空気を旋回室２９の外に排出する（流出風路３２に取り込む）ための排出口５４を形成する。排出口５４は、０次開口４８よりも上方位置に設けられる。排出口５４は、主流入口４０や副流入口４２と同じ高さにも配置される。但し、図１０に示すように、排出部５１のうち、主流入口４０が直接対向する部分に、排出口５４は形成されていない。排出部５１のうち、副流入口４２が直接対向する部分には、排出口５４が形成される。

排出部ケース２３は、集塵ユニット１３の最上部に配置されるケース体からなる。排出部ケース２３は、図９に示すように、蓋部５５、排出部５６を備えている。

排出部ケース２３がバイパス部ケース２４に対して適切に配置されると、蓋部５５は、側壁部５０によって周囲が囲まれた前記Ｃ字状の空間を、上方から塞ぐように配置される。即ち、バイパス流入風路２８の前半部の上壁は、蓋部５５によって形成される。

蓋部５５は、図１０、図１１及び図１６に示すように、その縁部が、立ち上がり部４３と同じ形状を呈している。このため、排出部ケース２３をバイパス部ケース２４（流入部ケース２５）に取り付ける向きは、一方向に定められている。

排出部５６は、排出部５１の内部を通過してきた空気の進行方向を切り替えて、集塵ユニット１３の外に排出するためのものである。排出部５６の内部空間は、流出風路３２の一部（後半部）を形成する。排出管５７は、バイパス部ケース２４の排出部５１と、排出部ケース２３の排出部５６とからなる。

排出部５６は、図９に示すように、Ｌ字状に曲げられた筒状を呈する。排出部５６は、一端が下方を向いて開口し、他端が側方を向いて開口する。排出部ケース２３がバイパス部ケース２４に対して適切に配置されると、排出部５６の一端は、排出部５１の上端に接続される。また、排出部５６の他端側は、軸方向が、旋回室２９の中心軸と直交し、且つ流入管３５の軸方向に平行に配置される。排出部５６の他端は、集塵ユニット１３から空気を流出させるためのユニット流出口５８を形成する。ユニット流出口５８は、ユニット流入口３９と同じ方向に開口する。ユニット流出口５８は、図７及び図１０に示すように、ユニット流入口３９よりも高い位置に配置される。

前記構成を有する集塵ユニット１３が収容ユニット１２に適切に取り付けられると、旋回室２９等の中心軸が、収容体１５の斜面（上面）に合わせて斜めに配置される。そして、ユニット流入口３９及びユニット流出口５８が前記斜面に対向するように配置され、ユニット流入口３９が接続口２０に接続される。ユニット流出口５８は、接続口２２に接続される。

図１７は図２のＨ−Ｈ矢視断面図である。図１８は図２のＪ−Ｊ矢視断面図である。
図１７及び図１８は、集塵ユニット１３が収容ユニット１２に適切に取り付けられた状態を示している。

次に、前記構成を有する集塵ユニット１３の機能について図１７及び図１８に基づき図１０乃至図１２を参照しながら具体的に説明する。
図１７及び図１８のように集塵ユニット１３が収容ユニット１２に適切に取り付けられ、電動送風機１０の吸引動作が開始されると、含塵空気は、前述した通り、吸気風路１９を通過し、接続口２０に達する。当該含塵空気は、接続口２０及びユニット流入口３９を順次通過して、流入管３５の内部、即ち、流入風路２７に流入する。流入風路２７に流入した含塵空気は、その一部が流入管３５の軸方向に進み（直進し）、流入管３５の終端（他端）に達する。流入管３５の終端に達した含塵空気は、主流入口４０を通過して円筒部３３の内部（旋回室２９）に流入する。かかる経路が、図１０及び図１２において経路ａとして実線の矢印で示されている。

一方、流入風路２７に流入した含塵空気の他の一部は、前記経路ａの途中から、他の経路（図１０及び図１１において破線の矢印で示されている経路ｂ）に進入する。

具体的に、流入風路２７を流れる含塵空気の一部は、その進行方向を、流入管３５の軸方向から上向きに変えて、バイパス流入口４１に達する。当該含塵空気は、バイパス流入口４１及び第１バイパス開口５２を順次通過して、流入部ケース２５の上方の、バイパス部ケース２４と排出部ケース２３とに挟まれた空間（即ち、バイパス流入風路２８の前半部）に流入する。

バイパス流入風路２８に流入した含塵空気は、側壁部５０に周囲が囲まれた前記Ｃ字状の空間を移動し、第２バイパス開口５３に達する。前記Ｃ字状の空間内において、含塵空気は、旋回室２９の上方を横切るように、旋回室２９内の空気の旋回方向に沿って移動する。当該含塵空気は、第２バイパス開口５３を通過して下方に移動し、旋回室２９の外側に形成された、バイパス風路形成部３６と底部４９とによって挟まれた空間、即ち、溝４４内（バイパス流入風路２８の後半部）に流入する（図１０及び図１１）。

バイパス流入風路２８の後半部に流入した含塵空気は、溝４４内を移動する（図１２）。溝４４内において、含塵空気は、旋回室２９内の空気の旋回方向に沿って移動する。当該含塵空気は、溝４４の一端に達すると、副流入口４２を通過して円筒部３３の内部（旋回室２９）に流入する。

主流入口４０を通過した含塵空気は、円筒部３３の内周面（旋回室２９の内壁面）に沿うように、旋回室２９に、その接線方向から流入する。副流入口４２を通過した含塵空気も同様に、円筒部３３の内周面に沿うように、旋回室２９に、その接線方向から流入する（図１２）。

主流入口４０及び副流入口４２から旋回室２９に取り込まれた含塵空気は、旋回室２９内において、側壁に沿って所定の方向に回る旋回気流を形成する。この旋回気流は、中心軸近傍の強制渦領域とその外側の自由渦領域とを形成しながら、その経路構造と重力とによって下向きに流れていく。

前記旋回気流（旋回室２９内の空気）に含まれる塵埃には、遠心力が作用する。例えば、繊維塵埃や毛髪といった比較的嵩の大きな塵埃（以下、このような塵埃のことを「塵埃α」という）は、この遠心力によって、円筒部３３の内周面（旋回室２９の内壁面）に押し付けられながら、旋回室２９内を落下する。塵埃αは、０次開口４８の高さに達すると旋回気流から分離され、０次開口４８を通過して０次集塵室３０に送られる。０次開口４８から０次集塵室３０に進入した塵埃αは、旋回室２９内を旋回する気流の方向（旋回方向）と同じ方向に移動しながら、０次集塵室３０内を落下する。そして、塵埃αは、０次集塵室３０の最下部に達し、捕集される。

０次開口４８から０次集塵室３０に進入しなかった塵埃は、旋回室２９内の気流に乗って、旋回室２９内を旋回しながら下方に進む。砂塵埃や細かな繊維塵埃といった比較的嵩の小さな塵埃（以下、このような塵埃のことを「塵埃β」という）は、一次開口３８を通過する。そして、塵埃βは、一次集塵室３１に落下して捕捉される。

旋回室２９内で旋回する気流は、旋回室２９の最下部に達すると、その進行方向を上向きに変えて、旋回室２９の中心軸に沿って上昇する。この上昇気流を形成する空気からは、塵埃α及び塵埃βが除去されている。塵埃α及び塵埃βが取り除かれた気流（清浄空気）は、排出口５４を通過して、旋回室２９の外に排出される。旋回室２９から排出された空気は、排出管５７の内部（流出風路３２）を通過して、ユニット流出口５８に達する。そして、清浄空気は、ユニット流出口５８及び接続口２２を順次通過して、排気風路２１に送られる。

電動送風機１０が吸引動作を行うことにより、前述したように、塵埃αが０次集塵室３０に、塵埃βが１次集塵室３１に集積されていく。これらの塵埃α及び塵埃βは、集塵部ケース２６を集塵ユニット１３から取り外すことにより、簡単に捨てることができる。

次に、集塵ユニット１３に集積された塵埃の量を検知する方法について説明する。
図３及び図４により説明した赤外線センサーは、集塵ユニット１３内の集塵量が満杯になったことを検知し、制御部に送信するものである。赤外線センサーは、集塵ユニット１３の透明部材で構成されて０次集塵室３０の外壁の一部を成す溝状の膨出部７５の塵埃集積量の上限位置に赤外線光を照射する発光部７１と、発光部７１から照射されて集塵ユニット１３の溝状の膨出部７５を透過した光を受光する受光部７２とを有する。

発光部７１は、制御部（図示せず）からの指令に基づき一定周期毎にパルス的に光を放ち、受光部７２は集塵ユニット１３の溝状の膨出部７５を透過してきた光を受けて、前記制御部に受光信号を送る。

集塵ユニット１３内の塵埃集積量が多くなり、赤外線センサーの光軸レベルにまで達するようになると、発光部７１から発せられた光が塵埃で遮られて、受光部７２には微弱な光しか届かない、あるいは全く届かないというケースが多くなる。

前記制御部は、受光部７２からの出力信号が、所定回数以上検知できない場合（例えば連続して３回検知できない場合）、集塵ユニット１３内に所定量の塵埃が集積されたと判断する。

集塵ユニット１３に所定量の塵埃が集積されたと判断した場合、前記制御部は使用者に塵埃捨てを促すように、ＬＥＤ等の表示装置や、ブザー、音声ガイド等により報知させる。また、掃除運転中に集塵ユニット１３に所定量の塵埃が集積されたと判断した場合は、電動送風機１０の動作音によりブザー、音声ガイドなどの音が使用者に届かない恐れが有るため、電動送風機１０を一時的にパワーダウンして運転するなどにより、ブザー、音声ガイドなどの音が使用者に確実に届くようにする。

使用者はこれにより集塵ユニット１３内に所定量の塵埃が集積したことを知り、例えば掃除運転中であれば電動送風機を停止させ、集塵ユニット１３を収容ユニット１２から取り外し、集塵ユニット１３内の塵埃を捨て、再び集塵ユニット１３を収容ユニット１２にセットして次回の使用に備えるものである。

以上述べたように、本発明の実施形態１に係る電気掃除機によれば、集塵容器として捕集される塵埃の嵩が異なる複数の集塵室（０次集塵室３０及び一次集塵室３１）を設け、比較的嵩の大きな繊維塵埃や毛髪塵埃を集塵する第１の集塵室（０次集塵室３０）には透明な溝状の膨出部７５を設け、この溝状の膨出部７５を挟むように赤外線センサーの発光部７１と受光部７２を配置したので、従来のような遮蔽部材や塵埃回転手段は不要となり、コストを削減できるとともに、安定して塵埃の有無を検知することが可能となる。

また集塵量を検知する時期も集塵動作の開始前後に限定されることなく、集塵動作中でも検知が可能となる。

実施形態２．
図１９は本発明の実施形態２に係る電気掃除機の集塵ユニットを示す斜視図であり、図中前述の実施形態１と同一機能部分には同一符号を付してある。なお、説明にあたっては図７を参照するものとする。
本発明の実施形態２の電気掃除機は、図１９に示すように、溝状の膨出部７５が、集塵容器すなわち集塵部ケース２６に着脱自在な別体の透明部材で構成されている点が前述の実施形態１のものと異なっており、それ以外の構成は実施形態１のものと同様である。

本実施形態２の電気掃除機においては、溝状の膨出部７５が集塵部ケース２６に着脱自在な別体の透明部材で構成されているので、集塵ユニット１３の光透過部に、帯電防止剤など、塵埃の付着を防止するコーティングを施す際に、溝状の膨出部７５のみにコーティングを施せばよく、集塵ユニット１３全体に施す必要が無く、コストを削減することができる。

また、集塵ユニット１３の溝状の膨出部７５のみを透明部材にすればよいので、集塵ユニット１３を透明部材にする必要が無くなり、外観デザイン上の制約が無くなる。

実施形態３．
図２０は本発明の実施形態３に係る電気掃除機の収容ユニットを示す図４相当のＡ−Ａ矢視断面図であり、図中前述の実施形態１と同一機能部分には同一符号を付してある。なお、説明にあたっては図７を参照するものとする。
本実施形態３の電気掃除機は、溝状の膨出部の集塵量に応じた複数の位置（３箇所）に対応させて光学式センサー７６，７７，７８を配置している点が前述の実施形態１のものと異なっており、それ以外の構成は実施形態１のものと同様である。

本実施形態３の電気掃除機においては、集塵量により異なる報知や制御が可能となる。例えば、制御部は、集塵量が一番低い最低ライン位置にある光学式センサー７６で検知した場合は、表示装置やブザー、音声ガイドによる報知を行う。また、制御部は、集塵量が次の中間ライン位置にある光学式センサー７７で検知した場合は、前記最低ライン位置にある光学式センサー７６で検知したときの報知に加え、電動送風機１０の運転をパワーダウンさせる制御を行う。さらに、制御部は、集塵量が一番高い最高ライン位置にある光学式センサー７８で検知した場合は、前記最低ライン位置にある光学式センサー７６で検知したときの報知と前記中間ライン位置にある光学式センサー７７で検知したときの報知に加え、電動送風機１０の運転をパワーダウンさせてから停止させる制御を行う。このように、きめの細かい制御が可能となる。

１ 電気掃除機、２ 吸込口体、３ 吸引パイプ、４ 接続パイプ、５ サクションホース、６ 掃除機本体、７ 取っ手、８ 操作スイッチ、９ ホース接続口、１０ 電動送風機、１１ 電源コード、１２ 収容ユニット、１３ 集塵ユニット（サイクロン分離装置）、１４、１５ 収容体、１５ａ 収容部、１６ 吸気風路形成部、１７ 排気風路形成部、１８ 車輪、１９ 吸気風路、２０、２２ 接続口、２１ 排気風路、２３ 排出部ケース、２４ バイパス部ケース、２５ 流入部ケース、２６ 集塵部ケース、２７ 流入風路、２８ バイパス流入風路、２９ 旋回室、３０ ０次集塵室、３１ 一次集塵室、３２ 流出風路、３３ 円筒部、３４ 円錐部、３５ 流入管、３６ バイパス風路形成部、３７ 接続部、３８ 一次開口、３９ ユニット流入口、４０ 主流入口、４１ バイパス流入口、４２ 副流入口、４３ 立ち上がり部、４４ 溝、４５，４９ 底部、４６ 外壁部、４７ 隔壁部、４８ ０次開口、５０ 側壁部、５１，５６ 排出部、５２ 第１バイパス開口、５３ 第２バイパス開口、５４ 排出口、５５ 蓋部、５６ 排出部、５７ 排出管、５８ ユニット流出口、７０ 凹部、７１ 光センサーの発光部（集塵量検知手段）、７２ 光センサーの受光部（集塵量検知手段）、７５ 溝状の膨出部、７６ 最低ライン位置の光センサー（集塵量検知手段）、７７ 中間ライン位置の光センサー（集塵量検知手段）、７８ 最高ライン位置の光センサー最高ライン位置（集塵量検知手段）。

Claims (4)

1. 吸い込まれた含塵空気を側壁に沿って旋回させることにより、含塵空気から塵埃を分離する旋回室、及び前記旋回室で分離された塵埃が捕集される集塵容器を備えたサイクロン分離装置と、
   前記サイクロン分離装置の内部に所定の気流を発生させるための送風機と、
   前記集塵容器に捕集された集塵量を検知する集塵量検知手段と、
   を備えた電気掃除機において、
   前記集塵容器に、捕集される塵埃の嵩が異なる複数の集塵室を設け、
   前記複数の集塵室のうち、比較的嵩の大きな塵埃を集塵する第１の集塵室には、透明な溝状の膨出部を設け、
   前記集塵量検知手段は、該溝状の膨出部を挟む両側に配置された発光部と受光部とを有し、前記発光部が発する光を受光する前記受光部の受光量により前記集塵量を検知することを特徴とする電気掃除機。
2. 前記溝状の膨出部を、前記集塵容器に着脱自在な別体の透明部材で構成したことを特徴とする請求項１記載の電気掃除機。
3. 前記溝状の膨出部の集塵量に応じた複数の位置に対応させて前記集塵量検知手段を複数配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電気掃除機。
4. 塵埃の集積状態を報知する報知手段と、
   前記集塵量検知手段の検知結果に基づいて、前記報知手段と前記送風機を制御する制御手段と、をさらに備え、
   前記制御手段は、前記複数の集塵量検知手段の検知結果に基づき、
   集塵量が少ない場合は、前記報知手段による報知を行わせ、
   集塵量が中程度の場合は、前記報知手段による報知に加え、前記送風機の運転をパワーダウンさせ、
   集塵量が満杯状態の場合は、前記報知手段による報知に加え、前記送風機の運転をパワーダウンさせてから停止させるように前記報知手段と前記送風機を制御することを特徴とする請求項３記載の電気掃除機。

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