特許 6123771 サイクロン分離装置及び電気掃除機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6123771

(24)【登録日】2017年4月14日

(45)【発行日】2017年5月10日

(54)【発明の名称】サイクロン分離装置及び電気掃除機

(51)【国際特許分類】

   A47L 9/16 20060101AFI20170424BHJP

   B04C 5/103 20060101ALI20170424BHJP

   B04C 5/04 20060101ALI20170424BHJP

【ＦＩ】

   A47L9/16

   B04C5/103

   B04C5/04

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-216399(P2014-216399)

(22)【出願日】2014年10月23日

(65)【公開番号】特開2016-83032(P2016-83032A)

(43)【公開日】2016年5月19日

【審査請求日】2016年1月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000176866

【氏名又は名称】三菱電機ホーム機器株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100082175

【弁理士】

【氏名又は名称】高田 守

(74)【代理人】

【識別番号】100106150

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100115543

【弁理士】

【氏名又は名称】小泉 康男

(72)【発明者】

【氏名】朝日 洋平

(72)【発明者】

【氏名】前田 剛志

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼野 浩志郎

(72)【発明者】

【氏名】近藤 大介

【審査官】 村山 睦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−０３８３９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０２３７９５５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−２２９８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−０１５８５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５４−０６２１８１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第２０１４／０６５０９５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ４７Ｌ ９／１６

Ｂ０４Ｃ ５／０４

Ｂ０４Ｃ ５／１０３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部風路からの含塵空気が流れ込む流入管と、
前記流入管が接線方向に連通し、前記流入管から流れ込んだ含塵空気を円筒または円錐形状の第一側壁に沿って旋回させて空気とごみを分離する旋回室と、
前記第一側壁の一部を開口して形成された連通口と、
底部と、前記旋回室の周囲を覆う円筒形状の第二側壁と、を有し、前記連通口を介して前記旋回室と連通し、含塵空気から分離されたごみを溜める集塵室と、
筒型形状を呈し、上端が前記旋回室に接し下端が前記底部に接する隔壁部と、を備え、
前記集塵室は、前記第二側壁と前記底部とにより下方が閉じて構成され、
前記旋回室の中心軸と前記隔壁部の中心軸は、前記第一側壁が前記第二側壁に接触しない範囲で前記集塵室の中心軸から偏心して構成されてなるサイクロン分離装置。

【請求項2】

前記旋回室は、前記流入管が前記旋回室に対して接線方向に連通する位置から前記旋回室の旋回方向に沿って１８０°旋回した位置までの範囲に、前記第一側壁と前記第二側壁との隙間が最も狭くなる狭隘部が含まれるように設けられてなる請求項１に記載のサイクロン分離装置。

【請求項3】

前記旋回室は、前記第一側壁と前記第二側壁との隙間が最も狭くなる狭隘部から前記旋回室の旋回方向に沿って９０°旋回した位置から２７０°旋回した位置までの範囲に、前記連通口が含まれるように設けられてなる請求項１又は請求項２に記載のサイクロン分離装置。

【請求項4】

前記連通口は、前記旋回室の旋回方向の幅が中心軸の方向の幅よりも長手となる形状である請求項１から請求項３の何れか１項に記載のサイクロン分離装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４の何れか１項に記載の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気流を発生させるための送風機と、
を備えた電気掃除機。

【請求項6】

請求項１から請求項４の何れか１項に記載の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気流を発生させるための送風機と、を備えたキャニスタータイプの電気掃除機において、
前記旋回室は、前記流入管が前記旋回室に対して接線方向に連通する位置から前記旋回室の旋回方向に沿って９０°旋回した位置から２７０°旋回した位置までの範囲に前記第一側壁と前記第二側壁との隙間が最も狭くなる狭隘部が含まれるように設けられてなる電気掃除機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、サイクロン分離装置、及びサイクロン分離装置を備えた電気掃除機に関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１には、旋回室の遠心力により含塵空気から分離したごみを集塵室に捕捉するサイクロン分離装置を備えた電気掃除機の技術が開示されている。この電気掃除機が備えるサイクロン分離装置は、旋回室の外側に集塵室が配置され、開口部を介して旋回室と集塵室とが通じた構造を有している。そして、集塵室は、その内部の風路幅が塵埃空気の旋回方向と同一方向に拡大および縮小を繰り返すように形成されている。このような構成によれば、複数の狭隘部によりごみを捕捉できるため、ごみの舞い上がりを抑制できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４−１８４３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１のサイクロン分離装置では、ごみが複数の狭隘部を起点に蓄積されるため、蓄積量がわかりづらく、また旋回方向上流側の狭隘部にたまったごみが風路を塞ぐと、下流側の狭隘部に溜まらなくなるため、集塵効率が低下するという課題があった。

【0005】

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ごみの分離効率を向上させることが可能なサイクロン分離装置、及びこのようなサイクロン分離装置を備えた電気掃除機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達成するため、この発明に係るサイクロン分離装置は、外部風路からの含塵空気が流れ込む流入管と、流入管が接線方向に連通し、流入管から流れ込んだ含塵空気を円筒または円錐形状の第一側壁に沿って旋回させて空気とごみを分離する旋回室と、第一側壁の一部を開口して形成された連通口と、底部と、旋回室の周囲を覆う円筒形状の第二側壁と、を有し、連通口を介して旋回室と連通し、含塵空気から分離されたごみを溜める集塵室と、筒型形状を呈し、上端が旋回室に接し下端が底部に接する隔壁部と、を備え、集塵室は、第二側壁と底部とにより下方が閉じて構成され、旋回室の中心軸と隔壁部の中心軸は、第一側壁が第二側壁に接触しない範囲で集塵室の中心軸から偏心して構成されてなるものである。

【0007】

この発明に係る電気掃除機は、上記サイクロン分離装置と、サイクロン分離装置の内部に気流を発生させる送風機と、を備えたものである。

【発明の効果】

【0008】

この発明によれば、旋回室の第一側壁と集塵室の第二側壁との間の隙間に偏りが生じる。このため、旋回室から集塵室へ流入したごみは集塵室内を旋回して当該側壁間の狭隘な隙間に捕捉される。これにより、狭隘部から確実にごみを溜めることができるため、ごみの舞い上がりを抑制でき、集塵効率を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】この発明の実施の形態１における電気掃除機を示す斜視図である。

【図2】この発明の実施の形態１における電気掃除機において、収容ユニットから集塵ユニットを取り外した状態を示す斜視図である。

【図3】この発明の実施の形態１における電気掃除機において、収容ユニットから集塵ユニットを取り外した状態の背面図である。

【図4】図３に示す電気掃除機のＡ−Ａ断面図である。

【図5】この発明の実施の形態１における電気掃除機の集塵ユニットを示す斜視図である。

【図6】この発明の実施の形態１における電気掃除機の集塵ユニットを示す正面図である。

【図7】図６に示す集塵ユニットのＢ−Ｂ断面図である。

【図8】図７に示す集塵ユニットのＣ−Ｃ断面図である。

【図9】図７に示す集塵ユニットのＤ−Ｄ断面図である。

【図10】この発明の実施の形態１における電気掃除機の集塵ユニットの分解図である。

【図11】図１に示す電気掃除機を、図３に示すＡ−Ａ断面と同じ断面で切断した断面図である。

【図12】図７に示す集塵ユニットのＤ−Ｄ断面図を用いて、集塵ユニットへのごみの溜まり方を説明するための図である。

【図13】この発明の実施の形態２における電気掃除機を示す斜視図である。

【図14】この発明の実施の形態２における電気掃除機の集塵ユニットを示す斜視図である。

【図15】この発明の実施の形態２における電気掃除機の集塵ユニットを示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

添付の図面を参照して、本発明を詳細に説明する。各図において、同一又は相当する部分には、同一の符号を付している。重複する説明については、適宜簡略化或いは省略している。

【0011】

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における電気掃除機を示す斜視図である。図１に示すように、電気掃除機１は内部に充電池を備えるコードレスタイプの縦型電気掃除機である。電気掃除機１は、図示しない充電台を備えている。充電台は、電源ケーブルによって外部電源に接続されており、電気掃除機１が充電台に載置されることにより両者が電気的に接続されて電池が充電される仕組みになっている。なお、電気掃除機１は、コードレスタイプのものに限らず電源コードを備えるものでもよい。

【0012】

電気掃除機１は、その要部が、吸込口体２、吸引パイプ３及び掃除機本体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、床面上のごみ（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の一端（吸気側）は、掃除機本体６に接続される。

【0013】

掃除機本体６は、ごみを含む空気（含塵空気）からごみを分離し、ごみ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は、収容ユニット１２と集塵ユニット１３とにより構成されている。集塵ユニット１３は、含塵空気からごみを分離し、分離したごみ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、遠心力によってごみ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するサイクロン分離装置として機能する。なお、集塵ユニット１３の具体的な構成及び機能についてはその詳細を後述する。

【0014】

掃除機本体６の側面部には、使用者が清掃時に把持するための取っ手７が設けられている。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。掃除機本体６は、操作スイッチ８に対する操作に応じて後述する電動送風機１０を駆動することにより予め設定された吸引動作を行う。以下、収容ユニット１２及び集塵ユニット１３の構成について詳細に説明する。

【0015】

図２は、この発明の実施の形態１における電気掃除機において、収容ユニットから集塵ユニットを取り外した状態を示す斜視図である。また、図３は、この発明の実施の形態１における電気掃除機において、収容ユニットから集塵ユニットを取り外した状態の背面図である。更に、図４は、図３に示す電気掃除機のＡ−Ａ断面図である。

【0016】

収容ユニット１２は、充電池（図示せず）、電動送風機１０、収容体１４、吸気風路形成部１６及び排気風路形成部１７を備えている。

【0017】

収容体１４は、収容ユニット１２の外郭を構成するものであり、例えば成型品からなる。また、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の一端（吸気側）は吸引パイプ３の他端（排気側）に接続され、吸気風路形成部１６の他端は側面に設けられた接続口２０を介して集塵ユニット１３に接続される。

【0018】

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においてごみ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。

【0019】

電動送風機１０は収容体１４に収容されている。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、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。

【0020】

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、吸引パイプ３を通過して掃除機本体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、吸気風路形成部１６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。

【0021】

次に、図５〜図１０も参照して、集塵ユニット１３について詳細に説明する。図５は、この発明の実施の形態１における電気掃除機の集塵ユニットを示す斜視図である。また、図６は、この発明の実施の形態１における電気掃除機の集塵ユニットを示す正面図である。また、図７は、図６に示す集塵ユニットのＢ−Ｂ断面図である。また、図８は、図７に示す集塵ユニットのＣ−Ｃ断面図である。また、図９は、図７に示す集塵ユニットのＤ−Ｄ断面図である。さらに図１０は、この発明の実施の形態１における電気掃除機の集塵ユニットの分解図である。

【0022】

図５に示すように、集塵ユニット１３は、全体として円筒形状を呈している。図１０に示すように、集塵ユニット１３は、フィルター部６１、排出孔部ケース２４、流入部ケース２５及び集塵部ケース２６から構成されている。なお、以下の集塵ユニット１３に関する説明においては、図６に示す向きを基準に上下方向を特定することとする。

【0023】

フィルター部６１、排出孔部ケース２４、流入部ケース２５及び集塵部ケース２６は、例えば、成型品からなる。集塵部ケース２６は、内部を視認できるように透明度の高い樹脂材料が用いられる。フィルター部６１、排出孔部ケース２４、流入部ケース２５及び集塵部ケース２６は、ロック機構に対する操作等により、図１０に示す状態に分解したり、図５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、集塵ユニット１３は、図５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。

【0024】

フィルター部６１、排出孔部ケース２４、流入部ケース２５及び集塵部ケース２６が適切に配置されると、集塵ユニット１３には、流入風路２７、旋回室２９、０次集塵室３０、一次集塵室３１及び流出風路３２が形成される。

【0025】

流入部ケース２５は、円筒部３３、円錐部３４、隔壁部３５、流入管３６及び接続部３８を備えている。円筒部３３は、中空の円筒形状を呈する。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形状を呈する。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設けられる。このような構成によれば、円錐部３４の下端部は、中心軸方向下側を向いて開口する。以下、円錐部３４の下端部に形成されたこの開口を一次開口３９と称することとする。

【0026】

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。なお、旋回室２９を形成する側壁は、本発明の「第一側壁」に相当し、軸方向長さの全域において、円筒および円錐の面形状を成している。

【0027】

隔壁部３５は、円筒部３３よりも小さな径の円筒形状を呈する。円錐部３４が隔壁部３５の内側の空間に上方から挿入されると、隔壁部３５の上端部が、円錐部３４の外周面（または外周面に設けられた部材）に下方から接触する。隔壁部３５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。つまり、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。一次集塵室３１は、一次開口３９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ごみの一部は、一次開口３９を通って一次集塵室３１に落下して捕捉される。

【0028】

流入管３６は、外部風路としての吸気風路１９を通過してきた含塵空気を、旋回室２９を構成する円筒部３３の内部に導くためのものである。流入管３６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部である。

【0029】

流入管３６は、例えば、四角筒形状を呈し、円筒部３３に接続される。流入管３６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３６の上記一端は、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４０を形成する。流入管３６の上記他端は、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４１を形成する。

【0030】

流入管３６は、円筒部３３の上部に接続される。このため、主流入口４１は、円筒部３３の上部（つまり旋回室２９を形成する側壁の最上部）に形成される。流入管３６は、一直線状を呈する部材からなる。流入管３６は、その軸が、円筒部３３の中心軸に対して直角をなし、且つ円筒部３３の接線方向に配置される。

【0031】

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、上記流入風路２７が設けられている。

【0032】

接続部３８は、円筒部３３から外側に突出するように設けられる。接続部３８は、全体としてリング状を呈している。接続部３８は、円筒部３３のほぼ中間高さに配置される。

【0033】

集塵部ケース２６は、底部４６及び外壁部４７を備えている。底部４６は、全体として略円形を呈する。外壁部４７は、円筒部３３よりも大きな外形の円筒形状を呈する。なお、ここでいう円筒形状は、他の部品との嵌合等のために一部円筒ではない面又は凹凸が含まれている円筒形状も含むものとする。外壁部４７は、底部４６の縁部から立設される。つまり、集塵部ケース２６は、外壁部４７と底部４６とにより、一方（下方）が閉じた略円筒状の部材によって形成される。外壁部４７は、隔壁部３５の外側に配置される。このため、集塵部ケース２６には、その内部に、隔壁部３５によって区切られた２つの空間が形成される。

【0034】

外壁部４７の上端部は、接続部３８の縁部に下方から接触する。外壁部４７と隔壁部３５との間、及び外壁部４７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３８により塞がれ、また下方が底部４６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（すなわち、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。なお。集塵部ケース２６の外壁部４７は、本発明の「第二側壁」に相当する。

【0035】

旋回室２９を形成する側壁には０次開口４８が設けられている。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。つまり、０次開口４８は、旋回室２９と０次集塵室３０とを連通させる連通口として機能する。０次開口４８は、主流入口４１よりも低い位置（下流側）、且つ一次開口３９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３８よりも僅かに低い位置に配置される。このような構成によれば、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ととなるため、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こととなる。なお、０次開口４８は、旋回室２９の旋回方向の幅が中心軸方向の幅よりも長手となる横長形状とすることが好ましい。

【0036】

排出孔部ケース２４は、底部４９と、側壁部５０と、排出部５１とを備えている。排出孔部ケース２４は、フィルター部６１の下部に下方から密着するように配置されている。底部４９は、板状を呈している。

【0037】

排出孔部ケース２４が流入部ケース２５に対して適切に配置されると、底部４９は、円筒部３３の上方を塞ぐように配置される。すなわち、旋回室２９の上壁は、底部４９によって形成される。

【0038】

側壁部５０は、底部４９から直立するように設けられている。なお、排出孔部ケース２４には、フィルター部６１が上方から被せられる。

【0039】

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、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。

【0040】

排出部５１は、底部４９の中央部に設けられている。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。排出孔部ケース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。

【0041】

排出部５１は、予め設定された中間位置よりも上方の部分が円筒状を呈する。排出部５１の上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及び排出部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。

【0042】

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の下端よりも上方位置に設けられる。排出口５４は、主流入口４１と同じ高さにも配置される。但し、排出部５１のうち、主流入口４１が直接対向する部分に、排出口５４は形成されていない。

【0043】

図１１は、図１に示す電気掃除機を、図３に示すＡ−Ａ断面と同じ断面で切断した断面図である。上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１４の中心軸と略一致しフィルター部６１の上面と収容ユニット１２の下面が合わさる。そして、ユニット流入口４０が接続口２０に接続される。また、ユニット流出口５８は、接続口２２に接続される。

【0044】

次に、本実施の形態１における電気掃除機の特徴的構成について説明する。本実施の形態１の電気掃除機は、旋回室２９の側壁が０次集塵室３０の側壁に接触しない範囲で、旋回室２９の側壁を構成する円筒部３３及び円錐部３４の中心軸が、０次集塵室３０の側壁を構成する外壁部４７の中心軸から偏心して構成されている。このような構成によれば、旋回室２９が０次集塵室３０に対して偏心して配置されることとなるため、旋回室２９の側壁と０次集塵室３０の側壁との間に、側壁間の隙間が狭小となる狭隘部５９が形成される。

【0045】

なお、旋回室２９は、流入管３６が旋回室２９に対して接線方向に交わる接線部の位置から、旋回室２９の旋回方向に沿って１８０°旋回した位置までの範囲に狭隘部５９が位置するようにその偏心方向が設定される。なお、更に好ましくは、旋回室２９は、接線部から旋回室２９の旋回方向に沿って９０°旋回した位置に狭隘部５９が位置するようにその偏心方向が設定される。

【0046】

また、０次開口４８は、狭隘部５９から旋回室２９の旋回方向に沿って９０°旋回した位置から２７０°旋回した位置までの範囲に含まれるように設けられる。なお、更に好ましくは、０次開口４８は、狭隘部５９から旋回室２９の旋回方向に沿って１８０°旋回した位置に設けられる。

【0047】

また、旋回室２９は、狭隘部５９の幅をａ［ｍｍ］、旋回室２９に流入する風量をＱ［ｍ^３／ｍｉｎ］とした場合に、ａ／Ｑが５以上２５以下となるようにその偏心度合が設定される。

【0048】

次に、上記特徴的構成を有する集塵ユニット１３の機能について具体的に説明する。電動送風機１０の吸引動作が開始されると、含塵空気は吸気風路１９を通過して接続口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４０を順次通過して、流入管３６の内部、すなわち流入風路２７に流入する。流入風路２７に流入した含塵空気は、図８に示すように流入管３６内を延在方向に直進し、流入管３６の終端に達する。流入管３６の終端に達した含塵空気は、主流入口４１を通過して円筒部３３の内周面（旋回室２９の内壁面）に沿うように、旋回室２９の接線方向から流入する。かかる経路が、図８において経路ａとして実線の矢印で示されている。

【0049】

主流入口４１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、側壁に沿って旋回す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。

【0050】

旋回気流（旋回室２９内の空気）に含まれるごみには、遠心力が作用する。例えば、繊維ごみ、毛髪といった比較的嵩の大きなごみ（以下、このようなごみのことを「ごみ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。また旋回室２９内の空気の一部は遠心力により０次集塵室３０に流入する。

【0051】

図１２は、図７に示す集塵ユニットのＤ−Ｄ断面図を用いて、集塵ユニットへのごみの溜まり方を説明するための図である。ごみ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に進入したごみαは、旋回室２９内の空気の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。ここで、本実施の形態の集塵ユニット１３には、０次集塵室３０内に狭隘部５９が形成されている。このため、０次集塵室３０内を旋回して狭隘部５９まで到達したごみαは、当該狭隘部５９の隙間に挟まれて捕捉される。このように、ごみαは、０次集塵室３０の狭隘部５９の最下部から旋回室２９内の空気の旋回方向と反対の方向に徐々に蓄積していく。

【0052】

０次開口４８から０次集塵室３０に進入しなかったごみは、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。砂ごみ、細かな繊維ごみといった比較的嵩の小さなごみ（以下、このようなごみのことを「ごみβ」という）は、一次開口３９を通過する。そして、ごみβは、一次集塵室３１に落下して捕捉される。

【0053】

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、ごみα及びごみβが除去されている。ごみα及びごみ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、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。

【0054】

このように、電動送風機１０が吸引動作を行うと、ごみαが０次集塵室３０に、そしてごみβが一次集塵室３１に集積されていく。これらのごみα及びごみ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、容易に捨てることができる。

【0055】

また、本実施の形態の集塵ユニット１３では、一次集塵室３１が隔壁部３５で覆われた円錐部３４の側壁の外側の空間まで延在している。このため、一次集塵室３１の上方の空間をごみの捕捉に使用できるので、集塵ユニット１３の高さを抑えて小型に構成しつつ、集塵容積を確保することができる。

【0056】

また、本実施の形態の集塵ユニット１３では、旋回室２９の側壁を開口して０次開口４８を設け、０次開口４８を介して０次集塵室３０に大きなごみを捕捉するため、大きなごみを捕捉するための別の分離装置を備える必要がなく、フィルター部６１がない場合においても十分にごみの分離および捕捉が可能となる。このため、集塵ユニット１３の小型化が可能となり、掃除機本体６及び電気掃除機１のサイズを小さくすることができる。

【0057】

また、上述した実施の形態の集塵ユニット１３では、０次集塵室３０内に流入したごみαが狭隘部５９によって捕捉されるとともに、旋回方向と逆方向に順次蓄積されていく。このため、ごみαが０次集塵室３０内で旋回し続けて舞い上がることが抑制される。これにより、０次開口４８からごみが再び旋回室２９内に流入することを防止することができるので、小型な構成で集塵ユニット１３の分離効率を向上させることができる。

【0058】

また、上述した実施の形態の集塵ユニット１３では、狭隘部５９が、旋回室２９の接線部の位置から旋回方向に沿って１８０°旋回した位置までの範囲に、より好ましくは９０°旋回した位置に設けられる。旋回室２９内の旋回力が低下すると、ごみの分離性能は悪化する。例えば、ユニット流入口４０から主流入口４１までの距離が短い場合には、吸気風路１９の曲げ部によって乱れた気流が整わず、速度が低下した状態の空気が旋回室２９に流入してしまう。このような事態を防ぐために、主流入口４１から旋回室２９に流入する空気の速度（流速）を上げて、予め設定された旋回力を確保しなければならない。旋回力を増加させる方法としては、電動送風機を大型化することが考えられるが、掃除機本体のサイズが大きくなってしまうことが問題となる。上記構成によれば、流入管３６のユニット流入口４０から主流入口４１までの距離を長くすることができるので、旋回室２９への空気の流入をスムーズにして分離性能を更に高めることが可能となる。これにより、装置の小型化が可能となる。

【0059】

また、上述した実施の形態の集塵ユニット１３では、狭隘部５９から旋回室２９の旋回方向に沿って９０°旋回した位置から２７０°旋回した位置までの範囲に、より好ましくは１８０°旋回した位置に０次開口４８が設けられる。このような構成によれば、狭隘部５９から０次開口４８までの旋回距離を確保することができるので、集塵容積を有効に使うことができる。また、０次開口４８付近の空間が広く確保されるので、ごみαの舞い上がりが生じた場合にも、０次開口４８に付着しにくくなり、分離効率がさらに高まる。

【0060】

また、上述した実施の形態の集塵ユニット１３では、０次開口４８が横長形状に形成されているので、０次集塵室３０の底面から０次開口４８までの距離を大きく確保することができる。これにより、０次集塵室３０底部から蓄積するごみαが０次開口４８に近づくまでの耐久容量が増すので、集塵容積を有効に使うことができる。

【0061】

さらに、上述した実施の形態の集塵ユニット１３では、狭隘部５９の幅ａ［ｍｍ］と風量Ｑ［ｍ^３／ｍｉｎ．］の関係が、ａ／Ｑが５以上２５以下となるように設定されている。ａ／Ｑが５未満の場合は、風量Ｑに対して狭隘部５９が狭く、気流が反転してごみが舞い上がる。また、ａ／Ｑが２５より大きい場合は、狭隘部５９が広く、ごみを捕捉できずに旋回し続ける。このため、上述した関係であれば、ごみを狭隘部５９で捕捉することができる。

【0062】

実施の形態２．
実施の形態１では、縦型電気掃除機について説明したが、キャニスタータイプに適応しても良い。図１３は、この発明の実施の形態２における電気掃除機を示す斜視図である。また、図１４は、この発明の実施の形態２における電気掃除機の集塵ユニットを示す斜視図である。さらに、図１５は、この発明の実施の形態２における電気掃除機の集塵ユニットを示す平面図である。これらの図において、図示は省略するが、集塵ユニット１３の内部には、円筒形状の流入部ケース２５と同心円上となる位置に旋回室２９が配置されている。そして、旋回室２９は、流入管３６が旋回室２９に対して接線方向に交わる接線部の位置から、旋回室２９の旋回方向に沿って９０°〜２７０°旋回した位置までの範囲に狭隘部５９が位置するようにその偏心方向が設定される。なお、更に好ましくは、旋回室２９は、接線部から旋回室２９の旋回方向に沿って１８０°旋回した位置に狭隘部５９が位置するようにその偏心方向が設定される。

【0063】

上述した集塵ユニット１３の構成によれば、流入管３６の軸線を掃除機本体６の略幅方向中心に配置することができる。このため、流入管３６と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６２との接続部の内部風路に曲げを構成することなく、略幅方向中心に配置でき、圧損を抑制できる効果がある。圧損を抑制することは、電動送風機１０の出力を抑制することに繋がるため、掃除機本体６の小型化および軽量化、運転音の低減、さらに狭隘部形成によるごみの舞い上がり抑制といった効果がある。

【0064】

［その他］
本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、以下のような変形例を採用してもよい。

【0065】

本実施の形態では、電気掃除機１として縦型電気掃除機を例示したが、掃除機本体に車輪を備えた電気掃除機等、サイクロン分離装置を備えるあらゆる電気掃除機に上記集塵ユニット１３の構造を適用することとしてもよい。

【0066】

本実施の形態では、０次集塵室３０の形状、流入管３６の配置、０次開口４８及び狭隘部５９の配置として幾つか例示したが、これらの配置は実施の形態１に記載のものに限定されない。すなわち、これらの最適値は、旋回室２９内の気流の旋回速度、集塵ユニット１３の大きさ、電動送風機１０の出力風量等により変わるため、電気掃除機の使用に応じた最適値を選択することとすればよい。

【符号の説明】

【0067】

１ 電気掃除機、２ 吸込口体、３ 吸引パイプ、６ 掃除機本体、７ 取っ手、８ 操作スイッチ、１０ 電動送風機、１２ 収容ユニット、１３ 集塵ユニット、１４ 収容体、１６ 吸気風路形成部、１７ 排気風路形成部、１９ 吸気風路、２０ 接続口、２１ 排気風路、２２ 接続口、２４ 排出孔部ケース、２５ 流入部ケース、２６ 集塵部ケース、２７ 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 隔壁部、３６ 流入管、３８ 接続部、３９ 一次開口、４０ ユニット流入口、４１ 主流入口、４６ 底部、４７ 外壁部、４８ ０次開口、４９ 底部、５０ 側壁部、５１ 排出部、５４ 排出口、５８ ユニット流出口、５９ 狭隘部、６１ フィルター部、６２ サクションホース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】