特許 6469889 真空掃除機用集塵装置

(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】6469889

(24)【登録日】2019年1月25日

(45)【発行日】2019年2月13日

(54)【発明の名称】真空掃除機用集塵装置

(51)【国際特許分類】

   A47L 9/16 20060101AFI20190204BHJP

【ＦＩ】

   A47L9/16

【請求項の数】11

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-555192(P2017-555192)

(86)(22)【出願日】2016年1月13日

(65)【公表番号】特表2018-505020(P2018-505020A)

(43)【公表日】2018年2月22日

(86)【国際出願番号】KR2016000343

(87)【国際公開番号】WO2016114580

(87)【国際公開日】20160721

【審査請求日】2017年7月12日

(31)【優先権主張番号】10-2015-0006947

(32)【優先日】2015年1月14日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】502032105

【氏名又は名称】エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド

(74)【代理人】

【識別番号】100109841

【弁理士】

【氏名又は名称】堅田 健史

(74)【代理人】

【識別番号】230112025

【弁護士】

【氏名又は名称】小林 英了

(74)【代理人】

【識別番号】230117802

【弁護士】

【氏名又は名称】大野 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100131451

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 理

(74)【代理人】

【識別番号】100167933

【弁理士】

【氏名又は名称】松野 知紘

(74)【代理人】

【識別番号】100174137

【弁理士】

【氏名又は名称】酒谷 誠一

(74)【代理人】

【識別番号】100184181

【弁理士】

【氏名又は名称】野本 裕史

(72)【発明者】

【氏名】ヒュン，キエタク

(72)【発明者】

【氏名】リ，スンヨプ

(72)【発明者】

【氏名】アン，ヒュクジン

【審査官】 吉田 昌弘

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００２０２０５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００８／０２２３０１０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−２１２１７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０３６６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０７６１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０４２６９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１７２９３４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００８−１７３５７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第７６９１１６１（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】 特表２００２−５２２２１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ４７Ｌ ９／１６

Ｂ０４Ｃ １／００

Ｂ０１Ｄ ４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

真空掃除機用集塵装置であって、
外部ケース内に配置され、外部から流入した空気から塵を濾過して塵が濾過された空気を内部に流入させるように構成される第１サイクロンと、
前記第１サイクロンの内部に収容されて前記第１サイクロンの内部に流入した空気から微細塵を分離するように構成される第２サイクロンと、
前記第１及び第２サイクロン間の環状の第１空間で螺旋状に延び、前記第１空間に流入した空気が前記第２サイクロンの流入口に流入するように回転流動を生じさせる第１ガイドベーンと、
前記流入口の内周に沿って螺旋状に延び、前記流入口から前記第２サイクロンの内部に流入する空気の回転流動を強化する第２ガイドベーンとを備えてなり、
前記第１サイクロンは、
前記第２サイクロンを内部に収容するように形成され、内部に連通する開口部を外周に備えるハウジングと、
前記開口部を覆うように設けられ、前記塵を濾過して前記空気から分離するように形成されるメッシュフィルタとを備え、
前記第２サイクロンは、
上側の円筒部分と、
前記円筒部分から下側に行くほど次第に狭くなる中空円錐台部分とを備え、
前記第１ガイドベーンは、前記メッシュフィルタの上側の前記ハウジングと前記円筒部分間に配置され、
前記第２ガイドベーンは、前記円筒部分の内部に配置されることを特徴とする、真空掃除機用集塵装置。

【請求項2】

前記第１ガイドベーンは、複数備えられ、前記第１サイクロンの内周又は前記第２サイクロンの外周に沿って所定間隔離隔して配置されることを特徴とする、請求項１に記載の真空掃除機用集塵装置。

【請求項3】

前記外部ケースの上部には、外部から流入する空気を一方向に回転させるように前記外部ケースの内周に向かって延びる入口が形成され、
前記第１空間に流入した空気が前記一方向に回転しながら上昇するように、前記第１ガイドベーンは、前記一方向に上向きに傾斜して形成されることを特徴とする、請求項２に記載の真空掃除機用集塵装置。

【請求項4】

前記第１ガイドベーンは、前記第２サイクロンの外周から突出して前記第１サイクロンの内周に向かうように形成されることを特徴とする、請求項３に記載の真空掃除機用集塵装置。

【請求項5】

前記第１ガイドベーンに沿って前記一方向に回転しながら上昇した空気が前記一方向に回転しながら下降して前記第２サイクロンの内部に流入するように、前記第２ガイドベーンは、前記一方向に下向きに傾斜して形成されることを特徴とする、請求項３に記載の真空掃除機用集塵装置。

【請求項6】

前記第２サイクロンの中心には、微細塵が分離された空気を排出するボルテックスファインダが備えられ、
前記第２ガイドベーンは、前記ボルテックスファインダと前記第２サイクロンの内周との間の空間である前記流入口に設けられることを特徴とする、請求項１に記載の真空掃除機用集塵装置。

【請求項7】

前記第２ガイドベーンは、複数備えられ、前記ボルテックスファインダの外周に沿って所定間隔離隔して配置されることを特徴とする、請求項６に記載の真空掃除機用集塵装置。

【請求項8】

前記ボルテックスファインダの内部には、排出される空気の回転流動を緩和するように半径方向に延びる複数のリブが備えられることを特徴とする、請求項６に記載の真空掃除機用集塵装置。

【請求項9】

前記第２サイクロンの排出口は、前記ハウジングの底面を貫通して設けられ、
前記ハウジングの下部には、前記排出口を収容するように内部ケースが設けられ、前記排出口から排出される微細塵が前記内部ケース内の微細塵貯蔵部に集塵されることを特徴とする、請求項１に記載の真空掃除機用集塵装置。

【請求項10】

前記メッシュフィルタにより濾過された塵は、前記外部ケースの内周と前記内部ケースの外周との間の塵貯蔵部に集塵され、
閉鎖時に前記外部ケース及び前記内部ケースの底面を形成し、開放時に前記塵貯蔵部に集塵された塵及び前記微細塵貯蔵部に集塵された微細塵を同時に排出するように、前記外部ケースにヒンジ結合される下部カバーをさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載の真空掃除機用集塵装置。

【請求項11】

前記外部ケースの内周には、前記塵貯蔵部に流入した塵を捕集するように、複数の塵捕集用リブが突設されることを特徴とする、請求項１０に記載の真空掃除機用集塵装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マルチサイクロンにより塵と微細塵を分離して集塵するように構成される真空掃除機用集塵装置に関する。

【背景技術】

【0002】

真空掃除機は、吸入モータにより形成される吸引力を利用して空気を吸入し、空気に含まれる塵や埃を分離してきれいな空気を排出する装置である。

【0003】

真空掃除機の種類は、ｉ）キャニスタ型（canister type）、ｉｉ）アップライト型（upright type）、ｉｉｉ）ハンド型（hand type）、ｉｖ）円筒フロア型（cylindrical floor type）などに分けられる。

【0004】

キャニスタ型真空掃除機は、近年家庭で最も多く使用されている真空掃除機であって、吸入ノズルと本体とを連結管により連通させた方式の真空掃除機である。キャニスタ型は、掃除機本体、ホース、パイプ、ブラシなどから構成されて吸引力のみで掃除を行うので、硬い床の掃除に適している。

【0005】

それに対して、アップライト型真空掃除機は、吸入ノズルと本体とを一体に形成した真空掃除機である。アップライト型真空掃除機は、回転ブラシを備えるので、キャニスタ型真空掃除機とは異なり、カーペットの埃などもきれいに掃除することができる。

【0006】

しかし、従来の真空掃除機には次のような問題があった。
まず、マルチサイクロン構造を有する真空掃除機は、各サイクロンが上下に配置されるので、集塵装置の高さが増加するという問題があった。また、それに伴う体積増加の問題を解決するために集塵装置をスリムに設計することにより、実際に塵を集塵する空間の体積が減少するという欠点が生じた。

【0007】

上記問題を改善するために、第１サイクロン内に第２サイクロンを配置する構造も提案されているが、第２サイクロンのガイド流路間の干渉により第１サイクロン内に第２サイクロンを効率的に配置することが困難であった。第１サイクロン内に第２サイクロンを配置したとしても、第２サイクロンの数が著しく減少して吸引力が低下し、これは掃除性能の低下につながった。

【0008】

一般的な従来のマルチサイクロンの場合、集塵装置の内部に流入した空気は第１サイクロンを通過することにより空気の流動速度が減少するので、第１サイクロンを通過した空気が第２サイクロン内に円滑に流入できないという問題があった。

【0009】

第１サイクロンを通過した空気が第２サイクロン内に流入しても、第２サイクロン内に流入した空気は回転力が強くないので、流入した空気から微細塵を分離する性能に問題があった。

【0010】

特に、従来の接線流入式サイクロン構造は、空気と微細塵を内部に接線流入させるためのガイド流路を備えなければならなかった。このような接線流入式サイクロン構造は、流路活用度が低く、ガイド流路の設置によりサイクロンの大きさが減少して全体的な流路損失が大きくなるという問題があった。

【0011】

一方、従来の掃除機は、塵排出過程でもユーザ利便性の提供に限界があった。塵を排出する過程で塵が飛散する真空掃除機もあり、塵を排出するために過度に複雑な過程を必要とする真空掃除機もあった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明の目的は、マルチサイクロン構造を改善することにより、高さを低くしながらも掃除性能が低下しない新しい構造の真空掃除機用集塵装置を提供することにある。

【0013】

本発明の他の目的は、第１サイクロンを通過した空気が第２サイクロンに円滑に流入するようにし、第２サイクロンに流入した空気の回転流動をさらに向上させる集塵装置を提案することにある。
一方、本発明のさらに他の目的は、塵と微細塵を分離して集塵し、それらを容易に同時排出することのできる集塵装置を提案することにある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明の上記課題を解決するために、本発明の一実施形態による真空掃除機用集塵装置は、外部ケース内に配置され、外部から流入した空気から塵を濾過して塵が濾過された空気を内部に流入させるように構成される第１サイクロンと、前記第１サイクロンの内部に収容されて前記第１サイクロンの内部に流入した空気から微細塵を分離するように構成される第２サイクロンと、前記第１及び第２サイクロン間の環状の第１空間で螺旋状に延び、前記第１空間に流入した空気が前記第２サイクロンの流入口に流入するように回転流動を生じさせる第１ガイドベーンと、前記流入口の内周に沿って螺旋状に延び、前記流入口から前記第２サイクロンの内部に流入する空気の回転流動を強化する第２ガイドベーンとを含む。

【0015】

本発明の一態様によれば、前記第１ガイドベーンは、複数備えられ、前記第１サイクロンの内周又は前記第２サイクロンの外周に沿って所定間隔離隔して配置される。

【0016】

前記外部ケースの上部には、外部から流入する空気を一方向に回転させるように前記外部ケースの内周に向かって延びる入口が形成され、前記第１空間に流入した空気が前記一方向に回転しながら上昇するように、前記第１ガイドベーンは、前記一方向に上向きに傾斜して形成されてもよい。
前記第１ガイドベーンは、前記第２サイクロンの外周から突出して前記第１サイクロンの内周に向かうように形成されてもよい。

【0017】

前記第１ガイドベーンに沿って前記一方向に回転しながら上昇した空気が前記一方向に回転しながら下降して前記第２サイクロンの内部に流入するように、前記第２ガイドベーンは、前記一方向に下向きに傾斜して形成されてもよい。

【0018】

本発明の他の態様によれば、前記第２サイクロンの中心には、微細塵が分離された空気を排出するボルテックスファインダが備えられ、前記第２ガイドベーンは、前記ボルテックスファインダと前記第２サイクロンの内周との間の空間である前記流入口に設けられる。
前記第２ガイドベーンは、複数備えられ、前記ボルテックスファインダの外周に沿って所定間隔離隔して配置されてもよい。
前記ボルテックスファインダの内部には、排出される空気の回転流動を緩和するように半径方向に延びる複数のリブが備えられてもよい。
前記複数のリブは、前記ボルテックスファインダの内周に沿って所定間隔離隔して設けられてもよい。

【0019】

本発明のさらに他の態様によれば、前記第１サイクロンは、前記第２サイクロンを内部に収容するように形成され、内部に連通する開口部を外周に備えるハウジングと、前記開口部を覆うように設けられ、前記塵を濾過して前記空気から分離するように形成されるメッシュフィルタとを含む。
前記ハウジングは、前記外部ケースの上部に配置されてもよい。

【0020】

前記第２サイクロンの排出口は、前記ハウジングの底面を貫通して設けられ、前記ハウジングの下部には、前記排出口を収容するように内部ケースが設けられ、前記排出口から排出される微細塵が前記内部ケース内の微細塵貯蔵部に集塵される。
前記メッシュフィルタにより濾過された塵は、前記外部ケースの内周と前記内部ケースの外周との間の塵貯蔵部に集塵されるようにしてもよい。

【0021】

前記真空掃除機用集塵装置は、閉鎖時に前記外部ケース及び前記内部ケースの底面を形成し、開放時に前記塵貯蔵部に集塵された塵及び前記微細塵貯蔵部に集塵された微細塵を同時に排出するように、前記外部ケースにヒンジ結合される下部カバーをさらに含んでもよい。
前記第１サイクロンの下部には、前記塵貯蔵部に集塵された塵の飛散を防止するように、外周面に沿ってスカートが突設されてもよい。
前記外部ケースの内周には、前記塵貯蔵部に流入した塵を捕集するように、複数の塵捕集用リブが突設されてもよい。

【発明の効果】

【0022】

このような構成の本発明によれば、第１サイクロンの内部に第２サイクロンが収容されるので、集塵装置の高さを低くすることができる。

【0023】

このような配置において、第１サイクロンと第２サイクロンとの間には第１ガイドベーンが設けられ、第２サイクロンの流入口には第２ガイドベーンが設けられる。

【0024】

第１ガイドベーンにより、第２サイクロンの流入口に別途の流路を形成することなく、第１サイクロンを通過した空気が第２サイクロンに容易に流入し、それにより第１サイクロンと第２サイクロン間での流入損失を低減することができる。

【0025】

また、第２サイクロンの流入口に設けられた第２ガイドベーンは、第２サイクロンの内部に流入する空気の回転流動を強化することにより、第２サイクロンの内部での微細塵の分離性能を向上させる。
このようにして、前記第１及び第２ガイドベーンによりマルチサイクロンにおける集塵性能の低下を防止することができる。

【0026】

一方、本発明によれば、下部カバーの分離時に塵貯蔵部と微細塵貯蔵部がどちらも開放されるように構成されるので、前記開放時に塵貯蔵部に集塵された塵と微細塵貯蔵部に集塵された微細塵を同時に排出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明による真空掃除機の一例を示す斜視図である。

【図2】図１に示す集塵装置の概念図である。

【図3】図２に示す集塵装置の内部主要構成を分離して示す概念図である。

【図4】図２の集塵装置のＩＶ−ＩＶ線縦断面図である。

【図5】図４の集塵装置のＶ−Ｖ線横断面図である。

【図6】図３に示す第２サイクロンを拡大して示す概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、添付図面を参照して、本発明による真空掃除機用集塵装置についてより詳細に説明する。
本発明を説明する上で、関連する公知技術についての具体的な説明が本発明の要旨を不明にすると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。

【0029】

なお、添付図面は本明細書に開示された実施形態を容易に理解できるようにするためのものにすぎず、添付図面により本発明の技術的思想が限定されるものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物を含むものと理解されるべきである。

【0030】

第１、第２などのように序数を含む用語は様々な構成要素を説明するために使用されるが、前記構成要素は前記用語により限定されるものではない。前記用語は１つの構成要素を他の構成要素と区別する目的でのみ使用される。

【0031】

ある構成要素が他の構成要素に「連結」されていると言及された場合は、前記他の構成要素に直接的に連結されていることもあり、中間にさらに他の構成要素が存在することもあると理解すべきである。
本明細書で使用される単数の表現は、特に断らない限り、複数の表現を含む。

【0032】

本出願において、「含む」や「有する」（備える；備えてなる）などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらの組み合わせが存在することを指定しようとするもので、１つ又はそれ以上の他の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらの組み合わせの存在や付加可能性を予め排除するものではないと理解すべきである。

【0033】

図１は本発明による真空掃除機１０の一例を示す斜視図である。
図１を参照すると、真空掃除機１０は、電源部（図示せず）、掃除機本体１１、吸入部１２及び集塵装置１００を含む。
電源部は、外部から電源が供給されて掃除機本体１１の内部に電源を供給するように構成される。電源部は、本体に内蔵されるバッテリ又は本体に接続される電源ケーブルであってもよい。

【0034】

掃除機本体１１は、電源部から電源が供給されて吸引力を発生するファン部（図示せず）を備える。ファン部は、吸入モータ（図示せず）及び吸入ファン（図示せず）を含み、吸入モータに連結された吸入ファンは、吸入モータの駆動により回転して吸入流動を生じさせ、外部の空気を吸入する。

【0035】

掃除機本体１１の下端部には、吸入ノズル（図示せず）を備える吸入部１２が形成される。吸入ファンで発生した吸引力により、空気及び異物が吸入ノズルから吸入され、集塵装置１００に流入する。

【0036】

集塵装置１００は、吸入された空気から異物を分離して集塵し、塵が分離された空気を排出するように構成される。集塵装置１００は、掃除機本体１１に着脱可能に構成される。以下、図２〜図６を参照して本発明による集塵装置１００について具体的に説明する。

【0037】

図２〜図５においては集塵装置１００の全体構成と集塵装置１００内での空気及び異物の流動について説明する。図２は図１に示す集塵装置１００の概念図であり、図３は図２に示す集塵装置１００の内部主要構成を分離して示す概念図であり、図４は図２の集塵装置１００のＩＶ−ＩＶ線縦断面図である。また、図５は図４の集塵装置１００のＶ−Ｖ線横断面図である。
本発明の特徴に関する細部構造については図６を参照して説明する。図６は図３に示す第２サイクロン１２０を拡大して示す概念図である。

【0038】

なお、同図においては、アップライト型真空掃除機１０に適用された集塵装置１００を示すが、本発明による集塵装置１００が必ずしもアップライト型真空掃除機１０に限定されるものではない。本発明による集塵装置１００はキャニスタ型真空掃除機１０にも適用することができる。

【0039】

上記図を参照すると、真空掃除機１０のファン部から発生する吸引力により、真空掃除機１０のファン部から発生した空気と異物は吸入部１２を介して集塵装置１００の入口１００ａに流入する。入口１００ａに流入した空気は後述する流路を流動しながら第１サイクロン１１０と第２サイクロン１２０で順次濾過されて出口１００ｂから排出される。空気から分離された塵と微細塵は集塵装置１００の後述する塵貯蔵部（Ｄ１）及び微細塵貯蔵部（Ｄ２）にそれぞれ捕集される。

【0040】

サイクロンとは、粒子が浮遊する流体に旋回流を生じさせて遠心力により粒子を流体から分離する装置をいう。サイクロンは、吸引力により掃除機本体１１の内部に流入した空気から塵や微細塵などの異物を分離する。本発明においては、相対的に大きい塵を「塵」といい、相対的に小さい塵を「微細塵」といい、「微細塵」よりも小さい塵を「超微細塵」という。

【0041】

集塵装置１００は、外部ケース１０１、第１サイクロン１１０、第２サイクロン１２０、カバー部材１３０、並びに第１及び第２ガイドベーン１２３ａ、１２３ｂを含む。

【0042】

外部ケース１０１は、集塵装置１００の側面外観を形成する。外部ケース１０１は、図示のように円筒状に形成されることが好ましいが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、外部ケース１０１は、多角柱状に形成されてもよい。

【0043】

外部ケース１０１には、集塵装置１００の入口１００ａが形成される。入口１００ａは、空気と異物が外部ケース１０１内に接線流入して外部ケース１０１の内周に沿って旋回するように、外部ケース１０１の内周に向かって延びるように形成されてもよい。図示のように、入口１００ａは、外部ケース１０１の上部に形成されることが好ましい。

【0044】

外部ケース１０１内には、第１サイクロン１１０が設けられる。第１サイクロン１１０は、異物と共に流入した空気から塵を濾過し、濾過された塵を後述する塵貯蔵部（Ｄ１）に集塵するように構成される。図示のように、第１サイクロン１１０は、外部ケース１０１内の上部に配置されてもよい。
第１サイクロン１１０は、ハウジング１１１と、メッシュフィルタ１１２とを含んでもよい。

【0045】

ハウジング１１１は、第１サイクロン１１０の外観を形成し、外部ケース１０１と同様に円筒状に形成されてもよい。ハウジング１１１は、外部ケース１０１の上部に配置されてもよいが、ハウジング１１１は、外部ケース１０１と一体に形成されるようにしてもよく、外部ケース１０１とは別体の構成として外部ケース１０１に結合されるようにしてもよい。

【0046】

ハウジング１１１は、第２サイクロン１２０を収容するように中空状に形成される。ハウジング１１１の外周には、内部に連通する開口部１１１ｂが形成される。開口部１１１ｂは、図示のように、ハウジング１１１の外周に沿って複数箇所にそれぞれ形成されてもよい。

【0047】

ハウジング１１１の内周と第２サイクロン１２０の外周との間の空間には第１ガイドベーン１２３ａが設けられるが、第１ガイドベーン１２３ａの機能及び詳細構造については後述する。

【0048】

ハウジング１１１は、図示のように同じ断面積で下方に延びるようにしてもよいが、メッシュフィルタ１１２に固着した塵を容易に除去するために、下側に行くほど狭くなる構造を有するようにしてもよい。

【0049】

メッシュフィルタ１１２は、開口部１１１ｂを覆うようにハウジング１１１に設けられ、空気が通過できるように網又は多孔形状を有する。メッシュフィルタ１１２は、ハウジング１１１の内部に流入した空気から塵を分離するように形成される。

【0050】

塵と微細塵を区別する大きさの基準はメッシュフィルタ１１２により決定されるようにしてもよい。メッシュフィルタ１１２を通過する大きさの異物は微細塵に分類され、メッシュフィルタ１１２を通過できない大きさの異物は塵に分類されるようにしてもよい。

【0051】

第１サイクロン１１０により塵が分離される過程を具体的に説明すると、空気と異物は、集塵装置１００の入口１００ａから外部ケース１０１と第１サイクロン１１０との間の環状空間に流入し、前記環状空間を旋回運動する。

【0052】

図５には前記環状空間を一方向に回転する空気及び異物の流動が示されているが、前記「一方向」は、第１サイクロン１１０を通過した空気及び微細塵が第１及び第２ガイドベーン１２３ａ、１２３ｂにより回転流動する方向に一致する。これについては後述する。

【0053】

この過程で、相対的に重い塵は、遠心力により外部ケース１０１と第１サイクロン１１０との間の空間で螺旋状に旋回運動しながら次第に下方に流動する。ここで、塵貯蔵部（Ｄ１）に集塵された塵の飛散を防止するように、ハウジング１１１の下部には外周に沿ってスカート１１１ｃが突設されてもよい。図３を参照すると、スカート１１１ｃが下向きに傾斜して延びた例が示されている。

【0054】

一方、塵とは異なり、空気は、吸引力によりメッシュフィルタ１１２を介してハウジング１１１の内部に流入する。このとき、微細塵も空気と共にハウジング１１１の内部に流入することがある。

【0055】

図４を参照すると、集塵装置１００の内部構造と集塵装置１００内での空気及び異物の流動を確認することができる。
第１サイクロン１１０の内部には第２サイクロン１２０が配置されるが、第２サイクロン１２０は流入口１２０ａから内部に流入した空気と微細塵を分離するように構成される。

【0056】

第１サイクロン上に第２サイクロンが配置される従来の上下配置とは異なり、本発明の第２サイクロン１２０は第１サイクロン１１０の内部に収容されるので、集塵装置１００の高さが低くなる。第２サイクロン１２０は、第１サイクロン１１０の上部から突出しないように形成されてもよい。

【0057】

また、従来の第２サイクロンは、空気と微細塵が内部に接線流入して第２サイクロンの内周に沿って旋回するように一側から延びるガイド流路を備えているのに対して、本発明の第２サイクロン１２０は、このようなガイド流路を備えていない。よって、第２サイクロン１２０は、上方から見たときに円形状を有する。

【0058】

第２サイクロン１２０は、ケーシング１２１を備え、ケーシング１２１は、部分的に上部全体が円筒形状を有し、下側に行くほど次第に狭くなる中空円錐台形状を有する。このような構造は、空気が下方に移動することを妨害して上方に排出する一方、空気に比べて相対的に重い微細塵を下方に移動させて集塵するのに有利な構造である。

【0059】

ケーシング１２１内の上部には、空気及び微細塵を流入させる流入口１２０ａが形成され、ケーシング１２１内の上部中心には、微細塵が濾過された空気を外部に流出させるボルテックスファインダ１２２が設けられる。

【0060】

また、ケーシング１２１の上部の外周には第１ガイドベーン１２３ａが形成される。第１ガイドベーン１２３ａは、第１及び第２サイクロン１１０、１２０間で螺旋状に延びるが、図６を参照すると、第２サイクロン１２０の外周上側から螺旋状に延設された第１ガイドベーン１２３ａの例が示されている。
一方、ケーシング１２１の下端部には、微細塵を流出させる第２サイクロン１２０の排出口１２０ｂが形成される。

【0061】

図４と図５を共に参照すると、第１サイクロンの内周と第２サイクロンの外周との間の空間が第１空間（Ｓ１）となる。第１空間（Ｓ１）は、第１サイクロン１１０の内部に流入した空気と微細塵を第２サイクロン１２０の上部に流入させる流路を形成する。

【0062】

第２サイクロン１２０の上部にはカバー部材１３０が配置される。カバー部材１３０は、第２サイクロン１２０の流入口１２０ａを所定の間隔をおいて覆うように配置され、第１空間（Ｓ１）と流入口１２０ａとを連通する第２空間（Ｓ２）を形成する。

【0063】

このような連通関係により、第１サイクロン１１０の内部に流入した空気は、第１空間（Ｓ１）と第２空間（Ｓ２）を経て第２サイクロン１２０の上部の流入口１２０ａに流入する。

【0064】

図４〜図６を共に参照すると、第１ガイドベーン１２３ａは、第１及び第２サイクロン１１０、１２０間で螺旋状に延びるが、第１サイクロン１１０の内周から突出して第２サイクロン１２０の外周に向かうように形成されてもよく、逆に第２サイクロン１２０の外周から突出して第２サイクロン１２０の内周に向かうように形成されてもよい。当然ながら、第１ガイドベーン１２３ａは、第１及び第２サイクロン１１０、１２０間に配置される別体の部材であってもよい。図６には第２サイクロン１２０の上部に外周に沿って螺旋状に延びた第１ガイドベーン１２３ａが備えられた例が示されている。

【0065】

第１ガイドベーン１２３ａは、メッシュフィルタ１１２を通過してハウジング１１１の上部に移動する空気及び微細塵に回転流動を生じさせて第２サイクロン１２０の流入口１２０ａに流入させる。第１ガイドベーン１２３ａのない従来の構造の場合、微細塵を含む空気の大部分が上部のカバー部材１３０にぶつかってから第２サイクロン１２０に流入するので、流動損失が発生していたが、第１ガイドベーン１２３ａにより前記流動損失を低減することができる。

【0066】

第１ガイドベーン１２３ａは、複数備えられ、第２サイクロン１２０の外周に沿って所定間隔離隔して配置されてもよい。図６を参照すると、第２サイクロン１２０の外周の円筒部分に配置されるそれぞれの第１ガイドベーン１２３ａは、円筒部分の同じ第１位置１２３ａ１から始まって同じ第２位置１２３ａ２まで延びるように構成されてもよい。図６には第２位置１２３ａ２が第１位置１２３ａ１より相対的に高い位置にある例が示されている。

【0067】

同図においては、４つの第１ガイドベーン１２３ａが第２サイクロン１２０の外周に沿って９０゜間隔で配置されている。設計変更により、図示の例よりも多い数の第１ガイドベーン１２３ａが備えられてもよく、また、いずれかの第１ガイドベーン１２３ａの少なくとも一部が第２サイクロン１２０の上下方向に他の第１ガイドベーン１２３ａと重なるように配置されてもよい。

【0068】

前述したように、外部ケース１０１の入口１００ａは、外部ケース１０１の内周に向かって延び、空気を「一方向」に回転させるが、図５には空気が時計方向に回転する例が示されている。微細塵を含む空気は第１空間（Ｓ１）で上昇運動を行って第２サイクロンの流入口１２０ａに流入するが、回転流動性能を向上させるために、前記「一方向」と同じ方向に回転しながら上昇するようにする構造にすることが好ましい。よって、第１ガイドベーン１２３ａは、前記「一方向」に上向きに傾斜して形成され、図５には時計方向に回転する流動が示されている。

【0069】

第２サイクロン１２０の上部中心には、微細塵が分離された空気を排出させるボルテックスファインダ１２２が備えられる。このような上部構造により、流入口１２０ａは、第２サイクロン１２０の内周とボルテックスファインダ１２２の外周との間の環状空間と規定される。

【0070】

第２サイクロン１２０の流入口１２０ａには、内周に沿って螺旋状に延びる第２ガイドベーン１２３ｂが備えられる。第２ガイドベーン１２３ｂは、ボルテックスファインダ１２２の外周に設けられてもよく、ボルテックスファインダ１２２と一体に形成されてもよい。第２ガイドベーン１２３ｂにより、流入口１２０ａから第２サイクロン１２０の内部に流入する空気には回転流動が生じる。

【0071】

流入口１２０ａに流入した空気と微細塵の流動について具体的に説明すると次の通りである。微細塵は、第２サイクロン１２０の内周に沿って螺旋状に旋回して次第に下方に流動し、最終的に排出口１２０ｂから排出されて微細塵貯蔵部（Ｄ２）に集塵される。

【0072】

また、微細塵に比べて相対的に軽い空気は、吸引力により上方のボルテックスファインダ１２２に排出される。一方、ボルテックスファインダ１２２の内周には、排出される空気の回転流動を緩和するように半径方向に延びる複数のリブが備えられてもよい。複数のリブは、ボルテックスファインダ１２２の内周に沿って所定間隔離隔して設けられてもよい。

【0073】

前述したように、ボルテックスファインダ１２２とケーシング１２１との間に第２ガイドベーン１２３ｂが配置される構造によれば、ガイド流路により一側に偏って高速回転流動が生じていた従来とは異なり、流入口１２０ａのほぼ全領域にわたって相対的に均一な回転流動が生じる。従って、従来の第２サイクロン構造に比べて、局部的な高速流動が発生せず、それによる流動損失を低減することができる。

【0074】

第２ガイドベーン１２３ｂは、複数備えられ、ボルテックスファインダ１２２の外周に沿って所定間隔離隔して配置されてもよい。それぞれの第２ガイドベーン１２３ｂは、ボルテックスファインダ１２２の外周の同じ第３位置１２３ｂ１から始まって同じ第４位置１２３ｂ２まで延びるように構成されてもよい。図６には第３位置１２３ｂ１が第４位置１２３ｂ２より相対的に高い位置にある例が示されている。

【0075】

前述したように、第１ガイドベーン１２３ａは、前記「一方向」に上向きに傾斜して形成され、図４及び図５には回転性能が強化された空気及び微細塵が第２サイクロンの流入口１２０ａに流入する例が示されている。第１ガイドベーン１２３ａに対応して、第２ガイドベーン１２３ｂは、前記「一方向」に下向きに傾斜して形成され、第２サイクロン１２０内での回転流動をさらに強化するように構成される。

【0076】

すなわち、第１ガイドベーン１２３ａは、空気及び微細塵を「一方向」に回転させて上方に移動させる構造にしなければならず、当該構造は、第１及び第２ガイドベーン１２３ａ、１２３ｂでの回転流動の損失を最小限に抑えることができる。

【0077】

図６を参照すると、第１ガイドベーン１２３ａが時計方向（前記一方向）に上向きに傾斜して形成され、第２ガイドベーン１２３ｂが時計方向に下向きに傾斜して形成された例が示されている。

【0078】

同図においては、４つの第２ガイドベーン１２３ｂがボルテックスファインダ１２２の外周に沿って９０゜間隔で配置されている。設計変更により、図示の例よりも多い数の第２ガイドベーン１２３ｂが備えられてもよく、また、いずれかの第２ガイドベーン１２３ｂの少なくとも一部がボルテックスファインダ１２２の上下方向に他の第２ガイドベーン１２３ｂと重なるように配置されてもよい。

【0079】

一方、ボルテックスファインダ１２２は、下部直径が上部直径より小さくなるように形成されてもよい。このような形状によれば、流入口１２０ａの面積が小さくなって第２サイクロン１２０の内部への流入速度が速くなり、第２サイクロン１２０の内部に流入した微細塵が空気と共にボルテックスファインダ１２２を介して排出されることが制限される。

【0080】

同図においては、端部に行くほど直径が次第に小さくなるテーパ部１２２ａがボルテックスファインダ１２２の下部に形成された例を示している。これとは異なり、ボルテックスファインダ１２２は、上部から下部に行くほど直径が次第に小さくなるように形成されてもよい。

【0081】

カバー部材１３０上には、集塵装置１００の出口１００ｂが形成され、空気が排出されるようになっている。上部カバー１４０は、集塵装置１００の上部外観を形成するようにしてもよい。集塵装置１００の出口１００ｂから排出された空気は、掃除機本体１１の排気口（図示せず）から外部に排出されるようにしてもよい。集塵装置１００の出口１００ｂから掃除機本体１１の排気口につながる流路には、空気から超微細塵を濾過するように構成される多孔性プレフィルタ１４５が設けられてもよい。

【0082】

一方、第２サイクロン１２０の排出口１２０ｂは、第１サイクロン１１０の底面１１１ｄを貫通するように設けられる。第１サイクロン１１０の底面１１１ｄには、第２サイクロン１２０の挿入のための貫通孔１１１ｄ’が形成される。

【0083】

第１サイクロン１１０の下部には排出口１２０ｂを収容する内部ケース１５０が設けられ、排出口１２０ｂから排出される微細塵の集塵のための微細塵貯蔵部（Ｄ２）を形成する。後述する下部カバー１６０は微細塵貯蔵部（Ｄ２）の底面を形成する。

【0084】

内部ケース１５０は、第２サイクロン１２０の排出口１２０ｂを収容するように、ハウジング１１１の下端から外部ケース１０１の下部に向かって延びる。内部ケース１５０は、外部ケース１０１の延長方向に平行な方向に延びてもよい。前記構造により、排出口１２０ｂから排出される微細塵は内部ケース１５０内に集塵される。

【0085】

一方、第１サイクロン１１０により濾過された塵は、外部ケース１０１の内周と内部ケース１５０の外周との間の塵貯蔵部（Ｄ１）に集塵される。塵貯蔵部（Ｄ１）の底面は後述する下部カバー１６０により形成されるようにしてもよい。

【0086】

図３を参照すると、塵貯蔵部（Ｄ１）及び微細塵貯蔵部（Ｄ２）は、どちらも外部ケース１０１の下部に向かって開口するように形成される。下部カバー１６０は、塵貯蔵部（Ｄ１）及び微細塵貯蔵部（Ｄ２）の開放部を覆うように外部ケース１０１に結合され、塵貯蔵部（Ｄ１）及び微細塵貯蔵部（Ｄ２）の底面を形成するように構成される。

【0087】

このように、下部カバー１６０は、外部ケース１０１に結合されて下部を開閉するように構成される。本実施形態においては、下部カバー１６０が外部ケース１０１にヒンジ１６１で結合され、回動により外部ケース１０１の下部を開閉するように構成されていることを示す。しかし、本発明がこれに限定されるものではなく、下部カバー１６０が外部ケース１０１に完全に着脱可能に結合されるようにしてもよい。

【0088】

下部カバー１６０は、外部ケース１０１に結合され、塵貯蔵部（Ｄ１）及び微細塵貯蔵部（Ｄ２）の底面を形成する。下部カバー１６０は、塵と微細塵が同時に排出されるように、ヒンジ１６１により回動して塵貯蔵部（Ｄ１）と微細塵貯蔵部（Ｄ２）を同時に開放する。下部カバー１６０がヒンジ１６１により回動して塵貯蔵部（Ｄ１）と微細塵貯蔵部（Ｄ２）が同時に開放されると、塵と微細塵が同時に排出される。

【0089】

外部ケース１０１の内周には塵貯蔵部（Ｄ１）に流入した塵を捕集するように複数の塵捕集用リブが突設されてもよいが、前記塵捕集用リブは、一例として、外部ケース１０１の中心に向かって突出するようにしてもよい。前記塵捕集用リブは、複数備えられてもよいが、この場合、外部ケース１０１の内周に沿って所定間隔離隔して設けられてもよい。

【0090】

前記塵捕集用リブは、塵貯蔵部（Ｄ１）に集塵された塵が外部から流入した空気の回転流動により回転することを防止し、また、塵を排出する過程で塵が飛散したり意図しない所に排出されることを防止し、塵の排出を容易にする。
このような構成の本発明によれば、第１サイクロン１１０の内部に第２サイクロン１２０が収容されるので、集塵装置の高さを低くすることができる。

【0091】

このような配置において、第１サイクロン１１０と第２サイクロン１２０との間には第１ガイドベーン１２３ａが設けられ、第２サイクロン１２０の流入口には第２ガイドベーン１２３ｂが設けられる。

【0092】

第１ガイドベーン１２３ａにより、第２サイクロン１２０の流入口に別途の流路を形成することなく、第１サイクロン１１０を通過した空気が第２サイクロン１２０に容易に流入し、それにより第１サイクロン１１０と第２サイクロン１２０間での流入損失を低減することができる。

【0093】

また、第２サイクロン１２０の流入口に設けられた第２ガイドベーン１２３ｂは、第２サイクロン１２０の内部に流入する空気の回転流動を強化することにより、第２サイクロン１２０の内部での微細塵の分離性能を向上させる。
このようにして、第１及び第２ガイドベーン１２３ａ、１２３ｂの構造によりマルチサイクロンにおける集塵性能の低下を防止することができる。

【0094】

一方、本発明によれば、下部カバー１６０の分離時に塵貯蔵部（Ｄ１）と微細塵貯蔵部（Ｄ２）がどちらも開放されるように構成されるので、前記開放時に塵貯蔵部（Ｄ１）に集塵された塵と微細塵貯蔵部（Ｄ２）に集塵された微細塵を同時に排出することができる。

【0095】

本発明は、本発明の必須の特徴を逸脱しない範囲で他の特定の形態に具体化できることは当業者にとって自明である。よって、本発明の詳細な説明は例示的なものであり、あらゆる面で制限的に解釈されてはならない。本発明の範囲は添付の請求の範囲の合理的解釈により定められるべきであり、本発明の等価的範囲内での全ての変更が本発明の範囲に含まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】