JP2016116630A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】装置を大型化することなくごみの分離性能を向上させることができる電気掃除機を提供する。【解決手段】電気掃除機１は、電動送風機１０と吸込口体２と集塵ユニット１３とを備える。集塵ユニット１３は、旋回室２９と主流入風路２７と外気取込口５６と副流入風路２８とを備える。旋回室２９は、主流入口４２から流入した空気と副流入口４５から流入した空気とを旋回させる。主流入風路２７は、吸込口体２を通過した空気を主流入口４２から旋回室２９に流入させる。副流入風路２８は、外気取込口５６から取り込まれた空気を副流入口４５から旋回室２９に流入させる。【選択図】図１３

Description

この発明は、電気掃除機に関する。

特許文献１に電気掃除機が記載されている。特許文献１に記載された電気掃除機は、サイクロン分離装置を備える。このサイクロン分離装置では、ゴミを含む空気が主流入口と複数の副流入口とから旋回室に流入する。

特開２０１３−１７９９５９号公報

特許文献１に記載されたサイクロン分離装置では、主流入口に通じる風路から副流入口に通じる風路を分岐している。副流入口に通じる風路に進入するごみを少なくするためには、この風路に流入する空気の量を少なくしなればならない。このため、副流入口から旋回室に流入する空気の量を増やすことができず、ごみを分離する性能を十分に高めることができなかった。

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。この発明の目的は、装置を大型化することなくごみの分離性能を向上させることができる電気掃除機を提供することである。

この発明に係る電気掃除機は、気流を発生させる送風機と、送風機が発生させた気流によってごみを吸い込む吸込具と、吸込具から吸い込まれたごみを含む空気を旋回させることによってごみを捕集するサイクロン分離装置と、を備え、サイクロン分離装置は、第１流入口から流入した空気と第２流入口から流入した空気とを旋回させる旋回室と、吸込具を通過した空気を第１流入口から旋回室に流入させる第１流入風路と、送風機が発生させた気流によってサイクロン分離装置の外の空気をサイクロン分離装置の内部に取り込む外気取込口と、外気取込口から取り込まれた空気を第２流入口から旋回室に流入させる第２流入風路と、を備える。

また、この発明に係る電気掃除機は、気流を発生させる送風機と、送風機が発生させた気流によってごみを吸い込む吸込具と、吸込具から吸い込まれたごみを含む空気を旋回させることによってごみを捕集するサイクロン分離装置と、を備え、サイクロン分離装置は、第１流入口から流入した空気と第２流入口から流入した空気とを旋回させる旋回室と、吸込具を通過した空気を第１流入口から旋回室に流入させる第１流入風路と、吸込具を通過していない空気を第２流入口から旋回室に流入させる第２流入風路と、を備える。

この発明に係る電気掃除機であれば、装置を大型化することなくごみの分離性能を向上させることができる。

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に示す掃除機本体の拡大図である。 図１に示す掃除機本体の平面図である。 掃除機本体の収容ユニットを示す斜視図である。 掃除機本体の収容ユニットを示す平面図である。 図５に示す収容ユニットのＡ−Ａ断面図である。 図５に示す収容ユニットのＢ−Ｂ断面図である。 掃除機本体の集塵ユニットを示す斜視図である。 掃除機本体の集塵ユニットを示す側面図である。 掃除機本体の集塵ユニットを示す平面図である。 掃除機本体の集塵ユニットの分解図である。 図１０に示す集塵ユニットのＣ−Ｃ断面図である。 図１０に示す集塵ユニットのＤ−Ｄ断面図である。 図１２に示す集塵ユニットのＥ−Ｅ断面図である。 図１２に示す集塵ユニットのＦ−Ｆ断面図である。 図１２に示す集塵ユニットのＧ−Ｇ断面図である。 集塵ユニットの流入部ケースを示す平面図である。 集塵ユニットの外気取込部ケースを示す平面図である。 図３に示す掃除機本体のＨ−Ｈ断面図である。 図３に示す掃除機本体のＪ−Ｊ断面図である。

添付の図面を参照し、本発明を説明する。重複する説明は、適宜簡略化或いは省略する。各図において、同一の符号は同一の部分又は相当する部分を示す。

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１を示す斜視図である。
図１に示すように、電気掃除機１は、例えば、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及び掃除機本体６を備える。

吸込口体２に、下向きの開口が形成される。吸込口体２は、長手方向の中央部に円筒状の接続部を備える。上記開口と接続部とは、吸込口体２の内部で通じている。

吸引パイプ３は、円筒状の真直ぐな部材からなる。吸引パイプ３は、伸縮自在な構成を有する。吸引パイプ３は、一側の端部が吸込口体２の接続部に接続される。吸込口体２は、吸引パイプ３に着脱自在である。

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は、一側の端部が吸引パイプ３の他側の端部に接続される。吸引パイプ３は、接続パイプ４に着脱自在である。接続パイプ４に、取っ手７が設けられる。取っ手７は、掃除をする人が持つ部分である。取っ手７に、操作スイッチ８が設けられる。操作スイッチ８は、電気掃除機１の運転を制御するための複数のボタンを備える。

サクションホース５は、蛇腹状の細長い部材からなる。サクションホース５は、蛇腹状であるため任意の方向に曲がる。サクションホース５は、一側の端部が接続パイプ４の他側の端部に接続される。

掃除機本体６は、ごみを含む空気からごみを分離し、分離したごみを捕集する機能を有する。掃除機本体６の前側の端部に、ホース接続口９が形成される。掃除機本体６のホース接続口９に、サクションホース５の他側の端部が接続される。

掃除機本体６は、電動送風機１０（図１では図示せず）及び電源コード１１を備える。電源コード１１は、掃除機本体６の内部に設けられたコードリール部（図示せず）に巻き付けられる。電源コード１１が外部の電源に接続されると、電動送風機１０等の機器が通電する。電動送風機１０は、電源コード１１が電源に接続されると、操作スイッチ８に対する操作に応じて予め設定された吸引動作を行う。

吸込口体２、吸引パイプ３、接続パイプ４及びサクションホース５は、内部が一続きに形成される。電動送風機１０が吸引動作を行うと、床面上のごみが空気と一緒に吸込口体２に吸い込まれる。吸込口体２の内部に流入したごみを含む空気は、吸引パイプ３、接続パイプ４及びサクションホース５の各内部を通って掃除機本体６に送られる。吸込口体２、吸引パイプ３、接続パイプ４及びサクションホース５は、外部から掃除機本体６にごみを含む空気を流入させるための風路を形成する。

図２は図１に示す掃除機本体６の拡大図である。図３は図１に示す掃除機本体６の平面図である。掃除機本体６は、収容ユニット１２と集塵ユニット１３とを備える。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る。

図４は掃除機本体６の収容ユニット１２を示す斜視図である。図５は掃除機本体６の収容ユニット１２を示す平面図である。図４及び図５は、収容ユニット１２から集塵ユニット１３を取り外した状態を示す。図６は図５に示す収容ユニット１２のＡ−Ａ断面図である。図７は図５に示す収容ユニット１２のＢ−Ｂ断面図である。

収容ユニット１２は、上述の電動送風機１０及び電源コード１１を備える。また、収容ユニット１２は、例えば、収容体１４及び１５と吸気風路形成部１６と排気風路形成部１７と車輪１８とを備える。

収容体１４は、前方及び上方が開口する箱状を呈する。電動送風機１０及び電源コード１１は、収容体１４に収容される。収容体１４の後側の端部から前側寄りの予め設定された位置までの部分は、後側が高く前側が低くなるように上面が斜めに形成される。収容体１４の上記予め設定された位置より前側の部分は、後側が低く前側が高くなるように上面が斜めに形成される。

収容体１５は、収容体１４に形成された開口を塞ぐように収容体１４に設けられる。収容体１５の一部は、収容体１４の上面の形状に合うように、側方から見てＬ字状に形成される。収容体１５のこのＬ字状の部分は、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である。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は収容体１５の上方に配置される。収容体１４及び１５は、例えば成型品である。

吸気風路形成部１６は、吸気風路１９を形成する。吸気風路１９は、収容ユニット１２に形成された風路である。吸気風路１９は、サクションホース５からのごみを含む空気を集塵ユニット１３に導くための風路である。吸気風路形成部１６は、一端が収容ユニット１２の前面で開口する。吸気風路形成部１６のこの一端は、ホース接続口９を形成する。吸気風路形成部１６は、収容体１４及び１５の内側に形成された空間を通過し、他端が収容ユニット１２の上面で開口する。即ち、吸気風路形成部１６は、他端が収容体１５で開口する。吸気風路形成部１６のこの他端は、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、後側寄り且つ一側寄りに配置される。

集塵ユニット１３は、吸気風路１９から流入したごみを含む空気からごみを分離する機能を有する。集塵ユニット１３は、ごみを含む空気を高速で旋回させることにより、遠心力によってごみを分離する。即ち、集塵ユニット１３は、サイクロン分離機能を有する。また、集塵ユニット１３は、分離したごみを捕集し、一時的に溜めておく機能を有する。
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、排気風路２１を形成する。排気風路２１は、収容ユニット１２に形成された風路である。排気風路２１は、集塵ユニット１３においてごみが取り除かれた空気を排気口（図示せず）に導くための風路である。即ち、排気風路２１には、集塵ユニット１３から清浄な空気が流入する。排気風路形成部１７は、一端が収容体１５で開口する。排気風路形成部１７のこの一端は、集塵ユニット１３との接続口２２を形成する。接続口２２は、収容ユニット１２の上面において、後側寄りの中央に配置される。また、排気風路形成部１７は、収容体１４及び１５の内側に形成された空間を通過し、他端が収容ユニット１２の外部に向けて開口する。排気風路形成部１７のこの他端は、排気口を形成する。

電動送風機１０は、電気掃除機１に形成された風路に気流を発生させる。電気掃除機１に形成された風路には、例えば、外部から掃除機本体６にごみを含む空気を流入させるための風路、吸気風路１９、集塵ユニット１３に形成された風路及び排気風路２１が含まれる。電動送風機１０は、排気風路２１に配置される。

電動送風機１０が吸引動作を行うと、電気掃除機１に形成された風路に気流が発生する。電動送風機１０が発生させた気流により、吸込口体２にごみが吸い込まれる。吸込口体２に吸い込まれたごみを含む空気は、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の内部に流入したごみを含む空気は、吸気風路１９を通って接続口２０から集塵ユニット１３に送られる。集塵ユニット１３の内部で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は、接続口２２を通って排気風路２１に送られる。集塵ユニット１３から排出された空気は、排気風路２１で電動送風機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の外部に放出される。例えば、電動送風機１０を通過した空気は、排気口から掃除中の部屋に戻される。

次に、図８から図２０も参照し、集塵ユニット１３について詳細に説明する。
図８は掃除機本体６の集塵ユニット１３を示す斜視図である。図９は掃除機本体６の集塵ユニット１３を示す側面図である。図１０は掃除機本体６の集塵ユニット１３を示す平面図である。図１１は掃除機本体６の集塵ユニット１３の分解図である。以下の集塵ユニット１３に関する説明においては、図９に示す向きを基準に上下を特定する。

集塵ユニット１３は、全体として円筒状を呈する。集塵ユニット１３は、例えば、流出部ケース２３、外気取込部ケース２４、流入部ケース２５及び集塵部ケース２６を備える。流出部ケース２３、外気取込部ケース２４、流入部ケース２５及び集塵部ケース２６は、例えば成型品である。流出部ケース２３、外気取込部ケース２４、流入部ケース２５及び集塵部ケース２６は、予め設定された操作を行うことにより、図１１に示す状態に分解したり図８に示す状態に組み立てたりすることができる。例えば、ロック機構に対して解除操作を行うことにより、図１１に示す状態に分解できる。例えば、図８に示す状態から集塵部ケース２６のみを取り外すことができる。

図１２は図１０に示す集塵ユニット１３のＣ−Ｃ断面図である。図１３は図１０に示す集塵ユニット１３のＤ−Ｄ断面図である。図１４は図１２に示す集塵ユニット１３のＥ−Ｅ断面図である。図１５は図１２に示す集塵ユニット１３のＦ−Ｆ断面図である。図１６は図１２に示す集塵ユニット１３のＧ−Ｇ断面図である。符号２３から２６に示すケースの何れか或いは複数により、集塵ユニット１３に、主流入風路２７、副流入風路２８、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。

図１７は集塵ユニット１３の流入部ケース２５を示す平面図である。
流入部ケース２５は、例えば、円筒部３３、円錐部３４、隔壁部３５、主流入管３６、副流入風路形成部３７及び接続部３８を備える。

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、中心軸が上下方向を向くように配置される。例えば、円錐部３４の中心軸は、円筒部３３の中心軸と一直線状に配置される。円錐部３４は、上端部が円筒部３３の下端部に接続される。円錐部３４は、上端部から下方に向かうにしたがって径が小さくなる。円錐部３４は、下端部が下方を向いて開口する。円錐部３４の下端部に形成されたこの開口が一次開口３９である。

円筒部３３の内側に形成された空間と円錐部３４の内側に形成された空間とからなる一続きの空間が旋回室２９である。旋回室２９は、ごみを分離するためにごみを含む空気を旋回させる空間である。図９は、旋回室２９の中心軸を上下方向に向けた状態を示している。

旋回室２９を形成する側壁に、０次開口４０が形成される。０次開口４０は、例えば、円筒部３３の下端部寄りのある位置から円錐部３４の上端部に渡って形成される。０次開口４０は、一次開口３９より高い位置、即ち上流側に形成される。０次開口４０は、例えば図１１に示すように、旋回室２９で空気が旋回する方向（旋回方向）に対する下流側の縁部が、下方に向かうに従って上流側に近づくように湾曲する。

隔壁部３５は、中空の円筒状を呈する。隔壁部３５の径は、円筒部３３の径より小さい。円錐部３４と隔壁部３５とは、円錐部３４が隔壁部３５の内側に形成された空間に上方から挿入されるように配置される。隔壁部３５は、上端部が円錐部３４の外周面に接続される。例えば、隔壁部３５の中心軸は、円錐部３４の中心軸と一致するように配置される。

主流入管３６は、主流入風路２７を形成する。主流入風路２７は、集塵ユニット１３に形成された風路である。主流入風路２７は、収容ユニット１２からのごみを含む空気を旋回室２９に導くための風路である。即ち、吸気風路１９からのごみを含む空気は、主流入風路２７を通って旋回室２９に流入する。

主流入管３６は、例えば四角筒状を呈する。主流入管３６の内側に形成された空間が主流入風路２７である。主流入管３６は、一端が外側を向いて開口する。主流入管３６のこの一端は、ユニット流入口４１を形成する。ユニット流入口４１は、集塵ユニット１３にごみを含む空気を取り込むための開口である。主流入管３６は、他端部が円筒部３３に接続される。主流入管３６は、他端が円筒部３３の内側を向く壁面で開口する。主流入管３６のこの他端は、主流入口４２を形成する。主流入口４２は、主流入風路２７を通過したごみを含む空気を旋回室２９に取り込むための開口である。

主流入管３６は、円筒部３３の上部に接続される。例えば、主流入口４２は、円筒部３３の上端部、即ち旋回室２９を形成する側壁の最上部に形成される。上述した０次開口４０は、主流入口４２より低い位置、即ち下流側に形成される。主流入管３６は、主流入風路２７からのごみを含む空気が旋回室２９にその接線方向から流入するように、円筒部３３に側方から接続される。主流入管３６には、例えば図１５に示すように、ユニット流入口４１側から主流入口４２側に向かうにしたがって幅が徐々に狭くなる部分が存在する。

副流入風路形成部３７は、円筒部３３の周囲を囲むように円筒部３３の上部に設けられる。副流入風路形成部３７は、上面に外気取込部ケース２４が密着するように載せられる。このため、副流入風路形成部３７は、上面が平らに形成される。副流入風路形成部３７の上面には、その縁部に外気取込部ケース２４の取付向きを決定するための立ち上がり部４３が設けられる。

副流入風路形成部３７に、複数の溝４４が形成される。溝４４は、上方に開口する。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、ある中間位置から一端側が、旋回室２９の空気の旋回方向に向かうにしたがって旋回室２９に近づくように形成される。溝４４は、一端が旋回室に通じる。即ち、溝４４は、一端が円筒部３３の内側を向く壁面で開口する。

副流入風路形成部３７は、外気取込部ケース２４が載せられて溝４４の上方が閉じられることにより、副流入風路２８の後半部を形成する。溝４４の一端の開口は、外気取込部ケース２４が副流入風路形成部３７に載せられて溝４４の上方が閉じられることにより、副流入口４５を形成する。本実施の形態では、副流入風路形成部３７に５つの溝４４が形成される。溝４４の１つは、外気取込部ケース２４が副流入風路形成部３７に載せられることにより、上方の開口及び一端の開口が外気取込部ケース２４によって塞がれる。本実施の形態では、旋回室２９を形成する側壁に４つの副流入口４５が形成される。

副流入口４５は、主流入口４２と同様に円筒部３３の上端部、即ち旋回室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４５は、主流入口４２と同じ高さに配置される。上述した０次開口４０は、副流入口４５より低い位置、即ち下流側に形成される。例えば、副流入口４５の開口面積は、主流入口４２の開口面積より小さい。溝４４は、副流入風路２８からの空気が旋回室２９にその接線方向から流入するように円筒部３３に接続される。

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、全体として楕円形のリング状を呈する。接続部３８は、円筒部３３のほぼ中間高さに配置される。上述した０次開口４０は、接続部３８より僅かに低い位置、即ち下流側に形成される。

集塵部ケース２６は、例えば、底部４６及び外壁部４７を備える。
底部４６は、全体として楕円形の板状を呈する。外壁部４７は、円筒部３３より大きな楕円形の筒状を呈する。外壁部４７は、底部４６の縁部から直立するように設けられる。底部４６及び外壁部４７により、下方が閉じた楕円形の筒状の部材が形成される。

集塵部ケース２６が流入部ケース２５に対して適切に配置されると、外壁部４７の内側に形成された空間に隔壁部３５が配置される。隔壁部３５は、下端部が底部４６に接触する。外壁部４７は、上端部が接続部３８の縁部に接触する。集塵部ケース２６が流入部ケース２５に対して適切に配置されると、集塵部ケース２６の内部には隔壁部３５によって区切られた２つの空間が形成される。

隔壁部３５の内側に形成された空間のうち、円錐部３４の内側に形成された空間を除く部分が一次集塵室３１である。一次集塵室３１は、一次開口３９を介して旋回室２９に通じる。一次集塵室３１は、円錐部３４の下方を覆い且つ周囲を取り囲むように形成される。

外壁部４７の内側に形成された空間のうち、旋回室及び一次集塵室を除く部分が０次集塵室３０である。具体的に、外壁部４７と隔壁部３５との間並びに外壁部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である。この一続きの空間は、上方が接続部３８によって塞がれる。また、この一続きの空間は、下方が底部４６によって塞がれる。０次集塵室３０は、旋回室２９の大部分の周囲を取り囲むように配置される。また、０次集塵室３０は、一次集塵室３１の周囲を取り囲むように配置される。０次集塵室３０は、０次開口４０を介して旋回室２９に通じる。０次開口４０は、０次集塵室３０の最上部に開口するように接続部３８に近い位置に形成される。このため、０次集塵室３０は、０次開口４０から下方に延びるように設けられる。

図１８は集塵ユニット１３の外気取込部ケース２４を示す平面図である。
外気取込部ケース２４は、例えば、底部４８、リブ４９、側壁部５０及び排出部５１を備える。外気取込部ケース２４は、流入部ケース２５に対して、副流入風路形成部３７に上方から密着するように載せられる。

底部４８は、例えば板状を呈する。底部４８は、外形が流入部ケース２５の立ち上がり部４３の内側の面に沿う形状を呈する。リブ４９は、底部４８の下面から下方に突出するように底部４８に設けられる。リブ４９は、副流入風路形成部３７に形成された溝４４の位置に合わせて配置される。本実施の形態では、副流入風路形成部３７に５つの溝４４が形成される。このため、５つのリブ４９が底部４８に設けられる。５つのリブ４９は、底部４８の縁の近傍に同心円上に配置される。

外気取込部ケース２４が流入部ケース２５に対して適切に配置されると、円筒部３３の上方を塞ぐように底部４８が配置される。即ち、旋回室２９の上壁は底部４８によって形成される。また、外気取込部ケース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底部４８が配置される。即ち、副流入風路２８の後半部の上壁は底部４８によって形成される。副流入口４５の上縁は底部４８によって形成される。

外気取込部ケース２４が流入部ケース２５に対して適切に配置されると、リブ４９は、リブ４９の旋回室２９の中央側を向く面が円筒部３３の内側を向く壁面に沿うように配置される。リブ４９のうち主流入風路２７の正面に配置されるリブ４９は、溝４４の一端を完全に塞ぐ。他のリブ４９は、副流入風路２８の後半部の壁面の一部を形成するように、溝４４を間に挟んで副流入風路形成部３７に対向する。

側壁部５０は、底部４８から直立するように底部４８に設けられる。側壁部５０は、例えば底部４８上の空間をＣ字状に区画するように形成される。外気取込部ケース２４には流出部ケース２３が上方から被せられる。下方が底部４８に及び側方が側壁部５０によって囲まれたＣ字状の空間は、流出部ケース２３が外気取込部ケース２４に載せられて上方が塞がれることにより、副流入風路２８の前半部を形成する。

底部４８に分岐開口５２が形成される。分岐開口５２は、底部４８のうち副流入風路２８を形成する部分に設けられる。分岐開口５２は、副流入風路２８の前半部にある空気を副流入風路２８の後半部に取り込むための開口である。

底部４８に、副流入口４５と同じ数の分岐開口５２が形成される。本実施の形成では、旋回室２９を形成する側壁に４つの副流入口４５が形成される。このため、底部４８には、副流入口４５を介して旋回室２９に通じる各溝４４に対応し、４つの分岐開口５２が形成される。外気取込部ケース２４が流入部ケース２５に対して適切に配置されると、分岐開口５２は、溝４４の副流入口４５が形成される側とは反対側の端部の直上に配置される。即ち、分岐開口５２は、旋回室２９の空気の旋回方向に対して、副流入口４５より上流側に設けられる。このため、副流入風路２８の後半部は、分岐開口５２から上記旋回方向に延びるように形成される。

排出部５１は、旋回室２９の空気を旋回室２９の外に排出するための部材である。排出部５１は、底部４８を貫通するように底部４８の中央部に設けられる。排出部５１は、底部４８の上面側で開口する。上述した副流入風路２８の前半部は、旋回室２９の中心軸の方向から見て排出部５１の周囲を取り囲むように形成される。排出部５１は、底部４８から下方に突出する。外気取込部ケース２４が流入部ケース２５に対して適切に配置されると、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、例えば予め設定された中間位置より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下方の部分は、下方に向かうにしたがって径が小さくなる中空の円錐状を呈する。排出部５１の内側に形成された空間は、流出風路３２の前半部を形成する。流出風路３２は、旋回室２９の空気を集塵ユニット１３の外に流出させる風路である。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及び流出風路３２の前半部は、集塵ユニット１３において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４０の一部と同じ高さに配置される。

排出部５１に、排出口５３が形成される。排出口５３は、旋回室２９の空気を旋回室２９の外に排出するための開口である。旋回室２９の空気は、排出口５３を介して流出風路３２に取り込まれる。本実施の形態では、多数の微細孔によって排出口５３を形成する場合を一例として示している。排出口５３は、例えば主流入口４２より低い位置に形成される。排出口５３は、例えば副流入口４５より低い位置に形成される。排出口５３は、例えば一部が０次開口４０と同じ高さに配置される。本実施の形態では、０次開口４０より高い位置にも排出口５３を形成し、０次開口４０より低い位置に排出口５３を形成しない場合を一例として示している。また、排出部５１の円筒状を呈する部分のうち主流入口４２が直接対向する部分の直下に当たる部分には、排出口５３を形成しない場合を一例として示している。排出部５１の円筒状を呈する部分のうち副流入口４５が直接対向する部分の直下に当たる部分には、排出口５３が形成される。

流出部ケース２３は、集塵ユニット１３の最上部に配置される。流出部ケース２３は、内側の部材と外側の部材との二重構造である。流出部ケース２３の外側の部材にはメッキが施される。流出部ケース２３は、例えば蓋部５４及び流出部５５を備える。

流出部ケース２３が集塵ユニット１３の最上部に適切に配置されると、蓋部５４は、側壁部５０によってＣ字状に区画された空間を上方から塞ぐように配置される。即ち、副流入風路２８の前半部の上壁は、蓋部５４によって形成される。蓋部５４は、内側の部材の縁部が立ち上がり部４３と同じ形状を呈する。また、蓋部５４は、外側の部材の縁部が副流入風路形成部３７の上側の縁部と同じ形状を呈する。流出部ケース２３を取り付ける向きは、外気取込部ケース２４及び流入部ケース２５に対して一方向に定められている。

蓋部５４に、外気取込口５６が形成される。外気取込口５６は、集塵ユニット１３の外にある空気を集塵ユニット１３の内部に取り込むための開口である。集塵ユニット１３の周辺に存在する空気は、外気取込口５６を介して集塵ユニット１３の内部に直接取り込まれる。外気取込口５６は、例えば、集塵ユニット１３の上面に形成される。本実施の形態では、外気取込口５６を集塵ユニット１３の上面のうち主流入風路２７の真上の部分に外気取込口５６を形成する場合を一例として示している。

外気取込口５６は、例えばその開口面積が副流入口４５の開口面積より小さくなるように形成される。本実施の形態では、複数の微細孔によって外気取込口５６を形成する場合を一例として示している。かかる場合、例えば１つの微細孔の開口面積が１つの副流入口４５の開口面積より小さくなるように形成される。副流入風路２８に、通気性を有する吸音材を設けても良い。吸音材は、例えば不織布或いはウレタンからなる。例えば、吸音材は外気取込口５６の下方に配置される。吸音材を設けることにより、空気が外気取込口５６から副流入風路２８に流入する際に発生する音を低減できる。また、吸音材を設けることにより、外気取込口５６から集塵ユニット１３の外に漏れる騒音を低減できる。例えば、旋回室２９の気流によって発生した音が集塵ユニット１３の外に伝わる量を低減できる。

流出部５５は、排出部５１の内部を通過してきた空気を集塵ユニット１３の外に排出するための部材である。流出部５５は、例えばＬ字状に曲げられた筒状を呈する。流出部５５は、一端が蓋部５４の下方で下方を向いて開口する。流出部５５は、他端が蓋部５４の上方で側方を向いて開口する。流出部ケース２３が集塵ユニット１３の最上部に適切に配置されると、流出部５５の一端は排出部５１の上端に接続される。流出部５５の他端側は、軸方向が斜め上方を向くように配置される。

流出部５５の内側に形成された空間は、流出風路３２の後半部を形成する。本実施の形態では、外気取込部ケース２４の排出部５１と流出部ケース２３の流出部５５との２つの部材によって流出管を構成する場合を一例として示している。流出部５５の他端は、集塵ユニット１３から空気を流出させるユニット流出口５７を形成する。ユニット流出口５７は、ユニット流入口４１より高い位置に配置される。

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１５の上面に合わせて斜めに配置される。図１９は図３に示す掃除機本体のＨ−Ｈ断面図である。図２０は図３に示す掃除機本体のＪ−Ｊ断面図である。図１９及び図２０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。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、ユニット流入口４１が接続口２０に接続される。また、ユニット流出口５７が接続口２２に接続される。

次に、集塵ユニット１３の機能及び動作について具体的に説明する。
電動送風機１０が吸引動作を開始すると、上述したように、吸込口体２に吸い込まれたごみを含む空気は、吸気風路１９を通過して接続口２０に達する。吸気風路１９のごみを含む空気は、接続口２０及びユニット流入口４１を通過して主流入風路２７に流入する。主流入風路２７に流入したごみを含む空気は、主流入風路２７を通過し、主流入口４２から旋回室２９に流入する。かかる経路は、図において経路ａとして実線の矢印で示されている。

また、電動送風機１０が吸引動作を開始すると、集塵ユニット１３の外に存在する流出部ケース２３の周辺の空気が、外気取込口５６から集塵ユニット１３の内部に取り込まれる。外気取込口５６を通過した空気は、外気取込部ケース２４の底部４８と流出部ケース２３の蓋部５４との間に形成された空間、即ち副流入風路２８の前半部に流入する。副流入風路２８に流入した空気は、側壁部５０によってＣ字状に区画された空間を移動し、分岐開口５２に達する。このＣ字状に区画された空間では、空気は、旋回室２９の上方を横切るように旋回室２９の空気の旋回方向に沿って移動する。分岐開口５２に達した空気は、分岐開口５２を通過して下方に移動する。分岐開口５２を通過した空気は、溝４４の内部、即ち副流入風路２８の後半部に流入する。

分岐開口５２を通過した空気は、溝４４の内部を移動する。この時、空気は、旋回室２９の空気の旋回方向に沿って溝４４の内部を移動する。溝４４の内部を通過した空気は、副流入口４５から旋回室２９に流入する。かかる経路は、図において経路ｂとして破線の矢印で示されている。

主流入口４２を通過したごみを含む空気は、円筒部３３の内側を向く壁面、即ち旋回室２９の側壁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４５を通過した空気も、旋回室２９の側壁に沿うように旋回室２９にその接線方向から流入する。

主流入口４２から旋回室２９に流入した空気は、旋回室２９の側壁に沿うように予め設定された方向に回り、旋回室２９で主旋回気流を形成する。この主旋回気流は、旋回室２９の側壁との摩擦により、徐々に旋回速度が低下する。一方、副流入口４５からの空気は、主旋回気流と同じ方向に回るように旋回室２９に流入する。このため、副流入口４５からの空気は、主旋回気流をその後方から順々に押すように旋回室２９に取り込まれる。即ち、副流入口４５から旋回室２９に取り込まれた空気が主旋回気流に合流することにより、主旋回気流が加速される。結果として、主旋回気流の減速を抑制した強力な遠心力を有する旋回気流を全体として形成することができる。

主流入口４２からの空気と副流入口４５からの空気とが合流して生成された強力な旋回気流は、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。この旋回気流に含まれるごみには、遠心力が作用する。例えば繊維ごみ及び毛髪といった比較的嵩の大きなごみαは、作用する遠心力によって旋回室２９の側壁に押し付けられながら落下する。このため、ごみαは、０次開口４０の高さに達すると旋回気流から分離され、０次開口４０を通過する。０次開口４０を通過したごみαは、０次集塵室３０に送られる。０次開口４０から０次集塵室３０に進入したごみαは、旋回室２９の空気の旋回方向と同じ方向に移動しながら落下する。そして、ごみαは、０次集塵室３０の最下部に達して捕集される。

０次開口４０から０次集塵室３０に進入しなかったごみは、旋回気流に乗って旋回しながら下方に移動する。砂ごみ及び細かい繊維ごみといった比較的嵩の小さなごみβは、一次開口３９を通過する。そして、ごみβは、一次集塵室３１に落下して捕集される。

旋回室２９の旋回気流は、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、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が取り除かれた清浄空気は、排出口５３を通過して旋回室２９から排出される。排出口５３を通過した空気は、流出風路３２を通過してユニット流出口５７に達する。そして、清浄空気は、ユニット流出口５７及び接続口２２を通過して排気風路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、ごみαが０次集塵室３０に溜まる。また、ごみβが一次集塵室３１に溜まる。０次集塵室３０及び一次集塵室３１に溜まったごみは、集塵部ケース２６を取り外すことによって簡単に廃棄することができる。

上記構成を有する電気掃除機１であれば、装置を大型化することなくごみの分離性能を向上させることができる。即ち、副流入風路２８からの空気は、旋回室２９に形成された主旋回気流を後方から押すように副流入口４５から旋回室２９に流入する。このため、主流入口４２から流入する空気の速度を極端に上げなくても、旋回室２９に、強力な遠心力を有する旋回気流を形成することができる。電動送風機１０の出力を下げることができ、電動送風機１０の小型化及び軽量化が可能となる。上記構成を有する電気掃除機１であれば、質量及びサイズを大きくすることなく高い分離性能を得ることができる。また、発生する騒音を低減させることができる。

特に、電気掃除機１では、電動送風機１０が発生させた気流により、集塵ユニット１３の外にある空気を外気取込口５６から集塵ユニット１３の内部に直接取り込んでいる。副流入口４５から旋回室２９に流入する空気は、吸込口体２を通過していない。また、副流入口４５から旋回室２９に流入する空気は、吸気風路１９及び主流入風路２７を通過していない。副流入風路２８に、含まれるごみの量が少ない低圧損の気流を発生させることができる。従来のように、副流入口に通じる風路に進入するごみを少なくするためにこの風路に流入する空気の量を少なくする必要もない。

外気取込口５６から副流入風路２８に小さなごみが進入する可能性は否定できない。外気取込口５６の開口面積を副流入口４５の開口面積より小さくすれば、外気取込口５６から進入したごみによって副流入口４５が閉塞することを防止できる。外気取込口５６の開口面積を副流入風路２８の最も細い部分の断面積より小さくしても良い。

副流入口４５により、旋回室２９内の旋回気流を高速化することにより、旋回室２９から比較的大きな気流音が発生する可能性がある。この気流音の集塵ユニット１３外部への放射を抑制するために、外気取込口５６に通気性を有した吸音材を設置しても良い。

外気取込口５６を集塵ユニット１３の上方を向く面に形成すれば（図１０参照）、掃除中に外気取込口５６がカーテン等によって塞がれてしまう頻度を低減できる。本実施の形態のように外気取込口５６を集塵ユニット１３の上面に形成すれば、外気取込口５６がカーテン等によって塞がれてしまう頻度を更に低減できる。なお、外気取込口５６を形成する位置は上記位置に限定されない。

上記構成を有する集塵ユニット１３では、副流入風路２８を通過した空気は、旋回室２９の空気が旋回する方向に沿うように副流入口４５から旋回室２９に流入する。このため、副流入口４５から旋回室２９に取り込まれる空気は、旋回室２９の主旋回気流にスムーズに合流する。副流入口４５を設けたことによって旋回気流の旋回力が低下する恐れはない。

また、主流入風路２７の真上に外気取込口５６を形成する（図１３参照）ことにより、旋回室２９の空気の旋回方向に沿うように副流入風路２８の前半部及び後半部の双方を形成できる。これにより、副流入風路２８を流れる空気の圧損を低減できる。特に、空気が副流入風路２８の前半部から後半部に移動する際の圧損を低減できる。

本実施の形態では、旋回室２９を形成する側壁に４つの副流入口４５を形成する場合について説明した。副流入風路２８は、外気取込口５６から取り込まれた空気を４つの副流入口４５のそれぞれから旋回室２９に流入させるように形成される。このような構成であれば、旋回室２９の主旋回気流を４箇所から加速することができ、強力な遠心力を有する旋回気流を形成できる。また、主流入口４２と副流入口４５との間隔をある程度同じにすれば、旋回気流の速度を一定にすることができる。なお、副流入口４５を形成する個数は上記に限定されない。例えば、１つの副流入口４５しか形成されていなくても一定の効果は期待できる。

副流入口４５を１つのみ形成する場合には、主流入口４２から旋回方向に約１８０°ほど進んだ位置に副流入口４５を設置することが望ましい。主流入口４２から流入した空気は、旋回室２９の内壁との摩擦及び排出口５３からの向心力（内向きの吸込力）により、その流入位置から徐々に減速しながら旋回室２９内を旋回することとになるが、３６０°進んだ位置は、すなわち主流入口４２になるために、減速される前の空気が導入されることになり、旋回室２９を周回して減速された気流を加速する効果を備えている。したがって、副流入口４５を１つのみ形成する場合には、上記の位置に副流入口４５を形成することにより効率よく旋回力を高めることが可能となる。

上記構成を有する電気掃除機１であれば、副流入風路２８に低圧損の気流を発生させることができる。このため、副流入口４５の開口面積を小さくすることができる。例えば、副流入口４５の開口面積を主流入口４２の開口面積より小さくすれば、副流入風路形成部３７の小型化、即ち集塵ユニット１３の小型化が可能となる。

本実施の形態では、外気取込口５６から取り込まれた空気を、副流入風路２８を介して副流入口４５から旋回室２９内に導入する構造としたが、副流入風路２８を介さずに直接的に旋回室２９内に導入する構造としても良い。一例として、外気取込口５６がすなわち副流入口となる場合でも、一定の効果を得ることができる。

本実施の形態では、集塵ユニット１３をサイクロン分離装置の一例として示した。サイクロン分離装置の詳細は、集塵ユニット１３の構成に限定されない。また、本実施の形態では、吸込口体２を吸込具の一例として示した。電気掃除機１は、他の形状を有する吸込具を備えていても良い。

本実施の形態では、キャニスタータイプの電気掃除機１について説明したが、本発明が適用される電気掃除機のタイプはこれに限定されない。本発明を所謂ロボット掃除機と呼ばれる電気掃除機に適用しても良い。かかる場合、吸込具は掃除機本体の下部に掃除機本体と一体的に設けられる。

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、 １４ 収容体、 １５ 収容体、 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 接続口、 ２１ 排気風路、 ２２ 接続口、 ２３ 流出部ケース、 ２４ 外気取込部ケース、 ２５ 流入部ケース、 ２６ 集塵部ケース、 ２７ 主流入風路（第１流入風路）、 ２８ 副流入風路（第２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 主流入管、 ３７ 副流入風路形成部、 ３８ 接続部、 ３９ 一次開口、 ４０ ０次開口、 ４１ ユニット流入口、 ４２ 主流入口（第１流入口）、 ４３ 立ち上がり部、 ４４ 溝、 ４５ 副流入口（第２流入口）、４６ 底部、 ４７ 外壁部、 ４８ 底部、 ４９ リブ、 ５０ 側壁部、 ５１ 排出部、 ５２ 分岐開口、 ５３ 排出口、 ５４ 蓋部、 ５５ 流出部、 ５６ 外気取込口、 ５７ ユニット流出口

Claims (10)

1. 気流を発生させる送風機と、
   前記送風機が発生させた気流によってごみを吸い込む吸込具と、
   前記吸込具から吸い込まれたごみを含む空気を旋回させることによってごみを捕集するサイクロン分離装置と、
   を備え、
   前記サイクロン分離装置は、
   第１流入口から流入した空気と第２流入口から流入した空気とを旋回させる旋回室と、
   前記吸込具を通過した空気を前記第１流入口から前記旋回室に流入させる第１流入風路と、
   前記送風機が発生させた気流によって前記サイクロン分離装置の外の空気を前記サイクロン分離装置の内部に取り込む外気取込口と、
   前記外気取込口から取り込まれた空気を前記第２流入口から前記旋回室に流入させる第２流入風路と、
   を備えた電気掃除機。
2. 前記外気取込口の開口面積は、前記第２流入口の開口面積より小さい請求項１に記載の電気掃除機。
3. 前記第２流入口の開口面積は、前記第１流入口の開口面積より小さい請求項１又は請求項２に記載の電気掃除機。
4. 前記第２流入風路は、前記旋回室の空気が旋回する方向に沿うように前記第２流入口から前記旋回室に空気を流入させる請求項１から請求項３の何れか一項に記載の電気掃除機。
5. 複数の前記第２流入口が形成され、
   前記第２流入風路は、前記外気取込口から取り込まれた空気を前記第２流入口のそれぞれから前記旋回室に流入させる
   請求項１から請求項４の何れか一項に記載の電気掃除機。
6. 前記第２流入風路に設けられた吸音材と、
   を更に備えた請求項１から請求項５の何れか一項に記載の電気掃除機。
7. 前記外気取込口は、前記旋回室の中心軸を上下方向に向けた時に前記サイクロン分離装置の上方を向く面に形成された請求項１から請求項６の何れか一項に記載の電気掃除機。
8. 前記外気取込口は、前記旋回室の中心軸を上下方向に向けた時に前記第１流入風路の真上に配置される請求項１から請求項７の何れか一項に記載の電気掃除機。
9. 気流を発生させる送風機と、
   前記送風機が発生させた気流によってごみを吸い込む吸込具と、
   前記吸込具から吸い込まれたごみを含む空気を旋回させることによってごみを捕集するサイクロン分離装置と、
   を備え、
   前記サイクロン分離装置は、
   第１流入口から流入した空気と第２流入口から流入した空気とを旋回させる旋回室と、
   前記吸込具を通過した空気を前記第１流入口から前記旋回室に流入させる第１流入風路と、
   前記吸込具を通過していない空気を前記第２流入口から前記旋回室に流入させる第２流入風路と、
   を備えた電気掃除機。
10. 前記第２流入風路は、前記第１流入風路を通過していない空気を前記第２流入口から前記旋回室に流入させる請求項９に記載の電気掃除機。

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