以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後左右、上下の方向は図中に示す方向であるとして説明する。
図1は本発明の実施例に係る携帯用のクリーナ1の斜視図である。図1ではクリーナ1の本体部分だけを示している。パイプ取付口41の先端に接続されるパイプや、パイプの先端に装着されるノズル又は吸引ヘッド等の図示は省略している。クリーナ1は、作業者が片手でハンドル部4を把持しながら集塵作業を行う吸引機であって、本体部分は、メインのハウジング(本体ハウジング)2とサイクロンユニット60によってその外観が画定される。ハウジング2は、その内部に後述するモータやファンを収容するもので、円筒状のモータ収容部2aとバッテリパック100を装着するためのバッテリ装着部2cと、ハンドル部4とパイプ取付口41を接続すると共にファン(吸引ファン)17(図3で後述)から排出される排気の通路を形成するための排気通路部2bにより構成される。ハウジング2は、合成樹脂の一体成形によって多分割形式で製造される。ハウジング2の後端上方部分には、作業者の人差し指から小指までの4本の指を通すことができる空洞となる貫通部4aが形成される。ハンドル部4の形状は、側面視で倒立した略L字状の形状とされ、作業者がハンドル部4の上側の水平に延在する部分か、後方の上下方向に延在する部分のいずれかを握りながら粉塵の吸引作業を行うことができる。ハンドル部4の上方には、図示しないモータの回転スイッチを配置したスイッチパネル50が設けられる。
ハンドル部4の下方にはバッテリパック100が装着される。バッテリパック100は電動工具にて広く使われるものを流用し、ケースの内部に複数の電池セルを収容することで、例えば18V以上の直流電力を後述するモータ15(後述する図3参照)へ供給する。バッテリパック100の内部の図示しない電池セルは、充放電が可能なリチウムイオン電池セルであるが、バッテリパック100の種類は任意である。バッテリパック100は、ハウジング2の軸線A1と平行に、前方側にスライドさせることで装着可能であり、ラッチボタン101を押してモータの軸線A1方向に沿って図1の状態から後方にスライドさせることで取り外し可能である。
ハウジング2のモータ収容部2aの前方側には、筒状のサイクロンユニット60が装着される。サイクロンユニット60はハウジング2に対して着脱可能に構成され、前方側に固定又は取り外し用のラッチボタン64が設けられる。ラッチボタン64の後方にはサブハウジング3の係合部63と係合するための位置合わせ窪み32が形成される。サイクロンユニット60は、前方側がやや細い径で後方側が太い径とされた円筒状であって、パイプ取付口41から吸引された粉塵混じりに空気を遠心力を利用して粉塵だけを分離して、残った空気をモータ収容部2a内に流入させる。ファン17(図3で後述)によってモータ収容部2aの内部に吸引された空気は、ハウジング2の排気通路部2b内の風路によって排気口(排出口)5の内側空間付近にまで導かれ、排気口5から外部に排出される。排気口5は、斜め上方に細長いスリット状の開口を23本並べたものである。排気口5の全体の輪郭は、前後方向に細長く、上下方向には短い形状としている。尚、図1ではハウジング2の右側に形成された排気口5しか見えていないが、ハウジング2の左側側面にも同様の排気口5が形成される。排気口5の上側には、ハウジングの外縁部分がやや下側に窪むようにデザインされたトップカバー47(詳細は図2で後述)が装着される。
図示しないパイプを接続するパイプ取付口41部分は、フロントカバー40が装着される。フロントカバー40の上部には、パイプ取付口41に接続されるパイプ(図示せず)をロック又はロック解除するためのラッチレバー35が設けられる。ラッチレバー35の先端側を下方向に押し込んだ状態にて図示しないパイプを前方側に移動させることで、パイプをクリーナ1の本体部分から取り外すことができる。フロントカバー40の下側部分には、サイクロンユニット60をロック又はロック解除するためのラッチボタン64が設けられる。図1の状態からスプリング65(後述の図3参照)の反力に抗してラッチボタン64を押し込んで、サイクロンユニット60の前方部分を下方向に揺動させることでサイクロンユニット60をハウジング2から取り外すことができる。
図2は本実施例のクリーナ1の分解斜視図であって、主にパイプ取付口41からサイクロンユニット60に至る吸入通路部分と、排気口5付近の詳細内部構造を示すものである。図示しないノズルとパイプを介して吸入された粉塵混じりの空気は、パイプ取付口41から開口21aを通って、管路が形成された導入管20の内側に流入する。導入管20において空気は、前後方向に延びる直管部22を通り、直管部22の後端の湾曲部23で下側に90度曲げられた後に出口23aから排出され、サブハウジング3の吸入口6を通ってサイクロンユニット60(図1参照)の内部空間に流入する。
サイクロンユニット60(図1参照)から排気される空気は、吸気カバー14を通ってモータ収容部2aの内部に吸引され、吸引された空気はモータ収容部2aから排気通路部2bを通って、上方の排気出口11から排気口5に挟まれた空間内に流入する。ハンドル部4の前端下側には、遮風壁10(後述する図3参照)の下流端10cが接続されることにより、排気通路部2bの内部の空気が排気口5側に導かれる。左右方向において排気口5に挟まれた空間は、中央の吸入口6へ至る導入管20の外側部分が、排気風の流れる空間として利用される。つまり、ハウジング2の吸気口(吸引口)14a(吸気カバー14の付近)よりも前方側に延在する部分は、従来のサイクロン式クリーナと同様に吸入通路を形成するために用いられることと共に、本実施例では吸入通路と軸線方向(前後方向)に重複するように排気通路も配置する。
クリーナ1の本体部分の筐体は、ハンドル部4とハウジング2を、左右分割式のハウジングで形成する事が可能である。しかしながら、本実施例では、ハンドル部4と、そこから前方側に延在するサブハウジング3の部分を一体部品として、その下側部分のハウジング2を、左右分割式で形成した。ハウジング2には複数のネジボス7a〜7gが形成され、図示しないネジによって左右のハウジング2が固定される。排気出口11の下流側に延在する部材、即ちサブハウジング3は、右側及び左側部分が合成樹脂の一体成形で製造される。サブハウジング3の底面には、導入管20を下から上方向に貫通させるネジ(図示せず)にて固定するためのネジ穴を有する8a〜8eが形成される。サブハウジング3の前方は、左右両側にて前方側に延在するアーム部11a、11bが形成され、そこにネジ穴8a、8bが形成される。アーム部11a、11bは、前方側からスライドして嵌合するためのレール溝が形成され、フロントカバー40を固定するのに用いられる。
サブハウジング3の左右両側側面には、多数の開口5aが形成される。開口5aは斜め上方に延びる細長いスリットであって、スリットの幅(長手方向と直交する部分の長さ)を十分小さく形成することによって、外部から異物が入ることを阻害する。一方、開口5aを前後に並べて多数設けることによって全体としての開口面積を十分確保して、排気抵抗の低減を図っている。左右に配置される開口5aの内側には、吸音材36aと36bが設けられる。吸音材36a、36bは例えば吸音スポンジであり、排気抵抗の低減を抑制しつつ排気音を効果的に抑えることができる。導入管20の出口23aとサブハウジング3の吸入口6の間には、気密を保つためのパッキン34が介在される。パッキン34は例えばゴムの成形品である。
導入管20は、フロントカバー40のパイプ取付口41から続く管路を形成するもので、入口の開口21aから軸線A1と平行方向に延在する直管部22と、直管部22から下向きに略90度湾曲するように曲げられて水平な面を有する出口23aが形成される.導入管20は合成樹脂の一体成形によって製造され、下側に図示しないネジと螺合するためのネジ穴31c等が形成される。直管部22よりも後方側には梁状の取付フレーム24が延在し、その後端にネジ穴25が形成される。取付フレーム24の左右両側には、遮風壁10(後述する図3参照)から連続する壁部を形成すると共に、排気通路の外周側壁面を形成する導風壁26が形成される。導風壁26は矢印26aのように湾曲部23を越えて直管部22の左右両側に到達するように前方側に延在する。
導入管20の前側には、図示しないパイプの後端を収容するようにして保持する接続部21が形成される。接続部21の前側の開口21aには、図示しないパイプとの密着性を高めるためにOリング38が介在される。接続部21の上側には、図示しないパイプの後端と嵌合することによってパイプの抜けを防止するためのラッチレバー35が設けられる。ラッチレバー35を軸支するために、接続部21の外周面には箱型のラッチ収容部27が形成され、左右両側壁に設けられた貫通穴27aとラッチレバー35の揺動軸35bによってラッチレバー35がわずかに揺動可能とされる。ラッチレバー35の後端側にはラッチ爪35aが設けられ、ラッチ収容部27の内部に形成された貫通穴28を貫通して図示しないパイプと嵌合する。接続部21の下側にはラッチボタン64(図1参照)と係合する爪部29が形成される。
導入管20の接続部21には、フロントカバー40が被せられる。フロントカバー40は接続部21の位置決めをすると共に、ラッチレバー35とラッチボタン64の周囲を覆うものである。フロントカバー40は合成樹脂の一体成形で製造され、前方に図示しないパイプを挿入するパイプ取付口41が形成される。フロントカバー40の上面にはラッチレバー35の外縁に沿った貫通穴44が形成され、前側側面には ラッチボタン64(図1参照)の外縁と近接する切り欠き部43が形成される。右側の側壁部42aと左側の側壁部42bの間に接続部21が位置する。側壁部42a、42bの後側は斜めにカットされ、縁部が内側に窪むような段差45となっている。この段差45部分にトップカバー47の前側リブ48aが内側から差し込まれる。トップカバー47の後側縁部にも段差45と同様の段差面48bが形成され、ハンドル部4の前方縁部46と係合することによって、トップカバー47がハウジング2に取りつけられる。
図3は本実施例のクリーナ1の縦断面図である。クリーナ1はバッテリパック100を電源としてモータ15を駆動し、モータ15の回転軸に取付けられるファン17を回転させることによって、サイクロンユニット60の内部の空気が吸い出されることにより負圧となって、吸気通路に吸引力が発生する。このため、ハウジング2の外部の空気及び異物は、パイプ取付口41から吸い込まれ、排気口5(図2参照)に至る空気流(F1〜F7)を起こすものである。ファン17はモータ15の出力軸(図示せず)に固定され、モータ15の回転に同期して軸線A1を中心に回転する。ファン17は遠心ファンであり、軸線A1に沿って前方側から風を吸引して、ファン17の径方向外側に排出する。ここではモータ15の回転軸の軸線A1と、サイクロンユニット60の軸線(中心線)B1が同軸上に形成されているが、これらが平行にずらしても良いし、これらが斜めに交差するように配置しても良い。
図示しないノズルとパイプを介して前端上部のパイプ取付口41から流入する粉塵混じりの空気F1は、導入管20の接続部21と直管部22を通って湾曲部23にて約90度、下方向に曲げられてサイクロンユニット60の内部に吸引される。サイクロンユニット60は、いわゆる2段サイクロン方式で有り、1段目のサイクロン部となる第一旋回室(第1旋回室)75に流入する。第一旋回室75でF2のように旋回する空気は、第一内筒ユニット70の外側を旋回しながら、空気のみが第一内筒ユニット70の径方向内側に吸引される。遠心力によって径方向外側に分離された塵埃等は、第一集塵室62の内部側に移動し、第一集塵室62の内部に貯まる。第一内筒ユニット70の後方側にて内側に吸引された空気は、第二流入室84に流入する。第二流入室84からは、空気流F3のように第一旋回室75の外周側に配置された複数の第二旋回室(第2旋回室)86のいずれかに流入し、細かい粉塵がふるい落とされて、空気が第二内筒89の前側開口から吸いこまれて、フィルタ(フィルタ部)97が収容される空間(フィルタ室)内に流入する。
フィルタ室内では、空気流F4のように円筒状のフィルタ97の外周側から径方向内側に通過することにより微細な粉塵が濾過され、濾過された空気がファン17側に流入する。ファン17を通過した空気の大部分は、モータ15の外周側をF5のように流れてから下流側、即ち上方に流れる。また、ファン17を通過した空気の残りはモータ15の内側を流れて、モータ基板16に当たって空気流F6のように上方に流れる。空気流F5、F6のように流れた排気流は、ファン17からモータ15にかけて前方から後方に向けて流す第一の流路部分と、モータ15の上部付近から前方側に流す第二の流路部分を通って空気流F7のように前方側に折り返し流れる。この折り返し接合部となる空間は、モータ15の上側付近の空間であって、軸線A1方向における位置がモータ15の配置領域と重なる位置にある。空気は、空気流F7のように排気通路部2bの内部空間を通り前方に流れ、導入管20の湾曲部23付近まで流れ、排気口5から外部に排出される。このように本実施例のクリーナ1の排気流は、モータ15の近傍でハウジング2の外部にすぐに排出されるのでは無くて、モータ15付近、又はモータ15の後端部分で前方側に折り返すように空気流の方向を曲げられて前方に向けて流れ、サイクロンユニット60の上方付近まで流れた後に外部に排出される。
ハウジング2のハンドル部4の下側には、制御回路基板56が設けられる。制御回路基板56はモータ15の回転制御を行うための回路を搭載するもので、制御用のマイコンを含む。ハウジング2の内側において、制御回路基板56の収容空間と、モータ15の収容空間の間には遮風壁10が設けられるので、ファン17から排出された空気は制御回路基板56側には流れない。遮風壁10は、貫通部4aから見てモータ15側の外壁の沿うように所定の間隔を隔てるように、二重壁となるように配置される。しかしながら、遮風壁10は貫通部4aと等間隔では無くて緩やかな曲面を描くような断面形状であるので、モータ15付近から流れの方向をスムーズに曲げることができる。
ハンドル部4の上側部分にはスイッチパネル50が設けられる。スイッチパネル50には、プッシュ式のオン/オフボタン51と動作モード切替ボタン52、運転状態を示すLED53、フィルタ詰まり警告用のLED54が設けられる。これらのスイッチとLEDはスイッチ基板55上に搭載される。スイッチ基板55と制御回路基板56は、多芯のフラットケーブル57にて接続される。スイッチパネル50のオン/オフボタン51が押されると、バッテリパック100の電力がモータ15に供給されてファン17が設定された速度で回転する。動作モード切替ボタン52が押されると、その都度“強モード”と“中モード”、“弱モード”との間で動作が切替わる。また、モータ15の回転中にオン/オフボタン51が再度押されると、バッテリパック100からの電力供給が遮断されモータ15が停止する。
モータ15は、ブラシレスDCモータであり、永久磁石を有するロータと、コイルが巻かれたステータコアを有する。ブラシレスDCモータの後方には、ホールIC等の磁気センサを搭載する円形のモータ基板16が設けられる。モータ15の後端付近は、円筒状であって弾性力のあるモータ後端保持部18によってハウジング2に固定される。モータ後端保持部18は例えばゴム製であって、モータ15の振動を緩衝すると共に、モータ15の内部を通る空気を上方に導く。モータ後端保持部18は、略カップ状であり、上側に空気排出用の開口18aが形成されることにより、空気流F6の流れが形成される。モータ後端保持部18の後方側は、配線が通る穴を除いて閉鎖された形状とされる。
モータ15の前端付近には、遠心式のファン17を収容するファンカバー19が装着される。ファンカバー19は、ファン17の前方の外周側及び径方向外側を覆うことによりモータ15をハウジング2に対して固定する固定部材としての機能を果たすと共に、軸方向後方側のモータの外周側に開口を形成することによって、空気流F5、F6のような流れを可能とする。ファン17からモータ15の外周面に至る空気の流れは、空気流F5の流れのようにモータ15の外周面に沿って分散して流れ、ファンカバー19より後方側に離脱し、ハウジング内を上方向に流れる。一方、ファン17からモータ15の内側を流れる空気は、気流F6の流れのようにモータ15の後方でモータ基板16に当たって上方に向きを変えて、空気流F5と合流して空気流F7に至る。
ファンカバー19の前方側の軸心付近には貫通穴が開けられ、サイクロンユニット60のフィルタ97を通過した空気が、空気流F4に示すように流入する。ファンカバー19の前方側には空気流をファン17にガイドするためのファンガイド13が設けられる。ままた、ファンガイド13の前方には、網目状の吸気カバー14が設けられる。ハウジング2のバッテリ装着部2c(符号は図2参照)の下側には本体側接続端子58が複数設けられる。複数の本体側接続端子58は端子ホルダ59にて固定される。本体側接続端子58の左右両側には、バッテリパック100を保持するための図示しないレール機構が設けられる。上下方向に見て図示しないレール機構と空洞となる貫通部4aの間に、モータ15の回転を制御する回路を搭載する制御回路基板56が設けられる。本体側接続端子58は制御回路基板56に接続されると共にバッテリパック100の電池側接続端子103と嵌合する。
図4は図3からサイクロンユニット60を削除した図である。ここでは風路を形成する壁面を黒太線で塗りつぶしている。吸入通路はフロントカバー40と導入管20によって、矢印G1、G2、G3の管路が形成され、矢印G4のように流れてサイクロンユニット60(図3参照)の内部に流れる。サイクロンユニット60を排出される空気はG5の方向にハウジング2の内部に流入し、矢印G6のように軸線A1の後方、即ち第一の方向に向けて流れ、矢印G7のように上側に流れてから、流れ方向が軸線A1の前方、即ち第二の方向に曲げられて、遮風壁10によって矢印G8のように前方に流れて、矢印G9で排気口5が配置される領域内に流入する。ここでは、矢印G9の方向は、矢印G4の方向から見て反転した方向である。
ハウジング2内の風路は、内部に形成された遮風壁10によってその上部が制限される。遮風壁10は矢印10aに示すようにモータ15の後方側下部から矢印10bのように上方に延びて、前方側にやや斜めになりながら矢印10cの位置まで至る。遮風壁10は矢印10cより前方側にほぼ水平に延びた後、矢印10dまで滑らかな壁面とされる。矢印10dよりも前側部分は、矢印10eにおいて導入管20の導風壁26(図2参照)によって形成され、排気通路は矢印10fにて排気通路の前端部に至る。排気口5(図2参照)の配置範囲は、図中にて示すように前後にL2の長さとされる。一方、導入管20による吸入通路は、排気通路の前端である矢印10fの部分から後方側が排気通路と重複する部分で有り、その軸線A1方向の長さはL1となる。この重複範囲の長さL1は、導入管20の排出口の長さL3よりも十分長く形成される。
本実施例のクリーナ1では、遮風壁10と導風壁26を設けることによって排気風がスムーズに流れる。また、遮風壁10が貫通部4aの前側壁4bとの間には、熱の緩衝空間12が形成される。よって、作業者の手の位置と発熱源となるモータ15との間に二重の壁(前側壁4bと遮風壁10)が形成されることになるので、モータ15の熱が作業者に手に伝わることを効果的に抑制でき、作業者が不快に感じる虞を無くすることができる。
図5は図3のA−A断面図である。尚、A−A断面は完全な水平面では無く、一点鎖線位置より前側と後側で水平位置が異なるので注意されたい。サブハウジング3の左右両側であって吸入口6の左右両側の前後方向には、排気口5を形成する複数(ここで23個)の開口5aが形成される。開口5aの間は、サブハウジング3の壁面5bであり、これらは一体成形時に製造される。このように排気口5を軸線方向に多数のスリットで構成したので、排気風を作業者から斜め前方に向けて離れる方向に効果的に分散させることができる。また、小さな開口5aがきわめて多数配置されるので、各々の開口5aの排気風の勢いを弱くすることができた。
複数の壁面5bの内側には吸音材36a、36bが配置される。排気出口11より排気される空気流F7は、分散されて矢印F8のように左右両側の開口5aから外部に排気される。吸音材36aと吸入口6の間、吸音材36bと吸入口6の間は間隔が狭く見えるが、実際には吸音材36a、36bの上側に空気が流れる空間が十分ある(詳細は後述の図8で説明する)。
導入管20の先端側にはフロントカバー40が接続される。導入管20には、図示しないパイプの後端が接する接続部21が形成され、接続部21の開口21aの前には図示しないパイプの外周面と接するパイプ取付口41が形成される。パイプ取付口41の上部にはラッチ爪35aが貫通するための貫通穴28が形成される。
図6はサイクロンユニット60の縦断面図である。サイクロンユニット60は、合成樹脂を円筒形状に一体成形した部材である。サイクロンユニット60は、側方に第一流入室81が形成され、軸線B1の径方向に粉塵混じりの空気が流入する。また、サイクロンユニット60の後方側に円形の排気口94が形成される。第一内筒ユニット70はモータ15の軸線とほぼ同軸上に形成され、モータ15に近い一端側が開口し、モータ15と反対側の端部が閉鎖されたようなカップ状の形状となる。第一内筒ユニット70は、第一内筒ユニット70と同心円状に形成された取付リブ82に圧入されることで、第一流入室に固定される。第一内筒ユニット70は、軸線B1と平行に伸びる6本の円筒枠71が形成され、柱状の円筒枠71以外の部分が、開口とされて径方向外側から内側への空気の流入を許容する。円筒枠71の外周面には網状のメッシュフィルタ(図示せず)が形成され、フィルタを介して粉塵が内側に通過できないように制限する。メッシュフィルタを通過できない塵埃は、モータ15が停止してファン17による空気の流れが停止すると、重力によりメッシュフィルタの表面から落下してダストガード73の外周側の斜面に沿って落下して第一集塵室62の内部に落下する。このようにダストガード73の外周面が径方向外側に突出するように形成されることにより、メッシュフィルタを通過できない塵埃を第一集塵室62の方向に移動させることが可能となる。また、ダストガード73を拡径状に形成したので、分離して第一集塵室62側に収集された粉塵が再び第一旋回室75側に戻ることを抑制できる。さらにダストガード73の前方内側に把持部74が設けられるので、把持部74を把持して容易に第一ハウジング80から第一内筒ユニット70を取り外すことができる。
軸線B1と平行に延在する円筒枠71は、径方向外側から内側に空気を流すことができる空気通過部となっており、図示していない網状のフィルタを外周面に保持する。第一内筒ユニット70の外周側には第一旋回室75が形成される。第一旋回室75は第一ハウジング80の内側部分に画定される。第一ハウジング80の前方側は円形の開口となっており、その前方には集塵室カバー67と集塵ケース61が装着される。集塵ケース61は下方側が掛止爪61aにより掛止され、上方側がラッチレバー66によって第一ハウジング80に固定される。集塵ケース61は、第一ハウジング80に対して取り外し可能であり、集塵ケース61を第一ハウジング80から取り外した際に、第一内筒ユニット70を回転させた後に前方側に引き出すことで、第一ハウジング80と第一内筒ユニット70を分離することができる。
集塵ケース61の内部空間が第一集塵室62となり、集塵ケース61と集塵室カバー67による空間内が、第二集塵室87となる。第一ハウジング80からみてモータ15に近い側は複数設けられる第二サイクロン室への流入通路たる第二流入室84となる。第二流入室84は、前方側が第一ハウジング80の後側部分で画定され、後方側が第二ハウジング88にて閉鎖される。第一ハウジング80のうち、第一旋回室75よりも外側部分には、複数の第二旋回室86が形成される。第二旋回室86は、図では1つしか見えないが、第一流入室81が形成される部分以外の部分に周方向に複数並べて配置される。
第一排出口(第1排気口)81bから第二流入室84に流れた空気は、第一排出口81bの外周側に配置された第二サイクロンユニットのいずれかに、第2吸気口89bから流入する。第二旋回室86の円錐状の第二サイクロン外筒85は、第一ハウジング80と一体に形成される。第二内筒89の前方側が開口(第2排気口)89aになっており、その開口89aよりも前方側は円錐状の第二サイクロン外筒85と所定の距離を隔てる。第二旋回室86内でトルネード状に流れる空気によって、粉塵等が外周面に沿って開口85aより第二集塵室87内に移動する。一方、粉塵以外の空気は第二内筒89からフィルタ室93aに吸引される。第二集塵室87は、図6にて明らかなように複数分の第二サイクロンユニットに共通して使用される空間である。このように第二集塵室87は、第一集塵室62と同じ集塵ケース61に形成されるので、蓄積された粉塵を廃棄する際には集塵ケース61部分だけをゴミ箱まで移動させることで、第一集塵室62と第二集塵室87のゴミをまとめて廃棄することが可能となる。
フィルタ室93a、93bは、第二ハウジング88と第三ハウジング93によって画定される空間であり、円筒状のフィルタ97を収容する空間となる。第三ハウジング93の下方には、サイクロンユニット60を固定するための係止片93cが形成される。ハウジング2の吸気カバー14の下側には、サイクロンユニット60を取りつける取付機構たる掛止部9(図3参照)が設けられる。サイクロンユニット60をハウジング2(図3参照)に取りつけるには、係止片93cを掛止部9(図3参照)に位置づけて、そこを揺動軸心として、サイクロンユニット60の前方側をフロントカバー40側に近づけるように揺動させて、ラッチボタン64に形成されるラッチ爪64a(後述の図6参照)を爪部29(図4参照)に係止させる。ラッチボタン64は、スプリング65によって前方側に付勢される。サイクロンユニット60をハウジング2から取り外すときは、ラッチボタン64を軸線A1方向後方側に押し込むことによって、ラッチ爪64aと爪部29の係合を解消させてから、サイクロンユニット60の前方側をフロントカバー40から離す方向に揺動させる。
フィルタ97は、サイクロンユニットの機能を補助するために追加されるもので、フィルタ材をプリーツ状に折り曲げた濾過フィルタであって、市販されている公知のフィルタ素材を用いて製造できる。フィルタ97は取り外したサイクロンユニット60の後方上部のラッチ91の前方側を押すことによって、スプリング92を圧縮しながらラッチ爪91aを上方に移動させることによって掛止片95との係合状態を解いて、第二ハウジング88と第三ハウジング93を分離させると取り外し可能となる。フィルタホルダ96の後方側には開口96aが形成され、内側のフィルタ室93bは排気口94と連通する。
本実施例では係止片93cを揺動軸としてラッチボタン64を用いてサイクロンユニット60を本体ハウジングに固定するように構成したが、サイクロンユニット60の固定方法はラッチ機構を用いた固定方法だけでなく、ネジ締め等その他の固定方法を用いるように構成しても良い。
図7は図3のB−B断面図である。サブハウジング3の上方に、導入管20がネジ止めされ(図ではネジは見えない)、さらに導入管20の上側にトップカバー47が被せられている。サブハウジング3の下側左右両側には、ハウジング2(図2参照)の排気通路部2bの前方に延在する一部が位置する。導入管20の直管部22によって断面形状が円形の吸入通路が形成される。また、導入管20の外壁面には導風壁26(図2も参照)が形成されるので、トップカバー47によって覆われる内側空間が上下に二分割され、直管部22の外側部分に、排気風が通るための排気通路49a〜49cが形成される。ここでは、直管部22の下側に位置して左右方向に見て吸音材36a、36bの間の排気通路49cと、直管部22の右側部分の排気通路49aと、直管部22の左側部分の排気通路49bが形成されることになる。これら排気通路49a〜49cの合計面積は吸入通路となる直管部22の断面積よりも十分大きくなるので、排気抵抗を効果的に低減できる。
排気通路49aの左右両側には排気口5がそれぞれ配置され、排気口5の内側部分には吸音材36a、36bが設けられる。このようにサブハウジング3のB−B断面において、吸入通路と排気通路の二重の内部空間を形成するようにしたので、軸線A1方向において排気通路を吸入通路と重複させることができ、モータ15の周囲からB−B断面付近までと、十分な長さの排気通路を確保でき、モータ15の回転に伴う騒音が外部に漏れることを効果的に抑制できる。
サブハウジング3の下側にはサイクロンユニット60が装着される。サイクロンユニット60には、集塵ケース61を第一ハウジング80(図6参照)から取り外すためのラッチレバー66が位置するが、ラッチレバー66はサブハウジング3とは干渉しない。
図8は図3のC−C断面図である。C−C断面においても、サブハウジング3の上に導入管20がネジ止めされ(図ではネジは見えない)、さらに導入管20の上側にトップカバー47が被せられている。サブハウジング3の下側左右両側には、ハウジング2(図2参照)の排気通路部2bの前方に延在する一部が位置する。C−C断面では導入管20が直管部22(図7参照)から流れ方向が下向きになるように略90度曲げられるため、下方向に曲げられた湾曲部23となっている。湾曲部23の下方には出口23aが形成され、出口23aの下側にはサイクロンユニット60の吸引口となる開口(第1吸気口)81aが接続される。出口23aと開口81aの外周接続部分には、パッキン34(図2も参照)が介在されて密閉性を高めている。
C−C断面は導入管20の湾曲部23と一致する位置であるため、図7で示したように流入通路の下側部分(図7の排気通路49cに相当する部分)を排気通路として用いることができない。しかしながら、導入管20の湾曲部23の左右両側には十分な大きさの空間があるためそこを排気通路49a、49bとして利用できる。しかもC−C断面付近の排気通路49a、49bは軸線A1と平行に直線状に流れる風路であるため、排気効率が阻害される虞が少ない。
排気口5のスリット部分の内側にはそれぞれ吸音材36a、36bが設けられる。吸音材36a、36bはサブハウジング3に固定されるので、吸音材36a、36bを配置した後に導入管20をネジ止めして、最後にトップカバー47を上から嵌め込んで固定すれば良いので、組立性が良好である。サイクロンユニット60の第一ハウジング80には、開口81aから第一旋回室75(図6参照)内で旋回流を発生させるために軸線(第1中心軸)B1よりもやや外周側のサイクロン流の接線方向に空気を導くための第一流入室81が形成される。第一流入室81の位置する部分以外の周方向には、第二サイクロン外筒85と第二内筒89によって形成される第二サイクロン部が複数並べて配置(図示せず)される。
図9は図6におけるD−D断面図であり、図10はフィルタ97の斜視図である。フィルタ97は、フィルタ材97cと、フィルタ材97cに一体成型される台座部97b、97eとからなる。フィルタ材97cは不織布等の細かい網目を有する材質からなり、空気は通過可能であるが、細かい粉塵は通過することができずに表面に捕集される。フィルタ材97cは、蛇腹状、あるいはプリーツ上に複数回折られた形状をしており、複数の凸部97a及び複数の凹部97dを有する。フィルタ材97cは、凸部97aや凹部97d等いずれの位置においても、網目の細かさは略均一である。また、フィルタ材97cは、蛇腹状、あるいはプリーツ上に複数回折られた上で、プリーツ上の折り曲げと同じ方向に、より大きな曲率で湾曲され、フィルタ軸B3を中心軸とする略円筒形に丸められた形状を有している。換言すると、フィルタ97のフィルタ材97cは、複数の凸部97aが、フィルタ軸B3をを中心とする径方向外側に向けて放射状に突出する筒形状に形成されている。
図9に示されるように、サイクロンユニット60の排気口である開口89aは、フィルタ97の外側に配置される。開口89aの各々について、フィルタ軸B3との間の距離は略等しく、開口89aはフィルタ軸B3を中心とした仮想円C1上に配置される。フィルタ軸B3を基準とした開口89a同士のなす角は、最も小さいところで約31度であり、15度以上の間隔をあけて配置されることが望ましい。また、フィルタ軸B3を基準とした開口89a同士のなす角は、最も大きいところで86度であり、90度以下の間隔をあけて配置されることが望ましい。本実施形態においては、開口89aは10個設けられるため、開口89aの間の空間も10箇所ある。このうち9箇所については、開口89a同士のなす角は31度であり、残りの1箇所については、開口89a同士のなす角は86度である。このように配置されることで、開口89aがフィルタ97の周方向の満遍なく配置されることになり、フィルタ97の局所的な目詰まりを抑制できる。
また、フィルタ97の径方向における、フィルタ材97cと開口89aとの間の距離は、開口89aの半径よりも大きい。このようにフィルタ材97cと開口89aとの間の距離が離れているため、一つの開口89aから排出される粉塵が広がりをもってフィルタ材97cに到達し、フィルタ97の局所的な目詰まりを抑制できる。
尚、フィルタ軸B3は第1サイクロンの旋回軸である軸線B1の一致するように配置される。また、第二サイクロンの旋回軸である軸線B2は、軸線B1及びフィルタ軸B3に対して平行である。第一サイクロンの第一旋回室75は、軸線B1を中心とする円筒形の外筒76を有しており、第二サイクロンの第二旋回室86は、外筒76の外側に隣接して、軸線B1を中心とする周方向に並んで配置される。
フィルタ97の台座部97b、97eは、ゴムなどの樹脂製である。台座部は、フィルタ軸B3を中心とする円筒形に形成される。サイクロンユニット60は、第二旋回室86とフィルタ室93a、93bとの間を仕切る仕切壁部98を有する。仕切壁部98は、フィルタ軸B3と垂直方向に延びる平板状に形成される。開口89aは、仕切壁部98をフィルタ軸B3方向に貫通することで、第二旋回室86とフィルタ室93aとを連通する。仕切壁部98には、フィルタ軸B3を中心とする円筒形のフィルタ支持リブ98aが設けられる。フィルタ支持リブ98aの内径は、フィルタ97の台座部97eの外径と略等しく、台座部97eはフィルタ支持リブ98aに嵌合することで保持される。
フィルタ97は、フィルタ室をフィルタ97の外側の空間であるフィルタ室93aと、フィルタ97の内側の空間であるフィルタ室93bとに分断する。開口89aはフィルタ室93aと接続しており、吸引口14aはフィルタ室93bと接続している。換言すると、フィルタ軸B3方向視において、開口89aはフィルタ97の外側に配置され、吸引口14aはフィルタ97の内側に配置される。
以上説明したように本実施例では、複数の凸部97aがフィルタ軸B3を中心とする径方向外側に向けて放射状に突出する筒形状に形成されたフィルタ97を有し、複数の第二旋回室86の排気口である開口89aがフィルタ軸B3方向視でフィルタ97の外側に、フィルタ軸B3を中心とする周方向に並んで配置され、開口89aから排出された空気がフィルタ97を外側から内側に向かって流れるため、開口89aから排出された空気が筒状のフィルタ97の外周面に満遍なくあたり、局所的な目詰まりが抑制されて、クリーナが長時間性能を維持することが可能となる。特に、フィルタ97が複数の凸部97aを有する筒形状であるため、空気がフィルタ97の凸部97aにあたり、複数の流れに分断されながら径方向内側へ向かって凸部97aの間の凹部97dへ流れる構成となり、単純な円筒形のフィルタと比較して空気が満遍なくフィルタ97を通過しやすい。また、フィルタ97が複数の凸部97aを有する形状であるため、フィルタ97の断面積を大きくとることができ、フィルタ97の目詰まりが生じにくい。
本発明の第2の実施例に係るクリーナ101の側面視断面図を図11に示す。多くの構造は先の実施例と共通であるため、先の実施例との差異のみ説明し、特に言及しない箇所は先の実施例と共通である。クリーナ101は、ブラシレスモータ115と、ブラシレスモータ115を内部に収容し、内外を連通する吸引口114a及び排出口105を備える本体ハウジング102と、本体ハウジング102に収容され、ブラシレスモータ115によって駆動され、吸引口114aから空気を吸引し、排出口105から空気を排出するように、空気流を発生させる、吸引ファン117とを備える。
サイクロンユニット160は、本体ハウジング102に対して、吸引口114aを覆うように固定される。サイクロンユニット160は、第二旋回室86よりも後方側、つまり、フィルタ軸B3方向における本体ハウジング102側に延びる環状壁部188aを有する。環状壁部188aは、フィルタ軸B3を中心とする円筒状に形成される。また、環状壁部188aには、環状壁部188aから径方向内側に突出するユニット側レール部160aが設けられる。ユニット側レール部160aはフィルタ軸B3を中心とする周方向に延びるとともに、一部が切り欠かれたレール状の突起である。一方、本体ハウジングにも、径方向外側に向けて突出する本体側レール部102aが設けられる。本体側レール部102aは、フィルタ軸B3を中心とする周方向に延びるとともに、一部が切り欠かれたレール状の突起である。作業者がサイクロンユニット160を本体ハウジング102に近接させて、本体側レール部102aとユニット側レール部160aを当接させた上で、サイクロンユニット160を本体ハウジング102に対してフィルタ軸B3を中心に回動させると、本体側レール部102aとユニット側レール部160aが係合し、サイクロンユニット160が本体ハウジング102に対して固定される。
環状壁部188aは、本体ハウジング102と当接して、本体ハウジング102との間にフィルタ室193a、193bを画定する。本体ハウジング102は、フィルタ97は、フィルタ軸B3を中心とする円筒形のフィルタ支持リブ102bが設けられる。フィルタ支持リブ102bの内径は、フィルタ97の台座部97bの外径と略等しく、台座部97bはフィルタ支持リブ102bに嵌合することで保持される。このため、サイクロンユニット160が本体ハウジング102から取り外されたときに、フィルタ97は本体ハウジング102側に保持される。このように、フィルタ97はフィルタ室193a、193b内に収容される。
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上述の例ではバッテリパックを用いたクリーナを例に説明したが、電源コードを有し、商用電源で駆動するクリーナにおいても同様に適用できる。