JP3971186B2 - サイクロン式真空掃除機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サイクロン式真空掃除機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
サイクロン式真空掃除機は、典型的には、汚染エアの入口と、清浄エアの出口と、これら入口と出口との間におけるエア流通経路と、入口と出口との間のエア流通経路内に設置されたゴミ塵埃分離装置と、を備えている。ゴミ塵埃分離装置は、遠心分離器とされ、この遠心分離器は、第１端部に接線方向入口を有した円筒形またはテーパー形のチャンバと、第１端部とは反対側の第２端部に配置されたゴミ塵埃収集部と、を備えている。使用時には、汚染エアが、ファンモータユニットによって、汚染エア入口を通して掃除機内へと吸入される。汚染エアは、遠心分離器へと流入する。汚染エアは、接線方向入口を通って、遠心分離器の円筒形またはテーパー形チャンバ内へと流入する。ゴミ塵埃は、チャンバ内においてエア流から分離され、チャンバのゴミ塵埃収集部内に収集される。一方、清浄エアは、清浄エア出口を通って、掃除機から導出される。
【０００３】
『サイクロン式真空掃除機』は、例えば直立型掃除機や円筒形掃除機やキャニスター型掃除機やバックパック型掃除機や産業用掃除機やロボット式掃除機といったような任意のタイプの真空掃除機に対して、適用可能である。多くのタイプのサイクロン式真空掃除機が、公知である。とりわけ、サイクロン式直立型掃除機の例は、欧州特許出願公開明細書第０ ０４２ ７２３号や欧州特許出願公開明細書第０ ０３７ ６７４号や欧州特許出願公開明細書第０ ６３６ ３３８号や米国特許明細書第４，５９３，４２９号や米国特許明細書第Ｒｅ３２２５７号において例示され開示されている。サイクロン式バックパック型掃除機は、米国特許明細書第５，２６７，３７１号に開示されており、円筒形サイクロン式掃除機は、欧州特許出願公開明細書第０ ７７８ ７４５号に開示されている。
【０００４】
一般に、公知のサイクロン式真空掃除機においては、サイクロン構成は、サイクロンの向きが、通常の動作モードにおいてサイクロンの長さ方向軸が鉛直方向を向いているかあるいは鉛直方向に対して鋭角をなしているかのいずれかであるようなものとされる。これは、重力の効果を補助的に使用することによって、エア流から分離したゴミ塵埃の収集を行い得るようにするためである。収集されたゴミ塵埃は、入口から離れている方のチャンバ端へと落下し、そこに収集される。ある構成においては、サイクロン式分離器は、２つの（あるいはそれ以上の）サイクロンを備えている。しかしながら、すべての場合において、双方のまたはすべてのサイクロンは、通常の動作モードにおいてサイクロンの軸が鉛直方向を向いているかあるいは鉛直方向に対して鋭角をなしているかのいずれかであるようにして配置される。これにより、重力の効果を有効に使用して、ゴミ塵埃の分離や、分離したゴミ塵埃の収集を、補助することができる。
【０００５】
場合によっては、真空掃除機の鉛直方向高さが、最小に維持されることが好ましいこともある。それは、例えば、真空掃除機を、家具の下の空間やあるいは他の高さ制限のある場所において使用することが、要望されている場合である。既に公知のこのタイプの真空掃除機は、短時間であれば、サイクロン式分離器を水平状態またはほぼ水平な状態とするモードにおいて、使用することができる。しかしながら、その状況では、重力の効果が失われ、サイクロンの向きおよびサイクロン収集チャンバの向きが水平となるために、サイクロンの分離効率が低減することとなる。したがって、一般に、サイクロン軸が水平方向を向いているサイクロンは、サイクロン軸が鉛直方向とされているあるいは鉛直方向に対して鋭角をなす傾斜状態とされているサイクロンと比較して、エア流からのゴミ塵埃の分離効率が劣ることは理解されるであろう。本出願人による現在係属中の国際特許出願明細書第００／３６９６８号には、サイクロンの長さ方向軸を実質的に水平配置とした状況でサイクロン式分離器が設置された、サイクロン式真空掃除機が記載されている。このことは、掃除機の鉛直方向高さを最小化する。本発明者らは、ある状況下においては、使用時にゴミがエア流内に再度巻き込まれてしまうこと、また、掃除機が空の場合には、入口からゴミが出てきてしまうこと、に気付いた。
【０００６】
本発明の目的は、実質的に水平配置とされた状況で動作可能なタイプのサイクロン式真空掃除機を改良することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一見地においては、サイクロン式分離ユニットを具備してなる真空掃除機であって、サイクロン式分離ユニットが、チャンバを備え、このチャンバの第１端部には、汚染エア入口と清浄エア出口とが設けられ、このチャンバの第２端部には、ゴミ収集部が設けられ、サイクロン式分離ユニットが、使用時には、入口から流入する汚染エアを遠心分離によって清浄化するとともに、分離したゴミをゴミ収集部に貯蔵し、サイクロン式分離ユニットが、入口がチャンバの第１端部よりも下方に配置されているようにして、かつ、通常使用時には、チャンバの長さ方向軸が実質的に水平状態とされているようにしてあるいはチャンバの長さ方向軸を実質的に水平状態へと移行可能であるようにして、掃除機に設置され、このような真空掃除機において、入口のところに、チャンバのゴミ収集部から入口をシールドするための、シールド部材が設置されている真空掃除機が提供される。
【０００８】
このことは、鉛直方向においてコンパクトであるような、したがって、高さが制限されている制限領域内における掃除を可能とし得るような、サイクロン式分離器を提供することに寄与する。これと同時に、シールド部材が、水平状態での動作時における再巻込という問題点およびサイクロン式分離ユニットの取外し時におけるゴミの飛散という問題点を、最小化する。
【０００９】
本発明による真空掃除機の１つの応用は、ロボット式掃除機という技術分野である。すなわち、人の介在を要することなく、掃除を行うべき室内や他の領域にわたって掃除機自身を案内し得るよう、案内手段とセンサとを具備した掃除機という技術分野である。そのような応用においては、真空掃除機は、支持ホイールと、このホイールを駆動するための駆動手段と、掃除機の移動経路上の障害物を検出するためのセンサと、そのような障害物との接触を避けるための制御手段と、を具備している。しかしながら、本発明は、本質的にロボットではないような、真空掃除機に対して適用することもできる。
【００１０】
好ましくは、シールド部材の周縁方向の長さは、入口の周縁方向長さ以上の長さとされる。これにより、シールド部材は、入口を完全にカバーすることができる。
【００１１】
シールド部材は、チャンバの外壁から径方向内方に向けて延出されたフィンの形態とすることができる。有利には、サイクロン式分離ユニットは、入口の一端から延在する螺旋状案内路を備え、シールド部材は、入口の他端において案内路と平行とされる。シールド部材は、螺旋状案内路の延長部分をなすことができ、チャンバ回りにおける二次的回転の開始地点を形成することができる。
【００１２】
好ましくは、シールド部材は、入口の近傍においてチャンバの内部に設置された挿入部材に当接するよう、チャンバの外壁から内方へと延出される。実際、シールド部材は、挿入部材に対して一体形成することができる。挿入部材は、シュラウドとすることができる。
【００１３】
好ましくは、入口は、実質的に鉛直方向を向いて配置され、シールド部材は、入口に並置された状態で、鉛直方向に延在する。
【００１４】
好ましくは、サイクロン式分離ユニットは、掃除機の掃除機ヘッドの上方に設置されているとともに、掃除機ヘッドの出口に対して直結される。シールド部材は、流通を層流化するという効果をもたらすことがわかっている。これにより、サイクロン式分離ユニットへの入口を、掃除機ヘッドに対して、より接近させて配置することができる。
【００１５】
好ましくは、サイクロン式分離ユニットへの入口は、チャンバの側部を貫通しての、接線方向をなす入口とされる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明のさらなる特徴点および利点は、添付図面を参照しつつ、本発明を制限するものではなく単なる例示としての本発明の実施形態についての以下の説明により、明瞭となるであろう。
【００１７】
図示された真空掃除機（１０）は、全体的に円形形状とされた支持シャシー（１２）を備えている。支持シャシー（１２）は、２つの被駆動ホイール（１４）と１つのキャスターホイール（１６）とによって支持されている。シャシー（１２）は、例えばＡＢＳといったような高強度成型プラスチック材料から形成されることが好ましい。しかしながら、シャシー（１２）は、例えばアルミニウムやスチールといったような金属によっても、同等に形成することができる。シャシー（１２）は、掃除機（１０）を構成している後述の様々な部材を支持している。被駆動ホイール（１４）は、シャシー（１２）の外周上において、掃除機（１０）の長さ方向軸（１８）に対して垂直なところに、設置されている。各被駆動ホイール（１４）は、高強度プラスチック材料から成型されている。各被駆動ホイール（１４）の周縁上には、掃除機（１０）が円滑な床上を移動する際にホイール（１４）のグリップを向上させるよう、リッジ付きの比較的ソフトなバンドが設置されている。リッジ付きのソフトなバンドは、また、ホイールが小さな障害物を乗り越えて移動し得る能力を向上させる。被駆動ホイール（１４）は、支持ベアリング（図示せず）によって互いに独立に設置されており、各被駆動ホイール（１４）は、モータ（１５）に対して直結されている。モータ（１５）は、前進方向および後退方向に、各ホイール（１４）を駆動することができる。双方のホイール（１４）を互いに同一速度で前進駆動することにより、掃除機（１０）を前進方向に駆動することができる。双方のホイール（１４）を互いに同一速度で後退方向に駆動することにより、掃除機（１０）を後退方向に駆動することができる。双方のホイール（１４）を互いに逆向きに駆動することにより、掃除機（１０）を、掃除機の中心軸回りに回転させることができ、これにより、ターン操作を行うことができる。掃除機の上記の駆動方法は、周知であるので、これ以上の説明を省略する。
【００１８】
キャスターホイール（１６）の直径は、例えば図４からわかるように、被駆動ホイール（１４）よりもかなり小さいものとされている。キャスターホイール（１６）は、駆動されるものではなく、単に、掃除機（１０）の後部においてシャシー（１２）を支持するように機能する。シャシー（１２）の後方エッジにおけるキャスターホイール（１６）の位置により、および、キャスターホイール（１６）が回り継手（２０）を介することによってシャシーに対して旋回可能に取り付けられていることにより、キャスターホイール（１６）は、被駆動ホイール（１４）によって駆動されつつ掃除機（１０）の操作性を損なうことなく、掃除機（１０）の後部において従動することができる。回り継手（２０）は、図６において最も明瞭に図示されている。キャスターホイール（１６）は、上向きに突出した円筒形部材（２０ａ）に対して固定されている。円筒形部材（２０ａ）は、環状ハウジング（２０ｂ）内に受領されている。環状ハウジング（２０ｂ）は、この環状ハウジング内における円筒形部材（２０ａ）の自由回転を可能としている。このタイプの構成は、周知である。キャスターホイール（１６）は、成型プラスチック材料から形成することができ、また、例えばナイロン等の他の合成材料から形成することができる。
【００１９】
シャシー（１２）の下面に、掃除機ヘッド（２２）が設置されている。掃除機ヘッド（２２）は、掃除機（１０）が支持されている面に対向した吸入開口（２４）を備えている。吸入開口（２４）は、実質的に矩形であって、掃除機ヘッド（２２）の幅の大部分にわたって延在している。吸入開口（２４）内には、ブラシバー（２６）が回転可能に取り付けられており、掃除機ヘッド（２２）には、モータ（２８）が設置されており、このモータ（２８）が、モータ（２８）のシャフトとブラシバー（２６）との間にわたって延在した駆動ベルト（図示せず）を介して、ブラシバー（２６）を駆動する。掃除機ヘッド（２２）は、掃除すべき表面の上方を掃除機ヘッド（２２）が浮遊し得るようにして、シャシー（１２）上に設置されている。この実施形態においては、この構成は、掃除機ヘッド（２２）をアーム（図示せず）に対して回転可能に連結し、このアームをシャシー（１２）の下面に対して回転可能に連結することによって得られている。掃除機ヘッド（２２）とシャシー（１２）との間を２重に関節結合することにより、鉛直方向において、掃除機ヘッドをシャシー（１２）に対して自由に移動させることができる。これにより、掃除機ヘッドは、例えば本や雑誌や敷物のエッジ等といったような小さな障害物を乗り越えることができる。このようにして、高さにして最大約２５ｍｍまでの障害物を乗り越えて移動することができる。フレキシブルな連結部（３０）（図７参照）が、掃除機ヘッド（２２）の後部と、シャシー（１２）内に配置された流入ポート（３２）（図７参照）と、の間に配置されている。フレキシブル連結部（３０）は、回転シール部とされており、この回転シール部の一端は、流入ポート（３２）の上流側開口部に対して密封式に取り付けられ、回転シール部の他端は、掃除機ヘッド（２２）に対して密封式に取り付けられている。掃除機ヘッド（２２）がシャシー（１２）に対して上向きに移動するときには、回転シール部（３０）が、捻れたりあるいはしわ寄せされたりする。これにより、掃除機ヘッド（２２）の上向き移動を吸収し得るようになっている。掃除機ヘッド（２２）がシャシー（１２）に対して下向きに移動するときには、回転シール部（３０）が、延伸状態へと引き伸ばされ、これにより、掃除機ヘッド（２２）の下向き移動を吸収し得るようになっている。
【００２０】
障害物に遭遇したときに掃除機ヘッド（２２）を上向きに移動させることを補助するために、掃除機ヘッド（２２）の前方エッジのところには、前方突出傾斜部（３６）が設けられている。障害物に遭遇したときには、障害物は、まず最初に、傾斜部（３６）に対して衝突する。このとき、傾斜部の傾斜により、掃除機ヘッド（２２）が障害物上へと持ち上げられ、これにより、掃除機（１０）が障害物に引っかかって動かなくなってしまうことが、防止される。掃除機ヘッド（２２）は、図６においては、下に位置した状態で図示されており、図４においては、上に位置した状態で図示されている。キャスターホイール（１６）も、傾斜部（１７）を有している。この傾斜部（１７）は、掃除機（１０）が障害物に遭遇しこの障害物を乗り越えることが要望された場合に、付加的な補助をもたらす。これにより、掃除機ヘッド（２２）が障害物を乗り越えた後にキャスターホイール（１６）が障害物に引っかかって動かなくなってしまうことが、防止されるようになっている。
【００２１】
図２および図５に示すように、掃除機ヘッド（２２）は、シャシー（１２）に対して非対称に設置されている。つまり、掃除機ヘッド（２２）の一方の側部は、シャシー（１２）の全体的外形を超えて突出している。これにより、掃除機（１０）は、掃除機（１０）のうちの、掃除機ヘッド（２２）が突出している方の側部によって、部屋の縁（へり）を掃除することができる。
【００２２】
シャシー（１２）には、複数のセンサ（４０）が設けられている。これらセンサ（４０）は、掃除機（１０）の経路上における、例えば壁といったような障害物や例えば家具といったような他の境界といったような障害物の存在および接近を検出し得るように構成されている。センサ（４０）は、複数の超音波センサや複数の赤外線センサとすることができる。図１および図４におけるセンサの配置は、配置態様を制限するものではない。センサの構成は、本発明の本質をなすものではない。所定領域を掃除できるよう、真空掃除機（１０）が、所定領域にわたって掃除機（１０）が案内されるに十分なだけのセンサおよび検出器（４０）を備えているだけで十分である。運行制御デバイスおよび操縦デバイスを有した制御ソフトウェアが、制御パネル（４４）の下側に配置されたまたは掃除機内の他の場所に配置されたハウジング（４２）内に、収容されている。ホイール（１４）に関連するモータに対しておよび制御ソフトウェアに対して電力を供給するためのバッテリパック（４６）が、被駆動ホイール（１４）よりも内方において、シャシー（１２）上に設けられている。バッテリパック（４６）は、着脱可能式に取り付けられており、充電器（図示せず）へと移動させることができる。
【００２３】
真空掃除機（１０）は、さらに、シャシー（１２）上に支持されたモータファンユニット（５０）を備えている。モータファンユニット（５０）は、掃除機ヘッド（２２）の吸入開口（２４）を通して、真空掃除機（１０）内へと、汚染エアを吸引するためのものである。シャシー（１２）には、さらに、掃除機（１０）内へと吸引されたエアからゴミ塵埃を分離するためのサイクロン式分離器（５２）が設けられている。サイクロン式分離器（５２）の特徴は、図６および図７に明瞭に図示されている。サイクロン式分離器（５２）は、外側サイクロン（５４）と、内側サイクロン（５６）と、を有している。これら外側サイクロン（５４）および内側サイクロン（５６）は、互いに同心的に配置されており、水平に配置されたそれぞれの共通軸を有している。外側サイクロン（５４）は、図７に示すように、流入ポート（３２）に対して直接的に連通した流入部（５８）を有している。流入ポート（３２）と流入部（５８）とは、共に、外側サイクロン（５４）内への接線方向の流入をもたらす。接線方向での流入の向きは、図７に示すように、鉛直方向において上向きとされている。図７から、流入部、特に、流入部の下端（３３）が、外側サイクロン（５４）の最も低いエッジまたはサイド（３５）よりも上方に位置するようにして、配置されていることがわかる。このことは、動作時にエア流内にゴミ塵埃が再巻込されることを防止することを補助する。流入部（５８）は、円筒形であって、全体的に螺旋形とされた端部壁（６０）を有している。流入部（５８）は、流入部（５８）の直径と同じ直径を有した外壁（６４）を有してなる円筒形チャンバ（６２）内へと、直接的に開口している。円筒形チャンバ（６２）は、透明なプラスチック材料から形成されている。このため、使用者が外側サイクロン（５４）の内部を見ることができるようになっている。チャンバ（６２）の、流入部（５８）から遠い方の端部は、円錐台形状とされておりかつ閉塞されている。位置決めリング（６６）が、チャンバの外壁（６４）から離間したところにおいて、チャンバの端部に対して一体形成されている。また、ダストリング（６８）が、位置決めリング（６６）よりも内方において、チャンバ（６２）の端部に対して一体形成されている。チャンバ（６２）の外面上には、対向配置された２つの取っ手（７０）が設置されている。これら取っ手（７０）は、分離器（５２）内のゴミを捨てる目的で使用者がシャシー（１２）から分離器（５２）を取り外し得るように構成されている。詳細には、取っ手（７０）は、透明チャンバ（６２）と一体成型され、図１に示すようなアンダーカット形状を形成するようにして、外壁（６４）から上向きにかつ外向きに突出している。
【００２４】
内側サイクロン（５６）は、一部が円筒形でありかつ一部が円錐台形状とされたサイクロンボディ（７２）から形成されている。このサイクロンボディ（７２）は、流入部（５８）の端面に対して堅固に固定されている。サイクロンボディ（７２）は、透明チャンバ（６２）の長さ方向軸に沿って延在しており、チャンバの反対側端面の近傍にまで延出されている。このため、サイクロンボディ（７２）の先端部（７２ａ）は、ダストリング（６８）によって包囲されている。サイクロンボディ（７２）の先端部（７２ａ）における開口部と、チャンバ（６２）の対向端面と、の間のギャップは、８ｍｍ未満であることが好ましい。
【００２５】
チャンバ（６２）内には、微粒子収集器（７４）が配置されている。微粒子収集器（７４）は、一端が、位置決めリング（６６）によって支持されている。微粒子収集器（７４）の他端は、サイクロンボディ（７２）によって支持されている。微粒子収集器（７４）と、微粒子収集器（７４）の両端における各支持箇所と、の間には、それぞれ、シール部材（７６）が設置されている。微粒子収集器（７４）は、位置決めリング（６６）内に受領され得るよう構成された第１円筒形部（７４ａ）と、この第１円筒形部（７４ａ）よりも小さな直径とされた第２円筒形部（７４ｂ）と、を有している。第１円筒形部（７４ａ）と第２円筒形部（７４ｂ）とは、円錐台形状部（７４ｃ）を介して連接されている。これら第１円筒形部（７４ａ）と第２円筒形部（７４ｂ）と円錐台形状部（７４ｃ）とは、一体成型されている。
【００２６】
単一フィンすなわちバッフル（７８）が、微粒子収集器（７４）に対して一体成型されている。この単一フィン（７８）は、第２円筒形部（７４ｂ）から、および、円錐台形状部（７４ｃ）から、径方向外向きに延出されている（図６参照）。フィン（７８）の外側エッジ（７８ａ）は、第１円筒形部（７４ａ）に対して位置合わせされており、また、シュラウド（８０）の壁に対して位置合わせされている。フィン（７８）の、第１円筒形部（７４ａ）から遠い方の傾斜エッジ（７８ｂ）は、円錐台形状部（７４ｃ）に対して実質的に平行とされている。外側エッジ（７８ａ）と傾斜エッジ（７８ｂ）とは、フィン（７８）に形成された湾曲形状部を介して連接されている。
【００２７】
単一フィン（７８）は、微粒子収集器（７４）から上向きに延出されている。フィンの延出角度は、ある制限範囲内において変更することができる。フィンは、水平面に対して９０°でもって上向きに延出することだけが意図されているわけではない。しかしながら、チャンバ（６２）の性能は、フィン（７８）がチャンバ（６２）の壁に向けて全体的に上向きに延出されている場合に、最も良好なものとなる。フィン（７８）の径方向延出長さも、また、変更可能である。図示の実施形態においては、フィン（７８）は、微粒子収集器とチャンバ（６２）との間の間隔の約２分の１にわたって、延出されている。しかしながら、延出長さは、微粒子収集器とチャンバ（６２）との間の間隔の、４分の１から２分の１までにわたって変更することができる。
【００２８】
第１サイクロン（５４）と第２サイクロン（５６）との間には、シュラウド（８０）が配置されている。このシュラウド（８０）は、円筒形状であって、一端が、流入部（５８）によって支持されているとともに、他端が、内側サイクロン（５６）のサイクロンボディ（７２）によって支持されている。公知なように、シュラウド（８０）は、貫通形成された複数の貫通穴（８２）と、シュラウドのうちの、流入部（５８）から遠い方の端部から突出したリップ（８３）と、を有している。シュラウド（８０）とサイクロンボディ（７２）の外面との間には、チャネル（８４）が形成されている。このチャネル（８４）は、流入エア流が螺旋経路に沿って渦を巻くように、内側サイクロン（５６）の内部へとつながる入力ポート（８６）に対して連通している。これは、図７に示すような、内側サイクロン（５６）内への接線方向流入またはスクロール流入によって得られる。渦流ファインダー（図示せず）が、サイクロン式分離器（５２）からのゴミ分離を行った後のエアを導き得るよう、内側サイクロン（５６）の大径端部の中央に設置されている。流出エアは、モータファンユニット（５０）を通って導出される。これにより、エアが周囲雰囲気へと排出される際にモータを冷却することができる。加えて、モータファンユニット（５０）の下流側に、モータ直後フィルタ（図示せず）を設置することができる。これにより、真空掃除機から雰囲気への排出リスクをさらに最小化することができる。
【００２９】
サイクロン式分離器（５２）の全体は、シャシー（１２）から取り外すことができる。これにより、外側サイクロン（５４）および内側サイクロン（５６）に溜まったゴミを廃棄することができる。流入ポート（３２）の近傍には、フック付き係止体（図示せず）が設けられる。このフック付き係止体を使用することにより、掃除機（１０）の使用時にサイクロン式分離器（５２）が所定位置に保持される。フック付き係止体が（制御パネル（４４）に設置されたボタン（３４）を手動で押圧することによって）解除されたときには、サイクロン式分離器（５２）を、取っ手（７０）を使用して、シャシー（１２）から持ち上げることができるようになっている。これにより、チャンバ（６２）を（シュラウド（８０）および内側サイクロンボディ（７２）と共に）流入部（５８）から取り外すことができて、チャンバに溜まったゴミを廃棄することができる。
【００３０】
上述の真空掃除機（１０）は、以下のようにして動作する。掃除すべき領域にわたって掃除機（１０）を移動させるに際しては、バッテリ（４６）によって電力供給されているモータ（１５）によって、ホイール（１４）を駆動する。掃除機（１０）の移動方向は、制御ソフトウェアによって決定される。この場合、制御ソフトウェアは、掃除機（１０）の経路上に位置したすべての障害物を検出するセンサ（４０）と協働し、これにより、掃除すべき領域にわたって掃除機（１０）を案内することができる。室内や他の領域にわたってロボット式真空掃除機を案内するための方法論および制御システムは、様々な文献において周知であり、本発明の主題をなすものではない。適切な案内システムを構成するに際しては、すべての公知方法や公知システムを採用することができる。
【００３１】
バッテリ（４６）は、また、モータファンユニット（５０）を駆動して掃除機ヘッド（２２）の吸込開口（２４）を通して掃除機（１０）内にエアを吸引するためにも、電力を供給する。モータ（２８）も、バッテリ（４６）から電力供給を受け、ブラシバー（２６）を回転させる。これにより、特に掃除機（１０）がカーペットを掃除する場合に、良好な採取効果が得られる。汚染エアは、掃除機ヘッド（２２）から吸引され、伸縮式コンジット（３０）と流入ポート（３２）とを通って、サイクロン式分離器（５２）へと導かれる。そして、汚染エアは、接線方向から流入部（５８）へと流入し、螺旋壁（６０）の形状に基づいて、螺旋経路に沿って移動する。そして、汚染エアは、チャンバ（６２）の外壁（６４）の内部を螺旋的に移動する。この移動時に、エア流から、すべての比較的大きなゴミや綿毛粒子が分離される。分離されたゴミや綿毛粒子は、チャンバ（６２）のうちの、流入部（５８）から遠い方の端部に収集される。
【００３２】
フィン（７８）は、ゴミおよび綿毛粒子の不均一な集積を防止し、チャンバ（６２）の端部周辺に集積されたゴミ粒子および綿毛粒子の比較的整然とした態様での集積を助長する。これは、外側サイクロン（５４）において分離されたゴミ塵埃を集積し得るバッフルを設けることによって行われる。チャンバ（６２）内におけるエア流が一定であることにより、分離されたゴミ塵埃は、フィンまたはバッフル（７８）に対して押圧され、ゴミ塵埃の整然とした蓄積が発生する。フィンまたはバッフル（７８）がチャンバ（６２）内において最も高い位置に設置されていることは、ゴミ塵埃の初期蓄積がこの領域において起こることを意味する。ゴミ塵埃の蓄積が継続するにつれて、蓄積したゴミ塵埃は、チャンバ（６２）の内壁周辺にも集積し、集積が比較的整然として一様なものとなる。フィンまたはバッフル（７８）を接線方向流入ポート（３２）の方向と平行に設置していることにより、チャンバ（６２）内に集積し得るゴミ塵埃量が最大化される。
【００３３】
比較的大きなゴミ粒子や綿毛粒子が既に除去されたエア流は、チャンバ（６２）の外壁（６４）から離間して内方へと移動し、シュラウド（８０）へと向けて、微粒子収集器（７４）の外壁に沿って軸方向逆向きに移動し始める。公知なように、シュラウド（８０）の存在によっても、比較的大きなゴミ粒子や綿毛粒子が外側サイクロン（５４）から内側サイクロン（５６）内へと移動することが防止される。比較的大きなゴミ粒子が既に除去されたエアは、その後、シュラウド（８０）を通って、シュラウド（８０）と内側サイクロンボディ（７２）の外面との間のチャネルに沿って移動し、内側サイクロン（５６）の流入ポート（８６）へと到達する。そして、このエア流は、内側サイクロン（５６）内へと螺旋式に流入し、サイクロンボディ（７２）の内面に沿って螺旋的に移動する。サイクロンボディ（７２）が円錐台形状であることにより、エア流の速度は、増大し、未だにエア流内に残存している微小なゴミ塵埃がエア流から分離されるくらいの高速にまで増大する。内側サイクロン（５６）内において分離された微小なゴミ塵埃は、微粒子収集器（７４）内において、ダストリング（６８）の外側領域に収集される。ダストリング（６８）は、分離されたゴミ塵埃がエア流内へと戻ってしまうことを防止する。
【００３４】
エア流から微小なゴミ塵埃が分離された後に、清浄エアは、渦流ファインダー（図示せず）を通してサイクロン式分離器から導出される。この清浄エアは、モータファンユニット（５０）を通過し、モータを冷却した後に、周囲雰囲気へと排出される。
【００３５】
図６および図７に示すように、サイクロン式分離器（５２）に対しての流入ポート（３２）は、掃除機の基部において、遷移コンジット（３０）に対して連結されている。流入ポート（３２）は、サイクロン式分離器の下部から延出されており、すなわち、分離器のうちの、掃除機の基部に最も近い部分から延在しており、全体的に鉛直方向を向いている。流入ポート（３２）がこのように配置されていることにより、掃除機ヘッド（２２）とサイクロン式分離器（５２）との間のエア流通経路を非常に短くすることができ、損失を最小化することができる。この配置は、また、エア流通経路を実質的に直線状とすることができ、無用の曲げを避けることができる。しかしながら、流入ポート（３２）のこのような配置は、シャシー（１２）からのサイクロン式分離器（５２）の取外し時に、使用者がサイクロン式分離器（５２）を逆向きにしてしまいチャンバ（６２）の流入ポート（３２）を最下端としかつゴミ収集端部を最上端としてしまうというリスクがある。このことは、流入ポート（３２）からゴミ塵埃をこぼしてしまう可能性がある。同様の問題点は、推奨されているゴミ量を超えてサイクロン式分離器（５２）内にゴミが収集された場合にも、発生する可能性がある。通常の使用時には、ゴミは、サイクロン式分離器（５２）のうちの、流入ポート（３２）から遠い方の端部に滞在する。しかしながら、ゴミ収集量が多くなりすぎてしまうと、ゴミは、サイクロン式分離器内において流入ポート（３２）の近傍にも滞在するようになる。これにより、動作時のエア流通経路内に、一端は分離されたゴミが、エア流内に再度巻き込まれてしまうことが起こり得る。
【００３６】
シールド部材は、使用者がサイクロン式分離器（５２）を取り外す際にまた使用者がサイクロン式分離器（５２）内にゴミを溜めすぎた際に、流入ポート（３２）からゴミがこぼれてしまうことを防止するように機能する。
【００３７】
図８〜図１１は、シールド部材の好ましい形態を示している。図８および図９は、流入部（５８）と、サイクロン式分離器のチャンバ（６２）（図８に示されている）内に設置されている、シュラウド（８０）および内側サイクロン（７２）からなるアセンブリと、が示されている。フィン（９０）が、シュラウド（８０）に対して一体形成されている。図１０および図１１は、正に、シュラウド（８０）を示している。シュラウド（８０）は、上端部の周囲において螺旋式に旋回している案内路（６０）を備えている。この案内路（６０）は、サイクロン式分離器内に流入するエアを螺旋的に案内するように機能する。フィン（９０）は、螺旋案内路（６０）の延長部分を形成し、チャンバ回りにおける二次的回転の開始部分を形成する。流入部（５８）の流入ポート（３２）から流入するエアは、一方の側面が螺旋経路（９２）の開始部分をなすシールドフィン（９０）によって規定されかつ他方の側面が流入部（５８）の壁（９３）および外壁によって規定された経路（Ａ）に沿って、流通する。このエアは、シュラウドの上部回りにおいて環状に（図１０においては時計回りに）流通し、その後、シールド（９０）の下側の経路（Ｂ）に沿って流通し、そして、上述したようにして外側サイクロンチャンバ（５４）回りに流通する。
【００３８】
フィン（９０）は、シュラウドから径方向に突出しており、流入部（５８）に対して組み付けられたときには、流入部（５８）の外壁に対して当接する。サイクロン式分離器（５２）の動作時にチャンバ（６２）内に収集されたゴミやダストや他のかけらは、フィン（９０）の存在により、流入ポートへと逆流することが防止される。流入ポートは、シュラウドの一部をなす壁（９３）によって、内面側がシールドされている。フィン（９０）は、流入エアに対して流通を層流化するという効果を及ぼしこれによりサイクロンの分離効果を向上させることに寄与するという、さらなる利点を有している。このことは、図示の実施形態（図７）の場合のように、サイクロン式分離器（５２）に連接された流入コンジットが非常に短い場合に、特に有利である。
【００３９】
フィン（９０）の長さは、シールド効果を増大させるという利点と、エア流通の流通損失を増大させてしまうという欠点と、の交換関係である。フィンを長くすると、流入ポートのより良好なシールド効果が得られる代わりに、エア流通経路が制限されてしまうことにより損失をもたらしてしまう。
【００４０】
シールド（９０）をシュラウド（８０）の一部として一体成型することがコスト的に有効であることがわかっている。しかしながら、他の構成も可能であることは理解されるであろう。例えば、シールドは、流入部（５８）の外壁から径方向内方に突出した状態でもって、チャンバ（６２）の一部として成型されたフィンとして具現することも、あるいは、流入部（５８）の一部として成型されたフィンとして具現することも、できる。
【００４１】
上記実施形態は、ロボット式真空掃除機に関するものである。しかしながら、本発明は、手動式真空掃除機に対しても適用可能であることは、理解されるであろう。図１２は、従来と同様にして手動で操作される、円筒形タイプの掃除機（１００）を示している。この掃除機（１００）は、サイクロン式分離器（１０１）を備えている。サイクロン式分離器（１０１）には、ホース（１０３）から供給される汚染エアをサイクロン式分離器（１０１）内へと接線方向に流入するための流入ポート（１０５）を有している。流入ポート（１０５）は、サイクロン式分離器（１０１）に対して、サイクロン式分離器（１０１）の下端に配置されている。サイクロン式分離器（１０１）を断面で見た場合には、流入ポートは、サイクロン式分離器のうちの、掃除機（１００）の基部に最も近い部分に配置されている。流入ポート（１０５）のこのような配置は、サイクロン式分離器（１０１）の基部に沿ってホース（１０３）を設置することを可能とし、これにより、サイクロン式分離器（１０１）の上部に対して流入エアを案内するために付加的な流通コンジットを設ける必要性を排除することができる。掃除機（１００）は、シャシーを備えており、このシャシーは、一対のホイール（１０７）と後方支持部（１０６）とを有している。掃除機（１００）は、通常は、前方支持部（１０４）が床上に位置しかつサイクロン式分離器（１０１）の長さ方向軸（１０２）が傾斜状態とされた休止状態とされる。その傾斜状態においては、サイクロン式分離器（１０１）のうちの、流入ポート（１０５）を収容している端部が、上方に位置している。しかしながら、掃除機（１００）は、図１２に示すような動作状態とすることができる。すなわち、掃除機が支持部（１０６）によって支持されており、サイクロン式分離器（１０１）の長さ方向軸（１０２）を動作状態（略水平状態）とした動作状態とすることができる。掃除機（１００）においては、掃除機が動作状態で使用されている時にゴミ塵埃が流入ポート（１０５）に向けて移動することを防止し得るように、図８〜図１１に図示したものと同じ流入部構成およびシールド構成を使用することができる。
【００４２】
図１３は、図１２の掃除機（１００）の後方部分を示す横断面図であって、流入ポート（１０５）を、より明瞭に示している。サイクロン式分離器（１０１）は、掃除機ハウジングのうちの、ファンモータおよびフィルタを収容している収容部（１０８）の上方に支持されている。流入ポート（１０５）は、掃除機（１００）の基部に対してほぼ水平をなす方向に沿って、チャンバの側壁を通してサイクロン式分離器内へとエアを接線方向から導入する（流通Ａ）。その後、エアは、螺旋状案内路（６０）によって案内されることにより、サイクロン式分離器（１０１）の内部においてシュラウド（８０）の周囲を時計方向に流通する。ハッチングによって示されているシールド部材（９０）は、チャンバに対して流入ポートを完全にシールし得るよう流入開口よりも長い距離にわたって、チャンバの周縁回りに延在している。シールド部材は、ここで図示されているものよりも、チャンバの周縁回りにさらに長く延在することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による真空掃除機を示す斜視図である。
【図２】 図１に示す真空掃除機の平面図である。
【図３】 図１に示す真空掃除機の背面図である。
【図４】 図１に示す真空掃除機の側面図である。
【図５】 図１に示す真空掃除機の底面図である。
【図６】 図２におけるV−V線に沿った矢視断面図である。
【図７】 図６におけるVI−VI線に沿った矢視断面図であって、図１の真空掃除機における掃除機ヘッドとサイクロン式分離器とだけが図示されている。
【図８】 本発明の一実施形態におけるシュラウドと流入部とからなるアセンブリを示す斜視図である。
【図９】 サイクロン式分離ユニットの一部を示す斜視図である。
【図１０】 本発明の一実施形態によるシュラウドを示す斜視図である。
【図１１】 図１０に示すシュラウドの側面図である。
【図１２】 本発明に基づく他のタイプの真空掃除機を示す側面図である。
【図１３】 図１２に示す掃除機の横断面図である。
【符号の説明】
１０ 真空掃除機
１２ シャシー
１４ 被駆動ホイール（駆動手段）
１５ モータ（駆動手段）
１８ 長さ方向軸
２２ 掃除機ヘッド
３２ 流入ポート（汚染エア入口）
５２ サイクロン式分離器（サイクロン式分離ユニット）
６０ 螺旋状案内路
６２ チャンバ
７４ 微粒子収集器（ゴミ収集部）
８２ シュラウド（挿入部材）
９０ フィン（シールド部材）
１００ 真空掃除機
１０１ サイクロン式分離器（サイクロン式分離ユニット）
１０２ 長さ方向軸
１０５ 流入ポート（汚染エア入口）

Claims (13)

1. サイクロン式分離ユニットを具備してなる真空掃除機であって、
   前記サイクロン式分離ユニットは、チャンバを備え、このチャンバの第１端部には、汚染エア入口と清浄エア出口とが設けられ、このチャンバの第２端部には、ゴミ収集部が設けられ、
   前記サイクロン式分離ユニットは、使用時には、前記入口から流入する汚染エアを遠心分離によって清浄化するとともに、分離したゴミを前記ゴミ収集部に貯蔵し、
   前記サイクロン式分離ユニットは、前記入口が前記チャンバの前記第１端部よりも下方に配置されているようにして、かつ、通常使用時には、前記チャンバの長さ方向軸が実質的に水平状態とされているようにして、前記掃除機に設置され、
   このような真空掃除機において、
   前記入口のところに、前記チャンバの前記ゴミ収集部から前記入口をシールドするための、シールド部材が設置されていることを特徴とする真空掃除機。
2. 請求項１記載の真空掃除機において、
   前記シールド部材の周縁方向の長さが、前記入口の周縁方向長さ以上の長さとされていることを特徴とする真空掃除機。
3. 請求項１または２記載の真空掃除機において、
   前記シールド部材が、前記チャンバの外壁から径方向内方に向けて延出されたフィンであることを特徴とする真空掃除機。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の真空掃除機において、
   前記サイクロン式分離ユニットが、前記入口の一端から延在する螺旋状案内路を備え、
   前記シールド部材は、前記入口の他端において前記案内路と平行とされていることを特徴とする真空掃除機。
5. 請求項４記載の真空掃除機において、
   前記シールド部材は、前記螺旋状案内路の延長部分をなし、前記チャンバ回りにおける二次的回転の開始地点を形成することを特徴とする真空掃除機。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の真空掃除機において、
   前記入口の近傍において前記チャンバの内部に設置された挿入部材を具備し、
   前記シールド部材は、前記挿入部材よりも内方に位置していることを特徴とする真空掃除機。
7. 請求項６記載の真空掃除機において、
   前記シールド部材は、前記挿入部材に対して一体形成されていることを特徴とする真空掃除機。
8. 請求項６または７記載の真空掃除機において、
   前記挿入部材が、シュラウドであることを特徴とする真空掃除機。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の真空掃除機において、
   前記入口が、実質的に鉛直方向を向いて配置され、
   前記シールド部材は、前記入口に並置された状態で、鉛直方向に延在していることを特徴とする真空掃除機。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の真空掃除機において、
    掃除機ヘッドを具備し、
    前記サイクロン式分離ユニットは、前記掃除機ヘッドの上方に設置されているとともに、前記掃除機ヘッドの出口に対して直接的に連結されていることを特徴とする真空掃除機。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載の真空掃除機において、
    前記サイクロン式分離ユニットは、前記掃除機に対して着脱可能に支持されていることを特徴とする真空掃除機。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の真空掃除機において、
    前記入口は、前記チャンバに対して接線方向をなす入口とされていることを特徴とする真空掃除機。
13. 請求項１〜１２のいずれかに記載の真空掃除機において、
    自動式掃除機とされ、
    前記サイクロン式分離ユニットと、掃除すべき表面上にわたって前記掃除機を自動的に移動させるための駆動手段を、を支持しているシャシーを具備していることを特徴とする真空掃除機。

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