JP5333633B1 - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】上下逆向きに配置された場合であっても、集塵室に捕集されていたごみが旋回室に進入することを防止することができるサイクロン分離装置を提供する。
【解決手段】集塵ユニット１３は、旋回室３３、０次開口５２、０次集塵室３４を備える。旋回室３３は、流入口から流入した含塵空気を側壁に沿って旋回させ、含塵空気からごみを分離する。上記側壁に、０次開口５２が形成される。０次集塵室３４は、旋回室３３の中心軸に沿う一方向と他方向との双方に０次開口５２から延びる。また、０次集塵室３４は、旋回室３３の周囲を囲むように配置される。集塵ユニット１３が横向きに配置されると、０次集塵室３４の一部が０次開口５２の下方に配置される。集塵ユニット１３が縦向きに配置されると、０次集塵室３４の一部が０次開口５２の下方に配置される。
【選択図】図１２

Description

この発明は、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。

特許文献１に、サイクロン分離装置を備えた電気掃除機が開示されている。
キャニスタータイプの電気掃除機は、一般に、掃除機本体の底面を床面に対向させた状態（横向き）で使用される。これに対し、電気掃除機は、掃除機本体を立てた状態（縦向き）で収納されることが多い。この状態では、掃除機本体の底面が側方を向く。掃除機本体を縦向きに置くことにより、電気掃除機をコンパクトに収納することができる。

キャニスタータイプの電気掃除機は、掃除機本体の前側の部分に、ハンドルが取り付けられることが多い。ハンドルは、掃除機本体を持ち運ぶ際に持つためのものである。ハンドルを持って掃除機本体を運搬する際に、掃除機本体は縦向きに配置される。

特開２０１１−２１２１７１号公報

サイクロン分離装置が搭載された電気掃除機では、掃除機本体が縦向きに配置されると、サイクロン分離装置が上下逆向きになる。電動送風機が動作している時に掃除機本体が縦向きに配置されると、集塵室に捕集されていたごみが旋回室に逆流してしまう。旋回室内の気流が乱れ、サイクロン分離装置の分離性能が低下するといった問題があった。

また、掃除機本体が縦向きに配置されると、集塵室に捕集されていたごみが旋回室の流入口付近に到達することがある。この状態でサイクロン分離装置を掃除機本体から取り外すと、サイクロン分離装置からごみがこぼれ落ちてしまう。掃除機本体や床面が汚れ、衛生的ではないといった問題があった。

このような問題は、キャニスタータイプの電気掃除機だけではなく、他のタイプの電気掃除機においても同様に発生し得る。

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、その目的は、サイクロン分離装置が縦向きに配置された場合であっても、集塵室に捕集されていたごみが旋回室に進入することを防止す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、ホースを接続するためのホース接続口が形成された収容ユニットと、収容ユニットに取り付けられ、収容ユニットの底面が下方に向けられると第１向きに配置され、底面が側方に向けられると第２向きに配置されるサイクロン分離装置と、を備え、ホース接続口は、サイクロン分離装置が第１向きに配置されると側方を向いて開口し、サイクロン分離装置が第２向きに配置されると上方を向いて開口し、サイクロン分離装置は、流入口から流入した含塵空気を側壁に沿って旋回させ、含塵空気からごみを分離する旋回室と、側壁に形成された開口と、開口を介して旋回室に通じ、旋回室で分離されたごみが捕集される集塵室と、を備え、集塵室は、旋回室の中心軸に沿う一方向と他方向との双方に開口から延び、旋回室の周囲を囲むように配置され、サイクロン分離装置が第１向きに配置されると、集塵室の一部が開口の下方に配置され、中心軸が斜めになるように旋回室が配置され、開口が中心軸より上方に配置され、サイクロン分離装置が第２向きに配置されると、集塵室の一部が開口の下方に配置され、中心軸が斜めになるように旋回室が配置され、開口が中心軸より上方に配置されるものである。

この発明によれば、サイクロン分離装置が縦向きに配置された場合であっても、集塵室に捕集されていたごみが旋回室に進入することを防止することができる。

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。 この発明の実施の形態１における電気掃除機の掃除機本体を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１における電気掃除機の掃除機本体を示す平面図である。 この発明の実施の形態１における電気掃除機の掃除機本体を示す側面図である。 この発明の実施の形態１における電気掃除機の収容ユニットを示す斜視図である。 この発明の実施の形態１における電気掃除機の収容ユニットを示す平面図である。 図６に示す収容ユニットのＡ−Ａ断面図である。 図６に示す収容ユニットのＢ−Ｂ断面図である。 図３に示す掃除機本体のＣ−Ｃ断面図である。 図３に示す掃除機本体のＤ−Ｄ断面図である。 縦向きに配置された掃除機本体を示す側面図である。 図１１に示す掃除機本体の断面図である。 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。 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側面図である。 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平面図である。 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１５に示す集塵ユニットのＥ−Ｅ断面図である。 図１５に示す集塵ユニットのＦ−Ｆ断面図である。 図１７に示す集塵ユニットのＧ−Ｇ断面図である。 図１７に示す集塵ユニットのＨ−Ｈ断面図である。 図１７に示す集塵ユニットのＪ−Ｊ断面図である。 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バイパス部ケースを示す平面図である。 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流入部ケースを示す平面図である。 この発明の実施の形態２における電気掃除機の掃除機本体を示す断面図である。 この発明の実施の形態２における電気掃除機の掃除機本体を示す側面図である。 この発明の実施の形態２における電気掃除機の掃除機本体を示す断面図である。

添付の図面を参照して、本発明を詳細に説明する。各図では、同一又は相当する部分に、同一の符号を付している。重複する説明は、適宜簡略化或いは省略する。

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、その要部が、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、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、中央部に、排気のための接続部を備える。
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の吸気側の端部は、吸込口体２の接続部に接続される。

接続パイプ４は、途中で折れ曲がった部材からなる。接続パイプ４の吸気側の端部は、吸引パイプ３の排気側の端部に接続される。接続パイプ４に、取手７が設けられる。取手７に、電気掃除機１の運転を制御するための操作スイッチ８が設けられる。

サクションホース５は、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５の吸気側の端部は、接続パイプ４の排気側の端部に接続される。

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（清流空気）を排出する。掃除機本体６の前側の部分に、ホース接続口９が形成される。サクションホース５の排気側の端部は、ホース接続口９を介して掃除機本体６に接続される。

掃除機本体６は、電動送風機１０（図１においては図示せず）、電源コード１１を備える。電源コード１１は、掃除機本体６の内部のコードリール部（図示せず）に巻き付けられる。電源コード１１が外部電源に接続されることにより、電動送風機１０等の内部機器が通電する。電動送風機１０は、通電によって駆動し、操作スイッチ８に対する操作に応じて吸引動作を行う。

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に吸い込まれた含塵空気は、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の各内部を通って、掃除機本体６に送られる。

図２はこの発明の実施の形態１における電気掃除機の掃除機本体を示す斜視図である。図３は掃除機本体を示す平面図である。図４は掃除機本体を示す側面図である。
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。収容ユニット１２に、集塵ユニット１３以外の各機器が収容される。例えば、電動送風機１０及びコードリール部は、収容ユニット１２に収容される。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５乃至図８も参照し、収容ユニット１２について詳しく説明する。
図５はこの発明の実施の形態１における電気掃除機の収容ユニットを示す斜視図である。図６は収容ユニットを示す平面図である。図５及び図６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している。図７は図６に示す収容ユニットのＡ−Ａ断面図である。図８は図６に示す収容ユニットのＢ−Ｂ断面図である。

収容ユニット１２は、電動送風機１０等の他に、収容体１４及び１５、吸気風路形成部１６、排気風路形成部１７、前車輪１８、後車輪１９を備える。

収容体１４は、上方が開口する箱状を呈する。収容体１４は、例えば、成型品からなる。収容体１４は、後側の端部から前側寄りの所定の位置までの部分は、後側が高く且つ前側が低くなるように、その上面が斜めに形成される。収容体１４は、上記所定位置よりも前側の部分は、後側が低く且つ前側が高くなるように、その上面が斜めに形成される。

収容体１５は、収容体１４に形成された上記開口を塞ぐように、収容体１４に設けられる。収容体１５は、収容体１４の形状に合わせて、その一部が、側方から見てＬ字状を呈するように形成される。収容体１５の上記一部は、後側の端部から前側寄りの所定の位置までの部分の上面が斜め前方を向き、他の部分の上面が斜め後方を向く。収容体１５は、その上方に、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。

吸気風路形成部１６は、吸気風路２０を形成する。吸気風路２０は、掃除機本体６において、含塵空気を集塵ユニット１３に導くための空間である。吸気風路形成部１６の一端は、収容ユニット１２の前面１２ａで開口する。吸気風路形成部１６の上記一端は、ホース接続口９を形成する。吸気風路形成部１６の他端は、収容ユニット１２の上面で開口する。吸気風路形成部１６の上記他端は、集塵ユニット１３との接続口２１を形成する。接続口２１は、収容ユニット１２の上面において、後側の端部寄り及び一側寄りに配置される。

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。
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２２を形成する。排気風路２２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を、排気口（図示せず）に導くための空間である。排気風路形成部１７の一端は、収容ユニット１２の上面で開口する。排気風路形成部１７の上記一端は、集塵ユニット１３との接続口２３を形成する。接続口２３は、収容ユニット１２の上面において、後側の端部寄りの中央に配置される。排気風路形成部１７の他端は、上記排気口を形成する。

電動送風機１０は、電気掃除機１に形成された風路（集塵ユニット１３内の風路も含む）に、気流を発生させる。電動送風機１０は、収容ユニット１２の後側の端部寄りで、排気風路２２内に配置される。

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から吸い込まれた含塵空気は、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の内部に流入した含塵空気は、吸気風路２０を経て、接続口２１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（清流空気）は、排気風路２２に流入し、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、その後、排気口から掃除機本体６の外部に排出される。

前車輪１８及び後車輪１９は、掃除機本体６をスムーズに移動させるために備えられたものである。
前車輪１８は、収容ユニット１２に対して回転自在に設けられる。前車輪１８は、収容ユニット１２の前側の端部寄りに配置される。前車輪１８は、一部が、収容ユニット１２の底面１２ｂから突出する。

具体的に、前車輪１８は、軸２４、取付部材２５及び軸２６を介して収容体１４に取り付けられる。軸２４は、収容体１４に固定される。軸２４は、底面１２ｂに対して垂直に配置される。前車輪１８は、軸２６を介して取付部材２５に回転自在に設けられる。取付部材２５は、軸２４を介して収容体１４に回転自在に設けられる。軸２６は、底面１２ｂに対して常に水平に配置される。

後車輪１９は、収容ユニット１２に対して回転自在に設けられる。後車輪１９は、収容ユニット１２の後側の端部寄りに、収容体１４の両側に配置される。後車輪１９は、前車輪１８と同様に、一部が、収容ユニット１２の底面１２ｂから突出する。

図２乃至図４は、掃除機本体６を横向きに配置した状態を示している。図９は図３に示す掃除機本体のＣ−Ｃ断面図である。図１０は図３に示す掃除機本体のＤ−Ｄ断面図である。

「横向き」とは、前車輪１８及び後車輪１９が床面に接している状態（例えば、走行状態）の向きである。掃除機本体６が横向きに配置されると、収容ユニット１２の底面１２ｂは下方を向き、床面に対してほぼ平行に配置される。即ち、底面１２ｂは、床面に対向する。掃除機本体６が横向きに配置されると、ホース接続口９は側方（前方）を向いて開口する。

通常、使用者は、掃除機本体６を横向きに配置して掃除を行う。使用者は、取手７を持って吸込口体２を前後に動かしながら掃除を行う。掃除する場所を移動する時、使用者は、サクションホース５を介して掃除機本体６を引っ張る。掃除機本体６は、前車輪１８及び後車輪１９が床面を転がることにより、使用者が引っ張った方向にスムーズに移動する。

一方、掃除が終わって電気掃除機１を物置に収納する場合、使用者は、掃除機本体６を縦向きに配置する。図１１は縦向きに配置された掃除機本体を示す側面図である。図１２は図１１に示す掃除機本体の断面図である。

「縦向き」とは、前車輪１８及び後車輪１９の少なくとも一方が床面から離れ、収容ユニット１２の底面１２ｂが側方を向く状態の向きである。本実施の形態では、底面１２ｂが僅かに斜め上向きに配置される場合を示している。掃除機本体６は、縦向きに配置されると、水平な軸を中心として横向きの状態から９０度程度回転した状態になる。掃除機本体６が縦向きに配置されると、収容ユニット１２の背面１２ｃが、床面に対向する。背面１２ｃは、掃除機本体６が横向きに配置された際に後方を向く面である。掃除機本体６が縦向きに配置されると、ホース接続口９が上方を向いて開口する。

掃除機本体６が横向き及び縦向きに配置された時の集塵ユニット１３の詳細については、後述する。

図１３乃至図２３も参照し、集塵ユニット１３について詳しく説明する。
図１３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。図１４は集塵ユニットを示す側面図である。図１５は集塵ユニットを示す平面図である。図１６は集塵ユニットの分解図である。
以下の集塵ユニット１３自体の構成に関する説明においては、図１４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、略円筒状を呈する。集塵ユニット１３は、排出部ケース２７、バイパス部ケース２８、流入部ケース２９、集塵部ケース３０から構成される。

排出部ケース２７、バイパス部ケース２８、流入部ケース２９、集塵部ケース３０は、例えば、成型品からなる。排出部ケース２７、バイパス部ケース２８、流入部ケース２９、集塵部ケース３０は、図１６に示す状態に分解したり、図１３に示す状態に組み立てたりすることができる。また、図１３に示す状態から、集塵部ケース３０のみを取り外すことができる。

図１７は図１５に示す集塵ユニットのＥ−Ｅ断面図である。図１８は図１５に示す集塵ユニットのＦ−Ｆ断面図である。図１９は図１７に示す集塵ユニットのＧ−Ｇ断面図である。図２０は図１７に示す集塵ユニットのＨ−Ｈ断面図である。図２１は図１７に示す集塵ユニットのＪ−Ｊ断面図である。図２２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バイパス部ケースを示す平面図である。図２３は集塵ユニットの流入部ケースを示す平面図である。

２７乃至３０に示すケースの何れか或いは複数が適切に配置されることにより、集塵ユニット１３に、流入風路３１、バイパス流入風路３２、旋回室３３、０次集塵室３４、一次集塵室３５、流出風路３６が形成される。

流入部ケース２９は、円筒部３７、円錐部３８、流入管３９、バイパス風路形成部４０、接続部４１を備える。

円筒部３７は、円筒状を呈する。円筒部３７は、中心軸が上下方向を向くように配置される。円錐部３８は、先端部が切り取られた中空の円錐状を呈する。円錐部３８の中心軸は、円筒部３７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３８は、上端部が円筒部３７の下端部に接続される。円錐部３８は、下方に向かうに従って径が小さくなるように、円筒部３７の下端部から下方に延びるように設けられる。円錐部３８の下端部は、下方（中心軸方向）を向いて開口する。円錐部３８の下端部に形成されたこの開口が、一次開口４２である。

円筒部３７の内部空間と円錐部３８の内部空間とからなる一続きの空間は、旋回室３３を構成する。旋回室３３は、含塵空気を旋回させるための空間である。旋回室３３の中心軸は、円筒部３７の中心軸及び円錐部３８の中心軸に一致する。

流入管３９は、吸気風路２０を通過してきた含塵空気を、円筒部３７の内部（旋回室３３）に導くためのものである。流入管３９の内部空間は、流入風路３１を構成する。流入風路３１は、吸気風路２０から旋回室３３に含塵空気を流入させるための風路の一つである。

流入管３９は、例えば、四角筒状を呈する。流入管３９は、円筒部３７に接続される。流入管３９は、一端が外側を向いて開口し、他端が円筒部３７の内部に開口する。流入管３９の上記一端は、ユニット流入口４３を形成する。ユニット流入口４３は、集塵ユニット１３に含塵空気を取り込むための開口である。流入管３９の上記他端は、主流入口４４を形成する。主流入口４４は、流入風路３１を通過してきた含塵空気を円筒部３７の内部（旋回室３３）に取り込むための開口である。

流入管３９は、円筒部３７の上部に接続される。このため、主流入口４４は、円筒部３７の上部に形成される。即ち、主流入口４４は、旋回室３３を形成する側壁の最上部に形成される。流入管３９は、一直線状を呈する部材からなる。流入管３９は、その軸が、円筒部３７の中心軸に対して直角をなし、且つ、円筒部３７の接線方向に配置される。

流入管３９は、その上面に、バイパス流入口４５が形成される。即ち、バイパス流入口４５は、流入風路３１を形成する上壁に形成される。バイパス流入口４５は、流入風路３１内の含塵空気の一部を、バイパス流入風路３２に取り込むための開口である。集塵ユニット１３には、吸気風路２０から旋回室３３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３１の他に、バイパス流入風路３２が設けられる。

バイパス流入風路３２は、排出部ケース２７、バイパス部ケース２８、流入部ケース２９の各一部により形成される。流入風路３１を流れる含塵空気の一部は、バイパス流入口４５を介してバイパス流入風路３２に取り込まれる。この含塵空気は、バイパス流入風路３２を通過した後、副流入口４６から、円筒部３７の内部（旋回室３３）に取り込まれる。

バイパス風路形成部４０は、円筒部３７の上部に、円筒部３７の周囲を囲むように設けられる。バイパス風路形成部４０は、その上面に、バイパス部ケース２８が密着するように載せられる。バイパス風路形成部４０の上面には、その縁部に、バイパス部ケース２８の取付向きを決定するための立ち上がり部４７が設けられる。

バイパス風路形成部４０に、上方に開口する３本の溝４８が設けられる。溝４８は、円筒部３７の外側に、円筒部３７の外周面に沿うように形成される。溝４８の一端は、円筒部３７の内部に開口する。

バイパス風路形成部４０は、バイパス部ケース２８によって溝４８の上方が閉じられることにより、バイパス流入風路３２の一部（後半部）を形成する。また、溝４８の一端の開口は、バイパス部ケース２８によって上方が閉じられることにより、副流入口４６を形成する。本実施の形態では、旋回室３３を形成する側壁に、３つの副流入口４６が設けられる。

副流入口４６は、主流入口４４と同様に、円筒部３７の上部に形成される。即ち、副流入口４６は、旋回室３３を形成する側壁の最上部に形成される。副流入口４６は、主流入口４４とほぼ同じ高さに配置される。副流入口４６の開口面積は、主流入口４４の開口面積より小さい。バイパス流入風路３２からの含塵空気は、円筒部３７の内部にその接線方向から流入する。

接続部４１は、円筒部３７から外側に突出するように設けられる。接続部４１は、全体としてリング状を呈する。接続部４１は、円筒部３７のほぼ中間高さに配置される。

集塵部ケース３０は、底部４９、外壁部５０、隔壁部５１を備える。
底部４９は、全体として円形を呈する。外壁部５０は、円筒部３７より大きな径の円筒状を呈する。外壁部５０は、底部４９の縁部から直立するように設けられる。即ち、外壁部５０と底部４９とにより、一方（下方）が閉じた円筒状の部材が形成される。隔壁部５１は、円筒部３７より小さな径の円筒状を呈する。隔壁部５１は、外壁部５０の内側に配置される。隔壁部５１は、底部４９の上面から直立するように設けられる。このため、集塵部ケース３０には、その内部に、隔壁部５１によって区切られた２つの空間が形成される。

隔壁部５１の上端部は、円錐部３８の外周面に下方から接触する。隔壁部５１の内側に形成された空間のうち、円錐部３８を除く部分が、一次集塵室３５を形成する。一次集塵室３５は、一次開口４２を介して旋回室３３に通じる。旋回室３３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４２を通って一次集塵室３５に落下し、捕集される。一次集塵室３５は、円錐部３８の下方を覆い、その周囲を取り囲むように配置される。

外壁部５０の上端部は、接続部４１の縁部に下方から接触する。外壁部５０と隔壁部５１との間、並びに、外壁部５０と円筒部３７及び円錐部３８の各一部との間に、円筒状を呈する一続きの空間が形成される。この一続きの空間が、０次集塵室３４である。０次集塵室３４は、上方が接続部４１により、下方が底部４９により塞がれる。０次集塵室３４は、円筒部３７の下部及び円錐部３８の周囲（即ち、旋回室３３の周囲）を取り囲むように配置される。また、０次集塵室３４は、一次集塵室３５の周囲を取り囲むように配置される。

０次開口５２は、旋回室３３を形成する側壁に設けられる。旋回室３３は、０次開口５２を介して０次集塵室３４に通じる。０次開口５２は、主流入口４４及び副流入口４６よりも下流側に形成される。また、０次開口５２は、一次開口４２よりも上流側に形成される。例えば、０次開口５２は、円筒部３７の下端部から円錐部３８の上端部にかけて設けられる。集塵部ケース３０の底部４９は、０次開口５２より下方に配置される。このため、０次集塵室３４は、０次開口５２から、旋回室３３の中心軸に沿う一方向（図１７における下方）に延びるように配置される。また、接続部４１は、０次開口５２より上方に配置される。このため、０次集塵室３４は、０次開口５２から、旋回室３３の中心軸に沿う他方向（図１７における上方）にも延びるように配置される。

バイパス部ケース２８は、底部５３、側壁部５４、排出部５５を備える。
底部５３は、外形が立ち上がり部４７の内側の面に沿う板状を呈する。バイパス部ケース２８が流入部ケース２９に対して適切に配置されると、底部５３は、円筒部３７の上方と溝４８の上方とを塞ぐ。即ち、旋回室３３の上壁は、底部５３によって形成される。バイパス流入風路３２の後半部の上壁及び副流入口４６の上縁は、底部５３によって形成される。

側壁部５４は、底部５３から直立するように設けられる。側壁部５４は、底部５３上に形成されたＣ字状の空間を取り囲むように、一続きに形成される。なお、バイパス部ケース２８には、排出部ケース２７が上方から被せられる。上記Ｃ字状の空間は、排出部ケース２７によって上方が閉じられることにより、バイパス流入風路３２の一部（前半部）を形成する。

底部５３に、第１バイパス開口５６と第２バイパス開口５７とが形成される。
第１バイパス開口５６は、流入風路３１内の含塵空気を、バイパス流入風路３２の前半部に取り込むための開口である。第１バイパス開口５６は、例えば、バイパス流入口４５の直上部に配置される。

第２バイパス開口５７は、バイパス流入風路３２の前半部の含塵空気を、バイパス流入風路３２の後半部に取り込むための開口である。第２バイパス開口５７は、例えば、溝４８の端部の直上部に配置される。

排出部５５は、旋回室３３内の空気を旋回室３３の外に排出するためのものである。排出部５５の内部空間は、流出風路３６の前半部を構成する。流出風路３６は、旋回室３３内の空気を集塵ユニット１３の外に流出させるための風路である。

排出部５５は、底部５３の中央部に設けられる。排出部５５は、底部５３の上面側で開口し、底部５３から下方に突出する。バイパス部ケース２８が流入部ケース２９に適切に取り付けられると、排出部５５は、旋回室３３の上壁から旋回室３３の内部に突出するように配置される。

排出部５５は、所定の中間位置よりも上方の部分が円筒状を呈する。排出部５５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５５は、中心軸が円筒部３７の中心軸と一致するように、上下方向に配置される。なお、排出部５５の内部空間、旋回室３３、０次集塵室３４、一次集塵室３５は、集塵ユニット１３内でほぼ同心状に配置される。即ち、排出部５５の内部空間、旋回室３３、０次集塵室３４、一次集塵室３５の各中心軸は、同一直線上に配置される。排出部５５の下端は、例えば、０次開口５２の上部と同じ高さに配置される。

排出部５５に、多数の微細孔が設けられる。この微細孔は、排出口５８を構成する。排出口５８は、旋回室３３内の空気を旋回室３３の外に排出するための開口である。排出口５８は、０次開口５２より上方の位置に配置される。排出口５８は、主流入口４４や副流入口４６と同じ高さにも配置される。但し、排出部５５のうち、主流入口４４が直接対向する部分に、排出口５８は形成されない。排出部５５のうち、副流入口４６が直接対向する部分には、排出口５８が形成される。

排出部ケース２７は、集塵ユニット１３の最上部に配置されるケース体からなる。排出部ケース２７は、蓋部５９、排出部６０を備える。

排出部ケース２７がバイパス部ケース２８に対して適切に配置されると、蓋部５９は、底部５３上の上記Ｃ字状の空間を上方から塞ぐ。即ち、バイパス流入風路３２の前半部の上壁は、蓋部５９によって形成される。

排出部６０は、排出部５５の内部を通過してきた空気の進行方向を切り替えて、集塵ユニット１３の外に排出するためのものである。排出部６０の内部空間は、流出風路３６の後半部を形成する。排出管６１は、排出部５５と排出部６０とから構成される。

排出部６０は、Ｌ字状に曲げられた筒状を呈する。排出部６０は、一端が下方を向いて開口し、他端が側方を向いて開口する。排出部６０の一端は、排出部５５の上端に接続される。また、排出部６０の他端側は、中心軸が、旋回室３３の中心軸と直交し、且つ流入管３９の中心軸に平行に配置される。排出部６０の他端は、ユニット流出口６２を形成する。ユニット流出口６２は、集塵ユニット１３から空気を流出させるための開口である。ユニット流出口６２は、ユニット流入口４３と同じ方向に開口する。ユニット流出口６２は、ユニット流入口４３よりも高い位置に配置される。

次に、上記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。
掃除は、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で行われる。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、収容部１５ａに配置される。この時、ユニット流入口４３は接続口２１に接続される。ユニット流出口６２は、接続口２３に接続される。

使用者が掃除を行う時、集塵ユニット１３は横向きに配置される。集塵ユニット１３が横向きに配置されると、旋回室３３は、中心軸が収容ユニット１２の上面の傾斜に合わせて斜めに配置される。例えば、旋回室３３の中心軸は、水平面とのなす角度が０度以上４５度以下のある値となる（図９に示すθ１）。

集塵ユニット１３が横向きに配置されると、０次開口５２は、旋回室３３の中心軸の側方に配置される。上述したように、０次集塵室３４は、０次開口５２が形成されている部分から、旋回室３３の中心軸に沿う一方向（底部４９側）に延びる。このため、集塵ユニット１３が横向きに配置されると、０次開口５２の下方に、０次集塵室３４の一部が配置される。

集塵ユニット１３が横向きに配置された状態で電動送風機１０の吸引動作が開始されると、含塵空気は、吸気風路２０を通過して接続口２１に達する。接続口２１に到達した含塵空気は、接続口２１及びユニット流入口４３を通過して、流入風路３１に流入する。流入風路３１に流入した含塵空気は、その一部が、流入管３９の中心軸に沿って直進する。この含塵空気は、主流入口４４を通過して、旋回室３３に流入する。この経路は、図において経路ａとして実線の矢印で示されている。

一方、流入風路３１に流入した含塵空気の他の一部は、経路ａの途中から経路ｂに進入する。具体的に、流入風路３１を流れる含塵空気の一部は、その進行方向を上向きに変えて、バイパス流入口４５に達する。この含塵空気は、バイパス流入口４５を通過して、バイパス流入風路３２の前半部に流入する。

バイパス流入風路３２に流入した含塵空気は、側壁部５４に周囲が囲まれた上記Ｃ字状の空間を移動し、第２バイパス開口５７に達する。この含塵空気は、第２バイパス開口５７を通過して下方に移動し、バイパス流入風路３２の後半部に流入する。第２バイパス開口５７を通過した含塵空気は、溝４８内を移動する。溝４８内において、含塵空気は、旋回室３３で空気が旋回している方向（旋回方向）に移動する。溝４８の一端に達した含塵空気は、副流入口４６を通過して旋回室３３に流入する。

バイパス流入風路３２に流入する含塵空気は、流入管３９の内部で、その進行方向が大きく曲げられる。流入風路３１を流れるごみのうち、慣性力が大きいごみ、即ち、微細塵以外の比較的大きなごみは、バイパス流入口４５に到達する前に、バイパス流入風路３２に流入するための気流から外れてしまう。慣性力が比較的小さい微細塵のみが、バイパス流入口４５を通過してバイパス流入風路３２に流入する。微細塵以外のごみは、流入風路３１を通過して、主流入口４４から旋回室３３に取り込まれる。

主流入口４４を通過した含塵空気は、旋回室３３の内壁に沿うように、旋回室３３に流入する。副流入口４６を通過した含塵空気も同様に、旋回室３３の内壁に沿うように、旋回室３３に流入する。主流入口４４及び副流入口４６から旋回室３３に取り込まれた含塵空気は、旋回室３３内において、側壁に沿って一方向に回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。

含塵空気は、旋回室３３内の旋回気流をその後方から順々に押すように、主流入口４４及び副流入口４６から旋回室３３に流入する。即ち、旋回室３３に新たに取り込まれる含塵空気は、旋回室３３内に既に形成されている旋回気流を加速させるように、旋回室３３内に流れ込む。バイパス流入風路３２を設けることにより、旋回室３３内の旋回力を増大させることができる。このため、ごみを分離する機能（分離性能）が、大幅に向上する。

なお、バイパス流入風路３２を設けた場合は、バイパス流入風路３２を設けていない場合と比較して、所定の旋回力を確保するために必要な空気の流速を低下させることができる。バイパス流入風路３２を設けることにより、気流音を抑制することができ、装置の低騒音化が可能となる。

旋回室３３に流入したごみには、遠心力が作用する。例えば、繊維ごみや毛髪といった比較的大きなごみ（以下、このようなごみのことを「ごみα」ともいう）は、この遠心力によって、旋回室３３の内壁に押し付けられながら旋回室３３内を落下する。ごみαは、０次開口５２の高さに達すると旋回気流から分離される。ごみαは、０次開口５２を通過して０次集塵室３４に進入する。０次集塵室３４は、０次開口５２から下方に延びるように設けられている。このため、０次開口５２から０次集塵室３４に進入したごみαは、旋回室３３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３４内を落下する。そして、ごみαは、０次集塵室３４の最下部に達し、捕集される。

０次開口５２から０次集塵室３４に進入しなかったごみは、旋回室３３内を旋回しながら更に下方に進む。砂ごみや細かな繊維ごみといった比較的小さなごみ（以下、このようなごみのことを「ごみβ」ともいう）は、一次開口４２を通過する。そして、ごみβは、一次集塵室３５に落下して捕集される。

旋回室３３内で旋回する気流は、旋回室３３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３３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が取り除かれている。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５８を通過して、旋回室３３の外に排出される。旋回室３３から排出された空気は、流出風路３６を通過してユニット流出口６２に達する。そして、清浄空気は、ユニット流出口６２及び接続口２３を順次通過して、排気風路２２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３４に集積されていく。ごみβは、一次集塵室３５に集積されていく。ごみα及びごみβは、集塵部ケース３０を集塵ユニット１３から取り外すことにより、簡単に捨てることができる。

掃除が終わって電気掃除機１が収納される時、集塵ユニット１３は縦向きに配置される。集塵ユニット１３が縦向きに配置されると、旋回室３３は、例えば、中心軸が鉛直方向を向くように配置される。

集塵ユニット１３が縦向きに配置されると、底部４９が接続部４１の上方側に配置される。集塵ユニット１３が縦向きに配置されると、０次集塵室３４内のごみが落下し、底部４９側の空間から接続部４１側の空間に移動する。

上述したように、０次集塵室３４は、０次開口５２が形成されている部分から、旋回室３３の中心軸に沿う他方向（接続部４１側）に延びる。本実施の形態では、接続部４１と０次開口５２のうち接続部４１に最も近接する部分との間が、距離Ｌだけ離れている場合を一例として示している（図１２参照）。このため、集塵ユニット１３が縦向きに配置されると、０次集塵室３４内において、０次開口５２と接続部４１との間に高さＬの空間が形成される。集塵ユニット１３が縦向きに配置された場合も、０次開口５２の下方に、０次集塵室３４の一部が配置される。

上記構成を有するサイクロン分離装置であれば、上下逆向きに配置された場合であっても、０次集塵室３４に捕集されていたごみが旋回室３３に進入することを確実に防止することができる。即ち、集塵ユニット１３が縦向きに配置された場合であっても、０次集塵室３４内のごみを０次集塵室３４内に確実に留めておくことができる。集塵ユニット１３を収容ユニット１２から取り外しても、ごみが集塵ユニット１３からこぼれてしまうことはない。

上記構成の集塵ユニット１３は、収納時に縦向きに配置され易い電気掃除機１に有効である。
例えば、縦向きに配置された時の掃除機本体６の水平投影面積が、横向きに配置された時の掃除機本体６の水平投影面積より小さい場合は、掃除機本体６を縦向きに配置することによって、電気掃除機１をコンパクトに収納することができる。上記構成の集塵ユニット１３は、このような場合に特に有効な手段となり得る。

横向きに配置された時の掃除機本体６の水平投影面積がある程度小さくても、電気掃除機１を収納する際に、吸引パイプ３やサクションホース５が場所をとることがある。例えば、上記電気掃除機１のように、収容ユニット１２の前面１２ａにホース接続口９が形成されている場合、掃除機本体６を横向きに配置すると、掃除機本体６の側方にサクションホース５が突出する。掃除機本体６を縦向きに配置した際にホース接続口９が上向きに開口すれば、電気掃除機１を収納する際に、サクションホース５等が邪魔になることはない。上記構成の集塵ユニット１３は、このような場合にも有効な手段となり得る。

本実施の形態では、旋回室３３に含塵空気を取り込むための流入口として、主流入口４４と副流入口４６との双方を備える場合について説明した。これは一例を示すものである。旋回室３３を形成する側壁に、流入口が一つしか形成されていなくても構わない。

接続部４１と０次開口５２のうち接続部４１に最も近接する部分との距離Ｌは、任意に設定される。例えば、０次集塵室３４のうち、０次開口５２から旋回室３３の中心軸に沿う一方向に延びる空間（底部４９側の空間）の容積が、他方向に延びる空間（接続部４１側の空間）の容積より小さくても良い。

集塵ユニット１３が横向きに配置されると、底部４９側の空間が接続部４１側の空間の下側に配置される。底部４９側の空間にごみが溜まるのは、電動送風機１０が動作している時である。このため、ごみは圧縮されながら底部４９側の空間に集積される。一方、接続部４１側の空間にごみが移動するのは、集塵ユニット１３が縦向きに配置された時である。この時、ごみは圧縮されない。このため、接続部４１側の空間の容積を底部４９側の空間の容積よりも大きくしておくことにより、ごみが旋回室３３に進入することを確実に防止することができる。

また、掃除が終わった時に０次集塵室３４内のごみが０次開口５２の高さに達していなければ、使用者は、安心して掃除機本体６を縦向きに配置することができる。掃除機本体６を縦向きに配置した後にごみが旋回室３３に入り込んでいないかを確認する必要がなく、運搬時や収納時の使い勝手を向上させることができる。

実施の形態２．
図２４はこの発明の実施の形態２における電気掃除機の掃除機本体を示す断面図である。図２４は、掃除機本体６を横向きに配置した時の状態を示している。図２５はこの発明の実施の形態２における電気掃除機の掃除機本体を示す側面図である。図２６は掃除機本体を示す断面図である。図２５及び図２６は、掃除機本体６を縦向きに配置した時の状態を示している。

本実施の形態における電気掃除機１は、掃除機本体６（集塵ユニット１３）を縦向きに配置した際に、旋回室３３の中心軸が斜めに配置される点が、実施の形態１で開示した構成と相違する。また、０次開口５２が形成されている位置が、実施の形態１で開示した構成と相違する。
その他の構成は、実施の形態１で開示した構成と同じである。

掃除機本体６が横向きに配置されると、収容ユニット１２の底面１２ｂは下方を向き、床面に対してほぼ平行に配置される。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ていれば、旋回室３３は、中心軸が収容ユニット１２の上面の傾斜に合わせて斜めに配置される。これは、実施の形態１と同様である。

集塵ユニット１３が横向きに配置されると、０次開口５２は、旋回室３３の中心軸より上方に配置される。例えば、０次開口５２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ると、旋回室３３の中心軸を基準にして、収容ユニット１２が配置される位置とは逆側の位置に配置される。即ち、０次開口５２は、斜め上側を向いて開口する。集塵ユニット１３が横向きに配置されると、０次開口５２の下方に、０次集塵室３４の一部が配置される。

掃除機本体６が縦向きに配置されると、収容ユニット１２の背面１２ｃが下方を向き、床面に対してほぼ平行に配置される。本実施の形態では、収容ユニット１２の底面１２ｂと背面１２ｃとがほぼ直交する場合を示している。このため、掃除機本体６が縦向きに配置されると、旋回室３３の中心軸は斜めに配置される。例えば、旋回室３３の中心軸は、垂直面とのなす角度が０度以上４５度以下のある値となる（図２６に示すθ２）。底面１２ｂ及び背面１２ｃが直交する場合は、θ２＝θ１となる。

集塵ユニット１３が縦向きに配置されると、０次開口５２は、旋回室３３の中心軸より上方に配置される。０次開口５２は、斜め側方を向いて開口する。集塵ユニット１３が縦向きに配置された場合も、０次開口５２の下方に０次集塵室３４の一部が配置される。

上記構成を有するサイクロン分離装置であれば、集塵ユニット１３が横向きに配置された場合及び縦向きに配置された場合の双方において、０次集塵室３４に、ごみを収容するための十分な容量を確保することができる。

集塵ユニット１３が横向きに配置された場合は、０次集塵室３４のうち図２４の直線Ｋより下方に配置された部分に、ごみを溜めることができる。直線Ｋは、集塵ユニット１３が横向きに配置された際に０次開口５２の下端を通る水平な直線である。集塵ユニット１３が縦向きに配置された場合は、０次集塵室３４のうち図２６の直線Ｍより下方に配置された部分に、ごみを溜めることができる。直線Ｍは、集塵ユニット１３が縦向きに配置された際に０次開口５２の下端を通る水平な直線である。

本実施の形態においても、実施の形態１で開示した各変形例を適用しても良い。
例えば、縦向きに配置された時の掃除機本体６の水平投影面積を、横向きに配置された時の掃除機本体６の水平投影面積より小さくしても良い。実施の形態１で開示した効果と同様の効果を奏することができる。

実施の形態１及び２では、掃除の時に集塵ユニット１３が横向きに配置され、収納時に集塵ユニット１３が縦向きに配置される場合について説明した。本願発明は、０次集塵室３４内のごみが旋回室３３の中心軸に沿う一方向に落下する向きと旋回室３３の中心軸に沿う他方向に落下する向きとの双方に配置され得るサイクロン分離装置に適用することができる。実施の形態１及び２では、上記一方の向きを横向きとし、上記他方の向きを縦向きとして説明した。

実施の形態１及び２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。本願発明は、他のタイプの電気掃除機にも適用できる。

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、 １２ａ 前面、 １２ｂ 底面、 １２ｃ 背面、 １３ 集塵ユニット、 １４ 収容体、 １５ 収容体、 １５ａ 収容部、 １６ 吸気風路形成部、 １７ 排気風路形成部、 １８ 前車輪、 １９ 後車輪、 ２０ 吸気風路、 ２１ 接続口、 ２２ 排気風路、 ２３ 接続口、 ２４ 軸、 ２５ 取付部材、 ２６ 軸、 ２７ 排出部ケース、 ２８ バイパス部ケース、 ２９ 流入部ケース、 ３０ 集塵部ケース、 ３１ 流入風路、 ３２ バイパス流入風路、 ３３ 旋回室、 ３４ ０次集塵室、 ３５ 一次集塵室、 ３６ 流出風路、 ３７ 円筒部、 ３８ 円錐部、 ３９ 流入管、 ４０ バイパス風路形成部、 ４１ 接続部、 ４２ 一次開口、 ４３ ユニット流入口、 ４４ 主流入口、 ４５ バイパス流入口、 ４６ 副流入口、 ４７ 立ち上がり部、 ４８ 溝、 ４９ 底部、 ５０ 外壁部、 ５１ 隔壁部、 ５２ ０次開口、 ５３ 底部、 ５４ 側壁部、 ５５ 排出部、 ５６ 第１バイパス開口、 ５７ 第２バイパス開口、 ５８ 排出口、 ５９ 蓋部、 ６０ 排出部、 ６１ 排出管、 ６２ ユニット流出口

Claims (3)

1. ホースを接続するためのホース接続口が形成された収容ユニットと、
   前記収容ユニットに取り付けられ、前記収容ユニットの底面が下方に向けられると第１向きに配置され、前記底面が側方に向けられると第２向きに配置されるサイクロン分離装置と、
   を備え、
   前記ホース接続口は、前記サイクロン分離装置が前記第１向きに配置されると側方を向いて開口し、前記サイクロン分離装置が前記第２向きに配置されると上方を向いて開口し、
   前記サイクロン分離装置は、
   流入口から流入した含塵空気を側壁に沿って旋回させ、含塵空気からごみを分離する旋回室と、
   前記側壁に形成された開口と、
   前記開口を介して前記旋回室に通じ、前記旋回室で分離されたごみが捕集される集塵室と、
   を備え、
   前記集塵室は、前記旋回室の中心軸に沿う一方向と他方向との双方に前記開口から延び、前記旋回室の周囲を囲むように配置され、
   前記サイクロン分離装置が前記第１向きに配置されると、前記集塵室の一部が前記開口の下方に配置され、前記中心軸が斜めになるように前記旋回室が配置され、前記開口が前記中心軸より上方に配置され、
   前記サイクロン分離装置が前記第２向きに配置されると、前記集塵室の一部が前記開口の下方に配置され、前記中心軸が斜めになるように前記旋回室が配置され、前記開口が前記中心軸より上方に配置される
   電気掃除機。
2. 前記集塵室は、前記開口から前記一方向に延びる第１空間の容積が、前記他方向に延びる第２空間の容積より小さく、
   前記サイクロン分離装置が前記第１向きに配置されると、前記第１空間が前記第２空間の下側に配置される
   請求項１に記載の電気掃除機。
3. 前記サイクロン分離装置が前記第２向きに配置された時の前記掃除機本体の水平投影面積が、前記サイクロン分離装置が前記第１向きに配置された時の前記掃除機本体の水平投影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。

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