JP5751360B2 - サイクロン分離装置及びこれを備えた電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、機外から吸引した含塵空気（塵埃を含んだ空気）を旋回させることにより、空気と塵埃を遠心分離して捕集するサイクロン分離装置、及びこの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。

従来のサイクロン分離装置、特に電気掃除機などに用いるサイクロン分離装置は、電動送風機によって吸引された含塵空気を、集塵フィルターや集塵袋を通過させることによって空気中の塵埃を回収する構造になっていた。しかし、このようなサイクロン分離装置を用いた電機掃除機では、電気掃除機の本体内に取付けた集塵袋を定期的又は随時交換する必要があり、使用者にとって面倒であるばかりでなく、集塵袋を購入しなければならないので、負担が大きいという問題があった。

このような問題に対して、消耗品である集塵袋を使用せずに、遠心力や慣性力を利用して空気と塵埃を分離し、塵埃を捕集するようにしたサイクロン分離装置を搭載した電気掃除機が提案されている。
このようなサイクロン分離装置を搭載した電気掃除機として、例えば、同心円状に設けられた外サイクロンとこの外サイクロンに内包される内サイクロンとを直列に連通させて設けることにより、サイクロン分離装置による塵埃の分離性能を高効率化させた電気掃除機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特表２００８−５４１８１５号公報（第７−８頁、図５、図６）

特許文献１のサイクロン分離装置は、大きく分けて、空気と塵埃を分離する旋回室と、旋回室に着脱可能に設けられ、分離した塵埃を捕集する集塵室とから構成されている。そして、集塵室に塵埃が溜ったときは旋回室から取り外して塵埃を捨てるようになっており、必要に応じて集塵室を水洗する。
しかしながら、複雑な構造の旋回室は水洗ができないためメンテナンスが不十分になり、そのためメンテナンスが困難な部位に細塵が蓄積してゴミ詰りが生じ、吸引力が低下するという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、複数の旋回部及び集塵部を分離可能に構成することにより、各部品を容易に洗浄等のメンテナンスを行うことができ、吸引力及び塵埃の分離力の低下を防止することのできる信頼性の高いサイクロン分離装置及びこれを備えた電気掃除機を提供することを目的とするものである。

本発明に係るサイクロン分離装置は、外部から含塵空気が流入する一次流入口、該一次流入口から流入した含塵空気を旋回させて一部の塵埃を分離する一次旋回室、該一次旋回室の下方に設けられ該一次旋回室で分離された塵埃を捕集する一次集塵室、及び一次旋回室内の含塵空気を排出する一次排出口を有する一次サイクロン部と、一次排出口からの含塵空気が流入する二次流入口、該二次流入口から流入した含塵空気を旋回させてさらに塵埃を分離する二次旋回室、該二次旋回室によって分離された塵埃を捕集する二次集塵室、及び二次旋回室の空気を排出する二次排出口を有する二次サイクロン部と、一次旋回室において含塵空気の旋回方向に分離された塵埃を該一次旋回室の周壁に設けた開口部を介して捕集する、該開口部に対し前記一次旋回室の外側に配される０次集塵室とを備え、一次旋回室及び二次旋回室を構成する複数の旋回部と、一次集塵室、二次集塵室及び０次集塵室を構成する一体化された集塵部とを分離可能に構成し、一次旋回室は第１の一次旋回室及び第２の一次旋回室から構成され、二次旋回室は第１の二次旋回室、第２の二次旋回室及び第３の二次旋回室から構成されており、複数の旋回部は、二次流入口、二次排出口及び第１の二次旋回室を有する第１の旋回部と、一次流入口が設けられ二次流入口と連通する一次排出口を有する第１の一次旋回室、及び第２の二次旋回室を有する第２の旋回部と、周壁に開口部が設けられた第２の一次旋回室及び第３の二次旋回室を有する第３の旋回部と、により構成され、集塵部は、第２の一次旋回室の外周に形成された一次集塵室と、第３の二次旋回室に連続して設けられた二次集塵室と、第３の二次旋回室の外周に設けられて第２の一次旋回室の周壁に設けた開口部と連通する０次集塵室と、を含んで構成され、第１〜第３の旋回部及び集塵部を分離可能に構成したものである。

また、本発明に係る電気掃除機は、上記のサイクロン分離装置を備えたものである。

本発明によれば、連結した複数の旋回部及び集塵部を分離し、洗浄等のメンテナンスを行って塵埃が詰るのを防止するようにしたので、吸引力及び塵埃の分離力の低下を抑制することができ、使い勝手がよく信頼性の高いサイクロン分離装置及びこれを備えた電気掃除機を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る電気掃除機の全体構成を示す斜視図である。 図１の掃除機本体の上面図である。 図１の掃除機本体の前面図である。 図１の掃除機本体の側面図である。 図１の掃除機本体の分解斜視図である。 図１の掃除機本体に搭載したサイクロン分離装置の上面図である。 図６の正面図である。 図７の背面斜視図である。 図６のＡ−Ａ断面図である。 図７の分解斜視図である。 ロック部を示すサイクロン分離装置の正面図である。 図１１のＢ−Ｂ断面図である。 図１１の作用説明図である。 図１１のＣ−Ｃ断面図である。 図１１のロック部の構成説明図である。 図１１のロック部の分解斜視図である。 ロック部の作用説明図である。 ロック部を覆う前面カバーの背面斜視図である。 前面カバーの取付状態を示す説明図である。 図１９の断面説明図である。 旋回部への集塵部の取付構造を示す図６のＤ−Ｄ断面図である。 図２１の要部の説明図である。 図２１の作用説明図である。 図２２の作用説明図である。 集塵部の斜視図及びその要部の拡大図である。 サイクロン分離装置の正面図及びその集塵部の側面図である。

図１は本発明の一実施の形態に係る電気掃除機の全体構成を示す斜視図、図２は図１の掃除機本体の上面図、図３は同じく前面図、図４は側面図、図５は分解斜視図である。
図において、１は掃除機本体、１００はホースユニットである。ホースユニット１００は、一端が掃除機本体１に着脱可能に接続され、他端に操作部１０３を有する手元ハンドル１０２が接続された蛇腹状のホース１０１と、手元ハンドル１０２に着脱可能に接続された吸引パイプ１０４と、吸引パイプ１０４に着脱可能に接続された吸込み口体１０５とからなり、吸込み口体１０５が吸引した含塵空気を掃除機本体１へ流入させるための吸込経路を構成している。

掃除機本体１は、本体部２と、本体部２に着脱可能に装着されたサイクロン分離装置２０とからなっている。本体部２の前面側にはホースユニット１００のホース１０１が接続される接続口３が設けられており、その外周には門型のハンドル４が設けられている。また、本体部２の一方の側には、接続口３と連通し他端に含塵空気の流出口６を有する吸引風路５が設けられており、他方の側の後部側には、本体部２内に連通する排気流入口７が設けられ、前面側の他方の側には、排気口８が設けられている。

９は後述のコードリールに巻かれた電源コードの電源プラグ１０の収容部、１２はコードリールの巻取りボタン、１３は本体部２の後部両側に設けられた後車輪、１４は本体部２の底部前面側に設けられた前車輪である。なお、図示してないが、本体部２内には、電動送風機、この電動送風機の制御部等が設けられた基板、電源コードを巻取るコードリール等が設けられている。

次に、サイクロン分離装置２０について説明する。図６はサイクロン分離装置２０の上面図、図７は正面図、図８は図７の背面斜視図、図９は図６のＡ−Ａ断面図、図１０は図７の分解斜視図である。
サイクロン分離装置２０は分離可能な第１、第２、第３の旋回部２１、２２、２３（以下の説明では第１〜第３の旋回部２１〜２３を合わせて、連結旋回部２４と記すことがある）と、集塵部２５とからなっている。５０は連結旋回部２４の前面側に設けた前面カバーである。

そして、第１〜第３の旋回部２１〜２３の下端部外周には、拡径されて下部が開口されたほぼＬ字状の嵌合部２１ａ、２２ａ、２３ａがそれぞれ設けられており、また、第２、第３の旋回部２２、２３及び集塵部２５の上端部外周には、パッキン２８の装着溝を有し、嵌合部２１ａ〜２３ａより小径で、嵌合部２１ａ〜２３ａに嵌入されるほぼＬ字状の嵌入部２２ｂ、２３ｂ、２５ｂがそれぞれ設けられている。

上記のようなサイクロン分離装置２０は、図９に示すように、幅方向のほぼ中央部に設けた隔壁２７を介して、一次サイクロン部７０と二次サイクロン部８０とが並設されている。
一次サイクロン部７０において、７１は一次旋回室で、第２の旋回部２２に設けられた円筒状の第１の一次旋回室７１ａと、第３の旋回部２３に設けられ、円筒部と下部になるにしたがって縮径された円錐部とからなり、下部が第３の旋回部２３から突出し、先端部に一次開口部７４が設けられた第２の一次旋回室７１ｂとからなっている。なお、７６は一次旋回室７１の第２の一次旋回室７１ｂの周壁に設けられ、後述の二次サイクロン部８０の０次集塵室８５に連通する開口部である。

７２は第２の旋回部２２において、第１の一次旋回室７１ａに開口する一次流入口で、本体部２の吸引風路５の流出口６に連結される。７３は第１の一次旋回室７１ａ内に設けられた一次排出口体で、円筒部と下部になるにしたがって縮径され、第２の旋回部２２から下方に突出した円錐部とからなり、周壁に多数の小孔が設けられて上端部が一次排出口７３ａを介して第１の旋回部２１の二次流入口７７（図１２）に連通している。

二次サイクロン部８０において、８１は第１の旋回部２１に設けられて本体部２の排気流入口７に連通する二次排出口である。８２は二次旋回室で、第２の旋回部２２に設けられ、下方になるにしたがって若干縮径された第２の二次旋回室８２ｂと、第３の旋回部２３に設けられ、第２の二次旋回室８２ｂと連結され、下部になるにしたがって縮径されて第３の旋回部２３から下方に突出して二次開口部８３が設けられた円錐部８２ｃとからなっている。８４は二次開口部８３に連通する二次集塵室、８５は二次旋回室８２の外周から二次集塵室８４の外周にかけて形成された０次集塵室である。

上記のように構成したサイクロン分離装置２０は、図９に示すように、第１〜第３の旋回部２１、２２、２３の下端部外周に設けた嵌合部２１ａ、２２ａ、２３ａに、第２、第３の旋回部２２、２３及び集塵部２５の上端部外周に設けた嵌入部２２ｂ、２３ｂ、２５ｂを軟質材からなるパッキン２８を介して連結し、第１と第２の旋回部２１、２２、第２と第３の旋回部２２、２３は、前面側と背面側に対向して設けたロック部３０ａ、３０ｂ（以下、単に３０と記すことがある。図１２参照）によりロックされて一体に結合される。また、第３の旋回部２３と集塵部２５とは、後述のロック装置によりロックされる。なお、３１（図１０、図１１）は前面側のロック部３０ａの両側（第１の旋回部２１には天板が設けられている）に設けられて、後述の前面カバー５０が取付けられる取付リブである。

次に、図１０〜図１７により、連結旋回部２４の前後に設けたロック部３０について説明する。なお、第１の旋回部２１と第２の旋回部２２、第２の旋回部２２と第３の旋回部２３をロックするロック部３０は同じ構造なので、以下、第１の旋回部２１と第２の旋回部２２とをロックするロック部３０について説明する。

第１の旋回部２１の下端部外周に設けた嵌合部２１ａの取付リブ３１の間には、図１５に示すように、対向してストッパリブ３４ａ、３４ｂが設けられており、ストッパリブ３４ａ、３４ｂの間にはアリ溝３５が形成されている。そして、アリ溝３５の一方の側（ストッパリブ３４ａ側）の底部にはロックリブ３６が設けられており、また、ロックリブ３６側の嵌合部２１ａの下面には、図１６に示すように、凹状の切除部３７が設けられている。

４０はストッパリブ３４ａ、３４ｂの間において、嵌合部２１ａの外壁に摺動可能に嵌合される断面ほぼＥ字状のロックレバーで、図１６に示すように、内側の中央部にはアリ溝３５に嵌合するＴ字状の係合部４１が設けられており、その背面側の先端部（アリ溝３５の底面側）にはゆるやかな突部４２が形成されている（図１５）。

また、第２の旋回部２２の上端部外周に設けた嵌入部２２ｂには、図１６に示すように、第１の旋回部２１の嵌合部２１ａに設けた切除部３７に対応して、内側に向う係合突部４５が設けられており、この係合突部４５の厚みは、切除部３７の深さとほぼ等しいか、又はこれより若干厚く形成されている。

上記のように構成したロック部３０は、第１の旋回部２１に第２の旋回部２２を連結する前、すなわち、非ロック時には、図１０〜図１２に示すように、嵌合部２１ａの前後に設けたロック部３０ａ、３０ｂのロックレバー４０を、アリ溝３５に沿って矢印ｂ方向（両者は同方向）に摺動させておく。このときの状態を図１７（ａ）に示す。

この状態で第１の旋回部２１の嵌合部２１ａを、第２の旋回部２２の嵌入部２２ｂにパッキン２８を介して嵌合すると、嵌入部２２ｂに設けた係合突部４５が、嵌合部２１ａのロック部３０ａ、３０ｂに設けた切除部３７に係合する。
ついで、図１３、図１４に示すように、前後のロック部３０ａ、３０ｂのロックレバー４０を矢印ａ方向（両者は同方向）に摺動させる。これにより、図１５に示すように、その先端部がストッパリブ３４ａに当って停止すると共に、Ｔ字状の係合部４１に設けた突部４２がロックリブ３６によってロックされる。

また、図１７（ｂ）に示すように、嵌合部２１ａの切除部３７に係合した嵌入部２２ｂの係合突部４５が、嵌合部２１ａの切除部３７の下面とロックレバー４０の底面との間に挟持され、ロックされる。
これにより、第１の旋回部２１とこれに連結した第２の旋回部２２とは、前後に設けたロック部３０ａ、３０ｂによりロックされ、一体に結合される。同様にして、第２の旋回部２２とこれに連結した第３の旋回部２３もロック部３０ａ、３０ｂによりロックされ、一体に結合される。

このように、第１〜第３の旋回部２１〜２３を連結し、前後に設けたロック部３０ａ、３０ｂのロックレバー４０を同方向に摺動させてロックするように構成し、ロックレバー４０のロック及び解除動作がそれぞれ同一方向となるようにしたので、ロック部３０を構成する部品の誤組立を防止することができ、連結旋回部２４の組立、分解性を向上することができる。

図１８において、５０は連結旋回部２４の前面側のロック部３０ａがロックされたときにこれらを覆う前面カバーで、第１の旋回部２１の取付リブ３１の頂部から、第３の旋回部２３の嵌合部２３ａの下端部に達する長さ（図７参照）に形成され、背面側の外周にはロック部３０ａの外周に設けた取付リブ３１の外側に嵌合する周壁５１が設けられている。そして、背面側の上部には、第１の旋回部２１に設けた係合部３２（図１１）に係止する係止部５２が設けられており、下部には第３の旋回部２３に設けた係止部３３に係止する一対の係止爪５３が設けられている。５４は係止爪５３の操作ボタンで、係止爪５３と一体に形成されている。５５は誤取付防止リブである。

上記のような前面カバー５０は、図１１、図１８、図１９に示すように、上端部に設けた係止部５２を第１の旋回部２１の係合部３２に係止させると共に、操作ボタン５４を操作して係止爪５３を第３の旋回部２３の係止部３３に係止させ、周壁５１を取付リブ３１の外周に嵌合して取付ける。このとき、誤取付防止リブ５５の先端部は、図２０（ａ）に示すように、ロック部３０ａのアリ溝３５内に位置する。

この場合、若し、ロック部３０ａが確実にロックされておらず、あるいは図２０（ｂ）に示すように、ロックレバー４０がストッパリブ３４ａに当接せず、途中で停止した状態で前面カバー５０を取付けようとすると、誤取付防止リブ５５がロックレバー４０に当って係止爪５３が第３の旋回部２３の係止部３３に係止することができないため、これにより、ロック部３０が確実にロックしていないことがわかるので、誤組立を防止することができ、シール性を確保することができる。
また、背面に設けたロック部３０についても、前面カバ−５０に設けた誤取付防止リブ５５と同様の効果をもたらすリブ（図示せず）を本体部２に設けることにより、サイクロン分離装置２０が本体部２にセットできなくなり、ロック部３０が確実にロックしていないことがわかるので、誤組立を防止することができ、シール性を確保することができる。

このように、連結旋回部２４の前面側に設けたロック部３０ａを前面カバー５０で覆うように構成し、かつ、ロックレバー４０が確実にロック側に位置しているときのみ前面カバー５０を取付けることができるようにしたので、誤組立を防止することができると共に、デザイン性の向上をはかることができる。

次に、図２１〜図２４により、第３の旋回部２３に集塵部２５を連続し、ロックする装置（ロック装置）について説明する。
第３の旋回部２３の嵌合部２３ａの前面側の取付リブ３１の間には、下方に延設された延設部６０が設けられており、この延設部６０には開口部６０ａ（係合部）が設けられている。また、背面側の延設部６０と対向する位置には係止部６５が形成されている。

集塵部２５の前面側の第３の旋回部２３に設けた延設部６０に対応した位置には支持部材６１がねじで固定されており、この支持部材６１に設けた軸６３には、上部に係止爪６２ａを有する可動体６２の下端部が回動可能に支持されている。そして、この可動体６２は、集塵部２５との間に介製されたばね６４により軸６３を中心に常時反時計回り方向に付勢され、その係止爪６２ａが延設部６０の開口部６０ａに係止している。なお、２５ａは支持部材６１等の前面を覆うカバーである。

また、集塵部２５の背面側のハンドル２６の上には、ボタンカバー６６がねじ及び爪で固定されており、ハンドル２６に設けた軸６８には、先端部に係止爪６７ａを有するほぼＬ字状の係止レバー６７と一体に形成された押しボタン６９が回動可能に支持され、ハンドル２６との間に介装されたばね６９ａにより常時上方に付勢されており、係止爪６７ａが第３の旋回部２３の係止部６５に係止している。

次に、上記のように構成した集塵部２５のロック装置の作用について説明する。
図２１、図２２の状態では、集塵部２５は第３の旋回部２３に連結され、前面側は可動体６２の係止爪６２ａが第３の旋回部２３の延設部６０に設けた開口部６０ａに係止し、背面側はハンドル２６の上方に設けた係止レバー６７の係止爪６７ａが第３の旋回部２３の係止部６５に係止して、前後においてロックされている。

いま、図２３に示すように、ハンドル２６の上方に設けた押しボタン６９を圧下すると、押しボタン６９と一体に形成された係止レバー６７が圧下され、係止レバー６７は軸６８を中心に時計回り方向に回動し、その係止爪６７ａが第３の旋回部２３の係止部６５から離脱する。
次に、第３の旋回部２３から上（連結旋回部２４）を前面側に傾けると、図２４に示すように、第３の旋回部２３の嵌合部２３ａに設けた延設部６０の先端部６０ｂが可動体６２を押圧し、可動体６２を軸６３を中心に時計回り方向に回動させて、その係止爪６２ａを延設部６０の開口部６０ａから離脱させる。これにより、前後のロックが解除される。

この状態で、連結旋回部２４を斜め上方に引き上げ、又は集塵部２５を下方に引けば、集塵部２５を第３の旋回部２３から容易に取り外すことができる。
このように、連結旋回部２４と集塵部２５との連結を、一方の側は押しボタン６９により係止レバー６７によるロックを解除し、他方の側は連結旋回部２４を傾けることにより可動体６２によるロックを自動的に解除するようにしたので、ロック解除が容易で使い勝手のよいサイクロン分離装置２０を得ることができる。

図２５に集塵部２５の嵌入部２５ｂへの軟質材からなるパッキン２８の取付構造を示す。嵌入部２５ｂには上部が開口するパッキン取付溝２５ｃが設けられ、また嵌入部２５ｂの外壁の一部には切り欠き部２５ｄが設けられており、パッキン取付溝２５ｃ内に装着されたパッキン２８を取り外すときに、この切り欠き部２５ｄに指を入れて取り外し易いようになっている。これにより、パッキン２８を簡単に着脱することができ、適宜洗浄することができる。なお、第２、第３の旋回部２２、２３の嵌入部２２ｂ、２３ｂも同様の構造としてもよい。

また、集塵部２５の底部は、図２６に示すように、ほぼ平坦に形成されてサイクロン分離装置２０を組立てたり、集塵部２５を取り外したりする際に倒立状態で保持できるようになっているので取扱い性が向上し、横転などにより損傷することもない。
さらに、サイクロン分離装置２０を構成する第１〜第３の旋回部２１〜２３及び集塵部２５には、図８に示すように、数字等のアイマーク（符号）９０が表示されており、これにより、組立順序がわかり易く、誤組立を防止するようになっている。

次に、上記のように構成したサイクロン分離装置２０の組立手順の一例について、図９〜図２４を参照して説明する。
各部材に設けたアイマーク９０にしたがって、先ず、第１の旋回部２１の嵌合部２１ａを、パッキン２８が装着された第２の旋回部２２の嵌入部２２ｂに嵌合し、前後のロック部３０ａ、３０ｂのロックレバー４０を矢印ａ方向に摺動させてロックする。

同様に、第３の旋回部２３の嵌入部２３ｂに、第２の旋回部２２の嵌合部２２ａを嵌合し、ロック部３０ａ、３０ｂによりロックする。
ついで、連結旋回部２４の前面側に設けた取付リブ３１、係合部３２及び係止部３３に前面カバー５０を取付けて、ロック部３０ａの前面を覆う。

次に、集塵部２５を立てた状態で、連結された第３の旋回部２３の一次旋回室７１及び二次旋回室８２の下部を、集塵部２５の一次集塵室７５及び０次集塵室８５内に挿入し、圧下する。これにより、第３の旋回部２３の嵌合部２３ａが集塵部２５の嵌入部２５ｂにパッキン２８を介して嵌合されると共に、集塵部２５の可動体６２の係止爪６２ａが第３の旋回部２３の延設部６０に設けた開口部６０ａに係止し、また、ハンドル２６の上方に設けた係止レバー６７の係止爪６７ａが第３の旋回部２３の係止部６５に係止して、連結旋回部２４と集塵部２５とは一体に結合され、自動的にロックされる。

この場合、前述のように各部材に設けたアイマーク９０にしたがって組立てればよいので、組立手順を誤ることはない。また、集塵部２５を倒立させた状態でその上に連結旋回部２４を嵌合して圧下するだけで、自動的に結合され、ロックされるので、組立作業が容易である。
なお、上記の説明では、第１の旋回部２１、第２の旋回部２２、第３の旋回部２３、集塵部２５の順序でサイクロン分離装置２０を組立てた場合を示したが、例えば、先ず集塵部２５に第３の旋回部２３を結合し、ついで、第２、第１の旋回部２２、２３を順次結合する等、他の手順によって組立ててもよい。

また、第１〜第３の旋回部２１〜２３及び集塵部２５は、軟質材からなるパッキン２８を介して圧縮方向になるように結合したので、シール性を高めることができる。さらに、パッキン２８を含塵空気の風路外である嵌合部２１ａ〜２３ａと嵌入部２２ｂ〜２５ｂとの間に配設したので、パッキン２８が汚れにくく、メンテナンス時に簡単にパッキン２８を取外して洗浄することができるので、長期にわたってシール性を維持することができる。

次に、上記のように構成したサイクロン分離装置２０及びこれを搭載した電機掃除機の動作について説明する。
サイクロン分離装置２０は、図４、図５に示すように、集塵部２５に設けたハンドル２６を下にして、本体部２に着脱可能に搭載される。そして、第２の旋回部２２に設けた一次流入口７２が本体部２の吸引風路５の流出口６に連結され、二次排出口８１が排気流入口７に連結される。

これにより、掃除機本体１は、ホースユニット１００から流入した含塵空気を、吸引風路５、一次流入口７２、一次旋回室７１、一次排出口体７３、二次流入口７７、二次旋回室８２、二次排出口８１を順次通過して清浄化され、本体部２内に導かれて排気口８から外部へ排出される風路が形成される。

いま、コードリールから引出した電源コードの電源プラグ１０を商用電源のコンセントに接続し、ホースユニット１００の手元ハンドル１０２に設けた操作部１０３の電源スイッチをＯＮして、掃除機本体１内の電動送風機に通電すると、電気掃除機の運転が開始される。そして、電動送風機の吸引力により、吸込み口体１０５から含塵空気が吸引され、ホースユニット１００を介して吸引風路５から一次サイクロン部７０の一次流入口７２を経て一次旋回室７１に流入した含塵空気は、一次旋回室７１の周壁に沿って流れ、旋回気
流となる。
この旋回気流は、一次旋回室７１の中心軸近傍の強制渦領域と、その外周側の準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り一次旋回室７１内を下方に向って流れる。

このとき、旋回している含塵空気中の塵埃に遠心力が作用し、これにより含塵空気は塵埃と空気に分離される。ここで、一次旋回室７１では、塵埃を大きく分けて、比重により大、中、小に分離される。
遠心力によって分離された塵埃のうち、比重の大きい塵埃（例えば、大きな砂や小石等、以下塵埃Ａという）は、一次旋回室７１の壁面に設けられた開口部７６から０次集塵室８５に飛び出して捕集される。この０次集塵室８５に捕集された塵埃Ａは、比較的比重が大きいため再飛散しにくく、０次集塵室８５の底部に蓄積される。

一方、開口部７６から飛び出さなかった中、小の塵埃を含む含塵空気は、旋回しながら一次旋回室７１の下方、つまり、第２の一次旋回室７１ｂの円筒部から円錐部に向って流れる。円錐部に進んだ含塵空気の旋回流は、下降するほど旋回半径（円筒部の径）が小さくなるため、旋回速度が増加する。これにより、塵埃Ａより比重が小さい塵埃（例えば、綿塵埃や細かい軽砂等、以下、塵埃Ｂという）を遠心力により分離することができ、分離された塵埃Ｂは下部の一次開口部７４から一次集塵室７５に捕集され、蓄積される。

そして、含塵空気から塵埃Ａ及び塵埃Ｂが除去された比重の小さい微細塵を含む空気は、一次旋回室７１の中心軸に沿って上昇して一次排出口体７３内に導かれ、一次排出口７３ａから二次流入口７７を経て二次サイクロン部８０へ流入する（図１２）。

二次サイクロン部８０へ流入した微細塵を含む空気は、二次旋回室８２の第１の二次旋回室８２ａの周壁に沿ってほぼ水平に流入して旋回流となり、その中心軸近傍の強制渦領域と、その外周側の準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り下向きに流れていく。
そして、二次旋回室８２の第２、第３の二次旋回室８２ｂ、８２ｃ内を下降して微細塵が分離され、分離された微細塵は二次集塵室８４内に捕集され、蓄積される。微細塵が除去されて清浄化された空気は、二次旋回室８２内を上昇して二次排出口８１から本体部２内へ流入し、電動送風機やコードリール、基板などの発熱部を冷却したのち、排気口８から外部へ排出される。

集塵部２５内に塵埃が溜ったときは、サイクロン分離装置２０を本体部２から取外し、前述の要領で連結旋回部２４から集塵部２５を外して塵埃を廃棄し、必要に応じて水洗いする。また、第１〜第３の旋回部２１〜２３を適宜分離して内部を洗浄し、パッキン２８を取外して洗浄する。これにより、微細塵が手入れのし難いところに蓄積して吸引力や塵埃の分離力が低下するのを防止すると共に、パッキン２８によるシール性を維持する。
塵埃の廃棄や洗浄が終ったときは再び組立てたサイクロン分離装置２０を本体部２に取付ける。

ここで両サイクロン部７０、８０の排出口周辺（一次排出口７３ａと二次排出口８１の周辺）の旋回室の径を比べると、二次サイクロン部８０の方が一次サイクロン部７０より小さく構成されている。また、二次排出口８１の開口面積は、一次流入口７２の開口面積より小さく構成されていて、旋回室内部における空気の旋回速度が、一次サイクロン部７０より二次サイクロン部８０の方が早くなるようになっている。これにより、一次サイクロン部７０で捕集できなかった微細塵を、二次サイクロン部８０の二次集塵室８４で捕集することができるのである。

また、一次排出口体７３には多数の小孔が設けられており、これにより、一次サイクロン部７０から二次サイクロン部８０へ流れる含塵空気中の、一次排出口体７３の小孔より大きい塵埃が一次排出口体７３を通過するのを防止すると共に、一次排出口体７３の周囲を流れる旋回気流により小孔に詰った塵埃が除去され、一次排出口体７３の小孔に塵埃が詰るのを防止している。

さらに、一次排出口体７３の下部を円錐状に形成することにより、一次排出口体７３の下方からの上昇気流をスムーズに排出することができるので、圧損を低減することができる。
また、一次排出口体７３は下部を円錐状に形成したので、例えば髪の毛などのように長い糸状の塵埃が巻き付いても容易に取外すことができる。

このように、本発明に係るサイクロン分離装置及びこれを備えた電機掃除機によれば、ホースユニット１００によって吸引した含塵空気を、サイクロン分離装置２０により塵埃と空気に確実に分離することができ、分離された塵埃は集塵部２５に捕集されて蓄積され、清浄化された空気は本体部２内の発熱部を冷却して外部へ排出するようにしたので、清掃能力の高い電気掃除機を得ることができる。

また、サイクロン分離装置２０の集塵部２５に塵埃が溜ったときは、集塵部２５を連結旋回部２４から取外して塵埃を廃棄し、必要に応じて水洗いすることにより常に清潔に保つことができる。さらに、旋回室が円錐形状のため、旋回室が分離できない場合には排出口に付着した塵埃の清掃がしにくいのに対し、連結旋回部２４を構成する第１〜第３の旋回部２１〜２３を適宜分離することにより、旋回室内に配置される排出口（排水管）に付着する塵埃の清掃・洗浄（除去）が容易にできる。また、これらの間及び集塵部２５との間に介装されたパッキン２８を外して洗浄するようにしたので、連結旋回部２４内の微細塵の蓄積による詰りを除去して吸引力の低下を防止すると共に、シール性の向上をはかることができ、これにより、使い勝手がよく、信頼性の高いサイクロン分離装置２０及びこれを備えた電機掃除機を得ることができる。

上記の説明では、図示のように、第１〜第３の旋回部２１〜２３及び集塵部２５からなるサイクロン分離装置２０を図示の電気掃除機本体１の本体部２に搭載した場合を示したが、サイクロン分離装置２０を構成する旋回部の数は複数であればよく、また本体部２の構造もこれに限定するものではない。

１ 掃除機本体、２ 本体部、５ 吸引風路、６ 流出口、７ 排気流入口、８ 排気口、２０ サイクロン分離装置、２１ 第１の旋回部、２２ 第２の旋回部、２３ 第３の旋回部、２４ 連結旋回部、２５ 集塵部、２１ａ、２２ａ、２３ａ 嵌合部、２２ｂ、２３ｂ 嵌入部、２８ パッキン、３０ａ、３０ｂ ロック部、３５ アリ溝、４０ ロックレバー、４５ 係合突部、５０ 前面カバー、５５ 誤取付防止リブ、６０ 延設部、６０ａ 開口部、６２ 可動体、６２ａ 係止爪、６５ 係止部、６７ 係止レバー、６７ａ 係止爪、６９ 押しボタン、７０ 一次サイクロン部、７１ 一次旋回室、７２ 一次流入口、７３ａ 一次排出口、７５ 一次集塵室、７６ 開口部、７７ 二次流入口、８０ 二次サイクロン部、８１ 二次排出口、８２ 二次旋回室、８３ 二次開口部、８４ 二次集塵室、８５ ０次集塵室、９０ アイマーク（符号）、１００ ホースユニット

Claims (13)

1. 外部から含塵空気が流入する一次流入口、該一次流入口から流入した含塵空気を旋回させて一部の塵埃を分離する一次旋回室、該一次旋回室の下方に設けられ該一次旋回室で分離された塵埃を捕集する一次集塵室、及び前記一次旋回室内の含塵空気を排出する一次排出口を有する一次サイクロン部と、
   前記一次排出口からの含塵空気が流入する二次流入口、該二次流入口から流入した含塵空気を旋回させてさらに塵埃を分離する二次旋回室、該二次旋回室によって分離された塵埃を捕集する二次集塵室、及び前記二次旋回室の空気を排出する二次排出口を有する二次サイクロン部と、
   前記一次旋回室において前記含塵空気の旋回方向に分離された塵埃を該一次旋回室の周壁に設けた開口部を介して捕集する、該開口部に対し前記一次旋回室の外側に配される０次集塵室とを備え、
   前記一次旋回室及び前記二次旋回室を構成する複数の旋回部と、前記一次集塵室、前記二次集塵室及び前記０次集塵室を構成する一体化された集塵部とを分離可能に構成し、
   前記一次旋回室は第１の一次旋回室及び第２の一次旋回室から構成され、前記二次旋回室は第１の二次旋回室、第２の二次旋回室及び第３の二次旋回室から構成されており、
   前記複数の旋回部は、
   前記二次流入口、二次排出口及び前記第１の二次旋回室を有する第１の旋回部と、
   前記一次流入口が設けられ前記二次流入口と連通する一次排出口を有する前記第１の一次旋回室、及び前記第２の二次旋回室を有する第２の旋回部と、
   周壁に開口部が設けられた前記第２の一次旋回室及び前記第３の二次旋回室を有する第３の旋回部と、により構成され、
   前記集塵部は、前記第２の一次旋回室の外周に形成された前記一次集塵室と、前記第３の二次旋回室に連続して設けられた前記二次集塵室と、前記第３の二次旋回室の外周に設けられて前記第２の一次旋回室の周壁に設けた開口部と連通する前記０次集塵室と、を含んで構成され、
   前記第１〜第３の旋回部及び前記集塵部を分離可能に構成したことを特徴とするサイクロン分離装置。
2. 前記第１〜第３の旋回部の下端部外周にほぼＬ字状の嵌合部を設けると共に、前記第２、第３の旋回部及び前記集塵部の上端部外周に前記嵌合部に嵌入する嵌入部を設け、これら嵌合部に前記嵌入部を嵌入して前記第１〜第３の旋回部及び集塵部を一体に連結することを特徴とする請求項１に記載のサイクロン分離装置。
3. 前記第２、第３の旋回部及び前記集塵部の嵌入部に設けた溝に軟質材からなるパッキンを装着し、前記第１〜第３の旋回部及び前記集塵部を前記パッキンの圧縮方向に連結したことを特徴とする請求項２に記載のサイクロン分離装置。
4. 前記第２、第３の旋回部及び前記集塵部の嵌入部に設けた溝に、前記パッキンを取出すための切欠き部を設けたことを特徴とする請求項３に記載のサイクロン分離装置。
5. 前記第１〜第３の旋回部の連結部の前面側と背面側にそれぞれロック部を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載のサイクロン分離装置。
6. 前記ロック部を、前記第１、第２の旋回部の嵌合部に設けたアリ溝及び該アリ溝に摺動可能に設けたロックレバーと、前記第２、第３の旋回部の嵌入部に設けられ、ロック時に前記嵌合部の下面とロックレバーとの間に挟持される係合突部とによって構成したことを特徴とする請求項５に記載のサイクロン分離装置。
7. 前記複数のロック部に設けたロックレバーは、ロック時又はロック解除時の移動方向がそれぞれ同方向であることを特徴とする請求項６に記載のサイクロン分離装置。
8. 前記前面側に設けたロック部を覆う前面カバーを設けたことを特徴とする請求項５から請求項７の何れか１項に記載のサイクロン分離装置。
9. 前記前面側に設けたロック部を覆う前面カバーを設け、
   前記前面カバーは、前記ロックレバーがロック側に位置しているときのみ取付け得るように構成したことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のサイクロン分離装置。
10. 前記第３の旋回部を前記集塵部に嵌合することにより前面側と背面側に設けたロック装置によりロックされ、背面側のロック装置の押しボタンを圧下することにより背面側のロックが解除され前記第３の旋回部を前面側に傾けることにより前面側のロック装置が解除されて、前記集塵部を前記第３の旋回部から取り外すように構成したことを特徴とする請求項１から請求項９の何れか１項に記載のサイクロン分離装置。
11. 前記集塵部の底面をほぼ平坦に形成して倒立可能に構成したことを特徴とする請求項１から請求項１０の何れか１項に記載のサイクロン分離装置。
12. 前記第１〜第３の旋回部及び集塵部に、組立順序を示す符号を付したことを特徴とする請求項１から請求項１１の何れか１項に記載のサイクロン分離装置。
13. 請求項１から請求項１２の何れか１項に記載のサイクロン分離装置を備えたことを特徴とする電気掃除機。

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