JP5948678B2 - 表面掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、表面処理電気器具に関する。その好ましい実施形態において、電気器具は、直立真空掃除機の形態である。

サイクロン分離装置を利用する真空掃除機は公知である。このような真空掃除機の例は、欧州特許第００４２４７３号、米国特許第４，３７３，２２８号、米国特許第３，４２５，１９２号、米国特許第６，６０７，５７２号、及び欧州特許第１２６８０７６号に示されている。分離装置は、流入空気が順次的に通過する第１及び第２のサイクロン分離ユニットを含む。これは、より大きな汚れ及びデブリを第１の分離ユニットの空気流から引き出すことを可能にし、第２のサイクロンが最適条件下で作動して、これにより効率的な方式で極めて細かい粒子を効果的に除去できるようにする。

欧州特許第００４２４７３号明細書 米国特許第４，３７３，２２８号明細書 米国特許第３，４２５，１９２号明細書 米国特許第６，６０７，５７２号明細書 欧州特許第１２６８０７６号明細書

場合によっては、第２のサイクロン分離ユニットは、並行に配置された複数のサイクロンを含む。これらのサイクロンは、通常、分離装置の長手方向軸線の周りに延びるリング状に配置される。単一の相対的に大きなサイクロンの代わりに、複数の相対的に小さなサイクロンを並行に設けることによって、分離ユニットの分離効率、すなわち空気流から同伴粒子を分離する分離ユニットの能力を向上させることができる。これは、塵埃粒子を空気流から投げ出すようにするサイクロン内で発生する遠心力の増加に起因する。

並行なサイクロンの数を増加させることにより、同じ全体の圧力抵抗に対する分離ユニットの分離効率又は圧力効率を更に向上させることができる。しかしながら、サイクロンがリング状に配置される場合、これは、分離ユニットの外径を増大させる可能性があり、結果として、分離装置のサイズを望ましくないほど増大させる可能性がある。このサイズの増大は、個々のサイクロンのサイズを縮小することにより改良することができるが、サイクロンのサイズを縮小できる程度は限定されたものである。極めて小さなサイクロンは、急速に遮断される可能性があり、真空掃除機を通る空気流の速度、従ってその清掃効率に悪影響をもたらす可能性がある。

第１の態様において、本発明は、第１のサイクロン分離ユニットと、第１のサイクロン分離ユニットから下流側で、軸の周りに並行に配置された複数のサイクロン及び複数のサイクロンの各々から塵埃を受け取るように配置された塵埃コレクタを含む第２のサイクロン分離ユニットと、を含む表面処理電気器具を提供し、各サイクロンは、流体入口及び流体出口を含み、複数のサイクロンが少なくともサイクロンの第１のセットとサイクロンの第２のセットとに分けられており、サイクロンの第１のセットの流体入口が第１のグループで配置され、サイクロンの第２のセットの流体入口が、第１のグループから軸に沿って間隔を置いて配置された第２のグループで配置されている。

第２のサイクロン分離ユニットのサイクロンを、共通の軸の周りに各々が配置され且つ共にグループ化された流体入口を有する第１のセットと第２のセットとに分離することによって、サイクロンのセットを軸に沿って間隔を置いて配置することが可能になる。これにより、第２のサイクロン分離ユニットのサイクロンの数及びサイズの両方を、分離装置の寸法上の制約内で分離効率及び清掃効率を最適にするように選択できるようにすることができる。例えば、第２のサイクロン分離ユニットの最適なサイクロンの数が２４である場合、これらのサイクロンは、分離装置の最大直径及び／又は分離装置の最大高さに応じて、１２のサイクロンの２つのセット、又は８つのサイクロンの３つのセット、或いは、６つのサイクロンの４つのセットで配置することができる。サイクロンのセットの各々に対する共通の塵埃コレクタを設けることにより、第２のサイクロン分離ユニットの排出及び清浄化を容易にすることができる。

サイクロンのセットの流体入口は、多数の異なる配置のうちの１つで配置することができる。例えば、入口は、軸の周りに延びる螺旋状配置で配置することができる。好ましくは、流体入口の第１のグループは、全体的に第１の環状配置で配置され、流体入口の第２のグループは、第１の環状配置から軸に沿って間隔を置いて配置された第２の環状配置で全体的に配置される。これらの環状配置の各々は、好ましくは、軸に対して実質的に直角である。各環状配置は、好ましくは、実質的に同じサイズのものである。

各環状配置内で、流体入口は、好ましくは、実質的に共通平面内に位置付けられる。或いは、流体入口は、各々が軸に対して好ましくは実質的に直角である多数の異なる平面に位置付けることができる。

軸は、好ましくは、第１のサイクロン分離ユニットの長手方向軸である。第１のサイクロン分離ユニットは、好ましくは実質的に円筒形である単一サイクロンを含むのが好ましい。第１のサイクロン分離ユニットは、好ましくは、少なくとも部分的に塵埃コレクタを囲む。電気器具は、好ましくは、第１のサイクロン分離ユニットから塵埃を受け取るように配置された第２の塵埃コレクタを含む。この第２の塵埃コレクタは、好ましくは、第２のサイクロン分離ユニットのサイクロンの各々から塵埃を受け取るための塵埃コレクタと同時に空にするように配置される。第２の塵埃コレクタは、好ましくは環状形状である。

サイクロンの第１のセットは、好ましくは、サイクロンの第２のセットの一部の周りに配置される。第２のサイクロン分離ユニットのサイクロンの各々は、好ましくは形状が切頭円錐状である先細体を有するのが好ましい。各セット内では、サイクロンは、好ましくは、軸から実質的に等距離にある。代替として又は追加的に、サイクロンは、実質的に等距離又は等角度で軸の周りに間隔を置いて配置することができる。サイクロンの第１のセットは、好ましくは、サイクロンの長手方向軸線が互いに接近するように配置される。同様に、サイクロンの第２のセットは、好ましくは、サイクロンの長手方向軸線が互いに接近するように配置される。いずれの場合においても、サイクロンの長手方向軸線は、好ましくは、第１のサイクロン分離ユニットの長手方向軸線と交差する。

サイクロンの第１のセットの長手方向軸線が第１のサイクロン分離ユニットの長手方向軸線と交差する角度は、サイクロンの第２のセットの長手方向軸線が第１のサイクロン分離ユニットの長手方向軸線と交差する角度と実質的に同じとすることができる。或いは、サイクロンの第１のセットの長手方向軸線が第１のサイクロン分離ユニットの長手方向軸線と交差する角度は、サイクロンの第２のセットの長手方向軸線が第１のサイクロン分離ユニットの長手方向軸線と交差する角度と異なっていてもよい。例えば、サイクロンの第２のセットの長手方向軸線が第１のサイクロン分離ユニットの長手方向軸線と交差する角度は、サイクロンの第１のセットの長手方向軸線が第１のサイクロン分離ユニットの長手方向軸線と交差する角度よりも大きくすることができる。サイクロンのセットのうちの１つが第１のサイクロン分離ユニットの長手方向軸線に対して傾斜している角度を増大させることにより、分離装置の全体の高さを低減することができる。

電気器具は、第１のサイクロン分離ユニットから流体を受け取るため及び流体を第２のサイクロン分離ユニットまで搬送するためのマニホルドを含むことができる。この場合には、サイクロンの第１及び第２のセットのサイクロンの流体入口の各々は、マニホルドから流体を受け取るように配置される。或いは、電気器具は、第１のサイクロン分離ユニットから第２のサイクロン分離ユニットまで流体を搬送するための複数の導管を含むことができる。各サイクロンの流体入口は、それぞれの導管に接続することができる。しかしながら、導管の数を低減するために、サイクロンは、好ましくは、複数のサブセットの各セット内に配置され、各サブセットは少なくとも２つのサイクロンを含み、サイクロンの各サブセットの流体入口は、それぞれの導管から流体を受け取るように配置される。従って、第２の態様において、本発明は、第１のサイクロン分離ユニットと、並行に配置された複数のサイクロンを含む第２のサイクロン分離ユニットと、を備えた表面処理電気器具を提供し、各サイクロンは流体入口及び流体出口を含み、複数のサイクロンが少なくともサイクロンの第１のセットとサイクロンの第２のセットとに分けられており、表面処理電気器具が更に、第１のサイクロン分離ユニットから第２のサイクロン分離ユニットまで流体を搬送するための複数の導管を備え、各セット内で、サイクロンは複数のサブセットに配置され、各セブセットは少なくとも２つのサイクロンを含み、サイクロンの各サブセットの流体入口はそれぞれの導管から流体を受け取るように配置される。

電気器具は、好ましくは、第１のサイクロン分離ユニットから出口を形成するシュラウドを備え、該シュラウドは、多数の貫通孔を有する壁を含み、各導管がシュラウドの壁の後方に位置付けられた入口を含む。

各導管は、流体をサイクロンの単一サブセットに搬送するように配置することができる。言い換えると、複数の導管は、各々が第１のサイクロン分離ユニットからサイクロンの第１のセットのサイクロンのそれぞれのサブセットまで流体を搬送する導管の第１のセットと、各々が第２のサイクロン分離ユニットからサイクロンの第２のセットのサイクロンのそれぞれのサブセットまで流体を搬送する導管の第２のセットとに分けることができる。導管の第１のセットの各々は、導管の第２のセットの２つの隣接する導管の間に位置付けることができる。

或いは、各導管は、流体をサイクロンの各セットのサイクロンのそれぞれのサブセットに搬送するように配置することができる。この配置は、これにより導管の数を最小限にすることができるので、第２のサイクロン分離ユニットがサイクロンの３つ又はそれ以上のセットを含む場合に好ましいとすることができる。

電気器具は、好ましくは、流体を第２のサイクロン分離ユニットから出口チャンバに搬送するための複数の出口導管を含む。各出口導管は、流体をそれぞれのサイクロンから出口チャンバに搬送するように配置することができる。或いは、各出口導管は、流体をサイクロンの第１のセットのサイクロンのサブセット及びサイクロンの第２のセットのサイクロンのサブセットのうちの少なくとも１つから出口チャンバにまで搬送するように配置することができる。出口チャンバは、好ましくは、流体を出口ダクトに搬送するように配置される。サイクロンの各セットは、好ましくは、出口ダクトの周りに延びる。

サイクロンの第１のセット及びサイクロンの第２のセットは、好ましくは、同じ数のサイクロンを含む。サイクロンの第１のセット及びサイクロンの第２のセットは、少なくとも６つのサイクロン含むことができる。

サイクロンの第２のセットは、好ましくは、サイクロンの第１のセットの少なくとも一部の上に位置付けられ、該サイクロンの第１のセットは、第１のサイクロン分離ユニットの少なくとも一部の上に位置付けられる。サイクロンの第２のセットの各サイクロンは、サイクロンの第１のセットのそれぞれのサイクロンの直ぐ上に位置付けることができる。しかしながら、分離装置の高さを低減するために、サイクロンの第２のセットは、サイクロンの第１のセットに対して第１のサイクロン分離ユニットの長手方向軸線の周りで角度的にオフセットすることができる。

例えば、サイクロンの第２のセットの各サイクロンは、サイクロンの第１のセットのサイクロンの隣接するペアの間に角度的に位置付けられ、隣接するペアから軸に沿って間隔を置いて配置することができる。これにより、サイクロンの第１及び第２のセットを互いに近づけることを可能にし、分離装置の全体の高さを低減することができる。

第１のサイクロン分離ユニット及び第２のサイクロン分離ユニットは、好ましくは、電気器具の主本体上に取り外し可能に装備された分離装置の一部を形成する。出口ダクトは、好ましくは、分離装置のベースに位置付けられた出口を有する。

表面処理電気器具は、好ましくは、真空掃除用電気器具の形態である。用語「表面処理電気器具」とは、広範囲の意味を有することが意図され、何らかの方式で表面を清掃又は処理するために表面にわたって進むためのヘッドを有する広範囲の機械を含む。表面処理電気器具は、とりわけ、真空掃除機（乾式、湿式及び湿式／乾式）のような表面から物質を引き込むために表面に対して吸引を行う機械、並びに研磨／ワックス処理機、圧力洗浄機、地上マーキング機械、及びシャンプー機のような表面に対して物質を付加する機械を含む。表面処理電気器具はまた、芝刈り機及び他の切断機械を含む。

本発明の第１の態様に関連して上述した特徴は、第２の態様にも等しく適用可能であり、逆もまた同じである。

次に、本発明の実施形態を添付の図面を参照して例証として説明する。

直立真空掃除機の第１の実施例の上から見た正面斜視図である。 図１の掃除機の分離装置の上から見た正面斜視図である。 分離装置の平面図である。 図３の線Ａに沿った分離装置を通る垂直断面である。 図３の線Ｂに沿った分離装置を通る垂直断面である。 図３の線Ｃに沿った分離装置を通る垂直断面である。 図４（ａ）の線Ｄに沿った分離装置の水平断面図である。 分離装置の中心軸の周りの第２のサイクロン分離ユニットのサイクロンの配置の概略図である。 分離装置の中心軸の周りの第２のサイクロン分離ユニットのサイクロンの第１の代替の配置の概略図である。 分離装置の中心軸の周りの第２のサイクロン分離ユニットのサイクロンの第２の代替の配置の概略図である。 真空掃除機の第２の実施例の上から見た正面斜視図である。 図９の真空掃除機の分離装置の上から見た正面斜視図である。 図１０の分離装置の正面図である。 図１１の線Ａ−Ａに沿った側断面図である。 図１１の線Ｂ−Ｂに沿った水平断面図である。 図１０の分離装置の正面斜視図である。 図１４の線Ｃ−Ｃに沿った側断面図である。 図９の真空掃除機で用いるための代替の分離装置の一部の側断面図である。

図１は、直立真空掃除機の形態である表面処理電気器具の第１の実施例を示している。真空掃除機１０は、掃除機ヘッド１２と、主本体１４と、真空掃除機１０を床面に沿って転がすことを可能にするための支持組立体１６とを含む。掃除機ヘッド１２は、処理されることになる表面に向いた掃除機ヘッド１２の下側に位置付けられる汚れ空気入口を含む。掃除機ヘッド１２は、支持組立体１６のヨーク１８に枢動可能に接続され、これは、主本体１４の下側端部に枢動可能に接続される。支持組立体１６は、ヨーク１８に回転可能に接続されたホイール２０、２２のペアを含む。各ホイール２０、２２は、ドーム形であり、ヨーク１８及びホイール２０が結合して弓形表面を形成するように、実質的に球面曲率の外面を有する。主本体１４のモータ及びファンユニット（図示せず）は、真空掃除機１０を通る空気流を引き込むために、支持組立体１６のホイール２０、２２の間に位置付けられる。ホイール２０、２２のうちの１つは、空気流を真空掃除機１０から排出するための複数の空気出口（図示せず）を含む。支持組立体１６は更に、直立位置において主本体１４を支持するための図１に示すような支持位置と、真空掃除機１０を床面にわたって操縦可能にするための後退位置との間で主本体１４に対して移動可能であるスタンド２４を含む。

主本体１４は、モータ及びファンユニットによって真空掃除機１０内に吸い込まれた汚れ含有空気流から汚れ、塵埃及び／又は他のデブリを除去するための分離装置２６を含む。第１のダクト系統装置２８は、掃除機ヘッド１２の汚れ空気入口と分離装置２６との間の連通を可能にし、他方、支持組立体１６の上部から突出する第２のダクト系統装置（図示せず）は、分離装置２６とモータ及びファンユニットとの間の連通を可能にする。第１のダクト系統装置２８の第１の部分が支持組立体１６を通過し、第１のダクト系統装置２８の第２の部分が分離装置２６の側面に沿って通過して、空気流を分離装置２６内に搬送する。分離装置２６のベース３０は、第２のダクト系統装置の入口部分（図示せず）上に装備され、手動操作可能なキャッチ３２は、主本体１４のスパイン３４上に分離装置２６を解除可能に保持する。分離装置２６は、主本体１４から分離装置２６の取り外しを容易にするためのハンドル３６を含むことができる。主本体１４はまた、主本体１４のスパイン３４に解除可能に接続されたホース及びワンド組立体３８と、ハンドル３９とを含む。

使用時には、モータ及びファンユニットは、掃除機ヘッド１２の汚れ空気入口又はホース及びワンド組立体３８のいずれかを介して真空掃除機１０内に塵埃含有空気を吸い込む。塵埃含有空気は、第１のダクト系統装置２８を介して分離装置２６に運ばれる。空気流内に同伴する汚れ及び塵埃粒子は、空気から分離されて分離装置２６内に保持される。清浄化された空気は、第２のダクト系統装置によって支持組立体１６内に位置付けられたモータ及びファンユニットに搬送され、その後、空気出口２４を通って放出される。

概説すると、分離装置２６は、第１のサイクロン分離ユニット４０と、該第１のサイクロン分離ユニット４０から下流側に位置付けられた第２のサイクロン分離ユニット４２とを含む。第２のサイクロン分離ユニット４２は、第１のサイクロン分離ユニット４０の上に配置され、この実施例では、第１のサイクロン分離ユニット４０は、第２のサイクロン分離ユニット４２の一部の周りに延びている。

分離装置２６は、図２から図６においてより詳細に示され、ハンドル３６は、第２のサイクロン分離ユニット４２の配置をより明確に示すために、これらの図から省略されている。分離装置２６の特定の全体形状は、分離装置２６が使用されることになる真空掃除機１０のタイプに応じて異なる可能性がある。例えば、分離装置２６の全長は、分離装置２６の直径に対して増減する可能性がある。

分離装置２６は、実質的にその形状が円筒形である外壁５２を有し、長手方向軸線Ｙの周りに延びる外側容器５０を含む。外側容器５０は、好ましくは透明であり、外側容器５０を通して見える分離装置２６の構成要素が図２に示されている。外側容器５０の下側端部は、分離装置のベース３０によって閉鎖されている。ベース３０は、枢動部５４を用いて外壁５２に枢動可能に取り付けられ、キャッチ（図示せず）によって閉鎖位置に保持される。分離装置２６は更に、外壁５２と同軸である第２の円筒壁５８を含む。第２の円筒壁５８は、ベース３０が閉鎖位置にあるときに該ベース３０と係合し、ベース３０に対して密封される。第２の円筒壁５８は、外壁５２の半径方向内向きに位置付けられ、これらの間に環状チャンバ６０を形成するように外壁から間隔を置いて配置される。この実施例において、環状チャンバ６０の上側部分は、第１のサイクロン分離ユニット４０の円筒サイクロン６２を形成し、環状チャンバ６０の下側部分は、第１のサイクロン分離ユニット４０の塵埃収集容器６４を形成する。

汚れ空気入口６６は、第１のダクト系統装置２８から空気流を受け取るための外側容器５０の上側端部に設けられる。汚れ空気入口６６は、流入汚れ空気が環状チャンバ６０の周囲の螺旋経路に従って確実に送り込まれるように、外側容器５０に対して接線方向に配置される。

流体出口は、シュラウドの形態で外側容器５０内に設けられる。シュラウドは、切頭円錐形に形成された上壁６８と、下側円筒壁７０と、円筒壁７０から垂下するスカート７２とを有する。スカート７２は、外壁５２に向かう方向で下側円筒壁７０から外向きにテーパー付けられている。シュラウドの下側円筒壁７０において多数の穿孔７４が形成され、これは、外側容器５０からの流体出口のみを提供する。

第２の環状チャンバ７６は、シュラウドの後方に位置付けられる。空気を第１のサイクロン分離ユニット４０から第２のサイクロン分離ユニット４２に搬送するために、複数の導管がチャンバ７６と連通している。第２のサイクロン分離ユニット４２は、第１のサイクロン分離ユニット４０から空気を受け取るために並行に配置された複数のサイクロン８０を含む。図４（ａ）から図４（ｃ）を参照すると、この実施例において、サイクロン８０は実質的に同一であり、各サイクロン８０は、円筒部分８２と、ここから垂下する先細部分８４とを含む。円筒部分８２は、導管のうちの１つから流体を受け取るための空気入口８６を含む。各サイクロン８０の先細部分８４は、切頭円錐状であり、円錐開口部８８において終端する。渦ファインダ９０は、各サイクロン８０の上側端部に設けられ、サイクロン８０からの空気の流出を可能にする。各渦ファインダ９０は、円筒部分８２の上に配置された渦ファインダプレート９２から下向きに延びる。

更に図５及び図６を参照すると、この実施例において、第２のサイクロン分離ユニット４２のサイクロンは、サイクロン１００の第１のセットとサイクロン１０２の第２のセットとに分けられる。サイクロン１００、１０２の各セットは、好ましくは、同じ数のサイクロン８０を含み、この実施例において、サイクロン１００、１０２の各セットは、１０のサイクロン８０を含む。サイクロン１００、１０２の各セットは、外壁５２の長手方向軸線Ｙ上に中心が置かれたリング状に配置される。サイクロン１００、１０２の各セット内で、各サイクロン８０は、下向き且つ外壁５２の長手方向軸線Ｙに向かって傾斜した長手方向軸線Ｃを有する。長手方向軸線Ｃは全て、外壁５２の長手方向軸線Ｙに対して同じ角度で傾斜している。サイクロン１００、１０２の各セット内で、サイクロン８０は、長手方向軸線Ｙから実質的に等距離にあり、長手方向軸線Ｙの周りに実質的に等間隔で配置される。

分離装置２６の外径を縮小するために、サイクロン１００、１０２のセットの配置は、サイクロン１００の第１のセットの空気入口８６が、第１のグループ１０４で配置され、サイクロン１０２の第２のセットの空気入口８６が、第１のグループ１０４から長手方向軸線Ｙに沿って間隔を置いて配置された第２のグループ１０６で配置されるようなものである。この実施例において、空気入口８６の各グループ１０４、１０６は、それぞれの平面Ｐ₁、Ｐ₂内に位置付けられ、これらの平面Ｐ₁、Ｐ₂の各々は、長手方向軸線Ｙに対して実質的に直角である。平面Ｐ₁、Ｐ₂は、サイクロン１０２の第２のセットがサイクロン１００の第１のセットの上に位置付けられるように、長手方向軸線Ｙに沿って位置付けられる。分離装置２６の高さの増加を最小限にするために、第１のサイクロン分離ユニット４０は、サイクロン１００の第１のセットの下側部分の周りに延び、サイクロン１００の第１のセットは、サイクロン１０２の第２のセットの下側部分の周りに延びる。

サイクロン１００、１０２の各セット内で、サイクロン８０は更に、各々が少なくとも２つのサイクロン８０を含む複数のサブセットに分けられる。この実施例において、サイクロン８０の各サブセットは、サイクロン１００の第１のセットが、サイクロン１１０、１１２、１１４、１１６、１１８の５つのサブセットに分けられ、サイクロン１０２の第２のセットがまた、サイクロン１２０、１２２、１２４、１２６、１２８の５つのサブセットに分けられるように、サイクロン８０の隣接するペアを含む。各サブセット内で、サイクロン８０は、空気入口８６が互いに対して対向して位置付けられるように配置される。

この実施例において、サイクロンの各サブセットは、空気を第１のサイクロン分離ユニット４０から第２のサイクロン分離ユニット４２まで搬送するための複数の導管のうちのそれぞれの１つから空気を受け取るように配置される。従って、複数の導管は、各々が空気をシュラウドの後方に位置付けられた環状チャンバ７６からサイクロン１００の第１のセットのサイクロン１１０、１１２、１１４、１１６、１１８の５つのサブセットのうちのそれぞれの１つの空気入口８６まで搬送する相対的に短い導管１３０の第１のセットと、各々が空気を環状チャンバ７６からサイクロン１０２の第２のセットのサイクロン１２０、１２２、１２４、１２６、１２８の５つのサブセットのうちのそれぞれの１つの空気入口８６まで搬送する相対的に長い導管１３２の第２のセットとに分けられる。図５に示すように、導管１３０、１３２の各セットは、長手方向軸線Ｙの周りに配置され、導管１３０の第１のセットの導管は、導管１３２の第２のセットの導管と交互に配置される。導管１３０の第１のセットの各導管の上側端部は、サイクロン１００の第１のセットのサイクロン１１０、１１２、１１４、１１６、１１８のうちのそれぞれのサブセットのサイクロンの間で共有する渦ファインダプレート９２の一部によって閉鎖することができる。同様に、導管１３２の第２のセットの各導管の上側端部は、サイクロン１０２の第２のセットのサイクロン１２０、１２２、１２４、１２６、１２８のうちのそれぞれのサブセットのサイクロンの間で共有する渦ファインダプレート９２の一部によって閉鎖することができる。

図４（ａ）から図４（ｃ）に戻ると、各渦ファインダ９０は、分離装置２６の上部に位置付けられたプレナム又はマニホルド１３６と連通するそれぞれの渦フィンガ１３４に通じており、該渦フィンガ１３４は、分離装置２６のカバープレート１３８によりその上側端部において閉鎖される。カバープレート１３８はまた、空気をサイクロン１０２の第２のセットからマニホルド１３６まで搬送するための渦フィンガ１３４の一部を形成することができる。マニホルド１３６は、空気が分離装置２６から排出される出口ダクト１４０と連通している。出口ダクト１４０は、分離装置２６の中心の長手方向下方に配置され、第２のサイクロン分離ユニット４２から垂下する第３の円筒壁１４２によって範囲が定められる。第３の円筒壁１４２は、第２の円筒壁５８の半径方向内向きに位置付けられ、第２の円筒壁５８から間隔を置いて配置されて、その間に第３の環状チャンバ１４４を形成するようにする。ベース３０が閉鎖位置にあるときに、第３の円筒壁１４２は、ベース３０の下方に到達し、ベース３０に対して密封することができる。

第３の環状チャンバ１４４は、第１の環状チャンバ６４によって囲まれ、第２のサイクロン分離ユニット４２のサイクロン８０の円錐開口部８８が第３の環状チャンバ１４４内に突出するように配置される。そのため、使用時には、第２のサイクロン分離ユニット４２のサイクロン８０によって分離された塵埃は、円錐開口部８８を通って流出し、第３の環状チャンバ１４４において収集されることになる。従って、第３の環状チャンバ１４４は、第２のサイクロン分離ユニット４２の塵埃収集容器を形成し、該塵埃収集容器は、第１のサイクロン分離ユニット４０の塵埃収集容器６４と同時に空にすることができる。

真空掃除機１０の使用中、塵埃含有空気は、汚れ空気入口６６を介して分離装置２６に流入する。汚れ空気入口６６の接線方向配置により、塵埃含有空気は、外壁５２の周囲の螺旋経路に従う。より大きな汚れ及び塵埃粒子は、第１の環状チャンバ６０においてサイクロン作用により堆積され、塵埃収集容器６４において収集される。部分的に清浄化された塵埃含有空気は、シュラウドの穿孔７４を介して第１の環状チャンバ６０から出て、第２の環状チャンバ７６に流入する。次いで、部分的に清浄化された空気は、導管１３０、１３２内に入り、サイクロン８０の空気入口８６まで搬送される。サイクロン分離は、空気流内に依然として同伴している塵埃粒子の分離が生じるように、サイクロン８０の内側にセットアップされる。サイクロン８０において空気流から分離された塵埃粒子は、第３の環状チャンバ１４４に堆積される。次いで、更に清浄化された空気は、渦フィンガ９０を介してサイクロン８０から出て、マニホルド１３６内に入り、ここから空気が出口ダクト１４０に流入する。次いで、更に清浄化された空気は、分離ユニット２６のベース３０に位置付けられた出口ポート１４６を介して分離装置２６から排出される。

以上のように、分離装置２６は、サイクロン分離の２つの別個の段階を含む。第１のサイクロン分離ユニット２０は、単一の円筒サイクロン６２を含む。外壁５２の相対的に大きな直径は、汚れ及びデブリに加わる遠心力は比較的小さいことに起因して主として汚れ及びデブリの比較的大きな粒子が空気から分離されることを意味する。より大きなデブリの大部分は、塵埃収集容器６４に確実に堆積されることになる。

第２のサイクロン分離ユニットは、２０のサイクロン８０を含み、これらの各々は、円筒サイクロン６２よりも小さな直径を有し、従って、円筒サイクロン６２よりも細かい汚れ及び塵埃粒子を分離することができる。これらはまた、円筒サイクロン６２によってすでに清浄化されている空気で取り組まれるので、同伴塵埃粒子の量及び平均サイズがそうでなかった場合よりも小さいという追加の利点を有する。サイクロン８０の分離効率は、円筒サイクロン６２の分離効率よりもかなり高い。

必要に応じて、フィルタ（図示せず）もまた第２のサイクロン分離ユニット４２から下流に設けられ、それから放出される空気に残留するより細かい塵埃粒子を除去することができる。このフィルタは、例えば、マニホルド１３６及び出口ダクト１４０のうちの一方の内部など分離装置２６に位置付けることができ、或いは、空気を分離装置２６からモータ及びファンユニットまで搬送するための第２のダクト系統装置内に位置付けることができる。

第２のサイクロン分離ユニット４２のサイクロン８０の第１の代替の配置が図７に示されており、ここでは、空気を第１のサイクロン分離ユニット４０から第２のサイクロン分離ユニット４２まで搬送するための導管１５０の各々が、サイクロン１００の第１のセットのサイクロンのサブセット及びサイクロン１０２の第２のセットのサイクロンのサブセットまで流体を搬送するように配置される。これにより導管の数を１０から５に低減することができる。

このサイクロン８０の配置は、サイクロンの３つ又はそれ以上のセットに容易に分けることができる。例えば、図８に示すように、サイクロン１５８の第３のセットは、サイクロン１０２の第２のセットの上に位置付けることができる。サイクロン８０の第３のセットの空気入口８６は、第２のグループ１０６から長手方向軸線Ｙに沿って間隔を置いて配置された第３のグループ１５９内に配置される。空気入口８６の第３のグループ１５９は、長手方向軸線Ｙに対して実質的に直角である平面Ｐ₃に位置付けられる。この場合も同様に、分離装置２６の高さの増加を最小限にするために、サイクロン１０２の第２のセットは、サイクロン１５８の第３のセットの下側部分の周りに延びる。サイクロン１５８の第３のセットはまた、サイクロン１６０、１６２、１６４、１６６、１６８の５つのサブセットに分けられ、導管１５０の各々は、空気をサイクロンの第１、第２及び第３のセットの各々のそれぞれのサブセットまで搬送するように配置される。

図９は、直立真空掃除機の形態である表面処理電気器具の第２の実施例を示している。図１の真空掃除機１０と同様に、真空掃除機２００は、掃除機ヘッド１２と、主本体１４と、真空掃除機１０を床面に沿って転がすことを可能にするための支持組立体１６とを含む。真空掃除機２００のこれらの構成要素は、図１の真空掃除機１０の対応する構成要素とほぼ同じであり、従って、同じ参照番号を用いて主本体１４及び支持組立体１６の構成要素を示す。

真空掃除機１０と同様に、真空掃除機２００の主本体１４は、真空掃除機２００内に吸い込まれた汚れ含有空気流から汚れ、塵埃及び／又は他のデブリを除去するための分離装置２０２を含む。第１のダクト系統装置２８は、掃除機ヘッド１２の汚れ空気入口と分離装置２０２との間の連通を可能にし、他方、支持組立体１６の上部から突出する第２のダクト系統装置（図示せず）は、分離装置２０２と、支持組立体１６内に位置付けられたモータ及びファンユニットとの間の連通を可能にする。分離装置２０２は、主本体１４から分離装置２６の取り外しを容易にするためのハンドル２０４を含むことができる。

分離装置２６と同様に、分離装置２０２は、第１のサイクロン分離ユニット２０６と、該第１のサイクロン分離ユニット２０６から下流側に位置付けられた第２のサイクロン分離ユニット２０８とを含む。第２のサイクロン分離ユニット２０８は、第１のサイクロン分離ユニット２０６の上に配置され、この実施例では、第１のサイクロン分離ユニット２０６は、第２のサイクロン分離ユニット２０８の一部の周りに延びている。

分離装置２０２は、図１０から図１５においてより詳細に示され、ハンドル２０４は、これらの図の一部から省略されている。分離装置２０２は、実質的にその形状が円筒形である外壁２１２を有し、長手方向軸線Ｙの周りに延びる外側容器２１０を含む。外側容器２１２の下側端部は、分離装置２０２のベース２１４によって閉鎖されている。ベース２１４は、枢動部２１６を用いて外壁２１２に枢動可能に取り付けられ、キャッチによって閉鎖位置に保持される。分離装置２０２は更に、外壁２１２と同軸である第２の円筒壁２１８を含む。第２の円筒壁２１８は、外壁２１２の半径方向内向きに位置付けられ、これらの間に環状チャンバ２２０を形成するように外壁から間隔を置いて配置される。この実施例において、環状チャンバ２２０の上側部分は、第１のサイクロン分離ユニット２０６の円筒サイクロン２２２を形成し、環状チャンバ２２０の下側部分は、第１のサイクロン分離ユニット２０６の塵埃収集容器２２４を形成する。

汚れ空気入口２２６は、第１のダクト系統装置２８から空気流を受け取るための外側容器２１０の上側端部に設けられる。汚れ空気入口２２６は、流入汚れ空気が環状チャンバ２２０の周囲の螺旋経路に従って確実に送り込まれるように、外側容器２１０に対して接線方向に配置される。

流体出口は、シュラウドの形態で外側容器２１０内に設けられる。シュラウドは、切頭円錐形に形成された上壁２２８と、下側円筒壁２３０と、円筒壁２３０から垂下するスカート２３２とを有する。この実施例において、スカート２３２はほぼ円筒形である。シュラウドの下側円筒壁２３０において、多数の穿孔２３０（図示せず）が形成され、これは、外側容器２１０からの流体出口のみを提供する。

第２の環状チャンバ２３４は、シュラウドの後方に位置付けられる。この実施例において、空気を第１のサイクロン分離ユニット２０６から第２のサイクロン分離ユニット２０８まで搬送するために、マニホルド２３６がチャンバ２３４と連通している。第２のサイクロン分離ユニット２０８は、第１のサイクロン分離ユニット２０６から空気を受け取るために並行に配置された複数のサイクロン２３８を含む。図１２及び図１５を参照すると、この実施例において、サイクロン２３８は実質的に同一である。各サイクロン２３８は、円筒部分２４０と、ここから垂下する先細部分２４２とを含む。円筒部分２４０は、マニホルド２３６から流体を受け取るための空気入口２４４を含む。各サイクロン２３８の先細部分２４２は、切頭円錐状であり、円錐開口部２４６において終端する。渦ファインダ２４８は、各サイクロン２３８の上側端部に設けられ、サイクロン２３８からの空気の流出を可能にする。各渦ファインダ９０は、円筒部分２４０の上に配置された渦ファインダプレート２５０、２５２から下向きに延びる。

分離装置２６と同様に、第２のサイクロン分離ユニット２０８のサイクロン２３８は、サイクロン２５４の第１のセットとサイクロン２５６の第２のセットとに分けられる。サイクロン２５４、２５６の各セットは、好ましくは同じ数のサイクロン２３８を含み、この実施例において、サイクロン２５４、２５６の各セットは、１１のサイクロン２３８を含む。サイクロン２５４、２５６の各セットは、外壁２１２ひいては第１のサイクロン分離ユニット２０６の長手方向軸線Ｙ上に中心が置かれたリング状に配置される。サイクロン２５４、２５６の各セット内で、各サイクロン２３８は、下向き且つ外壁２１２の長手方向軸線Ｙに向かって傾斜した長手方向軸線Ｃを有する。分離装置２６と同様に、長手方向軸線Ｃは、外壁２１２の長手方向軸線Ｙに対して同じ角度で傾斜している。サイクロン２５４、２５６の各セット内で、サイクロン２３８は、長手方向軸線Ｙから実質的に等距離にあり、長手方向軸線Ｙの周りに実質的に等間隔で配置される。

この場合も同様に、分離装置２０２の外径を縮小するために、サイクロン２５４、２５６のセットの配置は、サイクロン２５４の第１のセットの空気入口２４４が、第１のグループに配置され、サイクロン２５６の第２のセットの空気入口２４４が、第１のグループから長手方向軸線Ｙに沿って間隔を置いて配置された第２のグループに配置されるようなものである。分離装置２０２と類似して、図１５に示すように、空気入口２４４の各グループは、それぞれの平面Ｐ₁、Ｐ₂内に位置付けられ、これらの平面Ｐ₁、Ｐ₂の各々は、長手方向軸線Ｙに対して実質的に直角である。平面Ｐ₁、Ｐ₂は、サイクロン２５６の第２のセットがサイクロン２５４の第１のセットの上に位置付けられるように、長手方向軸線Ｙに沿って位置付けられる。

この場合も同様に、分離装置２０２の高さの増加を最小限にするために、第１のサイクロン分離ユニット２０６は、サイクロン２５４の第１のセットの下側部分の周りに延び、サイクロン２５４の第１のセットは、サイクロン２５６の第２のセットの下側部分の周りに延びる。しかしながら、分離装置２６とは異なり、サイクロン２５６の第２のセットのサイクロン２３８は、サイクロン２５４の第１のセットのサイクロン２３８に対して長手方向軸線Ｙの周りで角度的にオフセットされている。この実施例において、サイクロン２５６の第２のセットの各サイクロン２３８は、サイクロン２５６の第１のセットのサイクロンの隣接するペアの中間に角度的に位置付けられ、長手方向軸線Ｙに沿って間隔を置いて配置され、サイクロン２３８のペアの間に位置付けられた空間の一部を収容するようにする。これにより、サイクロン２５４、２５６の第１及び第２のセットが互いに近付けることを可能にし、分離装置２０２の全体の高さを更に低減することができる。

上述のように、第２のサイクロン分離ユニット２０８のサイクロン２３８の各々は、マニホルド２３６から流体を受け取るように配置される。従って、マニホルド２３６は、シュラウドの下側円筒壁２３０に隣接する流体入口と、各々が流体を第２のサイクロン分離ユニット２０８のそれぞれのサイクロン２３８の流体入口２４４まで搬送するようにするための複数の流体出口とを有すると考えることができる。

サイクロン２５４の第１のセットのサイクロン２３８の各渦ファインダ２４８は、分離装置２０２の上部に位置付けられた出口チャンバ２６０と連通するそれぞれの渦フィンガ２５８に通じている。渦フィンガ２５８は、渦ファインダプレート２５２内に形成されたアパーチャを通過する。サイクロン２５６の第２のセットのサイクロン２３８の各渦ファインダ２４８は、流体を出口チャンバ２６０内に直接排出する。出口チャンバ２６０は、分離装置２０２のカバープレート２６１によってその上側端部において閉鎖される。出口チャンバ２６０は、分離装置２０２から空気が排出される出口ダクト２６２と連通している。同様に、出口ダクト２６２は、分離装置２０２の中心の長手方向下方に配置され、渦ファインダプレート２５２から垂下する第３の円筒壁２６４によって範囲が定められる。第３の円筒壁２６４は、第２の円筒壁２１８の半径方向内向きに位置付けられ、第２の円筒壁２１８から間隔を置いて配置されて、第３の環状チャンバ２６６を形成するようにする。

第３の環状チャンバ２６６は、第１の環状チャンバ２２４によって囲まれ、第２のサイクロン分離ユニット２０８のサイクロン２３８の円錐開口部２４６が第３の環状チャンバ２６６内に突出するように配置される。そのため、使用時には、第２のサイクロン分離ユニット２０８のサイクロン２３８によって分離された塵埃は、円錐開口部２４６を通って流出し、第３の環状チャンバ２６６において収集されることになる。従って、第３の環状チャンバ２６６は、第２のサイクロン分離ユニット２０８の塵埃収集容器を形成する。

この場合も同様に、必要に応じて、フィルタ（図示せず）もまた第２のサイクロン分離ユニット２０８から下流に設けられ、それから放出される空気に残留するより細かい塵埃粒子を除去することができる。このフィルタは、出口チャンバ２６０及び出口ダクト２６２のうちの一方の内部に位置付けることができる。

上記で検討した各分離装置２６、２０２において、サイクロン８０、２３８の長手方向軸線Ｃは、第１のサイクロン分離ユニット４０、２０４の長手方向軸線Ｙに対して同じ角度で配置される。しかしながら、サイクロンは、サイクロンのセットのうちの１つのサイクロンの長手方向軸線が、サイクロンの他のセットのサイクロンに対して異なる角度で傾斜しているように配置してもよい。サイクロンのセットのうちの１つが、第１のサイクロン分離ユニットの長手方向軸線に対して傾斜している角度を増大させることにより、分離装置の全体の高さを低減することができる。例えば、図１６は、分離装置２６のサイクロンの配置の変形形態を示す。図１６は、図４（ｂ）と同等の図であり、サイクロン１００の第１のセットのサイクロン８０の長手方向軸線Ｃ₁よりも第１のサイクロン分離ユニット４０の長手方向軸線Ｙに対して大きな角度で傾斜している、サイクロン１０２の第２のセットのサイクロン８０の長手方向軸線Ｃ₂を示している。

Claims (19)

1. 第１のサイクロン分離ユニットと、
   前記第１のサイクロン分離ユニットから下流側で、軸の周りに配置された複数のサイクロン及び該複数のサイクロンの各々から塵埃を受け取るように配置された塵埃コレクタを含む第２のサイクロン分離ユニットと、を備えた表面掃除機であって、
   前記複数のサイクロンは、それらの中を流れる空気流に対して並列に配置され、前記各サイクロンは、流体入口及び流体出口を含み、前記複数のサイクロンは、少なくとも、リング状に配置された複数のサイクロンの第１のセットと、前記第１のセットの複数のサイクロンよりも上にリング状に配置された複数のサイクロンの第２のセットとに分けられており、前記第１のセットの複数のサイクロンの複数の流体入口は、前記第２のセットの複数のサイクロンの複数の流体入口から前記軸に沿って間隔を置いて配置される、ことを特徴とする表面掃除機。
2. 前記第１のセットの複数のサイクロンの複数の流体入口は、第１の環状配置で全体的に配置され、前記第２のセットの複数のサイクロンの複数の流体入口は、前記第１の環状配置から前記軸に沿って間隔を置いて配置された第２の環状配置で全体的に配置される、ことを特徴とする請求項１に記載の表面掃除機。
3. 前記環状配置の各々は、前記軸に対して直角である、ことを特徴とする請求項２に記載の表面掃除機。
4. 前記環状配置は、同じサイズのものである、ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の表面掃除機。
5. 前記各セット内で、前記流体入口は、同一平面上にある、ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の表面掃除機。
6. 前記各セット内で、前記サイクロンは、前記軸から等距離にある、ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の表面掃除機。
7. 前記各セット内で、前記サイクロンは、前記軸の周りに等間隔で配置される、ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の表面掃除機。
8. 前記第１のサイクロン分離ユニットは、少なくとも部分的に前記塵埃コレクタを囲む、ことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の表面掃除機。
9. 前記第２のサイクロン分離ユニットは、前記第１のサイクロン分離ユニットと同軸である、ことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の表面掃除機。
10. 前記サイクロンの長手方向軸線は、前記第１のサイクロン分離ユニットの長手方向軸線と交差する、ことを特徴とする請求項１に記載の表面掃除機。
11. 前記第１のセットのサイクロンの長手方向軸線が前記第１のサイクロン分離ユニットの長手方向軸線と交差する角度は、前記第２のセットのサイクロンの長手方向軸線が前記第１のサイクロン分離ユニットの長手方向軸線と交差する角度とは異なる、ことを特徴とする請求項１０に記載の表面掃除機。
12. 前記サイクロンの第１のセットは、前記サイクロンの第２のセットの一部の周りに延びる、ことを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の表面掃除機。
13. 前記第１のサイクロン分離ユニットから前記第２のサイクロン分離ユニットまで流体を搬送するための複数の導管を備え、前記表面掃除機は、前記第１のサイクロン分離ユニットから出口を形成するシュラウドを備え、該シュラウドは、多数の貫通孔を有する壁を含み、前記各導管は、前記シュラウドの壁の後方に位置する入口を含む、ことを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載の表面掃除機。
14. 前記第１のサイクロン分離ユニットから前記第２のサイクロン分離ユニットまで流体を搬送するためのマニホルドを備える、ことを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載の表面掃除機。
15. 前記サイクロンの第２のセットの各サイクロンは、前記サイクロンの第１のセットのそれぞれのサイクロンの上に位置付けられる、ことを特徴とする請求項１〜１４の何れか１項に記載の表面掃除機。
16. 前記第２のセットのサイクロンは、前記第１のセットのサイクロンに対して前記第１のサイクロン分離ユニットの長手方向軸線の周りで角度的にオフセットされる、ことを特徴とする請求項１〜１４の何れか１項に記載の表面掃除機。
17. 前記サイクロンの第２のセットの各サイクロンは、前記サイクロンの第１のセットのサイクロンの隣接するペアの間に角度的に位置付けられ且つ該隣接するペアから前記軸に沿って間隔を置いて配置される、ことを特徴とする請求項１６に記載の表面掃除機。
18. 前記第１のサイクロン分離ユニット及び前記第２のサイクロン分離ユニットは、前記表面掃除機の主本体上に取り外し可能に装備された分離装置の一部を形成する、ことを特徴とする請求項１〜１７の何れか１項に記載の表面掃除機。
19. 真空掃除用表面掃除機の形態である、請求項１〜１８の何れか１項に記載の表面掃除機。

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