JP6041023B1 - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】掃除機本体に吸引される塵埃の微粒化を抑制し、微小な塵埃が外部に排出されるのを抑制する。【解決手段】電動掃除機１は、吸込口体２、吸引パイプ３、接続パイプ４及びサクションホース５等からなる吸込部と、掃除機本体６とを備える。掃除機本体６は、ホース接続口９、電動送風機１０、収容ユニット１２、集塵ユニット１３、吸気風路１９等を備える。集塵ユニット１３は、ユニット流入口４１、旋回室２９、０次開口４０、０次集塵室３０、１次集塵室３１等を備える。吸気風路１９は、ホース接続口９からユニット流入口４１まで直線状に形成する。また、０次開口４０は、旋回室２９の側壁に形成し、互いに径方向に分離された旋回室２９と０次集塵室３０とを連通する。【選択図】図２９

Description

本発明は、サイクロン分離装置を備えた電気掃除機に関する。

従来技術として、例えば特許文献１に記載されているように、サイクロン分離装置を備えた電気掃除機が知られている。従来技術では、サイクロン分離装置の底面部の中央にも、塵埃を含む空気（含塵空気）を流通させることにより、当該底面部に塵埃が蓄積するのを抑制するようにしている。また、従来技術では、掃除機本体にサクションホース等の接続口が設けられている。サクションホースの接続口とサイクロン分離装置の流入口とは、複数箇所で屈曲した風路を介して接続されている。

特開２０１４−１８３０１号公報

しかしながら、上述した従来技術では、サクションホースから掃除機本体に流入した含塵空気が屈曲形状の風路を流通した後に、サイクロン分離装置に流入する。このため、風路内では、塵埃同士の衝突及び塵埃と壁面との衝突が発生し易くなり、塵埃の微粒化が進行し易い。また、従来技術の構成では、サイクロン分離装置の底面部に蓄積されない塵埃が旋回状態で集塵室に留まり続けながら徐々に微粒化するという現象が生じ易い。特に、花粉、ダニ等のアレルゲンを含むハウスダストは、その物性から摩擦で容易に粉砕される傾向があり、条件によっては粒子径が数十nm程度の微粒子となる。このような微粒子は、サイクロン及びフィルタを通過して掃除機の外部に排出され、掃除時にアレルギー反応を誘発し易いという問題がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、掃除機本体に吸引されるごみ、塵、埃等からなる塵埃の微粒化を抑制し、微小な塵埃が外部に排出されるのを抑制可能な電気掃除機を提供することを目的としている。

本発明に係る電気掃除機は、外部の含塵空気を吸込む吸込部と、吸込部が着脱可能に接続される吸込部接続口を有し、吸込部接続口から吸込んだ含塵空気を清浄化する掃除機本体と、を備え、
掃除機本体は、吸込部により吸込んだ含塵空気が流入する流入口、内部に導入された空気が旋回気流を形成する筒状の旋回室、流入口から流入した含塵空気を旋回室の上部に導入する流入風路、旋回室の上端面から当該旋回室の内部に向かって突出して当該旋回室の内部の空気を排出する排出部、旋回室の壁面のうち当該旋回室の中心軸から径方向に離間した側壁に形成された連通口、及び、連通口を介して旋回室と連通した集塵部を有し、旋回室内で旋回する含塵空気中の塵埃を径方向の慣性力により連通口に進入させて集塵部に捕集するサイクロン集塵ユニットと、
空気の吸込口及び吹出口を有し、サイクロン集塵ユニットの内部に空気を吸引して旋回室内に旋回気流を形成する電動送風機と、
掃除機本体の吸込部接続口とサイクロン集塵ユニットの流入口とを直線的に接続する吸気風路と、
を備え、
流入風路の軸は、旋回室の軸を鉛直方向に向けた場合に下流側が上流側より高くなるように当該旋回室の軸に垂直な平面に対して傾斜する。

本発明によれば、吸込部と集塵ユニットとを接続する吸気風路を直線状に形成したので、吸込部から集塵ユニットに流入する含塵空気に乱流が形成されるのを抑制し、当該含塵空気を層流に近い状態で集塵ユニットに流入させることができる。これにより、塵埃同士の衝突及び塵埃と壁面との衝突を低減し、塵埃の粉砕及び微粒化を抑制することができる。また、本発明によれば、旋回室内で旋回する塵埃を側壁の連通口から集塵部に捕集することができる。このとき、集塵部は、旋回室から分離されているので、集塵部内には、旋回気流が入り込み難い。これにより、集塵部内に捕集された塵埃が旋回気流により再び飛散して他の塵埃等と衝突するのを抑制することができる。また流入風路の軸は、旋回室の軸を鉛直方向に向けた場合に下流側が上流側より高くなるように当該旋回室の軸に垂直な平面に対して傾斜する。これにより、旋回気流による塵埃の擦れの影響を低減し、塵埃の粉砕及び微小化をより効果的に抑制することができる。

本発明の実施の形態１による電気掃除機を示す斜視図である。 図１中の掃除機本体を拡大して示す斜視図である。 掃除機本体を示す平面図である。 図２中の収容ユニットを示す斜視図である。 収容ユニットを示す平面図である。 図５に示す収容ユニットの矢示Ａ−Ａ線断面図である。 掃除機本体の集塵ユニットを示す斜視図である。 集塵ユニットを示す前面図である。 集塵ユニットを示す左側面図である。 集塵ユニットを示す後面図である。 集塵ユニットを示す右側面図である。 集塵ユニットを示す平面図である。 集塵ユニットの分解斜視図である。 集塵ユニットの流入部ケースを示す平面図である。 集塵ユニットの端面ケースを示す前面図である。 集塵ユニットの端面ケースを示す左側面図である。 集塵ユニットの端面ケースを示す後面図である。 集塵ユニットの端面ケースを示す右側面図である。 集塵ユニットの端面ケースを示す平面図である。 集塵ユニットの端面ケースを示す底面図である。 図１２に示す集塵ユニットの矢示Ｂ−Ｂ線断面図である。 図１２に示す集塵ユニットの矢示Ｃ−Ｃ線断面図である。 図１２に示す集塵ユニットの矢示Ｄ−Ｄ線断面図である。 図９に示す集塵ユニットの矢示Ｅ−Ｅ線断面図である。 図９に示す集塵ユニットの矢示Ｆ−Ｆ線断面図である。 図９に示す集塵ユニットの矢示Ｇ−Ｇ線断面図である。 図９に示す集塵ユニットの矢示Ｈ−Ｈ線断面図である。 図９に示す集塵ユニットの矢示Ｉ−Ｉ線断面図である。 図３に示す掃除機本体の矢示Ｊ−Ｊ線断面図である。 図２９において掃除機本体内の風の流れを模式的に示す説明図である。

以下、図１から図３０を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書で使用する各図においては、共通する要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略するものとする。また、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、本明細書では、例えばゴミ、塵、埃等を含めて、電気掃除機１の吸引対象となる全ての物質を総称して「塵埃」と表記するものとする。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による電気掃除機を示す斜視図である。この図に示すように、本実施の形態の電気掃除機１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及び掃除機本体６を備えている。吸込口体２は、例えばＴ字状に形成されている。吸込口体２の下面側には、図示しない吸込開口が形成されている。また、吸込口体２の上部側には、前記吸込開口と連通する円筒状の接続部が形成されている。吸引パイプ３は、例えば伸縮可能な直線状の円筒パイプにより構成されている。吸引パイプ３の先端側には、吸込口体２の接続部が着脱可能に接続されている。吸引パイプ３の基端側には、接続パイプ４が着脱可能に接続されている。

接続パイプ４は、例えば途中で屈曲した円筒状の部材により構成されている。接続パイプ４の基端側は、任意の方向に湾曲可能な蛇腹状のサクションホース５を介して掃除機本体６のホース接続口９に接続されている。このように、吸込口体２、吸引パイプ３、接続パイプ４及びサクションホース５は直列に接続され、塵埃を含む空気（含塵空気）を外部から掃除機本体６に吸込むための風路を形成している。また、接続パイプ４には、ユーザが把持する取手７と、電気掃除機１の運転を操作するための操作部８とが設けられている。なお、吸込口体２、吸引パイプ３、接続パイプ４及びサクションホース５は、本実施の形態における吸込部を構成するものである。本発明の吸込部は、必ずしも上記全ての部品を備える必要はなく、例えば吸引パイプ３、接続パイプ４及びサクションホース５の何れかが存在しない吸込部を採用してもよい。

掃除機本体６は、前記吸込部により吸込んだ含塵空気を清浄化するもので、含塵空気から塵埃を分離し、分離した塵埃を捕集する機能を備えている。掃除機本体６は、ホース接続口９、電動送風機１０、電源コード１１、収容ユニット１２、サイクロン集塵ユニット１３（以下、単に集塵ユニット１３と表記）、吸気風路１９等を備えている。ホース接続口９は、本実施の形態の吸込部接続口を構成するもので、掃除機本体６の前面部に設けられている。ホース接続口９には、サクションホース５が着脱可能に接続されている。電源コード１１は、電動送風機１０等に給電するもので、掃除機本体６の内部に設けられたコードリール部（図示せず）に巻取り可能に構成されている。

次に、図２から図６を参照して、掃除機本体６の構成について説明する。図２は、図１中の掃除機本体を拡大して示す斜視図であり、図３は、掃除機本体を示す平面図である。図４は、図２中の収容ユニットを示す斜視図であり、図５は、収容ユニットを示す平面図である。また、図６は、図５に示す収容ユニットの矢示Ａ−Ａ線断面図である。なお、図４から図６は、収容ユニット１２から集塵ユニット１３を取外した状態を示している。

まず、収容ユニット１２について説明すると、収容ユニット１２は、例えば樹脂等により成形された後部収容体１４及び前部収容体１５を備えている。後部収容体１４は、図３から図６に示すように、前面部が斜め上方に向けて開口したケースとして形成されている。また、後部収容体１４の上面部のうち、後側の旋回室端部から前側寄りの予め設定された位置までの部分は、後側が高く前側が低くなるように斜めに形成されている。後部収容体１４の上面部のうち、上記予め設定された位置より前側の部分は、後側が低く前側が高くなるように斜めに形成されている。

後部収容体１４の内部には、電動送風機１０及び電源コード１１が収容されている。電動送風機１０は、図６に示すように、例えば上下方向に延びた回転軸を有する電動ファンにより構成され、上面部に開口した吸込口１０ａと、下部側面に開口した吹出口１０ｂとを備えている。そして、電動送風機１０は、後述の図２９及び図３０に示すように、掃除機本体６を床面上に置いた状態において、上面部の吸込口１０ａから軸方向に吸込んだ空気を下部側面の吹出口１０ｂから径方向に吹出すように構成されている。これにより、電動送風機１０は、集塵ユニット１３の内部に空気を吸引し、後述の旋回室２９内に旋回気流を形成するものである。

また、後部収容体１４は、連結風路形成部１７、車輪１８、連結風路２１、接続口２２、排気口６０、吸気フィルタ６１、排気フィルタ６２、排気風路６３等を備えている。後部収容体１４の上面部には、連結風路形成部１７が設けられている。連結風路形成部１７は、後部収容体１４の内部において、電動送風機１０の上側に位置する連結風路２１を形成している。連結風路２１は、集塵ユニット１３のユニット流出口５７（即ち、後部収容体１４の接続口２２）と、電動送風機１０の吸込口１０ａとを連結する風路である。即ち、連結風路２１は、集塵ユニット１３にて塵埃が除去された空気を接続口２２から電動送風機１０に導くための風路である。接続口２２は、後部収容体１４の前面上部の中央（換言すれば、収容ユニット１２の上面部の後側寄りの中央）に設けられている。

連結風路２１の途中には、図６に示すように、集塵ユニット１３から流出した空気中の塵埃を電動送風機１０の上流側で捕集する吸気フィルタ６１が配置されている。吸気フィルタ６１は、プリーツ状に形成されているのが好ましい。掃除機本体６を床面上に置いた状態では、集塵ユニット１３から流出した空気が吸気フィルタ６１の上部に流入し、この空気は、吸気フィルタ６１を通過することで清浄化された後に、吸気フィルタ６１の下部から電動送風機１０に向けて流出する。

また、排気風路６３は、収容ユニット１２（後部収容体１４）の後面部に開口する排気口６０と、電動送風機１０の吹出口１０ｂとを接続している。排気口６０及び排気風路６３は、電動送風機１０から吹出された空気を掃除機本体６の外部に排出するものである。即ち、電動送風機１０は、連結風路２１と排気風路６３との間に接続されている。排気風路６３の一部は、後部収容体１４の内部で電動送風機１０の下側に配置されている。また、排気風路６３の途中には、電動送風機１０から吹出した空気中の塵埃を排気口６０の上流側で捕集する排気フィルタ６２が配置されている。

一方、前部収容体１５は、例えば有底の円筒体として形成され、後部収容体１４の前面部の開口を塞ぐ位置に取付けられている。前部収容体１５の軸線は、上部側が後方に傾くように斜めに配置されている。前部収容体１５の内部には、上方に開口した円柱状の空間であるユニット収容部１５ａが形成されている。ユニット収容部１５ａは、集塵ユニット１３を着脱可能に収容するための空間である。また、前部収容体１５には、吸気風路形成部１６が設けられている。

吸気風路形成部１６は、例えば短尺な筒状に形成され、掃除機本体６を床面上に置いた状態において、前部収容体１５の上端部から前方に向けて斜め上向きに突出している。吸気風路形成部１６の一端（先端）は、サクションホース５が着脱可能に接続されるホース接続口９を構成している。吸気風路形成部１６の他端（基端）は、前部収容体１５の内周面、即ち、ユニット収容部１５ａの壁面に開口した接続口２０を構成している。接続口２０は、集塵ユニット１３を前部収容体１５に取付けたときに、後述のユニット流入口４１と接続される。

吸気風路形成部１６の内周側には、サクションホース５から流入した含塵空気を集塵ユニット１３に導入する吸気風路１９が形成されている。吸気風路１９は、前部収容体１５のホース接続口９と集塵ユニット１３のユニット流入口４１とを直線的に接続する風路である。即ち、吸気風路１９は、屈曲部及び湾曲部等の曲部が存在しない直線状の風路として形成されている。ここで、ホース接続口９は、掃除機本体６を床面上に置いた状態において、ユニット流入口４１よりも高い位置となるように配置されている。このため、吸気風路１９は、ホース接続口９からユニット流入口４１に向けて斜め下向きに傾斜している。また、吸気風路１９の中心軸線は、後述する旋回室２９の中心軸と垂直な平面に含まれるように形成されており、側面視において、吸気風路１９は、旋回室２９の中心軸に対して垂直に伸張している。

集塵ユニット１３は、吸気風路１９から流入した含塵空気を高速で旋回させることにより、遠心力を利用して含塵空気から塵埃を分離する機能（サイクロン分離機能）を備えている。また、集塵ユニット１３は、分離された塵埃を捕集して一時的に溜める機能を備えている。なお、集塵ユニット１３の構成等については後述する。

（電気掃除機の基本的な動作）
ここで、電気掃除機１の基本的な動作について説明する。まず、電源コード１１が外部の電源に接続された状態で、操作部８の電源スイッチがＯＮに操作されると、電動送風機１０が作動して吸引動作が行われる。これにより、電動送風機１０は、電気掃除機１が備える風路に気流を発生させる。この風路には、吸込口体２からホース接続口９に至る風路、吸気風路１９、集塵ユニット１３内に形成された風路、連結風路２１及び排気風路６３が含まれている。この結果、吸込口体２の下面側に存在する塵埃は、空気と一緒に含塵空気として吸込口体２に吸込まれる。

吸込口体２に吸込まれた含塵空気は、吸引パイプ３、接続パイプ４及びサクションホース５を順次通過して掃除機本体６に流入する。また、掃除機本体６に流入した空気は、ホース接続口９、吸気風路１９及び接続口２０を順次通過して集塵ユニット１３に流入する。そして、集塵ユニット１３により塵埃が除去された清浄な空気は、後述の図３０に示すように、接続口２２から連結風路２１に流入する。連結風路２１に流入した空気は、吸気フィルタ６１、電動送風機１０、排気フィルタ６２及び排気風路６３を順次通過した後に、排気口６０から掃除機本体６の外部に排出される。このとき、排気フィルタ６２を通過する空気の通気方向（図３０中に示す矢印Ｐの方向）と、排気口６０から排出される空気の排気方向（矢印Ｑの方向）とは、互いに逆向きとなるように設定されている。

（集塵ユニット）
次に、図７から図２８を参照して、集塵ユニット１３について詳細に説明する。図７は、掃除機本体の集塵ユニットを示す斜視図である。図８から図１２は、それぞれ、集塵ユニットを示す前面図、左側面図、後面図、右側面図、平面図である。図１３は、集塵ユニットの分解斜視図である。また、図２１から図２３は、それぞれ、図１２に示す集塵ユニットの矢示Ｂ−Ｂ線断面図、矢示Ｃ−Ｃ線断面図、矢示Ｄ−Ｄ線断面図である。また、図２４から図２８は、それぞれ、図９に示す集塵ユニットの矢示Ｅ−Ｅ線断面図、矢示Ｆ−Ｆ線断面図、矢示Ｇ−Ｇ線断面図、矢示Ｈ−Ｈ線断面図、矢示Ｉ−Ｉ線断面図である。なお、集塵ユニット１３についての説明では、図９中の上側及び下側を集塵ユニット１３の上側及び下側として表記する。即ち、全体として円柱状をなす集塵ユニット１３の軸線を上下方向に伸張させた場合を例に挙げて、各部の位置関係を説明する。

まず、集塵ユニット１３の概略的な構成について説明する。集塵ユニット１３は、図７から図１２に示すように、例えば樹脂等により成形された流出部ケース２３、端面ケース２４、流入部ケース２５及び集塵部ケース２６を備え、全体として円筒状に形成されている。これらのケース２３，２４，２５，２６は、予め定められた手順で分解及び組立を行うことにより、図７に示すアッセンブリ状態と、図１３に示す分解状態とを実現可能に構成されている。具体例を挙げると、例えば集塵ユニット１３に設けられたロック機構に対して解除操作を行うことにより、アッセンブリ状態から分解することができる。また、集塵ユニット１３は、アッセンブリ状態から集塵部ケース２６のみを取外すことも可能に構成されている。

また、集塵ユニット１３は、図２１から図２８に示すように、主流入風路２７、副流入風路２８、旋回室２９、０次集塵室３０、１次集塵室３１及び流出風路３２からなる複数の空間を備えている。これらの空間は、ケース２３，２４，２５，２６のうち１個または複数個のケースにより形成されている。

（流入部ケース）
次に、集塵ユニット１３を構成する個々の部品について説明する。まず、図１４は、集塵ユニットの流入部ケースを示す平面図である。図１３、図１４、図２１に示すように、流入部ケース２５は、円筒部３３、円錐部３４、隔壁部３５、主流入管３６、副流入風路形成部３７、接続部３８、１次開口３９、０次開口４０、ユニット流入口４１、主流入口４２、立上がり部４３、バイパス開口５６等を備えている。円筒部３３は、中空の円筒状に形成され、例えば中心軸が図２１中の上下方向に伸張するように配置されている。

円錐部３４は、図２１に示すように、基端側（端面ケース２４側）から先端側（１次集塵室３１側）に向けて縮径する中空の円錐状に形成されている。円錐部３４の基端側は、円筒部３３に連結され、例えば円筒部３３と同軸に配置されている。円筒部３３及び円錐部３４の内周側の空間は、ユニット流入口４１から流入した含塵空気が旋回気流を形成する筒状の旋回室２９を構成している。旋回室２９の中心軸は、円筒部３３、円錐部３４及び旋回気流の中心軸と一致している。また、隔壁部３５は、例えば円筒部３３よりも大きな直径を有する円筒状に形成されている。円錐部３４は、隔壁部３５の内周側に上側から挿入された状態で同軸に配置され、この状態で、円筒部３３と隔壁部３５との間には、環状の次集塵室３１が形成されている。円錐部３４の基端側は、隔壁部３５の内周面に接続されている。円錐部３４の先端側は、当該先端側を切取ることにより円形状に開口しており、この開口は、１次開口３９を構成している。１次開口３９は、旋回室２９と１次集塵室３１とを相互に連通している。

０次開口４０は、図１３及び図２１に示すように、旋回室２９の壁面のうち当該旋回室２９の中心軸から径方向に離間した側壁に形成され、この側壁を径方向に貫通している。また、０次開口４０は、例えば円筒部３３と円錐部３４の連結部に開口している。０次開口４０は、円筒部３３及び円錐部３４の内周側に形成された旋回室２９と、隔壁部３５の外周側に位置する０次集塵室３０とを相互に連通している。なお、０次開口４０は、本実施の形態における連通口の具体例に相当しており、０次集塵室３０は、集塵部の具体例に相当している。

ここで、集塵ユニット１３は、図２９に示すように、旋回室２９の中心軸（図中の点線ｃ）を鉛直方向に対して傾けた状態で掃除機本体６に取付けられる。この状態で、０次開口４０は、旋回室２９の中心軸を中心とする任意の仮想円上において最も高くなる位置で当該旋回室２９の側壁に形成されている。また、０次開口４０は、１次開口３９よりも高い位置、即ち、上流側に配置されている。さらに、０次開口４０は、例えば図２１に示すように、旋回室２９における空気の旋回方向に対する下流側の縁部が、下方に向かうに従って上流側に近づくように湾曲している。なお、本明細書では、旋回室２９における空気の旋回方向を単に「旋回方向」と記載する場合がある。

主流入管３６は、例えば四角筒状に形成され、図２１に示すように、円筒部３３の上部に接続されている。主流入管３６の内側には、主流入風路２７が形成されている。主流入管３６の一端は、外側を向いて開口しており、この開口は、含塵空気が集塵ユニット１３に流入する流入口としてのユニット流入口４１を構成している。主流入管３６の他端は、円筒部３３の上部側面に接続され、旋回室２９に開口した主流入口４２を形成している。主流入口４２は、０次開口４０はより高い位置、即ち上流側に形成されている。含塵空気は、吸気風路１９からユニット流入口４１、主流入風路２７及び主流入口４２を順次経由して旋回室２９に流入する。また、主流入管３６の上面部には、図１４に示すように、複数の微小な貫通孔からなるバイパス開口５６が設けられている。

主流入管３６は、図２４に示すように、円筒部３３の中心軸から径方向に離れた位置で半径に対して斜めに接続されている。詳しく述べると、主流入管３６は、主流入風路２７を流れる含塵空気が旋回室２９に対して当該旋回室２９の接線方向から流入するように構成されている。より具体的には、主流入管３６の外側壁が成す平面が、後述するリブ４９（円筒部３３と同じ直径で同心円状に形成される）に接するように構成される。主流入管３６の上側壁面の下流端は、円筒部３３を上方向に延長した仮想円筒面によりカットされた形状となっており、円弧状に形成されている。

主流入管３６には、ユニット流入口４１側から主流入口４２側に向かうにしたがって幅が徐々に狭くなる部分が存在する。この狭幅な部分は、主流入風路２７を流れる気流を旋回室２９の外周側、即ち、旋回室２９の接線にできるだけ近い位置に集めることで、気流の旋回力を強化し、塵埃の捕捉性能を向上させるものである。また、主流入管３６の軸線は、図２３に示すように、例えばユニット流入口４１から主流入口４２に向けて斜め上向きに傾斜しており、旋回室２９の軸に垂直な面に対して予め定められた傾斜角θを有している。この傾斜角θは、例えば１５５〜１６０°、好ましくは１５７°程度の角度に設定される。

副流入風路形成部３７は、図１４に示すように、円筒部３３の上部に設けられ、主流入管３６の外側から主流入管３６の内側までわたって旋回室２９の周囲を囲むように伸張している。副流入風路形成部３７の断面形状は、例えばＬ字状に形成されている。副流入風路形成部３７の底面部は、旋回室２９に垂直な面形状の副流路底面垂直部３７ｂと、副流路底面螺旋部３７ｃとを備えている。副流路底面螺旋部３７ｃは、副流路底面垂直部３７ｂの下流位置に、旋回室２９の軸方向に沿って下降する螺旋面を有している。副流路底面垂直部３７ｂと副流路底面螺旋部３７ｃとは連続した面を形成している。副流路底面螺旋部３７ｃの下流側端と、主流入管３６の下面との間には連続した平面が形成されている。

副流路底面垂直部３７ｂは、例えば周方向に約９０度の範囲に亘って形成されている。また、副流路底面螺旋部３７ｃは、例えば周方向に約１８０度の範囲に亘って形成されている。副流入風路形成部３７の上部には、その縁部に端面ケース２４の取付向きを決定するための立上がり部４３が設けられる。副流入風路終端リブ５９は、副流路底面螺旋部３７ｃの旋回方向下端部において、旋回室２９に接するように、副流路底面螺旋部３７ｃの上面から上方向に突出したリブとして形成されている。副流入風路終端リブ５９の外側端部は、副流入風路形成部３７の側壁と接続されている。

接続部３８は、円筒部３３から外向きに突出する環状の鍔状体として形成されている。接続部３８の中心軸は、旋回室２９の軸に対して、進行方向左側にずらして配置されている。接続部３８は、円筒部３３のほぼ中間高さに配置されている。０次開口４０は、接続部３８より僅かに低い位置、即ち下流側に形成されている。

（端面ケース）
次に、図１５から図２１を参照して、集塵ユニット１３の端面ケース２４について説明する。図１５は、集塵ユニットの端面ケースを示す前面図である。図１６から図２０は、それぞれ、集塵ユニットの端面ケースを示す左側面図、後面図、右側面図、平面図、底面図である。端面ケース２４は、前述の図１３及び図２１に示すように、流入部ケース２５に対して上側から取付けられるもので、流入部ケース２５の円筒部３３及び副流入風路形成部３７の上端部に密着している。また、端面ケース２４は、図１５から図２１から示すように、旋回室端面部４８、副流路端面部４４、リブ４９、バイパス側壁部５８、バイパス円弧壁部５２、側壁部５０及び排出部５１を備えている。

旋回室端面部４８は、旋回室２９の軸方向上側の端面を形成するもので、図１９及び図２０に示すように、例えば円板状に形成されている。旋回室端面部４８は、互いに連続する面として形成された旋回傾斜部４８ａ、旋回垂直部４８ｂ及び旋回螺旋部４８ｃを備えている。旋回傾斜部４８ａは、図２３に示すように、旋回室端面部４８のうち主流入管３６が旋回室２９に接続される部分に配置され、旋回室２９の軸に垂直な面に対して傾斜角θをもって傾斜している。なお、傾斜角θは、前述のように、主流入管３６の軸線と、旋回室２９の軸に垂直な平面とが成す角度である。旋回傾斜部４８ａは、主流入管３６の上面と実質的に連続した面を形成している。

旋回垂直部４８ｂは、旋回室端面部４８において、旋回傾斜部４８ａよりも下流側に配置され、旋回室２９に垂直な形状の面として形成されている。旋回螺旋部４８ｃは、図２４に示すように、旋回室端面部４８において、旋回垂直部４８ｂよりも下流側に配置され、旋回室２９の軸方向に沿って下降する螺旋状の面として形成されている。さらに、旋回室端面部４８の形状の具体例を挙げると、旋回傾斜部４８ａ及び旋回垂直部４８ｂは、それぞれ、例えば周方向に約９０°の範囲にわたって形成される。また、旋回螺旋部４８ｃは、周方向に約１８０°の範囲にわたって形成される。なお、旋回垂直部４８ｂと副流路底面垂直部３７ｂとは、相互の周方向位置が略一致するように配置され、旋回螺旋部４８ｃと副流路底面螺旋部３７ｃとは、相互の周方向位置が略一致するように配置される。

副流路端面部４４は、図１９に示すように、旋回室端面部４８の径方向外側に設けられている。副流路端面部４４は、端面ケース２４を流入部ケース２５に取付けたときに、副流入風路形成部３７の底面と対向するように配置される。この状態で、副流路端面部４４は、副流入風路２８の上面を形成するように構成されている。また、副流路端面部４４は、互いに連続する面として形成された副流路端面垂直部４４ｂ、副流路端面螺旋部４４ｃ及び副流路端面傾斜部４４ｄを備えている。

副流路端面垂直部４４ｂは、図２０及び図２１に示すように、旋回室２９に垂直な面として形成されている。副流路端面垂直部４４ｂは、主流入管３６の上部から旋回方向に沿って１８０°未満の範囲にわたって形成されている。副流路端面垂直部４４ｂの上流端は、平面視において、主流入管３６の内側壁面と略一致するように配置されている。副流路端面螺旋部４４ｃは、副流路端面垂直部４４ｂの下流側に配置され、旋回室２９の軸方向に沿って下降する螺旋状の面面として形成されている。副流路端面螺旋部４４ｃは、例えば周方向に約１８０°の範囲にわたって形成されている。副流路端面螺旋部４４ｃと副流路底面螺旋部３７ｃとは、相互の周方向位置が略一致するように配置されている。副流路端面傾斜部４４ｄは、副流路端面螺旋部４４ｃの下流側に配置され、旋回傾斜部４８ａと平行な面を有している。副流路端面傾斜部４４ｄの下流端は、主流入管３６の内側壁面と下側壁面との境界に接続されている。

バイパス側壁部５８は、図１５及び図１６に示すように、副流路端面垂直部４４ｂの上流端と、副流路端面傾斜部４４ｄの下流端とを接続する壁面を構成している。バイパス側壁部５８は、副流路端面垂直部４４ｂの下面から下向きに突出している。副流路端面垂直部４４ｂの上流端は、旋回室２９の軸に垂直な稜線であり、副流路端面傾斜部４４ｄの下流端は、旋回室２９の軸に対して傾斜した稜線である。このため、バイパス側壁部５８は、台形状の面として形成されている。

バイパス円弧壁部５２は、副流路端面垂直部４４ｂの下面から下向きに突出している。バイパス円弧壁部５２は、端面ケース２４が流入部ケース２５に取付けられたときに、主流入管３６の上側壁面の下流端と副流路端面垂直部４４ｂとを接続する壁面を構成する。主流入管３６の上側壁面の下流端は、円筒部３３を上方向に延長した仮想円筒面に沿って円弧形状に形成されている。このため、バイパス円弧壁部５２は、平面視において、円弧形状を有している。即ち、バイパス円弧壁部５２の内壁面は、旋回室２９の側壁の一部として機能する。バイパス円弧壁部５２とバイパス側壁部５８とは、一体的な壁面として形成されている。

リブ４９は、図１６及び図２０等に示すように、旋回室端面部４８の下面から下方に突出すると共に、円筒部３３と同じ直径の同心円上に３つ形成されている。端面ケース２４を流入部ケース２５に取付けたときには、各リブ４９の下端が円筒部３３の上端に当接した状態となる。３つのリブ４９のうち最上流側のリブ４９の上流側端部は、主流入管３６の外側壁と連続するように構成されている。また、各リブ４９の内面と円筒部３３の内面とは、上下方向に連続した仮想円筒面を形成する。

従って、リブ４９の内側空間は、旋回室２９の上部を形成するように構成されている。円筒部３３及びリブ４９の内側に形成された空間と、円錐部３４の内側に形成された空間とは、一続きの空間である旋回室２９全体を構成する。図２１は、旋回室２９の中心軸が上下方向に伸張するように集塵ユニット１３を配置した状態を示している。なお、本明細書では、各リブ４９の内面と円筒部３３の内面とが形成する仮想円筒面を「リブ４９の仮想円筒面」と表記する場合がある。

リブ４９の仮想円筒面上において、各リブ４９の間に位置する部分（リブ４９が形成されていない部分）は、図２７等に示すように、旋回室２９の側壁に開口した３つの副流入口４５ａ，４５ｂ，４５ｃを構成している。副流入口４５ａ，４５ｂ，４５ｃは、旋回方向に対してそれぞれ異なる位置で副流入風路２８と旋回室２９とを連通している。具体的に述べると、副流入口４５ａ，４５ｂ，４５ｃのうち、最上流位置の副流入口４５ａは、主流入口４２を基準として、例えば旋回方向に９０°進んだ位置に配置されている。これと同様に、中流位置の副流入口４５ｂは、旋回方向に１８０°進んだ位置に配置され、最下流位置の副流入口４５ｃは、旋回方向に２７０°進んだ位置に配置されている。

また、各副流入口４５ａ，４５ｂ，４５ｃの開口面積は、例えば主流入口４２の開口面積よりも小さく形成されている。さらに、最上流位置の副流入口４５ａは、主流入口４２よりも高い位置に配置されている。中流位置の副流入口４５ｂと、最下流位置の副流入口４５ｃとは、主流入口４２よりも低い位置に配置されている。一方、前述の０次開口４０は、最下流位置の副流入口４５ｃより低い位置、即ち、下流側に形成されている。

副流入風路２８は、主流入管３６の上側壁面と、主流入管３６の外側壁面と、副流入風路形成部３７と、副流入風路終端リブ５９と、副流路端面部４４と、副流路端面垂直部４４ｂと、副流路端面螺旋部４４ｃと、バイパス側壁部５８と、バイパス円弧壁部５２と、リブ４９の仮想円筒面とにより囲まれた空間として形成されている。主流入管３６の上側壁面には、図１４及び図２５に示すように、バイパス開口５６が形成されている。また、リブ４９の仮想円筒上には、副流入口４５ａ，４５ｂ，４５ｃが形成されている。このため、主流入風路２７と旋回室２９とは、バイパス開口５６及び副流入風路２８を介して相互に連通している。

排出部５１は、図１８及び図２１等に示すように、旋回室２９内の空気を外部に排出するための機構である。排出部５１の基端側（上側）は、例えば円筒状に形成され、旋回室端面部４８の上面側中央部に開口している。排出部５１の先端側は、例えば下向きに尖った円錐状に形成されており、端面ケース２４を流入部ケース２５に取付けた状態では、旋回室端面部４８から下向きに突出して旋回室２９内に配置されている。副流入風路２８の前半部は、図２７に示すように、旋回室２９の軸線方向からみて、排出部５１の周囲を取囲むように形成されている。

排出部５１の内側に形成された空間は、流出風路３２の前半部を構成している。流出風路３２は、旋回室２９の空気を集塵ユニット１３の外部に流出させる風路である。排出部５１は、上下方向において、円筒部３３と同軸に配置されている。このため、旋回室２９、０次集塵室３０、１次集塵室３１及び流出風路３２の前半部は、集塵ユニット１３において、相互の中心位置が等しい同心状に配置されている。排出部５１の下端は、例えば０次開口４０の一部と同じ高さに配置されている。

また、排出部５１には、図１８及び図２１等に示すように、例えば多数の貫通孔からなる排出口５３が形成されている。排出口５３は、旋回室２９内の空気を外部に流出させ、当該空気を流出風路３２に導入するための開口である。本実施の形態では、多数の貫通孔によって排出口５３を形成する場合を例示している。排出口５３は、例えば主流入口４２と副流入口４５ａ，４５ｂ，４５ｃのうち、最も低い位置に形成されている。排出口５３の一部は、例えば０次開口４０と同じ高さに配置されている。

本実施の形態では、排出口５３が０次開口４０よりも高い位置にのみ形成され、０次開口４０よりも低い位置には、排出口５３が形成されていない場合を例示している。また、排出口５３は、円筒状をなす排出部５１の全周にわたって形成してもよいが、本実施の形態では、図２１等に示すように、排出部５１の周壁のうち主流入口４２と対向する部位の下側に排出口５３を形成しない構成としている。一方、副流入口４５ａ，４５ｂ，４５ｃの下側では、排出部５１の周壁に排出口５３が形成されている。

（集塵部ケース）
次に、集塵ユニット１３の集塵部ケース２６について説明する。集塵部ケース２６は、図１３、図２１から図２４に示すように、例えば有底の円筒状に形成され、底面部４６及び外壁部４７を備えている。底面部４６は、全体として楕円形の板状に形成されている。外壁部４７は、円筒部３３よりも大きな外径を有する楕円形の筒状に形成され、下端側が底面部４６により閉塞されている。集塵部ケース２６の中心軸は、図２４に示すように、旋回室２９の軸に対して、本体進行方向左側にずらして配置されている。これにより、主流入管３６の軸線と吸気風路１９の軸線とがなす角度を緩やかにすることができる。従って、吸気風路１９から主流入管３６に流入する空気の圧力損失を低減することができる。また、底面部４６は、図２９に示すように、集塵ユニット１３を掃除機本体６（収容ユニット１２）に取付けた状態において、底面部４６の少なくとも一部が水平方向に対して傾斜するように構成されている。

集塵部ケース２６を流入部ケース２５に取付けたときには、図２２等に示すように、外壁部４７の内周側に隔壁部３５が径方向の隙間をもって配置され、隔壁部３５の下端部は、集塵部ケース２６の底面部４６に接触した状態となる。また、外壁部４７の上端部は、接続部３８の縁部に接触した状態となる。この結果、集塵部ケース２６の内部には、隔壁部３５により区切られた２つの空間が形成される。これらの空間のうち、隔壁部３５の内周側かつ円錐部３４の外周側に形成された空間は、１次集塵室３１を構成している。１次集塵室３１は、円錐部３４の下部側を径方向から取囲むように形成され、１次開口３９を介して旋回室２９と相互に連通している。

一方、隔壁部３５の外周側かつ外壁部４７の内周側に形成された空間は、０次集塵室３０を構成している。詳しく述べると、外壁部４７と隔壁部３５との間に形成された空間と、外壁部４７と円筒部３３の一部との間に形成された空間と、外壁部４７と円錐部３４の一部との間に形成された空間とを合わせた円筒状の空間が０次集塵室３０である。０次集塵室３０の上部側は、接続部３８により閉塞されている。また、０次集塵室３０の下部側は、底面部４６により閉塞されている。０次集塵室３０は、旋回室２９の大部分の周囲を取囲むように配置されると共に、１次集塵室３１の周囲を取囲むように配置されている。０次集塵室３０は、０次開口４０を介して旋回室２９に連通している。また、０次開口４０は、０次集塵室３０の最上部に開口するように接続部３８に近い位置に形成されている。このため、０次集塵室３０は、０次開口４０から下方に延びるように設けられている。

（流出部ケース）
次に、図１３、図２１等を参照して、集塵ユニット１３の流出部ケース２３について説明する。流出部ケース２３は、集塵ユニット１３の最上部に配置されるもので、内側の部材と外側の部材とにより形成された二重構造を有している。流出部ケース２３の外側の部材にはメッキが施される。流出部ケース２３は、蓋部５４及び流出部５５を備えている。流出部ケース２３が集塵ユニット１３の最上部に取付けられると、蓋部５４は、図２１に示すように、側壁部５０によってＣ字状に区画された空間を上方から塞ぐように配置される。即ち、副流入風路２８の前半部の上壁は、蓋部５４によって形成される。蓋部５４は、内側の部材の縁部が立上がり部４３と同じ形状を有している。また、蓋部５４は、外側の部材の縁部が副流入風路形成部３７の上側の縁部と同じ形状を有している。流出部ケース２３を取付ける向きは、端面ケース２４及び流入部ケース２５に対して規定の方向に定められている。

流出部５５は、排出部５１を通過してきた空気を集塵ユニット１３の外部に排出するための部位であり、例えばＬ字状に屈曲した筒状に形成されている。流出部５５の一端は、蓋部５４の下側で下方を向けて開口している。流出部５５の他端は、蓋部５４の上側で側方に向けて開口したユニット流出口５７を構成している。ユニット流出口５７は、集塵ユニット１３から空気を流出させるもので、ユニット流入口４１よりも高い位置に配置されている。流出部ケース２３が集塵ユニット１３の最上部に配置されると、流出部５５の一端が排出部５１の上端に接続され、ユニット流出口５７が斜め上方に向いた状態となる。流出部５５の内側に形成された空間は、流出風路３２の後半部を形成している。なお、本実施の形態では、端面ケース２４の排出部５１と、流出部ケース２３の流出部５５とからなる２つの部材により流出管を構成する場合を例示している。

図２９は、図３に示す掃除機本体の矢示Ｊ−Ｊ線断面図である。また、図３０は、図２９において掃除機本体内の風の流れを模式的に示す説明図である。これらの図は、集塵ユニット１３を収容ユニット１２に取付けた状態を示している。より具体的に述べると、図２９及び図３０は、集塵ユニット１３を前部収容体１５のユニット収容部１５ａ内に嵌め込んで取付けた状態を示している。集塵ユニット１３が収容ユニット１２に取付けられると、ユニット流入口４１が接続口２０に接続され、ユニット流出口５７が接続口２２に接続された状態となる。また、旋回室２９等の中心軸は、鉛直方向に対して一定の角度θ′だけ傾斜した状態となる。この角度θ′は、前述した主流入管３６の軸線の傾斜角θを用いて、θ′＝（１８０−θ）と表される。具体例を挙げると、角度θ′は、２３°程度に設定される。これにより、側面視において、主流入風路２７の軸は地面に対して水平に配置される。

また、集塵ユニット１３を収容ユニット１２に取付けた状態において、集塵ユニット１３の軸は、掃除機本体６の幅方向の中心を通って掃除機本体６の進行方向に伸張する平面（対称面）上に配置される。なお、掃除機本体６の幅方向とは、進行方向と直交する方向を意味している。また、旋回室２９の軸は、前記対称面に対して掃除機本体６の進行方向右側にずれて配置される。これにより、平面視において、主流入風路２７の軸は、吸気風路１９の軸と近接して配置される。また、ホース接続口９は、旋回室２９の軸に対して垂直に保持されるので、掃除機本体６の前部側で斜め上方を向いた状態となる。

（集塵ユニットの機能及び動作）
次に、集塵ユニット１３の機能及び動作について具体的に説明する。電動送風機１０が吸引動作を開始すると、前述したように、吸込口体２に吸込まれた含塵空気が吸気風路１９を通過して接続口２０に到達する。この含塵空気の一部は、図２３及び図２４中の経路ａに示すように、接続口２０及びユニット流入口４１を通過して主流入風路２７に流入し、主流入風路２７に沿って斜め上方に流通する。そして、この含塵空気は、図２４に示すように、主流入口４２を通過して旋回室２９の上部に流入する。旋回室２９に流入した含塵空気は、流入時の慣性により斜め上方に向けて流通しつつ、円筒部３３の側壁に沿って旋回するようになる。

これにより、含塵空気は、旋回室２９の内部において、予め設定された方向に旋回しながら旋回室端面部４８に向かって上昇する。そして、この含塵空気は、旋回室端面部４８と衝突して下向きの反力を受けることにより、流れの方向が下向きに変化し、旋回室端面部４８の位置から下降する。このとき、含塵空気には、旋回螺旋部４８ｃからも下向きの力が作用する。この結果、含塵空気は、図３０に示すように、旋回室２９の内部で旋回しながら下降していく。以下の説明では、このように旋回室２９の内部で旋回する空気の流れを「主旋回気流」と表記する。

一方、ユニット流入口４１から流入した含塵空気のうち、旋回室２９の上部に流入しない残りの含塵空気は、図２３及び図２５中の経路ｂに示すように、バイパス開口５６を通過し、副流入風路２８に流入する。ここで、バイパス開口５６は、主流入風路２７の上面側に開口する複数の微小な貫通孔により形成され、主流入風路２７と比較して空気が流入し難いように構成されている。このため、含塵空気に含まれる塵埃等のうち、ある程度大きい（または、重い）粒子は、慣性力及び重力によりバイパス開口５６に入ることなく、主流入風路２７に沿って流通する。一方、含塵空気に含まれる微細で軽量な粒子は、一部の空気と共にバイパス開口５６から副流入風路２８に流入する。

副流入風路２８に流入した空気は、当該副流入風路２８の内部形状に沿って、旋回室２９内の含塵空気と同じ方向に旋回しつつ、副流入風路２８を下降する。副流入風路２８を流れる空気の一部は、副流入口４５ａから旋回室２９に流入し、残りの空気も、旋回状態で下降しつつ、副流入口４５ｂ，４５ｃから旋回室２９に流入する。従って、副流入口４５ａ，４５ｂ，４５ｃから旋回室２９に流入する気流（以下、補助旋回気流と表記）は、下向きの力を備えている。このように、補助旋回気流は、下向きの力をもって副流入口４５ａ，４５ｂ，４５ｃから主旋回気流に順次合流するので、旋回しながら下降する主旋回気流の流れを強くすることができる。

即ち、主旋回気流の流れは、例えば流路の壁面との摩擦、排出部５１からの向心力等により減速する傾向があるが、補助旋回気流は、減速した主旋回気流を加速する。これにより、強力な遠心力及び下向きの力を有する旋回気流を旋回室２９の全体に形成することができる。また、副流入口４５ａ，４５ｂ，４５ｃから旋回室２９に流入する補助旋回気流は、主旋回気流と比較して、旋回室２９の壁面に沿って流れる特性が強い。このため、補助旋回気流は、主旋回気流に含まれる粗大な塵埃が旋回室２９の壁面に擦れるのを抑制するシースエアーの役割も果たすことができる。

なお、主流入風路２７は、含塵空気の一部を旋回室２９の上部に導入し、旋回室２９内に主旋回気流を形成する第１の風路を構成している。副流入風路２８は、旋回室２９の上部に流入しない残りの含塵空気を旋回室２９の側壁の副流入口４５ａ，４５ｂ，４５ｃから当該旋回室２９内に導入して主旋回気流に合流させる第２の風路を構成している。

上述したように、旋回室２９内を流れる旋回気流は、主流入口４２から流入した空気による主旋回気流と、副流入口４５ａ，４５ｂ，４５ｃから流入した空気による補助旋回気流とが合流して生成されているので、十分に大きな下向きの速度を備えている。従って、旋回室２９内の旋回気流は、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。このとき、気流中の塵埃には、旋回方向の流れにより遠心力が作用すると共に、排出部５１からの向心力が作用する。しかし、本実施の形態では、旋回気流に強力な下向きの力が付加されているので、気流中の塵埃は、排出口５３と同等の高さの領域を比較的短時間で通過する。

また、例えば繊維ごみ、毛髪等のように、比較的嵩の大きなごみαは、遠心力により旋回室２９の側壁に押し付けられながら落下する。このため、ごみαは、０次開口４０の高さに到達すると、旋回気流から分離され、０次開口４０を経由して０次集塵室３０に進入する。０次集塵室３０に進入したごみαは、旋回室２９内の空気の旋回方向と同じ方向に移動しながら落下し、０次集塵室３０の最下部に達して捕集される。このように、集塵ユニット１３は、例えば旋回室２９内で旋回する含塵空気中の粗大な塵埃等を径方向の慣性力により０次開口４０に進入させて０次集塵室３０に捕集することができる。一方、例えば砂ごみ、細かい繊維ごみ等のように、比較的嵩の小さなごみβは、０次集塵室３０に進入せずに、旋回室２９内において、旋回気流に乗って旋回しながら下方に移動する。そして、ごみβは、１次開口３９から落下して１次集塵室３１に捕集される。

また、旋回室２９内を旋回しながら下降する旋回気流は、図３０に示すように、旋回室２９の最下部に到達すると、その進行方向が上向きに変化し、旋回室２９の中心軸に沿って上昇する。この上昇気流は、ごみα，β等が除去された清浄な空気により形成されるものである。清浄な空気は、排出部５１の各排出口５３を通過して旋回室２９から流出する。旋回室２９から流出した空気は、流出風路３２を経由してユニット流出口５７に到達し、ユニット流出口５７及び接続口２２を通過して連結風路２１に送られる。そして、前述したように、掃除機本体６の外部に排出される。

（実施の形態１の効果）
本実施の形態では、サクションホース５と集塵ユニット１３とを接続する吸気風路１９を直線状に形成し、吸気風路１９の途中に曲部が存在しない構成としている（以下、第１の構成と表記）。この構成によれば、吸気風路１９は、サクションホース５から集塵ユニット１３に流入する含塵空気に乱流が形成されるのを抑制し、当該含塵空気を層流に近い状態で集塵ユニット１３に流入させることができる。この結果、集塵ユニット１３への流入時には、塵埃同士の衝突及び塵埃と壁面との衝突を低減し、塵埃の粉砕及び微粒化を抑制することができる。従って、外部に排出される微小な塵埃を減少させることができる。さらに、吸気風路１９に曲部が無いことで、掃除機本体６の内部に無駄なスペースが生じないので、掃除機本体６を小型に留める利点も生ずる。

また、本実施の形態では、旋回室２９と０次集塵室３０とを径方向において互いに分離した上で、旋回室２９の側壁の０次開口４０を介して両者を相互に連通させる構成としている（以下、第２の構成と表記）。この構成によれば、含塵空気が旋回室２９に流入したときには、まず、比較的粗大な塵埃を０次開口４０から０次集塵室３０に捕集することができる。このとき、０次集塵室３０は、旋回室２９と径方向に分離されているので、０次集塵室３０の内部には、旋回気流が入り込み難い。しかも、０次集塵室３０の底面を構成する底面部４６は、０次開口４０から高さ方向（上下方向）に離間しているので、０次集塵室３０内で塵埃が溜まる底面側には、特に旋回気流が入り込み難い。

この結果、０次集塵室３０内に捕集された塵埃が旋回気流により再び飛散して他の塵埃と衝突したり、壁面と衝突するのを抑制することができる。従って、旋回気流による塵埃の擦れの影響を低減し、塵埃の粉砕及び微小化をより効果的に抑制することができる。そして、花粉、ダニ等のアレルゲンを含むハウスダストが旋回気流により粉砕された状態で掃除機本体６から排出されるのを抑制し、ユーザの利便性を向上させることができる。さらに、塵埃の再飛散を抑制する効果は、塵埃の捕集効率の向上にも寄与している。この結果、吸気フィルタ６１への塵埃流入を抑制できるので、吸気フィルタ６１の目詰まりによる吸引力の低下を抑制し、電気掃除機１の掃除能力の低下を抑制することができる。

一方、０次集塵室３０で捕集されなかった塵埃は、１次集塵室３１に捕集される。この場合、１次集塵室３１では、０次集塵室３０と比較して、塵埃の蓄積箇所に風が流れるので、塵埃の粉砕が起こる可能性がある。しかしながら、本実施の形態では、吸気風路１９が直線状に形成されているので、旋回室２９内には、旋回気流を整流状態で安定的に形成することができる。これにより、比較的粉砕し易い塵埃（特に、花粉、ダニ等のアレルゲンを含むハウスダスト）を０次集塵室３０に効率よく捕集し、１次集塵室３１に捕集される塵埃の量を相対的に減少させることができる。従って、１次集塵室３１にて粉砕される塵埃の量及び粉砕の程度を軽減し、微粒化状態で排出される塵埃を電気掃除機１全体として低減することができる。また、アレルゲンを含むハウスダストの粉砕及び排出を抑制し、ユーザにとって快適な電気掃除機１を実現することができる。

ここで、上記効果と比較する観点から、吸気風路１９に曲部が存在する場合について検討してみる。この場合、吸気風路１９の曲部では、乱流が生じて塵埃の粉砕が生じ易くなる。また、含塵空気が集塵ユニット１３に流入するときには、気流の乱れが生じ、主流入風路２７に吹き溜まりが生じ易くなる。この吹き溜まりは、旋回室２９での空気の旋回を妨げ、旋回気流に乱れを生じさせるので、旋回気流が０次集塵室３０に進入し易くなる。また、上記吹き溜まりは、副流入風路２８に流入する含塵空気の流れも妨げる。この結果、副流入風路２８から旋回室２９に流入する空気（補助旋回気流）の機能が低下し、０次集塵室３０及び１次集塵室３１の塵埃捕集機能が阻害される。ここで、補助旋回気流の機能とは、旋回室２９の壁面にシースエアーを形成する機能と、主旋回気流に合流して当該主旋回気流を強化する機能である。補助旋回気流の機能が低下した場合には、旋回気流が弱くなるので、０次集塵室３０に流入する空気量が増加する。この結果、０次集塵室３０内に捕集されていた塵埃は、進入した気流により舞上がって旋回室２９に戻ることがあり、また、塵埃同士が衝突して微粒化するという不具合が生じる。

これに対し、本実施の形態では、前述した第１，第２の構成による個々の効果だけでなく、これらの構成を組合わせた相乗効果により、塵埃の粉砕抑制効果を最大限に発揮することができる。また、上記第１，第２の構成に加えて、副流入風路２８を備えることにより、主旋回気流を強化する補助旋回気流を形成することができ、塵埃の粉砕抑制効果を更に顕著にすることができる。

また、本実施の形態では、吸気風路１９をホース接続口９からユニット流入口４１に向けて斜め下向きに傾斜させる構成としている。この構成によっても、塵埃の粉砕抑制効果を高めることができる。即ち、特にキャニスター型の掃除機の場合には、掃除機本体６が床面上に置かれるので、ユーザが把持する取手７が掃除機本体６よりも高い位置に保持されることが多い。これに対し、吸気風路１９がホース接続口９側を高くするように傾斜していることで、サクションホース５の弛み等を抑制し、取手７の位置から吸気風路１９に向けて斜め下向きに延びるサクションホース５をより直線に近い状態に保持することができる。この結果、吸込口体２から吸込まれた空気の流れがサクションホース５等の内部で層流化し易くなるので、空気と共に吸込まれた塵埃をよりスムーズに流動させることができる。従って、塵埃同士の衝突及び塵埃と壁面との衝突を抑制し、塵埃の微粒化を妨げることができる。また、含塵空気をスムーズに流動させることにより、前述した主流入風路２７の吹き溜まりも効果的に抑制することができる。

また、例えばユーザが取手７を把持した状態で掃除機本体６を引っ張って移動させるときには、吸気風路１９が上述のように傾斜していることで、掃除機本体６に加わる上方への力を軽減することができる。これにより、掃除機本体６の前部側（ホース接続口９側）が床面から浮いた状態となるのを抑制し、集塵ユニット１３により塵埃を安定的に捕集することができる。即ち、掃除機本体６の前部側が浮いて集塵ユニット１３の傾斜角が変動した場合には、集塵ユニット１３内で捕集された塵埃の位置が変化することがある。この結果、例えば捕集された塵埃が風速の遅い位置から早い位置に移動すると、当該塵埃が気流によって再び旋回を開始し、塵埃の粉砕が進行し易くなる。本実施の形態によれば、このような現象を抑制することができる。さらに、掃除機本体６の前部側が浮かない事で、掃除機本体６の走行が安定し易くなり、ユーザの操作性を改善することができる。

また、本実施の形態では、集塵ユニット１３を掃除機本体６に取付けたときに、集塵ユニット１３（０次集塵室３０及び１次集塵室３１）の底面部４６の少なくとも一部が水平方向に対して傾斜する構成としている。これにより、これらの集塵室３０，３１の内部には、底面の高低差（勾配）が形成されるので、捕集された塵埃の蓄積状態が重力により偏るようになり、塵埃の蓄積状態にムラが生じる。特に、集塵室３０，３１内で最も低い部位には、塵埃が集中的に蓄積され易くなる。このように、塵埃が一部に集中して蓄積されることにより、蓄積された塵埃の近傍に気流が通過し難い状況を形成することができる。この結果、特定の部位に蓄積する塵埃の量が多くなるほど、蓄積された塵埃に対する空気の接触面積が減少し、集塵室３０，３１内の塵芥が気流により移動するのを抑制することができる。従って、０次集塵室３０と１次集塵室３１の両方において、塵埃の粉砕抑制効果を高めることができる。

また、０次集塵室３０及び１次集塵室３１は、空気が出入りするホース接続口９及びユニット流出口５７よりも低い位置に配置されている。従って、これらの集塵室３０，３１を斜めに傾けて配置することで、集塵室３０，３１内に塵埃が蓄積される部位と、ホース接続口９及びユニット流出口５７との距離を大きく設定し、集塵室３０，３１内に出入りする空気の流れが蓄積された塵埃に与える影響を低減することができる。この結果、一旦蓄積された塵埃が再度浮遊して旋回する現象を抑制し、塵埃の粉砕抑制効果を高めることができる。

また、本実施の形態では、集塵ユニット１３の軸線、即ち、旋回室２９の中心軸を鉛直方向に対して傾けた状態で配置している。そして、０次開口４０は、旋回室２９の中心軸を中心とする任意の仮想円上において、最も高くなる位置で当該旋回室２９の側壁に形成する構成としている。この構成によれば、円筒状をなす旋回室２９の側壁のうち、最も高い位置に０次開口４０を開口させることができる。これにより、旋回室２９を旋回する塵埃を遠心力により０次開口４０から０次集塵室３０に捕集しつつ、旋回気流が０次集塵室３０に流入し難くすることができる。従って、０次集塵室３０に捕集された塵埃が気流により再び浮遊するのを抑制し、塵埃の粉砕抑制効果を向上させることができる。

また、本実施の形態では、図２８に示すように、０次集塵室３０を、旋回室２９を径方向外側から取囲む中空の円筒状またはＣ字状に形成している。また、０次開口４０は、０次集塵室３０の特定の直径方向の一側に配置している。そして、０次集塵室３０のうち前記特定の直径方向の一側に位置する部位の空間容積は、他側に位置する部位の空間容積よりも大きく形成している。この構成によれば、旋回室２９内の気流が０次開口４０から０次集塵室３０に流入するのを抑制することができる。

即ち、０次開口４０から０次集塵室３０内に進入する塵埃は、旋回気流と共に流れるときの慣性力が作用することにより、０次集塵室３０の側壁に沿って前記特定の直径方向の他側に向けて移動する。このとき、０次集塵室３０の空間容積は、特定の直径方向の一側よりも他側で小さくなるように形成されている。このため、０次集塵室３０内において、特定の直径方向の他側には、塵埃が慣性力により奥所まで到達可能で、かつ、気流が流入し難い空間を形成することができる。従って、この空間に到達した塵埃を安定的に蓄積することができる。また、０次開口４０の位置で０次集塵室３０の空間容積を大きくすることにより、０次開口４０から０次集塵室３０の側壁までの距離を大きくすることができる。これにより、０次開口４０から進入した塵埃が０次集塵室３０の側壁に衝突して粉砕されるのを抑制することができる。

また、本実施の形態では、集塵ユニット１３のユニット流出口５７と電動送風機１０の吸込口１０ａとを連結する連結風路２１に吸気フィルタ６１を設けている。この構成によれば、仮に集塵ユニット１３から塵埃が流出した場合でも、当該塵埃を吸気フィルタ６１により捕集することができる。詳しく述べると、例えばユーザの使用用法によっては、集塵ユニット１３の内部で塵埃が粉砕されて当該塵埃が連結風路２１に流出する場合がある。また、集塵ユニット１３の捕集性能の限界を超えた極めて微小な塵埃が連結風路２１に流出する場合もある。吸気フィルタ６１は、このような塵埃を捕集し、当該塵埃が電動送風機１０により更に粉砕されて微粒化するのを防止することができる。

また、本実施の形態において、吸気フィルタ６１は、集塵ユニット１３と別体に形成し、吸気フィルタ６１の上面部から下面部に向けて空気を流通させることにより当該空気を正常化するのが好ましい。このように、吸気フィルタ６１の上面部で塵埃を捕集する方式を採用することで、捕集された塵埃は、電気掃除機１の停止後も吸気フィルタ６１の上面部に留まるようになる。これに対し、仮に吸気フィルタの下面部で塵埃を捕集する構成とした場合には、電気掃除機１が停止する毎に、吸気フィルタに捕集されていた塵埃の少なくとも一部が落下し、この塵埃が電気掃除機１の起動時に吸気フィルタに再び捕集される動作を繰返すことになり易い。この結果、塵埃の粉砕及び微粒化が進行する。特に、吸気フィルタが集塵ユニット１３と一体化されている場合には、塵埃が再度旋回するので、塵埃同士の衝突及び塵埃と壁面との衝突により粉砕が更に進行し易くなる。これに対し、本実施の形態によれば、集塵ユニット１３と別体に形成した吸気フィルタ６１の上面部に、一旦捕集した塵埃を安定的に留めることができる。

また、吸気フィルタ６１は、プリーツ状に形成されているのが好ましい。これにより、吸気フィルタ６１の表面における塵埃の捕集箇所を分散させ、吸気フィルタ６１の性能を長期間にわたって維持することができる。また、空気が吸気フィルタ６１を通過するときの通過面積を可能な限り大きく確保することができる。この結果、通過時の風速を低下させ、捕集された塵埃が気流により吸気フィルタ６１に押付けられる力を弱くすることができる。また、プリーツの下部側の先端に塵埃が溜まり易くなるので、塵埃が蓄積した箇所の風量を減少させることができる。しかも、塵埃が蓄積した箇所の周囲には、空気が十分に通過するので、吸気フィルタ６１の圧損による影響を最小限に抑えることができる。

また、本実施の形態において、電動送風機１０は、上面部の吸込口１０ａから下方に向けて空気を吸込む構成としている。これにより、塵埃を蓄積するときの空気の吸引方向と、蓄積された塵埃に作用する重力の方向とを一致させることができる。従って、例えば重力と逆向きに吸引する場合と比較して、蓄積された塵埃の再飛散を効果的に抑制することができる。

また、掃除機本体６には、排気フィルタ６２以外の位置で電動送風機１０の全体を覆うケーシングを設けるのが好ましい。本実施の形態では、例えば後部収容体１４により前記ケーシングを構成することができる。また、後部収容体１４の内部に、電動送風機１０の全体を覆う専用のケーシングを配置してもよい。ここで、仮に塵埃が吸気フィルタ６１を通過した場合には、当該塵埃が電動送風機１０内で粉砕され、更に微粒化した状態となる。このとき、電動送風機１０の全体がケーシングにより覆われていれば、電動送風機１０内で粉砕され塵埃は、排気フィルタ６２により捕集されるか、または、電動送風機１０のケーシング内に溜まった状態となる。従って、掃除機本体６から塵埃が排出されるのを抑制することができる。

なお、排気フィルタ６２としては、電荷を帯びたフィルタであるか、または、電荷を帯びる機能を備えたフィルタ（例えば、帯電フィルタ）を用いるのが好ましい。特に、電動送風機１０から排出される塵埃は、ナノオーダーのサイズの微粒子であり、このような微粒子は、気流の影響よりも静電機の影響を強く受ける特性がある。従って、排気フィルタ６２を帯電フィルタにより構成すれば、排気フィルタ６２による塵埃の捕集性能を顕著に向上させることができる。

また、本実施の形態では、例えば摩擦により静電気を帯び易い樹脂材料等を用いて排気風路６３を形成した上で、排気フィルタ６２の通気方向（図３０中の矢印Ｐ）と、排気口６０の排気方向（矢印Ｑ）とを互いに逆向きに設定している。これにより、排気風路６３の途中には、少なくとも２箇所（図３０に示す例では、４箇所）の曲部を形成し、排気の乱流を発生し易くすることができる。排気の乱流により、排気風路６３の壁面と排気との間に摩擦が生じるので、排気風路６３に静電気を帯びさせることができる。この結果、仮に排気フィルタ６２を通り抜けた塵埃が存在する場合でも、この塵埃を静電気により排気風路６３に吸着し、掃除機本体６から塵埃が排出されるのを抑制することができる。

また、本実施の形態では、例えば排気風路６３を含む排気の風路の一部分において、繊維状の帯電素材、スポンジ等を風路の壁面に張付ける構成としてもよい。また、排気の風路の一部分において、例えばシボ加工を施した箇所を設けたり、風路の壁面に凹凸を形成する構成としてもよい。これらの構成によれば、風路の壁面に塵埃が引っ掛かり易くすることができ、塵埃の捕捉率を高めて再飛散を抑制することができる。そして、掃除機本体６からの塵埃の排出抑制効果を更に向上させることができる。

また、集塵ユニット１３の手前に配置された吸込口体２、吸引パイプ３、接続パイプ４及びサクションホース５により構成される吸込部内の吸引風路では、帯電を防止する措置を行うのが望ましい。塵埃が集塵ユニット１３に捕集されるまでの吸気風路では、排気側とは異なり、風路の壁面に対する塵埃の衝突を可能な限り低減し、塵埃が粉砕されるのを抑制する必要がある。従って、風路壁面の帯電を抑える構成とすれば、塵埃が受ける静電気力を低減し、風の流れにより塵埃をスムーズに移動させ、風路壁面と塵埃の接触を抑えることができる。具体例を挙げると、風路の壁面に帯電防止剤を塗布したり、風路の壁面に帯電素材を練り込んだり、風路の壁面をカーボン、ステンレス等の導電性材料により形成することで、風路の帯電を防止することができる。また、例えば風路の壁面に鏡面加工等を施して壁面の凹凸を減少させたり、吸込部をアースに接続して電荷を常時逃がす構成としたり、放電等を用いたデバイスからイオンを放出して除電する等の手段によっても、風路の帯電を防止することができる。特に、カーボン、ステンレス等を用いて風路を形成することは、軽量化及び強度向上の観点からもメリットが高く、ユーザの使い易さにも直結するものである。

なお、本実施の形態の電気掃除機１は、吸込口体２、吸引パイプ３、接続パイプ４及び掃除機本体６が棒状（細長いタワー状）に連結されたスティッククリーナとして形成してもよい。スティッククリーナとして形成した場合には、サクションホース５が存在しない構成としてもよく、取手７は掃除機本体６に形成してもよい。この結果、吸込部を含む風路全体の曲部を更に少なくすることができる。

また、前記実施の形態では、旋回室２９及び０次集塵室３０からなる１個のサイクロン部を備えた集塵ユニット１３を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば特許文献１に記載されたように２個のサイクロン部を備えた集塵ユニットに適用してもよいし、３個以上のサイクロン部を備えた集塵ユニットに適用してもよい。また、前記実施の形態では、キャニスター型の電気掃除機１を例示した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば自動走行しながら塵埃の吸込動作を行う電動掃除機（所謂ロボット掃除機）に適用してもよい。

１ 電気掃除機、２ 吸込口体（吸込部）、３ 吸引パイプ（吸込部）、４ 接続パイプ（吸込部）、５ サクションホース（吸込部）、６ 掃除機本体、７ 取手、８ 操作部、９ ホース接続口（吸込部接続口）、１０ 電動送風機、１０ａ 吸込口、１０ｂ 吹出口、１１ 電源コード、１２ 収容ユニット、１３ 集塵ユニット（サイクロン集塵ユニット）、１４ 後部収容体（ケーシング）、１５ 前部収容体、１５ａ ユニット収容部、１６ 吸気風路形成部、１７ 連結風路形成部、１８ 車輪、１９ 吸気風路、２０ 接続口、２１ 連結風路、２２ 接続口、２３ 流出部ケース、２４ 端面ケース、２５ 流入部ケース、２６ 集塵部ケース、２７ 主流入風路（第１の風路）、２８ 副流入風路（第２の風路）、２９ 旋回室、３０ ０次集塵室（集塵部）、３１ １次集塵室（集塵部）、３２ 流出風路、３３ 円筒部、３４ 円錐部、３５ 隔壁部、３６ 主流入管、３７ 副流入風路形成部、３８ 接続部、３９ １次開口、４０ ０次開口（連通口）、４１ ユニット流入口（流入口）、４２ 主流入口、４３ 立上がり部、４４ 副流路端面部、４４ｂ 副流路端面垂直部、４４ｃ 副流路端面螺旋部、４４ｄ 副流路端面傾斜部、４５，４５ａ，４５ｂ，４５ｃ 副流入口、４６ 底面部、４７ 外壁部、４８ 旋回室端面部、４８ａ 旋回傾斜部、４８ｂ 旋回垂直部、４８ｃ 旋回螺旋部、４９ リブ、５０ 側壁部、５１ 排出部、５２ バイパス円弧壁部、５３ 排出口、５４ 蓋部、５５ 流出部、５６ バイパス開口、５７ ユニット流出口、５８ バイパス側壁部、５９ 副流入風路終端リブ、６０ 排気口、６１ 吸気フィルタ、６２ 排気フィルタ、６３ 排気風路

Claims (12)

1. 外部の含塵空気を吸込む吸込部と、
   前記吸込部が着脱可能に接続される吸込部接続口を有し、前記吸込部接続口から吸込んだ含塵空気を清浄化する掃除機本体と、を備え、
   前記掃除機本体は、
   前記吸込部により吸込んだ含塵空気が流入する流入口、内部に導入された空気が旋回気流を形成する筒状の旋回室、前記流入口から流入した含塵空気を前記旋回室の上部に導入する流入風路、前記旋回室の上端面から当該旋回室の内部に向かって突出して当該旋回室の内部の空気を排出する排出部、前記旋回室の壁面のうち当該旋回室の中心軸から径方向に離間した側壁に形成された連通口、及び、前記連通口を介して前記旋回室と連通した集塵部を有し、前記旋回室内で旋回する含塵空気中の塵埃を径方向の慣性力により前記連通口に進入させて前記集塵部に捕集するサイクロン集塵ユニットと、
   空気の吸込口及び吹出口を有し、前記サイクロン集塵ユニットの内部に空気を吸引して前記旋回室内に前記旋回気流を形成する電動送風機と、
   前記掃除機本体の吸込部接続口と前記サイクロン集塵ユニットの流入口とを直線的に接続する吸気風路と、
   を備え、
   前記流入風路の軸は、前記旋回室の軸を鉛直方向に向けた場合に下流側が上流側より高くなるように当該旋回室の軸に垂直な平面に対して傾斜する電気掃除機。
2. 前記流入風路の軸は、前記掃除機本体を床面上に置いたときに、水平に配置される構成とした請求項１に記載の電気掃除機。
3. 前記掃除機本体の吸込部接続口は、前記掃除機本体を床面上に置いたときに、前記サイクロン集塵ユニットの流入口よりも高い位置となるように配置し、
   前記吸気風路は、前記吸込部接続口から前記流入口に向けて斜め下向きに傾斜させる構成とした請求項１または請求項２に記載の電気掃除機。
4. 前記サイクロン集塵ユニットを前記掃除機本体に取付けたときに、前記集塵部の底面部の少なくとも一部が水平方向に対して傾斜する構成とした請求項１から３のうち何れか１項に記載の電気掃除機。
5. 前記サイクロン集塵ユニットは、前記旋回室の中心軸を鉛直方向に対して傾けた状態で前記掃除機本体に取付け、
   前記連通口は、前記旋回室の中心軸を中心とする任意の仮想円上において最も高くなる位置で当該旋回室の側壁に形成する構成とした請求項１から４のうち何れか１項に記載の電気掃除機。
6. 前記集塵部は、前記旋回室を径方向外側から取囲む中空の円筒状またはＣ字状に形成し、
   前記連通口は、前記集塵部の特定の直径方向の一側に配置し、
   前記集塵部のうち前記特定の直径方向の一側に位置する部位の空間容積は、前記特定の直径方向の他側に位置する部位の空間容積よりも大きく形成する構成とした請求項１から５のうち何れか１項に記載の電気掃除機。
7. 前記サイクロン集塵ユニットは、副流入風路を更に備え、
   前記流入風路は、前記流入口から流入した含塵空気の一部を前記旋回室の上部に導入し、当該含塵空気の一部により前記旋回室内に主旋回気流を形成させ、
   前記副流入風路は、前記流入口から流入した含塵空気のうち前記旋回室の上部に流入しない残りの含塵空気を前記旋回室の側壁から当該旋回室内に導入して前記主旋回気流に合流させる請求項１から６のうち何れか１項に記載の電気掃除機。
8. 前記掃除機本体は、
   前記サイクロン集塵ユニットの流出側と前記電動送風機の吸込口とを連結する連結風路と、
   前記連結風路に設けられ、前記サイクロン集塵ユニットから流出した空気中の塵埃を前記電動送風機の上流側で捕集する吸気フィルタと、
   を備えた請求項１から７のうち何れか１項に記載の電気掃除機。
9. 前記掃除機本体を床面上に置いた状態において、前記サイクロン集塵ユニットから流出した空気が前記吸気フィルタの上部に流入し、当該空気が前記吸気フィルタの下部から前記電動送風機に向けて流出する構成とした請求項８に記載の電気掃除機。
10. 前記電動送風機は、前記掃除機本体を床面上に置いたときに、上面部から空気を吸込む構成とした請求項１から９のうち何れか１項に記載の電気掃除機。
11. 前記掃除機本体は、
    前記電動送風機から吹出した空気を前記掃除機本体の外部に排出する排気口と、
    前記電動送風機の吹出口と前記排気口との間に設けられ、前記電動送風機から吹出した空気中の塵埃を捕集する排気フィルタと、
    前記排気フィルタ以外の位置で前記電動送風機の全体を覆うケーシングと、
    を備えた請求項１から１０のうち何れか１項に記載の電気掃除機。
12. 前記排気フィルタを通過する空気の通気方向と、前記排気口から排出される空気の排気方向とを互いに逆向きに設定した請求項１１に記載の電気掃除機。

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