JP6052273B2 - サイクロン分離装置及び電気掃除機 - Google Patents

Description

この発明は、サイクロン分離装置及び電気掃除機に関する。

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記載されている。特許文献１に記載されたサイクロン分離装置は、旋回室の周囲に集塵室を備える。集塵室に複数のリブが備えられる。

特開２０１４−８３２４３号公報

特許文献１に記載されたサイクロン分離装置では、リブと集塵室を形成する壁との間隔がどれも同じである。このため、集塵室に発生する気流に乱れが生じ易く、ごみの分離性能が低下する恐れがあった。

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。この発明の目的は、ごみの分離性能を向上させることができるサイクロン分離装置と、このようなサイクロン分離装置を備えた電気掃除機とを提供することである。

この発明に係るサイクロン分離装置は、旋回室を形成する内側部材と、内側部材の周囲を囲み、内側部材との間に集塵室を形成する外側部材と、外側部材から集塵室に突出する第１リブと、内側部材から集塵室に突出する第２リブと、を備える。第２リブは、旋回室でごみを分離する際に集塵室に発生する気流に対して、第１リブの上流側に配置される。第２リブと外側部材との間隔は、第１リブと内側部材との間隔より大きい。

この発明に係る電気掃除機は、上記サイクロン分離装置と、サイクロン分離装置の旋回室に旋回気流を発生させるための送風機と、を備える。

この発明によれば、サイクロン分離装置のごみの分離性能を向上させることができる。

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。 図１に示す電気掃除機から集塵ユニットを取り外した状態の斜視図である。 図１に示す電気掃除機から集塵ユニットを取り外した状態の背面図である。 図３のＡ−Ａ断面を示す図である。 この発明の実施の形態１における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における集塵ユニットを示す正面図である。 図５及び図６に示す集塵ユニットの分解図である。 図６のＢ−Ｂ断面を示す図である。 図８のＣ−Ｃ断面を示す図である。 図８のＤ−Ｄ断面を示す図である。 図８のＥ−Ｅ断面を示す図である。 図１に示す電気掃除機を図３のＡ−Ａ断面と同じ断面で切断した図である。 図８のＥ−Ｅ断面を示す図である。 この発明の実施の形態１における集塵ユニットの他の例を示す背面図である。 電気掃除機に搭載可能な集塵ユニットの例を示す断面図である。

添付の図面を参照し、本発明を説明する。重複する説明は、適宜簡略化或いは省略する。各図において、同一の符号は同一の部分又は相当する部分を示す。

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１を示す斜視図である。
図１は、コードレスタイプの縦型の電気掃除機１を一例として示す。電気掃除機１は、例えば充電池を備える。また、充電台（図示せず）が備えられる。充電台は、電源ケーブルによって外部の電源に接続される。充電台に電気掃除機１が適切に載せられると、電気掃除機１の充電池が充電台に電気的に接続される。これにより、充電池が充電される。なお、電気掃除機１はコードレスタイプのものに限られない。電気掃除機１は、外部の電源に接続するための電源コードを備えても良い。

電気掃除機１は、例えば吸込口体２、吸引パイプ３及び掃除機本体６を備える。
吸込口体２は、下向きの開口を備える。吸込口体２は、長手方向の中央部に円筒形状の接続部を備える。上記開口と接続部とは、吸込口体２の内部で通じている。

吸引パイプ３は、例えば円筒形状の真直ぐな部材からなる。吸引パイプ３は、一方の端部が吸込口体２の接続部に接続される。吸込口体２は、吸引パイプ３に着脱可能である。吸引パイプ３の他方の端部は、掃除機本体６に接続される。吸引パイプ３は、掃除機本体６に着脱可能である。吸込口体２及び吸引パイプ３は、外部から掃除機本体６にごみを含む空気（含塵空気）を流入させるための風路を形成する。

掃除機本体６は、ごみを含む空気からごみを分離し、分離したごみを捕集する機能を備える。掃除機本体６は、例えば本体ユニット１２と集塵ユニット１３とを備える。集塵ユニット１３は、本体ユニット１２に着脱可能である。

図２は、図１に示す電気掃除機１から集塵ユニット１３を取り外した状態の斜視図である。図３は、図１に示す電気掃除機１から集塵ユニット１３を取り外した状態の背面図である。図４は、図３のＡ−Ａ断面を示す図である。

本体ユニット１２は、例えば吸気風路形成部１６、取っ手７及び収容体１４を備える。本体ユニット１２は、収容体１４の内部に、例えば充電池、電動送風機１０及び排気風路形成部１７を備える。

吸気風路形成部１６は、吸気風路１９を形成する。吸気風路１９は、本体ユニット１２に形成された風路である。吸気風路１９は、吸引パイプ３からのごみを含む空気を集塵ユニット１３に導くための風路である。吸気風路形成部１６は、例えば円筒形状の真直ぐな部材からなる。吸気風路形成部１６の一方の端部に、吸引パイプ３の他方の端部が接続される。吸引パイプ３が掃除機本体６に適切に接続されると、吸引パイプ３は、吸気風路形成部１６に対して一直線状に配置される。吸気風路形成部１６は、他方の端部に、側方を向く接続口２０を備える。

集塵ユニット１３は、吸気風路１９から流入したごみを含む空気からごみを分離する。集塵ユニット１３は、ごみを含む空気を高速で旋回させることにより、遠心力によってごみを分離する。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は、分離したごみを捕集し、一時的に溜めておく。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。

取っ手７は、掃除をする人が持つ部分である。取っ手７は、例えば、吸気風路形成部１６の他方の端部側に配置される。取っ手７に、操作スイッチ８が設けられる。操作スイッチ８は、例えば、電気掃除機１の運転を制御するための複数のボタンを備える。

収容体１４は、本体ユニット１２の要部の外郭を形成する。収容体１４は、例えば成型品からなる。収容体１４は、例えば集塵ユニット１３の直上に配置される。

排気風路形成部１７は、排気風路２１を形成する。排気風路２１は、本体ユニット１２に形成された風路である。排気風路２１は、集塵ユニット１３においてごみが取り除かれた空気を排気口（図示せず）に導くための風路である。即ち、排気風路２１には、集塵ユニット１３から清浄な空気が流入する。排気風路形成部１７は、収容体１４の下面に接続口２２を備える。

電動送風機１０は、電気掃除機１に形成された風路に気流を発生させる。電気掃除機１に形成された風路には、例えば、外部から掃除機本体６にごみを含む空気を流入させるための風路、吸気風路１９、集塵ユニット１３に形成された風路及び排気風路２１が含まれる。電動送風機１０は、排気風路２１に配置される。

電動送風機１０は、操作スイッチ８に対する操作に応じて予め設定された吸引動作を行う。電動送風機１０が吸引動作を行うと、電気掃除機１に形成された風路に気流が発生する。これにより、吸込口体２の下面に形成された開口から、床面上のごみが空気と一緒に吸い込まれる。吸込口体２に吸い込まれたごみを含む空気は、吸引パイプ３を通って掃除機本体６の内部に取り込まれる。

掃除機本体６の内部に流入したごみを含む空気は、吸気風路１９を通って接続口２０から集塵ユニット１３に送られる。集塵ユニット１３の内部で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は、接続口２２を通って排気風路２１に送られる。集塵ユニット１３から排出された空気は、排気風路２１で電動送風機１０を通過する。電動送風機１０を通過した空気は、排気風路２１を更に進み、排気口から掃除機本体６の外部に放出される。例えば、電動送風機１０を通過した空気は、排気口から掃除中の部屋に戻される。

次に、図５から図１１も参照し、集塵ユニット１３について詳細に説明する。
図５は、この発明の実施の形態１における集塵ユニット１３を示す斜視図である。図６は、この発明の実施の形態１における集塵ユニット１３を示す正面図である。図７は、図５及び図６に示す集塵ユニット１３の分解図である。以下の集塵ユニット１３に関する説明については、図６に示す向きを基準に上下を特定する。

集塵ユニット１３は、全体として円柱形状を呈する。集塵ユニット１３は、例えば、フィルタ部ケース６１、流出部ケース２４、流入部ケース２５及び集塵部ケース２６を備える。フィルタ部ケース６１、流出部ケース２４、流入部ケース２５及び集塵部ケース２６は、例えば成型品である。フィルタ部ケース６１、流出部ケース２４、流入部ケース２５及び集塵部ケース２６は、予め設定された操作を行うことにより、図７に示す状態に分解したり図５に示す状態に組み立てたりすることができる。例えば、ロック機構に対して解除操作を行うことにより、図７に示す状態に分解できる。例えば、図５に示す状態から集塵部ケース２６のみを取り外すことができる。また、フィルタ部ケース６１に、フィルタ６２が収納される。

図８は図６のＢ−Ｂ断面を示す図である。図９は図８のＣ−Ｃ断面を示す図である。図１０は図８のＤ−Ｄ断面を示す図である。図１１は図８のＥ−Ｅ断面を示す図である。フィルタ部ケース６１、流出部ケース２４、流入部ケース２５及び集塵部ケース２６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２７、旋回室２９、０次集塵室３０、一次集塵室３１及び流出風路３２が形成される。

流入部ケース２５は、例えば、円筒部３３、円錐部３４、隔壁部３５、流入管３６及び外壁部３８を備える。円筒部３３は、中空の円筒形状を呈する。円筒部３３は、中心軸が上下方向を向くように配置される。円錐部３４は、先端部が切り取られた中空の円錐形状を呈する。円錐部３４は、中心軸が上下方向を向くように配置される。例えば、円錐部３４の中心軸は、円筒部３３の中心軸と一直線状に配置される。円錐部３４は、上端部が円筒部３３の下端部に接続される。円錐部３４は、上端部から下方に向かうにしたがって径が小さくなる。円錐部３４は、下端部が下方を向いて開口する。円錐部３４の下端部に形成されたこの開口が一次開口３９である。

円筒部３３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からなる一続きの空間が旋回室２９である。旋回室２９は、ごみを含む空気を旋回させるための空間である。旋回室２９の中心軸は、上下方向を向く。旋回室２９を形成する側壁は、旋回室２９の中心軸に直交する方向の断面が円形状を呈する。

旋回室２９を形成する側壁に、０次開口４８が形成される。０次開口４８は、例えば、円筒部３３の下端部から円錐部３４の上端部にかけて形成される。０次開口４８は、一次開口３９より高い位置、即ち上流側に形成される。また、０次開口４８は、外壁部３８より僅かに低い位置に形成される。

隔壁部３５は、例えば円筒形状を呈する。隔壁部３５の径は、円筒部３３の径より小さい。円錐部３４と隔壁部３５とは、円錐部３４が隔壁部３５の内側に形成された空間に上方から挿入されるように配置される。隔壁部３５は、上端部が円錐部３４の外周面に接続される。例えば、隔壁部３５の中心軸は、円錐部３４の中心軸と一致する。

外壁部３８は、例えば円筒形状を呈する。外壁部３８の径は、円筒部３３の径より大きい。外壁部３８は、円筒部３３の上端部の周囲を囲み、円筒部３３の上端より更に上方に延びるように設けられる。外壁部３８の中心軸と円筒部３３の中心軸とは、一定の間隔を空けて平行に配置される。即ち、外壁部３８の中心軸は円筒部３３の中心軸に一致しない。外壁部３８と円筒部３３との間に、外壁部３８と円筒部３３とを接続する部材が設けられる。外壁部３８と円筒部３３との間は、この部材によって完全に塞がれる。

流入管３６は、流入風路２７を形成する。流入風路２７は、集塵ユニット１３に形成された風路である。流入風路２７は、吸気風路形成部１６からのごみを含む空気を旋回室２９に導くための風路である。吸気風路１９からのごみを含む空気は、流入風路２７を通って旋回室２９に流入する。

流入管３６は、例えば四角筒形状を呈する。流入管３６の内側に形成された空間が流入風路２７である。流入管３６は、一端部が外壁部３８に接続される。流入管３６は、一端が外壁部３８の外面で開口する。流入管３６のこの一端は、ユニット流入口４０を形成する。ユニット流入口４０は、集塵ユニット１３にごみを含む空気を取り込むための開口である。流入管３６は、他端部が円筒部３３に接続される。流入管３６は、他端が円筒部３３の内面で開口する。流入管３６のこの他端は、流入口４１を形成する。流入口４１は、流入風路２７を通過したごみを含む空気を旋回室２９に取り込むための開口である。

流入管３６は、円筒部３３の上部に接続される。このため、流入口４１は、円筒部３３の上部に形成される。例えば、流入口４１は、旋回室２９を形成する側壁の最上部に形成される。０次開口４８は、流入口４１より低い位置、即ち下流側に形成される。流入管３６は、例えば一直線状を呈する部材からなる。流入管３６は、流入風路２７からのごみを含む空気が旋回室２９にその接線方向から流入するように、円筒部３３に接続される。例えば、流入管３６の軸は、円筒部３３の中心軸に対して直角をなす。

集塵部ケース２６は、例えば底部４６及び外壁部４７を備える。
底部４６は、全体として円形状を呈する。外壁部４７は、例えば円筒形状を呈する。外壁部４７の径は、円筒部３３の径より大きい。外壁部４７は、例えば底部４６の縁から直立するように設けられる。底部４６及び外壁部４７により、上方が開口し且つ下方が閉じた筒状の部材が形成される。

集塵部ケース２６が流入部ケース２５に対して適切に配置されると、外壁部４７の内側に形成された空間に隔壁部３５が配置される。隔壁部３５は、下端部が底部４６に接触する。隔壁部３５の中心軸と外壁部４７の中心軸とは、一定の間隔を空けて平行に配置される。即ち、隔壁部３５の中心軸は外壁部４７の中心軸に一致しない。外壁部４７は、上端部が外壁部３８の下端部に接触する。外壁部４７の中心軸は、外壁部３８の中心軸に一直線状に配置される。集塵部ケース２６が流入部ケース２５に対して適切に配置されると、集塵部ケース２６の内部に、旋回室２９以外に隔壁部３５によって区切られた２つの空間が形成される。

隔壁部３５の内側に形成された空間のうち、円錐部３４の内側に形成された空間を除く空間が一次集塵室３１である。一次集塵室３１は、一次開口３９を介して旋回室２９に通じる。一次集塵室３１は、円錐部３４の下方を覆い且つ円錐部３４の下端部の周囲を取り囲むように形成される。

外壁部４７の内側に形成された空間のうち、旋回室２９及び一次集塵室３１を除く空間が０次集塵室３０である。０次集塵室３０は、外壁部４７と隔壁部３５との間並びに外壁部４７と円筒部３３及び円錐部３４の各一部との間に形成された一続きの空間である。本実施の形態で示す例では、０次集塵室３０が特許請求の範囲に記載された集塵室に対応する。また、隔壁部３５と円筒部３３及び円錐部３４の各一部とが、内側部材に対応する。外壁部４７が、内側部材の周囲を囲む外側部材に対応する。

０次集塵室３０は、全体として円筒形状を呈する。０次集塵室３０は、円筒部３３と外壁部３８とを接続する部材によって上方が塞がれる。０次集塵室３０は、底部４６によって下方が塞がれる。０次集塵室３０は、旋回室２９の大部分の周囲を取り囲む。また、０次集塵室３０は、一次集塵室３１の周囲を取り囲む。０次集塵室３０は、０次開口４８を介して旋回室２９に通じる。０次開口４８は、０次集塵室３０の最上部で開口する。このため、０次集塵室３０は、０次開口４８から下方に延びるように設けられる。０次開口４８は、円筒部３３の周方向の幅より中心軸方向の幅の方が小さい横長形状であることが好ましい。

図１０に示すように、円筒部３３は、外壁部４７に接触しない範囲で外壁部４７に対してずらして配置される。即ち、円筒部３３の中心軸と外壁部４７の中心軸とは同一直線上に配置されない。円筒部３３の中心軸は、外壁部４７の中心軸に対して一定の間隔を空けて平行に配置される。狭隘部５９は、円筒部３３と外壁部４７との間隔が小さい部分である。円筒部３３と外壁部４７との間隔は、円筒部３３の外面と外壁部４７の内面との距離に等しい。

図１０において、円筒部３３と外壁部４７との間隔は、狭隘部５９から離れるにつれて徐々に大きくなる。円筒部３３と外壁部４７との間隔は、狭隘部５９から最も離れた箇所が最も大きい。流入管３６は、例えば、円筒部３３と外壁部４７との間隔が最も大きい箇所の上方に配置される。

図９に示す点Ｐは、流入風路２７から旋回室２９に流入した空気の進行方向が旋回室２９の接線方向に一致する点を示す。円筒部３３の軸方向に直交する方向の断面において、円筒部３３の中心軸を中心に、点Ｐから旋回室２９で空気が旋回する方向に回転した角度をθ１とする。角度θ１が０°〜１８０°である範囲に狭隘部５９を形成することが好ましい。より好ましくは、狭隘部５９は、角度θ１が９０°である位置に形成される。

また、円筒部３３の軸方向に直交する方向の断面において、円筒部３３の中心軸を中心に、円筒部３３と外壁部４７との間隔が最も狭い箇所から旋回室２９で空気が旋回する方向に回転した角度をθ２とする。角度θ２が９０°〜２７０°である範囲に０次開口４８を形成することが好ましい。より好ましくは、０次開口４８は、角度θ２が１８０°である位置に形成される。図１０は、角度θ２が１８０°である位置に０次開口４８が形成されている例を示す。図１０に示す例では、０次開口４８は、円筒部３３と外壁部４７との間隔が最も大きい箇所に配置される。

０次集塵室３０に、複数のリブが備えられる。
外壁部４７に、１つの捕捉リブ６４が設けられる。捕捉リブ６４は、外壁部４７から０次集塵室３０に突出する。捕捉リブ６４は、外壁部４７の内面から隔壁部３５の中心軸に向かう方向に延びる。捕捉リブ６４と隔壁部３５との間隔ａは、例えば上下に渡って一定である。他の例では、捕捉リブ６４と隔壁部３５との間隔ａは、下方に向かうに従って大きくなる。かかる場合、間隔ａは、０次開口４８から離れるに従って大きくなる。

０次集塵室３０を形成する内側部材に、誘導リブ６５、逆流防止リブ６６、バックアップリブ６７及び減速リブ６８が設けられる。本実施の形態では、上記各リブを隔壁部３５に設ける例を示す。上記各リブを隔壁部３５と円錐部３４とに渡って設けても良い。捕捉リブ６４は、例えば、誘導リブ６５等が設置されている高さと同様の高さに設置される。

誘導リブ６５は、隔壁部３５から０次集塵室３０に突出する。誘導リブ６５は、隔壁部３５の外面から隔壁部３５の中心軸に向かう方向とは反対の方向に延びる。誘導リブ６５と外壁部４７との間隔ｂは、例えば上下に渡って一定である。誘導リブ６５と外壁部４７との間隔ｂは、捕捉リブ６４と隔壁部３５との間隔ａより大きい。誘導リブ６５が隔壁部３５の外面から外壁部４７側に突出する距離は、例えば間隔ａより短い。

逆流防止リブ６６は、隔壁部３５から０次集塵室３０に突出する。逆流防止リブ６６は、隔壁部３５の外面から隔壁部３５の中心軸に向かう方向とは反対の方向に延びる。逆流防止リブ６６と外壁部４７との間隔ｃは、例えば上下に渡って一定である。逆流防止リブ６６と外壁部４７との間隔ｃは、捕捉リブ６４と隔壁部３５との間隔ａより大きい。

バックアップリブ６７は、隔壁部３５から０次集塵室３０に突出する。バックアップリブ６７は、隔壁部３５の外面から隔壁部３５の中心軸に向かう方向とは反対の方向に延びる。バックアップリブ６７と外壁部４７との間隔ｄは、例えば上下に渡って一定である。バックアップリブ６７と外壁部４７との間隔ｄは、捕捉リブ６４と隔壁部３５との間隔ａより大きい。

減速リブ６８は、隔壁部３５から０次集塵室３０に突出する。減速リブ６８は、隔壁部３５の外面から隔壁部３５の中心軸に向かう方向とは反対の方向に延びる。誘導リブ６５、逆流防止リブ６６、バックアップリブ６７及び減速リブ６８は、隔壁部３５の中心軸を中心に隔壁部３５の外面から放射状に延びる。減速リブ６８と外壁部４７との間隔ｅは、例えば上下に渡って一定である。減速リブ６８と外壁部４７との間隔ｅは、捕捉リブ６４と隔壁部３５との間隔ａより大きい。間隔ａ〜ｅの中で間隔ａが最も小さい。

旋回室２９でごみを分離する際に０次集塵室３０に気流が発生する。０次集塵室３０では、旋回室２９で空気が旋回する方向と同じ方向に空気が旋回する。誘導リブ６５は、０次集塵室３０に発生するこの気流に対して、捕捉リブ６４の上流側に配置される。逆流防止リブ６６は、上記気流に対して誘導リブ６５の更に上流側に配置される。バックアップリブ６７は、上記気流に対して捕捉リブ６４の下流側に配置される。

隔壁部３５の軸方向に直交する方向の断面において、隔壁部３５の中心軸を中心に、０次開口４８の中心から旋回室２９で空気が旋回する方向に回転した角度をθ３とする。図１１に示す例では、角度θ３が９０°である位置に逆流防止リブ６６が配置される。また、誘導リブ６５は、角度θ３が１８０°である位置に配置される。バックアップリブ６７は、角度θ３が２７０°である位置に配置される。減速リブ６８は、角度θ３が０°である位置に配置される。

捕捉リブ６４は、隔壁部３５と外壁部４７との間隔が小さい箇所に配置されることが好ましい。本実施の形態は、誘導リブ６５を隔壁部３５と外壁部４７との間隔が最も小さい箇所に配置し、捕捉リブ６４を誘導リブ６５のすぐ下流側に配置した例を示す。例えば、隔壁部３５と外壁部４７との間隔が最も小さい箇所に捕捉リブ６４を配置しても良い。隔壁部３５と外壁部４７との間隔が最も小さい箇所が誘導リブ６５と捕捉リブ６４との間に配置されても良い。

流出部ケース２４は、例えば、蓋部４９及び流出部５１を備える。蓋部４９は、例えば板状を呈する。流出部ケース２４が流入部ケース２５に対して適切に配置されると、円筒部３３の上方を塞ぐように蓋部４９が配置される。即ち、旋回室２９の上壁は蓋部４９によって形成される。

蓋部４９と流入部ケース２５の外壁部３８とにより、フィルタ部ケース６１を収納するための空間が形成される。フィルタ部ケース６１は、流出部ケース２４を上方から覆うように外壁部３８の内側に形成された空間に設けられる。フィルタ部ケース６１は、流出部ケース２４に上方から密着するように載せられる。フィルタ部ケース６１の上面に、ユニット流出口５８が形成される。ユニット流出口５８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。

流出部５１は、旋回室２９の空気を旋回室２９の外に流出させるための部材である。流出部５１は、蓋部４９の中央部に設けられる。流出部５１は、蓋部４９から下方に突出する。流出部ケース２４が流入部ケース２５に対して適切に配置されると、流出部５１は、旋回室２９の上壁から旋回室２９の内部に突出するように配置される。

流出部５１は、例えば予め設定された中間位置より上方の部分が円筒状を呈する。流出部５１は、蓋部４９の上面で開口する。流出部５１の上記中間位置より下方の部分は、下方に向かうにしたがって径が小さくなる中空の円錐状を呈する。流出部５１の下端は、例えば０次開口４８の下端より下方に配置される。流出部５１の中心軸は、円筒部３３の中心軸と一致する。

流出部５１の内側に形成された空間は、流出風路３２の一部を形成する。流出風路３２は、旋回室２９の空気を集塵ユニット１３の外に流出させる風路である。流出風路３２の上記一部、旋回室２９及び一次集塵室３１は、集塵ユニット１３においてほぼ同心状に配置される。

流出部５１に、流出口５４が形成される。流出口５４は、旋回室２９の空気を旋回室２９の外に流出させるための開口である。旋回室２９の空気は、流出口５４を介して流出風路３２に取り込まれる。本実施の形態は、多数の微細孔によって流出口５４を形成する例を示す。例えば、微細孔の一部は、流入口４１の下端より上方に形成される。微細孔の一部は、０次開口４８の下端より下方の位置まで形成される。但し、流出部５１の円筒形状を呈する部分のうち流入口４１が直接対向する部分に、微細孔は形成されない。

図１２は、図１に示す電気掃除機１を図３のＡ−Ａ断面と同じ断面で切断した図である。集塵ユニット１３は、本体ユニット１２に取り付けられる。集塵ユニット１３が本体ユニット１２に適切に取り付けられると、フィルタ部ケース６１の上面が収容体１４の下面に密着する。ユニット流入口４０は、本体ユニット１２の接続口２０に接続される。ユニット流出口５８は、本体ユニット１２の接続口２２に接続される。

次に、集塵ユニット１３の機能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、上述したように、吸込口体２に吸い込まれたごみを含む空気は、吸気風路１９を通過して接続口２０に達する。吸気風路１９のごみを含む空気は、接続口２０及びユニット流入口４０を通過して流入風路２７に流入する。流入風路２７に流入したごみを含む空気は、流入風路２７を通過し、流入口４１から旋回室２９に流入する。流入口４１を通過したごみを含む空気は、円筒部３３の内面、即ち旋回室２９を形成する側壁に沿うように旋回室２９にその接線方向から流入する。かかる経路は、図９において経路ｆとして実線の矢印で示されている。

流入口４１から旋回室２９に流入した空気は、旋回室２９を形成する側壁に沿うように予め設定された方向に回り、旋回室２９で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。

旋回室２９内の空気、即ち上記旋回気流に含まれるごみには、遠心力が作用する。例えば繊維ごみ及び毛髪といった比較的嵩の大きなごみαは、作用する遠心力によって円筒部３３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４８の高さに達すると０次開口４８を通過する。また、旋回室２９内の空気の一部も０次開口４８を通過する。

０次開口４８を通過したごみαは、０次集塵室３０に送られる。また、０次開口４８を通過した空気は、旋回室２９で空気が旋回する方向と同じ方向に旋回しながら０次集塵室３０を進む。即ち、電動送風機１０が吸引動作を開始すると、０次集塵室３０にも気流が発生する。０次開口４８から０次集塵室３０に進入したごみαは、旋回室２９での空気の旋回方向と同じ方向に移動しながら落下する。

０次集塵室３０に送られたごみαには、遠心力が作用する。また、０次集塵室３０に送られたごみαは、隔壁部３５と外壁部４７との間隔が徐々に小さくなる部分を通過する際に誘導リブ６５によって外壁部４７側に誘導される。これにより、ごみαは、外壁部４７から突出する捕捉リブ６４に接触し、その移動が止められる。また、大きなごみαは、捕捉リブ６４と隔壁部３５との間を通過できず、その移動が止められる。一部のごみαが捕捉リブ６４によって捕捉されると、その捕捉されたごみαを起点にして他のごみαが捕捉リブ６４の上流側に徐々に蓄積していく。

０次開口４８から０次集塵室３０に進入しなかったごみは、旋回室２９内の気流に乗って旋回しながら下方に移動する。砂ごみ及び細かい繊維ごみといった比較的嵩の小さなごみβは、一次開口３９を通過する。そして、ごみβは、一次集塵室３１に落下して捕捉される。

旋回室２９の旋回気流は、旋回室２９の最下部に達するとその進行方向を上向きに変え、旋回室２９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が除去されている。ごみα及びごみβが取り除かれた清浄空気は、流出口５４を通過して旋回室２９から流出する。流出口５４を通過した空気は、流出風路３２を通過してユニット流出口５８に達する。そして、清浄空気は、ユニット流出口５８及び接続口２２を通過して排気風路２１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３０に溜まる。また、ごみβが一次集塵室３１に溜まる。図１３は、図８のＥ−Ｅ断面を示す図である。図１３は、清掃時の集塵ユニット１３の内部の状態を示す。０次集塵室３０及び一次集塵室３１に溜まったごみは、集塵部ケース２６を取り外すことによって簡単に廃棄することができる。

上記構成を有する電気掃除機１であれば、誘導リブ６５によってごみαを外壁部４７側に誘導できる。これにより、捕捉リブ６４によるごみαの捕捉力を向上させることができる。なお、間隔ａ〜ｅの中で間隔ａが最も小さく、捕捉リブ６４以外のリブは隔壁部３５から突出する。このため、ごみαは、捕捉リブ６４を起点にして捕捉リブ６４の上流側に徐々に蓄積していく。上記構成を有する電気掃除機１であれば、ごみαが０次集塵室３０で旋回し続けることを抑制できる。ごみαの舞い上がりを抑制でき、ごみαが０次開口４８から旋回室２９に再進入することを防止できる。また、集塵ユニット１３を大型化することなくごみの分離性能を向上させることができる。

捕捉リブ６４によるごみαの捕捉力を更に向上させるため、捕捉リブ６４の一部又は全部をゴムのような軟質材で構成しても良い。例えば、捕捉リブ６４を集塵ユニット１３の外郭の一部を構成する外壁部４７より軟質な部材にしても良い。

捕捉リブ６４の上流側に蓄積したごみαは、捕捉リブ６４から離れるほど気流の影響を受け易く、逆流し易い。上記構成を有する電気掃除機１であれば、逆流防止リブ６６によってごみαの逆流を防止できる。ごみαの舞い上がりを更に抑制できる。

捕捉リブ６４と隔壁部３５との間からはみ出たごみαをバックアップリブ６７によって捕捉できる。このため、ごみαの舞い上がりを更に抑制できる。

０次集塵室３０に備えられた複数のリブは圧損体になる。このため、０次集塵室３０に発生する気流の速度を低くすることができる。このため、ごみαの舞い上がりを更に抑制できる。

間隔ａについて、上部の間隔より下部の間隔を大きくすれば、ごみαが０次集塵室３０の上部で旋回することを抑制できる。即ち、０次集塵室３０内のごみαを０次開口４８から遠ざけることができる。ごみαが０次開口４８から旋回室２９に再進入することを抑制でき、ごみαの分離性能を向上できる。

捕捉リブ６４を隔壁部３５と外壁部４７との間隔が小さい箇所に配置することにより、ごみαの捕捉が容易になる。これにより、捕捉リブ６４によるごみαの捕捉力を向上させることができる。

外壁部４７を透明度の高い樹脂材料で形成すれば、ごみαの溜まり具合を集塵ユニット１３の外から確認できる。ごみαは捕捉リブ６４を起点に蓄積される。このため、外壁部４７のうち捕捉リブ６４の上流側に配置された部分が透光性を有していれば、ごみαの溜まり具合を容易に確認することができる。

図１４は、この発明の実施の形態１における集塵ユニット１３の他の例を示す背面図である。図１４に示す集塵ユニット１３では、外壁部４７に窓部６９が備えられる。窓部６９は、透光性を有する部材からなる。窓部６９は、例えば、捕捉リブ６４の位置に合わせて配置される。例えば、窓部６９は、捕捉リブ６４より上流側で且つ誘導リブ６５より下流側に配置された部分の全体或いは一部に備えられる。窓部６９を適切な大きさ及び形状にすれば、電気掃除機１の意匠性が損なわれることもない。

上述したように、角度θ１が０°〜１８０°である範囲に狭隘部５９を形成することが好ましい。また、角度θ１が９０°である位置に狭隘部５９を形成することが更に好ましい。吸込口体２から吸い込まれた空気は、吸気風路１９から流入風路２７に進入する際に流れが乱れる。ユニット流入口４０から流入口４１までの距離が短いと、乱れた気流が整う前に旋回室２９に流入してしまう。かかる場合は、旋回室２９に流入する空気の速度が低下する。旋回室２９内を旋回する空気の速度が低下すると、ごみの分離性能が悪化してしまう。

このような事態を防止するためには、流入口４１から旋回室２９に流入する空気の速度（流速）を上げる必要がある。流速を上げる方法として、例えば、電動送風機１０を大型化することが考えられる。しかし、この方法では、電気掃除機１が大型化してしまう。特に縦型の電気掃除機１では、大型化すると操作性が大幅に悪化してしまう。上記構成を有する電気掃除機１では、狭隘部５９を形成する位置を適切に設定することによってユニット流入口４０から流入口４１までの距離を長くすることができる。これにより、乱れの少ない気流を旋回室２９に送り込むことができる。旋回室２９内を旋回する空気の速度が低下することを防止し、ごみの分離性能を向上させることができる。また、電気掃除機１の小型化も可能となる。

上述したように、角度θ２が９０°〜２７０°である範囲に０次開口４８を形成することが好ましい。また、角度θ２が１８０°である位置に０次開口４８を形成することが更に好ましい。このような構成であれば、０次開口４８から狭隘部５９までの距離を十分に確保でき、集塵容積を有効に活用できる。また、０次開口４８が円筒部３３と外壁部４７との間隔が大きい箇所に形成されるため、ごみαの舞い上がりが生じた場合にもごみαが０次開口４８に付着し難い。これにより、ごみの分離性能を更に向上させることができる。

０次開口４８を横長に形成すれば、底部４６から０次開口４８までの高さを十分に確保できる。０次集塵室３０の集塵容量を大きくすることができる。また、集塵ユニット１３の小型化にも貢献できる。

上記構成を有する電気掃除機１では、嵩の大きなごみαは、０次開口４８から０次集塵室３０に進入する。旋回室２９の上流側に大きなごみを捕捉するための別の分離装置を備える必要はない。このため、集塵ユニット１３の小型化が可能である。また、掃除機本体６及び電気掃除機１の小型化も可能となる。なお、上記構成を有する電気掃除機１では、ごみα及びごみβを分離して捕捉することができるため、フィルタ６２がなくても高い分離性能を備えることが可能である。

一次集塵室３１は、円錐部３４の下方を覆い、更に円錐部３４の下端部の周囲を取り囲むように形成される。旋回室２９の側方の空間までごみβを捕捉するための空間として利用することができる。集塵ユニット１３の高さを抑制でき、集塵ユニット１３の小型化が可能である。また、集塵ユニット１３の小型化を実現した上で十分な集塵容積を確保できる。

本実施の形態では各部材の形状について言及したが、当然のことながら、これらは文字通りの完全な形状を意味するものではない。例えば、円形状の部材は、完全な円形を呈していなくても良い。円筒形状の部材は、完全な円筒形を呈していなくても良い。例えば、円筒形状の部材は、他の部材との接続等のために表面に凹凸が含まれていても良い。また、他の部材との接続等のために、表面の一部が平坦に形成されていても良い。

電気掃除機１及び集塵ユニット１３は、上述した形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。以下に、いくつかの変形例を示す。

例えば、電気掃除機１は縦型のものに限定されない。電気掃除機１は、本体部分に車輪を備えたものでも良い。このような電気掃除機１にも集塵ユニット１３と同様の機能を有するサイクロン分離装置を搭載できる。

また、０次集塵室３０、流入管３６、０次開口４８、狭隘部５９及び各リブ等の形状、個数及び配置は、上記説明のものに限定されない。これらの仕様は、旋回室２９内の気流の速度、集塵ユニット１３の大きさ及び電動送風機１０の出力等によって適宜設定される。即ち、これらの仕様は、電気掃除機１に要求される性能等に合わせて最適なものが選択される。

図１５は、電気掃除機に搭載可能な集塵ユニットの例を示す断面図である。図１５に示す集塵室７０は、外壁部７１との間隔が上記間隔ｂ〜ｅと同様に設定されたリブ７２〜７５を備える。図１５に示す集塵ユニットでは、外壁部７１の内側に形成された空間の全体が集塵室７０である。なお、図１５に示す集塵ユニットでは、ごみα及びごみβが集塵室７０に流入する。ごみβはごみαと比較して密度が高いため、ごみβの舞い上がりが発生する恐れはない。このため、ごみβが集塵室７０に流入しても特に問題は生じない。

１ 電気掃除機、 ２ 吸込口体、 ３ 吸引パイプ、 ６ 掃除機本体、 ７ 取っ手、 ８ 操作スイッチ、 １０ 電動送風機、 １２ 本体ユニット、 １３ 集塵ユニット（サイクロン分離装置）、 １４ 収容体、 １６ 吸気風路形成部、 １７ 排気風路形成部、 １９ 吸気風路、 ２０ 接続口、 ２１ 排気風路、 ２２ 接続口、 ２４ 流出部ケース、 ２５ 流入部ケース、 ２６ 集塵部ケース、 ２７ 流入風路、 ２９ 旋回室、 ３０ ０次集塵室、 ３１ 一次集塵室、 ３２ 流出風路、 ３３ 円筒部、 ３４ 円錐部、 ３５ 隔壁部、 ３６ 流入管、 ３８ 外壁部、 ３９ 一次開口、 ４０ ユニット流入口、 ４１ 流入口、 ４６ 底部、 ４７ 外壁部、 ４８ ０次開口、 ４９ 蓋部、 ５１ 流出部、 ５４ 流出口、 ５８ ユニット流出口、 ５９ 狭隘部、 ６１ フィルタ部ケース、 ６２ フィルタ、 ６４ 捕捉リブ（第１リブ）、 ６５ 誘導リブ（第２リブ）、 ６６ 逆流防止リブ（第３リブ）、 ６７ バックアップリブ（第４リブ）、 ６８ 減速リブ、 ６９ 窓部、 ７０ 集塵室、 ７１ 外壁部、 ７２ リブ、 ７３ リブ、 ７４ リブ、 ７５ リブ

Claims (11)

1. 旋回室を形成する内側部材と、
   前記内側部材の周囲を囲み、前記内側部材との間に集塵室を形成する外側部材と、
   前記外側部材から前記集塵室に突出する第１リブと、
   前記内側部材から前記集塵室に突出する第２リブと、
   を備え、
   前記第２リブは、前記旋回室でごみを分離する際に前記集塵室に発生する気流に対して、前記第１リブの上流側に配置され、
   前記第２リブと前記外側部材との間隔は、前記第１リブと前記内側部材との間隔より大きい
   サイクロン分離装置。
2. 前記内側部材から前記集塵室に突出する第３リブと、
   を更に備え、
   前記第３リブは、前記気流に対して前記第２リブの上流側に配置され、
   前記第３リブと前記外側部材との間隔は、前記第１リブと前記内側部材との間隔より大きい
   請求項１に記載のサイクロン分離装置。
3. 前記内側部材から前記集塵室に突出する第４リブと、
   を更に備え、
   前記第４リブは、前記気流に対して前記第１リブの下流側に配置され、
   前記第４リブと前記外側部材との間隔は、前記第１リブと前記内側部材との間隔より大きい
   請求項１又は請求項２に記載のサイクロン分離装置。
4. 前記内側部材は、中心軸が前記外側部材の中心軸からずらして配置され、
   前記第１リブは、前記内側部材と前記外側部材との間隔が最も小さい箇所に配置された
   請求項１から請求項３の何れか一項に記載のサイクロン分離装置。
5. 前記内側部材は、中心軸が前記外側部材の中心軸からずらして配置され、
   前記第２リブは、前記内側部材と前記外側部材との間隔が最も小さい箇所に配置された
   請求項１から請求項３の何れか一項に記載のサイクロン分離装置。
6. 前記内側部材は、中心軸が前記外側部材の中心軸からずらして配置され、
   前記第１リブと前記第２リブとの間に、前記内側部材と前記外側部材との間隔が最も小さい箇所が配置された
   請求項１から請求項３の何れか一項に記載のサイクロン分離装置。
7. 前記内側部材に、前記旋回室と前記集塵室を連通する開口が形成され、
   前記開口は、前記内側部材と前記外側部材との間隔が最も大きい箇所に配置された
   請求項４から請求項６の何れか一項に記載のサイクロン分離装置。
8. 前記内側部材に、前記旋回室に通じる開口が形成され、
   前記第１リブと前記内側部材との間隔は、前記開口から離れるに従って大きくなる
   請求項１から請求項７の何れか一項に記載のサイクロン分離装置。
9. 前記外側部材は、前記気流に対して前記第１リブより上流側で且つ前記第２リブより下流側に配置された部分の少なくとも一部が透光性を有する請求項１から請求項８の何れか一項に記載のサイクロン分離装置。
10. 前記第１リブは、少なくとも一部に前記外側部材より軟質な部材を有する請求項１から請求項９の何れか一項に記載のサイクロン分離装置。
11. 請求項１から請求項１０の何れか一項に記載のサイクロン分離装置と、
    前記サイクロン分離装置の前記旋回室に旋回気流を発生させるための送風機と、
    を備えた電気掃除機。

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