JP6128140B2 - サイクロン分離装置及び電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、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は、サイクロン分離装置を備えた電気掃除機を開示する。当該サイクロン分離装置において、含塵空気は、流入口から流入する。当該含塵空気は、旋回室の側壁に沿って旋回する。当該含塵空気において、塵埃は、遠心力により空気から分離される。当該空気は、排出口から排出される。

排出口は、流入口よりも低い位置に形成される。このため、旋回室において、含塵空気は、旋回室の軸線の方向に対して下方の速度を持つ。その結果、含塵空気は、旋回しながら下降する。

特開２０１３−１７９９５９号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものにおいては、旋回室の内部における排出口の高さと同等の高さの領域において、含塵空気は、排出口からの吸引力の影響を受ける。この際に、塵埃が排出口から排出される可能性がある。その結果、サイクロン分離装置において、塵埃の捕捉性能が低くなる可能性がある。

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、塵埃の捕捉性能を高めることができるサイクロン分離装置及び電気掃除機を提供することを目的とする。

本発明に係るサイクロン分離装置は、主流入口と少なくとも一つの副流入口とから流入した含塵空気を旋回させることで含塵空気から塵埃を分離する旋回室と、旋回室の軸方向の端面から旋回室の内部に向かって突出し、旋回室の内部の空気を排出する排出部と、主流入口を介して旋回室に含塵空気を流入させる主流入風路と、少なくとも一つの副流入口を介して旋回室に含塵空気を流入させる副流入風路と、を備え、副流入風路の少なくとも一部は、旋回室の内部の含塵空気と同じ方向に旋回しながら排出部の突出方向へ移行する螺旋状を呈し、旋回室の軸を鉛直方向に向けた場合に、主流入風路の中心線は、下流側が上流側より高くなるように、旋回室の軸に垂直な平面に対して傾斜するものである。

本発明に係る電気掃除機は、吸引風を発生させる送風機と、吸引風によって吸引された含塵空気から塵埃を分離する上記サイクロン分離装置と、を備えるものである。

本発明によれば、副流入口からの気流が、排出部の突出方向の速度成分を持って旋回室内に導入される。これにより、旋回室内の旋回流は、排出部の突出方向への速度成分を十分に有し、排出部の排出口の高さと同等の高さの領域を短時間に通過する。このため、塵埃が排出口から排出されることを抑制し、塵埃の捕捉性能を高めることが可能となる。

本発明の実施の形態１のサイクロン分離装置を備えた電気掃除機を示す斜視図である。 図１に示す掃除機本体の拡大図である。 図１に示す掃除機本体の平面図である。 掃除機本体の収容ユニットを示す斜視図である。 掃除機本体の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Ａ−Ａ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。 掃除機本体の集塵ユニットを示す前面図である。 掃除機本体の集塵ユニットを示す左側面図である。 掃除機本体の集塵ユニットを示す後面図である。 掃除機本体の集塵ユニットを示す右側面図である。 掃除機本体の集塵ユニットを示す上面図である。 掃除機本体の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上面図である。 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上面図である。 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Ｂ−Ｂ断面図である。 図１２に示す集塵ユニットのＣ−Ｃ断面図である。 図１２に示す集塵ユニットのＤ−Ｄ断面図である。 図９に示す集塵ユニットのＥ−Ｅ断面図である。 図９に示す集塵ユニットのＦ−Ｆ断面図である。 図９に示す集塵ユニットのＧ−Ｇ断面図である。 図９に示す集塵ユニットのＨ−Ｈ断面図である。 図９に示す集塵ユニットのＩ−Ｉ断面図である。 図３に示す掃除機本体のＪ−Ｊ断面図である。 本発明の実施の形態１におけるサイクロン分離装置（集塵ユニット）の質量捕捉率を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１のサイクロン分離装置を備えた電気掃除機を示す斜視図である。図１に示すように、本実施の形態１の電気掃除機１は、例えば、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を備える。

吸込口体２に、下向きの開口が形成される。吸込口体２は、長手方向の中央部に円筒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、円筒状の真直ぐな部材からなる。吸引パイプ３は、伸縮自在な構成を有する。吸引パイプ３は、一側の端部が吸込口体２の接続部に接続される。吸込口体２は、吸引パイプ３に着脱自在である。

接続パイプ４は、途中で折れ曲がった円筒状の部材からなる。接続パイプ４は、一側の端部が吸引パイプ３の他側の端部に接続される。吸引パイプ３は、接続パイプ４に着脱自在である。接続パイプ４に、取っ手７が設けられる。取っ手７は、掃除をする人が持つ部分である。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、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。

サクションホース５は、蛇腹状の細長い部材からなる。サクションホース５は、蛇腹状であるため任意の方向に曲がる。サクションホース５は、一側の端部が接続パイプ４の他側の端部に接続される。掃除機本体６の前側の端部に、ホース接続口９が形成される。掃除機本体６のホース接続口９に、サクションホース５の他側の端部が接続される。

掃除機本体６は、電動送風機１０（図１では図示せず）及び電源コード１１を備える。電源コード１１は、掃除機本体６の内部に設けられたコードリール部（図示せず）に巻き付けられる。電源コード１１が外部の電源に接続されると、電動送風機１０等の機器が通電する。電動送風機１０は、電源コード１１が電源に接続されると、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。

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、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、床面上のごみ等の塵埃が空気と一緒に吸込口体２に吸い込まれる。吸込口体２の内部に流入したごみ等の塵埃を含む空気は、吸引パイプ３、接続パイプ４及びサクションホース５の各内部を通って掃除機本体６に送られる。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、外部から掃除機本体６にごみ等の塵埃を含む空気を流入させるための風路を形成する。なお、本発明において、塵埃とは、ごみだけでなく、繊維、毛、綿毛、土砂、粉末、粉体等も包含する概念である。本発明では、塵埃を含む空気（塵埃と空気の混合物）を含塵空気と称する。

図２は、図１に示す掃除機本体６の拡大図である。図３は、図１に示す掃除機本体６の平面図である。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。集塵ユニット１３は、収容ユニット１２に対して着脱自在に搭載される。以下の説明では、掃除機本体６が真っ直ぐ前に進むときの進行方向を基準として左右を特定する。すなわち、図３中の上を右とし、図３中の下を左とする。

図４は、掃除機本体６の収容ユニット１２を示す斜視図である。図５は、掃除機本体６の収容ユニット１２を示す平面図である。図４及び図５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す。図６は、図５に示す収容ユニット１２のＡ−Ａ断面図である。

収容ユニット１２は、上述の電動送風機１０及び電源コード１１を備える。また、収容ユニット１２は、例えば、収容体１４及び１５と吸気風路形成部１６と排気風路形成部１７と車輪１８とを備える。電動送風機１０及び電源コード１１は、収容体１４に収容される。収容体１５は、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。収容体１４及び１５は、例えば成型品である。

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、収容ユニット１２に形成された風路である。吸気風路１９は、サクションホース５を通過した含塵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、一端が収容ユニット１２の前面で開口する。吸気風路形成部１６のこの一端は、ホース接続口９を形成する。吸気風路形成部１６は、他端が収容体１５で開口する。吸気風路形成部１６のこの他端は、集塵ユニット１３との接続口２０を形成する。

集塵ユニット１３は、吸気風路１９から流入した含塵空気から塵埃を分離する機能を有する。集塵ユニット１３は、含塵空気を高速で旋回させることにより、遠心力によって塵埃を分離する。すなわち、集塵ユニット１３は、サイクロン分離機能を有する。また、集塵ユニット１３は、分離した塵埃を捕集し、一時的に溜めておく機能を有する。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２１を形成する。排気風路２１は、収容ユニット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において塵埃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。すなわち、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の一端の開口は、集塵ユニット１３との接続口２２を形成する。接続口２２は、収容ユニット１２の上面において、左右方向の中央に配置される。排気風路形成部１７の他端は、収容ユニット１２の外部に向けて開口する。排気風路形成部１７のこの他端は、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に含塵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。電動送風機１０が発生させた気流により、吸込口体２に塵埃が吸い込まれる。吸込口体２に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をさらに進み、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７から図２８を参照し、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６の集塵ユニット１３を示す斜視図である。図８は、掃除機本体６の集塵ユニット１３を示す前面図である。図９は、掃除機本体６の集塵ユニット１３を示す左側面図である。図１０は、掃除機本体６の集塵ユニット１３を示す後面図である。図１１は、掃除機本体６の集塵ユニット１３を示す右側面図である。図１２は、掃除機本体６の集塵ユニット１３を示す上面図である。図１３は、掃除機本体６の集塵ユニット１３の分解斜視図である。

集塵ユニット１３は、全体としておおむね円筒状を呈する。集塵ユニット１３は、例えば、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を備える。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は、例えば成型品である。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は、予め設定された操作を行うことにより、図１３に示す状態に分解したり図７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１３に示す状態に分解できる。例えば、図７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。

図１４は、集塵ユニット１３の流入部ケース２５を示す上面図である。図１５は、集塵ユニット１３の端面ケース２４を示す前面図である。図１６は、集塵ユニット１３の端面ケース２４を示す左側面図である。図１７は、集塵ユニット１３の端面ケース２４を示す後面図である。図１８は、集塵ユニット１３の端面ケース２４を示す右側面図である。図１９は、集塵ユニット１３の端面ケース２４を示す上面図である。図２０は、集塵ユニット１３の端面ケース２４を示す底面図である。

図２１は、図１２に示す集塵ユニット１３のＢ−Ｂ断面図である。図２２は、図１２に示す集塵ユニット１３のＣ−Ｃ断面図である。図２３は、図１２に示す集塵ユニット１３のＤ−Ｄ断面図である。図２４は、図９に示す集塵ユニット１３のＥ−Ｅ断面図である。図２５は、図９に示す集塵ユニット１３のＦ−Ｆ断面図である。図２６は、図９に示す集塵ユニット１３のＧ−Ｇ断面図である。図２７は、図９に示す集塵ユニット１３のＨ−Ｈ断面図である。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のうちのいずれか、あるいは複数の組み合わせにより、集塵ユニット１３に、主流入風路２７、副流入風路２８、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。以下の集塵ユニット１３の構造、機能、及び動作に関する説明では、原則として、旋回室２９の軸を鉛直方向に向けた場合（図８から図１１、図２１から図２３に示す向き）における位置関係を基に説明する。

図１３、図１４、図２１から図２３に示すように、流入部ケース２５は、例えば、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、一次開口３９、０次開口４０、立ち上がり部４３、バイパス開口５６を備える。

図２１から図２３に示すように、円筒部３３は、中空の円筒状を呈する。円筒部３３は、中心軸が鉛直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状を呈する。円錐部３４は、中心軸が鉛直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。

旋回室２９を形成する側壁に、０次開口４０が形成される。０次開口４０は、例えば、円筒部３３の下端部寄りのある位置から円錐部３４の上端部に渡って形成される。０次開口４０は、一次開口３９より高い位置、すなわち上流側に形成される。０次開口４０は、例えば図１３に示すように、旋回室２９の内部の含塵空気が旋回する方向（以下、「空気旋回方向」と称する）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する。

主流入管３６は、円筒部３３の上部に接続される。主流入管３６の内側に形成された空間が主流入風路２７である。主流入管３６は、一端が外側を向いて開口する。主流入管３６のこの一端は、ユニット流入口４１を形成する。ユニット流入口４１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。主流入管３６は、他端が円筒部３３に接続される。主流入管３６は、他端が円筒部３３の内側を向く壁面で開口する。主流入管３６のこの他端は、主流入口４２を形成する。吸気風路１９からの含塵空気は、主流入風路２７を通り、主流入口４２を介して旋回室２９に流入する。主流入口４２は、０次開口４０より高い位置、すなわち上流側に形成される。図１４及び図２３に示すように、主流入風路２７（主流入管３６）の上壁には、その壁面を多数の細孔により開口するバイパス開口５６が設けられる。

主流入管３６は、例えば四角筒状を呈する。図２４に示すように、主流入管３６は、主流入風路２７からの含塵空気が旋回室２９にその接線方向から流入するように、旋回室２９の側方から接続される。主流入風路２７（主流入管３６）の左の側壁が、端面ケース２４に形成されたリブ４９に接する。図２０に示すように、旋回室２９の軸方向から見たとき、リブ４９は、円筒部３３と同心的な円弧状を呈する。主流入風路２７（主流入管３６）の上壁の下流端は、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る円弧形状を呈する。図２４に示すように、主流入風路２７（主流入管３６）の途中には、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。これにより、右側（図２４中の上側）の気流を左側（図２４中の下側）に寄せ、旋回室２９の外側から気流を導入することで、捕捉性能が向上する。

図２３に示すように、主流入風路２７（主流入管３６）の中心線は、旋回室２９の軸に垂直な平面に対して傾斜する。主流入風路２７（主流入管３６）の中心線は、気流の下流側が上流側より高くなるように傾斜する。なお、主流入風路２７（主流入管３６）の中心線とは、主流入風路２７（主流入管３６）の気流の流れ方向に対し垂直な断面の中心を結んだ線を言うものとする。主流入風路２７（主流入管３６）の中心線と、旋回室２９の軸に垂直な平面との間の角度をθとする。この角度θは、例えば、約１５７度である。

図８から図１１、図１４、図２１から図２７に示すように、副流入風路形成部３７は、主流入管３６の左側から、空気旋回方向に沿って旋回室２９の周囲を囲むようにして、主流入管３６の右側までに亘り形成される。図２１から図２３に示すように、副流入風路形成部３７は、円筒部３３の上部に設けられる。副流入風路形成部３７の断面形状は、例えば、Ｌ字形状を呈する。図８から図１０、図１４に示すように、副流入風路形成部３７の底面部は、底面垂直部３７ｂ及び底面螺旋部３７ｃを備える。底面垂直部３７ｂは、旋回室２９の軸に対し垂直な面形状を呈する。底面螺旋部３７ｃは、底面垂直部３７ｂに対し、空気旋回方向の下流側に位置する。底面螺旋部３７ｃは、旋回室２９の軸方向に沿って下降する螺旋状の面形状を呈する。底面垂直部３７ｂと底面螺旋部３７ｃとは、連続した面を形成する。図２１に示すように、底面螺旋部３７ｃの下流端部と、主流入管３６の下面との間には、連続した平面が形成される。

図１４に示すように、副流入風路形成部３７の底面垂直部３７ｂは、空気旋回方向に沿って、周方向に、例えば約９０度の範囲に亘って形成される。副流入風路形成部３７の底面螺旋部３７ｃは、空気旋回方向に沿って、周方向に、例えば約１８０度の範囲に亘って形成される。

図１４及び図２４に示すように、副流入風路終端リブ５９は、副流入風路形成部３７の底面螺旋部３７ｃの下流端部において、旋回室２９の側壁に接するように形成される。副流入風路終端リブ５９は、底面螺旋部３７ｃの上面から上方向に立設したリブとして形成される。副流入風路終端リブ５９の端部は、副流入風路形成部３７の側壁に接続する。図１３に示すように、副流入風路形成部３７の上端部には、立ち上がり部４３が設けられる。立ち上がり部４３の縁部は、端面ケース２４の取付向きを決定する。

図２１から図２３に示すように、隔壁部３５は、中空の円筒状を呈する。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ように配置される。

接続部３８は、円筒部３３から外側に突出するように設けられる。接続部３８は、全体として楕円形のリング状を呈する。接続部３８の中心軸は、旋回室２９の軸に対して、左側にずらして配置される。接続部３８は、円筒部３３のほぼ中間高さに配置される。０次開口４０は、接続部３８より僅かに低い位置、すなわち下流側に形成される。

図１３に示すように、端面ケース２４は、流入部ケース２５に上方から載せられる。端面ケース２４は、円筒部３３の上端部及び副流入風路形成部３７の上端部（立ち上がり部４３）に密着する。端面ケース２４は、旋回室端面部４８と副流入風路端面部４４とリブ４９とバイパス側壁部５８とバイパス円弧壁部５２と排出部５１とを備える。

旋回室端面部４８は、板状を呈する。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。図２１から図２３に示すように、旋回室端面部４８は、旋回室２９の軸に垂直な面に対して傾斜する端面傾斜部４８ａを備える。端面傾斜部４８ａは、主流入風路２７（主流入管３６）の上壁と実質的に連続した面を形成する。旋回室２９の軸に垂直な面に対する端面傾斜部４８ａの傾斜角度は、旋回室２９の軸に垂直な面に対する主流入風路２７（主流入管３６）の中心線の傾斜角度（角度θ）と同等であることが望ましい。

図１３に示すように、旋回室端面部４８は、端面傾斜部４８ａに対して空気旋回方向の下流側の位置に、端面垂直部４８ｂを備える。端面垂直部４８ｂは、旋回室２９の軸に対し垂直な面形状を呈する。旋回室端面部４８は、端面垂直部４８ｂに対して空気旋回方向の下流側の位置に、端面螺旋部４８ｃを備える。端面螺旋部４８ｃは、旋回室２９の軸方向に沿って下降する螺旋状の面形状を呈する。旋回室端面部４８の端面傾斜部４８ａと、端面垂直部４８ｂと、端面螺旋部４８ｃとは、連続した面を形成する。

図１９に示すように、端面傾斜部４８ａは、空気旋回方向に沿って、周方向に、例えば約９０度の範囲に亘って形成される。端面垂直部４８ｂは、空気旋回方向に沿って、周方向に、例えば約９０度の範囲に亘って形成される。端面螺旋部４８ｃは、空気旋回方向に沿って、周方向に、例えば約１８０度の範囲に亘って形成される。

旋回室端面部４８の端面垂直部４８ｂの周方向位置と、副流入風路形成部３７の底面垂直部３７ｂの周方向位置とは、略一致するように配置される。端面螺旋部４８ｃの周方向位置と、副流入風路形成部３７の底面螺旋部３７ｃの周方向位置とは、略一致するように配置される。

図１３に示すように、副流入風路端面部４４は、板状を呈する。副流入風路端面部４４は、旋回室端面部４８の径方向外側（すなわち外周側）に設けられる。端面ケース２４が流入部ケース２５に適切に取り付けられると、副流入風路端面部４４は、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。副流入風路端面部４４は、実質的に、副流入風路２８の上壁を形成する。

副流入風路端面部４４は、端面垂直部４４ｂを備える。端面垂直部４４ｂは、旋回室２９の軸に対し垂直な面形状を呈する。副流入風路端面部４４は、端面垂直部４４ｂに対して空気旋回方向の下流側の位置に、端面螺旋部４４ｃを備える。端面螺旋部４４ｃは、旋回室２９の軸方向に沿って下降する螺旋状の面形状を呈する。図１５、図１９、図２２に示すように、副流入風路端面部４４は、端面螺旋部４４ｃに対して空気旋回方向の下流側の位置に、端面傾斜部４４ｄを備える。副流入風路端面部４４の端面傾斜部４４ｄは、旋回室端面部４８の端面傾斜部４８ａに平行な面を有する。副流入風路端面部４４の端面垂直部４４ｂと、端面螺旋部４４ｃと、端面傾斜部４４ｄとは、連続した面を形成する。

図１３、図１９に示すように、副流入風路端面部４４の端面垂直部４４ｂは、主流入管３６の上部から、空気旋回方向に沿って、周方向に、１８０度未満の範囲に亘って形成される。端面垂直部４４ｂの上流端は、上面視において、主流入管３６の右側面の側壁面と略一致するように配置される。副流入風路端面部４４の端面傾斜部４４ｄの下流端は、主流入管３６の上壁と右の側壁との境界に接続される。

図１５から図１９に示すように、副流入風路端面部４４の端面螺旋部４４ｃは、空気旋回方向に沿って、周方向に、例えば約１８０度の範囲に亘って形成される。副流入風路端面部４４の端面螺旋部４４ｃの周方向位置と、副流入風路形成部３７の底面螺旋部３７ｃの周方向位置とは、略一致するように配置される。

図１３、図１５、図１６、図２０に示すように、バイパス側壁部５８は、副流入風路端面部４４の端面垂直部４４ｂの上流端と、端面傾斜部４４ｄの下流端とを接続する壁面である。バイパス側壁部５８は、端面垂直部４４ｂの下面から下向きに立設して形成される。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る。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。これらの稜線により、バイパス側壁部５８は、台形状の面として形成される。

図１３、図１５に示すように、バイパス円弧壁部５２は、端面ケース２４が流入部ケース２５に適切に取り付けられたときに、主流入管３６の上壁の下流端と、副流入風路端面部４４の端面垂直部４４ｂとを接続する壁面として、端面垂直部４４ｂの下面から下向きに立設して形成される。主流入管３６の上壁の下流端は、円筒部３３を上方向に延長した仮想円筒面に沿った円弧形状を呈する。バイパス円弧壁部５２は、上面視において、これと同様の円弧形状を呈する。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る。

図１５から図１８、図２０に示すように、リブ４９は、旋回室端面部４８の下面から下方に突出するように設けられる。リブ４９は、円筒部３３と同じ直径及び同じ中心の円筒面に沿って、周方向の異なる位置に、３本形成される。図２１から図２３に示すように、端面ケース２４が流入部ケース２５に適切に取り付けられると、リブ４９の下端は、円筒部３３の上端に接触する。図２４から図２７に示すように、３本のリブ４９のうち、空気旋回方向の最上流側にあるリブ４９の上流側の端部は、主流入管３６の左の側壁と連続するように構成される。

図２１から図２３に示すように、リブ４９の内面と円筒部３３の内面とにより、鉛直方向に連続した仮想円筒面を形成する。したがって、リブ４９の内側の空間は、実質的に旋回室２９の上部を形成する。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からなる一続きの空間が、旋回室２９の全体となる。図９は、旋回室２９の中心軸を鉛直方向に向けた状態を示している。

図１６から図１８、図２０に示すように、リブ４９の内面によって形成される仮想円筒面上において、リブ４９が形成されない部分は、旋回室２９の側壁が開口された状態となる。これらの部分により副流入口４５が形成される。本実施の形態では、副流入口４５は、最上流位置に配置される副流入口４５ａと、中流位置に配置される副流入口４５ｂと、最下流位置に配置される副流入口４５ｃとを含む。本明細書では、各々の副流入口を区別する場合には副流入口４５ａ、副流入口４５ｂ、または副流入口４５ｃと表記し、これらの副流入口を総称する場合には副流入口４５と表記する。図２７に示すように、最上流位置に配置される副流入口４５ａは、主流入口４２を基準として、空気旋回方向に、例えば９０度進んだ位置に配置される。中流位置に配置される副流入口４５ｂは、主流入口４２を基準として、空気旋回方向に、例えば１８０度進んだ位置に配置される。最下流位置に配置される副流入口４５ｃは、主流入口４２を基準として、空気旋回方向に、例えば２７０度進んだ位置に配置される。各々の副流入口４５の開口面積は、主流入口４２の開口面積より小さいことが望ましい。

最上流位置に配置される副流入口４５ａは、主流入口４２よりも高い位置に配置される。中流位置に配置される副流入口４５ｂと、最下流位置に配置される副流入口４５ｃとは、主流入口４２よりも低い位置に配置される。上述した０次開口４０は、最下流位置に配置される副流入口４５ｃより低い位置、すなわち下流側に形成される。

図２１から図２７に示すように、主流入管３６（主流入風路２７）の上壁と、主流入管３６の左の側壁と、副流入風路形成部３７と、副流入風路終端リブ５９と、副流入風路端面部４４と、バイパス側壁部５８と、バイパス円弧壁部５２と、リブ４９の内面によって形成される仮想円筒と、で囲まれた空間により、副流入風路２８が形成される。図２３、図２５、図２６に示すように、主流入管３６（主流入風路２７）の上壁には、バイパス開口５６が形成されている。バイパス開口５６は、主流入風路２７と副流入風路２８とを連通させる。副流入風路２８は、バイパス開口５６と、副流入口４５との間を接続する。バイパス開口５６、副流入風路２８及び副流入口４５を介して、主流入風路２７と旋回室２９とが連通する。

排出部５１は、旋回室２９内の空気を旋回室２９の外に排出するための部材である。図１５から図２３に示すように、排出部５１は、旋回室端面部４８の中央部から下方に突出する。すなわち、排出部５１の突出方向は、下方向である。排出部５１は、中空部を有する。排出部５１の中空部は、旋回室端面部４８の上面側で開口する。図２１から図２３に示すように、端面ケース２４が流入部ケース２５に対して適切に配置されると、排出部５１は、旋回室２９の軸方向の端面（旋回室２９の上壁）から旋回室２９の内部に向かって突出するように配置される。旋回室２９の一部は、排出部５１の周囲を取り囲む。副流入風路２８は、排出部５１の周囲を取り囲む部分の旋回室２９の周囲を取り囲むように形成される。

図２１から図２３に示すように、排出部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。排出部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。排出部５１の内側に形成された空間は、流出風路３２の前半部を形成する。流出風路３２は、旋回室２９内の空気を集塵ユニット１３の外に流出させる風路である。排出部５１は、中心軸が円筒部３３の中心軸と一致するように配置される。このため、旋回室２９、０次集塵室３０、一次集塵室３１及び流出風路３２の前半部は、集塵ユニット１３においてほぼ同心状に配置される。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る。

排出部５１に、排出口５３が形成される。排出口５３は、旋回室２９内の空気を旋回室２９の外に排出するための開口である。旋回室２９内の空気は、排出口５３を介して流出風路３２に取り込まれる。本実施の形態では、多数の細孔によって排出口５３を形成する場合を一例として示している。排出口５３は、例えば主流入口４２より低い位置に形成される。排出口５３は、例えば副流入口４５より低い位置に形成される。排出口５３は、例えば一部が０次開口４０と同じ高さに配置される。本実施の形態では、０次開口４０より高い位置にも排出口５３を形成し、０次開口４０より低い位置に排出口５３を形成しない場合を一例として示している。また、排出部５１の円筒状を呈する部分のうち主流入口４２が直接対向する部分の直下に当たる部分には、排出口５３を形成しない場合を一例として示している。排出部５１の円筒状を呈する部分のうち副流入口４５が直接対向する部分の直下に当たる部分には、排出口５３が形成される。

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、全体として楕円形の板状を呈する。外壁部４７は、円筒部３３より大きな楕円形の筒状を呈する。外壁部４７は、底部４６の縁部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、下方が閉じた楕円形の筒状の部材が形成される。

集塵部ケース２６の中心軸は、旋回室２９の軸に対し、左側にずらして配置される。これにより、図２４に示すように、主流入風路２７（主流入管３６）の中心線と、吸気風路１９の中心線との成す角度が緩やかになるように構成でき、圧力損失を低減する効果がある。

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。外壁部４７は、上端部が接続部３８の縁部に接触する。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の内部には隔壁部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部分が一次集塵室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を除く部分が０次集塵室３０である。具体的には、外壁部４７と隔壁部３５との間、並びに、外壁部４７と円筒部３３の一部及び円錐部３４の一部との間に形成された円筒状を呈する一続きの空間が０次集塵室３０である。この一続きの空間は、上方が接続部３８によって塞がれる。また、この一続きの空間は、下方が底部４６によって塞がれる。０次集塵室３０は、旋回室２９の大部分の周囲を取り囲むように配置される。また、０次集塵室３０は、一次集塵室３１の周囲を取り囲むように配置される。０次集塵室３０は、０次開口４０を介して旋回室２９に通じる。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る。

図１３に示すように、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。流出部ケース２３は、内側の部材と外側の部材との二重構造である。流出部ケース２３の外側の部材にはメッキが施される。図２１及び図２２に示すように、流出部ケース２３は、流出部５５を備える。流出部ケース２３を取り付ける向きは、端面ケース２４及び流入部ケース２５に対して一方向に定められている。

流出部５５は、排出部５１の内部を通過してきた空気を集塵ユニット１３の外に排出するための部材である。流出部５５は、例えばＬ字状に曲げられた筒状を呈する。流出部５５は、一端が下方を向いて開口する。流出部５５は、他端が側方を向いて開口する。流出部ケース２３が集塵ユニット１３の最上部に適切に配置されると、流出部５５の一端は排出部５１の上端に接続される。

流出部５５の内側に形成された空間は、流出風路３２の後半部を形成する。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との２つの部材によって流出風路３２を構成する場合を一例として示している。流出部５５の他端は、集塵ユニット１３から空気を流出させるユニット流出口５７を形成する。ユニット流出口５７は、ユニット流入口４１より高い位置に配置される。

図２９は、図３に示す掃除機本体６のＪ−Ｊ断面図である。図２９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を示している。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、ユニット流入口４１が接続口２０に接続される。また、ユニット流出口５７が接続口２２に接続される。

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ると、図２９に示すように、収容ユニット１２を水平面に置いた場合に、旋回室２９等の軸が鉛直方向に対して傾斜して配置される。この場合の旋回室２９等の軸の鉛直方向に対する傾斜角度φは、前述した角度θを用いて、φ＝１８０度−θとして表される。この傾斜角度φは、本実施の形態では２３度である。これにより、側面視（図２９）において、主流入風路２７の中心線は水平に配置される。

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ると、集塵部ケース２６の軸は、掃除機本体６（収容ユニット１２）の左右の対称面の上に配置される。旋回室２９の軸は、当該対称面に対して右側にずれて配置される。これにより、上面視において、主流入風路２７の中心線は吸気風路１９の中心線と近接して配置される。

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、上述したように、吸込口体２に吸い込まれた含塵空気は、吸気風路１９を通過して接続口２０に達する。この含塵空気は、接続口２０からユニット流入口４１を通過して主流入風路２７に流入する。主流入風路２７に流入した含塵空気は、主流入風路２７を斜め上方に進む。当該含塵空気は、主流入口４２を通過して旋回室２９に流入する。この含塵空気は、旋回室２９の内部において、旋回室端面部４８の端面傾斜部４８ａに沿って、斜め上方に向けて流れる。かかる含塵空気の経路は、図２３から図２７において経路ａとして実線の矢印で示されている。

主流入口４２を通過した含塵空気は、旋回室２９の側壁及び旋回室端面部４８の端面傾斜部４８ａに沿いながら、上向きの力を持って流れる。当該含塵空気は、予め設定された方向に旋回しながら、旋回室端面部４８の端面垂直部４８ｂに向かって上昇した後、端面垂直部４８ｂに衝突することにより、その反力として、下向きの力を受ける。さらに、この含塵空気は、旋回室端面部４８の端面螺旋部４８ｃに沿うことで、下向きの力をさらに受けながら、旋回室２９の下方へと旋回降下していく。このような旋回室２９内の流れを主旋回気流と呼ぶ。

一方、主流入風路２７に流入した含塵空気の一部は、バイパス開口５６を通過し、副流入風路２８に流入する。かかる含塵空気の経路は、図２３から図２７において経路ｂとして破線の矢印で示されている。

副流入風路２８に流入した含塵空気は、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螺旋状に下降しながら副流入風路２８を進行し、副流入口４５から旋回室２９に流入する。なお、上流側の副流入口４５ａから旋回室２９に流入しなかった含塵空気は、下流側の副流入口４５ｂへ向かう。副流入口４５ｂから旋回室２９に流入しなかった含塵空気は、最下流位置の副流入口４５ｃへ向かい、副流入口４５ｃから旋回室２９に流入する。副流入風路２８の含塵空気は、副流入口４５から、旋回室２９の側壁の接線方向に沿って旋回室２９に流入する。副流入口４５から旋回室２９に流入した気流は下向きの速度成分（運動量成分）を有する。

副流入口４５から旋回室２９内に導入された含塵空気は、主旋回気流をその後方から順々に押すように主旋回気流に合流する。これにより、壁面との摩擦、及び、排出部５１からの向心力により減速した主旋回気流を加速できる。その結果、強力な遠心力と、強力な下向きの力を生み出す旋回気流を旋回室２９内全体に形成できる。

主流入口４２からの含塵空気と、副流入口４５からの含塵空気とが合流して生成された強力な旋回気流は、十分な下向きの速度成分を備える。当該気流は、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。この際、旋回方向の流れによって塵埃には遠心力が作用するとともに、排出部５１からの向心力を受ける。本実施の形態においては、強力な下向きな力を得ることができているため、旋回室２９の内部における排出口５３の高さと同等の高さの領域を短時間で通過する。

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、遠心力によって旋回室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の高さに達すると旋回気流から分離され、０次開口４０を通過する。０次開口４０を通過したごみαは、０次集塵室３０に送られる。０次開口４０から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する。そして、ごみαは、０次集塵室３０の最下部に達して捕集される。

０次開口４０から０次集塵室３０に進入しなかったごみは、旋回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に落下して捕集される。

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、排出口５３を通過して旋回室２９から排出される。排出口５３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５７に達する。そして、清浄空気は、ユニット流出口５７及び接続口２２を通過して排気風路２１に送られる。

次に、図３０を用いて、本発明の実施の形態１におけるサイクロン分離装置（集塵ユニット１３）の質量捕捉率を説明する。図３０は、本発明の実施の形態１におけるサイクロン分離装置（集塵ユニット１３）の質量捕捉率を示す図である。図３０の横軸は、主流入風路２７の中心線と、旋回室２９の軸に垂直な平面との間の角度θである。図３０の縦軸はＪＩＳ試験用粉体９種（タルク）の質量捕捉率である。白抜きプロットは、副流入風路２８が有る場合（本実施の形態１）を示す。塗り潰しプロットは、副流入風路２８が無い場合（比較例）を示す。本実施の形態１のサイクロン分離装置（集塵ユニット１３）では、副流入風路２８により、捕捉率が向上することが示されている。

また、上記角度θが１８０度から小さくなるにつれて、質量捕捉率は高くなる。角度θが１５０度を下回ると、含塵空気は、旋回室端面部４８に衝突した際に旋回方向の流れに悪影響を受ける可能性がある。このため、質量捕捉率が低下する可能性がある。流体解析においても、当該傾向と同様の傾向が得られる。これらのことから、上記角度θは、１５０度以上、かつ、１８０度未満であることが望ましい。上記角度θは、１７５度以下がより望ましく、１７０度以下がさらに望ましい。

以上説明した実施の形態１によれば、旋回室２９の内部の含塵空気は、排出口５３の高さと同等の高さの領域を短時間で通過する。このため、塵埃が排出口５３から排出されることを抑制できる。特に、排出口５３の高さと同等の高さの領域は、他領域よりも塵埃に対する排出口５３から吸引力の影響を受けやすい。このため、塵埃が排出口５３から排出されることをより効果的に抑制できる。その結果、塵埃の捕捉性能を高めることができる。塵埃αを効率的に０次集塵室３０に捕捉することができる。塵埃βを効率的に一次集塵室３１に捕捉することができる。

本実施の形態では、旋回室２９を形成する側壁に、３つの副流入口４５を、周方向の異なる位置に形成する場合について説明した。副流入風路２８は、バイパス開口５６から取り込まれた空気を３つの副流入口４５のそれぞれから旋回室２９に流入させるように形成される。このような構成であれば、旋回室２９の主旋回気流を、周方向に位置が異なる複数の箇所から加速することができ、より強力な遠心力を有する旋回気流を形成できる。また、主流入口４２と副流入口４５との間隔、及び複数の副流入口４５間の間隔を、同程度にすることで、旋回気流の速度を一定にすることができる。なお、副流入口４５を形成する個数は上記に限定されない。例えば、１つの副流入口４５しか形成されていなくても効果は期待できる。

副流入口４５を１つのみ形成する場合には、副流入口４５は、旋回室２９の軸方向から見たときに、主流入口４２から空気旋回方向に半周（約１８０度）進んだ位置に配置されることが望ましい。主流入口４２から流入した含塵空気は、旋回室２９の内壁との摩擦及び排出口５３からの向心力（内向きの吸込力）により、その流入位置から徐々に減速しながら旋回室２９内を旋回することとなる。旋回室２９の軸方向から見たときに、主流入口４２から空気旋回方向に１周（約３６０度）進んだ位置は、主流入口４２と同じ位置になる。すなわち、主流入口４２から空気旋回方向に１周（約３６０度）進んだ位置は、減速される前の含塵空気が主流入口４２から導入されることで、旋回室２９を周回して減速された気流を加速する効果を備えている。このため、旋回室２９を周回して減速された気流を加速する効果を最も必要とする箇所は、主流入口４２から空気旋回方向に半周（約１８０度）進んだ位置になる。したがって、副流入口４５を１つのみ形成する場合には、上記の位置に副流入口４５を形成することで、さらに良い効率で旋回力を高めることが可能となる。

図２７に示すように、本実施の形態では、旋回室２９の軸方向から見たときに、副流入口４５ｂは主流入口４２から空気旋回方向に半周（約１８０度）進んだ位置に配置され、副流入口４５ｃは主流入口４２から空気旋回方向に３／４周（約２７０度）進んだ位置に配置される。本実施の形態では、複数の副流入口４５のうちに、主流入口４２から空気旋回方向に半周以上進んだ位置にある副流入口４５ｂ及び４５ｃを含むことで、さらに良い効率で旋回力を高めることが可能となる。

本実施の形態では、主流入風路２７（主流入管３６）の中心線を旋回室２９の軸に垂直な平面に対して傾斜させて構成した。これにより、主流入口４２から旋回室２９内に流入した気流が旋回室端面部４８に衝突したときの反力で下向きの力を受ける。このため、旋回室２９内の含塵空気が、排出口５３の高さと同等の高さの領域をより短時間で通過する。その結果、塵埃が排出口５３から排出されることをより効果的に抑制でき、塵埃の捕捉性能が高まる。

本実施の形態では、副流入風路２８の一部（副流入風路形成部３７の底面螺旋部３７ｃ、及び、副流入風路端面部４４の端面螺旋部４４ｃに沿う部分）は、空気旋回方向と同じ方向に旋回しながら下方（排出部５１の突出方向）へ移行する螺旋状を呈する。これにより、副流入風路２８から副流入口４５へ供給された含塵空気は、下方への速度成分を持って、旋回室２９内に流入する。下方への速度成分を持って副流入口４５から旋回室２９内に流入する気流により、主旋回気流は、さらに下方へ押し込まれる。このようにして、旋回室２９内の含塵空気は、主流入口４２から流入した気流が旋回室端面部４８の端面垂直部４８ｂへ衝突する反力による下向きの力に加えて、副流入口４５から流入する気流による下向きの力をさらに受けることで、下向きの速度成分がさらに増大する。これにより、旋回室２９内の含塵空気が、排出口５３の高さと同等の高さの領域をより短時間で通過する。その結果、塵埃が排出口５３から排出されることをより効果的に抑制でき、塵埃の捕捉性能が高まる。本実施の形態では、副流入風路２８の螺旋状を呈する部分（副流入風路形成部３７の底面螺旋部３７ｃ、及び、副流入風路端面部４４の端面螺旋部４４ｃに沿う部分）は、空気旋回方向に沿って、周方向に、例えば約１８０度の範囲に亘って形成される。図１７に示すように、本実施の形態では、副流入口４５ｂ及び４５ｃは、副流入風路２８の螺旋状を呈する部分に配置される。なお、副流入風路２８の全体が、空気旋回方向と同じ方向に旋回しながら下方（排出部５１の突出方向）へ移行する螺旋状を呈するように構成しても良い。

本実施の形態では、主流入風路２７と副流入風路２８とを連通させるバイパス開口５６を設け、主流入風路２７の含塵空気の一部を副流入風路２８にバイパスさせる構成とした。これにより、別の動力源を用いずに主旋回気流を加速することができるため、構造簡易化及び消費電力の低減を図ることができる。

図２３に示すように、本実施の形態では、副流入風路２８の一部（上流端に近い部分）は、主流入風路２７（主流入管３６）の上壁と、旋回室２９の軸方向の端面の最も高い部分（旋回室端面部４８の端面垂直部４８ｂ）との間の高さの範囲に位置する。主流入風路２７（主流入管３６）の中心線が、下流側が上流側より高くなるように、旋回室２９の軸に垂直な平面に対して傾斜していることで、主流入風路２７（主流入管３６）の上壁と、旋回室２９の軸方向の端面の最も高い部分（旋回室端面部４８の端面垂直部４８ｂ）との間の高さの範囲にスペースが生じる。本実施の形態では、当該スペースを用いて副流入風路２８の一部（上流端に近い部分）を形成することで、集塵ユニット１３を小型化できる。なお、副流入風路２８の全体が、主流入風路２７（主流入管３６）の上壁と、旋回室２９の軸方向の端面の最も高い部分との間の高さの範囲に位置するように構成しても良い。本実施の形態では、副流入風路２８のほぼ全体が、旋回室２９の軸方向の端面の最も高い部分（旋回室端面部４８の端面垂直部４８ｂ）の高さ以下の高さにある。これにより、集塵ユニット１３をさらに小型化できる。

本実施の形態では、主流入風路２７（主流入管３６）の上壁にバイパス開口５６を形成することで、主流入風路２７（主流入管３６）の上方の空間を用いて、主流入風路２７から副流入風路２８を分岐させることができる。このため、当該空間を有効に活用でき、集塵ユニット１３を小型化できる。

本実施の形態では、旋回室２９の軸方向の端面の一部（旋回室端面部４８の端面螺旋部４８ｃ）は、空気旋回方向と同じ方向に旋回しながら下方（排出部５１の突出方向）へ移行する螺旋状を呈する。旋回室２９内の含塵空気は、旋回室端面部４８の端面垂直部４８ｂへの衝突の反力による下向きの力に加えて、端面螺旋部４８ｃから下向きの力をさらに受けることで、下向きの速度成分がさらに増大する。このため、旋回室２９内の含塵空気が、排出口５３の高さと同等の高さの領域をより短時間で通過する。その結果、塵埃が排出口５３から排出されることをより効果的に抑制でき、塵埃の捕捉性能が高まる。旋回室２９の軸方向の端面の螺旋状を呈する部分（旋回室端面部４８の端面螺旋部４８ｃ）は、空気旋回方向に沿って、周方向に、例えば約１８０度の範囲に亘って形成される。図１７に示すように、本実施の形態では、副流入口４５ｂ及び４５ｃは、旋回室２９の周方向の位置に関して、旋回室２９の軸方向の端面の螺旋状を呈する部分（旋回室端面部４８の端面螺旋部４８ｃ）において開口する。なお、旋回室２９の軸方向の端面の全体が、空気旋回方向と同じ方向に旋回しながら下方（排出部５１の突出方向）へ移行する螺旋状を呈するように構成しても良い。

主流入口４２から流入した含塵空気が旋回室端面部４８へ衝突する際、内向きの力を受けてしまうと、塵埃が排出部５１に近づきやすくなり、分離効率を損なう可能性がある。本実施の形態では、主流入口４２から流入した含塵空気が旋回室端面部４８へ衝突する位置に、端面垂直部４８ｂを設けたことで、主流入口４２から流入して旋回室端面部４８へ衝突した含塵空気が内向きの力を受けることを確実に抑制できる。また、端面垂直部４８ｂを設けたことで、端面螺旋部４８ｃに円滑に流れを移行する作用も発揮され、圧損低減の効果もある。仮に、主流入口４２から流入した含塵空気が旋回室端面部４８へ衝突する位置が、端面螺旋部４８ｃのような螺旋状だった場合、気流が跳ね返る方向が多少不安定になる可能性があり、気流が内向きの力を受ける可能性がある。

本実施の形態では、バイパス開口５６を主流入風路２７（主流入管３６）の上壁に設けた。これにより、主流入風路２７から副流入風路２８に分岐する流れが上向きとなるため、重力の作用により、比較的大きな塵埃が副流入風路２８に侵入するのを抑制する効果がある。

本実施の形態では、副流入口４５の開口面積を主流入口４２の開口面積よりも小さく形成した。これにより、主流入口４２から導入される比較的大きな塵埃が、旋回室２９から副流入風路２８に侵入するのを抑制する効果がある。

本実施の形態では、旋回室２９の軸を集塵部ケース２６の軸に対して右側にずらして配置した。集塵部ケース２６の軸とホース接続口９の軸は、ともに掃除機本体６（収容ユニット１２）の左右の対称面の上に配置される構成である。したがって、旋回室２９の軸の位置を、ホース接続口９の軸の位置に対して、ずらして配置していることとなる。これにより、吸気風路１９から主流入風路２７までの風路内での曲げを抑制し、含塵空気をスムーズに旋回室２９に導入して捕捉性能を高める効果がある。また、圧損を抑制する効果もある。

本実施の形態では、主流入風路２７（主流入管３６）の中心線を旋回室２９の軸に垂直な平面に対して角度θ（例えば１５７度）だけ傾斜させて構成するとともに、掃除機本体６を水平面に置いた場合に旋回室２９の軸が鉛直方向に対して角度φ（φ＝１８０度−θ）だけ傾斜するように集塵ユニット１３を傾けて収容ユニット１２に取り付ける（図２９参照）。角度φは、例えば２３度である。これにより、主流入風路２７（主流入管３６）の中心線は、水平方向に配置される。その結果、取っ手７からの操作力が掃除機本体６に伝達されるホース接続口９の床面からの高さを抑制し、ホース接続口９と車輪１８との距離を近づけることができる。これにより、掃除機本体６の引き回し性を向上するとともに、転倒を抑制する作用がある。このような効果を得る上では、掃除機本体６（収容ユニット１２）を水平面に置いた状態での主流入風路２７（主流入管３６）の中心線は、完全に水平でなくても良い。掃除機本体６（収容ユニット１２）を水平面に置いたときの主流入風路２７の中心線が、旋回室２９の軸を鉛直方向に向けた場合の主流入風路２７の中心線に比べて、水平に近くなるように構成することで、上記と類似の効果が得られる。

本実施の形態では、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。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。

本実施の形態では、主流入風路２７の含塵空気の一部を副流入風路２８に分岐する構成について示したが、本発明は、このような構成に限定されるものではない。例えば、外気を導入して副流入風路２８内の気流の流れを実現しても良い。例えば、コンプレッサー等の別の動力源を用いて副流入風路２８内の気流の流れを実現しても良い。

本実施の形態では、旋回室２９と集塵室との連通口として０次開口４０及び一次開口３９を備えた構成について示したが、本発明は、このような構成に限定されるものではない。０次開口４０及び一次開口３９以外に連通口をさらに備える構成、０次開口４０を備えない構成、一次開口３９を備えない構成、０次開口４０及び一次開口３９の双方を備えない構成、などでも良い。これらの場合にも、排出口５３からの向心力を抑制する効果を得ることができる。

本実施の形態では、一つの旋回室２９を備えた構成について示したが、本発明は、このような構成に限られるものではない。例えば、旋回室２９の下流側にさらに別の旋回室を備えても良い。例えば、旋回室２９の上流側にさらに別の旋回室を備えても良い。

本実施の形態では、集塵ユニット１３をサイクロン分離装置の一例として示した。サイクロン分離装置の詳細は、集塵ユニット１３の構成に限定されない。本実施の形態では、サイクロン分離装置（集塵ユニット１３）を電気掃除機に適用した場合について示したが、本発明のサイクロン分離装置は、電気掃除機以外の装置（例えば、粉体を分離する粉体分離装置）に適用することも可能である。

本実施の形態では、吸込口体２を吸込具の一例として示した。電気掃除機１は、他の形状を有する吸込具を備えていても良い。本実施の形態では、キャニスタータイプの電気掃除機１について説明したが、本発明の電気掃除機のタイプはこれに限定されない。本発明を所謂ロボット掃除機と呼ばれる電気掃除機に適用しても良い。かかる場合、吸込具は掃除機本体の下部に掃除機本体と一体的に設けられる。

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 取っ手、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、１３ 集塵ユニット、１４，１５ 収容体、１５ａ 収容部、１６ 吸気風路形成部、１７ 排気風路形成部、１８ 車輪、１９ 吸気風路、２０ 接続口、２１ 排気風路、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、２８ 副流入風路、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 主流入管、３７ 副流入風路形成部、３７ｂ 底面垂直部、３７ｃ 底面螺旋部、３８ 接続部、３９ 一次開口、４０ ０次開口、４１ ユニット流入口、４２ 主流入口、４３ 立ち上がり部、４４ 副流入風路端面部、４４ｂ 端面垂直部、４４ｃ 端面螺旋部、４４ｄ 端面傾斜部、４５ 副流入口、４５ａ 副流入口、４５ｂ 副流入口、４５ｃ 副流入口、４６ 底部、４７ 外壁部、４８ 旋回室端面部、４８ａ 端面傾斜部、４８ｂ 端面垂直部、４８ｃ 端面螺旋部、４９ リブ、５１ 排出部、５２ バイパス円弧壁部、５３ 排出口、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

Claims (5)

1. 主流入口と少なくとも一つの副流入口とから流入した含塵空気を旋回させることで含塵空気から塵埃を分離する旋回室と、
   前記旋回室の軸方向の端面から前記旋回室の内部に向かって突出し、前記旋回室の内部の空気を排出する排出部と、
   前記主流入口を介して前記旋回室に含塵空気を流入させる主流入風路と、
   前記少なくとも一つの副流入口を介して前記旋回室に含塵空気を流入させる副流入風路と、
   を備え、
   前記副流入風路の少なくとも一部は、前記旋回室の内部の含塵空気と同じ方向に旋回しながら前記排出部の突出方向へ移行する螺旋状を呈し、
   前記旋回室の軸を鉛直方向に向けた場合に、前記主流入風路の中心線は、下流側が上流側より高くなるように、前記旋回室の軸に垂直な平面に対して傾斜するサイクロン分離装置。
2. 前記少なくとも一つの副流入口は、前記旋回室の軸方向から見たときに前記主流入口から前記旋回室の内部の含塵空気の旋回方向に半周以上進んだ位置にある副流入口を含む請求項１に記載のサイクロン分離装置。
3. 前記主流入風路と前記副流入風路とを連通させるバイパス開口を備える請求項１または請求項２に記載のサイクロン分離装置。
4. 前記旋回室の軸方向の端面の少なくとも一部は、前記旋回室の内部の含塵空気と同じ方向に旋回しながら前記排出部の突出方向へ移行する螺旋状を呈する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のサイクロン分離装置。
5. 吸引風を発生させる送風機と、
   前記吸引風によって吸引された含塵空気から塵埃を分離する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のサイクロン分離装置と、
   を備える電気掃除機。

Images