WO2011055538A1 - 電気掃除機 - Google Patents

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WO2011055538A1
WO2011055538A1 PCT/JP2010/006484 JP2010006484W WO2011055538A1 WO 2011055538 A1 WO2011055538 A1 WO 2011055538A1 JP 2010006484 W JP2010006484 W JP 2010006484W WO 2011055538 A1 WO2011055538 A1 WO 2011055538A1
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WO
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opening
dust
swirl chamber
vacuum cleaner
axial direction
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PCT/JP2010/006484
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English (en)
French (fr)
Inventor
剛志 前田
草太 小前
潤一郎 星崎
朋生 小林
Original Assignee
三菱電機株式会社
三菱電機ホーム機器株式会社
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    • B04C5/24—Multiple arrangement thereof
    • B04C5/26—Multiple arrangement thereof for series flow

Definitions

  • the present invention relates to a vacuum cleaner, and more particularly to a vacuum cleaner provided with a cyclone separator.
  • this type of vacuum cleaner for example, “having a housing having a fluid intake means including fine particles and a discharge means for discharging a cleaned fluid, a means for generating a primary vortex in the inflowing fluid, and
  • the housing includes a separation region including a first separation chamber and a second separation chamber each connected to a particulate collection means, and a coupling means for generating a secondary vortex flow in the second separation chamber, and applies to particulates having different weights.
  • an apparatus for separating fine particles into a first separation chamber and a second separation chamber due to a difference in inertial force see, for example, Patent Document 1).
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and improves the collection performance by giving a sufficient swirl force to both of them when dust is separated at two places in the swirl chamber.
  • An object of the present invention is to provide an electric vacuum cleaner that makes it possible.
  • a vacuum cleaner according to the present invention is arranged between a suction port body that sucks dust-containing air from the outside, an electric blower that generates intake air, and the suction port body and the electric blower. And a cyclone section that swirls the dust-containing air flowing in from the inflow port in the swirl chamber and separates the dust and then exhausts the dust from the discharge port body.
  • the discharge port body includes a substantially cylindrical cylindrical body having a plurality of holes and a substantially conical cone having a plurality of holes, and the swirl chamber has a substantially cylindrical side wall. It is composed of a cylindrical portion having a shape and a conical portion having a substantially conical shape.
  • the vacuum cleaner includes a first opening formed by opening a part of the cylindrical part of the swirl chamber, and a second opening formed by opening a part of the conical part of the swirl chamber. And a first dust case communicating with the swirl chamber via the first opening, and a second dust case communicating with the swirl chamber via the second opening.
  • the vacuum cleaner according to the present invention by adopting the above-described configuration, it is possible to efficiently centrifuge and collect the dust in the first dust case and the second dust case, respectively.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the cleaner body 5 shown in FIG. 2 taken along the line aa.
  • FIG. 3 is a bb cross-sectional view of the cleaner body 5 shown in FIG. 2.
  • It is a perspective view which shows the external appearance of the cyclone dust collector 50 which is the principal part of the vacuum cleaner main body 5 of the electric vacuum cleaner shown by FIG.
  • It is a front view of the cyclone dust collector 50 of the vacuum cleaner which concerns on this invention.
  • It is a rear view of the cyclone dust collector 50 of the vacuum cleaner which concerns on this invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 7 in the first embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 7 in the first embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 8 in the first embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 7 in the first embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG. 7 in the first embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line FF in FIG.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a cyclone dust collecting apparatus 50 according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG. 7 in the second embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view taken along line AA in FIG. 7 in the second embodiment.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view taken along line AA in FIG. 7 in the second embodiment.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view taken along line AA in FIG. 7 in the second embodiment.
  • FIG. 9 is a partial cross-sectional view taken along line AA in FIG. 7 in the second embodiment.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 7 that does not correspond to the second embodiment.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 7 that does not correspond to the second
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a vacuum cleaner according to the present invention.
  • the electric vacuum cleaner 100 includes a suction port body 1, a suction pipe 2, a connection pipe 3, a hose 4, and a cyclonic cleaner body 5.
  • the suction port body 1 sucks dust and dust-containing air on the floor surface.
  • One end of a straight cylindrical suction pipe 2 is connected to the outlet side of the suction port body 1.
  • a handle 2a is provided at the other end of the suction pipe 2, and one end of the connection pipe 3 that is slightly bent in the middle is connected.
  • a flexible bellows-like hose 4 is connected to the other end of the connection pipe 3. Further, the vacuum cleaner body 5 is connected to the other end of the hose 4.
  • the suction port body 1, the suction pipe 2, the connection pipe 3, and the hose 4 constitute a part of a flow path for allowing dust-containing air to flow from the outside to the inside of the cleaner body 5.
  • FIG. 2 is a top view of the cleaner body 5 of the electric vacuum cleaner shown in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line aa of the cleaner body 5 shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line bb of the cleaner body 5 shown in FIG.
  • the vacuum cleaner body 5 of the vacuum cleaner 100 includes a suction air passage 49, a cyclone dust collector 50, an exhaust air passage 51, a filter 52, an electric blower 53, and an exhaust air. And a mouth 54.
  • the vacuum cleaner body 5 includes a wheel 55, a cord reel (not shown), and the like at the rear part thereof.
  • the cyclone dust collecting device 50 includes a cyclone unit 10 and a second cyclone unit 20 provided in parallel with the cyclone unit 10.
  • the cyclone unit 10 includes an inlet 11, a swirl chamber 12, a zero-order dust case 114, a primary dust case 14, and a discharge port body 15.
  • the second cyclone unit 20 includes a second inlet 21, a second swirl chamber 22, a secondary dust case 24, and a second outlet 25.
  • the primary dust case 14 and the secondary dust case 24 are formed as one case component.
  • the openings at the lower ends of the zero-order dust case 114, the primary dust case 14, and the secondary dust case 24 are configured to be opened and closed by a dust case lid 31.
  • an intermediate air passage 32 that communicates the discharge port body 15 and the second inlet 21 is provided in the upper part of the cyclone unit 10.
  • an exhaust air passage 51 is provided in the upper part of the second cyclone unit 20 so as to be continuous with the second exhaust port 25.
  • FIG. 5 is a perspective view showing an appearance of the cyclone dust collecting apparatus 50, which is a main part of the vacuum cleaner main body 5 of the electric vacuum cleaner shown in FIG. 6 is a front view of the cyclone dust collector 50
  • FIG. 7 is a rear view of the cyclone dust collector 50
  • FIG. 8 is a plan view of the cyclone dust collector 50.
  • 9 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 7
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 7
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 7 is a sectional view taken along the line DD in FIG. 7,
  • FIG. 13 is a sectional view taken along the line EE in FIG. 7,
  • FIG. 14 is a sectional view taken along the line FF in FIG.
  • FIG. 15 is an exploded perspective view of the cyclone dust collector 50.
  • the cyclone dust collecting device 50 of the electric vacuum cleaner 100 includes the cyclone unit 10 and the second cyclone unit 20 provided side by side with the cyclone unit 10.
  • An intermediate air passage 32 is provided at the upper part of the cyclone unit 10, and this intermediate air passage 32 is continuously connected to the second inlet 21 provided at the upper part of the second cyclone unit 20.
  • the second cyclone unit 20 has a separation performance equal to or higher than that of the cyclone unit 10.
  • the second cyclone unit 20 is installed at the downstream position of the cyclone unit 10. For this reason, the second cyclone unit 20 collects garbage that could not be collected by the cyclone unit 10, and electric cleaning is performed. The air exhausted from the machine can be further purified.
  • the cyclone unit 10 includes an inlet 11 for taking in dust-containing air from the suction air passage 49 and a swirl chamber 12 in which the dust-containing air introduced from the inlet 11 is swirled by connecting the inlet 11 in a substantially tangential direction.
  • the intake air flowing in from the inflow port 11 is swirled to separate dust, and then the intake air is exhausted from the discharge port body 15.
  • the discharge port body 15 includes a substantially cylindrical cylindrical mesh 15b having a large number of microscopic holes and a substantially conical conical mesh 15a having a large number of microscopic holes.
  • the swirl chamber 12 has a side wall constituted by a substantially cylindrical portion 12b and a substantially conical portion 12a.
  • the cyclone unit 10 includes a zero-order opening 113 formed by opening a part of the cylindrical part 12b, a primary opening 13 formed by opening a part of the conical part 12a, and a zero-order opening 113. And a primary dust case 14 communicating with the swirl chamber 12 via the primary opening 13.
  • the fine holes of the conical mesh 15a and the cylindrical mesh 15b are holes that connect the inside and the outside of the thick wall surface.
  • the 0th order opening 113 corresponds to the first opening of the present invention
  • the 0th order dust case 114 corresponds to the first dust case of the present invention.
  • the cylindrical mesh 15b corresponds to the cylinder of the present invention
  • the conical mesh 15a corresponds to the cone of the present invention
  • the primary opening 13 corresponds to the second opening of the present invention
  • the primary dust case 14 corresponds to the second dust case of the present invention.
  • the cyclone unit 10 takes in the dust-containing air from the inlet 11 through the intake air passage 49, the dust-containing air flows almost horizontally along the side wall of the swirl chamber 12 and becomes a swirling air current, and the forced air near the center axis is forced. While forming the vortex region and the quasi-free vortex region on the outer periphery thereof, it flows downward due to its path structure and gravity.
  • the centrifugal force acts on the dust
  • dust for example, dust (hereinafter referred to as “garbage A”) having a relatively large size and specific gravity such as hair, bag, sand (relatively large sand) or the like is formed on the inner wall of the swirl chamber 12.
  • the air is separated from the intake air and is captured by the zero-order dust case 114 through the zero-order opening 113 and deposited. Further, the remaining dust travels below the swirl chamber 12 on the descending swirl flow.
  • cotton dust and fine sand dust hereinafter referred to as “garbage B”) that is light, easy to ride in the airflow, and bulky are sent into the primary dust case 14 through the primary opening 13, and further, due to wind pressure.
  • the air from which the dust A and the dust B are removed rises along the central axis of the cylinder of the cyclone unit 10 and is discharged from the discharge port body 15.
  • the air discharged from the discharge port body 15 flows into the second swirl chamber 22 via the intermediate air passage 32 via the second inlet 21 of the second cyclone unit 20 and flows into the second swirl chamber 22.
  • the discharge port body 15 of the cyclone unit 10 is configured as described above, and the dust A swirling around the swivel region formed by the cylindrical portion 12b and collected by the zero-order dust case 114, and the conical portion 12a.
  • a sufficient centrifugal force can be applied to both the waste B collected by the primary dust case 14 by turning in the turning region formed by the above.
  • the flow that reaches the center of the swirl chamber 12 by reversing the swirl to the lower part of the swirl chamber 12 can be smoothly taken in by the conical mesh 15a, the swirl airflow is not disturbed and the collection performance is not disturbed. Can be improved.
  • the conical mesh 15a has a substantially conical shape, when long thread-like dust such as hair is entangled with the side wall of the discharge port body 15, the entangled dust can be easily moved along the tip direction of the cone. There is also an advantage that it can be removed.
  • the sum total of the opening area of the fine hole of the conical mesh 15a is made smaller than the sum of the opening area of the fine hole of the cylindrical mesh 15b. Since the dust A has a larger surface area and a larger air resistance than the dust B, the influence of the suction force in the centripetal direction is relatively small. Therefore, even if the total sum of the opening areas of the fine holes of the cylindrical mesh 15b is increased, the dust A The influence on the collection performance of A is small. Therefore, the sum of the opening areas of the fine holes of the cylindrical mesh 15b can be increased to suppress the wind speed of the airflow when passing through the fine holes, thereby reducing the pressure loss.
  • the inclination angle ⁇ 1 of the conical portion 12 a with respect to the central axis of the swirl chamber 12 is substantially equal to or less than the inclination angle ⁇ 2 of the conical mesh 15 a with respect to the central axis of the swirl chamber 12. .
  • the primary opening 13 formed in the lower part of the swirl chamber 12 is configured such that the opening area is smaller than the opening area of the zero-order opening 113. Thereby, the effect of suppressing the amount of air flowing into the primary dust case 14 through the primary opening 13 and suppressing the re-scattering of the garbage B reaching the primary dust case 14 is obtained.
  • the present invention is configured in the first embodiment.
  • the present invention is not limited to the example. For example, even in a configuration without the second cyclone unit 20, the effect is constant.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view taken along the line EE in FIG. 7 in the second embodiment
  • FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 7 according to the second embodiment.
  • the discharge port body 15 is fine in a region excluding a part near the 0th-order opening 113, for example, a part indicated by reference numeral 15c in the conical mesh 15a constituting a part of the side wall.
  • the structure is provided with holes.
  • a fine hole is provided in a region excluding the part 15c in the vicinity of the zeroth-order opening 113, thereby suppressing the axial suction force and increasing the turning force acting on the dust.
  • the dust A can be reliably collected in the zero-order dust case 114.
  • the fine holes are provided in the vicinity of the zeroth-order opening 113, the suction force from the fine holes on the side wall of the discharge port body 15 acts greatly on the dust A.
  • the dust case 114 is less likely to be collected, and the dust A once collected in the zero-order dust case 114 is likely to re-scatter.
  • the discharge port body 15 protrudes from the upper part of the swirl chamber 12, but the side wall of the discharge port body 15 with respect to the dust A is fine. Since the suction force from the hole is suppressed, the waste A can be reliably collected in the zero-order dust case 114 even if the zero-order opening 113 is installed at a height close to the discharge port body 15. The depth of the next dust case 114 can be increased, and the re-scattering of the dust A can be further suppressed to improve the collection performance.
  • the discharge port body 15 is formed in a region of the cylindrical mesh 15b that forms a part of the side wall, excluding a part near the inflow port 11, for example, a part indicated by reference numeral 15d. Micropores are provided. As a result, the intake air flowing in from the inlet port 11 is prevented from being directly sucked into the outlet port body 15, and the centrifugal force acting on the dust A is further increased by further increasing the flow in the turning direction, thereby further improving the collection performance. can do.
  • FIG. 18 shows the positional relationship in the axial direction between the conical mesh 15a and the zero-order opening 113 and the positional relationship in the axial direction between the inlet 11 and the cylindrical mesh 15b.
  • A is the opening range in the axial direction of the zero-order opening 113
  • B is the height range in the axial direction of the inflow port 11
  • C is the height range in the axial direction of the cylindrical mesh 15b
  • D is the conical mesh.
  • E is the height position in the axial direction of the small end of the cylindrical mesh 15b.
  • the conical mesh 15 a is configured such that the height position of at least a part of the substantially conical surface in the axial direction is within the opening range A in the axial direction of the zero-order opening 113. ing.
  • the suction force in the axial direction is suppressed and the turning force acting on the dust is increased, while the distance between the zero-order opening 113 and the minute hole in the side wall of the discharge port body 15 is secured to discharge the dust A.
  • the suction force from the fine holes on the side wall of the outlet body 15 is suppressed, and the dust A can be reliably collected by the zero-order dust case 114.
  • the discharge port body 15 protrudes from the upper part of the swirl chamber 12, but the side wall of the discharge port body 15 with respect to the dust A is fine. Since the suction force from the hole is suppressed, the dust A can be reliably collected in the zero-order dust case 114 even if the zero-order opening 113 is installed at a height close to the discharge port body 15. For this reason, the depth of the 0th-order dust case 114 can be deepened, and the re-scattering of the dust A can be further suppressed to improve the collection performance. (This effect is referred to as effect A)
  • the inflow port 11 has a height range B in the axial direction within the height range C in the axial direction of the cylindrical mesh 15b, and the large end shaft of the conical mesh 15a.
  • the height position D in the direction is configured to be outside the opening range A in the axial direction of the zero-order opening 113.
  • the relationship between the height positions E and D in the axial direction of the small end and the large end of the conical mesh 15a and the opening range A in the axial direction of the zero-order opening 113 is not limited to the above.
  • the height positions E and D in the axial direction of both the small end and the large end of the conical mesh 15 a may be within the opening range A in the axial direction of the zero-order opening 113.
  • the axial position of the small end of the conical mesh 15a is set while the height position D in the axial direction of the large end of the conical mesh 15a is within the opening range A in the axial direction of the zero-order opening 113.
  • the height position E may be outside the opening range A in the axial direction of the zero-order opening 113. Further, as shown in FIG. 21, the height positions E and D in the axial direction of both the small end and the large end of the conical mesh 15 a are outside the opening range A in the axial direction of the zero-order opening 113, and The height position E in the axial direction of the small end of 15a may be lower than the height position in the axial direction of the lower end of the zero-order opening 113.
  • the zero-order opening 113 and the discharge port body 15 The distance from the minute holes on the side wall can be ensured and the zero-order opening 113 can be arranged at a position as high as possible, and the same effect as the above effect A can be obtained.
  • FIG. 22 Comparative Example 1
  • the height position in the axial direction of the substantially conical surface of the conical mesh 15a is outside the opening range A in the axial direction of the zero-order opening 113, and the zero-order opening
  • the distance between the portion 113 and the minute hole in the side wall of the discharge port body 15 cannot be secured.
  • FIG. 23 Comparative Example 2
  • the 0th-order opening 113 cannot be arranged at a high position. For this reason, the above-described effects cannot be obtained in the configuration examples of FIGS.
  • the second cyclone unit 20 is provided.
  • the cyclone unit 10 may be used, or a plurality of cyclones (second cyclone unit, third cyclone unit) may be used. , ...) may be provided.
  • the present invention since the present invention relates to the structure of the cyclone dust collector, it is not limited to the canister type vacuum cleaner described in the first and second embodiments.
  • the fine holes of the conical mesh 15a and the cylindrical mesh 15b are described as holes that communicate the inside and outside of the thick wall surface.
  • first embodiment and the second embodiment do not refer to the seal structure and the lock structure between the components, the seal structure and the lock structure may disturb the flow of airflow in the cyclone dust collector 50. It is desirable not to install it.

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Abstract

　旋回室の２箇所でごみが分離される際に、その双方に十分な旋回力を与えることにより捕集性能を向上させることを可能にした電気掃除機を提供する。電気掃除機は、吸込口体（１）と、電動送風機（５３）と、吸込口体（１）と電動送風機（５３）との間に配され、流入口（１１）、旋回室（１２）及び排出口体（１５）を備えたサイクロン部（１０）とを備える。排出口体（１５）の側壁は、円筒メッシュ（１５ｂ）と円錐メッシュ（１５ａ）とで構成される。旋回室（１２）の側壁は、円筒部（１２ｂ）と円錐部（１２ａ）とで構成される。電気掃除機は、更に、円筒部（１２ｂ）の一部を開口して形成された０次開口部（１１３）と、円錐部（１２ａ）の一部を開口して形成された一次開口部（１３）と、０次開口部（１１３）を介して旋回室（１２）と連通する０次のダストケース（１１４）と、一次開口部（１３）を介して旋回室（１２）と連通する一次ダストケース（１４）とを備える。

Description

電気掃除機
　本発明は、電気掃除機に関し、特にサイクロン分離装置を備えた電気掃除機に関するものである。
　従来、この種の電気掃除機として、例えば「微粒子を含む流体の取入れ手段と清浄にされた流体の排出手段を有するハウジングを備えて、流入流体に一次の渦流を発生させる手段を有し、かつ前記ハウジングがそれぞれ微粒子の収集手段に連結した第一分離室と第二分離室を含む分離領域と前記第二分離室内に二次の渦流を発生させる連結手段を備えて、異なる重量の微粒子にかかる慣性力の違いにより第一分離室と第二分離室とに微粒子を分離する装置…」が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特表２００２－５０３５４１号公報（要約）
　上記の特許文献１で示される従来技術においては、ハウジング（微粒子が旋回する旋回室）内の空気を排気するための流出口がハウジングに対して軸方向に開口しているため、気流は大きな軸方向の速度を持って旋回室へと流入することから、第一分離室で分離するごみと第二分離室で分離するごみの双方に十分な旋回力を与えることができず、遠心力が不足して捕集性能が低いという課題があった。
　本発明は、上記の課題を解決するために為されたものであり、旋回室の２箇所でごみが分離される際に、その双方に十分な旋回力を与えることにより捕集性能を向上させることを可能にした電気掃除機を提供することを目的とする。
　本発明に係る電気掃除機は、外部から含塵空気を吸入する吸込口体と、吸気を発生させる電動送風機と、前記吸込口体と前記電動送風機との間に配され、流入口、旋回室及び排出口体を備え、前記流入口から流入した含塵空気を前記旋回室にて旋回し、塵埃を分離した後に排出口体より排気するサイクロン部とを備える。前記排出口体は、その側壁が、複数の孔を持つ略円筒形状の円筒体と、複数の孔を持つ略円錐形状の円錐体とで構成され、前記旋回室は、その側壁が、略円筒形状の円筒部と、略円錐形状の円錐部とで構成される。電気掃除機は、前記旋回室の円筒部の一部を開口して形成された第１の開口部と、前記旋回室の円錐部の一部を開口して形成された第２の開口部と、前記第１の開口部を介して前記旋回室と連通する第１のダストケースと、前記第２の開口部を介して前記旋回室と連通する第２のダストケースとを更に備える。
　本発明に係る電気掃除機によれば、上記の構成を採用したことにより、ごみを効率良く遠心分離して第１のダストケース及び第２のダストケースにそれぞれ捕集することが可能となる。
本発明に係る電気掃除機の全体構成を示す図である。 図１に示された電気掃除機の掃除機本体５の上面図である。 図２に示された掃除機本体５のａ－ａ断面図である。 図２に示された掃除機本体５のｂ－ｂ断面図である。 図１に示された電気掃除機の掃除機本体５の要部であるサイクロン集塵装置５０の外観を示す斜視図である。 本発明に係る電気掃除機のサイクロン集塵装置５０の前面図である。 本発明に係る電気掃除機のサイクロン集塵装置５０の背面図である。 本発明に係る電気掃除機のサイクロン集塵装置５０の平面図である。 実施の形態１における図７のＡ－Ａ矢視断面図である。 実施の形態１における図７のＢ－Ｂ矢視断面図である。 実施の形態１における図８のＣ－Ｃ矢視断面図である。 実施の形態１における図７のＤ－Ｄ矢視断面図である。 実施の形態１における図７のＥ－Ｅ矢視断面図である。 実施の形態１における図７のＦ－Ｆ矢視断面図である。 実施の形態１におけるサイクロン集塵装置５０の分解斜視図である。 実施の形態２における図７のＥ－Ｅ矢視断面図である。 実施の形態２における図７のＤ－Ｄ矢視断面図である。 実施の形態２における図７のＡ－Ａ矢視部分断面図である。 実施の形態２における図７のＡ－Ａ矢視部分断面図である。 実施の形態２における図７のＡ－Ａ矢視部分断面図である。 実施の形態２における図７のＡ－Ａ矢視部分断面図である。 実施の形態２に該当しない図７のＡ－Ａ矢視部分断面図である。 実施の形態２に該当しない図７のＡ－Ａ矢視部分断面図である。
実施の形態１．
　以下、本発明の実施の形態１を図面に基づいて説明する。
　図１は、本発明に係る電気掃除機の全体構成を示す図である。
　図１に示されるように、電気掃除機１００は、吸込口体１と、吸引パイプ２と、接続パイプ３と、ホース４と、サイクロン式の掃除機本体５とを備えている。吸込口体１は、床面上の塵埃及び含塵空気を吸い込む。吸込口体１の出口側には、真直な円筒状の吸引パイプ２の一端が接続されている。吸引パイプ２の他端には、取手２ａが設けられており、中途にて若干折れ曲がった接続パイプ３の一端が接続されている。接続パイプ３の他端には、可撓性を有する蛇腹状のホース４の一端が接続されている。さらに、ホース４の他端には、掃除機本体５が接続されている。吸込口体１、吸引パイプ２、接続パイプ３及びホース４は、含塵空気を掃除機本体５の外から内部に流入させるための流通路の一部を構成する。
　図２は、図１に示された電気掃除機の掃除機本体５の上面図である。また、図３は、図２に示された掃除機本体５のａ－ａ断面図であり、図４は、図２に示された掃除機本体５のｂ－ｂ断面図である。
　図２～図４に示されるように、電気掃除機１００の掃除機本体５は、吸入風路４９と、サイクロン集塵装置５０と、排気風路５１と、フィルタ５２と、電動送風機５３と排気口５４とを備えている。その他、掃除機本体５は、その後部には、車輪５５、図示しないコードリール部などを備えている。サイクロン集塵装置５０は、サイクロン部１０と、このサイクロン部１０と並設して設けられた第二サイクロン部２０とを備えている。
　また、サイクロン部１０は、流入口１１と、旋回室１２と、０次ダストケース１１４と、一次ダストケース１４と、排出口体１５とを備えている。第二サイクロン部２０は、第二流入口２１と、第二旋回室２２と、二次ダストケース２４と、第二排出口２５とを備えている。なお、この一次ダストケース１４と二次ダストケース２４とは１つのケース部品として形成されている。また、０次ダストケース１１４、一次ダストケース１４及び二次ダストケース２４の下端部の開口部は、ダストケース蓋３１により開閉される構成になっている。
　サイクロン部１０の上部には、排出口体１５と第二流入口２１とを連通する中間風路３２が設けられている。さらに、第二サイクロン部２０の上部には、第二排出口２５と連続して排気風路５１が設けられている。これにより、掃除機本体５の外から流入した空気は、吸入風路４９、流入口１１、旋回室１２、排出口体１５、中間風路３２、第二流入口２１、第二旋回室２２、第二排出口２５を順に通過した後、排気風路５１、フィルタ５２、電動送風機５３及び排気口５４からなる排気経路を経て掃除機本体５に排出されるよう構成されている。
　図５は、図１に示された電気掃除機の掃除機本体５の要部であるサイクロン集塵装置５０の外観を示す斜視図である。また、図６は、サイクロン集塵装置５０の前面図、図７は、サイクロン集塵装置５０の背面図、図８は、サイクロン集塵装置５０の平面図である。また、図９は、図７のＡ－Ａ矢視断面図、図１０は、図７のＢ－Ｂ矢視断面図、図１１は、図８のＣ－Ｃ矢視断面図、図１２は、図７のＤ－Ｄ矢視断面図、図１３は、図７のＥ－Ｅ矢視断面図、図１４は、図７のＦ－Ｆ矢視断面図である。また、図１５は、サイクロン集塵装置５０の分解斜視図である。
　次に、サイクロン集塵装置５０の構成について図５～図１５を用いて説明する。
　電気掃除機１００のサイクロン集塵装置５０は、上記のように、サイクロン部１０と、このサイクロン部１０と並設された第二サイクロン部２０とを備えている。また、サイクロン部１０の上部には中間風路３２が設けられており、この中間風路３２が第二サイクロン部２０の上部に設けられた第二流入口２１と連続的に接続されている。なお、第二サイクロン部２０はサイクロン部１０と同等以上の分離性能を有している。
　上記のように、サイクロン部１０の下流位置に第二サイクロン部２０が設置されており、このため、第二サイクロン部２０がサイクロン部１０では捕集しきれなかったごみを捕集し、電気掃除機から排出される空気をさらに清浄化することができる。
　サイクロン部１０は、 吸入風路４９から含塵空気を取り込む流入口１１と、流入口１１をおおよそ接線方向に接続することで流入口１１から導入した含塵空気が旋回する旋回室１２とを備え、流入口１１から流入した吸気を旋回して塵埃を分離した後に該吸気を排出口体１５から排気する構成になっている。また、排出口体１５は、その側壁が、多数の微細孔を持つ略円筒形状の円筒メッシュ１５ｂと、多数の微細孔を持つ略円錐形状の円錐メッシュ１５ａとで構成されている。また、旋回室１２は、その側壁が、略円筒形状の円筒部１２ｂと、略円錐形状の円錐部１２ａとで構成されている。サイクロン部１０は、円筒部１２ｂの一部が開口して形成された０次開口部１１３と、円錐部１２ａの一部が開口して形成された一次開口部１３と、０次開口部１１３を介して旋回室１２と連通する０次ダストケース１１４と、一次開口部１３を介して旋回室１２と連通する一次ダストケース１４とを備えている。円錐メッシュ１５ａ及び円筒メッシュ１５ｂの微細孔は、厚みを持った壁面の内部と外部を連通する孔からなる。
　なお、０次開口部１１３は本発明の第１の開口部に、０次ダストケース１１４は本発明の第１のダストケースにそれぞれ相当する。円筒メッシュ１５ｂは本発明の円筒体、円錐メッシュ１５ａは本発明の円錐体、一次開口部１３は本発明の第２の開口部、一次ダストケース１４は本発明の第２のダストケースにそれぞれ相当する。
　ここで、サイクロン部１０の動作についてその概要を説明する。
　サイクロン部１０は、吸入風路４９を経て流入口１１から含塵空気を取り込むと、含塵空気は、旋回室１２の側壁に沿ってほぼ水平に流入するため旋回気流となり、中心軸近傍の強制渦領域とその外周側の準自由渦領域とを形成しながら、その経路構造と重力とにより下向きに流れていく。このとき、遠心力が塵埃に作用するため、例えば髪の毛・飴袋・砂（比較的大きな砂）等のサイズも比重も比較的大きなごみ（以下、「ごみＡ」という）が旋回室１２の内壁に押し付けられて吸気から分離され、０次開口部１１３を介して０次ダストケース１１４に捕捉されて堆積する。また、残りの塵埃は下降する旋回流に乗って旋回室１２の下方に進む。これにより、軽くて気流に乗りやすく且つ嵩の多い、綿ごみや細かい砂ごみ（以下、「ごみＢ」という）が一次開口部１３を介して一次ダストケース１４内に送られ、さらに、風圧により一次ダストケース１４の上方に追いやられ、そこで堆積し圧縮される。ごみＡ及びごみＢが除去された空気は、サイクロン部１０の円筒の中心軸に沿って上昇し、排出口体１５から排出される。排出口体１５から排出された空気は、中間風路３２を介して第二サイクロン部２０の第二流入口２１を介して第二旋回室２２に流入し、第二旋回室２２に流入した空気は旋回しながら下降し、二次ダストケース２４を通過し、その後、上昇して第二排出口２５から排出された後、排気風路５１、フィルタ５２、電動送風機５３及び排気口５４からなる排気経路を経て掃除機本体５から排出される。
　サイクロン部１０の排出口体１５は、上記のように構成されており、円筒部１２ｂで形成される旋回領域を旋回して０次ダストケース１１４にて捕集されるごみＡと、円錐部１２ａで形成される旋回領域を旋回して一次ダストケース１４にて捕集されるごみＢとの双方に十分な遠心力を与えることができる。さらには、旋回室１２の下方まで旋回しながら到達した気流が反転して旋回室１２の中央を上昇する流れを円錐メッシュ１５ａによりスムーズに取り入れることができるので、旋回気流を乱さず、捕集性能を向上することができる。また、円錐メッシュ１５ａが略円錐形状であるために、髪の毛等の長い糸状のごみが排出口体１５の側壁に絡んだ際に、絡んだごみを円錐の先端方向に沿って動かすことにより容易に除去できるという利点もある。
　なお、排出口体１５の側壁においては、円錐メッシュ１５ａの微細孔の開口面積の総和を円筒メッシュ１５ｂの微細孔の開口面積の総和よりも小さくしている。
　ごみＡはごみＢに比べて表面積が大きく空気抵抗が大きく作用するため、向心方向の吸込み力の影響が比較的小さいために円筒メッシュ１５ｂの微細孔の開口面積の総和を大きくしてもごみＡの捕集性能に対する影響が小さい。したがって、円筒メッシュ１５ｂの微細孔の開口面積の総和を大きくして微細孔を通過する際の気流の風速を抑制し圧損低減を図ることができる。
　また、図９に示されるように、旋回室１２の中央軸に対する円錐部１２ａの傾斜角度θ1を、旋回室１２の中央軸に対する円錐メッシュ１５ａの傾斜角度θ2とほぼ同等かそれ以下としている。
　このように傾斜角度θ１、θ２に設定することにより、旋回室１２における旋回風路（排出口体１５を除く風路）の風路断面積を、円錐部１２ａにおいて縮小させることなく、圧力損失を抑制するとともに、旋回室１２中央の上昇流の風路を確保し、旋回流と上昇流との干渉を防ぎ気流が乱れないようにすることができ、捕集性能を向上することができる。また、円錐部１２ａの壁面と円錐メッシュ１５ａとの間の距離を近づけないようにして、円錐部１２ａの内壁面に沿って旋回するごみＢが円錐メッシュ１５ａから吸い込まれるのを抑制することができる。
　また、旋回室１２の下部に形成された一次開口部１３は、その開口面積が０次開口部１１３の開口面積よりも小さくなるように構成されている。
　これにより、一次開口部１３を通って一次ダストケース１４へ流入する空気の量を抑え、一次ダストケース１４に到達したごみＢの再飛散を抑制する効果が得られる。
　なお、上述の実施の形態１では、サイクロン部１０の下流位置に、第二サイクロン部２０、フィルタ５２、電動送風機５３を順に配置する構成について説明したが、本発明は、実施の形態１の構成例に限定されるものではなく、例えば第二サイクロン部２０がない構成においても一定の効果を有するものである。
実施の形態２．
　以下、本発明の実施の形態２を図１６～図２３に基づいて説明する。なお、実施の形態１にて説明した構造と同じ構造については、同じ名称及び符号を用いる。
　図１６は、本実施の形態２における図７のＥ－Ｅ矢視断面図、図１７は、本実施の形態２における図７のＤ－Ｄ矢視断面図である。
　図１６に示されるように、排出口体１５は、その側壁の一部を構成する円錐メッシュ１５ａにおいて、０次開口部１１３付近の一部、例えば符号１５ｃで示される部位を除いた領域に微細孔が設けられた構成になっている。
　上記のように、円錐メッシュ１５ａにおいて、０次開口部１１３付近の一部１５ｃを除いた領域に微細孔を設けることで、軸方向の吸込み力を抑制してごみに作用する旋回力を大きくさせつつも、ごみＡに対する排出口体１５の側壁の微細孔からの吸引力が抑制されるため、ごみＡを確実に０次ダストケース１１４に捕集することが可能となる。これに対し、０次開口部１１３付近に微細孔を設けた場合には、排出口体１５の側壁の微細孔からの吸引力がごみＡに対して大きく作用するために、ごみＡが０次ダストケース１１４に捕集されにくくなるとともに、一旦０次ダストケース１１４に捕集されたごみＡの再飛散も生じやすくなってしまう。
　また、本実施の形態２に示されるような反転式のサイクロン部１０においては、排出口体１５は旋回室１２の上部から突出する構成となるが、ごみＡに対する排出口体１５の側壁の微細孔からの吸引力が抑制されるため、０次開口部１１３を排出口体１５に近い高さに設置してもごみＡを確実に０次ダストケース１１４に捕集することができるため、０次ダストケース１１４の深さを深くすることができ、ごみＡの再飛散を更に抑制して捕集性能を高めることができる。
　また、図１７に示されたように、排出口体１５は、その側壁の一部を成す円筒メッシュ１５ｂにおいて、流入口１１付近の一部、例えば符号１５ｄで示された部位を除いた領域に微細孔が設けられている。
　これにより、流入口１１から流入した吸気が排出口体１５に直接吸い込まれることを抑制し、より一層旋回方向への流れを強めてごみＡに作用する遠心力を高め、捕集性能を更に向上することができる。これに対し、流入口１１付近に微細孔を設けた場合には、気流の一部が旋回室１２内を旋回せずに直接排出口体１５から排出されるとともに、旋回方向とは逆の方向に向かう気流も発生するため、ごみＡに作用する遠心力が小さくなりごみＡが捕集されにくくなる。
　図１８は、円錐メッシュ１５ａと０次開口部１１３との軸方向の位置関係及び流入口１１と円筒メッシュ１５ｂとの軸方向の位置関係を示したものである。なお、図１８において、Ａは０次開口部１１３の軸方向における開口範囲、Ｂは流入口１１の軸方向における高さ範囲、Ｃは円筒メッシュ１５ｂの軸方向における高さ範囲、Ｄは円錐メッシュ１５ａの大端の軸方向における高さ位置、Ｅは円筒メッシュ１５ｂの小端の軸方向における高さ位置である。
　図１８に示されるように、円錐メッシュ１５ａは、その略円錐形状面の少なくとも一部の軸方向における高さ位置が前記０次開口部１１３の軸方向における開口範囲Ａ内になるように構成されている。
　これにより、軸方向の吸込み力を抑制してごみに作用する旋回力を大きくさせつつも、０次開口部１１３と排出口体１５の側壁の微細孔との距離を確保してごみＡに対する排出口体１５の側壁の微細孔からの吸引力が抑制され、ごみＡを確実に０次ダストケース１１４で捕集することができる。また、本実施の形態２に示されるような反転式のサイクロン部１０においては、排出口体１５は旋回室１２の上部から突出する構成となるが、ごみＡに対する排出口体１５の側壁の微細孔からの吸引力が抑制されるため、０次開口部１１３を排出口体１５に近い高さに設置してもごみＡを確実に０次ダストケース１１４に捕集することができる。このため、０次ダストケース１１４の深さを深くすることができ、ごみＡの再飛散を更に抑制して捕集性能を高めることができる。（このような効果を効果Ａと称する）
　また、図１８に示されるように、流入口１１は、その軸方向における高さ範囲Ｂが円筒メッシュ１５ｂの軸方向における高さ範囲Ｃ内となるようにし、且つ円錐メッシュ１５ａの大端の軸方向における高さ位置Ｄが、０次開口部１１３の軸方向における開口範囲Ａ外になるよう構成されている。
　これにより、流入口１１から入った気流がスムーズに旋回することができるため、ごみに作用する遠心力が高まり捕集性能を向上することができる。また、０次開口部１１３の軸方向における開口範囲Ａには円錐メッシュ１５ａのみが配置することになるため、より確実に０次開口部１１３と排出口体１５の側壁の微細孔との距離を確保することができ、０次ダストケース１１４に飛ばすごみＡに対する排出口体１５の側壁の微細孔からの吸引力を抑制しつつ、ごみＡに作用する遠心力を大きくして捕集性を高めることができる。
　なお、円錐メッシュ１５ａの小端及び大端の軸方向における高さ位置Ｅ、Ｄと０次開口部１１３の軸方向における開口範囲Ａとの関係は上記に限るものではない。
　例えば、図１９に示されるように、円錐メッシュ１５ａの小端と大端の両方の軸方向における高さ位置Ｅ、Ｄを０次開口部１１３の軸方向における開口範囲Ａ内としてもよい。
　また、図２０に示されるように、円錐メッシュ１５ａの大端の軸方向における高さ位置Ｄを０次開口部１１３の軸方向における開口範囲Ａ内としつつ、円錐メッシュ１５ａの小端の軸方向における高さ位置Ｅを０次開口部１１３の軸方向における開口範囲Ａ外としてもよい。
　また、図２１に示されるように、円錐メッシュ１５ａの小端と大端の両方の軸方向における高さ位置Ｅ、Ｄを０次開口部１１３の軸方向における開口範囲Ａ外としつつ、円錐メッシュ１５ａの小端の軸方向における高さ位置Ｅを０次開口部１１３の下端の軸方向における高さ位置より低くしてもよい。
　すなわち、円錐メッシュ１５ａの略円錐形状面の少なくとも一部の軸方向における高さ位置を０次開口部１１３の軸方向における開口範囲Ａ内とすれば、０次開口部１１３と排出口体１５の側壁の微細孔との距離を確保することができるとともに０次開口部１１３を極力高い位置に配置することができ、上記の効果Ａと同様な効果が得られる。
　これに対し、図２２（比較例１）では、円錐メッシュ１５ａの略円錐形状面の軸方向における高さ位置が０次開口部１１３の軸方向における開口範囲Ａ外になっており、０次開口部１１３と排出口体１５の側壁の微細孔との距離を確保することができない。また、図２３（比較例２）では０次開口部１１３を高い位置に配置することができない。このため、図２２及び図２３の構成例においては、上述の効果を得ることができない。
　なお、上述の実施の形態１及び実施の形態２では、第二サイクロン部２０を設けたものを示したが、サイクロン部１０だけでもよく、あるいは複数のサイクロン（第二サイクロン部、第三サイクロン部、…）を設けてもよい。また、本発明はサイクロン集塵装置の構造に関するものであることから、実施の形態１及び実施の形態２で説明したキャニスタータイプの電気掃除機に限られるものではない。
　また、上述の実施の形態１及び実施の形態２では、円錐メッシュ１５ａ及び円筒メッシュ１５ｂの微細孔を、厚みを持った壁面の内部と外部を連通する孔として記述したが、構成はこの限りではなく、例えば、枠体にメッシュフィルタを貼り付けたような構成としてもよい。
　また、実施の形態１及び実施の形態２では各部品間のシール構造及びロック構造については言及していないが、該シール構造及びロック構造がサイクロン集塵装置５０内の気流の流れを乱すことのないよう設置されるのが望ましい。
　１　吸込口体、２　吸引パイプ、３　接続パイプ、４　ホース、５　掃除機本体、１０　サイクロン部、１１　流入口、１２　旋回室、１２ａ　円錐部、１２ｂ　円筒部、１３　一次開口部、１４　一次ダストケース、１５　排出口体、１５ａ　円錐メッシュ、１５ｂ　円筒メッシュ、２０　第二サイクロン部、２１　第二流入口、２２　第二旋回室、２４　二次ダストケース、２５　第二排出口、３１　ダストケース蓋、３２　中間風路、４９　吸入風路、　５０　サイクロン集塵装置、　５１　排気風路、　５２　フィルタ、
５３　電動送風機、５４　排気口、５５　車輪、１００　電気掃除機、１１３　０次開口部、１１４　０次ダストケース。

Claims (10)

  1. 　外部から含塵空気を吸入する吸込口体と、
    　吸気を発生させる電動送風機と、
    　前記吸込口体と前記電動送風機との間に配され、流入口、旋回室及び排出口体を備え、前記流入口から流入した含塵空気を前記旋回室にて旋回し、塵埃を分離した後に排出口体より排気するサイクロン部と
    を備え、
    　前記排出口体は、その側壁が、複数の孔を持つ略円筒形状の円筒体と、複数の孔を持つ略円錐形状の円錐体とで構成され、
    　前記旋回室は、その側壁が、略円筒形状の円筒部と、略円錐形状の円錐部とで構成され、
    　前記旋回室の円筒部の一部を開口して形成された第１の開口部と、
    　前記旋回室の円錐部の一部を開口して形成された第２の開口部と、
    　前記第１の開口部を介して前記旋回室と連通する第１のダストケースと、
    　前記第２の開口部を介して前記旋回室と連通する第２のダストケースと
    を更に備えたことを特徴とする電気掃除機。
  2. 　前記円錐体は、その孔の開口面積の総和が、前記円筒体の孔の開口面積の総和よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
  3. 　前記旋回室の前記円錐部は、その中央軸に対する傾斜角度が、前記排出口体の前記円錐体の前記中央軸に対する傾斜角度とほぼ同等かそれ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気掃除機。
  4. 　前記第２の開口部は、その開口面積が前記第１の開口部の開口面積よりも小さいことを特徴とする請求項１～請求項３の何れか一項に記載の電気掃除機。
  5. 　前記排出口体は、その側壁において、前記第１の開口部付近の一部を除いた領域に前記孔が形成されていることを特徴とする請求項１～請求項４の何れか一項に記載の電気掃除機。
  6. 　前記排出口体は、その側壁において、前記流入口付近の一部を除いた領域に前記孔が形成されていることを特徴とする請求項１～請求項５の何れか一項に記載の電気掃除機。
  7. 　前記円錐体は、その略円錐形状面の少なくとも一部の軸方向における高さ位置が前記第１の開口部の軸方向における開口範囲内になるように配置されたことを特徴とする請求項１～請求項６の何れか一項に記載の電気掃除機。
  8. 　前記流入口は、前記サイクロン部の軸方向における高さ範囲が前記円筒体の軸方向における高さ範囲内となるように配置されたことを特徴とする請求項１～請求項７の何れか一項に記載の電気掃除機。
  9. 　前記円錐体は、その大端の軸方向における高さ位置が、前記第１の開口部の軸方向における開口範囲外となるように配置されたことを特徴とする請求項８記載の電気掃除機。
  10. 　前記サイクロン部と前記電動送風機との間に配置され、該サイクロン部の排出口体から排気された含塵空気から塵埃を分離して排気する第二サイクロン部を
    更に備えたことを特徴とする請求項１～請求項９の何れか一項に記載の電気掃除機。
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