(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイクロン分離装置を用いる真空掃除式の電気器具であって、
軸線回りに並列に配置された複数の第１のサイクロンを含む第１のサイクロン分離ユニットと、
前記第１のサイクロン分離ユニットの下流に配置され、並列に配置された複数の第２のサイクロンを含む第２のサイクロン分離ユニットとを備え、
前記複数の第２のサイクロンは、少なくとも前記軸線の周りに配置される第２のサイクロンの第１のセット及び第２のサイクロンの第２のセットに分割され、
前記第１のサイクロン及び前記第２のサイクロンの各々は長さ方向軸線を有し、
前記第１のサイクロンの前記長さ方向軸線は、前記軸線に対して第１の方向に配置され、前記第２のサイクロンの第１のセットの前記長さ方向軸線は、前記軸線に対して前記第１の方向に配置され、前記第２のサイクロンの第２のセットの前記長さ方向軸線は、前記軸線に対して前記第１の方向とは異なる第２の方向に配置される、
ことを特徴とする電気器具。
【請求項２】
前記第２のサイクロンの第１のセットの各サイクロンは、前記軸線と交差する長さ方向軸線を有する、請求項１に記載の電気器具。
【請求項３】
前記第２のサイクロンの第２のセットの各サイクロンは、前記軸線と交差する長さ方向軸線を有する、請求項１に記載の電気器具。
【請求項４】
前記複数の第１のサイクロンは、前記第２のサイクロンの第１のセットの周りに延びる、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電気器具。
【請求項５】
前記複数の第１のサイクロンは、前記第２のサイクロンの第１のセット及び前記第２のサイクロンの第２のセットとそれぞれ異なる大きさで重なり合う、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電気器具。
【請求項６】
前記第１のサイクロンの前記軸線周りの配列は、前記第２のサイクロンの第１のセットの前記軸線周りの配列と実質的に同一である、請求項４又は請求項５に記載の電気器具。
【請求項７】
前記第２のサイクロンの第１のセットは、少なくとも一部が前記第２のサイクロンの第２のセットの上方に配置される、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の電気器具。
【請求項８】
各セット内において、前記第２のサイクロンの各々は、実質的に前記軸線から等距離にある、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の電気器具。
【請求項９】
前記複数の第１のサイクロン及び前記第２のサイクロンの第１のセットは、前記軸線から等距離にある、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の電気器具。
【請求項１０】
前記第２のサイクロンの各セットは、それぞれ異なる数のサイクロンを備える、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の電気器具。
【請求項１１】
前記第２のサイクロンの数は、前記第１のサイクロンの数よりも多い、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の電気器具。
【請求項１２】
前記第１のサイクロン分離ユニット及び前記第２のサイクロンの第１のセットは同じ数のサイクロンを備える、請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の電気器具。
【請求項１３】
前記第１のサイクロンの各々は長さ方向軸線を有し、前記第１のサイクロンの前記長さ方向軸線は互いに近づく、請求項１１又は請求項１２に記載の電気器具。
【請求項１４】
前記第１のサイクロンの前記長さ方向軸線は前記軸線と交差する、請求項１３に記載の電気器具。
【請求項１５】
前記第１のサイクロンの各々は弾性部を備える、請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の電気器具。
【請求項１６】
前記第１のサイクロンの各々は、比較的広い部分と比較的狭い部分を有するテーパ付き本体を備え、前記第１のサイクロンの各々の前記比較的狭い部分は可撓性がある、請求項１５に記載の電気器具。
【請求項１７】
前記テーパ付き本体の前記比較的広い部分は、前記テーパ付き本体の前記比較的狭い部分よりも剛性が高い、請求項１５に記載の電気器具。
【請求項１８】
前記第２のサイクロンの第１のセットの各サイクロンは弾性部を備える、請求項１〜請求項１７のいずれか１項に記載の電気器具。
【請求項１９】
前記第２のサイクロンの第１のセットの各サイクロンは、比較的広い部分と比較的狭い部分を有するテーパ付き本体を備え、前記比較的狭い部分は可撓性がある、請求項１８に記載の電気器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面処理電気器具に関する。好ましい実施形態において、電気器具は直立型真空掃除機の形態である。
【背景技術】
【０００２】
サイクロン分離装置を利用した真空掃除機は従来から公知である。このような真空掃除機の例は、米国特許第４，３７３，２２８号、米国特許第３，４２５，１９２号、米国特許第６，６０７，５７２号、及び欧州公開特許１２６８０７６に開示されている。分離装置は、流入空気が順次通過する第１及び第２のサイクロン分離ユニットを備える。これにより、第１の分離ユニットにおいて空気流から大きな汚れ及びデブリを抽出することが可能になり、第２のサイクロンは最適な状態で作動できるので効果的な方法で微細な粒子を効果的に取り除くことができる。
【０００３】
場合によっては、第２のサイクロン分離ユニットは、並列に配置された複数のサイクロンを含むことができる。これらのサイクロンは、通常、分離装置の長さ方向軸線の周りに環状に配置される。比較的大型のただ一つサイクロンではなく複数の比較的小型のサイクロンを並列に備えることで、分離ユニットの分離効率、つまり分離ユニットが取り込んだ粒子を空気流から分離する能力を高くすることができる。このことは、ほこり粒子を空気流から取り除くサイクロン内で発生する遠心力の増大に起因している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４，３７３，２２８号明細書
【特許文献２】米国特許第３，４２５，１９２号明細書
【特許文献３】米国特許第６，６０７，５７２号明細書
【特許文献４】欧州公開第１２６８０７６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
並列サイクロンの数が増えると、同じ全圧力抵抗に対して分離ユニットの分離効率又は圧力効率がさらに高くなる。しかしながら、サイクロンを環状に配置すると分離ユニットの外径が大きくなり、結果的に分離装置のサイズが大きくなり望ましくない場合もある。サイズが大きくなることは個々のサイクロンのサイズを小さくすることで改善できるが、サイクロンのサイズを小さくするにも限界がある。非常に小型のサイクロンではすぐに詰まってしまい、真空掃除機を通る空気流量つまり清掃効率に好ましくない影響をもたらす場合もある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は表面処理電気器具を提供し、該表面処理電気器具は、
軸線回りに並列に配置された複数の第１のサイクロンを含む第１のサイクロン分離ユニットと、
第１のサイクロン分離ユニットの下流に配置され、並列に配置された複数の第２のサイクロンを含む第２のサイクロン分離ユニットと、
を備え、
複数の第２のサイクロンは、少なくとも前記軸線の周りに配置される第２のサイクロンの第１のセット及び第２のサイクロンの第２のセットに分割され、
第１のサイクロン及び第２のサイクロンの各々は長さ方向軸線を有し、
第１のサイクロンの長さ方向軸線は、軸線に対して第１の方向に配置され、第２のサイクロンの第１のセットの長さ方向軸線は、軸線に対して第１の方向に配置され、第２のサイクロンの第２のセットの長さ方向軸線は、軸線に対して第１の方向とは異なる第２の方向に配置される。
【０００７】
従って、本発明は、少なくとも２段のサイクロン分離を含む分離装置を備える表面処理電気器具を提供し、第１のサイクロン段は複数の第１のサイクロンを備え、第２のサイクロン段は少なくとも２つのセットに分割された複数の第２のサイクロンを備える。
【０００８】
第２のサイクロン分離ユニット内の第２のサイクロンの第１のセットの配列は、第２のサイクロン分離ユニット内の第２のサイクロンの第２のセットの配列とは異なる。第２のサイクロンの各セットは、前記軸線に沿って複数の第１のサイクロンに対して異なる位置に配置できる。例えば、前記軸線に沿った複数の第１のサイクロンと第２のサイクロンの第１のセットとの間の間隔は、前記軸線に沿った複数の第１のサイクロンと第２のサイクロンの第２のセットとの間の間隔とは異なることができる。本発明において、第２のサイクロンの第１のセットは、前記軸線に対して第１の方向に配置され、第２のサイクロンの第２のセットは、前記軸線に対して第１の方向とは異なる第２の方向に配置される。複数の第１のサイクロンは、前記軸線に対してこの第１の方向に配置される。第２のサイクロン分離ユニットのサイクロンを第１のセット及び第２のセットに分けて、サイクロンをこのように配置すると、分離装置はコンパクトな構成となり、一方で第２のサイクロン分離ユニットのサイクロン数を最大にすることができる。第２のサイクロンの各セットのうちの１つが軸線に対して傾斜する角度を増大させると分離装置の全高を抑えることができる。
【０００９】
複数の第１のサイクロンは、第２のサイクロンの第１のセットの周りに延びることが好ましい。第２のサイクロンの第１のセットは、第２のサイクロンの第２のセットの周りに延びることが好ましい。第２のサイクロンの第１のセットは、少なくとも一部が第２のサイクロンの第２のセットの上方に配置されることが好ましい。
【００１０】
第２のサイクロンの第１のセットが、第２のサイクロンの第２のセットの一部、好ましくは上側部の周囲に重なり合うように、第２のサイクロンの第１のセットは、第２のサイクロンの第２のセットの一部の周りに配置されてもよい。これにより第２のサイクロンの第１のセット及び第２のセットが互いに近くなるので分離装置の全高を低減できる。複数の第１のサイクロンは、第２のサイクロンの第２のセットの一部の周りに配置できるので、第１のサイクロンは、第２のサイクロンの第２のセットの円周方向部、好ましくは下側部で重なり合う。第１のサイクロン及び第２のサイクロンの第１のセットは、第２のサイクロンの第２のセットの共通環状セクションと重なり合うことができる。複数の第１のサイクロンは、第２のサイクロンの各セットとそれぞれ異なる大きさで重なり合うことができる。
【００１１】
各セットは同じ数の第２のサイクロンを含むことができる。例えば、第２のサイクロン分離ユニットに関するサイクロンの最適数が２４個の場合、分離装置の最大径及び／又は分離装置の最大高さに応じて、これらのサイクロンは、１２個のサイクロンの２セット、８個のサイクロンの３セット、又は６個のサイクロンの４セットに配置することができる。もしくは、各セットは、それぞれ異なる数のサイクロンを含むことができる。第２のサイクロンの第１のセットは、第２のサイクロンの第２のセットよりも大きな数のサイクロンを備えることができる。例えば、第２のサイクロン分離ユニットのサイクロンの最適数が３６個の場合、これらのサイクロンは、１８個のサイクロンの第１のセット、１２個のサイクロンの第２のセット、及び６個のサイクロンの第３のセットに配置することができる。
【００１２】
第２のサイクロンの第１のセットは、前記軸線周りの第１の環状又は切頭円錐形配列で配置し、第２のサイクロンの第２のセットは、第２の環状又は切頭円錐形配列で配置することが好ましい。これらの各々の配列は、前記軸線に対して同軸であることが好ましい。第２のサイクロンの各配列内において、流体入口は、前記軸線に略直交する配列で配置できる。
【００１３】
各セット内において、第２のサイクロンは前記軸線から略等間隔にあることが好ましい。別法で又は追加的に、第２のサイクロンは前記軸線周りで略等間隔又は等角度で離間することが好ましい。
【００１４】
第２のサイクロンの第１のセットの各サイクロンの外側壁の少なくとも一部は、表面処理電気器具の外面を形成することができる。これにより電気器具の全容積を最小にできる。
【００１５】
第２のサイクロン分離ユニットの各サイクロンは、好ましくは切頭円錐形のテーパ付き本体をもつことが好ましい。第２のサイクロンの第１のセットは、各サイクロンの長さ方向軸線が互いに近づくように構成されることが好ましい。同様に、第２のサイクロンの第２のセットは、各サイクロンの長さ方向軸線が互いに近づくように構成されることが好ましい。いずれの場合も、第２のサイクロンの長さ方向軸線はサイクロンがその周りに配置される前記軸線と交差することが好ましい。
【００１６】
第２のサイクロンの第１のセットの長さ方向軸線が前記軸線と交差する角度は、第２のサイクロンの第２のセットの長さ方向軸線が前記軸線と交差する角度とは異なる。例えば、第２のサイクロンの第１のセットの長さ方向軸線が前記軸線と交差する角度は、第２のサイクロンの第２のセットの長さ方向軸線が前記軸線と交差する角度よりも大きいてもよい。第２のサイクロンのセットの１つが前記軸線に対して傾斜する角度が大きくなると、分離装置の全高を抑えることができる。
【００１７】
第２のサイクロンの第１のセット及び第２のセットに加えて、第２のサイクロン分離ユニットは、第２のサイクロンの第３のセットを備えることができる。第２のサイクロンの第３のセットのサイクロンは、前記軸線の周りで第３の環状配置で配置できる。第３の環状配列は、前記軸線に対して同軸であることが好ましい。
【００１８】
第２のサイクロンの第２のセットは、少なくとも一部が第２のサイクロンの第３のセットの上方に配置されることが好ましい。分離装置の高さを低減するために、第２のサイクロンの第２のセットは、第２のサイクロンの第２のセットが第２のサイクロンの第３のセットの一部、好ましくは上側部の周囲に重なり合うように、第２のサイクロンの第３のセットの一部の周りに配置できる。この場合、第２のサイクロンの第２のセットは、第２のサイクロンの第３のセットよりも多数のサイクロンを備えることができる。また、第２のサイクロンの第１のセットは、第２のサイクロンの第１のセットが第２のサイクロンの第２のセット及び第３のセットの各々の少なくとも一部の周囲で重なり合うように、第２のサイクロンの第３のセットの一部の周りに延びることができる。これにより、第２のサイクロンが互いに近づくことになり分離装置の全高を更に低減できる。
【００１９】
前述のように、第２のサイクロン分離ユニットの各サイクロンは、好ましくは切頭円錐形のテーパ付き本体をもつことが好ましい。第２のサイクロンの第３のセットの各サイクロンは、前記軸線に対して第３の方向に配置できる。第３の方向は、第１及び第２の方向の各々とは異なることが好ましい。第３の方向は、各サイクロンの長さ方向軸線が互いに近づく方向とすることができる。もしくは、第２のサイクロンの第３のセットの各サイクロンは、その長さ方向軸線の各々が略平行であるように配置できる。これらの長さ方向軸線は、第２のサイクロンがその周りに配置される軸線に対して略平行であるように配置できる。
【００２０】
第１のサイクロンの前記軸線の周りの配列は、第２のサイクロンの第１のセットの前記軸線の周りの配列と実質的に同一とすることができる。複数の第１のサイクロン及び第２のサイクロンの第１のセットは、前記軸線から等間隔とすることができる。第１のサイクロンの各々は、第２のサイクロンの第１のセットのそれぞれのサイクロンの真下に配置できる。もしくは、複数の第１のサイクロンは、第２のサイクロンの第１のセットに対して前記軸線の周りで角度オフセットすることができる。
【００２１】
また、複数の第１のサイクロンは、第２のサイクロンの第３のセットの周りに延びることができる。この場合、複数の第１のサイクロンは、それぞれの異なる大きさで第２のサイクロンの各セットと重なり合うことができる。
【００２２】
第２のサイクロンは、第１のサイクロンよりも多数とすることができる。第１のサイクロン分離ユニット及び第２のサイクロンの第１のセットは、同数のサイクロンを備えることができる。
【００２３】
第１のサイクロン分離ユニットの各サイクロンは、好ましくは切頭円錐形のテーパ付き本体をもつことが好ましい。第１のサイクロンの各々は長さ方向軸線をもつことができ、第１のサイクロンは該第１のサイクロンの長さ方向軸線が互いに近づくように構成される。第１のサイクロンの長さ方向軸線は、サイクロンが周りに配置される軸線と交差できるが、第２のサイクロンの第１のセットの長さ方向軸線と同じ角度で交差する。
【００２４】
第１のサイクロンの各々は、弾性部を備えることができる。第１のサイクロンの各々に弾性部を設けると、表面処理電気器具の使用時にサイクロン内部に汚れが蓄積するのを防止できる。第１のサイクロンの各々は、比較的広い部分と比較的狭い部分を有するテーパ付き本体を備えることができ、第１のサイクロンの比較的狭い部分が弾力性をもっている。比較的広い部分は、比較的狭い部分よりも剛性が高いことが好ましい。例えば、テーパ付き本体の比較的広い部分は、テーパ付き本体の比較的狭い部分よりも剛性の高い材料で形成できる。比較的広い部分は、例えば、ポリプロピレン、ＡＢＳ、又はアルミニウム等のプラスチック又は金属材料で形成できるが、比較的狭い部分は、熱可塑性エラストマー、ＴＰＵ、シリコンゴム、又は天然ゴム等で形成できる。もしくは、テーパ付き本体の比較的広い部分は、テーパ付き本体の比較的狭い部分よりも大きな厚みをもつことができる。比較的狭い部分は、サイクロン先端とすることができる。先端は、電気器具の使用時に振動することができ、ほこり堆積物を集塊してサイクロンを閉塞する前に砕くことができる。
【００２５】
また、少なくとも第２のサイクロンの第１のセットは前述の弾性部を備えることができる。
【００２６】
電気器具は、第１のサイクロン分離ユニットからの流体を受け入れると共に、この流体を第２のサイクロン分離ユニットへ運ぶマニホルドを備えることができる。電気器具は、第２のサイクロンの流体出口からの流体を受け入れると共に、この流体を分離装置から出口ダクトへ運ぶ出口チャンバを備えることができる。出口チャンバは、出口ダクトと係合するために、サイクロン分離ユニットに対して可動の付勢式つまりバネ付勢式カップリング部材を備えることが好ましく、カップリング部材は、流体の流れが分離装置から排出される流体出口を備える。これにより分離装置の一部だけを付勢すること、つまりカップリング部材をダクトに対して付勢することで分離装置とダクトとの間の気密シールを維持できる。
【００２７】
第１及び第２のサイクロン分離ユニットに加えて、電気器具は、少なくとも１つのサイクロンを含む第３のサイクロン分離ユニットを備えることができる。この第３のサイクロン分離ユニットは、第１及び第２のサイクロン分離ユニットの上流側に配置できる。第３のサイクロン分離ユニットは、流体流れが第１のサイクロン分離ユニットに流入する前に該流体流れから汚れ及びほこりを分離する単一のサイクロンを備えることができる。第１のサイクロン及び第２のサイクロンがその周りに配置される軸線は、第１のサイクロン分離ユニットの長さ方向軸線であることが好ましい。複数の第１のサイクロンは、少なくとも部分的に第３のサイクロン分離ユニットの上方に配置することが好ましい。
【００２８】
サイクロン分離ユニットは分離装置の一部を形成することが好ましく、電気器具に取り外し可能に取り付くことが好ましい。
【００２９】
電気器具は、電気器具を通って空気流を吸い込むためのモーター駆動式ファンユニットを備えることが好ましい。３段のサイクロン分離を有し、そのうちの２段が各々並列に配置される複数のサイクロンを備える分離装置を準備すると、分離装置の分離効率が非常に高くなり、流体流れはファンユニットの上流側に配置されるフィルタ組立体を通過することなく分離装置から直接ファンユニットに移動できる。
【００３０】
表面処理電気器具は、真空掃除式電気器具であることが好ましい。用語「表面処理電気器具」は広い意味であることが意図されており、表面にわたって移動して何らかの方法で表面を清掃又は処理するヘッドを有する広範な機械を含む。これは真空掃除機（乾燥式、湿式、及び湿式／乾燥式）等の、内部に表面に吸引力を与えて物質を吸い込む機械、並びに、研磨機／ワックスがけ機、高圧洗浄機、地面マーキング機、シャンプー機等の表面に物質を施す機械を含む。また、芝刈り機及び他の裁断機を含む。
【００３１】
本発明はサイクロン分離装置を提供し、該サイクロン分離装置は、
軸線回りに並列に配置された複数の第１のサイクロンを含む第１のサイクロン分離ユニットと、
第１のサイクロン分離ユニットの下流に配置され、並列に配置された複数の第２のサイクロンを含む第２のサイクロン分離ユニットと、
を備え、
複数の第２のサイクロンは、少なくとも前記軸線の周りに配置される第２のサイクロンの第１のセット及び第２のサイクロンの第２のセットに分割され、
第１のサイクロン及び第２のサイクロンの各々は長さ方向軸線を有し、
第１のサイクロンの長さ方向軸線は、軸線に対して第１の方向に配置され、第２のサイクロンの第１のセットの長さ方向軸線は、軸線に対して第１の方向に配置され、第２のサイクロンの第２のセットの長さ方向軸線は、軸線に対して第１の方向とは異なる第２の方向に配置される。
【００３２】
従って、本発明は、少なくとも２段のサイクロン分離を含む分離装置を備える表面処理電気器具を提供し、第１のサイクロン段は複数の第１のサイクロンを備え、第２のサイクロン段は少なくとも２つのセットに分割された複数の第２のサイクロンを備える。
【００３３】
本発明の第１の態様に関連した前述の特徴点は、本発明の第２の態様にも同様に適用可能であり、その逆も可能である。本発明の好ましい特徴点は、例示的に添付図面を参照して以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】真空掃除機の上から見た正面斜視図である。
【図２ａ】下降位置の真空掃除機ダクトを備える真空掃除機の側面図である。
【図２ｂ】上昇位置の真空掃除機ダクトを備える真空掃除機の側面図である。
【図３】真空掃除機の分離装置を取り外した状態の、真空掃除機の上から見た正面斜視図である。
【図４】分離装置の側面図である。
【図５】分離装置の上面図である。
【図６ａ】図５のラインＡ−Ａから見た分離装置の上面断面図である。
【図６ｂ】図５のラインＢ−Ｂから見た分離装置の上面断面図である。
【図６ｃ】図５のラインＣ−Ｃから見た分離装置の上面断面図である。
【図６ｄ】図５のラインＤ−Ｄから見た分離装置の上面断面図である。
【図６ｅ】図５のラインＥ−Ｅから見た分離装置の上面断面図である。
【図７ａ】図４のラインＦ−Ｆから見た分離装置の側面断面図である。
【図７ｂ】図７ｂと同じ断面図であるが、背景の部品が省略されている。
【図８ａ】転動組立体の上面図である。
【図８ｂ】図８ａのラインＧ−Ｇから見た側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１及び２ａは、真空掃除機１０の形態の表面処理電気器具の外観図を示す。真空掃除機１０は、シリンダ型又はキャニスタ型である。概して、真空掃除機１０は、空気流から汚れ及びほこりを分離する分離装置１２を備える。分離装置１２は、サイクロン分離装置の形態であり、実質的に円筒型の外壁１６を有する外側容器１４を備える。外側容器１４の下端は、外壁１６に枢動可能に取り付けられた基部１８によって閉じられている。汚れ含有空気を分離装置１２に吸い込む吸引力を発生するための電動ファンユニットは、分離装置１２の後方に配置される転動組立体２０に収容されている。同様に図３を参照すると、転動組立体２０は、本体２２及び該本体２２に回転可能に結合されて床面と係合する２つのホイール２４、２６を備える。入口ダクト２８は、分離装置１２の直下に配置され汚れ含有空気を分離装置１２へ運び、出口ダクト３０は、分離装置１２からの排気を転動組立体２０へ運ぶ。シャーシ３２は転動組立体２０の本体２２に結合される。シャーシ３２は略矢印形状であり、該シャーシ３２は、後端において転動組立体２０の本体２２に結合される軸３８と、略三角形のヘッド３６とを備える。シャーシ３２のヘッド３６の側壁の傾斜は、コーナー部、家具、又は床面から直立した物品の周りの真空掃除機１０の操作性を助けることができ、側壁はこのような物品に接触すると直立した物品に対して滑動する傾向にあり、転動組立体２０を直立した物品の周りにガイドすることができる。
【００３６】
床面と係合する一対のホイール組立体３８はシャーシ３２のヘッド３６に結合される。各ホイール組立体３８は、操縦アーム４０によってヘッド３６のそれぞれのコーナー部に結合され、操縦アーム４０は、ホイール組立体３８がシャーシ３２のヘッド３６の後方に配置されるが、転動組立体２０のホイール２４、２６の前で床面に接するように形成されている。従って、ホイール組立体３８は、床面にわたって操作される際に転動組立体２０を支持し、ホイール組立体３８の回転軸と直交すると共に真空掃除機１０が操作される床面に実質的に平行な軸周りの転動組立体２０の回転を制限する。各ホイール組立体３８が床面と接触する各点の間の距離は、転動組立体２０のホイール２４、２６が床面と接触する各点の間の距離よりも大きい。本実施例において、各操縦アーム４０は、それぞれのハブ軸の周りで枢動するよう第１の端部においてシャーシ３２に結合される。各ハブ軸は、ホイール組立体３８の回転軸に対して略直交する。操縦アーム４０の第２の端部は、空掃除機１０が床面にわたって移動する際にホイール組立体３８が自由に回転できるよう、それぞれのホイール組立体３８に結合される。
【００３７】
シャーシ３２に対する操縦アーム４０つまりホイール組立体３８の動きは、細長い軌道コントロールアーム４２によって制御される。軌道制御アーム４２の各端部は、シャーシ３２に対する軌道制御アーム４２の動きにより各操縦アーム４０がハブ軸の周りで枢動するように、それぞれの操縦アーム４０の第２の端部に結合される。これにより結果的に、各ホイール組立体３８がシャーシ３２のそれぞれのコーナー部の周りで軌道を描いて回ることになり、床面にわたる真空掃除機１０の移動方向が変わる。シャーシ３２に対する軌道制御アーム４２の動きは、シャーシ３２に対する入口ダクト２８の動きでもたらされる。同様に図３を参照すると、軌道制御アーム４２は、転動組立体２０の本体２２から前側に延び、好ましくは一体になっているダクト支持部４４の下方を通る。もしくは、ダクト支持部４４は、シャーシ３２に結合することができる。入口ダクト２８は、ホイール組立体３８の回転軸に略直交する軸の周りを動くようにダクト支持部４４に枢動可能に結合される。入口ダクト２８は、後方に延びてダクト支持部４４の下方を通り軌道制御アーム４２に連結するアーム４６を備え、アーム４６が入口ダクト２８と一緒に動く際に軌道制御アーム４２がシャーシ３２に対して動くようになっている。
【００３８】
入口ダクト２８は、比較的剛性の高い入口部４８、比較的剛性の高い出口セクション５０、及び入口部４８と出口セクション５０との間を延びる比較的可撓性のホース５２を備える。入口部４８は、汚れ含有空気流を入口ダクト２８へ運ぶためのワンド及びホース組立体（図示せず）に結合するカップリング５４を備える。ワンド及びホース組立体は、汚れ含有空気流を真空掃除機１０に吸引する吸い込み口を有する清掃ヘッド（図示せず）に結合される。入口部４８は、ヨーク５６に結合されて支持される。ヨーク５６は、床面上にヨーク５６を支持する床係合転動要素５８を備える。ヨーク５６の後側セクションはシャーシ３２に結合され、入口ダクト２８の枢動軸から離間してこれに実質的に平行なヨーク枢動軸の周りを枢動する。シャーシ３２は、ヨーク５６のシャーシ３２に対する枢動を約±６５度の範囲に規制するように形成される。
【００３９】
入口ダクト２８の出口セクション５０は、ダクト支持部４４に枢動可能に結合され、分離装置１２の外面に沿って延びる。床面にわたって真空掃除機１０を操作するために、ユーザは、カップリング５４に結合したホース及びワンド組立体のホースを引き寄せて床面にわたって真空掃除機１０を引きずることになり、結果的に、転動組立体２０のホイール２４、２６、ホイール組立体３８、及び転動要素５８が回転して真空掃除機１０が床面にわたって移動する。例えば、床面にわたって移動中の真空掃除機１０を左に操向するために、ユーザはホース及びワンド組立体のホースを左に引き寄せるので、入口ダクト２８の入口部４８、及びこれに結合されたヨーク５６はヨーク枢動軸の周りを左に枢動する。入口部４８の枢動によりホース５２が屈曲して、入口ダクト２８の出口セクション５０に力が作用する。この力により、出口セクション５０はダクト枢動軸の周りを枢動する。ホース５２の可撓性により、入口部４８のヨーク枢動軸周りの枢動量は、出口セクション５０のダクト枢動軸周りを枢動量よりも大きくなる。例えば、入口部４８が角度６５度だけ枢動する場合、出口セクション５０は約２０度だけ枢動する。出口セクション５０はダクト枢動軸の周りを枢動するので、アーム４６は軌道制御アーム４２をシャーシ３２に対して移動させる。軌道制御アーム４２が移動すると、各操縦アーム４０は枢動してホイール組立体３８が左を向き、その結果、真空掃除機１０が床面をわたって移動する方向が変わる。
【００４０】
また、入口ダクト２８は、分離装置１２が取り外し可能に取り付けられる支持部６０を備える。支持部６０は、入口ダクト２８の出口セクション５０に結合され、出口セクション５０がダクト枢動軸の周りを枢動すると一緒に動くことができる。支持部６０は、入口ダクト２８のホース５２上に広がるように、出口セクション５０から前方かつ略水平方向に延びる。支持部６０は、比較的剛性の高い材料、好ましくはプラスチック材から形成されるので、支持部６０は、分離装置１２が支持部６０の上に取り付く場合にホース５２をつぶすことはない。支持部６０は差込口６４を支える傾斜した前側セクション６２備え、この差込口は上側に延び、外側容器１４の基部１８に形成された凹部６６に配置される。分離装置１２が支持部６０に取り付けられると、外側容器１４の長さ方向軸線はダクト枢動軸に対して傾き、本実施例では角度３０から４０度の範囲である。結果的に、真空掃除機１０が床面にわたって操作される場合、入口ダクト２８のダクト枢動軸周りの枢動により、分離装置１２は、シャーシ３２、転動組立体２０、及び出口ダクト３０に対してダクト枢動軸の周りを枢動又は回転する。
【００４１】
入口ダクト２８の出口セクション５０は空気吹き出し口６８を備え、ここから汚れ含有空気流が分離装置１２に流入する。分離装置１２は図４から７に示される。分離装置１２が使用されることになる真空掃除機のサイズ及び形式に基づいて、様々な形状の分離装置１２が可能である。例えば、離装置１２の全長は、装置の直径に対して増減可能であり、基部１８の形状は変更できる。
【００４２】
前述のように、分離装置１２は、略円筒型の外壁１６を有する外側容器１４を備える。外側容器１４の下端は、外壁１６に対して枢動可能に取り付けられ、外壁１６に設けられた溝に係合するキャッチ７２によって閉鎖位置に保持される湾曲基部１８によって閉鎖される。閉鎖位置において、基部１８は外壁１６の下端に対して密封される。キャッチ７２は、弾性変形可能なので、キャッチ７２の最上部に下向きの圧力が加わると、キャッチ７２は溝から離れて係合解除になることができる。この場合、基部１８は外壁１６から落下することができる。
【００４３】
図７ａを詳細に参照すると、分離装置１２は、サイクロン分離の３つの段を備える。分離装置１２は、第１のサイクロン分離ユニット７４、第１のサイクロン分離ユニット７４の下流に配置される第２のサイクロン分離ユニット７６、及び第２のサイクロン分離ユニット７６の下流に配置される第３のサイクロン分離ユニット７８を備える。
【００４４】
第１のサイクロン分離ユニット７４は単一の第１のサイクロン８０を備える。第１のサイクロン８０は略環状形状であり、長さ方向軸線Ｌ１を有する。第１のサイクロン８０は、外側容器１４の外壁１６と分離装置１２の第１の内壁８２との間に配置される。第１の内壁８２は長さ方向軸線Ｌ１の周りに延びる。第１の内壁８２は、略円筒形の下側セクション８４及び環状の上側セクションを有する。上側セクションは、内壁セクション８８、及び内壁セクション８８の上部の周りに延びる略切頭円錐形の外壁部９０を備える。図６ａ及び７ａに示すように、内壁セクション８８は、ホタテ貝のように波打った形状である。
【００４５】
フランジ９２は、外壁部９０の上端から半径方向外側に延びる。外壁１６の内面と係合し外壁１６と第１の内壁８２との間にシールを形成するために、フランジ９２上に環状シール（図示せず）を配置できる。
【００４６】
汚れ空気入口９６は、入口ダクト２８の空気吹き出し口６８からの空気流を受け入れるために、外壁１６の上端に向かって設けられている。汚れ空気入口９６は、分離装置１２が支持部６０上に取り付く場合、入口ダクト２８の空気吹き出し口６８を横切って配置される。汚れ空気入口９６は、流入する汚れた空気が分離装置１２に流入する際に螺旋経路を辿らざるを得ないように、外側容器１４の接線方向に配置される。
【００４７】
第１のサイクロン分離ユニット７４の流体出口は、孔あきシュラウド９８の形態でもたらされる。シュラウド９８は、第１の内壁８２の上側セクションの外壁部９０の外面に結合する環状の上壁１００と、第１の内壁８２の円筒形下側セクション８４から半径方向に離間するように上壁１００から垂下する略円筒形の側壁１０２と、第１の内壁８２の下側セクション８４の外面と係合するよう側壁１０２下端から半径方向内側に延びる環状の下壁１０４とを有する。本実施形態において、側壁１０２は、上壁１００と下壁１０４との間に延びるメッシュを備える。図６ａを参照すると、メッシュは、第１の内壁８２の外面の周りで角度をもって離間した複数の軸方向に延びるリブ１０５によって半径方向に支持される。下壁１０４は、図７ａに示すように略円筒形の外壁を有するか、又は側壁１０２の下端から外向きに傾斜した外壁を有することができる。
【００４８】
分離装置１２は、第１のサイクロン８０によって空気流から分離されたほこりを受け入れる第１のほこりコレクタ１０６を含む。第１のほこりコレクタ１０６は略環状形状であり、シュラウド９８の下壁１０４下端から基部１８へ、及び外壁１６から第１の内壁８２の下側セクション８４へ延びる。基部１８が閉鎖位置にある場合、下側セクション８４の下端は、基部１８が保持する第１の環状密封部材１０８に対してシールされる。
【００４９】
分離装置１２は第２の内壁１１０を有する。第１の内壁８２は、第２の内壁１１０の周りに延び、第２の内壁１１０に対して同軸に位置合わせされる。第２の内壁１１０は略漏斗状であり、内壁８２の円筒形の下側セクション８４から半径方向に離間してその間に環状チャンバを形成する円筒形の下側セクション１１２を有する。また、第２の内壁１１０は、第２の内壁１１０の下側セクション１１２の上端から半径方向外側に広がり、第１の内壁８２の内壁セクション８８から半径方向に離間する、切頭円錐形の上側セクション１１４を有する。
【００５０】
前述のように、第２のサイクロン分離ユニット７６は第１のサイクロン分離ユニット７４の下流に配置される。第２のサイクロン分離ユニット７６は、第１のサイクロン分離ユニット７４から排気される空気流を受け入れるための少なくとも１つの第２のサイクロンを備える。本実施形態において、第２のサイクロン分離ユニット７６は、並列に配置された複数の第２のサイクロン１２０を備える。第２のサイクロン１２０は、長さ方向軸線Ｌ１を中心としてこの周りに延びる略切頭円錐形配列に配置される。この配列内において、第２のサイクロン１２０は長さ方向軸線Ｌ１から等距離に離間すると共に、長さ方向軸線Ｌ１の周りを略等角度に離間する。第２のサイクロン１２０の各々は他の第２のサイクロン１２０と同一である。本実施形態において、第２のサイクロン分離ユニット７６は、１８個の第２のサイクロン１２０を含む。この配列内で、第２のサイクロン１２０は、２つの第２のサイクロン１２０の間に、間隙１９１をもつことができ、ここにはボタン１２１又は何らかの他のデバイス、キャッチ、又は機構が配置される。
【００５１】
第２のサイクロン１２０の各々は、円筒形の上側セクション１２２及び好ましくは切頭円錐形の形状のテーパ付き本体セクションを備える。本体セクションは上部１２４と下部１２６とに分割される。各々の第２のサイクロン１２０の本体上部１２４は、上側セクション１２２と一体であり分離装置１２の第１の成形円錐パック１２８の一部を形成する。本体下部１２６は、上部１２４よりも可撓性が高い材料で形成される。本実施形態において、第２のサイクロン１２０の各々の本体は、好ましくは上部１２４とオーバーモールドされた下部１２６を有する。もしくは、下部１２６は、何らかの適切な方法で又は何らかの固定手段を用いて上部１２４に接着、固定、又はクランプ締めすることができる。下部１２６を上部１２４に結合する如何なる手法を用いるにしても、結合は、上部１２４と下部１２６との間の接合部において本体セクションの内面に著しい段差又は他の不連続が存在しないことが好ましい。下部１２６は、ショアＡ値が約２０から５０、好ましくは４８とすることができるゴム材料で形成することが好ましく、上部１２４は、約６０のショアＤ値とすることができるポリプロピレン又はＡＢＳから形成することが好ましい。
【００５２】
第１の円錐パック１２８は、一対の外側支持壁１３０ａ、１３０ｂを有する。第１の外側支持壁１３０ａは第１の内壁８２のフランジ９２上に取り付けられ、第２の外側支持壁１３０ｂは第１の内壁８２の内壁セクション８８の上端に取り付けられる。また、第１の円錐パック１２８は、第２の内壁１１０の上側セクション１１４を支持する一対の内側支持壁１３２ａ、１３２ｂを有する。
【００５３】
第１の円錐パック１２８は、第２のサイクロン１２０の本体上部１２４が内壁８２、１１０の間に配置されるチャンバ内に延びるように内壁８２、１１０に対して角度をもって位置合わせされる。各々の第２のサイクロン１２０の下部１２６は、汚れ及びほこりが第２のサイクロン１２０から放出されるコーン開口１３４にて終端する。コーン開口１３４は内壁８２、１１０の間に配置されるので、内壁８２、１１０の間に配置される環状チャンバは、第２のサイクロン１２０によって空気流から分離されたほこりを受け入れる第２のほこりコレクタ１３６を提供する。従って、第２のほこりコレクタ１３６は略環状形状であり、基部１８から第２のサイクロン１２０の先端の最下端の下方１０ｍｍに位置する最上端まで延びる。基部１８が閉鎖位置にある場合、第２の内壁１１０の下側セクション１１２の下端は、基部１８が保持する第２の環状密封部材１３８に対してシールされる。第１のほこりコレクタ１０６は第２のほこりコレクタ１３６の周りに延びる。
【００５４】
第２のサイクロン１２０は、長さ方向軸線Ｌ１に対して第１の方向に配置される。各々の第２のサイクロン１２０は長さ方向軸線Ｌ２を有し、第２のサイクロン１２０は、第２のサイクロン１２０の各長さ方向軸線Ｌ２が互いに近づくように配置される。本実施形態において、第２のサイクロン１２０の長さ方向軸線Ｌ２は、本実施形態では約３３度である第１の角度で第１のサイクロン８０の長さ方向軸線Ｌ１と交差する。第２のサイクロン１２０の長さ方向軸線Ｌ１に対する方向は、第１のサイクロン８０が各々の第２のサイクロン１２０の下側部の周りに延び、各々の第２のサイクロン１２０の上側部が第１のサイクロン８０より上に位置するような方向である。図４から分かるように、第１の円錐パック１２８の外面は、各々の第２のサイクロン１２０の本体セクションの上側セクション１２２の一部及び上部１２４の一部を含む。また、第１の円錐パック１２８の外面は、分離装置１２の外面の一部を形成し、結果的に真空掃除機１０の外面の一部を形成する。
【００５５】
各々の第２のサイクロン１２０は、流体入口１４０及び流体出口１４２を有する。各々の第２のサイクロン１２０に関して、流体入口１４０は、第２のサイクロン１２０の円筒形の上側セクション１２２に配置され、空気が第２のサイクロン１２０の接線方向に流入するよう構成される。流体入口１４０は、長さ方向軸線Ｌ１の周りを環状配列で構成される。環状配列は長さ方向軸線Ｌ１に略直交するが、勿論、長さ方向軸線Ｌ１に対する第２のサイクロン１２０の傾斜に照らして、環状配列内において流体入口１４０は長さ方向軸線Ｌ１に対して傾斜する。図６ｂは、第２のサイクロン１２０の流体入口１４０を通る平面Ｐｉから見た分離装置１２の平面断面図である。平面Ｐｉは図４に示されており、長さ方向軸線Ｌ１に対して略直交する。流体出口１４２は、各々の第２のサイクロン１２０の上端に設けられる渦ファインダの形態である。渦ファインダは、第２のサイクロン１２０の開放上端を覆う第１の環状渦ファインダプレート１４４に配置される。環状密封部材１４５は気密シールを形成して、第１の円錐パック１２８と第１の渦ファインダプレート１４４との間からの空気漏れを防止するようになっている。
【００５６】
空気は、第１のマニホルド１４６によって、第１のサイクロン分離ユニット７４から第２のサイクロン分離ユニット７６の第２のサイクロン１２０の流体入口１４０へ運ばれる。第１のマニホルド１４６は長さ方向軸線Ｌ１の周りに延び、シュラウド９８の側壁１０２と第１の内壁８２の下側セクション８４との間からの空気を受け入れる一連の入口通路１４８を備える。通路１４８は、内壁セクション８８と第１の内壁８２の上側セクションの外壁部９０との間に形成され、第２のほこりにコレクタ１３６の上端部の周りに構成される。各々の通路１４８は、第２のサイクロン１２０の隣接する各下部１２６の間を延びる。第２のサイクロン１２０の流体入口１４０は、第１のマニホルド１４６と連通して入口通路１４８からの空気を受け入れるようになっている。第１のマニホルド１４６は、第１の円錐パック１２８及び第２の内壁１１０の上側セクション１１４で取り囲まれている。従って、第２のサイクロン１２０は、第１のマニホルド１４６を通って延びると見なすことができる。
【００５７】
前述のように、第３のサイクロン分離ユニット７８は第２のサイクロン分離ユニット７６の下流に配置される。第３のサイクロン分離ユニット７８は、並列に配列される複数の第３のサイクロンを備える。本実施形態において、第３のサイクロン分離ユニット７８は、３６個の第３のサイクロンを備える。各々の第３のサイクロンは他の第３のサイクロンと同一である。また、本実施形態において、各々の第３のサイクロンは、第２のサイクロン１２０の各々と実質的に同じである。しかしながら、第３のサイクロンは第２のサイクロン１２０と異なることができる。
【００５８】
第３のサイクロンは、第２のサイクロン１２０と実質的に同じサイズ及び形状である。第２のサイクロン１２０と同様に、各々の第３のサイクロンは、円筒形の上側セクション１５２及び好ましくは切頭円錐形のテーパ付き本体セクションを有する。本体セクションは上部１５４と下部１５６とに分割される。各々の第３のサイクロン１５０の上部１５４は、上側セクション１５２と一体である。第３のサイクロン本体の上部１５４及び下部１５６の各々は、第２のサイクロン１２０の上部１２４及び下部１２６のそれぞれと同じ材料で形成されることが好ましい。下部１５６は上部１５４に対して、第２のサイクロン１２０の下部１２６が第２のサイクロン１２０の上部１２４に結合されるのと同じ方法で結合されることが好ましい。各々の第３のサイクロンは、流体入口１５８及び流体出口１６０を有する。各々の第３のサイクロンに関して、流体入口１５８は、第３のサイクロンの円筒形の上側セクション１５２に配置され、空気が第３のサイクロンの接線方向に流入するよう構成される。流体出口１６０は、第３のサイクロンの上端に設けられる渦ファインダの形態である。
【００５９】
分離装置１２の直径を低減するために、第３のサイクロンは複数セットで構成される。本実施形態において、第３のサイクロン分離ユニット７８は、第３のサイクロンの第１のセット１６２、第３のサイクロンの第２のセット１６４、及び第３のサイクロンの第３のセット１６６を備える。各セットは、それぞれ異なる数の第３のサイクロンを含む。第３のサイクロンの第１のセット１６２は１８個の第３のサイクロン、第３のサイクロンの第２のセット１６４は１２個のサイクロン、及び第３のサイクロンの第３のセット１６６は６個の第３のサイクロンを含む。
【００６０】
第３のサイクロンの第１のセット１６２は第２のサイクロン１２０の上方に配置される。本実施例において、第３のサイクロンの第１のセット１６２内の第３のサイクロンの配列は、第２のサイクロン１２０の配列と実質的に同じである。第３のサイクロンは、長さ方向軸線Ｌ１を中心としてこれに沿って延びる略切頭円錐形配列で配置される。この配列内で、第３のサイクロンは長さ方向軸線Ｌ１から等距離に離間すると共に、長さ方向軸線Ｌ１の周りを略等角度に離間する。第３のサイクロンの長さ方向軸線Ｌ１からの半径方向の間隔は、第２のサイクロン１２０の長さ方向軸線Ｌ１からの半径方向の間隔と実質的に同じである。同様に、２つの第３のサイクロン１６２の間隙１３１にはボタン１５１又は何らかの他のデバイス、キャッチ、又は機構が配置される。
【００６１】
また、第３のサイクロンの第１のセット１６２は、長さ方向軸線Ｌ１に対して第２のサイクロン１２０と同じ方向に配置される。換言すれば、このセット内では、第３のサイクロンは、長さ方向軸線Ｌ１に対して第１の方向に配置される。第３のサイクロンの第１のセット１６２の各々のサイクロンは長さ方向軸線Ｌ３ａを有し、サイクロンは長さ方向軸線Ｌ３ａが互いに近づくと共に長さ方向軸線Ｌ１と第１の角度αで交差するよう配置される。
【００６２】
第３のサイクロンの第１のセット１６２の各々のサイクロンは、各第２のサイクロン１２０のそれぞれ１つの真上に位置づけられる。分離装置１２の高さを最小にするために、第３のサイクロンの第１のセット１６２は、第２のサイクロン１２０の上部が第３のサイクロンの第１のセット１６２の下部の周りを又は重なり合って延びる。
【００６３】
第３のサイクロンの第１のセット１６２は第３のサイクロンの第２のセット１６４の周りに延びる。また、第３のサイクロンの第２のセット１６４のサイクロンは、長さ方向軸線Ｌ１を中心としてこれに沿って延びる略切頭円錐形配列で配置される。この配列内で、第３のサイクロンは長さ方向軸線Ｌ１から等距離に離間すると共に長さ方向軸線Ｌ１の周りを略等角度に離間するが、該サイクロン１６４の長さ方向軸線Ｌ１からの半径方向の間隔は、第３のサイクロンの第１のセット１６２のサイクロンの間隔よりも小さい。
【００６４】
第３のサイクロンの第１のセット及び第２のセットが第３のサイクロン分離ユニット７８内でコンパクトな配列となり得るように、第３のサイクロンの第２のセット１６４は長さ方向軸線Ｌ１に対して異なる方向で配置される。この第２のセット内で、サイクロンは長さ方向軸線Ｌ１に対して第２の方向で配置される。第３のサイクロンの第２のセット１６４の各々のサイクロンは長さ方向軸線Ｌ３ｂを有し、サイクロンは、各長さ方向軸線Ｌ３ｂが互いに近づくと共に、長さ方向軸線Ｌ１と角度αよりも小さい第２の角度βで交差するよう配置される。本実施形態において角度βは約２０度である。
【００６５】
分離装置１２の高さを抑えるために、第３のサイクロンの第２のセット１６４は、第３のサイクロンの第１のセット１６２の下部が第３のサイクロンの第２のセット１６４の上部の周りに延びるように、部分的に第３のサイクロンの第１のセット１６２の下方に配置される。結果的に、第２のサイクロン１２０は、第３のサイクロンの第１のセット１６２及び第３のサイクロンの第２のセット１６４の両方の周りに延びて、各セットとそれぞれ異なる大きさだけ重なり合う。
【００６６】
第３のサイクロンの第１のセット及び第２のセット１６２、１６４は、第３のサイクロンの第１のセット１６２の流体入口１５８が第１のグループに配置され、第３のサイクロンの第２のセット１６４の流体入口１５８が第１のグループから長さ方向軸線Ｌ１に沿って離間される第２のグループに配置されるようになっている。各々のグループ内で、流体入口１５８は、長さ方向軸線Ｌ１の周りで、該長さ方向軸線Ｌ１に略直交する環状配列に配置される。同様に、各々の環状配列内で、長さ方向軸線Ｌ１に対する第３のサイクロンの傾斜に照らして、流体入口１５８は長さ方向軸線Ｌ１に対して傾斜する。図６ｅは、第３のサイクロンの第１のセット１６２の流体入口を通る平面Ｐ１から見た分離装置１２の平面断面図であり、図６ｅは、第３のサイクロンの第２のセット１６４の流体入口を通る平面Ｐ２から見た分離装置１２の平面断面図である。図４に示すように、平面Ｐ１、Ｐ２の各々は長さ方向軸線Ｌ１に略直交する。平面Ｐ１、Ｐ２は長さ方向軸線Ｌ１に沿って離間しており、平面Ｐ１は平面Ｐ２の上方に配置される。
【００６７】
第３のサイクロンの第２のセット１６４は第３のサイクロンの第３のセット１６６の周りに延びる。また、第３のサイクロンの第３のセット１６６のサイクロンは、長さ方向軸線Ｌ１を中心としてこれに沿って延びる略環状配列である。この配列内で、第３のサイクロンは、第３のサイクロンは長さ方向軸線Ｌ１から等距離に離間すると共に長さ方向軸線Ｌ１の周りを略等角度に離間するが、第３のサイクロンの長さ方向軸線Ｌ１からの半径方向の間隔は、第３のサイクロンの第１のセット及び第２のセット１６２、１６４の間隙よりも小さい。
【００６８】
第３のサイクロンの第３のセット１６６内のサイクロン数を最大にするために、第３のサイクロンの第３のセット１６６は、第３のサイクロンの第２のセット１６４とは異なる方向に配置される。この第３のセット内において、サイクロンは長さ方向軸線Ｌ１に対して第３の方向に配置される。第３のサイクロンの第２のセット１６４の各々のサイクロンは長さ方向軸線Ｌ３ｃを有し、サイクロンは各長さ方向軸線Ｌ３ｃが互いに近づくと共に、長さ方向軸線Ｌ１と角度βよりも小さい第３の角度γで交差するよう配置される。本実施形態において角度γは約１０度である。
【００６９】
また、第３のサイクロンの第３のセット１６６は、第３のサイクロンの第２のセット１６４の下部が第３のサイクロンの第３のセット１６６の上部の周りに延びるように、部分的に第３のサイクロンの第２のセット１６４の下方に配置される。図４に示すように、第２のサイクロン１２０は、第３のサイクロンの各々のセットの周りに延びて、各セットとそれぞれ異なる大きさだけ重なり合う。
【００７０】
また、第３のサイクロンの第３のセット１６６の配列は、第３のサイクロンの第３のセット１６６の流体入口１５８が第１のグループ及び第２のグループから長さ方向軸線Ｌ１に沿って離間する第３のグループに配置される。この第３のグループ内で、流体入口１５８は、長さ方向軸線Ｌ１の周りで、該長さ方向軸線Ｌ１に略直交する環状配列に配置される。同様に、各々の環状配列内で、長さ方向軸線Ｌ１に対する第３のサイクロンの傾斜に照らして、流体入口１５８は長さ方向軸線Ｌ１に対して傾斜する。図６ｃは、第３のサイクロンの第３のセット１６６の流体入口を通る平面Ｐ３から見た分離装置１２の平面断面図である。図４に示すように、平面Ｐ３は長さ方向軸線Ｌ１に略直交する。平面Ｐ１、Ｐ２は平面Ｐ３の上方に配置される。
【００７１】
空気は、第２のサイクロン分離ユニット７６から第２のマニホルド１６８によって第３のサイクロン分離ユニット７８に運ばれる。第２のマニホルド１６８は、第２のサイクロン１２０のそれぞれの流体出口１４０からの空気を受け入れる一連の入口通路１７０を備える。図７ａ及び７ｂを参照すると、第３のサイクロンの第１のセット１６２の各サイクロン本体の上部１５４は、各サイクロンの上側セクション１５２と一体になっており、分離装置１２の第２の成形円錐パック１７２の一部を形成する。第２の円錐パック１７２は、第１の円錐パック１２８上に取り付く下側環状支持壁１７４を有する。支持壁１７４は、第１の渦ファインダプレート１４４の上を延び、これと共に入口通路１７０を形成する。図４から分かるように、第２の円錐パック１７２の外面は、第３のサイクロンの第１のセット１６２の各サイクロンの本体セクションの上側セクション１５２の一部及び上部１５４の一部を含む。また、第２の円錐パック１７２の外面は分離装置１２の外面の一部を形成し、結果的に真空掃除機１０の外面の一部を形成する。前述のように、第３のサイクロンの第１のセット１６２の各サイクロンの流体出口１６０は渦ファインダの形態であり、各サイクロン上端にもたらされる。これらの渦ファインダは、第３のサイクロンの第１のセット１６２のサイクロンの開放上端を覆う、第２の渦ファインダプレート１７６に配置される。環状密封部材１７９は気密シールを形成して、第２の円錐パック１７２と第２の渦ファインダプレート１７６との間からの空気漏れを防止するようになっている。
【００７２】
第２のマニホルド１６８は、部分的に第２の円錐パック１７２によって形成され、同様に部分的に第３の成形円錐パック１７７によって形成される。第２の円錐パック１７２は第３の円錐パック１７７の周りに延びる。第２の円錐パック１７２は、第３の円錐パック１７７とは別個の構成部品であってもよく、又は第３の円錐パック１７７と一体であってもよい。第３の円錐パック１７７は、第３のサイクロンの第２のセット及び第３のセット１６４、１６６の各サイクロンの本体の上側セクション１５２及び上部１５４を形成する。従って、第３のサイクロンは、第２のマニホルド１６８を通って延びると見なすことができる。第３の円錐パック１７７は、第３の円錐パック１７７の外面を延び、第１の円錐パック１２８の上に取り付く支持部１７８を有する。また、第３のサイクロンの第２のセット及び第３のセット１６４、１６６の各サイクロンの流体出口１６０をもたらす渦ファインダは、第３のサイクロンの第２のセット及び第３のセット１６４、１６６の各サイクロンの開放上端を覆う、第２の渦ファインダプレート１７６に配置される。密封部材１８０、１８２は気密シールを形成して、第３の円錐パック１７７と第２の渦ファインダプレート１７６との間からの空気漏れを防止するようになっている。
【００７３】
各々の第３のサイクロンの本体下部１５６は、第３のサイクロンからの汚れ及びほこりが排出されるコーン開口１８４で終端する。第２の内壁１１０の内面は、第３のサイクロンによって空気流から分離されたほこりを受け入れる第３のほこりコレクタ１８５を形成する。第３のほこりコレクタ１８５は略円筒形であり、基部１８から第３のサイクロンの最下端の、本実施形態においては第３のサイクロンの第３のセット１６６の各サイクロンの先端の最下端の下方１０ｍｍに位置する最上端まで延びる。従って、長さ方向軸線Ｌ１に沿った第３のサイクロンの第３のセット１６６の位置に依存して、第３のほこりコレクタ１８５は、略切頭円錐形の上側セクションを有することができる。第１のほこりコレクタ１０６及び第２のほこりコレクタ１３６の各々は、第３のほこりコレクタ１８５の周りに延びる。
【００７４】
第２のほこりコレクタ１３６の容積は、第１のほこりコレクタ１０６及び第３のほこりコレクタ１８５の各々の容積よりも大きい。本実施形態において、第２のほこりコレクタ１３６の容積は、第１のコレクタ１０６及び第３のほこりコレクタ１８５の合計容積よりも大きい。
【００７５】
第３のサイクロン分離ユニット７８のサイクロンから排出される空気は、流体出口チャンバ１８６に流入する。第３のサイクロンの第１のセット及び第２のセット１６２、１６４の上部は、流体出口チャンバ１８６の周りに延び、一方で第３のサイクロンの第３のセット１６６は流体出口チャンバ１８６の下方に配置される。流体出口チャンバ１８６は、第２の円錐パック１７２、第３の渦ファインダプレート１８０、及び分離装置１２の上壁を形成するカバー１８８によって形成される。
【００７６】
カバー１８８は、第２の円錐パック１７２の上に取り付けられる。カバー１８８は、分離装置１２を真空掃除機の出口ダクト３０に連結するカップリング部材１９０を備える。カップリング部材１９０は、カップリング支持部材１９２により支持される。支持部材１９２は、カバー１８８によって保持される。支持部材１９２は、好ましくは一体成形要素であり、好ましくはプラスチック成形品であるが、別の方法として、支持部材１９２は、相互に結合される複数の構成要素から形成できる。支持部材１９２は、略筒形であり、出口チャンバ１８６からの空気を受け入れる中心ボアを備える。図５及び６ｅを参照すると、支持部材１９２は、一端側の中心ハブ１９４、及び中心ハブ１９４から支持部材１９２の外壁まで延びる本実施例では４本である複数のスポーク１９６を備え、隣接する各スポーク１９６の間に四分円形状の複数の開口部を形成するようになっている。ハブ１９４は、長さ方向軸線Ｌ１に沿って延びる。図７ａに戻ると、環状フランジ１９８は、支持部材１９２の外面から半径方向外側に延び、カバー１８８の内壁２００によって支持される。
【００７７】
カップリング部材１９０は、分離装置１２から空気流が排出される空気吹き出し口２０２を備える。カップリング部材１９０は、支持部材１９２と実質的に同軸である。特に図７ａ及び７ｂを参照すると、カップリング部材１９０は、略カップ状であり、基部２０４及び基部２０４の端部から上方に延びる内壁２０６を備える。支持部材１９２と同様に、基部２０４は、中心ハブ２１０から半径方向外側に延びる複数のスポーク２０８を備える。また、カップリング部材１９０のハブ２１０は、長さ方向軸線Ｌ１に沿って延び、支持部材１９２のハブ１９４を取り囲む。カップリング部材１９０は、支持部材１９２と同数のスポーク２０８を備える。本実施例において、カップリング部材１９０のスポーク２０８の各々は、支持部材１９２のそれぞれのスポーク１９６と一致する。支持部材１９２のスポーク１９６は、図５においてカップリング部材１９０のスポーク２０８に形成された窓を通して見ることができる。従って、カップリング部材１９０の基部２０４は、隣接する各スポーク２０８の間に四分円形状の複数の開口部を形成し、この開口部は出口チャンバ１８６からの空気を受け入れる。
【００７８】
カップリング部材１９０は支持部材１９２に対して可動である。カップリング部材１９０に対して付勢力が付与され、真空掃除機１０の出口ダクト３０に係合させるためにカップリング部材１９０を長さ方向軸線Ｌ１に沿って延びる方向に付勢する。本実施例において、付勢力は、支持部材１９２とカップリング部材１９０との間に配置された弾性要素２１２、好ましくは螺旋バネによって付与される。弾性要素２１２は、長さ方向軸線Ｌ１上に配置される。本実施例において、ハブ１９４、２１０は中空であり、弾性要素２１２はハブ１９４、２１０内に配置される。弾性要素２１２の一端は、支持部材１９２のハブ１９４に配置されたスプリングシート２１４に係合するが、弾性要素２１２の他端は、カップリング部材１９０のハブ２１０の上端２１６に係合する。
【００７９】
カップリング部材１９０の内壁２０６は、真空掃除機１０の出口ダクト３０に係合する凹面状又はお椀状の内面を有する。図２ｂ、８ａ、及び８ｂを参照すると、出口ダクト３０は、出口ダクト３０の空気入口３０２に結合され、長さ方向軸線Ｌ１の周りで連続してカップリング部材１９０の凹面状内面と係合する環状密封部材３００を備える。出口ダクト３０の空気入口３０２は略ドーム形である。前述のように、清掃作動時のダクト枢動軸周りの入口ダクト２８の出口セクション５０の動きにより、分離装置１２はダクト枢動軸の周りを出口ダクト３０に対して回転する。カップリング部材１９０の出口ダクト３０への付勢と相まって、カップリング部材１９０の内面と出口ダクト３０の密封部材３００との間の連続した係合により、真空掃除機１０の床面にわたる移動時に分離装置１２が出口ダクト３０に対して動く場合、分離装置１２と出口ダクト３０との間の連続した気密結合を維持できる。
【００８０】
出口ダクト３０は、分離装置１２と転動組立体２０との間を延びる略湾曲アームの形態である。長尺チューブ３０４は、空気を空気入口３０２から転動組立体２０へ運ぶ通路３０６を提供する。
【００８１】
出口ダクト３０は分離装置１２に対して可動であり、分離装置１２は真空掃除機１０から取り外し可能である。出口ダクト３０の空気入口３０２から遠く離れたチューブ３０４の端部は転動組立体２０の本体２２に枢動可能に結合されるので、出口ダクト３０は、図２ａに示す出口ダクト３０が分離装置１２と流体連通する下降位置と、図２ｂに示す分離装置１２を真空掃除機１０から取り外すことができる上昇位置との間を移動できる。
【００８２】
図８ｂを参照すると、出口ダクト３０は、本体２２に設けられたねじりバネ（図示せず）によって上昇位置に付勢される。また、本体２２は、ねじりバネの付勢力に抗して出口ダクト３０を下降位置に保持する付勢キャッチ３１２、及びキャッチ解放ボタン３１４を備える。出口ダクト３０はハンドル３１６を備え、出口ダクト３０が下降位置に保持された場合、ユーザは真空掃除機１０を持ち運ぶことができる。キャッチ３１２は、出口ダクト３０に結合されたフィンガー３１８と協働して、出口ダクトを下降位置に保持するように構成される。キャッチ解放ボタン３１４を押圧すると、キャッチ３１２は、キャッチ３１２に付与される付勢力に抗してフィンガー３１８から離れ、ねじりバネにより出口ダクト３０は上昇位置に移動する。
【００８３】
図８ａ及び８ｂを参照して以下に転動組立体２０を説明する。前述のように、転動組立体２０は、本体２２、及び該本体２２に回転可能に結合され床面と係合する２つの湾曲ホイール２４、２６を備える。本実施形態において、本体２２及びホイール２４、２６は、略球形の転動組立体２０を形成する。ホイール２４、２６の回転軸は、真空掃除機１０が置かれる床面に対して本体２２に向かって上向きに傾斜しており、ホイール２４、２６のリムが床面と係合するようになっている。ホイール２４、２６の回転軸の傾斜角は、好ましくは４から１５度、より好ましくは５から１０度、本実施形態においては約６度である。転動組立体２０のホイール２４、２６の各々は、ドーム形で略球面曲率の外面をもつので、ホイール２４、２６の各々は略半球状である。
【００８４】
転動組立体２０は、モーター駆動式ファンユニット３２０、プラグ３２３で終端して特にファンユニット２２０のモーターへ電力を供給する電気ケーブル（図示せず）の一部を本体２２に引き込み格納するケーブル巻き取り組立体３２２、及びフィルタ３２４を収容する。ファンユニット２２０は、モーター、及びモーターで駆動されて真空掃除機１０内を通って汚れ含有空気流を吸い込むインペラを備える。ファンユニット３２０は、モーターバケット３２６に収容される。モーターバケット３２６は本体２２に結合されるので、ファンユニット３２０は、真空掃除機１０が床面にわたって操縦される際に回転しない。フィルタ３２４は、ファンユニット３２０の下流に配置される。フィルタ３２４は管状であり、モーターバケット２２６の一部の周りに配置される。
【００８５】
本体２２は、真空掃除機１０から清浄空気を排出する排気ポートを更に備える。排気ポートは、本体２２の背面に向かって形成される。好ましい実施形態において、排気ポートは本体２２の下部に配置されると共に真空掃除機１０の外側で最小の環境乱気流となるように配置された複数の出口孔３２８を備える。
【００８６】
本体には第１のユーザ操作可能スイッチ３３０が設けられており、このスイッチを押圧するとファンユニット３２０が通電する。また、第１のスイッチ３３０を押圧するとファンユニット３２０の通電を断つことができる。第１のスイッチ３３０の隣に第２のユーザ操作可能スイッチ３３２が設けられている。第２のスイッチ３３２により、ユーザはケーブル巻き取り組立体２２を作動できる。また、ファンユニット３２０及びケーブル巻き取り組立体３２２を駆動する電気回路は、転動組立体２０内に収容できる。
【００８７】
使用時、ファンユニット３２０はユーザにより作動され、汚れ含有空気流が清掃ヘッドの吸い込み口を通って真空掃除機１０に吸い込まれる。汚れ含有空気はホース及びワンド組立体を通って入口ダクト２８に流入する。汚れ含有空気は入口ダクト２８を通り、汚れ空気入口９６を経由して分離装置１２の第１のサイクロン分離ユニット７４に流入する。汚れ空気入口９６の接線配列により、空気流は第１のサイクロン分離ユニット７４を通って流れる際に外壁１６に対して螺旋経路を辿る。大きな汚れ及びほこり粒子は、第１のほこりコレクタ１０６内のサイクロン作用によって堆積してこの中に捕集される。
【００８８】
ある程度清浄になった空気流は、シュラウド９８の側壁１０２のメッシュの穿孔を通って第１のサイクロン分離ユニット７４から流出して、第１のマニホルド１４６へ流入する。第１のマニホルド１４６から、空気流は第２のサイクロン１２０へ流入し、ここでは更なるサイクロン分離により依然として空気流に取り込まれている汚れ及びほこりの一部を取り除く。この汚れ及びほこりは、第２のほこりコレクタ１３６に堆積し、同時に清浄空気は流体出口１４２を通って第２のサイクロン１２０から流出して、第２のマニホルド１６８へ流入する。空気流は、第２のマニホルド１６８から第３のサイクロンへ流入し、ここではサイクロン分離により依然として空気流に取り込まれている汚れ及びほこりを取り除く。この汚れ及びほこりは第３のほこりコレクタ１８５に堆積し、同時に清浄空気は流体出口１６０を通って第３のサイクロンから流出して、流体出口チャンバ１８６へ流入する。空気流は支持部材１９２のボアに流入し、ボア、支持部材１９２のスポーク１９６、２０８の間、及びカップリング部材１９０を沿って軸方向に進み、カップリング部材１９０の空気吹き出し口２０２を通って排出され、出口ダクト３０のドーム形空気入口３０２へ流入する。
【００８９】
空気流は出口ダクト３０内の通路３０６を通って流れ転動組立体２０の本体２２に流入する。転動組立体２０内において、空気流はファンユニット３２０に導かれる。その後、空気流は、例えば、モーターバケット３２６の側壁に形成された開口を通ってモーターバケット３２６から流出してフィルタ３２４を通る。最後に、空気流は本体２２の出口孔３２８を通って排出される。
【００９０】
出口ダクト３０が上昇位置にある場合、分離装置１２は、中身を空にしてきれいにするために真空掃除機１０から取り外すことができる。分離装置１２は、真空掃除機１０から分離装置１２を取り外し易くするためのハンドル３４０を備える。ハンドル３４０は、例えば、スナップ式結合によってカバー１８８に結合される。分離装置１２の中身を空にするために、ユーザは、ボタンを押圧して、キャッチ７２の最上部に下向きの押圧力を加える機構を作動させ、キャッチ７２を変形させて外側容器１４の外壁１６に配置された溝から解放させる。これにより基部１８が外壁１６から離れ、分離装置１２のほこりコレクタに捕集された汚れ及びほこりをゴミ箱又は他の容器に出すことができる。図４に示すように、作動機構は、分離装置１２の外面にスライド可能に配置されるプッシュロッド機構３４２を備え、キャッチ７２が溝から離れるようにキャッチ７２を付勢するので、基部１８が外壁１６から落下して分離装置１２に捕集された汚れ及びほこりを取り除くことが可能になる。
【００９１】
本実施形態において、第３のサイクロン分離ユニット７８は、３セットの第３のサイクロンを備える。勿論、第３のサイクロン分離ユニット７８は３セットより多い第３のサイクロン、３セットより少ない第３のサイクロンを備えることができる。例えば、第３のサイクロンの第３のセット１６６が第３のサイクロンの第２のセットをもたらすように、第３のサイクロンの第２のセット１６４を省略できる。他の別法として、第３のサイクロンの第２のセット１６４が第３のサイクロンの第１のセットをもたらし、第３のサイクロンの第３のセット１６６が第３のサイクロンの第２のセットをもたらすように、第２のサイクロンの第１のセット１６２を省略できる。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図６ｅ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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