(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が、比較的広い剛性円錐台部分と、エラストマーで形成され、かつ、前記比較的広い部分に接続された比較的狭い可撓性円錐台部分とを有する複数の円錐台サイクロンを含み、これらの複数の円錐台サイクロンは、サイクロンを通る空気流に関して並列に配置され、
前記比較的広い部分は、少なくとも１つの汚れ空気入口を含み、前記比較的狭い部分は、汚れ出口を含み、
各サイクロンの前記可撓性部分は、使用中、空気流が表面処理器具を通って移動すると振動するように構成されることを特徴とする表面処理器具。
【請求項２】
前記可撓性部分は、６０ショアＡまでのショアＡ値を有することを特徴とする、請求項１に記載の表面処理器具。
【請求項３】
前記剛性部分は、６０を超えるショアＤ値を有することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の表面処理器具。
【請求項４】
各サイクロンの前記可撓性部分を動かすための手段を含み、前記動かすための手段は、前記可撓性部分の拡張、膨張、変形、及び、圧縮のうちの１つによって、各サイクロンの前記可撓性部分を動かすように配置されることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の表面処理器具。
【請求項５】
前記複数のサイクロンは、表面処理器具から取外し可能なフィルタカートリッジの少なくとも一部を形成することを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の表面処理器具。
【請求項６】
前記サイクロンは、軸線の周りに配置されることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の表面処理器具。
【請求項７】
前記サイクロンは、長手方向軸線が前記軸線と実質的に平行であるような向きに向けられることを特徴とする、請求項６に記載の表面処理器具。
【請求項８】
前記サイクロンは、前記汚れ出口が前記軸線に向けられ、かつ、サイクロンの長手方向軸線が前記軸線に向かって延びるような向きに向けられることを特徴とする、請求項６に記載の表面処理器具。
【請求項９】
前記複数のサイクロンは、少なくとも第１の組のサイクロンと第２の組のサイクロンに分割され、前記第１の組のサイクロンは、前記第２の組のサイクロンから前記軸線に沿って離間していることを特徴とする、請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の表面処理器具。
【請求項１０】
第１のサイクロン清掃段と、前記第１のサイクロン清掃段から下流に位置する第２のサイクロン清掃段とを含み、かつ、前記複数のサイクロンを含むサイクロン分離装置を含むことを特徴とする、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の表面処理器具。
【請求項１１】
各サイクロンの前記可撓性部分は、前記可撓性部分と前記剛性部分の間の内部界面が滑らかであるようにサイクロンの前記剛性部分に接続されることを特徴とする、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の表面処理器具。
【請求項１２】
各サイクロンの前記可撓性部分は、そのサイクロンの前記剛性部分上にオーバーモールドされることを特徴とする、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の表面処理器具。
【請求項１３】
１つ又はそれよりも多くの剛性サイクロンを更に含むことを特徴とする、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の表面処理器具。
【請求項１４】
電気掃除機であることを特徴とする、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の表面処理器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面処理器具に関し、特に、少なくとも１つのサイクロンを含む電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面処理器具、例えば、電気掃除機は、フィルタバッグを使用せずに汚れ及び塵を空気流から分離することができる。これらのいわゆるバッグなし電気掃除機は、非常に人気がある。殆どのバッグなし電気掃除機は、空気流からの汚れ及び塵を回転させるために、サイクロン分離又は遠心分離を使用する。分離の主形態としてのフィルタバッグの使用を回避することにより、回収チャンバが汚れで満たされた時でさえも一貫して高レベルの吸引を維持することが可能であることが見出されている。
【０００３】
家庭用電気掃除機におけるサイクロン分離の原理は、欧州特許第００４２７２３を含む多数の文献に記載されている。一般的に、汚れ及び塵が同伴された空気流は、汚れ及び塵が空気流から分離されるように、空気流に回収チャンバ内の渦巻又は螺旋経路を辿らせる接線方向入口を通じて第１のサイクロン分離器に入る。比較的清浄な空気がチャンバから出て通過し、一方、分離された汚れ及び塵は、そこに回収される。いくつかの用途においては、空気流は、次に、上流側サイクロンよりも細い汚れ及び塵を分離することができるサイクロン分離の第２及び場合によっては第３の段に通される。空気流は、それによってより大きい程度まで清浄化され、空気流がサイクロン分離装置を出る時には、空気流には殆ど完全に汚れ及び塵粒子がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許第００４２７２３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
小型サイクロンは、より小さい粒子の塵を分離することができる場合があるので望ましいとすることができる。特に、サイクロン上の小さい先端（汚れ出口）直径は、分離効率を増大させることができることが見出されている。しかし、サイクロンが小形化すると、それらが閉塞する危険性が増大し、これは、表面処理器具の全体的な分離効率に影響を与えるであろうことも見出されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様は、少なくとも１つのサイクロンを含む表面処理器具又はサイクロン分離装置を提供し、少なくとも１つのサイクロンの少なくとも一部分は可撓性である。有利な態様では、可撓性部分を有することは、表面処理器具の使用中に汚れがサイクロンの内側に蓄積することを防止するのを補助することができる。
【０００７】
一実施形態では、サイクロン全体が可撓性である。別の実施形態では、サイクロンは、剛性部分及び可撓性部分を含む。可撓性部分は、サイクロンの可撓性先端を少なくとも含むことが好ましい。
【０００８】
サイクロンは、少なくとも１つの汚れ空気入口を含むことができる。汚れ空気入口は、サイクロンの可撓性部分上に設けることができる。代替的に、汚れ空気入口は、サイクロンの剛性部分上に設けることができる。汚れ空気入口は、サイクロンの一体化された入口部分として形成することができる。
【０００９】
サイクロンは、汚れ出口を含むことができる。汚れ出口は、可撓性部分に、特に、少なくとも１つのサイクロンの可撓性先端の端部に設けることができる。例えば、少なくとも１つの汚れ空気入口は、サイクロンの剛性部分に位置することができ、汚れ出口は、サイクロンの可撓性部分に位置することができる。
【００１０】
サイクロンは、円錐台の形状とすることができる。この場合、サイクロンは、汚れ出口を含むサイクロンの部分のみがサイクロンの使用中に振動するように、少なくとも１つの汚れ空気入口を含む比較的広い剛性部分と、汚れ出口を含む比較的狭い可撓性部分とを有することができる。サイクロンの剛性部分に少なくとも１つの汚れ空気入口を形成すると、少なくとも１つの汚れ入口のサイズをサイクロンの使用中に静止位置に維持することを可能にし、かつ少なくとも１つの汚れ空気入口のサイズをサイクロンの使用中に一定に維持することを可能にする。
【００１１】
サイクロンは、逆流サイクロンとすることができる。
【００１２】
本明細書で使用する時の「可撓性」という用語は、少なくとも１つのサイクロンの可撓性である部分が、具体的な説明において試験１又は試験２で説明し且つ図１３ａから図１３ｃに示す試験条件を受けた時に偏位が１ｍｍを超えることを意味すると解釈するものとする。一例として、可撓性部分は、８０ショアＡ（Ｓｈｏｒｅ  Ａ）までのショアＡ値を有することができ、例えば、可撓性部分は、２０又は２５又は３０又は３５から、４０又は４５又は５０又は５５又は６０までのショアＡ値を有することができる。サイクロン全体又はサイクロンの可撓性部分は、エラストマー、例えば、プラスチック材料又はゴムで形成することができる。サイクロン全体又はサイクロンの可撓性部分は、例えば、熱可塑性エラストマー、ＴＰＵ、シリコンゴム、又は天然ゴムで形成することができる。
【００１３】
本明細書で使用する時の「剛性」という用語は、少なくとも１つのサイクロンの剛性である部分が、具体的な説明において試験１又は試験２で説明し且つ図１３ａから図１３ｃに示す試験条件を受けた時に偏位が１ｍｍよりも小さいことを意味すると解釈するものとする。一例として、剛性部分は、６０ショアＤ（Ｓｈｏｒｅ  Ｄ）を超えるショアＤ値を有することができ、例えば、剛性部分は、６０又は６５又は７０から、７５又は８０又は８５又は９０までのショアＤ値を有することができる。剛性部分は、プラスチック材料又は金属材料、例えば、ポリプロピレン、ＡＢＳ、又はアルミニウムで形成することができる。
【００１４】
本明細書で使用する時の「先端」という用語は、少なくとも１つのサイクロンの端部を意味すると解釈するものとする。好ましい実施形態では、先端は、少なくとも１つのサイクロンの下端部分とすることができる。先端は、サイクロンの全長の９５％までを含むことができるが、より好ましくは、先端は、少なくとも１つのサイクロンの全長の５０％又はそれ未満とすることができる。例えば、先端は、少なくとも１つのサイクロンの全長の５％又は１０％又は１５％又は２０％から、２５％又は３０％又は３５％又は４０％までとすることができる。好ましい実施形態では、先端は、０．２又は０．５から、１又は１．５ｍｍまでの壁厚を有することができる。少なくとも１つのサイクロンの可撓性部分の一部は、先端を含むことができる。代替的に、先端は、少なくとも１つのサイクロンの可撓性部分を形成することができる。
【００１５】
サイクロンが剛性部分及び可撓性部分を含む特定的な実施形態では、可撓性部分は、少なくとも１つのサイクロンの剛性部分上にオーバーモールドすることができる。追加的又は代替的に、可撓性部分は、任意の適切な方法により又は任意の適切な固定手段を使用することにより、剛性部分に接着、固定、又は締結することができる。可撓性部分は、気密に剛性部分に取り付けられることが好ましい。可撓性部分は、可撓性部分と剛性部分の間で内部又は外部のいずれかにステップ（段差）があるように剛性部分に固定することができる。少なくとも１つのサイクロンの内面は、滑らかであるか、又はそうでなければ剛性部分と可撓性部分の間にステップがないようなものであることが好ましい。
【００１６】
少なくとも１つのサイクロンは、長さが５ｍｍから４００ｍｍとすることができ、例えば、少なくとも１つのサイクロンは、長さが１０又は２０又は３０又は４０又は５０又は６０又は７０から、１００又は２００又は３００又は４００ｍｍまでとすることができる。汚れ出口は、０．２から２０ｍｍの直径を有することができ、例えば、汚れ出口は、０．２又は０．４又は０．５又は０．６又は０．８から、１又は１．５又は２又は５又は１０ｍｍまでの直径を有することができる。汚れ出口は、面取りされていてもよい。汚れ出口が面取りされる実施形態では、汚れ出口直径は、汚れ出口の最上点の直径として測定することができる。
【００１７】
少なくとも１つのサイクロンの少なくとも一部分は、空気流が使用中に表面処理装置を通って移動する時に振動するように配置することができる。２０から６０のショアＡ値を有する材料で可撓性部分を構成することにより、空気流が使用中に表面処理装置を通って移動する時に振動する可撓性部分が得られることが見出されている。特に、可撓性部分内の汚れ出口は、振動することが見出されている。
【００１８】
可撓性先端が２０のショアＡ硬さを有する材料を使用し、且つ０．５ｍｍの汚れ出口直径を有するように形成された特に好ましい実施形態では、可撓性先端は、約０．０５ｍｍの振幅で約５００Ｈｚで振動することが見出されている。これには、塵堆積物が詰め込まれてサイクロンの可撓性先端を塞ぐ前に塵堆積物を粉砕する効果があった。振動のこの周波数及び振幅は、サイクロンを通る空気流が汚れ出口をその固有振動数で励起するによって達成された。すなわち、このようなサイクロンを使用することは、有利なことに、以前は閉塞が発生しがちであったより小型サイクロンを今では使用することができることを意味すると考えられる。従って、より小型サイクロンを利用することができることにより、同じく表面処理器具の全体的な分離効率を有利に増大させることができる。
【００１９】
表面処理装置は、少なくとも１つのサイクロンの可撓性部分を拡張、膨張、変形、圧縮、及び／又は移動するための手段を更に含むことができ、従って、第２の態様では、本発明は、可撓性部分と、可撓性部分を拡張、膨張、変形、圧縮、及び／又は移動させるための手段とを有するサイクロンを含む表面処理器具又はサイクロン分離装置を提供する。
【００２０】
少なくとも１つのサイクロンの可撓性部分、例えば、可撓性先端は、その形状及び／又は寸法を変更するためにそれを拡張及び／又は弛緩させることができるように拡張可能にすることができる。可撓性部分は、弛緩した状態での汚れ出口が、拡張した状態の時よりも小さい直径を有するように配置することができる。このようにして、表面処理器具の使用中に、可撓性部分は、小径汚れ出口を有するように弛緩され、従って、サイクロンの分離効率が増大する。次に、使用後に、可撓性部分は拡張されて汚れ出口の直径を増大させ、使用中に可撓性部分に蓄積したと考えられるあらゆる汚れの脱落を助けることができる。
【００２１】
少なくとも１つのサイクロンの可撓性部分、例えば、可撓性先端は、その形状及び／又は寸法を変更するために流体で部分的に又は全体的に満たすことができるように膨張可能にすることができる。可撓性部分は、膨張した状態での汚れ出口が、収縮した状態の時よりも小さい直径を有するように配置することができる。このようにして、表面処理器具の使用中に、可撓性部分は、小径汚れ出口を有するように膨張することができ、従って、サイクロンの分離効率が増大する。次に、使用後に、可撓性部分は、収縮して汚れ出口の直径を増大させ、使用中に可撓性部分に蓄積したと考えられるあらゆる汚れの脱落を助けることができる。
【００２２】
追加的又は代替的に、サイクロン分離装置は、サイクロンの可撓性部分を手動で又は機械的に動かす又は圧縮するためのデバイスを更に含むことができる。例えば、デバイスは、表面処理器具の使用中に可撓性部分に捕捉されたと考えられるあらゆる汚れの脱落を助けようとするように、サイクロンの可撓性部分、例えば、可撓性先端に衝突、圧縮、又は移動させるように構成することができるパドル、パッド、アーム、又はロッドを含むことができる。
【００２３】
好ましい実施形態では、表面処理器具は、複数のサイクロンを含み、１つのサイクロンの少なくとも一部分、しかし、好ましくは、サイクロンの各々の少なくとも一部分は、可撓性とすることができる。複数のサイクロンは、サイクロンを通る空気流に関して並列に配置することができる。
【００２４】
第３の態様では、本発明は、複数の円錐台サイクロンを含み、複数の円錐台サイクロンは、並列に配置され且つ各々が比較的広い剛性円錐台部分と、比較的広い部分に接続された比較的狭い可撓性円錐台部分とを有し、比較的広い部分は、少なくとも１つの汚れ空気入口を含み、比較的狭い部分は、汚れ出口を含む、表面処理器具又はサイクロン分離装置を提供する。
【００２５】
複数のサイクロンはまた、物理的に互いに並列であるように配置することができる。例えば、サイクロンは、軸線の周りに、軸線から等しく離間して、好ましくは、軸線の周りに等しく離間して配置されることができる。
【００２６】
代替的に、１つ又はそれよりも多くのサイクロンは、単一の横列で又は群のいずれかでスタックとして配置することができる。例えば、複数のサイクロンは、軸線の周りに第１の配置で配置された第１の組のサイクロンと、軸線の周りに第２の配置で配置され且つ第１の組から軸線に沿って離間した第２の組のサイクロンとを含むことができる。
【００２７】
表面処理器具は、サイクロンの上流側又は下流側のいずれかに配置された１つ又はそれよりも多くの剛性サイクロンを更に含むことができる。剛性サイクロンは、剛性サイクロンを通る空気流に関して並列又は直列に配置することができる。
【００２８】
特定の実施形態では、複数のサイクロンは、表面処理器具の残りの部分から取外し可能なフィルタカートリッジの少なくとも一部を形成することができる。それによってフィルタカートリッジをより簡単に清掃し、及び／又は所望であれば交換することを有利に可能にする。
【００２９】
複数のサイクロンは、それらの長手方向軸線が垂直又は実質的に垂直であるような方向に向けられることができる。好ましい実施形態では、それらの長手方向軸線は、実質的に平行又は平行、好ましくは、サイクロンがその周りに配置される軸線に平行とすることができる。
【００３０】
代替的な実施形態では、サイクロンは、汚れ出口が実質的に内方に向く状態で環状配置に配置することができる。サイクロンは、それらの長手方向軸線が水平又は実質的に水平であるような方向に向けられることができる。代替的に、サイクロンは、それらの長手方向軸線が、サイクロンがその周りに配置される軸線に対して傾斜するような方向に向けられることができる。
【００３１】
剛性部分及び可撓性先端又は可撓性部分が存在する実施形態では、可撓性先端又は可撓性部分の１つ又はそれよりも多くは、剛性部分の長手方向軸線から離れるように曲げられるか、湾曲するか、又形状付けられることができる。
【００３２】
２つ又はそれよりも多くの層又は組のサイクロンを積み重ねて、サイクロンの各々を通る並列空気流経路と共に配置されたサイクロンの縦列を形成することができる。
【００３３】
サイクロンは、好ましくは、第１のサイクロン清掃段と、第１のサイクロン清掃段から下流側で位置し、かつ複数のサイクロンを含む第２のサイクロン清掃段とを含むサイクロン分離装置の一部を形成する。
【００３４】
「表面処理器具」という用語は、広範な意味を有することを意図しており、かつ何らかの方法で表面を清掃するか又は処理するために表面の上を進むヘッドを有する広範な機械を含む。それは、とりわけ、電気掃除機（乾式、湿式、及び湿式／乾式）のような、物質を表面から吸い込むために表面に吸引を付加する機械、並びに研磨／ワックス掛け機、圧力洗濯機、地上標識付け機、及びシャンプー機のような、表面に物質を付加する機械を含む。それはまた、芝刈り機及び他の切断機を含む。好ましい実施形態では、表面処理器具は、電気掃除機である。
【００３５】
本発明の第１の態様に関連して上述した特徴は、本発明の第２及び第３の態様の各々に等しく適用可能であり、その逆も同様である。
【００３６】
ここで本発明を添付図面を参照して一例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】直立型電気掃除機の斜視図である。
【図２】図１に示す電気掃除機のサイクロン分離装置の斜視図である。
【図３】サイクロンが全体的に可撓性材料から製造されるサイクロン分離装置の第１実施形態の断面図である。
【図４ａ】サイクロンが剛性部分及び可撓性先端を有するサイクロン分離装置の第２実施形態の断面図である。
【図４ｂ】（ｉ）回転、（ｉｉ）圧縮、及び（ｉｉｉ）横方向移動における可撓性先端の概略図である。
【図５ａ】剛性部分と弛緩した状態で示す拡張可能な可撓性先端とを有する、サイクロン分離装置の第３実施形態のサイクロンの拡大断面図である。
【図５ｂ】可撓性先端が拡張した状態にある図５ａに示すサイクロンを示す図である。
【図６ａ】可撓性先端が弛緩した状態に示されている、サイクロンの可撓性先端の拡張を制御する一方向ボール弁を示す、サイクロン分離装置の第４実施形態の断面図である。
【図６ｂ】可撓性先端が弛緩した状態に示されている、サイクロンの可撓性先端の拡張を制御する一方向ボール弁を示す、サイクロン分離装置の第４実施形態の断面図である。
【図６ｃ】可撓性先端が弛緩した状態に示されている、サイクロンの可撓性先端の拡張を制御する一方向ボール弁を示す、サイクロン分離装置の第４実施形態の断面図である。
【図６ｄ】可撓性先端が弛緩した状態に示されている、サイクロンの可撓性先端の拡張を制御する一方向ボール弁を示す、サイクロン分離装置の第４実施形態の断面図である。
【図６ｅ】拡張した状態の可撓性先端を示す、サイクロン分離装置の断面図である。
【図７ａ】可撓性先端が弛緩した状態に示されている、サイクロンの可撓性先端の拡張を制御する制御弁を示す、サイクロン分離装置の第５実施形態の断面図である。
【図７ｂ】拡張した状態の可撓性先端を示す、サイクロン分離装置の断面図である。
【図８】可撓性先端が拡張した状態に示されている、サイクロンの可撓性部分の拡張を制御する電気機械式ポンプを有するサイクロン分離装置の第６実施形態の断面図である。
【図９ａ】各サイクロンの可撓性先端を弾く電動パドルを有するサイクロン分離装置の第７実施形態の断面図である。
【図９ｂ】サイクロン分離装置のサイクロン及びパドルの反転斜視図である。
【図９ｃ】図９Ｂに示すパドルを回転するラチェット機構の下からの斜視図である。
【図１０ａ】各サイクロンが可撓性部分を有する、並列に配置された複数のサイクロンを有するサイクロン分離装置の第８実施形態の断面図である。
【図１０ｂ】図１０ａで丸で囲んだ断面図の拡大図である。
【図１０ｃ】取外し可能なフィルタカートリッジの形態で図１０ａ及び図１０ｂのサイクロンの上方からの斜視図である。
【図１１ａ】汚れ出口が実質的に内方に向く状態でサイクロンが円に配置されたサイクロン分離装置の第９実施形態の斜視図である。
【図１１ｂ】サイクロンの縦列を形成するように積み重ねられたサイクロンの複数の層を示すこのサイクロン分離装置の断面図である。
【図１１ｃ】可撓性先端を打つパドルを示す図１１ｂのＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図１２】サイクロンの複数の層がサイクロンの縦列を形成するように積み重ねられ、サイクロンが傾斜状態であり、可撓性先端が剛性部分の長手方向軸線から離れるように形状付けられたサイクロン分離装置の第１０実施形態の断面図である。
【図１３ａ】Ａ及びＢが代替スタイラス形状を示し、先端で１ｍｍの半径を有する直径２ｍｍのスタイラスで、サイクロンの一部分の可撓性を試験１で試験することができる方法を示す図である。
【図１３ｂ】負荷がサイクロンの内面上の点に付与された時の試験１における可撓性先端の偏位を示す図である。
【図１３ｃ】サイクロンの先端に負荷を付与するのに楔ツールが使用される試験２でサイクロンの一部分の可撓性を試験することができる方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
同様の参照番号は、本明細書を通して同様の部品を指す。
【００３９】
図１は、この例においては電気掃除機１である表面処理器具を示している。電気掃除機１は、本体２と、本体２上に取り付けられ且つ清掃される表面にわたって電気掃除機１を操縦するための転動支持構造体４と、を含む。掃除機ヘッド６は、転動支持構造体４の下端上に枢動可能に取り付けられており、汚れ空気入口８が、清掃される表面に対向する掃除機ヘッド６の下側に設けられている。分離装置１０が、本体２上に取外し可能に設けられており、ダクト系統１２が、汚れ空気入口８と分離装置１０との間の連通を提供する。ワンド及びハンドル組立体１４が、分離装置１０の背後で本体２上に取り付けられている。
【００４０】
使用においては、転動支持構造体４内に位置するモータ及びファンユニット（図示せず）が、汚れ空気入口８又はワンド１４を通じて電気掃除機１にほこり含有空気を引き込む。ほこり含有空気は、ダクト系統１２を通じて分離装置１０に運ばれ、同伴されたほこり粒子は、空気から分離されて分離装置１０内に保持される。清浄化された空気は、モータを通過して、次に、電気掃除機１から吐出される。
【００４１】
電気掃除機１の一部を形成する分離装置１０は、図２で全体的に示されている。分離装置１０の特定の全体的な形状は、分離装置１０が使用されるべき電気掃除機１のタイプに従って変更することができる。例えば、分離装置１０の全長は、分離装置１０の直径に対して増加又は低減させることができる。
【００４２】
分離装置１０は、第１のサイクロン清掃段１６と、第２のサイクロン清掃段１８とを含む。いくつかの実施形態では、分離装置１０は、分離装置１０を通って長手方向に位置するモータ前置フィルタ２０を含む。
【００４３】
第１のサイクロン清掃段１６は、形状が実質的に円筒形である、分離装置１０の外壁２４と、外壁２４の半径方向内方に位置し、かつ外壁２４から離間している第２の円筒壁２６との間に位置する環状チャンバ２２を含む。第１のサイクロン清掃段１６の下端は、ピボット３０によって外壁２４に枢動可能に装着され、かつキャッチ３２により閉鎖位置に保持された基部２８により閉じられる。閉鎖位置では、基部２８は、壁２４、２６の下端に対して密封されている。キャッチ３２を解放すると、基部２８は、第１のサイクロン清掃段１６及び第２のサイクロン清掃段１８を空にするために、外壁２４及び第２の円筒壁２６から離れて枢動することができる。
【００４４】
環状チャンバ２２の頂部分は、第１のサイクロン清掃段１６の円筒形サイクロン３４を形成し、環状チャンバ２２の下部分は、ほこり回収ビン３６を形成する。第２のサイクロン清掃段１８は、サイクロン３８を通る空気流に関して並列に配置された１２個の２次サイクロン３８と、第２のほこり回収チャンバ４０とを含む。
【００４５】
ほこり含有空気入口４２が、外壁２４に設けられている。ほこり含有空気入口４２は、流入するほこり含有空気が強制的に環状チャンバ２２周りに螺旋形の経路を辿るようにするのを確実にするために、外壁２４に接線方向に配置されている。第１のサイクロン清掃段２０からの流体出口が、メッシュシュラウド４４の形態で設けられている。メッシュシュラウド４４は、多数の穿孔４８が形成されている円筒壁４６を含む。第１のサイクロン清掃段１６からの唯一の流体出口は、シュラウド４４内の穿孔４８によって形成されている。
【００４６】
図３は、サイクロン分離装置１０の第１実施形態の断面図を示す。通路５０が、シュラウド４４の下流側に形成されている。通路５０は、第２のサイクロン清掃段１８と連通する。通路５０は、２次サイクロン３８の入口５２に至る環状チャンバの形態とすることができ、又は各々が個別の２次サイクロン３８に至る複数の個別の空気通路の形態とすることができる。
【００４７】
第３の円筒壁５４が、基部２８に向かって下方に延びている。第３の円筒壁５４は、第２のほこり回収チャンバ４０を形成するように、第２の円筒壁２６の半径方向内方に配置され、かつ第２の円筒壁２６から離間している。基部２８が閉鎖位置である時、第３の円筒壁５４は、基部２８に対して密封されている。
【００４８】
２次サイクロン３８は、実質的に又は完全に第１のサイクロン清掃段１６よりも上方に配置されている。２次サイクロン３８は、第１のサイクロン清掃段１６の軸線上に中心付けられた環状配置で配置されている。この実施形態では、各２次サイクロン３８は、第１のサイクロン清掃段の軸線とほぼ平行である軸線を有する。
【００４９】
各２次サイクロン３８は、形状がほぼ円錐台である。各２次サイクロン３８の比較的狭い部分は、第２のほこり回収チャンバ４０の頂部内に開く汚れ出口５８を含む。使用にあたって、２次サイクロン３８により分離されたほこりは、汚れ出口５８を通って出て第２のほこり回収チャンバ４０内に回収される。渦ファインダ６０が、２次サイクロン３８からの空気出口を提供するように、各２次サイクロン３８の比較的広い上端に設けられる。設けられている状態で、渦ファインダ６０は、モータ前置フィルタ２０と連通する。各渦ファインダ６０は、２次サイクロン３８のほぼ環状の頂壁６１を通って延びる。
【００５０】
図３に示す実施形態では、２次サイクロン３８は、全体的に可撓性材料、例えば、ゴムから作られ、従って、２次サイクロン３８は、変形可能である。可撓性材料は、この実施形態では２２のショアＡ値を有するゴムであることが好ましい。電気掃除機１の使用中に、２次サイクロン３８は、空気流が２次サイクロン３８を通過すると振動する。この振動は、２次サイクロン３８内のほこりの蓄積を防止するのを補助することが見出された。第２のほこり回収チャンバ４０は、２次サイクロン３８がつぶれるのを防止するために大気圧から分離されるのが理想的である。
【００５１】
各２次サイクロン３８は、２次サイクロン３８の残りの部分と同じ材料で形成することができる２次サイクロン汚れ空気入口５２を有する。更に、渦ファインダ６０及び２次サイクロン３８の頂壁６１は、可撓性材料で形成することができる。
【００５２】
図４ａは、サイクロン分離装置１０の第２実施形態を示す。この第２実施形態では、各２次サイクロン３８は、剛性上側部分６２と、可撓性先端６４を含む可撓性下側部分とを有する。可撓性先端が形成される可撓性材料は、２０のショアＡ値を有するゴムであることが好ましい。剛性材料は、６０のショアＤ値を有するポリプロピレンであることが好ましい。
【００５３】
可撓性先端６４は、電気掃除機１の使用中、空気流が２次サイクロン３８を通過すると振動することが見出された。この振動は、２次サイクロン３８内のほこりの蓄積を防止するのを補助することが見出された。図４ｂは、空気流が２次サイクロン３８を通過する時に可撓性先端６４内で起こることが見出された振動のタイプの例として（ｉ）回転、（ｉｉ）圧縮、及び（ｉｉｉ）横方向移動を示している。
【００５４】
図４ａに示すように、可撓性先端６４は、２次サイクロン３８の全長の１／３よりも小さいことが好ましい。２次サイクロン３８は、長さが６５．５ｍｍであり、かつ３．３ｍｍの汚れ出口直径を有する。可撓性先端６４は、長さが１５ｍｍである。可撓性先端６４は、２次サイクロン３８の内面６８が滑らかであるように剛性部分６２上にオーバーモールドされる。この実施形態では、２次サイクロン３８は、第２のサイクロン３８の軸線が第１のサイクロン清掃段１６の長手方向軸線に対して内方に、かつ第１のサイクロン清掃段１６の長手方向軸線の方へ傾斜するように配置されている。
【００５５】
図５から図９をここで参照すると、電気掃除機１は、２次サイクロン３８の可撓性先端６４を拡張、膨張、変形、圧縮、及び／又は移動させるための手段を更に含むことができる。図５から図８は、可撓性先端６４が異なる方法により拡張可能又は膨張可能である実施形態を示している。図９は、電気掃除機１が可撓性先端６４に接触するか、軽く打つか、又は強く打つデバイスを有する実施形態を示している。
【００５６】
図５ａ及び図５ｂは、拡張可能な可撓性先端６４を示している。可撓性先端６４は、先端チャンバ７４をその間に形成するように一体に形成又は接合することができる内壁７０及び外壁７２を含む。図５ａは、弛緩した状態の可撓性先端６４を示し、図５ｂは、拡張した状態の可撓性先端６４を示している。可撓性先端６４は、サイクロン分離装置１０内の圧力変化に応答して、弛緩した状態と拡張した状態の間を動かすことができる。可撓性先端６４は、２次サイクロン３８の剛性部分６２上へオーバーモールドされる。汚れ出口５８は、図５ｂに示すように可撓性先端６４が拡張した状態である時に最大である。
【００５７】
代替的な実施形態では、先端チャンバ７４は、流体を先端チャンバ７４に出入りさせることによって膨張及び収縮させることができる。
【００５８】
好ましい作動モードは、電気掃除機１の使用中、汚れ出口５８が最小直径であるように可撓性先端６４が弛緩されていることである。電気掃除機１の電源が切断された時、可撓性先端６４は、２次サイクロン３８に捕捉された汚れを例えば第２のほこり回収チャンバ４０内に放出するために拡張する。
【００５９】
図６ａから図６ｅに示す実施形態では、可撓性先端６４が弛緩した状態である電気掃除機１の通常の作動状態が図６ａから６ｄに示されている。サイクロン分離装置１０を通る空気流は、図６ａ及び図６ｃに示す矢印で示されている。図６ｃは、通路５０に沿ってシュラウド４４を通過して２次サイクロン３８の入口５２に入る第１のサイクロン清掃段１６からの空気流を示している。図６ａは、モータ前置フィルタ２０を通過してモータ及びファン組立体に向う２次サイクロン３８からの空気流を示している。可撓性先端６４が拡張した状態である電気掃除機１の電源切断状態が、図６ｅに示されている。
【００６０】
電気掃除機１の通常の作動中（すなわち、図６ａから図６ｄ）、第２のほこり回収チャンバ４０は、大気圧を約９ｋＰａ下回る状態であることになる。類似の圧力が、２次サイクロン３８内部にあることになる。可撓性先端６４が汚れ出口５８を膨張させて塞ぐことを防止するために、先端チャンバ７４内の圧力は、第２のほこり回収チャンバ４０の内側の圧力及び２次サイクロン３８の内側の圧力と等しくしなければならない。これは、先端チャンバ７４を、同様に低い圧力に接続することによって達成される。かくして、各先端チャンバ７４は、モータ前置フィルタ２０の下流側に位置する圧力タップ７６に流体連通される。
【００６１】
モータ前置フィルタ２０の下流側に圧力タップ７６を配置することは有利であり、その理由は、この領域内の空気は清浄であり、従って、圧力タップ７６内への及び従って先端チャンバ７４内へのほこりの進入を低減するからである。また、モータの中心部で利用可能な圧力により、大気圧との最高圧力差をもたらし、かつ可撓性先端６４の最大拡張を得ることができるので有利である。明らかに、この点の圧力は、第２のほこり回収チャンバ４０の内側の圧力よりも常に低く、したがって可撓性先端６４の膨張は発生しない。
【００６２】
電気掃除機１の通常の作動中、圧力タップ７６の圧力は、通常、約１．５ｋＰａである（モータ前置フィルタ２０前後の圧力低下に等しい）。これには、極僅かであるが、可撓性先端８４を実質的に変形させるほどではない拡張力を可撓性先端８４に付与する効果がある。
【００６３】
各先端チャンバ７４は、大きなリザーバチャンバ８０内の一方向ボール弁７８を通じて圧力タップ７６に結合されている。このリザーバチャンバ８０は、約１０ｋＰａで可撓性先端６４を拡張するほど十分に長く、低圧力差を持続することが必要とされる。かくして、電気掃除機１の電源が切断された時、２次サイクロン３８及び第２のほこり回収チャンバ４０内の圧力は大気圧に戻る。しかし、先端チャンバ７４は、一方向ボール弁７８のために大気圧未満のままである。これは、電気掃除機１の電源が切断された時、大気圧により、可撓性先端６４の内壁７０が可撓性先端６４の外壁７２の方へ押され、汚れ出口５８が図６ｅに示すように拡張することを意味する。
【００６４】
ボール弁７８の台座８２は、可撓性先端６４を数秒内に弛緩する位置まで弛緩させることができるように、リザーバチャンバ８０及び先端チャンバ７４への空気の制御された漏れを可能にするように切り込まれている。この機構は、電気掃除機１の電源が切断される度に可撓性先端６４が拡張し、その後に迅速に弛緩することを可能にし、それにより、２次サイクロン３８を捕捉された汚れがない状態に保つ一助になる。
【００６５】
図７ａ及び図７ｂに示す実施形態では、制御弁８４は、いつでも可撓性先端６４の瞬間的な拡張を可能にするように、モータ前置フィルタハウジング８６に位置する。制御弁８４は、予め規定された時間間隔で任意の適切な電気式又は機械式手段により操作することができる。例えば、制御弁８４は、電気掃除機１の電源スイッチに連結されたエアマッスル又は機械式手段により制御することができる。電気掃除機の通常の作動条件を図７ａに示す。通常の作動中、制御弁８４は開いており、従って、第２のほこり回収チャンバ４０は、大気圧よりも約９ｋＰａ下回ることになる。類似の圧力が２次サイクロン３８自体の内側にあることになる。可撓性先端６４が汚れ出口５８を膨張させて塞ぐことを防止するために、先端チャンバ７４内の圧力は、第２のほこり回収チャンバ４０内側の圧力及び２次サイクロン３８の内側の圧力と等しくなければならない。ここでもまた、これは、先端チャンバ７４を同様に低い圧力に接続することによって達成される。かくして、先端チャンバ７４は、モータ前置フィルタ２０の下流側に位置する圧力タップ７６に流体連通される。
【００６６】
電気掃除機１の通常の作動中、第２のほこり回収チャンバ４０と圧力タップ７６間の圧力差は、通常、約１．５ｋＰａである（モータ前置フィルタ２０前後の圧力低下に等しい）。これには、極僅かであるが、可撓性先端６４を実質的に変形させるほどではない拡張力を可撓性先端６４に付与する効果がある。従って、電気掃除機１が作動中であると共に制御弁８４が開いている間、可撓性先端６４は、弛緩位置にある。
【００６７】
所望であれば、例えば、電気掃除機１の電源が切断された時に、制御弁８４は、図７ｂに示すように閉じることができる。制御弁８４を閉じると２次サイクロン３８を通る空気流が制限され、先端チャンバ７４の内側に大きな圧力降下が発生し、先端チャンバ７４は、大気圧未満のままになり、一方、第２のほこり回収チャンバ４０及び２次サイクロン３８は、大気圧に戻る。それによって可撓性先端６４は、図７ｂに示す位置まで拡張する。可撓性先端６４があらゆる捕捉された汚れを処理するのを補助するように拡張されると、制御弁８４は、可撓性先端６４が弛緩した状態に戻るように、図７ａに示す開放位置に戻ることができる。
【００６８】
図８に示す実施形態では、制御された電気機械式ポンプ８８が、可撓性先端６４の周りの空気を除去し、可撓性先端６４を拡張した位置内に開いて引き込むように構成される。電気機械式ポンプ８８は、任意の特定の時間間隔で制御することができ、又はその作用は、電気掃除機１の本体２からのサイクロン分離装置１０の除去に関連付けることができる。代替的に、電気機械式ポンプ８８の制御は、電気掃除機１の電源投入又は切断に関連付けることができる。
【００６９】
図９ａから図９ｃに示す実施形態では、２次サイクロン３８は、剛性上側部分６２及び可撓性先端６４を有する。更に、電気掃除機１は、可撓性先端６４に衝突するか、軽く打つか、又は拭うことができるように配置された複数のパドル９２を含む。大きな機械式移動を用いて可撓性先端６４を片側に比較的ゆっくり引き込むことができる。パドル９２が可撓性先端６４を超えて移動すると、可撓性先端６４は、解放されることになる。可撓性先端６４の材料特性のために、この作用は、可撓性先端６４の移動を加速するのを補助し、可撓性先端６４は、一連の速い振動振幅で静止位置に弾かれて戻ることができる。この作用中に、可撓性先端６４に捕捉されたあらゆる汚れは、乱されて２次サイクロン３８の内面６８から脱落し、第２のほこり回収チャンバ４０に落ちることができる。図９ａは、２次サイクロン３８に対してパドル９２を移動させるように構成された電動モータ９０を示す。この実施形態では、パドル９２は、順番に２次サイクロン３８の各々の可撓性先端６４を軽く打つように、円形に移動するように構成されている。図９ｃでは、２次サイクロン３８に対してパドル９２を回すラチェットデバイス９４が示されている。このようなラチェットデバイス９４は、エアマッスルに接続されるか、又は代替的に電気掃除機１の本体２上のサイクロン分離装置１０の除去又は交換時に作動させることができる。
【００７０】
本発明によるサイクロン分離装置１０及びサイクロン９６の代替構成を図１０から図１２に示す。これらの実施形態の各々においては、複数のサイクロン９６の各々は、剛性部分６２及び可撓性先端６４を有する。
【００７１】
図１０ａ及び図１０ｂは、サイクロンを通る空気流に関して並列に配置された複数のサイクロン９６を示している。複数のサイクロン９６はまた、物理的に互いに並列であるように配置される。この実施形態では、複数のサイクロン９６は、図１０ｃに示すフィルタカートリッジ９８を形成し、フィルタカートリッジ９８は、所望であれば清掃又は交換のために電気掃除機１の残りの部分から取外し可能にすることができる。図１０ａ及び図１０ｂでは、複数のサイクロン９６は、それらの長手方向軸線が互いに平行であるような向きに向けられる。
【００７２】
図１１ａから図１１ｃに示す代替的な実施形態では、サイクロン９６は、汚れ出口５８が実質的に内方を向いている状態で、環状配置に配置されている。サイクロン９６は、長手方向軸線が水平又は実質的に水平であるような向きに向けられている。この実施形態では、サイクロン９６は、フィルタカートリッジ９８を形成し、フィルタカートリッジ９８は、清掃又は交換のために電気掃除機１の残りの部分から取外し可能にすることができる。
【００７３】
図１２では、サイクロン９６は、長手方向軸線が傾斜し、可撓性先端６４が剛性部分６２の長手方向軸線から離れるように形状付けられるように方向付けられる。
【００７４】
図１１及び図１２に示す実施形態では、複数の層又は組のサイクロン９６が、サイクロンの各々を通る並列空気流経路と共に配置されたサイクロン９６の縦列を形成するように積み重ねられる。図１２では、サイクロンの組は、第１のサイクロン清掃段１６の軸線に沿って離間している。これらの実施形態では、電気掃除機１は、可撓性先端６４を強く打つ及び／又はブラシ掛けする移動手段を含む。図１１では、移動手段は、可撓性先端６４と係合して順番に解放するために円形経路周りに通過するように配置されたパドル９２である。図１２では、移動手段は、長さ周りにかつ長さに沿って配置された複数の突出部１０２を有するロッド１００である。このロッド１００は、可撓性先端６４に対して移動することができるように構成される。図示の実施形態では、ロッド１００は、各突出部が、可撓性先端６４に位置するあらゆるほこりを除去しやすくするように、可撓性先端６４を軽く打つように上下動するように配置されている。所望であれば、エアマッスル作動を用いて、ロッド１００の移動を駆動することができる。この実施形態では、サイクロン９６は、サイクロン分離１０４の第３段として配置されている。これらのサイクロンは、従って、モータ前置フィルタの代わりに２次サイクロン３８の下流側に配置される。
【００７５】
サイクロンの一部分が「可撓性」又は「剛性」であるか否かを判断するために、以下の試験の一方又は両方を行うことができる。
【００７６】
試験１
サイクロンの一部分の可撓性は、先端で半径１ｍｍの、直径２ｍｍのスタイラスを用いて試験することができる。スタイラスは、図１３ａに示すようにＡ又はＢとして成形することができる。スタイラスは、サイクロンの内面上の点に２０Ｎの負荷Ｌ１を印加するのに使用される。次に、サイクロン面の偏位を確かめる。形状の偏位は、サイクロンの内面上の任意の点で図１３ｂにおいてＣ又Ｄとすることができる。少なくとも１ｍｍの偏位（Ｘ）は、試験中のサイクロンの部分が可撓性であることを意味すると解釈する。１ｍｍ未満の偏位は、試験中のサイクロンの部分が剛性であることを意味すると解釈する。
【００７７】
試験２
図１３ｃでＥに示すような楔ツールを使用して５０Ｎの負荷Ｌ２を印加する。サイクロンの伸長を測定する。少なくとも１ｍｍの偏位（Ｘ）は、試験中のサイクロンの部分が可撓性であることを意味すると解釈する。１ｍｍ未満の偏位は、試験中のサイクロンの部分が剛性であることを意味すると解釈する。
【符号の説明】
【００７８】
１０  サイクロン分離装置
３８  ２次サイクロン
６２  剛性上側部分
６４  可撓性先端
【図１】
0005622674.tif 000002
【図２】
0005622674.tif 000003
【図３】
0005622674.tif 000004
【図４ａ】
0005622674.tif 000005
【図４ｂ】
0005622674.tif 000006
【図５ａ】
0005622674.tif 000007
【図５ｂ】
0005622674.tif 000008
【図６ａ】
0005622674.tif 000009
【図６ｂ】
0005622674.tif 000010
【図６ｃ】
0005622674.tif 000011
【図６ｄ】
0005622674.tif 000012
【図６ｅ】
0005622674.tif 000013
【図７ａ】
0005622674.tif 000014
【図７ｂ】
0005622674.tif 000015
【図８】
0005622674.tif 000016
【図９ａ】
0005622674.tif 000017
【図９ｂ】
0005622674.tif 000018
【図９ｃ】
0005622674.tif 000019
【図１０ａ】
0005622674.tif 000020
【図１０ｂ】
0005622674.tif 000021
【図１０ｃ】
0005622674.tif 000022
【図１１ａ】
0005622674.tif 000023
【図１１ｂ】
0005622674.tif 000024
【図１１ｃ】
0005622674.tif 000025
【図１２】
0005622674.tif 000026
【図１３ａ】
0005622674.tif 000027
【図１３ｂ】
0005622674.tif 000028
【図１３ｃ】
0005622674.tif 000029