(57)【要約】本願発明の例示的な実施形態に係るサイクロン式集塵装置は、前後方向に延びる筒状であり、前端面および後端面を有する捕集容器と、前記捕集容器の周面に接続され、空気が流入する流入部と、前記後端面を貫通し、一部が前記捕集容器の内部に配置される内筒と、を備え、前記内筒は、前記捕集容器内に位置する部分の周面において、前記空気が流出する流出口を有し、前記後端面は、前記前端面に対して幅が広く、前記流入部は、前側に偏って配置される。【選択図】図２
2017090480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイクロン式集塵装置であって、
前後方向に延びる筒状であり、前端面および後端面を有する捕集容器と、 
前記捕集容器の周面に接続され、空気が流入する流入部と、
前記後端面を貫通し、一部が前記捕集容器の内部に配置される内筒と、
を備え、
前記内筒は、前記捕集容器内に配置される部分の周面において、前記空気が流出する流出口を有し、
前記後端面は、前記前端面に対して幅が広く、
前記流入部は、前側に偏って配置される、サイクロン式集塵装置。
【請求項２】
前記内筒の中心軸を含む前記捕集容器の断面である第１断面において、前記内筒を挟んで対向する２辺のうち一方の辺は、前記中心軸との距離が異なる２点を含む線である、請求項１に記載の集塵装置。
【請求項３】
前記第１断面の他方の辺は、前記中心軸と平行である、請求項２に記載のサイクロン式集塵装置。
【請求項４】
前記第１断面において、前記内筒の少なくとも一部が、前記第１断面の前記内筒を挟んで対向する２辺の他方の辺側に偏って配置される、請求項２に記載のサイクロン式集塵装置。
【請求項５】
前記集塵容器は、前後方向を水平方向として配置し、
前記一方の辺は、前後方向と直交する上下方向の下方に配置される、請求項２から請求項４のいずれかに記載のサイクロン式集塵装置。
【請求項６】
前記流出口は、前記内筒の前記第１断面の前記一方の辺と対向する部分に構成される、請求項５に記載のサイクロン式集塵装置。
【請求項７】
前記流出口は、前記内筒の前記後端面側に偏って構成される、請求項１から請求項６のいずれかに記載のサイクロン式集塵装置。
【請求項８】
前記捕集容器の前後方向と直交する面で切断した第２断面は、円形状である、請求項１から請求項７のいずれかに記載のサイクロン式集塵装置。
【請求項９】
前記捕集容器の前後方向と直交する面で切断した第２断面は、楕円形状、または半円弧と半楕円弧とを組み合わせた形状、または長円形状のいずれかである、請求項１から請求項７のいずれかに記載のサイクロン式集塵装置。
【請求項１０】
前記前端面または前記後端面の少なくとも一方には、開閉可能な蓋が設けられている、請求項１から請求項９のいずれかに記載のサイクロン式集塵装置。
【請求項１１】
前記捕集容器の後側の端部と連結する送風機が設けられおり、
前記送風機は、回転中心軸を中心に回転する羽根車と、前記羽根車を囲むカバーとを有し、
前記カバーは回転中心軸方向に開口する吸込口を有し、
回転中心軸方向から投影した際に、前記吸込口の内側に前記回転中心軸が配置される、請求項１から請求項１０のいずれかに記載のサイクロン式集塵装置。
【請求項１２】
前記送風機が、遠心ファンである、請求項１１に記載のサイクロン式集塵装置。
【請求項１３】
前記送風機と前記捕集容器とが連結されたとき、前記内筒の前記中心軸と前記吸込口の中心軸とが一致する、請求項１１または請求項１２に記載のサイクロン式集塵装置。
【請求項１４】
両端が開通した筒形状のスリーブをさらに備え、
前記スリーブの一端は、前記捕集容器に接続され、
前記スリーブの他端は、前記送風機に接続され、
前記内筒の前記捕集容器の外側に突出した端部と、前記吸込口との間に隙間が設けられており、
前記捕集容器と前記送風機との間に拡張型消音器が構成されている、請求項１３に記載のサイクロン式集塵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイクロン式集塵装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サイクロン式集塵機構を横姿勢で用いた電気掃除機が提案されている（例えば、日本国公開公報特開２００４−１６６０７号公報を参照）。【０００３】
日本国公開公報特開２００４−１６６０７号公報に記載のサイクロン式集塵機構は、ほぼ円筒形状の主集塵室と、主集塵室の周側面に隣接して形成された副集塵室を備えている。そして、主集塵室および副集塵室は、長手方向の一方が開口している。また、主集塵室および副集塵室は、開口と、反対側の底付近に設けられた、連通口で連通されている。主集塵室および副集塵室開口は、集塵カバーで覆われる。集塵カバーには、集塵カバーで開口を覆ったときに、主集塵室の中央部分に位置する筒体が、設けられる。そして、主集塵室の周側面には、空気取入口が設けられている。【０００４】
このサイクロン式集塵機構は、主集塵室内で渦を描いた気流が、主集塵室の長手方向に移動し、主集塵室の底に向かって移動する。そして、渦を描いて流れた空気は、筒体の先端から筒体を通って、集塵ケースの外部に流出する。空気の流れは、渦を描いた流れから、筒体の先端から筒体を通る流れに転じる。このとき、空気から塵埃が分離される。分離された塵埃は、主集塵室の底付近に形成された連通口から副集塵室に移動し、副集塵室に蓄積される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国公開公報特開２００４−１６６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
日本国公開公報特開２００４−１６６０７号公報に記載のサイクロン式集塵機構では、ほぼ円筒形状の主集塵室の周側面に隣接した形成された副集塵室を備えている。そして、空気取込口から取り込まれた空気が、主集塵室内で渦を描いて流れる構成である。そのため、主集塵室に塵埃を分離することができる大きさが必要である。そして、その主集塵室の周側面に副集塵室を設ける必要があり、集塵効率を維持した状態での小型化には限界がある。【０００７】
そこで、本発明は、集塵効率を低下させることなく小型化可能なサイクロン式集塵装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の例示的なサイクロン式の集塵装置は、前後方向に延びる筒状であり、前端面および後端面を有する捕集容器と、前記捕集容器の周面に接続され、空気が流入する流入部と、前記後端面を貫通し、一部が前記捕集容器の内部に配置される内筒と、を備え、前記内筒は、前記捕集容器内に配置される部分の周面において、前記空気が流出する流出口を有し、前記後端面は、前記前端面に対して幅が広く、前記流入部は、前側に偏って配置される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のサイクロン式集塵装置によれば、集塵効率を低下させることなく小型化可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明にかかるサイクロン式集塵装置の斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すサイクロン式集塵装置の分解斜視図である。
【図３】図３は、図１に示すサイクロン式集塵装置をＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図である。
【図４】図４は、図３に示すサイクロン式集塵装置をＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図である。
【図５】図５は、図３に示すサイクロン式集塵装置をＶ−Ｖ線で切断した断面図である。
【図６】図６は、本発明にかかるサイクロン式集塵機の拡張型消音器を拡大した断面図である。
【図７】図７は、図６に示す拡張型消音器の軸方向投影図である。
【図８】図８は、本発明にかかるサイクロン式集塵装置を使用した掃除機の下側から見た斜視図である。
【図９】図９は、図８に示す掃除機の断面図である。
【図１０】図１０は、図８に示すサイクロン式集塵装置の設置状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１実施形態＞
以下に本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明にかかるサイクロン式集塵装置の斜視図である。図２は、図１に示すサイクロン式集塵装置の分解斜視図である。図３は、図１に示すサイクロン式集塵装置をＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した断面図である。図４は、図３に示すサイクロン式集塵装置をＩＶ−ＩＶ線で切断した断面図である。図５は、図３に示すサイクロン式集塵装置をＶ−Ｖ線で切断した断面図である。
【００１２】
なお、以下の説明では、サイクロン式集塵装置Ａの内筒の軸方向を前後方向と定義する。そして、図３に示すように、前後方向を水平方向として左側を前方と定義する。また、図３に示す方向にサイクロン集塵装置Ａを配置したときの縦方向を上下方向として定義する。さらに、図３に示すサイクロン集塵装置Ａの前方に対して左右を定義する。以下の説明では、この前後方向、左右方向および上下方向を用いて各部の形状や位置関係を説明する。ただし、この方向の定義により、本発明にかかるサイクロン式集塵装置の向きを限定する意図はない。
【００１３】
＜１．  サイクロン式集塵装置の構成＞
図１、図２に示すように、本実施形態にかかるサイクロン式集塵装置Ａは、捕集容器１００と、内筒２００と、送風機３００と、スリーブ４００と、集塵メッシュ５００と、を有している。送風機３００は、捕集容器１００の後側の端部と連結されている。スリーブ４００は、筒形状を有しており、両端が開通している。スリーブ４００の前側の端部が捕集容器１００の後述する集塵カバー１４と、接続されている。スリーブ４００の後側の端部が送風機３００の後述するカバー３３と接続されている。すなわち、スリーブ４００は、一端が捕集容器１００に接続され、他端が送風機３００に接続されている。
【００１４】
内筒２００の前側の部分は、捕集容器１００の内部に配置されている。また、内筒２００の後述するフランジ２１とスリーブ４００の後述する吹出口４２には、集塵メッシュ５００が配置されている。
【００１５】
＜１．１  捕集容器の構成＞
捕集容器１００は、前蓋１１と、空気取入部材１２と、旋回筒１３と、集塵カバー１４と、を有している。捕集容器１００は、前蓋１１と、空気取入部材１２と、旋回筒１３と、集塵カバー１４とが、前後方向に、この順番で、連結されている。また、旋回筒１３の内部には、旋回筒１３の一部を仕切る仕切部材１５が、配置されている。
【００１６】
＜１．１．１  前蓋の構成＞
前蓋１１は有底筒形状であり、底面１１１が前端面を構成している。図１、図２に示すように、前蓋１１の底面１１１は長円形状である。しかしながら、これに限定されるものではない。底面１１１の形状は、円形であってもよいし、楕円形状、長円形状であってもよい。また、半円形と半楕円とを組み合わせた形状であってもよい。底面１１の形状は、捕集容器１００の形状に対応した形状である。
【００１７】
前蓋１１は、底面１１１と反対側が開口しており、開口が空気取入部材１２に着脱可能に取り付けられる。詳細は後述するが、前蓋１１は、サイクロン式集塵装置Ａの内部で捕集した塵埃を廃棄するときに開閉される。前蓋１１は、空気取入部材１２に対して着脱されるものであるが、これに限定されるものではない。例えば、ヒンジ状の開閉機構を備えていてもよいし、前蓋１１の一部が開閉する構成であってもよい。内部に溜まった塵埃を外部に排出できる構成を広く採用することができる。
【００１８】
＜１．１．２  空気取入部材の構成＞
空気取入部材１２は、捕集容器１００の内部に空気を取り入れるとともに、空気の流れを制御する。空気取入部材１２は、前側の端面で前蓋１１と接続し、後側の端面で旋回筒１３と接続する。なお、空気取入部材１２と前蓋１１および空気取入部材１２と旋回筒１３とは、空気が漏れないように、すなわち、気密に接触している。
【００１９】
図２等に示すように、空気取入部材１２を前後方向と直交する面で切断した断面形状は、前蓋１１の同断面と同じ形状である。すなわち、空気取入部材１２は、前後方向に見て、長円形状を有している。なお、空気取入部材１２も、前蓋１１と同様、円形状、楕円形状および半円と半楕円を組み合わせた形状等とすることが可能である。また、前蓋１１および空気取入部材１２の外周形状を意図的に異なるものとしてもよい。このようにすることで、前蓋１１と空気取入部材１２との境界部分に、段差が、形成される。段差に指をかけることで、前蓋１１を容易に着脱可能になる。
【００２０】
空気取入部材１２は、凹部１２０と、貫通口１２１と、流入部１２２と、導入路１２３と、排出口１２４と、を備えている。凹部１２０は、空気取入部材１２の後側の端面に形成されている。凹部１２０は、前後方向と直交する面で切断した断面が、略円形状である。凹部１２０は、軸方向（ここでは、中心軸Ｃ１方向）に延びる筒形状を有している。そして、凹部１２０は、奥側（ここでは、前側）、すなわち、軸方向において、開口と反対側に閉じた面を有している。以下の説明において、凹部１２０の奥側の面を含む部分を、凹部１２０の底部と称する。凹部１２０の底部の中心は、空気取入部材１２の長軸方向（上下方向）の中央より、上方である。凹部１２０の底部の中心は、内筒２００の後述する中心軸Ｃ１と上下方向に重なる。
【００２１】
図３に示すように、凹部１２０の底面は、前方、すなわち、前蓋１１側に突出している。そして、突出している部分の中央に貫通口１２１が形成されている。つまり、凹部１２０の底面の中央部分に、前後方向に貫通する貫通口１２１が形成されている。詳細は後述するが、旋回筒１３の内部に残った塵埃を前蓋１１に移動させる開口である。なお、凹部１２０は、前方に突出している必要はなく、平面状であってもよい。
【００２２】
流入部１２２は、捕集容器１００の内部に空気を流入させる開口である。流入部１２２は、空気取入部材１２の長軸方向の凹部１２０と反対側の外周面に接続されている。図２、図４に示すように、流入部１２２は、空気取入部材１２の下端から内部に向かって上方に延びる管形状である。流入部１２２の一方の端部は、空気取入部材１２の外部に突出している。流入部の他方の端部は、導入路１２３と接続している。
【００２３】
導入路１２３は、流入部１２２と凹部１２０とを繋ぐ管である。導入路１２３は、凹部１２０の内面に沿った管形状である。流入部１２２から取り入れられた空気は、導入路１２３を通って、凹部１２０の内部に流入する。導入路１２３を通過し、凹部１２０に吹出された空気は、凹部１２０の内側面に沿って流れる。
【００２４】
排出口１２４は、空気取入部材１２の、長軸方向において、凹部１２０と反対側、すなわち、図２中、下部に形成されている。排出口１２４は、旋回筒１３の内部に蓄積された塵埃が、前蓋１１に移動するための開口である。旋回筒１３から前蓋１１への塵埃の移動の詳細は、後述する。なお、本実施形態の空気取入部材１２において、排出口１２４は、２個設けられているが、１つの排出口１２４を流入部１２２が、横切っていると考えることも可能である。そして、流入部１２２が、空気取入部材１２に沿って接続される場合、排出口１２４は、１個としてもよい。排出口１２４は、塵埃を前蓋１１に移動できる形状および面積を有していれば、個数および形状は限定されるものではない。
【００２５】
＜１．１．３  旋回筒の構成＞
旋回筒１３は、前後方向に延びる筒形状の部材である。旋回筒１３には、空気取入部材１２から空気が流入する。旋回筒１３の内部では、流入した空気が、内面を沿って流れる。そして、流入した空気の流れ（以下、気流と称する場合がある）が、旋回筒１３の内部を、旋回しつつ、前側から後側に移動する。すなわち、気流は、旋回筒１３の内部をらせん状に流れる。
【００２６】
旋回筒１３は、前側開口１３１と、後側開口１３２とを有している。旋回筒１３は、前端で空気取入部材１２と接続されている。旋回筒１３は、後端に、端部開口１３２を覆う集塵カバー１４が取り付けられている。前側開口１３１および後側開口１３２は、旋回筒１３を前後方向と直交する面で切断した端面となっているが、これに限定されるものではない。前側開口１３１および後側開口１３２が含まれる面が、前後方向に対して、直角以外の角度となっていてもよい。しかしながら、空気の流れに対する無駄な抵抗を抑制するため、前側開口１３１および後側開口１３２は、前後方向と直交する面で切断した形状であることが好ましい。
【００２７】
旋回筒１３の前側開口１３１は、空気取入部材１２の下流側の端部と同じ形状および面積である。すなわち、旋回筒１３の前側開口１３１は、前後方向に見て、長円形状を有している。なお、旋回筒１３の前側開口１３１は、前蓋１１および空気取入部材１２と同様、円形状、楕円形状および半円と半楕円を組み合わせた形状等とすることが可能である。旋回筒１３は、前側開口１３１を空気取入部材１２で覆われる。そのため、空気取入部材１２の後側の端面と、旋回筒１３の前側開口１３１とを、異なる形状および大きさとする場合、空気取入部材１２の後側の端面が、旋回筒の前側開口１３１よりも大きい。なお、旋回筒１３と空気取入部材１２は、分離可能であってもよいし、固定されたものであってもよい。分離可能とすることで、旋回筒１３の内部の清掃等が容易になる。
【００２８】
旋回筒１３の前側開口１３１および後側開口１３２は、いずれも、上下方向に延びる長円形状である。そして、後側開口１３２が、前側開口１３１に比べて大きい。
【００２９】
旋回筒１３の内部には、内筒２００と、仕切部材１５とが配置される。図３に示すように、内筒２００は、中心軸Ｃ１が前後方向と平行である。そして、図３に示すサイクロン式集塵装置Ａは、内筒２００の中心軸Ｃ１を通り、上下方向と平行な面で切断した断面である。図３における旋回筒１３の断面を、断面ｄ１とする。断面ｄ１は、内筒２００を挟んで、下側に第１の辺ｄ１１が、上側に第２の辺ｄ１２を有している。
【００３０】
図３に示すように、断面ｄ１は、台形である。第１の辺ｄ１１は、内筒２００の中心軸Ｃ１に対して傾いている。第１の辺ｄ１１の内筒２００の中心からの距離は、前側より後側が、長くなっている。一方、第２の辺ｄ１２は、内筒２００の中心軸Ｃ１と、平行である。
【００３１】
図３に示すように、断面ｄ１は、後側が、下方に拡幅している。すなわち、旋回筒１３は、上端が、前後方向と平行であり、下端が、前後方向に対して、後側が下方に向かって幅が広がる形状を有している。図２、図３に示すように、旋回筒１３の上部は、前後方向の任意の点で、前後方向と直交する面で切断した断面形状が、同一である。そして、旋回筒１３の下部の、前後方向と直交する面で切断した断面形状は、前後方向で変化する形状を有している。なお、本実施形態に示す旋回筒１３では、上部の内面の断面は、半円の円筒形状である。そして、旋回筒１３の上部の内面の半円部分は、空気取入部材１２の凹部１２０の内側面と同じ曲率半径を有する。
【００３２】
以上に示した旋回筒１３は、一例であり、これに限定されない。旋回筒１３の内面の前後方向の任意の点で前後方向と直交する面で切断した断面形状が、楕円形状でもよいし、半円と半楕円とを組み合わせた形状であってもよい。また、これらもあくまで例示であり、これらに限定されない。旋回筒１３の内面は、前後方向と直交する面で切断したときの断面形状が、全周にわたって、微分可能な形状であることが好ましい。すなわち、断面形状が、全周にわたって、連続して滑らかな形状であることが好ましい。このように、微分可能な形状とすることで、旋回筒１３の内面を旋回する空気の流れが邪魔されにくい。これにより、空気の流れが乱流になりにくく、塵埃が遠心力により分離されやすくなる。なお、流入した空気の流れ、および、空気に含まれる塵埃の分離については、後述する。なお、空気の流れを整流したり、塵埃を分離したりする以外の目的で、意図的に、旋回筒１３の内面に突起、凹部等を設けた構成としてもよい。
【００３３】
旋回筒１３の内部には、仕切部材１５が設けられる。仕切部材１５は、旋回筒１３の内部を上下に分割する。仕切部材１５は、円筒を、周方向に、一定の間隔で、切断した形状である。仕切部材１５の曲げ方向の内側は、空気取入部材１２の凹部１２０の内側面と、同じ曲率を有している。図３、図５に示すように、仕切部材１５は旋回筒１３を、上部の内周領域１３３と、下部の蓄積領域１３４に仕切っている。内周領域１３３には、内筒２００が配置される。蓄積領域１３４は、旋回筒１３の内部に流入した空気に含まれる塵埃を、蓄積する空間である。
【００３４】
図５に示すように、仕切部材１５は、通風部１５１と、導風部１５２とを有している。通風部１５１は、径方向に気流が、通過可能な孔が、設けられている。なお、図２、図５等で示す通風部１５１は、仕切部材１５の軸方向に延びるスリット状であるが、これに限定されるものではない。例えば、通風部１５１は、円、楕円、多角形等の断面を有する貫通孔を、無数に形成したものであってもよい。また、通風部１５１は、大きな貫通孔を形成し、貫通孔を覆うように、網（メッシュ）を取り付けてもよい。通風部１５１は、空気は通過するが、塵埃は通過しない大きさ、形状を広く採用することができる。
【００３５】
そして、導風部１５２は、旋回筒１３の内部を流れる気流を、旋回する方向に導くガイドである。導風部１５２において、気流は、周方向に流れる。そのため、導風部１５２は、厚み方向に貫通していない板を曲げた形状を有している。
【００３６】
仕切部材１５は、空気の流れをガイドするとともに、蓄積領域１３４に蓄積されている塵埃が、舞い上がることを抑制する。仕切部材１５は、旋回筒１３内を旋回する気流の上流側が、導風部１５２であり、下流側が通風部１５１である。仕切部材１５の効果の詳細については、後述する。
【００３７】
＜１．１．４  集塵カバーの構成＞
集塵カバー１４は、旋回筒１３の後側開口１３２を覆う。なお、集塵カバー１４は、旋回筒１３に対して着脱可能である。集塵カバー１４は、旋回筒１３の後側開口１３２と、気密に接触している。集塵カバー１４は、板状の部材であり、押え部１４１と、貫通孔１４２とを有している。押え部１４１は、旋回筒１３側に突出している。押え部１４１は、円筒形状の内側面を有しており、内筒２００の後述するフランジ２１が配置される。貫通孔１４２は、円形状の開口である。内筒２００が、貫通孔１４２を貫通する。詳細は後述するが、内筒２００は、旋回筒１３に対する配置角度が決められている。そのため、内筒２００のフランジ２１と、集塵カバー１４の押え部１４１とに、内筒２００の角度を決める、位置決め部を設けていてもよい。位置決め部としては、嵌り合うことで角度を決める構成、または、押え部１４１およびフランジ２１の形状を楕円、多角形等の円以外の形状とする構成を挙げることができる。また、これら以外にも、角度を正確に決めることができるものを、広く採用することができる。
【００３８】
＜１．２  内筒の構成＞
内筒２００は、前端が閉じているとともに、前後方向に延びる筒形状である。内筒２００は、中心軸Ｃ１が、空気取入部材１２の凹部１２０の中心軸と一致して、旋回筒１３内に配置されている。旋回筒１３に流入した空気は、内筒２００の内部に流入した後、外部に流出する。内筒２００を前後方向と直交する面で切断した断面は、円形状である。
【００３９】
内筒２００は、前側が後側に比べて小径となっている。内筒２００は、空気取入部材１２から流入した空気の流れを、旋回させるガイドとしての役割を果たす。また、内筒２００は、旋回筒１３に流入した空気を、旋回筒１３の外部に流出させる役割も果たす。なお、内筒２００は、この形状に限定されない。例えば、前後で同一径を有する形状であってもよい。
【００４０】
内筒２００には、フランジ２１、流出口２２が形成されている。また、内筒２００の外周面には、整流板２３が設けられている。内筒２００は、後端が開口している。フランジ２１は、内筒２００の開口の外周面に設けられており、内筒２００の径方向外側に広がる板状である。フランジ２１は、集塵カバー１４の押え部１４１に嵌る形状である。フランジ２１は、前面を集塵カバー１４（の押え部１４１）で、後面をスリーブ４００で押される。これにより、内筒２００の前後方向の移動およびがたつきが抑制される。
【００４１】
流出口２２は、内筒２００の、旋回筒１３内に位置する部分に、形成される。流出口２２は、内筒２００の外面と内面とを貫通する貫通孔である。旋回筒１３内部の空気は、流出口２２を通過して、内筒２００の内部に流入し、その後、後端より外部に流出する。図３に示すように、流出口２２は、内筒２００の後側に配されている。つまり、流出口２２は、内筒２００の後端面（集塵カバー１４）側に偏って配置される。このように、流出口２２を後側に構成することで、導入路１２３から流出した空気が、旋回する流れにならず、流出口２２から直接排出されることを抑制する。なお、流出口２２が、構成される位置としては、空気が、安定して旋回した流れとなった部分よりも、後方側を挙げることができる。
【００４２】
内筒２００は、旋回筒１３の内部の塵埃が、外部に流出しないようにする役割も果たす。例えば、旋回筒１３内では、後述する動作によって、多くの塵埃は、蓄積領域１３４に流入し、蓄積領域１３４にとどまる。一方で、蓄積領域１３４に流入せず、内周領域１３３の内部で旋回する塵埃が、発生する場合もある。
【００４３】
塵埃の外部への排出を、抑制するために、本実施形態の内筒２００では、流出口２２は、塵埃の外形よりも小さい貫通孔を、複数個設けた構成である。これにより、流出口２２は、空気を円滑に流出させることができる。また、流出口２２は、塵埃の旋回筒１３の外部への流出を抑制している。なお、流出口２２は、内筒２００を旋回筒１３の内部に配置したとき、内筒２００の下面に設けられる。このように、下面に設けることで、気流が停止したとき、気流によって流出口２２側の引っ張られていた、塵埃を内筒２００の下方に落下する。また、内筒２００の上側は、気流を旋回方向にガイドする。
【００４４】
なお、図２、図３等に示す流出口２２は、周方向および軸方向に一定間隔で配列されている。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、内筒２００の周方向に、空気の流れに基づいて、空気の圧力が高くなる部分と、低くなる部分とがある場合、その圧力分布に合せて、流出口２２の配置を決定してもよい。空気取入部材１２の流入部１２２から流入する空気を流出させる構成を広く採用することができる。
【００４５】
また、流出口２２として、複数個の円形の貫通孔を配列しているが、これに限定されない。例えば、軸方向に延びるスリット状の孔、または、周方向に一定の長さを有する帯状の孔等であってもよい。旋回筒１３の内部を流れた空気が、内筒２００の内部に流入する構成の開口を広く採用することができる。このように、流出口２２を、スリット状または帯状とする場合、網状（メッシュ状）の部材を取り付ける。これにより、塵埃が、通過することを抑制する。
【００４６】
＜１．２．１  整流板の構成＞
整流板２３は、内筒２００の外部に取り付けられる。整流板２３は、内筒２００の上部に取り付けられている。そして、整流板２３は、旋回して流れる気流の下流側が、内筒２００の中心軸Ｃ１と直交する面に対して、後側にずれている。このように、整流板２３が設けられることで、旋回筒１３の内面の上部と内筒２００の上面との間を流れる気流を、後側に向けて整流する。これにより、気流は、旋回筒１３の内部を、前後方向にらせん状に流れる。
【００４７】
＜１．３  送風機の構成＞
送風機３００は、軸方向に吸い込む気流を発生させる送風装置である。ここでは、送風機３００は、遠心ファンである。これにより、遠心ファンによって大きな負圧を発生させることができる。送風機３００は、羽根車３１と、電動機３２と、カバー３３とを備えている。電動機３２は、電気の力で回転力を発生する。ここでは、モータである。電動機３２は、出力軸３２１を備えている。電動機３２に電力が、供給されることで、出力軸３２１は周方向に回転する。
【００４８】
羽根車３１は、空気の流れを発生させる。羽根車３１は、ここでは、放射状に延びるインペラ３１１が、周方向に配列された遠心羽根車（例えば、ターボインペラ）としている（後述の図７参照）。しかしながら、これに限定されるものではなく、気流を発生させる形状のものを広く採用することができる。送風機３００では、羽根車３１が、出力軸３２１に取り付けられている。羽根車３１は、送風機３００の回転中心軸回り回転する。つまり、羽根車３１は、送風機３００の回転中心軸を中心に回転する。
【００４９】
カバー３３は、前側に円形の平面状の前壁部３３０を有し、後側に延びる筒形状である。カバー３３は、吸込口３３１と、吐出部３３２とを備えている。吸込口３３１は、前壁部３３０に設けられており、前壁部３３０を貫通する開口を含む。つまり、カバー３３は回転中心軸方向に開口する吸込口３３１を含む。また、吸込口３３１は、外側に延びる円柱形状に突出した突出部も含んでいる。吐出部３３２は、羽根車３１の回転によって、カバー３３の空気が吐出される開口である。
【００５０】
カバー３３は、電動機３２の外装であるモータケース３２２の外部に嵌ることで、取り付けられる。カバー３３は、出力軸３２１に取り付けられた羽根車３１を、覆う。つまり、カバー３３は、羽根車３１を囲む。すなわち、送風機３００は、回転中心軸を中心に回転する羽根車３１と、羽根車３１を囲むカバー３３とを有する。このとき、吸込口３３１の開口の中心が、送風機３００の回転中心軸と重なる。吸込口３３１の開口は、中心が送風機３００の中心軸重なるように設けることで、効率よく空気を吸い込むことができる。しかしながら、これに限定されない。送風機３００の回転中心軸と開口の中心が、多少ずれていてもよいが、回転中心軸が、開口に位置するように設けられることが、好ましい。つまり、回転中心軸方向から投影した際に、吸込口３３１の内側に送風機３００の回転中心軸が配置されることが好ましい。これにより、圧力損失を抑制できる。
【００５１】
送風機３００において、電動機３２に電力を供給することで、出力軸３２１が回転する。出力軸３２１の回転によって、羽根車３１が、回転する。羽根車３１が、回転することで、吐出部３３２から空気が、吹出されるとともに、吸込口３３１から空気が、吸い込まれる。これにより、空気取入部材１２の流入部１２２から空気が流入する。送風機３００は、従来用いられている送風装置と同じ構成を有しており、詳細な説明については省略する。
【００５２】
＜１．４  スリーブの構成＞
スリーブ４００は、前後に延びる円筒形状である。スリーブ４００は、前側の端部に前縁面４１を備えている。前縁面４１の中央部分には、開口が設けられている。つまり、スリーブ４００は、両端が開通した筒形状を有している。前縁面４１の開口の辺縁部から、後方に延びる吹出口４２が、設けられている。吹出口４２は、後側に向かって内径が小さくなる。吹出口４２を設けることで、圧力損失を低減している。なお、吹出口４２は、ここでは、ベルマウスである。しかしながら、これに限定されない。
【００５３】
吹出口４２には、集塵メッシュ５００を配置するための凹部４２１が設けられている。なお、吹出口４２は、スリーブ４００に設けられているが、これに限定されるものではなく、内筒２００に設けられていてもよい。また、吹出口４２としているが、円筒形状であってもよい。スリーブ４００とカバー３３とは、後述する拡張型消音器を構成する。
【００５４】
スリーブ４００は、前後方向の投影面の形状が、送風機３００のカバー３３の前壁部３３０の前後方向の投影面の形状と一致する。つまり、スリーブ４００の後端部は、カバー３３の前壁部３３０と軸方向に一致し、気密に密着する。
【００５５】
＜１．５  集塵メッシュの構成＞
集塵メッシュ５００は、内筒２００から流出される空気に含まれる塵埃を捕集するフィルタを含む。内筒２００では、流出口２２で塵埃の通過を抑制している。しかしながら、空気取入部材１２から流入した空気には、捕集容器１００で分離できない大きさの微細な塵埃が含まれている場合がある。このような塵埃は、仕切部材１５の通風部１５１および流出口２２を通過して、気流とともに内筒２００の外部に排出される。集塵メッシュ５００に含まれるフィルタは、このような微細な塵埃を捕集する。
【００５６】
＜２  サイクロン式集塵装置の詳細＞
次に、サイクロン式集塵装置Ａの詳細について図面を参照して説明する。図３に示すように、捕集容器１００では、旋回筒１３の前端に、空気取入部材１２が取り付けられる。このとき、前側開口１３１は、貫通口１２１および排出口１２４以外の部分で、覆われる。そして、空気取入部材１２の前側に前蓋１１を取り付ける。空気取入部材１２の前面は、前蓋１１に覆われる。前蓋１１と空気取入部材１２および空気取入部材１２と旋回筒１３の前端とは、密着している。そのため、前蓋１１と空気取入部材１２および空気取入部材１２と旋回筒１３の前端との境界部分から空気が漏れない。
【００５７】
そして、集塵カバー１４の貫通孔１４２に内筒２００を貫通させる。このとき、内筒２００のフランジ２１が、集塵カバー１４の押え部１４１に嵌り、内筒２００が集塵カバー１４に対して位置決めされる。そして、集塵カバー１４の貫通孔１４２を貫通した内筒２００に整流板２３を取り付ける。旋回筒１３の内部に仕切部材１５を配置する。仕切部材１５の前端は、空気取入部材１２と接触する。このとき、仕切部材１５は、曲げ方向の内側の面が、凹部１２０の内側面と、前後方向に重なる。
【００５８】
内筒２００を旋回筒１３の内部に進入させ、集塵カバー１４で旋回筒１３の後側開口１３２を覆う。集塵カバー１４は、旋回筒１３の後端と密着する。このとき、内筒２００の前側の先端は、一部が、凹部１２０の内部に進入する。そして、内筒２００に形成された流出口２２は、凹部１２０および旋回筒１３の内部で、内筒２００の下面に配置される。また、整流板２３は、凹部１２０および旋回筒１３の内部で、内筒２００の上面に配置される。すなわち、空気が流出する流出口２２は、内筒２００の捕集容器１００内に位置する部分の周面において形成される。換言すると、内筒２００は、捕集容器１００内に配置される部分の周面において、空気が流出する流出口２２を有する。
【００５９】
これにより、集塵カバー１４と旋回筒１３との境界から、空気が漏れることを抑制する。そして、仕切部材１５は、前端を空気取入部材１２に、後端を集塵カバー１４に、それぞれ挟まれて固定される。
【００６０】
なお、仕切部材１５は、空気取付部材１２および集塵カバー１４に設けられ、図示を省略した保持具で保持されている。また、空気取付部材１２と集塵カバー１４の押付力で保持するようにしてもよい。以上のようにして、捕集容器１００が形成される。
【００６１】
図５に示すように、仕切部材１５の導風部１５２側の端部と、旋回筒１３の内面と、の間には、気流に含まれる塵埃が、通過できる大きさの隙間が形成されている。一方、通風部１５１側の端部と旋回筒１３の内面との間は、塵埃が通過できない大きさの隙間が形成されている。なお、隙間が形成されていなくてもよい。塵埃の通過を抑制することができる構成とすればよい。
【００６２】
図３に示すように、捕集容器１００において、凹部１２０の内側面の中心軸、旋回筒１３の上部の内面の中心軸、仕切部材１５の内側の面の中心軸および内筒２００の中心軸Ｃ１は、一致している。つまり、旋回筒１３において、仕切部材１５で仕切られた上側の内周領域１３３は、中心軸Ｃ１と同じ中心軸を有する円筒形状となる。そして、旋回筒１３の内周領域１３３の下部に蓄積領域１３４が配置される。図３に示すように内筒２００は、捕集容器１００の内部で上方に偏って配置されている。
【００６３】
図３に示す断面ｄ１において、内筒２００は、第２の辺ｄ１２側に偏って設けられている。すなわち、内筒２００の少なくとも一部が、捕集容器１００の第１断面ｄ１において、第１断面ｄ１の内筒２００を挟んで対向する２辺ｄ１１、ｄ１２の他方の辺ｄ１２側に偏って配置される。これにより、空気が、気流が安定した部分で、径が大きい部分を通過するため、塵埃を捕集しやすくなる。なお、本実施形態では、内筒２００の中心軸Ｃ１が、前後方向と平行となっているが、これに限定されるものではない。内筒２００の中心軸Ｃ１が、前後方向に対して傾いていてもよい。その場合も、内筒２００の少なくとも一部が、第２の辺ｄ１側に偏って位置している構成であることが好ましい。
【００６４】
捕集容器１００は、前蓋１１、空気取入部材１２および旋回筒１３が連結されることで、内部が筒状に形成されている。また、捕集容器１００の前側の端部は、前蓋１１の底面１１１が設けられている。そして、旋回筒１３の内周領域１３３は、空気取入部材１２の凹部１２２と連続される。内周領域１３３は、貫通口１２１を介して、前蓋１１と繋がる。また、蓄積領域１３４は、排出口１２４を介して、前蓋１１と繋がる。また、捕集容器１００の後側の端部は、集塵カバー１４が設けられている。つまり、捕集容器１００は、前後方向に延びる筒状であり、前端面（底面１１１）および後端面（集塵カバー１４）を有する。
【００６５】
そして、空気取入部材１２の周面に空気が流入する流入部１２２が設けられている。つまり、サイクロン式集塵装置Ａは、捕集容器１００の周面に接続され、空気が流入する流入部１２２を有している。なお、流入部１２２は、空気取入部材１２と同一部材で形成されているが、別部材であってもよい。その場合、流入部１２２は、空気取入部材１２に接続される。
【００６６】
内筒２００は、集塵カバー１４の貫通孔１４２を貫通している。そして、集塵カバー１４を、旋回筒１３の後端に取り付けたとき、内筒２００は、旋回筒１３の内部に位置している。すなわち、内筒２００は、後端面（集塵カバー１４）を貫通し、一部が捕集容器１００の内部に配置される。
【００６７】
前蓋１１の底面１１１は、旋回筒１３の前端と同一の形状を有している。また、集塵カバー１４は、旋回筒１３の後側開口１３２を覆う。そして、旋回筒１３の後端開口１３２は、前端開口１３１に比べて大きい。そのため、集塵カバー１４は、底面１１１に比べて大きい。すなわち、捕集容器１００の後端面（集塵カバー１４）は、前端面（底面１１１）に対して幅が広い。
【００６８】
そして、空気取入部材１２は、前蓋１１と、旋回筒１３の間に配置されている。流入部１２２は、空気取入部材１２に設けられている。すなわち、流入部１２２は、捕集容器１００の前側に偏って配置される。これにより、サイクロン式集塵装置Ａにおいては、集塵効率を低下させることなく小型化が可能である。
【００６９】
図３において、内筒２００の中心軸Ｃ１を含む断面で切断した、断面ｄ１には、内筒２００を挟んで、対向する第１の辺ｄ１１と、第２の辺ｄ１２とを有している。そして、第１の辺ｄ１１は、前端の中心軸Ｃ１との距離よりも、後端の中心軸Ｃ１との距離が長い。つまり、捕集容器１００の内筒２００の中心軸Ｃ１を含む断面である第１断面ｄ１において、内筒２００を挟んで対向する２辺のうち一方の辺ｄ１１は、中心軸Ｃ１との距離が異なる２点を含む線である。これにより、集塵能力を低下させることなく、小型化することが可能である。
【００７０】
なお、本実施形態において、第１の辺ｄ１１は、直線であるが、曲線であってもよい。
【００７１】
また、図３に示すように、断面ｄ１の第２の辺ｄ１２は、内筒２００の中心軸Ｃ１と平行である。すなわち、第１断面ｄ１の他方の辺ｄ１２は、内筒２００の中心軸Ｃ１と平行である。これにより、他方の辺ｄ１２側の幅が広くならないため、捕集容器を小型化することが可能である。
【００７２】
図３に示すように、集塵容器１００は、前後方向を水平方向として配置し、一方の辺ｄ１１は、前後方向と直交する上下方向の下方に配置される。これにより、下方に、塵埃を蓄積する蓄積領域１３４を形成することができる。よって、気流が停止したときに、塵埃を蓄積領域１３４に落下させることができる。
【００７３】
図２、図３に示すように、流出口２２は、内筒２００の下面に設けられている。つまり、図３の断面ｄ１において、第１の辺ｄ１１と対向する部分に流出口２２が設けられている。すなわち、流出口２２は、内筒２００の第１断面ｄ１の一方の辺ｄ１１と対向する部分に構成される。これにより、気流を停止したときに、内筒２００に吸い寄せられている塵埃を、下方に落下させることができる。
【００７４】
スリーブ４００は、前縁面４１が集塵カバー１４と接触して配置されている。前縁面４１は、集塵カバー１４と密着しているとともに、内筒２００のフランジ２１と密着している。フランジ２１は、前縁面４１に押されている。これにより、内筒２００は、回転したり、がたついたりしない。吹出口４２には、凹部４２１が設けられており、凹部４２１に集塵メッシュ５００が、取り付けられている。集塵メッシュ５００は、内筒２００の後端と密接している。これにより、内筒２００の後端から流出する空気は、集塵メッシュ５００を通過する。
【００７５】
図３に示すように、スリーブ４００の内壁面は、内周領域１３３の内周と同じ内径を有する円筒形状であり、内筒２００の中心軸Ｃ１と、スリーブ４００の中心軸とが一致している。
【００７６】
送風機３００は、スリーブ４００の後端に接続される。カバー３３の前壁部３３０がスリーブ４００の後端と接触される。このとき、前壁部３３０とスリーブ４００の後端とは、密着する。前壁部３３０とスリーブ４００との前後方向の投影面は、同一形状である。そのため、スリーブ４００と、前壁部３３０とを前後方向に重ねることで、スリーブ４００の中心軸と送風機３００の中心軸（回転中心軸）とが重なる。なお、スリーブ４００を集塵カバー１４と同一の部材とする、または、カバー３３と同一の部材とすることで、送風機３００が捕集容器１００の後側の端部と連結される。
【００７７】
スリーブ４００の前側の端部が捕集容器１００と接続される。そして、スリーブ４００の後側の端部が送風機４００と接続される。そして、スリーブ４００の中心軸と内筒２００の中心軸とが重なっているため、送風機３００の中心軸と内筒２００の中心軸とが重なる。すなわち、送風機３００と捕集容器１００とが連結されたとき、内筒２００の中心軸Ｃ１と吸込口３３１の中心軸とが一致する。これにより、圧力損失を減らすことができる。
【００７８】
＜サイクロン式集塵装置の動作＞
本発明にかかるサイクロン式集塵装置Ａの集塵動作について図面を参照して説明する。サイクロン式集塵装置Ａでは、捕集容器１００と送風機３００とが、スリーブ４００を介して連結されている。そのため、送風機３００を駆動して、吸込口３３１から空気を吸い込むことで、捕集容器１００の内部が負圧になる。これにより、流入部１２２から空気が吸い込まれる。
【００７９】
図４に示すように、流入部１２２は、導入路１２３と連通されている。流入部１２２から流入した空気は、導入路１２３にガイドされ、凹部１２０の接線方向に沿う方向に空気を吹出す（図４中、矢印Ａｒ１で示す）。凹部１２０に流入した気流は、凹部１２０の内側面に沿って流れる（図４中、矢印Ａｒ１１で示す）。なお、導入路１２３が、凹部１２０の上下方向の中間部まで延びている。導入路１２３がこのような構成であることで、凹部１２０の外周に沿って流れた空気が、導入路１２３に逆流することを抑制する。また、図３に示すように、内筒２００の前端側には、流出口２２が形成されていない。そのため、凹部１２０の内側面と内筒２００とが、空気の流れを、内筒２００回りに旋回させるガイドの役割を果たす。
【００８０】
図３に示すように、内筒２００には、整流板２３が設けられている。整流板２３は、複数枚設けられており、１枚が、凹部１２０の内部に配置されている。つまり、凹部１２０の側壁面を沿って流れる気流は、整流板２３に沿って流れる。気流が整流板２３に沿って流れることで、気流の速度成分に、後側の成分が追加される。すなわち、整流板２３によって、空気の流れは、内筒２００の回りを、前から後に向かうらせん状になる。
【００８１】
そして、らせん状に流れた空気が旋回筒１３の内部に流入する。旋回筒１３の内面は、長円形状であるため、らせん状の空気は、遠心力で旋回筒１３の内面に沿って流れる。流れてきた空気には、塵埃が含まれており、空気に比べて重たい塵埃は、旋回筒１３の内面に押し当てられつつ、らせん状に移動する。
【００８２】
らせん状の空気の流れは、図５に示す方向になる。なお、図５に示す断面は、前側から後側を見た断面である。図４に示す断面は、後側から前側を見た断面である。そのため各図面上では、気流の旋回方向が逆になっている。すなわち、図４の矢印Ａｒ１１と図５の矢印Ｆｆ及び矢印Ｌｆが逆方向になっている。しかしながら、中心軸Ｃ１を基準にしたときには、旋回方向は同じである。
【００８３】
旋回筒１３の内部における、らせん状の空気の流れは、流速が異なる部分が存在する。以下の説明において、流速が速い気流Ｆｆ、流速が遅い気流Ｌｆとして示す。そして、流速が速い気流Ｆｆは、内筒よりも遠い部分を流れる。流速が遅い気流Ｌｆは、内筒に近い部分、を流れる。そのため、流速が遅い気流Ｌｆは、導風部１５２の内筒２００側の曲面に沿って流れる。これにより、流速が遅い気流Ｌｆは、内周領域１３３をらせん状に流れる。
【００８４】
また、流速が速い気流Ｆｆは、旋回筒１３の内面に沿って、らせん状に流れる。つまり、仕切部材１５の導風部１５２側の端部と旋回筒１３との隙間（図５参照）を通って、蓄積領域１３４に流れる。流速が速い気流Ｆｆとともに、遠心力で旋回筒１３の内面に押し付けられている塵埃も蓄積領域１３４に流入する。そして、蓄積領域１３４を流れた流速が速い気流Ｆｆは、仕切部材１５の通風部１５１を通過して、内周領域１３３に流入する。気流が通風部１５１を通過するとき、塵埃は、通風部１５１を通過できない。そのため、塵埃は、蓄積領域１３４に蓄積される。このように、流速が速い気流Ｆｆに乗って流れる塵埃は、仕切部材１５の隙間から、蓄積領域１３４に流入する。
【００８５】
そして、送風機３００が駆動しているときには、内筒２００の内側が、外側に比べて圧力が低い。内筒２００の近傍には、流速が遅い気流Ｌｆが流れているため、内筒２００の接線方向の力が弱い。そのため、内筒２００の内面と外面の圧力差によって、内筒２００の外側の空気が、流出口２２から内筒２００の内部に吸い込まれる。また、らせん状に旋回筒１３の後側端部まで流れた流速が速い気流Ｆｆも、流出口２２から内筒２００の内部に流れる。
【００８６】
上述したように、仕切部材１５が、気流の流れ方向の上流側に導風部１５２、下流側に通風路１５１を設けている。このことから、重い塵埃を蓄積領域１３４に蓄積することができる。
【００８７】
旋回筒１３の内部に流入した塵埃には、軽いものもある。軽い塵埃は、流速が遅い気流Ｌｆに乗って流れることもある。流速が遅い気流Ｌｆに乗って流れた塵埃は、蓄積領域１３４に進入しない。このような塵埃は、気流が内筒２００の流出口２２を通過するときに流出口２２で止まり、旋回筒１３の内部に取り残される。
【００８８】
サイクロン式集塵装置Ａに吸い込まれた空気の中には、大小様々な、塵埃が含まれる。大きい塵埃は、仕切部材１５の通風部１５１または流出口２２で捕集される。一方、小さい（細かい）塵埃は、通風部１５１または流出口２２で捕集されず、内筒２００の内部に進入する。サイクロン式集塵装置Ａでは、内筒２００に流入した空気が、内筒２００の後部の開口から、集塵メッシュ５００に送られる。集塵メッシュ５００では、通風部１５１または流出口２２で捕集できない塵埃を捕集するフィルタを取り付けている。これにより、細かい塵埃も、捕集される。
【００８９】
なお、集塵メッシュ５００は、スリーブ４００に対して着脱可能であり、フィルタの交換、洗浄等ができるようになっている。集塵メッシュ５００を通過した空気は、吹出口４２を通過して、送風機３００の吸込口３３１に吸い込まれる。
【００９０】
サイクロン式集塵装置Ａでは、送風機３００を駆動することで、流入口１２２から空気を吸い込み、捕集容器１００の内部に塵埃を蓄積する。送風機３００が動作しているとき、捕集容器１００の内部にらせん状の気流が、発生している。このとき、捕集容器１００の蓄積領域１３４内に蓄積している塵埃は、気流に乗って流れる。これにより、蓄積領域１３４の塵埃は、仕切部材１５の通風部１５１に吸い上げられている。送風機３００を停止すると、捕集容器１００の内部の気流が停止する。これにより、仕切部材１５の通風部１５１に吸い上げられている塵埃が、蓄積領域１３４の内部に落下する。
【００９１】
サイクロン式集塵装置Ａでは、捕集容器１００に蓄積された塵埃を廃棄するときに、捕集容器１００をスリーブ４００から分離する。そして、捕集容器１００を、前側を下方に移動させることで、蓄積領域１３４は、排出口１２４を介して前蓋１１に繋がっている。そのため、捕集容器１００の前側を下にすることで、蓄積領域１３４に蓄積された塵埃が、排出口１２４を介して、前蓋１１に移動する。また、内周領域１３３にも、内筒２００の流入口２２を通過できない塵埃が存在する。この塵埃は、貫通口１２１を介して前蓋１１に移動する。そして、前蓋１１を取り外し、前蓋１１に移動した塵埃を廃棄する。
【００９２】
以上のように、サイクロン式集塵装置Ａでは、塵埃を捕集し、捕集した塵埃を簡単に廃棄できる。また、本実施形態にかかるサイクロン式集塵装置Ａでは、流入部１２２を断面が小さい前端面側に配置することで、流入部１２２の外側に取り付ける外部機器の、取り付けスペースを確保することができる。捕集容器１００の内部に流入した空気は、下流側に流れることで、整流される。そのため、下流側が上流側に比べて安定した流れとなっている。そして、捕集容器１００は、下流側が拡幅した形状となっている。これにより、安定した流れになる部分で、旋回半径が大きくなるため、より多くの塵埃を蓄積領域１３４に送ることができる。
【００９３】
本発明にかかるサイクロン式集塵装置Ａでは、塵埃を集める能力である集塵能力の低下を抑制し、小型化が可能である。そのため、サイクロン式集塵装置Ａが組み込まれる装置、例えば、掃除機等の内部レイアウトの自由度を高めることが可能である。
【００９４】
＜拡張型消音器の構成＞
以上示したサイクロン式集塵装置Ａでは、空気と塵埃を分離するため、気流の流速が、速い方が好ましい。一方、気流の流速を速くすると、風切り音、送風機３００の駆動音または気流の圧力による振動等による音が大きくなる。そのため、騒音対策が必要になる。本発明にかかるサイクロン式集塵装置Ａにおいて、捕集容器１００と送風機３００との間に、拡張型消音器を構成している。以下に拡張型消音器について説明する。拡張型消音器は、音波が通過する管路において、管路の一部を拡張させた拡張室を有した構成となっている。管路を通過した音波は、管路が拡張された部分で反射される。この反射波によって、管路内または拡張室で干渉が発生し、音波のエネルギが減衰する。拡張型消音器では、以上の原理によって騒音が低減される。
【００９５】
本発明にかかるサイクロン式集塵装置Ａにおける拡張型消音器の構成について図面を参照して説明する。図６は、本発明にかかるサイクロン式集塵機の拡張型消音器を拡大した断面図である。図７は、図６に示す拡張型消音器の軸方向投影図である。
【００９６】
図６に示すように、サイクロン式集塵装置Ａでは、吹出口４２と、吸込口３３１の先端との間に隙間を形成している。そして、スリーブ４００の側壁が、吹出口４２と吸込口３３１とを囲む。吹出口４２と、吸込口３３１とが、音波が通過する管路である。そして、スリーブ４００と、カバー３３とで囲まれた空間が、拡張室である。すなわち、内筒２００から吹出す空気の吹出口４２の端部と、吸込口３３１との間に隙間が設けられており、捕集容器１００と送風機３００との間に拡張型消音器が構成されている。換言すると、内筒２００の捕集容器１００の外側に突出した端部と、吸込口３３１との間に隙間が設けられており、捕集容器１００と送風機３００との間に拡張型消音器が構成されている。これにより、サイクロン式集塵装置Ａの騒音を減らすことができる。
【００９７】
図６に示すように、吹出口４２の後側の端部４２２と、吸込口３３１の前側の端部３３３との間に隙間が設けられている。吹出口４２または吸込口３３１からの音波は、隙間から、スリーブ４００とカバー３３とで囲まれた拡張室に進入する。そして、拡張室内で反射した音波による干渉で、消音される。
【００９８】
図６に示すように、吹出口４２は前側から後側に向かって内径が小さくなる（絞られた）形状である。後側の端部４２２の内径を内径Ｄ４１、前側の端部４２３の内径を内径Ｄ４２とすると、内径Ｄ４１は、内径Ｄ４２よりも小さい。なお、前側の端部４２３から後側の端部４２２までの間は、前側が後側よりも大きくなっている。
【００９９】
吸込口３３１は、前側の端部３３４から後側に向かって内径が小さくなる。そして、最小位置３３３で内径が最小となる。本実施形態では、最小位置３３３は、吸込口３３１の後側の端部から、前側にずれた位置であるが、後側の端部が最小位置であってもよい。つまり、前側の端部３３４の内径を内径Ｄ３２、最小位置３３３の内径を内径Ｄ３１とすると、内径Ｄ３２が内径Ｄ３１よりも大きい。
【０１００】
吹出口４２の後側の端部４２２の内径Ｄ４１は、吸込口３３１の最小位置３３３の内径Ｄ３１よりも大きくなっている。このように構成することで、吸込口３３１の後側の端部から吹出される空気の流れの剥離を抑制し、騒音を抑制することができる。なお、内径Ｄ４１はＤ３２よりも小さいことが好ましい。このように構成することで、吹出口４２から吸込口３３１に吹出される空気の流れの剥離を抑制し、騒音を抑制することができる。
【０１０１】
本発明にかかるサイクロン式集塵装置Ａでは、図７に示すように、吹出口４２の後側の端部４２２の前後方向の投影面の内部に、羽根車３１のインペラ３１１の一部が、位置している。つまり、吹出口４２の後側の端部４２２を中心軸Ｃ１方向に前側から見たとき、羽根車３１のインペラ３１１が見える。このように、形成することで、羽根車３１のインペラ３１１で発生した音が、吸込口３３１を通って、拡張型消音器の拡張室に入りやすい。そのため、インペラ３１１で発生した音が、拡張室で打ち消されやすくなり、消音の効果が高くなる。
【０１０２】
一般的に、消音効果の大小は、拡張室への入口パイプおよび拡張室からの出口パイプの直径と、拡張室の直径の比で決まる。また、音波の進行方向に沿った拡張室、入り口パイプ、出口パイプの前後方向の長さと、波長との関係で、消音の周波数特性が変わる。なお、ここでいう周波数特性とは、消音効果が大きい周波数や小さい周波数があることを意味している。また、拡張型消音器の消音効果は、単一の周波数に効くのではなく、ある程度の広範囲の周波数に効く。本実施形態によれば、一般に有効な消音量が得られる。
【０１０３】
本実施形態のサイクロン式集塵装置Ａで構成された拡張型消音器において、スリーブ４００の前後方向の長さ、吹出口４２と吸込口３３１との隙間の大きさ等の形状を変更することができる。これにより、消音する音波の周波数帯域を変更することができる。つまり、サイクロン式集塵装置Ａでは、スリーブ４００を変更することで、送風機のインペラの仕様や回転速度によって決まる騒音の周波数特性を考慮して、消音することができる。また、サイクロン式集塵装置Ａにおいては、狭い流路を通過することで風切音が生じる。サイクロン式集塵装置Ａの風切音に関しても、スリーブ４００を変更することで消音することができる。
【０１０４】
＜第２実施形態＞
本発明にかかるサイクロン式集塵装置を使用した掃除機について図面を参照して説明する。図８は、本発明にかかるサイクロン式集塵装置を使用した掃除機の下側から見た斜視図である。図９は、図８に示す掃除機の断面図である。図１０は、図８に示すサイクロン式集塵装置の設置状態を示す斜視図である。
【０１０５】
図８に示す掃除機Ｃｎは、自動的に床面を掃除する自律式の掃除機である。掃除機Ｃｎは、下面に２個の駆動輪Ｗ１と、１個の操舵輪Ｗ２を備えている。そして、掃除機Ｃｎの下面には、床面にある塵埃を空気とともに吸い込む、吸気口Ｉｔが設けられている。掃除機Ｃｎは、駆動輪Ｗ１が回動することで、掃除機Ｃｎを移動させる。操舵輪Ｗ２は、掃除機Ｃｎの床面と直交する軸周りに回動し、掃除機Ｃｎの移動方向を変更する。
【０１０６】
掃除機Ｃｎでは、外装であるボディＢｄに不図示のセンサが取り付けられており、床面を、障害物をかわしながら移動する。掃除機Ｃｎは、サイクロン式集塵装置Ａを駆動しつつ、床面を移動することで、床面上の塵埃を吸い込む。
【０１０７】
図９、図１０に示すように、掃除機Ｃｎにおいて、サイクロン式集塵装置Ａでは、旋回筒１３の蓄積領域１３４が、内周領域１３３の下方となっている。そして、空気流入部材１２の下側の設けられた、流入部１２２が、吸気口Ｉｔと連結されている。吸気口Ｉｔが、空気取入部材１２の下部に設けられている。
【０１０８】
本発明にかかるサイクロン式集塵装置Ａでは、捕集容器１００の下部が、後側に向かって下側に拡幅している。そして、前側の端部と、後側の端部の間の隙間に吸気口Ｉｔを配置することができる。このように、捕集容器１００では、前側が後側に比べて小さく形成されている。そのため、サイクロン式集塵装置Ａは、前端側を小型化することができる。これにより、サイクロン式集塵装置Ａの配置の自由度を高めることが可能である。
【０１０９】
上述した、サイクロン式集塵装置Ａでは、前蓋１１を、塵埃を廃棄するための蓋として用いている。しかしながら、これに限定されるものではなく、集塵カバー１４を開閉して、塵埃を廃棄するようにしてもよい。また、前蓋１１および集塵カバー１４の両方を開閉可能にしてもよい。つまり、本発明にかかるサイクロン式集塵装置Ａにおいて、捕集容器１００の前端面（底面１１１）または後端面（集塵カバー１４）の少なくとも一方には、開閉可能な蓋が設けられていてもよい。これにより、捕集容器１００に蓄積された塵埃を容易に廃棄できる。
【０１１０】
上述した、サイクロン式集塵装置Ａでは、捕集容器１００の前後方向と直交する面で切断した断面（図５等参照）は、上下方向に延びる長円形状である。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、捕集容器の前後方向と直交する面で切断した断面を、円形状としてもよい。すなわち、捕集容器の前後方向と直交する面で切断した第２断面は、円形状であってもよい。このような構成とすることで、蓄積領域を通過する速度の速い気流の旋回が軸方向に見て円形状となるため、圧力損失を低く抑えることができる。
【０１１１】
また、捕集容器の前後方向と直交する面で切断した第２断面を、楕円形状、または半円弧と半楕円弧とを組み合わせた形状、または長円形状のいずれかとしてもよい。このようにすることで、捕集容器を小型化することが可能である。また、捕集容器の第２断面はこれらの形状に限定するものではなく、内部を旋回する気流が、乱流になりにくい形状を広く採用することができる。旋回流が乱流になりにくい形状として、例えば、全周にわたって微分可能な形状を挙げることができる。
【０１１２】
上述したサイクロン式集塵装置では、内筒を挟んだ一方側が、傾斜した筒形状としているが、これに限定されない。捕集容器として、少なくとも、一部の前側が後側よりも小さく形成されている筒形状を広く採用することができる。また、捕集容器は、前側から後側に連続して拡幅した形状となっているが、これに限定されない。例えば、段階的に拡幅するような筒形状であってもよい。
【０１１３】
上述の実施形態で示した、サイクロン式集塵装置では、前後方向が水平方向で、下部に蓄積領域が位置する配置である。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、前後方向が水平方向と交差する方向であってもよい。また、前後方向が鉛直方向として、利用することも可能である。前後方向を水平方向と交差させる場合、前蓋を下にすることで、蓄積領域に蓄積された塵埃を前蓋に移動させる構成とすることができる。
【０１１４】
上述の実施形態で示した、サイクロン式集塵装置において、捕集容器は、前蓋と、空気取入部材と、旋回筒とを分離可能としていたが、同一の部材として形成されていてもよい。捕集容器を一体で形成した場合、流入部は、捕集容器の内部に突入された、パイプ状であってもよい。また、捕集容器の内面側が内面に沿った開口であってもよい。
【０１１５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明は、自律走行型の掃除機、布団掃除機、縦型の掃除機の集塵機として用いることができる。
【符号の説明】
【０１１７】
Ａ・・・サイクロン式集塵装置、１００・・・捕集容器、１１・・・前蓋、１１１・・・底面、１２・・・空気取入部材、１２０・・・凹部、１２１・・・貫通口、１２２・・・流入部、１２３・・・導入路、１２４・・・排出口、１３・・・旋回筒、１３１・・・前側開口、１３２・・・後側開口、１３３・・・内周領域、１３４・・・蓄積領域、１４・・・集塵カバー、１４１・・・押え部、１４２・・・貫通孔、１５・・・仕切部材、１５１・・・通風部、１５２・・・導風部、２００・・・内筒、２１・・・フランジ、２２・・・流出口、２３・・・整流板、３００・・・送風機、３１・・・羽根車、３２・・・電動機、３２１・・・出力軸、３３・・・カバー、３３０・・・前壁部、３３１・・・吸込口、３３２・・・吐出部、３３３・・・最小位置、３３４・・・前側の端部、４００・・・スリーブ、４１・・・前縁面、４２・・・吹出口、４２１・・・凹部、４２２・・・後側の端部、４２２・・・前側の端部、５００・・・集塵メッシュ、Ｃｎ・・・掃除機、Ｉｔ・・・吸気口、Ｗ１・・・駆動輪、Ｗ２・・・操舵輪、Ｂｄ・・・ボディ、Ｆｆ・・・流速が速い気流、Ｌｆ・・・流速が遅い気流、Ａｒ１・・・気流吹出し方向、Ａｒ１１・・・旋回する空気の流れ
【図１】
2017090480.tif 000003
【図２】
2017090480.tif 000004
【図３】
2017090480.tif 000005
【図４】
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【図５】
2017090480.tif 000007
【図６】
2017090480.tif 000008
【図７】
2017090480.tif 000009
【図８】
2017090480.tif 000010
【図９】
2017090480.tif 000011
【図１０】
2017090480.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月6日(2017.3.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイクロン式集塵装置であって、
前後方向に延びる筒状であり、前端面および後端面を有する捕集容器と、
前記捕集容器の周面に接続され、空気が流入する流入部と、
前記後端面を貫通し、一部が前記捕集容器の内部に配置される内筒と、
を備え、
前記内筒は、前記捕集容器内に配置される部分の周面において、前記空気が流出する流出口を有し、
前記内筒の外周面には、整流板が設けられ、
前記後端面は、前記前端面に対して幅が広く、
前記流入部は、前側に偏って配置される、サイクロン式集塵装置。
【請求項２】
前記内筒の中心軸を含む前記捕集容器の断面である第１断面において、前記内筒を挟んで対向する２辺のうち一方の辺は、前記中心軸との距離が異なる２点を含む線である、請求項１に記載の集塵装置。
【請求項３】
前記第１断面の他方の辺は、前記中心軸と平行である、請求項２に記載のサイクロン式集塵装置。
【請求項４】
前記第１断面において、前記内筒の少なくとも一部が、前記第１断面の前記内筒を挟んで対向する２辺の他方の辺側に偏って配置される、請求項２に記載のサイクロン式集塵装置。
【請求項５】
前記集塵容器は、前後方向を水平方向として配置し、
前記一方の辺は、前後方向と直交する上下方向の下方に配置される、請求項２から請求項４のいずれかに記載のサイクロン式集塵装置。
【請求項６】
前記流出口は、前記内筒の前記第１断面の前記一方の辺と対向する部分に構成される、請求項５に記載のサイクロン式集塵装置。
【請求項７】
前記流出口は、前記内筒の前記後端面側に偏って構成される、請求項１から請求項６のいずれかに記載のサイクロン式集塵装置。
【請求項８】
前記捕集容器の前後方向と直交する面で切断した第２断面は、円形状である、請求項１から請求項７のいずれかに記載のサイクロン式集塵装置。
【請求項９】
前記捕集容器の前後方向と直交する面で切断した第２断面は、楕円形状、または半円弧と半楕円弧とを組み合わせた形状、または長円形状のいずれかである、請求項１から請求項７のいずれかに記載のサイクロン式集塵装置。
【請求項１０】
前記前端面または前記後端面の少なくとも一方には、開閉可能な蓋が設けられている、請求項１から請求項９のいずれかに記載のサイクロン式集塵装置。
【請求項１１】
前記捕集容器の後側の端部と連結する送風機が設けられおり、
前記送風機は、回転中心軸を中心に回転する羽根車と、前記羽根車を囲むカバーとを有し、
前記カバーは回転中心軸方向に開口する吸込口を有し、
回転中心軸方向から投影した際に、前記吸込口の内側に前記回転中心軸が配置される、請求項１から請求項１０のいずれかに記載のサイクロン式集塵装置。
【請求項１２】
前記送風機が、遠心ファンである、請求項１１に記載のサイクロン式集塵装置。
【請求項１３】
前記送風機と前記捕集容器とが連結されたとき、前記内筒の前記中心軸と前記吸込口の中心軸とが一致する、請求項１１または請求項１２に記載のサイクロン式集塵装置。
【請求項１４】
両端が開通した筒形状のスリーブをさらに備え、
前記スリーブの一端は、前記捕集容器に接続され、
前記スリーブの他端は、前記送風機に接続され、
前記内筒の前記捕集容器の外側に突出した端部と、前記吸込口との間に隙間が設けられており、
前記捕集容器と前記送風機との間に拡張型消音器が構成されている、請求項１３に記載のサイクロン式集塵装置。
【国際調査報告】
2017090480.tif 000013
2017090480.tif 000014
2017090480.tif 000015
2017090480.tif 000016