(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚れやほこりを空気流から分離するチャンバと、前記チャンバの入口と、内面、内面より上流側の外面、及び前記チャンバの出口を形成する多数の貫通孔を備えた円形断面の壁を有するシュラウドとを有するサイクロン分離装置であって、各前記貫通孔は、軸線を有し、前記壁の前記内面は、前記壁の周囲の少なくとも一部の周りに沿って配置された複数の鋸歯状部から成る鋸歯形状を有し、各前記鋸歯状部は、第１の面及び第２の面を有し、少なくとも１つの前記貫通孔は、少なくとも１つの前記鋸歯状部の前記第１の面を貫通している、サイクロン分離装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの貫通孔の軸線は、前記少なくとも１つの鋸歯状部の前記第２の面に実質的に平行に位置している、請求項１記載のサイクロン分離装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの貫通孔の軸線は、前記少なくとも１つの鋸歯状部の前記第１の面に対して６０°〜１２０°の範囲で角度をなして位置している、請求項１又は２記載のサイクロン分離装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの貫通孔の軸線は、前記少なくとも１つの鋸歯状部の前記第１の面に実質的に垂直に位置している、請求項３記載のサイクロン分離装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの鋸歯状部の前記第１の面は、前記少なくとも１つの鋸歯状部の前記第２の面に対して６０°〜１２０°の範囲で角度をなして位置している、請求項１〜４のうちいずれか一に記載のサイクロン分離装置。
【請求項６】
前記第１の面は、前記第２の面に実質的に垂直に位置している、請求項５記載のサイクロン分離装置。
【請求項７】
前記壁の前記外面は、湾曲しており、前記少なくとも１つの貫通孔の軸線は、前記貫通孔の上流側で、前記壁の前記湾曲した外面の接線に対して鈍角をなして配置されている、請求項１〜６のうちいずれか一に記載のサイクロン分離装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの貫通孔の軸線は、前記貫通孔の前記上流側で、前記壁の前記湾曲した外面の接線に対して１３０°〜１５０°の範囲で角度をなして配置されている、請求項７記載のサイクロン分離装置。
【請求項９】
前記シュラウドは、長手方向軸線を有し、前記貫通孔の少なくとも幾つかは、複数の軸方向に延びる縦列の状態に配列され、各前記縦列は、前記壁の前記内面に設けられた単一の鋸歯状部に対応している、請求項１〜８のうちいずれか一に記載のサイクロン分離装置。
【請求項１０】
前記縦列の前記貫通孔の各々の前記軸線は、実質的に互いに平行に位置している、請求項９記載のサイクロン分離装置。
【請求項１１】
縦列の前記貫通孔の各々の軸線は、それぞれの前記鋸歯状部の前記第１の面に実質的に垂直に且つ前記第２の面に実質的に平行に位置している、請求項１０記載のサイクロン分離装置。
【請求項１２】
少なくとも２つの隣り合う前記縦列の前記貫通孔の軸線は、互いに平行である、請求項９〜１１のうちいずれか一に記載のサイクロン分離装置。
【請求項１３】
少なくとも４つの隣り合う前記縦列の前記貫通孔の前記軸線は、互いに平行である、請求項１２記載のサイクロン分離装置。
【請求項１４】
前記貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、前記壁の前記内面のところでは１ｍｍ未満だけ互いに間隔を置いて位置している、請求項１〜１３のうちいずれか一に記載のサイクロン分離装置。
【請求項１５】
前記貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、前記壁の前記内面のところでは０．６ｍｍ以下だけ互いに間隔を置いて位置している、請求項１４記載のサイクロン分離装置。
【請求項１６】
前記貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、前記壁の前記内面のところでは０．４ｍｍ以下だけ互いに間隔を置いて位置している、請求項１５記載のサイクロン分離装置。
【請求項１７】
前記貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、前記壁の内面のところでは１つの貫通孔の幅又は高さの４５％以下の距離だけ互いに間隔を置いて位置している、請求項１〜１６のうちいずれか一に記載のサイクロン分離装置。
【請求項１８】
前記貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、前記壁の内面のところでは１つの貫通孔の幅又は高さの３０％以下の距離だけ互いに間隔を置いて位置している、請求項１７記載のサイクロン分離装置。
【請求項１９】
前記貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、前記壁の内面のところでは１つの貫通孔の幅又は高さの１８％以下の距離だけ互いに間隔を置いて位置している、請求項１８記載のサイクロン分離装置。
【請求項２０】
前記壁は、円筒形である、請求項１〜１９のうちいずれか一に記載のサイクロン分離装置。
【請求項２１】
前記壁は、テーパが付いている、請求項１〜１９のうちいずれか一に記載のサイクロン分離装置。
【請求項２２】
請求項１〜２１のうちいずれか一に記載のサイクロン分離装置を有する掃除用器具。
【請求項２３】
前記掃除用器具は、掃除機である、請求項２２記載の掃除用器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚れやほこりを空気流から分離するサイクロン分離装置に関する。特に、本発明は、掃除機に適したサイクロン分離装置に関するが、これには限定されない。
【背景技術】
【０００２】
サイクロン分離器を利用した掃除機が周知である。かかる掃除機の例は、欧州特許第００４２７２３号明細書、同第１３７０１７３号明細書及び同第１２６８０７６号明細書に記載されている。一般に、汚れやほこりを同伴している空気流は、接線方向入口を通って第１のサイクロン分離器に入り、この接線方向入口により、空気流は、収集チャンバ内で螺旋又は渦巻き経路を辿って汚れやほこりが空気流から分離されるようになる。比較的清浄な空気が、収集チャンバから出る一方で、分離された汚れやほこりは、収集チャンバ内に集められる。或る用途では、欧州特許第００４２７２３号明細書に記載されているように、空気流は、次に第２のサイクロン分離器に通され、この第２のサイクロン分離器は、第１のサイクロン分離器の場合よりも細かい汚れやほこりを分離することができる。第１のサイクロン分離器の出口と第２のサイクロン分離器の入口との間にシュラウドと呼ばれるバリア部材を位置決めすることが有用であることが判明している。
【０００３】
シュラウドは、典型的には、上流側が第１のサイクロン分離器の分離チャンバと連通した多数の通路又は貫通孔を備えた壁を有する。かくして、シュラウドの貫通孔は、第１のサイクロン分離器の出口を形成する。使用にあたり、第１のサイクロン分離器により分離されなかった汚れやほこりのうちの何割かは、シュラウドの貫通孔を通過して第２のサイクロン分離器内に入る。
【０００４】
しかしながら、空気流と共にシュラウドを通って引き込まれる汚れやほこりの量が多ければ多いほど、残りの汚れやほこりを空気流から分離するために第２のサイクロン分離器によって行われなければならない仕事がそれだけ一層多くなる。さらに、シュラウドの貫通孔を通過する汚れやほこりの量が多ければ多いほど、シュラウドの貫通孔が汚れやほこりで閉塞状態になるリスクがそれだけ一層高くなる。シュラウドの塞がれた貫通孔は、掃除機の作動効率を減少させる場合がある。したがって、閉塞が生じるリスクは、最小限に抑えられるべきである。したがって、最大量の汚れやほこりを第１のサイクロン分離器内に保持し、できるだけ多くの汚れやほこりがシュラウドの貫通孔を通過するのを阻止することが有益である。
【０００５】
第１のサイクロン分離器から掃除機の他の部分内に入る汚れやほこりの量を減少させるため、第１のサイクロン分離器の出口周りに角度のついた通路を提供することが知られている。通路は、出口周りの空気流の方向から遠ざかって傾けられていて、空気が通路を通過するために直角よりも大きな角度向きを変えなければならないようになっている。空気の慣性よりもかなり大きな慣性を有する汚れやほこりは、それほど急に向きを変えることはできない。その結果、汚れやほこりのより大きな粒子は、通路を通過せず、第１のサイクロン分離器内に留まる。かかる構成の例が、欧州特許第０９７２５７３号明細書及び英国特許第２３７６１９７号明細書に記載されている。これら構成例では、複数の長手方向のブレードが設けられている。ブレードは、複数の角度付けられた通路を形成するよう空気流から遠ざかって傾けられている。
【０００６】
【特許文献１】欧州特許第００４２７２３号明細書
【特許文献２】欧州特許第１３７０１７３号明細書
【特許文献３】欧州特許第１２６８０７６号明細書
【特許文献４】欧州特許第０９７２５７３号明細書
【特許文献５】英国特許第２３７６１９７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ブレードは、比較的長い通路を構成し、かかる比較的長い通路は、貫通孔を有する公知のシュラウドと比較して、比較的大きな断面積を有する。これにより、望ましくない汚れやほこりが通路を通過する場合がある。
【０００８】
本発明の目的は、シュラウドの貫通孔を通過する汚れやほこりの量を公知の先行技術の構成と比較して減少させる分離装置用のシュラウドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、汚れやほこりを空気流から分離するチャンバと、チャンバの入口と、内面、外面、及びチャンバの出口を形成する多数の貫通孔を備えた壁を有するシュラウドとを有するサイクロン分離装置であって、各貫通孔は、軸線を有し、壁の内面は、壁の周囲の少なくとも一部の周りに沿って配置された複数の鋸歯状部から成る鋸歯状形状（プロフィール）を有し、各鋸歯状部は、第１の面及び第２の面を有し、少なくとも１つの貫通孔は、少なくとも１つの鋸歯状部の第１の面を貫通していることを特徴とするサイクロン分離装置が提供される。
【００１０】
複数の鋸歯状部を壁の内周部の周りに沿って設けることにより、空気流は、従来構造と比較して、各貫通孔を通るより長い経路を辿ることを強いられる。これにより、シュラウドを通過することができる汚れやほこりの量が減少する。さらに、鋸歯状部により得られる経路長さの増大により、空気流は、貫通孔を横切って「近道する（short-cutting ）」ことが阻止される。「近道」は、空気流が所望通りの急峻な角度向きを変えないで、貫通孔の上流側から下流側への最も短い直接的な経路を辿ることができる場合に生じる。この結果、多くの量の汚れやほこりの粒子がシュラウドを通過する場合がある。さらに、鋸歯状部を設けることにより、製造プロセスが向上し、それにより必要な製造ステップが少なくなる。
【００１１】
好ましくは、少なくとも１つの貫通孔の軸線は、少なくとも１つの鋸歯状部の第１の面に対して６０°〜１２０°の範囲で角度をなして位置する。より好ましくは、少なくとも１つの貫通孔の軸線は、少なくとも１つの鋸歯状部の第１の面に実質的に垂直に位置する。
【００１２】
好ましくは、少なくとも１つの鋸歯状部の第１の面は、少なくとも１つの鋸歯状部の第２の面に対して６０°〜１２０°の範囲で角度をなして位置する。より好ましくは、第１の面は、第２の面に実質的に垂直に位置する。これら構成により、各貫通孔を通る空気流の経路長さが増大し、シュラウドの構造強度が高められ、しかも製造プロセスが単純化される。
【００１３】
好ましくは、壁の外面は、湾曲しており、各貫通孔は、貫通孔の上流側で、壁の湾曲した外面の接線に対して鈍角をなして配置された軸線を有する。より好ましくは、少なくとも１つの貫通孔の軸線は、貫通孔の上流側で、壁の湾曲した外面の接線に対して１３０°〜１５０°の角度をなして配置される。貫通孔の軸線を壁の湾曲した外面の接線に対して鈍角をなして配置することにより、汚れやほこりの大きな粒子が貫通孔を通過するリスクを一段と減少させることができる。
【００１４】
好ましくは、壁は、長手方向軸線を有し、貫通孔の少なくとも幾つかは、複数の軸方向に延びる縦列状態に配列され、各縦列は、壁の内面に設けられた単一の鋸歯状部に対応している。貫通孔を軸方向に延びる縦列の状態に配列することにより、シュラウドの壁への貫通孔の集積度又は密集度が向上する。これにより、シュラウドの壁の単位面積当たりの貫通孔の数を多くすることができる。貫通孔のかかる規則的な配列は又、製造が一層簡単である。
【００１５】
好ましくは、少なくとも２つの隣り合う縦列の貫通孔の軸線は、互いに平行である。より好ましくは、少なくとも４つの隣り合う縦列の貫通孔の軸線は、互いに平行である。
【００１６】
好ましくは、貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、壁の内面のところでは１ｍｍ未満だけ互いに間隔を置いて位置する。より好ましくは、貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、壁の内面のところでは０．６ｍｍ以下だけ互いに間隔を置いて位置する。より好ましくは、貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、壁の内面のところでは０．４ｍｍ以下だけ互いに間隔を置いて位置する。
【００１７】
好ましくは、貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、壁の内面のところでは１つの貫通孔の幅又は高さの４５％以下の距離だけ互いに間隔を置いて位置する。より好ましくは、貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、壁の内面のところでは１つの貫通孔の幅又は高さの３０％以下の距離だけ互いに間隔を置いて位置する。より好ましくは、貫通孔のうちの少なくとも幾つかは、壁の内面のところでは１つの貫通孔の幅又は高さの１８％以下の距離だけ互いに間隔を置いて位置する。
【００１８】
貫通孔間に比較的小さい離間を作ることにより、単位面積当たりにより多くの貫通孔をシュラウド中に密集させることができ、構造的完全性を損なわないでシュラウドを製造するのに必要な材料が少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、添付の図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
図１は、主本体１２を有する直立（アップライト）形掃除機１０を示しており、掃除機１００は、モータ・ファンユニット（図示せず）及び一対の車輪１４を有している。掃除機ヘッド１６が、主本体１２の下端部に旋回可能に取り付けられ、汚れ空気入口１８が、床面に向いた掃除機ヘッド１６の下側に設けられている。主本体１２は、垂直方向上方に延びる背骨２０を有し、この背骨は、空気流を運ぶダクト２２を備えている。取っ手２４が、背骨２０の上端部のところに形成されている。取っ手２４は、床面を横切って掃除機１０を操るようにユーザにより操作可能である。取っ手２４は又、床上掃除を可能にするためにワンド（パイプ）のように解除可能である。この特徴は、本発明にとって重要ではないのでこれ以上説明しない。主本体１２は、空気を掃除機１０から排出する複数の出口ポート２６を更に有している。
【００２１】
掃除機１０は、サイクロン分離装置１００を更に有している。サイクロン分離装置１００は、円筒形ビン１０２及び上側ハウジング１０４を有している。円筒形ビン１０２及び上側ハウジング１０４は、空にする目的でユーザにより分離可能であるように構成されている。サイクロン分離装置１００は、出口ポート２６の上方で且つ背骨２０に隣接して主本体１２で支持されている。サイクロン分離装置１００の内部は、背骨２０内に設けられたダクト２２を通って汚れ空気入口１８と連通状態にある。サイクロン分離装置１００は、集めた汚れやほこりを空にするのを容易にするよう主本体１２から取り外し可能である。
【００２２】
サイクロン分離装置１００は、図２に詳細に示されている。図２では、サイクロン分離装置１００は、掃除機１０から分離した状態で且つ上側ハウジング１０４が設けられていない状態で示されている。しかしながら、使用にあたり、上側ハウジング１０４は、図１に示すように、円筒形ビン１０２に取り付けられ、サイクロン分離装置１００は掃除機１０に取り付けられる。
【００２３】
円筒形ビン１０２は、側壁１０６と、円筒形ビン１０２の下端部を閉鎖するベース１０８と、を有している。入口１１０が、側壁１０６の上端部に隣接して配置されている。側壁１０６、ベース１０８、及び入口１１０は、上流側サイクロン１１２を形成する。上流側サイクロン１１２は、長手方向軸線Ｘ−Ｘを有する。入口１１０は、側壁１０６の接線方向に配置され、したがって、空気流が上流側サイクロン１１２に流入すると、空気流は、軸線Ｘ−Ｘ回りの螺旋経路を辿るように促進される。
【００２４】
シュラウド１１４が、軸線Ｘ−Ｘと同軸に配置されると共に上流側サイクロン１１２の上端部のところに位置している。シュラウド１１４は、多数の小孔又は貫通孔１１８が設けられた円筒形壁１１６を有している。貫通孔１１８は、円筒形壁１１６の外面１２０に形成された上流側及び円筒形壁１１６の内面１２２に形成された下流側を有している。貫通孔１１８の上流側は、上流側サイクロン１１２の内部と連通し、貫通孔１１８の下流側は、通路１２４と連通している。
【００２５】
シュラウド１１４は、通路１２４を上流側サイクロン１１２から分離するシュラウドベース１２６を有している。環状の垂下リップ１２８が、シュラウド１１４の円筒形壁１１６と同心にシュラウドベース１２６の下に配置されている。垂下リップ１２８には、複数の貫通孔１３０が形成されている。貫通孔１３０は、空気流がシュラウド１１４の貫通孔１１８に入る前に汚れやほこりを空気流から抽出するのに役立つ。
【００２６】
下流側サイクロン１３２が、シュラウド１１４の内方に配置されている。下流側サイクロン１３２は、形状が切頭円錐形であり、上端部に入口１３４を有している。入口１３４は、通路１２４と連通状態にある。下流側サイクロン１３２は、出口１３６及び円錐開口１３８を更に有している。出口１３６は、きれいになった空気がサイクロン分離装置１００から出てサイクロン分離装置１００の下流側に位置する掃除機１０の他の部品、例えばフィルタ（図示せず）又はモータに入るための通路となる。下流側コレクタ１４０が、下流側サイクロン１３２の下に配置されていて、円錐開口１３８と連通状態にある。下流側コレクタ１４０は、シュラウド１１４の内方に配置されていて、上流側サイクロン１１２のベース１０８まで延びる円筒形壁１４２を有している。シュラウドベース１２６は、下流側コレクタ１４０の円筒形壁１４２に当接し、下流側コレクタ１４０を上流側サイクロン１１２及び通路１２４から隔離する。下流側コレクタ１４０は、下流側サイクロン１３２内で分離され、次に円錐開口１３８を通って沈降する細かい汚れやほこりを収集するよう構成されている。
【００２７】
使用にあたり、モータ・ファンユニット（図示せず）は、汚れ空気入口１８を通って汚れを含む空気の流れをサイクロン分離装置１００に引き込む。汚れ含有空気は、入口１１０を通ってサイクロン分離装置１００に流入する。入口１１０が接線方向に配置されているので、空気流は、上流側サイクロン１１２の内部の周囲を螺旋経路を辿るように促進される。大きな汚れ及びほこりの粒子は、サイクロン運動により分離される。次に、これら粒子は、上流側サイクロン１１２のベース１０８のところに集められる。
【００２８】
次に、部分的にきれいになった空気は、上流側サイクロン１１２の内部で上方に流れ、シュラウド１１４の貫通孔１１８を介して上流側サイクロン１１２から出て通路１２４内に流入する。次に、空気は、通路１２４から入口１３４を介して下流側サイクロン１３２に流入する。入口１３４は、下流側サイクロン１３２の内壁に対して接線方向に配置されており、それにより、空気は、下流側サイクロン１３２の内部の周囲に沿って螺旋経路を辿るように促進される。この運動により、空気流から汚れやほこりが分離される。下流側サイクロン１３２は、上流側サイクロン１１２の直径よりも小さな直径を有している。したがって、下流側サイクロン１３２は、上流側サイクロン１１２の場合よりも小さな粒子をなす汚れやほこりを部分的にきれいになった空気流から分離することができる。分離された汚れやほこりは、円錐開口１３８を介して下流側サイクロン１３２を出て下流側コレクタ１４０内に入り、ここに集められる。
【００２９】
きれいになった空気は、下流側サイクロン１３２で上方に流れ、出口１３６を経てサイクロン分離装置１００から出る。次に、きれいになった空気は、出口１３６からモータ前フィルタ（図示せず）を通り、モータ・ファンユニット（冷却目的のもの）を横切り、モータ後フィルタ（図示せず）を通って流れ、その後出口ポート２６を通って掃除機１０から排出される。
【００３０】
本発明のサイクロン分離装置の一部をなすシュラウド２００が、図３〜図９に示されている。これらの図では、シュラウド２００は、サイクロン分離装置の残部から分離された状態で示されているが、図２のサイクロン分離装置１００に、図示のシュラウド１１４に代えて用いられるのに適している。
【００３１】
まず最初に図３〜図５を参照すると、シュラウド２００は、円筒形壁２０２を有している。壁２０２は、軸線Ｙ−Ｙ、円筒形外面２０４及び内面２０６を有している。軸線Ｙ−Ｙは、サイクロン分離装置１００に用いられた場合、軸線Ｘ−Ｘと一致する。多数の貫通孔２０８が、壁２０２に形成されている。各貫通孔２０８は、外面２０４に形成された上流側及び内面２０４に形成された下流側を有している。貫通孔２０８は、複数の軸方向に延びる縦列の状態に配列されている。貫通孔２０８は又、複数の円周方向に延びる横列の状態に配列されている。この配列状態は、図３及び図５で明確に理解できる。
【００３２】
各貫通孔２０８は、正方形断面を有している。これが意味することは、上流側から下流側に向かって貫通孔２０８を真っ直ぐに見ると、穴の形状は、正方形であるということである。この実施形態では、各貫通孔２０８は、幅及び高さが２．２ｍｍである。
【００３３】
内面２０６は、壁２０２の周囲に沿って鋸歯状の形状（プロフィール）を有している。これは、図４に詳細に示されている。このことが意味することは、内面２０６の周囲が複数の鋸歯状部（ギザギザ）２１０を有しているということである。換言すると、壁２０２の内面２０６は、壁の周囲に沿って配置された多数の面を有し、各面は、隣りの面に対して角度をなしている。各鋸歯状部２１０は、第１の面２１２及び第２の面２１４を有している。
【００３４】
この実施形態では、第１の面２１２と第２の面２１４は、互いに垂直である。これは、図６及び図７に示されている。これらの図から理解できるように、円筒形壁２０２の厚さは、各鋸歯状部２１０ごとにばらつきがあり、鋸歯状部２１０は、各々４つの鋸歯状部２１０から成る群Ａ，Ｂ，Ｃをなして配置されている。各群Ａ，Ｂ，Ｃに属する鋸歯状部２１０は、互いに平行な第１の面２１２及び互いに平行な第２の面２１４を有している。群Ａ，Ｂ，Ｃは、互いに隣接して配置されている。このパターンは、内面２０６の周囲全体にわたって周りに延びている。
【００３５】
各鋸歯状部２１０は、円筒形壁２０２の全高にわたって延びている。貫通孔２０２の単一の縦列は、内面２０６の単一の鋸歯状部２１０に対応している。これが意味することは、内面２０６の周囲に沿って単一の鋸歯状部２１０を貫通する貫通孔２０２は１つしかないということである。しかしながら、各軸方向に延びる縦列に任意の数の貫通孔２０８を設けても良い。この実施形態では、各縦列は、１６個の貫通孔２０８を有している。任意の１つの縦列の貫通孔２０８の下流側は、対応する鋸歯状部２１０の第１の面２１２に形成されている。これは、図３及び図４に最も良く示されている。
【００３６】
鋸歯状部２１０に貫通孔２０８を設けた結果として、複数の仕切りが貫通孔２０８間に円周方向及び軸方向に形成される。これら仕切りは、シュラウド２００に貫通孔２０８の有効面積を増大させると共にシュラウド２００を製造するのに必要な材料、例えばプラスチックの量を減少させるためにできるだけ薄いことが望ましい。この実施形態では、仕切りの厚さは、壁２０２の内面２０６で測定して０．４ｍｍである。しかしながら、これは好ましいが、１ｍｍ未満の任意の値が適している。換言すると、１つの縦列に属する貫通孔２０８は、隣の縦列の貫通孔２０８から１ｍｍ未満の間隔を置いて位置する。加うるに、１つの横列に属する貫通孔２０８は、隣の横列に属する貫通孔２０８から１ｍｍ未満の間隔を置いて位置している。
【００３７】
変形例として、仕切りの厚さを貫通孔２０８の幅又は高さの割合として表現することができる。この実施形態では、貫通孔２０８は、幅が２．２ｍｍ、高さが２．２ｍｍであり、仕切りの厚さは、０．４ｍｍである。したがって、仕切りは、壁２０２の内面２０６で測定して、貫通孔２０８の幅又は高さの約１８％の厚さを有する。しかしながら、これは好ましいが、４５％以下の任意の値が適している。換言すると、１つの縦列に属する貫通孔２０８は、隣りの縦列の貫通孔２０８から、貫通孔２０８の幅の４５％以下の距離だけ間隔を置いて位置している。加うるに、１つの縦列に属する貫通孔２０８は、貫通孔２０８の高さの４５％以下の距離だけ互いに間隔を置いて位置している。この範囲は、貫通孔２０８の面積を最大にすることと適当な構造強度をもたらすこととの間に良好なトレードオフの関係を与えている。
【００３８】
図８及び図９は、図５のＢ−Ｂ線に沿って取ったシュラウド２００の断面図である。各貫通孔２０８は、軸線Ｚ１−Ｚ１，Ｚ２−Ｚ２，Ｚ３−Ｚ３，Ｚ４−Ｚ４を有している。図９では、各軸線Ｚ１−Ｚ１，Ｚ２−Ｚ２，Ｚ３−Ｚ３，Ｚ４−Ｚ４は、それぞれの鋸歯状部２１０の第１の面２１０に垂直であり且つ第２の面２１４に平行に配置されている。軸線Ｚ１−Ｚ１，Ｚ２−Ｚ２，Ｚ３−Ｚ３，Ｚ４−Ｚ４は各々、円筒形壁２０２の長手方向軸線Ｙ−Ｙに垂直な平面内に位置している。
【００３９】
群Ａの４本の軸線Ｚ１−Ｚ１，Ｚ２−Ｚ２，Ｚ３−Ｚ３，Ｚ４−Ｚ４は、互いに平行である。同じことは、図８に示すように群Ｂ，Ｃに当てはまる。したがって、各群Ａ，Ｂ，Ｃの貫通孔２０８の軸線は、隣の群Ａ，Ｂ，Ｃの貫通孔２０８の軸線に対して角度をなして位置している。
【００４０】
４本の軸線Ｚ１−Ｚ１，Ｚ２−Ｚ２，Ｚ３−Ｚ３，Ｚ４−Ｚ４は、円筒形外面２０４の接線に対して角度α１，α２，α３，α４を有して配置されている。角度α１，α２，α３，α４は、図９に示すようにそれぞれの軸線Ｚ１−Ｚ１，Ｚ２−Ｚ２，Ｚ３−Ｚ３，Ｚ４−Ｚ４とそれぞれの接線Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４との間では鈍角である。この実施形態では、角度α１，α２，α３，α４は、α１に関する１３０°からα４に関する１５０°まで様々である。角度α１，α２，α３，α４間の差は、群Ａの貫通孔２０８の各々の軸線Ｚ１−Ｚ１，Ｚ２−Ｚ２，Ｚ３−Ｚ３，Ｚ４−Ｚ４が互いに平行であるという要件に起因している。これにより、測定点が壁２０２の外面２０４の周囲に沿って動くにつれて角度α１，α２，α３，α４に変化が生じる。
【００４１】
矢印Ｆは、使用にあたり、シュラウド２００がサイクロン分離装置１００の一部を形成する場合、壁２０２の外面２０４に隣接した空気流の方向を示している。軸線Ｚ１−Ｚ１，Ｚ２−Ｚ２，Ｚ３−Ｚ３，Ｚ４−Ｚ４は、到来する空気流の方向Ｆに対して鈍角をなして配置されている。これにより、空気が９０°よりも大きな角度向きを変えてシュラウド２００の貫通孔２０８を通過しなければならないようになっている。空気流の向きが変わらなければならない角度は、図９に示すようにそれぞれの軸線Ｚ１−Ｚ１，Ｚ２−Ｚ２，Ｚ３−Ｚ３，Ｚ４−Ｚ４とそれぞれの接線との間の角度α１，α２，α３，α４に等しい。したがって、空気流は、それぞれの貫通孔２０８を通過するためには、少なくとも１３０°（軸線Ｚ１−Ｚ１を有する貫通孔２０８の場合）から１５０°（軸線Ｚ４−Ｚ４を有する貫通孔２０８の場合）までの間で向きを変えなければならない。
【００４２】
使用にあたり、シュラウド２００は、シュラウド１１４に代えてサイクロン分離装置１００の一部を形成する。モータ・ファンユニット（図示せず）は、汚れ空気入口１８を通って汚れを含む空気の流れをサイクロン分離装置１００に引き込む。汚れ含有空気は、入口１１０を通ってサイクロン分離装置１００に流入する。入口１１０が接線方向に配置されているので、空気流は、上流側サイクロン１１２の内部の周りに沿って螺旋経路を辿るように促進される。大きな汚れ及びほこりの粒子は、サイクロン運動により分離される。次に、これら粒子は、上流側サイクロン１１２のベース１０８のところに集められる。
【００４３】
部分的にきれいになった空気は、次に、上流側サイクロン１１２の内部で上方に流れ、シュラウド２００の外面２０４に沿ってこの周りを流れる。シュラウド２００の貫通孔２０８を通過するため、空気流は、少なくとも１３０°向きを変えなければならない。個々の貫通孔２００を通る流れを考察すると、比較的僅かな質量（及びそれ故に比較的小さな慣性）を有する空気流は、急峻に向きを変えて貫通孔２００を上流側面から下流側面に通過することができる。しかしながら、汚れ及びほこりのより大きな粒子は、これらの質量が大きいので（その結果、慣性が高いので）その経路を辿ることができない。したがって、汚れやほこりのより大きな粒子は、シュラウド２００の貫通孔２００を通過し続け、上流側サイクロン１１２内に投げ出されて戻って円筒形ビン１０２内に集められる。
【００４４】
きれいになった空気流は、シュラウド２００の貫通孔２０８を通って通路１２４内に入る。次に、この空気は、上述したように通路１２４から下流側サイクロン１３２に流入する。特許請求の範囲に記載されたシュラウド構造を提供することにより、汚れやほこりのより大きな粒子は、シュラウド２００を通過して下流側サイクロン１３２に流入するのが阻止される。したがって、下流側サイクロン１３２は、小さな粒径範囲の粒子が同伴される空気流を司るので、高い効率で稼働することができる。
【００４５】
本発明は、上述の詳細な説明には限定されない。当業者には変形例が明らかであろう。例えば、シュラウドの貫通孔は正方形である必要はない。他の構成例、例えば、長方形、円形、三角形、台形又は長斜方形の構成例を使用することができる。
【００４６】
シュラウドの貫通孔は、円筒形外壁の接線に対して鈍角をなすことが好ましいが、これが必要であるというわけではない。接線に対して任意の角度を利用することができる。例えば、各貫通孔の軸線は、空気流の方向に対して鋭角をなしても良い。この場合、空気流は、貫通孔を通過するのに僅かな角度向きを変えさえすれば良い。
【００４７】
鋸歯状部の第１の面と第２の面は、互いに実質的に垂直である必要はない。第１の面と第２の面の間の角度は、実質的に直角であることが好ましいが、６０°〜１２０°の角度も又使用できる。さらに、貫通孔の軸線は、第１の面に実質的に垂直である必要はない。貫通孔の軸線とそれぞれの第１の面との間の角度は、実質的に直角であることが好ましいが、６０°〜１２０°の角度も又使用できる。この範囲の角度は、シュラウドを製造するのに必要な材料の量とシュラウドの構造強度との間の有用な妥協点を提供する。また、この範囲の使用により、シュラウドの製造が単純化される。かかる構成の一例が、図１０に示されている。図１０では、各鋸歯状部２１０′の第１の面２１２′と第２の面２１４′との間の角度は、１２０°である。さらに、貫通孔２０８′の軸線Ｚ１′−Ｚ１′，Ｚ２′−Ｚ２′は、それぞれの鋸歯状部２１０′の第１の面２１２′に対して１２０°の角度をなして位置している。
【００４８】
さらに、鋸歯状部は、シュラウドの内周部全体に沿って延びるのが好ましいが、シュラウドの円筒形壁の内面の幾らかの領域は、鋸歯状部を備えていなくても良く、その代わりに、円筒形又は平らであって良い。さらに、鋸歯状部の全てが貫通孔を有する必要はない。交互に位置する鋸歯状部が、貫通孔を有しても良く、或いは、貫通孔を有する鋸歯状部の群と貫通孔を備えていない鋸歯状部の群を散在させても良い。
【００４９】
さらに、鋸歯状部１つ当たりの貫通孔の数は、様々であって良い。１つの縦列に任意の数の貫通孔を設けることができる。加うるに、鋸歯状部は、シュラウドの円筒形壁の全高にわたって延びる必要はない。鋸歯状部は、円筒形壁の高さの一部にわたって延びても良い。
【００５０】
さらに、鋸歯状部は、円筒形壁の軸線に平行である必要はない。鋸歯状部は、垂直方向に差し向けられる必要もない。鋸歯状部は、壁の周囲に沿って鋸歯形状を円筒形壁に依然として与える限り、円筒形壁の軸線に対して任意の現実的な角度をなして延びても良い。
【００５１】
シュラウドは、形状が円筒形である必要はなく、テーパ付きシュラウド又は円錐形シュラウドを提供しても良い。貫通孔を任意のパターンに配列することができるが、規則的なパターンが好ましい。例えば、チェス盤又は互い違いのパターンを使用しても良い。
【００５２】
隣り合う貫通孔間の仕切りは、シュラウドの内面で測定して、貫通孔の幅又は高さの４５％以下の厚さを有することが好ましいが、これは必須の要件ではない。任意の厚さの仕切りを用いることができる。
【００５３】
サイクロンの入口は、接線方向に配置される必要はなく、必要な渦流を入って来る空気流に与えるよう設計されたベーン（羽根）又は他の渦誘導装置を有しても良い。単一の下流側サイクロンに代えて複数の下流側サイクロンを提供することができる。加うるに、別のサイクロン分離段、例えば下流側サイクロンの下流側に第３の段を設けても良い。
【００５４】
掃除用器具は、直立形掃除機である必要はない。本発明は、他形式の掃除機、例えば筒形機、スティックバキューム又は携帯型掃除機に利用できる。さらに、本発明は、他形式の掃除用器具、例えば乾湿式機械又はカーペット洗浄機に利用できる。当業者には他の変形例及び改造例が明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】公知のシュラウドを備えたサイクロン分離装置を有する先行技術の掃除機の側面図である。
【図２】公知のシュラウドを有するサイクロン分離装置の側断面図である。
【図３】本発明のサイクロン分離装置の一部を形成するシュラウドの等角図である。
【図４】図３の一部の拡大等角図である。
【図５】図３のシュラウドの側面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿って取った図３のシュラウドの断面図である。
【図７】図６の一部の拡大図である。
【図８】図５のＢ−Ｂ線に沿って取った図３のシュラウドの断面図である。
【図９】図８の一部の拡大図である。
【図１０】図３のシュラウドの変形構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  直立形掃除機
１００  サイクロン分離装置
１０２  ビン
１１０，１３４  入口
１１２  上流側サイクロン
１１４，２００  シュラウド
１１６，１４２，２０２  円筒形壁
１１８，１３０，２０８  貫通孔
１２０  円筒形壁の外面
１２２  円筒形壁の内面
１３２  下流側サイクロン
１４０  コレクタ
２０２  壁
２０８  貫通孔
２１０  鋸歯状部
２１２，２１４  面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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