(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気掃除機用の分離システムであって、前記分離システムが、
サイクロン室と、中心軸線を画定する略円筒状外観を有する内壁とを有するサイクロン筒と、
塵埃含有空気を受け入れるための、前記中心軸線に対してずらされた入口流路と、
前記サイクロン筒から塵埃を吐出するための塵埃出口と、
前記サイクロン筒から空気を吐出するための空気出口と、
前記空気出口に対して前記サイクロン筒の反対側の領域における前記サイクロン筒内に配置された螺旋部材であって、前記サイクロン室内に遠心流を発生させるために前記入口流路から前記サイクロン室に前記中心軸線を中心とする螺旋状通路を画定するまたは部分的に画定する螺旋部材と
を備え、
前記螺旋状通路が略一定の断面積を有し、かつ前記螺旋状通路が前記中心軸線を中心に３６０°または３６０°未満ねじれており、前記螺旋部材が、前記中心軸線と略同心の中心片を備え、前記螺旋状通路の一部は、前記中心片の周囲に配置され、前記中心片の断面積は、前記中心軸線に沿って前記サイクロン室に向かって増加し、
前記中心片から延在し、前記中心軸線と略同心に配置され、前記サイクロン室から前記空気出口に空気を導くための管を更に備え、前記管および前記中心片が、互いに取り外し可能に接続されるかまたは一体に形成され、前記管は、前記サイクロン室から前記空気出口に空気を導くための半透過性構造を有する、
分離システム。
【請求項２】
前記管が円筒形である、請求項１に記載の分離システム。
【請求項３】
前記中心片は、前記サイクロン室から前記空気出口に空気を導くための半透過性構造を有しない、請求項１または２に記載の分離システム。
【請求項４】
前記入口流路が湾曲部を備え、かつ前記螺旋部材および前記湾曲部が前記螺旋状通路を画定する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の分離システム。
【請求項５】
前記入口流路、前記螺旋状通路および前記塵埃出口が、略等しい断面積を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の分離システム。
【請求項６】
前記塵埃出口は、前記螺旋部材が前記サイクロン室に開口する螺旋部材開口に前記螺旋部材により画定された螺旋状線に沿って位置決めされる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の分離システム。
【請求項７】
前記塵埃出口が、前記螺旋部材開口から前記螺旋状線のピッチの１〜２倍の距離をおいて位置決めされる、請求項６に記載の分離システム。
【請求項８】
前記塵埃出口が、前記塵埃出口に隣接する前記内壁の接線方向に対してある角度をなす拡開面を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の分離システム。
【請求項９】
前記接線方向に対する前記拡開面の前記角度が、３０°〜６０°、例えば４０°〜５０°である、請求項８に記載の分離システム。
【請求項１０】
前記中心片が略円錐状外観を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の分離システム。
【請求項１１】
前記中心片の直径が、前記サイクロン筒の前記内壁の内径の３０％〜７０％、例えば４０％〜６０％、例えば５０％まで増加する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の分離システム。
【請求項１２】
前記螺旋部材が、前記サイクロン室に向かって連続的に減少する厚さを有する羽根部材を備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の分離システム。
【請求項１３】
前記螺旋部材が、
前記羽根部材の下流側端部において概ね前記入口流路に面する入口面と、
前記羽根部材の前記下流側端部において概ね前記空気出口に面する出口面と
を備え、
前記入口面が、前記中心軸線と略平行な状態から前記中心軸線に対して６０°〜８０°、例えば７０°の角度に徐々に移行し、かつ前記出口面が、前記中心軸線と略平行な状態から前記中心軸線に対して７０°〜９０°、例えば８０°の角度に徐々に移行する、
請求項１２に記載の分離システム。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の分離システムを備える電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して電気掃除機用の分離システムに関する。特に、サイクロン筒とサイクロン筒内に配置された螺旋部材とを備える分離システムと、分離システムを備える電気掃除機とが提供される。
【背景技術】
【０００２】
サイクロン式電気掃除機は、袋なしの集塵での便益のために広く知られている。サイクロン式電気掃除機では、塵埃がサイクロン効果によりサイクロン分離器内で分離される。こうして分離された塵埃は、集塵容器に移される。
【０００３】
サイクロン式塵埃分離器の塵埃分離効率は、既知のタイプのサイクロン式電気掃除機にとっても依然として課題である。１つまたは複数のサイクロン分離ステップの分離効率が高ければ高いほど、概してサイクロン段の下流側に設けられる、主フィルタの寿命期間が長くなる。
【０００４】
米国特許出願公開第２００７２７１７２４Ａ１号明細書は、流路内に摺動可能に配置された筒部分と、空気入口と塵埃容器の第１の端部に隣接して配置された空気出口とを有する塵埃容器とを備える手持ち式電気掃除機を開示している。塵埃容器は、サイクロン分離器の一部を構成する。
【０００５】
米国特許第６３３２２３９Ｂ１号明細書は、掃除機を備えるように意図された集塵用装置を開示している。この装置は、吸い込まれる空気を受け入れることが可能な吸気口と空気送出口とを備えた第１の筒と、第１の筒内に略軸方向に位置決めされたスクリューと、スクリュー外径よりも小さな直径を有する第２の筒であって、一方の端部から第１の筒の送出端部に通風連通して、第１の筒の延在部内に同軸に位置するとともに第１の吐出導管により他方の端部が吸引ユニットに接続された第２の筒とを備える。装置は、２次流出流においてフィルタおよび／または容器に向けてごみを吐出するための第２の導管を第２の筒と第３の筒との間に設けるために、第２の筒の周囲に配置されかつ第１の筒の送出端部に接続された第３の筒を更に備える。
【０００６】
従来技術の電気掃除機の塵埃分離装置は、エネルギーを消費し場所をとる。エネルギー消費は、バッテリ駆動式電気掃除機にとって特に重要である。米国特許出願公開第２００７２７１７２４Ａ１号明細書では、筒部分を収容するための流路が場所をとる。米国特許第６３３２２３９Ｂ１号明細書における装置は損失が高く、かつスクリューの長さが第１の筒の内径の少なくとも２倍であり、これにより装置が長大になる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の１つの目的は、塵埃含有空気からの塵埃の分離が改善された電気掃除機用の分離システムを提供することである。
【０００８】
本開示の更なる目的は、圧力損失が低減された電気掃除機用の分離システムを提供することである。
【０００９】
本開示のなお更なる目的は、コンパクト設計を有する電気掃除機用の分離システムを提供することである。
【００１０】
本開示のなお更なる目的は、塵埃含有空気からの塵埃の分離が改善され、圧力損失が低減されかつコンパクト設計を有する電気掃除機用の分離システムを提供することである。
【００１１】
一態様によれば、電気掃除機用の分離システムであって、分離システムが、サイクロン室と、中心軸線を画定する略円筒状外観を有する内壁とを有するサイクロン筒と、塵埃含有空気を受け入れるための、中心軸線に対してずらされた入口流路と、サイクロン筒から塵埃を吐出するための塵埃出口と、サイクロン筒から空気を吐出するための空気出口と、空気出口に対してサイクロン筒の反対側の領域におけるサイクロン筒内に配置された螺旋部材であって、サイクロン室内に遠心流を発生させるために入口流路からサイクロン室に中心軸線を中心とする螺旋状通路を画定するまたは部分的に画定する螺旋部材とを備え、螺旋状通路が略一定の断面積を有し、かつ螺旋状通路が中心軸線を中心に３６０°または３６０°未満ねじれている、分離システムが提供される。螺旋状通路が中心軸線を中心に３６０°または３６０°未満ねじれているという定義では、螺旋状通路が中心軸線を中心に３６０°または３６０°未満の角度のある延在部を有することが意図されている。一変形例によれば、螺旋状通路は、中心軸線を中心に１８０°または１８０°未満ねじれている。
【００１２】
入口流路を通して吸い込まれた塵埃含有空気には、螺旋状通路を通過するときに中心軸線を中心とする回転が与えられる。それにより、サイクロン室内に渦流が発生し、塵埃と空気とがサイクロン分離によりサイクロン室内において分離される。より重い塵埃粒子は、サイクロン室内で径方向外方に押しやられ、塵埃出口を通して吐出される。空気出口は、好ましくは、より小さな粒子を含む空気を受け入れるためにサイクロン筒に対して略中心に位置する。更に、フィルタおよび電動ファンユニットが空気出口の下流側に配置される。
【００１３】
多くの従来技術の解決策では、塵埃含有空気をサイクロン分離器内に導く流路の断面積が変化する。そのような断面積の変化は、塵埃または吸い込まれた物体が流路に留まる危険性を高める。その上、断面積のそれぞれの変化により損失、例えば圧力損失が発生する。
【００１４】
本開示による分離システムでは、塵埃含有空気が入口流路を通って進み、螺旋状通路を通って、螺旋部材がサイクロン室に開口する螺旋部材開口に至る際に、断面積に変化が全くまたは実質的にない。特に、螺旋状通路の断面積に、すなわち、空気流が中心軸線を中心に旋回するときに変化が全くまたは実質的にない。このようにして、空気流を直進空気流から回転空気流に円滑に移行させる。
【００１５】
略一定の断面積を有するように螺旋状通路を配置するとともに、中心軸線を中心に３６０°または３６０°未満ねじれるように螺旋状通路を配置することにより、圧力損失が（いくつかの実装形態では１．５ｋＰａ未満）低減されかつ分離が（いくつかの実装形態では９４％超）改善された、コンパクトな分離システムが提供される。それゆえ、分離システムは、特にバッテリ駆動式電気掃除機の性能を高める。加えて、空気出口の下流側のフィルタに最終的に溜まる塵埃を低減することができる。
【００１６】
更に、中心軸線を中心に３６０°または３６０°未満ねじれるように螺旋状通路を配置することにより、物体が螺旋状通路内で詰まる危険性が低減され、かつ螺旋部材の掃除が容易になる。
【００１７】
塵埃含有空気は前部からサイクロン筒に入り後部から出るので（螺旋部材は入口流路と連通し、かつ空気出口は、サイクロン筒の反対側の領域に配置される）、本開示による分離システムは、代替的に、軸分離システムと称されることがある。
【００１８】
螺旋部材は、サイクロン筒の内壁に径方向に延びる羽根部材を備え得る。更に、螺旋部材は、掃除または交換のために螺旋部材を外すことができるようにサイクロン筒内に離脱可能に配置されてもよい。
【００１９】
本開示による分離システムはまた、サイクロン筒からの塵埃を受け入れるための集塵容器、例えば、塵埃箱を備え得る。集塵容器は、サイクロン筒に取り外し可能に接続されるかまたはサイクロン筒と一体に形成されてもよい。
【００２０】
入口流路は湾曲部を備え得、螺旋部材および湾曲部が螺旋状通路を画定する。この場合、入口流路はまた、湾曲部に移行する、中心軸線に略平行な直線部を備え得る。入口流路の直線部および湾曲部の両方は、等しい断面積を有し得る。
【００２１】
入口流路、螺旋状通路および塵埃出口は、略等しい断面積を有し得る。このように、塵埃出口の閉塞を回避することができる。
【００２２】
塵埃出口は、螺旋部材がサイクロン室に開口する螺旋部材開口に螺旋部材により画定された螺旋状線に沿って位置決めされてもよい。換言すれば、螺旋部材は、塵埃含有空気が塵埃出口に可能な限り直接当たるように塵埃出口に向けられる。塵埃出口は、螺旋部材開口から螺旋状線のピッチの１〜２倍の距離をおいて位置決めされてもよい。
【００２３】
塵埃出口は、塵埃出口に隣接する、例えば、塵埃出口に直接隣接する内壁の接線方向に対してある角度をなす拡開面を備え得る。拡開面は、塵埃出口において塵埃含有空気の速度を低下させる。このようにして、集塵容器内の乱流を低減することができる。接線方向に対する拡開面の角度は、３０°〜６０°、例えば、４０°〜５０°であってもよい。
【００２４】
螺旋部材は、中心軸線と略同心の中心片を備え得、かつ中心片の断面積は、中心軸線に沿ってサイクロン室に向かって増加し得る。中心片は、略円錐状外観を有し得る。中心片の直径は、サイクロン筒の内壁の内径の３０％〜７０％、例えば４０％〜６０％、例えば５０％まで増加し得る。螺旋部材は、中心片からサイクロン筒の内壁に径方向に延びる羽根部材を更に備え得る。
【００２５】
分離システムは、サイクロン室から空気出口に空気を導くための管を更に備え得る。管は、サイクロン筒内に離脱可能に配置されてもよい。
【００２６】
管は、略円筒状でありかつ中心軸線と略同心に配置されてもよい。管は、メッシュなどの半透過性構造を備え得る。半透過性構造は、中心軸線に沿った管の長さの約５０％の長さにわたって設けられてもよい。
【００２７】
管および中心片は、取り外し可能に接続されるかまたは一体に形成されてもよい。これらの場合、半透過性構造は、螺旋部材から中心軸線に沿った管の長さの約５０％の長さにわたって設けられてもよい。それにより、螺旋部材の羽根部材は、管の半透過性構造に隣接して終端してもよい。
【００２８】
螺旋部材は、サイクロン室に向かって、すなわち、螺旋状通路の下流側経路に沿って連続的に減少する厚さを有する羽根部材を備え得る。このように、螺旋状通路内の互いに対向する羽根部材面の傾斜は異なる。
【００２９】
螺旋部材は、羽根部材の下流側端部において概ね入口流路に面する入口面と、羽根部材の下流側端部において概ね空気出口に面する出口面とを備え得、入口面は、中心軸線と略平行な状態から中心軸線に対して６０°〜８０°、例えば７０°の角度に徐々に移行し、かつ出口面は、中心軸線と略平行な状態から中心軸線に対して７０°〜９０°、例えば８０°の角度に徐々に移行する。一例によれば、入口面は、略７０°の角度に徐々に移行し、かつ出口面は、略８０°の角度に徐々に移行する。
【００３０】
螺旋状通路に沿った１箇所では、入口面および出口面の両方が、中心軸線に対して６０°〜８０°、例えば７０°の角度で傾斜してもよい。この箇所から螺旋状通路に沿った下流側では、中心軸線に対する入口面の角度は、出口面が７０°〜９０°、例えば８０°の角度に徐々に減少する間に略一定のままであってもよい。出口面は、羽根部材の下流側端部では、または羽根部材の下流側端部の上流側では、７０°〜９０°、例えば８０°の角度に達してもよい。
【００３１】
入口面は、羽根部材の主要な角度のある延在部に沿って、中心軸線に対して６０°〜８０°、例えば７０°の角度が付けられてもよく、出口面は、羽根部材の主要な角度のある延在部に沿って、中心軸線に対して７０°〜９０°、例えば８０°の角度が付けられてもよい。
【００３２】
螺旋部材の入口面および出口面を中心軸線に対して異なる角度で配置することにより、中心片が、サイクロン室に向かって増加する断面積を中心軸線に沿って有する場合、螺旋状通路の一定の断面積を提供することができる。
【００３３】
代替的または追加的に、サイクロン筒の内壁は、サイクロン室を中心とする円筒状であるとともに、螺旋部材に隣接して僅かに円錐状であってもよい。このようにして、サイクロン筒の内壁もまた、中心片の断面積がサイクロン室に向かって徐々に増加する際に螺旋状通路の断面積を略一定に維持するのに寄与し得る。
【００３４】
更なる態様によれば、本開示による分離システムを備える電気掃除機が提供される。本開示による電気掃除機は、限定するものではないが、スティック型電気掃除機、２ｉｎ１型電気掃除機、ロボット型電気掃除機および従来のキャニスタ型電気掃除機を含む、任意のタイプであってもよい。その上、本開示による電気掃除機は、コード付きまたはバッテリ駆動式であってもよい。
【００３５】
サイクロン筒の中心軸線は、垂直方向に、水平方向に、または傾斜して配置されてもよい。一変形例によれば、小石などのより重い物体の吸い上げを容易にするために、中心軸線は、垂直軸線に対して僅かに傾斜して配置される。
【００３６】
本明細書で使用される場合、略一定の断面積は、一定であってもよく、または１５％未満、例えば１２％未満、例えば１０％未満、例えば５％未満変化してもよい。本明細書で使用される場合、略平行、略直交および略同心の関係は、完全に平行、完全に直交および完全に同心の関係ならびにこの関係からの最大５％、例えば最大２％のずれを含み得る。
【００３７】
本開示の更なる詳細、利点および態様は、図面と併せて解釈される以下の実施形態から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１は、分離システムを備える電気掃除機の斜視図を概略的に表す。
【図２】図２は、分離システムの斜視図を概略的に表す。
【図３】図３は、代替的な分離システムの斜視図を概略的に表す。
【図４】図４は、図１および図２の分離システムの分解斜視図を概略的に表す。
【図５】図５は、管と螺旋部材とを備えるユニットの斜視図を概略的に表す。
【図６】図６は、管と螺旋部材とを備える代替的なユニットを備える分離システムの部分の正面図を概略的に表す。
【図７】図７は、図１、図２および図４の分離システムの正面図を概略的に表す。
【図８】図８は、図７の分離システムの断面上面図を概略的に表す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下では、サイクロン筒とサイクロン筒内に配置された螺旋部材とを備える分離システムと、分離システムを備える電気掃除機とについて説明する。同じまたは同様の構造的特徴を表すために、同じ参照符号が使用される。
【００４０】
図１は、本開示による電気掃除機１０の一例の斜視図を概略的に表している。この例の電気掃除機１０は、２ｉｎ１のスティック型電気掃除機である。電気掃除機１０は、分離システム１２と、分離システム１２用のハウジングに移行するスティック１４と、空気入口を備えたノズル１６（図示せず）と、集塵容器１８と、ファンユニット（図示せず）を通過した後の濾過された清浄空気を排気するための空気開口２０とを備える。
【００４１】
図２は、図１の分離システム１２の斜視図を概略的に表している。分離システム１２は、ノズル１６の空気入口と流体連通する入口流路２２と、サイクロン筒２４と、空気出口２６とを備える。サイクロン筒２４は、中心軸線３０を画定する、略円筒状外観の内壁２８を有する。螺旋部材３２および管３４は、サイクロン筒２４内に配置される。
【００４２】
螺旋部材３２は、空気出口２６に対してサイクロン筒２４の反対側の領域におけるサイクロン筒２４内に配置される。分離システム１２は、サイクロン筒２４に取り外し可能に取り付けられた集塵容器１８を更に備える。分離システム１２は、中心軸線３０が略垂直方向を向くか、垂直方向に対して僅かに傾斜するか、または略水平方向を向くように、電気掃除機１０内に配置されてもよい。
【００４３】
螺旋部材３２は、サイクロン筒２４の内壁２８に径方向外方に延びる螺旋形の羽根部材３６を備える。（分離システム１２が略垂直方向に向けられたときの）螺旋部材３２の底面は、円形でありかつサイクロン筒２４の底部と一致する。
【００４４】
図５の例では、羽根部材３６は中実である。したがって、羽根部材３６は中実の羽根を１つだけ備える。しかしながら、羽根部材３６は、代替的に、図６に示すように２つの羽根により構成されてもよい。
【００４５】
螺旋部材３２は、略円錐状中心片３８を更に備える。図２の例では、中心片３８は、羽根部材３６と一体に形成される。螺旋部材３２は、略一定の断面積を有する螺旋状通路４０を画定する。螺旋状通路４０の断面積は、螺旋状通路４０内における主流方向に直交する面積である。螺旋状通路４０の断面積は、羽根部材３６と、螺旋部材３２の中心片３８と、サイクロン筒２４の内壁２８とにより制限される。
【００４６】
この例の螺旋状通路４０は、入口流路２２から螺旋部材３２の下流側端部４４により画定された螺旋部材開口４２に螺旋状に延び、螺旋部材開口４２では、螺旋状通路４０がサイクロン筒２４のサイクロン室４６に開口する。更に、螺旋状通路４０は、入口流路２２からサイクロン室４６に中心軸線３０を中心に最大３６０°（図２では約１８０°）ねじれている。
【００４７】
図２に見て取ることができるように、入口流路２２は、直線状であり、中心軸線３０と略平行であり、かつ中心軸線３０に対してずらされる。しかしながら、入口流路２２が直線部と湾曲部とを備え、結果として、螺旋状通路４０が入口流路２２から始まる（図３参照）ことも可能である。
【００４８】
螺旋部材３２は、入口流路２２内の塵埃含有空気の直進空気流をサイクロン室４６内で回転空気流に移行させる。螺旋状通路４０から流出する回転空気流に起因して、サイクロン室４６内に渦流が発生し、より重い塵埃粒子が径方向外方にサイクロン筒２４の内壁２８に押しやられる。
【００４９】
サイクロン筒２４は、内壁２８に配置された塵埃出口（図示せず）と、サイクロン筒２４内に中心軸線３０と略同心に配置された管３４とを更に備える。より重くかつ粗い塵埃粒子を含有する塵埃含有空気は、塵埃出口を通じて集塵容器１８内に導かれ、その一方で、より軽くかつ微細な粒子を含有するより清浄な空気は、管３４を通して、次いで空気出口２６を通して吸い出される。
【００５０】
管３４は、第１の濾過手段を構成するとともに粒子が管３４に入るのを阻止する、メッシュなどの、半透過性構造４８を備える。分離システム１２はまた、第２の濾過手段を構成する更なる細目フィルタ５０を空気出口２６の下流側に備える。
【００５１】
フィルタ５０を収容する蓋５２は、螺旋部材３２とは反対側のサイクロン筒２４の端部（分離システム１２が垂直方向に配置されるかまたは略垂直方向に配置される場合には上端部）に配置される。フィルタ５０は、掃除のために蓋５２から外すことができる。フィルタ５０が外されたときに、管３４および螺旋部材３２もまた、掃除のために空気出口２６を通してサイクロン筒２４から外すことができる。管３４および螺旋部材３２は、取り外し可能に接続されてもよい。管３４を螺旋部材３２から外すことにより、掃除が容易になる。分離システム１２のフィルタ５０を除いた全ての構成要素は、例えば、プラスチックで作製されてもよい。
【００５２】
図３は、代替的な分離システム１２の斜視図を概略的に表している。図３の分離システム１２は、入口流路２２が直線部５４と湾曲部５６とを備え、結果として、螺旋状通路４０（図３には図示せず）が入口流路２２から始まる点においてのみ図２の分離システム１２と異なる。
【００５３】
図３の代替的な分離システム１２では、螺旋状通路４０は、入口流路２２の湾曲部５６および螺旋部材３２の両方により画定される。換言すれば、螺旋状通路４０は、螺旋部材３２により部分的にのみ画定される。また、螺旋状通路４０が入口流路２２の湾曲部５６および螺旋部材３２の両方により画定される場合、螺旋状通路４０は略一定の断面積を有し、かつ螺旋状通路４０は、入口流路２２から（すなわち、入口流路２２の直線部５４から）サイクロン室４６に中心軸線３０を中心に最大３６０°ねじれている。入口流路２２の直線部５４は、中心軸線３０と同心であってもなくてもよい。
【００５４】
図４は、図１および図２の分離システム１２の分解斜視図を概略的に表している。この図では、中心片３８は外されている。図３では、フィルタ５０が蓋５２から外されており、掃除のためにサイクロン筒２４から管３４および螺旋部材３２を外すことができる。集塵容器１８は、排出および／または掃除のためにサイクロン筒２４から取り外されている。
【００５５】
図５は、管３４と螺旋部材３２とを備えるユニット５８の斜視図を概略的に表している。ユニット５８は、本開示による任意の分離システム１２と共に使用されてもよい。管３４および螺旋部材３２は、一体に形成されてもよく、または取り外し可能に接続可能であってもよい。
【００５６】
図５に見て取ることができるように、中心片３８は中心軸線３０と略同心であり、かつ中心片３８の断面積は中心軸線３０に沿って増加している。螺旋状通路４０の上流側領域では、中心片３８はより小さな断面積を有し、かつ羽根部材３６の下流側端部４４に隣接して、中心片３８はより大きな断面積を有する。図５の中心片３８は、略円錐状外観を有する。
【００５７】
図５は更に、螺旋部材３２の羽根部材３６が羽根部材３６の下流側端部４４に向かって連続的に減少する厚さ６０を有することを示している。羽根部材３６の厚さ６０は、中心軸線３０に平行な方向における羽根部材３６の寸法である。
【００５８】
螺旋部材３２は、螺旋部材３２がサイクロン筒２４に挿入されたときに、概ね入口流路２２に面する（図５では下方に面する）入口面６２と、概ね空気出口２６に面する（図５では上方に面する）出口面６４とを備える。入口面６２は、中心軸線３０と略平行な状態から中心軸線３０に対して約７０°の角度に移行する。出口面６４は、中心軸線３０と略平行な状態から中心軸線３０に対してより急角度、図５では約８０°の角度に移行する。このように、羽根部材３６は、羽根部材３６の下流側端部４４に向かって連続的に減少する厚さ６０を有するように形成される。
【００５９】
したがって、円錐状中心片３８がその増加する断面積によって螺旋状通路４０のますます多くの容積を占めるとしても、これは、羽根部材３６の下流側端部４４に向かって連続的に減少する羽根部材３６の厚さ６０により補われる。換言すれば、螺旋部材３２の入口面６２および出口面６４を中心軸線３０に対して異なる角度で配置することにより、中心軸線３０に平行な方向における螺旋状通路４０の寸法が、羽根部材３６の下流側端部４４に向かって増加する。それにより、中心片３８が、サイクロン室４６に向かって増加する断面積を有する場合、螺旋状通路４０の一定の断面積を維持することができる。羽根部材３６の下流側端部４４における中心片３８の断面積は、管３４の断面積と一致する。このように、ユニット５８は、コンパクトに設計されるとともに、サイクロン室４６内に渦流が効果的に発生する。
【００６０】
図５は更に、半透過性構造４８が中心軸線３０に沿った管３４の長さの約５０％の長さにわたって設けられることを示している。管３４の半透過性構造４８は、螺旋部材３２から中心軸線３０に沿った管３４の長さの約５０％の長さにわたって設けられる。螺旋部材３２の羽根部材３６は、管３４の半透過性構造４８に隣接して終端する。
【００６１】
図６は、管３４と螺旋部材３２とを備える代替的なユニット５８を備える分離システム１２の部分の正面図を概略的に表している。主に図５との違いについて説明する。
【００６２】
図６の例では、羽根部材３６は、２つの別個の羽根３６ａ、３６ｂを備える。第１の羽根３６ａ（図６の上羽根）は、螺旋部材３２の出口面６４を形成し、かつ第２の羽根３６ｂ（図６の下羽根）は、螺旋部材３２の入口面６２を形成する。各羽根３６ａ、３６ｂは平坦である。しかしながら、羽根部材３６の羽根３６ａ、３６ｂを下流方向において互いに近接させるので、図６の羽根部材３６もまた、連続的に減少する厚さ６０を有する。したがって、羽根部材３６の厚さ６０は、この例でも、羽根３６ａ、３６ｂ間の距離により構成される。
【００６３】
図７は、図１、図２および図４の分離システム１２の正面図を概略的に表している。図７には、分離システム１２の塵埃出口６６を見て取ることができる。この例では、入口流路２２、螺旋状通路４０および塵埃出口６６は、略等しい断面積を有する。
【００６４】
図７は更に、螺旋部材３２が螺旋部材開口４２（図７では羽根部材３６および中心片３８の背後に隠れている）に螺旋状線６８を画定することを示している。より具体的には、螺旋状線６８は、螺旋部材３２の入口面６２および出口面６４により螺旋部材開口４２に画定された線である。中心軸線３０に対する螺旋状線６８の角度は、螺旋部材開口４２におけるそれぞれの入口面６２および出口面６４の平均値である。
【００６５】
当然ながら、電気掃除機１０の動作中に全ての塵埃が螺旋状線６８に沿って進むわけではないが、螺旋状線６８は、管３４の周囲に塵埃の主流を定めるとともに、塵埃の捕集を向上させる塵埃出口６６を位置決めするための案内部としての役割を果たす。塵埃出口６６は、螺旋状線６８に沿った位置における内壁２８に位置決めされる。図７の例では、塵埃出口６６は、螺旋部材開口４２から約１．２５回転（４５０°）の位置に螺旋部材開口４２から螺旋状線６８のピッチの約１．２５倍の距離をおいて位置決めされる。本開示によれば、塵埃出口６６は、例えば、螺旋部材開口４２から螺旋状線６８のピッチの１〜２倍の距離（図７の高さ）をおいて位置決めされてもよい。このように、塵埃は、集塵容器１８内に捕集されるように、より効果的に塵埃出口６６に入ることができる。
【００６６】
図７は更に、中心片３８の直径７０が中心軸線３０に沿ってサイクロン筒２４の内壁２８の内径７２の約５０％まで増加することを示している。
【００６７】
図８は、図７の断面Ａ−Ａにおける、分離システム１２の上面図を概略的に表している。図８に見て取ることができるように、塵埃出口６６は、塵埃出口６６に隣接する内壁２８の接線方向７８に対してある角度７６をなす拡開面７４を備える。この例では、拡開面７４は、サイクロン筒２４と一体に形成される。しかしながら、拡開面７４は、代替的に、（サイクロン筒２４から取り外し可能であり得る）集塵容器１８内に設けられてもよい。
【００６８】
拡開面７４は、サイクロン筒２４の内壁２８の中心軸線３０に略直交する法線を有する略平坦面により構成される。この例では、拡開面７４は、塵埃出口６６に隣接する内壁２８の接線方向７８に対して約４５°の角度が付けられる。拡開面７４は、塵埃出口６６に入ったときの塵埃含有空気流の速度を低下させるために塵埃出口６６を広くする。結果として、集塵容器１８内の乱流が低減されるとともに、塵埃がサイクロン室４６内に戻る危険性が低減される。
【００６９】
動作時に、電気掃除機１０は、塵埃含有空気を分離システム１２の入口流路２２に引き込む。螺旋部材３２内では、または入口流路２２および螺旋部材３２の螺旋状通路４０内では、直進空気流を回転空気流に円滑に移行させる。入口流路２２および螺旋状通路４０の断面積が一定であるので、圧力損失の発生が減少する。
【００７０】
螺旋部材３２の互いに対向する入口面６２および出口面６４は、羽根部材３６の厚さ６０が徐々に減少するように変化する傾斜を有する。それにより、螺旋部材３２の中心片３８の断面積は、螺旋状通路４０の断面積を変化させずに中心軸線３０に沿って管３４の断面積まで増加することができる。このことは、中心軸線３０を中心に最大１回転の、比較的短い螺旋状通路４０と共に、サイクロン室４６内での塵埃の分離のために効率的な渦流を発生させる分離システム１２のコンパクトな構成に寄与する。螺旋状通路４０を塵埃出口６６に向かう「箇所」に配置することにより、かつ拡開面７４を塵埃出口６６に設けることにより、塵埃分離の効率を更に高めることができる。
【００７１】
本開示について例示的な実施形態を参照しながら説明してきたが、上で説明してきたものに本発明が限定されないことが認識されるであろう。例えば、部品の寸法が必要に応じて変更され得ることが理解されるであろう。したがって、本明細書に添付された特許請求の範囲によってのみ本発明が制限され得ることが意図されている。
【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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