JP2001204660A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】絨毯底部のダスト除去性能の高い電気掃除機を
提供する。 【解決手段】電気掃除機の掃除ヘッドの前壁又は後壁の
下部断面を山形に形成し、該山形の山頂付近に大気圧又
はファンモータより給気される左右に長いスリット１３
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気掃除機の分野に
属し、特に絨毯に対し高いダスト除去性能を有する電気
掃除機に関する。

【０００２】

【従来の技術】１．従来の吸引式ヘッドでは、前壁や後
壁の下面が絨毯の毛の上面に接しその下面近傍の毛中を
流れる気流によりダストを掃除する。これら従来の吸引
式ヘッドでは、前後壁下面気流はほとんど下面近傍の毛
中を短絡的に通過し毛中深部へ侵入し得ないので、絨毯
の中・深部のダストを掃除できない。最近の市場では空
気動力の増大を競っているが、そうしていくら流量を増
大しても短絡流の流速が上がるだけでダスト除去効率の
増大に殆どつながらない。流速はある閾値以上あれば十
分ダストを遊離しそれ以上は不要である。

【０００３】２．機械的接触子を付加して加振し、毛に
衝突させ振動・叩打によりダストを遊離除去する方式も
公知である。この方式は衝撃音が大きく今日ではほとん
ど用いられない。また振動も気流も絨毯深部にとどかな
い欠点を有する。

【０００４】３．絨毯用として、吸引気流によるタービ
ンや小型モーターで駆動されるゴムブレードや毛等を有
する回転ブラシを掃除室内に設ける事により、毛に振動
を与えかつ梳ることにより砂・糸屑などを遊離除去する
方式も公知である。回転ブラシ方式は絨毯用として現在
主流となっているが、絨毯の上部のダストは有効に除去
できるが毛の根元に近い深部のダスト(砂など)には無効
である。加振、梳りが底部に届かないためである。又強
力・高速回転ブレードは騒音が大きいのみでなく、毛を
傷つけ、かなりの脱毛を生じる事は高級絨毯にとり致命
的な欠陥である。

【０００５】４．ほぼ円形断面で内部に空気流路を有す
る指状の管（以下指状管と呼ぶ）を複数配列し、上端を
ファンモーター後流を還流した正圧に連通し下端から噴
気したり、ヘッド左右方向に長いスリットを設け同様に
スリット下端から噴気して、その噴気を絨毯表面に指向
し掃除する方式がある。特開昭５０−１５５０５７号の
例を図１４に示す。大気圧から指状管に給気する例には
特開昭６３−１２２４１５号、特開平１−２５６９２０
号等がある。大気圧から小孔群に吸気する例には実開昭
５１‐９５２６６号、スリットに吸気する例には実開昭
５４−１３８４６７号等がある。大気圧からのものも、
正圧からのものも、上記はいずれも指状管、小孔群、ス
リットの下端はヘッド周壁下面より下に突出しない様に
されている。還流正圧や大気圧からの空気をスリットや
指状管列で絨毯の表面に吹き付ける方式も、絨毯の毛の
空気流通抵抗が思いの外大きくそれほど有効ではない。

【０００６】５．本発明者は特公平７−２４６４３号
に、絨毯用として図１２、図１３に示す毛分方式を提案
した。これは気流、機械的接触子、回転篭、回転ブラシ
等により絨毯の毛を毛分してその深部谷間に気流を直達
させ掃除するものである。このような毛分方式は毛分谷
の深部掃除ができ、回転ブラシや回転篭の回転速度は遅
くてもよいので毛を傷めず静粛である。一般に絨毯の毛
は細く相互に絡み合っているので、気流による事前。事
後倒毛(図１２Ｂ)は不充分で、機械的倒毛手段(図１２
Ａ、Ｃ，図１３Ａ、Ｂ，Ｃ，Ｄ)が望ましい。しかし還
流ヘッドでは図のように噴気を谷間に向けると谷間付近
の砂等のダストを谷間側の毛の中へ吹き飛ばしてしまう
傾向があり、その気流がヘッド前・後壁下面気流と衝突
して毛中を上方に向かうことが理想であるが毛の抵抗が
大きく十分な効果が得られない。

【０００７】６．一方、指状管でその下端がヘッド周壁
下面より下に突出され絨毯中に挿入されているものがあ
る。正圧から給気されて噴気する例に図１５に示す米国
特許第３２６８９４２号があり、大気圧から給気されて
噴気する例には図１７に示す米国特許第４５９４７４９
号があり、指状管列単独で大気圧からの吸引に使用され
ているものに図１６に示す米国特許第３６１１４７３号
がある。しかしいずれも指状管のため、その下端は点状
に近く、噴気は先ず下端の極く近傍では絨毯面に平行に
２次元的に広がり次いで少し離れると上方を含めて３次
元に広がる。このために気流は急速に流速を失い、流速
はダスト遊離閾値以下になってしまう。ダスト遊離可能
領域は指状管下端の極く限られたエリアとなり、掃除走
行時に絨毯の毛がそのエリアを通過する時間は極めて短
くダストは遊離されるに至らない。ダストが遊離される
には高速気流に曝される時間がある程度以上必要であ
る。また遊離されたとしても、ダスト搬送の流速が余り
にも急速に低下するので絨毯層を抜け出ることができな
い。

【０００８】７．ヘッドの前壁の左右両端側の一部に前
壁の前面上部より大気圧を導入する左右に長いスリット
を設けた例に図１８に示す特開昭５４−１５８０６６号
(竹村)、特開昭５５−１５３号(竹村)がある。図１８に
おいて、前壁下面に設けたスリット１３は深部溝砂試験
の効率を上げるためと、硬質床上の掃除時ヘッド左右方
向の吸引力分布が中央吸引管接続部に集中するのを分散
し一様化するため(図１８Ｃ参照)に設けられたもので、
絨毯に対する効果に付いては全く記述していない。この
ことは前壁の底面が平坦で広いことからも窺える。即ち
平坦で広い底面は絨毯では毛の浮力のため絨毯中に深く
沈下できない、むしろ絨毯表面を滑動することを意図し
ている。従ってスリット１３もその気流を絨毯深部へ導
入することができない。

【０００９】

【発明の解決しようとする課題】本発明は、従来の電気
掃除機の上記不都合に鑑み、絨毯の深部のダストを吸引
可能な電気掃除機のヘッド構造を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、電気掃除機のヘッドにおいて、ヘッドの前壁
及び／又は後壁が、その断面下部が下方に突出する山形
とされその山頂が絨毯に沈下すると共に、大気圧又は正
圧より給気されその最深部の山頂付近に給気が直達する
左右に長いスリットが設けられた構造を有することを特
徴とする。かかる構成によれば、ヘッドの前壁及び／又
は後壁の左右に長いスリットを通過する気流は絨毯の毛
の抵抗を受けることなく最下部へ直達し、絨毯は有効に
掃除される。

【００１１】更に本発明は、前記電気掃除機はファンモ
ーターの後流をヘッドに噴出する還流式電気掃除機であ
って、前記スリットにはファンモーターの後流及び大気
圧から給気されることを特徴とするので、ヘッド内部が
負圧となると大気圧から前記スリットに給気され、絨毯
深部の掃除にも役立つとともに過剰なヘッド内部の負圧
を緩和して走行抵抗を減少する効果を奏する。

【００１２】

【発明の実施の形態】形態１、 先ずサブノズル方式の
実施の形態を述べる。図１Ａに示すようにサブノズル１
は絨毯の深部へ、望ましくは底へ、中間の毛の抵抗を受
けること無く直達的に噴気を導入したり、逆に深部から
ダストを含む気流を直達的に吸引するものである。それ
ぞれのサブノズルは図１に示すように絨毯深部に下端が
挿入され、下端は毛の浮力をうけないように底面積を小
とされる。走行時浮き上がらないように下端に鼻を設け
ることができるが鼻はループ織りの絨毯ではループにひ
っ掛かる危険があるため逆に図１に１−１で示す如く丸
みを付け、且つ毛を左右に掻き分けて走行するために図
１Ｃに示す如く前後端は舟形に尖らせる事が望ましい。
又毛中に沈めたまま前後に掃引されるので走行抵抗を小
とするため左右幅は小とされ、前後長は長くされる。

【００１３】それぞれのサブノズル１は図１Ａのように
サブノズル左右幅ｗとほぼ等しい幅ｄのサブノズル間隙
２を隔てて左右に櫛歯状に配列されサブノズル列を形成
する。サブノズル幅ｗが大で、間隙幅ｄが小では毛の反
発でサブノズル列は浮き上がりサブノズル１が絨毯の底
に届かない。ｗに比しｄが大きすぎると十分清掃されな
い。７ｍｍの毛足ではｗ＝３ｍｍの時ｄ＝２〜３ｍｍで
歯は軽い荷重で底に到達し、走行抵抗も低い結果が得ら
れた。

【００１４】形態２、 以下サブノズルを噴気流路に用
いた場合につき説明する。図３、図４、は具体的な第１
の実施例を示す。図３Ａは掃除ヘッドの部分斜視図であ
り、上下二つの部分を分離して示してある。図４は掃除
ヘッドの正面図であり、右半分は図３ＡのＹ−Ｚ断面を
示す。サブノズル１の下端は図３Ｃに示す如くじゅうた
ん深部に開放され、上端は噴気前室１７に接続され正圧
又は大気圧が供給される。噴気３は下端で転回流４とな
りサブノズル間隙２の吸引流５となって窓２−１から更
に間隙吸引前室１６を横行して吸引管前室１８に吸引さ
れる。１６の壁は下部の１６−１と上部の１６−２とに
より構成される。気流３、４、５、はその流速が特定の
閾値以上であれば毛に付着したり底に滞留する砂などの
ダストを遊離・掃除することができる。このためには気
流３、４、５、の流路幅（断面積）はある特定値以下で
ありほぼ相互に近似していることが望ましい。

【００１５】サブノズル列の前後と、前壁６、後壁７と
の間に横行吸引空間１２が設けられ、サブノズル間隙２
を通過し得ない中寸法ダストの直接吸引に用いられる。
図４の１８は大寸法ダストの吸引口を兼ねた吸引管前室
で１９は吸引管、２０は正圧又は大気圧の給気管であ
る。

【００１６】形態３、 図６は図３、図４、が前後対称
であったのに対し、横行吸引空間１２を前のみに、間隙
吸引前室１６を後のみにした非対称構造の例である。ヘ
ッドのの後壁がサブノズル列とされた例でもある。図７
は掃除室横行吸引空間１２が間隙吸引前室１６を兼ねた
例で、構造が簡単である特徴を有する。なお、図３、図
４、ではサブノズルは上下方向には固定されていたが、
図６、図７、ではサブノズル列は一体にブロック化さ
れ、ブロックは上下に滑動可能とされ、絨毯毛足長に応
じてその下端が自在に絨毯底に到達し得る様にされる。
勿論図３、図４、も同様の構造とすることができる。

【００１７】サブノズルブロックは自重により、又は図
示されていないが加重、スプリング等により、又は図７
に例示する様なゴム蛇腹３７等により押し下げられ、常
に絨毯底にその先端が接する様にされる。モーターで駆
動しても良い。図７のゴム蛇腹３７は滑動部の気密シー
ルをも兼ねている。絨毯以外の床等に使用するときは手
動により、またはセンサーで床と絨毯を識別してモータ
ー等で駆動することによりサブノズルブロック下端をヘ
ッド周壁下面とほぼ同一レベルに引上げ、床との不必要
な接触を避け床を傷つけないようにする。

【００１８】形態４、正圧は図９Ａに示すごとく吸引用
２２と別のフアンモ−タ−２３から供給されても良い
し、図９Ｂ，Ｃ，に示すごとく直列に又は並列に接続さ
れた複数フアンモ−タ−や、従来の単一のフアンモ−タ
−の、後流から供給されても良い。２４、２５、２６、
は分流調節弁である。一般的な負荷に対しては並列より
も直列の方が動作圧と流量を大きくとれる利点があり、
従来の吸引ヘッドや本発明の大気圧からの噴気を利用す
る場合の負圧供給用としても有用である。又吸引・噴気
併用ヘッドにも有用である。

【００１９】形態５、 特に正圧を用いないで、大気圧
が１７に供給されていてもサブノズル間隙２を通しての
負圧が転回流４と噴気流３とを生成する。大気圧取気口
にはサブノズル開口を詰まらせない程度のフイルタ２１
を設けるのが望ましい。特に噴気前室１７を設けずにそ
れぞれのサブノズルの上端が図５，図６，図７、図８
Ｂ、の如く大気圧に直接開口していて良いことは勿論で
ある。

【００２０】形態６、図８Ａはヘッド前後壁にスリット
１３を設けた例である。スリット１３の設けられていな
い在来の単純吸引ヘッドでは吸引気流は前、後壁の下の
絨毯毛中を通過するが、毛の抵抗が大きく流量が上がら
ないのでヘッド掃除室内は大きな負圧となりヘッドは絨
毯に強く吸着し周壁６、７はある程度絨毯へ沈み込む。
このため更に抵抗が上がり負圧が増し吸着が強くなる。
この結果走行抵抗が過大となる。従来絨毯への吸着を弱
めるためにヘッド左右端壁などに設けられていた空気導
入口からの無駄な流量をこの噴気スリット１３に用いる
事ができ効率が良く、又噴気の大気圧又は正圧は積極的
にヘッドの吸着を弱める利点がある。図８Ａで大気直達
スリット１３を前壁６にのみ設けた場合、７ｍｍ毛足絨
毯で在来のパワーブラシ方式と比較して、絨毯砂除去
率、走行抵抗で同等、深部溝砂除去率で約２倍の高性能
が得られた。図８Ｂは、図８Ａの前後壁の中間に更に噴
気スリットを増設した例である。この増設スリットは還
流式と相似の効果を持つ。図６、７、８、に限らず大気
圧から給気するヘッドはそのまま在来の吸引式掃除機に
交換ヘッドとして使用できる。

【００２１】形態７、次に毛分方式の実施の形態につい
て説明する。図２には毛分谷による直達的流路形成を示
し、又その原理を「解決の手段」に述べたが、具体的に
吸引ヘッドに実施した例を図１０に、吸引・噴気併用ヘ
ッドに実施した例を図１１に示す。

【００２２】図１０では毛分にベルトよりも曲げ剛性の
高い円筒９が用いられている。円筒接９はプラスチッ
ク、金属等の網、格子、簾、多孔板、等で、板厚を貫く
多数の開口により高い通気性が保たれている。図１０の
場合には必ずしも通気性でなくても良い。円筒９は掃除
室（前後壁・天井に囲まれたヘッドの空間）の低い天井
８を貫いて上方に出ており、車輪３３の掃引走行時の回
転によりベルト３６により駆動される駆動輪３１と１５
とに挟まれて駆動輪１５の表面を滑動して駆動される。
円筒９の下面は走行方向（矢印３０）と逆の方向（矢印
２８）に移動する。３４、３５は、ベルト駆動用プ−リ
−である。駆動輪３１の表面は柔らかいゴム等とし、円
筒９の板厚を貫通する多数の開口に食い込んで回転を伝
達する事ができる。３２は円筒９を接触円筒滑動ベ−ス
１５に押しつけるアイドルロ−ラ−である。円筒９の天
井貫通路２９の空隙はなるべく狭くし無だな空気漏洩を
避けるべきであるが、適当な漏洩を設けておきその漏洩
気流で円筒９の天井８への出入り口にダストが詰まるの
を防ぐ事ができる。

【００２３】円筒９の下面は矢印２８の方向に移動し、
前壁６との接触により図のごとく前方に事前倒毛された
毛を、再び円筒９の接触により後方に倒し、毛の谷１０
を形成する。円筒９が可撓性とされ、絨毯との接触によ
り歪んでその前後部が前後方向に図１１に示す如く偏平
に伸びるようにされ、毛分を確実にし谷の位置を前方に
もっていく事もできる。前後壁下面流１１は毛分谷１０
を通り横行吸引室１２に流入する。下面流１１の流速が
十分であるとダストは有効に掃除される。毛分谷１０の
前後位置に対応する左右側壁位置に空気導入口を設けて
おくと、その導入気流は横行して毛分谷１０に運び込ま
れたダストを確実に除去する。前後壁に設けられた直達
噴気流路１３は図２Ａの下面流１１よりも更に深部に下
面流１４を生成し深部掃除に役立つ。

【００２４】形態８、図１１は吸引・噴気併用ヘッドに
毛分方式を用いた実施形態である。図示の如く、噴気口
下端は毛分谷１０の後方側肩上に指向されているので噴
気３は谷付近のダストを吹き飛ばす事なく、その高速性
を利用して側肩部底に到達し転回流４となり、前後壁の
直達性スリット１３からの深部下面流１４と衝突して谷
１０を上昇して横行吸引空間１２に流入する。

【００２５】形態９、実用上は、硬床用と絨毯用と兼用
される事が望ましい。このためにはヘッドの左右端付近
に車輪を設け、且つサブノズルブロックを上昇しロック
する機構を設け、硬床ではサブノズル下端や毛分接触面
が床に当たらないようにしたり、万一の床接触には上方
に逃げる如く弾性的に支持することもできる。サブノズ
ル自体をゴム、プラスチック等の弾性変形可能な材質と
するのも良い方法である。一方絨毯では毛に入ったり、
毛に接触したり、しなければならないので、車輪厚を薄
くし車輪が毛の中へめり込むようにするのが良い。又硬
床と絨毯とでサブノズル等を上下に移動可としても良い
ことは形態３で詳説した。

【００２６】

【発明の効果】絨毯の浅部のみならず深部に対しても有
効な掃除ができる。特に長毛絨毯に有効であり、硬床と
兼用にできる。回転ブラシ等が不要で単純な構造であ
り、静粛で、糸屑の巻き付きがなく安価である。とくに
絨毯の毛を痛めず脱毛しない点は重要な利点である。

【図面の簡単な説明】

【図１】サブノズル方式の原理と、サブノズルを示す。

【図２】毛分方式の原理を吸引ヘッド（Ａ）、吸引・噴
気併用ヘッド（Ｂ）について示す。（Ｃ）は噴気が毛分
谷間に向けられた例を示す。

【図３】サブノズル方式の実施例のヘッドの一部分につ
いて分解斜視図をＡに示す。Ｂは下部上面図。Ｃは左右
（Ｙ−Ｚ）断面図。Ｄはサブノズル部の前後（Ｘ₁−
Ｚ）断面図。Ｅはサブノズル間隙部の前後（Ｘ₂−Ｚ）
断面図。

【図４】サブノズル方式の実施例のヘッド正面図。右半
分は左右（Ｙ−Ｚ）断面図。

【図５】噴気が大気圧から供給される場合のサブノズル
方式ヘッドの実施例。Ａは下部上面図。Ｂはサブノズル
部（噴気）の前後方向（Ｘ₃−Ｚ）断面図。

【図６】前後非対称構造の、或いは後壁がサブノズル列
とされた構造のヘッドで、サブノズルブロックが上下滑
動する方式の概念図。Ａは噴気サブノズル部断面。Ｂは
吸引間隙部断面。

【図７】掃除室横行吸引空間１２を間隙吸引前室１６に
共用した図。Ａは噴気サブノズル部断面。Ｂは吸引間隙
部断面。

【図８】前後壁に深部直達噴気流路を設けた請求項３の
実施例。Ａは吸引ヘッド、Ｂは吸引・噴気併用ヘッドの
例である。

【図９】請求項４の各種フアンモ−タ−の使用法を示す
図。

【図１０】毛分方式の吸引ヘッド実施例。

【図１１】毛分方式の吸引・噴気併用ヘッド実施例。

【図１２】Ａ，Ｂ，Ｃ，いずれも従来の毛分方式の吸引
・噴気併用ヘッド先行例。

【図１３】Ａ，Ｂ，Ｃ，は従来の毛分方式の吸引・噴気
併用ヘッド先行例。Ｄは従来の毛分方式の吸引ヘッド先
行例。

【図１４】指状管列で噴気する還流式ヘッドの先行例

【図１５】絨毯深部へ挿入する指状管列の先行例で還流
正圧より噴気の例。

【図１６】絨毯深部へ挿入する指状管列の先行例で大気
圧より吸気の例。

【図１７】絨毯深部へ挿入する指状管列の先行例で大気
圧より噴気の例。

【図１８】ヘッド前壁下面の一部に大気圧から給気され
るスリットを設けた先行例。

【符号の説明】

１ サブノズル ２ サブノズル間隙 ３ 噴気流 ４ 転回流 ５ サブノズル間隙吸引流 ６ 掃除室前壁 ７ 掃除室後壁 ８ 掃除室天井 ９ 毛分用接触円筒 １０ 毛分谷 １１ 前後壁下面流 １２ 掃除室横行吸
引空間 １３ 前後壁深部直達噴気流路 １４ 前後壁深部下
面流 １５ 毛分用接触円筒滑動ベ−ス １６ 間隙吸引前室 １７ 噴気前室 １８ 吸引管前室 １９ 吸引管 ２０ 噴気給気口 ２１ フイルタ ２２、２３ フアン
モ−タ− ２４、２５、２６ 調節弁 ２７ 還流路 ２８ 移動方向矢印 ２９ 毛分用接触円
筒の掃除室天井貫通通路 ３０ 掃引方向矢印 ３１ 毛分用接触円
筒の駆動ロ−ラ− ３２ アイドルロ−ラ− ３３ 走行車輪 ３４、３５ プ−リ− ３６ ベルト ３７ ゴム蛇腹 ５０、５１ 接触子、 ５２ 摩擦レバ− ５５、５６ 回転ブラシ ７０ 前倒域 ７１ 後倒域 １０４ 噴気口 １２２ 前後壁の端部

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【手続補正書】

【提出日】平成１２年１２月２７日（２０００．１２．
２７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】 電気掃除機

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気掃除機のヘッドにおいて、ヘッドの
   前壁及び／又は後壁が、その断面下部が下方に突出する
   山形とされその山頂が絨毯に沈下すると共に、大気圧又
   は正圧より吸気されその最深部の山頂付近に給気が直達
   する左右に長いスリットが設けられた構造を有すること
   を特徴とする電気掃除機。
2. 【請求項２】 前記電気掃除機はファンモーターの後流
   をヘッドに噴出する還流式電気掃除機であって、前記ス
   リットにはファンモーターの後流と大気圧が給気される
   ことを特徴とする請求項１記載の電気掃除機。