JP2006296775A - 電気掃除機の床用吸込具及びそれを備えた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】低騒音で回転トルクの低下も防止できるタービンを備えた床用吸込具を得る。
【解決手段】吸込口１１に臨んで吸込口体１０内に回転自在に設けられた回転ブラシ２０と、回転軸４１の周囲に複数の羽根４５，４６を有してタービン室１４内に回転自在に設けられたタービン４０とを備え、タービン４０は吸込口１１からの吸込気流を羽根４５，４６に受けて回転されて回転ブラシ２０を回転駆動するように構成されている電気掃除機の床用吸込具１００であって、タービン４０の羽根はその回転軸方向において、左羽根群４５Ａと右羽根群４６Ａとに分割されており、左羽根群４５Ａの各羽根４５と右羽根群４６Ａの各羽根４６とが回転軸４１の周方向に互いに位置をずらして配置され、かつ各羽根４５，４６の起端と回転軸４１との間に隙間４７が設けられている。
【選択図】図３

Description

この発明は電気掃除機の床用吸込具及びそれを備えた電気掃除機に関する。

電気掃除機のタービンを有する吸込口は、吸込気流によりタービンを回転させて回転ブラシを回転させる構造である。従来はタービンに多数の羽根を設けて、タービンを回転させていたが、タービンの回転に伴う気流音の騒音が発生するという問題があった。これを解決するために、タービンの左右に隣り合う羽根を交互にずらしたものが知られている（例えば、特許文献１、２）。

特公昭４６−２３１９５号（図３等） 特公平３−８０４９０号（図２等）

しかしながら上記のような従来の構成では、掃除時に、騒音は幾分低減できるが、トルクが大きく低下するために、風量が低下してきたときに、タービンが回転しなくなるという問題があった。

この発明は上記課題を解決するためになされたもので、低騒音で回転トルクの低下も防止できるタービンを備えた床用吸込具、及びその床用吸込具を備えた電気掃除機を提供することを目的とする。

この発明は、吸込口が底面に開口され、前記吸込口に連通するタービン室が内部に形成された吸込口体と、前記吸込口体内に前記吸込口に臨んで回転自在に設けられた回転ブラシと、回転軸の周囲に複数の羽根を有して前記タービン室内に回転自在に設けられたタービンとを備え、前記タービンは前記吸込口からの吸込気流を前記羽根に受けて回転されて前記回転ブラシを回転駆動するように構成されている電気掃除機の床用吸込具であって、前記タービンの羽根はその回転軸方向において、左羽根群と右羽根群とに分割されており、前記左羽根群の各羽根と前記右羽根群の各羽根とが前記回転軸の周方向に互いに位置をずらして配置され、かつ各羽根の起端と前記回転軸との間に隙間が設けられている、電気掃除機の床用吸込具である。

この発明の床用吸込具によれば、タービンを構成する左羽根群と右羽根群の各羽根の作用により、掃除機の使用中に発生する気流音の騒音を抑制できるとともに、各羽根の起端と回転軸との間に隙間が設けられているため、タービンのトルクの向上も図られる。

図１はこの発明の実施形態に係る電気掃除機の全体を示す斜視図である。この掃除機は、床用吸込具１００、掃除機本体１１０、ホース１２０、取って部１３０、パイプ１４０等から構成される。

掃除機本体１１０の内部には、電動送風機、電力制御板、コードリール等が内蔵されている。また、掃除機本体１１０の内部には、床用吸込具１００から吸引された塵埃を集積するための集塵室も設けられている。
掃除機本体１１０の前面には、ホース１２０が接続されており、ホース１２０の他端には取って部１３０及びパイプ１４０が接続されている。そして、パイプ１４０の先端は、継手５０を介して床用吸込具１００に接続される構造になっている。

図２は図１の電気掃除機の床用吸込具１００部分の断面図である。床用吸込具１００は、塵埃を吸い込むための吸込口１１が底面に開口された回転ブラシ室１２と、吸込口１１に吐出口１３を介して連通するタービン室１４が内部に形成された吸込口体１０と、回転ブラシ室１２内に吸込口１１に臨んで回転自在に設けられた回転ブラシ２０と、タービン室１４内に回転自在に設けられたタービン４０とを備えている。タービン４０は、吸込口１１からの吸込気流をその羽根に受けて回転され、その回転が図示していない伝動ベルトを介して回転ブラシ２０に伝達され、それにより回転ブラシ２０が回転駆動するように構成されている。

また、吸込口体１０の底面には、吸込口体１０の底面部から出没自在に設けられたスパチュラ３０が取り付けられている。スパチュラ３０は吸込口１１の後方に位置し、その横幅は回転ブラシ２０の横幅とほぼ等しい。スパチュラ３０は、通常、絨毯或いはそれに類する敷物のない床の掃除の際にその床面に当接させて使用されるもので、絨毯等が敷かれている床の掃除には使用されない。このスパチュラ３０により、回転ブラシ２０によってかきあげられた塵埃が後方に漏れるのを防ぎ、吸込口１１からの吸引力を増すことができる。なお、スパチュラ３０に代えて、それと同様の作用を果たすブラシを配してもよい。

さらに、吸込口体１０の底面側には、床用吸込具１００を回転ブラシ１０ととも床面に支持してその移動を容易にする車輪が設けられているが、この車輪は図示してはいない。

図３は図２の床用吸込具部分を構成するタービンの斜視図、図４はその正面図、図５は図４のタービンのＡ−Ａ方向断面図、図６は図４のタービンのＢ−Ｂ方向断面図である。図３〜図６に示すように、タービン４０は回転軸４１を有し、その回転軸４１の方向において、複数の羽根４５を有した左羽根群４５Ａと複数の羽根４６を有した右羽根群４６Ａとに分割されている。羽根４５，４６は回転軸４１の周囲に配置されていて、各羽根４５，４６は回転軸４１と直交するように回転軸４１に固定された枠体である中央回転枠４２、左側回転枠４３及び右側回転枠４４に支持されて固定されている。

左羽根群４５Ａの羽根４５の形状と右羽根群４６Ａの羽根４６の大きさ及び形状は基本的に同じであるが、左羽根群４５Ａの各羽根４５と右羽根群４６Ａの各羽根４６とが回転軸４１の周方向に互いに位置をずらして配置され、かつ各羽根４５，４６の起端と回転軸４１との間には隙間４７が設けられている。この場合、一方の羽根群の各羽根が、他方の羽根群の隣り合う羽根間の中間に位置している態様が特に好ましい。

上記構成の床用吸込具１００の作用は次のとおりである。吸込口１１から吐出口１３を経てタービン室１４に流入した吸込気流が、タービン４０の羽根４５，４６に当たってこのタービン４０を回転させるとともに、このタービン４０の回転が伝動ベルトを介して回転ブラシ２０に伝達されて回転ブラシ２０が回転駆動される。そして、回転ブラシ２０の回転により床面の塵埃がかきあげられて、それが吸込口１１から床用吸込具１００の内部に吸引される。

この床用吸込具１００においては、タービン４０に吸込気流が衝突する際、左羽根群４５Ａと右羽根群４６Ａへの吸込気流の衝突のタイミングがずれることになり、羽根４５，４６が空気流を押しのける際に出る気流音（回転騒音とも呼ばれる高周波数音）を著しく低減させることが可能となる。
また、回転軸４１と各羽根４５，４６との間に隙間４７が設けてあるため、吸込気流が羽根４５，４６に衝突した後に、衝突した空気流が上記隙間４７を通過して、再びタービン４０の左右羽根群４５Ａ，４６Ａの羽根４５，４６に衝突する現象が生じる。この結果、タービン４０の羽根４５，４６には付随的に抗力が発生することになり、タービン４０のトルクの向上も図られる。

たとえば、本発明の実施例として、羽根９枚、羽根厚さ３ｍｍ、タービン右羽根群の羽根先と隣り合うタービン左羽根群の羽根先との距離を７ｍｍ、タービン外形３２ｍｍの仕様のタービンを設計する。このタービンにおいて、タービン回転数１００００回転／分とした場合、タービンの羽根が空気をかき乱す回転騒音は１次騒音で、羽根枚数×周波数＝９枚×１００００回転／６０秒＝１５００Ｈｚである。空気中での音速を３４３ｍ／ｓとすると、波長は（３４３ｍ／Ｓ）／１５００Ｈｚ＝０．２３ｍとなる。タービン右羽根群のある羽根先で空気をかき乱した時、隣り合うタービン左羽根群の羽根先がその位置で空気をかき乱すまでの時間は、隣り合う羽根と羽根とのずれ距離が７ｍｍであるので、７ｍｍ／（１６ｍｍ×２π×１００００回転／６０秒）＝０．４ｍｓｅｃかかる。よって、この時間の差がタービン右羽根群から発生する回転騒音と、タービン左羽根群から発生する回転騒音とのタイミングのずれとなる。上記の場合には、この時間０．４ｍｓｅｃは０．１３ｍに相当する距離となり、この距離は回転騒音の約１／２波長（１波長は０．２３ｍ）となるので、音波の山と谷の部分で互いに効率よく打ち消し合う作用を発生する。

図７はこの発明の実施例による床用吸込具と従来の床用吸込具との騒音比較図である。図７（ａ）のグラフは本発明の実施例によるもの、図７（ｂ）のグラフはタービンの羽根群を左右の羽根群に分割していない従来のタービンによるものであり、各グラフの横軸は周波数、縦軸は騒音レベルである。なお、タービン回転数は１００００回転／分とした。 従来の床用吸込具の場合、図７（ｂ）に示すように、タービンの１次の回転騒音である周波数１５００Ｈｚの騒音レベルピーク（６２ｄＢＡ）が顕著に出ている。しかし、この発明の実施例の場合には、図７（ａ）に示すように、１次の回転騒音のピークが無くなる。これは、タービン右羽根群とタービン左羽根群とで発生する音波の位相差が生じ、両者で山と谷が重なり合い、音波を打ち消す作用が生じたためである。

加えて、上記実施例の場合には、タービンを構成している回転軸と各羽根との間に隙間が設けてあるため、吸込気流が羽根に衝突した後に、衝突した空気流が上記隙間を通過して、再びタービンの羽根に衝突し、タービンの羽根には付随的に抗力が発生してタービンのトルクも向上する。

上記の作用の結果、この発明の床用吸込具は、高トルクで低騒音なタービンを駆動源とした回転ブラシの回転が可能となり、長足絨毯（玄関マット、風呂マット）等の掃除において、低騒音でしかも吸盤性能が一層向上する。従って、この床用吸込具が装着された電気掃除機は、低騒音で吸塵能力に優れたものとなる。

また、この発明の床用吸込具を成形品として組み立てる場合、タービン左羽根群側とタービン右羽根群側とをそれぞれ独立部品として成形し、中央回転枠でそれらの両部品を貼り合せする製造方法が可能となるので、床用吸込具の組立加工が容易となる。

この発明の実施形態に係る電気掃除機の全体を示す斜視図。 図１の電気掃除機の床用吸込具部分の断面図。 図２の床用吸込具部分を構成するタービンの斜視図。 図２の床用吸込具部分を構成するタービンの正面図。 図４のタービンのＡ−Ａ方向断面図。 図４のタービンのＢ−Ｂ方向断面図。 この発明の実施例による床用吸込具と従来の床用吸込具との騒音比較図。

符号の説明

１０ 吸込口体、１１ 吸込口、１２ 回転ブラシ室、１３ 吐出口、１４ タービン室、２０ 回転ブラシ、３０ スパチュラ、４０ タービン、４１ 回転軸、４２ 中央回転枠、４３ 左側回転枠、４４ 右側回転枠、４５ 左羽根、４５Ａ 左羽根群、４６ 右羽根、４６Ａ 右羽根群、４７ 回転軸と羽根との隙間、４８ 吸込気流、５０ 継手、１００ 床用吸込具、１１０ 掃除機本体、１２０ ホース、１３０ 取って部、１４０ パイプ。

Claims (4)

1. 吸込口が底面に開口され、前記吸込口に連通するタービン室が内部に形成された吸込口体と、前記吸込口体内に前記吸込口に臨んで回転自在に設けられた回転ブラシと、回転軸の周囲に複数の羽根を有して前記タービン室内に回転自在に設けられたタービンとを備え、前記タービンは前記吸込口からの吸込気流を前記羽根に受けて回転されて前記回転ブラシを回転駆動するように構成されている電気掃除機の床用吸込具であって、
   前記タービンの羽根はその回転軸方向において、左羽根群と右羽根群とに分割されており、前記左羽根群の各羽根と前記右羽根群の各羽根とが前記回転軸の周方向に互いに位置をずらして配置され、かつ各羽根の起端と前記回転軸との間に隙間が設けられている、ことを特徴とする電気掃除機の床用吸込具。
2. 前記左羽根群及び前記右羽根群を構成する各羽根は、該回転軸と直交するように前記回転軸に固定された枠体に支持されている、ことを特徴とする請求項１記載の電気掃除機の床用吸込具。
3. 前記左右の羽根群の一方の羽根群の各羽根は、他方の羽根群の隣り合う羽根間の中間に位置している、ことを特徴とする請求項１又は２記載の電気掃除機の床用吸込具。
4. 請求項１ないし３の何れかに記載の床用吸込具を備えた電気掃除機。
   

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