JP2006340827A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】集塵性能に優れた電気掃除機を提供する。
【解決手段】吸引力を発生する二つの電動送風機４Ａ、４Ｂを格納する電動送風機室３を備えた本体部１と、前記本体部１と連通し、並列に並んだ二つの回転ブラシ５Ａ、５Ｂを備えたノズル部２とを備え、前記二つの電動送風機４Ａ、４Ｂは、それぞれの吸込口が向かい合い、中心軸６Ａ、６Ｂが略同軸上になるように配設され、二つの回転ブラシ５Ａ、５Ｂは、各々の電動送風機４Ａ、４Ｂの中心軸６Ａ、６Ｂから、各々別の回転ブラシ５Ａ、５Ｂのプーリ部にベルト７かけて動力が伝達される構成とし、その際の減速比率を各々の回転ブラシ５Ａ、５Ｂで異なるように設定したことにより、二つの回転ブラシ５Ａ、５Ｂをそれぞれ異なる回転数で回転させることが可能になり、床面の状態に適した集塵方式を用いて、集塵効率を高めることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、アップライト型の電気掃除機の集塵性能に関する。

一般的なアップライト型電気掃除機を図を用いて説明する。

集塵室（図示せず）と、吸引力を発生する電動送風機４と、前記電動送風機４を格納する電動送風機室３から成る電気掃除機本体部１と、それに連結し、進行方向側に位置する回転ブラシ５を有するノズル部２とで構成され、回転ブラシ５の駆動源は、電動送風機４のシャフト６と回転ブラシ５とをベルト７で連結し、電動送風機４の回転力をベルト７を介し回転ブラシ５に伝達することで回転ブラシ５を回転させる構成となっている。上記構成による代表的なものに下記のものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開昭５９−６０２５号公報

しかし、上記従来の構成では、電動送風機と回転ブラシが１つのベルトでつながれ、電動送風機の回転数によって、回転ブラシの回転数が決まってしまうため、どのような床面であっても、電動送風機の吸込み力と、回転ブラシの回転数はある比率でもって、ほぼ同じとなり、集塵性能は決まってしまうものであった。

本発明は、上記課題を解決し、たとえば床面によって、適切な集塵効率が得られるように対応し、絨毯表面の集塵性能から、深部のごみ取れまでをカバーできるような優れた集塵能力をもち、かつ高入力で小型のアップライト型電気掃除機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電気掃除機は、集塵室と、吸引力を発生する二つの電動送風機を格納する電動送風機室を備えた本体部と、前記本体部と連通し、並列に並んだ二つの回転ブラシを備えたノズル部とを備え、前記二つの電動送風機は、それぞれの吸込口が向かい合い、それぞれの中心軸が略同軸上になるように電動送風機室内に配設され、二つの回転ブラシは、各々の電動送風機の中心軸から、各々別の回転ブラシのプーリ部にベルトかけて動力が伝達される構成とし、その際の減速比率を各々の回転ブラシで異なるように設定したものである。

これによって、二つの回転ブラシをそれぞれ異なる回転数で回転させることができるため、例えば、絨毯なら高速で回転させる回転ブラシで表面集塵性能を確保し、低速回転ブラシで、絨毯の深部のごみを掻き出すなどの自由な設定が可能で、電気掃除機の集塵性能を高めることができる。

本発明の電気掃除機は、集塵性能に優れ、かつ高入力で小型のアップライト型電気掃除機を実現させるものである。

第１の発明は、集塵室と、吸引力を発生する二つの電動送風機を格納する電動送風機室を備えた本体部と、前記本体部と連通し、並列に並んだ二つの回転ブラシを備えたノズル部とを備え、前記二つの電動送風機は、それぞれの吸込口が向かい合い、それぞれの中心軸が略同軸上になるように電動送風機室内に配設され、二つの回転ブラシは、各々の電動送風機の中心軸から、各々別の回転ブラシのプーリ部にベルトかけて動力が伝達される構成とし、その際の減速比率を各々の回転ブラシで異なるように設定したことにより、二つの回転ブラシをそれぞれ異なる回転数で回転させることができるため、例えば、絨毯なら高速で回転させる回転ブラシで表面集塵性能を確保し、低速回転ブラシで、絨毯の深部のごみを掻き出すなどの自由な設定が可能で、電気掃除機の集塵性能を高めることができる。

第２の発明は、二つの回転ブラシに植毛されたブラシの材質がそれぞれ異なることを特長としたことにより、回転数の高い回転ブラシには、やわらかめの材質のブラシを植毛し、回転数の低い回転ブラシには、固めの材質のブラシを植毛することによって、絨毯上の集塵能力をアップするものである。

第３の発明は、二つの回転ブラシの回転数をそれぞれ独立に制御可能とすることを特長としたことにより、それぞれの床面に応じて適切な回転数の回転ブラシによって、集塵能力を向上させることができる。

第４の発明は、ノズルの吸気口を二つの回転ブラシの間に配設し、吸気口前方の回転ブラシは、掃除機の前進を補助する方向と同一方向、吸気口後方の回転ブラシは掃除機の逆進行方向を補助する方向と同一方向に回転することを特長とすることにより、それぞれの回転ブラシで掻き揚げられたごみは、吸気口へと運ばれやすいものである。

第５の発明は、ノズルから掃除機本体の集塵室に至る間に、吸い込んだごみを感知するセンサーを設け、そのセンサーの出力に応じて、二つの回転ブラシの回転数が制御可能で、それぞれで抑揚のタイミングをずらすようにしたことにより、片方の回転ブラシで掻き揚げ損ねた床面上のごみが、もう片方の回転ブラシによって掻き揚げ可能となるものである。

第６の発明は、ノズルから掃除機本体の集塵室に至る間に、吸い込んだごみの大きさを感知するセンサーを設け、そのセンサーの出力に応じて、二つの回転ブラシの回転数を別々の目標値に制御することにより、検知したごみの大きさによって、適切な方の回転ブラシを用いてごみ取れ性能を向上させるものである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態について、図１を用いて説明する。なお従来例と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。

図１は本実施の形態のアップライト型電気掃除機を底面から見た図であり、同図のＡ−Ａ断面の一部をその上部に示す。１は掃除機本体であり、３は２つの電動送風機４Ａ、４Ｂを格納する電動送風機室である（以降Ａ、Ｂはそれぞれ異なる駆動系を意味するものとする）。二つの電動送風機４Ａ、４Ｂは回転方向が異なるものの、特性、形状が全く同じものであり、互いの吸気口が向かい合うようにして、軸が一直線になるように対称に配されている。２は掃除機本体１に連結するノズルであり、二つの回転ブラシ５Ａ、５Ｂが並列に配されている。これらの回転ブラシ５Ａ、５Ｂには、それぞれ別の電動送風機４Ａ、４Ｂの軸６Ａ、６Ｂからベルト７Ａ、７Ｂが架けられ、電動送風機４Ａ、４Ｂの動力をベルト７Ａ、７Ｂを介してそれぞれの回転ブラシ５Ａ、５Ｂに伝達する構成となっており、この実施の形態では、二つの回転ブラシ５Ａ、５Ｂとも、掃除機進行方向と同じ方向に回転する。８は電動送風機室３とノズル２をつなぐ、吸気パイプであり、１０は吸気口である。

ノズル２から吸い込まれた塵埃は、吸気口１０から吸気パイプ８をとおり、電動送風機室３の吸気部を経て、集塵室（図示せず）へと導かれる。二つの回転ブラシ５Ａ、５Ｂはその直径が異なり、掃除機進行方向前方の回転ブラシ５Ａの方が、径が大きく設定されている。また、それぞれの回転ブラシ５Ａ、５Ｂには、ブラシ９Ａ、９Ｂが略Ｓ字状に植毛されており、その材質と長さが、二つの回転ブラシ５Ａ、５Ｂで異なる。前方の回転ブラシ５Ａのブラシ９Ａはやや固めの材質で、その長さは短く腰があり、後方の回転ブラシ５Ｂのブラシ９Ｂは、やわらかめの材質を用いており、長さがやや長く設定されている。

次に、上記構成における動作、作用について説明する。

電気掃除機を駆動させると、回転方向が異なり、特性が等しい二つの電動送風機４Ａ、４Ｂが回転する。それらの動力は軸６Ａ、６Ｂにかけられたベルト７Ａ、７Ｂを介して、二つの回転ブラシ５Ａ、５Ｂに伝達される。このとき、前方の回転ブラシ５Ａの直径は後方の回転ブラシ５Ｂに比べて大きいため、軸６Ａからの減速比率が大きく、回転ブラシ５Ａの回転数は、後方の回転ブラシ５Ｂよりも低い。しかしながら、回転数が低い分、回転ブラシ５Ａのトルクは大きくなる。そして、回転ブラシ５Ａに植毛されたブラシ９Ａの材質が固めで腰が強いため、絨毯の奥深くに入り込んだ砂のような粒子の小さい、質量のあるごみが掻き出される。一方、後方回転ブラシ５Ｂは、回転ブラシ５Ａより回転数が高く、植毛されたブラシ９Ｂも毛足がながく、やわらかいため、絨毯表面のごみをふき取るようにとる。このようにそれぞれの回転ブラシ５ＡＢが質の異なるごみを集塵するため、全体の集塵性能が高くなる。

このように、本実施の形態によれば、二つの回転数の異なる回転ブラシ５Ａ、５Ｂを備えた事によって、それぞれの回転ブラシ５Ａ、５Ｂに別の役割を持たせ、集塵性能を向上させることができる。なお、回転ブラシ５Ａ、５Ｂの径を変えるだけでなく、二つの電動送風機４Ａ、４Ｂを別々に制御し、床面、あるいは、床面の状態によって、それぞれの電動送風機４Ａ、４Ｂ自体の回転数をも変化させれば、さらにブラシ９Ａ、９Ｂの特徴を生かした集塵効果を得る事ができる。また、二つの電動送風機４Ａ、４Ｂを用いることは、近年欧州市場で要求の強い、高入力化を図ることも比較的容易で、かつ、一つ一つの電動送風機４Ａ、４Ｂの外形は小さくて済むため、電動送風機室３の大きさを小さくすることができ、見た目の小型化にもつながる。

（実施の形態２）
次に本発明の第２の実施の形態について、図２、３、４を用いて説明する。なお、第１の実施の形態と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。

図２は図１と同様、電気掃除機を底面から見た図であり、二つの電動送風機４Ａ、４Ｂと、二つの回転ブラシ５Ａ、５Ｂが備えられている。二つの電動送風機４Ａ、４Ｂは、回転方向は同じであり、Ａ−Ａ断面図の矢印は、回転ブラシ５Ａ、５Ｂの回転方向を示している。また、ノズル２の吸気口１０が二つの回転ブラシ５Ａ、５Ｂの間に配されている。また、１１は吸気口１０から吸い込まれた塵埃を検知するセンサーであり、吸気パイプ８内の対面に配され、その間をごみが通過した際に、何らかの信号が出力されるしくみになっている。図３は前記センサー１１からの出力が処理され、電動送風機４ＡＢを制御するまでのフロー、図４は、そのタイミングチャートを示している。

上記構成において、動作、作用について説明する。

電気掃除機を駆動させると、回転方向等しい、二つの電動送風機４Ａ、４Ｂが回転する。それらの動力は軸６Ａ、６Ｂにかけられたベルト７Ａ、７Ｂを介して、二つの回転ブラシ５Ａ、５Ｂに伝達される。回転部ブラシ５Ａ、５Ｂの回転方向はそれぞれ異なり、回転ブラシ５Ａは掃除機進行方向、回転ブラシ５Ｂは進行逆方向となる。この回転方向は、回転ブラシ５Ａ、５Ｂそれぞれが掻き出したごみが、吸気口１０の方向へ吸い込まれやすい方向であり、効率よく、ごみを吸気口１０へと送り、集塵することができる。やがてごみが吸気口１０から吸気パイプ８へ進入すると、センサー１１によって、ごみの存在が検知され、センサー１１からの信号が処理され、モータ制御部にうつり、最初Ｎ１だった電動送風機４ＡＢの回転数がＮ２までＵＰする方向に働く（ｔ１）。これにより、まだ床面上に残るごみを吸引力、ブラシ回転力をあげることで、効率よく採取することができる。そして、床面上のごみがなくなると（ｔ２）、電動送風機４Ａの回転数が再び下がり、Ｎ１となる。そのとき、確かに、回転ブラシ５Ａでかきあげられたごみはなくなり、センサー１１で検知されなくなるが、掃除機が前方に移動している最中とすれば、回転ブラシ５Ａを既に通過し、回転ブラシ５Ｂにさしかかろうとするごみが残存しているはずである。よって、回転ブラシ５Ｂすなわち、電動送風機４Ｂは、時間ｔ３まで回転数Ｎ２をキープすることによって、取り残されたごみをかきとるのである。

このように、本実施の形態によれば、吸気口１０を二つの回転ブラシ５Ａ、５Ｂの間に配し、二つの回転ブラシ５Ａ、５Ｂの動作に時間差ｄを持たせることで、ごみがかきあげられてから、センサーがごみを検知するまでの間のごみの取り残しをなくし、集塵性能を向上させるｋとができるものである。

（実施の形態３）
次に本発明の第３の実施の形態について、図２、５を用いて説明する。なお、上記の実施の形態と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。図２で、センサー１１は、ごみの粒子の大きさをある程度判別可能なものとする。図５はセンサー１１からの出力が処理され、電動送風機４Ａ、４Ｂを制御するタイミングチャートを示している。

上記構成において、動作、作用を説明する。

電気掃除機を駆動させると、回転方向等しい、二つの電動送風機４Ａ、４Ｂが回転する。それらの動力は軸６Ａ、６Ｂにかけられたベルト７Ａ、７Ｂを介して、二つの回転ブラシ５Ａ、５Ｂに伝達される。やがてごみが吸気口１０から吸気パイプ８へ進入すると、センサー１１によって、ごみの存在が検知され、かつある程度のごみの粒子の大きさが判別される。今、例えば、吸い込んだごみの粒子が小さいものとすれば、センサー１１からの信号が処理され、モータ制御部にうつり、最初Ｎ１だった電動送風機４Ａの回転数のみをＮ２までＵＰする（ｔ１）。これにより、回転ブラシ５Ａの回転数が上がり、もともと直径が大きく、トルクがある回転ブラシ５ＡをさらにパワーＵＰし、効率よく細塵を採取することができる。

このように、本実施の形態によれば、吸い込んだごみの粒子の大きさをセンサーによって判別して、掃除に適した方の回転ブラシの回転数を上げ、効率よく塵埃を採取することができるものである。

以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、集塵性能の向上が図れるので、産業機器等の用途にも幅広く適用できる。

（ａ）本発明の第１の実施の形態を示すアップライト型電気掃除機の底面図（ｂ）同電気掃除機の底面の部分断面図 （ａ）本発明の第２の実施の形態を示すアップライト型電気掃除機の底面図（ｂ）同電気掃除機の底面の部分断面図 本発明の第２の実施の形態を示す制御ブロック図 本発明の第２の実施の形態を示す制御タイミングチャート 本発明の第３の実施の形態を示す制御タイミングチャート 従来例を示すアップライト型電気掃除機の斜視図 従来例を示すアップライト型電気掃除機の底面図

符号の説明

１ 電気掃除機の本体部
２ ノズル部
３ 電動送風機室
４ 電動送風機
５ 回転ブラシ
６ 軸
７ ベルト
８ 吸気パイプ
９ ブラシ
１０ 吸気口
１１ センサー

Claims (6)

1. 集塵室と、吸引力を発生する二つの電動送風機を格納する電動送風機室を備えた本体部と、前記本体部と連通し、並列に並んだ二つの回転ブラシを備えたノズル部とを備え、前記二つの電動送風機は、それぞれの吸込口が向かい合い、それぞれの中心軸が略同軸上になるように電動送風機室内に配設され、二つの回転ブラシは、各々の電動送風機の中心軸から、各々別の回転ブラシのプーリ部にベルトかけて動力が伝達される構成とし、その際の減速比率を各々の回転ブラシで異なるように設定した電気掃除機。
2. 二つの回転ブラシに植毛されたブラシの材質がそれぞれ異なることを特長とした請求項１記載の電気掃除機。
3. 二つの回転ブラシの回転数をそれぞれ独立に制御可能とすることを特長とした請求項１または２記載の電気掃除機。
4. ノズルの吸気口を二つの回転ブラシの間に配設し、吸気口前方の回転ブラシは、掃除機の前進を補助する方向と同一方向、吸気口後方の回転ブラシは掃除機の逆進行方向を補助する方向と同一方向に回転することを特長とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気掃除機。
5. ノズルから掃除機本体の集塵室に至る間に、吸い込んだごみを感知するセンサーを設け、前記センサーの出力に応じて、二つの回転ブラシの回転数が制御可能で、それぞれで抑揚のタイミングをずらすようにした請求項４記載の電気掃除機。
6. ノズルから集塵室に至る間に、吸い込んだごみの大きさを感知するセンサーを設け、そのセンサーの出力に応じて、二つの回転ブラシの回転数を別々の目標値に制御する請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気掃除機。

Images