JP2007068957A - 空気内部循環方式の浮上型自走式掃除機 - Google Patents

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Noriyuki Fujii
Michio Koizumi
道夫 小泉
規幸 藤井
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規幸 藤井
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Abstract

【課題】電動送風機から排出される送気圧を利用して掃除機本体を浮上させ、床面の塵を集塵し、その空気を本体の外に放出しない空気内部循環型で、また送気圧の一部を利用して本体を移動させ、本体を移動させる動力源とした自走式掃除機の開発。
【解決手段】電動送風機2から排出される送気圧を圧力室3に蓄積しその圧力で掃除機本体を浮上させる。浮上させた後の空気は直ちに吸引ポート5に吸引される、その際床面4の塵を一緒に吸引し集塵室6に装填している集塵袋7で集塵する。集塵後の空気は空気吸い込み口8を通過して再び圧力室に排気され内部循環を形成する。電動送風機の上部に配設された回転部材には吸引ポート5、吹上ファン11が装着しており、それらが回転しながら圧力室から出る空気を吸引し更にファンにより上方に吹き上げて外部流失を防止する。浮上した掃除機は移動摩擦抵抗が低い為小さな駆動力で移動を行う事が可能となる。
【選択図】図1

Description

電動送風機から排出される送気圧を利用して掃除機本体を床面より浮上させ、自由に移動が可能とした自走式掃除機。
従来の自走式掃除機は掃除機本体を支持し移動を行う為のローラーを有し、移動しながら周辺のゴミを集塵し排気を本体外に排出する構成が一般的である(例えば、特許文献1及び2参照。)。
また、集塵後の空気を掃除機の外に放出させない空気循環式のロボット掃除機が有るが(例えば、特許文献3参照。)、やはり掃除機本体を支持し移動を行う為のローラーを有し、又ゴミを吸い込む為の吸い込みポートとそれに隣接して集塵した後の空気を床面に再噴射させる空気噴射口とを相互に有するという構成で成立している。
特許公開2004−337632 特許公開2004−49593 特許公開2003−310489
従来の自走式掃除機で採用しているローラー駆動方式では、掃除機本体の全重量をローラーが受けながら移動を行う為大きな駆動力を必要とし複雑な機構となる。又集塵後の排気を掃除機本体の外に放出して室内の空気を汚したりする懸念がある。
本発明は電動送風機の排気圧を利用して掃除機本体を浮上させることによりローラー駆動方式を廃止し簡易な駆動方式で成立させると共に、単純な空気内部循環システムで集塵後の排気を外部に放出しない改良を行う。
掃除機本体は図1の様に電動送風機2の下部から排出される空気を圧力室3に蓄積しその圧力よって浮上している。本体を浮上させた後の空気は圧力室3の底部3aと床面4の隙間を通過して圧力室3の外に排出される。圧力室3の外には空気吸い込み用の吸引ポート5が配置されており圧力室3から漏れ出た空気を吸引する、その時吸引ポート5の周辺にある塵は空気と共に吸引され、吸引ダクト5aを経由して集塵室6に送り込まれる。集塵室6には集塵袋7が装填されていて吸引された塵はそこに集塵される。集塵後のクリーンな空気は電動掃除機2の上部にある空気吸い込み口8から電動送風機2の中に送り込まれ再び圧力室2に排出されるという空気内部循環方式を形成している。
電動送風機2の上部には減速装置9が連結されていて電動送風機2の回転数を減速し且つ回転方向を反転させた動力を出力している。減速装置9の出力軸には回転部材10が連結されておりその回転部材10に前述の集塵室6、吸引ポート5、及び後述する吹上ファン11が装着されていて一緒に回転する。その結果吸引ポート5は圧力室の周囲を常時周回しながら床面4の塵を吸引することになる。また回転部材10は本体内部の構造部材に対しボールベアリング12を介して軽摩擦で回転する構造となっている。
基本的には前述の空気内部循環システムであるが、圧力室3から排移出された空気が全て吸引ポート5に吸い込まれずに本体カバー1の底部1aから掃除機本体の外に漏れだし周囲の塵を撒き散らす可能性も考えられる。本発明はその危険性を解決する目的で吸引ポート5のさらに外周に吹上ファン11を設けている。吹上ファン11は吸引ポート5と本体カバー底部1aの中間に位置したドーナツ状のファンで全周にフィンを備えており、回転部材10に固定されて回転し吸引ポート5に吸い込まれずに漏れ出た空気を強制的に上方に吹き上げる。
又、電動送風機2から排出される送気圧を利用して本体を移動させる動力源としている。図1はその一例で、送気圧の一部を駆動用噴射ダクト16を経由して圧力室内3の床面4に向かって吹き付けその反力で掃除機本体を駆動する方法である、又送気圧を羽根車に吹き付けその回転力で駆動する方法等も考えられる。
本発明の図1に示す構成によれば電動送風機2から排出される空気を圧力室3に通すだけで本体を浮上させ、さらに圧力室3から流出する空気を直ぐに吸引ポート5で吸引させると同時に付近の床面4の塵を吸い上げる極めて単純な構成で成り立っていると共に、空気を内部で循環しているので排気が掃除機本体より殆ど排出されず室内の空気を汚さない効果が有る。
又掃除機本体を浮上させているので移動摩擦が軽減し小さな移動力で掃除機を動かすことが可能である、本例は電動送風機2からの送気圧の一部を利用して本体移動の駆動源としており、モーター等の新たな動力源を必要とせず機構が簡素化されるメリットがある。
(イ)図1は掃除機本体の内部構成を表現している断面図である。空気を吸引し排気を行う電動送風機2は圧力室3を形成するフレーム13に固定されている。電動送風機2の下側は空気を排出する側である、排出された空気は圧力室3に蓄積されその圧力で掃除機本体を浮上させる。一方の上側は空気を吸い込む側で空気吸い込み口8を備えている。その空気吸い込み側に電動送風機2と直結した減速装置9が装備されており、電動送風機2の回転数を減速させると同時に回転方向を反転させた動力を出力している。
(ロ)減速装置9の出力軸には回転部材10が固定されており、さらに回転部材10には集塵室6、吸引ダクト5a、吸引ポート5、吹上ファン11が固定されており一緒に回転する。回転部材10はスムーズな回転を得る為フレーム13と電動送風機2に対してボールベアリング12を介して回転する。集塵室6には集塵袋7が装填され吸引ポート5で吸い込んだ塵を集塵する。集塵袋7の交換は本体カバー1の上部にある集塵カバー14を開けて行う。
本体カバー底部1aの内側にはスカート15が装備されている。スカート15は薄い柔軟な材質で床面と軽く接する程度に取付られ、本体カバーから漏れ出そうとする空気を更に防止する役目を持つ。
(ハ)図2は図1のA−A断面図である。図3は掃除機本体を下方から見た図1の下面図である。
(ニ)以上の様に電動送風機2の下部より排気された空気はまず圧力室3で本体を浮上させ、次に床面4の塵を拾いながら吸引ポート5より集塵室6に運ばれ、集塵袋7に塵を集積した後に空気吸い込み口8から電動送風機2に吸引され再び圧力室3へ排出されるという完全な空気内部循環システムを形成している。
吸引ポート5に吸引されなかった空気はその外側で回転する吹上ファンで強制的に上方に吹上げられ、吸引ダクト5aの側面に設けた外周吸い込み口17から集塵室6に吸引されることにより掃除機外への空気の流出を阻止すると共に、スカート15により更なる流失防止を図っている。
(ホ)電動送風機2に直結している減速装置9の回転出力は吸引ポート5及び吹上ファン11の効率に最適な回転数を供給すると共に、電動送風機2の回転方向に対し逆回転方向の動作を行う。その結果掃除機本体の電源スイッチを入れた際の電動送風機2の自転力を相反する効果を生じる。
(ヘ)また図1には電動送風機2から圧力室3に排気される空気の一部を取り込んで圧力室3の内部の床面4に吹き付ける駆動用噴射ダクト16が図示されている。掃除機本体が浮上しており移動摩擦が軽減している為、噴射による反力の様な比較的小さな駆動力で掃除機本体を駆動できる一方式として図示している。この方式以外にも電動送風機2より排気される送気圧を利用して羽根車を回転させ、その動力で掃除機本体を駆動する様な比較的簡易な機構なども考えられる。
掃除機本体の断面図である。 図1のA−A断面図である。 図1に対する下面図である。
符号の説明
1 本体カバー
1a 本体カバー底部
2 電動送風機
3 圧力室
3a 圧力室底部
4 床面
5 吸引ポート
5a 吸引ダクト
6 集塵室
7 集塵袋
8 空気吸い込み口
9 減速装置
10 回転部材
11 吹上ファン
12 ボールベアリング
13 フレーム
14 集塵室カバー
15 スカート
16 駆動用噴射ダクト
17 外周吸い込み口

Claims (1)

  1. 電動送風機から排出される送気圧を利用して本体を浮上させる浮上型自走式掃除機で、浮上させた空気を本体内部で循環させることによって床面のゴミを集塵するとともに、送気圧の一部を利用して本体を移動させる動力源とした掃除機。
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