JP2007089820A - 電気掃除機用床ノズルと電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】安価な構成で、軽量、コンパクトで、回転トルクの大きな回転ロータを備えた電気掃除機用床ノズルを提供する。
【解決手段】外周に少なくとも一条の螺旋状の清掃体２８及び、風受け体３１を有し塵埃を掻き上げる回転ロータ１６と、前記回転ロータ１６を回転自在に収納する回転ロータ室１７と、外郭１０の側面に配され前記回転ロータ室１７と連通し外気を取り入れる空気導入口１９とを備え、前記空気導入口１９から流入する空気を、前記回転ロータ１６の少なくとも一方の端部から他端側に向けて流すようにして前記清掃体２８及び、風受け体３１に当てて前記回転ロータ１６を回転させるようにしたもので、タービンやノズルなどの別部品を使用することなく回転ロータ１６を高トルクで回転させることができるので、軽量、コンパクトで、掃除性能に優れた電気掃除機用床ノズルを提供することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、塵埃掻き上げ用の回転ロータを有する電気掃除機用床ノズルとそれを用いた電気掃除機に関するものである。

従来のこの種の電気掃除機用床ノズル（以下「床ノズル」という）として、内蔵された電動機で回転ロータを回転駆動し、塵埃を掻き上げるようにしたものがあるが、電動機を内蔵しているため床ノズルが重くなり、床面での操作性が悪くなると共に、電動機に電力を供給するために、電線や電気的接続を行うためのコネクターなどを、電気掃除機本体は勿論、電気掃除機本体と床ノズルを連通接続するホース、延長管並びに床ノズルに設けなければならず、それぞれが重くなり、しかもコスト高になるという問題があった。

このような問題を解決するために、吸引気流を利用して回転ロータを回転駆動するようにして電動機を使用しないようにしたものが最近増えている。

その一例として、回転ロータの回転軸と平行の回転軸を有すると共に複数の羽根からなり吸引風で回転するエアータービンを備え、プーリーとベルトを介してそのエアータービンの動力で回転ロータを駆動するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

又、回転自在で両端にタービンを有する回転ロータと、前記タービンと前記回転ロータを覆うと共に前記タービンに対向する位置に吸気口を有するブラシカバーとを備え、前記吸気口から流入した吸引風を前記タービンの回転軸と直交する方向から前記タービンにあてて前記タービンと共に回転ロータを回転するようにしたものもある（例えば、特許文献２参照）。

又、回転自在で周面の長手方向に清掃用のブレードを有する回転ロータと、床ノズルの前面部に左右方向に渡って開口した空気導入口を備え、前記空気導入口から吸引された空気を前記ブレードに直接当てて回転ロータを回転駆動するようにしたものもある（例えば、特許文献３参照）。

又、回転自在の回転ロータと、前記回転ロータと同軸で一体に回転しかつ床ノズル本体に近接して配設され複数の羽根を有する羽根車と、ノズルと、床ノズル本体の側面に設けられ外部からの空気を取り入れる空気取り入れ口とを備え、前記空気取り入れ口から流入した吸引風がノズルに集められて加速された後に羽根車に衝突することで、トルクが発生し、羽根車と共に回転ロータを回転駆動させるようにしたものもある（例えば、特許文献４参照）。

さらに、中空筒状で外周面に噴気口とブラシ毛などからなる可撓体を有する回転自在の回転ロータと、回転ロータの端部に嵌着された動翼タービンと、床ノズル本体の側面に開口した吸気口とを備え、電気掃除機の運転に伴う吸引力で、吸気口を通して吸引した外気が動翼タービンの各羽根に当たることにより、動翼タービンが回転しそれに伴い回転ロータが回転し、動翼タービンを通過した空気は、回転ロータ内を通って噴気口より出て吸引通路に至るようになっているものもある（例えば、特許文献５参照）。
特開平６−８６７４４号公報 特開平５−１７６８７０号公報 特開平１０−２３４６２９号 特許２８９４４８４号公報 特開平１１−１０４０４７号公報

しかしながら、上記従来のそれぞれの電気掃除機用床ノズルには以下の様な課題があった。
特許文献１に開示された従来の電気掃除機用床ノズルの構成では、エアータービンを収納するためのスペースが余分に必要となり、床ノズルが大型化すると共に、エアータービンの動力を、プーリーやベルトを介して伝達するため、回転ロータを回転させる構造が複雑で、部品点数が多く、床ノズルを安価に構成することができない。

又、特許文献２に開示された従来の電気掃除機用床ノズルの構成では、回転ロータに設けた清掃用のブレードやブラシをタービンが配された部分に延設できないので、床ノズルを床面で操作したときの掃除幅が短くなり、掃除効率が大幅に低下する。又、吸気口から流入した吸引風の向きが、タービンに衝突した後直角に曲げられるので、タービン部分での空気通過抵抗が大きくなり、タービンを強いトルクで回転させることができない。

又、特許文献３に開示された従来の電気掃除機用床ノズルの構成では、前方からの吸引風が、回転ロータの外周に設けたブレードの表面に略垂直に当たるので、吸引風を一番効率良く受けることができるが、その代償として回転抵抗が非常に大きくなるため、大きな回転トルクが得られず、被掃除面の清掃効率が悪い。

又、特許文献４に開示された従来の電気掃除機用床ノズルの構成では、回転ロータに設けた清掃用のブレードやブラシを、羽根車やノズルが配された部分まで延設できないので、床ノズルを床面で操作したときの掃除幅が短くなり、掃除効率が大幅に低下する。又、羽根車やノズルなどを設けるため構造が複雑で、しかも部品点数が多くなり、床ノズルを安価に構成することができない。また、流入する空気中に含まれる塵埃が、ノズルや羽根車の空気が通過する狭い部分に詰まりやすいので、回転トルクが次第に低下し、掃除効率が著しく低下する。

又、特許文献５に開示された従来の電気掃除機用床ノズルの場合も、回転ロータに設けた清掃用のブレードやブラシを、動翼タービンが配された部分まで延設できないので、その分床ノズルを床面で操作したときの掃除幅が短くなり、掃除効率が低下する。又、動翼タービンを設けるため構造が複雑で、しかも部品点数が多くなり、床ノズルを安価に構成することができない。また、動翼タービンによる回転トルクを上げるためにそれを構成する羽根と羽根との間が狭くなっており、このため、流入する空気中に含まれる塵埃が羽根と羽根との間に詰まりやすくなって、風の通りが悪くなるので動翼タービンによる回転トルクが低下し、掃除効率が低下する。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、安価な構成で、回転ロータの回転トルクが大きく、清掃性能に優れた電気掃除機用床ノズルとそれを用いた電気掃除機を提供する事を目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電気掃除機用床ノズルは、外周に少なくとも一条の螺旋状の清掃体及び、少なくとも一条の螺旋状の風受け体を有し塵埃を掻き上げる回転ロータと、前記回転ロータを回転自在に収納する回転ロータ室と、外郭の側面に配され前記回転ロータ室と連通し外気を取り入れる空気導入口とを備え、前記空気導入口から流入する空気を、前記回転ロータの少なくとも一方の端部から他端側に向けて流すようにして前記清掃体及び、前記風受け体に当てて前記回転ロータを回転させるようにしたもので、一方の端部から他端側に向かって流れる空気により清掃体及び、風受け体に連続して回転トルクが加わるので、タービンやノズルなどの別部品を使用することなく回転ロータを高トルクで回転させることができ、軽量、コンパクトで、掃除性能に優れた電気掃除機用床ノズルを提供することができる。

又、本発明の電気掃除機は、電動送風機と、塵埃を捕集する集塵室と、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気掃除機用床ノズルとを備え、前記電動送風機と前記掃除機用床ノズルとを連通させたもので、タービンやノズルなどの別部品を使用することなく回転ロータを高トルクで回転させることができるので、軽量、コンパクトで、掃除性能に優れた電気掃除機を提供することができる。

本発明の電気掃除機用床ノズルは、タービンやノズルなどの別部品を使用することなく回転ロータを高トルクで回転させることができるので、軽量、コンパクトで、掃除性能に優れた電気掃除機用床ノズルを提供することができる。

第１の発明は、外周に少なくとも一条の螺旋状の清掃体及び、少なくとも一条の螺旋状の風受け体を有し塵埃を掻き上げる回転ロータと、前記回転ロータを回転自在に収納する回転ロータ室と、外郭の側面に配され前記回転ロータ室と連通し外気を取り入れる空気導入口とを備え、前記空気導入口から流入する空気を、前記回転ロータの少なくとも一方の端部から他端側に向けて流すようにして前記清掃体及び、前記風受け体に当てて前記回転ロータを回転させるようにしたもので、一方の端部から他端側に向かって流れる空気により清掃体及び、風受け体に連続して回転トルクが加わるので、タービンやノズルなどの別部品を使用することなく回転ロータを高トルクで回転させることができ、軽量、コンパクトで、掃除性能に優れた電気掃除機用床ノズルを提供することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の螺旋状の清掃体及び、風受け体の捩り角度を、回転ロータの全長換算で３６０度以上１４４０度以下としたもので、回転ロータを、掃除作業に支障をきたすことの無い十分な回転トルクで回転させることができると共に、清掃体の端部と掃除面との接触抵抗が低減するので、回転ロータをより高速に回転させて掃除性能を高めることができる。

第３の発明は、特に、第１又は第２の発明の外郭の両側面に空気導入口を配し、かつ螺旋状の清掃体及び、風受け体の捩り方向を回転ロータの長手方向途中から反対方向にして、前記清掃体及び、前記風受け体を略Ｖ字状に配したもので、掻き上げられた塵埃が両端から中央に向かって流れるので回転ロータ室内での滞留時間が短く速やかに吸引され、掃除効率が良く、また、掻き上げた塵埃を撒き散らすことも少なくなる。

第４の発明は、電動送風機と、塵埃を捕集する集塵室と、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気掃除機用床ノズルとを備え、前記電動送風機と前記掃除機用床ノズルとを連通させたもので、タービンやノズルなどの別部品を使用することなく回転ロータを高トルクで回転させることができるので、軽量、コンパクトで、掃除性能に優れた電気掃除機を提供することができる。

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

図１は、本発明の第１の実施例における電気掃除機用床ノズルを接続した電気掃除機の全体側面図、図２は、同電気掃除機用床ノズルの外観斜視図、図３は、同電気掃除機用床ノズルの裏面斜視図、図４は、同電気掃除機用床ノズルに取り付けられた回転ロータの斜視図である。

図１において、電気掃除機１は、前部に塵埃を捕集する集塵室２と、後部に電動送風機３を内蔵した電動送風機室４をそれぞれ備えた掃除機本体５と、前記集塵室２に連通するように一端が掃除機本体５に接続されるホース６と、ホース６の他端に設けられたハンドルパイプ７に着脱自在に接続される延長管８とを備え、前記延長管８の他端に、本実施例における電気掃除機用床ノズル９（以下「床ノズル９」という）が接続される。

次に図２〜４を用いて、本実施例における床ノズル９の詳細について説明する。
図２〜４において、床ノズル９の外郭１０は、上ケース１１と、下面に吸い込み口１２を有する下ケース１３からなり、外周に、掃除の際に家具などへの傷付を防止するためのバンパー１４が設けられ、前部に、回転ロータ１６を回転自在に収納すると共に吸い込み口１２と連通する回転ロータ室１７が配されている。又、床ノズル９の後部には、延長管８に接続される接続管１８が傾動自在に取着されている。１９は、上ケース１１の両側面の回転ロータ１６の端部近傍に設けられ外気を導入するための空気導入口で複数設けられている。本実施例では、空気導入口１９を、上ケース１１の側面のみに設けているが、下ケース１３又は、バンパー１４の側面のみ或いは、上ケース１１、下ケース１３、バンパー１４の内いずれか二つ又は、全てにまたがって設けても良い。

２０は、下ケース１３の下面の前部、後部にそれぞれ一対ずつ設けた走行用ローラーで、床ノズル９を木床などの掃除面に置いたとき、その掃除面と下ケース１３の底面との間に所定の隙間を確保して、床ノズル９が掃除面に密着して操作性が悪くなることの無いようにするものである。

２３は、床ノズル９の略中央でかつ回転ロータ１６の後方に位置し、回転ロータ室１７と接続管１８とを連通する吸引口である。
次に、回転ロータ１６の構成について図４を用いて説明する。

図４において、回転ロータ１６は、アルミニウムなどの金属材料からなり外周面の長手方向に均等に４本の溝部２６を設けたロータ２７と、一端が溝部２６に嵌合装着される清掃体２８と、同じく一端が溝部２６に嵌合装着される風受け体３１と、清掃体２８、風受け体３１をロータ２７に装着した後、そのロータ２７の両端部に圧入される軸受けホルダー２９から構成されている。３０は、軸受けホルダー２９を回転自在に支持すると共に、床ノズル９の側壁に保持される軸受けである。

清掃体２８は、ロータ２７に装着されて、その開放端が回転ロータ１６の回転時に床面や絨毯などの被清掃面に当接するように設定されている。

風受け体３１は、清掃体２８と同様にロータ２７に装着されているが、その開放端は回転ロータ１６の回転時において、床面や絨毯などの被清掃面には当接しないように設定されている。

ロータ２７に設けた溝部２６は、ロータ２７の一方の端部（例えば、図３において、右端）から中央部にかけて半時計方向に所定の捩り角度で螺旋状に形成され、中央部から他端にかけて反対方向、すなわち時計方向に同じく所定の捩り角度で螺旋状に形成されている。本実施例では、所定の捩り角度を、回転ロータ１６の全長に換算して３６０度、すなわち、ロータ２７の一方の端部から中央部にかけて反時計方向に１８０度の捩り角度で螺旋状に形成され、そこから他端にかけて時計方向に１８０度の捩り角度で螺旋状に形成され、いわゆる略Ｖ字状に形成されている。従ってこの溝部２６に装着された清掃体２８、及び風受け体３１も、略Ｖ字状になる。

なお、上記実施例では、捩り角度を、回転ロータ１６の全長に換算して３６０度に設定しているが、５４０度、７２０度と３６０度以上１４４０度以下の角度であれば、その角度を限定するものではない。また溝部２６の断面形状は、ロータ２７の全長に渡って、一定の略いちょう型で、外周開口を内部に対して狭くなるように形成されている。

上記構成による電気掃除機用床ノズルの動作、作用について図５を用いて説明する。
最初に、電気掃除機本体５にホース６、延長管８を介して接続された床ノズル９を絨毯上で使用する場合について説明する。

床ノズル９を絨毯上に置いて、電気掃除機本体５を運転すると、電気掃除機本体５に内蔵された電動送風機３による吸引力が、ホース６、延長管８、接続管１８、吸引口２３及び回転ロータ室１７を経て、吸い込み口１２に作用する。このとき、絨毯上では床ノズル９の走行ローラ２０が絨毯に埋没しているので、吸い込み口１２が絨毯でほとんど密閉された状態となり、吸引力は、上ケース１１の側面に設けた空気導入口１９に作用し、外気が空気導入口１９から流入し、回転ロータ１６の両端から中央に向かって破線の矢印で示すように流れ、そのときに、その空気が回転ロータ１６の外周面に配された螺旋状の複数の清掃体２８及び、風受け体３１の表面に直接かつ強く吹き付けられ、回転ロータ１６を矢印Ａ方向に回転させる回転トルクが発生する。

床ノズル９の外郭１０の側面に設けた空気導入口１９から連続して吸引された空気は、螺旋状の清掃体２８及び、風受け体３１の表面に沿って床ノズル９内の中央に設けた吸引口２３に向かって移動するが、その間、空気が連続して清掃体２８及び、風受け体３１に回転トルクを与えることになるので、強力な回転トルクが発生し、回転する清掃体２８で絨毯に付着した塵埃３２を掻き上げ、掻き上げられた塵埃３２は、床ノズル９の側部から中央に向かって移動する空気で吸引口２３まで運ばれる。

吸引口２３から吸引された塵埃２３は、空気と共に延長管８、ホース６を通って、電気掃除機本体５に内設された集塵室２で捕集され、きれいになった空気は、電気掃除機本体５の後部に設けた排気口（図示せず）から外部に排出されていく。

次に、本実施例における床ノズル９を、畳や木床などで使用する場合について述べる。
特に図示しないが、床ノズル９を、畳や木床上（以下「掃除面」という）で使用する場合、走行ローラ２０により、床ノズル９の下ケース１３の底面と掃除面との間に所定の隙間が確保されるので、電気掃除機本体５を運転したときに作用する吸引力により吸引される空気のほとんどは、塵埃と共に通気抵抗の小さい下ケース１３の底面と掃除面との間を通って、吸い込み口１２から流入し、吸引口２３から吸い込まれていく。この間、下ケース１３の側面に設けた空気導入口１９からはほとんど空気が流入しないので、回転ロータ１６は回転せず、清掃体２８で掃除面をいためたりすることが無い。

ただし、清掃体２８に木床などの掃除面を磨き上げる機能を設けたい場合は、下ケース１３の底面と掃除面との隙間と、空気導入口１９の開口面積を適宜設定することで、床ノズル９を木床などの掃除面で使用する場合も、磨きに適した適当な回転数で回転ロータ１６を回転させることもできる。

以上のように、本実施例によれば、エアータービン、動翼タービン、ノズルなどの別部品を使用することなく、回転ロータ１６を高トルクで回転させることができるので、軽量、コンパクトで、掃除性能に優れた電気掃除機用床ノズル９を提供することができる。

又、清掃体２８及び、風受け体３１を略Ｖ字状に配し、床ノズル９の外郭１０の両側面に配した空気導入口１９から空気を導入するようにしたことにより、掻き上げられた塵埃の回転ロータ室１７内での滞留時間が短く速やかに吸引口２３から吸引されるので、掃除効率が良く、また、掻き上げた塵埃を撒き散らすことも無い。

又、本実施例では、清掃体２８及び、風受け体３１の捩り角度（＝溝部２６の捩り角度）を、回転ロータ１６の全長に換算して３６０度としたが、これ以上の捩り角度にすれば、回転ロータ１６の回転トルクが向上すると共に、清掃体２８の端部と絨毯との接触抵抗が低減するので、回転ロータ１６をより高速に回転させて掃除性能を高めることができる。

又、本実施例では、清掃体２８と風受け体３１を各々別部品とする構成で説明しているが、図６に示すように、清掃体２８と風受け体３１を一体若しくは一体的に形成した構成でも同様の効果が得られるものである。

図７は、本発明の第２の実施例における電気掃除機用床ノズルの一部欠載斜視図である。なお、上記第１の実施例における電気掃除機用床ノズルと同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。

上記第１の実施例では、空気導入口１９を外郭１０を形成する上ケース１１の両側面に設け、略Ｖ字状の清掃体２８及び、風受け体３１を有する回転ロータ１６を用いると共に、吸引口２３を床ノズル９の略中央に配したが、本実施例は、図７に示すように、空気導入口１９を上ケース１１の一方の側面のみに設け、回転ロータ１６の外周に清掃体２８及び、風受け体３１を、一方の端部から他端にかけて一方向に捩って設け、さらに吸引口２３を、床ノズル９の、空気導入口１９と反対側の端部に設けたものである。
なお、吸引口２３は、床ノズル９の端部に設けられているものの、接続管１８とは、図示しない空気通路で連通するように構成されている。

上記構成により、本実施例における床ノズル９を絨毯上で使用すると、上ケース１１の一方の側面に設けた空気導入口１９より流入した空気が、回転ロータ１６の空気導入口１９側端部より他端側にかけて流れると共に、一方向に捩られた清掃体２８及び、風受け体３１に次々と当たり、清掃体２８及び、風受け体３１に回転トルクを与えて、回転ロータ１６を回転させながら、床ノズル９の他端側に移動していき、清掃体２８で掻き上げられた塵埃３２と共に吸引口２３より吸引されていく。

以上のように本実施例によれば、回転ロータ１６の外周面に設けた清掃体２８及び、風受け体３１が、一方向のみに捩られているので、ロータ２７に設ける溝部２６の形成、及び溝部２６への清掃体２８及び、風受け体３１の装着が容易になり、床ノズル９を安価に構成することができる。

以上のように、本発明にかかる電気掃除機用床ノズル及び電気掃除機は、エアータービン、動翼タービン、ノズルなどの別部品を使用することなく、回転ロータを高トルクで回転させることができるので、軽量、コンパクトで、掃除性能に優れたもので、家庭用、業務用の各種電気掃除機に適用することができる。

本発明の第１の実施例における電気掃除機用床ノズルを接続した電気掃除機の全体側面図 同電気掃除機用床ノズルの外観斜視図 同電気掃除機用床ノズルの裏面斜視図 同電気掃除機用床ノズルに取り付けられた回転ロータの斜視図 同電気掃除機用床ノズルの一部欠載斜視図 同電気掃除機用床ノズルの清掃体と風受け体を一体的に構成した例を示す回転ロータの部分斜視図 本発明の第２の実施例における電気掃除機用床ノズルの一部欠載斜視図

符号の説明

１ 電気掃除機
２ 集塵室
３ 電動送風機
５ 電気掃除機本体
９ 電気掃除機用床ノズル
１０ 外郭
１６ 回転ロータ
１７ 回転ロータ室
１９ 空気導入口
２３ 吸引口
２８ 清掃体
３１ 風受け体

Claims (4)

1. 外周に少なくとも一条の螺旋状の清掃体及び、少なくとも一条の螺旋状の風受け体を有し塵埃を掻き上げる回転ロータと、前記回転ロータを回転自在に収納する回転ロータ室と、外郭の側面に配され前記回転ロータ室と連通し外気を取り入れる空気導入口とを備え、前記空気導入口から流入する空気を、前記回転ロータの少なくとも一方の端部から他端側に向けて流すようにして前記清掃体及び、前記風受け体に当てて前記回転ロータを回転させるようにした電気掃除機用床ノズル。
2. 螺旋状の清掃体及び、風受け体の捩り角度を、回転ロータの全長換算で３６０度以上１４４０度以下とした請求項１に記載の電気掃除機用床ノズル。
3. 外郭の両側面に空気導入口を配し、かつ螺旋状の清掃体及び、風受け体の捩り方向を回転ロータの長手方向途中から反対方向にして、前記清掃体及び、前記風受け体を略Ｖ字状に配した請求項１又は２に記載の電気掃除機用床ノズル。
4. 電動送風機と、塵埃を捕集する集塵室と、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気掃除機用床ノズルとを備え、前記電動送風機と前記掃除機用床ノズルとを連通させた電気掃除機。