JP2008188067A - 回転清掃体、及び回転清掃体を備えた空気調和機及び掃除機用吸込具、及び掃除機用吸込具を備えた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】そりが少なく、強度が増し、外径が細く、回転ズレが少なく、製造が容易でコスト安な回転清掃体を作ることにより、空気調和機に配置されているエアフィルター等の全長の長い箇所の清掃や、じゅうたん等の塵埃の掻き出し効果に優れた回転清掃体を提供する。
【解決手段】機器に回転自在に取着されるとともに、芯棒３９と、可撓性を有し筒状の基部４２の外周に少なくとも１条の清掃片３７を有する清掃体３８とを備え、基部４２に芯棒３９を挿入し、清掃体３８に外力を加えることにより、基部４２の内壁を、芯棒３９の外周面に圧接させるとともに、基部４２と芯棒３９の圧接状態を保持させる保持手段を設けた。
【選択図】図７

Description

本発明は、回転しながら塵埃を除去する回転清掃体と、それを用いた空気調和機と掃除機用吸込具、及び電気掃除機に関するものである。

従来の空気調和機には、吸込口と熱交換器との間に、空気調和機本体内部への塵埃の侵入を防ぐためにエアフィルターが配置されており、空気調和機の運転に伴い吸込口から空気と共に侵入する塵埃を捉える機能を有している。このため、エアフィルターには捉えた塵埃が徐々に付着するとともに、網目が徐々に詰まってしまい風量を低下させてしまうので、空気調和機本体から着脱可能に構成して、定期的にエアフィルター表面を電気掃除機等で吸引したり、洗浄したりしなければならなかった。

エアフィルターのメンテナンスの手間を低減する目的で、駆動軸に張架したベルト上のエアフィルターと、前記エアフィルターの表面に接する回転ブラシを設け、前記駆動軸を回転させてエアフィルターを移動させながら、その表面に堆積した塵埃を、回転ブラシを回転させて掻きとるようにした空気調和機がある（例えば、特許文献１参照）。

図１は、上記特許文献１に記載された従来の回転ロータを搭載した空気調和機の縦断面図である。

図１において、空気調和機本体１内には、熱交換器２と、室内の空気を取り入れる吸込口３と、前記熱交換器２と前記吸込口３の間に設けられたベルト状のエアフィルター４と、このエアフィルター４を張設した駆動軸６および従動軸７と、前記駆動軸６を回転駆動するサーボモーター５と、前記エアフィルター４で捕集された塵埃を除去する回転ロータ８と、前記回転ロータ８を回転駆動する駆動手段（図示せず）と、前記吸込口３と連通すると共に前記回転ロータ８を内設し排出口９を有する排気管１０と、前記排気管１０内に設けられた塵埃排出用ファン１１と、前記吸込口３から室内の空気を吸引し、熱交換器２を通して吹き出し口１２から、熱交換された空気を室内に吹き出すファン１３とを備えている。

回転ロータ８は、回転自在のロータ８ａと、前記ロータ８ａの外周の長手方向に直線状に植設されたブラシ状の清掃体８ｂから構成されている。

上記構成による従来の回転ロータと空気調和機の動作、作用は以下の通りである。

空気調和機本体１を、例えば、冷房運転すると、ファン１３により室内の空気が吸引口３から流入し、エアフィルター４を通って熱交換器２に至り、そこで冷却され、冷たい空気が吹き出し口１２から室内に吹き出される。吸引される室内の空気に含まれる塵埃は、前記エアフィルター４で捕集され、エアフィルター４の表面に堆積する。エアフィルター４の表面に塵埃が堆積してくると、空気の通気圧損が増加し、熱交換効率が低下してくるので、定期的に或いは、必要に応じて、エアフィルター４上の塵埃の除去運転が必要となる。

塵埃の除去運転は、サーボモーター５を運転して駆動軸６を回転させてベルト状のエアフィルター４を連続的に移動させ、その間に回転ロータを回転させると共に塵埃排出用ファン１１を運転するもので、エアフィルター４上の塵埃が、回転ロータ８の清掃体８ｂで掻き取られ、掻き取られた塵埃は、塵埃排出用ファン１１により吸引され、排出口９より室外に排出されるようになっている。

また、掃除機用のアタッチメントとして、使用される吸込具において、内蔵する駆動装置によって回転される回転ロータの寸法精度と、経済的に製造するために回転ロータの全長にわたって、直線状の軸を配し、この軸にブレード部材や、ブラケットを取り付け、固着した構造が考案されている（例えば、特許文献２参照）。

図2は、上記特許文献２に記載された従来の回転ロータを搭載した掃除機用吸込具２０の縦断面図、図3は、同回転ロータの斜視図である。

２１は底面に細長い横長の開口部２２を有する吸込具２０の下ケース、２３は開口部２２の中央で下ケース２１と上ケース（図示せず）によって囲まれた吸気口、２４は掃除機（図示せず）に接続される吸気パイプ、２５はモータ２６の回転を回転ロータ２７に伝えるベルトで、モータ２６の駆動プーリー２８と、回転ロータ２７の従動プーリー２９にかけられている。

回転ロータ２７は、直線状の軸３０、弾性体で作られたブレード部材３１、従動プーリー２９を有する従動側ブラケット３２、遊び側ブラケット３３より構成され、その両側に軸受け３４、３５が嵌められ、下ケース２１に回動自在に保持されている。

底面に横長の開口部２２を設け、内蔵する駆動装置によって回転される回転ロータ２７の外周を、開口部２２底面より突出させた掃除機用吸込具２０において、筒状部の外方に複数のブレード部材３１を有し、可撓性を有するゴムやプラスチック等の材料で押出されたブレード部材３１の中央部に軸３０を挿入し、ブレード部材３１を所定の角度で軸３０の周りに捻りを加え、ブレード部材３１の両端で従動側ブラケット３２と遊び側ブラケット３３で固定して、ブレード部材を螺旋状とした掃除機用吸込具２０の回転ロータ２７が形成される。

上記構成により、電気掃除機を運転すると共に、モーター２６に通電すると、回転ロータ２７が回転し、ブレード部材３１より被清掃面の塵埃が掻き上げられ、電気掃除機に内蔵された電動送風機（図示せず）による吸引力で、開口部２２より、空気と共に吸引される。ブレード部材３１は、じゅうたんの奥に付着した塵埃を除去するために、じゅうたんのパイルを叩いて、奥の塵埃を浮き出させて、掃除機本体（図示せず）の吸引装置により吸い込ませていた。

図4は、掃除機用吸込具２０を接続した電気掃除機の全体側面図である。電気掃除機は、前部に塵埃を捕集する集塵室５１と、後部に電動送風機を内蔵した電動送風機室５３をそれぞれ備えた掃除機本体５０と、集塵室５１に連通するように一端が掃除機本体５０に接続されるホース５４と、ホース５４の他端に設けられたハンドルパイプ５５に着脱自在に接続される延長管５６とを備え、延長管５６の他端に、掃除機用吸込具２０が接続される。

上記構成により、掃除機本体５０を運転し、ハンドルパイプ５５を操作して、掃除機用吸込具２０をフローリングやじゅうたん上で操作すると、掃除機用吸込具２０に内蔵されたモーター２６により回転ロータ２７が回転し、塵埃がブレード部材３１により掻き上げられ、電動送風機５２による吸引力で、空気と共に塵埃が、延長管５６、ホース５４を通って集塵室５１に流れ込みそこで塵埃が捕集される。

また、上記特許文献２の他にも、掃除機用ノズルにおいて、回転ロータの加工を簡単にし、かつ回転時の芯振れ等の加工精度を向上させるために、ロータ及び清掃体からなり、清掃体は伸縮性を有する基部と清掃片とにより形成されると共に、清掃体をロータに装着して形成された回転ロータが考案されている（例えば、特許文献３参照）。

また、回転ロータを構成するロータは中空部を有し、棒状の軸体を挿入し、ロータを軸心の周りに所定の角度捩りを加えて絞ることで、軸体をロータと回転不可能な状態で一体化する構造が考案されている（例えば、特許文献４参照）。

特開平６−７４５２１号公報 特開平９−１５４７８３号公報 特開２００３−４８７号公報 特開２００４−３４４４３６号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されたような従来の空気調和機においては、回転ブラシの芯棒が樹脂でできており、その外周にブラシ毛が植毛されている。前記ブラシ毛で掻き取られた塵埃は、前記ブラシ毛に絡みつき、前記回転ブラシをそのまま使用し続けると、前記回転ブラシが汚れ、汚れた前記回転ブラシにより、エアフィルターが汚れてしまい、かつ清掃効果が減少するという問題があった。また、前記回転ブラシは、樹脂の芯棒にブラシ毛を植毛しているため、そりによる変形が生じ、前記エアフィルターに付着した塵埃を効率よく除去することが困難であった。また、同様に、前記回転ブラシは樹脂の芯棒にブラシ毛を植毛しているため、外径が大きくなってしまい、空気調和機本体が大きくなるという欠点があった。

また、特許文献２に開示されたような従来の掃除機用吸込具においては、回転ロータは、ブレード部材を所定の角度に軸の周りに捻りを加え、ブレード部材の両端でブラケットを軸に固着して、ブレード部材を螺旋状としているが、ブレード部材の両端部以外は、固着されていないため、回転ロータが回転しながら被清掃面に接触する際に、ブレード部材は回転ロータの軸方向にずれを生じ、振れや振動が大きくなり、また清掃効果も減少するという問題があった。

また、特許文献３に開示されたような従来の回転ロータは、清掃体が伸縮性を有する基部と清掃片とにより形成され、基部は円筒形状を形成していて、内径はロータの外径よりも小さく設定されている。清掃体を軸に挿入する際には、何らかの方法で、清掃体の内径を大きくする必要がある。また、清掃体を挿入後に、捩られた清掃体を形成することは、困難であるという問題があった。

また、特許文献４に開示されたような従来の回転ロータは、棒状の軸体を挿入し、ロータを軸心の周りに所定の角度捩りを加えて絞ることで、軸体をロータと回転不可能な状態で一体化できるが、ロータに溝を設けて、溝に清掃体を挿入するために、回転ロータの外形が大きくなり、かつコストがアップするという問題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、そりが少なく、強度が増し、外径が細く、回転ズレが少なく、製造が容易でコスト安な回転清掃体を作ることにより、空気調和機に配置されているエアフィルター等の全長の長い箇所の清掃や、じゅうたん等の塵埃の掻き出し効果に優れた回転清掃体を提供することを目的としている。

請求項１の発明は、回転清掃体の発明であって、機器に回転自在に取着されるとともに、芯棒と、可撓性を有し筒状の基部の外周に少なくとも１条の清掃片を有する清掃体とを備え、前記基部に前記芯棒を挿入し、前記清掃体に外力を加えることにより、前記基部の内壁を、前記芯棒の外周面に圧接させるとともに、前記基部と前記芯棒の圧接状態を保持させる保持手段を有することに特徴を有する。したがって、清掃体が芯棒の外周面に圧接されるので、回転ズレが少ない。また、芯棒が清掃体の筒状の基部に挿入された後に外力を加えるので、芯棒の挿入作業は容易である。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、基部に芯棒を挿入し、清掃体に捩りを加えることにより、前記基部の内壁を前記芯棒の外周面に圧接させて清掃片を螺旋状に形成するとともに、少なくとも前記清掃体の長手方向の両端部に、前記基部と前記芯棒の圧接状態を保持させる保持手段を固着したことに特徴を有する。したがって、清掃体の芯棒の外周面への圧接と清掃片の螺旋状の形成が同時に行えるので、製造が容易である。また、清掃体の長手方向の両端部の保持手段によって圧接状態を保持しているので、回転ズレを少なくでき、製造も容易である。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の回転清掃体を有する空気調和機であるので、エアフィルターの目詰まりが起こらず、常に安定した風量が確保でき、運転効率もよい空気調和機を提供することができる。

請求項４の発明は、請求項１又は２に記載の回転清掃体を回転自在に設けた掃除機用吸込具であるので、じゅうたん等の塵埃の掻き出し効果に優れた掃除機用吸込具を提供することができる。

請求項５の発明は、電動送風機と、請求項４に記載の掃除機用吸込具とを備え、前記電動送風機と前記掃除機用吸込具とを連通させた電気掃除機であるので、被清掃面の除去性能が大幅に向上し、掃除性能、耐久性に優れた電気掃除機を提供することができる。

本発明の回転清掃体は、芯棒が清掃体の筒状の基部に挿入された後に外力を加えるので、芯棒の挿入作業が容易であると共に、清掃体が芯棒に圧接されているので、ガタがなくなり、回転ズレを極めて少なくすることができる。また、圧接状態を調整することにより、被清掃面の衝撃を緩和することができる回転清掃体を作成できる。また、回転清掃体は、芯棒の腰が強いので、空気調和機に配置されてあるエアフィルター等の全長の長い箇所の清掃が可能になる。また、回転清掃体は清潔な状態で使用することができるため、空気調和機の性能も維持され、且つ、エアフィルターを取り外して塵埃の清掃を行う必要もなくなる。また、清掃片が被清掃面の叩き効果に優れ、特に、じゅうたん等の塵埃の掻き出し効果に優れた掃除機用吸込具、及び電気掃除機を作ることができる。

本発明の第１の実施形態における空気調和機の清掃装置について、図5及び図6を用いて説明する。図5は本発明の空気調和機本体１の要部断面図である。

図6（ａ）は、本実施形態における回転清掃体３６の斜視図、図６（ｂ）は、同回転清掃体を捩る前の状態を示す断面図である。回転清掃体３６は、可撓性を有する合成樹脂等の材料で、真っ直ぐに押出して成形された４本のブレード３７を有する円筒状の清掃体３８に、円柱状の金属の芯棒３９を挿入して、清掃体３８を捩りながら、芯棒３９の外周面に圧接させて、両端にブラケットＡ４０、及びブラケットＢ４１を圧入して、清掃体３８を芯棒３９に固定している。清掃体３８は、基部４２及び４本のブレード（清掃片）３７にて形成されており、基部４２の内壁には中心へ向かって突出する４ヶ所の凸部８０が設けられている。

また、回転清掃体３６は、本実施形態では、清掃体３８の全幅に渡って３６０度の捩り角度で螺旋状に形成されているが、その捩れ角度はそれに限定されるものではなく、使用目的に合わせて自由に設定すれば良い。

回転清掃体３６は、芯棒３９に、清掃体３８を挿入し、清掃体３８を捩ることにより、清掃体３８の基部４２は、雑巾を絞るが如く作用して、凸部８０の先端によって作られる内径が小さくなり、凸部８０が芯棒３９の外周面に圧接するとともに、両端にブラケットＡ４０、及びブラケットＢ４１を圧入して圧接状態を保持している為、清掃体３８のガタツキが無くなる。また、凸部８０は回転清掃体３６の全長にわたって芯棒３９に圧接状態を維持しているので、清掃体３８を接着等で固着する必要もなくなる。清掃体３８は、少なくとも１条以上のブレード３７を有しているので、芯棒３９に清掃体３８を挿入するだけで、簡単にブレード３７を有する回転清掃体３６を作ることができる。また、外径の細い芯棒ができるため、外径の細い回転清掃体３６を作ることができる。また、回転清掃体３６は、芯棒３９がアルミニウムのような金属でできているので、強度が増し、空気調和機に配置されているエアフィルター等の、全長の長い箇所の清掃が可能になる。また、回転清掃体３６は、清掃体３８をねじりながら、芯棒３９の外周面に圧接されており、可撓性を有する４本のブレード３７でエアフィルター４７の表面を擦るようになでるので、エアフィルター４７にこびりついた油分のような塵埃を効率よく剥離、除去できる。また、空気調和機４４は、回転清掃体３６を有しているので、エアフィルター４７の目詰まりが起こらず、常に安定した風量を確保でき、運転効率も良い空気調和機４４を提供することができる。また、エアフィルター４７を取り外して塵埃の清掃を行う必要も無くなる。

以上のように構成された空気調和機の動作、作用は、以下の通りである。空気調和機本体４４を例えば、冷房運転すると、送風ファン４９の運転により室内の空気が吸込口４６から流入し、エアフィルター４７を通って熱交換器４５に至り、そこで冷却され、冷たい空気が吹き出し口４８から室内に吹き出される。吸込口４６から吸引される室内の空気に含まれる塵埃は、エアフィルター４７で捕集され、そのエアフィルター４７の表面に次第に堆積していく。エアフィルター４７の表面に塵埃が堆積してくると、空気の通気圧損が増加し、熱交換器４５での熱交換効率が低下してくるので、定期的に或いは、必要に応じて、エアフィルター４７に堆積した塵埃の除去運転が必要となる。

そこで、本実施形態では、塵埃の除去運転を開始すると、図6（ａ）に示すように、エアフィルター４７の下端に位置していた回転清掃体３６が、回転駆動手段（図示せず）により矢印方向（反時計方向）に回転しながら、上下移動手段（図示せず）で、エアフィルター４７の表面に沿って上方に移動する。この間に、回転清掃体３６の清掃体３８のブレード３７で、エアフィルター４７の上流側表面に付着堆積した塵埃が掻き落とされる。掻き落とされた塵埃は、図示しない塵埃吸引手段で吸引されると共に、屋外に排出されるようになっている。図６（ｂ）では、基部の内側に、４つの凸部８０が設けられているが、凸部８０の数はこれに限らず、内径等により適宜選択すればよい。また、凸部８０の無い形態も採用できる。また、本実施例では、清掃体３８を捩ることによって基部４２の内径を絞っているが、清掃するための適切な捩り角度を捩っても圧接状態が確保できない場合には、清掃体３８を長手方向に引張りを加えることで芯棒３９への圧接力を高めることも可能である。本実施例は、芯棒３９を丸棒としているのでコストも安価に出来る。

尚、上下移動手段により、回転清掃体３６が、エアフィルター４７の上端まで達すると、自動的に下降し、次回の塵埃の除去運転用に、エアフィルター４７の下端まで可動するようになっている。また、回転清掃体３６の回転方向は、矢印方向と反対方向（時計方向）であっても良く、その回転方向は、清掃性能等を考慮しながら適宜決定すればよい。

図7は、本発明に係る回転清掃体の第２の実施形態を示す断面図である。この図に示すように回転清掃体３６ａの芯棒３９ａにはあらかじめ、Ｖ字の溝８１がその長手方向に沿って平行に形成されている。清掃体３８ａは、基部４２ａと、３条の清掃片３７ａとから構成されており、基部４２ａは芯棒３９ａが挿入される前は、芯棒３９ａよりも大きな内径を有する円筒状になっている。したがって、清掃体３７ａの基部４２ａへの芯棒３９ａの挿入は非常に容易に行うことができるのである。そして、芯棒３９ａを清掃体３７ａの基部４２ａに挿入した後に、清掃体３８ａを捩れば、清掃体３８ａの内壁の３箇所の凹部８２が芯棒３９ａのＶ字溝８１を乗り上げて嵌合する為、圧接状態となるのである。その後、上述したブラケットＡ４０、及びブラケットＢ４１を両端に圧入すると、捩りが戻ることがなくなり、圧接状態が維持されるのである。ここで、清掃体３８ａの捩りは螺旋状に捩れば、清掃片３７ａも螺旋状に捩られるので、清掃効果を上げることができる。尚、清掃体３８ａを捩らずに、清掃体３８ａの基部４２ａに芯棒３９ａを挿入した後に、清掃体３８ａを長手方向に引っ張るだけでも円筒状の基部４２ａの内径を小さくすることができるので、この方法で、芯棒３９ａと清掃体３８ａとを圧接状態とすることも可能である。また、清掃体３８ａを略中央から反対方向になるようＶ字に捩る形態も採用できる。また、Ｖ字の溝８１の深さ及び、凹部８２の深さを変えることにより、圧接状態を調整することが可能であり、圧接状態が強ければ腰の強い清掃片３７ａを製造することができ、圧接状態が弱ければ、程よい腰の清掃片３７ａを製造することができる。

図8は、本発明に係る回転清掃体の第３の実施形態を示す断面図である。図8（ａ）は芯棒３９ｂが６角形状の断面を有する回転清掃体３６ｂであり、図8（ｂ）は芯棒３９ｃの断面が円形状の外周に３条の凸部８３がその長手方向に形成されている回転清掃体３６ｃである。これらの回転清掃体３６ｂ、３６ｃの製造も図７で説明したのと同様であり、芯棒３９ｂ、３９ｃの外径よりも大きな内径を有する基部４２ｂ、４２ｃの清掃体３８ｂ、３８ｃに芯棒３９ｂ、３９ｃを挿入した後、清掃体３８ｂ、３８ｃを捩ることによって、基部４２ｂ、４２ｃの内壁に芯棒３９ｂ、３９ｃの突出した部分が乗り上げて圧接状態になり、清掃片３７ｂ、３７ｃを螺旋状にする。

図9は、掃除機用吸込具６５の上ケース（図示せず）を外した状態の分解斜視図である。図6における回転清掃体３６の両端に掃除機用吸込具６５を回転自在に保持するための軸受け７４、７４を取り付け、掃除機用吸込具６５に装着させる。６６は底面に細長い横長の開口部６７を有する掃除機用吸込具６５の下ケース、６８は掃除機（図示せず）に接続される吸気パイプ、６９はモーター７０の回転を回転清掃体３６に伝えるベルトである。

ここで、回転清掃体３６の作用について説明する。掃除機用吸込具６５を運転する際には、回転清掃体３６が回転すると、螺旋状に形成された清掃体３８の先端部は連続的に被清掃面に叩きつけられながら、被清掃面上の塵埃を擦り取るような作用をするので、被清掃面上の塵埃を確実に除去し、吸引することができる。

以上のように本発明によれば、被清掃面が、特にじゅうたんの場合、塵埃を擦り取るような作用をすることにより塵埃の除去性能が向上し、しかも被清掃面に螺旋状に接触するので磨き効果も向上し、塵埃の除去性能が大幅に向上するので、掃除性能に優れた掃除機用吸込具を提供することができる。

以上のように、本発明においては、簡単に清掃片を有する回転清掃体を作ることができるもので、空気調和機や電気掃除機に限らず、空気清浄機、換気装置等、幅広い各種機器の清掃装置として利用できるものである。

従来の回転ロータを搭載した空気調和機の縦断面図 従来の回転ロータを搭載した吸込具の分解斜視図 同回転ロータの斜視図 従来の吸込具を接続した電気掃除機の全体側面図 本発明の第１の実施形態における空気調和機本体の要部断面図 （ａ）本発明の第１の実施形態における回転清掃体の斜視図 （ｂ）同回転清掃体を捩る前の状態を示す断面図 本発明の第２の実施形態における回転清掃体の断面図 本発明の第３の実施形態における回転清掃体の断面図 本発明の掃除機用吸込具の分解斜視図

符号の説明

１ 空気調和機本体
２ 熱交換器
３ 吸込口
４、４７ エアフィルター
３６ 回転清掃体
３７ ブレード（清掃片）
３８ 清掃体
３９ 芯棒
４２ 基部
８１ Ｖ字状の溝
８２ 凹部
８３ 凸部

Claims (5)

1. 機器に回転自在に取着されるとともに、芯棒と、可撓性を有し筒状の基部の外周に少なくとも１条の清掃片を有する清掃体とを備え、前記基部に前記芯棒を挿入し、前記清掃体に外力を加えることにより、前記基部の内壁を、前記芯棒の外周面に圧接させるとともに、前記基部と前記芯棒の圧接状態を保持させる保持手段を有することを特徴とする回転清掃体。
2. 基部に芯棒を挿入し、清掃体に捩りを加えることにより、前記基部の内壁を前記芯棒の外周面に圧接させて清掃片を螺旋状に形成するとともに、少なくとも前記清掃体の長手方向の両端部に、前記基部と前記芯棒の圧接状態を保持させる保持手段を固着したことを特徴とする請求項１に記載の回転清掃体。
3. 請求項１又は２に記載の回転清掃体を有する空気調和機。
4. 請求項１又は２に記載の回転清掃体を回転自在に設けた掃除機用吸込具。
5. 電動送風機と、請求項４に記載の掃除機用吸込具とを備え、前記電動送風機と前記掃除機用吸込具とを連通させた電気掃除機。

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