JP2009136603A - 掃除機用吸込具および電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】塵埃除去性能に優れた掃除機用吸込具を提供する。
【解決手段】複数条の第１の清掃片３１を有する第１の回転ブラシ３０を回転駆動する電動機２４と、複数条の第２の清掃片３６を有すると共に第１の回転ブラシ３０の回転力で回転駆動される第２の回転ブラシ３５とを備え、第１の清掃片３１に帯電しやすい材料を使用し、第２の清掃片３６に導電性を有する材料を使用し、第２の清掃片３６から静電気を放電させるリード線４４を有するもので、第１の回転ブラシ３０の回転で帯電する第１の清掃片３１が電気的吸引力を利用して被掃除面の塵埃を引き寄せるとともに、第２の清掃片３６によって被掃除面及び第１の清掃片３１を除電し、電気的結合力を中和させることで、優れた塵埃掻き上げ性能を発揮することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、掃除機用吸込具および電気掃除機に関するものである。

従来の掃除機用吸込具は、電動機等で回転駆動される１本の回転ブラシを備え、その回転ブラシの外周長手方向に設けた清掃片で、被掃除面の塵埃を掻き上げるようにしていた。しかしながら、回転ブラシが１本だけでは、十分被掃除面を清掃できないため、回転ブラシを２本平行に備えたものが発明された。ところが２本の回転ブラシのそれぞれを回転させるために電動機を２個用いると、掃除機用吸込具が重くなり、掃除機用吸込具の操作性が悪くなるという問題がある。

そこで、例えば、特許文献１に開示された掃除機用吸込具５０では、図１２に示すように、電動機５１で回転駆動されるとともに外周に清掃片５２を設けた第１の回転ブラシ５３と、同じく外周に清掃片５４を設けた第２の回転ブラシ５５とが平行に設けられ、清掃片５２と清掃片５４同士をオーバーラップさせて第１の回転ブラシ５３の回転力を第２の回転ブラシ５５に伝達して第２の回転ブラシ５５を回転させるようにしている。

また、特許文献２に開示された掃除機用吸込具６０では、図１３に示すように、回転方向および回転数を異にする複数個の回転ブラシ６１、６２が被掃除面に平行に配設され、回転ブラシ６１、６２のブレード６１ｂ、６２ｂが回転棒６１ａ、６２ａに捻って取り付けられている。

そして、この掃除機用吸込具６０では、第１の回転ブラシ６１の一端が、ギア６３、プーリ６４、ベルト６５およびプーリ６６よりなる伝達機構を介して、電動機６８に接続されており、他端の回転軸端６１ｃが、軸受６９により支承されている。また、第２の回転ブラシ６２は、一端がギア７０を介してギア６３に螺合し、他端の回転軸端６２ｃが軸受６９に支承されている。そして、このように構成された掃除機用吸込具６０の第１および第２の回転ブラシ６１、６２は、ギア６３、７０を介して互いに反対方向に回転されるようになっている。
特開２００３−１２５９９１号公報 特開平５−１１１４４９号公報

上記特許文献１に記載された掃除機用吸込具５０の構成では、清掃片５２、５４同士をオーバーラップさせて第１の回転ブラシ５３の回転力を第２の回転ブラシ５５に伝達して第２の回転ブラシ５５を回転させており、被掃除面を前後よりはさんで掻き上げる力が生じ、特に、被掃除面が絨毯などの場合、糸くずなどのごみを確実にかきとることができる特徴を発揮することができる。

しかしながら、第１の回転ブラシ５３と第２の回転ブラシ５５が互いに擦れ合うことにより、静電気が生じ、第１、第２の回転ブラシ５３、５５の清掃片５２、５４を形成するブラシ毛が帯電してしまう。この場合、被掃除面と電気的結合力によって付着している塵埃において、ブラシ毛と同電位の静電気力で付着しているものに対しては、被掃除面から塵埃を引き離すことができず、ごみ取れ性が低下してしまう問題を有していた。

これを改善するために、回転ブラシと逆電位に帯電しやすいプレートに回転ブラシを接触させ、回転ブラシの帯電極性を制御し、被掃除面の帯電極性に対して逆電位に帯電させる構成もとられているが、回転ブラシとプレートとの摩擦による負荷が加わるため、第２の回転ブラシ５５については、プレートと摩擦させることが実用上できなかった。よって２本回転ブラシを配備しても２本目の回転ブラシは十分なごみ取れ性を発揮することができなかった。

又、回転ブラシに導電性の繊維を配合し、除電によって静電気を中和させる手段も効果的であることが公知であるが、回転ブラシおよび被掃除面の帯電電位を低減し、ごみが離れやすくすることはできるが、電気力でブラシ側に引き寄せる力が働かない分、吸引力を高めなければごみ取れ性が上がらない。しかし、内部に回転ブラシ２本分の空間を有する構成においては、風速が上がりにくいという別の課題が浮上してしまう。

すなわち回転ブラシが２本ある場合、綿ごみ、糸くずなど回転ブラシの掻き上げ力で取れるごみについては優れたごみ取れ性を発揮するが、帯電した電気力で被掃除面に付着している細塵に対しては、摩擦により逆電位に帯電させる構成を２本ともに設けると回転ブラシの抵抗が大きくなってしまい、回転力が低下してしまう。また除電によって帯電したごみを剥離させようとする場合は、除電することで被掃除面のごみははがれやすくなるが、２本の回転ブラシを収納している分、吸引風が流れる通路が広いことから、細塵を吸い上げる風速が比較的低く、ごみを持ち上げにくいため、総合的にはごみ取れ性能は良化できないという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、第１の回転ブラシの回転駆動力が第２の回転ブラシに確実に伝達され、第２の回転ブラシを連続的に円滑に回転駆動させるアジテーター構成において、静電気で被掃除面に付着しているごみを効率的に集塵することができ、塵埃除去性能に優れた掃除機用吸込具および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、本発明の掃除機用吸込具は、周面の長手方向に沿って複数条の第１の清掃片を有する第１の回転ブラシと、前記第１の回転ブラシを回転駆動する駆動源と、前記第１の回転ブラシと平行に近接して配され、周面の長手方向に沿って複数条の第２の清掃片を有すると共に前記第１の回転ブラシの回転力で回転駆動される第２の回転ブラシとを備え、前記第１の清掃片には、帯電しやすい材料を使用するとともに、前記第２の清掃片に導電性を有する材料を使用し、前記第２の清掃片から静電気を放電させる電気通路を有するもので、第１の回転ブラシの回転によって帯電する第１の清掃片が電気的吸引力を利用して被掃除面の塵埃を引き寄せるとともに、第２の回転ブラシの第２の清掃片によって被掃除面、および第１の回転ブラシの第１の清掃片を除電し、電気的結合力を中和させることで、優れた塵埃掻き上げ性能を発揮することができる。

また、本発明の電気掃除機は、電動送風機と、請求項１〜４のいずれか１項に記載の掃除機用吸込具を備えたもので、第１の回転ブラシの塵埃除去性能を持続させるとともに、被掃除面の除電を行うことで、塵埃の剥離性を高め、２本の回転ブラシのかき上げ性能と合せ、際立った塵埃除去性能を発揮する電気掃除機を提供することができる。

本発明の掃除機用吸込具および電気掃除機は、第１の回転ブラシの帯電により、電気的吸引力を利用して被掃除面の塵埃を効率よくかきあげるとともに、同時に第２の回転ブラシに配した第２の清掃片によって被掃除面、及び第１の回転ブラシの除電を行うことにより、ごみ取れ性向上と第１の回転ブラシの帯電性能の持続を実現するもので、被掃除面の塵埃除去性能を大幅に向上させることができる。

第１の発明は、周面の長手方向に沿って複数条の第１の清掃片を有する第１の回転ブラシと、前記第１の回転ブラシを回転駆動する駆動源と、前記第１の回転ブラシと平行に近接して配され、周面の長手方向に沿って複数条の第２の清掃片を有すると共に前記第１の回転ブラシの回転力で回転駆動される第２の回転ブラシとを備え、前記第１の清掃片には、帯電しやすい材料を使用するとともに、前記第２の清掃片に導電性を有する材料を使用し、前記第２の清掃片から静電気を放電させる電気通路を有するもので、第１の回転ブラシの回転によって帯電する第１の清掃片が電気的吸引力を利用して被掃除面の塵埃を引き寄せるとともに、第２の回転ブラシの第２の清掃片によって被掃除面、および第１の回転ブラシの第１の清掃片を除電し、電気的結合力を中和させることで、優れた塵埃掻き上げ性能を発揮することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の電気通路を、電流を制限する電流制限手段を介してアースを含む商用電源に放電するように構成したもので、絶縁を確保しながら、前記第２の回転ブラシの複数条の前記第２の清掃片から電荷をアースに逃がし、被掃除面などの電位を限りなく０Ｖ近くまで下げることができる。

第３の発明は、特に、第１又は第２の発明の第１の清掃片が当接する箇所に、前記第１の清掃片の帯電極と逆に帯電する素材にて形成した摩擦板を配するとともに、前記第１の清掃片が、前記摩擦板に当接する前段階で、第２の清掃片と触れる位置に設定されているもので、前記第１の清掃片の帯電極と逆に帯電する素材にて形成した摩擦板に第１の清掃片が当接する前に、第２の清掃片によって第１の清掃片を電気的に中和させるので、第１の清掃片が繰り返し摩擦板に当たっても初期状態が繰り返され、常に優れた帯電性能を持続することができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の第２の清掃片は、導電性を有する複数の繊維からなる繊維状部と、同じく導電性を有するとともに前記繊維状部を固定したベース材から構成され、長手方向の全幅で導電性繊維同士の導通が保たれるとともに、複数条の前記第２の清掃片が互いに、導電部材によって導通が維持されているもので、複数条の第２の清掃片はいずれかが必ず被掃除面に接し、かつ複数個所が接する。そして接触箇所の間で被掃除面の電荷が瞬時に行き来できる。

第５の発明は、電動送風機と、請求項１〜４のいずれか１項に記載の掃除機用吸込具を備えたもので、第１の回転ブラシの塵埃除去性能を持続させるとともに、被掃除面の除電を行うことで、塵埃の剥離性を高め、２本の回転ブラシのかき上げ性能と合せ、際立った塵埃除去性能を発揮する電気掃除機を提供することができる。

以下、本発明の掃除機用吸込具に係る最良の実施の形態について、図面に基づき説明する。なお、下記に開示される実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の技術的範囲は、実施の形態で開示された内容ではなく、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれると解されるべきである。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る掃除機用吸込具１５について、図１〜図１１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１における掃除機用吸込具を接続した電気掃除機の全体斜視図である。

図１において、本実施の形態における掃除機用吸込具１５を接続した電気掃除機の掃除機本体１の後方部に、電動送風機２を内蔵した電動送風機室３が配され、掃除機本体１の前方部に、吸引された塵埃を捕集する集塵袋（図示せず）を着脱自在に収納するとともに、電動送風機２の吸引側開口と連通する集塵室４が配されている。掃除機本体１の後方下部の左右両側に、１対の走行用車輪５が水平に配された走行軸（図示せず）に対して回転自在に取り付けられ、また、掃除機本体１の前方下部に、同じく走行用のキャスター６が垂直な軸心周りに回動自在に、且つ水平に配された走行軸（図示せず）に対して回転自在に取り付けられている。

掃除機本体１の前面には、吸引ホース１０の一端に設けられた接続ジョイント部１１が着脱自在に接続されるとともに、集塵室４に連通する吸気口７が設けられている。

吸引ホース１０の他端には、操作者が掃除の際に把持するとともに、掃除機本体１の運転を操作するための操作部１４ａを有する把手１４を備えた先端ジョイント部１２が設けられている。この吸引ホース１０の先端ジョイント部１２に、伸縮自在あるいは継ぎ自在に構成された延長管１３の手元側の一端が着脱自在に接続され、さらに、その延長管１３の先端側の他端が、本実施の形態の掃除機用吸込具１５に着脱自在に接続される。

掃除機本体１の前部から両側にかけての表面に、弾性材料からなるバンパー８が延設されており、掃除機本体１の走行時に、掃除機本体１が家具、柱などに衝突してもそれらに傷を付けないようにしている。掃除機本体１の後部上面に起伏可能に設けられた本体ハンドル９は、掃除機本体１を持ち運ぶ際に把持されるものである。

次に、本実施の形態１における掃除機用吸込具１５の詳細な構成について、図２〜図５を用いて説明する。図２は、同掃除機用吸込具の外観斜視図であり、図３は、この掃除機用吸込具の底面側から見た斜視図であり、また、図４は、この掃除機用吸込具の下ケースを外し、底面側から見た平面図であり、図５は、この掃除機用吸込具の断面図（吸込具本体の左方側から見た状態）である。

なお、図２以降の図において、掃除機用吸込具１５の走行方向について、把手１４を掴んだ操作者が掃除機用吸込具１５を押し進める（前進させる）方向を前方（図１において左下方向）といい、操作者が掃除機用吸込具１５を引き戻す（後退させる）方向を後方（図１において右上方向）という。また、掃除機用吸込具１５を前進させる方向に向かって右側を右方（図１において左上方向）、左側を左方（図１において右下方向）という。

図２に示すように、掃除機用吸込具１５の本体ケース１７は、上ケース１７ａと、底面に開口部１８を有する下ケース１７ｂから構成され、上ケース１７ａの後方中央部には、接続管１９が傾動自在に取着され、延長管１３の先端がこの接続管１９の開口端１９ａに着脱自在に嵌合固定される。また、下ケース１７ｂの外周面には、ウレタン系樹脂などの弾性材料からなるノズルバンパー２０が設けられており、家具（図示せず）などに当たったときの衝撃を和らげる機能を果たしている。

また、図３に示すように、下ケース１７ｂの底面には、その中央左右端近傍に走行用の前輪２１が１対、後方左右端近傍に走行用の後輪２２が１対、それぞれ回転自在に取着されている。また、開口部１８の後方中央に起伏安全スイッチ２３が起伏可能に取着され、この起伏安全スイッチ２３が、被掃除面に接触し、その取着されている凹部２３ａ内に倒れこんだ状態で、操作者が操作部１４ａを操作したときに、掃除機本体１の後述の第１および第２の回転ブラシ３０、３５が回転し、また、この起伏安全スイッチ２３が被掃除面から離れて凹部２３ａ内から起立した状態では、操作者が操作部１４ａを操作しても、第１および第２の回転ブラシ３０、３５が回転しないように構成されている。

掃除機用吸込具１５の前部には、図４および図５に示すように、開口部１８から掃除機用吸込具１５の上方に向けて回転ブラシ収容空間としての回転ブラシ収容空間１８ａが形成され、この回転ブラシ収容空間１８ａの後方側は接続管１９に連通している。そして、この回転ブラシ収容空間１８ａ内の前方側に第１の回転ブラシ３０が、後方側に第１の回転ブラシ３０と平行に第２の回転ブラシ３５が収容され、それぞれ掃除機用吸込具１５に対して回転自在に、掃除機用吸込具１５の進退方向に対して垂直に軸支されている。また、掃除機用吸込具１５の回転ブラシ収容空間１８ａの後方側には、第１の回転ブラシ３０を正転方向、すなわち掃除機用吸込具１５を前進させる方向に回転駆動する駆動源としての電動機２４が収納されている。

さらに、図４に示すように、第１の回転ブラシ３０の一端側（左方端部）には、外周面に凹凸が形成されたプーリ２６が固着され、第２の回転ブラシ３５の一端側（左方端部）には、軸芯保持材２７ａが固着されている。そして、プーリ２６の左端側に突出した図示しない回転軸を回転可能に支持するように取り付けられた連結支持材２８が、第２の回転ブラシ３５側の軸受部２８ａで第２の回転ブラシ３５に固着された軸芯保持材２７ａを回転可能に支持し、第１の回転ブラシ３０と第２の回転ブラシ３５とが、この連結支持材２８によって所定の間隔を隔てて、回転自在に保持された状態で、吸込具本体１６の上ケース１７ａの左端側の適所に固定されている。

また、第１の回転ブラシ３０の他端側（右方端部）および第２の回転ブラシ３５の他端側（右方端部）には、それぞれ軸芯保持材２７ｂ、２７ｃが固着され、これらの軸芯保持材２７ｂ、２７ｃが、連結軸受材２９を介して、所定の間隔を隔てて、回転自在に保持された状態で、吸込具本体１６の上ケース１７ａの右端側の適所に固定されている。

そして、電動機２４のシャフト２４ａに固着されたプーリ２４ｂと、第１の回転ブラシ３０の端部に固着されたプーリ２６との間に張架されたベルト２５を介して、電動機２４（シャフト２４ａ）の回転が第１の回転ブラシ３０に伝達されるように構成されている。

次に、本実施の形態１における第１および第２の回転ブラシ３０、３５の詳細な構成について、図６および図７を用いて説明する。

図６は、この掃除機用吸込具の第１および第２の回転ブラシの斜視図（吸込具本体から取り外し、底面側から見た状態）であり、図７は、同掃除機用吸込具の第１および第２の回転ブラシの部分断面図及び平面図である。なお、図６以降の図において、矢印は、第１および第２の回転ブラシ３０、３５の回転方向を示している。

本実施の形態１においては、図３、図４および図６に示すように、第１の回転ブラシ３０の第１の清掃片３１が、長手方向（軸心方向）の中央側に寄るに従って回転方向に対して後退角側に変位する略Ｖ字状に形成されるとともに、第２の回転ブラシ３５の第２の清掃片３６が、第１の清掃片３１と逆形状の略Ｖ字状に形成されている。そして、後に詳しく説明するように、第１の回転ブラシ３０の回転駆動に伴い、第１の回転ブラシ３０の第１の清掃片３１が、第２の回転ブラシ３５の軸芯材３７の外周面に設けられた保持条部３７ａ（図８参照）に背面側から当接し、これを押圧することによって、第１の回転ブラシ３０の回転駆動力が、第２の回転ブラシ３５に伝達され、第２の回転ブラシ３５を回転駆動させることになる。

しかも、第２の回転ブラシ３５の回転が、ギアなどを介さずに、第１の回転ブラシ３０の回転力を利用して行われるため、被掃除面が絨毯などの場合に、第２の回転ブラシ３５が回転しにくくなっても、第２の回転ブラシ３５を支持する連結支持材２８の軸受部２８ａや連結軸受材２９などの部分に過大な負荷が加わることもなく、これらの部分で機械的故障を引き起こすこともない。

さらに、本実施の形態１においては、第１の清掃片３１ならびに第２の清掃片３６における略Ｖ字形状が、それぞれ第１の回転ブラシ３０および第２の回転ブラシ３５の長手方向の中間点を挟んで左右対称となるように構成されている。すなわち、第１の回転ブラシ３０および第２の回転ブラシ３５の中間点に略Ｖ字形状の頂点が位置している。そして、この略Ｖ字形状の頂点から、第１の回転ブラシ３０および第２の回転ブラシ３５の端部側に移行するにしたがって前進角側に変位する第１の清掃片３１および第２の清掃片３６の配列線を平面上に展開したときに、この配列線がほぼ直線状となっている。

このように第１の清掃片３１ならびに第２の清掃片３６を構成することによって、軸方向（スラスト方向）の荷重バランスが崩れることなく、軸受部（連結支持材２８の軸受部２８ａや連結軸受材２９の軸受部）への負荷を軽減させることができ、より軽量な材料で軸受部および延いては、掃除機用吸込具１５を構成することができる。さらに、掃除機用吸込具１５の走行性能を向上させることができる。

ここで、本実施の形態１の第１および第２の回転ブラシ３０、３５において、第１および第２の清掃片３１、３６の略Ｖ字形状の頂点は、図６に示すように、それぞれの両端が配される円周上の位置より回転方向に対して約９０°後退した位置に設定されている。

第１の回転ブラシ３０は、掃除機用吸込具１５の進退方向に対して垂直な方向に長く、開口部１８の左右幅寸法とほぼ同じ長さに設定された円管状の軸芯材３２と、この軸芯材３２とほぼ同じ長さに設定され、軸芯材３２に挿着される複数条（本実施の形態１においては３条）の第１の清掃片３１とを備えている。

軸芯材３２には、その長手方向に沿って、図８に示すように、その外周面から外方に突出する複数対のリブ条部３２ａが設けられ、対をなすリブ条部３２ａの互いに対向する面に他方に向けて突出した鍔条部３２ｂが形成されている。これにより、これらの一対のリブ条部３２ａと鍔条部３２ｂとの間に、開口部分が狭められた溝条部３２ｃが形成され、この溝条部３２ｃに第１の清掃片３１が挿着される挿着空間３３が形成されている。

第１の清掃片３１は、ベース材としての基端部３１ａと、この基端部３１ａから起毛された複数の繊維からなる繊維状部３１ｂとを備えている。そして、この第１の清掃片３１の基端部３１ａが、軸芯材３２に形成された装着空間３３内に挿入、案内されて組み付けられ、第１の清掃片３１の繊維状部３１ｂが軸芯材３２の鍔条部３２ｂからその直径方向に突出している。このように、第１の清掃片３１は、基端部３１ａが装着空間３３内に挿入されることで、簡単に第１の回転ブラシ３０の軸芯材３２に組み付けられ、また、交換が必要な時には、この装着空間３３内から抜き出されることで、簡単に軸芯材３２から取り外される。

また、軸芯材３２の対をなすリブ条部３２ａのうち、第１の回転ブラシ３０の回転方向に対して背面側に位置するリブ条部３２ａの鍔条部３２ｂの上面に、外方に向けて突出する支持条部３２ｄが形成され、第１の清掃片３１を背面側から支持している。さらに、この支持条部３２ｄの第１の清掃片３１に対向する面に、第１の清掃片３１に向けて突出する凸部３２ｅが第１の回転ブラシ３０の長手方向に沿って連続的または断続的に形成されている。これにより、第１の清掃片３１は回転駆動される際に、背面側から支持条部３２ｄにより支持され、さらに凸部３２ｅにより拘束されて、背面側あるいは側方側に撓むのが抑制され、効果的に被掃除面上の塵埃を掻き上げるとともに、掃除機用吸込具１５を前進する回転力を被掃除面に作用させて自走性を向上させることができる。

また、第２の回転ブラシ３５は、第１の回転ブラシ３０と同様に、掃除機用吸込具１５の進退方向に対して垂直な方向に長く、開口部１８の左右幅寸法とほぼ同じ長さに設定された棒状の軸芯材３７と、この軸芯材３７とほぼ同じ長さに設定され、軸芯材３７に挿着される複数条（本実施の形態１においては３条）の第２の清掃片３６とを備えている。

軸芯材３７には、その長手方向に沿って、図８に示すように、その外周面から直径方向に突出する複数対の保持条部３７ａが設けられ、対をなす保持条部３７ａの互いに対向する基端部分が切り欠かれて、開口部分が狭められた溝条部３７ｂが形成され、この溝条部３７ｂに第２の清掃片３６が挿着される挿着空間３８が形成されている。

また、対をなす保持条部３７ａにおいて、第２の回転ブラシ３５の回転方向に対して後方側に位置する背面側の面、すなわち、第１の清掃片３１によって押圧される面が、その背面側の基端部と第２の回転ブラシ３５の軸中心とを通る直線に対して回転方向側に１０〜６０度の範囲（図８に示す例では約４５度）で傾斜するように形状設定されている。

第２の清掃片３６は、ベース材となる基端部３６ａと、この基端部３６ａから起毛された複数の繊維からなる繊維状部３６ｂとを備えている。そして、この第２の清掃片３６の基端部３６ａが、軸芯材３７に形成された装着空間３８内に挿入、案内されて組み付けられ、第２の清掃片３６の繊維状部３６ｂが軸芯材３７の溝条部３７ｂからその直径方向に突出している。このように、第２の清掃片３６は、基端部３６ａが装着空間３８内に挿入されることで、簡単に第２の回転ブラシ３５の軸芯材３７に組み付けられ、また、交換が必要な時には、この装着空間３８内から抜き出されることで、簡単に軸芯材３７から取り外される。

そして、このように構成された第１の回転ブラシ３０と第２の回転ブラシ３５とを有する掃除機用吸込具１５では、電動機２４（駆動源）による第１の回転ブラシ３０の回転駆動に伴い、第１の回転ブラシ３０の第１の清掃片３１が第２の回転ブラシ３５の保持条部３７ａに背面側から当接し、これを押圧することによって第１の回転ブラシ３０の回転駆動力が、第２の回転ブラシ３５に伝達されるので、確実に第２の回転ブラシ３５を回転駆動させることができる。特に、第１の清掃片３１が第２の回転ブラシ３５の第２の清掃片３６を押圧する場合に比べて、保持条部３７ａが軸芯材３７に形成された硬質なものであるだけに、確実に回転駆動力が伝達されることになる。

特に、第１の清掃片３１によって押圧される保持条部３７ａの背面を回転方向側に傾斜させて形成しているため、第１の清掃片３１がこの保持条部３７ａの背面に対して大きな接触面積をもって当接し、確実に回転駆動力を伝達し、第２の回転ブラシ３５を回転駆動させることができる。特に、この傾斜角度が１０〜６０度の範囲にあれば、第１の清掃片３１がこの保持条部３７ａの背面に当接する時点から、さらに第２の回転ブラシ３５を回転駆動させる間を通じて、大きな接触面積をもって第２の回転ブラシ３５を押圧することができるので、確実に回転駆動力を第２の回転ブラシ３５に伝達する上で効果的である。

さらに、第１の回転ブラシ３０の軸芯材３２に形成された対をなすリブ条部３２ａのうち回転方向に対して背面側に位置するリブ条部３２ａ（鍔条部３２ｂ）の上面から外方に突出する支持条部３２ｄが設けられ、この支持条部３２ｄが第１の清掃片３１を背面側から支持しているので、第１の清掃片３１が第２の回転ブラシ３５の保持条部３７ａを背面側から押圧する際に、第１の清掃片３１が後方側に撓むのを抑制することができ、確実に第１の回転ブラシ３０の回転駆動力を第２の回転ブラシ３５に伝達することができる。

特に、鍔条部３２ｂ上面から支持条部３２ｄ先端までの長さを、第１の清掃片３１が鍔条部３２ｂ上面から突出する長さの０．１〜０．６倍の範囲に設定すれば、第１の清掃片３１を、その清掃片３２の剛性に見合った適所で支持して、後方側に撓むのをより効果的に抑制することができ、確実に回転駆動力を第２の回転ブラシ３５に伝達する上で効果的である。

また、支持条部３２ｄの第１の清掃片３１に対向する面に凸部３２ｅを連続的または断続的に形成しているので、第１の清掃片３１を支持して後方側あるいは側方側に撓むのをより効果的に抑制することができ、確実に回転駆動力を第２の回転ブラシ３５に伝達する上で効果的である。

さらに、本実施の形態１において、第１の回転ブラシ３０の軸中心から第１の清掃片３１の先端までの長さは、第２の回転ブラシ３５の軸中心から第２の清掃片３６の先端までの長さよりも長く設定されている。これにより、第１の清掃片３１を、第２の回転ブラシ３５の保持条部３７ａに確実に当接させ、第２の清掃片３６を第１の回転ブラシ３０の軸芯材３２に接触させることなく、第１の回転ブラシ３０の回転駆動力を、第２の回転ブラシ３５に伝達することができる。しかも、第１の回転ブラシ３０が被掃除面に対して強く、深く接触するため、第１の清掃片３１が効果的に被掃除面上の塵埃を掻き上げるとともに、掃除機用吸込具１５を前進する回転力を被掃除面に作用させて自走性を向上させることができる。

次に、本実施の形態１に使用される材料について説明する。

第１の回転ブラシ３０の第１の清掃片３１は、従来より一般的に使用されている素材で形成されており、繊維状部３１ｂは、帯電列においてプラスに帯電しやすいナイロンを使用している。

第１の回転ブラシ３０の第１の清掃片３１が回転中に当接する本体ケース１７の前面の内側には、帯電列においてマイナスに帯電しやすいフッ素で形成した摩擦板４０が貼り付けてあり、第１の清掃片３１と摩擦板４０が擦れ合うことにより、第１の清掃片３１はプラスに、摩擦板４０はマイナスにそれぞれ帯電するとともに、マイナスの電子が空中に放出される（公知の技術）。

第２の回転ブラシ３５の第２の清掃片３６は、導電性を有するもので、繊維状部３６ｂは、表面に金属材を結合させた導電性繊維を使用しており、繊維状部３６ｂを保持する基端部３６ａは、同じく導電性を有するもので、表面を導電性のコーティング材で覆うことにより、第２の清掃片３６の一端から他端まで導通状態になっており、その抵抗値は１ｋΩ〜１０ＭΩである。

第２の回転ブラシ３５の軸芯保持材２７ｃと連結軸受材２９は、導電性樹脂で成形されており、吸込具本体１６の上ケース１７ａの右端側に配備され、同じく導電性樹脂で成形した接触部材４１と電気的に接合される。

第２の清掃片３６は、前述のようにＶ字の頂点と両端の位置がねじれて配してあり、３本配してあるが、軸芯保持材２７ｃを介してすべて導通が保たれている。すなわち、軸芯保持材２７ｃは、３本の第２の清掃片３６の導通を維持する導電部材となっている。

ねじれた３本の第２の清掃片３６は、いずれかが必ず被掃除面に接し、かつ複数個所が接する。そして接触箇所の間で被掃除面の電荷が瞬時に行き来できる。

接触部材４１は、抵抗基板４３とリード線４４でつながっており、第２の回転ブラシ３５の第２の清掃片３６は、軸芯保持材２７ｃと連結軸受材２９、接触部材４１を介して抵抗基板４３と電気的導通を維持している。なおこの際の導通抵抗は、５００Ｖを印加したときに１００ＭΩ以下であればよく、必ずしも各部品同士が完全に接触している必要はない。

続いて図４、図１１を用いて電気回路構成を説明する。

抵抗基板４３には、高電圧用で抵抗値１．８ＭΩの固定抵抗４５が２個直列に配備されており（計３．６ＭΩ）、一端は第２の回転ブラシ３５側に、他端側は、電動機２４や安全スイッチ２３に電源を供給する電源基板４６に接続されている。

以上のように、第２の回転ブラシ３５の軸芯保持材２７ｃ、連結軸受材２９、接触部材４１、リード線４４、抵抗基板４３、電源基板４６とで、第２の清掃片３６から静電気を放電させるための電気通路を形成している。

抵抗基板４３との導通を実現する第２の回転ブラシ３５の第２の清掃片３６は、１００Ｖ電源供給ラインと電気的につながっているが、間には、固定抵抗４５の２個分の３．６ＭΩの抵抗を有しているので、第２の清掃片３６に流れる漏洩電流は、０．０３ｍＡ以下に抑えられ、電源供給ラインと絶縁されていることになる。

但し、絶縁を維持しながらも、小容量の電荷は第２の清掃片３６と１００Ｖ電源供給ライン間を行き来することができ、第２の清掃片３６近傍の静電気を１００Ｖ電源供給ラインに逃がすことができる。すなわち絶縁はされているが電気的にアースされていることになる。

被掃除面に生じる静電気の電位は、条件によっては２５ｋＶ程度まで上がることがあるが、電気容量としては微少であるとともに、固定抵抗４５によって電流が抑えられるため、静電気が電源基板４６やそれにつながる掃除機本体の回路（図示せず）に流れても誤動作したり、回路が破損したりするような故障モードには至らない。

次に、以上のように構成された掃除機用吸込具１５と電気掃除機（掃除機本体１）の動作、作用について、図１、図９、図１０を用いて説明する。

図９は、本発明の実施の形態１における掃除機用吸込具の第１および第２の回転ブラシの回転駆動状態の時間的変化を示す断面図（吸込具本体の左方側から見た状態で、図の下方向が底面側）であり、図１０は、第１および第２の回転ブラシの斜視図（底面側から見た状態）と軸方向の各位置における回転駆動状態を示す断面図である。なお、図９においては、（ａ）〜（ｄ）で、第１および第２の回転ブラシ３０、３５が３０°ずつ回転したときの回転駆動状態を、時間経過を追って示している。

また、図１０は、（ａ）が第１および第２の回転ブラシ３０、３５における右端位置での回転駆動状態を、（ｂ）が、右端位置から左端側に長手方向寸法の１／ ６寄った位置での回転駆動状態を、（ｃ）が、右端位置から左端側に長手方向寸法の１／３ 寄った位置での回転駆動状態を、（ｄ）が長手方向の中間位置での回転駆動状態を示している。

掃除機本体１から図示しない電源コードを引き出し、その先端についた電源プラグ（図示せず）を部屋のコンセントに差し込んで、把手１４に設けた操作部１４ａを操作して、電動送風機２および掃除機用吸込具１５に内蔵された電動機２４に通電すると、掃除機用吸込具１５の下ケース１７ｂの底面に設けられた開口部１８に電動送風機２による吸引力が作用し、木床や絨毯などの被掃除面上の塵埃が第１および第２の清掃片３１、３６の繊維状部３１ｂ、３６ｂにより掻き上げられ、吸引されて、延長管１３、吸引ホース１０を通って集塵室４に運ばれ、そこで捕集される。

先にも記したように、本実施の形態１の第１および第２の回転ブラシ３０、３５において、第１および第２の清掃片３１、３６の略Ｖ字形状の頂点は、図６に示すように、それぞれの両端が配される円周上の位置より回転方向に対して約９０°後退した長手方向の中間位置に設定されている。

そして、第１および第２の回転ブラシ３０、３５の長手方向のある部分では、ある時期（例えば、図９における（ａ）〜（ｃ）の時間帯）において、第１の清掃片３１が第２の回転ブラシ３５の保持条部３７ａに当接し、この保持条部３７ａが、第１の回転ブラシ３０の回転駆動に伴い、第１の清掃片３１によって回転方向の背面側から押圧されることにより、第２の回転ブラシ３５が回転駆動される。

そして、この第１の清掃片３１が第２の回転ブラシ３５の保持条部３７ａに当接する状態が終わり、ある時期（例えば、図９における（ｄ）の時間帯）、第１の清掃片３１と保持条部３７ａとは互いに離間しているが、やがて直に図９における（ａ）の状態に戻り、第１の清掃片３１が保持条部３７ａに当接し始める。このように、長手方向のある部分を取ってみた場合、１回転する間のほぼ半分の時間帯において、第１の清掃片３１が保持条部３７ａに当接する状態が維持されている。

しかも、このような第１の清掃片３１が保持条部３７ａに当接する状態が、図１０における第１および第２の回転ブラシ３０、３５の長手方向のいずれかの位置（例えば、図１０における（ｄ）〜（ｂ）の位置）において維持されている。そして、このように第１の清掃片３１が保持条部３７ａに当接した状態が、第１および第２の回転ブラシ３０、３５の回転に伴い、第１および第２の回転ブラシ３０、３５の外方（左右の端部側）から内方（中間位置側）に向けて変位していく。

このように構成された第１の回転ブラシ３０と第２の回転ブラシ３５とを有する掃除機用吸込具１５では、電動機２４（駆動源）による第１の回転ブラシ３０の回転駆動に伴い、第１の回転ブラシ３０の第１の清掃片３１が第２の回転ブラシ３５の保持条部３７ａに背面側から連続的に当接し、これを押圧することによって第１の回転ブラシ３０の回転駆動力が第２の回転ブラシ３５に伝達される状態が維持されるので、確実に第２の回転ブラシ３５を回転駆動させることができる。特に、第１の清掃片３１が第２の回転ブラシ３５の第２の清掃片３６を押圧する場合に比べて、保持条部３７ａが軸芯材３７に形成された硬質なものであるだけに、確実に回転駆動力が伝達されることになる。

従って、連続的で確実な第１および第２の回転ブラシ３０、３５の回転により、被掃除面上の塵埃を第１の回転ブラシ３０と第２の回転ブラシ３５との間に弾き飛ばして、塵埃を外部に漏らすことなく確実に除塵することができ、このことによって掃除機用吸込具１５の塵埃除去性能を大幅に向上させることができる。

しかも、第１および第２の回転ブラシ３０、３５の第１および第２の清掃片３１、３ ６が、それぞれ逆方向に開いた、長手方向の中央側に寄るに従って回転方向に対して後退角側に変位する略Ｖ字形状に形成されているため、被掃除面上の塵埃を、吸塵力のより強い中央側に掻き上げ、より確実に外部に漏らすことなく除去することができる。

また、電動機２４で回転駆動される第１の回転ブラシ３０を前方側に、第２の回転ブラシ３５を後方側にそれぞれ配し、運転時に第１の回転ブラシ３０を、吸込具本体１６を前進させる方向に回転させ、第２の回転ブラシ３５を第１の回転ブラシ３０の回転方向と逆方向に回転させるようにしているので、掃除機用吸込具１５を前方方向に移動させる力が効率よく、且つ強力に被掃除面に作用し、絨毯上であっても、掃除機用吸込具１５を軽く操作できる。

次に、第１、第２の回転ブラシ３０、３５近傍の電位について説明する。

被掃除面の種類や湿度の影響により、被掃除面の帯電状況は異なるが、被掃除面がマイナスの電位を有し、被掃除面上にある塵埃がプラスに帯電している場合は、塵埃と被掃除面の間には電気的結合力が働き、離れにくくなっている。

第１の回転ブラシ３０の第１の清掃片３１が、本体ケース１７の前面の内側に貼り付けたマイナスに帯電しやすいフッ素で形成した摩擦板４０に当たることにより、プラスに帯電しやすいナイロンで形成した第１の清掃片３１は、プラス電位に帯電し、摩擦板４０はマイナスにする。

マイナスに帯電した摩擦板４０からは、マイナスイオンが放出され、その一部は被掃除面のプラスに帯電している塵埃によっていく。

マイナスイオンが、プラスに帯電した塵埃を包み込んで、塵埃の電位をマイナスに変えることにより、被掃除面と塵埃との静電気による結合力は弱められるとともに、プラスに帯電した第１の清掃片３１に引き寄せられ、塵埃をより効果的に掻き上げることができる。

同時に、プラスの電荷を有する塵埃が除去されるとともに、マイナスイオンを受けるため、塵埃を掻き上げたあとの被掃除面はマイナスの電位がより強くなる。

電気的結合力は、電位差によって生じるものであるので、塵埃がマイナスに変えられても、被掃除面がより強いマイナス電位になってしまうと、電位差による結合力が生まれて塵埃は被掃除面から離れにくくなってしまう。

第１の回転ブラシ３０が、高速回転動作において連続的に被掃除面を掻き上げる際、１箇所に２〜３回第１の清掃片３１が当たるが、当たる回数が増えるごとに、被掃除面と塵埃の結合力が強くなることにより、従来構成の掃除機用吸込具では、電気的結合力の影響を受けやすい極小の細塵が被掃除面に残る現象が見られた。

しかしながら、本実施の形態１に係る掃除機用吸込具１５においては、第２の回転ブラシ３５の第２の清掃片３６が導電性を有しており、かつ電気的にアースされているため、被掃除面の電荷を０Ｖ近くまで除電することができる。

したがって以下に記載の３つの効果を発揮することができる。
（１）被掃除面を除電し、被掃除面と塵埃間の電気的結合力を弱める。
（２）第１の回転ブラシ３０による塵埃掻き上げ時に生じる被掃除面の電位上昇を抑える。
（３）第２の回転ブラシ３５の第２の清掃片３６と回転時に第１の回転ブラシ３０の第１の清掃片３１が触れる際に、第１の回転ブラシ３０の第１の清掃片３１の帯電電位を０Ｖ近くまで中和させる。

（１）の除電機能については空中放電させるものと異なり、完全にアース接続させることにより、優れた除電能力を発揮するため、マイナスイオンを利用した第１の回転ブラシ３０の第１の清掃片３１と同等以上に、塵埃と被掃除面との結合力を弱める役目をなす。ただし第２の清掃片３６には電位が生じないため、塵埃を第２の清掃片３６に引き寄せる力は、第１の回転ブラシ３０の第１の清掃片３１ほど強くはない。

（２）は、マイナスイオンを利用した第１の回転ブラシ３０の第１の清掃片３１が作り出す弊害を軽減するもので、第１の清掃片３１が帯電した塵埃を掻き上げた際に生じる被掃除面の電位上昇を防止することにより、塵埃の結合力が強まるのを防ぎ、塵埃掻き上げ効果を持続させるものである。

（３）は、被掃除面を掻き上げたあとの帯電した第１の回転ブラシ３０の第１の清掃片３１を、一旦０Ｖ近くまで中和させ、再び摩擦板４０に第１の清掃片３１が当たるときに電位的に中和した第１の清掃片３１からマイナス電荷が摩擦板４０に供給されるもので、再び第１の清掃片３１は、プラスに帯電し、摩擦板４０がマイナスに帯電する作用が繰り返され、マイナスイオンを放出し続けることができる。したがってマイナスイオン放出能力を維持するにおいて摩擦板４０も小さくでき、それでいて長時間マイナスイオンを放出し続けることができる。

このように、本実施の形態１に係る掃除機用吸込具１５においては、近接して回転する２本の回転ブラシを配し、第１の回転ブラシ３０は、帯電した第１の清掃片３１にマイナスイオンで帯電させた塵埃を引き寄せる電気的結合力を利用して優れた塵埃掻き上げ性能を発揮し、第２の回転ブラシ３５はアースされた第２の清掃片３６によって被掃除面の静電気を除去して塵埃掻き上げ性能を高めるとともに、第１の回転ブラシ３０の帯電が及ぼす弊害を防止し、かつ第１の回転ブラシ３０の帯電およびマイナスイオン放出を持続させるために電荷を供給する働きをなすため、第１の回転ブラシ３０の塵埃掻き上げ性能を持続させる役目も発揮するので、その組み合わせによる効果は大なるものである。

１本の回転ブラシの中に、帯電ブラシと除電ブラシを交互に配する従来例もあるが、極めて近接して配した場合は、それぞれが電気的効能を打ち消してしまい、十分な効果を発揮できない。

以上のように、本実施の形態は、個々に帯電機能、除電機能を独立させて構成し、それぞれの機能がフルに発揮できる構成において、２本の回転ブラシの中間付近で帯電ブラシ（第１の回転ブラシ３０の第１の清掃片３１）と除電ブラシ（第２の回転ブラシ３５の第２の清掃片３６）とが接する設定になっているのでそれぞれが優れた性能を発揮した上で、上述の組み合わせ効果を発揮するもので、機械的な掻き上げ能力と合せ、その塵埃除去性能は、極めてすぐれたものとなる。

以上のように、本発明にかかる掃除機用吸込具及び電気掃除機は、第１および第２の回転ブラシが効率よく回転し、塵埃除去性能に優れたもので、家庭用、業務用、店舗用の各種電気掃除機に使用することができる。

本発明の実施の形態１における掃除機用吸込具を接続した電気掃除機の全体斜視図 同掃除機用吸込具の外観斜視図 同掃除機用吸込具の底面側から見た斜視図 同掃除機用吸込具の下ケースを外し、底面側から見た平面図 同掃除機用吸込具の断面図 同掃除機用吸込具の第１および第２の回転ブラシの底面側から見た斜視図（吸込具本体から取り外した状態） （ａ）同掃除機用吸込具の第１および第２の回転ブラシの平面図、（ｂ）同第１および第２の回転ブラシの部分断面図 同掃除機用吸込具の第１および第２の回転ブラシの拡大断面図 （ａ）〜（ｄ）同掃除機用吸込具の第１および第２の回転ブラシの回転駆動状態の時間的変化を示す断面図 （ａ）〜（ｄ）同掃除機用吸込具の第１および第２の回転ブラシの斜視図と軸方向の各位置における回転駆動状態を示す断面図 同掃除機用吸込具の電気回路の概念図 従来の掃除機用吸込具のある実施形態を示す断面図 従来の掃除機用吸込具の他の実施形態を示す断面図

符号の説明

１ 掃除機本体
１５ 掃除機用吸込具
１６ 吸込具本体
１７ 本体ケース
１８ 開口部
１８ａ 回転ブラシ収容空間
２４ 電動機（駆動源）
２７ｃ 軸芯保持材（導電部材、電気通路）
２９ 連結軸受材（電気通路）
３０ 第１の回転ブラシ
３１ 第１の清掃片
３１ａ、３６ａ 基端部（ベース材）
３１ｂ、３６ｂ 繊維状部
３２、３７ 軸芯材
３２ａ リブ条部
３２ｂ 鍔条部
３２ｃ 溝条部
３２ｄ 支持条部
３５ 第２の回転ブラシ
３６ 第２の清掃片
３７ａ 保持条部
３７ｂ 溝条部
４０ 摩擦板
４１ 接触部材（電気通路）
４３ 抵抗基板（電気通路）
４４ リード線（電気通路）
４６ 電源基板（電気通路）

Claims (5)

1. 周面の長手方向に沿って複数条の第１の清掃片を有する第１の回転ブラシと、前記第１の回転ブラシを回転駆動する駆動源と、前記第１の回転ブラシと平行に近接して配され、周面の長手方向に沿って複数条の第２の清掃片を有すると共に前記第１の回転ブラシの回転力で回転駆動される第２の回転ブラシとを備え、前記第１の清掃片には、帯電しやすい材料を使用するとともに、前記第２の清掃片に導電性を有する材料を使用し、前記第２の清掃片から静電気を放電させる電気通路を有することを特徴とする掃除機用吸込具。
2. 電気通路は、電流を制限する電流制限手段を介してアースを含む商用電源に放電するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の掃除機用吸込具。
3. 第１の清掃片が当接する箇所に、前記第１の清掃片の帯電極と逆に帯電する素材にて形成した摩擦板を配するとともに、前記第１の清掃片が、前記摩擦板に当接する前段階で、第２の清掃片と触れる位置に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の掃除機用吸込具。
4. 第２の清掃片は、導電性を有する複数の繊維からなる繊維状部と、同じく導電性を有するとともに前記繊維状部を固定したベース材から構成され、長手方向の全幅で前記繊維状部同士の導通が保たれるとともに、複数条の前記第２の清掃片が互いに、導電部材によって導通が維持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の掃除機用吸込具。
5. 電動送風機と、請求項１〜４のいずれか１項に記載の掃除機用吸込具を備えた電気掃除機。

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