JP2015100679A - 掃除ユニット及びそれを利用した掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】集塵体と床面との間の位置関係を安定させることができる集塵ユニットを提供すること。【解決手段】掃除ユニットは、円筒形状の集塵体（１）と、前記集塵体（１）を回転させる回転装置（２）と、前記集塵体（１）に付着したゴミを除去するための除去機構（４）と、前記除去機構（４）によって除去されたゴミを回収するための開口を有する回収部（５）とを有する。前記集塵体（１）の両側面側に外輪（３，３）が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、掃除ユニット及びそれを利用した掃除機に関する。

従来技術の家庭用電気掃除機は、モーターによってファンを回転させて行う真空吸引方式が一般的である。他の従来技術としては、特許第３２６１３４２号公報（特許文献１）に記載の静電気を利用した静電掃除機がある。

上記静電掃除機は、真空吸引方式の掃除機のようにモーターやファンの回転による騒音が無く、また、排気による室内の空気の汚れが発生しないという利点がある。

特許第３２６１３４２号公報

上述の静電掃除機は帯電ローラー構造を採用している。帯電ローラーを床面上で転がすことにより、床面上の埃等を帯電ローラーに吸着して、除去する。そして、帯電ローラーで吸着した埃等を回収する方法としては、スクレ−パをローラーに対して接触させることにより、帯電ローラー上の埃等を除去し、除去した埃等をダストボックスに回収する方法を採用している。

帯電ローラーを床面上でモーターにより回転させる場合、帯電ローラーと床面との摩擦抵抗により、モーターに負担がかかるという問題が発生する。

特許第３２６１３４２号では、集塵体である帯電ローラーを、床面と非接触で対向させることで、床面との摩擦の発生に対応し、この場合、モーターにかかる負荷も低減される。

しかし、静電気によりゴミを集塵する場合には、床面に対して帯電ローラーを可能な限り接近させ、略接触状態とすることが望ましいが、構成部材の寸法精度、組立公差、帯電ローラーの回転軸ずれ等の様々な要素が誤差として発生するため、集塵体としての帯電ローラーと床面との間の位置関係を安定させることは困難であるという問題がある。

そこで、本発明の課題は、集塵体と床面との間の位置関係を安定させることができる集塵ユニットを提供することにある。

前記課題を解決するため、本発明の集塵ユニットは、
円筒形状の集塵体と、前記集塵体を回転させる回転装置と、前記集塵体に付着したゴミを除去するための除去機構と、前記除去機構によって除去されたゴミを回収するための開口を有する回収部とを備えた掃除ユニットにおいて、
前記集塵体の両側面側に配置された外輪
を備えることを特徴としている。

本発明の掃除機は、
上述の掃除ユニットと、
前記掃除ユニットに給電する給電装置と
を備えることを特徴としている。

本発明によれば、外輪により、集塵体が回転する際に発生する床面との摩擦抵抗を低減することが可能で、回転装置へかかる負荷を低減することができ、かつ、集塵体と床面間の位置関係を一定に維持することができて、良好かつ安定した集塵性能を得ることができる。

本発明の実施形態１に係る掃除ユニットの側面図である。 本発明の実施形態１に係る掃除ユニットの正面図である。 本発明の実施形態１に係る集塵体の構造を示す断面図である。 本発明の実施形態１に係る集塵体と外輪の直径について説明した説明図である。 掃除ユニットを床面に設置した場合において、集塵体と外輪について説明した説明図である。 前記掃除ユニットが埃等を回収するための回収方法ついて説明した説明図である。 本発明の実施形態２に係る掃除ユニットの側面図である。 本発明の実施形態２に係る集塵体の構造を示す断面図である。 本発明の実施形態２に係る集塵体と外輪の直径について説明した説明図である。 本発明の実施形態３に係る掃除機の概略説明図である。 本発明の実施形態４に係る掃除機の概略説明図である

以下、本発明を図示の実施形態により詳細に説明する。なお、本明細書において、同一または類似の構成については、同一の参照符号を付している。

（実施形態１）
図１〜６は、実施形態１の掃除ユニットの構成および動作を表す図である。

（掃除ユニット１００の大略構成）
図１および２に示すように、この掃除ユニット１００は、表面に床面の埃等を吸着するための集塵体１と、この集塵体１の両側面側に配置された外輪３，３と、集塵体１の表面に吸着された埃等を物理的に剥離するための例えばスクレ−パ等からなる除去機構４と、この除去機構４によって剥離された埃等を回収するための回収部５と、静電気を発生させ、集塵体１を帯電させるための帯電機構６と、埃等を物理的に剥離する直前に、帯電を除去するための帯電除去装置７により構成されている。

（集塵体１の構成）
図３は集塵体１の構造を示す断面図である。この集塵体１は、円筒構造を有し、円筒部材１３の外周に、例えばゴムやスポンジ等の弾性部材からなる弾性層１２が形成されており、さらに、この弾性層１２の外周には、埃等を吸着するための集塵層１１が形成されている。

（集塵層１１の構成）
前記集塵層１１は、電荷を帯電させるための帯電層１１となっており、図１に示すように、集塵体１の集塵層１１の近傍に配置された帯電装置６により帯電させられる。帯電した集塵層１１は、静電気により床面上の埃等を吸着することで掃除を行う。

（回転装置２の構成）
図３に示すように、前記集塵体１の内部には、この集塵体１を回転させるために、例えばモーター等の回転装置２が搭載されている。このように、回転装置２を集塵体１の内部に搭載することにより、回転装置２が回転するときに発生する回転音を掃除ユニット１００の利用者等に聞こえ難くするという効果がある。

前記回転装置２は、ブラケット４１、フランジ４２を介して、集塵体１の円筒部材１３に連結していて、集塵体１を回転させ得るようになっている。なお、前記回転装置２は、図示しない支持部材によって、回転反力をとっており、回転装置２への給電方法としては、スリップリング８を介して外部から給電する方法を採っている。

（帯電装置６の構成）
図１に示すように、帯電装置６は、集塵体１に対向する面にのみ開口を有する一方その他の面を覆う導電カバー６１と、前記集塵体１に対向する開口に取り付けたグリッド６３と、タングステン等で作られ、導電カバー６１に収納されたコロナワイヤ６２とからなる。このコロナワイヤ６２は導電カバー６１と絶縁を保ちつつ保持されている。コロナワイヤ６２に電圧を印可することにより、集塵層１１に静電気を発生させることができる。

（外輪３の構成）
前記外輪３は、図３および４に示すように、集塵体１の両側面側に配置されていて、集塵体１を部分的に回転自在に支持可能である。回転装置２によって回転方向が決められている集塵体１に対し、外輪３は自由に回転する。集塵体１と外輪３は、同心に配置されている。前記外輪３は、回転装置２に連なる軸４５に、ベアリング４６を介して、両方向に回転自在に嵌合している。

図３および４に示すように、集塵体１の直径は、外輪３の直径以上の大きさとしている。そのため、集塵体１が無負荷で弾性層１２が弾性変形していない状態では、図４に示すように、集塵体１の外径と外輪３の外径との間に隙間Ｂが生じる。そして、図５に示すように、掃除ユニット１００を床面７０に設置した場合、集塵体１を構成している図３に示す弾性層１２が弾性変形し、外輪３、集塵体１が共に床面７０に接触する。

もし、前記外輪３が無いと仮定すると、集塵体１の自重が直接床面７０にかかるため、回転時において、床面７０と集塵体１との摩擦による大きな負荷が回転装置２にかかることになる。

本実施形態１では、外輪３，３が、集塵体１の自重の一部を支持しているから、床面７０と集塵体１との摩擦による抵抗が小さくなって、回転装置２にかかる負荷を低減することができる。

また、前記外輪３，３により一定限度に制限された弾性層１２の弾性変形により、集塵体１の外周と床面７０とは常に安定した接触状態を維持するため、床面７０の埃に対して常に安定した吸着性能を得ることができる。

（埃等の回収方法）
図６は、掃除ユニット１００が埃Ｄ等を回収するための回収方法ついて説明する説明図である。

今、前記集塵体１は、回転装置２によって図中矢印の方向に回転しているとする。

前記帯電装置６により、集塵体１の表面の集塵層１１が帯電されたことにより、集塵体１の表面の集塵層１１に床面の埃Ｄ等が吸着する。回転装置２による集塵体１の回転により、吸着された埃Ｄ等は、回収部５に向けて移送される。埃Ｄ等が除去機構４に移送される直前に、帯電除去装置７により、集塵層１１に帯電している電荷が除去される。

前記帯電除去装置７の例としては、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）等により、集塵層１１に対して光を照射することにより、電荷を除去することができる。

帯電除去後、埃Ｄ等は、集塵層１１の表面から、除去機構４により物理的に剥離され、最終的に回収部５に回収される。

本実施形態１の掃除ユニット１００では、集塵体１の直径が、外輪３の直径以上であるから、掃除ユニット１００を床面７０に設置した場合、集塵体１が床面７０に接触して、集塵体１を構成している弾性層１２が弾性変形して、外輪３、集塵体１が共に床面７０に接触して、外輪３が集塵体１の自重の一部を負担する。したがって、集塵体１の自重により回転体２にかかる負荷を、外輪３，３で低減することができる。

また、前記外輪３で一定限度に制限された弾性層１２の弾性変形により、集塵体１の外周と床面７０とは常に安定した一定の接触状態を維持するため、本掃除ユニット１００は、床面７０の埃Ｄに対して常に安定した吸着性能を得ることができる。

ここで、本実施形態１では、集塵層１１は埃Ｄ等を電気的に吸着するために、電荷が帯電する帯電層１１としているが、集塵層１１の構成としては埃等を、吸着可能な構造であればこれに限らなく、機械的または化学的に吸着可能な構造であってもよい。

（実施形態２）
図７〜９は、実施形態２の掃除ユニット２００の構成および動作を示す図である。図７〜９において、図１〜６に示す実施形態１の掃除ユニット１００の構成部と同一または類似の構成部については、図１〜６の構成部の参照番号と同一の参照番号を付して、それらの構成および作用の詳細な説明を省略し、異なる構成部のみについて、以下に詳細に説明する。

（集塵体２１の構成）
図８は集塵体２１の構造を示す断面図である。この集塵体２１は、円筒構造を有し、円筒部材２３の外周に、埃等を吸着させるための集塵層１１が形成されている。

（外輪３０の構成）
図７，８に示すように、外輪３０，３０は、集塵体２１の両側面側に配置されており、集塵体２１と同心である。回転装置２によって回転方向が決められている集塵体２１に対して、外輪３０はいずれの方向にも自由に回転する。

図９に示すように、集塵体２１の直径は、外輪３０の直径以下としており、例えば、外輪３０の直径よりも小さくしている。図９に示すように、掃除ユニット２００を床面７０に設置した場合、集塵体２１と床面７０との位置関係は、外輪３０，３０により規定されて、集塵体２１と床面７０との間にクリアランスＣが生じる。

したがって、前記集塵体２１は、外輪３０，３０に支持されて、床面７０に接触しないで、かつ、床面７０に対して一定のクリアランスＣをもつ位置関係を常に保つことが可能であるため、集塵体２１の摩擦による回転装置２への負荷がなく、また、床面７０の埃に対して常に安定した吸着性能を得ることが可能である。

すなわち、本実施形態２では、集塵体２１が床面７０に対して常に一定のクリアランスＣをもつているため、集塵体２１が床面７０に接触することがなくて、回転装置２にかかる負荷を低減することができ、かつ、床面７０の埃に対して常に安定した吸着性能を得ることができる。

（実施形態３）
図１０は、実施形態３の掃除機３００の断面図を示している。この掃除機３００は、実施形態１の掃除ユニット１００を使用している。

図１０に示すように、掃除機３００の筐体（点線で図示）３０１の内部には、掃除ユニット１００および給電装置の一例としてのバッテリー９が搭載されている。

前記バッテリー９より掃除ユニット１００の回転装置２に対して給電することにより、掃除機３００が機能する。

また、本実施形態３の掃除機３００は、前記掃除ユニット１００を有するので、掃除ユニット１００の作用、効果を奏する。

（実施形態４）
図１１は、実施形態４の掃除機４００の断面図を示している。この掃除機４００は、実施形態２の掃除ユニット２００を使用している。

図１１に示すように、掃除機４００の筐体（点線で図示）４０１の内部には、掃除ユニット２００および給電装置の一例としてのバッテリー９が搭載されている。

前記バッテリー９より掃除ユニット２００の回転装置２に対して給電することにより、掃除機４００が機能する。

また、本実施形態４の掃除機は、前記掃除ユニット２００を有するので、掃除ユニット２００の作用、効果を奏する。

本発明および実施形態を纏めると、次のようになる。

本発明の掃除ユニットは、
円筒形状の集塵体１，２１と、前記集塵体１，２１を回転させる回転装置２と、前記集塵体１，２１に付着したゴミを除去するための除去機構４と、前記除去機構４によって除去されたゴミを回収するための開口を有する回収部５とを備えた掃除ユニットにおいて、
前記集塵体１，２１の両側面側に配置された外輪３，３０
を備えることを特徴としている。

前記構成の掃除ユニットによれば、前記集塵体１，２１の両側面側に配置された外輪３，３０が少なくとも部分的に集塵体１，２１を支持することが可能である。したがって、集塵体１，２１が回転する際に発生する床面７０との摩擦抵抗を低減することができて、回転装置２へかかる負荷を低減することができる。

さらに、前記外輪３，３０によって、集塵体１，２１と床面７０との間の位置関係を一定に維持することができるから、良好かつ安定した集塵性能を得ることができる。

１実施形態では、
前記集塵体１は、
円筒部材１３と、
その円筒部材１３の外周に設けられた弾性部材からなる弾性層１２と、
前記弾性層１２の外周に設けられてゴミが付着する集塵層１１と
を有し、
前記集塵体１の直径は前記外輪３の直径以上である。

前記実施形態によれば、集塵体１の直径は、外輪３の直径以上であるから、掃除ユニット１００を床面に設置した場合、集塵体１が床面７０に接触して、集塵体１を構成している弾性層１２が弾性変形して、外輪３、集塵体１が共に床面７０に接触する。

しかし、外輪３が集塵体１の自重の一部を負担しているから、集塵体１の自重により回転体２にかかる負荷を低減することができる。

また、前記外輪３で一定限度に制限された弾性層１２の弾性変形により、集塵体１の外周と床面は常に安定した一定の接触状態を維持するため、床面７０の埃に対して常に安定した吸着性能を得ることができる。

また、１実施形態では、
前記集塵体２１は、
円筒部材２３と、
前記円筒部材２３の外周に設けられてゴミが付着する集塵層１１と
を有し、
前記集塵体２１の直径は前記外輪３０の直径以下である。

前記実施形態によれば、集塵体２１の直径は、外輪３０の直径以下であるので、掃除ユニット２００を床面７０に設置した場合、集塵体２１と床面との位置関係は、外輪３０により規定されて、集塵体２１と床面７０との間にクリアランスＣが生じる。

したがって、前記集塵体２１は、外輪３０，３０に支持されて、床面７０に接触しないで、かつ、床面７０に対して一定のクリアランスＣをもつ位置関係を常に保つことが可能であるため、床面７０と集塵体２１との摩擦がなくて、回転装置２への大きな負荷がなく、かつ、床面７０の埃に対して常に安定した吸着性能を得ることができる。

また、１実施形態では、
前記回転装置２は、前記集塵体１，２１の内部に搭載されている。

前記実施形態によれば、前記回転装置２が集塵体１，２１の内部に収納されているから、構造がコンパクトになり、かつ、回転装置２からの騒音を集塵体１，２１で遮って低減することができる。

また、１実施形態では、
前記集塵体１，２１の集塵層１１は、帯電可能な帯電層１１であり、
さらに、前記帯電層１１に帯電させる帯電装置６と、
前記帯電層１１の帯電を除去するための帯電除去装置７と
を有する。

前記実施形態によれば、電気的にゴミを確実に吸着して、回収することができる。

また、本発明の掃除機は、
前記掃除ユニット１００，２００と、
前記掃除ユニット１００，２００に給電する給電装置９と
を備える。

本発明の掃除機によれば、集塵体１，２１が回転する際に発生する床面７０との摩擦抵抗を低減することができ、回転装置２にかかる負荷を低減することができ、かつ、集塵体１，２１と床面７０との間の位置関係を一定に維持することができて、良好かつ安定した集塵性能を得ることができる。

実施形態１〜３および変形例で述べた構成要素は、適宜、組み合わせてもよく、また、適宜、選択、置換、あるいは、削除してもよいのは、勿論である。

１，２１ 集塵体
２ 回転装置
３，３０ 外輪
４ 除去機構
５ 回収部
６ 帯電装置
７ 帯電除去装置
８ スリップリング
９ バッテリー
１１ 集塵層
１２ 弾性層
１３，２３ 円筒部材
６１ 導電カバー
６２ コロナワイヤ
６３ グリッド
１００，２００ 掃除ユニット
３００，４００ 掃除機

Claims (6)

1. 円筒形状の集塵体と、前記集塵体を回転させる回転装置と、前記集塵体に付着したゴミを除去するための除去機構と、前記除去機構によって除去されたゴミを回収するための開口を有する回収部とを備えた掃除ユニットにおいて、
   前記集塵体の両側面側に配置された外輪
   を備えることを特徴とする掃除ユニット。
2. 請求項１に記載の掃除ユニットにおいて、
   前記集塵体は、
   円筒部材と、
   その円筒部材の外周に設けられた弾性部材からなる弾性層と、
   前記弾性層の外周に設けられてゴミが付着する集塵層と
   を有し、
   前記集塵体の直径は前記外輪の直径以上であることを特徴とする掃除ユニット。
3. 請求項１に記載の掃除ユニットにおいて、
   前記集塵体は、
   円筒部材と、
   前記円筒部材の外周に設けられてゴミが付着する集塵層と
   を有し、
   前記集塵体の直径は前記外輪の直径以下であることを特徴とする掃除ユニット。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の掃除ユニットにおいて、
   前記回転装置は、前記集塵体の内部に搭載されていることを特徴とする掃除ユニット。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載の掃除ユニットにおいて、
   前記集塵体の集塵層は、帯電可能な帯電層であり、
   さらに、前記帯電層に帯電させる帯電装置と、
   前記帯電層の帯電を除去するための帯電除去装置と
   を有することを特徴とする掃除ユニット。
6. 請求項１から５のいずれか１つに記載の掃除ユニットと、
   前記掃除ユニットに給電する給電装置と
   を備えることを特徴とする掃除機。

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