JP2019154521A - 吸込具及びこれを備えた電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、摩擦体で正極及び負極に回転ブラシの清掃部を帯電させ、正極又は負極に帯電した塵埃の両方を捕集することを可能にすると共に、従来より構造を簡略化させた吸込具を提供することである。【解決手段】本発明に係る吸込具は、被清掃面に対向して開口する吸込口を有する筐体と、本体内に回転可能に設置され正に帯電する第１清掃部材と負に帯電する第２清掃部材が配置される回転ブラシと、第１清掃部材と第２清掃部材を帯電させ第１清掃部材の帯電列に対して負側であり第２清掃部材の帯電列に対して正側である帯電列を有する摩擦体と、を備えるものである。【選択図】図５

Description

本発明は、吸込具と、この吸込具を備えた電気掃除機に関するものである。

従来の吸込具は、被清掃面に対向して開口する吸込開口と回転自在に軸支される回転ブラシを備え、被清掃面上の塵埃を回転ブラシの回転により掻き取ると共に、吸引することで、集塵性能を高めている。
回転ブラシの植毛の構成として、負極に帯電しやすい素材を用いて、植毛を負極に帯電させ、静電気力で塵埃を植毛に引き寄せることで、被清掃面からの塵埃の掻き取り力を高め、集塵性能を向上させる構成が開示されている。（例えば、特許文献１参照）
また、回転ブラシの植毛を帯電させるための摩擦体として、正極プレートと負極プレートの両方を用いることで、回転ブラシの植毛を正極又は負極に帯電させ、正極又は負極に帯電した塵埃の両方を引き寄せて捕集することを可能にする構成が開示されている。（例えば、特許文献２参照）

特開平１１−２１６０８９号公報 特開２００５−１１０９６５号公報

上記した従来の吸込具では、回転ブラシの植毛を回転方向に対して正極又は負極のいずれかに帯電させる場合、正極プレートと負極プレートのうちのいずれか一方のみを回転ブラシと接触させる可動構造が必要であり、吸込具の構造が複雑になるという課題がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、摩擦体で正極及び負極に回転ブラシの清掃部を帯電させ、正極又は負極に帯電した塵埃の両方を捕集することを可能にすると共に、構造を簡略化させた吸込具を提供することを目的とする。

この発明に係る吸込具は、被清掃面に対向して開口する吸込口を有する筐体と、筐体内に回転可能に設置され正に帯電する第１清掃部材と負に帯電する第２清掃部材を有する回転ブラシと、第１清掃部材と第２清掃部材を帯電させ第１清掃部材の帯電列に対して負側であり第２清掃部材の帯電列に対して正側である帯電列を有する摩擦体と、を備えるものである。

この発明の吸込具は、正極又は負極に帯電した塵埃の両方を捕集することが可能になると共に、吸込具の構造を簡略化することが可能になる。

この発明の実施の形態１を示す吸込具の斜視図である。 この発明の実施の形態１を示す吸込具の上面図である。 この発明の実施の形態１を示す吸込具の側面図である。 この発明の実施の形態１を示す吸込具の下面図である。 図２に示す吸込具のＡ−Ａ部の断面図である。 この発明の実施の形態２を示す吸込具の断面図である。 この発明の実施の形態２を示す吸込具の変形例の断面図である。 この発明の実施の形態３を示す吸込具の断面図である。 この発明の実施の形態４を示す吸込具の断面図である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１における吸込具について、図１から図５を用いて説明する。
図１は、実施の形態１における吸込具の斜視図である。図２は、実施の形態１における吸込具の上面図である。図３は、実施の形態１における吸込具の側面図である。図４は、実施の形態１における吸込具の下面図である。図５は、図２に示す吸込具のＡ−Ａ部の断面図である。

図１において、吸込具１は床面上の塵埃を空気と一緒に吸い込むためのものであり、上ケース５、下ケース６及びカバー７を組み合わせた細長い筐体２に構成され、平面視において長方形の形状を呈する。吸込具１の前方側面にバッファー９が配置され、壁面との接触時の衝撃を吸収する構造になっている。吸込具１は、例えば、平面視における長手方向の長さが１０ｃｍ以上且つ３０ｃｍ以下に形成され、内部には後述する吸込室１１と回転ブラシ２０が設けられている。この吸込室１１は横長の風路を有し、連結管３に接続される吸引パイプを経由して掃除機本体と接続され塵埃を吸い込む構成になっている。また、回転ブラシ２０は軸受ケース４で回転可能に支持されている。

図２及び図３において、吸込具１の長手方向の略中心には、連結管３が配置される。連結管３は、吸引風を生成する掃除機本体（図示省略）に接続された吸引パイプや吸引ホース等に連結される。床面の移動を容易するため、車輪８が配置されている。尚、吸込具１と掃除機本体は、電気掃除機を構成するものである。
図４において、吸込具１の下面には吸込口１０が形成される。この吸込口１０の開口内に回転ブラシ２０が配置され、回転することで被清掃面である床面の塵埃を除去する。
図５において、連結管３の下部には吸引口１２が形成され、吸込口１０と吸引口１２との間には、吸込室１１が形成される。本構成により、掃除機本体に内蔵される電動送風機が吸引動作を開始すると、含塵空気が被清掃面から吸込口１０を介して吸引され、吸込室１１、吸引口１２、連結管３を通って掃除機本体に吸引され、掃除機本体に配置された集塵容器にごみが回収される。

吸込室１１内には、回転ブラシ２０が回転自在に収納される。回転ブラシ２０は、一端が軸受（図示せず）、他端が回転ブラシ保持部（図示せず）に、それぞれ回転自在に軸支され、吸込具１に内蔵された駆動手段（図示せず）により回転駆動される。軸受および回転ブラシ保持部は、下ケース６と軸受ケース４により構成される。また、回転ブラシ２０は、筒状基体である回転軸２１と、回転軸２１の外周面から突出し略全周を覆うように軸方向に螺旋状または直線状に巻かれた清掃部２２で構成される。清掃部２２は、例えば、繊維質のブラシ毛を用いても良いし、軟質材のブレード状のものでも良い。これらを混合したブラシ毛でも良い。清掃部２２は、床面に接触または近接し、回転ブラシ２０が回転動作を行う際に、床面上のごみを掻き上げて吸込室１１内に取り込む。

回転ブラシ２０の清掃部２２は、第１清掃部材２２ａと第２清掃部材２２ｂを有している。この第１清掃部材２２ａと第２清掃部材２２ｂは、回転ブラシ２０を構成する回転軸２１の外周面に配置され、且つ、回転軸２１の回転方向に対して交互に配置される。また、吸込室１１の壁面に回転ブラシ２０が回転動作を行う際に第１清掃部材２２ａおよび第２清掃部材２２ｂと接触する摩擦体２６を備え、第１清掃部材２２ａが正に帯電しやすい材料で形成され、第２清掃部材２２ｂが負に帯電しやすい材料で形成される。尚、摩擦体２６は帯電化手段の具体的な構成を示すものである。

摩擦体２６は、第１清掃部材２２ａと第２清掃部材２２ｂを帯電させるため、第１清掃部材２２ａの帯電列に対して負側で、且つ前記第２清掃部材２２ｂの帯電列に対して正側である帯電列の材料で構成される。さらに、回転ブラシ２０の回転動作時に、摩擦体２６は第１清掃部材２２ａと第２清掃部材２２ｂに接触する構造になっている。本構成により、回転ブラシ２０が回転動作を行う際に、第１清掃部材２２ａは摩擦体２６と擦れることで正に帯電し、第２清掃部材２２ｂは摩擦体２６と擦れることで負に帯電するため、第１清掃部材２２ａは床面上の負に帯電したごみを静電気で引き寄せ捕集し、第２清掃部材２２ｂは床面上の正に帯電したごみを静電気で引き寄せて捕集することが可能となる。
これにより、回転ブラシ２０が吸込室１１に取り込めるごみの量が増えるため、床面からのごみの捕集性能を向上することができる。

また、第１清掃部材２２ａと第２清掃部材２２ｂは，回転方向に交互に配置される構成に限定されず、例えば、回転ブラシ２０の周囲に配置される清掃部２２の一部にのみ第１清掃部材２２ａと第２清掃部材２２ｂが配置される構成でもよい。また、回転軸２１の軸方向に沿って第１清掃部材２２ａと第２清掃部材２２ｂが交互に配置される構成でもよい。

また、摩擦体２６は、第１清掃部材２２ａの帯電列と第２清掃部材２２ｂの帯電列に対して中間の帯電列である材料で構成してもよい。このような構成にすることで、摩擦体２６に対して第１清掃部材２２ａと第２清掃部材２２ｂを同時に帯電化させることが可能になる。

また、摩擦体２６は絶縁体より導電性の高い材料である、例えば、ナイロン、金属等で形成されても良い。本構成により、清掃部２２との摩擦により、清掃部２２から摩擦体２６に移動した電荷を逃がすことができるため、摩擦体２６が帯電することを防ぎ、効率よく清掃部２２を帯電させることが可能となる。

次に掻取部について説明する。
図５において、吸込室１１の壁面に掻取部２７を備える。掻取部２７は、吸込室１１の壁面から、回転ブラシ２０の中心軸に向かって突出し、清掃部２２と接触するように形成される。掻取部２７は、吸込口１０に対し、回転ブラシ２０の回転方向に対して下流側かつ、摩擦体２６に対し、回転ブラシ２０の回転方向に対して上流側に位置している。

本構成により、床面で清掃部２２に付着したごみを、回転ブラシ２０が回転動作を行う際に掻取部２７で取り除くことができる。そのため、床面からごみを掻き取った後、清掃部２２を清潔な状態にした上で、再度、摩擦体２６と接触させて帯電させることができるため、高い帯電量を維持することが可能となる。尚、掻取部２７は掻取手段の具体的な構成を示すものである。

次に中和部について説明する。
図５において、吸込口１０に対し回転ブラシ２０の回転方向に対して下流側に位置する吸込室１１の壁面に、中和部２８を設ける。中和部２８は、清掃部２２の近傍に設けられ、絶縁体より導電性の高い材料である、例えば、ナイロン、金属等で形成される。

本構成により、床面からごみを掻き取った後、清掃部２２が中和部２８に近づくことで、清掃部２２の帯電とは逆の電荷が清掃部２２に引き寄せられて、清掃部材２２の静電気が中和される。そのため、静電気により清掃部２２に付着したごみが清掃部２２から離れやすくなり、清掃部２２をより清潔な状態に維持し、再度帯電させた際に、高い帯電量を維持することができる。

なお、中和部２８は、掻取部２７よりも回転ブラシ２０の回転方向に対して上流側に設けることが望ましい。本構成により、静電気が中和され清掃部材２２から離れやすくなったごみを、掻取部２７で小さい接触抵抗で脱着できるため、清掃部２２が摩耗しにくく、性能を維持することができる。尚、中和部２８は中和手段の具体的な構成を示すものである。

本実施の形態１では、摩擦体２６の帯電を防ぐために、摩擦体２６を導電性の高い材料で構成したが、例えば、摩擦体２６を、接地している商用電源、又は摩擦体２６より導電性が高く静電容量の大きい第１導電部材（図示省略）と導線などを介して電気的に接続する構成でも良い。このような構成は、摩擦体２６の電荷をさらに逃がしやすくすることが可能となり、より確実に摩擦体２６の帯電を防ぐことができる。

また、本実施の形態１では、中和部２８を導電性の高い材料で形成したが、イオンを発生させる放電手段を設け、このイオンによって第１清掃部材２２ａと第２清掃部材２２ｂの帯電を中和する構成としてもよい。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２の吸込具について、図６及び図７を用いて説明する。
上述した実施の形態１との相違点を主に説明するため、実施の形態１と同一または相当する部分については、同じ符号を付し、説明を簡略化または省略する。図６は、本発明の実施の形態２における吸込具の断面図である。図７は、本発明の実施の形態２示す吸込具の変形例の断面図である。図６及び図７は、図２のＡ−Ａ部に相当する箇所の断面図を示すものである。

図６において、中和部２８を回転軸２１の内部に構成し、中和部２８に対し回転ブラシ２０は回転可能に構成される。また、回転軸２１と中和部２８は、導電性の高い材料で形成され、吸込口１０に対し、回転ブラシ２０の回転方向に対して下流側で、回転軸２１と中和部２８が一部接触するように構成される。

本構成により、床面からごみを掻き取った後、清掃部２２が回転軸２１を介して中和部２８と電気的に接続することで、清掃部２２の電荷が中和部２８に逃げて、清掃部材２２の静電気が中和される。そのため、静電気により清掃部２２に付着したごみが清掃部２２から離れやすくなり、清掃部２２をより清潔な状態に維持し、再度帯電させた際に、高い帯電量を維持することができる。

図７において、中和部２８は、吸込口１０に対し回転ブラシ２０の回転方向に対して下流側に位置する吸込室１１の壁面に設ける構成としてもよい。中和部２８は、回転ブラシ２０が回転動作を行う際に清掃部２２と接触するように設けられ、例えば、接地している商用電源、又は中和部２８より静電容量の大きい第２導電部材（図示省略）などと、導線などを介して電気的に接続される構成でも良い。

本構成により、床面からごみを掻き取った後、清掃部材２２が中和部２８と接触して電気的に接続することで、清掃部２２の電荷が中和部２８に逃げて、清掃部２２の静電気が中和される。そのため、静電気により清掃部材２２に付着したごみが清掃部２２から離れやすくなり、清掃部材２２をより清潔な状態に維持し、再度帯電させた際に、高い帯電量を維持することができる。

ここで、清掃部２２は、中和部２８と接触する際に電荷を移動しやすくするため、摩擦体２６および中和部２８よりは導電性は低いが、導電性が比較的に高い材料で構成することが望ましい。例えば、樹脂材料であれば、カーボンを混合する等して、導電性を上げた材料が挙げられる。

実施の形態３．
本発明の実施の形態３の吸込具について、図８を用いて説明する。
上述した実施の形態１との相違点を主に説明するため、実施の形態１と同一または相当する部分については、同じ符号を付し、説明を簡略化または省略する。
図８は、本発明の実施の形態３における吸込具の断面図であり、図２のＡ−Ａ部に相当する箇所の断面図を示すものである。

図８において、摩擦体２６は円筒形状の回転体に構成され、軸２９により、吸込室１１に対し回転可能に軸支される。
本構成により、清掃部２２が摩擦体２６と接触することで、清掃部２２と摩擦体２６が共に回転するため、接触時の摩擦抵抗を軽減するので、清掃部２２および摩擦体２６の摩耗を抑制し、性能を維持することが可能となる。

実施の形態４．
本発明の実施の形態４の吸込具について、図９を用いて説明する。
上述した実施の形態１との相違点を主に説明するため、実施の形態１と同一または相当する部分については、同じ符号を付し、説明を簡略化または省略する。
図９は、本発明の実施の形態４における吸込具の断面図であり、図２のＡ−Ａ部に相当する箇所の断面図を示すものである。

図９において、第１清掃部材２２ａに近接して第３清掃部材２２ｃを、第２清掃部材２２ｂに近接して第４清掃部材２２ｄを形成する。また、この第３清掃部材２２ｃと第４清掃部材２２ｄは導体で構成されるものである。
第３清掃部材２２ｃは、第１清掃部材２２ａより導電性の高い材料で形成され、第４清掃部材２２ｄは、第２清掃部材２２ｂより導電性の高い材料で形成される。また、回転ブラシ２０の回転方向に対して、第３清掃部材２２ｃは第１清掃部材２２ａより後方、第４清掃部材２２ｄは第２清掃部材２２ｂの後方に配置される。

本構成により、清掃部２２が摩擦体２６と接触する際に、第１清掃部材２２ａおよび第２清掃部材２２ｂが、それぞれ第３清掃部材２２ｃおよび第４清掃部材２２ｄに押し当てられて接触するため、清掃部２２の静電容量が瞬間的かつ部分的に増加し、清掃部材の帯電量を増加させることが可能となる。これにより、床面上のごみをより強く引き寄せて付着させることが可能となり、床からのごみの捕集性能を向上することができる。

また、本実施の形態４では、第３清掃部材２２ｃおよび第４清掃部材２２ｄを、それぞれ第１清掃部材２２ａおよび第２清掃部材２２ｂに並べて配置したが、これらの清掃部材が繊維状のブラシ毛で構成される場合、第１清掃部材２２ａと第３清掃部材２２ｃ、第２清掃部材２２ｂと第４清掃部材２２ｄのブラシ毛をそれぞれ混合して、それぞれ１つの清掃部材として構成してもよい。なお、第３清掃部材２２ｃ、第４清掃部材２２ｄは、同じ材料で構成してもよい。

また、本実施の形態１から４では、掻取部２７と中和部２８を両方とも設ける構成としたが、どちらか一方を設ける構成としてもよい。

上記各実施の形態で示される構成要素、構成要素の接続形態及び動作内容等は一例であり、本発明を限定するものではない。つまり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成要素、その接続形態及び動作内容等を他の装置へ展開したり、構成要素、その接続形態及び動作内容等に様々な変形を加えたり、それらを組み合わせることが可能である。

１ 吸込具、２ 筐体、３ 連結管、４ 軸受ケース、５ 上ケース、６ 下ケース、
７ カバー、８ 車輪、９ バッファー、１０ 吸込口、１１ 吸込室、１２ 吸引口、
２０ 回転ブラシ、２１ 回転軸、２２ 清掃部、２２ａ 第１清掃部材、
２２ｂ 第２清掃部材、２２ｃ 第３清掃部材、２２ｄ 第４清掃部材、２６ 摩擦体、
２７ 掻取部、２８ 中和部、２９ 軸

Claims (15)

1. 被清掃面に対向して開口する吸込口を有する筐体と、
   前記筐体内に回転可能に設置され正に帯電する第１清掃部材と負に帯電する第２清掃部材を有する回転ブラシと、
   前記第１清掃部材と前記第２清掃部材を帯電させ前記第１清掃部材の帯電列に対して負側であり前記第２清掃部材の帯電列に対して正側である帯電列を有する摩擦体と、を備える
   ことを特徴とする吸込具。
2. 前記第１清掃部材と前記第２清掃部材は、前記回転ブラシの回転軸の外周面に配置され、且つ、前記回転軸の回転方向に対して交互に配置される
   ことを特徴とする請求項１に記載の吸込具。
3. 前記摩擦体は、前記第１清掃部材と前記第２清掃部材と接触する構成である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の吸込具。
4. 前記摩擦体は、前記第１清掃部材の帯電列と前記第２清掃部材の帯電列に対して中間の
   帯電列である
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の吸込具。
5. 前記摩擦体は、前記第１清掃部材および前記第２清掃部材より高い導電性を有する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の吸込具。
6. 前記摩擦体は、商用電源、または前記摩擦体より導電性が高く静電容量の大きい第１導電部材に電気的に接続されている
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の吸込具。
7. 前記摩擦体は、略円筒形状で構成され、前記本体内に回転可能に軸支される
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の吸込具。
8. 記第１清掃部材及び前記第２清掃部材に付着したごみの少なくとも一方を脱着させる掻取手段を備える
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の吸込具。
9. 前記第１清掃部材および前記第２清掃部材の電荷を中和する中和手段を備える
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の吸込具。
10. 前記中和手段は、導電性を有する材料で構成され、前記第１清掃部材および前記第２清掃部材の少なくとも一方の近傍に配置される
    ことを特徴とする請求項９に記載の吸込具。
11. 前記中和手段は、前記商用電源、または前記中和手段より静電容量の大きい第２導電部材に電気的に接続される
    ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の吸込具。
12. 前記中和手段は、前記第１清掃部材および前記第２清掃部材の少なくとも一方に、前記第１清掃部材および前記第２清掃部材が前記摩擦体と接触した際に帯電する電荷に対してそれぞれ逆の電荷を与える
    ことを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載の吸込具。
13. 前記第１清掃部材および前記第２清掃部材の少なくとも一方に、前記回転ブラシの回転方向に対し隣接して配置される導体を備え、
    前記導体は前記回転ブラシの回転方向に対し前記第１清掃部材および前記第２清掃部材の後方に配置され、前記第１清掃部材および前記第２清掃部材が前記摩擦体と接触する際に、前記第１清掃部材および前記第２清掃部材が隣接する前記導体と接触するように構成される
    ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の吸込具。
14. 前記第１清掃部材および前記第２清掃部材の少なくとも一方が、ブラシ毛で構成され、前記ブラシ毛の少なくとも一部は導電性を有する
    ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の吸込具。
15. 請求項１から１３のいずれか１項に記載の吸込具を備える
    ことを特徴とする電気掃除機。

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