JP2024106678A - バキューム - Google Patents

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Abstract

【課題】吸い込み口からより多くの空気を吸い込んで風量を増加させることができ、吸い込み口付近で被吸引物の初速(吸い込み速度)を速くすることができるとともに、パイプ内で圧力風を円滑に流すことができ、被吸引物を効率よく吸い込んで収集することができるバキュームを提供する。【解決手段】折り返し部15と内部パイプ14によって吸い込み口10Aの近くに噴出口42を配置する。また、噴出口42を噴出口42よりも基端側の内部パイプ14の最狭部14Cよりも外側に配置する。【選択図】図1

Description

本発明は、塵や回収物などの吸い込み作業を行うバキュームに関する。
落ち葉などの塵や回収物などを吸い込んで収集する作業(以下、吸い込み作業)に用いられるバキュームの従来技術として、例えば下記特許文献1に記載のものが既知である。図5~図7は、下記特許文献1に記載の従来のバキュームの構成例を示した説明図である。
図示従来例のバキューム1Aは、吸い込み作業を行う手持ち式の電動バキュームであって、一端側に吸い込み口10Aを有し他端側に排出口10Bを有するパイプ10と、パイプ10の外側に設けられ、電動モータによって駆動される送風機20と、パイプ10の外側であってパイプ10の長手方向排出口10B寄りに設けられる手持ち用のハンドル30と、パイプ10の長手方向吸い込み口10A寄りに設けられ、送風機20による圧力風をパイプ10の周囲からパイプ10内に送り込んで、排出口10Bに向けて噴出させるエジェクタ部40Aとを備える。パイプ10の外側には、排出口10B寄りに電動モータに給電するバッテリ50が取り付けられている。エジェクタ部40Aから噴出される圧力風は、パイプ10の内面に沿ってパイプ10内部を通過し、排出口10Bに向けて噴出される。この圧力風により、パイプ10の内側の圧力が低下することになり、パイプ10内には、吸い込み口10Aから排出口10Bに向けた吸引流(負圧)が発生する。これによって、パイプ10の一端側に設けた吸い込み口10Aから塵などをパイプ10内に吸い込んで、吸い込んだ塵などの被吸引物をパイプ10の他端側に設けた排出口10Bを通じて、排出口10Bに取り付けられる不図示の袋等の収集体内に収集する。
また、図示従来例のバキューム1Aにおいて、パイプ10は、吸い込み口10Aを有する先端パイプ11と、先端パイプ11が先端側に接続され基端側に排出口10Bを有する本体パイプ12を備え、エジェクタ部40Aは、本体パイプ12内に挿入された先端パイプ11の外側(外周面)に沿って圧力風を噴出させる。
先端パイプ11は、本体パイプ12に対してスライド自在に接続されており、先端パイプ11の外周には、エジェクタ部40Aに送り込まれた圧力風を排出口10B側に噴出させるか吸い込み口10A側に噴出させるかを切り替える仕切り板11Aが設けられている(図6、図7)。
先端パイプ11が先端側にスライドすると、仕切り板11Aが環状流路41(パイプ10の中心軸P周りに設けられ送風機20による圧力風が導入される環状流路41)における先端側の縁に設けられたストッパに当接する。これにより、仕切り板11Aが環状流路41からパイプ10内の先端側に向かう圧力風を塞ぐことになり、環状流路41からパイプ10内に入る圧力風は、先端パイプ11の外周に沿って排出口10Bに向けて噴出される。この状態では、先端パイプ11の先端が吸い込み口10Aになり、パイプ10内には、図6において矢印で示されるように、パイプ10の先端部から基端部へ向かう吸引流が形成される(図6の吸い込み状態)。
これに対して、先端パイプ11を基端側にスライドさせると、仕切り板11Aが環状流路41における基端側の縁に設けられたストッパに当接する。これにより、仕切り板11Aが環状流路41からパイプ10内の基端側に向かう圧力風を塞ぐことになり、環状流路41からパイプ10内に入る圧力風は、先端パイプ11の外周に沿って先端側(吸い込み口10A側)に向けて噴出される。この状態では、先端パイプ11の先端側が吹き出し口になり、パイプ10内には、図7において矢印で示されるように、パイプ10の基端側から先端側に向けた吐出流が形成される(図7の吹き出し状態)。
図示従来例のバキューム1Aは、このような切り替え構成を付加することで、単一の本体機材を用いて、吸い込み作業と吹き出し作業の切り替えを可能にしている。なお、このような切り替え構成を有するバキュームは、バキュームとブロワの兼用作業機になり、バキュームブロワと称される場合がある。
特開2022-114780号公報 英国特許出願公開第2311462号明細書
上記従来のバキュームでは、環状流路41からパイプ10内に入る圧力風は、先端パイプ11の先端の吸い込み口10Aから(先端パイプ11の長さ分)離間した位置で、先端パイプ11の外周に沿って排出口10Bに向けて噴出されることになる。このため、従来のバキュームは、吸い込み口から吸い込む(引き込む)空気の流量(風量)を増やすことや、吸い込み口付近で被吸引物の初速(吸い込み速度)を速くすることが難しかった。
そこで、吸い込み口の近くから圧力風を排出口に向けて噴出させる、言い換えると、吸い込み口の近くに圧力風を排出口に向けて噴出させる噴出口を配置することが考えられる(例えば特許文献2を参照)。しかし、例えば特許文献2に記載のものでは、噴出口の直後で流路(断面積)や方向が急激に変化してしまうため、パイプ内で圧力風が乱れて吸い込み力が低下してしまう虞があった。
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、吸い込み口からより多くの空気を吸い込んで風量を増加させることができ、吸い込み口付近で被吸引物の初速(吸い込み速度)を速くすることができるとともに、パイプ内で圧力風を円滑に流すことができ、被吸引物を効率よく吸い込んで収集することができるバキュームを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係るバキュームは、吸い込み作業を行うバキュームであって、吸い込み口および排出口を有するパイプと、駆動源によって駆動される送風機と、前記パイプの前記吸い込み口側に設けられ、前記送風機による圧力風を前記パイプの周囲から前記パイプ内に送り込んで、前記排出口に向けて噴出させるノズル部と、を備え、前記ノズル部は、前記パイプの内側に配置された内部パイプと、前記内部パイプの先端部周りに配置された折り返し部であって、前記吸い込み口を有するとともに、前記内部パイプの外側に送られた前記送風機による圧力風を前記内部パイプの先端部周りで基端側に折り返す折り返し部と、を備え、前記折り返し部と前記内部パイプの間に噴出口が形成され、前記噴出口は、前記噴出口よりも基端側の前記内部パイプの最狭部よりも半径方向外側に設けられていることを特徴とする。
好ましい態様では、前記折り返し部は、連続する湾曲面で構成されている。
別の好ましい態様では、前記折り返し部は、前記パイプに対して着脱可能に設けられたリング状部材で形成されている。
別の好ましい態様では、前記折り返し部は、前記パイプに対して着脱可能に設けられており、前記ノズル部は、前記折り返し部を前記パイプから取り外すことにより、前記内部パイプの外側に送られた前記送風機による圧力風を前記内部パイプの外側に沿って前記排出口とは反対側に向けて噴出させる。
別の好ましい態様では、前記折り返し部は、前記パイプに対して着脱可能に設けられており、前記ノズル部は、前記折り返し部の前記パイプからの着脱に応じて、前記内部パイプの外側に送られた前記送風機による圧力風を前記内部パイプの内側に沿って前記排出口側に向けて噴出させる状態と、前記内部パイプの外側に送られた前記送風機による圧力風を前記内部パイプの外側に沿って前記排出口とは反対側に向けて噴出させる状態と、を切り替え可能となっている。
別の好ましい態様では、前記内部パイプの軸線に対する傾きは、前記最狭部の前記排出口側が前記最狭部の前記吸い込み口側よりも緩やかである。
本発明によれば、折り返し部と内部パイプによって吸い込み口の近くに噴出口を配置することで、吸い込み口からより多くの空気を吸い込んで風量を増加させることができ、吸い込み口付近で被吸引物の初速(吸い込み速度)を速くすることができる。また、噴出口を噴出口よりも基端側の内部パイプの最狭部よりも外側に配置することで、パイプ内で圧力風を円滑に流すことができる。これにより、被吸引物を効率よく吸い込み口から吸い込んで収集することができる。折り返し部と最狭部との間に噴出口が位置しているので、導入された空気は、折り返し部から噴出口への方向性を維持したまま、最狭部に向かってパイプ壁面に沿って滑らかに移動する。
本発明の実施形態に係るバキュームのノズル部周辺の要部拡大縦断面図(折り返し部を取り付けた吸い込み状態)。 本発明の実施形態に係るバキュームのノズル部周辺の要部拡大斜視図(折り返し部を取り付けた吸い込み状態)。 本発明の実施形態に係るバキュームのノズル部周辺の要部拡大縦断面図(折り返し部を取り外した吹き出し状態)。 本発明の実施形態に係るバキュームのノズル部周辺の要部拡大斜視図(折り返し部を取り外した吹き出し状態)。 従来のバキュームの側面図。 図5のエジェクタ部40A周辺の要部拡大縦断面図(吸い込み状態)。 図5のエジェクタ部40A周辺の要部拡大縦断面図(吹き出し状態)。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。
本実施形態のバキューム1は、図5~図7に示した従来例のバキューム1Aと同様、切り替え構成を付加することで、吸い込み作業と吹き出し作業の切り替えを可能にしている。以下、最初に、図1、図2を参照して、吸い込み作業を行う際の切り替え状態を説明する。次いで、図3、図4を参照して、吹き出し作業を行う際の切り替え状態を説明する。なお、図1~図4に示す符号以外の符号については図5を参照されたい。
本実施形態のバキューム1は、従来例のバキューム1Aと同様、吸い込み作業を行うハンドヘルド作業機であり、塵や回収物を吸引するパイプ10と、送風機20と、ハンドル30と、ノズル部40と、を備えている。すなわち、本実施形態のバキューム1は、従来例のバキューム1Aのエジェクタ部40Aの代わりにノズル部40を備えている。
本実施形態のバキューム1において、ノズル部40以外の各部(パイプ10、送風機20、ハンドル30など)の機能は、基本的に従来例のバキューム1Aとほぼ同様である。よって、以下では、本実施形態の特徴部分であるノズル部40を重点的に説明する。
ただし、ノズル部40以外の各部(パイプ10、送風機20、ハンドル30など)の形状や配置構成は、図5に示した従来例に限られることはなく、適宜変更可能であることは当然である。例えば、送風機20は、内蔵された電動モータによって駆動する代わりに、エンジンなどを駆動源として駆動してもよい。また、送風機20は、パイプ10の外側に取り付けられていなくてもよい。
ノズル部40は、パイプ10の長手方向吸い込み口10A寄りに設けられ、送風機20による圧力風をパイプ10の周囲からパイプ10内に送り込んで、排出口10Bに向けて噴出させるものである。ノズル部40から噴出される圧力風は、パイプ10の内面に沿って、排出口10Bに向けて噴出される。この圧力風により、パイプ10の内側の圧力が低下することになり、パイプ10内には、吸い込み口10Aから排出口10Bに向けた吸引流が発生する。
ノズル部40は、パイプ10の外側に突出して設けられる環状流路41を備えている。環状流路41は、パイプ10の中心軸P周りに環状に設けられており、環状流路41には、圧力流路25を介して送風機20による圧力風が導入される。
環状流路41は、パイプ10の中心軸P周り全周でパイプ10内部に連通する開口部で構成される噴出口42を有している。そして、この噴出口42から圧力風がパイプ10の内面に沿って噴出される。噴出口42からパイプ10へ噴出する際、圧力風は周方向の成分を含んでいてもよい。これによってパイプ10の内壁に沿った旋回流が加わり、パイプ10の内壁付近の吸引力をより高めることができる。
本実施形態では、図1に示すように、ノズル部40は、パイプ10における環状流路41の内側に挿入された内部パイプ14を有している。内部パイプ14は、パイプ10の中心軸Pと略同軸に配置されている。内部パイプ14は、長手方向(中心軸P方向)で中央やや前側に最狭部14Cを有している。内部パイプ14において最狭部14Cより先端側(前側)は、前方に行くに従って次第に最狭部14Cから拡径する(言い換えると、後方に行くに従って次第に最狭部14Cまで縮径する)テーパ部14Aとなっている。また、内部パイプ14において最狭部14Cより基端側(後側)は、後方に行くに従って次第に最狭部14Cから拡径するテーパ部14Bとなっている。本実施形態では、後側のテーパ部14B(の内壁)の中心軸Pに対する傾きは、前側のテーパ部14A(の内壁)の中心軸Pに対する傾きよりも小さく(緩やかに)なっている。
また、ノズル部40は、パイプ10における環状流路41の先端側(つまり、パイプ10の先端部)であって、内部パイプ14の先端部周りに(円環状に)配置された折り返し部15を有している。折り返し部15は、内部パイプ14の先端部の外側から内側かつ基端側に向かって折り返されるように、パイプ10の中心軸P周りに円環状に形成されている。本実施形態において、折り返し部15は、基本的に、(角部のない)連続する湾曲面で構成されている。折り返し部15の内側(内周面)は、パイプ10の吸い込み口10Aとなっており、折り返し部15と内部パイプ14(の先端部)の間に形成される隙間は、前記環状流路41のパイプ10内部に連通(開口)する噴出口42となっている。
本実施形態では、吸い込み作業と吹き出し作業の切り替えを可能にすべく、折り返し部15は、パイプ10に対して着脱可能に設けられたリング状部材で形成されている(図2を併せて参照)。ただし、例えば、吸い込み作業のみを行うように製品設計する場合(バキュームとしてのみ用いる場合)、折り返し部15は、パイプ10と一体に形成してもよい。
本実施形態では、内部パイプ14の基端部はパイプ10の内面に沿うように配置されており、環状流路41の基端側は、内部パイプ14の基端部によって閉塞されている。
これによると、ノズル部40の環状流路41からは、内部パイプ14の外側に向けて圧力風が送風され、内部パイプ14の外側に送られた圧力風は、折り返し部15と内部パイプ14の間を通って内部パイプ14の先端部周りで基端側に折り返されて噴出口42から、内部パイプ14の内側(内周面)に沿って、排出口10Bに向けて噴出される。
本実施形態では、前記噴出口42は、中心軸P方向で見て、前記噴出口42よりも基端側(排出口10B側)の内部パイプ14の最狭部14C(の内壁)よりも半径方向外側に設けられている。そのため、前記噴出口42から噴出された圧力風は、内部パイプ14の内側(内周面)に沿って円滑に排出口10Bに向けて流される。
このように構成されるバキューム1は、パイプ10内に一端側の吸い込み口10Aから他端側の排出口10Bに至る吸引流を形成する。また、パイプ10内の最狭部よりも基端側の区間には縮径部が無いので、パイプ10は、大きな被吸引物を通すのに十分な大きさの内径を長手方向に沿って維持している。
これにより、バキューム1は、吸い込み口10Aからパイプ10内に吸い込んだ被吸引物を効率よく排出口10Bに導くことができ、吸い込み口10Aから大きな被吸引物を吸い込んだ場合にも、詰まり等を生じることなく円滑に排出口10Bに導いて収集することができる。
また、本実施形態のバキューム1は、前述したノズル部40に簡単な切り替え機構を付加することで、吸い込み作業(バキュームモードとも呼ぶ)と吹き出し作業(ブロワモードとも呼ぶ)の切り替えを可能にしている。
切り替え機構としては、折り返し部15が、パイプ10(のノズル部40の環状流路41)に対して着脱自在に接続されており、この折り返し部15の着脱に応じて、ノズル部40に送り込まれた圧力風を排出口10B側に噴出させるか吸い込み口10A側に噴出させるかを切り替えるようになっている。
本実施形態では、折り返し部15の基端部の内周部に側面から視てL字形のキー溝19が形成され、パイプ10(のノズル部40の環状流路41)の先端側の外周部に突起49が形成されている。折り返し部15のキー溝19にパイプ10の突起49が嵌ることによって、折り返し部15がパイプ10に固定的に取り付けられる(図2、図4参照)。なお、折り返し部15のパイプ10に対する取り付け構成(着脱構成)は、図示の例に限られないことは当然である。
折り返し部15をパイプ10から取り外すと、パイプ10の先端部と内部パイプ14(の先端部)の間に形成される隙間(言い換えると、内部パイプ14の先端部の外周に形成される開口部で構成される隙間)は、パイプ10外部(前側)に開口する噴出口43となる(図3、図4参照)。
図1、図2は、前述のように吸い込み作業を行う際の切り替え状態を示している。この状態では、折り返し部15は、環状流路41の先端側に取り付けられている。これにより、環状流路41から内部パイプ14の外側に送られ、折り返し部15と内部パイプ14の間を通って内部パイプ14の先端部周りで基端側に折り返されて噴出口42からパイプ10内に入る圧力風は、内部パイプ14の内周に沿って排出口10Bに向けて噴出される。この状態では、折り返し部15、すなわち、パイプ10の先端が吸い込み口10Aになり、パイプ10内には、パイプ10の先端部から基端部へ向かう吸引流が形成される。
これに対して、図3、図4は、吹き出し作業を行う際の切り替え状態を示している。この状態では、折り返し部15は、環状流路41の先端側から取り外されている。これにより、環状流路41から内部パイプ14の外側に送られる圧力風は、内部パイプ14の先端部の外周に形成される開口部で構成される噴出口43から、内部パイプ14の外周に沿って、先端側に向けて噴出される。この状態では、パイプ10ないし内部パイプ14の先端側が吹き出し口になり、パイプ10内には、パイプ10の基端側から先端側に向けた吐出流が形成される。
このように、本実施形態に係るバキューム1は、簡単な切り替え機構を付加することで、バキュームとブロワの兼用作業機になる。言い換えると、簡易な切り替え操作だけで、バキュームとブロワの切り替えが可能になる。本実施形態に係るバキューム1は、例えば、広範囲の落ち葉清掃などでは、ブロワに切り替えて、周囲に広がっている落ち葉をある程度地上で集めた状態にし、その後バキュームに切り替えて、集めた落ち葉などを吸い込むことができるので、単一の機材で効率的な収集作業が可能になる。
以上で説明したように、本実施形態に係るバキューム1では、前記ノズル部40は、前記パイプ10(の環状流路41)の内側に配置された内部パイプ14と、前記内部パイプ14の先端部周りに(円環状に)配置された折り返し部15であって、前記吸い込み口10Aを有するとともに、前記内部パイプ14の外側(環状流路41)に送られた前記送風機による圧力風を前記内部パイプ14の先端部周りで基端側に折り返す折り返し部15と、を備え、前記折り返し部15と前記内部パイプ14の間に噴出口42が形成され、前記噴出口42は、前記噴出口42よりも基端側(前記排出口10B側)の前記内部パイプ14の最狭部(の内壁)よりも半径方向外側に設けられている。
前記折り返し部15は、(角部のない)連続する湾曲面で構成されている。
前記折り返し部15は、前記パイプ10に対して着脱可能に設けられたリング状部材で形成されている。
前記折り返し部15は、前記パイプ10に対して着脱可能に設けられており、前記ノズル部40は、前記折り返し部15を前記パイプ10から取り外すことにより、前記内部パイプ14の外側(環状流路41)に送られた前記送風機による圧力風を前記内部パイプ14の外側(外周面)に沿って前記排出口10Bとは反対側(先端側)に向けて噴出させる。
前記折り返し部15は、前記パイプ10に対して着脱可能に設けられており、前記ノズル部40は、前記折り返し部15の前記パイプ10からの着脱に応じて、前記内部パイプ14の外側(環状流路41)に送られた前記送風機による圧力風を前記内部パイプ14の内側(内周面)に沿って前記排出口10B側に向けて噴出させる状態(吸い込み状態)と、前記内部パイプ14の外側(環状流路41)に送られた前記送風機による圧力風を前記内部パイプ14の外側(外周面)に沿って前記排出口10Bとは反対側(先端側)に向けて噴出させる状態(吹き出し状態)と、を切り替え可能となっている。
前記内部パイプ14の軸線(中心軸P)に対する傾きは、前記最狭部14Cの前記排出口10B側(後側ないし下流側)が前記最狭部14Cの前記吸い込み口10A側(前側ないし上流側)よりも緩やかである。
本実施形態によれば、折り返し部15と内部パイプ14によって吸い込み口10Aの近くに噴出口42を配置することで、吸い込み口10Aからより多くの空気を吸い込んで風量を増加させることができ、吸い込み口10A付近で被吸引物の初速(吸い込み速度)を速くすることができる。また、噴出口42を噴出口42よりも基端側の内部パイプ14の最狭部14Cよりも外側に配置することで、パイプ10内で圧力風を円滑に流すことができる。これにより、被吸引物を効率よく吸い込み口10Aから吸い込んで収集することができる。折り返し部15と最狭部14Cとの間に噴出口42が位置しているので、導入された空気は、折り返し部15から噴出口42への方向性を維持したまま、最狭部14Cに向かってパイプ壁面に沿って滑らかに移動する。
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
1:バキューム
10:パイプ
10A:吸い込み口
10B:排出口
14:内部パイプ
14C:最狭部
15:折り返し部
20:送風機
25:圧力流路
40:ノズル部
41:環状流路
42:噴出口(吸い込み状態)
43:噴出口(吹き出し状態)
P:中心軸

Claims (6)

  1. 吸い込み作業を行うバキュームであって、
    吸い込み口および排出口を有するパイプと、
    駆動源によって駆動される送風機と、
    前記パイプの前記吸い込み口側に設けられ、前記送風機による圧力風を前記パイプの周囲から前記パイプ内に送り込んで、前記排出口に向けて噴出させるノズル部と、を備え、
    前記ノズル部は、
    前記パイプの内側に配置された内部パイプと、
    前記内部パイプの先端部周りに配置された折り返し部であって、前記吸い込み口を有するとともに、前記内部パイプの外側に送られた前記送風機による圧力風を前記内部パイプの先端部周りで基端側に折り返す折り返し部と、を備え、
    前記折り返し部と前記内部パイプの間に噴出口が形成され、
    前記噴出口は、前記噴出口よりも基端側の前記内部パイプの最狭部よりも半径方向外側に設けられていることを特徴とするバキューム。
  2. 請求項1に記載のバキュームにおいて、
    前記折り返し部は、連続する湾曲面で構成されていることを特徴とするバキューム。
  3. 請求項1に記載のバキュームにおいて、
    前記折り返し部は、前記パイプに対して着脱可能に設けられたリング状部材で形成されていることを特徴とするバキューム。
  4. 請求項1に記載のバキュームにおいて、
    前記折り返し部は、前記パイプに対して着脱可能に設けられており、
    前記ノズル部は、前記折り返し部を前記パイプから取り外すことにより、前記内部パイプの外側に送られた前記送風機による圧力風を前記内部パイプの外側に沿って前記排出口とは反対側に向けて噴出させることを特徴とするバキューム。
  5. 請求項1に記載のバキュームにおいて、
    前記折り返し部は、前記パイプに対して着脱可能に設けられており、
    前記ノズル部は、前記折り返し部の前記パイプからの着脱に応じて、前記内部パイプの外側に送られた前記送風機による圧力風を前記内部パイプの内側に沿って前記排出口側に向けて噴出させる状態と、前記内部パイプの外側に送られた前記送風機による圧力風を前記内部パイプの外側に沿って前記排出口とは反対側に向けて噴出させる状態と、を切り替え可能となっていることを特徴とするバキューム。
  6. 請求項1に記載のバキュームにおいて、
    前記内部パイプの軸線に対する傾きは、前記最狭部の前記排出口側が前記最狭部の前記吸い込み口側よりも緩やかであることを特徴とするバキューム。
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