JP3182052U - 吸引回転ブラシ掛け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転羽根方式の掃除具に代わる、回転機能および吸引効率を向上させた装置を提供する。
【解決手段】吸引により、回転円周概接線方向に向いて開口した、筒状の回転体Ａ（４Ａ）の流出口Ａ（３Ａ）もしくは内空容器に覆われた筒状の回転体の流出口に、流体を通過させる。この時に発生する推力７により、回転体を回転させる。回転体にブラシを装着することで、吸引回転ブラシ掛けが行える。回転体は、正逆双方向の流れに対応させて回転させることができ、安定した流況により効率的な回転が図られる。
【選択図】図１８

Description

本考案は、吸引により、装置内の回転体に設けた流出口から該回転体の内部あるいは外部に流体を流出させて、該回転体に設けた流出口に作用する推力を利用して該回転体を回転させ、該回転体等にブラシ等を備えることにより、吸引回転ブラシ掛けを行う装置に関するものである。

吸引による流体力から回転力を得る製品として、電気掃除機のT形掃除機ヘッドの横回転ブラシがある。この横回転ブラシは、回転力を得る方式として、流体力を羽根に作用させて回転力を得る回転体を用いた回転羽根方式が採用されている。しかし、質量の軽い空気を流体とする電気掃除機では、回転羽根方式により得られる回転力には限界がある。そのため、十分な回転力を必要とする場合は、掃除機ヘッドでは、内蔵した電動モーターにより回転力を得ている状況である。この場合、掃除機ヘッドは、重くなることの他に、簡単に水洗いできなくなる。

電気掃除機のノズルとして、網戸用の縦回転ブラシが製品化（特許文献１、非特許文献１）されている。この網戸用の縦回転ブラシも、吸引される空気を羽根に作用させて回転力を得る回転羽根方式が採用されている。回転羽根方式において、作用させて羽根に回転力を与えるための空気流速は早い方が良い。よって、早い流速を確保するために、羽根が設置される管路における空気通過断面を拡げ過ぎてはならない制約がある。このことは、羽根の径を大きくすることに対する制約になり、羽根の回転力自体が制約されることになる。

羽根が設置される空気の通過断面の制約は、吸引対象に対する吸引力確保の必要性から、羽根が設置される管路に連通する吸引口の径の制約にもなる。その結果、上記特許文献１における「軸流ファン１２（回転羽根）」を内蔵する「ケース本体３」の口径は、「吸引開口２」として小口径とならざるを得ず、掃除効率は低い。

また、コーナー部あるいはサッシの溝などの狭い箇所を対象とした吸引力利用の回転ブラシ（例えば、特許文献２、特許文献３）が考案されている。しかし、これらは、実用的なものとして普及していない。

特開２００２−２２３９９６ 特開２００４−１０５４９４ 実用新案出願平６−２２４０

東芝家電製品 Ｔｏｓｈｉｂａ Ｌｉｖｉｎｇ Ｄｏｏｒｓ 回転網戸ブラシ

回転羽根方式による吸引力利用の回転体では、実用的なトルク力を含めた回転力の確保に限界がある。よって、吸引力利用による回転体の回転力を向上させることが課題である。

回転羽根方式による吸引力利用の縦回転ブラシの既存のノズルは、吸引口径が大きくない。そのため、ノズルの吸引口を当てる吸引対象範囲が制約され、掃除効率が良くない。よって、吸引対象範囲を拡げて掃除効率を改善することが課題である。

コーナー部やサッシの溝などの狭い箇所の掃除用に用いる、吸引力利用によるブラシ回転機能を有するノズルが普及していない。よって、これら用途に用いる実用的なノズルを開発することが課題である。

回転羽根方式に代わる、吸引力利用による実用的な回転機能を用いた掃除具を開発することが課題である。

本考案は、吸引により、装置内の回転体に設けた流出口から該回転体の内部あるいは外部に流体が流出する時に、該回転体に設けた流出口に作用する推力を利用して、回転力を発生させることを特徴とする。

推力を利用して回転力を発生させる基本的仕組みは大別して、以降に基本的仕組みＡおよび基本的仕組みＢとして記す２方式がある。そして、この２方式で用いる、形態の異なる２つの回転体に工夫を凝らし、該２方式に共通して対応可能な構造である１つの効率的な回転体としていることを特徴とする。

＜推力を利用して回転力を発生させる仕組みの説明＞
＜基本的仕組みＡ＞
基本的仕組みＡの考案は、考案を実施するための形態として、段落００４３〜００４４において具体的に説明している。これは、流入口Ａを外側の回転円周部に有し、該流入口Ａに連通した内側の回転円周部において、回転円概接線方向であり回転の同一回り方向である向きに開口した流出口Ａ、を一つ以上有する内空の円筒状、円錐台状もしくは球体状の回転体Ａと、該回転体Ａの回転軸周りにおいて該回転体Ａと連通する吸引管と、該吸引管に対する前記回転体Ａの相対回転を可能ならしめながら該吸引管に該回転体Ａを接合する回転接合具Ａと、を備えてなることを特徴とする装置である。前記流入口Ａからつながる前記流出口Ａおよび前記吸引管との連通部を除いて、前記回転体Ａは概密閉状態となる。

上記吸引管から上記回転体Ａの内部の流体を吸引することにより、上記流入口Ａから流入する外部の流体が上記流出口Ａから該回転体Ａの内部へ流出する時に、該流出口Ａに反力として作用する推力により、該回転体Ａを回転させる。なお、ここで概接線方向と記述しているのは、接線方向が最適であるが、真の接線方向でなくとも推力による回転力を得られることから、真の接線方向に拘らないことによる。また、概密閉状態との記述は、密閉状態としたいが上記回転接合具Ａの構造的隙間は不可避であることによる。なお、概接線方向および概密閉状態に関しては、次に記述する基本的仕組みＢにおいても同様である。

＜基本的仕組みＢ＞
もう一つの基本的仕組みＢの考案は、考案を実施するための形態として、段落００５４〜００５５において具体的に説明している。これは、回転体の軸回転を可能とする内部空間を確保した内空容器と、該内空容器の内部に在って、外側の回転円周部において、回転円概接線方向であり回転の同一回り方向である向きに開口した流出口Ｂ、を一つ以上有する内空の円筒状、円錐台状もしくは球体状の回転体Ｂと、該回転体Ｂの回転軸周りにおいて該回転体Ｂに連通状態で固定され、前記内空容器の外部に流入口Ｂを有する流入管と、前記内空容器に対する前記回転体Ｂの相対回転を可能ならしめながら、前記流入管を介して該内空容器に該回転体Ｂを接合する回転接合具Ｂと、前記内空容器に連通させて設けた吸引部と、を備えてなることを特徴とする装置である。前記流入口Ｂから繋がる前記流出口Ｂおよび前記吸引部を除いて、前記内空容器は概密閉状態となる。

上記吸引部を通じて上記内空容器の内部の流体を吸引することにより、上記流入口Ｂから上記回転体Ｂ内部へ流入した外部の流体が、上記流出口Ｂから該内空容器の内部へ流出する時に、該流出口Ｂに反力として作用する推力により、該回転体Ｂを回転させる。

＜回転体の工夫＞
段落００１４〜００１７においては、基本的仕組みＡおよび基本的仕組みＢの原理が分かりやすい回転体構造を用いて説明してきた。しかし、本考案は、段落００６１〜００６４で記す回転体断面形状の合理的設定方法により回転体に工夫を凝らし、基本的仕組みＡに用いる回転体と基本的仕組みＢに用いる回転体の双方の機能を、同一の回転体により確保させることができる回転体構造としていることを特徴の一つとしている。

合理的設定方法により得られる回転体は、基本的仕組みＡの回転体として説明すれば、「外側の回転円周部において、回転円概接線方向であって回転の同一回り方向である向きに開口した流入口、に連通した内側の回転円周部において、回転円概接線方向であって前記流入口とは反対の同一回り方向である向きに開口した流出口、を一つ以上有する内空の円筒状、円錐台状もしくは球体状の回転体」、である。

また、基本的仕組みＢの回転体として説明すれば、「内側の回転円周部において、回転円概接線方向であって回転の同一回り方向である向きに開口した流出口入り口、に連通した外側の回転円周部において、回転円概接線方向であって前記流出口入り口とは反対の同一回り方向である向きに開口した流出口、を一つ以上有する内空の円筒状、円錐台状もしくは球体状の回転体」、となる。なお、基本的仕組みＢの回転体における流入口の定義は、流入管における流体の流入箇所であるので、ここでは流出口入り口と記載して区別している。

上述の２つの回転体の構造は、結果的に同じとなるので、共通の記述とすれば、「外側の回転円周部において、回転円概接線方向であって回転円周の同一回り方向である向きに開口した口、に連通した内側の回転円周部において、回転円概接線方向であって前記口とは反対の同一回り方向である向きに開口した反対口、を一つ以上有する内空の円筒状、円錐台状もしくは球体状の回転体」、となる。

＜回転体の工夫による利点＞
本考案の特徴の一つである、回転体断面形状の合理的設定方法により得られる回転体の構造における利点は、２方式において採用する回転体の構造を同じにできること、該回転体の流出口前後における流体の流れが回転円周方向で一様となることから該回転体の流出口を通過する流況が良好であること、である。

２方式において採用する回転体の構造を同じにできることのメリットは、製作上の効率化の他に、該回転体の流出口における流体の通過方向を逆にしても、該回転体に回転力を与えられることが上げられる。このことにより、仮に、前記流出口に物質が目詰まりした場合において、装置に逆方向の流体の流れを与えて前記回転体に逆回転をかけることにより、該流出口の目詰まり物質を除去する効果が期待できる。たとえば、吸引口から水道水を圧力注入することにより、前記流出口の目詰まり物質を前記回転体を逆回転させて洗い出しながら、該回転体内部の洗浄を行うこともできる。

＜回転体の流出口＞
物質を吸引する装置の回転体の流出口における、物質による目詰まりの抑制を考慮すれば、物質が通過する該回転体の流出口の形状に配慮しなければならない。一般的に、回転エネルギーを得ながら物質を吸引する装置において、物質の吸引搬送を効果的にするためには、物質を搬送するための流量を確保しなければならない。また、回転エネルギーを得るためには、回転体を通過する流体の流速を高めねばならない。流量は、流速と回転体の流出口面積との積であり、一定の吸引エネルギー条件下では、該流出口面積を狭めてしまうと十分な流量が確保できない。一方、前記流出口面積を拡げてしまうと十分な流速が確保できないことになる。このため、回転体の流出口面積を定めるに当たっては、与えられた吸引エネルギー条件下において、本考案の特徴である回転機能が確保できる範囲で、前記流出口面積を広く確保することを考慮しなければならない。

具体的には、回転体の流出口の合計面積を、装置に対する吸引を行う上記吸引管もしくは流体が流入する上記流入管の流体通過断面積と同程度にすることにより、装置全体における流速と流量のバランスを確保することができる。その結果、前記流出口の面積を実用的に広く確保できることから、該流出口における吸引物質の目詰まりを抑制することもできる。

回転体の流出口の数は、目詰まり防止のために、一つ当たりの該流出口の面積を広くすることを考慮して、少ない方がよい。回転のバランスを考慮すれば、前記流出口の数は２〜４箇所が妥当である。回転のバランスより、目詰まり防止に重点を置けば、前記流出口の数は１箇所となる。

＜装置の利用＞
上述の装置を実用的なものにするために、回転体の回転力を利用して回転させる清掃用具であるブラシ、刷毛、モップ、布、紙、スポンジ、ネットを、目的に応じて装置の回転する箇所に装着して、塵を吸引しながら清掃を行う。

＜装置の利用上の工夫＞
上記清掃用具の装置への装着は、基本的仕組みＡの利用における上記回転体Ａの底面（該回転体Ａにおいて、上記吸引管と上記回転接合具Ａが備えられる面を上面、上記流入口Ａが配置される面（部）を円周面（部）として、上面の反対側を底面と定義。底面は、吸引対象に当てる側の面である。）、基本的仕組みＢの利用における上記回転体Ｂに固定した上記流入管、ギア、プーリーおよびベルト等のエネルギー伝達部材を通じて前記回転体Ａもしくは前記流入管から回転力が伝えられる別途の回転体の底面、または後述するカバー容器もしくは内空円盤の底面に行う。

任意の箇所に吸込み口を設けたカバー容器で上記回転体Ａを覆い、流体を該回転体Ａの上記流入口Ａまで導流することにより、状況に応じた効果的な吸引形態を設定できる。

例えば、上板が上記吸引管に貫通されて固定されてあり、底板が全面開口してあるカバー容器で、上記回転体Ａを覆うことにより、該カバー容器の内周と該回転体Ａの外周との間を、ドーナツ状の吸込み口とする吸引形態が設定できる。つまり、前記回転体Ａの円周部の流入口Ａが回転するので、前記ドーナツ状の吸込み口全体に吸引の効果が及ぶ。この吸引形態により、前記回転体Ａの底面に備えた上記清掃用具の回転により剥がされ、遠心力により外側へ移動する塵を、前記ドーナツ状の吸込み口において捕捉して吸い込むことにより吸引回転掃除を行う。

また、底板の一部が開口してあるカバー容器を、上記回転体Ａの全ての上記流入口Ａを覆う状態で、該回転体Ａに固定することにより、該カバー容器の底板における一部の開口を吸込み口とする吸引形態が設定できる。前記カバー容器は前記回転体Ａとともに回転するので、該カバー容器の底板の開口による吸引対象を回転円の範囲に拡げることができる。一部の開口を、前記底板における回転軸から回転円外周に至る一条のスリットとすることで、スリットの回転軌跡上の面積に吸引範囲を拡げることができる。前記カバー容器の底面には上記清掃用具を備える。

基本的仕組みＢの利用における上記回転体Ｂに対しても、上板を上記流入管に連通させて固定して、底板の一部が開口した内空円盤を装着する。そして、一部の開口を、前記底板における回転軸から回転円外周に至る一条のスリットとすることで、該一部の開口の回転軌跡における面積に吸引範囲を拡げることができる。前記内空円盤の底面には上記清掃用具を備える。

本考案において、回転体の回転力は、一般的に利用されているギア、プーリーおよびベルト等のエネルギー伝達方法を用いることにより、必要に応じてトルク調整を行うための回転数変換を行うことができる。また、縦回転から横回転への変換あるいはその逆とすることも可能である。

本考案は、回転体自体の円周部に設けた流出口から流体が流出する時に、該回転体に作用する推力を利用している。そのため、回転羽根方式では不可避である、羽根が設置される管路における流速確保のための管路径の制約による羽根径の制約は無い。このことから、回転体の径を実用的に大きな径とすることが可能となる。

本考案において、推力は回転体の回転円周部において円周概接線方向に作用することから、回転軸から推力作用点までの距離に比例する該回転体の径を大きくできることは、回転力としてのトルクを確保するためにも有効である。

本考案は、回転体に設けた流入口、またはカバー容器もしくは内空円盤に設けた吸込み口が回転することから、点或いは線として設けた該流入口もしくは該吸込み口の範囲を、回転軌跡上の範囲にまで拡げることが可能となる。その結果、実質的にノズルとしての吸引口径を広く確保することが可能となり、掃除効率が向上する。

本考案は、羽根を用いていないことから、流体阻害を抑制した流体のエネルギー利用が行える。回転羽根方式の羽根は、流体の衝動力を受けることから、言わば流体の流れを阻害する障害物である。

本考案は、回転体の流出口を通過する流況を安定させ、回転体としての機能を向上させることができる利点がある。

本考案は、回転体の流出口の面積を吸引管の流体通過断面積程度に広く確保できることから、該流出口における吸引物質の目詰まりを抑制することができる。

本考案は、装置に逆方向の流体の流れを与えて回転体に逆回転をかけることが可能であり、逆回転により該回転体の流出口における目詰まり物質を除去する機能が期待できる。

本考案は、吸引目的以外の動力源を別途必要とせずに、清掃用具を回転させながら塵を掻き出し吸引できるという利点がある。

基本的仕組みＡによる装置の概要を説明する水平投影断面図である。 基本的仕組みＡによる装置の概要を説明する側方断面図である。 基本的仕組みＡによる装置において装着する回転数変換器例の概要を説明する側方断面図である。 基本的仕組みＡによる装置において流入口へ流体を規制して導くための調整例Ａａの概要を説明する側方断面図である。 基本的仕組みＡによる装置において流入口へ流体を規制して導くための調整例Ａｂの概要を説明する側方断面図である。 基本的仕組みＡを利用した装置例Ａ１の概要を説明する立体図である。 基本的仕組みＡを利用した装置例Ａ２の概要を説明する立体図である。 基本的仕組みＡを利用した装置例Ａ３の概要を説明する側方断面図である。 基本的仕組みＡを利用した装置例Ａ４の概要を説明する側方断面図である。 基本的仕組みＢによる装置の概要を説明する水平投影断面図である。 基本的仕組みＢによる装置の概要を説明する側方断面図である。 基本的仕組みＢによる装置において装着する回転数変換器例の概要を説明する側方断面図である。 基本的仕組みＢを利用した装置例Ｂ１の概要を説明する立体図である。 基本的仕組みＢを利用した装置例Ｂ２の概要を説明する側方断面図である。 本考案における回転体の断面形状の合理的設定方法の説明図である。 本考案の合理的設定方法による回転体の断面形状例Ｓ１の概要を示す断面図である。 本考案の合理的設定方法による回転体の断面形状例Ｓ２の概要を示す断面図である。 本考案の合理的設定方法による基本的仕組みＡによる装置の概要を説明する水平投影断面図である。 本考案の合理的設定方法による基本的仕組みＢによる装置の概要を説明する水平投影断面図である。 本考案における回転体の製作例の概要を示す立体図である。 本考案における回転体の押し込み型簡易製作方法の概要を示す立体図である。 本考案における回転体の押し込み型簡易製作例の概要を示す断面図である。 本考案における回転体の引き出し型簡易製作方法の概要を示す立体図である。 本考案における回転体の引き出し型簡易製作例の概要を示す断面図である。

＜基本的仕組みＡ＞
図１および図２は、基本的仕組みＡによる装置の概要を説明する水平投影断面図および側方断面図である。流出口Ａ（３Ａ）の数は２としている。基本的仕組みＡによる装置は、外部の流体（１）を内部に取り込むために円周外側の流入口Ａ（２Ａ）と円周内側の円周概接線方向に流出口Ａ（３Ａ）を配置した回転体Ａ（４Ａ）と、回転体Ａ（４Ａ）の回転軸回りにおいて回転体Ａ（４Ａ）に連通する吸引管（５Ａ）を備えている。回転体Ａ（４Ａ）と吸引管（５Ａ）は、回転体Ａ（４Ａ）が回転可能なように回転軸回りにおいてベアリング等からなる回転接合具Ａ（６Ａ）により接合されている。ここで、ベアリング等とは円滑な回転を確保するための部材の総称として用いており、以降においても同様である。

吸引管（５Ａ）から回転体Ａ（４Ａ）の内部の流体（１）を吸引すると回転体Ａ（４Ａ）の内部の圧力が下がるため、回転体Ａ（４Ａ）の外部の流体（１）が流入口Ａ（２Ａ）から流入し内部の流出口Ａ（３Ａ）から流出する。この時、流出口Ａ（３Ａ）に流体（１）の流出方向と反対方向へ推力（７）が作用し、回転体Ａ（４Ａ）は回転力を得ることができる。なお、流入口Ａ（２Ａ）あるいは流出口Ａ（３Ａ）の合計面積は、少ないと流出口Ａ（３Ａ）における流体（１）の流量が減少するため、また、多いと流出口Ａ（３Ａ）における流体（１）の流速が低下するため推力（７）が小さくなることを考慮して設定する必要がある。

図３は、基本的仕組みＡによる装置に装着する回転数変換器例の概要を説明する側方断面図である。回転力の効果的な利用のために、必要に応じてトルク調整のための回転数変換器Ａ（８Ａ）を装着する。この他にも、回転数の変換はプーリーとベルトを用いて行うことができる。また、ギアの組み合わせで縦回転を横回転に変更すること、あるいはその逆に変更することを含め、これらは一般的に行われている方法であり可能である。

図４は、基本的仕組みＡによる装置において、流入口Ａ（２Ａ）へ流体（１）を規制して導くための調整例Ａａとして、一つの吸込み口Ａａ（９Ａａ）から各流入口Ａ（２Ａ）へ導流する概要を説明する側方断面図である。流入口Ａ（２Ａ）を回転する別途の口へ移行させるために、別途の口を有するカバー容器Ａａ（１０Ａａ）を、全ての流入口Ａ（２Ａ）を覆って回転体Ａ（４Ａ）に装着している。このように流体（１）の流入口Ａ（２Ａ）への導流経路は容器で適宜調整できる。なお、流入口と吸込み口はイメージ的に混同し易いが、流体（１）が進入する回転体としての先端部を流入口、そして装置外部の流体（１）を吸引する装置としての先端部を吸込み口として区別している。カバー容器が無ければ流入口と吸込み口は同一となる。

図５は、基本的仕組みＡによる装置において、流入口Ａ（２Ａ）へ流体（１）を規制して導くための調整例Ａｂとして、一つの吸込み口Ａｂ（９Ａｂ）から各流入口Ａ（２Ａ）へ導流する概要を説明する側方断面図である。流入口Ａ（２Ａ）を回転しない別途の口へ移行させるために、別途の口を有するカバー容器Ａｂ（１０Ａｂ）を、全ての流入口Ａ（２Ａ）を覆って吸引管（５Ａ）に装着する。この場合、回転しないカバー容器Ａｂ（１０Ａｂ）により、外部物体と回転する回転体Ａ（４Ａ）との動的接触を防御することができる。

＜基本的仕組みＡを利用した装置例Ａ１＞
図６は、基本的仕組みＡを利用した装置例Ａ１の概要を説明する立体図である。分かり易くするために、回転接合具Ａ（６Ａ）とブラシ（１１）の底面を除いて透視図として示している。また、各部材は肉厚を無視して描写している。回転体Ａ（４Ａ）とそれを覆い一緒に回転する一つの回転管状の吸込み口Ａａ（９Ａａ）を有するカバー容器Ａａ（１０Ａａ）との二重管構造となっており、カバー容器Ａａ（１０Ａａ）を固定装着した回転体Ａ（４Ａ）が回転接合具Ａ（６Ａ）を介して吸引管（５Ａ）に接合されている。回転体Ａ（４Ａ）の内側に設ける流出口Ａ（３Ａ）は、流入口Ａ（２Ａ）であるスリット（１２）から伸びるガイド板Ａ（１３Ａ）により構成され、ガイド板Ａ（１３Ａ）は回転体Ａ（４Ａ）の内部に流出する流体（１）を内側円周概接線方向へ導くために、円周概接線方向に配置されてある。カバー容器Ａａ（１０Ａａ）の吸込み口Ａａ（９Ａａ）にはブラシ（１１）が装着されている。

吸引により吸込み口Ａａ（９Ａａ）からカバー容器Ａａ（１０Ａａ）に流入する流体（１）は、流出口Ａ（３Ａ）から回転体Ａ（４Ａ）の内部へ流出するが、ガイド板Ａ（１３Ａ）により導かれて円周概接線方向へ流出する。この時に、円周概接線方向と反対の方向に向けて流出口Ａ（３Ａ）に推力（７）が作用し、二重管構造となっている回転体Ａ（４Ａ）とカバー容器Ａａ（１０Ａａ）が一緒に回転する。この時、吸込み口Ａａ（９Ａａ）に装着されたブラシ（１１）も一緒に回転するため、吸込み口Ａａ（９Ａａ）において吸引回転ブラシが可能となる。この装置は、コーナー部やサッシの溝などの塵の吸引などに有効である。実用においては、カバー容器Ａａ（１０Ａａ）を吸込み口Ａａ（９Ａａ）近傍まで覆う安全カバー（１４）（図中に破線で表示）を吸引管（５Ａ）に固定して装着することにより、回転露出部をブラシ（１１）と吸込み口Ａａ（９Ａａ）に限定させて回転に対する安全性を確保する。

＜基本的仕組みＡを利用した装置例Ａ２＞
図７は、基本的仕組みＡを利用した装置例Ａ２の概要を説明する立体図である。分かり易くするために、回転接合具Ａ（６Ａ）とブラシ（１１）の底面を除いて透視図として示している。回転体Ａ（４Ａ）は回転接合具Ａ（６Ａ）を介して吸引管（５Ａ）と接合され、また、吸引管（５Ａ）にカバー容器Ａｂ（１０Ａｂ）が固定されている。回転体Ａ（４Ａ）の構造は前段落の記述と同様である。カバー容器Ａｂ（１０Ａｂ）の吸込み口Ａｂ（９Ａｂ）には回転体Ａ（４Ａ）の底面に固定した固定棒（１５）を介してブラシ（１１）が配置されている。

吸引により吸込み口Ａｂ（９Ａｂ）からカバー容器Ａｂ（１０Ａｂ）に流入する流体（１）は、回転体Ａ（４Ａ）の流出口Ａ（３Ａ）から内部へ流出し、前段落で記述した状況と同様の仕組みで回転体Ａ（４Ａ）が回転するが、カバー容器Ａｂ（１０Ａｂ）は吸引管（５Ａ）に固定されており回転しないので、図６の装置例Ａ１における安全カバー（１４）は必要無い。回転体Ａ（４Ａ）の底面に固定棒（１５）で固定された回転するブラシ（１１）により剥がされた物質が吸込み口Ａｂ（９Ａｂ）から吸引される。なお、固定棒（１５）として連通孔（９ｃ）を有する有孔管あるいは複数の支柱とすることによりブラシ（１１）の中央部にも吸込み孔（９ｄ）を設けることができる。

＜基本的仕組みＡを利用した装置例Ａ３＞
図８は、基本的仕組みＡを利用した装置例Ａ３の概要を説明する側方断面図である。回転体Ａ（４Ａ）の全体を底部全面が開口したカバー容器Ａｂ（１０Ａｂ）で覆い、回転体Ａ（４Ａ）とカバー容器Ａｂ（１０Ａｂ）の周縁部における隙間をドーナツ状の吸込み口Ａｂ（９Ａｂ）とし、回転体Ａ（４Ａ）の底面に清掃用具（１６）を装着しているものである。ここで清掃用具とは、清掃面にあてて汚れを落とすために用いるブラシ、刷毛、モップ、布、紙、ネットあるいはスポンジを指している。なお、底面が回転することから清掃用具（１６）は底面全体に装着する必要は無く、同心円上の一部に装着されていれば清掃用具（１６）の効果は同心円全体に及ぶ。具体的には、少なくとも底面の中心から周縁までの一条の清掃用具（１６）があれば良いことになる。図８では直径分の一条の清掃用具（１６）を配置している。吸引管（５Ａ）を通じて吸引することにより吸込み口Ａｂ（９Ａｂ）から供給される流体（１）によって回転体Ａ（４Ａ）は回転するが、その回転力によるブラシ掛け等が行われ、吸引対象物質は流体（１）とともに吸込み口Ａｂ（９Ａｂ）から吸引される。なお、図８は吸引対象として網戸面を想定しており、その場合は網戸から空気が供給されるが、当該装置例Ａ３を床に置く場合は空気供給のための吸気スリット（１７）をカバー容器Ａｂ（１０Ａｂ）に確保しなければならない。必要に応じてスライディングガード（１８）あるいはキャスター（１９）をカバー容器Ａｂ（１０Ａｂ）の底部周縁部に装着する。

＜基本的仕組みＡを利用した装置例Ａ４＞
図９は、基本的仕組みＡを利用した装置例Ａ４の概要を説明する側方断面図である。吸引対象を網戸面としている。回転体Ａ（４Ａ）の流入口Ａ（２Ａ）への流体（１）の供給を、回転軌跡が底板全面に及ぶようにして底板を部分的に開口させた吸込み口Ａａ（９Ａａ）としているカバー容器Ａａ（１０Ａａ）を用いて行い、底面の開口部を覆ってネット（２０）を貼り付ける。回転する回転体Ａ（４Ａ）全体を安全カバー（１４）で覆いその底部周縁部にはスライディングガード（１８）を設置している。吸引管（５Ａ）を通じて吸引することによりネット（２０）を通過して吸込み口Ａａ（９Ａａ）から供給される流体（１）によって回転体Ａ（４Ａ）は回転し、底面に貼り付いたネット（２０）が回転する。ネット面を吸引対象面に当てることにより、吸引対象物質が擦り落とされ吸込み口Ａａ（９Ａａ）から流体（１）とともに吸引される。回転体Ａ（４Ａ）およびカバー容器Ａａ（１０Ａａ）は安全カバー（１４）で覆われその底部周縁にスライディングガード（１８）が設置されているので、回転時の動的接触面をネット（２０）面に限定させることにより吸引対象面に与える損傷を回避することができる。勿論、ネット（１８）に代えて、ブラシ等の清掃用具（１６）を回転体Ａ（４Ａ）の底面に備えても良い。

＜基本的仕組みＢ＞
図１０および図１１は、基本的仕組みＢによる装置の概要を説明する水平投影断面図および側方断面図である。流出口Ｂ（３Ｂ）の数を２としてある。基本的仕組みＢによる装置は、回転体Ｂ（４Ｂ）の回転を可能とする内部空間（２１）を有する内空容器（２２）と、内空容器（２２）の内部において円周部外側の円周概接線方向の同一回り方向に流出口Ｂ（３Ｂ）を有する回転体Ｂ（４Ｂ）と、回転体Ｂ（４Ｂ）の回転軸周りにおいて連通状態で固定され内空容器（２２）の外部に流入口Ｂ（２B）を有する流入管（４Ｂｃ）と、内空容器（２２）に対する回転体Ｂ（４Ｂ）の相対回転を可能としながら流入管（４Ｂｃ）を介して内空容器（２２）に回転体Ｂ（４Ｂ）を接合し内空容器（２２）の内外の仕切りとなる回転接合具Ｂ（６Ｂ）と、内空容器（２２）と連通する吸引部（５Ｂ）により構成されている。

吸引部（５Ｂ）を介して流体（１）を吸引すると内空容器（２２）の内部の圧力が低下するため、内空容器（２２）の外部の流体（１）が流入管（４Ｂｃ）の流入口Ｂ（２Ｂ）から流入し、流出口Ｂ（３Ｂ）から内空容器（２２）の内部に流出する。この時、流出口Ｂ（３Ｂ）に流体（１）の流出方向と反対方向へ推力（７）が作用し、回転体Ｂ（４Ｂ）は回転力を得ることができる。

図１２は、基本的仕組みＢによる装置に装着する回転数変換器例の概要を説明する側方断面図である。回転力の効果的な利用のために、必要に応じてトルク調整のための回転数変換器Ｂ（８Ｂ）を装着する。この場合は、回転数変換器Ｂ（８Ｂ）から力を伝えられる伝達回転管（２３）から利用のためのエネルギーを得ることとなる。なお、回転変換に関しては、基本的仕組みＡに係る段落００４５で記した内容と同様なことが言える。

＜基本的仕組みＢを利用した装置例Ｂ１＞
図１３は、基本的仕組みＢを利用した装置例Ｂ１の概要を説明する立体図である。基本的仕組みＡを利用した装置例Ａ１あるいは装置例Ａ２と同様な目的の装置を基本的仕組みＢにより製作するものである。分かり易くするために、回転接合具Ｂ（６Ｂ）とブラシ（１１）の底面を除いて透視図として示している。また、各部材は肉厚を無視して描写している。回転体Ｂ（４Ｂ）の外側に設ける流出口Ｂ（３Ｂ）は、スリット（１２）から伸びるガイド板Ｂ（１３Ｂ）により構成され、ガイド板Ｂ（１３Ｂ）は回転体Ｂ（４Ｂ）の外部に流出する流体（１）を外側円周概接線方向へ導くために円周概接線方向に配置されてある。内空容器（２２）の内部に回転体Ｂ（４Ｂ）の流出口Ｂ（３Ｂ）が、また、外部に流入口Ｂ（２Ｂ）が配置されるように流入管（４Ｂｃ）を介して内空容器（２２）と回転体Ｂ（４Ｂ）が回転接合具Ｂ（６Ｂ）により接合されている。内空容器（２２）には吸引部（５Ｂ）が連結されている。回転体Ｂ（４Ｂ）の流入口Ｂ（２Ｂ）にはブラシ（１１）が装着されている。

吸引部（５Ｂ）からの吸引により流入口Ｂ（２Ｂ）から回転体Ｂ（４Ｂ）に流入する流体（１）は、流出口Ｂ（３Ｂ）から回転体Ｂ（４Ｂ）の外部へ流出するが、ガイド板Ｂ（１３Ｂ）により導かれて円周概接線方向へ流出する。この時に、円周概接線方向と反対の方向に向けて流出口Ｂ（３Ｂ）に推力（７）が作用し、回転体Ｂ（４Ｂ）が回転する。流入口Ｂ（２Ｂ）に装着されたブラシ（１１）が回転し、回転ブラシ吸引が可能となる。この装置は、コーナー部やサッシの溝などの塵の吸引などに有効である。

＜基本的仕組みＢを利用した装置例Ｂ２＞
図１４は、基本的仕組みＢを利用した装置例Ｂ２の概要を説明する側方断面図である。流入管（４Ｂｃ）の先端に内空円盤（２４）を連通させて固定し、内空円盤（２４）の底面に吸込み口Ｂ（９Ｂ）を設ける。吸込み口Ｂ（９Ｂ）の配置は、回転体Ｂ（４Ｂ）の回転軸を中心とした吸込み口Ｂ（９Ｂ）の回転軌跡を合わせた面積が、内空円盤（２４）の底面全体を網羅するように行う。内空円盤（２４）の底面には、ブラシ（１１）が装着されている。

吸引部（５Ｂ）からの吸引により、吸込み口Ｂ（９Ｂ）を通過し流入口Ｂ（２Ｂ）から回転体Ｂ（４Ｂ）に流入する流体（１）は、流出口Ｂ（３Ｂ）から回転体Ｂ（４Ｂ）の外部へ、円周概接線方向へ流出する。この時に、円周概接線方向と反対の方向に向けて流出口Ｂ（３Ｂ）に推力が作用し、回転体Ｂ（４Ｂ）が回転する。この時、内空円盤（２４）の底面に装着されたブラシ（１１）が回転し、回転ブラシ吸引が可能となる。吸込み範囲は、内空円盤（２４）の底面全面に及び、吸引対象範囲が拡がる。

＜回転体の流出入口の合理的設定方法＞
図１５は、本発明における回転体の断面形状の合理的設定方法の説明図であり、円筒状の回転体において流出口を合理的に設定する方法を示している。円周を流出口（３）の数（図１５では４としている。）で等分して等分点（２５）を与え、各等分点（２５）と円の中心点（２６）を通る線上における各等分点（２５）から所要の長さだけ離れた点に各分離点（２７）を定め、任意の等分点（２５）と同一回り方向の一つとなりの等分点（２５）に対応する分離点（２７）を対として全ての等分点（２５）と分離点（２７）を組み合わせ、全ての対となる等分点（２５）と分離点（２７）同士を円弧あるいは放物線等の曲線（２８）で結ぶことにより得られる形状の集合を回転断面とする。等分点（２５）とその等分点（２５）に対応する分離点（２７）との間が円周概接線方向に向いた流出口となっている。流出口は、基本的仕組みＡでは回転体Ａの内側にあり、また、基本的仕組みＢでは回転体Ｂの外側にあるが、いずれに関しても前記方法により合理的に設定できる。

図１６および図１７は、前段落に記述の設定方法により得られた回転体の断面形状例Ｓ１およびＳ２の概要を示す断面図である。図１６の断面形状例Ｓ１では基本的仕組みＡでの流入口Ａ（２Ａ）と流出口Ａ（３Ａ）の位置は表裏一体の同一位置にあるといえるが、図１７の断面形状例Ｓ２に示すように図１５における分離点（２７）の位置を同一回り方向にずらして修正分離点（２９）とすることにより曲線（２８）の一部を被らせて流入口Ａ（２Ａ）と流出口Ａ（３Ａ）を異なる位置とできる。なお、流入口Ａ（２Ａ）は、流出口Ｂ（３Ｂ）ともなる。

図１８は図１に代えて、また、図１９は図１０に代えて、回転体の流出入口の合理的設定方法により得られる、回転体Ａ（４Ａ）および回転体Ｂ（４Ｂ）の水平投影断面図である。図１および図１０では、流出口の前後で流体の流れが直角に方向を変えているが、図１８および図１９では、流体の流れ方向は流出口の前後で急変せずに、回転円方向の円滑な流れが形成される。

図２０は、回転体の製作例の概要を示す立体図である。図１５における曲線（２８）を円弧とすれば、各円弧をつなぎ合わせると一つの円となる。すなわち、図２０に示すように一つの丸管を円周方向に等分して長さ方向に切り分けた各片（３０）を流入口Ａ（２Ａ）あるいは流出口Ｂ（３Ｂ）を確保するように円心軸周りに点対称にずらし、各片（３０）の両端部において円板（３１）に固定することにより流出入口を有した円筒状の回転体を得ることができる。なお、カバー容器で覆った場合は、円錐台形状の丸管を用いることにより、回転体Ａと該カバー容器の隙間を、先端側になるほど広く確保させることができるので、回転体Ａの末端側流入口迄への流体の供給能力を確保しながらコンパクトな装置とすることができる。

＜回転体製作の簡易化＞
図２１および図２２は、製作時の効率化を図るために回転体Ａ（４Ａ）の流入口Ａ（２Ａ）もしくは回転体Ｂ（４Ｂ）の流出口Ｂ（３Ｂ）の製作方法を簡易化した回転体の概要を説明する立体図および断面図である。流出入口を確保するに当たって回転体となる丸管の長さ方向に縦切れ目（３２）を入れ、更にその両端で同一回り円周方向に横切れ目（３３）を入れ、３辺の切れ目に囲われた矩形部分（３４）を筒の内側へ押し入れることにより行っている。また、図２３および図２４に示すように矩形部分（３４）を筒の外側へ引き出すことにより行うこともできる。なお、丸管の長さ方向の縦切れ目（３２）を、長さ方向斜めに入れることにより螺旋状の流出入口とすることができる。

本装置は、実用的な回転トルクと吸引口径を有する、吸引掃除機用の回転ブラシとして、利用することができる。

本装置は、小口径のノズルにより、コーナー部やサッシの溝における吸引しにくい塵を対象とした、吸引回転ブラシとして、利用することができる。

１ 流体
２Ａ 流入口Ａ（基本的仕組みＡ）
２Ｂ 流入口Ｂ（基本的仕組みＢ）
３Ａ 流出口Ａ（基本的仕組みＡ）
３Ｂ 流出口Ｂ（基本的仕組みＢ）
３Ｂｐ 流出口Ｂｐ（基本的仕組みＢ）
４Ａ 回転体Ａ（基本的仕組みＡ）
４Ｂ 回転体Ｂ（基本的仕組みＢ）
４Ｂｃ 流入管（基本的仕組みＢ）
５Ａ 吸引管（基本的仕組みＡ）
５Ｂ 吸引部（基本的仕組みＢ）
６Ａ 回転接合具Ａ（基本的仕組みＡ）
６Ｂ 回転接合具Ｂ（基本的仕組みＢ）
７ 推力
８Ａ 回転数変換器Ａ（基本的仕組みＡ）
８Ｂ 回転数変換器Ｂ（基本的仕組みＢ）
９Ａａ 吸込み口Ａａ（基本的仕組みＡ、回転体に固定したカバー容器）
９Ａｂ 吸込み口Ａｂ（基本的仕組みＡ、吸引管に固定したカバー容器）
９Ｂ 吸込み口Ｂ（基本的仕組みＢ、内空円盤）
９ｃ 連通孔（固定棒）
９ｄ 吸込み孔（ブラシ中央）
１０Ａａ カバー容器Ａａ（基本的仕組みＡ、回転体に固定）
１０Ａｂ カバー容器Ａｂ（基本的仕組みＡ、吸引管に固定）
１１ ブラシ
１２ スリット
１３Ａ ガイド板Ａ（基本的仕組みＡ）
１３Ｂ ガイド板Ｂ（基本的仕組みＢ）
１４ 安全カバー
１５ 固定棒（ブラシ固定用）
１６ 清掃用具
１７ 吸気スリット
１８ スライディングガード
１９ キャスター
２０ ネット
２１ 内部空間（基本的仕組みＢ）
２２ 内空容器（基本的仕組みＢ）
２３ 伝達回転管（基本的仕組みＢ）
２４ 内空円盤（基本的仕組みＢ）
２５ 等分点
２６ 中心点
２７ 分離点
２８ 曲線
２９ 修正分離点
３０ 片
３１ 円板
３２ 縦切れ目（長さ方向）
３３ 横切れ目（円周方向）
３４ 矩形部分

Claims (5)

1. 外側の回転円周部において、回転円概接線方向であって回転円周の同一回り方向である向きに開口した流入口、
   に連通した内側の回転円周部において、
   回転円概接線方向であって前記流入口とは反対の同一回り方向である向きに開口した流出口、
   を１つ以上有する内空の円筒状、円錐台状もしくは球体状の回転体と、
   該回転体の回転軸周りにおいて該回転体と連通する吸引管と、
   該吸引管に対する前記回転体の相対回転を可能ならしめながら該吸引管に該回転体を接合する回転接合具と、
   を備えてなる装置。
2. 請求項１に記載の装置に加えて、
   上記回転体を覆い、上板が上記吸引管に貫通されて固定されてあり、底板が全面開口してあるカバー容器と、
   該回転体の底面に固定した清掃用具と、
   を備えてなる装置。
3. 請求項１に記載の装置に加えて、
   上記回転体の全ての上記流入口を覆う状態で該回転体に固定されてあり、底板の一部が開口してあるカバー容器と、
   該カバー容器の底面に固定した清掃用具と、
   を備えてなる装置。
4. 回転体の軸回転を可能とする内部空間を確保した内空容器と、
   該内空容器の内部に在って、
   内側の回転円周部において、回転円概接線方向であって回転の同一回り方向である向きに開口した流出口入り口、
   に連通した外側の回転円周部において、
   回転円概接線方向であって前記流出口入り口とは反対の同一回り方向である向きに開口した流出口、
   を１つ以上有する内空の円筒状、円錐台状もしくは球体状の回転体と、
   該回転体の回転軸周りにおいて該回転体に連通状態で固定され、前記内空容器の外部に流入口を有する流入管と、
   前記内空容器に対する前記回転体の相対回転を可能ならしめながら、
   前記流入管を介して該内空容器に該回転体を接合する回転接合具と、
   前記内空容器に連通させて設けた吸引部と、
   を備えてなる装置。
5. 請求項４に記載の装置に加えて、
   上板が上記流入管に連通させて固定されてあり、底板の一部が開口した内空円盤と、
   該内空円盤の底面に固定した清掃用具と、
   を備えてなる装置。

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