JP3536823B2 - 電気掃除機及びその吸口体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸引力を駆動源と
する回転ブラシを吸口体に備えた電気掃除機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気掃除機に使用されている吸口
体は、様々な形態があるが、吸込空気の流れを利用する
エアータービンや電動機を駆動源とする回転ブラシを備
えたものがある。

【０００３】電動機を設けた吸口体は、電動機自身によ
る大きさと重量によって、吸口全体が大きく重たくなっ
ていた。また、掃除機本体からの吸口体への電気配線を
必要とするため、ホースが重たくなったり、ホースの柔
軟性が失われて操作性が悪くなるなど問題があった。ま
た、電気配線の接続、分離、配設のための分解組立ても
難しくなる。

【０００４】そこで、吸引力を駆動源とする回転ブラシ
を備えた吸口体が考えられている。この種の吸口体は、
エアータービンと回転ブラシとを吸口体の長手方向を横
切る方向に前後して配置し、エアータービンの回転をプ
ーリやベルトにより減速して回転ブラシに伝達してい
た。このため、回転ブラシの駆動に電動機を必要とせ
ず、軽量化に優れている。さらに、掃除機本体側から吸
口体への電気配線も不要になり、ホースの軽量化や操作
性の点で優れている。

【０００５】吸引力を駆動源とする回転ブラシを備えた
吸口体として、特開平９―１０１４２号公報に記載され
た電気掃除機の吸込口が知られている。この吸込口は、
吸込口本体に電気掃除機の吸引空気によって回転される
エアータービンを設け、このエアータービンにより伝達
機構を介して駆動される回転ブラシを配設する下面に吸
塵開口部を有する回転ブラシ室を吸込口本体の前部に設
け、吸込口本体の後部中央に回転ブラシ室と連通し吸引
空気が流通する駆動パイプを軸支した電気掃除機の吸込
口において、吸込口本体にエアータービンを配設するタ
ービン室を回転ブラシ室及び駆動パイプと区画して設
け、吸込口本体にタービン室内に外部空気を吸い込む吸
気孔を設けるとともに、回転ブラシ室との区画壁に回転
ブラシ室とタービン室とを連通する連通口を設けてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】特開平９―１０１４２
号公報に記載された吸込口では、吸気孔は吸込口本体の
後面側壁に設けられており、この吸気孔からタービン室
内に流入した外部空気は、エアタービンを駆動した後、
回転ブラシ室と連通している連通口より回転ブラシ室へ
流入するようになっており、このとき回転ブラシ軸に対
してほぼ垂直に空気が流れる構成になっている。

【０００７】この構成によれば、吸気孔からタービンに
流入した空気は、タービン羽根に衝突し、その反力によ
り空気が反転され、タービン羽根と羽根の流路壁面に沿
って流れ吸気孔側へ戻される。戻された空気は、タービ
ン外周とケースとの間を通過するか、あるいはタービン
の端面側とケースとの間の空間を通過して回転ブラシ室
へ流れる。

【０００８】すなわち、上記従来技術におけるエアータ
ービン方式では、エアータービンと吸気孔の間やエアタ
ービンの周囲（上下、左右）に、空気が通るための適当
な空間が必要となり、エアータービンの直径と吸口本体
の大きさを決める際の制約となる。

【０００９】また、このような構成において、エアター
ビンのトルクを大きくして塵埃の掻き上げ力を高めよう
とすると、エアタービンの直径を大きくしなければなら
ず、直径を大きくすると、吸込口本体の高さと前後方向
の幅（吸込口本体の後面側）が大きくなり、吸込口本体
が大きく、重たいものになってしまう。

【００１０】また、エアタービンの直径を変えずにトル
クを大きくしようとすると、タービンの周囲にノズル等
などを形成して、外部から流入する空気の速度を上げる
必要があり、これも吸込口本体が大きくなる要因にな
る。

【００１１】また従来、エアタービンとしてはペルトン
タービンと呼ばれるものが多く使用されているが、この
ペルトンタービンでは流入する速度を大きくすることで
タービンのトルクを稼いでいるために、騒音が大きくな
りやすいという課題を有している。

【００１２】その他に、上記公報には、エアタービンの
回転軸を吸込口本体の底面に対して垂直に配設し、エア
タービンの回転方向を変換する回転方向変換機構を設け
た吸込口も記載されているが、これは、吸込口本体の高
さを低くすることには優れているが、部品点数の増加や
組立て性の簡素化という点では不利である。さらに、吸
込口本体の前後方向の幅が大きくなって、やはり、吸込
口本体が大きくなる傾向にある。

【００１３】本発明は、これらの問題を解決し、騒音を
抑えつつ、小型軽量を維持し、回転ブラシのトルク向上
を図り、集塵性能の良い電気掃除機とその吸口体を提供
することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】 上記の目的を解決する
ために、本発明は、電動送風機を有する掃除機本体と、
前記電動送風機に連通する空気通路の先端に設けられ、
被掃除面と対向する開口部を有する吸口体と、前記空気
通路の途中に設けられ、前記吸口体から吸引された塵埃
を収容する集塵部とを備え、前記吸口体内に回転ブラシ
とこの回転ブラシを駆動するタービンとを備えた電気掃
除機において、前記タービンは、空気がこのタービンの
回転軸方向に流れるようにした軸流タービンを用いると
ともに、この軸流タービンの回転軸を回転ブラシの回転
軸と略平行になるように配置し、前記吸口体には、前記
軸流タービンの回転力を前記回転ブラシに伝達するタイ
ミングベルトと、前記軸流タービンを収容するタービン
室と、前記タイミングベルトを収容するベルト室と、前
記回転ブラシを収容するブラシ室と、前記タービン室と
前記ベルト室、及び前記ベルト室と前記ブラシ室を繋げ
る連通口とを設けたことを特徴とする。

【００１５】このとき、前記軸流タービンの回転軸方向
上流側にノズルを配置すると良い。

【００１６】

【００１７】

【発明の実施の形態】［形態例１］以下、本発明の第１
の形態例を図面に従い詳細に説明する。

【００１８】図１に本形態例の電気掃除機の外観を示
す。吸引用の電動送風機とフィルタを備えた集塵室を内
蔵する掃除機本体１００と、この掃除機本体１００の集
塵室に連なるホース２００の先の手元操作部３００に延
長管４００を介して接続された吸口体５００を備える。
この吸口体５００は、吸込空気の流れを利用して回転駆
動される回転ブラシや該回転ブラシに連結したエアータ
ービン（以下ノズルと羽根車のことを意味する）を備え
る。

【００１９】以下の形態例で用いる回転ブラシは、吸口
体５００の内側に設けられて回転駆動される回転体であ
り、刷毛や軟質のブレード状の部材等が単体で或いは混
在するように設けられた回転部材である。

【００２０】吸口体５００は、その略中央の高さの位置
で上下に２分割されており、外郭を形成する下ケース５
２０と、この下ケース５２０と着脱可能な上ケース５１
０及びブラシカバー５２５により形成されている。上ケ
ース５１０には、上面側と側面側にエアータービンに外
気を流入するための吸気口５１１が形成されている。

【００２１】吸口体５００は、下ケース５２０に自在継
手５１５をはめ込み、上ケース５１０を自在継手５１５
の一部を覆うようにして、下ケース５２０に固定する。
上ケース５１０と下ケース５２０とが接触する位置の外
周には、気密を保持するとともに家具等への傷つきを防
止する衝撃吸収バンパー５１６が取付けられている。

【００２２】図２は、上ケース５１０を取り除いた状態
の吸口体５００の平面図である。

【００２３】下ケース５２０は、清掃床面（被掃除面）
に対面する底面に吸込口５２１を備え、この吸込口５２
１に臨んで床面の塵埃を掻き上げる回転ブラシ５３０を
収容するブラシ室３０と、エアータービン収納するター
ビン室１０、エアータービンの回転力を回転ブラシ５３
０に伝達するタイミングベルト５を収容するベルト室２
０から構成される。回転ブラシ５３０は吸口体５００の
内側に形成されたブラシ室３０に設けられ、回転駆動さ
れることにより清掃面に作用して清掃効果を高める回転
清掃体として機能する。回転ブラシが被清掃面に作用す
るとは、刷毛やブレードが直接被掃除面や被掃除面に敷
かれた絨毯等の毛に接触することの他、回転ブラシによ
って作られた気流による被掃除面（被清掃面）への作用
を含む。

【００２４】吸口本体５００の後方には掃除機の延長管
４００につらなる吸口継手５１５があり、これが上下す
るための回動自在なケーシング５１４がある。また、ケ
ーシング５１４の前方には、ブラシ室３０と連通する吸
込み通路３１が形成され、タービン室１０とブラシ室３
０を繋げる連通口３２を設置している。

【００２５】回転ブラシ５３０は、略筒状基体５３１の
外周面に塵埃を掻き上げる複数枚の刷毛５３２を螺旋状
に起立させ、筒状基体５３１の一端部は軸受ユニット５
３３を下ケース５２０の軸受保持部５２２に嵌着して支
持し、筒状基体５３１の他端部は該他端部に嵌入して取
り付けたプーリ５３５を下ケース５２０の軸保持部５２
３に嵌着して支持する。

【００２６】エアータービンは、ノズル１、羽根車２及
び羽根車軸３とタービンケーシング４で構成され、羽根
車軸３が回転ブラシ５３０と平行でブラシ室３０の後方
側（掃除機本体１００側）に配置され、タービン室１０
に収納されている。また本形態例におけるタービンは流
体すなわち空気がその回転軸方向に流れる軸流タービン
である。

【００２７】図３は吸口本体５００の斜視図であり、上
ケース５１０にはケース上面から後面に渡って複数の孔
からなる外部吸気口５１１が設けられている。さらに、
外部吸気口５１１の内部には微少な塵埃の侵入を防ぐフ
ィルタ５１３を設置している。

【００２８】次に本発明の第１の形態例の動作を説明す
る。

【００２９】図中の矢印は空気の流れを表す。掃除機使
用者が手元操作部３００付近に配置された手元スイッチ
を操作すると、操作されたスイッチに従った動作モード
で電気掃除機本体１００内の電動送風機が運転される。
電動送風機によって発生した吸引力は、ホース２００、
延長管４００を通って吸口体５００に到達する。

【００３０】吸口体がじゅうたん上におかれた場合、吸
口体５００の吸込口５２１がじゅうたんによってふさが
れるため、図２に示すように、電動送風機の吸引により
吸口本体５００のブラシ室３０の圧力が吸口体周辺の外
気の圧力より低くなり、吸口本体５００の上カバー５１
０の吸気口５１１より外気が侵入し、フィルタ５１３を
通過して、ノズル１を通り、羽根車２を回転させ、トル
クを発生し、タイミングベルト５により回転ブラシ５３
０に伝達され、回転ブラシ５３０を回転させる。そし
て、羽根車から排出された空気は、ブラシ室３０とター
ビン室２０の連通口３２を通過して、ブラシ室３０に流
入し、回転ブラシ５３０にて掻き上げられた塵埃を効率
よく、吸込通路３１へ搬送することができる。

【００３１】図５はブラシ室３０とタービン室２０の連
通口３２の縦断面図である。図の矢印が示すように、羽
根車２からの排気流を回転ブラシ５３０の刷毛５３２に
衝突させることにより、回転ブラシ５３０への回転力を
付加でき、より掃除効果が高まる。

【００３２】本形態例では、エアータービンに流入する
空気は外気の清浄な空気を供給するため、羽根車に吸引
される空気に対して含まれる塵埃ははるかに少ないが、
外部吸気口が被掃除面に近いところに位置していると塵
埃が吸引されてしまう可能性がある。

【００３３】そこで、本形態例のように、外部吸気口５
１１は被掃除面から離れている上ケース５１０側だけに
設けており、被掃除面から吸気口までの距離ｈを保ち、
塵埃を吸引しないように配慮している。

【００３４】ここで、図４はエアタービン部分を拡大し
た図であり、本形態例で用いたエアータービンは、羽根
車軸３に羽根車２が固定され、その軸方向上流側にノズ
ル１を配置し、その前方には吸気口５１１から塵埃が入
った場合にノズルに侵入しないようにフィルタ５１３を
設置している。

【００３５】ノズル１は複数の羽根で形成され、外周は
羽根車を覆うタービンケース４と一体に形成され、内部
には軸受保持部を有し、軸受を内蔵するようになってお
り、羽根車２をノズル１と軸受支持部材６により軸支し
ている。

【００３６】ノズル１は軸受保持部を内蔵しているた
め、万が一吸引される空気に混入した塵埃が軸受に付着
するのを防止できる。また、羽根車軸３の軸方向長さを
短くできるので、軽量化が図れるとともに羽根車の偏芯
や振れなどによる振動等の問題が少なくなる。

【００３７】このように、ノズルは軸受保持部を内蔵し
たことにより、軸受に塵埃が付着するのを防ぐ役割と羽
根車を軸支する支持部材としての役割を担っている。

【００３８】これにより、ノズルの上流側に軸受を保持
する支柱等など障害物を設置する必要がないので、羽根
車に流入する空気を滑らかに導くことができる。

【００３９】これらにより、部品の簡素化が図れ、単純
かつ低コストな構造にすることができる。

【００４０】また、吸気口５１１から流入した空気は、
ノズル１によって案内され、羽根車２に流入し、羽根車
２を回転させ、トルクを発生させている。このように、
吸気口から流入した流れは、ノズル入口から羽根車出口
まで、ほぼ同じ方向（軸方向）に流れるので、曲りや摩
擦などによる流体損失が小さくなり、エアタービン（以
下軸流タービンと称す）の効率を大きくすることができ
る。

【００４１】それに対し、他のタービンでは、ノズル入
口の流れ方向とタービン出口の流れの方向が異なるた
め、その分の曲りや剥離などによる損失が増えるので、
タービンの効率が低下していた。

【００４２】一方、集塵性能を高くするには、回転ブラ
シの掻き上げ力を大きくすることが重要である。回転ブ
ラシの掻き上げ力を大きくするには、回転ブラシに伝達
するエアータービンのトルクを大きくすれば良い。この
エアタービンのトルクを大きくするには、タービンの直
径を大きくすることが最も効果的である。

【００４３】本形態例のように、エアタービンの回転力
をタイミングベルトを介して減速し、回転ブラシに伝達
するような簡単な構造の吸口体において、トルクが同じ
になるように羽根車の直径を同一とした場合の本形態例
の軸流タービン方式と他のエアタービン方式の吸口体の
大きさについて比較する。

【００４４】本形態例と異なるエアタービン方式では、
羽根車の外周方向にノズルを設ける必要があるので、ノ
ズルを含めたタービンの直径が大きくなり、エアーター
ビンとしての大きさが大きくなる。したがって、吸込口
本体が大きく、重たいものになってしまい、机の下等の
上下方向間隙が狭い場所や家具と家具との隙間に吸込口
本体をいれることができない等、掃除時の使い勝手が悪
くなる。

【００４５】それに対し、本形態例の軸流タービン方式
の場合、ノズルが羽根車の軸方向上流側に設けることが
できるので、羽根車の直径とタービンの直径がほぼ同じ
に構成できるので、吸口本体を小型化が図れる。

【００４６】また、本軸流タービンは回転ブラシと平行
に配置しているため、ノズルを含めた軸方向の長さは長
くなるが、吸口本体の構成としては、タービンの軸方向
長さに対してはスペース的に余裕があるので、タービン
が長くなっても吸口本体の大きさには影響しない。

【００４７】したがって、吸口本体の小型化と軽量化が
図れ、使い勝手が良いものを提供できる。

【００４８】言い換えれば、吸口本体の大きさを限定し
た場合、他のエアータービン方式を用いた吸口体は、ノ
ズル等の設置により、羽根車の直径が小さくせざるを得
ないので、トルクが小さくなり、回転ブラシの掻き上げ
力が落ち、集塵性能が低下してしまう。一方、本軸流タ
ービン方式の吸口体は、ノズルを設置しても羽根車の直
径を小さくする必要がないので、前者に比べ、トルクが
大きくなり、回転ブラシの掻き上げ力が大きくなって、
集塵性能が向上することになる。

【００４９】また、本形態例の場合、タービンケース４
の内周面と羽根車２の外周には隙間があり、ノズルから
吐出した空気の一部はこの隙間を通って外周方向に流れ
ようとするが、隙間を狭めることにより、抵抗が大きく
なるとともに隙間の面積が小さくなるので、羽根車に流
入する空気の量を多くでき、羽根車で発生するトルクを
大きくできる。したがって、トルクを大きくするには、
羽根車の外径とケースの隙間を可能な限り小さくし、タ
ービンの直径をできるだけ大きくすることが望ましい。
本形態例では、隙間量を１ｍｍ以下にしている。

【００５０】次に、タービンで発生する騒音について、
本形態例の軸流タービン方式と他のエアタービン方式の
比較を行う。

【００５１】本形態例と異なるエアタービン方式で、ト
ルクを大きくしようとするとノズルから流出する速度を
上げる必要があり、速度の増加に伴い、騒音も高くな
る。また、ノズルの出口端面とタービン羽根の外周端面
を近づけることにより、流れが確実にタービン羽根に流
入するためトルクが高くなるが、高速気流の中に、ター
ビン羽根が通過するので、羽根当たる衝撃が増えて騒音
が大きくなり、特に耳障りとなる羽根枚数と回転数の積
を基本次とした羽根回転音が発生し易くなる。

【００５２】それに対し、本形態例の軸流タービン方式
の場合、ノズルと羽根車が対面しているので、ノズルか
らの流速を上げても、周方向に分散されて羽根車に流入
するので、ほとんど騒音は変化しない。また、ノズルと
羽根車の軸方向隙間を１〜５ｍｍ程度変化させてもトル
クと騒音はほとんど変化しないという実験結果を得てい
る。これは、ノズルを出た流れが羽根車に流入すると
き、タービンケースによって覆われているため、ほとん
どの流れが羽根車を通過することになる。したがって、
隙間の程度により、羽根車に流入する速度が多少変化し
ても確実に羽根車に流入するため、トルクも低下せず、
騒音も増大しないと考えられる。

【００５３】以上述べてきたように、本形態例のように
全て吸気流を軸方向に効率よく移動する軸流タービン方
式を吸口本体に用いているので、小型軽量で、集塵性能
の高くかつ音が静かな吸口体を提供できる。

【００５４】また、図４に示すように、羽根車２含むタ
ービンケース４をユニットとして構成することにより、
吸口本体５００から着脱可能となり、フィルタ５１３の
交換やタービン室１０内の清掃を行う等メンテンナンス
性がよくなる。

【００５５】一方、外部から流入した空気は、フィルタ
を通過した後、ノズル１に向かうので流れが整流された
状態で流入することになるので、均一な速度となり、衝
突や流れの乱れによる騒音の発生を抑えることができ
る。また、空中に浮遊している微細な塵埃をもフィルタ
により保持することができる。

【００５６】さらに、吸込通路に案内する通路３１とタ
ービン室１０を形成する仕切り板は、吸気側では、ノズ
ル１に流入する際の整流作用を施す役割と吸込口５２１
から塵埃をスムーズに吸込通路３１に導く役割を担って
いる。

【００５７】吸口体５００を持ち上げると、空気はほと
んどが吸込み口５２１から吸引されるため、外部から流
入する吸気口５１１への流入がほとんどなくなり、ター
ビン室１０へ流れないので、エアータービンは回転しな
い。従って、使用者が誤って吸口内に手を入れても安全
である。

【００５８】本実施例では、上述のように、エアーター
ビンの回転力を小プーリ５３４と大プーリ５３５とタイ
ミングベルト５を介して減速し、回転ブラシ５３０に伝
達しており、簡単な構造で回転ブラシ５３０に伝達して
いるので、吸口体５００を小型軽量化しつつ、回転ブラ
シ５３０のトルク向上が達成できる。

【００５９】これにより、エアータービンの回転数と回
転ブラシ５３０の回転数を適宜に設定することができる
ので、エアータービンとしての効率が高い付近で動作さ
せることが可能であり、ベルト５による伝達損失を差引
いても、トータルの効率を向上させることができるとい
う効果もある。本実施例では、回転ブラシ３５０の回転
数を約３０００ｒ／ｍｉｎとし、減速比を約１／３とし
ているので、エアータービンの回転数は約９０００ｒ／
ｍｉｎになっている。

【００６０】また、吸口体５００の長手方向の長さに対
して回転ブラシ５３０の長さが大プーリ５３５の幅分短
くなるだけなので、塵埃の取れる有効幅をほとんど小さ
くすることないので、掃除できる範囲を広くできる効果
がある。

【００６１】また、上記実施例では、タービン室１０と
ブラシ室３０を繋げる連通口３２を設置しているが、加
えて、タービン室１０とベルト室２０、ベルト室２０と
ブラシ室３０を繋げる連通口（図示していない）を設置
することにより、羽根車から排出した空気がベルト室２
０を通過して、ブラシ室３０に向かう流れができるの
で、ベルト室２０への塵埃の付着がなく、羽根車２の回
転力をスムーズに行うことができ、信頼性に優れた吸口
体を提供できる。

【００６２】以上述べたように本形態例によれば、エア
ータービンに流入する空気は外気の清浄な空気を供給す
るため、ノズル１や羽根車２に塵埃が侵入することがな
く、長期使用でもタービンの性能を確保することができ
るとともに、羽根車２からの排気流を回転ブラシ５３０
の刷毛５３２に衝突させることにより、回転ブラシ５３
０への回転力を付加でき、より掃除効果が高まり、集塵
性能が向上する。

【００６３】このように、モータ等の駆動手段を用いな
くて回転ブラシを駆動させることができるので、電線の
配線や持上げ時のスイッチが不要となるので、安価で小
型軽量な吸口体を提供できる。

【００６４】吸口体を小型化することにより、床面と家
具と間にできる上下方向の狭い隙間や家具と壁或いは家
具と家具との間にできる横方向の狭い隙間の掃除がし易
くなり、吸口体の使い勝手が向上する。 （第２の実施の形態）この第２の実施の形態は、電気掃
除機における吸口にエアータービンと減速機構を内蔵し
た吸口を形成し、前記エアータービンは回転ブラシ５３
０と平行で掃除機本体１００側に配置され、左右対称に
２つエアータービンを配した電気掃除機である。掃除機
本体とホースと手元操作部と延長管については、前述し
た第１の実施の形態における電気掃除機と共通であるの
で、図示説明を省略する。

【００６５】図６は上ケース５１０を取り除いた状態の
吸口体５００の平面図である。第１の実施の形態におけ
る構成部品と共通の構成部品については、同一参照符号
を付して重複する説明を省略する。

【００６６】エアータービンは、ノズル１、羽根車２、
羽根車軸１１で構成され、左右対称な形状である。羽根
車は軸１１に固定されており、両軸端を軸受１２により
保持している。羽根車軸１１の一端側には、回転力を伝
えるプーリ５３４が勘合されている。

【００６７】ここで、羽根車が発生するトルクは、羽根
車に流入する風量と羽根車の前後における圧力差によっ
て、ほぼ決定される。この圧力差は大気圧と吸口内に発
生する圧力の差とほぼ同じと考えられる。この圧力差が
大きいとトルクは大きくなるが、吸口が掃除面に吸着し
てしまい、操作しにくくなり、圧力差が小さ過ぎるとト
ルクが小さくなり、塵埃を吸引することができない状態
になる。そこで、吸口としては、操作がし易い、適度な
吸引力を保ち、さらに塵埃を掻き上げる十分なトルクが
必要とされている。

【００６８】たとえば、圧力差を１０００Ｐａとしたと
き、エアータービンが１つの場合に、風量０．５ｍ^３／
ｍｉｎでトルクが０．５Ｎ・ｃｍ発生したすると、これ
をエアータービンを２つ使用した場合には、同じ圧力差
１０００Ｐａで、風量が２倍の１．０ｍ^３／ｍｉｎとな
り、トルクも２倍の１Ｎ・ｃｍ発生することになる。し
たがって、回転ブラシに伝達されるトルクも増大させる
ことができる。

【００６９】エアータービンが１つで、トルクを増大す
るには羽根車２の外径を大きくするか、羽根車２に流入
する風量を増加させる手段があるが、前者は吸口全体が
大きくなる欠点があり、後者は前述したように吸口内の
圧力が増えるため、掃除面に吸口が吸着してしまう問題
がある。

【００７０】以上述べたように本形態例によれば、吸口
体にエアータービンを２つ使用したことにより、小型軽
量でトルクの大きい吸口体が提供できる。また、従来の
方式ではトルク不足のため実現できなかった、フローリ
ング上の拭きや磨きといった機能を付加することができ
るという効果がある。

【００７１】また、タービンの左右位置が対称となるの
で、吸口体の操作時（たとえば、持ち上げた状態）の質
量バランスが良くなるなど、使い勝手が向上する。 （第３の実施の形態）この第３の実施の形態は、電気掃
除機における吸口にエアータービンと減速機構を内蔵し
た吸口を形成し、前記エアータービンは回転ブラシ５３
０と平行で掃除機本体１００側に配置され、吸口本体の
吸込口とタービン室とは連通口により繋がり、タービン
の上流側には、外部からの空気を取り入れるための吸気
口を吸口本体に形成した電気掃除機である。掃除機本体
とホースと手元操作部と延長管については、前述した第
１の実施の形態における電気掃除機と共通であるので、
図示説明を省略する。

【００７２】図６は上ケース５１０を取り除いた状態の
吸口体５００の平面図である。第１の実施の形態におけ
る構成部品と共通の構成部品については、同一参照符号
を付して重複する説明を省略する。

【００７３】エアータービンは、ノズル５１、羽根車５
２、羽根車軸５３で構成され、回転ブラシ５３０と平行
で掃除機本体１００側に配置され、タービン室１０に収
納されている。

【００７４】吸口本体の内部には、持上げ時に吸込通路
と外部空気とバイパス通路となるバイパスノズルを配置
し、掃除する面に合わせた絨毯と床・たたみとをワンタ
ッチで切り換え可能な切り換えレバー５１がある。

【００７５】図５は上記実施例の吸口を上面から見た図
であり、上ケース５１０には複数の小孔からなる外部吸
気口５１４が設けられ、この外部吸気口の内部にはフィ
ルタを設置している。

【００７６】吸口体がじゅうたん上におかれた場合、吸
口体５００の吸込口５２１がじゅうたんによってふさが
れるため、図２に示すように、電動送風機の吸引により
吸口本体５００のブラシ室３０の圧力が吸口体周辺の外
気の圧力より低くなり、吸口本体５００の上カバー５１
０の吸気口５１４より外気が侵入し、フィルタと通過し
て、ノズル５１を通り、羽根車５２を回転させ、トルク
を発生し、タイミングベルト５により回転ブラシ５３０
に伝達され、回転ブラシ５３０を回転させる。そして、
羽根車５２から排出された空気は、ブラシ室３０を通ら
ずにように連通口６２を通過して、吸込み通路３１へ流
れ、吸口継手５１５に向かう。一方、じゅうたん上と吸
口体の隙間から流入した空気により、回転ブラシ５３０
にて掻き上げられた塵埃を、吸込通路３１へ搬送するこ
とができる。

【００７７】以上のように、本体からの風量をエアータ
ービンを駆動するための風量と塵埃を集塵するための風
量とに分離した構造になっている。

【００７８】本実施例により、タービン室１０と吸込み
通路３１とを繋ぐ連通口６２は軸方向に形成されている
ので、ノズル５１から流入した空気流は全て軸方向に移
動することになるので、曲りなどのよる損失がない。そ
のため、羽根車５２に流入する風量が増加するため、ト
ルクの向上が図れ、集塵性能が良くなるという効果があ
る。

【００７９】さらに、タービン室２０とブラシ室３０と
は隔壁により塞がっているので、タービン室への塵埃が
侵入する心配がない。

【００８０】また、吸込み通路３１の開口面積を切り替
えレバー５１などにより可変することにより、エアータ
ービンを駆動するための風量と塵埃を集塵するための風
量の配分を可変することが可能となり、被掃除面にあわ
せた集塵性能を得ることができる。

【００８１】以上、全ての形態に共通していることは、
吸口体内に電気部品を一切使用していないので、軸受部
品を耐水性のある材料（たとえば、グライトロン製）で
構成すれば、吸口全体を水洗い可能にできるという効果
もある。

【００８２】フローリングや畳上では、車輪の沈み込み
がほとんどないため、床面開口部と床面とに隙間が生
じ、床面開口部から吸引される空気の量が増えて、羽根
車を流れる空気の量が低下するので、羽根車の回転が抑
えられる。さらに、吸口５００を持ち上げると、羽根車
を通過する空気の量が非常に少なくなり、羽根車はほと
んど回転せず、使用者が誤って吸口内に手などを入れて
も安全である。

【００８３】

【発明の効果】本発明によれば、回転ブラシと軸流ター
ビンの回転軸が略平行にあって、軸流タービンの軸方向
にノズルを配置し、軸流タービンを駆動する空気流の流
れを回転ブラシと略平行としたことにより、流入した流
れは、ノズル入口から軸流タービンの羽根車出口まで、
ほぼ同じ方向（軸方向）に流れるので、曲りや摩擦など
による流体損失が小さくなり、エアタービンの効率を大
きくすることができ、またタービンの外周に空気通路を
形成する必要が無いので、小型軽量で、かつ音が静かで
集塵性能の高い吸口体を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による電気掃除機の外観図。

【図２】 本発明の第１の形態例による吸口体の平面
図。

【図３】 本発明の第１の形態例による吸口体の斜視
図。

【図４】 図２の吸口体のタービンの部分拡大図。

【図５】 図２の吸口体のＡ−Ａ縦断面図。

【図６】 本発明の第２の形態例による吸口体の平面
図。

【図７】 本発明の第３の形態例による吸口体の平面
図。

【符号の説明】

５００…吸口体、５２０…下ケース、５１０…上ケー
ス、５３０…回転ブラシ、１…ノズル、２…羽根車、３
…羽根車軸、４…タービンケース、１０…タービン室、
２０…ベルト室、３０…ブラシ室、３１…吸込み通路、
３２…連通口、５１１…吸気口、５１５…吸口継手、５
２１…吸込口。

フロントページの続き (72)発明者 田島 泰治 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (72)発明者 岩瀬 幸司 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所 機械研究所内 (56)参考文献 特開 平９−10142（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−182641（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−75919（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A47L 9/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電動送風機を有する掃除機本体と、前記電
   動送風機に連通する空気通路の先端に設けられ、被掃除
   面と対向する開口部を有する吸口体と、前記空気通路の
   途中に設けられ、前記吸口体から吸引された塵埃を収容
   する集塵部とを備え、前記吸口体内に回転ブラシとこの
   回転ブラシを駆動するタービンとを備えた電気掃除機に
   おいて、 前記タービンは、空気がこのタービンの回転軸方向に流
   れるようにした軸流タービンを用いるとともに、この軸
   流タービンの回転軸を回転ブラシの回転軸と略平行にな
   るように配置し、 前記吸口体には、 前記軸流タービンの回転力を前記回転ブラシに伝達する
   タイミングベルトと、 前記軸流タービンを収容するタービン室と、 前記タイミングベルトを収容するベルト室と、 前記回転ブラシを収容するブラシ室と、 前記タービン室と前記ベルト室、及び前記ベルト室と前
   記ブラシ室を繋げる連通口とを設けたことを特徴とする
   電気掃除機。
2. 【請求項２】請求項１に記載の電気掃除機において、前
   記軸流タービンの回転軸方向上流側にノズルを配置した
   ことを特徴とする電気掃除機。
3. 【請求項３】底面に吸込口を有する吸口本体と、該吸口
   本体内に配置された回転ブラシと、前記吸口本体内に配
   置され、前記回転ブラシを駆動するタービンを有し、前
   記回転ブラシと前記タービンとを吸口体の長手方向を横
   切る方向に前後して配置した電気掃除機の吸口体におい
   て、 前記タービンは、空気がこのタービンの回転軸方向に流
   れるようにした軸流タービンを用いるとともに、この軸
   流タービンの回転軸を回転ブラシの回転軸と略平行にな
   るように配置し、 前記吸口本体は、 前記軸流タービンの回転力を前記回転ブラシに伝達する
   タイミングベルトと、 前記軸流タービンを収容するタービン室と、 前記タイミングベルトを収容するベルト室と、 前記回転ブラシを収容するブラシ室と、 前記タービン室と前記ベルト室、及び前記ベルト室と前
   記ブラシ室を繋げる連通口とを設けたことを特徴とする
   電気掃除機の吸口体。
4. 【請求項４】請求項３に記載の電気掃除機の吸口体にお
   いて、前記軸流タービンの回転軸方向上流側にノズルを
   配置したことを特徴とする電気掃除機の吸口体。