JP4519050B2 - 掃除機用床ノズル及び電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、掃除機用床ノズル及びそれを用いた電気掃除機に関するものである。

従来のこの種の掃除機用床ノズルについて、図７を用いて説明する。図７は、従来の掃除機用床ノズルの上ケースをはずしたときの分解斜視図である。図７において、従来の掃除機用床ノズル１は、前方下面に吸引用の開口部２を有する下ケース３と、下ケース３の後部に回動自在に設けられ、図示しない電気掃除機にホースや延長管を介して接続される接続管４と、一端にプーリー５ａを有すると共に下ケース３に回動自在に装着された回転ロータ５と、前記プーリー５ａに張架されたベルト６を介して回転ロータ５を回転駆動するモータ７から構成されている。

回転ロータ５は、掃除機用床ノズル１に回転自在に支持され外周面の長手方向に、複数の溝部（図示せず）を螺旋状に形成したロータ５ｃと、前記溝部に装着された清掃体５ｄから構成され、清掃体が床に接触する際の回転による振動を少なくする為に、何らかの方法で、清掃体を捩る必要があった。

その為に、初期の頃は、円柱状の木のロータや樹脂のロータに、毛ブラシをらせん状に植毛していた。その後、らせん状のビーターを設けた樹脂のインジェクション成形されたロータに、毛ブラシをらせん状に植毛したもの（例えば、特許文献１参照）や、らせん状のビーターを設けた樹脂の押出し成形されたロータに、毛ブラシをらせん状に植毛したもの（例えば、特許文献２参照）や、らせん状のビーターと溝を設けた発泡材の押出し成形されたロータに、軟質材のブラシ体を挿入したもの（例えば、特許文献３参照）や、まっすぐに押出し成形した後に、捩り加工を加えて、らせん状の溝を有するアルミのロータの溝に、ブレードや起毛布等の清掃体を挿入したもの（例えば、特許文献４参照）や、シャフトに、円筒状の基台を有するブレードをかぶせて捩って両端を固定したもの（例えば、参考文献５参照）等のように、何らかの方法で捩られた清掃体を有する回転ロータ５を作成していた。上記構成により、電気掃除機を運転すると共に、モータ７に通電すると、回転ロータ５が回転し、清掃体５ｄにより被掃除面の塵埃が掻き上げられ、電気掃除機に内蔵された電動送風機（図示せず）による吸引力で、開口部２より、空気と共に吸引される。
特開昭５７−１８５８２４号公報 特開昭５８−１７５５３０号公報 特開平２−７７２１９号公報 特開平７−１７８０１６号公報 特開平９−１５４７８３号公報

しかしながら、上記の初期の頃のロータや、特許文献１〜３に開示された清掃体は、毛ブラシを植毛したり、円錐状の突起を多数一体成形したブラシを挿入したりしているが、ブラシ部やブラシ部の空間に糸屑等が絡みつくため、回転数が減少したり、ブラシによるゴミの掻き出し効果が悪くなることにより、清掃能力が低下するという問題があった。

また、上記特許文献１に開示されたインジェクション成形によるロータは、冷却時間が長くかかるため、成形サイクルが通常の３倍近くになり、かつ、そりも大きくなるため、コストが高くなり、生産数量も減少し、かつ性能面も悪くなるという問題があった。また、捩られたビータを形成するために、金型構造も複雑になり、金型代も高くなるという問題があった。

また、上記特許文献２及び３に開示されたロータは、発泡材による押出し成形のため、樹脂の密度が粗くなり、ロータ自体の強度が弱くなる。また、樹脂の出口が捩られた金型と、捩られたサイジングによって、押出し成形しながらひねり加工と矯正をおこなうため、そりによる偏芯や変形が大きくなる。ロータ自体の強度が弱く、そりによる偏芯や変形が大きいため、回転ロータが回転中に、遠心力によりさらにそりによる偏芯や変形が大きくなり、やがてはうねりを起こし、振動及び騒音が大きくなるという問題があった。また、ロータの強度が弱いため、回転ロータが回転中に衝撃による割れが発生するという問題もあった。同様に、ロータの強度が弱いため、ロータの外径を細くすることもできず、掃除機用床ノズルの小型化に障害があった。

また、上記特許文献４には、金属製のロータをまっすぐに押出し成形した後に、捩り加工を施して、螺旋状の溝部に連続した清掃体を挿入した方法が開示されているが、回転ロータが金属のため、重くなり、そのために、捩りによるそり及び偏芯に対して、少しのそり及び偏芯でも回転すると振動が大きくなるという欠点があった。また、外径を太くして、捩るためには、断面形状で空洞部が必要となり、金型が弱くなり、かつ構造が複雑になるという欠点があった。

また、上記特許文献５に開示された回転ロータは、清掃体であるブラシ体が軸受けと自在に連結され、後捩りでブラシ体が自由な捩り角度を有することができるが、清掃体を取り付ける溝方式でなく、清掃体がブレードに限られてしまい、清掃面を叩くのみで、ブラシによるごみの掻き出し、拭き掃除ができなくなり、清掃箇所が限定されるという問題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、軽くて、そり及び偏芯の少ない、捩り角度を任意に調整できる、安価な回転ロータを有する掃除機用床ノズル及び電気掃除機を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の掃除機用床ノズルの製造方法は、電動送風機を内蔵する電気掃除機本体に連通するように接続されると共に、回転ロータを回転自在に収納する掃除機用床ノズルの製造方法において、前記回転ロータは、外周の長手方向に少なくとも１本以上の溝部を有する熱可塑性樹脂で成形されたロータを有し、該ロータの中心部に空洞部を有すると共に、該空洞部にたいして、シャフトが挿入された状態で、該ロータに熱を加えた捩り加工を施すことにより、前記ロータの長手方向に少なくとも１本以上の捩り形状の溝部が形成されるものである。捩り角度が任意に調整でき、軽くて、そり及び偏芯の少ない、精度のよい回転ロータを有する掃除機用床ノズルを提供することが出来る

また、本発明の電気掃除機は、吸引力を発生させる電動送風機と、塵埃を捕集する集塵室と、請求項２に記載の掃除機用床ノズルとを備えたもので、清掃中も振動、及び騒音の少ない、電気掃除機を提供することが出来る。

本発明の掃除機用床ノズルは、熱可塑性樹脂のロータに熱を加えて捩るために、軽くて、そり及び偏芯の少ない、精度のよい回転ロータを作ることができ、かつ、捩り角度が任意に調整できるので、被清掃面に関わらず、塵埃の除去性能が大幅に向上する。

第１の発明は、電動送風機を内蔵する電気掃除機本体に連通するように接続されると共に、回転ロータを回転自在に収納する掃除機用床ノズルの製造方法において、前記回転ロータは、外周の長手方向に少なくとも１本以上の溝部を有する熱可塑性樹脂で成形されたロータを有し、該ロータの中心部に空洞部を有すると共に、該空洞部にたいして、シャフトが挿入された状態で、該ロータに熱を加えた捩り加工を施すことにより、前記ロータの長手方向に少なくとも１本以上の捩り形状の溝部が形成されるものである。捩り角度が任意に調整でき、軽くて、そり及び偏芯の少ない、精度のよい前記回転ロータを有する掃除機用床ノズルを提供することが出来る。

第２の発明は、電動送風機を内蔵する電気掃除機本体に連通するように接続されると共に、回転ロータを回転自在に収納する掃除機用床ノズルにおいて、前記回転ロータは、ロータの中心部に空洞部を有すると共に、該空洞部にたいして、シャフトが挿入されてあり、第１の発明に記載の製造方法によって、前記ロータの長手方向に少なくとも１本以上の捩り形状の溝部が形成されてあり、該溝部に下端が装着される少なくとも１個以上の清掃体を有するものである。ロータの中心部の空洞部にシャフトを挿入することにより、ロータの矯正ができ、かつ、シャフトを回転ロータの両端を保持するシャフトにも使用できるため、プーリー付ホルダー及び軸受けホルダーのシャフトを省略でき、安価な回転ロータを作ることができる。また、シャフトが回転ロータの中心部を形成するため、そり及び偏芯が極端に少なくなり、また、シャフトがまっすぐなため、従来のような両端のシャフトの傾きによるそり及び偏芯もないため、精度のよい回転ロータを作ることができる。したがって、振動及び騒音の少ない掃除機用床ノズルを提供することができる。

また、ロータの溝がまっすぐな状態で、組立て加工ができ、組み立てた状態で、加熱して、捩り加工を行うため、そり及び偏芯が一層少なくできると共に、加工手順や捩り角度等を任意に選択でき、生産性が増大し、かつ、安価な掃除機用床ノズルを提供することができる。

第３の発明は、吸引力を発生させる電動送風機と、塵埃を捕集する集塵室と、第２の発明に記載の掃除機用床ノズルとを備えたもので、清掃中も振動及び騒音の少ない、清掃効果を向上させた電気掃除機を提供することが出来る。以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。

本発明の実施例における掃除機用床ノズルについて、図１〜６を用いて説明する。なお、本実施例における掃除機用床ノズルの全体構成は従来例（図７）と同一なので、同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

図１は、本実施例における掃除機用床ノズルの上ケースを外した状態の分解斜視図、図２は、同掃除機用床ノズルの回転ロータの展開斜視図であり、図３は、熱加工前のロータ及びシャフトと熱炉の全体斜視図である。図４はシャフトとひねり加工及び冷却後のロータの斜視図であり、図５は両端切断後のロータの斜視図である。図６は同掃除機用床ノズルを接続した電気掃除機の全体側面図である。

図１〜２において、本実施例における掃除機用床ノズルＡ９の回転ロータＡ１０は、熱可塑性の樹脂からなり、外周面の長手方向に均等に４本の溝部１１を外方に開口するように設けたロータＢ１８と、複数の起毛布で形成された一対の清掃体Ａ１２と、ブレード状でシリコンゴムなどの軟質材で形成された一対の清掃体Ｂ１３と、前記清掃体Ａ１２と前記清掃体Ｂ１３をロータＢ１８の溝部１１に装着した後、前記ロータＢ１８の一端に圧入されると共にモータ７で駆動されるベルト６が張架されるプーリー付きホルダー１４と前記ロータＣ２８の他端に圧入される軸受けホルダー１５から構成されている。１６は、回転ロータＡ１０の両端を掃除機用床ノズルＡ９に回転自在に保持するための軸受けである。

図６は、上記実施例における掃除機用床ノズルＡ９を接続した電気掃除機の全体側面図である。電気掃除機は、前部に塵埃を捕集する集塵室２１と、後部に電動送風機２２を内蔵した電動送風機室２３をそれぞれ備えた掃除機本体２７と、前記集塵室２１に連通するように一端が掃除機本体２７に接続されるホース２４と、ホース２４の他端に設けられたハンドルパイプ２５に着脱自在に接続される延長管２６とを備え、前記延長管２６の他端に、本実施例における前記掃除機用床ノズルＡ９が接続される。

上記構成により、掃除機本体２７を運転し、ハンドルパイプ２５を操作して、掃除機用床ノズル９を木床や絨毯上で操作すると、掃除機用床ノズル９に内蔵されたモータ７により回転ロータＡ１０が回転し、塵埃が清掃体Ａ１２及び清掃体Ｂ１３により掻き上げられ、電動送風機２２による吸引力で、空気と共に塵埃が、延長管２６、ホース２４を通って集塵室２１に流れ込みそこで塵埃が捕集される。

ここで、回転ロータＡ１０に使用される、ロータの成形、加工から、回転ロータの組立て、及び完成までを、図２〜５を用いて説明する。図３において、中心部が空洞な略円筒状で、清掃体Ａ１２、及び清掃体Ｂ１３を挿着するための溝部１１をまず、まっすぐな形状で、熱可塑性の樹脂、例えば、ＡＢＳ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＳ、ＰＡ等を使用して、押出し成形をして、ロータＡ８を作成する。次に、前記ロータＡ８の空洞部に、そり矯正用のシャフト１７を挿入し、例えば、恒温槽のような、熱炉１９で、前記ロータＡ８が軟化温度に達するまで加熱する。前記シャフト１７を挿入したまま、前記熱炉１９から取り出しても、前記ロータＡ８は、軟化状態であるため、外部から応力を加えなければ、当初のままの形状を保つことができる。

前記ロータＡ８を、捩り加工治具を用いて両端を保持して、捩り加工を行えば、図４の如く、たやすく、全体に均一に捩ることができる。一定の捩り角度を保ったままの形状で、固化するまで冷却すれば、長手方向の両端に平行な直線の溝部を有し、内部は均一に捩られた複数の溝部１１を有する、そり及び偏芯の少ないロータＢ１８を作ることができる。

また、前記ロータＢ１８から前記シャフト１７をはずし、前記ロータＢ１８の両端を切断することにより、図５の如く、長手方向に均一に捩られた複数の溝部１１を有する、そり及び偏芯の少ないロータＣ２８を作ることができる。

図２において、前記ロータＢ１８の溝部に、前記清掃体Ａ１２及び前記清掃体Ｂ１３を装着し、前記ロータＢ１８の両端にプーリー付ホルダー１４と軸受けホルダー１５を圧入、または接着等の方法で取り付けて、前記回転ロータ１０を完成させる。尚、前記ロータＢ１８以外に、前記ロータＣ２８を使用してもよいものとする。

前記ロータＢ１８に設けた前記溝部１１は、本実施例では、前記ロータＢ１８の全幅に渡って３６０度の捩り角度で螺旋状に形成されているが、その捩り角度はそれに限定されるものではなく、９０度、１８０度、２７０度でも、あるいはそれ以外でも良い。

また、本発明における、ロータの捩り状態については、前記ロータＢ１８の如く、同一方向に捩られている以外にも、例えば、前記ロータＡ８の任意の地点を基点に、外方向に対して、左右反対に捩ることもできる。前記の如く捩った場合には、清掃時において、回転ロータが回転すると、塵埃は前記清掃体Ａ１２及び前記清掃体Ｂ１３により、回転ロータの中央へかき集められ、前記掃除機用床ノズルＡ９から前記掃除機本体２７に吸い取られ、塵埃の除去性能が大幅に向上する。

また、本発明における、ロータの長さについては、１本分の長さのみの加工でなく、数本分の長尺の寸法に切断されたロータの中心部の空洞部に、シャフトを通して熱を加えた捩り加工を行えば、コストは安くなり、そり及び偏芯も少なくなる。また、ロータは、数本分の長尺の寸法に切断された状態で、長手方向のどの位置で反対方向に捩ってもよく、かつ、捩り角度も任意に調整できる。また、ロータの両端を引っ張りながら捩れば、そり及び偏芯による芯ぶれの精度はさらによくなる。

本発明におけるロータの材料は、上記、ＡＢＳ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＳ、ＰＡ以外にも、熱可塑性の樹脂であれば、いかなる樹脂でもよい。

また、本発明におけるロータの成形の方法も、上記、押出し成形以外にも、樹脂の発泡成形や、インジェクション成形等、ロータの形状が製作可能な成形方法であれば、いかなる方法でもよい。

また、本発明におけるロータの加熱の手段は、上記、恒温槽のような前記熱炉１９以外にも、熱水、油、光等、ロータが捩られるための軟化温度に達する方法であれば、いかなる方法でもよい。

図８において、シャフト１７をそのままロータＢ１８に挿入して使用することにより、両端の固定部品であるプーリー付ホルダーＡ２９と軸受けホルダーＡ３０を使用すれば、両端の取り付け構造が簡単になり、安価な回転ロータＢ２０を作ることができる。また、前記シャフト１７が前記回転ロータＢ２０の中心部でまっすぐな芯棒を形成するため、そり及び偏芯が極端に少なくなり、また、前記シャフト１７がまっすぐなため、従来のような両端のシャフトの傾きによるそり及び偏芯もないため、精度のよい前記回転ロータＢ２０を作ることができる。また、前記ロータＢ１８に前記シャフト１７を挿入するため、前記ロータＢ１８の強度が増し、前記回転ロータＢ２０は回転中でも、そり及び偏芯によるうねりを起こしにくくなる。したがって、掃除機用床ノズルＡ９に内蔵されている前記回転ロータＢ２０の回転時の芯ぶれによる振動及び騒音がより少なくなる。

また、回転ロータＢ２０の加工及び組立てに際して、清掃体Ａ１２、清掃体Ｂ１３、シャフト１７、プーリー付ホルダーＡ２９、及び軸受けホルダーＡ３０の熱による変形温度が、ロータの軟化温度よりも高い材料であれば、溝がまっすぐな状態であるロータＡ８に、前記清掃体Ａ１２、前記清掃体Ｂ１３、前記シャフト１７、前記プーリー付ホルダーＡ２９、及び前記軸受けホルダーＡ３０を先に組み立てて、熱炉１９で前記ロータＡ８のみを軟化させ、捩り加工を施して、そのまま固定して冷却すれば、捩られた、ロータＢ１８、前記清掃体Ａ１２、及び前記清掃体Ｂ１３を有する、そり及び偏芯の少ない前記回転ロータＢ２０を作ることができる。

また、図６において、吸引力を発生させる電動送風機２２と、塵埃を捕集する集塵室２１とを備えた電気掃除機本体２７に、上記実施例１〜３における掃除機用床ノズルＡ９を接続することにより、被掃除面の種類に関わらず、塵埃の除去性能が大幅に向上し、掃除性能に優れた電気掃除機を提供することが出来る。

以上のように、本発明に係る掃除機用床ノズルは、安いコストでロータ及び回転ロータを作ることができ、捩り角度が任意に調整でき、重量の軽い、振れの少ないものであり、電気掃除機に接続される掃除機用床ノズルに限らず、床面洗浄機や、床磨き機などにも適用できるものである。

本発明の実施例１における掃除機用床ノズルの上ケースを外した状態の分解斜視図 同掃除機用床ノズルの回転ロータの展開斜視図 同熱加工前のロータおよびシャフトと熱炉の全体斜視図 同ひねり加工及び冷却後のロータ 同両端切断後のロータ 同掃除機用床ノズルを接続した電気掃除機の全体側面図 従来の掃除機用床ノズルの上ケースを外した状態の分解斜視図 本発明の実施例２における掃除機用床ノズルの回転ロータの展開斜視図

符号の説明

１ 床ノズル
５ 回転ロータ
５ｃ ロータ
５ｄ 清掃体
８ ロータＡ
９ 床ノズルＡ
１０ 回転ロータＡ
１１ 溝部
１２ 清掃体Ａ
１３ 清掃体Ｂ
１７ シャフト
１８ ロータＢ
１９ 熱炉
２０ 回転ロータＢ
２８ ロータＣ

Claims (3)

1. 電動送風機を内蔵する電気掃除機本体に連通するように接続されると共に、回転ロータを回転自在に収納する掃除機用床ノズルの製造方法において、前記回転ロータは、外周の長手方向に少なくとも１本以上の溝部を有する熱可塑性樹脂で成形されたロータを有し、該ロータの中心部に空洞部を有すると共に、該空洞部にたいして、シャフトが挿入された状態で、該ロータに熱を加えた捩り加工を施すことにより、前記ロータの長手方向に少なくとも１本以上の捩り形状の溝部が形成されることを特徴とする掃除機用床ノズルの製造方法。
2. 電動送風機を内蔵する電気掃除機本体に連通するように接続されると共に、回転ロータを回転自在に収納する掃除機用床ノズルにおいて、前記回転ロータは、ロータの中心部に空洞部を有すると共に、該空洞部にたいして、シャフトが挿入されてあり、請求項１に記載の製造方法によって、前記ロータの長手方向に少なくとも１本以上の捩り形状の溝部が形成されてあり、該溝部に下端が装着される少なくとも１個以上の清掃体を有することを特徴とする掃除機用床ノズル。
3. 吸引力を発生させる電動送風機と、塵埃を捕集する集塵室と、請求項２に記載の掃除機用床ノズルとを備えた電気掃除機。

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