JP4738982B2 - 掃除機用床ノズルの回転ロータ及び電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、掃除機用床ノズルの回転ロータ及び、それを用いた電気掃除機に関するものである。

従来この種の掃除機用床ノズルの回転ロータは、掃除機用床ノズルに回転自在に設けられ外周面の長手方向に複数の溝部を螺旋状に形成したロータと、それぞれの一端が前記溝部に交互に装着される毛ブラシと、周ブレードから構成されていた。毛ブラシは、木床やタイル面で拭き機能の役割を持つもので、周ブレードは、絨毯のパイルから塵埃を剥離させる機能を有している。

上記構成により、毛ブラシと、周ブレードのそれぞれの一端を螺旋状の溝部に装着することで、毛ブラシ、周ブレードのそれぞれの先端も螺旋状になり、回転ロータを回転させたときに毛ブラシ、周ブレードのそれぞれの先端が被掃除面に連続して接触して、木床やタイル面を効率よく拭き上げたり、絨毯の塵埃を効率よく掻きとるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

また、清掃効果を増加させるため、ロータの径を大きくして、清掃体の数量を増やした回転ロータも作られている（例えば、特許文献２参照）。

また、清掃体を螺旋状に形成するために、金属製のロータに清掃体を取り付ける溝を、その長手方向にまっすぐに設けた状態で押出し成形した後、その軸心周りに捩り加工を施し、清掃体を螺旋状にした床ノズルが作られている（例えば、特許文献３参照）。

また、金属製のロータを金型で押出し成形しながら、同一ライン上で所定の捩り角度に加工する方法も知られている（例えば特許文献４参照）。

また、回転ロータに螺旋状に形成された清掃体は、その捩り角度が大きいほど、清掃体が被掃除面により多く接触することになり、回転ロータが回転すると、清掃体による塵埃のかき上げ効果や、拭き、磨き効果も増加することは周知のことである。
特開平１１−３１８７８１号公報 特開２００５−０８０８８８号公報 特開平７−１７８０１６号公報 特開２００３−１３５３２７号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されたような従来の掃除機用床ノズルの回転ロータにおいては、螺旋状に形成された溝部の捩り角度は、ロータの両端間で、せいぜい１８０度で、大きいものでも２７０度程度までであった。このため、回転ロータを回転させたときの毛ブラシや周ブレードと被掃除面との間の摺動抵抗が大きく、掃除機用床ノズルに設けられた回転ロータを回転駆動するモータなどの駆動源を小型化することが困難であった。

それを解決する手段として、毛ブラシや周ブレードの突出代を短くして、それらと被掃除面との間の摺動抵抗を小さくして駆動源に加わる負荷を低減し、駆動源を小型化する方法も可能だが、これでは、毛ブラシや周ブレードの本来の拭き性能や塵埃掻き上げ性能が低下してしまうという課題があった。

また、上記特許文献２に開示されたような、ロータの径を大きくして、清掃体の数量を増やした回転ロータにおいては、回転ロータ１回転の間に、清掃体が被掃除面により多くの回数接触するため摺動抵抗が大きくなる。また、ロータの径が大きいため、清掃体の回転外径を小さくしようとすると、清掃体の毛丈が短くなり、強い毛腰で清掃体が掃除面に当たることになり、やはり摺動抵抗が大きくなる。そのため、回転ロータの回転数が減少するか、掃除機用床ノズルに設けられた回転ロータを回転駆動するモーターに負荷がかかることになる。従って、清掃体を、被清掃面に十分に接触させることができず、掃除効果を増加させることができなかった。

また、上記特許文献３に開示されたようなまっすぐな溝を有する、アルミのような金属材料の回転ロータにおいては、ロータを一度に３６０度以上の捩り加工を行うと、そりや断面形状に変形を起こす恐れがあるため、捩りの角度に限界があった。押出し成形時にまっすぐに押出して、後加工で３６０度以上に捩られたロータは、例えば、両端を保持して捩った場合は、捩り角度が大きくなるほど、捩り力がロータの全長にわたり均一に伝わりにくく、端部の方が多く捩られ、中央部の方が捩り角度が少なくなり、ロータの長手方向において、均一な捩り角度にならない。また、捩った後にスプリングバックによって戻りが生じ、角度のばらつきが大きくなる。また、ロータの溝部に変形を生じ、ブレードやブラシ等の清掃体の挿入が困難になる。また、そりや偏芯も大きくなり、回転ロータを回転させると振動や騒音が大きくなる。特に、中空や径の大きいロータの場合は、断面形状が崩れて、一層ブレードやブラシ等の清掃体の挿入が困難になったり、回転バランスも悪くなる。

また、上記特許文献４に開示されたような方法で、アルミのような金属材料を押出し成形時に一度に３６０度以上に捩る方法が考えられるが、成形中に捩りながら押出されたロータは、例えば、金型が固定されている場合は、ロータが回転しながら押出し成形されることになる。この場合、押出し金型から距離が遠くなるほど、ロータに対する金型の捩り方向の力が伝わりにくくなるため、外部からロータが捩り方向に回転するように補助する必要があるが、押出し方向に対して直角の回転補助機構になり、加えて、ロータの自重の影響もあり、捩り角度が大きい場合は、ロータを目的の角度に捩ることが非常に困難である。従って捩り角度の不足分は、うねりを生じながらロータが成形されることになり、そりや変形が大きくなる。

上記において、金型を回転させる場合は、基本的には、ロータは捩られたまま成形されるので、押出されたロータの捩りに対する補助機構は必要ない。しかしながら、金型を回転させる装置は、材料の投入、押出し成形、及び金型の回転機構等が複雑で、調整も難しく、従って、バランスよく、均一に捩られたロータを押出し成形することは不可能である。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、清掃体の捩り角度を大きくしても、回転ロータのそりや偏芯の少ない、かつ、清掃体の捩り角度を大きくすることにより、清掃体の拭き性能や塵埃掻き上げ性能を低下させること無く、清掃体と被掃除面との間の摺動抵抗が小さく、回転ロータを回転させる駆動源を小型化することが出来る掃除機用床ノズルの回転ロータを提供することを目的とする。

前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回転ロータは、掃除機用床ノズルに回転自在に設けられ、外周面の長手方向に複数の溝部を形成したロータと、一端が前記溝部に装着される清掃体からなり、前記溝部を前記ロータの全長にわたって、予め捩り角度が３６０度未満となるように捩って押出し成形し、更に後工程にて前記ロータに捩り加工を施すことにより、前記溝部が前記ロータの全長にわたって３６０度以上７２０度以下の捩り角度で螺旋状になるように形成し、且つ、前工程にて生じたうねりやそりを修正し、断面形状の崩れ、歪みが極端に少なく、捩り角度が前記ロータの全長にわたって均一となるように仕上げて、前記溝部に前記清掃体を螺旋状に装着したものであり、被掃除面の塵埃がロータの長手方向に沿って確実に掻き上げられ、その捩り角度が３６０度以上７２０度以下になっているので、前記清掃体と被掃除面に対する接触面積の増加により掃除効果が増加し、かつ被掃除面と前記清掃体との間の摺動抵抗が大幅に軽減し、前記回転ロータを回転させる駆動源の小型化ひいては掃除機用床ノズルの小型化が図れる。

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、前記集塵室に連通するように接続される掃除機用床ノズルとを備え、前記掃除機用床ノズルに、請求項１に記載の掃除機用床ノズルの回転ロータを配したもので、被掃除面と回転ロータとの間の摺動抵抗が大幅に軽減することで、回転ロータを回転させるモータなどの駆動源が小型化し、その結果掃除機用床ノズルも小型になっているので、掃除機用床ノズルの操作性が著しく向上し、きわめて使用勝手の良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の回転ロータは、螺旋状の溝部に取り付けられた清掃体により、被掃除面の塵埃がロータの長手方向に沿って確実に掻き上げられ、その捩り角度が３６０度以上になっているので、清掃体と被掃除面の接触面の増加による掃除効果が増加し、かつ、被掃除面と清掃体との間の摺動抵抗が大幅に軽減し、回転ロータを回転させる駆動源の小型化ひいては掃除機用床ノズルの小型化が図れる。

また、本発明の掃除機用床ノズルの回転ロータを構成するロータは、予め３６０度未満に一旦捩り押出し成形したものを、後加工にて捩り角度を３６０度以上に仕上げているので、断面形状の崩れ、歪みが極端に少なく、捩り角度もロータの全長にわたって均一に仕上がっており、従って、反りや変形の少ない非常に精度の良い回転ロータが製作でき、このような回転ロータを使用することで、回転バランスが良好で、振動、騒音の非常に小さな掃除機用床ノズルを提供することが出来る。また、捩り押出し工程、後捩り工程共に特別な付帯設備を必要としないため通常の捩り設備のみでロータを製作することができ、簡単に精度の良いロータが提供できる。

第一の発明は、掃除機用床ノズルに回転自在に設けられた回転ロータは、外周面の長手方向に複数の溝部を形成したロータと、一端が前記溝部に装着される清掃体からなり、前記溝部を前記ロータの全長にわたって、予め３６０度未満に捩って押出し成形し、更に後工程にて前記ロータに捩り加工を施すことにより、前記溝部が前記ロータの全長にわたって３６０度以上の捩り角度で螺旋状になるように形成し、前記溝部に前記清掃体を螺旋状に装着したもので、螺旋状になった前記清掃体により、被掃除面の塵埃がロータの長手方向に沿って確実に掻き上げられ、その捩り角度が３６０度以上になっているので、前記清掃体と被掃除面に対する接触面積の増加により掃除効果が増加し、かつ被掃除面と前記清掃体との間の摺動抵抗が大幅に軽減し、前記回転ロータを回転させる駆動源の小型化ひいては掃除機用床ノズルの小型化が図れる。

また、本発明の掃除機用床ノズルの回転ロータを構成するロータは、予め３６０度未満に一旦捩り押出し成形したものを、後加工にて捩り角度を３６０度以上に仕上げているので、断面形状の崩れ、歪みが極端に少なく、捩り角度もロータの全長にわたって均一に仕上がっており、従って、反りや変形の少ない非常に精度の良い回転ロータが製作でき、このような回転ロータを使用することで、回転バランスが良好で、振動、騒音の非常に小さな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、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、前記集塵室に連通するように接続される掃除機用床ノズルとを備え、前記掃除機用床ノズルに、請求項１に記載の掃除機用床ノズルの回転ロータを配したもので、被掃除面と回転ロータとの間の摺動抵抗が大幅に軽減することで、回転ロータを回転させるモータなどの駆動源が小型化し、その結果掃除機用床ノズルも小型になっているので、掃除機用床ノズルの操作性が著しく向上し、きわめて使用勝手の良い電気掃除機を提供することが出来る。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）本発明の第１の実施の形態における掃除機用床ノズルの回転ロータについて、図１〜４を用いて説明する。

図１は、本実施の形態における掃除機用床ノズルの回転ロータを搭載した掃除機用床ノズルの分解斜視図（上蓋を除いた図）で、図２は、同回転ロータの展開斜視図である。

図１、２において、３０は、電気掃除機（図示せず）に、ホース（図示せず）、延長管（図示せず）などを介して接続される掃除機用床ノズルで、前方底部に塵埃を吸引する開口部（図示せず）が設けられ、その開口部に臨むように本実施の形態における回転ロータ１が回転自在に設けられている。回転ロータ１は、ベルト３２を介して掃除機用床ノズル３０に内蔵されたモータ３１により回転駆動される。

回転ロータ１は、アルミニウムなどの金属材料からなり外周面の長手方向に均等に４本の溝部４を外方に開口するように設けたロータ２と、一端が溝部４に嵌合装着される清掃体３と、清掃体３をロータ２に装着した後、そのロータ２の一端に圧入されると共にモータ３１で駆動されるベルト３２が張架されるプーリー付きホルダー３３と、ロータ２の他端に圧入される軸受けホルダー３４から構成されている。３５は、回転ロータ１の両端を掃除機用床ノズル３０に回転自在に保持するための軸受けである。

回転ロータ１を構成するロータ２は、アルミニウムのような金属材料を予め３６０度未満に捩って押出し成形を行い、後加工で３６０度になるように捩り、溝部４を螺旋状に形成している。予め３６０度未満に捩って押出し成形する方法として、例えば、金型が固定されている場合は、ロータ２が回転しながら押出し成形されることになる。この場合、外部からロータ２が捩り方向に回転するように補助すれば、捩り角度が小さいため、ロータはほぼ所定の角度に捩られながら押出されることになる。その際、多少のうねりやそりは生じるが、続いて行う後加工で３６０度になるように捩る際に、うねりやそりは修正されてしまう。これによりまっすぐの溝を有するロータ２を一度に３６０度に捩るよりも断面形状の変形も少なくなり、振れ精度のよい回転ロータ１を作ることが出来る。特に、中空や径の大きいロータ２の場合は、後加工で捩りを加えることによる変形がより大きい為、予め３６０度未満に捩って押出し成形を行うことで、断面形状の変形も少なくなり、清掃体３の挿入性を損なうことなく、回転バランスの優れた回転ロータ１を作ることができる。

ロータ２に設けた溝部４は、ロータ２の全幅にわたって３６０度の捩り角度で螺旋状に形成されている。なお、本実施の形態においては、捩れ角度を３６０度に設定しているが、３６０度を超える角度であれば、その角度を限定するものではない。

また、ロータ２の材質はアルミニウムに限らず、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂やポリスチレン、ポリプロピレン等のプラスチック、マグネシウム、銅及び銅合金、ニッケル、チタン、鉄、ステンレス等最適な材質を適宜選択すればよいものであり、列記した以外にも捩り押出し成形が可能で、且つ塑性変形加工が可能な材質であれば適宜選択すればよい。

ちなみに、清掃体３の捩り角度は３６０度〜７２０度が清掃体３と被掃除面との間の摺動抵抗が小さく且つ、塵埃移送能力も優れているという特徴を有している。

また、同じ清掃体３で形成された回転ロータ１の場合、その清掃体３の捩り角度が大きいほど、清掃体３と被掃除面との接触面積が増加し、清掃効果が増加する。また、その清掃体３の捩り角度が大きいほど、清掃体３と被清掃面との間の摺動抵抗が小さくなることが、一般的に知られており、清掃体３の捩り角度を大きくすることにより、掃除機用床ノズルに設けられた回転ロータ１を回転駆動するモータなどの駆動源を小型化することが容易になる。

清掃体３は、清掃体Ａ３ａと、清掃体Ｂ３ｂを組み合わせて構成されている。
次に、図３を用いて、清掃体Ａ３ａ、清掃体Ｂ３ｂの詳細について説明する。

清掃体Ａ３ａは、主に、木床やタイル上の塵埃を掻き上げる機能を有するもので、図３（ａ）に示すように、全体が帯状で、芯線３ｅを間にして折り曲げた多数の細い繊維からなるブラシ片３ｆと、ブラシ片３ｆの根元部を、芯線３ｅと共に覆い挟むと共に、ロータ２の溝部４に挿入される帯状体３ｇから構成されている。なお、芯線３ｅは、清掃体Ａ３ａの組み立て上必要なもので、清掃体Ａ３ａの完成後、抜き取っても良い。

また、芯線３ｅを用いることなく、清掃体Ａ３ａが組み立てられるのであれば、勿論芯線３ｅは不要である。又、従来から実施されている、基布にパイルを織り込んで加工された起毛布ブラシを使用しても良い。

清掃体Ｂ３ｂは、主に、絨毯のパイルについた塵埃を掻きとる機能を有するもので、図３（ｂ）に示すように、ブレード状で、シリコンゴムなどの軟質材で形成されたブレード片３ｈと、その根元部に一体的に形成され、ロータ２の溝部４に挿入される基部３ｊから構成されている。

回転ロータ１の組み立ては、各溝部４の一方の端部より、清掃体３の基部（３ｇ又は３ｊ）を挿入し、ロータ２の一端にプーリー付きホルダー３３を、他端に軸受けホルダー３４をそれぞれ圧入して完成する。完成された回転ロータ１にベルト３２を張架し、両端を軸受け３５で保持しながら掃除機用床ノズル３０の所定の部位に挿入して、掃除機用床ノズル３０への組み立てが完了する。

図４に示す例は、特に、絨毯の清掃に適した組み合わせ例で、清掃体Ａ３ａと、清掃体Ａ３ａより突出代が小さい清掃体Ｂ３ｂとを交互に溝部４に装着したもので、回転ロータ２を反時計方向に回転させると、突出代の大きな清掃体Ａ３ａが絨毯のパイルを倒し、次に突出代が小さい清掃体Ｂ３ｂが、パイルを押し広げると同時にパイルに付着した塵埃を掻き取り、次にくる清掃体Ａ３ａでパイルの奥の塵埃を掻き上げるもので、効果的に絨毯の掃除を行うことができる。また、絨毯清掃中に長い髪の毛が清掃体Ａ３ａに巻きついても、清掃体Ｂ３ｂの先端より内方に巻きつくことが無いので、髪の毛をはさみ等で切って簡単に除去できるものである。

なお、本実施の形態では清掃体３は、清掃体Ａ３ａと、清掃体Ｂ３ｂを組み合わせた構成で説明したが、これに限定するものではなく、目的の被清掃面に合わせて起毛布、払拭布、軟質ブレード等最適な素材を選択すればよいものである。

（実施の形態２）図５は、本発明の第２の実施の形態における電気掃除機の全体側面図である。
本実施の形態における電気掃除機は、前部に塵埃を捕集する集塵室４１と、後部に電動送風機４２を内蔵した電動送風機室４３をそれぞれ備えた掃除機本体４０と、前記集塵室４１に連通するように一端が掃除機本体４０に接続されるホース４４と、ホース４４の他端に設けられたハンドルパイプ４５に着脱自在に接続される延長管４６とを備え、前記延長管４６の他端に、上記第１の実施の形態における掃除機用床ノズル３０の一つを接続するようにしたものである。

上記構成により、掃除機本体４０を運転し、ハンドルパイプ４５を操作して、掃除機用床ノズル３０を木床や絨毯上で操作すると、掃除機用床ノズル３０に内蔵された回転ロータ１が回転し、塵埃が清掃体３により掻き上げられ、電動送風機４２による吸引力で、空気と共に塵埃が、延長管４６、ホース４４を通って集塵室４１に流れそこで塵埃が捕集される。

本実施の形態によれば、上記第１の実施の形態で述べたように、被掃除面と清掃体３との間の摺動抵抗が大幅に軽減し、回転ロータ１を回転させるモータなどの駆動源が小型化し、その結果掃除機用床ノズルも小型になっているので、掃除機用床ノズルの操作性が著しく向上し、きわめて使用勝手の良い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の回転ロータは、被掃除面と清掃体との間の摺動抵抗が大幅に軽減し、回転ロータを回転させる駆動源の小型化ひいては掃除機用床ノズルの小型化が図れ、さらに、清掃体の組み合わせを変えるだけで、木床、絨毯等床面の種類に応じて、自在に回転ロータが組み立てられるもので、電気掃除機の床ノズルに限らず、床面洗浄機や、床磨き機などにも適用できるものである。

本発明の実施の形態１における掃除機用床ノズルの回転ロータを搭載した掃除機用床ノズルの分解斜視図 同回転ロータの展開斜視図 （ａ）同回転ロータの清掃体Ａの斜視図、（ｂ）同回転ロータの清掃体Ｂの斜視図 同回転ロータの清掃体Ａ、清掃体Ｂの組み合わせ例を示す断面図 本発明の実施の形態２における電気掃除機の全体側面図

符号の説明

１、１１、２１ 回転ロータ
２ ロータ
３ 清掃体
３ａ 清掃体Ａ
３ｂ 清掃体Ｂ
４ 溝部
３０ 掃除機用床ノズル
４０ 掃除機本体

Claims (2)

1. 掃除機用床ノズルに回転自在に設けられ、外周面の長手方向に複数の溝部を形成したロータと、一端が前記溝部に装着される清掃体からなり、前記溝部を前記ロータの全長にわたって、予め捩り角度が３６０度未満となるように捩って押出し成形し、更に後工程にて前記ロータに捩り加工を施すことにより、前記溝部が前記ロータの全長にわたって３６０度以上７２０度以下の捩り角度で螺旋状になるように形成し、且つ、前工程にて生じたうねりやそりを修正し、断面形状の崩れ、歪みが極端に少なく、捩り角度が前記ロータの全長にわたって均一となるように仕上げて、前記溝部に前記清掃体を螺旋状に装着した掃除機用床ノズルの回転ロータ。
2. 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、前記集塵室に連通するように接続される掃除機用床ノズルとを備え、前記掃除機用床ノズルに、請求項１に記載の掃除機用床ノズルの回転ロータを配した電気掃除機。