JP5334031B2 - ロータ、回転ロータ、掃除機用吸込具、電気掃除機及び空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は、被掃除面の清掃や洗浄に用いられるロータと、そのロータを用いた回転清掃体と、その回転清掃体を用いた掃除機用吸込具と、電気掃除機及び空気調和機に関するものである。

従来のこの種のロータとして、アルミニューム等の金属材料で、中空状で、しかも捩り押し出し成形で形成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、モータのブラケット外周に内輪が圧入されたベアリングで回転自在に支持されたロータも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特公平６−７９７４１号公報 特開２００１−１５７６５７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ロータは、アルミニューム等の金属材料で形成されているので、高価で、しかもロータが重くなるため動バランスが悪くなり、騒音や振動が大きくなるといった課題があった。

また、上記特許文献２に開示されたような従来のロータは、内部にモータが組み込まれているため、ロータの外径が大きくなり、機器の大型化を招くと共に、ロータが重くなるため、上記特許文献１に開示されたようなロータと同様、動バランスが悪くなり、騒音や振動が大きくなるといった課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、安価で、動バランスに優れ、騒音、振動の少ないロータと回転ロータ及び、低騒音、低振動の掃除機用吸込具、電気掃除機及び空気調和機を提供することを目的とするものである。

前記従来の課題を解決するために、本発明のロータは、機器に回転自在に取着されるロータであって、中空基部と、該中空基部の外周部に一体に形成されると共に、底面部と、基部支持部とを有し、該基部支持部によってブラシ体の基部を保持するブラシ体保持部とからなり、前記ロータは、樹脂で螺旋状に形成され、前記中空基部の材厚を０．８〜２．５ｍｍ、前記ブラシ体保持部の材厚を０．５〜２．０ｍｍとし、前記ブラシ体保持部の最大回転外径を２０ｍｍ以下とし、少なくとも一つの前記ブラシ体保持部の底面部に、前記ブラシ体の基部の短手方向の長さよりも幅狭の空間部を形成すると共に、隣り合う前記基部支持部の半径方向の位置をずらし、前記空間部を有する前記基部支持部は、隣り合う前記基部支持部よりも半径方向で外方に位置するもので、軽量化により動バランスが良くなり、騒音、振動が低減し、且つ、中空基部の外周に、０．５〜２．０ｍｍの材厚を保ってブラシ体保持部が形成されているので、ロータの強度も確保できる。

また、本発明の回転ロータは、請求項１又は２に記載のロータを備えたもので、ロータが軽量で、動バランスに優れているので、低騒音、低振動の回転ロータを提供することが出来る。

また、本発明の掃除機用吸込具は、請求項３に記載の回転ロータを回転自在に備えたもので、回転ロータが軽量で、動バランスに優れているので、低騒音、低振動で、しかも、清掃効率の良い掃除機用吸込具を提供することができる。

また、本発明の電気掃除機は、請求項４に記載の掃除機用吸込具を備えたもので、低騒音、低振動の掃除機用吸込具を備えることで、低騒音、低振動で、しかも掃除機用吸込具の取り回しが良く、さらに清掃効率の良い電気掃除機を提供することができる

また、本発明の空気調和機は、室内熱交換器と、前記室内熱交換器の上流側に配され、前記室内熱交換器を通過する空気に含まれる塵埃を捕捉するエアーフィルタと、請求項３に記載の回転ロータとを備え、前記回転ロータで、前記エアーフィルタに付着した塵埃を除去するもので、回転ロータが軽量で、動バランスに優れているので、エアーフィルタ清掃用の回転ロータを有する清掃ユニットの軽量化、低騒音化、低振動化が図られ、空気調和機の軽量化、低騒音化、低振動化にもつながる。

本発明のロータは、安価で、動バランスに優れ、騒音、振動の少ないもので、そのロータを用いることにより、低騒音、低振動の回転ロータ、掃除機用吸込具、電気掃除機及び空気調和機を提供することができる。

第１の発明は、機器に回転自在に取着されるロータであって、中空基部と、該中空基部の外周部に一体に形成されると共に、底面部と、基部支持部とを有し、該基部支持部によってブラシ体の基部を保持するブラシ体保持部とからなり、前記ロータは、樹脂で螺旋状に形成され、前記中空基部の材厚を０．８〜２．５ｍｍ、前記ブラシ体保持部の材厚を０．５〜２．０ｍｍとし、前記ブラシ体保持部の最大回転外径を２０ｍｍ以下とし、少なくとも一つの前記ブラシ体保持部の底面部に、前記ブラシ体の基部の短手方向の長さよりも幅狭の空間部を形成すると共に、隣り合う前記基部支持部の半径方向の位置をずらし、前記空間部を有する前記基部支持部は、隣り合う前記基部支持部よりも半径方向で外方に位置するもので、軽量化により動バランスが良くなり、騒音、振動が低減し、且つ、中空基部の外周に、０．５〜２．０ｍｍの材厚を保ってブラシ体保持部が形成されているので、ロータの強度も確保できる。また、清掃時にブラシ体に外力が加わった時に、トランポリンのネットの如く、ブラシ体のブラシ基部が空間部側に撓んで衝撃を吸収すると共に、その撓みが戻るときの反力で、塵埃を効率よく掻き出すことができる。また、外力による衝撃を吸収することで回転抵抗を軽減できる。

第２の発明は、特に、第１の発明のブラシ体保持部を、中空基部の外周部の略全周を覆うように形成したもので、ブラシ体保持部が中空基部の強度を補強して、ロータの強度が、より一層増す。また、保持できるブラシ体の数が多くなるので、清掃性能、清掃効率がアップする。

第３の発明における回転ロータは、請求項１又は２に記載のロータを備えたもので、ロータが軽量で、動バランスに優れているので、低騒音、低振動の回転ロータを提供することが出来る。

第４の発明における掃除機用吸込具は、請求項３に記載の回転ロータを回転自在に備えたもので、回転ロータが軽量で、動バランスに優れているので、低騒音、低振動で、しかも、清掃効率の良い掃除機用吸込具を提供することができる。

第５の発明における電気掃除機は、請求項４に記載の掃除機用吸込具を備えたもので、低騒音、低振動の掃除機用吸込具を備えることで、低騒音、低振動で、しかも掃除機用吸込具の取り回しが良く、さらに清掃効率の良い電気掃除機を提供することができる。

第６の発明における空気調和機は、室内熱交換器と、前記室内熱交換器の上流側に配され、前記室内熱交換器を通過する空気に含まれる塵埃を捕捉するエアーフィルタと、請求項３に記載の回転ロータとを備え、前記回転ロータで、前記エアーフィルタに付着した塵埃を除去するもので、回転ロータが軽量で、動バランスに優れているので、エアーフィルタ清掃用の回転ロータを有する清掃ユニットの軽量化、低騒音化、低振動化が図られ、空気調和機の軽量化、低騒音化、低振動化にもつながる。

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、この実施例によって本発明が限定されるものではない。
（実施例１）
図１は、本発明の第１の実施例におけるロータの斜視図、図２は、同ロータの断面図、図３（ａ）は、同ロータにブラシ体を装着した例を示すロータの断面図、（ｂ）は、同ブラシ体の斜視図である。

図１〜３において、本実施例におけるロータ１は、中空状で材厚が０．８〜２．５ｍｍの中空基部２と、前記中空基部２の外周部の全周を覆うように、しかも一体に形成されると共に、材厚が０．５〜２．０ｍｍで、後述のブラシ体５、６を保持するブラシ体保持部３ａ、３ｂとから構成されている。ロータ１は、ＡＢＳや、ＰＳなどの樹脂材料で螺旋状に形成され、さらに、ブラシ体保持部３ａ、３ｂの最大回転外径を２０ｍｍ以下になるようにしている。

ロータ１を螺旋状に形成する方法として、樹脂を連続的に所定の捩り角度で捩りながら押し出して成形する押し出し成形がある。この方法によれば、生産性に優れ、しかも、金型、設備、製品において、安価に製作することが出来る。ロータ１を螺旋状に形成する他の方法として、インジェクション(射出)成形も可能であるが、金型コスト、製品コストが高く、また、螺旋形状の離型など難易度が高いことは歪めない。

ブラシ体５、６のそれぞれは、略帯状で、シリコンゴム、ナイロン、塩ビなどからなるブラシ基部５ａ、６ａと、外径が０．１mm程度の密集した繊維や、外径が０．５ｍｍ以上の樹脂などから形成された多数の細棒などでブラシ状に構成され、ブラシ基部５ａ、６ａに接着、溶着などの方法で固着されるブラシ部材５ｂ、６ｂから構成されている。

ブラシ体保持部３ａ、３ｂは、ロータ１の外周の半径方向に交互に配され、ブラシ体保持部３ａは、ブラシ体５のブラシ基部５ａを保持する基部支持部３ｃを備え、その基部支持部３ｃの下方、すなわちブラシ体保持部３ａの底面部には、空間部３ｅが形成されている。

一方ブラシ体保持部３ｂは、ブラシ体６のブラシ基部６ａを保持する基部支持部３ｄを備え、さらに基部支持部３ｄを、基部支持部３ｃよりロータ１の半径方向で内方に位置させるようにして、ロータ１の半径方向で、基部支持部３ｄの位置と基部支持部３ｃとの位置をずらしている。

本実施例では、ロータ１のブラシ体保持部３ａ、３ｂにブラシ体５、６をそれぞれ装着し、ロータ１を回転させたときに、ブラシ体５、６のブラシ部材５ｂ、６ｂそれぞれの先端での回転半径が略同一になるように、ブラシ部材５ｂ、６ｂの突出長さＬ１、Ｌ２を設定している。

以上のように、本実施例におけるロータ１は、樹脂で捩り押し出し成形で形成され、中空基部２の材厚を０．８〜２．５ｍｍ、ブラシ体保持部３ａ、３ｂの材厚を０．５〜２．０ｍｍとし、さらにブラシ体保持部３ａ、３ｂの最大回転外径を２０ｍｍ以下としたことにより、軽量化ができ、それにより動バランスが良くなり、騒音、振動が低減し、且つ、中空基部２の外周にブラシ体保持部３ａ、３ｂが一体に形成されているので、中空基部２の材厚が０．８〜２．５ｍｍ程度であっても、ロータ１の強度を十分確保することができる。

また、ブラシ体保持部３ａ、３ｂを中空基部２の外周部の略全周を覆うように形成したことにより、ブラシ体保持部３ａ、３ｂが中空基部２の強度を補強して、ロータ１の強度が、より一層増す。また、保持できるブラシ体５、６の数が多くなるので、清掃性能、清掃効率がアップする。

また、ブラシ体保持部３ａの底面部に空間部３ｅを形成したことにより、ブラシ体保持部３ａで保持されたブラシ体５のブラシ基部５ａの背面にその空間部３ｅが位置し、清掃時にブラシ体５に外力が加わった時に、トランポリンのネットの如く、ブラシ体５のブラシ基部５ａが空間部３ｅ側に撓んで衝撃を吸収すると共に、その撓みが戻るときの反力で、塵埃を効率よく掻き出すことができる。また、外力による衝撃を吸収することで回転抵抗を軽減し、ロータ１を回転駆動するモータ（図示せず）などに大きな負荷が加わるのを防止できる。

また、ロータ１の半径方向で、基部支持部３ｄの位置と基部支持部３ｃとの位置をずらしているので、基部支持部３ｃと基部支持部３ｄのそれぞれに装着されるブラシ体５、６のブラシ基部５ａ、６ａの幅寸法を十分確保することが出来る。

本実施例では、ブラシ体５、６のブラシ基部５ａ、６ａをシリコンゴム、ナイロン、塩ビなどで形成したが、繊維（縦糸、横糸）で織って布状とし、その繊維間にブラシ部材５ｂ、６ｂを織り込んで形成しても良い。

図４は、ロータ１の他の断面形状の例を示すもので、ブラシ体保持部３ａとブラシ体保持部３ｂとの間に隙間７を、すなわちロータ１の外周部の一部にブラシ体保持部３ａ、ブラシ体保持部３ｂで覆われていない部分を設けたものである。ロータ１を掃除機用吸込具などの機器に取り付ける場合、ロータ１の左右の端部に、機器側に設けた軸受等で回転自在に支持される端板(図示せず)を固着する必要があるが、その端板をロータ１の端部に固着する際、通常は、ブラシ体保持部３ａ、３ｂが嵌合する嵌合部（図示せず）を端板側に設け、ブラシ体保持部３ａ、３ｂをその嵌合部に嵌合させて両者の回り止めを行うが、そうすると、嵌合代の分だけ、ブラシ体５、６のブラシ部材５ｂ、６ｂを短く、すなわち清掃幅を短くする必要がある。これに対し、上記のように、ブラシ体保持部３ａとブラシ体保持部３ｂとの間に隙間７を設け、その隙間７に嵌合する突起（図示せず）を端板側に設けて、ロータ１の端部と端板との回り止めを行うようにすれば、ブラシ部材５ｂ、６ｂを短くする必要が無くなり、その結果ブラシ体５，６の清掃幅も損なうことも無い。

また、捩り押し出し成形による残留応力が、ブラシ体保持部３ａ、３ｂを歪ませてブラシ体保持部３ａ、３ｂが変形する場合があるが、隣り合うブラシ体保持部３ａ、３ｂ間が前記隙間７で寸断される事により、応力が緩和され、ブラシ体保持部３ａ、３ｂの断面形状を安定させることも出来る。

（実施例２）
図５（ａ）は、本発明の第２の実施例における回転ロータの斜視図、図５（ｂ）は、同回転ロータの断面図である。尚上記第１の実施例におけるロータ、ブラシ体と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５において、本実施例における回転ロータ１０は、上記第１の実施例におけるロータ１と、ロータ１のブラシ体保持部３ａ、３ｂで保持されたブラシ体５、６と、ロータ１の左右それぞれの端部に嵌合固着されると共に、掃除機用吸込具（図示せず）などの機器に回転自在に取着される軸部１１ａ、１２ａをそれぞれ有する端板Ａ１１と、端板Ｂ１２とから構成されている。端板Ｂ１２の外周には、図５に示すように、機器に内蔵された電動機などの駆動手段（図示せず）で駆動されるタイミングベルト（図示せず）を張架するためのギア１２ｂが形成されている。

また、本実施例では、端板Ａ１１、端板Ｂ１２のいずれも樹脂で形成している。ここで、ブラシ体５、６も樹脂で形成するようにすれば、回転ロータ１０が全て、樹脂で形成されることになり、回転ロータ１０の廃棄の際、材料分別が全く不要になり、処理が容易になる。

図６は、ロータ１と端板Ａ１１、端板Ｂ１２の固定方法の例を示すもので、図６(ａ)は、少なくともロータ１の端部、端板Ａ１１（又は及び端板Ｂ１２）のいずれかに一方に接着剤を塗布した上で、ロータ１の端部に端板Ａ１１（又は及び端板Ｂ１２）を圧入して固定するようにしたものである。尚、接着剤を用いる代わりに、ロータ１の端部に端板Ａ１１（又は及び端板Ｂ１２）を圧入した後、超音波を加えて溶着するようにしても良い。

また、図６（ｂ）に示すように、端板Ａ１１（又は及び端板Ｂ１２）の内壁に爪１３を設け、その爪１３が嵌合する孔１４をロータ１に設け、端板Ａ１１（又は及び端板Ｂ１２）の爪１３をロータ１の孔１４に嵌合させることにより、端板Ａ１１（又は及び端板Ｂ１２）をロータ１に固定するようにしても良い。この場合、例えば、ロータ１をＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）樹脂で、端板Ａ１１（又は及び端板Ｂ１２）をＰＯＭ（ポリアセタール）樹脂で形成しても、両者は、爪１３と孔１４とで嵌合しているだけなので、簡単に分離でき、廃棄の際の材料の分別が容易になるものである。

また、図６（ｃ）、(ｄ)に示すように、端板Ａ１１（又は及び端板Ｂ１２）の一部に、孔１５または切り欠き１６を設け、端板Ａ１１（又は及び端板Ｂ１２）を、ロータ１に外嵌合した後、孔１５、切り欠き１６より接着剤を流し込むようにしても良い。

或いは、図６（ｅ）に示すように、端板Ａ１１（又は及び端板Ｂ１２）を、ブラシ体保持部３ａに外嵌合させた後、接着剤等で固定するようにしても良い。特に、この方法によれば、ブラシ体保持部３ａの端部が撓みやすいので、端板Ａ１１（又は及び端板Ｂ１２）とブラシ体保持部３ａとの嵌合が容易になり、接着、組み立ても容易に行うことができる。

尚、上記固定方法はあくまで例であり、本発明は、上記固定方法に限定するものでは無い。
以上のように、本実施例によれば、ロータ１が軽量で、動バランスに優れているので、低騒音、低振動の回転ロータ１０を提供することが出来る。

尚、ロータ１の中空基部２内に、図７（ａ）に示すような金属製でパイプ状、又は図７（ｂ）に示すような断面略十字状の矯正材３５を挿入するようにすれば、中空基部２の軸心が得やすくなるという効果を得ることができる。

図８は、図７（ａ）に示した金属製パイプ状の矯正材３５を、ロータ１の中空基部２内に挿入した状態の部分断面図であるが、このような構成とすることで矯正材３５の外径部を、機器側に設けた軸受部（図示せず）で回転自在に軸支することができる。この方法によれば、端板Ａ１１、端板Ｂ１２の部品が不要になるので、回転ロータ１０を安価に構成することが出来る。

（実施例３）
図９は、本発明の第３の実施例における掃除機用吸込具の斜視図と、裏面図である。なお、上記第２の実施例における回転ロータと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９において、本実施例における掃除機用吸込具１９の本体１９ａ内には、回転ロータ１０と、電動機２０と、電動機２０の回転軸（図示せず）と回転ロータ１０の端板Ｂ１２のギア１２ｂ間に張架されるタイミングベルト２１が配され、本体１９ａの後方中央部には、上下、左右回動自在で、電気掃除機（図示せず）に接続された延長管（図示せず）に着脱自在に接続される接続管２２が設けられ、本体１９ａの底面１９ｂの前後に、一対ずつ走行用の車輪２３が設けられ、同底面１９ｂの前部には、回転ロータ１０のブラシ体５、６が臨むと共に、塵埃を吸引する吸引口２４が形成されている。

以上のように構成された本実施例における掃除機用吸込具１９の動作は、以下の通りである。
掃除機用吸込具１９を、接続管２２を介して、電気掃除機の延長管に接続し、同電気掃除機を運転しながら、掃除機用吸込具１９を床面上で移動させると、床面上の塵埃が、回転ロータ１０のブラシ体５、６で掻き取られ、空気と共に、吸引口２４から吸引され、接続管２２、延長管、ホース（図示せず）を通って、電気掃除機の集塵部（図示せず）で捕捉される。

以上のように、本実施例によれば、回転ロータ１０が軽量で、動バランスに優れているので、低騒音、低振動で、しかも、清掃効率の良い掃除機用吸込具１９を提供することができる。
また、低騒音、低振動で、しかも、清掃効率の良い掃除機用吸込具１９を、電気掃除機に接続すれば、同じく低騒音、低振動の電気掃除機を提供することが出来る。

（実施例４）
図１０は、本発明の第４の実施例における空気調和機の要部斜視図及び部分断面図である。なお、上記実施例と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１０において、本実施例における空気調和機は、室内熱交換器（図示せず）と、同室内熱交換器の上流側に配され、前記室内熱交換器を通過する空気に含まれる塵埃を捕捉すると共に、枠体２７ａと、枠体２７ａに一体に張り付けられたネットフィルタ２７ｂから構成されたエアーフィルタ２７と、図示しない駆動手段Ａで、エアーフィルタ２７の上流側表面に沿って移動可能に設けられた塵埃除去装置２８と、可撓性に優れたダクト２９を介して塵埃除去装置２８に接続された吸引装置３０を備えている。

塵埃除去装置２８は、図示しない駆動手段Ｂで回転駆動される回転ロータ１０を内蔵すると共に、エアーフィルタ２７と対向する面には、回転ロータ１０のブラシ体５、６が臨むと共に吸引装置３０と連通する開口部２８ａが設けられている。なお、エアーフィルタ２７と回転ロータ１０の位置関係は、図１０（ｂ）に示すように、開口部２８ａを通して、回転ロータ１０のブラシ体５、６がエアーフィルタ２７の上流側表面に摺接できるようになっている。

以上のように構成された本実施例における空気調和機の動作は、以下の通りである。
エアーフィルタ２７に付着した塵埃を除去するときは、吸引装置３０を運転しながら、駆動手段Ａ及び駆動手段Ｂを駆動すると、塵埃除去装置２８が、エアーフィルタ２７の一端、図１０に示す例では左端、から他端（右端）に向かって移動開始すると同時に、回転ロータ１０が回転し、ブラシ体５、６が、エアーフィルタ２７の表面に付着した塵埃を掻き取り、その掻き取られた塵埃は、開口部２８ａから吸引され、ダクト２９を経て吸引装置３０に送られ、外部に排出されるようになっている。

以上のように、本実施例によれば、回転ロータ１０が軽量で、動バランスに優れているので、エアーフィルタ清掃用の回転ロータ１０を有する清掃ユニット（図示せず）の軽量化、低騒音化、低振動化が図られ、空気調和機の軽量化、低騒音化、低振動化にもつながる。

以上のように、本発明にかかるロータは、軽量で、動バランスに優れ、低騒音、低振動なので、各種回転ロータ、掃除機用吸込具、電気掃除機及び空気調和機などに広く利用できるものである。

本発明の第１の実施例におけるロータの斜視図 同ロータの断面図 （ａ）同ロータにブラシ体を装着した例を示すロータの断面図、（ｂ）同ブラシ体の斜視図 同ロータの他の断面形状の例を示す図 （ａ）本発明の第２の実施例における回転ロータの斜視図、（ｂ）同回転ロータの断面図 （ａ）〜（ｅ）同回転ロータにおけるロータと端板の固定方法の例を示す図 同回転ロータのロータに挿入される矯正材の例を示す図 同回転ロータのロータに矯正材を挿入した状態を示す部分断面図 （ａ）本発明の第３の実施例における掃除機用吸込具の斜視図、（ｂ）同掃除機用吸込具の裏面図 （ａ）本発明の第４の実施例における空気調和機の要部斜視図、（ｂ）図１０（ａ）のＡ−Ａ断面図

符号の説明

１ ロータ
２ 中空基部
３ａ、３ｂ ブラシ体保持部
５、６ ブラシ体
１０ 回転ロータ
１９ 掃除機用吸込具

Claims (6)

1. 機器に回転自在に取着されるロータであって、中空基部と、該中空基部の外周部に一体に形成されると共に、底面部と、基部支持部とを有し、該基部支持部によってブラシ体の基部を保持するブラシ体保持部とからなり、前記ロータは、樹脂で螺旋状に形成され、前記中空基部の材厚を０．８〜２．５ｍｍ、前記ブラシ体保持部の材厚を０．５〜２．０ｍｍとし、前記ブラシ体保持部の最大回転外径を２０ｍｍ以下とし、少なくとも一つの前記ブラシ体保持部の底面部に、前記ブラシ体の基部の短手方向の長さよりも幅狭の空間部を形成すると共に、隣り合う前記基部支持部の半径方向の位置をずらし、前記空間部を有する前記基部支持部は、隣り合う前記基部支持部よりも半径方向で外方に位置することを特徴とするロータ。
2. ブラシ体保持部を、中空基部の外周部の略全周を覆うように形成したことを特徴とする請求項１に記載のロータ。
3. 請求項１又は２に記載のロータを備えた回転ロータ。
4. 請求項３に記載の回転ロータを回転自在に備えた掃除機用吸込具。
5. 請求項４に記載の掃除機用吸込具を備えた電気掃除機。
6. 室内熱交換器と、前記室内熱交換器の上流側に配され、前記室内熱交換器を通過する空気に含まれる塵埃を捕捉するエアーフィルタと、請求項３に記載の回転ロータとを備え、前記回転ロータで、前記エアーフィルタに付着した塵埃を除去することを特徴とする空気調和機。

Images