JP5517570B2 - 集塵機又はブロワ - Google Patents

Description

本発明は、モータ及びそのモータの駆動で回転するファンを内設した本体に、吸込口と排出口とを設けて、ファンの回転によって吸込口から外気を吸い込み、排出口から排出可能とした集塵機又はブロワに関する。

集塵機は、例えば特許文献１に示すように、モータ及びそのモータの駆動で回転するファンを内設した本体に、吸込口と、フィルタと、排出口とを備えてなり、吸込口に接続したホースから外気を吸い込んで排出口から排気することで、外気と共に吸い込んだ塵埃等をフィルタで捕捉して集塵可能となっている。
一方、内部にフィルタや集塵部を設けず、排出口にダストバッグを装着することで、排出口から排出される粉塵等をダストバッグに貯留させる小型のタイプも知られている。

特開２００４−１６０２３５号公報

このような集塵機においては、本体内では、モータを収容するモータ室とファンを収容するスクロール室とが、モータからスピンドルが貫通する連通部を除いて仕切形成される一方、モータの出力軸に冷却用ファンが設けられて、モータ室に、冷却用ファンの回転に伴ってモータ室内にモータの冷却用空気を通過させる通気路が形成されている。
このため、排出口にダストバッグを装着した場合、貯留した粉塵によって排気抵抗が大きくなると、モータ室よりもスクロール室の内圧が高まり、粉塵がモータ側へ侵入して故障や耐久性の低下を招くおそれがある。

そこで、本発明は、モータの防塵性能を好適に維持でき、耐久性に優れる集塵機又はブロワを提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、モータ室とスクロール室との連通部に、モータ室よりもスクロール室の内圧が高くなった際に弾性変形して連通部をシールする弾性体を設けたことを特徴とするものである。
なお、ここでいう「スピンドル」は、モータの出力軸は勿論、出力軸と一体に結合される別体のシャフトや、出力軸と平行に軸支されて出力軸から回転伝達される別体のシャフトも含む。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、弾性体を、スクロール室の内圧により径方向に弾性変形して連通部をシールするリング体としたことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の構成において、スピンドルと弾性体との間に軸受を介在させたことを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかの構成において、モータ室内に、モータを弾性保持する緩衝部材を設けて、弾性体を緩衝部材と一体に設けたことを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、ダストバッグに貯留した粉塵によって排気抵抗が大きくなっても、弾性変形した弾性体によってモータ側への粉塵の侵入を効果的に防止することができる。よって、モータの防塵性能を好適に維持でき、耐久性に優れたものとなる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、スクロール室の内圧上昇を利用してリング体を弾性変形させて、連通部をより確実にシールすることができる。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加えて、リング体によるスピンドルの軸支をより円滑に行うことができる。
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の何れかの効果に加えて、緩衝部材のセットと共にリング体が適正位置に位置決めされる合理的な構造となる。

集塵機の斜視図である。 集塵機の正面図である。 本体の斜視図で、（Ａ）が背面側から、（Ｂ）が正面側から見た状態を示す。 本体の説明図で、（Ａ）が平面、（Ｂ）が正面を夫々示す。 本体の説明図で、（Ａ）が背面、（Ｂ）が底面を夫々示す。 Ａ−Ａ線断面図である（バッテリーパックは省略）。 Ｂ−Ｂ線断面図である（バッテリーパックは省略）。 Ｃ−Ｃ線断面図である（バッテリーパックは省略）。 本体の分解斜視図である。 バッグ本体の縦断面図である。 本体の断面説明図である。 ファンハウジングを取り外した本体の正面図である。 モータの説明図で、（Ａ）が前方側からの斜視、（Ｂ）が後方側からの斜視、（Ｃ）が側面を夫々示す。 ファン部分の拡大断面図で、（Ａ）が定常状態、（Ｂ）がスクロール室の内圧が上昇した状態を夫々示す。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［集塵機の全体構成］
図１，２に示す集塵機１は、内部にモータ及びファンを収容する四角箱状の本体２を有し、本体２の正面に吸込口３が、右側面上方に排出口４が夫々形成されて、吸込口３にホース５が、排出口４にダストバッグ６が夫々着脱可能に装着されている。７は電源となるバッテリーパックで、本体２の左側面に設けた装着部８へ着脱可能に装着されている。すなわち、ここでは本体２を中心として右側にダストバッグ６が、左側にバッテリーパック７が夫々対称に配置される形態となっている。
また、本体２の上面で前後方向の中央には、図３〜５にも示すように、ハンドル９が左右方向に形成される一方、本体２の底面には、平坦な定置面２ａが形成されて、定置面２ａの四隅にキャップ１０，１０・・が嵌着されている。

［集塵機の詳細構成］
本体２内では、図６〜８に示すように、モータ１１が出力軸１２を正面に向けて横向きに収容されており、出力軸１２には、スピンドルとしての延長シャフト１３を介してファン１４がボルト１５によって直交状に取り付けられている。ここでモータ１１は、本体２の後方半分を構成するモータハウジング１６の後方内面へ前向きに立設された保持筒１７内に収容されて、モータハウジング１６の前方に組み付けられたファンハウジング１８の後面で、延長シャフト１３がボールベアリング１９によって軸支されている。ファンハウジング１８の前方には、ファンカバー２０が組み付けられてファンハウジング１８との間にスクロール室２１を形成しており、延長シャフト１３は、ファンハウジング１８を貫通してファン１４をスクロール室２１の中央に配置している。２２は、図５にも示すように、本体２の底面に凹設されて保持筒１７の下面の一部を露出させる凹部である。

図９にも示すように、モータハウジング１６とファンハウジング１８とは、本体２の前後方向の略中央で組み合わされて複数のネジ２３ａ，２３ａ・・によって互いに連結されている。両ハウジング１６，１８の組付け面には、バッテリーパック７の装着部８及びハンドル９の半割部が夫々連設されている。さらに、装着部８とハンドル９との間には、両ハウジング１６，１８の組付け面を挟む一対の突起２４，２４が立設されて、一方の突起２４に設けたボス２５をネジ２３ａによって連結している。このボス２５に、吊り下げ用のベルト（図示せず）の端部に設けたフックが係止可能となっている。同様に、本体２の右側面においても、両ハウジング１６，１８の組付け面を挟んで一対の突起２６，２６が立設され、両突起２６，２６間にピン２７が架設されて、ここにもベルト端部のフックが係止可能となっている。

ファンカバー２０は、ファンハウジング１８にネジ２３ｂ，２３ｂによって固定されると共に、その前方からファンカバー２０及びファンハウジング１８を貫通してモータハウジング１６に螺合される長いネジ２３ｃ，２３ｃ・・によっても一体化されている。
吸込口３は、出力軸１２及びファン１４と同軸上でファンカバー２０に一体形成されて、排出口４は、ファンハウジング１８とファンカバー２０との組付け面で挟持された別体の筒体で形成されている。この排出口４は、スクロール室２１の上部から接線方向で横向きに形成された導出部２８と同軸で連結されている。２９，２９は、排出口４の開口端部に形成された一対のＬ字溝である。また、ファンハウジング１８とファンカバー２０との組付け面には、スクロール室２１の全周から排出口４の開口までに亘って、シール材３０が挟持されている。

なお、ダストバッグ６は、図１０に示すように、布製のバッグ本体３１の開口に、排出口４に外嵌されてＬ字溝２９を貫通する一対のピン３３，３３を内面に突出する装着筒３２を連結してなり、装着筒３２を排出口４にバヨネット結合可能としている。バッグ本体３１の上部には、ファスナー３４が、本体２側の面を除く３面に亘って平面視コの字状に設けられて、上部が蓋体６ａとして任意に開閉可能となっている。３５は、蓋体６ａに沿って長手方向の一端が縫着される帯状のカバーで、ファスナー３４によって蓋体６ａを閉じた状態では、ファスナー３４はカバー３５によって覆われて露出しないようになっている。

また、ファンカバー２０において、吸込口３内には複数のリブ３６〜３８が形成されている。このリブは、正面視で吸込口３の開口面内の上側から下向きに突設される一対の上リブ３６，３６と、開口面内の下側から上向きに突設される一対の下リブ３７，３７と、これらの上下リブ３６，３７の左右両側から斜めに交差する方向で吸込口３の中心を通る直径方向に対向して突設される一対の斜めリブ３８，３８とを有し、このうち上リブ３６と下リブ３７とは、吸込口３の上下方向の中央付近で互いに近接するまで突設されると共に、上下方向で互い違いとなる千鳥状に配置されている。斜めリブ３８は、上下リブ３６，３７よりも短い寸法で突設されている。これらのリブ３６〜３８は、吸込口３の軸方向では開口端から略半分となる位置まで形成されると共に、突出側の端面は、吸込口３の開口へ行くに従って徐々に突出量が小さくなる傾斜状となっている。

そして、ファンカバー２０の前方には、フロントカバー３９が装着されている。このフロントカバー３９は、ファンカバー２０に正面からネジ２３ｄ，２３ｄ・・によって固定されて、スクロール室２１及び導出部２８を含むファンカバー２０の略前面を覆い、中央部には、吸込口３の外側で同軸に配置される接続筒４０が設けられている。この接続筒４０は、図１１に示すように、吸込口３へ外嵌されるホース５の端部５ａを外側から覆う大きさで吸込口３よりも前方へ長く突出しており、開口縁には、端部５ａに設けた一対の突起５ｂと係合する一対の突条４１，４１が点対称位置で突設されている。すなわち、突起５ｂ，５ｂを突条４１，４１と位相をずらせた状態で端部５ａを吸込口３に外装させ、端部５ａの外周に設けたフランジ５ｃが接続筒４０に当接するまで接続筒４０内に差し込んで、突起５ｂ，５ｂが突条４１，４１と位相が一致するまで回転させれば、ホース５の端部５ａが接続筒４０に抜け止めされた状態で連結されて吸込口３と接続されるものである。

また、フロントカバー３９の内面には、図９に示すように、接続筒４０の開口と、導出部２８の前面を覆う突出端部４２とを電気的接続する金属製の第１アースプレート４３と第２アースプレート４４とが設けられている。第１アースプレート４３は、Ｌ字状に形成され、一端側を接続筒４０の内面に沿って前方へ突出させ、フック状に折り曲げた前端部４５を接続筒４０の開口に係止させている。他端側はフロントカバー３９の内面に沿って右上方向へ突出している。一方、第２アースプレート４４は、左右方向の横棒部４６と上下方向の縦棒部４７とからなるＴ字状に形成され、横棒部４６の左端を第１アースプレート４３の右端に当接させる一方、フック状に折り曲げた右端部４８をフロントカバー３９の突出端部４２に係止させている。

４９は、スクロール室２１の外側において導出部２８の根元に当たる舌部２１ａ（図７）でファンカバー２０及びファンハウジング１８を前後方向に貫通する金属製のアースピンで、前端が第２アースプレート４４の縦棒部４７の下端に当接する一方、後端が、モータハウジング１６の後面に突設されたネジ止め用のボス５０の前面に当接して位置決めされ、図示しないアース線によってモータ１１に電気的接続されている。
ここで、ホース５の端部５ａとダストバッグ６の装着筒３２とは、例えばカーボン入ポリプロピレン等の導電性樹脂で形成されており、ホース５を接続筒４０に接続すると、端部５ａが第１アースプレート４３の前端部４５に当接し、ダストバッグ６を排出口４に接続すると、装着筒３２が第２アースプレート４４の右端部４８に当接するようになっている。

一方、バッテリーパック７の装着部８は、本体２の左側面へＵ字状に立設される突条５１内に、一対の端子板５２，５２を上下方向へ平行に突出しており、バッテリーパック７の上面に設けた嵌合部７ａを突条５１内に上側から嵌合させ、嵌合部７ａに設けたストッパ７ｂが突条５１の上端に当接するまで下方へスライドさせると、図１１，１２に示すように、嵌合部７ａが突条５１に結合すると共に、端子７ｃ，７ｃが端子板５２，５２に電気的接続される。この装着状態で、バッテリーパック７の重心は本体２の重心よりも下方に位置している。バッテリーパック７の取り外しは逆に突条５１から上方へ嵌合部７ａをスライドさせることになる。
５３は、ハンドル９の左端に設けられたスイッチユニットで、ハンドル９の上面にＯＮ／ＯＦＦ操作部を露出させるスイッチプレート５４を上部に備えている。このスイッチユニット５３は、装着部８の端子板５２と共に本体２内のコントローラ５５に電気的接続されている。

そして、モータ１１は、図１３にも示すように、ケーシング６０内において、出力軸１２の後方寄りに冷却用ファン６１を備えており、ケーシング６０に形成された周方向の長孔である中窓６２，６２・・から冷却用ファン６１を外部に露出させている。ケーシング６０の前面には、周方向に長孔となる前窓６３，６３・・が形成される一方、ケーシング６０の後面には、端子６４，６４が突設されると共に、周方向に長孔となる後窓６５，６５・・が形成されている。

また、ケーシング６０には、前後から緩衝部材としてのゴムカバー６６，６７が被着されている。このうち前側のゴムカバー６６は、中窓６２よりも前方を覆うと共に、前面中央部分がケーシング６０よりも前方へ突出して、ボールベアリング１９を保持する弾性体としての保持リング６８となっている。この保持リング６８は、図１４（Ａ）にも示すように、ファンハウジング１８の後面に突設されたリング状の内保持壁１８ａ内に嵌合して、保持リング６８の前面とファンハウジング１８の後面との間に、延長シャフト１３及びファン１４が貫通する貫通孔を含む連通部１８ｂを形成している。１８ｃは、内保持壁１８ａの外側でファンハウジング１８の後面に突設され、保持筒１７の先端が嵌合するリング状の外保持壁で、この外保持壁１８ｃと保持筒１７とにより、モータハウジング１６内にモータ１１を収容するモータ室１７ａが形成されている。

さらに、保持リング６８の前面には、リング状の溝６９が同軸で凹設されて、前端外周に薄肉のシール部７０を形成している。このシール部７０を含む保持リング６８の外周面は、内保持壁１８ａの内周面に近接して、モータ室１７ａとスクロール室２１とを連通させている。
加えて、ゴムカバー６６におけるケーシング６０の前端付近には、外周面が保持筒１７の内面に当接する前フランジ７１が周設されて、前フランジ７１から後方でゴムカバー６６の外周面には、前フランジ７１と同じ高さとなる軸方向の突条７２，７２・・が、ゴムカバー６６の周方向へ複数本突設されている。７３は、保持リング６８における前フランジ７１の前方に設けられて前窓６３を外部と連通させる開口である。

一方、後側のゴムカバー６７は、ケーシング６０の端子６４及び後窓６５を除いて中窓６２よりも後方を覆うスリーブ状で、前端には、外周面が保持筒１７の内面に当接する後フランジ７４が周設されて、後フランジ７４から後方でゴムカバー６７の外周面にも、後フランジ７４と同じ高さとなる軸方向の突条７５，７５・・が、突条７２と位相を合わせて複数本突設されている。
よって、モータ室１７ａ内には、ゴムカバー６６，６７に設けた前後フランジ７１，７４によって、中窓６２と連通する中空間７６、前窓６３と連通する前空間７７、後窓６５と連通する後空間７８が夫々仕切形成される。

そして、モータハウジング１６において、保持筒１７の下部には、図５に示すように、凹部２２内に開口する吹出口８１が形成される一方、モータ１１の後方に当たる背面側には、出力軸１２と同軸で後方へ突出する円形突起８２と、その円形突起８２の周囲に隣接して長円状に開口する複数の吸気口８３，８３・・とが形成されている。よって、モータ室１７ａ内の中空間７６は、吹出口８１を介して本体２の外部と連通し、後空間７８は、吸気口８３を介して本体２の外部と連通することになる。なお、保持筒１７の前端下側には、図９に示すように切欠き７９，７９・・が形成されて、前空間７７を凹部２２と連通させている。

［集塵機の作用］
以上の如く構成された集塵機１は、図１に示すように、吸込口３にホース５を、排出口４にダストバッグ６を、装着部８にバッテリーパック７を夫々装着した状態で床等に定置し、スイッチプレート５４をＯＮ操作すると、モータ１１が駆動して出力軸１２と共にファン１４が回転する。よって、吸込口３を介してホース５から外気が吸い込まれ、スクロール室２１の内部を周回し導出部２８を介して排出口４から排出される。ホース５を電動工具等に接続して外気と共に粉塵を吸い込むと、排出口４から排出されてダストバッグ６に捕捉され集塵される。
一方、吸込口３からホース５を取り外し、排出口４に図示しないノズルを接続すれば、ブロワとして使用可能となる。この場合、ハンドル９を把持したり、ボス２５及びピン２７にベルトを係止して肩に担いだりして携帯することができる。なお、ブロワとしての使は携帯に限らず、例えば排出口４にホースを接続すれば、本体２を地面等に定置したままでもホースのみの操作で任意の向きに送風可能となる。

ここで、本体２においては、モータ１１が駆動して冷却用ファン６１が回転すると、まずモータ１１の後方側では、外気が吸気口８３からモータ室１７ａ内に吸引されて後窓６５からケーシング６０内に導かれ、ケーシング６０内を前方へ移動して中窓６２から中空間７６内に排出されて、吹出口８１から凹部２２、すなわち本体２の外部へ排気される。
また、モータ１１の前方側では、切欠き７９を介して凹部２２から吸い込まれる空気が、前空間７７及び開口７３を通って前窓６３からケーシング６０内に導かれ、ケーシング６０内を後方へ移動して中窓６２から空間７６内に排出され、吹出口８１から凹部２２に排気される。これらの通気路によってモータ１１が冷却される。

このとき、モータ冷却後の空気が排出される中空間７６は、前後フランジ７１，７４によって冷却前の空気が吸引される前後空間７７，７８と区画されているので、モータ室１７ａ内でモータ冷却後の空気が再びケーシング６０内に吸引されて循環することがなくなる。よって、新鮮な空気でモータ１１が冷却可能となる。

一方、ダストバッグ６内に粉塵が貯留して排気抵抗が増すと、スクロール室２１内の圧力が高まり、スクロール室２１と連通する連通部１８ｂ内でも圧力が高まる。すると、図１４（Ｂ）に示すように、保持リング６８が前方から押されて放射方向へ拡がり、シール部７０が内保持壁１８ａの内周面に押圧されるため、連通部１８ｂがシールされる。よって、粉塵がスクロール室２１内に滞留しても、モータ室１７ａ内の前空間７７に侵入しにくくなり、モータ１１の防塵性が維持される。

また、吸込口３には、リブ３６〜３８が設けられているので、フィルタ機能が発揮されて大きな木片や塵埃はここで阻止され、スクロール室２１内に吸い込まれることはない。
さらに、集塵の際に、吸込口３から吸い込まれた粉塵が木屑等の（−）に帯電しやすい材料であれば、端部５ａや吸込口３との摩擦によって（−）に帯電する静電気を生じさせ、対する端部５ａや吸込口３を（＋）に帯電させる。その後、帯電した粉塵がスクロール室２１を通過して排出口４から排出される際、排出口４や装着筒３２に接触することで、（−）電荷は排出口４や装着筒３２に落とされる。ここで、ホース５の端部５ａと装着筒３２とは第１、第２アースプレート４３，４４によって電気的接続されているので、吸込側の（＋）電荷と排出側の（−）電荷とは第１、第２アースプレート４３，４４を介して結合し消滅する。同様に、粉塵との摩擦によってファン１４が（＋）に帯電しても、アースピン４９からモータ１１に落とされる（−）電荷と結合して消滅することになる。

［集塵機の効果］
このように、上記形態の集塵機１によれば、連通部１８ｂに、モータ室１７ａよりもスクロール室２１の内圧が高くなった際に弾性変形して連通部１８ｂをシールする保持リング６８（弾性体）を設けたことで、ダストバッグ６に貯留した粉塵によって排気抵抗が大きくなっても、弾性変形した保持リング６８によってモータ側への粉塵の侵入を効果的に防止することができる。よって、モータ１１の防塵性能を好適に維持でき、耐久性に優れたものとなる。

特にここでは、弾性体を、スクロール室２１の内圧により径方向に弾性変形して連通部１８ｂをシールする保持リング６８としているので、スクロール室２１の内圧上昇を利用して保持リング６８を弾性変形させて、連通部１８ｂをより確実にシールすることができる。
また、延長シャフト１３と保持リング６８との間にボールベアリング１９を介在させているので、保持リング６８による延長シャフト１３の軸支をより円滑に行うことができる。
さらに、モータ室１７ａ内に、モータ１１を弾性保持するゴムカバー６６を設けて、保持リング６８をゴムカバー６６と一体に設けたことで、ゴムカバー６６のセットと共に保持リング６８が適正位置に位置決めされる合理的な構造となる。

［集塵機の変更例］
集塵機は上記形態に限らず、例えば排出口と装着部とを左右逆に設けてダストバッグとバッテリーパックの配置を逆にしたり、バッテリーパックの装着を前方又は後方からのスライド結合としたり、スライド結合に代えてバッテリパックを差し込む差し込み結合としたり、ハンドルの向きを変えたり等、適宜設計変更可能である。

特に、弾性体は、上記形態の保持リングでは前面に溝を設けることで、スクロール室２１の内圧上昇による径方向の弾性変形をより確実に行わせるようにしているが、溝の深さや数の変更は勿論、弾性変形が確実であれば溝を省略することもできる。また、モータの緩衝部材を省略して単独でハウジングに組み付ることも可能である。
さらに、弾性体をハウジングにおけるスピンドルの貫通孔に嵌合させるようにしたり、軸受としてニードルベアリングやメタル軸受等の他の構造を採用したり等の変更も考えられる。

１・・集塵機、２・・本体、２ａ・・定置面、３・・吸込口、４・・排出口、５・・ホース、６・・ダストバッグ、７・・バッテリーパック、８・・装着部、９・・ハンドル、１１・・モータ、１２・・出力軸、１４・・ファン、１６・・モータハウジング、１７・・保持筒、１７ａ・・モータ室、１８・・ファンハウジング、１８ｂ・・連通部、１９・・ボールベアリング、２０・・ファンカバー、２１・・スクロール室、２１ａ・・舌部、２２・・凹部、２３ａ〜２３ｄ・・ネジ、２５・・ボス、２７・・ピン、２８・・導出部、３１・・バッグ本体、３４・・ファスナー、３５・・カバー、３６・・上リブ、３７・・下リブ、３８・・斜めリブ、３９・・フロントカバー、４０・・接続筒、４３・・第１アースプレート、４４・・第２アースプレート、４９・・アースピン、５１・・突条、６０・・ケーシング、６１・・冷却用ファン、６２・・中窓、６３・・前窓、６５・・後窓、６６，６７・・ゴムカバー、６８・・保持リング、７０・・シール部、７１・・前フランジ、７４・・後フランジ、７６・・中空間、７７・・前空間、７８・・後空間、８１・・吹出口、８２・・円形突起、８３・・吸気口。

Claims (4)

1. モータ及びそのモータの駆動で回転するファンを内設した本体に、吸込口と排出口とを設けて、前記ファンの回転によって前記吸込口から外気を吸い込み、前記排出口から排出可能とする一方、前記本体内に、前記モータを収容するモータ室と、前記ファンを収容するスクロール室とを、前記モータからスピンドルが貫通する連通部を除いて仕切形成する一方、前記モータの出力軸に冷却用ファンを設けて、前記モータ室に、前記冷却用ファンの回転に伴って前記モータ室内に前記モータの冷却用空気を通過させる通気路を形成した集塵機又はブロワであって、
   前記連通部に、前記モータ室よりも前記スクロール室の内圧が高くなった際に弾性変形して前記連通部をシールする弾性体を設けたことを特徴とする集塵機又はブロワ。
2. 前記弾性体を、前記スクロール室の内圧により径方向に弾性変形して前記連通部をシールするリング体としたことを特徴とする請求項１に記載の集塵機又はブロワ。
3. 前記スピンドルと弾性体との間に軸受を介在させたことを特徴とする請求項１又は２に記載の集塵機又はブロワ。
4. 前記モータ室内に、前記モータを弾性保持する緩衝部材を設けて、前記弾性体を前記緩衝部材と一体に設けたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の集塵機又はブロワ。

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