JP5609947B2

JP5609947B2 - ノズル及びこれを用いた電気掃除機

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Publication number: JP5609947B2
Application number: JP2012237473A
Authority: JP
Inventors: 前田　剛志; 剛志前田; 星崎　潤一郎; 潤一郎星崎; 草太小前
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-10-29
Filing date: 2012-10-29
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2032-10-29
Also published as: JP2014087385A

Description

この発明は、ノズル及びこれを用いた電気掃除機に関するものである。

回転ブラシを収納したブラシ室と区画された吸引室を備えたノズルを備えた電気掃除機が提案されている。当該電気掃除機によれば、回転ブラシの清掃体の先端で塵埃のごみを掻き上げつつ、吸気室の吸引力を高めることができる（例えば、特許文献１）。

特開２０００−３７３２７号公報特開平５−２２８０８３号公報特開２０１０−９４２４６号公報特開２０１２−５５７４号公報特開平１−２６５９２６号公報特開２００２−６５５２５号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものは、清掃体の先端に付着した塵埃を吸引することができない。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、吸気室の吸引力を高めつつ、清掃体の先端に付着した塵埃を除去することができるノズル及びこれを用いた電気掃除機を提供することである。

この発明に係るノズルは、開口部を有した吸気室と、前記吸気室とつながった吸込風路と、前記吸気室及び前記吸込風路と区画され、前記吸気室の開口部と同方向に開口した開口部を有したブラシ室と、前記ブラシ室に回転自在に設けられたブラシ軸と、前記ブラシ軸の外周面に設けられた清掃体と、前記ブラシ室内に設けられ、前記ブラシ軸が回転した際に前記清掃体の先端と接触し、前記清掃体に付着した塵を前記清掃体から除去する除去体と、前記ブラシ室の前記除去体近傍と前記吸込風路とをつないだ除去風路と、を備え、前記吸込風路は、前記吸気室の開口部とは反対側につながり、前記ブラシ室は、前記吸気室に対して前記吸込風路とは反対側に配置され、前記除去体は、前記ブラシ室の開口部とは反対側かつ前記吸気室側に設けられ、前記除去風路は、前記ブラシ室の開口部とは反対側と前記吸気室の開口部とは反対側とをつないだものである。
この発明に係るノズルは、開口部を有した吸気室と、前記吸気室とつながった吸込風路と、前記吸気室及び前記吸込風路と区画され、前記吸気室の開口部と同方向に開口した開口部を有したブラシ室と、前記ブラシ室に回転自在に設けられたブラシ軸と、前記ブラシ軸の外周面に設けられた清掃体と、前記ブラシ室内に設けられ、前記ブラシ軸が回転した際に前記清掃体の先端と接触し、前記清掃体に付着した塵を前記清掃体から除去する除去体と、前記ブラシ室の前記除去体近傍と前記吸込風路とをつないだ除去風路と、を備え、前記吸込風路は、前記吸気室の開口部とは反対側につながり、前記ブラシ室は、当該ブラシ室の開口部とは反対側を前記吸気室に覆われ、前記除去体は、前記ブラシ室の開口部とは反対側かつ前記吸込風路とは反対側に設けられ、前記除去風路は、前記ブラシ室の開口部とは反対側と前記吸込風路とをつないだものである。

この発明に係る電気掃除機は、上記ノズルを備えたものである。

この発明によれば、吸気室の吸引力を高めつつ、清掃体の先端に付着した塵埃を除去することができる。

この発明の実施の形態１における電気掃除機の斜視図である。この発明の実施の形態１における電気掃除機の床ノズルの斜視図である。この発明の実施の形態１における電気掃除機の床ノズルの平面図である。この発明の実施の形態１における電気掃除機の床ノズルの側面図である。この発明の実施の形態１における電気掃除機の床ノズルの横断面図である。図５のＡ−Ａ線における断面図である。図５のＢ−Ｂ線における断面図である。図５のＡ−Ａ線における断面図である。図５のＡ−Ａ線における断面図である。この発明の実施の形態２における電気掃除機の床ノズルの縦断面図である。この発明の実施の形態３における電気掃除機の床ノズル内部の平面図である。この発明の実施の形態３における電気掃除機の床ノズルの試験方法を説明するための図である。横ブラシを備えず、回転ブラシのみを備える従来式の床ノズルにおける電気掃除機の床ノズルの試験結果である。この発明の実施の形態３における電気掃除機の床ノズルの試験結果を説明するための図である。

この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における電気掃除機の斜視図である。

図１に示すように、電気掃除機１は、電気掃除機本体２を備える。電気掃除機本体２の両側には、車輪３が設けられる。電気掃除機本体２の内部には、電動送風機（図示せず）、コードリール部（図示せず）が設けられる。コードリール部には、電源コード４が巻き回される。電気掃除機本体２の上部には、集塵部５が着脱自在に取り付けられる。集塵部５は、地面に対して所定の角度を有するように配置される。

電気掃除機本体２の前部には、ホース差込口６が設けられる。ホース差込口６には、ホース７の一端が着脱自在に接続される。ホース７は、蛇腹状に形成される。ホース７の他端には、接続パイプ８の一端が接続される。接続パイプ８には、手元操作部９が設けられる。手元操作部９には、操作スイッチ１０が設けられる。手元操作部９の他端には、延長管１１の一端が接続される。延長管１１は、円筒状に形成される。延長管１１の他端には、床ノズル１２の長手方向中央が接続される。

電源コード４が外部電源に接続されると、電気掃除機１が通電状態となる。当該状態において、操作スイッチ１０を操作すると、電動送風機が駆動する。当該駆動により、吸引風が発生する。当該吸引風により、床面上の塵埃と含塵空気とが床ノズル１２から吸い込まれる。当該含塵空気は、延長管１１、接続パイプ８、ホース７を介して、電気掃除機本体２内に流入する。

その後、含塵空気は、集塵部５に移動する。その後、含塵空気は、集塵部５内で旋回気流となる。この際、塵埃は、旋回気流から分離される。その後、当該気流は、電気掃除機本体２内に流出する。その後、当該気流は、電動送風機に吸引される。その後、当該気流は、電動送風機に排出される。その後、当該気流は、電気掃除機本体２の排気口（図示せず）から排出される。

次に、図２〜図４を用いて、床ノズル１２を説明する。
図２はこの発明の実施の形態１における電気掃除機の床ノズルの斜視図である。図３はこの発明の実施の形態１における電気掃除機の床ノズルの平面図である。図４はこの発明の実施の形態１における電気掃除機の床ノズルの側面図である。

図２と図３とに示すように、床ノズル１２は、ケース体１３、接続管１４を備える。ケース体１３は、下ケース体１３ａ、上ケース体１３ｂからなる。接続管１４は、吸込風路となるように形成される。接続管１４の一端は、下ケース体１３ａの後部中央と上ケース体１３ｂの後部中央とに挟み込まれる。接続管１４の長手方向は、下ケース体１３ａの長手方向と上ケース体１３ｂの長手方向と直交する。接続管１４の他端は、延長管１１に接続し得るように形成される。

図４に示すように、下ケース体１３ａの後部には、車輪１５が設けられる。車輪１５は、下ケース体１３ａの下面から下方に突き出すように配置される。下ケース体１３ａの下面の前部は、床面植毛１６が設けられる。

次に、図５と図６とを用いて、床ノズル１２の内部を説明する。
図５はこの発明の実施の形態１における電気掃除機の床ノズルの横断面図である。図６は図５のＡ−Ａ線における断面図である。

図５に示すように、ケース体１３の後部の壁には、複数の孔１３ｃが形成される。ケース体１３の中央には、吸気室１７が形成される。吸気室１７の下側には、開口部が形成される。吸気室１７の上側は、接続管１４につながる。ケース体１３の前部には、ブラシ室１８が形成される。すなわち、ブラシ室１８は、吸気室１７に対して接続管１４とは反対側に形成される。ブラシ室１８の下側には、開口部が形成される。吸気室１７とブラシ室１８とは、風路分離壁１９によって区画される。

ブラシ室１８には、回転ブラシ２０が設けられる。回転ブラシ２０は、ブラシ軸２０ａ、清掃体（植毛）２０ｂ、ブラシ歯車２０ｃを備える。ブラシ軸２０ａは、ブラシ室１８の両側にまたがった状態で回転自在に設けられる。清掃体２０ｂは、ブラシ室１８の外周面に設けられる。清掃体２０ｂは、可撓性を有する。ブラシ歯車２０ｃは、ブラシ軸２０ａの一端に設けられる。

吸気室１７の一側の後方には、モータ室が形成される。モータ室は、吸気室１７と区画される。モータ室は、ブラシ室１８につながる。モータ室には、モータ２１が設けられる。モータ２１は、モータ軸２１ａを備える。モータ軸２１ａは、ケース体１３の側方外側に突き出す。モータ軸２１ａの先端には、モータ歯車２１ｂが設けられる。ブラシ歯車２０ｃとモータ歯車２１ｂとには、タイミングベルト２２が巻き回される。吸気室１７の他側の後方には、制御室が形成される。制御室には、基板２３が設けられる。

図６に示すように、風路分離壁１９の下縁部の下方には、連通風路２４が形成される。連通風路２４は、風路分離壁１９よりも吸気室１７の開口部側かつブラシ室１８の開口部側で吸気室１７とブラシ室１８とをつなぐ。ブラシ室１８の上側かつ吸気室１７側には、除去体２５が設けられる。除去体２５は、ブラシ室１８の中央に向けて突き出す。風路分離壁１９の上側には、除去風路２６が形成される。除去風路２６の一側は、除去体２５の直下に配置される。除去風路２６は、ブラシ室１８の除去体２５近傍と吸気室１７とをつなぐ。除去風路２６の風路断面積は、連通風路２４の風路断面積よりも小さい。

次に、図７を用いて、回転ブラシ２０の回転方法を説明する。
図７は図５のＢ−Ｂ線における断面図である。

図７において、基板２３（図７においては図示せず）による制御によりモータ２１（図７においては図示せず）が駆動すると、モータ軸２１ａが回転する。当該回転に追従して、モータ歯車２１ｂが回転する。当該回転に追従して、タイミングベルト２２が移動する。当該移動に追従して、ブラシ歯車２０ｃが回転する。当該回転に追従して、ブラシ軸２０ａが回転する。

次に、図８と図９とを用いて、床ノズル１２による塵埃の吸引方法を説明する。
図８と図９とは図５のＡ−Ａ線における断面図である。

図８の家庭用フローリングには、溝が形成される。溝には、比較的小さい塵埃Ａが溜まる。これに対し、家庭用フローリングの上面には、比較的大きな塵埃Ｂが溜まる。塵埃Ａは、吸気室１７、接続管１４を介して電気掃除機本体２（図８においては図示せず）側に吸引される。塵埃Ｂは、回転ブラシ２０の回転により清掃体２０ｂに掻き上げられる。塵埃Ｂは、連通風路２４を介して吸気室１７に移動する。その後、当該塵埃Ｂは、接続管１４を介して電気掃除機本体２（図８においては図示せず）側に吸引される。

清掃体２０ｂが塵埃Ｂを掻き上げた際、清掃体２０ｂには、微細塵Ｃが付着する。その後、図９に示すように、清掃体２０ｂは、除去体２５に接触する。当該接触により、微細塵Ｃは、清掃体２０ｂから除去される。その後、微細塵Ｃは、除去風路２６を介して吸気室１７に移動する。その後、微細塵Ｃは、接続管１４を介して電気掃除機本体２（図８においては図示せず）側に吸引される。

この際、風が孔１３ｃを介してモータ室に流入する。当該風により、モータ２１が冷却される。その後、当該風は、ブラシ室１８に流入する。その後、当該風は、除去風路２６を通過することにより微細塵Ｃを除去する際の一助となる。

以上で説明した実施の形態１によれば、吸気室１７とブラシ室１８とが区画された状態で、除去風路２６がブラシ室１８の除去体２５近傍と接続管１４とをつなぐ。この際、回転ブラシ２０の回転により、清掃体２０ｂが除去風路２６を塞ぐ。このため、除去風路２６には、風がほとんど流れない。その結果、吸気室１７の真空度は維持される。すなわち、吸気室１７の吸引力を高めつつ、清掃体２０ｂに付着した微細塵Ｃを効率よく除去することができる。

また、除去風路２６は、ブラシ室１８の開口部とは反対側と吸気室１７の開口部とは反対側とをつなぐ。このため、除去風路２６を短くすることができる。

また、連通風路２４は、風路分離壁１９よりも吸気室１７の開口部側かつブラシ室１８の開口部側で吸気室１７とブラシ室１８とをつなぐ。このため、床面から掻き上げられた塵埃Ｂを効率よく吸引することができる。

また、除去風路２６の風路断面積は、連通風路２４の風路断面積よりも小さい。すなわち、塵埃の大きさに応じて、複数の風路が設けられる。このため、全ての塵埃を効率よく吸引することができる。

実施の形態２．
図１０はこの発明の実施の形態２における電気掃除機の床ノズルの縦断面図である。なお、実施の形態１と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態１のブラシ室１８は、吸気室１７に対して接続管１４とは反対側に配置されていた。一方、実施の形態２のブラシ室１８は、吸気室１７よりも接続管１４側に配置される。この際、ブラシ室１８の開口部と反対側は、吸気室１７に覆われる。

以上で説明した実施の形態２によれば、ブラシ室１８の開口部と反対側は、吸気室１７に覆われる。このため、清掃体２０ｂと床面との接触音が外部に伝搬することを抑制できる。

実施の形態３．
図１１はこの発明の実施の形態３における電気掃除機の床ノズル内部の平面図である。なお、実施の形態１と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態１の吸気室１７とブラシ室１８とは、風路分離壁１９により区画されていた。一方、実施の形態３の吸気室１７とブラシ室１８とは、横ブラシ２７に区画される。すなわち、横ブラシ２７は、風路分離壁１９を兼ねる。横ブラシ２７には、清掃体（植毛）２７ａが設けられる。清掃体２７ａは、ケース体１３（図１１においては図示せず）から下方に突き出す。清掃体２７ａは、可撓性を有する。

横ブラシ２７の一端部には、中間歯車２８が対向する。中間歯車２８の横ブラシ２７側には、突起部２９が形成される。モータ歯車２１ｂと中間歯車２８とには、第１タイミングベルト３０が巻き回される。中間歯車２８とブラシ歯車２０ｃとには、第２タイミングベルト３１が巻き回される。横ブラシ２７の他端部には、ばね（弾性体）３２が対向する。

図１１において、モータ２１が駆動すると、モータ軸２１ａが回転する。当該回転に追従して、モータ歯車２１ｂが回転する。当該回転に追従して、第１タイミングベルト２２が移動する。当該移動に追従して、中間歯車２８が回転する。当該回転に追従して、第２タイミングベルト３１が移動する。当該移動に追従して、ブラシ歯車２０ｃが回転する。当該回転に追従して、ブラシ軸２０ａが回転する。当該回転に追従して、清掃体２０ｂが回転する。

この際、中間歯車２８の回転に追従して、突起部２９が回転する。このため、突起部２９は、横ブラシ２７の一端部との接触及び接触の解放を繰り返す。この際、横ブラシ２７は、ばね３２により中間歯車２８方向への荷重を受けている。このため、横ブラシ２７は、中間歯車２８とばね３２との間で横方向に往復運動を繰り返す。当該往復運動に追従して、清掃体２７ａも往復運動を繰り返す。

次に、図１２を用いて、床ノズル１２の試験方法を説明する。
図１２はこの発明の実施の形態３における電気掃除機の床ノズルの試験方法を説明するための図である。

家庭用フローリングの溝の深さは、３ｍｍ程度である。家庭用フローリングの溝の幅は、２ｍｍ程度である。そこで、試験用溝の深さは、１０ｍｍに設定される。試験用溝の幅は、２ｍｍに設定される。試験用溝には、ＪＩＳ６５号ケイ砂が充填される。試験用溝に対して、床ノズル１２が０．５ｍ／ｓの速さで１往復する。

第１の条件（縦目）においては、ケース体１３の幅方向と試験用溝の長手方向とが直交するように、床ノズル１２が往復する。第２の条件（斜目）においては、ケース体１３の幅方向と試験用溝の長手方向と４５度の角度をなすように、床ノズル１２が往復する。第３の条件（横目）においては、ケース体１３の幅方向と試験用溝の長手方向が平行となるように、床ノズル１２が往復する。

図１３と図１４を用いて、床ノズルの試験結果を説明する。
図１３は、横ブラシ２７を備えず、回転ブラシ２０のみを備える従来式の床ノズルにおける電気掃除機の床ノズルの試験結果である。図１４は、この発明の実施の形態３における電気掃除機の床ノズルの試験結果を説明するための図である。図１３と図１４の横軸は、吸引する際の風量（ｍ^３／ｍｉｎ）である。図１３と図１４の縦軸は、吸引した砂の深さ（ｍｍ）である。

図１３に示すように、従来の床ノズルでは、いずれの条件においても、吸引する際の風量が多い程、吸引した砂の深さが深くなる。また、横目、斜目、縦目の順に吸引した砂の深さが増すことから、溝の目に沿って清掃体２０ｂを動作させることが有効であると示唆されている。なお、図１３に示すように、従来の床ノズルでは、吸引する際の風量を（弱）以下に下げた際には、斜目と横目において家庭用フローリングの溝の深さである３ｍｍを下回ってしまう結果となる。

これに対し、図１４に示すように、この発明の実施の形態３における電気掃除機の床ノズル１２では、目標風量まで下げた場合にでも、横目、斜目、縦目に関わらず、家庭用フローリングの溝の深さである３ｍｍを上回る結果となる。

以上で説明した実施の形態３によれば、横ブラシ２７は、中間歯車２８とばね３２との間で往復運動を繰り返す。このため、溝の向きにかかわらず、溝内の塵埃を効率よく掻き上げることができる。

なお、モータ歯車２１ｂに突起を設けても、横ブラシ２７を往復運動させることができる。この場合、モータ２１は、モータ歯車２１ｂよりも外側に配置される。このため、床ノズル１２全体の幅寸法が大きくなる。また、回転ブラシ２０が床ノズル１２の幅方向全体には行き届かない。

これに対し、本実施の形態においては、中間歯車２８を用いて、横ブラシ２７を往復運動させる。このため、床ノズル１２全体の幅寸法が小さくなる。また、回転ブラシ２０が床ノズル１２の幅方向全体に行き届く。

また、横ブラシ２７は、風路分離壁１９を兼ねる。このため、吸気室１７の吸引力を高めつつ、回転ブラシに付着した塵埃を効率よく除去することができる。

なお、実施の形態１〜実施の形態３の床ノズル１２を壁面等、床面以外の面の掃除に利用してもよい。

１電気掃除機、２電気掃除機本体、３車輪、４電源コード、５集塵部、６ホース差込口、７ホース、８接続パイプ、９手元操作部、１０操作スイッチ、１１延長管、１２床ノズル、１３ケース体、１３ａ下ケース体、１３ｂ上ケース体、１３ｃ孔、１４接続管、１５車輪、１６床面植毛、１７吸気室、１８ブラシ室、１９風路分離壁、２０回転ブラシ、２０ａブラシ軸、２０ｂ清掃体、２０ｃブラシ歯車、２１モータ、２１ａモータ軸、２１ｂモータ歯車、２２タイミングベルト、２３基板、２４連通風路、２５除去体、２６除去風路、２７横ブラシ、２７ａ清掃体、２８中間歯車、２９突起部、３０第１タイミングベルト、３１第２タイミングベルト、３２ばね

Claims

開口部を有した吸気室と、
前記吸気室とつながった吸込風路と、
前記吸気室及び前記吸込風路と区画され、前記吸気室の開口部と同方向に開口した開口部を有したブラシ室と、
前記ブラシ室に回転自在に設けられたブラシ軸と、
前記ブラシ軸の外周面に設けられた清掃体と、
前記ブラシ室内に設けられ、前記ブラシ軸が回転した際に前記清掃体の先端と接触し、前記清掃体に付着した塵を前記清掃体から除去する除去体と、
前記ブラシ室の前記除去体近傍と前記吸込風路とをつないだ除去風路と、
を備え、
前記吸込風路は、前記吸気室の開口部とは反対側につながり、
前記ブラシ室は、前記吸気室に対して前記吸込風路とは反対側に配置され、
前記除去体は、前記ブラシ室の開口部とは反対側かつ前記吸気室側に設けられ、
前記除去風路は、前記ブラシ室の開口部とは反対側と前記吸気室の開口部とは反対側とをつないだノズル。
前記吸気室と前記ブラシ室とを区画した分離壁と、
前記分離壁よりも前記吸気室の開口部側かつ前記ブラシ室の開口部側で前記吸気室と前記ブラシ室とをつないだ連通風路と、
を備えた請求項１に記載のノズル。
前記除去風路は、前記連通風路の風路断面積よりも小さい風路断面積を有した請求項２に記載のノズル。
開口部を有した吸気室と、
前記吸気室とつながった吸込風路と、
前記吸気室及び前記吸込風路と区画され、前記吸気室の開口部と同方向に開口した開口部を有したブラシ室と、
前記ブラシ室に回転自在に設けられたブラシ軸と、
前記ブラシ軸の外周面に設けられた清掃体と、
前記ブラシ室内に設けられ、前記ブラシ軸が回転した際に前記清掃体の先端と接触し、前記清掃体に付着した塵を前記清掃体から除去する除去体と、
前記ブラシ室の前記除去体近傍と前記吸込風路とをつないだ除去風路と、
を備え、
前記吸込風路は、前記吸気室の開口部とは反対側につながり、
前記ブラシ室は、当該ブラシ室の開口部とは反対側を前記吸気室に覆われ、
前記除去体は、前記ブラシ室の開口部とは反対側かつ前記吸込風路とは反対側に設けられ、
前記除去風路は、前記ブラシ室の開口部とは反対側と前記吸込風路とをつないだノズル。
前記吸気室と前記ブラシ室との一側の後方に設けられ、前記吸気室と前記ブラシ室の側方外側に向けてモータ軸を突き出させたモータと、
前記モータと前記ブラシ軸との間に配置され、前記吸気室と前記ブラシ室の中央側に突き出した突起部を有した中間歯車と、
前記モータ軸と前記中間歯車とに巻き回された第１タイミングベルトと、
前記中間歯車と前記ブラシ軸とに巻き回された第２タイミングベルトと、
前記吸気室と前記ブラシ室との他側に設けられた弾性体と、
前記中間歯車と前記弾性体との間に設けられ、前記モータの回転により第１タイミングベルト、前記中間歯車、前記第２タイミングベルト、前記ブラシ軸を介して前記清掃体が回転した際に前記突起部との接触及び接触の解放を繰り返すことにより前記中間歯車と前記弾性体との間で往復運動し得るように設けられた横ブラシと、
を備えた請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のノズル。
前記横ブラシは、前記吸気室と前記ブラシ室とを区画した請求項５に記載のノズル。
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のノズルを備えた電気掃除機。