JP6278505B2 - 回転清掃体、掃除機用吸込具及び電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、掃除機用吸込具などに使用される回転清掃体、掃除機用吸込具及び電気掃除機に関するものである。

従来の掃除機用吸込具などに使用される回転清掃体として、１つの支持部材で構成されたロータを備え、そのロータの回転中心部に空間部を備えたものが提案されている（例えば特許文献１参照）。また、両端にエアータービンを有し、そのエアータービンを、掃除機用吸込具の周壁に設けた吸気口と吸い込み継ぎ手を連通する風路の途中に配し、吸引時の風力で回転駆動するエアータービンで回転清掃体を回転させるようなものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。

また、回転清掃体の中空筒体にファン翼を備え、中空軸の両端に形成された空気取り入れ口から吸引され、噴出口から吹き出された空気を前記ファン翼に吹き付けて回転清掃体を回転させるようにしたものもある（例えば、特許文献３参照）。

特開昭６３−２６４０３０号公報 特開２０００−６０７７７号公報 特開平１１−１５５７７８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたような従来の回転清掃体の構成では、支持部材が一つしかないので、一端の駆動装置からの回転力を他端に対して、同期させて伝わらせる事が困難であり、また回転力の伝達に遅延が発生する為、回転清掃体の回転時にブレが発生しやすいといった課題があった。また、上記特許文献２に記載されたような従来の回転清掃体の構成では、エアータービンを回転させる為の風力が必要になるため、ロスが発生し、風力が低下すると回転トルクが大幅に低下し回転清掃体の回転が止まってしまうという課題があった。

また、上記特許文献３に記載されたような従来の回転清掃体の構成では、ファン翼に当てるための風力が必要なため、そこでロスが発生し、回転清掃体を回転させるためのトルクが十分得られないといった課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、回転時にぶれることも無く、低風量でも効率よく回転し掃除効率に優れた回転清掃体と、塵埃除去性能に優れた掃除機用吸込具と、集塵性能に優れた電気掃除機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、本発明の回転清掃体は、機器に回転自在に取着されるロータと、前記ロータの外周部に支持されると共に被清掃面に当接して除塵する清掃体を有する回転清掃体において、前記ロータは架空の捻り中心を有する長手方向に捻られた支持部材を複数個組み合せて構成されており、前記ロータの回転中心部に空間部が形成されて前記空間部に前記架空の捻り中心が配されており、前記支持部材は前記清掃体を保持する清掃体保持部及び風受け部を有すると共に、吸引風が上流から下流へと通過する吸引風通過部を前記空間部に形成し、且つ前記支持部材が前記回転中心部から放射状に形成され、回転方向側に突出した湾曲面を有することを特徴としているもので、吸引風が支持部材に当たってロータに回転力を与える際に、吸引風の一部が空間部を通って他の支持部材にも当たるので、回転清掃体に負荷が掛かる場合や低風量時においてもロータの回転が維持され、掃除効率が向上する。さらに、空間部が無いロータに比べて物理的に軽量な回転清掃体を提供できる。

また、本発明の掃除機用吸込具は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転清掃体を備えたもので、絨毯のように被清掃面との摩擦抵抗により回転清掃体に負荷が掛かって回転が妨げられる場合や、低風量時においてもロータの回転が維持され、掃除効率が向上した掃除機用吸込具にする事ができる。さらに、空間部が無いロータに比べて物理的に軽量な掃除機用吸込具を提供する事ができる。特に、吸引時の風力で回転清掃体を回転させるタービンブラシの場合、絨毯等の回転清掃体に負荷が掛かる被清掃面であっても、回転清掃体の回転が停止することを防ぐことができる。

また、本発明の電気掃除機は、請求項５に記載の掃除機用吸込具を備えたもので、回転清掃体に負荷が掛かる場合や集塵袋内に多くの塵埃が貯留し、集塵袋が目詰まりした低風量時においても被清掃面の塵埃等のゴミの除去性能が高く、軽量で使い勝手の良い電気掃除機を提供できる。

本発明の回転清掃体は、回転時にぶれることも無く、回転清掃体に負荷が掛かる場合や低風量時でも効率よく回転するもので、これを使用することにより塵埃除去性能に優れた掃除機用吸込具と、集塵性能に優れた電気掃除機を提供することができる。

本発明の実施の形態１における回転清掃体を搭載した掃除機用吸込具の内部構造を示す断面図 同掃除機用吸込具の要部拡大断面図 同回転清掃体の平面図 図３のＡ−Ａ断面図 図３のＢ−Ｂ断面図 同回転清掃体の清掃体の端部斜視図 同回転清掃体の軸受体の斜視図 本発明の実施の形態２における電気掃除機の全体図

第１の発明は、機器に回転自在に取着されるロータと、前記ロータの外周部に支持されると共に被清掃面に当接して除塵する清掃体を有する回転清掃体において、前記ロータは架空の捻り中心を有する長手方向に捻られた支持部材を複数個組み合せて構成されており、前記ロータの回転中心部に空間部が形成されて前記空間部に前記架空の捻り中心が配されており、前記支持部材は前記清掃体を保持する清掃体保持部及び風受け部を有すると共に、吸引風が上流から下流へと通過する吸引風通過部を前記空間部に形成し、且つ前記支持部材が前記回転中心部から放射状に形成され、回転方向側に突出した湾曲面を有することを特徴としているもので、吸引風が支持部材に当たってロータに回転力を与える際に、吸引風の一部が空間部を通って他の支持部材にも当たるので、回転清掃体に負荷が掛かる場合や低風量時においてもロータの回転が維持され、掃除効率が向上する。さらに、空間部が無いロータに比べて物理的に軽量な回転清掃体を提供できる。

また、第１の発明の支持部材は清掃体を保持する清掃体保持部及び風受け部を有すると共に、吸引風が上流から下流へと通過する吸引風通過部を空間部に形成したものであるので、吸引風が空間部を通過することで（流速差が生じるため）支持部材の回転力を促進する事ができる。また、支持部材が清掃体保持部と風受け部を有するので、吸引風が風受け部に当たり、回転力が発生し、さらにプラスの回転力が発生して、確実に被清掃面の塵埃等のゴミを除去、清掃する事ができる。

また、第１の発明のロータは架空の捻り中心を有する長手方向に捻られた支持部材を複数個組み合せて構成され、さらに前記架空の捻り中心を空間部に配したものであるので、回転清掃体が低風量で回りやすくなり、かつ物理的に軽くできる。

第２の発明は、特に、第１の発明の各支持部材間を連結する補強部を設けたもので、回転時の支持部材の形状変形を防止でき、かつ、ロータの強度補強をする事ができる。

第３の発明は、特に、第１又は第２の発明の支持部材は長手方向に捻られた螺旋状に形成されているもので、回転清掃体の回転時の芯ブレ精度を向上でき、被清掃面にたいして摩擦抵抗を低減できる。

第４の発明は、特に、第１又は第２の発明の支持部材は長手方向の略中心部を境界にして左右それぞれ反対方向に捻られた略Ｖ字状に形成されているもので、ロータを回転させる事により、清掃体で除去した被清掃面の塵埃等のゴミを、回転清掃体の長手方向の中心部に掻き寄せる事ができ、より確実に塵埃等のゴミを電気掃除機の掃除機本体内に吸引する事ができる。

第５の発明に係る掃除機用吸込具は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転清掃体を備えたもので、絨毯のように被清掃面との摩擦抵抗により回転清掃体に負荷が掛かって回転が妨げられる場合や、低風量時においてもロータの回転が維持され、掃除効率が向上した掃除機用吸込具にする事ができる。さらに、空間部が無いロータに比べて物理的に軽量な掃除機用吸込具を提供する事ができる。特に、吸引時の風力で回転清掃体を回転させるタービンブラシの場合、絨毯等の回転清掃体に負荷が掛かる被清掃面であっても、回転清掃体の回転が停止することを防ぐことができる。

第６の発明に係る電気掃除機は、請求項５に記載の掃除機用床ノズルを備えたもので、回転清掃体に負荷が掛かる場合や集塵袋内に多くの塵埃が貯留し、集塵袋が目詰まりした低風量時においても被清掃面の塵埃等のゴミの除去性能が高く、軽量で使い勝手の良い電気掃除機を提供できる。

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って本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）

図１は、本発明の実施の形態１における回転清掃体を搭載した掃除機用吸込具の内部構造を示す断面図、図２は、同掃除機用吸込具の要部拡大断面図、図３は、同回転清掃体の平面図、図４は、図３のＡ−Ａ断面図、図５は、図３のＢ−Ｂ断面図、図６は、同回転清掃体の清掃体の端部斜視図、図７は、同回転清掃体の軸受体の斜視図である。

図１において、本実施の形態における回転清掃体２を搭載した掃除機用吸込具１は、前部に回転清掃体２を回転自在に収納する回転清掃体収納部３を、後部に電気掃除機（図示せず）に連通接続された延長管（図示せず）の端部に接続される接続パイプ４をそれぞれ有し、掃除機用吸込具１の底面で回転清掃体収納部３と対向する部分には、床面の塵埃を吸引するための吸込口５が形成されている。

吸込口５と回転清掃体収納部３と接続パイプ４は連通して吸引風路６を形成している。回転清掃体収納部３の両側の内壁には、回転清掃体２の両端に設けた軸受体７を回転自在に軸支する軸支部８が設けられている。

次に、図２〜図７を用いて、本実施の形態における回転清掃体２の詳細について述べる。回転清掃体２は、機器の１例である掃除機用吸込具１に回転自在に取着されると共に複数の支持部材１１（本実施の形態では、３本）からなるロータ１０と、各支持部材１１の外周端に設けられ断面が略凸状の清掃体保持部１１ａに保持されると共に先端が被清掃面に当接して除塵する清掃体１２を備えている。

各支持部材１１は、図示するようにそれぞれ長手方向にかつ架空の捻り中心を空間部に配して螺旋状に形成されると共に、複数の支持部材１１の長手方向の中央部は、補強部１３で連結され、複数の支持部材１１のそれぞれの端部は、軸受体７で連結されている。軸受体７は、掃除機用吸込具１に設けた軸支部８に回転自在に支持される軸部７ａと、それぞれの支持部材１１の端部が圧入される溝部７ｂを有す連結部７ｃから構成されている。

支持部材１１は、アルミニュームや合金等の金属材料を押し出し成形して形成されている。なお、支持部材１１は金属材料に限らず、樹脂材料を用いてインジェクション成形や押出し成形によって成形しても良い。

上記構成から分かるように、ロータ１０の補強部１３と連結部７ｃとの間のロータ１０の回転中心部１０ａには空間部１０ｂが形成され、それが後述する吸引風通過部１０ｃとなるものである。尚上記実施の形態では、ロータ１０の軸方向の中央部に補強部１３を設けたが、各支持部材１１の強度が十分であれば、中央部の補強部１３を割愛することも可能である。

また、特に図示しないが、補強部１３をロータ１０の中央部以外に形成しても良い。特に、最も吸引風が強い中央部近傍を避けた箇所に補強部１３を複数形成すれば、強度を保ちながらロータ１０の中央部近傍を吸引風通過部１０ｃとすることができる。このように構成すると、吸引風からロータ１０の回転力をより効率的に生み出すことができる。

清掃体１２は、略帯状で、支持部材１１の端部に設けた清掃体保持部１１ａに挿入される基部１２ａと、下端が基部１２ａに固着されると共に多数の細径の樹脂繊維や毛、あるいは軟質材料からなるシート部材などから形成されたブラシ部材１２ｂから構成されている。

支持部材１１は、その回転方向側に突出するように湾曲した風受け部１１ｂを備えている。また、清掃体保持部１１ａの底部１１ｃは、ロータ１０の回転中心軸に対し略平行でかつ、ロータ１０の回転方向の反対側に突出して設けられている。

また、掃除機用吸込具１を被清掃面１５に置いたときに、ブラシ部材１２ｂの先端が掃除機用吸込具１の底面に設けた吸込口５から突出して被清掃面１５に接するように、ブラシ部材１２ｂや支持部材１１の外径方向の寸法が設定されていることは言うまでも無い。

以上のように構成された本実施の形態における回転清掃体２及びそれを搭載した掃除機用吸込具１の動作、作用を説明する。

電気掃除機に連通接続された延長管の先端に掃除機用吸込具１の接続パイプ４を接続し電気掃除機を運転すると、吸引風路６を通じて吸込口５に吸引力が作用し、塵埃と共に空気が吸込口５より吸引されて、吸引風路６、延長管（図示せず）を経て電気掃除機の掃除機本体(図示せず)へと送られる。

このとき、図２に示すように、吸引された空気の一部（矢印ａ）は、支持部材１１の風受け部１１ｂにあたりロータ１０を反時計方向に回転させるトルクが発生する。また、本実施の形態におけるロータ１０は、回転中心部１０ａに空間部１０ｂがあるので、そこが吸引風通過部１０ｃとなって、吸引された空気の他の一部（矢印ｂ）がそこを通過して、ロータ１０の回転方向側の次の支持部材１１の風受け部１１ｂに当たり、ロータ１０を反時計方向に回転させるトルクがさらに大きくなるように作用する。また、支持部材１１の回転位置によっては、吸引風通過部１０ｃを通った空気（矢印ｂ）が、ロータ１０の回転方向側の支持部材１１の裏面を沿うように流れるので、その部分が負圧になり、その支持部材１１をロータ１０の回転方向に回転させる力が作用する。

以上のように本実施の形態における回転清掃体２のロータ１０が複数の支持部材１１で構成され、そのロータ１０の回転中心部１０ａに空間部１０ｂが形成されているので、回転清掃体２に負荷が掛かる場合や低風量時においてもロータ１０の回転が維持され、掃除効率が向上する。さらに、空間部１０ｂが無いロータ１０に比べて物理的に軽量な回転清掃体２を提供することができる。

また、空間部１０ｂが吸引風通過部１０ｃとなっているので、吸引風が空間部１０ｂを通過することで（流速差が生じるため）支持部材１１の回転力を促進する事ができる。また、支持部材１１が清掃体保持部１１ａと風受け部１１ｂを有するので、吸引風が風受け部１１ｂに当たり、回転力が発生し、さらにプラスの回転力が発生して、確実に被清掃面の塵埃等のゴミを除去、清掃する事ができる。さらに、複数の支持部材１１を組み合せて構成されたロータ１０の架空の捻り中心が空間部１０ｂとなっているので、回転清掃体２に負荷が掛かる場合や低風量で回りやすくなり、かつ回転清掃体２を物理的に軽くすることができる。

また、各支持部材１１間を連結する補強部１３が形成されているので、回転時の支持部材１１の形状変形を防止でき、かつ、ロータ１０の強度補強をする事ができる。

また、支持部材１１は金属材料を長手方向に押出成形した後、架空の捻り中心周りに捻り加工を施しているので、機械的強度が高く、強度保持ができ、かつ捻じり精度の高い支持部材１１を製作できる為、回転バランスの良い回転清掃体２を提供することができる。

また、支持部材１１を樹脂材料で形成するようにすればより軽量化ができ、低風量時においても回転しやすい回転清掃体２を提供することができる。

また、支持部材１１は長手方向に捻られて螺旋状に形成されているので、回転時の芯ブレ精度が向上し、被清掃面に対して摩擦抵抗を低減できる。

また、清掃体保持部１１ａの底部１１ｃが、ロータ１０の回転中心軸に対し略平行でかつ、ロータ１０の回転方向の反対側に突出して設けられているので、支持部材１１の風受け部１１ｂに当たってロータ１０の回転力に寄与した吸引風が、続いて清掃体保持部１１ａの底部１１ｃにあたり、ロータ１０の回転力に更に寄与することになる。

尚、特に図示しないが、支持部材１１の長手方向の略中心部を境界にして左右それぞれ反対方向に捻って略Ｖ字状に形成すれば、ロータ１０が回転すると、清掃体１２で除去した被清掃面の塵埃等のゴミを、回転清掃体２の長手方向の中心部に掻き寄せる事ができ、より確実に塵埃等のゴミを電気掃除機の掃除機本体内に吸引する事ができる。

又、上記実施の形態で述べた回転清掃体２を掃除機用吸込具１に搭載することで、回転清掃体２に負荷が掛かる場合や低風量時においてもロータ１０の回転が維持され、掃除機用吸込具の掃除効率を向上させることができる。さらに、空間部１０ｂが無いロータ１０に比べて物理的に軽量な掃除機用吸込具１にする事ができる。
（実施の形態２）

図８は、本発明の実施の形態２における電気掃除機の全体図である。

本実施の形態における電気掃除機は、前部に集塵袋１８を内蔵する集塵室１９を、後部に電動送風機２０を内蔵した電動送風機室２１をそれぞれ備え、前面に集塵袋１８と連通する接続口２２を備えた掃除機本体２３と、一端が接続口２２に接続され、他端に掃除機用吸込具１を被清掃面１５上で移動操作するためのハンドル２４を備えたホース２５と、ホース２５のハンドル２４側端部に一端が接続される延長管２６と、上記実施の形態１における掃除機用吸込具１から構成され、延長管２６の他端に掃除機用吸込具１の接続パイプ４を接続することにより、掃除作業開始の準備が完了する。

そして、掃除機本体２３の運転を開始すると電動送風機２０が生成する吸引力が掃除機用吸込具１の吸込口５に作用し、そこから被清掃面１５の塵埃と共に空気が吸引され吸引風路６、延長管２６、ホース２５を経て掃除機本体２３内の集塵袋１８に至り、そこで塵埃と空気が分離され、きれいになった空気は、電動送風機２０を通過し、最後に掃除機本体２３の後面に設けた排気口（図示せず）から外部に排出される。

以上のように本実施の形態における電気掃除機は、軽量で、しかも回転清掃体２に負荷が掛かる場合や低風量時においても被清掃面の塵埃等のゴミの除去性能が高い掃除機用吸込具１を使用しているので、軽量で、使い勝手がよく集塵性能に優れた電気掃除機を提供することができる。

以上のように、本発明に係る回転清掃体は、回転時にぶれることも無く、回転清掃体に負荷が掛かる場合や低風量時でも効率よく回転して塵埃除去性能、集塵性能を向上させることできるもので、掃除機用吸込具や電気掃除機に限らず、回転清掃体を用いた各種洗浄機、清掃機器に応用できるものである。

１ 掃除機用吸込具（機器）
２ 回転清掃体
６ 吸引風路
１０ ロータ
１０ａ 回転中心部
１０ｂ 空間部
１０ｃ 吸引風通過部
１１ 支持部材
１１ａ 清掃体保持部
１１ｂ 風受け部
１１ｃ 底部
１２ 清掃体
１３ 補強部
１５ 被清掃面
２０ 電動送風機
２３ 掃除機本体

Claims (6)

1. 機器に回転自在に取着されるロータと、前記ロータの外周部に支持されると共に被清掃面に当接して除塵する清掃体を有する回転清掃体において、前記ロータは架空の捻り中心を有する長手方向に捻られた支持部材を複数個組み合せて構成されており、前記ロータの回転中心部に空間部が形成されて前記空間部に前記架空の捻り中心が配されており、前記支持部材は前記清掃体を保持する清掃体保持部及び風受け部を有すると共に、吸引風が上流から下流へと通過する吸引風通過部を前記空間部に形成し、且つ前記支持部材が前記回転中心部から放射状に形成され、回転方向側に突出した湾曲面を有することを特徴とする回転清掃体。
2. 各支持部材間を連結する補強部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の回転清掃体。
3. 支持部材は長手方向に捻られた螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転清掃体。
4. 支持部材は長手方向の略中心部を境界にして左右それぞれ反対方向に捻られた略Ｖ字状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転清掃体。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転清掃体を備えた掃除機用吸込具。
6. 請求項５に記載の掃除機用吸込具を備えた電気掃除機。

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