JP7028570B2 - 電気掃除機の吸口体及びこれを備えた電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、電気掃除機の吸口体及びこれを備えた電気掃除機に関するものである。

従来、電気掃除機の寝具用の吸口体として、例えば特許文献１（特開２００７－１２５１３４号公報）には、塵埃を保有するための開口部の前後にふとんを叩くための回転ブラシが保持されている吸込具が記載されている。
また、特許文献２（特開２０１６－２０２５１０号公報）には、回転ブラシは、叩き部材と、ブラシ部材と、を備えている電気掃除機が記載されている。

特開２００７－１２５１３４号公報 特開２０１６－２０２５１０号公報

特許文献１及び特許文献２に記載の構造では、塵埃を吸引する力を向上させればさせるほど、吸口体に寝具等が張り付く力が増すため、操作性が悪化する恐れがある。そのため、吸引力と操作性の両立が困難であり、吸引力のある吸口は結果として操作性が悪くなる恐れがある。

そこで本発明では、吸引力を保持したまま操作性が良い電気掃除機の吸口体を提供することを目的とする。

本発明は、 回転部材側吸引口を有するケースと、該ケースの回転部材側吸引口に回転
可能に備えられる回転部材を有し、該回転部材は、略全幅に渡り、掃除面と接触する箇所
と接触しない箇所を同時に有する構造であって、かつ該回転部材は回転により、前記回転
部材と前記回転部材側吸引口と間の開口の投影面積を変化させると共に、前記回転部材の回転により、前記回転部材における掃除面と接触する箇所と接触しない箇所の位置が変わるものであり、前記ケースにおいて、前記回転部材側吸引口の上方に、該ケースの回転部材側連通口が位置し、前記回転部材側連通口の大きさは前記回転部材側吸引口の大きさよりも小さいことを特徴とし、さらに前記掃除面を打撃する振動部材と、該振動部材を振動させる駆動部と、を有し、前記振動部材はビータ開口部および凹凸部を有する。

本発明によれば、吸引力を保持したまま操作性が良い電気掃除機の吸口体を提供することができる。

本実施形態に係る電気掃除機の全体を示す外観斜視図である。 吸口体の上面図である。 吸口体の底面図である。 吸口体の分解図である。 ビータと振動子を掃除面方向から見た斜視図である。 吸口体を前側から見た図である。 ビータが上昇時の図２のＡ－Ａ線断面図である。 ビータが下降時の図２のＡ－Ａ線断面図である。 図６のＢ－Ｂ線断面図である。 図９の外観斜視図である。 本実施例のローラの外観斜視図である。 図９のＣ－Ｃ線断面図の模式図である。 各種ローラの斜視図である。

以下、本発明に係る実施形態について適宜図面を参照して説明するが、本実施形態は以下の内容に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜変更して実施可能である。

図１は、本実施形態に係る電気掃除機の全体を示す外観斜視図である。
図１に示すように、電気掃除機１は、掃除機本体２、ホース３、操作管４、延長管５、吸口体６を備えて構成されている。

掃除機本体２は、吸引力を発生させる電動送風機２ａ、この電動送風機２ａの吸引力で集塵した塵埃を収容する集塵部２ｂなどを備えている。なお、本実施形態例では、いわゆるサイクロン式の電気掃除機を例に挙げて説明するが、いわゆる紙パック式の電気掃除機や、その他の電気掃除機に適用してもよい。

ホース３の一端は、掃除機本体２に接続され、他端が操作管４の一端に接続されている。操作管４は、手元操作スイッチなどを備えたグリップ４ａを備えている。延長管５は、外管５ａと内管５ｂとによって伸縮自在に構成されている。なお、延長管５は伸縮しない構成でも良い。

図２に本発明の一実施例に係る吸口体の上面図と、図３に底面図を示す。吸口体６は、上ケース７、下ケース８により外郭が構成され、これを左右に１つずつ設けられた前輪９と、１つの後輪１０により支持する。なお前輪９、後輪１０の数はこの限りでない。下ケース８の前縁は進行方向に対して、進行の妨げにならないように大きな丸みを付けている（図４，９，１０参照）。上ケース７、下ケース８、前輪９、後輪１０は合成樹脂で形成される。

吸口体６の後方には、左右（幅）方向の中央部に位置して継手管１１が接続され、継手管１１の端子１２には、ホース部３や延長管５を介して掃除機本体２から交流電源が供給される。この継手管１１は、吸口体６の底面と、床などの掃除面を対向させた状態で、操作官４や延長管５を掃除面に対してある程度自由な角度を取ることができるようにするために設けられている。このため、角度が固定されたものに比べて、楽な姿勢で掃除を行うことが可能となっている。同様に、ベッドやふとん等の寝具を掃除する際に楽な姿勢で行うことが可能となっている。

床にふとんを敷いて掃除をする際や、ベッド上の寝具類を掃除機する際では、吸口体６を延長管５に差し込む場合や、手元操作部４に直接取り付ける場合があるが、いずれも掃除する際に楽な姿勢で行える角度となっている。

また、下ケース８の底面は、前輪９の最下点から３mm程度低く設定している。これは、寝具等を掃除する際、吸込み力を効率よく発揮できる距離である。従来技術では前輪９の最下点から下ケース８の底面の距離が短いと、吸口体６の前縁が寝具にのめりこみ、進まなくなる傾向であるが、本実施例では前述の下ケース８の前縁を進行方向に対して、進行の妨げにならないように大きな丸みを付けているため、これを回避している。

図４は吸口体の分解図である。図４を用いて、吸口体６の内部構成を説明する。下ケース８には、モータ１３、カム付きギア１４、カム付きギア１４の両脇にばね１５、カム付きギア１４の回転に連動して上下に振動する振動子１６および振動子ばね１７が設置されており、モータカバー１８により固定される。下ケース８の掃除面には、ビータ１９を取り付けるための略矩形のビータ側吸引口２０が形成されている（図３，４，９参照）。ビータ１９は、掃除面側の底面にビータ開口部２１を設け、上面が開口している略矩形の箱型形状で前面、後面と側面で形成している（図３，５，６参照）。ビータ１９は、下ケース８の掃除面側から装着され、振動子１６と接合する。

図５に示すビータ１９は掃除面から見た図である。略矩形の箱型の底面に、多数のビータ開口部２１を設け、長手方向に複数個の大きな凹凸部２２を設けている。前側から見ると図６に示すように、大きな凹凸部２２は波状に形成されている。この波状の効果により、ビータ１９と掃除面との間で吸い込む流路を形成し、ごみがビータ開口部２１を通過し、掃除機本体１に搬送される。

ビータ１９が振動し、掃除面を叩く方向に運動しているとき、ビータ１９の底面が平らで、掃除面に略平行な面をなしていると、ビータ１９のビータ開口部２１は、掃除面によって同時に塞がれてしまう。ところが、本実施例のようにビータ１９の底面に凹凸部２２があることで、徐々に吸引口２２は塞がれるため流路を確保しやすい。このため、集塵性能を高めることが出来る。また、徐々に吸引口２２に掃除面が吸い付くので、操作性を向上させる効果もある。

ここで、ビータ１９は取り外しが可能である。振動子１６から立ち上がった腕部２３がビータ１９の中央開口部２４に挿入され、腕部２３の先端に設けた固定ツメ２３ａが中央開口部２４の段差部２４ａに嵌合する。取り外し時は、一方の手でビータ１９を押さえ、他方の手の指で固定ツメ２３ａを中央方向に力を加えると、中央開口部２４の段差部２４ａから開放され、ビータ１９を外すことができる。一方、取り付け時は、ビータ１９の中央開口部２４を振動子１６の腕部２３に押し込むだけで装着できる。

このように、ビータの取り外しが工具などを用いず簡単に行うことができるので、ビータ１９を外して、付着したごみや汚れを容易に取り除くことができる。またビータ１９は、汚れた場合、水洗いすることが可能である。

図７は図２に示すＡ－Ａ線断面図である。ピニオンギア２５はベルト２６を介しカム付きギア１４で減速機を構成し、モータ１３の回転を減速してカム付きギア１４を駆動している。本実施の形態例では、ピニオンギア２５の歯数は１０、カム付きギア１４の歯数は５７としており減速比を約１：５としている。ピニオンギア２５の歯数とカム付きギア１４の歯数は互いに素の関係になっている。これは、ギアの特定の歯同士が、繰り返し当たり磨耗するのを防ぐためである。また、カム付きギア１４は、上ケース７や下ケース８に使用した合成樹脂より硬いＰＯＭ（ポリアセタール）樹脂などの合成樹脂で形成される。

カム付きギア１４は回転中心に、ステンレス製の軸（図示せず）をインサート成形している。軸はインサート成形後に抜けや回転しない形状を盛り込むことが望ましい。カム付きギア１４にインサートされた軸の両端には、回転を円滑にするためにワッシャ（図示せず）、軸受（図示せず）を挿入している。

図４、図５、図７および図８を用いて、吸口体６の動作を説明する。
ビータ１９は、固定ツメ２３ａによって振動子１６と固定される。図４に示すようにビータ１９の両脇の壁２７は、ばねケース２８のスリット（図示せず）を介してばね１７によって押される。ビータ１９は、掃除面の方向に力を受けて、振動子１６を下方に引っ張る。振動子１６は、振動子１６に圧入された軸２９ａの軸周りに回転可能に支持された軸受２９により、カム３０の外周上である案内面上で支えられる。本実施の形態例では、ビータ１９は、振動子１６、ばね１７により３点で支持される。振動子１６は、略等しい両脇のばね１７の略中心上に位置し、下ケース８の底面に対して水平に支持される。また、ばねは３つ以上であっても、振動子１６とビータ１９の固定位置を支点とするモーメントのつりあいが成り立つようにばねの位置を設置すればかまわない。

モータ１３からの回転は、ピニオンギア２５からベルト２６をかいし、カム付きギア１４より構成される減速機で減速されて伝達される。カム付きギア１４の回転に同期して、カム３０は回転する。振動子１６の回転可能な軸受２９は、カム３０の外周上を運動する。振動子１６は、掃除面に垂直方向以外の運動を拘束されているため、図７でカム３０の上死点に軸受２９が来るまで、振動子１６は持ち上げられる。

ビータ１９は、振動子１６に取り付けられているため、両脇のばね１７を圧縮する。ビータ１９は、モータ１３の回転にともない、ばね１７の反発力により押し下げられる。図８に示すカム３０の最下点で、軸受２９が下死点まで移動し、モータ１３の回転により再びビータ１９は、両脇のばね１７の圧縮を開始する。これを繰り返すことによって上下運動を行っている。

ビータ１９は、上下運動にともない伝達された振動を掃除面に伝達する。伝達された運動は、掃除面のほこりやごみを舞い上がらせる。このことにより、ごみをはく離しやすくすることができる。したがってこの状態で、吸口体が吸引を行えば集塵性能を向上させることが出来る。

また、寝具等の掃除面を清掃する際、掃除面が吸い付いてしまうことがある。このような場合も、ビータ１９に吸い付いたふとん等を、振動により振り払い操作力を低減させ掃除することが出来る。

図３、図９、図１０を用いて、吸込口３１について説明する。図９は図６に示すＢ－Ｂ線断面図であり、その外観斜視図が図１０である。吸込口３１は、前記ビータ側吸引口２０と下ケース８に備えられたスリット吸引口３４と下ケース８に設けられたローラ（回転部材）３２を収容するローラ側吸引口（回転部材側吸引口）３３とからなる。ローラ３２は両端に軸を有し下ケース８に軸を受ける形状により自在に回転する構造となっている。

ビータ側吸引口２０はビータ１９の周囲に位置し、ビータ１９の投影形状と略同形状の開口である。ビータ側吸引口２０を通過した塵埃は、ビータ側吸引口２０よりも上方で下ケース８に備えられたビータ側連通口３５を通過し、掃除機本体１に搬送される。また、同様にスリット吸引口３４を通過した塵埃は、掃除機本体１に搬送される。

また、ローラ側吸引口３３を通過した塵埃は、ローラ側吸引口３３よりも上方で下ケース８に備えられたローラ側連通口（回転部材側連通口）３６を通過し、掃除機本体１に搬送される。ここでローラ３２は回転することで、その回転位置によりローラ３２の開口の位置や形状が変化する。吸口体６を下から見た状態で、ローラ３２と下ケース８の間の開口の位置や形状が変化する（図１２参照）。ローラ３２は左右方向に複数の略Ｔ字形状の部分が区切られた単位３７で向きを互い違いに配置した構造となっている。この単位３７はある角度で寝具と接触する向きに回動した状態３３ａが存在するが、同時に隣の単位３７ｂは寝具から離れた状態で寝具の張り付きを防止し開口を有した状態となるものである。この構造をローラ３２の略全幅に渡って有することで、寝具と接触し寝具の張り付きを防止する箇所と、寝具と離れた状態で開口を有した箇所と、が複数できる。複数作ることで細かい単位３７にすることができるため、寝具等の柔らかいものでもローラ形状に追従しづらい（寝具等がローラ３２の形状に沿って張り付きづらい）ため、寝具の張り付きをより防止することができるため望ましい。よって、この構造は吸引力を保持したまま操作性に優れている。図９の点線矢印３８は風の流れを示す。ここで、ローラ側吸引口３３とローラ側連通口３６とを下ケース８における別の開口部分としている。ローラ３２は、ローラ側吸引口３３近傍に回転可能となるように取り付けられる。ローラ側連通口３６をローラ側吸引口３３とは別の開口部分とすることにより、掃除機本体１と連通する部分であるローラ側連通口３６の大きさをローラ側吸引口３３よりも小さくすることができる。小さくすることにより、吸引の風路を絞ることになり、吸引力の向上効果を奏することができる。

ここで、ローラ３２とローラ側吸引口３３の開口について説明する。ローラ３２は凸部３７ｃと開口部３７ｄを有している。凸部３７ｃは寝具と接触することで、ローラ側吸引口３３へ寝具が入り込むことを抑えるため、寝具の張り付き防止となる。開口部３７ｄを通過した塵埃は、掃除機本体１に搬送される。
また、ローラ３２が回転することで、開口部３７ｄは上方（下方）から見た投影面積が変化する。図１１（ａ）の状態で開口部３７ｄの面積が最大となる（回転状態Ａ）。図１１（ｂ）の状態が最小となる（回転状態Ｂ）。このとき、単位３７の隣り合ったすき間３７ｅを通過する風の流れ３９によって、塵埃を掃除機本体１に搬送する。

図１２（ａ）は図９のＣ－Ｃ線断面を模式化したものである。ローラ側吸引口３３は下ケース８の壁８ａに囲まれた領域であり、ローラ３２が収容されており、この状態で開口部３７ｄが最大となる。図１２（ｂ）はローラ３２が回転し開口部３７ｄが最小となり投影できない状態であるため直線で上方に風が流れず、図１１（ｂ）の風の流れ３９に示すように蛇行し上方へ流れ、塵埃を掃除機本体１に搬送する。なお、図１２（ａ）（ｂ）の状態以外でも凸部３７ｃのいずれかが寝具と接触しており、ローラ３２の回転位置に関係せず寝具の張り付きを防止している。

ローラ側吸引口３３の面積は、ローラ３２の開口部３７ｄが最小となる回転状態Ｂの投影面積と略同じであるが、ローラ３２が回動するため若干のギャップ４０を有する。また、ローラ３２の開口部３７ｄが最大となる回転状態Ａでは、ギャップ４０に開口部３７ｄが加わる。このときのギャップ４１は開口部３７ｄと凸部３７ｃの寸法差である。本実施例ではギャップ４１はギャップ４０より大きくとることで寝具の張り付き防止効果をより高めている。ここでギャップ４０はローラ３２の前後で生じるが、ローラ３２の前後でギャップ４０を異なる寸法にしても同じ寸法でもかまわない。

また、ローラ３２は操作中に変形しない部材として合成樹脂製の１部品とした。寝具の張り付き防止を向上させるため、複数の部品構成とすることも可能である。また、ローラ３２にハケやブレード等の比較的柔らかい材料や部品を加えることで吸引力を向上させることも期待できる。ただし、柔らかい部材は寝具へ張り付き易くなり、開口部にあたる箇所を塞ぐため、操作性は悪化する恐れがある。

また、ローラ３２の形態は、凸部３７ｃと開口部３７ｄが形成されればよく、例えば、図１３（a）（b）（c）に示すローラ４２～４４等の形状も考えられる。いずれもローラ３２の凸部３７ｃと開口部３７ｄに相当する部分（42a,43a,44aと、42b,43b,44b）が存在する。ローラ４２で説明すると凸部４２ａがローラ３２の凸部３７ｃと同様な働きを行い、開口部４２ｂがローラ３２の開口部３７ｄに相当する。ローラ４２はらせん状の形態によることでローラ４２の回転位置に関わらず常に凸部４２ａと開口部４２ｂが変化しないため、常に安定した吸引力と操作性を確保することができる。また、更に吸引力を高めたい場合は凸部４２ａをより小さくすることで、寝具への張り付きは上がるが可能であり、この形態がローラ４３である。ローラ４３であれば、凸部４３ａ、開口部４３ｂが図示した箇所である。一方、操作性を向上させたい場合はローラ４４のような凸部４４ａになる箇所を増やすことで解決できるが、開口部４４ｂが小さくなる。また、円環リブ４４ｃを設けることで、ローラ３２の単位３７とすることができる他、凸部４４ａと同じ効果があるため、操作性が向上する。ただし、ローラ４２～４４はいずれも射出成型用の金型では抜き方向により複雑になるため、複数部品で構成するか、他の材料や製法を選択することが望ましい。

本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を変更しない範囲において適宜変更することができる。例えば、本実施形態では、吸口体６は主に寝具用であり、ビータ１９を備え寝具を叩く機能を備えているが、ビータ１９を備えない吸口体６に適用してもよい。

また、本実施形態では、掃除機本体２と別体の吸口体６であるが、吸口体６が単独で電気掃除機として働くよう電動送風機２ａを搭載したものでもよい。

また、本発明の吸口体は、掃除する箇所が柔らかい物であれば寝具用途に限定しない。

１ 電気掃除機
２ 掃除機本体
６ 吸口体
８ 下ケース
１４ カム付きギア
１６ 振動子
１９ ビータ
２０ ビータ側吸引口
２１ ビータ開口部
３０ カム
３１ 吸込口
３２ ローラ
３３ ローラ側吸引口
３５ ビータ側連通口
３６ ローラ側連通口
３７ｃ 凸部
３７ｄ 開口部

Claims (3)

1. 回転部材側吸引口を有するケースと、該ケースの回転部材側吸引口に回転可能に備えられる回転部材を有し、
   該回転部材は、掃除面と接触する箇所と接触しない箇所を同時に有する略Ｔ字形状の部分が区切られた単位を略全幅に渡り複数有し、前記単位の向きを互い違いに配置した構造であって、かつ該回転部材は回転により、前記回転部材と前記回転部材側吸引口と間の開口の投影面積を変化させると共に、前記回転部材の回転により、前記回
   転部材における掃除面と接触する箇所と接触しない箇所の位置が変わるものであり、
   前記ケースにおいて、前記回転部材側吸引口の上方に、該ケースの回転部材側連通口が位置し、
   前記回転部材側連通口の大きさは前記回転部材側吸引口の大きさよりも小さいことを特徴とし、さらに前記掃除面を打撃する振動部材と、該振動部材を振動させる駆動部と、を有し、前記振動部材はビータ開口部および凹凸部を有することを特徴とする電気掃除機の吸口体。
2. 前記振動部材の凹凸部は波状に形成され、掃除面側の底面に前記回転部材側吸引口とは異なるビータ側吸引口が設けられることを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機の吸口体。
3. 請求項１または請求項２に記載の電気掃除機の吸口体を備えた電気掃除機。

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