JPH0552207B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はエアータービンを駆動源とする回転ブ
ラシを備えた真空掃除機用床ノズルに関するもの
である。

従来の技術 従来、この種真空掃除機用床ノズルにあつて、
回転ブラシの駆動源となるエアータービンは、円
板状側板に多数の断面円弧状のタービン翼片を等
間隔に、かつ円形状に配列した、いわゆる貫流形
タービンが採用されていた。そして、真空掃除機
への吸引流により駆動される上記エアータービン
の回転力がベルトなどの中間伝達手段を介して回
転ブラシに伝えられるようにしてあつた。

発明が解決しようとする問題点 ところで、貫流形タービンは、作用気流が流入
側と流出側のそれぞれにおいてタービン翼片と当
るため、回転数として高いものが得られ、それに
伴つて同回転領域でのトルクも高い。しかしなが
ら、上記貫流形タービンは気流が貫流するところ
から、立上がり特性が悪く、例えば、床ノズルを
じゆうたんなどの被掃除面に接したまま始動する
場合、同タービンが回転しなかつたり、或いは所
定回転領域に達するまでに時間がかかる問題があ
つた。

本発明はのこような従来の問題点を解消したも
ので、使い勝手のよい、吸塵性能にすぐれた、し
かも製作の容易な真空掃除機用床ノズルを提供す
るものである。

問題点を解決するための手段 このような従来の問題を解消するために本発明
は、真空掃除機への吸引空気によつて回転される
エアータービンと、このエアータービンを一側に
内設し、真空掃除機の吸引側に連通される接続口
を他側に形成したタービン室と、上記エアーター
ビンに連係した回転ブラシとを具備し、上記エア
ータービンは、側板部の一側に多数のタービン翼
片を円形に配列して空気が径方向に貫流するとと
もに、各タービン翼片の先端を開放させた貫流形
タービンと、胴の外周に多数のタービン翼片を放
射状に配列し、この胴の外周で、隣接するタービ
ン翼片間の区画空間を空気が復流する復流形ター
ビンとを、貫流形タービンのタービン翼片開放側
が上記接続口方向に位置するように組合せて構成
し、かつ上記復流形タービンの胴は、同復流形タ
ービンの胴部材と貫流形タービンの側板部の他側
とで分離可能に形成し、さらに上記側板部の胴部
材と対応する面には環状の凹溝を設けたものであ
る。

作 用 復流形タービンは翼片に衝突した気流が貫流形
タービンのごとく径方向に逃げることがなく、そ
のため、立上がり時のトルクが非常に高い反面、
回転数が高くなるにしたがい同トルクが下がつて
くる。これに対して貫流形タービンは上記したよ
うに逆の特性をもつものである。

したがつて、これら両タービンを組合わせて１
つのエアータービンとして場合、立上がりの特性
は復流形タービンで補足し、また定常回転時の特
性は貫流形タービンで確保できるものである。

さらに復流形タービンの胴を多数のタービン翼
片を有する胴部材と貫流形タービンの側板部とで
分割可能に構成しているので、それぞれのタービ
ンは２つ割りの金型で合成樹脂により容易に成形
できる。また側板部の凹溝はこれにバランスウエ
イトを取付けることでタービン全体のバランスを
とることができるとともに、気流々動面にヒケが
発生するのを防止し、同気流の流動を円滑なもの
とする。

実施例 以下その実施例を添付図面とともに説明する。

第１図〜第６図において、床ノズル本体１はバ
ンパー２を介して上、下本体部材３，４を結合し
て構成されており、その前方内部には下方開放部
を吸込口とした吸込室５が、後方内部にはタービ
ン室６がそれぞれ形成してある。上記タービン室
６は隔壁７によつて吸込室５と区画されており、
全体として略円筒状に設定してある。８は吸込室
５内にこれと平行に設けられ、回転子９に植設し
たブラシ体１０の一部が吸込口を介して外部に突
出するようにした回転ブラシ、１１は吸込室５の
両側室壁に設けられ、回転ブラシ８より両側へ突
出した軸１２を支承する軸受、１３は吸込室５の
吸込口を被掃除面と一定間隔をおいて位置すべく
床ノズル本体１の底部前後に設けた車輪である。

１４は上記タービン室６の内面に俯仰方向回動
自在に取着した略半円筒状の吸込継手で、その周
壁の一部には筒状の接続口１５が形成してある。
上記吸込継手１４はその側壁より外方へ突設した
軸１６および中空軸１７がタービン室６の両側室
壁にて軸支されている。１８は接続口１５にリン
グ１９を介して回動自在に取着した接続筒を示
し、真空掃除機の吸引側に対してホースを介して
連通した延長管２０が着脱自在に接続されるもの
である。

２１はタービン室６内の一側に設けたエアータ
ービンであり、その一側からは吸込継手１４の中
空軸１７を貫通してタービン室外へ突出する軸体
２２が出ている。２３は床ノズル本体１に設けた
上記軸体２２の軸受、２４は軸体２２の先端に形
成した小プーリー部２５と回転ブラシ８に設けた
大プーリー２６との間に張架した動力伝達用のベ
ルトである。すなわち、エアータービン２１の回
転は減速して回転ブラシ８に伝達されるようにし
てある。

２７，２８は隔壁７に形成した２個の通気口
で、一方の通気口２７はエアータービン２１と対
向しており、また他方の通気口２８はエアーター
ビン２１と非対向であつて、直接的に吸込継手１
４の接続口１５と対向しているものである。２９
は通気口２８を開閉するシヤツター、３０はその
操作子である。

今、本実施例床ノズルの一応の動作を説明す
る。

シヤツター２９により通気口２８を閉じた状態
で真空掃除機を運転すると、含塵空気は吸込口→
吸込室５→通気口２７→タービン室６→接続口１
５→接続筒１８→延長管２０→ホートと流動し、
上記真空掃除機に吸引されるものである。そし
て、通気口２７からタービン室６に至る空気はエ
アータービン２１に作用してこれを回転する。上
記エアータービン２１の回転はベルト２４を介し
て回転ブラシ８に伝えられるものである。

したがつて、じゆうたんなど被掃除面の塵埃は
上記回転ブラシ８のブラシ体１０でかき上げら
れ、吸引気流に乗つて真空掃除機へ至るものであ
る。

次にシヤツター２９を動作して通気口２８を開
くと、空気は抵抗の小さい同通気口２８から接続
口１５への流動系を流れる。すなわち、エアータ
ービン２１を実質的にバイパスした流れ形態をと
り、これにより、このエアータービン２１および
回転ブラシ８の回転が停止されるものである。

なお、上記実施例ではエアータービン２１を発
停制御するようにしたが、場合によつてはその機
能をなくし、常時このエアータービン２１の駆動
させるようにすることも考えられる。

また発停制御するものであつても、通気口２
７，２８を１つにまとて大きな開口とするととも
に、シヤツター２９に１つの孔を形成し、同シヤ
ツター２９の移動に伴つてこの孔をエアータービ
ン２１と対向させたり、非対向としたりすること
も考えられるものである。

さて、上記のエアータービン２１は、略凹曲面
の胴３１に多数のタービン翼片３２を放射状に配
設した復流形（ペルトン形）タービン３３と、側
板部３４の一側に多数のタービン翼片３５の各一
端を等間隔で、しかも円形に配列した貫流形ター
ビン３６とを軸線方向に組合せて構成してある。
貫流形タービン３６のタービン翼片３５の先端は
それぞれ解放されており、換言すれば、片持支持
構成を採つている。

さらに両タービン３３，３６の構成を詳述す
る。

まず、一方の復流形タービン３３は、その胴３
１がタービン翼片３２を一体形成した胴部材３７
と貫流形タービン３６の側板部３４とで形成され
ている。そして側板部３４の復流タービン３３側
は上記胴部材３７とともに連続的な略凹曲面を形
づくるべくテーパー形状としてある。３８は胴部
材３７と一体形成されるとともに、軸孔３９を有
するボス部、４０は側板部３４との対面部に形成
した複数の凹部である。

また貫流形タービン３６において、その側板部
３４の中心には先端を小径とした軸孔４１が、復
流形タービン３３と対向する一側面には環状の凹
溝４２と、上記凹部４０と対応する複数の凸部４
３がそれぞれ形成してある。

これら復流形タービン３３と貫流形タービン３
６はその軸孔３９，４１を介して軸体２２に圧入
取着される。もちろん、上記軸体２２の先端には
軸孔４１の小径部と対応する段付きがある。また
このとき、両タービン３３，３６の凹凸部４０，
４３が係合して、回転方向の一体化作用を発揮す
るようになつている。４４は抜け止め用のワツシ
ヤーである。

さらに上記側板部３４の外形は、両タービン翼
片３２，３５の外側端を結ぶ径よりも小さくして
ある。

そして、先の通気口２７は側板部３４と対向
し、各タービン３３，３６に気流が流動するよう
に設定してある。

上記の構成において、エアータービン２１の作
用を以下説明する。

まず、復流形タービン３３にあつて、通気口２
７からの気流は第３図のように、タービン翼片３
２に衝突するとともに、胴３１の略凹曲面に沿つ
て反対側へ流れ、矢印ａのような復流形態をと
る。上記タービン翼片３２への気流の衝突によつ
て復流形タービン３３には回転トルクが発生す
る。同トルクは周知のごとく低速時ほど大きく、
回転数が高くなればなるほど相対的な衝突力が弱
くなるため、小さくなる。

また貫流形タービン３６にあつて、通気口２７
からの気流はそれを横切るとき２度タービン翼片
３５に作用して矢印ｂに示すような貫流形態をと
る。

貫流形タービン３６では気流が矢印ｂのごとく
貫流して、いわゆる、気流通過特性が良好なた
め、その回転数が一定値まで増加する過程でその
回転トルクも高まる。

したがつて、本実施例におけるエアータービン
２１では始動時から一定値以上の回転トルクが得
られるものである。

ところで、上記エアータービン２１の構成にあ
つて、特に復流形タービン３３は略凹曲面の胴３
１をもつものの、それが胴部材３７と貫流形ター
ビン３６の側板部３４とで分割構成されている。
そのため、それぞれのタービン３３，３６は２つ
割の金型を用いて合成樹脂により簡単に成形する
ことが可能で、量産性にすぐれたものとなつてい
る。

また側板部３４に形成した凹溝４２はエアータ
ービン２１のバランス取り用として活用できる。

すなわち、同凹溝４２にバランスウエイトを入
れれば貫流形タービン３６と同時に復流形タービ
ン３３のバランス、換言すれば、複合形であるエ
アータービン２１全体のバランスを取ることがで
きるものである。しかもこの凹溝４２は肉厚とな
る側板部３４にヒケが生じるのを防止する。

このヒケ防止はタービン性能に好ましい影響を
及ぼす。すなわち、もし、凹溝４２がないと、胴
３１の略凹曲面の一部またはタービン翼片３５側
の面にヒケが生じる。上記ヒケは気流の流れを乱
す要因、例えば渦を発生し、エアータービン２１
への作用力を低下させるものである。

しかし本実施例によればバランス取り用の凹溝
４２がヒケの発生を防止し、エアータービン２１
に対する気流の作用を良好とするものである。

さらに、側板部３４の外径を双方のタービン翼
片３２，３５より小さくしたことによつて同ター
ビン翼３２，３５への気流の流れを一層有用なも
のにできる。

すなわち、側板部３４の外径がタービン翼片３
２，３５より大であると、気流は側板部３４の外
周端で分岐され、両側へ拡がるように流れてこれ
らタービン翼片３２，３５に至る。このことは、
正常な復流形態ａおよび貫流形態ｂから外れるよ
うになり、各タービン３３，３６への影響力が小
さくなることにほかならない。

しかるに、側板部３４の外径を本実施例のごと
く小径とすれば、復流形態ａおよび貫流形態ｂを
乱すことはなくなり、エアータービン２１に対し
て気流が有効に作用することとなる。

もちろん、側板部３４は復流形態ａと貫流形態
ｂをそれぞれ干渉させることなく独立して発生さ
せ、個々のタービン３３，３６の能力を最大限発
揮させる上で有用であることは今さら言うまでも
ない。

発明の効果 このように本発明は、復流形タービンと貫流形
タービンを組合せてエアータービンを構成したこ
とにより、始動時の立上がり特性が著しく向上
し、しかも定常回転時のトルクも高く維持できる
ものである。

したがつて、掃除開始が速やかに、また確実に
でき、その使い勝手を大いに高め得るものであ
る。

また上記エアータービンの構成にあつて、特に
復流形タンビンは略凹曲面の胴をもつものの、そ
れが胴部材と貫流形タービンの側板部とで分割構
成されているため、それぞれのタービンは２つ割
の金型を用いて合成樹脂により簡単に成形するこ
とが可能で、量産性にすぐれ、安価なものを提供
できるものである。

さらに、上記側板部の凹溝はエアータービン全
体のバランス保持に有用であるのみならず、ヒケ
防止用にも作用して気流の流動を良好とするな
ど、エアータービンそのものの特性向上面で効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す床ノズルの上本
体部材を取除いた状態での一部欠截上面図、第２
図は斜視図、第３図はエアータービンの断面図、
第４図は分解断面図、第５図は復流形タービンの
斜視図、第６図は貫流形タービンの斜視図であ
る。 ８……回転ブラシ、２１……エアータービン、
３１……胴、３２，３５……タービン翼片、３３
……復流形タービン、３６……貫流形タービン、
３７……胴部材、４２……凹溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 真空掃除機への吸引空気によつて回転される
   エアータービンと、このエアータービンを一側に
   内設し、真空掃除機の吸引側に連通される接続口
   を他側に形成したタービン室と、上記エアーター
   ビンに連係した回転ブラシとを具備し、上記エア
   ータービンは、側板部の一側に多数のタービン翼
   片を円形に配列して空気が径方向に貫流するとと
   もに、各タービン翼片の先端を開放させた貫流形
   タービンと、胴の外周に多数のタービン翼片を放
   射状に配列し、この胴の外周で、隣接するタービ
   ン翼片間の区画空間を空気が復流する復流形ター
   ビンとを、貫流形タービンのタービン翼片開放側
   が上記接続口方向に位置するように組合せて構成
   し、かつ上記復流形タービンの胴は、同復流形タ
   ービンの胴部材と貫流形タービンの側板部の他側
   とで分割可能に形成し、さらに上記側板部の胴部
   材と対応する面には環状の凹溝を設けた真空掃除
   機用床ノズル。