JPH0998913A

JPH0998913A - 還流式及び吸引式掃除機

Info

Publication number: JPH0998913A
Application number: JP28530995A
Authority: JP
Inventors: Hirohide Miwa; 博秀三輪; Nobuo Amano; 信夫天野
Original assignee: Tokyo Cosmos Electric Co Ltd
Current assignee: Tokyo Cosmos Electric Co Ltd
Priority date: 1995-07-31
Filing date: 1995-11-01
Publication date: 1997-04-15
Anticipated expiration: 2015-11-01
Also published as: JP3343183B2

Abstract

(57)【要約】【課題】小型化、省電力化、溝砂除去、還流温度を低
下する。【解決手段】還流式横長ヘッド上部及び下部に分け、
夫々を更に左・右・及び中央に分割し、上部左・右端近
くから還流が供給され、ジェット前室となり、下部左右
に設けられたジェット部から還流を放出する。上部及び
下部の中央部に吸引前室とされ、吸引管に接続される。
ジェット部下端は、ヘッド周辺部下端より床に近く位置
され、床凸部との接触によってジェット部は上方、又は
前後に逃げる。回転ブラシは外筒とほぼ気密とされ、上
半分翼間は吸引前室に連通せず、下半分翼間のみが吸引
前室に連通される。全システムは、還流モードと純吸引
モードに切換可能とされる。交換ノズル用ホースは１端
を本体流路に挿入するのみで、使用可となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はファンモータを用
いた電気掃除機の分野に属し、特にファンモータ後流エ
ネルギーを再利用する還流式掃除機に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気掃除機においてファンモータ後流エ
ネルギーを再利用する方法は従来多数提案され本発明者
も特公平７−４４９１１、特公平７−２４６４３、その
他で提案して来た。しかし何れも原理的な提案にとどま
っているものが多く、実験的実証を伴なったものは本発
明者による上記特公平７−２４６４３に述べられたＪＩ
Ｓ溝砂除去試験以外に見あたらない。

【０００３】一方に於て掃除機には実用上多数の項目に
わたる必要性能があり、その全てを満足せねばならな
い。その項目を列挙すると、小型・軽量・省電力・ノズ
ル巾・溝砂除去・じゅうたん砂除去・薄物非吸着・静音
・糸ゴミ−壁際砂除去・豆−米−コイン−小金物の除去
・走行性・大型ゴミ・畳表下ダスト・昇温・フィルタの
ゴミ集積による劣化・各種交換ノズル・還流ジェットに
よる砂の吹き出しのなきこと・低排気・段差乗り越等々
である。還流式掃除機が溝砂除去以外においても此等必
要性能を全て満足し得ることを実証した例はない。此等
性能は相互に相反する技術対策を必要とする場合もあ
る。したがって適切なバランス点を見出し得るか否かも
一つの問題点である。

【０００４】本発明者は入力電力５００Ｗのファンモー
タでジェット還流式掃除機を試作し、入力１０００Ｗの
ファンモータの吸引式掃除機と比較し、全ての項目で同
等以上の成果が得られることを実証した。本発明はその
時に行われた創意工夫に基づくものである。以下在来技
術の問題点とその解決法を述べる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

１．具体的な実証機の試作において、先ず還流によるフ
ァンモータ冷却が不足する危険性であった。これに対し
ては、特公平７−４４９１１に示す還流率の低下が有効
であった。ヘッド周辺を吸込モードに保つためと、冷却
のためとに還流率は８０〜７０％程度とすることが適当
であった。しかしこのことは掃除に利用される還流ジェ
ットの力をその分低下するので対策として請求項１が創
案され有効性を実証した。在来還流式ヘッドでジェット
噴出口下端のヘッド側壁下端基準面との相対位置を明記
した例はないが、図で判断する限りジェット下端は外囲
下端とほぼ同じか、より上にある。下方に突出したジェ
ット下端と床の凸部との接触の問題が発生し、請求項
２，３が工夫された。じゅうたんとジェット下端との接
触に対し請求項４が工夫され、ダストのヘッド外への吹
き出し対策として請求項５が工夫された。２．ファンモータ以外のＡＢＳ等構造材や、人間の触れ
る外皮の温度は、ＩＥＣやＪＩＳの安全規格を満足して
いても低温であればあるほど望ましく、請求項１８，１
９，２０が工夫された。３．横長還流式ヘッドの構造で在来発表されているもの
の中、エネルギー利用方法はジェット噴出がその効率と
簡便性ですぐれており、ヘッド周辺への吹き出しを防止
する観点からは、吹き出しジェットが中央にあり、その
周囲が吸引になる前後対称配列図１０・１１が最善であ
り、時として片側に吹き出し口、他側に吸引口のある片
吹片吸型が次善である。

【０００６】吸引気管と還流気管とは分離した夫々独立
気管である図１０Ａ・１１Ａと、一管を他の気管の内部
に設ける２重気管図１０Ｂ・１１Ｂとの例がある。寸法
の大きなゴミを吸引する場合を考えると、内部が吸引
管、外部が還流管であることが望ましい。しかし実用的
な製作技術を考慮すると、２重気管よりも独立した双気
管（ＴＷＩＮＨＯＲＳＥ）の方が望ましい。

【０００７】内吹外吸の前後対称配列ヘッドにあって
は、ジェット部前の掃除空間の吸引管への連結にあたり
大別して図１０に示す２法が提示されている。第１は図
１０Ａに示すもので、還流気管２は左右（紙面に垂直）
に長いジェット前室６に接続され、ジェット前室に噴出
口４を有するジェット部７が接続される。ジェット部前
方の掃除空間５Ｆはジェット前室前方、更にはジェット
前室上方の空間よりなる吸引前室１９を経由して吸引管
１に連通する。二重気管と結合すると図１０Ｂ図の如く
内吹外吸となり望ましくない。１０Ａの形式は前述の特
公平７−２４６４３号等に例示される。

【０００８】第２は図１１に示すもので、図１１・Ａは
左右に長い前方吸引前室５Ｆ、及び後方吸引前室５Ｂの
左右ほぼ中央に吸引管１Ｆ，１Ｂが夫々付設され、ヘッ
ド外で合流して１本の吸引管１となる。二重管方式とす
ると図１１・Ｂの如くなるが、やはり二重管は内吹外吸
とせざるを得ず望ましくない。即ち図１０・Ｂ，図１１
・Ｂでは体積の大きなゴミが吸引管を通過し得ない欠点
をもつ。次に図１０Ａの問題点は、前方掃除室で吸引さ
れた高密度ゴミ（貨幣・金属小物・豆等）が吸引気流で
上昇して、ジェット前室の上部を通過することが実際上
困難である点にある。

【０００９】又、図１１・Ａの問題点は２本に別れた吸
引管の径が夫々の必要流速を保つには小となり、大寸法
ゴミの吸引に適しないこと、２本に分れた吸引管を１本
に合流する連結部の必要なことと、それ等吸引管の実用
的な設置法が見当らないことである。此等の問題点を解
決したものが請求項６〜１０である。４．又、図１０や図１１の構造は商品化に於て、大量生
産性や低価格化に必要なプラスチック射出成形法を用い
るのに不適当（型抜きが困難）で、部品を数多くに分割
せねばならず高価格となる欠点がある。此の問題点を解
決したものが請求項９，１０である。５．左右に長いジェット部をヘッド前後巾のほぼ中間に
有する横長還流式ヘッドは、その左右端において、構造
上ジェット部を端まで延伸することは困難である。その
ため、ヘッド左右端付近における掃除力が低下する問題
があった。これを解決するものが請求項１１である。６．還流式ではジェットの正圧と、吸引の負圧とが相殺
し、紙・布・ビニールシート等薄物シートの吸着力が少
ない特徴がある。しかしヘッドの掃除面上での圧力分布
は局所的に正の部分と負の部分がある。負の部分による
局所的な吸着をさけるためにヘッド下端面にマイクロチ
ャンネルを設け、吸着時、マイクロチャンネルを通して
内・外気流が流通し正圧部と負圧部とを短絡する方式が
発明者による特公平７−２４６４３号で提案された。種
々の試作の結果、マイクロチャンネルは吸着力を低減す
るのに有効であった。しかし薄物シート上をヘッドを動
作させ乍ら走査・走行させるに当り、走行抵抗力は必ら
ずしも吸着力にのみ比例せず、マイクロチャンネルの下
方凸出部（壁）の摩擦係数にも大きく依存することが判
明した。種々のテストにより適当なマイクロチャンネル
壁を発見したものが請求項１２である。

【００１０】ここにマイクロチャンネルとは、掃除ヘッ
ドが薄物を吸着した時、外気と掃除室とを通気するため
の微小な複数の流路であり、その流路を構成するために
フランジより下方に突出し、吸着物を分離して支える突
出部分をチャンネル壁と言う。７．試作の機種も比較用機種も、掃除ヘッドは回転ブラ
シを有しない木床・たたみ用であったため、じゅうたん
に対しては何れも不十分な性能であったので、還流式で
も還流ジェットと回転ブラシの複合が必要と判断され
る。在来吸引式掃除機の回転ブラシは、回転する翼片の
先端と、外套との間が２〜５ｍｍ程度の間隙があり、し
かも翼片が捻じれているために、広すぎる吸引空間の中
で翼片が回転しており、吸引気流は翼片の左右方向でな
く、回転円周方向に流れ易い。このために、翼片がじゅ
うたんの毛を叩いて遊離したダストは直ちに吸引気流に
乗らず、少し翼片が回転してじゅうたんの毛との間に円
周方向通気流路が形成された時に吸引気流で運ばれる。
このため砂等の比重の重いものは十分吸引気流に乗り切
れない欠点があった。また吸引空間が広すぎて、気流速
度が低く、溝砂テスト等では性能が悪く、且つ翼片が左
右に連続しているため、体積の大きな大型ゴミ等は吸引
管結合口に到達できない欠点があった。これ等の問題点
を解決したのが請求項１３乃至１６である。請求項１３
は在来吸引式にも適用される。８．還流式では、ヘッドと本体との間を吸引管と還流管
の２本で接続する必要があり、双ホース又は二重ホース
の何れで連結するにしても、そのホースの取扱は不便な
ものとなる。一方に於て本体は還流式の高効率性のた
め、小型・軽量化が可能となるので、ヘッドと本体を一
体化し、連結ホースを不要、又は最短化することが可能
となり、掃除時の前後走査に重さを意識せず、ホースレ
スの簡便性を享受することができる。この様な構造に
は、在来ではアプライト型がある。しかしアプライト型
では本体の重量が把手にかかり、重い欠点がある。発明
者は、還流式の本体の小型・軽量性に着目し、ヘッドと
本体を一体として床面に車で支え、手は軽量のハンドル
のみを支えれば良い構造を提案し、ＣＲＡＷＬ型と命名
した。

【００１１】還流式ＵＰ−ＲＩＧＨＴ型・ＣＲＡＷＬ型
は、本体が小型軽量であると雖も、キャニスタ型の掃除
ヘッドに対し唯一劣る点は、大（寸法）ゴミを吸引する
時や、敷居等の段差を超える時に、キャニスタではヘッ
ドのみの重量であるから容易に空中に持ち上げて大ゴミ
に覆せたり、敷居を越えたりできるのに対し、ヘッドと
本体を一体のまま空中に持ち上げることは、その重さか
ら不適当なことである。この問題は何も還流式に限定さ
れたものでなく、本体の重い在来吸引式のＵＰ−ＲＩＧ
ＨＴ型でも大きな問題点である。この対策は本体重量を
床で支えたまま、ヘッド前縁を軽いハンドルで上方にリ
フトすることで解決できる。発明者は既に本体重量を床
で支える車輪、又は滑動部を支点としてハンドルを後方
に傾けることによってヘッド前縁をリフトする方式につ
いて出願中（特願平６−７６１０８）であるが、この場
合、ハンドルをリフト開始点以上に傾けられず、低い棚
の下等へヘッドを入れる時、ハンドルが邪魔になる場合
があった。この問題を解決したヘッド前縁リフト機構が
請求項２１である。９．還流式掃除機は、正常な還流モードでの運転の他
に、時として純吸引モードに切替える必要があることは
発明者の特公平７−２４６４３にてヘッドが床から離れ
たら、還流率を低下して強吸込モードとするか、ヘッド
の流量をＯＦＦとするかの方式を提案している例からも
明らかである。試作の結果、実用上この切替えが必要な
主な場合は、（イ）．大寸法ゴミをヘッド内に誘引する
大ゴミモード時にヘッド前縁をリフトする時、（ロ）．
床面用ヘッドからの流路を外して、隙間ノズル・棚用ノ
ズル等の非床用ノズルを吸引ホースに接続した時、
（ハ）．敷居等の段差を、本体を持上げることなくノズ
ル前縁をリフトして押して越える時、（ニ）・本体と共
にノズルを空中に持ち上げて運搬する時であって、掃除
面種類に対応した細かな還流率の最適化はそれほど重要
でないことが判明した。（イ）と（ロ）は純吸引モード
とし、吸引力最大とすることが望ましく、夫々床面セン
サー、吸引ホースセンサーで自動的に切換えられるのが
望ましい。（ハ）・（ニ）はジェット噴出停止モードで
あればよく、必らずしもヘッドを純吸引モードとする必
要はないが、純吸引モードであってもかまわない。モー
ド種類の増加による複雑化と高価格化の問題を解決した
のが請求項２２で、還流モードと純吸引モードの２種と
した。１０．一般に電磁アクチュエータとしてはモータやソレ
ノイドが用いられる。即応性が必要な時はソレノイドが
広く用いられる。ソレノイドは直流駆動型が一般的で、
コイル抵抗Ωのジュール熱による温度上昇を安全値に留
めるための連続通電電流Ｉ_o（連続印加電圧Ｖ_o＝Ｉ_o
Ω）と、又起動時に大きな力を発生するために短時間
（例えば５秒間）のみ通電可能なＩ_oより十分大きな短
時間電流Ｉ_s（短時間印加電圧Ｖ_s＝Ｉ_s×Ω）とが規
定される。この定格を利用した駆動法で最も安価なもの
として一般に連続通電電流をＩ_oに限流する限流抵抗Ｒ
を経由して直流電源電圧Ｖ_sに接続された大容量コンデ
ンサＣを用い、そのＣの両端に制御スイッチ（Ｓ_F，Ｓ
_H等）を経由してアクチュエータ（コイル抵抗Ω）が接
続される。制御スイッチがＯＦＦの時は、ＣはＶ_sに充
電されているので、スイッチがＯＮになった瞬時はＩ_s
＝Ｖ_s／Ωの起動電流が流され、ＣとΩで定まる時定数
の短時間の間、ほぼＩ_sに近い電流が流れるが、Ｒを通
してのＣへの充動が追いつかず、指数函数的に電流は減
少し、やがて定常連続流Ｉ_o＝Ｖ_s／（Ｒ＋Ω）に落着
く。このような回路は、最初制御スイッチ（床面センサ
ーＳ_F，ホースセンサーＳ_H）がＯＦＦの状態で全系の
電源スイッチＳ_MがＯＮとされ、予じめＣをＲ経由で充
電した後に制御スイッチがＯＮとされた場合は正しく動
作する。しかし、最初制御スイッチがＯＮの状態（例え
ばノズルが床面をはなれて掃除機が保管され、Ｓ_FがＯ
Ｎとなっている）で全系の電源スイッチＳ_MがＯＮとさ
れた場合は、ＣはＶ_s×Ω・（Ｒ＋Ω）の電圧にしか充
電されず、ソレノイドには連続通電電流Ｉ_oしか流れな
く、ソレノイドを起動するに必要な短時間電流Ｉ_sに比
べ、はるかに低いので、Ｓ_FがＯＮであるにかかわらず
ソレノイドは起動しないという問題がある。これを解決
し、制御スイッチのどの様な状態で全系の電源がＯＮに
されても、正しく制御スイッチのＯＮ，ＯＦＦ通りにソ
レノイドが動作する方式が請求項２３である。その作用
は全系電源スイッチＳ_Mを２回路とし、その１回路Ｓ_M2
で、全系電源スイッチＳ_MがＯＦＦ時にはＣに負荷され
る回路を切り離しておき、一方Ｃの充電回路は全系電源
スイッチＳ_MのＯＮ・ＯＦＦに関せず常にＶ_sに充電さ
れるように回路を構成（図８）することによって、Ｓ_F
又はＳ_HがＯＮのままＳ_M即ちＳ_M2がＯＮされた時でも
アクチュエータが作動可能となる。１１．床面以外の隙間掃除等の交換ノズル用として、電
池式小型吸引掃除機を用いることを、発明者は特願平６
−７６１０８で提案したが、実証機に適用すると、電池
式小型掃除機が以外に重く、クロール型のハンドル軽量
化の利点が生かせなかった。そこでホースを利用する方
式（特公平７−４４９１１号に若干例示されている）の
最も簡便な方式を考案したのが請求項２４である。任意
の長さの交換ノズル用ホースの結合端（プラグ）をヘッ
ドとフィルタ間に設けられた被結合部穴（ソケット）へ
単純に挿入することで床用ヘッドから交換ノズルへ自動
的に切り換え可能としたものが請求項２４である。還流
式及び吸引式の双方に適用される。

【００１２】以上の説明で横長還流式について、全て、
Ｙ方向に同様な断面をもつ直方体の例で説明したが、前
縁がほぼ直線状で、後縁の左右端の前後巾や高さがやや
狭く、中央の吸引前室付近で前後巾や高さがやや広い、
テーパ状のヘッド、又角を適宜丸めた形状のヘッド等、
及び本発明の概念による各種の変形も本発明に含まれる
ものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】各請求項に対応した実施例を図を
用いて説明すると共に、その作用と利点をも明らかにす
る。図１は、請求項１乃至１１及び１７の各発明が同時
に実施された例を示している横長還流式ヘッドの構造を
示す図である。図１・Ａは上面図で、右端は図１・Ｃの
Ｚ₃ レベルでの水平断面図となっている。図１・Ｃは図
１・ＡのＹ₁ における垂直断面図で、図１・Ｂは図１・
Ｃの上部構造体１６を除いた下部の上面図で、ゴム質体
１８（ジェット部７、水平弾性部８、衝突緩和バンパー
９よりなる）の上面が見えている。１７は下部１５及び
ゴム１８の開口で、上部吸引前室１９に連通する。

【００１４】右端はＺ₂ レベルでゴム質層１８を切断し
た下部１５の上面を示している。左端はＺ₁ レベルでの
水平断面図で、ジェット部７の断面、前輪１３Ｌの断
面、下部フランジ１１が見えている。１は吸引管、２
（２Ｒ，２Ｌ）は還流管３Ｆ，３Ｂは夫々前方及び後方
吸引口、４はジェット噴出口、７はスリット状ジェット
部、８はジェット部７（７Ｒ，７Ｌ）の上下変位や下端
の前後傾動を許しつつ弾性的に且つ気密を保ちつつジェ
ット部を支持する水平弾性部、９はバンパー、図示例の
１８は請求項１７の実施例で、７，８，９は全て一体的
にゴム質層１８として作られている。構造簡単で、安価
に請求項２，３を実現できる。勿論、７，８，９は分離
されていて、７は硬質材であってもよく、８は板バネ等
であってもよい。図示例ではジェット前室の正圧によ
り、常に８は下方に１５の天井に押されており、８自体
の弾性保持力を補佐している。ジェット部下端のジェッ
ト噴出口４は左右に細長いスリット状開口であるが、勿
論円形・矩形等の左右に短かい開口の列であってもよ
い。７がゴム質の場合は、スリット巾を一定に保つた
め、スリットの左右方向の数ケ所に左右に短かいスペー
サー２０４（図２Ｄ）を設けるとよい。ヘッド外囲側壁
の下端、即ち図１・Ｃで、下部１５の下端にはフランジ
１１が請求項５に従って内側に設けられ、ジェットの噴
出口４からの噴出気流が、ヘッド外に吹き出すのを防止
する。フランジ１１の先端の床面Ｆからの高さは通常
０．５〜２ｍｍ位とされる。ジェット流の中、この部分
に向う流れは１１の先端で上下に振り分けられるので、
１１が内向の時、１１の先端曲率を小にできるので吹き
出しに向うジェット流が低下し、外気からのフランジ下
面での吸引流で打ち消される。フランジ１１の下面は請
求項１の外囲下端基準面で、床面Ｆからの高さが図示ｈ
_pである。ジェット噴出口４の下端は図中１０に示す如
く請求項４によるフランジを前後に有している。このフ
ランジのゆるやかなスロープはじゅうたんの掃除時にジ
ェット部下端がじゅうたんの毛の中にメリ込むのを防
ぎ、ヘッドを前後に移動走査して掃除する時に、じゅう
たんの毛を徐々に倒してジェット部の下を容易に通過さ
せることにより、移動抵抗を減少することができる。さ
て図３・Ｃでは請求項１に示す如くジェット噴出口４の
下端は、外囲下端基準面レベルｈ_pよりも下に床面Ｆに
ほとんど接する位突出している。４の下端の床上高ｈ_j
について、在来の概念を超えて、床との接触を恐れずに
ほとんど床面に接する低さまで種々のｈ_jに対する掃除
能力のデータをとった所、大部分ｈ_pより下でほとんど
床面に近い所に最適のｈ_jがあった。特にＪＩＳ溝砂試
験ではその効果が顕著であった。これが請求項１の背景
である。

【００１５】一方において請求項１の配列はジェット噴
出口４の下端が、床面の凸部に接触する危険性を生じ、
床、又はジェット下端が損傷する危険がある。この接触
において、４の下端が上方に変位又は前後に傾動して、
接触圧を下げるものが請求項２，３である。図１はその
１実施例であるが、その他の例を図２に示す。基本構造
は請求項９の図１でもよく、在来の図１０・１１でもよ
いが、図１の場合について例示する。図２Ａ・Ｂは何れ
もジェット部７が硬質のプラスチック等で作られた場合
で、図２Ａでは７が板バネ２０１とネジ２０２により下
部１５の天井に押しつけられており４の床面接触で、７
全体が矢印で示すように上に押し上られる。図２・Ｂ
は、硬質の７と１５の天井が、円筒状摺動面２０３で結
合されており、４の床面接触で先端４が円筒軸を中心と
して矢印で示すように前後に傾動される。図２Ｃ・Ｄは
ジェット部７の一部がゴム質弾性体（図中、点々部）よ
りなり、その弾性部が変形することにより、先端４の接
床時、Ｃでは硬質の７が矢印で示すように上下に変位
し、Ｄでは弾性材の７の先端４が矢印で示すように前後
・上下に傾動する。Ｄでは先端が容易に変形するので、
特定スリット巾を確保するために７の左右方向数ケ所
に、前後方向に短かいスペーサ２０４が設けられる。勿
論Ｄの７の下部を硬質材とすることもできる。

【００１６】請求項２は７が一体として上下変位、又は
傾動するのみでなく、図２Ｅに示すように７を左右方向
に複数ケのブロック７−１〜７−４に分割して、床に接
したブロックのみが局所的に上下変位・又は傾動するこ
とを提案した。これは図１及び図２・Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄそ
の他に対し適用できる。簡単のために、図２・Ａに適用
し、左右方向に４ケのブロックに分割した場合を図２Ｅ
に例示する。７−１，７−２，７−３，７−４は７を左
右方向に４ケに分割したものである。７−２，７−３の
ブロックでは、スリット巾を保つため、適宜スペーサで
夫々の前側と後側とを結合する。夫々のブロックは各ブ
ロック毎に板バネ２０１−１，２０１−２，２０１−
３，２０１−４と、ネジ２０２−１，２０２−２，２０
２−３，２０２−４とで下部１５の天井に押しつけられ
る。

【００１７】請求項６は図１（請求項９方式）や、図１
０，１１等の横長還流ヘッドに適用できるが、以下図１
への適用例について説明する。図１では上部１６と下部
１５に大別され、その中間にゴム質層１８が挟さまれ、
×印で示すネジで一体に緊締される。上部１６とゴム質
層１８とはジェット前室６を形成している。下部１５の
天井の前後巾のほぼ中間に左右に長い開口が設けられ、
その開口部に１８に一体的に設けられたジェット部７が
下方へ突出的に挿入されている。ジェット前室６へはヘ
ッド左右端に近い場所で図１・Ａの如く還流管２Ｒ・２
Ｌが接続され、ファン後流が導入され一時貯溜された
後、７を経由してその噴出口４からジェットとして噴出
される。その噴出流とフランジ１１の下面より吸引した
外気とは掃除空間５Ｆ，５Ｂを形成し、吸引管１に導び
かれる。請求項６は、この掃除空間５Ｆ，５Ｂと吸引管
１との連通方式に関するもので、掃除空間内での速い流
速と、ヘッド前縁高ｈ_p、更には下部天井高を超える大
型ゴミを吸引前室部で吸引可能とすることが主目的であ
る。

【００１８】ジェット前室６は左６Ｌ，右６Ｒに２分割
され、中央に吸引管１に連通する吸引前室１９が設けら
れ、６Ｌと１９、６Ｒと１９とは隔壁により気流的に遮
断される（図１Ａ）。図１・Ｂに示す如くゴム質層１８
のジェット部７は同じく左右に分割され、７Ｌ，７Ｒに
２分割される。ゴム質層１８及び１５の天井の左右ほぼ
中央に、上記吸引前室と連通する大面積の開孔１７が設
けられる。７Ｒ，７Ｌに対応する夫々の前後の掃除室５
Ｆ・５Ｂの気流は何等の妨害なくこの開孔１７より吸引
予備室１９へ、更に吸引管１へと直結的に吸引される。
このようにして掃除室５Ｆ・５Ｂの気流速度を大きな値
とすることができ、掃除力を高め、且つ開口１７、吸引
管１を通過可能な大型ゴミは、ヘッドをリフトして１７
の下に誘引できれば吸引除去することができる。１７及
び１９の気流断面積は吸引管１の断面積の０．５〜２．
０倍程度、できればほぼ等しいことが望ましい。

【００１９】請求項７，８は図１の１２Ｆ，１２Ｂによ
り実現される。１２Ｆ，１２Ｂは下部１５の前側壁、及
び後側壁が図１・Ｂの如く内側に張出するようにされ、
吸引前室１９に連通する下部吸引前室の前後巾が狭くさ
れ、望ましくはその狭くされた量が、ジェット部の前後
巾にほぼ等しくされ（請求項８）、夫々の掃除室から流
入した気流が下部吸引前室に入った時、その流速が低下
しないようにされる。これは掃除室の高速気流に運ばれ
たダストが下部吸引前室で脱落しないようにするためで
ある。１２Ｆには床面センサーを、１２Ｂには車輪を組
みこむことができる。請求項９の構造は既に述べた説明
で判るように、図１により実現されている。図１に示す
構造の主要部材１５，１６，１８は何れも射出成型・圧
縮成型等で上部、下部別々に作ることができることはそ
の構造図面から自明のことで、量産性に優れ、安価とす
ることができる。１５のフランジは若干型を複雑化する
が、場合によっては更に１５を更に２層に分割し、天井
・側壁部とフランジ・側壁部とに分割し、型抜を容易と
することもできる。

【００２０】請求項１１を請求項９の基本構造に適用し
た例を図１に示す。勿論中央で左右分割されない構造、
図１０・１１等でも同様に適用できる。還流管２Ｌ，２
Ｒが図示の如くジェット前室６Ｌ，６Ｒの夫々左右端に
近い部分に接続される。このようにすると、還流管２よ
り導入された気流は、一時的にジェット前室に貯えられ
ほぼ均一圧となってジェット部７に印加され噴出口４を
でるジェット流速分布は、左右方向でほぼ均一となる
が、還流管接続部付近では若干圧力が高く噴出流速を高
くすることができる。ヘッド両端では吸引も弱く、掃除
効率が低いが、その両端での効率低下を補償することが
できる。

【００２１】請求項１２を図１に実施した例を図３に示
す。図３Ａは正面図、図３Ｂは図３ＡのＹ₄ 垂直断面
図、３０１はマイクロチャンネル壁の機能を果す、一般
に洋服用系ゴミを除去するために用いられる所謂エチケ
ットブラシ又はこれと同等のものの切片である。フラン
ジ１１に図示の如く接着される。エチケットブラシの毛
先はヘッド内側に向けられ、じゅうたん上の糸ゴミや、
毛髪等が走査時に掃除空間側に梳きとられるように又ゴ
ミが内側に入るようにされる。紙や、薄ビニール等が吸
着で浮上り、フランジに設けられたマイクロチャンネル
壁（請求項１３で説明の下方突出部）に接した時、その
壁がエチケットブラシであれば、薄シートには多数の毛
先が接触し、実験ではプラスチックや金属よりも薄ビニ
ールに対する摩擦係数が低く、良好な走行性を示す。貼
付ピッチａ．壁ブラシ巾ｂとするとｂ／ａは貼付率とな
る。ｂの絶対値、及びｂ／ａには最適値がある。ｂ及び
ｂ／ａが大きすぎると、じゅうたん上の走行抵抗が増大
する。ｂ／ａが小さすぎると、壁の間に薄シートが入り
こみ吸着力を増し、走行性を下げる。この場合には壁間
にも図３・Ｃ−４の如く床面よりの高さが、壁部よりも
上になるようにエチケットブラシ３０２を貼り付けるこ
とができる。エチケットブラシの毛先のブラシ壁部と壁
間の相対高さは、毛の長さ、毛の倒れ剛性その他を考慮
して図３・Ｃ−１，Ｃ−２，Ｃ−３の如く適宜調整され
る。

【００２２】請求項１４の実施例を図４に示す。基本的
には図１と同様、請求項９に基づいた構造で上部１６、
ゴム質層１８（ジェット部７、気密弾性部８、バンパー
９）及び下部１５（外円筒２５Ｌ，２５Ｒを含む）より
なり、更に図１のジェット部７より後半が回転ブラシ部
により置換されている。なおジェット部前半をも置換し
てよいことは勿論である。この回転ブラシ部のみを独立
させ、吸引管をつければ、吸引式回転ブラシ付掃除機と
なり請求項１３の１実施例となるので請求項１３の説明
と作用・利点等について図４で併せて説明する。

【００２３】図４Ａは図１Ｂに対応する図で、同様に上
部１６が除かれており、ゴム質層１８（７，８，９）の
上面が見えている。左端付近は１８を除いた下部１５の
上面が見えている。図４Ｂ、図４Ｃは、夫々図４ＡのＹ
₂ 及びＹ₀ における垂直断面図であり、見やすいように
上部１６を若干浮上らせて図示している。図１と異なる
部分を説明する。下部１５の天井は、前半分は平面であ
るが、後半分は半円筒状の隆起を持ち、その半円筒は下
へ延伸して、請求項１４の外円筒を形成している。２０
は回転ブラシ軸で請求項１４の内円筒である。２０の表
面に、図示例では４ケの翼片２１，２２，２３，２４が
植込まれている。翼片の材質は、在来吸引式掃除機に使
用されている軟弾性体や植毛列とされる。翼片先端は外
円筒内面にすれすれに接するか、僅か離れているように
されて、翼片先端と外円筒内面間の円周方向通気性を極
力小とする。内円筒と翼片は一体として図４・Ｂ矢印の
方向に回転される。簡単の為、回軸機構は図示を省略し
てあるが、在来と同様小型モータ、又は気流（吸引・又
は還流）で駆動されるタービン等によりゴムベルト等を
経由して回転される。回転ブラシ部は左・中・右の３部
に分割され、夫々の間は隔壁２６で仕切られ、その隔壁
は下・前方に扇形に拡がる（５Ｂで図示）開口を有し、
この開口で左と中、中と右とが連通している。中央部は
下部吸引前室の後半であり、図１の場合と同様な下部吸
引前室と一体となり、開口１７を経由して上部吸引室１
９に連通し、更に吸引管１に連通する。図示例では翼片
はｍ＝４ケで、夫々大約θ_O＝３６０／４＝９０°で離
隔し、夫々の翼片は円周方向に捻られている。例えば左
側回転ブラシ部では断面Ｙ₂ での翼片２１Ｌは図４Ａの
点線２１で示す如く内筒２０の下側を捻れて、中央部に
近い端では図４Ｃに示す２１Ｒと同じ位置となる。即ち
請求項１５が実現されている。これは翼片２１とジェッ
ト部７とで形成される掃除室空間が左（又は右）端より
中央に近づくにつれて広くなる構造で、断面積がジェッ
ト流や吸引流の流量に比例することとなり、流速がほぼ
一定に保たれて、スムーズに掃除室を通過し吸引前室に
連通される。外円筒２５の下面ではほぼθ_O（ｎ＝１）
に対応する開口３Ｂが設けられる。この開口は内筒２０
とほぼ平行に左右に長いが、翼片２１と同様に捻ること
ができる。図示翼片位置では、翼片２１Ｌ，２２Ｌ，内
筒２０外面と掃除面とが形成する第１の空間、及び翼片
２４Ｌ・２１Ｌ，内筒２０，外筒２５Ｌ及び掃除面とが
形成する第４の空間との２つが、左側回転ブラシ掃引空
間を形成し、隔壁２６の開口（５Ｂに相当）から中央の
下部吸引前室に連通する。他の翼片２２Ｌと２３Ｌと、
内筒外面と外筒内面とで形成される第２空間、及び翼片
２３Ｌと２４Ｌと内筒外面と外筒内面とで形成される第
３空間とは隔壁２６に開口がなく、中央の下部吸引前室
に連通せず、内部気流はほとんど動かない。この様にし
て掃除室として高速気流の存在する第１空間と第４空間
の合計断面積は、在来の回転ブラシ気流流路を断面に比
して狭いので十分な高速が得られ、翼片で掃除面から遊
離したダストを損失なく運搬吸引することができる。こ
れが請求項１３の主目的で、この方式を還流式に適用し
たのが請求項１４である。またこの合計断面積は請求項
１６の如く、前部掃除室５Ｆの断面とほぼ等しく（０．
５〜３倍）されることが望ましい。中央下部吸引前室で
は、気流を妨害しないように翼片が除かれた軸２０が露
出している。この部分の軸２０の外径は必要に応じて小
とし、気流妨害を低減することができる。又、下部吸引
前室の断面積が必要以上に過大となるのを避けるために
同室の軸２０より後方は充実部２７とされる。この部分
を利用して図示例では車輪１４が設けられている。

【００２４】請求項１８について説明する。発明者によ
る前記特公平７−４４９１１では還流率を９８％〜６０
％とした。その目的はヘッド周辺を吸引モードに保ち、
且つファンモータを冷却するためであるとした。即ち放
出率２％〜４０％に相当する放出流量Ｑ_Eは外気に放出
されるが、同じ流量Ｑ_Eの新しい外気がヘッド周辺から
新たに吸引されることがその原理である。

【００２５】今回の実証機試作において、放出率２％で
はヘッド周辺を弱吸引モードにすることは可能である
が、困難な技術的制約を伴なうことが判明した。即ち、
ジェット噴出の不均一性や、ジェット部の端付近の不均
一性、ヘッド外周側壁の不均一性（車輪・マイクロチャ
ネル壁・等）、及び掃除室内のジェット気流と吸引気流
との混合状況・混合比、等により、局所的にジェット気
流の外部吹き出し力が異なるため、この局所的バラツキ
を十分カバーして、ヘッド全周を吸込モードとするには
放出率１０％（還流率９０％）程度が必要であることが
判明した。

【００２６】又、ヘッド周辺の綿ゴミ・紙ゴミ等で、ヘ
ッド外周（特に前縁）下端の床面上高ｈ_fよりも寸法的
に大きいが、変形可能なため、吸引によってｈ_fを通過
し得るようなゴミを、大ゴミモードとして前縁をリフト
することなく、正規モード（還流）のままヘッド内に吸
引掃除するためには、更にヘッド周辺の吸引力を高め中
吸引モードとする必要性が見出された。又、ファンモー
タ捲線温度を、入力電圧１１０Ｖ，ゴミ袋のゴミ集積量
満杯、且つ外囲温度が夏季３５℃の最悪条件に於て、安
全規格値（Ｅ種絶縁にて１１５℃）以下に若干の余裕を
もって保ち、且つなるべく還流エネルギーを有効に利用
するためには、放出率は１５〜４０％（還流率８５〜６
０％）程度が適当なことが判明した。請求項１８はこの
結果で更に還流率の数値限定をするものである。

【００２７】請求項１９について、バイパス型ファンモ
ータの代表的構造を図５・Ａに例示して説明する。５０
２はモータ回転子・５０３はモーター固定子で、夫々に
は図示を省略した捲線が捲かれている。一般にその回転
軸に直結して仕事用ファン５０１と冷却用ファン５１７
が設けられ高速で回転する。仕事用ファン５０１は渦巻
翼遠心型のものが多く、吸込口５０５から吸引された空
気は翼片と遠心力とで加速・加圧されて周辺から半径方
向に放出され、周辺に設けられた流路５０４を経由して
出流口５０６から出力される。この流量Ｑ_Oが仕事流で
ある。一方この仕事流の流路とは気流的に遮断されてモ
ータ冷却流路（流量ｑ_c）が設けられる。ｑ_cは冷却用
ファン５１７によって外気をモータの他端の穴５０９か
ら吸入し、回転子５０２・固定子５０３の隙間を通過
し、捲線や鉄芯を冷却し放出口５１０から放出される。
この様にＱ_Oがｑ_cから分離されているため、Ｑ_Oの温
度上昇は自らの断熱圧縮によるもののみとなり僅かとな
る。

【００２８】このバイパス型ファンモータを還流方式掃
除機に用い、吸引及び還流用にこの仕事流Ｑ_Oを用いる
と、在来のダイレクト型ファンモータが吸引流Ｑ_Oを１
００％冷却に用いているため、ファン後流が著しく温度
上昇され、更に還流により繰り返し加熱される問題点を
解決することができる。しかしバイパス型は、構造複雑
で部品が多く、高価・大型となり、又、仕事流出力管の
方向が使用に不便、等の欠点がある。

【００２９】試作実証機では、ファン後流の放出率２０
〜３０％で温度上昇は前述の最悪条件で許容安全範囲内
であったが、機器外皮の温度はなるべく低い方が使用者
の体感上望ましく、且つ還流の有効利用のためにも低い
放出率（高い還流率）でも温度の上昇の少ないことが望
ましいので、若干の欠点にかかわらずバイパス型の使用
を正当化する理由となっている。

【００３０】請求項２０は、在来のダイレクト型ファン
モータの僅かな改良で、バイパス型に近づけることによ
り、両者の利点を併存し、両者の欠点を除くものであ
る。この実施例を図５・Ｂに示す。図５Ａとの差は、冷
却ファン５１７がなく、冷却流路は別系統とされていな
い。渦巻翼遠心ファンの周辺からの半径方向出力流はｑ
₁ とｑ₂ とに分流され、複数の穴５０７からはファン直
接出流ｑ₁ が出力され、残りはモータを冷却して冷却出
力流ｑ₂ が出力される。（以下分流ダイレクト型と呼
ぶ。）一方在来の吸引型掃除機に用いられているものは
所謂ダイレクト型で、図５・Ｂの穴５０７が塞がれてい
る場合に相当し、全量Ｑ_Oがモータを冷却して出力され
る。このため出力流はモータ発熱により加熱される。分
流ダイレクト型のｑ₂ は、ｑ₂ ＜Ｑ_O故、当然乍らダイ
レクト型出力流より温度が高く、逆にｑ₁ はほとんど温
度上昇がない。

【００３１】さてこの分流ダイレクトファンモータを還
流式掃除機に使用するには図５・Ｂの点線で示す流路と
する。ｑ₂ はｑ₁ と分離した流路５１２を流れ分岐翼５
１５を有する分流部で、放出流路５１４（流量Ｑ_E）と
還流路５１３（流量ｑ_2R）に分かれる。ｑ_2Rはｑ₁ と合
流混合されて流量Ｑ_Rとなり還流出力路５１６から出力
される。Ｑ_O＝ｑ₁ ＋ｑ₂ ，ｑ₂ ＝Ｑ_E＋ｑ_2R，Ｑ_R＝
ｑ₁ ＋ｑ_2Rである。

【００３２】この方式の在来ダイレクト型と比較した利
点は、同一のＱ_O，Ｑ_E，に対してこの方式の方がＱ_E
の温度が高く、外部へ放出する熱エネルギーが多く、還
流Ｑ _Rの温度がより低く、還流で繰返し循環されると、
入力流Ｑ_Oの温度が低く、よりモータからの熱除去が多
くなり、長時間平衡後のモータ捲線温度・循環流温度・
機器外皮温度がより低いことである。又分流ダイレクト
ファンモータは、在来のダイレクトファンモータに図５
・Ｂで５０７に示す複数ケの穴を設けるだけであるか
ら、構造の簡易性・安価性は全く変らない。穴５０７の
寸法・ケ数・弁翼５１５の開度は最適に調整することが
できる。

【００３３】請求項２１の実施例を図６に示す。６０１
はヘッドとフィルタ・ファンモータ等を含む主体であ
る。主体は還流式であってもよいし吸引式であってもよ
い。ヘッドと主体とが一体とされたアプライト型・クロ
ール型において本請求項は適用されるが、実施例はクロ
ール型で説明する。６０２はハンドルであり、６０３は
ハンドルと主体の結合具である。ハンドルは６０５を摺
動面として左・右に回動可能であり、同時に６０３の主
体との結合軸６０４の回りに上・下に傾動可能である。
このハンドル（クロール型）、又はハンドル＋主体（ア
プライト型）の上下傾動及び左右回動を含む結合方式
は、在来の吸引式には具体的設計に差はあっても全機種
に見られるもので、還流式でも必要な方式である。図６
・Ａ，Ｂはハンドルの回動が中正位で、傾動が正常中正
位（点線で示す）の時、及び正常中正位の下限位（実線
で示す）の時が併せ図示してある。θ₁ は正常な傾動角
の範囲である。Ａは側面図、Ｂは上面図である。図６
Ｃ，Ｄはハンドルの傾動が正常中正位のまま、ハンドル
が左へ９０°水平になるまで回動された（捻じられた）
時が図示されている。

【００３４】本請求項によれば、ハンドルが中正回動角
の時（図６・Ｂ）に、結合部の若干後方で下方に突出す
る床との摺動面を有する突起、又は下方に突出する車輪
（図示例は車輪）６０６が設けられる。ハンドルが下へ
傾動され、６０６が床に接した角度が、正常傾動角θ₁
の下限である。これ以上ハンドルを下方にθ₂ の範囲に
傾動すると、接床した６０６下端を支点として６０１全
体が、又は６０１のヘッド前縁が浮上る（リフト）。こ
のリフトは、正常傾動角ではヘッド前縁の下を通過し得
ない大型ゴミのヘッド内取りこみや、前縁に衝突して乗
り越えられない高い段差を僅かハンドルを下傾して押す
ことで軽く乗り越えることを可能とする。又、図６Ｃ，
Ｄの如くハンドルを左（右）に回動すると、突起６０６
はハンドル根元の右（左）側に向くので床に接床しな
い。この回動位ではハンドルは任意の角度に傾けること
ができ、図示の姿勢では低い机や棚の下へ、ハンドルが
邪魔することなく６０１を奥深くまで挿入し、床面の掃
除を行うことができる。図１２Ａ，Ｂに同様原理による
他の実施例（請求項２１）を示す。アプライト型ではヘ
ッド部に、クロール型では主体に、何れも結合部傾動軸
６０４より後方にハンドルの突起６０６との接触部６０
７が設けられ、ハンドルが後下方に傾動され、その角度
が下限θ₁になると突起６０６は接触部６０７に接触
し、その接触点と傾動軸６０４間の距離をアームとする
回転モーメントにより、ヘッド又は主体が回転され、ヘ
ッド前縁は後車輪軸を支点として（図１２Ａ）又は車輪
を有しない時は、ヘッド又は主体の後下端６０８を支点
として浮上がる（図１２Ｂ）。後車輪を有する時は、後
方車輪が支点を支えており、前縁をリフトしたままで容
易に走行できるので、突起６０６は車輪を必要としな
い。ハンドルが回動され捻られていると、突起６０６が
接触部６０７に接触せず、ハンドルを水平にまで傾動し
得ることは突起６０６が直接接床する場合と同様であ
る。

【００３５】請求項２２は還流式掃除機の動作モードを
正規還流モードと純吸引モードとの２モードに単純化
し、操作の簡易化と、構造制御の簡易化、結果としての
低価格化を目的とする。純吸引モードは次の条件、１．掃除ヘッド（又はその前縁）が床から離れ床面セン
サーＳ_Fが作動（ＯＮ）した時、即ち大ゴミ吸引時や高
い段差乗り越えでヘッドリフト時及び掃除全体を持ち上
げて運搬時等、又は２．交換ノズル使用時、吸引ホース着脱をホースセンサ
ーＳ_Hで検出し交換ノズルモードを検出した時、にて、
自動的に実行される。条件が解除されれば自動的に還流
モードに復帰される。

【００３６】上記のモード切換は切換弁７０９（図７）
によって行われる。図７により説明する。７０１は横長
還流式ヘッドで、床面センサーＳ_Fが設けられている。
Ｓ_Fはリフトした時ＯＮを出力する。７０２は一端にヘ
ッド吸引管が結合され、他端には吸引管７０４のノズル
側端部７０３の着脱可能な被結合部で、７０３の着脱を
検出するマイクロスイッチがホースセンサーＳ_Hとして
設けられ、Ｓ_Hは７０３が脱の時ＯＮを出力する。７０
３には任意の交換ノズルが装着可能である。７０６はフ
ィルタ、７０７はファンモータ、７０８は還流率調整用
放出口、７０９はモード切換弁の弁翼で、図示実線の位
置では還流は外気と遮断され、還流管７１０を経由して
ヘッドに供給される。もしＳ_F又はＳ_Hの何れか（Ｏ
Ｒ）のＯＮ出力で、図示されない電磁ソレノイド等のア
クチエータにより、弁翼が点線の位置に回転されると、
ヘッドへの還流路は閉塞され、全還流は７１１の穴から
外気に放出され、純吸引モードとなる。クロール型等、
吸引管７０４が短小な時は、図９の如き別の交換ノズル
用ホース９０４を用い、結合端９０５を、本体の流路に
挿入して使用するとよく、請求項２４の実施例で詳述す
る。この場合、ホースセンサーＳ_Hは、挿入された時Ｏ
Ｎを出力する。

【００３７】次に請求項２３の実施例を図８により説明
する。図８は図７の還流式掃除機の全電気回路を示して
いる。Ｌは電磁アクチエータで、具体的にはコイル抵抗
Ωの直流ソレノイドである。交流１００ＶＡＣはコード
・リール８０１を経由し、フューズ８０２を経由して整
流回路８０３により直流出力が得られる。電源スイッチ
Ｓ_Mは２回路ＳＭ₁ 及び、ＳＭ₂ のスイッチを有し、手
動により連動して開閉される。Ｓ_Hはホースセンサース
イッチで、ホースが交換ノズル使用状態にされるとＯＮ
になる。Ｓ_Fは床面センサースイッチで、ヘッドがリフ
トした時ＯＮとなる。８０４はファンモータでＳＭ₁ に
よりＯＮ−ＯＦＦされる。

【００３８】Ｓ_H，Ｓ_FのＯＮ−ＯＦＦの如何にかかわ
らず、ＳＭ₂ がＯＦＦの時は、整流直流出力は限流抵抗
Ｒを経由して大容量Ｃを交流１００Ｖの最大値約１４０
Ｖに充電する。ＳＭ₂ がＯＮにされた時、Ｓ_H，Ｓ_Fが
ＯＦＦの時即ち床面ヘッドが正規還流モードにある時は
ソレノイドは動作せず、モード切換弁は還流モードにあ
る。しかし、ヘッドが浮いている時、掃除機が横に倒さ
れている時等（Ｓ_F＝ＯＮ）、又は交換ノズルにされて
いる時、（Ｓ_H＝ＯＮ），に電源スイッチを入れた時
（ＳＭ₂ ＝ＯＮ）は、ソレノイドには１４０Ｖの直流が
印加され、起動電流Ｉ_S＝１４０／ΩがＣから供給され
る。１４０Ｖで規定Ｉ_SとなるΩのソレノイドが選ばれ
る。しかし限流抵抗ＲのためにＣの充電が不足するの
で、Ｃの電圧は指数函数的に急速に低下し、やがてＡＣ
１００Ｖの実効値１００Ｖを（Ω＋Ｒ）で除した定常電
流となる。この定常電流が、ソレノイドの連続通電可能
値Ｉ_OになるようにＲの値が選ばれる。このようにして
ソレノイドＬは強い初期力で駆動され、その後は駆動後
状態を安全に保持する。このようにして問題点１０が解
決される。

【００３９】請求項２４の実施例を図９に示す。図７の
ようなアプライト型では、吸引管７０４が十分な長さを
有するので、７０４のヘッド側７０３を７０２から引抜
いて、交換ノズルを７０３に結合して使用することがで
きる。しかし図６に示すクロール型では、ヘッドとフィ
ルタ室とを連結するホースは短かく、交換ノズルを図７
のように接続しても、ホースが短かすぎて使用に適しな
い。又、ホースでなく剛な配管でヘッドとフィルタ室が
結合される場合も多い。この問題点を解決するものが請
求項２４である。

【００４０】図９の９０１はヘッドが９０２側に、フィ
ルタ室が９０３側に接続される剛なる流路配管の１部
で、扉９０７で図９・Ａの如く外気と遮断された穴（ソ
ケット）を有する。９０４は交換ノズル用ホースで一端
９０６には交換ノズル例えば隙間用ノズル９０９等が結
合され、他端９０５は上記本体の流路への結合端（プラ
グ）である。プラグ９０５は図示の如く左側は側面を残
存するが、右側は側壁が除かれホースに連通する開口が
設けられている。プラグ９０５をソケットに挿入するに
は、扉９０７を９０５の下端で押すことにより９０８を
軸として図９・Ａの矢印に示す方向に扉を回転して開
き、９０５を図９・Ｂの如く挿入する。プラグの残存側
壁及び回転した扉９０７は、ノズル側流路９０２を閉塞
し、プラグの開口はフィルタ側流路９０３に連通する。
すなわち単純なプラグ９０５のソケットへの挿入動作の
みで、床面ヘッドと交換ノズルとの流路切換が行われ、
使用者の取扱簡便で、安価な構造となる。プラグを抜去
すれば、扉は図示されないスプリングで図９・Ａの状態
に戻される。プラグ及びソケットの断面は円形でも矩形
でもよい。又、フィルタ側流路が９０９側に９０２とほ
ぼ直角であり、９０３が閉じられている構造とすると、
プラグ９０５は端面のみが開口し、側壁は全周残存して
いる構造とすることができる。

【００４１】交換ノズルを使用するためにプラグがソケ
ットに挿入されると、ホースセンサーＳ_H（マイクロス
イッチ）が作動し、ＯＮを出力する。

【００４２】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、小
型化、軽量化、省電力化でき、溝砂除去、じゅうたん砂
除去、糸ゴミ、壁隙砂除去、薄物非吸着を防止し、昇温
を防止し、フィルタのゴミ集積による劣化を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１〜１１、１７を実施した横長還流式ヘ
ッドの構造を示し、Ａは１部断面とした平面図、ＢはＣ
のＺ₁ ，Ｚ₂ ，Ｚ₃ の各断面の各一部を示す図、ＣはＡ
のＹ₁ 線断面図である。

【図２】Ａ乃至Ｄは請求項７，８を実施した横長還流式
ヘッドの断面図、Ｅはその一部の斜視図である。

【図３】Ａは請求項１２を実施したヘッド下部の正面
図、ＢはそのＹ₄ 線断面図、Ｃはそのフランジ部の構造
図である。

【図４】請求項１３の回転ブラシ部を還流式ヘッドに適
用した請求項１４乃至１７の構造を示し、Ａは一部断面
とした平面図、ＢはＡのＹ₂ 線断面図、ＣはＡのＹ₀ 線
断面図である。

【図５】Ａは、請求項１９のバイパス型ファンモータの
原理図、Ｂは請求項２０を実施した分流式ダイレクトフ
ァンモータと、それを用いた還流式の流路図である。

【図６】請求項２１を実施した動作原理を示し、Ａはハ
ンドル６０２の上下傾動状態の側面図、Ｂはその平面
図、Ｃはハンドル６０２の左右回動状態の側面図、Ｂは
平面図である。

【図７】請求項２２を実施したアプライト式還流掃除機
の構成図。

【図８】請求項２３の原理を示す回路図。

【図９】請求項２４を実施した交換ノズル用プラグと、
本体流路に設けられたソケットの一実施例の構造を示
し、Ａはホースを抜いた状態の断面図、Ｂはホース挿入
状態の断面図である。

【図１０】従来の還流式ヘッドの断面図。

【図１１】従来の他の還流式ヘッドの断面図。

【図１２】請求項２１の他の実施例を示す側面図。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】還流式掃除機において、その掃除ヘッド
の走査方向をＸ（前方が＋Ｘ），Ｘに垂直で掃除面に平
行な方向をＹ（前方を向き左側を＋Ｙ），ＸＹに直交し
上方を＋Ｚ方向とした時、その掃除ヘッドが下記ａ〜ｄ
の構造を有するヘッド（以下横長還流ヘッドと呼ぶ）で
あり、ａ．掃除ヘッドはほぼＸ方向に短かい前後巾Ａと、Ｙ方
向に長い左右巾Ｂと、高さＣの直方体状であり、その掃
除面に対向する下面にはほぼ前後巾ａ，左右巾ｂの矩形
状の掃除用開口が設けられ、ｂ．掃除ヘッド外囲の上面及び／又は側面の一部に、吸
引管及び還流管の結合口が設けられ、ｃ．掃除ヘッド外囲の側壁の下端は、車輪・植毛等の付
加物や、部分的な凹入・突出等を有するが、概ね掃除面
に平行な基準的平面上にあり、その基準下面は車輪や突
出部等により掃除面より特定の高さｈ_pに保持され、ｄ．掃除用開口の前後巾ａのほぼ中央に、ほぼＹ方向に
長いスリット状、小孔の列状、等のジェット噴出口を有
するジェット部が設けられ、その噴出口下端は、一部の
凹凸は別としてほぼ掃除面に平行な仮想面上にあり、且つ、その横長還流ヘッドが特に下記ｅ．の構造を有す
ることを特徴とする還流式掃除機、ｅ．上記ジェット噴出口下端面が、上記ヘッド外囲下端
基準面より下方、即ち掃除面に近く設置される。
【請求項２】請求項１の掃除機において、左右に長い
ジェット部が、その下端が掃除面の凸部に接触した場
合、ジェット部が一体として全体的に、又は予めジェッ
ト部を左右方向に複数に分割しておくことにより、接触
した部分のみが局所的に、上方へ変位、及び／又は変形
するか、その接触下端が走査方向と逆方向に変位及び／
又は変形されて傾く構造を有することを特徴とする。
【請求項３】請求項２の掃除機に於てジェット部又は
その少くとも一部がゴム質の如き易変形弾性体で形成さ
れ、ジェット部自体が変位・変形機能を兼有することを
特徴とする。
【請求項４】請求項１乃至３の何れかの掃除機におい
て、ジェット噴出口下端が、噴出口より離れるにつれて
ゆるやかに上方に曲がるフランジ部を有し、ヘッド走査
時じゅうたんの毛をゆるやかに順次傾斜させて下端を通
過させる構造を特徴とする。
【請求項５】請求項１の掃除機において、ヘッド外囲
側壁下端に、ヘッド内側に延伸するフランジ（一部は外
側へ延伸していてもよい）を有することを特徴とする。
【請求項６】掃除ヘッドが横長還流式であり、そのジ
ェット部が左右方向に少くとも２分割され、その分割部
は空間の吸引前室とされ、その吸引前室付近のヘッド外
囲に吸引管結合口が設けられていることを特徴とする還
流式掃除機。
【請求項７】請求項６の掃除機に於て、前述の吸引前
室近傍の掃除ヘッド前後壁間巾が、ジェット部のある掃
除ヘッド前後壁間巾より狭くされていることを特徴とす
る還流式掃除機。
【請求項８】請求項７の掃除機に於て、その狭くされ
ている巾がジェット部の前後方向巾にほぼ等しいことを
特徴とする還流式掃除機。
【請求項９】横長還流式ヘッドを有する還流式掃除機
に於て、その横長還流式ヘッドが下記の構造を有するこ
とを特徴とする還流式掃除機。ａ．掃除ヘッドが下記の上部及び下部の２層に構成さ
れ、両者はほぼ気密に機械的に結合され、かつ分離し得
る構造とされ、ｂ．上部は天井・側壁を有し、その下面はジェット部へ
の給気用に大部分開口されて、ジェット前室を構成し、
そのジェット前室のほぼ左右端付近夫々の天井及び／又
は側壁に還流管結合口が設けられ、ファン後流が還流さ
れてジェット前室に給気され、一時貯溜されて更にジェ
ット部に給気され、又、そのジェット前室はほぼ左右の中間に於て２分さ
れ、その分割部に隔壁によりジェット前室と通気遮断さ
れた吸引前室用空間が設けられ、その空間の天井及び／
又は側壁に吸引管結合口が設けられ、ｃ．下部は天井・側壁を有し、下面は掃除面に対向して
開口され、上部の左右に２分されたジェット前室に対応
する天井は、その前後巾のほぼ中央に左右に長いジェッ
ト部が夫々設置され、ジェット部は上下に通気する開口
を有し、下端にジェット噴出口を形成し、ｄ．下部側壁内面と、左・右のジェット部外面と、左・
右のジェット前室に対応する天井と、掃除面とで形成さ
れる左・右の空間は、噴出ジェット気流と、側壁下面か
らの吸引気流とが流れ、掃除作用を有する掃除空間であ
り、上部の吸引前室に対応する下部の天井は、広い開口を有
し、上部吸引前室と連通して下部吸引前室を左右の掃除
空間の間に形成し、下部吸引前室は、左・右の掃除空間
とほぼ無隔壁で通気される。
【請求項１０】請求項９の掃除機において、掃除ヘッ
ドの上部及び／又は下部は、金型成形上、型抜のために
必要に応じ更に層状に分割されたことを特徴とする。
【請求項１１】還流をほぼ２分し、ジェット前室のほ
ぼ左右両端付近に給気することによりジェット噴出口で
のジェット気流の流速の左右方向分布が、噴出口の左右
両端部でその他の部分よりも速くなる如く構成されたこ
とを特徴とする還流式掃除機。
【請求項１２】掃除ヘッドが横長還流式であり、その
外囲の少くなくとも前・後の側壁が下端にほぼ水平なフ
ランジを有し、そのフランジに薄物吸着防止用マイクロ
チャンネルが設けられ、そのマイクロチャンネル壁下面
としてヘッド内側方向に先端が傾斜した植毛を有する布
を用いたことを特徴とする還流式掃除機。
【請求項１３】掃除ヘッドが回転ブラシを有し、且つ
下記の構造を有することを特徴とする還流式又は吸引式
掃除機。ａ．Ｙ方向の軸を中心に回転する左右に長い円筒状体
（以下内円筒と呼ぶ）と、その中心軸を共有する左右に
長い外部固定円筒殻（以下外円筒と呼ぶ）と、その両者
の間にあって回転内円筒に植えられたｍケの、半径方向
に突出する左右に長い弾性板・植毛列等で形成された翼
片（ブレード）とを有し、その翼片の半径方向先端が、
外円筒内面に僅か接するか、微少間隔を有する様にさ
れ、ｂ．上記ｍケの翼片は、中心軸回りの全周角３６０°を
ほぼ均等にｍケに分割する角度θ_o（≒３６０／ｍ°）
で相互に離隔し、内円筒上にほぼ中心軸と平行に、必要
に応じて適宜円周方向に捻られて付設され、ｃ．固定外部円筒殻は、その下部にほぼθ_oの整数ｎ
倍、即ちｎθ_oの中心角に対応する前後巾で、且つ左右
に長い掃除面に対向する開口を有し、その開口は必要に
応じ翼片と同じ方向と角度に捻られ、その開口部では、掃除ヘッドがじゅうたん上に置かれた
場合、翼片先端がじゅうたんの毛に接触され、ｄ．内円筒及び／又は翼片は、左右方向に少なくとも２
分されて左右の回転ブラシ部を形成し、その分割部分間
は吸引前室とされ、吸引前室内では回転ブラシ翼片を無
くするか、又は翼片先端までの中心軸からの半径を少と
するか、外径を少とされた内円筒かの回転ブラシ部を有
する構造とされ、ｅ．回転ブラシ部の翼片により分割されたｍケの内・外
円筒間空間の中、相隣る翼片と内円筒外面と外円筒内面
とで形成される空間は上記吸引前室に連通されず、外円
筒下面開口部で相隣る翼片と内円筒外面と外円筒内面
と、更に掃除面とで形成される空間は、上記吸引前室に
連通され、回転ブラシ部の掃除空間を形成する如く、上
記左右回転ブラシ部と吸引前室との境界に設けられた隔
壁が開口される。
【請求項１４】横長還流式ヘッドに於いて、前後巾の
ほぼ中央に位置するジェット部の、前方掃除室・又は後
方掃除室の少くとも一方が、請求項１３の回転ブラシに
よって置換されたことを特徴とする還流式掃除機。
【請求項１５】請求項１４の掃除機において、請求項
１３のｂ．に述べた翼片の捻りの方向が、翼片が掃除面
に接触した時、掃除面上でジェット部と該翼片との間隔
が、ヘッド両端で狭く、中央の吸引前室で広くなる方向
であることを特徴とする。
【請求項１６】請求項１４の掃除機において、翼片の
回転位置によって、ジェット噴出気流及び／又は吸引気
流が、吸引前室に連通する掃除空間は、ジェット部と翼
片と内円筒外面と掃除面で形成される空間と、相隣る翼
片と内円筒外面と外円筒内面と掃除面とで形成される空
間とよりなり、（此等を総合して回転ブラシ部掃除空間
と呼ぶ）ジェット部前方及び後方の掃除空間のＹ軸に垂
直な断面積が互にほぼ等しく（０．５〜３倍）されたこ
とを特徴とする。
【請求項１７】請求項９，１１又は１４の掃除機に於
て、上部及び下部の間にゴム質等の弾性層を設け、該弾
性層にジェット部が一体的に付設され、請求項２，３の
弾性変位・変形の機能を果すと共に、その前後左右外端
が上部及び下部の外壁より外部に延伸し、掃除ヘッドの
走査時に、種々物体に接触した場合の緩衝機能を有する
バンパーを形成すると共に、上部及び下部を一体に緊締
した時に、ジェット前室、吸引前室、掃除室、回転ブラ
シ室、ヘッド外気等間の気密パッキングの機能を持つよ
うにした構造を有することを特徴とする還流式掃除機。
【請求項１８】還流率を８５％以下６０％以上とする
ことを特徴とする還流式掃除機。
【請求項１９】ファンモータとして仕事気流の流路
と、モータ冷却用気流の流路とが相互に遮断されたバイ
パス型ファンモータを使用し、その仕事気流を還流に用
いたことを特徴とする還流式掃除機。
【請求項２０】ファンモータとして吸込口から吸込ま
れた仕事流が直列的にモータ内部を通過してモータを冷
却するダイレクト型ファンモータを使用し、そのファン
出力流量を２分する如く、ファン出力よりモータ部入口
への中間にファン出力孔を設けて得られるファン直接出
力流とモータ経由のモータ冷却に利用した冷却出力流と
を設け、還流放出気流は該冷却出力流から採られ、還流
利用流は主としてファン直接出力流及び必要に応じ冷却
出力流の一部を加えて利用される如くされた還流式掃除
機及びそのファンモータ。
【請求項２１】掃除ヘッドが床上に、フィルタ・ファ
ンモータよりなる主体と主体に連結されるハンドル（以
下総称してハンドル部と呼ぶ）とが床に直立的に支持さ
れ、掃除ヘッドと主体とは、主体を上下に傾動可能な、
且つ主体を捻ることで左・右に回動可能な結合部で結合
されるアプライト型還流及び吸引式掃除機において、及
び、掃除ヘッドと主体とが結合されて床上にあり、同じ
く傾動・回動可能に主体に結合された床に直立的なハン
ドル部を有するクロール型還流及び吸引式掃除機におい
て、下記ａ及び／又はｂの構造のヘッドのリフト構造を
有することを特徴とする還流式又は吸引式掃除機。ａ．上記結合部の若干後方に、ハンドル部が捻られてい
ない中正回動角にある時に下方に突出する滑動面又は車
輪の突起を設け、ハンドル部を中正回動角のまま後下方
へ傾動すると、先ずその突起（滑動面又は車輪）が床に
接し、更にハンドル部を後下方に傾動すると、掃除ヘッ
ド（前縁）がその接床点（滑動面又は車輪）を支点とし
て浮上るようにされるか、又は先ずそのハンドルに設け
られた突起が結合部傾動軸より後方のヘッド（アプライ
ト型）又は主体（クロール型）の一部に接した時に、更
にハンドルを後下方に傾動すると、掃除ヘッド（前縁）
が、後方車輪軸を支点として、又後方車輪を有しない時
は、ヘッド又は主体の後方下部端を支点として浮上がる
ようにされる。ｂ．ハンドルの上記下方突出部支点は、ハンドルを捻る
と左右方向に回転し、横に捻った状態でハンドルを後下
方へ傾動すると、その突出支点は床に接しないので、ハ
ンドルを十分に倒すことができる。
【請求項２２】還流式掃除機において、下記の構造を
有することを特徴とする。ａ．掃除ヘッドのリフトを検出しＯＮを出力する床面セ
ンサースイッチＳ_F、ｂ．電磁アクチュエータにより駆動される還流切換弁
で、アクチュエータ非通電時還流は掃除ヘッドに主とし
て供給され、アクチュエータ通電時、還流は主として外
気へ放出される切換弁。ｃ．フィルタ室と、掃除ヘッド吸引管結合口を連結する
流路に設けられ、交換ノズル使用のために、該流路を形
成する吸引ホースのヘッド側の端を抜き出すか、又は別
の交換ノズル用ホースの一端を本体に挿入結合すること
によって、フィルタ室への吸引路が、ヘッドから切離さ
れて交換用ホースに連通するようにされ、その交換用ホ
ース一端の挿入で起動されて、“交換ノズル使用モー
ド”でＯＮを出力するホースセンサースイッチＳ_H、ｄ．上記Ｓ_F又はＳ_Hの少くとも１つのＯＮ出力によっ
て上記切換弁が作動し自動的に純吸引モードとされる。
【請求項２３】請求項２２の掃除機において、更に下
記のアクチュエータ駆動手段が用いられていることを特
徴とする。ｅ．電磁アクチュエータが直流駆動型であり、連続通電
電流Ｉ_o、短時間起動時電流Ｉ_s，（Ｉ_s>>Ｉ_o）の定
格を有するものとし、ｆ．電磁アクチュエータ駆動電源が、直流電源（交流整
流回路を含む）と、連続通電時Ｉ_oに限流する素子Ｒを
経由して接続された大容量コンデンサＣとよりなり、Ｃ
の両端が出力端子とされ、無負荷の時直流電源電圧に充
電され、ｇ．主電源スイッチＳ_Mは２回路連動型とし、第１回路
Ｓ_M1はファンモータへの電源接続のＯＮ−ＯＦＦに用い
られ、第２回路Ｓ_M2は、上記Ｓ_FとＳ_HのＯＲ回路に直
列に接続された電磁アクチュエータ回路をファンモータ
の主電源ＯＮ−ＯＦＦに連動して上記直流出力端子への
接続をＯＮ−ＯＦＦされる。
【請求項２４】床面用ヘッド以外の交換ノズル用ホー
スが備えられ、その交換ノズル用ホースの一端は各種交
換ノズルが脱着可能であり、他端は掃除機流路へ着脱可
能な結合端となっており、その結合端及び上記流路着脱
部が下記ａ．ｂの構造を有することにより単純な上記結
合端の挿入・抜去により、掃除機の動作が交換ノズルモ
ードと、床用ヘッドモードとに容易に切換えられること
を特徴とする還流式又は吸引式の掃除機。ａ．上記結合端のホース中心軸に垂直な断面、又はホー
ス中心軸を通り、軸に平行な仮想平面で２分されるホー
ス側面の片側に（両者の中間的な斜状を含む）主として
開口が設けられ、他の側は主として側面のままとされ、ｂ．床用掃除ヘッドとフィルタ室とを結ぶ流路の一部
に、上記結合端を挿入できる穴（ソケット）を有し、非
挿入時は外気を遮断する扉が、スプリング等で自動的
に、又は手動によってその穴を閉じている。手動でこの
扉を開けるか、又はスプリング等に抗して上記結合端で
押し開けることで上記結合端が穴（ソケット）に挿入さ
れると、上記結合端の側面のままとされた非開口側面
が、又は扉がヘッド側からの流路を遮断し、開口側がフ
ィルタ室への流路に連通される。