JP3343183B2 - 還流式及び吸引式掃除機 - Google Patents

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、吸引式掃除機又はファン
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】図８、図９は、従来の還流式ヘッドの概略
の断面図で、吸引気管と還流気管との構成を示す。両図
において同一機能を有する部分には同一の符号を付して
いる。図において１は吸気管、２は還流管、３Ｆは前方
吸引ノズル、３Ｂは後方吸引ノズル、４は還流気の噴出
口、５Ｆは前方掃除室、５Ｂは後方掃除室である。図８
Ａ、図９Ａでは吸気管１及び還流管２が夫々分離した独
立気管の例であり、図８Ｂ、図９Ｂでは一管を他の気管
の内部に設ける２重気管の例である。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（ＴＷＩＮ
ＨＯＲＳＥ）の方が望ましい。

【０００５】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８Ａ、Ｂに示す二つの方法が提示されてい
る。第１は図８Ａ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、更にはジ
ェット前室５Ｆ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８Ｂ
図の如く内吹外吸となり望ましくない。図８Ａ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９に示すもので、図９Ａ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
９・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８・Ｂ，図９・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８Ａ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９Ａ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。また、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。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】 本発明は、上記従来の
還流式ヘッドの問題点を解消し、掃除空間での早い流速
が得られ大型ゴミを吸引することのできる還流式ヘッド
を提供することを目的とする 。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、ファンモータのファンの後流を掃除ヘッドに
配設したジェット噴出口に還流する還流式電気掃除機に
おいて、前記掃除ヘッドは左右方向のほぼ中央部に吸気
口を備え左右に延出した空間を有する横長な掃除ヘッド
とし、前記左右に延出した空間には掃除ヘッドの前後巾
のほぼ中間位置で掃除ヘッド下面に設けた噴出口を有す
る左右に長いスリット状のジェット噴出口を配置し、該
ジェット噴出口と連通して前記還流を一時的に貯留して
ジェット流速分布を左右方向でほぼ均一とするためのジ
ェット前室を前記掃除ヘッド内に配置し、前記ファンの
後流をほぼ二分して、前記ジェット前室のほぼ左右両端
付近に給気することを特徴とするので、掃除ヘッドの前
後巾のほぼ中間位置で掃除ヘッド下面に設けた噴出口か
ら高い還流率の還流を噴出してもヘッド周辺を吸引モー
ドに保つことができてファン後流のエネルギーを掃除に
有効に利用することができる。更に、前記ファンの後流
をほぼ二分して、前記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吸引力の弱い掃除ヘッドの左右端
部においても還流の噴出により掃除効率を補償すること
ができる。

【００１２】更に本発明は、前記ファンモータのファン
の後流を前記ジェット噴出口へ連通する還流流路ヘ接続
し、外気からの吸入孔（５０９）から吸入し、前記ファ
ンモータのモータの回転子、固定子の間隙を通過し外気
への放出口（５１０）を介して外部に連通する前記還流
流路とは気流的に遮断された冷却流路を備え、該冷却流
路に前記モータの回転軸に軸支する冷却用ファンを設け
ることを特徴とするので、ファンモータの過熱を防止し
て還流率を高めることができ、ファン後流のエネルギー
を有効に掃除に利用することができる。

【００１３】更に本発明は、前記ファンモータのファン
の後流を、前記ジェット噴出口へ連通する還流流路と、
前記ファンモータのモータを冷却して外部に連通する前
記還流流路と分離した冷却流路とに分流し、前記ファァ
ンモータのファン後流の還流率を８５％以下６０％以上
とすることを特徴とするので、ファン後流の１５〜４０
％を冷却流路に分流することができファンモータのモー
タを有効に冷却することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】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１０
００Ｗ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。

【００１５】以下に本発明の一実施の形態について図面
を参照して説明する。図１は、本発明に係る横長還流式
ヘッドの構造を示す図である。図１Ａは上面図で、右端
は図１ＣのＺ₃ レベルでの水平断面図となっている。図
１Ｃは図１ＡのＹ₁ における垂直断面図で、図１Ｂは図
１Ｃ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は下部構造体
１５及びゴム質体１８の開口で、上部吸引前室１９に連
通する。

【００１６】右端はＺ₂ レベルでゴム質体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７Ｌ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はバンパーであり、
図示の形態においては、ジェット部７，水平弾性部８，
バンパー９は全て一体的にゴム質体１８として作られて
いる。これらジェット部７，水平弾性部８，バンパー９
はそれぞれ別体として形成されてもよく、ジェット部７
は硬質材であってもよく、水平弾性部８は板バネ等であ
ってもよい。図示の形態ではジェット前室の正圧によ
り、常に水平弾性部８は下方に下部構造体１５の天井に
押されており、水平弾性体８自体の弾性保持力を補佐し
ている。

【００１７】ジェット部７の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。ジェット部
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２
０４（図２Ｄ）を設けるとよい。ヘッド外囲側壁の下
端、即ち図１Ｃで、下部構造体１５の下端にはフランジ
１１が内側に設けられ、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１
１の先端の床面Ｆからの高さは通常０．５〜２ｍｍ位と
される。フランジ１１が内向しているので、ジェット流
の中、この部分に向う流れはフランジ１１の先端で上下
に振り分けられ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１１下面での吸引流で打ち消される。
フランジ１１の下面は外囲下端基準面で、床面Ｆからの
高さがｈ_p である。

【００１８】ジェット噴出口４の下端は図中１０に示す
如く、噴出口４より離れるにつれてゆるやかに上方に傾
斜するフランジ部を前後に有している。このフランジ部
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。

【００１９】さて図３Ｂでは、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。ジェット噴出口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Ｊ
ＩＳ溝砂試験ではその効果が顕著であった。しかしなが
ら、一方においてジェット噴出口４の下端面がヘッド外
囲下端基準面より下方とする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
ジェット部７が損傷する危険がある。

【００２０】ジェット噴出口４の下端面が床や障害物に
接触した場合、ジェット部７はゴム質であるため上方に
変位又は前後に傾動して、接触圧を下げ破損を防止す
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ではジェット部７が板
バネ２０１とネジ２０２により下部構造体１５の天井に
押しつけられておりジェット噴出口４の床面接触で、ジ
ェット部７が矢印で示すように上に押し上げられる。図
２Ｂは、硬質のジェット部７と下部構造体１５の天井
が、円筒状摺動面２０３で結合されておりジェット噴出
口４の床面接触でジェット部７が円筒軸を中心として矢
印で示すように前後に傾動する。

【００２１】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、ジェット噴出口４の床面接触時、図２Ｃで
は硬質のジェット部７が矢印で示すように上下に変位
し、図２Ｄでは弾性材のジェット部７のジェット噴出口
４が矢印で示すように前後上下に傾動する。この場合先
端のジェット噴出口４が変形しやすいので、特定スリッ
ト巾を確保するためにスペーサー２０４が設けられる。
図２Ｅに示すようにジェット部７を左右方向に複数のブ
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ように構成しても
よい。図において２０１−１〜２０１−４は各ブロック
毎に設けられた板バネで下部構造体１５の天井に押しつ
けられる。

【００２２】図１に示す実施の形態においては、上部構
造体１６と下部構造体１５に大別され、その中間にゴム
質体１８が挟まれ、ラ印で示すネジで一体に緊締され
る。上部構造１６とゴム質体１８とはジェット前室６を
形成している。下部構造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、その開口部にゴム質体１
８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１Ａの如く還流管２Ｒ・２Ｌが接続され、フ
ァン後流が導入され一時貯溜された後、ジェット部７を
経由してそのジェット噴出口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
外気とは形成される掃除空間５Ｆ，５Ｂ内を吸引管１に
導びかれる。

【００２３】ジェット前室６は左６Ｌ，右６Ｒに二分割
され、中央に吸引管１に連通する吸引前室１９が設けら
れ、ジェット前室６Ｌと吸引前室１９、ジェット前室６
Ｒと吸引前室１９とは隔壁により気流的に遮断される
（図１Ａ）。図１・Ｂに示す如くゴム質体１８のジェッ
ト部７は同じく７Ｌ，７Ｒに左右に二分割される。ゴム
質体１８及び下部構造体１５の天井の左右ほぼ中央に、
上記吸引前室１９と連通する大面積の開口１７が設けら
れる。ジェット部７Ｒ，７Ｌに対応する夫々の前後の掃
除室５Ｆ・５Ｂの気流は何等の妨害なくこの開孔１７よ
り吸引前室１９へ、更に吸引管１へと直結的に吸引され
る。

【００２４】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
フトして開口１７の下に誘引できれば吸引除去すること
ができる。開口１７及び吸引前室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。

【００２５】図１において、１２F、１２Bは下部構造体
１５の前側壁及び後側壁であって、図１Bに示す如く内
側に張り出すようにされ、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、夫々の掃除室５F、５B流
入した気流の流速が低下しないようにされる。これは掃
除室５F、５Bの高速気流に運ばれたダストが下部吸引室
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。主
要部材１５，１６、１８は何れも射出成形や圧縮成形等
で別々に作ることができ量産性に優れ安価とすることが
できる。下部構造体１５のフランジ１１は若干型を複雑
化するが、場合によっては更に下部構造体１５を２層に
分割し天井と側壁部、フランジと側壁部に分けて製造す
ることにより型抜を容易とすることもできる。

【００２６】還流を二分してジェット前室のほぼ左右両
端付近に給気する構造は、中央で左右に分割されない構
造、例えば図８、図９に示す構造においても同様に適用
できる。図１において還流管２L、２Rがジェット前室６
L、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２L、２Rより導入された気流は、一時
的にジェット前室６L、６R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大きくすることができ
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。

【００２７】図３は掃除ヘッドの下部構造体１５のフラ
ンジ１１の水平端に薄物吸着防止用のマイクロチャンネ
ル３０１、３０２を設ける実施形態を示す。図３Aは正
面図、図３Bは図３ＡのY4垂直断面図であり、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る。
３０１は一般に洋服用のブラシと同等の切片でフランジ
１１に図示の如く接着される。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。

【００２８】以上の実施の形態では横長還流式ヘッドに
ついて説明したが、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、テーパー状のヘッド、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。以上説明した具体
的な実証機の試作において、先ず問題となったのは還流
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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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度の最悪条件に於て、安
全規格値（Ｅ種絶縁にて１１５度）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。即ち還流率を８５
％以下６０％以上とすることが好ましい。

【００３２】還流式ヘッドにおいてファンモータの冷却
を充分なものとするためにはバイパス型ファンモータを
用いることが効果的である。バイパス型ファンモータの
代表的構造を図４Ａに示して説明する。５０２はモータ
回転子・５０３はモータ固定子で、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
ゴミの吸引に用いる仕事用ファン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５
０９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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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、両者の欠点を除くことができる。この実施形
態を図４Ｂに示す。図４Ａとの差は、冷却ファン５１７
がない点で、渦巻翼遠心ファン５０１の周辺からの半径
方向出力流はｑ₁ とｑ₂ とに分流され、ファンケースに
設けた複数の穴５０７からはファン直接出力流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４Ｂ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ｑ
₂ 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。

【００３６】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４Ｂの点線で示す流路とする。
冷却出力流ｑ₂ は直接出力流ｑ₁ と分離した流路５１２
を流れ分岐翼５１５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。

【００３７】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４
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。

【００３８】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。

【００３９】本発明においては、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するため還流モードと
純吸引モードの２種とした。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ヘッド全体を持ち
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。

【００４０】上記のモード切換は切換弁７０９（図５）
によって行われる。図５において、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
ヘッド前縁をリフトした時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。７０３には任意の交換ノズルが装着可能である。７
０６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。床面センサーＳ_F 又はホ
ースセンサーＳ_H の何れかの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。図６に制御回路の実施形態を示す。

【００４１】クロール型等、吸引管７０４が短小な時
は、図７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
い。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。図５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７
０３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５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。

【００４２】図７において、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７Ａ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掃除用ノズル９１
０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をプラグ９０５の下端で押すこと
により回転軸９０８の回りに図７Ａの矢印に示す方向に
扉９０７を回転して開き、プラグ９０５を図７Ｂの如く
挿入する。プラグ９０５の残存側壁及び回転した扉９０
７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９０５を抜去すれば、扉９０
７は図示されないスプリングで図７Ａ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９０３がノズル側流路９０２と
ほぼ直角であり、流路９０３が閉じられている構造の場
合は、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。交換ノズル９１０
を使用するためにプラグ９０５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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施形態の横長還流式ヘッドの
概略構造を示す図面で、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〜Dは本発明に係る横長還流ヘッドのジェット
部の支持構造を示す断面図である。Ｅはジェット部構造
の実施の形態を示す斜視図である。

【図３】Ａ〜Ｃは本発明に係るフランジのマイクロチャ
ンネルの実施形態を示す概略断面図である。

【図４】Ａは、本発明に係るバイパス型ファンモータの
原理図、Ｂは本発明に係る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５】本発明に係る還流制御の実施形態を示すアプラ
イト式還流掃除機の構成図である。

【図６】本発明に係る還流制御の制御回路の実施形態を
示す回路図である。

【図７】本発明に係る交換ノズル用プラグの接続構造を
示す断面図で、Ａはプラグを抜いた状態の断面図、Ｂは
プラグ挿入状態の断面図である。

【図８】従来の還流式ヘッドの断面図。

【図９】従来の還流式ヘッドの断面図。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−67815（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−74059（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−6359（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−22021（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−153（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−158066（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−84469（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−350（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−48475（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−183945（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−47964（ＪＰ，Ｕ) 特公 平７−24643（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平７−44911（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A47L 5/14

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ファンモータのファンの後流を掃除ヘッド
   に配設したジェット噴出口に還流する還流式電気掃除機
   において、 前記掃除ヘッドは左右方向のほぼ中央部に吸気口を備え
   左右に延出した空間を有する横長な掃除ヘッドとし、 前記左右に延出した空間には掃除ヘッドの前後巾のほぼ
   中間位置で掃除ヘッド下面に設けた噴出口を有する左右
   に長いスリット状のジェット噴出口を配置し、 該ジェット噴出口と連通して前記還流を一時的に貯留し
   てジェット流速分布を左右方向でほぼ均一とするための
   ジェット前室を前記掃除ヘッド内に配置し、 前記ファンの後流をほぼ二分して、前記ジェット前室の
   ほぼ左右両端付近に給気することを特徴とする掃除ヘッ
   ド構造を有する還流式電気掃除機。
2. 【請求項２】 前記ファンモータのファンの後流を前記
   ジェット噴出口へ連通する還流流路ヘ接続し、外気から
   の吸入孔（５０９）から吸入し、前記ファンモータのモ
   ータの回転子、固定子の間隙を通過し外気への放出口
   （５１０）を介して外部に連通する前記還流流路とは気
   流的に遮断された冷却流路を備え、該冷却流路に前記モ
   ータの回転軸に軸支する冷却用ファンを設けることを特
   徴とする請求項１記載の還流式電機掃除機。
3. 【請求項３】 前記ファンモータのファンの後流を、前
   記ジェット噴出口へ連通する還流流路と、前記ファンモ
   ータのモータを冷却して外部に連通する前記還流流路と
   分離した冷却流路とに分流し、前記ファァンモータのフ
   ァン後流の還流率を８５％以下６０％以上とすることを
   特徴とする請求項１記載の還流式電気掃除機。