JP4103095B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、電気掃除機に係り、より詳しくは、回転ブラシを設けた床用吸込み具であって、回転ブラシ除塵子が壁際に近づいたときにも、角のゴミ等を容易にかき取ることができる吸込み具を備えた電気掃除機に関するものである。また、回転ブラシとの位置関係を一定に保持しながら操作性を向上させることができ、また、操作性を向上させるために部品点数を減らすことができる吸込み具を備えた電気掃除機に関するものである。

従来の電気掃除機の床用吸込み具は、底面に吸込み用開口が設けられた吸込み具本体と、この開口部の前方に回動可能に設けられ掃除中に下縁が床に当接するブレードと、掃除中に壁面に当たると弾性変形して先のブレードを押してこれを回動させその下縁を床から離すバッファーとを備えている（例えば、特許文献１参照）。

実開平６−３２５５号公報（第１頁、図１、図２）

上記のような吸込み具では、真空度や風力による吸い込みしか考慮されていないが、床隅にこびり付いたゴミや絨毯隅の糸くずはそれだけでは除去できず、毛ブラシを直接当てて取らなければならなかった。バッファーが弾性変形してブレードを回動させ、その下縁を床から離す吸込み具によって角のゴミを取る場合は、床からブレードを離す距離を大きくするには弾性変形を大きくしなければならず、装置が大きくなってしまう。吸込み具前方に大きな装置を備えた場合は、特に回転ブラシがあるときは先端部の吸込み力が低下してしまうという問題があった。
また、上記のような吸込み具では、回転ブラシと床面との位置関係を一定に保持しながら、操作性を向上させることが困難である場合があり、また、操作性を向上させるための専用部品を設けたとしても部品点数が多くなってしまう等の欠点があった。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、回転ブラシを設けた床用吸込み具であって、回転ブラシ除塵子が壁際に近づいたときにも、角のゴミ等を容易かつ確実にかき取ることができるとともに、かき取られたゴミが前方に飛び散らないようにした吸込み具を備えた電気掃除機を提供することを目的とする。
また、回転ブラシと床面との位置関係を一定に保持しながら操作性を向上させることができ、また、操作性を向上させるための部品点数を減らした吸込み具を備えた電気掃除機を提供することを目的とする。

本発明に係る電気掃除機は、上ケースと下ケースとによって吸込み部を形成し、吸込み部の下方に開口部を設け、開口部近傍にベルトを介してモータにより駆動される回転ブラシを設けるとともに、開口部の前方に軟質材よりなり回転ブラシとほぼ同心状の円弧状をなすバッファーを設け、バッファーの下端には補強部材を形成し、バッファーが壁等に当接した際に、補強部材が開口部の両サイドに当接してバッファーと回転ブラシの接触を阻止する構造とした吸込み具を備えた電気掃除機であって、吸込み部の後部側の下方両サイドに、下ケースに着脱自在に取り付けられ、回転ブラシと床面との位置関係を一定に保持する支えカバーをそれぞれ設け、支えカバーに、床面と接触し床面との摩擦が少ない起毛布を接着した吸込み具を備えたものである。

下ケースに取り付けた支えカバーには、起毛布や車輪等、床面との摩擦が少ない部品が取り付けられているので、回転ブラシと床面との位置関係を一定に保持しながら、操作性を向上させることができる。この場合、起毛布を支えカバーに接着してあるため、起毛布を貼り付けるための専用の部品をなくすことができ、部品点数を減らすことができる。また、支えカバーを片側だけでなく両サイドに設けたので、回転ブラシの装着を容易に行うことができ、回転ブラシの軸受け装着部が容易に見えるようになる。

実施の形態１
図１は本発明の実施の形態１に係る電気掃除機の吸込具の縦断面図、図２は図１の分解斜視図である。図において、電気掃除機の吸込み具１は、吸込み部２、その下流側に位置する接続パイプ３及びジョイントパイプ４によって構成され、ジョイントパイプ４にはカバーパイプ５が取り付けられている。
吸込み部２は、両サイド下部に床面と接触する支持カバー部６ａ、６ｂを備えた下ケース７と、その上面を覆う上ケース８とによって構成され、その下流側に位置する接続パイプ３がこれらによって挟持されている。そして、下ケース７の前側及び前側下部は開口されて前側開口部９及び下部開口部１０を形成し、接続パイプ３はその内部に風路３ａを形成して先の各開口部９、１０と連接し、さらにジョイントパイプ４、カバーパイプ５を通って下流側に連通している。

吸込み部２の各開口部９、１０の近傍には回転ブラシ１１が下ケース７に回転自在に取り付けられており、回転ブラシ１１の外周には除塵子１２が取り付けられている。そして、除塵子１２は、吸込み部２の各開口部９、１０より外側に一部突出した状態で回転するようになっており、回転ブラシ１１及び除塵子１２を壁部に近づけることができるようにしてある。壁際掃除の際には、真空度や風力だけに頼ることなく、回転ブラシ１１の除塵子１２を直接壁角に接近させてゴミを除去する。

下ケース７に取り付けた支えカバー部６ａ、６ｂには、起毛布１３ａ、１３ｂや車輪（図示せず）等、床面との摩擦が少ない部品が取り付けられており、回転ブラシ１１と床面との位置関係を一定に保持しながら、操作性を向上させるようにしてある。この場合、起毛布１３ａ，１３ｂを支えカバー部６ａ、６ｂに接着してあるため、起毛布１３ａ，１３ｂを貼り付けるための専用の部品をなくすことができ、部品点数を減らすことができる。なお、支えカバー部６ａ、６ｂを片側だけでなく両サイドに設けたのは、回転ブラシ１１の装着を容易にするためであり、回転ブラシ１１の軸受け装着部が容易に見えるようにするためである。

吸込み部２の前側開口部９には、これを覆うようにして軟質材によって形成されたバッファー１４が上ケース８との二重構造によって取り付けられており、前側開口部９から固形のゴミ等が前方に飛び散ることをなくし、また前側開口部９によって真空度が確保できずに通常のゴミ取り性能が悪くなることを回避している。このバッファー１４は、回転ブラシ１１の外側に回転ブラシ１１と同心状に配設されており、回転ブラシ１１の回転軌道とほぼ同一の軌道をなして円弧状に構成されている。そして、通常使用時には回転ブラシ１１の除塵子１２と接触することはほとんどなく、回転ブラシ１１の周辺におけるゴミの流れをスムーズにしており、回転ブラシ１１によりかき上げられたゴミが、一回で接続パイプ３の風路３ａに入らない場合であっても、回転ブラシ１１の周りを一周して、再度風路３ａに戻るようになっている。このバッファー１４が壁際に達したときは、その弾性力によってその肉厚まで壁に近づき、回転ブラシ１１の除塵子１２が壁際に近づいて行くので、通常では取りにくいゴミも除去することができる。
なお、バッファー１４の下端部は、角を掃除する際には、角に近い部分に位置するため、真空度を保持するために重要な部分であり、例えば波型形状に形成して角の掃除を効率的に行うようにしてある。

バッファー１４は、例えば７ｍｍ以下の絨毯で、通常使用時に、吸込み力（風力や真空度）による大きな変形が生じない硬度で作られており、変形しても回転ブラシ１１に接触しないようにしてある。また、肉厚をほぼ均一にしてあり、衝撃時も均一に変形し、衝撃の集中がなく、寿命が長くなるようにしてある。バッファー１４の側面には切り欠き１５が形成され、ほぼ上ケース８と下ケース７の分割部分から下に向かって切り欠かれており、切り欠き１５の上方で弾性力、形状復元性を持たせ、切り欠き１５の部分によって柔軟性、衝撃吸収を付与している。

バッファー１４の前面には空気調節用通気穴１６が少なくとも１つ、通常は、複数個設けられている。これは、掃除面への吸い付きを防止するとともに、毛足の長い絨毯上ではバッファー１４下部まで埋まってしまうことから通気を可能にするためである。また、空気調節用通気穴１６を複数設けた場合は、両サイドに行くにしたがい同等もしくは大きくなるように形成され、両サイドからの空気を多く取り入れてサイドから中央への風の流れを形成している。こうして、真空度が高く、風速も大きく、ゴミの取りやすい中央部と、ゴミの取り難い両サイドとのバランスを調節し、サイドからの風量を多くすることで、吸込み具１内のゴミを均等にとれるようにしている。この場合、空気調整用通気穴１６は、接続パイプ３内の風路３ａに対し左右ほぼ対称に配置されることが好ましい。
なお、バッファー１４の両脇には、壁等への接触時に衝撃を和らげる突起１７が設けられている。

バッファー１４の下端部にはその両サイド方向に向かってバッファー１４が回転ブラシ１１と接触しないようにするための例えば断面ほぼ円形のシャフト形状で両サイドにキャップ１９を取り付けた補強部材を構成する接触防止部材１８が設けてある。そして、図７（ｂ）に示すように、バッファー１４が前方壁に押しつけられたときでも、接触防止部材１８の両端部が下ケース７の両サイドの硬質部によって移動を停止されて、回転ブラシ１１に接触しないようにしてある。こうして、壁に接触したときや、毛足の長い絨毯上の掃除の際にも、バッファー１４下部の回転ブラシ１１への接触は最少に抑えられ、掃除操作の軽い、ロスのない掃除を行うことができる。この場合でも、バッファー１４の下端部は除塵子１２に触れるが、除塵子１２は軟質であるので、抵抗は小さい。

接触防止部材１８は、例えば、硬質ゴム、プラスチック、金属等よりなり、回転ブラシ１１の除塵子１２と壁との距離を小さくするため、できるだけスペースを取らないものが好ましく、例えば、図３に示すように、断面板状の接触防止部材１８ａであってもよい。また、強度を考慮して、例えば、図４に示すように、断面Ｌ字状の接触防止部材１８ｂであってもよく、あるいは、図５に示すように、断面コ字状の接触防止部材１８ｃであってもよい。
なお、接触防止部材１８は、通常の使用時には回転ブラシ１１に接触しないが、必要以上に力が加わったときは回転ブラシ１１に接触することも考えられる。このようなときでも、接触防止部材１８は永久変形せず、元の形に復元する形状でなくてはならず、さらに入手性や取付けを考慮すると、断面ほぼ円形のシャフト形状であることが好ましい。

次に、接触防止部材１８をバッファー１４の裏面の下部位置に取り付ける場合の取り付け部の構成を図６によって説明する。図６（ａ）に示すように、バッファー１４の空気調節用空気穴１６の下部には一定の間隔で固定穴２０が設けられ、固定穴２０の後部面には、ほぼ半円状のアームを構成するアーム支持部２１がバッファー１４と一体に形成され、アーム支持部２１のほぼ中央にはほぼ円状のアーム孔２２が前面に位置する固定穴２０と連通する形で形成されている。そして、固定穴２０以外の部分では、図６（ｂ）に示すように、固定孔２０の上下位置に平行に形成された接触係止部２３ａ、２３ｂが設けられている。また、バッファー１４の両端部には、接触防止部材１８の両端を係止する両端固定部２４が設けられている。こうして、接触防止部材１８を、アーム支持部２１のアーム孔２２に貫通させるとともに、接触係止部２３ａ、２３ｂに沿って係止させ、さらに両端部を両端固定部２４によって固定する。この場合の固定は、例えば、接着によって行う。
上記の成形は、部材の後加工によるが、部材と軟質材の二重成形によるものであってもよい。

なお、バッファー１４に設けた固定穴２０及びアーム支持部２１の間隔は、接触防止部材１８の安定を考えると、３０ｍｍ程度以下が望ましい。３０ｍｍ以上離れていると、バッファー１４と接触防止部材１８の一体性が保てず、隙間ができて、ゴミが詰まってしまうおそれがある。また、固定穴２０の形状としては、円形、四角形などがあるが、縦長よりは横長の方がアーム形状を形成しやすい。さらに、固定穴２０は、空気調節用通気穴１６と同様、毛足の長い絨毯上での空気取り入れ孔としても働くので、面積が確保されれば独立した空気調節用通気孔１６は必要なく、固定穴２０と統一化することもできる。また、アーム支持部２１の上部は毛ブラシが接触しやすい場所なので、先の述べた波型のごときスロープ状に形成するのが望ましい。

下ケース７には回転自在に回転ブラシ１１が取り付けてあり、ベルト２５を介して接続パイプ３の横に位置するモータ２６によって駆動されるようになっている。なお、モータ２６を接続パイプ３の下部に位置させると、吸込み具１全体の高さが高くなり掃除範囲が狭められることや、吸込み力の強い風で上方に持ち上げられ、ゴミ取り性能が落ちるために、好ましくない。なお、壁際掃除のときは、モーター２６は除塵子１２とバッファー１４との接触によって抵抗を受けるため、モーター２６と回転ブラシ１１のギア比を大きくして、トルクを大きくする必要がある。モータギアをできるだけ小さくし、回転ブラシ１１のギヤをできるだけ大きくすればよいが、ギヤを大きくすれば外観も大きくなり、吸込み具１は高さが低い方が、ベッドの下等、掃除範囲が広がるので、ギヤを複数連結し、ベルトを複数個使用することにより、トルクを大きくし、吸込み具の高さを低くしてある。

除塵子１２の本数にもよるが、除塵子１２の数を８本とした場合を例にすると、ゴミに除塵子１２が接触する回数から、回転ブラシ１１に必要な回転数は１０００ｒｐｍ以上が望ましく、ギヤ構成はモーター２６の回転数、モータートルク、モーター寿命などによりギヤ比、連結数が決まってくる。連結数が多くなればなるほど軸と軸受けの余裕分隙間が多くなり、軸間距離の管理が難しくなるため、吸込み具のような衝撃を受ける部分では、極力部品点数は少ない方がよい。軸間距離が変化する要因は他にも、成形のばらつき、外圧による変形、温度による変化等考えられる。

軸間距離の管理をしやすくするには、ギヤボックスのような形態で、モーター２６から回転ブラシ１１の軸受けまで独立させて別部品でまとめてしまうのが好ましいが、スペースが必要となり、吸込み具１の高さや、幅が大きくなり、重さも重くなり、デミリットも多い。そこで、モーターギヤと連結ギヤを上ケース８と下ケース７により鋏込むことが考えられるが、そのときモーター軸芯と連結ギヤの軸芯を水平にすることで、上、下ケース８、７の変形に対して変化の少ない、精度の高い吸込み具１を構成できる。

回転ブラシ１１は床面から回転ブラシ１１までの距離を２〜６ｍｍとし、短く硬めの除塵子１２を使用して自走力を備えている。本吸込み具１の回転ブラシ１１は、除塵子１２の本数を８本以上とし、そのうち、フローリング拭き用として、１〜１０デニールの太さのものを使用したものを２本、糸取り用として３０〜６０デニールの太さのものを２本、自走用として６０〜８０デニールのものを４本用いた。回転ブラシ１１のバランスを考えると、回転ブラシ１１に対して同じ除塵子１２が対称に配置した方がよいため、本数は偶数となる。それぞれの除塵子１２の高さは、フローリング拭き用は６〜８ｍｍ、糸取り用は８〜１０ｍｍ、自走用は６〜８ｍｍとしている。自走用は床面に対して約２ｍｍラップしている。この構成により、自走機能を持ちながら、ゴミ取り効果の高い吸込み具１を達成できる。回転ブラシ１１は上記のように、自走用４本、拭き用２本、糸取り用２本の計８本の除塵子１２を同じ位置に装着すると考えると、回転ブラシ１１の径は、φ２０以上必要となる。また、径が大きいと、吸込み具１自体の高さが高くなることから、回転ブラシ１１の軸径をφ３０以下とし、吸込み具１の回転ブラシ１１の上部高さを５０ｍｍ以下に抑える。

上記のように構成した本発明の作用を説明する。電気掃除機のモーター２６を駆動し、回転ブラシ１１を駆動させると、回転ブラシ１１及び除塵子１２が回転してゴミ等を除去し、さらにこれを吸引して除去するが、この際、バッファー１４は取り込まれた固形のゴミなどが前方に飛び散ることを防止する。
こうして電気掃除機の吸込み具１によってゴミなどが吸引除去されるが、吸込み具１のバッファー１４が壁際や毛足の長い絨毯に接触するとこのバッファー１４は変形する。この場合、バッファー１４には接触防止部材１８が設けられているため、バッファー４の変形範囲は、接触防止部材１８と、下ケース７の両端の硬質部分によって規制される。

掃除中に、電気掃除機の吸込具１が前方壁に接触するときは、まず、バッファー４が前方壁に当たる。この際、バッファー１４は軟質材によって構成されているため、その弾力性によってクッションの役割をして変形し、衝突の衝撃を和らげる。この場合の衝撃吸収力は、バッファー１４の材質やバッファー１４の横の切り欠き１５の形状や肉厚等で決められる。

こうして、図７（ａ）に示すように、まず、バッファー１４の円弧状の最外径が壁に接触して、弾性変形を始める。そして、図７（ｂ）に示すように、接触防止部材１８が下ケース７の前面部７ａに当るまで、変形を続ける。接触防止部材１８の動きが止まると、接触防止部材１８を軸にして、接触防止部材１８上部のバッファー１４は変形を続ける。接触防止部材１８上部が変形して凹んで行くのに対して、接触防止部材１８が支点となり、作用点である接触防止部材１８の下部は前方に飛び出して行く。すなわち壁際へ押しつけにより、バッファー１４の下部が前後に動くようになり、連続した押しつけを行うと、壁の角でバッファー１４がゴミを掻き出すようになる。この動作により、壁際のゴミをさらに除去することができる。こうして、最終的に、バッファー１４は、図７（ｃ）に示すように壁部に当接した状態になる。

上記の動作のあいだ、回転ブラシ１１の除塵子１２がバッファー１４に触れながら壁際に近づき、バッファー１４の下部、及び空気調節用通気穴１６等の隙間より出る除塵子１２により、前方のゴミを除去する。また、空気調節用通気穴１６が壁により密閉され、吸込み具１内の真空度が上がり、より前壁に密着することで壁際に近づき、壁際のゴミを除去する。

本発明によれば、バッファー１４が回転ブラシ１１と接触するのを防止する接触防止部材１８を設けたので、たとえ毛足の長い絨毯掃除の場合であっても、バッファー１４は絨毯の毛に押されはするものの、回転ブラシ１１に接触することはなく、回転を止めようとする力が働くこともなく、したがって、モーター２６の電流値が多くなり、モーター温度が上昇し、モーター寿命が低下することもない。さらに、壁角掃除の際、バッファー１４が壁に押され、バッファー１４が吸込み具１内に入ってきて、除塵子１２や回転ブラシ１１を巻き込んで、壁角に除塵子１２が届かなくなることもない。

実施の形態２
実施の形態１では、接触防止部材１８は、硬質ゴム、プラスチック、金属等よりなるが、金属である場合には、素材の色が決まってしまう。
本実施の形態では、接触防止部材１８を汚れの目立たない色とし、あるいは、逆に、ゴミを目立たせ、ゴミを取りやすくする色としたものである。この場合、接触防止部材１８に塗装を施して色を変更したり、熱収縮チューブを利用して色を変更する。

実施の形態３
実施の形態１では、接触防止部材１８をバッファー１４に接着して抜け止めを防止させ固定するようにしたが、本実施の形態では、圧入キャップにより位置決めし固定するようにしたものである。
なお、圧入キャップを使用する場合は色替えが自由にでき、製品ばらつきが減り、仕上げがきれいになる。

実施の形態４
実施の形態１では、バッファー１４は肉厚を均一にして、衝撃時の変形も均一になるようにしたが、本実施の形態では、バッファー１４の中央部の肉厚を増したり、リブを出すようにしてある。
こうすることによって、バッファー１４の中央部において壁部との接触が多い場合に対応することができる。

実施の形態５
実施の形態１では、バッファー１４を上ケース８と二重構造としたが、本実施形態では、着脱自在に構成したものである。この場合、凹凸による圧入の固定方法、ホックタイプによる固定方法などがある。
こうすることによって、バッファー１４が消耗した場合でも、その交換が容易となる。

実施の形態６
実施の形態１では、バッファー１４の下端部形状を波型に形成したが、本実施の形態では、スダレ形状にし、さらにその下部に毛ブラシ植毛を行ったものである。

実施の形態７
実施の形態１では、バッファー１４の変形は、接触防止部材１８が当接する下ケース７の両端硬質部によって規制されるが、本実施の形態では、下ケース７の両端に取り付けられた支持カバー部６ａ、６ｂによって規制されるようにしたものである。
このため、バッファー１４が壁際や毛足の長い絨毯に当接して変形する場合、接触防止部材を回転ブラシ１１の軸心より下方に配設することができ、除塵子１２のじゃまにならない場所でその効果を発揮することができる。すなわち、できるだけ下方でバッファー１４端部に近い方がバッファー１４を巻き込むことがなくなる。
なお、上記の場合において、支えカバー部６ａ、６ｂに取り付けた起毛布１３ａ、１３ｂを接触防止部材１８による変形範囲と定めると、起毛布１３ａ、１３ｂが衝撃と音を吸収し、吸込み具１、接触防止部材１８等の故障を少なくすることができる。

本発明の実施の形態１に係る電気掃除機の吸込み具の縦断面図である。 図１の分解斜視図である。 接触防止部材の他の例を示す要部縦断面図である。 接触防止部材のさらに他の例を示す要部縦断面図である。 接触防止部材の別の例を示す要部縦断面図である。 図１のバッファーの裏面図、そのＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図である。 図１の作用説明図である。

符号の説明

１ 吸込み具、２ 吸込み部、６ａ，６ｂ 支持カバー部（床面接触部材）、７ 下ケース、８ 上ケース、９ 前側開口部（開口部）、１２ 回転ブラシ、１３ａ、１３ｂ 起毛布（床面接触部材）、１４ バッファー、１８ 接触防止部材（補強部材）、２１ アーム支持部（支持部）、２２ アーム孔（穴部）。

Claims (1)

1. 上ケースと下ケースとによって吸込み部を形成し、
   前記吸込み部の下方に開口部を設け、
   前記開口部近傍にベルトを介してモータにより駆動される回転ブラシを設けるとともに、前記開口部の前方に軟質材よりなり前記回転ブラシとほぼ同心状の円弧状をなすバッファーを設け、
   前記バッファーの下端には補強部材を形成し、前記バッファーが壁等に当接した際に、前記補強部材が前記開口部の両サイドに当接して前記バッファーと前記回転ブラシの接触を阻止する構造とした吸込み具を備えた電気掃除機であって、
   前記吸込み部の後部側の下方両サイドに、前記下ケースに着脱自在に取り付けられ、前記回転ブラシと床面との位置関係を一定に保持する支えカバーをそれぞれ設け、
   前記支えカバーに、床面と接触し前記床面との摩擦が少ない起毛布を接着した吸込み具を備えたことを特徴とする電気掃除機。

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