JP3990360B2 - 真空清掃機の吸入ヘッド - Google Patents

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Description

本発明は、真空清掃機の吸入ヘッドに係るもので、詳しくは、異物質を円滑に吸入すると共に、清掃の際、異物質が絡まる現象を防止して、清掃を楽に行い得る真空清掃機の吸入ヘッドに関するものである。
従来の真空清掃機(vacuum cleaner)は、図6に示したように、吸入力を発生するためのファンモータ(fan motor)が装着された本体(main body)1と、該本体1の吸入側に連結された吸入チューブ(suction tube)2と、該吸入チューブ2に連結された連結管(connection tube)4と、該連結管4に連結されて、清掃の際、ファンモータから発生する吸入力により床(floor)上の埃などの異物質を吸入する吸入ヘッド(dust suction head)5と、を含んで構成されている。
又、前記吸入ヘッド5は、図7に示したように、吸入ポート(suction port)11が形成されたケーシング(casing)12と、前記吸入ポート11から吸入される異物質を収集するための吸入ノズル(suction nozzle)13と、前記吸入ポート11の内側に回転自在に装着され、その外面に複数のブラッシュ(brush)14aが巻回されて回転させることで異物質を掻き集めて収集するアジテータ(agitator)14と、該アジテータ14を回転させるための駆動力を提供する駆動モータ(driving motor)15と、該駆動モータ15の回転力を前記アジテータ14に伝達するように、前記駆動モータ15のモータ軸(motor shaft)に軸支された駆動プーリ(driving pulley)16、前記アジテータ14の一方側に装着された従動プーリ(driven pulley)17及びそれら駆動プーリ16と前記従動プーリ17間に連結されたタイミングベルト(timing belt)18により構成された回転力伝達手段(rotational force transmitting means)と、から構成される。
このように構成された従来の真空清掃機は、電源が印加されて、本体1の内部に装着されたファンモータが回転されると、ファンモータの吸入力により吸入ヘッド5の吸入ポート11に吸入力が発生し、このような吸入力により床上の埃等の異物質が前記吸入ポート11を通して吸入され、前記連結管4及び吸入チューブ2を通して本体1の内側に吸入される。
このとき、前記吸入ヘッド5の駆動モータ15が回転されると、該駆動モータ15の回転力が駆動プーリ16、タイミングベルト18及び従動プーリ17を通して前記アジテータ14に伝達されることで、前記アジテータ14は360°回転される。次いで、前記アジテータ14の回転により、該アジテータ14の外面に巻回されたブラッシュ14aが床上の埃や異物質を床上から分離させることで、床上に付着された埃の吸入が円滑且つ容易に行われる。
然るに、このように構成された従来の真空清掃機の吸入ヘッド5は、前記タイミングベルト18に連結された従動プーリ17が前記アジテータ14の外面に所定領域を有して装着されるため、前記従動プーリ17が装着されるアジテータ14の外面にはブラッシュ14aを装着し得ない。よって、前記ブラッシュ14aが装着されない領域の異物質は、完全にブラッシングされずに、前記吸入ポート11に容易に吸入されないため、真空清掃機の清掃性能が低下するという不都合な点があった。
又、前記アジテータ14が360°回転されるため、前記ブラッシュ14aに髪の毛や糸などの細長い異物質がブラッシュ14aに巻かれて絡む(tangled)現象が発生することで、真空清掃機の清掃性能が低下すると共に、前記絡まれた異物質を除去すべきであるため、使用上不便であるという不都合な点があった。
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、吸入ポートに装着されたアジテータを所定角度の範囲内で往復回動(reciprocating rotation)されるように構成することで、アジテータの横手方向全面にブラッシュを配置し、よって、髪の毛や糸などの細長い異物質の絡む現象を防止し、真空清掃機の清掃性能を向上し得る真空清掃機の吸入ヘッドを提供することを目的とする。
又、前記アジテータの往復回動運動を共振させる共振手段が装着されることで、前記アジテータの往復回動運動を効果的に進行させ、真空清掃機の清掃性能を向上し得る真空清掃機の吸入ヘッドを提供することを目的とする。
このような目的を達成するため、本発明に係る真空清掃機の吸入ヘッドは、床上の異物質が吸入される吸入ポートが形成されたケーシングと、前記吸入ポートの内側に回転自在に軸支されて、横手方向に複数のブラッシュが配置されたアジテータと、該アジテータを所定角度の範囲内で往復回動させるアジテータ駆動手段と、該アジテータ駆動手段の往復回動運動を共振させる共振手段と、を含んで構成されることを特徴とする。
以下に説明するように、本発明に係る真空清掃機の吸入ヘッドは、前記アジテータが所定角度の範囲内で往復回動するように構成されることで、髪の毛や糸等の細長い異物質が前記アジテータに巻かれて絡まる問題が解決され、前記アジテータの横手方向全面にブラッシュが配置されるため、前記吸入ヘッドの占める全体面積を均一にブラッシングすることで、真空清掃機の清掃性能を向上し得るという効果がある。
又、前記駆動モータの往復回動運動を共振させる共振手段が装着されることで、前記アジテータを高速且つ安定的に回動し得るという効果がある。
又、前記駆動モータのモータ軸が前記アジテータの中心軸と同軸に連結されて、前記駆動モータの駆動力を別途の駆動力伝達手段なしに前記アジテータに伝達し得るため、構造が簡単になり、製作費用を節減し得るという効果がある。
以下、本発明の実施の形態に対し、図面に基づいて説明する。
図1及び図2に示したように、本発明に係る真空清掃機の吸入ヘッド100の第1実施形態は、その下方側に床上の異物質を吸入するための吸入ポート101が形成されたケーシング102と、該ケーシング102の内側に、前記吸入ポート101の奥行方向に容積が縮小して形成され、前記吸入ポート101から吸入される異物質を収集する吸入ノズル103と、前記吸入ポート101の内側に回転自在に装着された円筒状のアジテータ本体(agitator body)104a、及び該アジテータ本体104aの外周面に装着されて、異物質を掻き集める複数のブラッシュ104bにより構成されたアジテータ104と、前記ケーシング102の内部に装着されて、所定角度内で正/逆方向に回動する駆動力を発生する駆動モータ105と、前記アジテータ104が所定角度内で往復回動されるように、前記駆動モータ105の駆動力を前記アジテータ104に伝達する駆動力伝達手段(driving force transmitting means)116と、前記駆動モータ105の往復回動運動を共振させる共振手段と、を含んで構成されている。
又、前記アジテータ104に配置されたブラッシュ104bは、前記アジテータ104の横手方向全面に均一に突出配置され、前記アジテータ104の横手方向に複数の列(row)をなして配置されることが好ましいが、これに限定されることなく、前記アジテータ104の回動角度の範囲内で、1列以上突成されると良い。又、前記アジテータ104が所定角度の範囲内で回動される点を勘案して、前記アジテータ104の外周面全体にブラッシュ104bを配置する必要なしに、横手方向を沿って下方側に限定的にブラッシュ104bを配置することで、製造原価を節減することもできる。
又、前記駆動モータ105は、その内面から対角線方向に突成された二対の固定子側噛部(teeth)121a、及び該固定子側噛部121aに巻かれたコイル124により構成された固定子121と、前記固定子側噛部121aの間で往復回動されるように、両方端に回転子側噛部122aが突成された回転子122と、該回転子122の中心に圧入されたモータ軸123と、から構成される。
又、前記駆動力伝達手段116は、前記駆動モータ105のモータ軸123に固定されて、前記モータ軸の周囲に往復回動される回動リンク112と、前記アジテータ104の外周面一方側に固定されたヒンジブラケット(hinge bracket)115と、一方端が前記回動リンク112にヒンジ軸支され、他方端が前記ヒンジブラケット115にヒンジ軸支されて前記回動リンク112の往復回動運動により往復角運動(angular reciprocating motion)されるコネクティングロッド(connecting rod)113と、から構成される。
又、前記共振手段は、前記アジテータ104の内側に形成された中空部114aに前記アジテータ104の中心軸と同心に配置されて、一方端が前記アジテータ104の内側に係止され、他方端が前記ケーシング102の内面に装着されたスプリング固定部102aに係止されるこで、前記アジテータ104の回動時に復元力を与えるトーションバー114により構成される。
以下、このように構成された本発明に係る真空清掃機の吸入ヘッド100の作用に対し、図3の(A)〜(D)に基づいて説明する。このとき、各部材の運動方向は、図面を基準にしているが、本発明はこれに限定されるものではない。
まず、真空清掃機に電源が印加されると、真空清掃機の本体から発生する吸入力により前記吸入ヘッド100の吸入ポート101に吸入力が発生し、このような吸入力により床125上の埃などの異物質が前記吸入ポート101を通して前記本体に吸入される。
このとき、前記駆動モータ105から往復回動する駆動力が発生され、前記駆動モータ105の駆動力が前記駆動力伝達手段116を通して前記アジテータ104に伝達されると、該アジテータ104は所定角度の範囲内で往復回動される。次いで、前記アジテータ104の外面のブラッシュ104bにより、床上の埃や異物質が床上から分離され、前記吸入ポート101を通して吸入される。
即ち、図3の(A)に示したように、静的平衡状態で、前記駆動モータ105の固定子側噛部121aのAa極が対角方向のAa-Aa方向に励磁されると、前記回転子122は、図3の(B)に示したように、励磁方向(図面の時計方向)に回動され、前記回転子122のモータ軸123に連結された回動リンク112が時計方向に回動され、よって、前記回動リンク112に連結されたコネクティングロッド113がアジテータ104側に移動しながら、前記アジテータ104を時計方向に回動させる。次いで、前記アジテータ104は、前記トーションバー114の復元力により反時計方向に回動され、図3の(C)に示したように、前記アジテータ104の回動により前記回転子122が動作初期状態に復元される。
このような状態で、前記駆動モータ105の固定子側噛部121aのBb極が対角線方向のBb-Bb方向に励磁されると、前記回転子122は、図3の(D)に示したように、励磁方向(図面の反時計方向)に回動され、前記回転子122のモータ軸123に連結された回動リンク112が反時計方向に回動され、前記回動リンク112に連結されたコネクティングロッド113が移動しながら、前記アジテータ104を反時計方向に回動させる。次いで、前記アジテータ104は、前記トーションバー114の復元力により再び時計方向に回動され、図3の(A)に示したように、前記アジテータ104の時計方向の回動により、前記回転子122が動作初期状態に復元される。以後、このような回動及び共振動作が高速に反復して行われる。
従って、前記アジテータ104は、所定角度の範囲内で高速に往復回動され、このようなアジテータ104の継続した回動により前記ブラッシュ104bが床125上をブラッシングすることで、床125上に付着された異物質が容易に吸入されて、清掃が進行される。
以下、本発明に係る真空清掃機の吸入ヘッドの第2実施形態に対し、図4に基づいて説明する。前記本発明の第1実施形態と同様な部分に対しては、同様な符号を付する。
図4に示したように、本発明に係る真空清掃機の吸入ヘッドの第2実施形態の駆動モータ205は、内面から対角線方向に突成された一対の固定子側噛部221a、及び該固定子側噛部221aに巻かれるコイル224により構成された固定子221と、前記固定子側噛部221aの間で往復回動されるように、両方端に回転子側噛部222aが突成された回転子222と、該回転子222の中心に圧入されるモータ軸223と、から構成される。
又、前記駆動モータ205の回動運動を共振させる共振手段は、一方端が前記駆動モータ205のモータ軸223に回転自在に連結された回動リンク212の両方端にそれぞれ係止され、他方端が前記駆動モータ205にそれぞれ係止される一対のコイルスプリング214により構成される。このとき、該コイルスプリング214は、前記固定子221の固定子側噛部221aが形成されない位置に形成される。一方、前記コイルスプリング214は、前記駆動モータ205だけでなく、ケーシング102の内側に固定することもできる。
且つ、前述したように、前記回動リンク212及び前記アジテータ104は、該アジテータ104の外側壁面に装着されたヒンジブラケット115、及び前記回動リンク212に、それぞれヒンジ軸支されたコネクティングロッド213により連結される。
このように構成された状態で、前記駆動モータ205の固定子側噛部221aのBb極が対角線方向のBb-Bb方向に励磁されると、前記回転子222は、励磁方向(図面の反時計方向)に回動され、前記モータ軸223に連結された回動リンク212が反時計方向に回動され、前記回動リンク212に連結されたコネクティングロッド213が移動しながら、前記アジテータ104を反時計方向に回動させる。次いで、前記固定子側噛部221aのBb極の電源が遮断されると、前記固定子側噛部221aの反対側に装着された前記コイルスプリング214の復元力により前記回転子222は時計方向に回動され、前記モータ軸223に連結された回動リンク212が時計方向に回動され、該回動リンク212に連結されるコネクティングロッド213が移動しながら、前記アジテータ104を時計方向に回動させる。このような回動及び共振動作が高速に反復して行われることで、前記アジテータ104は、所定角度の範囲内で高速に往復回動するようになり、このようなアジテータ104の回動によって、前記ブラッシュ104bが床125上をブラッシングすることで、床125上の異物質を容易に吸入することができる。又、本発明に係る真空清掃機の吸入ヘッドの第2実施形態の作用は、前記本発明の第1実施形態と同様に行われる。
以下、本発明に係る真空清掃機の吸入ヘッドの第3実施形態に対し、図5に基づいて説明する。このとき、本発明の第1及び第2実施形態と同様な部分には、同様な符号を付ける。
図5に示したように、本発明に係る真空清掃機の吸入ヘッドの第3実施形態は、床上の異物質を吸入するための吸入ポート101が形成されたケーシング102と、該ケーシング102の内側に、前記吸入ポート101の奥行方向に容積が縮小して形成され、前記吸入ポート101から吸入される異物質を収集する吸入ノズル103と、前記吸入ポート101の内側に回転可能に装着された円筒状のアジテータ本体104a、及び該アジテータ本体104aの外面に装着されて異物質を掻き集める複数のブラッシュ104bにより構成されたアジテータ104と、前記ケーシング102の内部に装着されて、所定角度内で往復により正/逆回動する駆動力を発生させる駆動モータ305と、前記アジテータ104の往復回動運動を共振させる共振手段と、を含んで構成される。
尚、前記駆動モータ305の構成要素は、前記本発明の第1実施形態又は第2実施形態で説明した通りである。
又、前記駆動モータ305は、前記アジテータ104の中心軸にモータ軸323が同心に連結されるように、前記アジテータ104の横手方向の一方側に装着される。
又、前記共振手段は、一方端が前記モータ軸323に固定され、他方端が駆動モータ305の外側面に固定されるスパイラル型スプリング314により構成される。このとき、前記スパイラル型スプリング314の他方側は、駆動モータ305の外側面だけでなく、前記ケーシング102の内面に固定することもできる。
このように構成して、前記駆動モータ305が所定角度の範囲内で正/逆回動されると、前記モータ軸323に固定されたアジテータ104は所定角度の範囲内で正/逆回動されるが、このとき、前記スパイラル型スプリング314の弾性復元力により前記アジテータ104の回動運動が共振され、よって、前記アジテータ104は所定角度の範囲内で安定的且つ高速に正/逆回動される。
図１は、本発明に係る真空清掃機の吸入ヘッドの第1実施形態の構成を示した概略平面図である。 図２は、本発明に係る真空清掃機の吸入ヘッドの第1実施形態に装着された駆動モータ及びアジテータを示した概略斜視図である。 図３の(A）〜(D)は、本発明に係る真空清掃機の吸入ヘッドに装着された駆動モータ及びアジテータの動作を示した説明図である。 図４は、本発明に係る真空清掃機の吸入ヘッドの第2実施形態に装着された駆動モータ及びアジテータを示した概略構成図である。 図５は、本発明に係る真空清掃機の吸入ヘッドの第3実施形態の構成を示した概略斜視図である。 図６は、従来真空清掃機を示した斜視図である。 図７は、従来真空清掃機の吸入ヘッドの構成を示した概略平面図である。
符号の説明
101…吸入ポート
103…吸入ノズル
104…アジテータ
104a…アジテータ本体
104b…ブラッシュ
105、205、305…駆動モータ
112、212…回動リンク
123、223、323…モータ軸
113、213…コネクティングロッド
114…トーションバー
115…ヒンジブラケット
214…コイルスプリング
314…スパイラル型スプリング

Claims (9)

  1. 床上の異物質が吸入される吸入ポートが形成されたケーシングと、
    前記吸入ポートの内側に回転自在に軸支されて、横手方向に複数のブラッシュが配置されたアジテータと、
    所定角度の範囲内で往復回動して該アジテータを所定角度の範囲内で往復回動させて駆動力を発生させる正/逆方向に回動する駆動モータと、
    前記駆動モータの駆動力を前記アジテータに伝達する駆動力伝達手段と、
    前記駆動モータの駆動時に弾性復元力を与えるための弾性手段と、を含んで構成されることを特徴とする真空清掃機の吸入ヘッド。
  2. 前記駆動モータは、
    前記駆動モータの内面から対角線方向に突成された一対の固定子側噛部、及び前記固定子側噛部に巻かれたコイルにより構成された固定子と、
    前記固定子側噛部の間で往復回動できるように、両方端に回転子側噛部が突成され、前記回転子側噛部の中心にモータ軸が圧入される回転子と、から構成されることを特徴とする請求項１記載の真空清掃機の吸入ヘッド。
  3. 前記駆動力伝達手段は、前記駆動モータのモータ軸に嵌合されて、前記モータ軸の周囲に回転される回動リンクと、
    前記アジテータの外周側面一方に固定されたヒンジブラケットと、
    一方端は前記回動リンクの回転中心から偏心された位置にヒンジ軸支され、他方端は前記ヒンジブラケットにヒンジ軸支されたコネクティングロッドと、から構成されることを特徴とする請求項１記載の真空清掃機の吸入ヘッド。
  4. 前記弾性手段は、一方端が前記駆動力伝達手段に係止され、他方端は前記正/逆方向に回動する駆動モータ又はケーシングに係止される一対のコイルスプリングにより構成されることを特徴とする請求項１記載の真空清掃機の吸入ヘッド。
  5. 前記弾性手段は、前記アジテータの内部で前記アジテータの中心軸と同心に配置され、一方端が前記アジテータに係止され、他方端は前記ケーシングに係止されたトーションバーにより構成されることを特徴とする請求項１に記載の真空清掃機の吸入ヘッド。
  6. 前記ブラッシュは、前記アジテータの横手方向に複数の列をなしてそれぞれ配置されることを特徴とする請求項１記載の真空清掃機の吸入ヘッド。
  7. 前記ケーシングの内側には、前記吸入ポートから奥行方向に容積が縮小して形成され、前記吸入ポートから吸入される異物質を収集する吸入ノズルが更に包含されることを特徴とする請求項１記載の真空清掃機の吸入ヘッド。
  8. 床上の異物質が吸入される吸入ポートが形成されたケーシングと、
    前記吸入ポートの内側に回転自在に軸支されて、横手方向に複数のブラッシュが配置されたアジテータと、
    所定角度の範囲内で往復回動して該アジテータを所定角度の範囲内で往復回動させる駆動力を発生させる正／逆方向に回動する駆動モータと、
    前記正／逆方向に回動する駆動モータの駆動時に弾性復元力を与えるための弾性手段と、を含んで構成され、
    前記正／逆方向に回動する駆動モータのモータ軸は、前記アジテータの中心軸と同軸に連結されることを特徴とする真空清掃機の吸入ヘッド。
  9. 前記弾性手段は、一方端が前記正/逆方向に回動する駆動モータのモータ軸に係止され、他方端は前記正/逆方向に回動する駆動モータ又はケーシングに係止されるスパイラル型プリングにより構成されることを特徴とする請求項８記載の真空清掃機の吸入ヘッド。
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