JP6574111B2 - バキュームクリーナ - Google Patents

Description

本発明は、清掃作業等に用いられるバキュームクリーナに係り、特に、被吸引物を重量に応じて分離して回収するようにしたバキュームクリーナに関する。

この種のバキュームクリーナの従来例を図５に示す。図示従来例のバキュームクリーナ１’は、原動機としての空冷２サイクル内燃エンジン３と、該内燃エンジン３により駆動されるブロワ５と、を有する本体部２を備え、前記内燃エンジン３の出力軸であるクランクシャフトの一端側に前記ブロワ５における遠心式のファンが取り付けられている。前記ブロワ５は、渦巻状のボリュート４を形成する前面側ケース部２１及び後面側ケース部２２からなる二分割構成のファンケース２０と、該ファンケース２０におけるボリュート４の内側に収容されたファンとを備え、前記後面側ケース部２２の背面側に、前記内燃エンジン３のシリンダ等を覆う本体カバー２３が一体に連設されている。また、前記本体部２の上部に、前記クランクシャフトに直交するように上部ハンドル７が設けられ、前記本体部２における内燃エンジン３の背面側に、前記上部ハンドル７に直交するように後部ハンドル８が設けられている。そして、前記ファンケース２０における前面側（前側ケース部２１）中央に円筒状の吸入開口２５が設けられるとともに、前記ファンケース２０の一側に吹出口２４が設けられている。

前記吸入開口２５には、塩化ビニル等の合成樹脂材料を素材としてブロー成形等により作製された長円筒状のパイプからなるサクションパイプ１０の基端部が内挿され、例えば前記吸入開口２５の外周側に掛け回された緊締バンド等により取り外し可能に固定されている。図示従来例のバキュームクリーナ１’は、落葉や塵芥等を吸い込む吸込作業と、それらを吹き寄せる送風作業とを選択的に行い得るようになっており（詳細は後述）、前記吸入開口２５には、それを覆い得る吸入開口カバー１５が、ヒンジ部材を介して開閉可能に、かつ不図示のばねにより常時閉方向に付勢されて取り付けられている。落葉や塵芥等の吸い込み作業を行う状態、言い換えれば、清掃用のバキュームクリーナとして使用する状態では、前記吸入開口カバー１５を開けた状態にして前記吸入開口２５に前記サクションパイプ１０が連結されている。

一方、前記吹出口２４には、略Ｌ字形の吹出パイプ３１が取り外し可能に取り付けられ、該吹出パイプ３１の下流端に、適宜の通気性を有する集塵バッグ３２が取り付けられている。作業者は、集塵バッグ３２に取り付けられた携帯用バンド３３を肩に掛けて当該集塵バッグ３２を携帯しながら前記作業を行う。

このような構成のバキュームクリーナ１’を使用する場合には、通常、リコイルスタータ（不図示）を操作して内燃エンジン３を始動させ、上部ハンドル７及び後部ハンドル８を左右の手で握り、サクションパイプ１０の先端開口（吸入口）１０ａを落葉や塵芥等の被吸引物に近づける。ファンの回転により吸入口１０ａからサクションパイプ１０内に吸い込まれた被吸引物は、前記本体部２内において、前記ファンと一体的に回転する切断刃で細断され、前記ファンの周りに形成されたボリュート４を通って吹出パイプ３１から吸入気流（ファンの回転により生成される気流）とともに吐出され、前記集塵バッグ３２内に収容される。

なお、前記バキュームクリーナ１’を、落葉や塵芥等を吹き寄せる清掃用のブロワ機として使用する場合には、前記サクションパイプ１０を取り外して前記吸入開口カバー１５を閉じ、前記吹出パイプ３１及び集塵バッグ３２に代えて、例えば先端が偏平状に窄められた吹出パイプ（不図示）を前記吹出口２４に装着し、その吹出パイプの先端開口を地面に向け、ファンの回転によりその先端開口から吹き出される空気によって落葉等を吹き飛ばす（特許文献１参照）。

特許第３６７０８５４号公報

ところで、前記した如くのバキュームクリーナは、本来、ファンの回転により、落葉や刈草等の比較的軽くて柔らかいものを吸入して集塵バッグに回収することを主目的としているが、実際には、石や木片等の比較的重くて硬いものも吸入してしまい、ファンやファンケースが破損する可能性があった。このようなファンやファンケースの破損を防止するための方策として、従来、サクションパイプのパイプ径を大きくして重たいものをファンまで吸い上げられなくしたり、ファンの羽根枚数を減らしたり、ファンやファンケースを耐衝撃性の高い素材で作製する等の方策が提案されてきた。

しかしながら、サクションパイプのパイプ径を大きくしたり、ファンの羽根枚数を減らすと、その吸引力が低下する。特に、当該バキュームクリーナは、前記のように、落葉や塵芥等を吹き寄せる送風作業を行うブロワ機を兼用するようになっているが、ファンの羽根枚数を減らしてしまうと、前記ブロワ機として使用する場合に送風性能が低下してしまう。また、ファン等を耐衝撃性の高い素材で作製すると、必然的にその製造コストが高騰してしまう。

本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、吸引力の大幅な低下を招くことなく、ファンやファンケースの破損を効果的に防止することのできるバキュームクリーナを提供することにある。

上記する課題を解決するために、本発明に係るバキュームクリーナは、ファンケース内に収容されたファンの上流側に、吸込部と遠心分離部と第１回収部とが設けられ、前記ファンの下流側に、第２回収部が設けられ、前記ファンの回転により、前記吸込部を介して前記遠心分離部に導入された空気の一部を前記第１回収部側に分離して該空気に含まれる被吸引物を前記第１回収部に回収し、前記遠心分離部に導入された空気の他部を前記ファン側に分離して該空気に含まれる被吸引物を前記第２回収部に回収するようにしたことを特徴としている。

好ましい態様では、前記ファンケースに設けられた吸入開口に、前記吸込部と前記遠心分離部とを備えるサクションパイプが連結されて構成される。

別の好ましい態様では、前記遠心分離部は、その基端部が前記ファンケースに設けられた吸入開口に連結されたインナーパイプと、その先端側開口が前記インナーパイプの先端側開口よりも先端側へ突出するように前記インナーパイプの外周に配在されたアウターパイプとから構成され、前記吸込部が、前記インナーパイプと前記アウターパイプとの間に形成された空間に連通しており、前記第１回収部が、前記アウターパイプの先端側開口に設けられる。

他の好ましい態様では、前記インナーパイプの先端側開口の前記アウターパイプに対する軸線方向位置を調整する調整機構が設けられる。

更に好ましい態様では、前記調整機構は、前記インナーパイプと前記アウターパイプを軸線方向で相対的に移動させるスライド構造、前記インナーパイプ及び前記アウターパイプの少なくとも一方を複数の部材から構成して各部材同士を軸線方向で相対的に移動させるスライド構造、並びに、前記インナーパイプ及び前記アウターパイプの少なくとも一方に形成され、軸線方向で伸縮自在とされた蛇腹構造のうちの少なくとも一つから構成される。

他の好ましい態様では、前記インナーパイプの基端部が前記アウターパイプの基端部から基端側へ突出するとともに、前記インナーパイプの周りにおける前記アウターパイプの基端部が閉塞される。

更に好ましい態様では、前記吸込部が前記アウターパイプの基端部に連設される。

他の好ましい態様では、前記第１回収部もしくは前記アウターパイプの先端側開口に、前記アウターパイプの先端側開口を閉じるように付勢された開閉部材が設けられる。

前記第１回収部は、好ましくは、回収した被吸引物を自動でもしくは手動で廃棄可能とされる。

また、前記第１回収部は、好ましくは、その内部が視認可能とされる。

他の好ましい態様では、前記ファンケースにおける前記ファンの周りに形成されたボリュートに連通する吹出パイプの下流側開口に前記第２回収部が設けられる。

本発明によれば、ファンケース内に収容されたファンの上流側に、吸込部と遠心分離部と第１回収部とが設けられ、前記ファンの下流側に、第２回収部が設けられ、ファンの回転により、吸込部を介して遠心分離部に導入された空気の一部を第１回収部側に分離して該空気に含まれる被吸引物を第１回収部に回収し、遠心分離部に導入された空気の他部をファン側に分離して該空気に含まれる被吸引物を第２回収部に回収するようにした。

より具体的には、前記遠心分離部を、その基端部がファンケースに設けられた吸入開口に連結されたインナーパイプと、その先端側開口がインナーパイプの先端側開口よりも先端側へ突出するようにインナーパイプの外周に配在されたアウターパイプとから構成し、吸込部を、インナーパイプとアウターパイプとの間に形成された空間に連通させ、第１回収部を、アウターパイプの先端側開口に配設した。そして、ファンの回転により、吸込部に吸入された落葉等の被吸引物を含んだ空気を、遠心分離部におけるインナーパイプとアウターパイプとの間の空間に導入し、その空間内で先端側へ向かって旋回させながら、前記空間内で旋回する空気の一部（相対的に外周側で旋回する空気であって相対的に重い被吸引物を含む空気）をアウターパイプの先端側開口に向けて排出して当該空気に含まれる被吸引物を第１回収部に回収するようにした。一方、前記空間で旋回する空気の他部（相対的に内周側で旋回する空気であって相対的に軽い被吸引物を含む空気）をインナーパイプの先端側開口からそのインナーパイプ内を通過させ、インナーパイプの基端部が連結された吸入開口を介してファンケース内に吸引させて当該空気に含まれる被吸引物を、ファンを内蔵するファンケース内を通過後、第２回収部に回収するようにした。このように、ファンの上流側に設けられた遠心分離部により吸込部に吸入された空気から落葉や刈草等といった相対的に軽い被吸引物を含む空気のみを分離してファンケース内に吸引させるようにしたので、吸引力の大幅な低下を招くことなく、ファンやファンケースの破損を効果的に防止することができる。

本発明に係るバキュームクリーナの一実施形態を模式的に示す横断面図。 （Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、本発明に係るバキュームクリーナにおける調整機構の一例（スライド構造）を模式的に示す一部拡大横断面図。 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明に係るバキュームクリーナにおける調整機構の一例（蛇腹構造）を模式的に示す一部拡大横断面図。 本発明に係るバキュームクリーナの他例を模式的に示す一部拡大横断面図。 従来のバキュームクリーナを示す斜視図。

以下、本発明に係るバキュームクリーナの実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下で示す例は、作業者が把持するハンドルを備えた手持式のものであるが、本発明は、作業者がブロワを含む本体部を背中に背負いながら清掃作業を行うバンド等を備えた背負式のものにも適用できることは言うまでも無い。

また、以下に示される本実施形態のバキュームクリーナ１については、前述した図５に示される従来例のバキュームクリーナ１’の各部に対応する部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略し、以下においては、相異点を重点的に説明する。

図１は、本発明に係るバキュームクリーナ１の一実施形態を模式的に示す横断面図である。図示実施形態のバキュームクリーナ１は、後部ハンドル８が上部ハンドルに平行（すなわち、内燃エンジン３のクランクシャフト３ａに直交）に設けられているが、サクションパイプ１０以外の本体部２や吹出パイプ３１等の基本的な部分は、前述した図５に示される従来例のバキュームクリーナ１’と同様の構成を有している。

本実施形態のバキュームクリーナ１におけるサクションパイプ１０は、略Ｌ字形のパイプからなる吸込部１１と、インナーパイプ１２とアウターパイプ１３とからなる二重管構造の遠心分離部１４とを備える。

インナーパイプ１２は、ファンケース２０の吸入開口２５と同径の円筒状を呈し、アウターパイプ１３は、その基端側（本体部２側）から、前記インナーパイプ１２より大径の円筒部１３ａと該円筒部１３ａから先端側へ向かって縮径する円錐台部１３ｂとを有しており、アウターパイプ１３（の円錐台部１３ｂ）の先端側開口１３ｃがインナーパイプ１２の先端側開口１２ｃよりも先端側へ突出するように、かつ、インナーパイプ１２の基端部１２ｄがアウターパイプ１３（の円筒部１３ａ）の基端部１３ｄから基端側へ突出するように、前記アウターパイプ１３が前記インナーパイプ１２の外周に配在されて固定されている。なお、図示例では、インナーパイプ１２の先端側開口１２ｃが、アウターパイプ１３の円筒部１３ａと円錐台部１３ｂとの境界部分よりも基端側に位置しているが、その境界部分よりも先端側に位置するようにしてもよい。また、インナーパイプ１２の周りにおけるアウターパイプ１３の基端部１３ｄは閉塞されるとともに、そのアウターパイプ１３の基端部１３ｄにおける外周部分（言い換えれば、アウターパイプ１３の最も基端側の部分）に、インナーパイプ１２とアウターパイプ１３（の円筒部１３ａ）との間に形成された空間（旋回空間）１９に側方から開口する導入口１３ｅが形成され、その導入口１３ｅに前記吸込部１１の下流側開口が連設されている。ここで、前記吸込部１１は、該吸込部１１に吸入された空気を前記空間１９においてスムーズに旋回させるべく、その空気を遠心分離部１４の軸線Ｌから外れた位置（すなわち、軸線Ｌに対して捩れの関係になる位置）に導入するように前記空間１９に連通している。なお、図示例では、前記吸込部１１の導入方向と遠心分離部１４の軸線Ｌの方向とは平面視で直交しているが、前記吸込部１１の導入方向と前記軸線Ｌの方向とは直交していなくてもよい。

そして、アウターパイプ１３の先端側開口１３ｃに回収箱（第１回収部）１６が取り外し可能に取り付けられ、インナーパイプ１２の基端部１２ｄがファンケース２０の吸入開口２５に取り外し可能に取り付けられている。なお、アウターパイプ１３に対する回収箱１６の取付構造やファンケース２０に対するインナーパイプ１２の取付構造は、図示例に限定されず、適宜の取付構造を採用できる。

本実施形態では、図示される如くに、内燃エンジン３のクランクケース内に回動自在に支持されたクランクシャフト３ａ、クランクシャフト３ａに取り付けられたファン６、ファン６が収容されたファンケース２０に設けられた吸入開口２５、吸入開口２５に連結されたインナーパイプ１２、インナーパイプ１２に外挿されたアウターパイプ１３等が、同一軸線Ｌ上に同心配置され、クランクシャフト３ａには、ファン６と一体に回転する切断刃６ａが前記ファン６と共に取り付けられている。

かかる構成とされたバキュームクリーナ１では、リコイルスタータ９を操作して内燃エンジン３を始動させ、ファン６及び切断刃６ａを回転させると、そのファン６の回転により、サクションパイプ１０内に吸入気流が発生する。サクションパイプ１０における吸込部１１に吸入された落葉等の被吸引物を含んだ空気は、アウターパイプ１３に形成された導入口１３ｅを介して遠心分離部１４におけるインナーパイプ１２とアウターパイプ１３との間の空間１９に導入され、その空間１９内で先端側（通常の使用形態では下側）へ向かって旋回するが、その旋回時において、遠心力により、吸入空気に含まれる相対的に重い被吸引物が外周側に、吸入空気に含まれる相対的に軽い被吸引物が内周側に誘導される。そして、前記空間１９内で旋回する空気の一部（相対的に外周側で旋回する空気であって相対的に重い被吸引物を含む空気）がアウターパイプ１３の先端側開口１３ｃに向けて排出され、その空気に含まれる被吸引物が回収箱１６に回収される。一方で、前記空間１９で旋回する空気の他部（相対的に内周側で旋回する空気であって相対的に軽い被吸引物を含む空気）は、インナーパイプ１２の先端側開口１２ｃからそのインナーパイプ１２内を通過（通常の使用形態では上向きに通過）し、インナーパイプ１２の基端部１２ｄが連結された吸入開口２５を介してファンケース２０内のファン６に吸引され、その空気に含まれる被吸引物がファン６と一体的に回転する切断刃６ａで細断され、前記ファン６の周りに形成されたボリュート４を通って吹出パイプ３１から吸入空気とともに吐出され、前記吹出パイプ３１の下流側開口に設けられた集塵バック（第２回収部）３２内に回収される。

このように、本実施形態のバキュームクリーナ１では、サクションパイプ１０における遠心分離部１４により吸込部１１に吸入された空気から落葉や刈草等といった相対的に軽い被吸引物を含む空気のみを分離してファンケース２０内に吸引させるようにしたので、吸引力の大幅な低下を招くことなく、ファン６やファンケース２０の破損を効果的に防止することができる。

なお、上記実施形態では、インナーパイプ１２、特にその先端側開口１２ｃがアウターパイプ１３に対して固定した位置に配置されているが、例えば、作業者の好みや作業環境、作業対象物等に応じて適切な吸引設定を可能とすべく、インナーパイプ１２の先端側開口１２ｃのアウターパイプ１３に対する相対的な位置（特に、アウターパイプ１３の円錐台部１３ｂの内壁面とインナーパイプ１２の先端側開口１２ｃとの距離）を調整する調整機構を設けてもよい。このような調整機構としては、例えば、インナーパイプ１２とアウターパイプ１３を軸線Ｌ方向で相対的に移動させるスライド構造１７Ａ（図２（Ａ）参照）や、インナーパイプ１２やアウターパイプ１３（の円筒部１３ａ等）を複数の部材から構成して各部材同士を軸線Ｌ方向で相対的に移動させることによりインナーパイプ１２の先端側開口１２ｃのアウターパイプ１３に対する相対的な位置を調整するスライド構造１７Ｂ、１７Ｃ（図２（Ｂ）、（Ｃ）参照）、インナーパイプ１２の先端等やアウターパイプ１３に形成された可撓性部材等からなる蛇腹構造（ベローズともいう）１８Ａ、１８Ｂ（図３（Ａ）、（Ｂ）参照）等が挙げられる。なお、このような調整機構が設けられる場合には、石や木片等の相対的に重い被吸引物がファン６に吸引されてしまうことを確実に回避するため、インナーパイプ１２の先端側開口１２ｃのアウターパイプ１３に対する移動量を規定するストッパ機構を付設することが好ましい。

また、ファン６による吸引力を高めたり、回収箱１６に収容された被吸引物のアウターパイプ１３内への逆流を防止すべく、図４に示されるように、回収箱１６もしくはアウターパイプ１３の先端側開口１３ｃに、アウターパイプ１３の先端側開口１３ｃを閉じるようにばね等により付勢された開閉部材１３Ａを設けてもよい。この場合、開閉部材１３Ａに対する付勢力は、例えば、通常時はファン６の回転による吸引力により閉じられるが、石や木片等の重い被吸引物が気流に乗って前記先端側開口１３ｃに排出されると、その被吸引物との衝突によって開くように設定するのが好ましい。また、前述のような開閉部材１３Ａが設けられている場合には、回収箱１６を省略し、開閉部材１３Ａに対する付勢力を、当該開閉部材１３Ａもしくはその近傍に所定量の被吸引物が堆積したら開くように設定してもよい。

また、前記回収箱１６は、回収した被吸引物を自動でもしくは手動で適切な時期に廃棄可能となっていることが好ましく、例えば透明な材料を素材として作製したり、確認用の窓を設けるなどして、その内部が視認可能となっていることが望ましい。

なお、上記実施形態では、ファン６の駆動源として内燃エンジン３を使用しているが、例えば電動モータ等を駆動源として採用してもよいことは当然である。また、上記実施形態では、サクションパイプ１０（のインナーパイプ１２）とファンケース２０（の前面側ケース部２１）とが別体とされているが、ブロワ機との兼用が必要でない場合には、サクションパイプ１０とファンケース２０を一体に成形してもよいことは勿論である。

１ バキュームクリーナ
２ 本体部
３ 内燃エンジン
３ａ クランクシャフト
４ ボリュート
５ ブロワ
６ ファン
６ａ 切断刃
１０ サクションパイプ
１１ 吸込部
１２ インナーパイプ
１２ｃ インナーパイプの先端側開口
１２ｄ インナーパイプの基端部
１３ アウターパイプ
１３ａ 円筒部
１３ｂ 円錐台部
１３ｃ アウターパイプの先端側開口
１３ｄ アウターパイプの基端部
１３ｅ 導入口
１３Ａ 開閉部材
１４ 遠心分離部
１５ 吸入開口カバー
１６ 回収箱（第１回収部）
１７Ａ〜１７Ｃ スライド構造
１８Ａ、１８Ｂ 蛇腹構造
１９ 空間（旋回空間）
２０ ファンケース
２１ 前面側ケース部
２２ 後面側ケース部
２３ 本体カバー
２４ 吹出口
２５ 吸入開口
３１ 吹出パイプ
３２ 集塵バッグ（第２回収部）

Claims (11)

1. ファンケース内に収容されたファンの上流側に、吸込部と遠心分離部と第１回収部とが設けられ、前記ファンの下流側に、第２回収部が設けられ、
   前記遠心分離部は、前記ファンの回転軸線に沿って配置され、
   前記遠心分離部は、その基端部が前記ファンケースに設けられた吸入開口に連結されたインナーパイプと、その先端側開口が前記インナーパイプの先端側開口よりも先端側へ突出するように前記インナーパイプの外周に配在されたアウターパイプとから構成され、
   前記吸込部が、前記インナーパイプと前記アウターパイプとの間に形成された空間に連通しており、前記第１回収部が、前記アウターパイプに設けられ、
   前記ファンの回転により、前記吸込部を介して前記遠心分離部に導入された空気の一部を前記第１回収部側に分離して該空気に含まれる被吸引物を前記第１回収部に回収し、前記遠心分離部に導入された空気の他部を前記ファン側に分離して該空気に含まれる被吸引物を前記第２回収部に回収するようにしたことを特徴とするバキュームクリーナ。
2. 前記ファンケースに設けられた吸入開口に、前記吸込部と前記遠心分離部とを備えるサクションパイプが連結されて構成されていることを特徴とする請求項１に記載のバキュームクリーナ。
3. 前記第１回収部が、前記アウターパイプの先端側開口に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のバキュームクリーナ。
4. 前記インナーパイプの先端側開口の前記アウターパイプに対する軸線方向位置を調整する調整機構が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のバキュームクリーナ。
5. 前記調整機構は、前記インナーパイプと前記アウターパイプを軸線方向で相対的に移動させるスライド構造、前記インナーパイプ及び前記アウターパイプの少なくとも一方を複数の部材から構成して各部材同士を軸線方向で相対的に移動させるスライド構造、並びに、前記インナーパイプ及び前記アウターパイプの少なくとも一方に形成され、軸線方向で伸縮自在とされた蛇腹構造のうちの少なくとも一つから構成されることを特徴とする請求項４に記載のバキュームクリーナ。
6. 前記インナーパイプの基端部が前記アウターパイプの基端部から基端側へ突出するとともに、前記インナーパイプの周りにおける前記アウターパイプの基端部が閉塞されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のバキュームクリーナ。
7. 前記吸込部が前記アウターパイプの基端部に連設されていることを特徴とする請求項６に記載のバキュームクリーナ。
8. 前記第１回収部もしくは前記アウターパイプの先端側開口に、前記アウターパイプの先端側開口を閉じるように付勢された開閉部材が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のバキュームクリーナ。
9. 前記第１回収部は、回収した被吸引物を自動でもしくは手動で廃棄可能となっていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のバキュームクリーナ。
10. 前記第１回収部は、その内部が視認可能となっていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のバキュームクリーナ。
11. 前記ファンケースにおける前記ファンの周りに形成されたボリュートに連通する吹出パイプの下流側開口に前記第２回収部が設けられていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載のバキュームクリーナ。

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