JPH078272B2 - 真空掃除機用床ノズル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はエアータービンを駆動源とする回転ブラシを備
えた真空掃除機用床ノズルに関するものである。

従来の技術 従来、この種真空掃除機用床ノズルにあって、回転ブラ
シの駆動源となるエアータービンは、円板状側板に多数
の断面円弧状のタービン翼片を等間隔に、かつ円形状に
配列した、いわゆる貫流形タービンが採用されていた。
そして、真空掃除機への吸引気流により駆動される上記
エアータービンの回転力がベルトなどの中間伝達手段を
介して回転ブラシに伝えられるようにしてあった。

発明が解決しようとする問題点 ところで、貫流形タービンは、作用気流が流入側と流出
側のそれぞれにおいてタービン翼片と当るため、回転数
として高いものが得られ、それに伴って同回転領域での
トルクも高い。しかしながら、上記貫流形タービンは気
流が貫流するところから、立上がり特性が悪く、例え
ば、床ノズルをじゅうたんなどの被掃除面に接したまま
始動する場合、同タービンが回転しなかったり、或いは
所定回転領域に達するまでに時間がかかる問題があっ
た。

本発明はこのような従来の問題点を解消したもので、使
い勝手のよい、しかも吸塵性能にすぐれた真空掃除機用
床ノズルを提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明は、真空掃除機への吸
引空気によって回転されるエアータービンと、このエア
ータービンを一側に内設し、真空掃除機の吸引側に連通
される接続口を他側に形成したタービン室と、上記エア
ータービンに連係した回転ブラシとを具備し、上記エア
ータービンは、側板部の一側に多数のタービン翼片を円
形に配列して空気が径方向に貫流するとともに、各ター
ビン翼片の先端を開放させた貫流型タービンと、胴の外
周に多数のタービン翼片を放射状に配列し、胴の外周
で、隣接するタービン翼片間の区画空間を空気が復流す
る復流型タービンとを、貫流型タービンのタービン翼片
開放側が上記接続口方向に位置するように組み合わせて
構成したものである。

作用 復流形タービンは翼片に衝突した気流が貫流形タービン
のごとく径方向に逃げることがなく、そのため、立上が
り時のトルクが非常に高い反面、回転数が高くなるにし
たがい同トルクが下がってくる。これに対して貫流形タ
ービンは上記したように逆の特性をもつものである。

したがって、これら両タービンを組合せて１つのエアタ
ービンとした場合、立上がりの特性は復流形タービンで
補足し、また定常回転時の特性は貫流形タービンで確保
できるものである。

実 施 例 以下その実施例を添附図面とともに説明する。

第１図〜第６図において、床ノズル本体１はバンパー２
を介して上，下本体部材3,4を結合して構成されてお
り、その前方内部には下方開放部を吸込口とした吸込室
５が、後方内部にはタービン室６がそれぞれ形成してあ
る。上記タービン室６は隔壁７によって吸込室５の区画
されており、全体として略円筒状に設定してある。８は
吸込室５内にこれと平行に設けられ、回転子９に植設し
たブラシ体10の一部が吸込口を介して外部に突出するよ
うに回転ブラシ、11は吸込室５の両側室壁に設けられ、
回転ブラシ８より両側へ突出した軸12を支承する軸受、
13は吸込室５の吸込口を被掃除面と一定間隔をおいて位
置すべく床ノズル本体１の底部前後に設けた車輪であ
る。

14は上記タービン室６の内面に俯仰方向回動自在に取着
した略半円筒状の吸込継手で、その周壁の一部には筒状
の接続口15が形成してある。上記吸込継手14はその側壁
より外方へ突設した軸16および中空軸17がタービン室６
の両側室壁にて軸支されている。18は接続口15にリング
19を介して回動自在に取着した接続筒を示し、真空掃除
機の吸引側に対してホースを介して連通した延長管20が
着脱自在に接続されるものである。

21はタービン室６内の一側に設けたエアータービンであ
り、その一側からは吸込継手14の中空軸17を貫通してタ
ービン室外へ突出する軸体22が出ている。23は床ノズル
本体１に設けた上記軸体22の軸受、24は軸体22の先端に
形成した小プーリー部25と回転ブラシ８に設けた大プー
リー26との間に張架した動力伝達用のベルトである。す
なわち、エアータービン21の回転は減速して回転ブラシ
８に伝達されるようにしてある。

27,28は隔壁７に形成した２個の通気口で、一方の通気
口27はエアータービン21と対向しており、また他方の通
気口28はエアータービン21と非対向であって、直接的に
吸込継手14の接続口15と対向しているものである。29は
通気口28を開閉するシャッター、30はその操作子であ
る。

今、本実施例床ノズルの一応の動作を説明する。

シャッター29により通気口28を閉じた状態で真空掃除機
を運転すると、含塵空気は吸込口→吸込室５→通気口27
→タービン室６→接続口15→接続筒18→延長管20→ホー
スと流動し、上記真空掃除機に吸引されるものである。
そして、通気口27からタービン室６に至る空気はエアー
タービン21に作用してこれを回転する。

上記エアータービン21の回転はベルト24を介して回転ブ
ラシ８に伝えられるものである。

したがって、じゅうたんなど被掃除面の塵埃は上記回転
ブラシ８のブラシ体10でかき上げられ、吸引気流に乗っ
て真空掃除機へ至るものである。

次にシャッター29を動作して通気口28を開くと、空気は
抵抗の小さい同通気口28から接続口15への流動糸を流れ
る。すなわち、エアータービン21を実質的にバイパスし
た流れ形態をとり、これにより、このエアータービン21
および回転ブラシ８の回転が停止されるものである。

なお、上記実施例ではエアータービン21を発停制御する
ようにしたが、場合によってはその機能をなくし、常時
このエアータービン21を駆動させるようにすることも考
えられる。

また発停制御するものであっても、通気口27,28を１つ
にまとめて大きな開口とするとともに、シャッター29に
１つの孔を形成し、同シャッター29の移動に伴ってこの
孔をエアータービン21と対向させたり、非対向としたり
することも考えられるものである。

さて、上記エアータービン21は、略凹曲面の胴31に多数
のタービン翼片32を放射状に配設した復流形（ペルトン
形）タービン33と、側板部34の一側に多数のタービン翼
片35の各一端を等間隔で、しかも円形に配列した貫流形
タービン36とを軸線方向に組合せて構成してある。貫流
形タービン36のタービン翼片35の先端はそれぞれ解放さ
れており、換言すれば、片持支持構成を採っている。

さらに両タービン33,36の構成を詳述する。

まず、一方の復流形タービン33は、その胴31がタービン
翼片32を一体形成した胴部材37と貫流形タービン36の側
板部34とで形成されている。そして側板部34の復流ター
ビン33側は上記胴部材37とともに連続的な略凹凸曲面を
形づくるべくテーパー形状としてある。38は胴部材37と
一体形成されるとともに、軸孔39を有するボス部、40は
側板部34との対面部に形成した複数の凹部である。

また貫流形タービン36において、その側板部34の中心に
は先端を小径とした軸孔41が、復流形タービン33と対向
する一側面には環状の凹溝42と、上記凹部40と対応する
複数の凸部43がそれぞれ形成してある。

これら復流形タービン33と貫流形タービン36はその軸孔
39,41を介して軸体22に圧入取着される。もちろん、上
記軸体22の先端には軸孔41の小径部と対応する段付きが
ある。またこのとき、両タービン33,36の凹凸部40,43が
係合して、回転方向の一体化作用を発揮するようになっ
ている。44は抜け止め用のワッシャーである。

さらに上記側板部34の外径は、両タービン翼片32,35の
外側端を結ぶ径よりも小さくしてある。

そして、先の通気口27は側板部34と対向し、各タービン
33,36に気流が流動するように設定してある。

上記の構成において、エアータービン21の作用を以下説
明する。

まず、復流形タービン33にあって、通気口27からの気流
は第３図のように、タービン翼片32に衝突するととも
に、胴31の略凹曲面に沿って反対側へ流れ、矢印ａよう
な復流形態をとる。上記タービン翼片32への気流の衝突
によって復流形タービン33には回転トルクが発生する。
同トルクは周知のごとく低速時ほど大きく、回転数が高
くなればなるほど相対的な衝突力が弱くなるため、小さ
くなる。

また貫流形タービン36にあって、通気口27からの気流は
それを横切るとき２度タービン翼片35に作用して矢印ｂ
に示すような貫流形態をとる。

貫流形タービン36では気流が矢印ｂのごとく貫流して、
いわゆる、気流通過特性が良好なため、その回転数が一
定値まで増加する過程でその回転トルクも高まる。

したがって、本実施例におけるエアータービン21では始
動時から一定値以上の回転トルクが得られるものであ
る。

ところで、上記エアータービン21の構成にあって、特に
復流形タービン33は略凹曲面の胴31をもつものの、それ
が胴部材37と貫流形タービン36の側板部34とで分割構成
されている。そのため、それぞれのタービン33,36は２
つ割の金型を用いて合成樹脂により簡単に成形すること
が可能で、量産性にすぐれたものとなっている。

また側板部34に形成した凹溝42はエアータービン21のバ
ランス取り用として活用できる。

すなわち、同凹溝42にバランスウエイトを入れれば貫流
形タービン36と同時に復流形タービン33のバランス，換
言すれば、複合形であるエアータービン21全体のバラン
スを取ることができるものである。しかもこの凹溝42は
肉厚となる側板部34にヒケが生じるのを防止する。

このヒケ防止はタービン性能に好ましい影響を及ぼす。
すなわち、もし、凹溝42がないと、胴31の略凹曲面の一
部またはタービン翼片35側の面にヒケが生じる。

上記ヒケは気流の流れを乱す要因、例えば渦を発生し、
エアータービン21への作用力を低下させるものである。

しかし本実施例によればバランス取り用の凹溝42がヒケ
の発生を防止し、エアータービン21に対する気流の作用
を良好とするものである。

さらに、側板部34の外径を双方のタービン翼片32,35よ
り小さくしたことによって同タービン翼32,35への気流
の流れを一層有用なものにできる。

すなわち、側板部34の外径がタービン翼片32,35より大
であると、気流は側板部34の外周端で分岐され、両側へ
拡がるように流れてこれらタービン翼片32,35に至る。
このことは、正常な復流形態ａおよび貫流形態ｂから外
れるようになり、各タービン33,36への影響力が小さく
なることにほかならない。

しかるに、側板部34の外径を本実施例のごとく小径とす
れば、復流形態ａおよび貫流形態ｂを乱すことはなくな
り、エアータービン21に対して気流が有効に作用するこ
ととなる。

もちろん、側板部34は復流形態ａと貫流形態ｂをそれぞ
れ干渉させることなく独立した発生させ、個々のタービ
ン33,36の能力を最大限発揮させる上で有用であること
は今さら言うまでもない。

発明の効果 このように本発明は、復流形タービンと貫流形タービン
を組合せてエアータービンを構成したことにより、始動
時の立上がり特性が著しく向上し、しかも定常回転時の
トルクも高く維持できるものである。

したがって、掃除開始が速やかに、また確実にでき、そ
の使い勝手を大いに高め得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す床ノズルの上本体部材を
取除いた状態での一部欠截上面図、第２図は斜視図、第
３図はエアータービンの断面図、第４図は分解断面図、
第５図は復流形タービンの斜視図、第６図は貫流形ター
ビンの斜視図である。 ８……回転ブラシ、21……エアータービン、33……復流
形タービン、36……貫流形タービン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 嶋田 定廣 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−263427（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空掃除機への吸引空気によって回転され
   るエアータービンと、このエアータービンを一側に内設
   し、真空掃除機の吸引側に連通される接続口を他側に形
   成したタービン室と、上記エアータービンに連係した回
   転ブラシとを具備し、上記エアータービンは、側板部の
   一側に多数のタービン翼片を円形に配列して空気が径方
   向に貫流するとともに、各タービン翼片の先端を開放さ
   せた貫流型タービンと、胴の外周に多数のタービン翼片
   を放射状に配列し、胴の外周で、隣接するタービン翼片
   間の区画空間を空気が復流する復流型タービンとを、貫
   流型タービンのタービン翼片開放側が上記接続口方向に
   位置するように組み合わせて構成した真空掃除機用床ノ
   ズル。