JP2017000194A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】初動や急旋回でも操作性に抵抗が生じにくく、設置スペースを低減できる電気掃除機を得る。
【解決手段】電動送風機１８が本体ケース１１内に設けられている。集塵室２６，２７が電動送風機１８の稼働により発生する吸引風で吸い込まれた空気から塵埃を捕集する。車輪１４が本体ケース１１の後側の部分に回転可能に設けられている。キャスター１５が本体ケース１１の前側の部分に設けられている。キャスター１５は、床面に接触して回転可能である球体のボール３５と、ボール３５を保持するホルダー３７とを有する。
【選択図】図８

Description

本発明は、電気掃除機に関する。

従来の電気掃除機において、前車輪は、前車輪とは別の回転軸を持つキャスターに設けられていた（例えば、特許文献１参照）。この場合、掃除機の旋回時にはキャスターが回転して進行方向に向いた後に掃除機の本体が追従する。

特許第４９８５１４５号公報

しかし、キャスターが進行方向に向くまでは抵抗となる。特に、初動や急旋回において操作性に抵抗が生じやすい。また、キャスターが進行方向に向く前に掃除機が動くと床傷の原因となってしまう。さらに、従来のキャスターは大きな設置スペースが必要であった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は初動や急旋回でも操作性に抵抗が生じにくく、設置スペースを低減できる電気掃除機を得るものである。

本発明に係る電気掃除機は、本体ケースと、前記本体ケース内に設けられた電動送風機と、前記電動送風機の稼働により発生する吸引風で吸い込まれた空気から塵埃を捕集する集塵室と、前記本体ケースの後側の部分に回転可能に設けられた車輪と、前記本体ケースの前側の部分に設けられたキャスターとを備え、前記キャスターは、床面に接触して回転可能である球体のボールと、前記ボールを保持するホルダーとを有することを特徴とする。

本発明は本体ケースの前側のキャスターに回転可能なボールを用いるため、初動や急旋回でも操作性に抵抗が生じにくく、設置スペースを低減できる。

本発明の実施の形態に係る電気掃除機を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る電気掃除機の本体を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係る電気掃除機の本体の中心を前後方向で切断した断面図である。 本発明の実施の形態に係る電気掃除機の本体のキャスターを分解した状態を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係るキャスターを分解した状態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る電気掃除機の本体の中心を前後方向で切断した断面図である。 本発明の実施の形態に係る電気掃除機の本体のキャスターを拡大した断面図である。 本発明の実施の形態に係る電気掃除機の本体のキャスターを拡大した断面図である。 本発明の実施の形態に係るキャスターを示す側面図である。 本発明の実施の形態に係るキャスターを示す断面図である。 本発明の実施の形態に係るキャスターを示す断面図である。 本発明の実施の形態に係るキャスター内部を示す下面図である。 本発明の実施の形態に係る電気掃除機の本体のハンドルを握って持ち上げた状態を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係るキャスターの変形例を示す断面図である。

図１は、本発明の実施の形態に係る電気掃除機を示す斜視図である。電気掃除機１はキャニスター型である。電気掃除機１は、吸引ヘッド２、延長パイプ３、接続パイプ４、吸引ホース５及び本体６を備える。

吸引ヘッド２に吸込み口が形成される。吸込み口は下向きの開口である。吸引ヘッド２は中央部に接続管を備える。吸引ヘッド２の接続管は延長パイプ３の一方の端部に着脱可能に接続される。延長パイプ３は伸縮可能であり、その長さは無段階又は多段階で調節できる。

接続パイプ４の一方の端部が延長パイプ３の他方の端部に着脱可能に接続される。接続パイプ４は、円筒形状の部材とこの部材に設けられた操作ハンドル７とを備える。操作ハンドル７は、吸引ヘッド２を動かすために掃除をする人が持つ部分である。操作ハンドル７に操作スイッチ８が設けられている。例えば、操作スイッチ８は、電気掃除機１の運転を制御するための複数のボタンを備える。

吸引ホース５の一方の端部が接続パイプ４の他方の端部に接続される。吸引ホース５の他方の端部５ａが本体６に着脱可能に接続される。吸引ホース５は、端部５ａ以外の部分が蛇腹形状であり、任意の方向に曲がる。吸引ホース５の端部５ａは、例えば硬質の複数のプラスチック部材によって円筒状に形成される。吸引ヘッド２、延長パイプ３、接続パイプ４及び吸引ホース５は、ごみを含む空気（含塵空気）を外部から本体６に導くための風路を形成する。

図２は、本発明の実施の形態に係る電気掃除機の本体を示す側面図である。以下の説明では、図２に示す状態を基準に上下方向を特定する。前後方向に関しては、図２の左側を前とする。本体６は、ごみを含む空気からごみを分離する機能と、分離したごみを捕集する機能とを有する。本体６は、吸引ユニット９と集塵ユニット１０とを備える。集塵ユニット１０は、吸引ユニット９に着脱可能である。吸引ユニット９は、本体ケース１１、ホース接続部１２、ハンドル１３、車輪１４、キャスター１５及び電源コード１６を備える。集塵ケース１７が本体ケース１１の前側に配置される。集塵ケース１７は一方の端部が塞がれた円筒形状であり、中心軸が斜めに配置され、斜め上方に開口する。集塵ケース１７は上部より下部が前側に突出する。集塵ユニット１０は集塵ケース１７に着脱可能に収容される。

ハンドル１３は、本体６を持ち上げる時に使用者が持つ棒状の把持部１３ａを有する。例えば、使用者は、階段等を掃除する時にハンドル１３を持って本体６を持ち上げる。ハンドル１３は本体ケース１１の上部に設けられ、本体ケース１１の上面から突出する。ここでは把持部１３ａは一直線状の棒状であるが、僅かに湾曲していてもよい。

車輪１４は、本体ケース１１の後側の部分の両側に回転可能に設けられている。キャスター１５は、本体ケース１１の前側の部分に設けられ、集塵ケース１７の下方に配置されている。集塵ユニット１０が集塵ケース１７に取り付けられた状態では、キャスター１５は、集塵ユニット１０の下方に配置される。電源コード１６は、本体ケース１１の内部に設けられたコードリールに巻き付けられる。

図３は、本発明の実施の形態に係る電気掃除機の本体の中心を前後方向で切断した断面図である。吸引ユニット９は、本体ケース１１の内部に電動送風機１８、電動送風機ケース１９、吸気側フィルタ２０（ＨＥＰＡフィルタ）、排気側フィルタ２１（ＵＬＰＡフィルタ）、コードリール及び制御回路（不図示）を備える。電動送風機ケース１９が電動送風機１８を覆う。電動送風機１８、電動送風機ケース１９、吸気側フィルタ２０及び排気側フィルタ２１が本体ケース１１内に設けられている。

電動送風機１８は、電源コード１６が電源に接続されると、操作スイッチ８に対する操作に応じて予め設定された吸引動作を行う。電動送風機１８が吸引動作を行うと、電動送風機１８は、電気掃除機１に形成された風路に気流を発生させる。電気掃除機１に形成された風路には、ごみを含む空気を外部から本体６に導くための風路、集塵ユニット１０に形成された風路及び排気風路２２が含まれる。気流が発生すると、吸引ヘッド２の吸込み口から床面上のごみが空気と一緒に吸い込まれる。吸引ヘッド２に吸い込まれたごみを含む空気は、延長パイプ３、接続パイプ４及び吸引ホース５を通って本体６の内部に流入する。

本体６の内部に流入したごみを含む空気は、ホース接続部１２を通って集塵ユニット１０に送られる。吸引ホース５がホース接続部１２に差し込まれた際に端部５ａが集塵ユニット１０に達する場合は、ごみを含む空気は、吸引ホース５から集塵ユニット１０に直接送られる。集塵ユニット１０は、ごみを含む空気からごみを分離する。集塵ユニット１０は、ごみを含む空気を高速で旋回させることにより、遠心力によってごみを分離する。即ち、集塵ユニット１０は、サイクロン分離機能を有する。集塵ユニット１０は、分離したごみを捕集し、一時的に溜めておく。排気風路２２には、集塵ユニット１０から清浄な空気が流入する。

本体ケース１１に、排気風路２２の要部が形成される。排気風路２２は、集塵ユニット１０でごみが取り除かれた空気を排気部２３に導くための風路である。電動送風機１８、吸気側フィルタ２０及び排気側フィルタ２１は排気風路２２に配置される。

ホース接続部１２に吸引ホース５の端部５ａが接続される。ホース接続部１２は、本体ケース１１の前方上側の部分に設けられ、本体ケース１１の半分の高さより上方に配置され、集塵ケース１７の周壁から前側に突出する。

集塵ユニット１０は、全体として円柱形状である。集塵ユニット１０は、集塵ケース１７に上方から挿入される。所定の操作を行いながら集塵ユニット１０を上方に引き抜くことにより、集塵ユニット１０を集塵ケース１７から取り外すことができる。

集塵ユニット１０が集塵ケース１７に取り付けられた状態では、集塵ユニット１０の中心軸は、集塵ケース１７の中心軸と同様に斜めに配置される。即ち、集塵ユニット１０は、上部より下部が前側に突出する。集塵ユニット１０は、例えば複数の成型品を備える。複数の成型品が適切に配置されることにより、集塵ユニット１０に、旋回室２４、流入風路２５、０次集塵室２６、一次集塵室２７及び流出風路２８が形成される。

旋回室２４は、電動送風機１８の稼働により発生する吸引風で吸い込まれた塵埃を含む空気を旋回させる。旋回室２４の上部は円柱形状である。旋回室２４の下部は、下方に向かうに従って径が小さくなる円錐台形状である。旋回室２４を形成する側壁は、旋回室２４の中心軸に直交する方向の断面が円形状である。旋回室２４の中心軸は、集塵ケース１７の中心軸に対してほぼ平行であるが、少しずれている。

旋回室２４を形成する側壁の上部に、流入口２９が形成される。流入風路２５は、流入口２９を介して旋回室２４に通じる。流入風路２５は、吸引ホース５等を通ってきたごみを含む空気を旋回室２４に導くための風路である。流入風路２５は、集塵ユニット１０の周壁で開口する。この開口が集塵ユニット１０のユニット流入口３０である。ユニット流入口３０は、集塵ユニット１０にごみを含む空気を取り込むための開口である。吸引ホース５等を通ってきたごみを含む空気は、ユニット流入口３０から流入風路２５に流入する。流入風路２５に流入したごみを含む空気は、流入風路２５を通過して流入口２９から旋回室２４に流入する。集塵ユニット１０が集塵ケース１７に取り付けられると、ユニット流入口３０は、ホース接続部１２に対向する。

旋回室２４を形成する側壁に、０次開口３１が形成される。０次開口３１は、流入口２９より下流に形成される。０次集塵室２６は、０次開口３１を介して旋回室２４に通じる。０次集塵室２６は、全体として円筒形状である。０次集塵室２６は、旋回室２４の周囲を囲むように形成される。

旋回室２４を形成する側壁の下端によって一次開口３２が形成される。一次開口３２は０次開口３１より下流に形成される。一次集塵室２７は一次開口３２を介して旋回室２４に通じる。一次集塵室２７は旋回室２４の下端部の周囲を囲むように形成される。一次集塵室２７は０次集塵室２６によって周囲が囲まれる。

旋回室２４に突出する流出管に、多数の微細孔によって流出口３３が形成される。旋回室２４は流出口３３を介して流出風路２８に通じる。流出風路２８は、旋回室２４の空気を集塵ユニット１０の外に流出させるための風路である。流出風路２８は、集塵ユニット１０の周壁で開口する。この開口が集塵ユニット１０のユニット流出口３４である。ユニット流出口３４は、集塵ユニット１０から空気を流出させるための開口である。旋回室２４の空気は流出口３３から流出風路２８に流入する。流出風路２８に流入した空気は流出風路２８を通過してユニット流出口３４から集塵ユニット１０の外に流出する。集塵ユニット１０が集塵ケース１７に取り付けられると、ユニット流出口３４は排気風路２２に連結される。

続いて、掃除の際における電気掃除機の動作を説明する。電源コード１６が外部の電源に接続されると、電動送風機１８等の機器が通電する。電動送風機１８が吸引動作を開始すると、上述したように、吸引ヘッド２に吸い込まれたごみを含む空気は、ユニット流入口３０を通過して流入風路２５に流入する。流入風路２５に流入したごみを含む空気は、流入風路２５を通過し、流入口２９から旋回室２４に流入する。この時、ごみを含む空気は、旋回室２４を形成する側壁の接線方向から旋回室２４に流入する。旋回室２４の中心軸が集塵ユニット１０の中心軸からずれているため、流入風路２５を大きく曲げる必要がなく、騒音の発生を抑制できる。

流入口２９から旋回室２４に流入した空気は、旋回室２４で予め設定された方向に回る。これにより、旋回室２４で旋回気流が形成される。この旋回気流は、中心軸近傍の強制渦領域とその外側の自由渦領域とを形成しながら、その経路構造と重力とによって下向きに流れていく。

上記旋回気流に含まれるごみには、遠心力が作用する。例えば繊維ごみ及び毛髪といった比較的嵩の大きなごみαは、作用する遠心力によって旋回室２４を形成する側壁に押し付けられながら落下する。このため、ごみαは、０次開口３１の高さに達すると０次開口３１を通過する。０次開口３１を通過したごみαは、０次集塵室２６に送られる。これにより、ごみαが０次集塵室２６に落下して捕集される。

０次開口３１から０次集塵室２６に進入しなかったごみは、旋回しながら更に下方に移動する。砂ごみ及び細かい繊維ごみといった比較的嵩の小さなごみβは、一次開口３２を通過する。これにより、ごみβは、一次集塵室２７に落下して捕集される。

上記旋回気流は、旋回室２４の最下部に達するとその進行方向を上向きに変える。これにより、旋回室２４の中心軸に沿って上昇気流が形成される。この上昇気流を形成する空気からはごみα及びごみβが除去されている。ごみα及びごみβが取り除かれた清浄空気は、流出口３３を通過して旋回室２４から流出する。流出口３３を通過した空気は、流出風路２８を通過してユニット流出口３４に達する。そして、清浄空気は、ユニット流出口３４を通過して排気風路２２に送られる。

排気風路２２に流入した清浄空気は吸気側フィルタ２０、電動送風機１８及び排気側フィルタ２１を通過する。上記のように旋回室２４で空気から遠心分離された塵埃を０次集塵室２６及び一次集塵室２７が捕集するが、それらが捕集しきれなかった微細な塵埃を電動送風機１８に吸引される前に吸気側フィルタ２０が捕集する。排気側フィルタ２１は、吸気側フィルタ２０を通過し電動送風機１８から排出された空気を清浄する。排気部２３は、排気側フィルタ２１を通過し電動送風機ケース１９と本体ケース１１との間に構成された排気風路２２を通過した空気を本体６の外部に排出する。例えば、排気部２３から排出された空気は掃除中の部屋に戻される。

続いて、本実施の形態の特徴的な部分であるキャスター１５について詳細に説明する。図４は、本発明の実施の形態に係る電気掃除機の本体のキャスターを分解した状態を示す側面図である。図５は、本発明の実施の形態に係るキャスターを分解した状態を示す斜視図である。キャスター１５は、球体のボール３５と、支持体３６と、ホルダー３７と、複数の転動体３８とを有する。

図６は、本発明の実施の形態に係る電気掃除機の本体の中心を前後方向で切断した断面図である。図７及び図８は、本発明の実施の形態に係る電気掃除機の本体のキャスターを拡大した断面図である。図３及び図７はキャスター１５の押し込み状態を示し、図６及び図８はキャスター１５の突出状態を示す。

支持体３６は本体ケース１１とボール３５との間に配置されてボール３５を支持する。ホルダー３７は上端部のツメ３９を引っ掛けて本体ケース１１に取り付けられている。ホルダー３７は筒状であり、その内部にボール３５を収納し、下端部の開口径がボール３５の直径よりも小さくなっている。これにより、ホルダー３７は支持体３６から外れないようにボール３５を保持する。ボール３５は床面に接触して３６０°回転可能である。従って、電気掃除機１が床面上を移動する際に、ボール３５は本体ケース１１、支持体３６及びホルダー３７に対して回転する。

このように、本実施の形態では本体ケース１１の前側のキャスター１５に３６０°回転可能なボール３５を用いるため、初動や急旋回でも操作性に抵抗が生じにくい。また、回転するキャスターに前車輪を取り付けた従来の構成に比べて、本願のボール３５を用いたキャスター１５の方が設置スペースを低減できる。

また、支持体３６はバネ４０を介して本体ケース１１に取り付けられている。このため、ボール３５及び支持体３６は本体ケース１１に対して上下に移動可能である。これにより、キャスター１５は、電気掃除機１が段差を乗り越える際に衝撃を吸収するダンパーの役割を発揮する。この結果、床面を傷つけず、電気掃除機１が段差を乗り越え易くなる。

また、ボール３５の材料はゴムなどの軟質材であることが好ましい。これにより、ボール３５が接触する床面の傷付きを防止し、電気掃除機１の振動伝播を抑えることができる。

図９は、本発明の実施の形態に係るキャスターを示す側面図である。ホルダー３７の下端部は斜めに形成されており、電気掃除機１の前方側において後方側よりもボール３５の露出が多くなっている。これにより、電気掃除機１が床面上を前方に向かって移動する際に障害物がホルダー３７に接触するのを防ぐことができる。

図１０は、本発明の実施の形態に係るキャスターを示す断面図である。図１１は、本発明の実施の形態に係るキャスターを示す断面図である。図１０は転動体３８の部分での断面図であり、図１１は転動体３８以外の部分での断面図である。複数の転動体３８が支持体３６とボール３５との間に転動可能に配置されている。具体的には、支持体３６に設けられた複数の凹部４１内に複数の転動体３８がそれぞれ配置され、転動体３８の一部がボール３５の上半分の領域に接する。これらの転動体３８はボール３５の回転と共に転動する。これにより、ボール３５をスムーズに回転させることができる。

図１２は、本発明の実施の形態に係るキャスター内部を示す下面図である。支持体３６の曲面に互いに離間した複数の凹部４１が形成されている。この複数の凹部４１内にそれぞれ複数の転動体３８が配置されている。ここでは凹部４１と転動体３８はそれぞれ４個である。ただし、これに限らず、少なくとも３個であれば転動体３８によりボール３５を安定して支持することができる。

図１３は、本発明の実施の形態に係る電気掃除機の本体のハンドルを握って持ち上げた状態を示す側面図である。本体６の重心Ｇがハンドル１３とホース接続部１２との間にあるため、使用者がハンドル１３を握って本体ケース１１を持ち上げた際にボール３５が本体ケース１１より下方に突出する。このため、使用者が階段等の掃除を終えて本体６を降ろすと、ボール３５が最初に床面に接触する。この際に電気掃除機１が床面に対して少し傾いていても、ボール３５が最初に床面に接触する。ボール３５が床に接触してからそのまま持ち手を下げると、車輪１４が床に接触する。このため、本体６を降ろす時に本体ケース１１や床面が傷付くのを防止できる。また、持ち上げた本体６を容易に降ろすことできる。

図１４は、本発明の実施の形態に係るキャスターの変形例を示す断面図である。ホルダー３７の下端部とボール３５との間の全周に植毛４２が設けられている。この植毛４２により、床面のゴミがキャスター１５内に侵入するのを防ぐことができるため、ゴミの侵入によりボール３５の回転が阻害されない。

なお、本実施の形態では、電気掃除機１がサイクロン分離方式の集塵部を備える例について説明した。しかし、これに限らず、電気掃除機１は紙パック式の集塵部を備えてもよい。また、本実施の形態では支持体３６とホルダー３７が互いに異なる部品であるが、これに限らず両者を一部品にしてもよい。

１ 電気掃除機、１１ 本体ケース、１３ ハンドル、１４ 車輪、１５ キャスター、１８ 電動送風機、２６ ０次集塵室（集塵室）、２７ 一次集塵室（集塵室）、３５ ボール、３６ 支持体、３７ ホルダー、３８ 転動体、４０ バネ、４２ 植毛

Claims (6)

1. 本体ケースと、
   前記本体ケース内に設けられた電動送風機と、
   前記電動送風機の稼働により発生する吸引風で吸い込まれた空気から塵埃を捕集する集塵室と、
   前記本体ケースの後側の部分に回転可能に設けられた車輪と、
   前記本体ケースの前側の部分に設けられたキャスターとを備え、
   前記キャスターは、床面に接触して回転可能である球体のボールと、前記ボールを保持するホルダーとを有することを特徴とする電気掃除機。
2. 前記キャスターは、前記本体ケースと前記ボールの間に配置されて前記ボールを支持する支持体と、前記支持体と前記ボールとの間に転動可能に配置された複数の転動体を更に有することを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
3. 前記支持体はバネを介して前記本体ケースに取り付けられ、前記ボール及び前記支持体は前記本体ケースに対して上下に移動可能であることを特徴とする請求項２に記載の電気掃除機。
4. 前記ボールの材料は軟質材であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電気掃除機。
5. 前記本体ケースの上部に設けられたハンドルを更に備え、
   前記ハンドルを握って前記本体ケースを持ち上げた際に前記ボールが前記本体ケースより下方に突出することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電気掃除機。
6. 前記キャスターは、前記ホルダーの下端部と前記ボールとの間に設けられた植毛を更に有することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の電気掃除機。

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