【手続補正書】
【提出日】平成16年2月13日(2004.2.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】電気掃除機用床ノズル
【特許請求の範囲】
【請求項１】下面に開口部を有し、継ぎ手パイプに通じる吸込室が形成された床ノズル本体と、略円筒形で冷却孔を具備した中空のアジテータを有する回転ブラシと、回転ブラシの回転中心と略同一回転中心を有するローターと前記床ノズル本体に固定された固定子とからなる回転ブラシ駆動用のモータを備え、前記モータのシャフトの一端は回転ブラシの反モータ側端部にて床ノズル本体に保持されている電気掃除機用床ノズル。
【請求項２】モータのシャフトに冷却ファンを備えた請求項１記載の電気掃除機用床ノズル。
【請求項３】ロータの天面をテーパー形状とした請求項１または２記載の電気掃除機用床ノズル。
【請求項４】吸込室の一部から継ぎ手パイプの間に別の通風経路を設けた請求項１〜３のいずれか１項記載の電気掃除機用床ノズル。
【請求項５】通風経路を、モータのローターと固定子の境界近傍の吸込室から継ぎ手パイプとの間に設けた請求項４記載の電気掃除機用床ノズル。
【請求項６】モータのローター天面に冷却通風孔を設けた請求項５記載の電気掃除機用床ノズル。
【請求項７】通風経路内に、モータの放熱フィンを設けた請求項４〜６のいずれか１項記載の電気掃除機用床ノズル。
【請求項８】冷却風量を調整する手段を備えた請求項１〜７のいずれか１項記載の電気掃除機用床ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気掃除機用床ノズルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気掃除機床ノズルにおいては、回転ブラシを設けて、じゅうたん等の掃除を有効に行うものが主流となっている。従来の一般的なパワーノズル（モータと回転ブラシが平行に位置しベルトにより回転ブラシが駆動されるもの）の他に、小型アウターローターモータを備え、回転ブラシをダイレクト駆動する小型軽量のダイレクトドライブパワーノズルが考案されている。
【０００３】
このダイレクトドライブパワーノズルは図８に示すように、床ノズル本体２１の内部に、床面と接する方向に開口部を持つ吸込室２２が形成されており、吸込室２２は継ぎ手パイプ４０を介して掃除機本体（図示せず）へと通じている。モータ２６は、ベースとなるブラケット３０と、このブラケット３０に設けられ回転検出素子等が実装されたプリント基板３３と、コアに巻線されたステーター２９と、ローター２７により構成されている。ローター２７は、円筒形で天面を持つコップ型で、鉄やアルミ等の金属で形成され、内周には円筒形のマグネット２８が接着等の方法で固定されている。
【０００４】
モータ２６のブラケット３０は前記吸込室２２の片方の側方で床ノズル本体２１に固定されており、ローター２７は吸込室２２の内部に突き出している。吸込室２２内を自在に回転する回転ブラシ２３は、中空のアジテータ２５と、その表面に固定されたブレード２４で構成されており、ローター２７の天面は、アジテータ２５の内周の一部に圧入、または接着等の方法で固定されている。モータ２６のシャフト３４はローター２７の天面より突出し、アジテータ２５の中空部を通り、吸込室２２のもう片方の側方で第三の軸受３５介して床ノズル本体２１に保持されている。
【０００５】
上記構成において、手元スイッチ（図示せず）の操作により回転ブラシ２３を回転させることにより、ブレード２４がじゅうたんの奥深く潜り込んだ塵埃を掻き出して、吸込室２２より吸引された空気とともに床ノズル本体２１内から継ぎ手パイプ４０を通じ掃除機本体（図示せず）内へ導かれることになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の床ノズルでは、回転ブラシ２３をダイレクト駆動するため、モータの外径寸法は必然的に回転ブラシ２３の外径と同等、もしくは同等以下の小型であることが要求される。小型のモータでは、必要なトルクを発生させるためには入力電流を高める必要があり、従ってモータ内部での発熱量が増えると同時に、小型化によって熱容量、放熱空間等の関係で温度ストレスに対して厳しくなり、モータの信頼性が低下する。
【０００７】
本発明は以上のような従来の課題を解決するもので、信頼性が高い電気掃除機用床ノズルを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題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、中空のアジテータに通風孔を設け、冷却効果を増し、モータの熱ストレスを低減させ信頼性を高めることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、下面に開口部を有し、継ぎ手パイプに通じる吸込室が形成された床ノズル本体と、略円筒形で冷却孔を具備した中空のアジテータを有する回転ブラシと、回転ブラシの回転中心と略同一回転中心を有するローターと前記床ノズル本体に固定された固定子とからなる回転ブラシ駆動用のモータを備え、前記モータのシャフトの一端は回転ブラシの反モータ側端部にて床ノズル本体に保持されている構成としたもので、この構成によれば、冷却孔を介して冷却風が中空のアジテータ内に流入し、アジテータ内に位置するモータのシャフトを介してモータからの発熱を効率よく冷却し、熱ストレスを低減させることができる。
【００１０】
本発明の請求項２記載の発明は、請求項１の構成に加え、モータのシャフトに冷却ファンを備えたもので、冷却効果をさらに高めることができる。
【００１１】
本発明の請求項３記載の発明は、請求項１又は２におけるロータの天面をテーパー形状としたもので、冷却効果を保ち、モータ内部へ侵入しようとする塵埃の流れをスムーズに外周方向に変えることができ、モータ内部への塵埃の侵入を防止することができる。
【００１２】
本発明の請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明の構成に加え、吸込室の一部から継ぎ手パイプの間に別の通風経路を設けたもので、この通風路で風の流れ、特にモータが配された吸込室の一部の風量を増大させ、さらに冷却効果を高めることができる。
【００１３】
本発明の請求項５記載の発明は、請求項４の発明における通風路の位置を、モータのローターと固定子の境界近傍の吸込室から継ぎ手パイプの間としたもので、この構成によりより一層冷却効果を高めることができる。
【００１４】
本発明の請求項６記載の発明は、請求項５の発明におけるモータのローター天面に冷却通風孔を設けたもので、塵埃の侵入をさらに抑制し、かつ冷却効果を増大させることができる。
【００１５】
本発明の請求項７記載の発明は、請求項４〜６の発明における通風経路内に、モータの放熱フィンを設けたもので、この放熱フィンにより冷却効果の効率を高めることができる。
【００１６】
本発明の請求項８記載の発明は、請求項１〜７の発明における冷却風量の調整手段を設けているので、温度が高くなると冷却孔等を開き冷却風を流すことができるので、塵埃の侵入を抑制しながら、効率よく冷却することができる。
【００１７】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の第１の実施例を図１を参照しながら説明する。
【００１８】
図１に示すように、床ノズル本体２１の内部に、床面と接する方向に開口部を持つ吸込室２２が形成されており、吸込室２２は継ぎ手パイプ４０を介して掃除機本体（図示せず）へと通じている。モータ２６は、ベースとなるブラケット３０と、このブラケット３０に設けられ回転検出素子等が実装されたプリント基板３３と、コアに巻線されたステーター（固定子）２９と、ローター２７により構成されている。ローター２７は、円筒形で天面を持つコップ型で鉄やアルミ等の金属で形成され、内周には円筒形のマグネット２８が接着等の方法で固定されている。モータ２６のブラケット３０は前記吸込室２２の片方の側方で床ノズル本体２１に固定されており、ローター２７は吸込室２２の内部に突き出している。
【００１９】
吸込室２２内を自在に回転する回転ブラシ２３は、内部まで貫通する冷却孔５１を具備した中空のアジテータ２５と、表面に固定されたブレード２４で構成されており、ローター２７の天面は、アジテータ２５の内周の一部に圧入、または接着等の方法で固定されている。モータ２６のシャフト３４はローター２７の天面より突出し、アジテータ２５の中空部を通り、吸込室２２のもう片方の側方で第三の軸受３５介して床ノズル本体２１に保持されている。なお、シャフト２４はブラケット３０に設けられた第二の軸受３２およびステータ２９に設けられた第一の軸受３１によっても軸支されている。
【００２０】
上記構成において動作を説明すると、じゅうたん等の床面を掃除をするとき、手元スイッチ（図示せず）によりモータ２６に通電して、ローター２７を回転させると、同時に回転ブラシ２３が回転し、アジテーター２５上に取り付けられているブレード２４がじゅうたんの奥深くに潜り込んだ塵埃を掻き出して、吸込室２２より吸引された空気とともに床ノズル本体２１内から継ぎ手パイプ４０を通り掃除機本体（図示せず）に導かれる。また、このときアジテーター２５内部の中空部分の空気も冷却孔５１を通じ移動する。
【００２１】
上記構成による作用は、以下の通りである。モータ２６からの発熱は、シャフト３４を通じ周囲の空気中へ放熱し、放熱され温度が上昇したアジテータ２５内は、冷却孔５１から内部へ空気が流入し、また排出されるため空気が滞留することなく、常に温度の上昇が抑制されシャフト３４からの放熱に対する冷却効果を高めることができるので、モータ２６の温度上昇を抑制できる。
【００２２】
（実施例２）
次に本発明の第２の実施例について図２を参照しながら説明する。なお上記第１の実施例と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２３】
図２に示すように、アジテーター２５の中空部分のシャフト３４の一部に、アジテータ２５内部の空気を撹拌させる冷却ファン５５が設けられている。
【００２４】
上記構成による作用は、以下の通りである。シャフト３４上の冷却ファン５５によって、アジテーター２５内の空気は強制的に流入、排出、撹拌され、シャフト３４からの放熱に対する冷却効果をさらに高めることができるので、モータ２６の温度上昇をさらに抑制できる。
【００２５】
（実施例３）
次に本発明の第３の実施例について図３を参照しながら説明する。なお上記の実施例と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２６】
図３に示すように、モータ２６は、内部の空気が滞留せず外部にスムーズに排出されるように、ローター２７の天面部分６１をテーパー状の傾斜を設けている。また、天面部分６１の外周のアジテーター２５には吹き出し孔６２を設けている。
【００２７】
上記構成による作用は、以下の通りである。アジテーター２５の内部の空気は、ローター２７の天面部分６１の傾斜に沿って空気が流れるため、流入する空気に含まれる塵埃がアジテーター２５内部に堆積するのを防止できる。
【００２８】
（実施例４）
次に本発明の第４の実施例について図４を参照しながら説明する。なお上記の実施例と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２９】
図４に示すように、吸込室２２の内側に、ローター２７外周部の近傍で、相対する部分に冷却風口６６を設け、吸込室２２から継ぎ手パイプ４０まで空気が通る冷却風流路６５を有している。
【００３０】
上記構成による作用は、以下の通りである。モータ２６の発熱部の近傍であるローター２７の外周付近を特に冷却するように、冷却風が吸引されるので、モータ２６の発熱をより効率的に抑制することができる。
【００３１】
（実施例５）
次に本発明の第５の実施例について図５を参照しながら説明する。なお上記の実施例と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３２】
図５に示すように、吸込室２２の内面に、ローター２７外周部で、ブラケット３０とのギャップ近傍に相対する部分に冷却風口６６を設け、吸込室２２から継ぎ手パイプ４０まで空気が通る冷却風流路Ｂ７１を形成している。
【００３３】
上記構成による作用は、以下の通りである。モータ２６の発熱部のローター２７の内側に通じる、ブラケット３０とのギャップ付近を冷却風が通り、モータ２６内部の発熱をより効率的に抑制することができる。
【００３４】
（実施例６）
次に本発明の第６の実施例について図６を参照しながら説明する。なお上記の実施例と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３５】
図６に示すように、ロータ２７天面に内部へ冷却風を誘う通風孔７５が設けられている。
【００３６】
上記構成による作用は、以下の通りである。モータ２６の発熱部分であるローター２７の内部を冷却風によって直接冷却するので、モータ２６の発熱をさらに効率よく抑制し、温度上昇を低減できる。
【００３７】
（実施例７）
次に本発明の第７の実施例について図７を参照しながら説明する。なお上記の実施例と同一構成部品については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００３８】
図７に示すように、冷却風取り入れ口８２から継ぎ手パイプ４０まで空気が通る冷却風流路Ｃ８１を形成し、この流路８１の一部にモータ２６基板上のパワー素子冷却用の放熱フィン８３を配している。
【００３９】
上記構成による作用は、以下の通りである。冷却風流路８１を冷却風が流れ、流路内に配されているモータ２６駆動用パワー素子の放熱フィン８３が直接空気の流れによって冷却されるので、モータ２６のパワー素子の発熱を抑制することができる。また、冷却風取り入れ口８２を塵埃の少ない部分、例えば床ノズル上面等に配することで、冷却風に含まれる塵埃が、モータ２６の内部や冷却風流路Ｃ８１内に付着することを防止できる。
【００４０】
（実施例８）
上記第１〜第７までの実施例の構成において、冷却孔５１、冷却風口６６、通風孔７５が、その周囲の温度上昇値によって開口面積が変化する形状記憶樹脂や形状記憶合金等の形状記憶材料によって形成されている。
【００４１】
上記構成において動作を説明すると、モータ２６の発熱量が小さいときには、孔の径を小さくして冷却風の流れを少なくし、逆に、発熱が大きくなると孔の径を大きくし冷却風の流れを大きくする。
【００４２】
上記構成による作用は、以下の通りである。アジテーター２５内部を流れる冷却風を、周囲の温度によって可変させ、必要以上流さないので、冷却風に含まれる塵埃が、アジテーター２５内部や、モータ２６内部に付着することを防止すると同時に、本来の機能である塵埃を吸い込むための風量を低減がなく、掃除機の集塵性能を損なわない。
【００４３】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、本発明の請求項１記載の発明によれば、アジテーターに冷却孔を設けているので、冷却効果をさらに高め、信頼性が高いダイレクト駆動方式が実現でき、小型・軽量で操作がしやすい電気掃除機用床ノズルを提供することができる。
【００４４】
本発明の請求項２記載の発明によれば、シャフトに冷却ファンを備えているので、冷却効果がより高まり、信頼性が高い電気掃除機用床ノズルを提供することができる。
【００４５】
本発明の請求項３記載の発明によれば、塵埃の堆積を抑制するテーパー形状のローターを用いることで、冷却効果を高めると同時に、塵埃による故障がない、長寿命で信頼性が高い電気掃除機用床ノズルを提供することができる。
【００４６】
本発明の請求項４記載の発明によれば、ローター近傍を冷却する冷却風流路を設けているので、冷却効果を高めて、信頼性が高い電気掃除機用床ノズルを提供することができる。
【００４７】
本発明の請求項５記載の発明によれば、モータに塵埃が付着しないように、別の冷却風流路を設けているので、冷却効果を高めて、かつ塵埃による故障がない、長寿命で信頼性が高い電気掃除機用床ノズルを提供することができる。
【００４８】
本発明の請求項６記載の発明によれば、別の冷却風流路を設けてローター内部を冷却風が通るので、効率的な冷却を行い冷却効果をより一層高めて、より信頼性が高い電気掃除機用床ノズルを提供することができる。
【００４９】
本発明の請求項７記載の発明によれば、別の冷却風流路を設けて、流路内にモータのパワー素子の放熱フィンを配しているので、パワー素子の冷却効果を高め、かつ塵埃による故障がなく、長寿命で信頼性が高い電気掃除機用床ノズルを提供することができる。
【００５０】
本発明の請求項８記載の発明によれば、冷却風調整手段で、必要のないときには冷却風を抑制するので、効率的な冷却を行い、塵埃の付着や集塵性能の低下を防止し、信頼性が高く集塵性能がよい電気掃除機用床ノズルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の電気掃除機用床ノズルの構成を示す断面図
【図２】本発明の第２の実施例の電気掃除機用床ノズルの構成を示す断面図
【図３】本発明の第３の実施例の電気掃除機用床ノズルの構成を示す断面図
【図４】本発明の第４の実施例の電気掃除機用床ノズルの構成を示す断面図
【図５】本発明の第５の実施例の電気掃除機用床ノズルの構成を示す断面図
【図６】本発明の第６の実施例の電気掃除機用床ノズルの構成を示す断面図
【図７】本発明の第７の実施例の電気掃除機用床ノズルの構成を示す断面図
【図８】従来のダイレクトドライブパワーノズルの構成を示す断面図
【符号の説明】
２１  床ノズル本体
２２  吸込室
２３  回転ブラシ
２４  ブレード
２５  アジテーター
２６  モータ
２７  ローター
２９  ステータ（固定子）
３３  プリント基板
４０  継ぎ手パイプ
５１  冷却孔
５５  冷却ファン
６１  ローターの天面部
６５  冷却風流路
６６  冷却風口
７１  冷却風流路Ｂ
７５  通風孔
８１  冷却風流路Ｃ
８２  冷却風取り入れ口
８３  放熱フィン