【手続補正書】
【提出日】平成17年7月13日(2005.7.13)
【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】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  電気掃除機用吸込具並びに電気掃除機
【特許請求の範囲】
【請求項１】  下面に吸込口を開口させた吸込具本体と、前記吸込口に臨むように前記吸込具本体内に回転自在に設けた回転ブラシとを備え、前記回転ブラシは、外周面に塵埃掻き上げ部を設けた略筒状のブラシホルダーと、前記回転ブラシを回転駆動する電動機とを有し、前記電動機および前記電動機の回転を前記ブラシホルダーに伝達する動力伝達装置を前記ブラシホルダー内に設け、前記ブラシホルダーの端面より吸気し、外周面の通気孔より排気する経路で前記電動機を冷却するよう構成し、前記ブラシホルダーの内面部に前記動力伝達装置のギヤに連結するギヤ部を突出させて形成し、前記ギヤ部に前記電動機を冷却する冷却風の通路を形成した電気掃除機用吸込具。
【請求項２】  電動機の回転を減速する減速装置をブラシホルダー内に設け、前記ブラシホルダーの内面部に前記減速装置に設けた軸受を支持する軸受支持部を突出させて形成し、前記軸受支持部に電動機を冷却する冷却風の通路を形成した請求項１記載の電気掃除機用吸込具。
【請求項３】  内部に塵挨を集塵する集塵室と電動送風機を備えた電気掃除機本体に、請求項１または２記載の電気掃除機用吸込具と連通するように接続される接続口を備えた電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機によって回転される回転ブラシを具備した電気掃除機用吸込具並びにこの電気掃除機用吸込具を接続する電気掃除機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電気掃除機用吸込具は、図６に示すように構成していた。以下、その構成について説明する。
【０００３】
図に示すように、吸込具本体１は、絨毯などの被掃除面に付着した塵埃を遊離させる回転ブラシ２を内蔵し、底面に吸込口を設け、後部に掃除機本体（図示せず）と連通される接続パイプ３を回転自在に具備している。回転ブラシ２の外周面にブラシ毛４を植毛し、内部に回転ブラシ２の駆動源である電動機５と、この電動機５の軸に装着し、回転を減速して回転ブラシ２に伝達する遊星歯車６と、この電動機５と遊星歯車６の間に配設した支持部材７とを内蔵している。
【０００４】
この支持部材７は複数のねじ８により電動機５に固定され、電動機５と当接する端面には、電動機５に設けた冷却孔からの換気をよくして放熱性を向上する溝９を形成し、他方の端面は遊星歯車６の内輪１０に嵌合するとともに、遊星歯車６の表面をカバーしている。また、回転ブラシ２の内周面には、キー溝（図示せず）を設け、このキー溝に遊星歯車６の外輪に突設した凸部（図示せず）を嵌合するとともに、凹部を軸方向に設けて冷却気流の流路を形成している。回転ブラシ２の両端の開口部には軸受１１を具備した蓋１２を装着している。
【０００５】
固定軸１３は中空に形成し、一端を回転ブラシ２の側方に突出させ、軸受１１を介して回転ブラシ２を回転自在に支持するとともに、電動機５に接続するリード線を中空部に通し、他端は円筒状に形成して回転ブラシ２の内部に配設し、電動機５の外周を支持している。固定カバー１４は回転ブラシ２の両端に装着し、回転ブラシ２や軸受１１の内部に塵埃が侵入しないようにしている。
【０００６】
回転ブラシ２はこの固定カバー１４と固定軸１３を介して、吸込具本体１に支持され、接続パイプ３の吸気口１５と対向する回転ブラシ２の略中央部には、回転ブラシ２の内部と外部を連通する複数の通気孔１６を形成している。洩らし穴１７は固定軸１３の中空部を介して、回転ブラシ２の内部に電動機を冷却する外気を連通させるもので、吸込具本体１の側面に形成している。
【０００７】
上記構成において動作を説明すると、吸込具本体１と掃除機本体に通電すると電動機５が回転し、遊星歯車６によって減速されながら回転トルクが増大されて回転ブラシ２に伝達され、ブラシ毛４により絨毯などに付着した塵埃を掻き出すとともに、掻き出された塵埃は掃除機本体に吸引される。このとき、電動機５によって回転されるのは、遊星歯車６と回転ブラシ２と蓋１２と軸受１１の外輪のみで、電動機５と固定軸１３と固定カバー１４とリード線は、吸込具本体１に固定保持されている。
【０００８】
また、掃除機本体を運転すると、吸込具本体１と床面で囲まれた空間に負圧がかかり、吸込具本体１の外周より外気が流入して接続パイプ３の吸気口１５に流れ込み、この気流により床面上の塵埃も一緒に吸気口１５へ吸い込まれていく。
【０００９】
このとき、吸気口１５と対向して設けた通気孔１６を通じて回転ブラシ２内部の通気孔１６近傍にも負圧が働くため、中空の固定軸１３と洩らし穴１７を介して吸込具本体１の外部と連通された回転ブラシ２内の側方部との間に圧力差が生じ、外気が洩らし穴１７より固定軸１３の中空部を通って回転ブラシ２の内部に流入し、回転ブラシ２の電動機５の周囲に設けた凹部２ａを通過して通気孔１６に向かって流れ、回転ブラシ２の内部よりさらに気圧が低い吸気口１５に向かって通気孔１６より流出する気流が生じる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の構成では、掃除機本体を運転すると、吸込具本体１と床面で囲まれた空間に負圧がかかり、外気が洩らし穴１７より固定軸１３の中空部を通って回転ブラシ２の内部に流入し、電動機５の周囲を通過して通気孔１６に向かって流れ、電動機５を冷却することができて、温度上昇を低減することができる。
【００１１】
しかるに、単に電動機５の周囲に冷却風を流すだけであり、電動機５を充分に冷却する冷却構成にはなっていなかった。
【００１２】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、回転ブラシに内蔵した電動機の冷却効率を高め、温度上昇を低減することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、下面に吸込口を開口させた吸込具本体と、前記吸込口に臨むように前記吸込具本体内に回転自在に設けた回転ブラシとを備え、前記回転ブラシは、外周面に塵埃掻き上げ部を設けた略筒状のブラシホルダーと、前記回転ブラシを回転駆動する電動機とを有し、前記電動機および前記電動機の回転を前記ブラシホルダーに伝達する動力伝達装置を前記ブラシホルダー内に設け、前記ブラシホルダーの端面より吸気し、外周面の通気孔より排気する経路で前記電動機を冷却するよう構成し、前記ブラシホルダーの内面部に前記動力伝達装置のギヤに連結するギヤ部を突出させて形成し、前記ギヤ部に前記電動機を冷却する冷却風の通路を形成したもので、回転ブラシに内蔵した電動機を回転させて回転ブラシを回転させたとき、電動機を冷却する冷却風の風量を多くすることができ、温度上昇を低減することができる。
【００１４】
また、内部に塵埃を集塵する集塵室と電動送風機を備えた電気掃除機本体に、上記電気掃除機用吸込具と連通するように接続される接続口を備えたもので、電気掃除機用吸込具の電動機を回転させて回転ブラシを回転させたとき、電動機を冷却する冷却風の風量を多くすることができ、温度上昇を低減して電気掃除機用吸込具の電動機を小型にできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、下面に吸込口を開口させた吸込具本体と、前記吸込口に臨むように前記吸込具本体内に回転自在に設けた回転ブラシとを備え、前記回転ブラシは、外周面に塵埃掻き上げ部を設けた略筒状のブラシホルダーと、前記回転ブラシを回転駆動する電動機とを有し、前記電動機および前記電動機の回転を前記ブラシホルダーに伝達する動力伝達装置を前記ブラシホルダー内に設け、前記ブラシホルダーの端面より吸気し、外周面の通気孔より排気する経路で前記電動機を冷却するよう構成し、前記ブラシホルダーの内面部に前記動力伝達装置のギヤに連結するギヤ部を突出させて形成し、前記ギヤ部に前記電動機を冷却する冷却風の通路を形成したもので、ブラシホルダーの端面より吸気した冷却風をギヤ部に形成した通路を通すことにより、電動機を冷却することができて、電動機の温度上昇を低減することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、電動機の回転を減速する減速装置をブラシホルダー内に設け、前記ブラシホルダーの内面部に前記減速装置に設けた軸受を支持する軸受支持部を突出させて形成し、前記軸受支持部に電動機を冷却する冷却風の通路を形成したもので、ブラシホルダーの端面より吸気した冷却風を軸受支持部に形成した通路を通すことにより、電動機を冷却することができて、電動機の温度上昇を低減することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、内部に塵挨を集塵する集塵室と電動送風機を備えた電気掃除機本体に、請求項１または２記載の電気掃除機用吸込具と連通するように接続される接続口を備えたもので、電気掃除機用吸込具の電動機を回転させて回転ブラシを回転させたとき、電動機を冷却する冷却風の風量を多くすることができ、温度上昇を低減することができる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（実施例１）
図４に示すように、吸込具本体１８は絨毯などの被掃除面に付着した塵埃を遊離させる回転ブラシ１９（図１参照）を内蔵し、後部に延長管２０と接続される連結体２１を回転自在に設けている。掃除機本体２２は、内部に塵埃を集塵する集塵室２３と電動送風機２４を備えており、この掃除機本体２２に設けた接続口２５に、延長管２０に接続したホース２６を接続し、吸込具本体１８の連結体２１を接続口２５に連通するように構成している。
【００２０】
回転ブラシ１９は、図１に示すように、吸込具本体１８の下面に開口した吸込口２７に臨むように、吸込具本体１８内に回転自在に設けている。この回転ブラシ１９は、ＡＢＳ、ポリスチロール、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂で形成した略筒状のブラシホルダー２８の外周面に塵埃掻き上げ部を構成する複数のブラシ２９を設けている。
【００２１】
なお、塵埃掻き上げ部は、ブラシ２９の他、薄板状のブレード、拭き効果のある帯状体（例えば、布製の帯状体）、あるいはこれらを適宜組合せたものであってもよい。
【００２２】
このブラシホルダー２８の内部に、図２に示すように、回転ブラシ１９を回転駆動する電動機３０、電動機３０の回転数を減速する減速装置３１、減速装置３１の出力をブラシホルダー２８に伝達するギヤ（動力伝達装置）３２などを内蔵している。ここで、回転ブラシ１９は、電動機３０、減速装置３１などを内蔵するとともに、電動機３０のトルクと、外周面のブラシ２９の先端での塵埃の掻き上げ性能から、その直径を２６ｍｍ〜４３ｍｍとしている。
【００２３】
電動機３０は整流子電動機で構成し、商用電源電圧を整流する整流器、雑音防止器などを実装した電動機用基板３３を設け、この電動機用基板３３に連結体２１を通して掃除機本体２２に接続したリード線３４を接続し、商用電源電圧を整流した電圧により駆動するように構成している。また、電動機３０内を冷却する冷却風を取り入れる開口部３０ａ、３０ｂと排出する開口部３０ｃとを設けている。
【００２４】
ここで、電動機３０の回転方向は、回転ブラシの回転方向を同一方向とし、その回転数は、減速装置３１を介してブラシホルダー２８に回転が伝えられるため、３０００ｒｐｍ〜１５０００ｒｐｍに設定している。絨毯を掃除するときは、３０００ｒｐｍ〜１２０００ｒｐｍが好ましい。過電流防止装置３５は正特性サーミスタなどで構成し、電動機３０に過電流が流れるのを防止している。
【００２５】
減速装置３１は遊星歯車により構成して電動機３０の出力軸３６を連結し、電動機３０の回転数を減速する。ここで、減速装置３１の減速比は、１／３〜１／９（好ましくは、１／５〜１／７）としている。遮音筒３７は、減速装置３１の外周を覆って遮音するもので、アルミニウムダイカスト、またはプラスチック成型により形成している。この遮音筒３７を介して電動機３０に保持固定し、電動機３０と減速装置３１とを一体に構成し、出力軸３８にギヤ３２を嵌合している。軸受部３９は電動機３０と一体に構成した減速装置３１をブラシホルダー２８に支持するもので、内輪を減速装置３１の径小部４０に固定し、外輪をブラシホルダー２８の内面部に突出して形成した軸受支持部４１により支持している。
【００２６】
電動機３０の整流子３０ｄ側には、内径を中空とし減速装置３１と一体に構成した電動機３０を軸支する中空軸４２を固定している。この中空軸４２は、アルミニウム合金、炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）、工業用プラスチックなどの変形しにくい材料で形成し、内径を１３ｍｍとして冷却風をスムーズに導入できるように構成している。この中空軸４２に軸受部４３の内輪を固定し、外輪をブラシホルダー２８の端部に固定したキャップ４４により支持している。
【００２７】
ギヤ３２は、ポリアセタール、ポリアミドなどの工業用プラスチックで構成し、図３に示すように、ブラシホルダー２８の内面部に形成したギヤ部４５と噛み合い、減速装置３１の出力軸３８と嵌合する孔部４６は、炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）、ステンレス鋼、焼結合金などで構成している。ギヤ部４５と噛み合う部分に、ゴム、エラストマーなどで形成した緩衝材４７を介在させ、ゴム、エラストマーなどの弾力性により、歯形相互間で噛み合い音を緩衝させている。
【００２８】
ギヤ部４５は、ブラシホルダー２８の軸方向における略中央部の内面部に突出させて形成し、ギヤ３２をブラシホルダー２８の軸方向における略中央部でブラシホルダー２８と連結させている。ギヤ部４５の外側に冷却風の通路孔４８を設けており、この通路孔４８は、中空軸４２から電動機３０の外側を通る冷却風通路（外周空間）４９ａと、減速装置３１の外側を通る冷却風通路４９ｂとに連通するとともに、ブラシホルダー２８に設けた通気孔５０に連通している。
【００２９】
凸部２８ａは、ブラシホルダー２８の内周部に設け、電動機３０の外側を通る冷却風通路（外周空間）４９ａを狭め、冷却風通路４９ａを通る冷却風を少なくし、電動機３０内を通る冷却風を多くするものである。なお、本実施例では、凸部２８ａは、ブラシホルダー２８の内周に設けているが、電動機３０の外周に設けてもよく、また、ブラシホルダー２８の内周と電動機３０の外周の両方に設けてもよい。
【００３０】
通気孔５０はブラシホルダー２８の外周面であって、連結体２１に対向する位置に設け、ブラシホルダー２８の内面に防塵フィルター５１を設け、通気孔５０からブラシホルダー２８の内部に塵埃が入るのを防止している。ギヤ部４５と通気孔５０との間に隔壁５２をブラシホルダー２８に一体に設け、通気孔５０側から減速装置３１側に塵埃が入るのを防止するとともに、減速装置３１より発生する騒音、またはギヤ３２とギヤ部４５との噛み合わせによる騒音が通気孔５０から洩れるのを防止している。
【００３１】
吸込具本体１８の両側端の内側には、回転ブラシ１９を保持する保持部５３を形成し、この保持部５３に緩衝部材５４を介在させて回転ブラシ１９の端部を保持している。この緩衝部材５４は、ゴム、エラストマーなどの弾力性が優れた材料で形成し、回転ブラシ１９の回転による振動、びびりを吸収し、吸込具本体１８へ伝えにくくしている。
【００３２】
また、吸込具本体１８の中空軸４２に対向する側面に吸気孔５５を設け、この吸気孔５５と中空軸４２の端面との間にフィルター５６を介在させている。圧力センサ５７は、掃除機本体２２の吸い込み圧力を検知するもので、連結体２１の近傍に設けている。
【００３３】
上記構成において動作を説明すると、吸込具本体１８と掃除機本体２２に通電すると、回転ブラシ１９に内蔵した電動機３０が回転し、減速装置３１によって減速され、回転トルクが増大されて回転ブラシ１９に回転駆動する。回転ブラシ１９の回転により、ブラシホルダー２８の外周面に設けたブラシ２９により絨毯などに付着した塵埃を掻き上げとともに、掻き上げた塵埃は延長管２０、ホース２６を介して掃除機本体２２に吸引される。
【００３４】
ここで、回転ブラシ１９は電動機を内蔵することによって、従来に比べて、その直径が大きくなるが、直径が大きくなると、回転数を従来と同じとしたとき、塵埃掻き上げ部の周速が速まり、被掃除面からの塵埃の掻き上げ性能を向上することができる。
【００３５】
このとき、吸込具本体１８と床面で囲まれた空間に負圧がかかり、吸込具本体１８の外周より外気が流入し、この気流により床面上の塵埃も連結体２１を通して一緒に吸い込まれていく。そして、連結体２１に対向して設けた通気孔５０を通して、回転ブラシ１９内部の通気孔５０の近傍にも負圧が働くため、外気が吸気孔５５より中空軸４２の中空部を通って回転ブラシ１９の内部に流入する。
【００３６】
この流入した外気により、電動機３０の内部、電動機３０および減速装置３１の外側を通る冷却風通路４９ａ、４９ｂ、ギヤ部４５の外側に設けた通路孔４８を通り、防塵フィルター５１を介して通気孔５０から流出する冷却風が生じ、電動機３０、電動機用基板３３などを冷却する。
【００３７】
ここで、回転ブラシ１９と電動機３０の回転方向を同一方向としているので、電動機３０の回転数は回転ブラシ１９の回転数より高く、しかも回転ブラシ１９と電動機３０の回転方向が同一方向であるため、回転ブラシ１９内を通過する冷却風を電動機３０の回転によって発生する同一回転方向の風により加速することができて、電動機３０を冷却する冷却風の風量を多くすることができ、温度上昇を低減して電動機３０を小型にすることができる。
【００３８】
また、電動機３０に電動機３０内を冷却する冷却風を取り入れる開口部３０ａ、３０ｂと排出する開口部３０ｃを設けているので、回転ブラシ１９内を通過する冷却風を電動機３０内を通して電動機３０を冷却することができ、温度上昇を低減して電動機３０を小型にすることができる。
【００３９】
さらに、回転ブラシ１９内を通過する冷却風は、ブラシホルダー２８の内面部の冷却風通路４９と電動機３０内とを通過して電動機３０を冷却するが、ブラシホルダー２８の内周面に凸部２８ａを設け、電動機３０の外側を通る冷却風通路（外周空間）４９ａを狭めることにより、電動機３０内を通過する冷却風の風量を多くすることができ、電動機３０を効率よく冷却することができる。
【００４０】
また、ブラシホルダー２８の内面部にギヤ３２に連結するギヤ部４５を突出させて形成し、ギヤ部４５の外側に電動機３０を冷却する冷却風の通路孔４８を形成しているので、ブラシホルダー２８の端面より吸気した冷却風を通路孔４８を通すことにより、電動機３０を冷却することができて、電動機３０の温度上昇を低減することができる。
【００４１】
また、ブラシホルダー２８の内面部に軸受支持部４１を突出させて形成し、軸受支持部４１の外側に電動機３０を冷却する冷却風の冷却風通路４９ｂを形成しているので、ブラシホルダー２８の端面より吸気した冷却風により、電動機３０を冷却することができて、電動機３０の温度上昇を低減することができる。
【００４２】
また、通気孔５０は、ギヤ３２より反電動機側に設けているので、通気孔５０と電動機３０との間にギヤ３２が介在するため、通気孔５０と電動機３０との距離が長くなり、回転ブラシ１９の回転によって発生した静電気が電動機３０側へ放電するのを抑制することができる。
【００４３】
（実施例２）
図５に示すように、環状シール部材５８は、電動機３０の外周に設け、電動機３０の外周に形成した冷却風通路（外周空間）４９ａと通気孔５０とを仕切るように構成している。他の構成は上記実施例１と同じである。
【００４４】
上記構成において動作を説明する。なお、吸込具本体１８により塵埃を掻き上げ、掃除機本体２２に吸引する動作、および吸気孔５５より回転ブラシ１９の内部に流入させ、通気孔５０から流出する冷却風によって、電動機３０、電動機用基板３３などを冷却する動作については、上記実施例１の動作と同じであるので説明を省略する。
【００４５】
回転ブラシ１９内に流入した冷却風は、電動機３０の外側を通る冷却風通路４９ａに入り、冷却風通路４９ｂ、通路孔４８を通り通気孔５０より流出しようとするが、冷却風通路４９ａと通気孔５０とは電動機３０の外周に設けた環状シール部材５８により仕切られているので、回転ブラシ１９内を通過する冷却風は、環状シール部材５８によってすべて電動機３０内を通過することになり、電動機３０内を通過する冷却風の風量を多くすることができて、電動機３０を効率よく冷却することができる。
【００４６】
なお、本実施例では、電動機３０の外周に環状シール部材５８を設け、電動機３０の外周に形成した冷却風通路４９ａと通気孔５０とを仕切るように構成しているが、環状シール部材５８に代えて、ラビリンス構造で構成したシール部を設けてもよく、この場合は、シール部を非接触で構成することができ、回転ブラシ１９との間の接触損失をなくすることができ、かつ回転ブラシ１９内を通過する冷却風を電動機３０内を通過させることができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように本発明の請求項１に記載の発明によれば、下面に吸込口を開口させた吸込具本体と、前記吸込口に臨むように前記吸込具本体内に回転自在に設けた回転ブラシとを備え、前記回転ブラシは、外周面に塵埃掻き上げ部を設けた略筒状のブラシホルダーと、前記回転ブラシを回転駆動する電動機とを有し、前記電動機および前記電動機の回転を前記ブラシホルダーに伝達する動力伝達装置を前記ブラシホルダー内に設け、前記ブラシホルダーの端面より吸気し、外周面の通気孔より排気する経路で前記電動機を冷却するよう構成し、前記ブラシホルダーの内面部に前記動力伝達装置のギヤに連結するギヤ部を突出させて形成し、前記ギヤ部に前記電動機を冷却する冷却風の通路を形成したから、ブラシホルダーの端面より吸気した冷却風をギヤ部に形成した通路を通すことにより、電動機を冷却することができて、電動機の温度上昇を低減することができる。
【００４８】
また、請求項２に記載の発明によれば、電動機の回転を減速する減速装置をブラシホルダー内に設け、前記ブラシホルダーの内面部に前記減速装置に設けた軸受を支持する軸受支持部を突出させて形成し、前記軸受支持部に電動機を冷却する冷却風の通路を形成したから、ブラシホルダーの端面より吸気した冷却風を軸受支持部に形成した通路を通すことにより、電動機を冷却することができて、電動機の温度上昇を低減することができる。
【００４９】
また、請求項３に記載の発明によれば、内部に塵挨を集塵する集塵室と電動送風機を備えた電気掃除機本体に、請求項１または２記載の電気掃除機用吸込具と連通するように接続される接続口を備えたから、電気掃除機用吸込具の電動機を回転させて回転ブラシを回転させたとき、電動機を冷却する冷却風の風量を多くすることができ、温度上昇を低減することができる。
【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吸込具の断面図
【図２】
同電気掃除機用吸込具の要部分解斜視図
【図３】
図１のＡ−Ａ線拡大断面図
【図４】
同電気掃除機用吸込具を備えた電気掃除機の斜視図
【図５】
本発明の第２の実施例の電気掃除機用吸込具の回転ブラシの断面図
【図６】
従来の電気掃除機用吸込具の断面図
【符号の説明】
１８  吸込具本体
１９  回転ブラシ
２７  吸込口
２８  ブラシホルダー
２９  ブラシ（塵埃掻き上げ部）
３０  電動機
５０  通気孔