(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
清掃機本体と連結管により連結され、底面に吸入口が形成されたヘッドケースと、
前記ヘッドケース内に装着され、一部分が前記吸入口を介して前記ヘッドケースの外部に突出して清掃対象物と接触するパワーブラシと、
前記ヘッドケース内に固定されて前記パワーブラシを回転運動及び直線運動可能に支持する支持手段と、
前記パワーブラシ内で前記支持手段とパワーブラシ間に装着されて前記パワーブラシを回転駆動させる回転駆動手段と、
前記パワーブラシ内で前記支持手段とパワーブラシ間に装着されて前記パワーブラシを前記パワーブラシの回転軸方向に直線運動させる線形駆動手段と、
を包含して構成されることを特徴とするパワーブラシを備えた真空清掃機の吸入ヘッド。
【請求項２】
前記パワーブラシは、円筒体状に形成され、外周面に清掃対象物と接触するブラシが具備されたことを特徴とする請求項１記載のパワーブラシを備えた真空清掃機の吸入ヘッド。
【請求項３】
前記ブラシは、前記パワーブラシの外周面に螺旋状に配置されることを特徴とする請求項２記載のパワーブラシを備えた真空清掃機の吸入ヘッド。
【請求項４】
前記支持手段は、
前記パワーブラシを貫通した状態で両方端部が前記ヘッドケースの内壁に固定された支持軸と、
前記支持軸と前記パワーブラシ間に結合されて前記パワーブラシが前記支持軸を沿って直線移動するように案内する直線移動案内手段と、
前記直線移動案内手段とパワーブラシ間に嵌合されて前記パワーブラシを回転させるベアリングと、
により構成されることを特徴とする請求項１記載のパワーブラシを備えた真空清掃機の吸入ヘッド。
【請求項５】
前記直線移動案内手段は、円筒状に形成されて前記支持軸に固定され、前記ベアリングの内輪と回転方向に相互拘束されるように鋸歯状構造に結合されたガイドブッシュであることを特徴とする請求項４記載のパワーブラシを備えた真空清掃機の吸入ヘッド。
【請求項６】
前記ガイドブッシュの両方端部には、前記パワーブラシの直線移動を制限するストッパーが形成されたことを特徴とする請求項５記載のパワーブラシを備えた真空清掃機の吸入ヘッド。
【請求項７】
前記ガイドブッシュには、前記回転駆動手段及び線形駆動手段に電源を提供するための電源ケーブルが通過するホールが穿孔形成されたことを特徴とする請求項５記載のパワーブラシを備えた真空清掃機の吸入ヘッド。
【請求項８】
前記回転駆動手段は、
前記支持手段に固定された固定子と、前記パワーブラシの内周面に固定された回転子と、からなるロータリー式モータであることを特徴とする請求項１記載のパワーブラシを備えた真空清掃機の吸入ヘッド。
【請求項９】
前記線形駆動手段は、
前記支持手段に固定されて磁束を発生するソレノイドコイルと、
前記パワーブラシの内周面に固定され、前記ソレノイドコイルにより発生した磁束により直線移動力を発生する可動コアと、
前記ヘッドケース内に支持されて前記ソレノイドコイルと可動コア間で発生した力に対向する力を発生する弾性手段と、
を備えて構成されることを特徴とする請求項１記載のパワーブラシを備えた真空清掃機の吸入ヘッド。
【請求項１０】
前記弾性手段は、前記パワーブラシの両方側面と前記ヘッドケースの両方側内壁面間にそれぞれ設置されて、前記パワーブラシが軸方向に直線揺動運動するように弾性力を提供することを特徴とする請求項９記載のパワーブラシを備えた真空清掃機の吸入ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空清掃機の吸入ヘッドに係るもので、詳しくは、清掃対象物に回転接触して清掃対象物から異質物を分離吸入させるパワーブラシを備えた真空清掃機の吸入ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、真空清掃機は、ファンモータアセンブリーの作動により発生する強力な吸入力を利用して清掃対象物に存在するホコリなどの異質物を集塵して清掃する機器で、その一種として、清掃対象物に回転接触して異質物を分離することで、清掃対象物から異質物をより容易に除去して清掃性能を向上し得るように吸入ヘッド内にアジテイターと呼ばれるパワーブラシを備えた真空清掃機がある。
【０００３】
そして、従来パワーブラシを備えた真空清掃機においては、図４に示したように、清掃対象物に存在するホコリなどの異質物を吸入させる吸入力を発生するファンモータアセンブリーが内蔵された清掃機本体１と、該清掃機本体１に連結されて異質物の吸入通路となる連結管５と、前記連結管５の終端部に連結され、清掃対象物に近接接触した状態で異質物を吸入する吸入ヘッド１０と、を備えて構成されていた。
そして、前記吸入ヘッド１０には、清掃対象物に回転接触しながら清掃対象物に存在する異質物を分離させるパワーブラシ２０が設置されている。
【０００４】
このようにパワーブラシの設置された吸入ヘッド１０においては、図５に示したように、前記連結管５に連結され、底面には異質物が吸入される吸入口１５が形成されるヘッドケース１１と、一部分が前記ヘッドケース１１の内部から前記吸入口１５を介して外部に突出して清掃対象物に回転接触されるパワーブラシ２０と、前記ヘッドケース１１内に回転自在に設置されて前記パワーブラシ２０を支持する回転軸２５と、前記ヘッドケース１１内に固定され、前記回転軸２５を回転させることで前記パワーブラシ２０を回転駆動させる電動モータ３０と、により構成されていた。
【０００５】
ここで、前記パワーブラシ２０は、円筒状に形成され、その両方側中心部に前記回転軸３０が固定され、また、外周面には清掃対象面に接触できるように前記回転軸２５方向に対して螺旋方向に配置されるブラシ２２が設置されている。
また、前記電動モータ３０は、前記ヘッドケース１１内で前記パワーブラシ２０及び回転軸２５に対して平行に固定され、前記電動モータ３０の軸３１及び前記回転軸２５にはそれぞれプーリ３３、３４が具備され、それらプーリがベルト３５により相互連結されて、前記電動モータ３０から発生した駆動力を前記パワーブラシ２０に伝達するようになっている。
【０００６】
以下、このように構成された従来パワーブラシを備えた真空清掃機の動作について説明する。
先ず、清掃機本体１内のファンモータアセンブリーが作動すると、吸入ヘッド１０のヘッドケース１１内部に吸入力が発生され、よって、該ヘッドケース１１の吸入口１５を通って清掃対象物に存在するホコリなどの異質物が吸入される。
次いで、前記吸入ヘッド１０内の電動モータ３０に電源が印加されてパワーブラシ２０が回転され、よって、該パワーブラシ２０が清掃対象面に回転接触しながら清掃対象物から異質物を分離し、このように分離された異質物は前記清掃機本体１内から発生した吸入力により前記吸入口１５を介して吸入されるようになっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このような従来のパワーブラシを備えた真空清掃機の吸入ヘッドにおいては、パワーブラシを回転させる電動モータをパワーブラシの外部に装着するように構成されているので、吸入ヘッド内に電動モータのための空間が必要になって、吸入ヘッドが大きくなるという不都合な点があった。
また、ベルトにより電動モータの駆動力をパワーブラシに伝達するようになっているため、清掃機を長期間使用すると、ベルトが緩くなると共に、パワーブラシの回転駆動が円滑にならず、よって、清掃効率が低下するという不都合な点があった。
【０００８】
特に、パワーブラシの回転運動方向でのみ清掃対象物に接触しながら異質物を分離するように構成されているため、清掃対象物に付着された異質物が容易に除去されず、よって、清掃機の清掃性能向上には限界があるという不都合な点があった。
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、パワーブラシの内部にパワーブラシに駆動力を提供するモータを設置することで吸入ヘッドのサイズを縮小してコンパクト化を図り得る、パワーブラシを備えた真空清掃機の吸入ヘッドを提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、パワーブラシが回転運動と同時に線形運動するように構成して、清掃対象物から異質物を分離する能力を向上させて清掃性能を向上し得る、パワーブラシを備えた真空清掃機の吸入ヘッドを提供しようとする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明に係るパワーブラシを備えた真空清掃機の吸入ヘッドにおいては、清掃機本体と連結管により連結され、底面に吸入口が形成されたヘッドケースと、前記ヘッドケース内に装着され、一部分が前記吸入口を介して前記ヘッドケースの外部に突出して清掃対象物と接触するパワーブラシと、前記ヘッドケース内に固定されて前記パワーブラシを回転運動及び直線運動可能に支持する支持手段と、前記パワーブラシ内で前記支持手段とパワーブラシ間に装着されて前記パワーブラシを回転駆動させる回転駆動手段と、前記パワーブラシ内で前記支持手段とパワーブラシ間に装着されて前記パワーブラシを前記パワーブラシの回転軸方向に直線運動させる線形駆動手段と、を包含して構成されている。
【００１１】
前記パワーブラシは、円筒体状に形成され、外周面に清掃対象物と接触するブラシが具備され、該ブラシは、前記パワーブラシの外周面に螺旋状に配置される。
前記支持手段は、前記パワーブラシを貫通した状態で両方端部が前記ヘッドケースの内壁に固定された支持軸と、前記支持軸と前記パワーブラシ間に結合されて前記パワーブラシが前記支持軸を沿って直線移動するように案内する直線移動案内手段と、前記直線移動案内手段とパワーブラシ間に嵌合されて前記パワーブラシを回転させるベアリングと、により構成される。
【００１２】
前記直線移動案内手段は、円筒状に形成されて前記支持軸に固定され、前記ベアリングの内輪と回転方向に相互拘束されるように鋸歯状構造に結合されたガイドブッシュで、該ガイドブッシュの両方端部には、前記パワーブラシの直線移動を制限するストッパーが形成され、また、前記ガイドブッシュには、前記回転駆動手段及び線形駆動手段に電源を提供するための電源ケーブルが通過するホールが穿孔形成される。
前記回転駆動手段は、前記支持手段に固定された固定子と、前記パワーブラシの内周面に固定された回転子と、からなるロータリー式モータである。
【００１３】
前記線形駆動手段は、前記支持手段に固定されて磁束を発生するソレノイドコイルと、前記パワーブラシの内周面に固定され、前記ソレノイドコイルにより発生した磁束により直線移動力を発生する可動コアと、前記ヘッドケース内に支持されて前記ソレノイドコイルと可動コア間で発生した力に対向する力を発生する弾性手段と、により構成され、前記弾性手段は、前記パワーブラシの両方側面と前記ヘッドケースの両方側内壁面間にそれぞれ設置されて、前記パワーブラシが軸方向に直線揺動運動するように弾性力を提供する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面を用いて説明する。
本発明に係るパワーブラシを備えた真空清掃機においては、図１に示したように、清掃対象物に存在するホコリなどの異質物を吸入させる吸入力を発生するファンモータアセンブリー及び異物質を収集する集塵室を有する清掃機本体５０と、該清掃機本体５０に連結されて異質物の吸入通路となる連結管５５と、前記連結管５５の終端部に連結され、清掃対象物に近接接触した状態で異質物を吸入する吸入ヘッド６０と、を備えて構成されている。
【００１７】
ここで、前記吸入ヘッド６０には、清掃対象物に回転接触しながら清掃対象物に存在する異質物を分離させるパワーブラシ７０が設置されている。
そして、前記吸入ヘッド６０においては、図２に示したように、前記清掃機本体５０と前記連結管５５により連結されるヘッドケース６１と、該ヘッドケース６１の内部に該ヘッドケース６１の長さ方向に設置される支持軸６５と、該支持軸６５に対して回転方向及び直線方向に相対運動できるように前記支持軸６５に結合されるパワーブラシ７０と、該パワーブラシ７０の内部に装着されて該パワーブラシ７０を回転駆動させる回転駆動装置８０と、前記パワーブラシ７０の内部に装着されて該パワーブラシ７０を前記支持軸６５の軸方向に沿って直線移動させる線形駆動装置９０と、により構成されている。
【００１８】
ここで、前記ヘッドケース６１の底面には、清掃対象物から流体及び異質物を吸入するための吸入口６２が左右方向（図面上）に長く形成されている。
且つ、前記支持軸６５は、その両方端部が前記ヘッドケース６１の両方側内壁に固定されて、前記吸入口６２の長さ方向と平行に位置される。
また、前記パワーブラシ７０においては、中空円筒体状に形成された本体部７１と、該本体部７１の外周面に螺旋状に設置されるブラシ部７３と、により構成され、前記本体部７１の両方側面には前記支持軸６５が貫通するホール７１ａがそれぞれ穿孔形成されている。
【００１９】
また、前記回転駆動装置８０は、圧入などの方法により前記支持軸６５に一体結合される固定子８１と、該固定子８１の外周方向に所定隙間を有して前記パワーブラシ７０の本体部７１の内周面に固定され、前記固定子８１との相互作用により回転駆動される回転子８５と、により構成され、このような前記回転駆動装置８０は、通常のロータリー式モータと同様に構成される。
【００２０】
また、前記線形駆動装置９０においては、前記支持軸６５の外周面に巻線されて磁束を発生するソレノイドコイル９１と、前記パワーブラシ７０の本体部７１と一体流動するように結合されて、前記ソレノイドコイル９１の周囲に磁束が通過する磁路を形成する可動コア９５と、前記ヘッドケース６１の両方側内壁に支持されて、前記パワーブラシ７０の本体部７１の両方側から前記パワーブラシ７０が直線駆動される時に連続的に左右揺動するように弾性力を提供する複数のスプリング９６、９７と、により構成されている。
【００２１】
ここで、前記ソレノイドコイル９１は、前記支持軸６５に固定されたボビン９３の外周面に巻線されて前記可動コア９５の中央部に位置され、前記可動コア９５は円筒状に形成されて前記パワーブラシ７０の内周面に固定されて、前記ソレノイドコイル９１から発生した磁束による磁気抵抗の差により直線駆動力を発生するように構成されている。
【００２２】
また、前記各スプリング９６、９７は、通常のコイルスプリングにより構成され、本明細書では前記パワーブラシ７０の両方側に設置されているが、その他に、何れか一方側だけに設置されて前記ソレノイドコイル９１及び可動コア９５により発生する直線移動力に対向する力、即ち、前記パワーブラシ７０を本来の位置に復帰させる力を提供するように設置することもできる。
【００２３】
また、前記回転駆動装置８０及び線形駆動装置９０は、前記パワーブラシ７０の内側から前記支持軸６５の両方側にそれぞれ並んで設置されて、前記パワーブラシ７０を回転運動及び線形運動させる駆動力を発生する。
このように前記回転駆動装置８０及び線形駆動装置９０により前記パワーブラシ７０が前記支持軸６５の周囲で回転運動及び直線運動を行うために、前記パワーブラシ７０の回転運動及び直線運動を可能にするための移動支持手段が前記支持軸６５とパワーブラシ７０間に設置され、以下、図面を参照して詳しく説明する。
【００２４】
前記移動支持手段においては、図３（Ａ）（Ｂ）に示したように、円筒状に形成されて前記支持軸６５の外周面に固定されるガイドブッシュ７５と、前記パワーブラシ７０のホール７１ａに嵌合された状態で、前記ガイドブッシュ７５に回転方向には拘束され直線方向に相対運動できるように鋸歯状（セレーション）方式に結合されたベアリング７７と、で構成されている。
【００２５】
そして、前記ガイドブッシュ７５は、前記支持軸６５にスプライン結合方法により固定され、その周面には前記ベアリング７７が結合されるように軸方向に長く形成された突起及び溝からなるガイド歯７５ａが形成され、前記ガイドブッシュ７５の両方端部には前記ベアリング７７が離脱しないように移動を制限して前記パワーブラシ７０の直線移動範囲を決定するストッパー７５ｂが形成されている。
【００２６】
且つ、前記ガイドブッシュ７５には、前記回転駆動装置８０の固定子８１及び前記線形駆動装置９０のソレノイドコイル９１に電源を提供するように電源ケーブルＥが通過するケーブルホール７５ｃが長さ方向に穿孔形成されている。
また、前記ベアリング７７は、通常のボールベアリングまたはローラーベアリングにより構成することが可能で、本明細書ではボールベアリングを適用している。
【００２７】
ここで、前記ボールベアリングは、前記ガイドブッシュ７５に結合される内輪７７ａと、前記パワーブラシ７０のホール７１ａに嵌合される外輪７７ｂと、前記内輪７７ａと外輪７７ｂ間に設置されるボール７７ｃと、により構成され、特に、前記内輪７７ａの内周面には前記ガイドブッシュ７５のガイド歯７５ａと鋸歯状方式により結合されてスライディング直線移動できるように前記ガイド歯７５ａと同様の結合歯７７ａ’が形成されている。
【００２８】
以下、このように構成された本発明に係るパワーブラシを備えた吸入ヘッドの動作について説明する。
先ず、清掃機本体５０のファンモータアセンブリーが駆動されると、ヘッドケース６１の内部にも吸入力が発生して、吸入口６２を介して外部から周辺空気と一緒にホコリなどの異質物が吸入される。
次いで、回転駆動装置８０の固定子８１に電源が印加されると、回転子８５は支持軸６５を中心にパワーブラシ７０と一体回転するので、該パワーブラシ７０のブラシ部７３が清掃対象物に回転接触する。
【００２９】
また、線形駆動装置９０のソレノイドコイル９１に電源が印加されると、該ソレノイドコイル９１から磁束が発生してソレノイドコイル９１内部及び可動コア９５順次経由した後、再び前記ソレノイドコイル９１に復帰する磁束経路を形成する。
この時、前記可動コア９５及びパワーブラシ７０は、前記磁束経路中、磁気抵抗の小さくなる方向に前記支持軸６５を沿って直線移動され、このように前記パワーブラシ７０が移動することによって各スプリング９６、９７はそれぞれ圧縮弾性力及び引張弾性力を蓄積するようになる。
【００３０】
次いで、前記ソレノイドコイル９１に供給される電源が遮断されると、圧縮及び引張された前記各スプリング９６、９７の弾性力により前記パワーブラシ７０は初期位置に復帰され、このように前記ソレノイドコイル９１に供給される電源を連続的にオン／オフさせると、前記パワーブラシ７０は前記支持軸６５を沿って線形往復運動を反復するようになる。
【００３１】
従って、前記回転駆動装置８０及び線形駆動装置９０を同時に作動させると、前記パワーブラシ７０は回転運動と同時に左右方向に往復運動するようになるので、清掃対象物に存在する異質物を一層はっきり除去することができる。
即ち、従来の技術ではパワーブラシが回転方向だけで、即ち、一方向だけで清掃対象物に接触して異質物を除去していたが、本発明では前記パワーブラシ７０が回転方向だけでなく左右方向でも清掃対象物に接触して異質物を除去するので、清掃対象物に付着された異質物をより效果的に除去及び吸入することができる。
【００３２】
従って、本発明は、前記パワーブラシ７０の異質物除去能力向上により清掃機の清掃性能を向上することができる。
一方、本発明では、前記パワーブラシ７０を回転駆動させる回転駆動装置８０が前記パワーブラシ７０の内部に装着されるため、パワーブラシの外部に別途の駆動装置を具備する従来技術よりも吸入ヘッドのサイズを縮小することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るパワーブラシを備えた吸入ヘッドにおいては、パワーブラシが回転運動及び線形運動を並行に行うので、ブラシが清掃対象面に回転接触及びスライディング接触され、よって、異質物除去力が向上して清掃性能を向上し得るという効果がある。
また、回転駆動装置及び線形駆動装置がパワーブラシの内部に装着されるので、ヘッドケースのサイズを縮小してコンパクト化を図り得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る真空清掃機を示した側面図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ線断面図であって、パワーブラシを備えた真空清掃機の吸入ヘッドを示した平断面図である。
【図３】図２の“Ｃ”部分詳細図で、（Ａ）は拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）図のＤ−Ｄ線断面図である。
【図４】従来の真空清掃機を示した側面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図であって、従来のパワーブラシを備えた真空清掃機の吸入ヘッドを示した平断面図である。
【符号の説明】
５０…清掃機本体
５５…連結管
６０…吸入ヘッド
６１…ヘッドケース
６２…吸入口
６５…支持軸
７０…パワーブラシ
７１…本体部
７３…ブラシ部
７５…ガイドブッシュ
７７…ベアリング
８０…回転駆動装置
８１…固定子
８５…回転子
９０…線形駆動装置
９１…ソレノイドコイル
９５…可動コア
９６、９７…スプリング
【図１】
0003577043.tif 000002
【図２】
0003577043.tif 000003
【図３】
0003577043.tif 000004
【図４】
0003577043.tif 000005
【図５】
0003577043.tif 000006