(57)【要約】【課題】ハウジングの開口部と回転体との間の確実な封止をハウジング内への吸気を利用して実現し、回転体の回転を阻害せず、長期に亘って良好な封止性能を維持し得るようにする。【解決手段】ハウジング１の開口部に周設されたリング溝７０にシールリング７１を嵌め込み、このシールリング７１を、リング溝７０を通ってハウジング１内に吸込まれる吸気の作用により押し出し、前記開口部に面して取付けられた回転筒２４の一面に押し付けて、ハウジング１と回転筒２４との間を封止する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掃除機の吸気パイプに取付けられたハウジングの開口部に、該開口部に周設された封止手段による封止下にて回転する回転体を備える掃除補助具において、
前記封止手段は、前記ハウジングの開口部に軸長方向への移動可能に配されたシールリングと、
前記ハウジング内への吸気を前記シールリングの一側に作用させ、該シールリングの他側を前記回転体の封止面に押し付ける押し付け手段と
を備えることを特徴とする掃除補助具。
【請求項２】
前記シールリングは、前記開口部の周縁に形成された凹溝内に、該凹溝の底面との間にギャップを隔てて支持させてあり、前記押し付け手段は、前記ギャップを通過する吸気により前記シールリングに押し付け力を加える構成としてある請求項１記載の掃除補助具。
【請求項３】
前記シールリングの周面の一部に通気用の孔を備える請求項２記載の掃除補助具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掃除補助のための種々の動作を行なわせるべく掃除機の吸気パイプに取付けて用いられる掃除補助具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
真空吸引式の掃除機は、吸気用のファンを内蔵し、該ファンの吸気口及び排気口が開設された本体部と、前記吸気口にその一端部を連結された吸気パイプと、該吸気パイプの他端部に取付けられた吸気ノズルとを備え、該吸気ノズルを所望の掃除か所に押し付けた状態で前記ファンを駆動することにより、吸気ノズルから吸気パイプ及び吸気口を経て本体部に導入される吸気の流れを生ぜしめ、前記掃除か所周辺の塵埃を吸引、捕集する構成となっている。
【０００３】
本願出願人は、以上の如く構成された掃除機において、前記吸気ノズルに換えて前記吸気パイプの先端に取り付けて用いることにより、床、タイル磨きのための回転ブラシの駆動等の重負荷の動作を含めた種々の掃除補助動作を前記吸気パイプの内部を流れる通気を利用して行なわせることができる掃除補助具を、特開２００２−０００５１４号公報等に開示している。
【０００４】
この掃除補助具は、前記吸気パイプの端部への取付けにより該吸気パイプと連続する風路を形成する筒形のハウジングと、該ハウジングの内部に支持され、前記風路の内部を流れる通気の作用により回転する羽根車と、前記ハウジングの先端開口部に配設され、前記羽根車からの伝動により軸回りに回転する回転体と、該回転体に着脱自在に装着されて掃除補助動作をなす作用部とを備えて構成されている。
【０００５】
この構成によれば、掃除機本体のファンが駆動されて前記風路の内部に吸気の流れが生じると、この流れが前記羽根車の内部を通気し、この通気の作用により羽根車が回転力を発生して、この回転力が伝えられる前記回転体が回転し、該回転体に装着された作用部に掃除補助動作を行わせることができる。
【０００６】
前記羽根車としては、円板形をなす前面板と背面板との間に複数の羽根板を並設し、夫々の羽根板間に外周側に開口する流入口と前面板の軸心部に開口する流出口とを連絡する流路を備える遠心羽根車が用いられており、また、羽根車から作用部への伝動系に減速装置を介装し、前記羽根車の回転力を増力して作用部に伝え、該作用部に重負荷の掃除補助動作をも行わせ得るようにしてある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
さて以上の如き掃除補助具において、前記回転体は、ハウジングの内部に連通し、吸気の通路を兼ねる中空の円筒形状を有しており、この吸気を回転体に装着される作用部においても利用し、夫々の掃除補助動作に付随して発生する塵埃を吸込み、前記ハウジング及び吸気パイプを経て掃除機本体に捕集するようにしてある。
【０００８】
ところが前記ハウジングの内部への吸気は、該ハウジングの開口部周縁と前記回転体との間においても生じることから、前記作用部において利用し得る多くの吸気量を確保するためには、前記回転体と固定状態にあるハウジングとの間を気密に封止する封止手段が必要である。
【０００９】
この種の封止手段は、Ｏリング等の弾性材料製の環状のシール部材を封止面間に介装することにより簡素に構成することができる。しかしながら、前述した回転体及びハウジングの封止面間にてこの種の封止手段を採用した場合、一方の封止面に対して弾接下にて摺動するシール部材が回転体の回転を阻害する抵抗となり、特に、回転開始時に多くの抵抗が加わって前記作用部の動作が阻害されるという問題があり、また、前記シール部材が封止面との摺接により摩耗し、長期に亘って良好な封止性能が維持できないという問題がある。
【００１０】
回転部と固定部との間にて確実な封止を実現する封止手段は、ポンプ、タービン等のターボ形の回転機器への適用を前提として従来から数多く存在するが、メカニカルシールに代表されるこれらの封止手段は、複雑な構成を有すると共に大嵩であり、前述した掃除補助具への採用は現実的ではない。
【００１１】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ハウジングの開口部と回転体との間の確実な封止を、運転開始と共に生じるハウジング内への吸気を利用して実現し、特に、回転開始初期の抵抗を軽減でき、長期に亘って良好な封止性能を維持し得る簡素な構成の封止手段を備える掃除補助具を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１発明に係る掃除補助具は、掃除機の吸気パイプに取付けられたハウジングの開口部に、該開口部に周設された封止手段による封止下にて回転する回転体を備える掃除補助具において、前記封止手段は、前記ハウジングの開口部に軸長方向への移動可能に配されたシールリングと、前記ハウジング内への吸気を前記シールリングの一側に作用させ、該シールリングの他側を前記回転体の封止面に押し付ける押し付け手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、掃除機の吸気パイプに取付けたハウジング内への吸気が、該ハウジングの開口端に配したシールリングに作用し、該シールリングが軸長方向に移動し、回転体の封止面に押し付けられて、該回転体と前記ハウジングとの間を封止する。シールリングの押し付けは、前記吸気の流れが発生し、回転体が回転を開始した後になされ、該回転体の回転、特に、回転開始を阻害しない。またシールリングが摩耗したときには、前記吸気の作用による移動量が増し、回転体の封止面への押し付け状態を保ち、良好な封止性能を維持する。
【００１４】
本発明の第２発明に係る掃除補助具は、第１発明におけるシールリングが、前記開口部の周縁に形成された凹溝内に、該凹溝の底面との間にギャップを隔てて支持させてあり、第１発明における押し付け手段が、前記ギャップを通過する吸気により前記シールリングに押し付け力を加える構成としてあることを特徴とする。
【００１５】
この発明においては、ハウジングの開口部に周設された凹溝内にシールリングを配し、該凹溝の底面との間にギャップを隔てて支持させる簡素な構成により封止手段を実現する。前記シールリングは、前記凹溝内にわずかに生じる吸気の流れが前記ギャップを通過するとき押し上げられ、回転体の封止面に押し付けられて封止作用をなす。
【００１６】
本発明の第３発明に係る掃除補助具は、第２発明におけるシールリングの周面の一部に通気用の孔を備えることを特徴とする。
【００１７】この発明においては、シールリングの周面の一部に形成された通気孔により、該シールリングに作用する通気の流れを安定して確保し、十分な押し付けにより良好な封止状態を実現する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は、本発明に係る掃除補助具の分解斜視図である。図示の如く本発明に係る掃除補助具は、ハウジング１と、該ハウジング１に内蔵された駆動ユニット２と、前記ハウジング１の一側に着脱自在に取付けられ、前記駆動ユニット２からの伝動により所定の動作をなす作用部３とを備えている。
【００１９】
前記ハウジング１は、駆動ユニット２の外側を囲繞する円筒形の第１ハウジング１０と、該第１ハウジング１０の一側に同軸的に連結される第２ハウジング１１とを備えてなる。図２は、第１ハウジング１０の外観斜視図、図３は、第２ハウジング１１の外観斜視図である。図２に示す如く第１ハウジング１０は、軸心を含む割り面にて２つ割り可能な一対の半部ハウジング　１０ａ，１０ｂと、これらの一側を同軸的に拡径してなる円形皿形の大径部　１０ｃとを備えている。
【００２０】
図３に示す如く第２ハウジング１１は、前記第１ハウジング１０の大径部　１０ｃに対応する円形皿形の大径部　１１ａと、該大径部　１１ａの底面軸心部に連設された円筒形の連結筒　１１ｂとを備えており、この第２ハウジング１１と第１ハウジング１０とは、図１中に矢符により示す如く、両者の大径部　１１ａ，１０ｃを突き合わせ、これらの周縁を複数本の締め付けボルト（図示せず）により締め付けて一体化されている。この一体化により前記大径部　１０ｃ，１１ａ間に形成される大径の空間は、後述の如く羽根車４が配設される羽根車室として使用される。また第２ハウジング１１の前記連結筒　１１ｂは、図示しない掃除機の吸気パイプへの差し込み連結に用いられる部分であり、その先端には、前記差し込みにより前記吸気パイプの内面に弾接し、両者間を気密に封止する弾性材料製のシールリング１２が巻装されている。
【００２１】
また連結筒　１１ｂの基部には、軸方向へのスライド操作が可能な調速スライダ１３が装備されている。該調速スライダ１３は、連結筒　１１ｂの内側に配されたアクセル筒（図示せず）をスライド移動させて、後述する羽根車４の回転速度を増減調節する調速手段を構成するものである。このような調速手段は、本願出願人による前記特開２００２−０００５１４号公報に詳細に開示されており、構成及び動作の詳細な説明は省略する。
【００２２】
第１ハウジング１０に内蔵された駆動ユニット２は、第１ハウジング１０と同様、軸心を含む割り面にて２つ割り可能な一対の半部ハウジングを備える筒形のギヤハウジング２０の内部に構成されている。図１には、駆動ユニット２の内部構造を示すべく、第１ハウジング１０及びギヤハウジング２０の上半部を取り外した状態が示されている。
【００２３】
図４は、図１よりもやや上方から見た駆動ユニット２の拡大斜視図であり、本図及び図１に示す如く駆動ユニット２は、小歯車　２１ａを一体に備える入力軸２１と大歯車　２２ａを一体に備える出力軸２２とを、ギヤハウジング２０の内部に同軸に並べて支持し、これら両軸２１，２２の一側に、これらと平行をなして伝動軸２３を支持して構成されている。伝動軸２３は、入力軸２１の小歯車　２１ａに噛合する大歯車　２３ａと出力軸２２の大歯車　２２ａに噛合する小歯車　２３ｂとを備え、入力軸２１から出力軸２２への減速伝動を行わせる平歯車減速装置を構成している。
【００２４】
入力軸２１の端部は、ギヤハウジング２０の一側から前記大径部　１０ｃ，１１ａにより形成される大径の空間内に突出されている。この突出端には、羽根車４が嵌着固定されており、入力軸２１は、後述の如く生じる羽根車４の回転に伴って軸回りに回転するようになしてある。また出力軸２２の端部は、ギヤハウジング２０の他側から第１ハウジング１０の同側開口部に突出されている。この突出端には、短寸円筒形をなす回転筒２４が嵌着固定されており、該回転筒２４は、入力軸２１から伝動軸２３を経て減速伝動されて生じる出力軸２２の回転により軸回りに回転するようになしてある。
【００２５】
以上の如き回転筒２４には、作用部３が取付けられる。図１に示す作用部３は、円板形に成形されたスポンジ製の回転ブラシであり、裏面に同軸に固定されたアタッチメント３０を介して前記回転筒２４に着脱自在に取付けられている。図５は、アタッチメント３０の取付け側から見た作用部３の斜視図である。本図に示す如くアタッチメント３０は、作用部３としての回転ブラシの裏面中央部に固定された短寸円筒形の基部３１と、該基部３１の周上の半径方向に対向する位置に軸方向に突設され、先端を周方向同向きに鉤型に屈曲させてなる一対の係合爪３２，３２とを備えている。
【００２６】
作用部３が取付けられる回転筒２４の外周面には、図１に示す如く、半径方向に対向する位置に一対の係合突起２５，２５（片方のみ図示）が突設されており、作用部３の取付けは、アタッチメント３０の基部３１を回転筒２４に外嵌し、該回転筒２４の外面に沿って延びる係合爪３２，３２を前記係合突起２５，２５に夫々係合せしめて実現されている。このように取付けられた作用部３は、回転筒２４と一体回転することとなり、図示の如きスポンジ製の回転ブラシを作用部３とした場合、ブラシ面を押し付けた床面、壁面等の掃除か所の磨きに利用することができる。
【００２７】
なお、前記作用部３としては、図１及び図５に例示されたスポンジ製の回転ブラシに限らず、植毛されたブラシ、はたき等の適宜の構成のものを採用することができ、これらは、同様のアタッチメント３０を用いて回転筒２４に着脱され、目的に応じて交換使用される。
【００２８】
第１ハウジング１０の内部には、駆動ユニット２の伝動ハウジング２０との間に通気のための風路が確保されている。この風路内の通気は、第１ハウジング１０の一側の開口部から前記回転筒２４を経て吸気され、他側の大径部　１０ｃにおいて径方向外向きに流れ方向を変えて羽根車４の外周部に導かれ、該羽根車４の内部を通って第２ハウジング１１の連結筒　１１ｂ内に送出され、該連結筒　１１ｂに連結された図示しない掃除機の吸気パイプに吸気される。
【００２９】
図６は、羽根車４の斜視図である。図示の如く羽根車４は、前記入力軸２１への嵌着孔４０を中心に備える円板形の背面板４１の一面に、周方向に等配をなして複数枚の羽根板４２，４２…を放射状に並設してなる開放形の遠心羽根車として構成されている。前記羽根板４２，４２…は、夫々が同向きに湾曲する円弧形状を有し、夫々の間に背面板４１の内径側に向けて高さを増す前記通気の流路を形成している。
【００３０】
このような羽根車４の開放側が対向する第２ハウジング１１の大径部　１１ａには、図１及び図３に示す如く、円板形の前面板５が取付けてあり、該前面板５の外側に複数の整流板６，６…が並設されている。前面板５は、中央に開口し前記連結筒　１１ｂに連通する流出口５０を備え、該流出口５０の外側の羽根車４との対向面に同心円上に並ぶ複数本の連通溝５１，５１…を備えており、第２ハウジング１１と第１ハウジング１０とを一体に連結したとき、前記羽根車４の開放側にわずかなギャップを隔てて対向し、前記羽根板４２，４２…間の流路を画定するように位置決めされている。
【００３１】
このように画定される羽根車４の複数の流路には、前述の如く、羽根車４の外周部に導かれた通気が導入され、図６中に矢符にて示す如く、複数の羽根板４２，４２…間の湾曲する流路に沿って半径方向内向きに流れ、このような通気の作用により羽根車４は、図中に白抜矢符にて示す向きに回転する。なお前記通気は、前面板５の中央に開口する流出口５０を経て第２ハウジング１１の連結筒　１１ｂ内に送出され、図示しない掃除機の吸気パイプに吸気される。
【００３２】
このとき、大径部　１１ａの内面に並設された複数の整流板６，６…は、羽根車４の外周部に位置し、該羽根車４に導入される通気の流れを前記羽根板４２，４２…間の流路に沿って整流する作用をなす。また前面板５に設けられた連通溝５１，５１…は、各流路間での周方向の通気の行き来を許容し、各流路内での急激な減圧に伴って発生する通気音を低減せしめる作用をなす。これらの作用により前記羽根車４は、静粛な運転音下にて大なる回転力を発生することでき、前記駆動ユニット２による減速を経て前記作用部３に十分な回転力を取り出し、重負荷の動作を含めた種々の掃除補助動作を行わせることができる。
【００３３】以上の如く羽根車４を回転させ、作用部３に掃除補助動作を行わせる通気は、回転筒２４に取付けられた作用部３を経てハウジング１内に吸気され、該作用部３の動作に付随して発生する塵埃を吸気と共に前記風路内に吸込ませて、前記ハウジング１及び吸気パイプを経て掃除機本体に捕集するようにしてある。一方、ハウジング１内への吸気は、第１ハウジング１０の先端開口部と回転筒２４との境界部においても発生するから、本発明に係る掃除補助具においては、前記境界部を気密に封止する封止手段７を備え、前記吸気を作用部３に集中させて、前述した塵埃の捕集効果を高めるようにしている。
【００３４】
封止手段７は、第１ハウジング１０の開口部周縁に形成されたリング溝７０と、該リング溝７０の内部に挿入保持されたシールリング７１とを備えて構成されている。リング溝７０は、図１及び図４に半部が、図２に全部が夫々示されているように、狭幅、深底の凹溝であり、回転筒２４との対向側に開口を有して形成されている。
【００３５】
図７は、シールリング７１の斜視図である。図示の如くシールリング７１は、薄肉の矩形断面を有して成形された合成樹脂製の円環であり、一側の端縁には、４つの支持突起７２，７２…が、径方向の相対向する部位に各２つを振り分けて突設されている。またシールリング７１の周壁には、前記支持突起７２，７２…が突設された端縁の近傍に、前述の如く振り分け配置された各２つの支持突起７２，７２の突設部位を含む周方向長さを有して、細幅の矩形に開口する通気孔７３，７３が形成されている。このように構成されたシールリング７１は、図１及び図４に示す如く、支持突起７２，７２…の突設側を内向きとして前記リング溝７０に挿入され、平坦な他側の端縁を回転筒２４の対向面に当接させてある。
【００３６】
図８は、以上の如く構成された封止手段の動作説明図である。リング溝７０に挿入されたシールリング７１は、本図に示す如く、支持突起７２，７２…の先端をリング溝７０の底面に当接させ、該底面との間にギャップを隔てて支持されている。このように支持されたシールリング７１の厚さは、リング溝７０の幅よりも小さく、リング溝７０の側壁との間にわずかな隙間が確保されており、該シールリング７１は、リング溝７０の側壁をガイドとして軸長方向への移動が可能である。リング溝７０の開口側にわずかに突出するシールリング７１の端縁は、回転筒２４の対向面に当接させてあり、この当接によりシールリング７１の前記移動が拘束されている。なお、図８中においては、動作説明のために、リング溝７０とシールリング７１との間の前記ギャップ及び隙間を拡大して示してある。
【００３７】
回転筒２４は、このようなシールリング７１の当接下にて回転を開始する。このときシールリング７１の当接力は弱く、回転開始を滑らかに行わせることができる。また一方、このような回転筒２４の回転開始に伴ってハウジング１内への吸気が発生し、この吸気の一部は、図中に矢符により示す如く、リング溝７０の側壁とシールリング７１との間の隙間を流れ、更に、リング溝７０の底面とシールリング７１との間に前記支持突起７２，７２…により形成されたギャップを通気する。この通気の作用によりシールリング７１は、底面から離れる向きに押され、回転筒２４の対向面に押し付けられ、第１ハウジング１０の先端開口部と回転筒２４との境界部が気密に封止される。
【００３８】
回転筒２４へのシールリング７１の押し付け力は、ハウジング１内への吸気量の増加に伴って増加し、また、回転筒２４の回転速度も前記吸気量の増加に伴って増加するから、封止手段７による封止性能は、回転筒２４の回転速度の増加に伴って向上し、高速回転する回転筒２４の周縁部を良好に封止することができ、また低速回転する回転筒２４の回転の阻害程度を軽微に抑えることができる。
【００３９】
以上の如くシールリング７１を押圧する通気は、リング溝７０とシールリング７１との間にラビリンス状に形成された隙間を通るから、ハウジング１内への吸気の総量に比して無視できる程度であり、大部分の吸気を作用部３に集中させることができ、この吸気による前述した塵埃の捕集効果を高めることができる。
【００４０】
またシールリング７１の周面には、前述の如く通気孔７３，７３が形成されており、リング溝７０の全周において生じる通気がこれらの通気孔７３，７３の形成部位に集中する。これにより、前記支持突起７２，７２…により形成されたギャップを通る通気量が安定し、この通気の作用によるシールリング７１の押し付け、及びこの押し付けによる封止を確実に行わせることができる。
【００４１】
更に、前述した押し付けによりシールリング７１は摩耗するが、このとき、前記通気の作用によるリング溝７０内でのシールリング７１の移動量が増すことにより前記回転筒２４への押し付け状態が保たれる。これにより、前記摩耗に伴う封止性能の低下を最小限に抑えることができ、長期に亘って良好な封止性能を維持することが可能となる。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明の第１発明に係る掃除補助具においては、掃除機の吸気パイプに取付けたハウジングの開口部に軸長方向への移動可能にシールリングを配し、このシールリングの一側にハウジング内への吸気を作用させて回転体の封止面に他側を押し付ける構成としたから、簡素な構成により良好な封止性能が得られる上、吸気が発生する運転中にのみ封止状態が得られ、回転体の回転、特に、回転の開始を阻害することがなく、またシールリングが摩耗した場合、移動量の増加により押し付け状態が保たれ、長期に亘って良好な封止性能を維持することができる。
【００４３】
また第２発明に係る掃除補助具においては、回転体の封止面に押し付けられるシールリングを、ハウジングの開口部の周縁に形成された凹溝内に底面との間にギャップを隔てて保持させたから、ギャップを通過するわずかな吸気の流れによりシールリングの押し付けを確実に実現することができ、回転体の回転を阻害することなく長期に亘って良好な封止性能が得られる封止手段を簡素に構成することができる。
【００４４】
更に第３発明に係る掃除補助具においては、シールリングの周壁の一部に通気のための孔を形成したから、シールリングの押し付けのための吸気の流れが安定し、十分な押し付けにより良好な封止性能が得られるようになる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る掃除補助具の分解斜視図である。
【図２】第１ハウジングの外観斜視図である。
【図３】第２ハウジングの外観斜視図である。
【図４】駆動ユニットの拡大斜視図である。
【図５】アタッチメントの取付け側から見た作用部の斜視図である。
【図６】羽根車の斜視図である。
【図７】シールリングの斜視図である。
【図８】封止手段の動作説明図である。
【符号の説明】
１　　ハウジング
２　　駆動ユニット
３　　作用部
４　　羽根車
７　　封止手段
１０　　第１ハウジング
１１　　第２ハウジング
２４　　回転筒（回転体）
７０　　リング溝
７１　　シールリング
７２　　支持突起
７３　　通気孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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