(57)【要約】【課題】掃除機本体或いは吸込み口体の移動方向を変えるための可動スペースが不要で、被掃除面の種類によらず円滑かつ自由に回転可能な掃除機用車輪を提供する。【解決手段】回転自在な転子３４を車輪取付け部２４の垂直な車軸２４ａの真下に設ける。この転子２４が、球状で、かつ、球状の表面にじゅうたんの起毛が入り込み可能に開放した凹み３８を複数有していることを特徴としている。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪取付け部の垂直な車軸の真下に、球状で、かつ、球状の表面にじゅうたんの起毛が入り込み可能に開放した凹みを複数有する転子を回転自在に設けてなる掃除機用車輪。
【請求項２】
請求項１に記載の掃除機用車輪において、前記車軸の回りに回転自在な転子ホルダ、及びこのホルダに前記車軸の下方への延長線と直交するように支持された水平軸を備え、前記転子が前記水平軸の軸回りに回転自在に支持されているとともに、前記転子が前記球状の表面に開放して前記水平軸回りに連続する環状溝を有している。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被掃除面に沿う掃除機本体あるいは吸込み口体の移動を容易にする車輪に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、掃除機本体にはこれを支持する車輪としてキャスタが取付けられている。キャスタは、掃除機本体に設けた垂直な車軸の軸回りに転子ホルダを回転自在に取付け、このホルダに前記車軸の直下からずれて位置する転子を回転自在に取付けて構成されている（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−１１１６９９号公報（段落００２３、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載のキャスタは、車軸に対する転子の前記ずれの寸法を回転半径として車軸回りに旋回するので、掃除機本体の移動方向を変えるために必要なキャスタの可動スペースを、前記旋回により大きく必要としている。これにより、幅が狭い掃除機本体にキャスタを取付けた場合、キャスタの旋回軌跡が、幅狭な掃除機本体よりはみ出してしまうことが考えられるので、このような使用形態には適していない。
【０００５】
一方、掃除機用車輪は、掃除機本体あるいは吸込み口体をフローリング床や畳の上で移動させる場合は勿論のこと、じゅうたん上で移動させる場合にも、掃除機本体あるいは吸込み口体の移動方向を変えるときにも円滑に回転することが要請されている。このため、旋回するキャスタに代わる掃除機用車輪の開発においても前記要請を満足しなければならない。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、掃除機本体あるいは吸込み口体の移動方向を変えるための可動スペースを要しないとともに、被掃除面の種類に拘らずに円滑に回転可能な掃除機用車輪を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、球状で、かつ、球状の表面にじゅうたんの起毛が入り込み可能に開放した凹みを複数有した回転自在な転子を、車輪取付け部の垂直な車軸の真下に設けたことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図７を参照して本発明の一実施形態を説明する。
【０００９】
図１に示すようにほうき機能を有する電気掃除機１は、真直ぐな棒状の柄２と、この柄２の下端部に連結された掃除機主体３と、この主体３に外部から着脱可能に取付けられた集塵容器例えば集塵カップ４と、図示しない携帯式の電源装置とを具備している。柄２、掃除機主体３、及び集塵カップ４は掃除機本体５を形成している。
【００１０】
図示しない電源装置は使用者の身に着けて配置され、この電源装置のコネクタを掃除機主体３のコネクタ７に接続した状態で、電気掃除機１は使用される。柄２は上端にスイッチ８を有している。このスイッチ８の操作で後述する電動送風機のオン・オフ及び入力制御が行われる。掃除機主体３は、本体ケース１１、吸込み口体１２、これらを連結する連結パイプ１３、ハンドル１４、及び図示しない電動送風機等を備えている。
【００１１】
本体ケース１１の上端部に形成した上端筒部１１ａには、柄２の下端部が気密に連結されている。真直ぐな棒状をなしている連結パイプ１３の上端部は、本体ケース１１の下端部に形成した下端筒部１１ｂに気密に連結され、連結パイプ１３は柄２の軸線延長上に位置されている。柄２と連結パイプ１３との長さによって、電気掃除機１を用いて掃き掃除をするのに必要とする電気掃除機１の高さが主に与えられている。連結パイプ１３内と本体ケース１１内とは連通されている。ハンドル１４は本体ケース１１の上部と柄２の下部とに渡って設けられ、このハンドル１４と柄２とを両手で持って、被掃除面である床面を掃き掃除できるようになっている。
【００１２】
集塵カップ４は、本体ケース１１内から前記図示しない電動送風機の吸込み口に至る吸込み経路中でかつ掃除機主体３の中心軸線から外れた位置に着脱可能に取付けられている。集塵カップ４は、縦長な有底筒状に形成され、その上端開口は出口として用いられている。この集塵カップ４内ではサイクロン式の塵分離による集塵が行われるようになっている。
【００１３】
図２から図４に示すように吸込み口体１２は、ベース２１と、吸塵体２２と、清掃体例えばブラシ体２３とを備えている。ベース２１はその長手方向と直交する方向の断面が略逆Ｕ字状をなしていて、下面が開口されている。このベース２１の長手方向中間部には、上向きの突出管部２１ａがベース２１の内部と連通して設けられているとともに、この突出管部２１ａの根元近傍部分を挟むように一対の突起状枢軸部２１ｂが突設されている。
【００１４】
吸塵体２２は、ベース２１より少し短く形成されている。この吸塵体２２の上端は開放され、かつ、吸塵体２２の下部は二股に分岐されて一対の吸塵口２２ａ、２２ｂ（図２及び図３参照）をなしている。吸塵体２２はベース２１の内部に組込まれている。この組込み状態では、吸塵体２２とベース２１とが接着止めされて、突出管部２１ａと吸塵体２２の内部とが連通されている。吸塵体２２の下端部はベース２１の下面開口より突出されていて、この突出状態の吸塵口２２ａ、２２ｂの下端開口面は、吸塵体２２の幅方向中央から幅方向両端に向かうに従い次第に高くなるように互いに逆向きに傾けられている。
【００１５】
図２〜図４に示すようにブラシ体２３は、ホルダ２３ａと、このホルダ２３ａに下向きに取付けられた３列の清掃部材例えばブラシ２３ｂ〜２３ｄとを有している。ホルダ２３ａは、そのフレームの幅方向中央に１本のブリッジ２３ｈ（図４参照）を設けてなり、ベース２１の下面開口に嵌入してねじ止めされている。この取付け状態で、ホルダ２３ａのフレームが有する両側枠の内の一方の側枠２３ｆは、一方の吸塵口２２ａが接近しているベース２１の幅方向一側壁に寄せて配置され、他方の側枠２３ｇは、他方の吸塵口２２ｂが接近しているベース２１の幅方向他側壁に寄せて配置され、かつ、ホルダ２３ａのブリッジ２３ｈは両吸塵口２２ａ、２２ｂ間に配置されている。
【００１６】
３列のブラシ２３ｂ〜２３ｄは互いに平行であり、中央に位置された中央ブラシ列２３ｄはホルダ２３ａのブリッジ２３ｈに取付けられている。このブラシ列２３ｄの両側に位置された側部ブラシ列２３ｂ、２３ｃは、ホルダ２３ａのフレームが有する互いに平行な一対の側枠部２３ｆ、２３ｇに夫々取付けられている。
【００１７】
各ブラシ列２３ｂ〜２３ｄの下端は、いずれも吸塵口２２ａ、２２ｂの開口された下端より下方に位置されている。中央ブラシ列２３ｄの下方への突出長さは、側部ブラシ列２３ｂ、２３ｃの下方への突出長さより長い。これにより、側部ブラシ列２３ｂ、２３ｃの下端より中央ブラシ列２３ｄの下端は下方に突出されていて、各ブラシ列２３ｂ〜２３ｄの下端を結ぶ直線はＶ字を描くようになっている。
【００１８】
図２及び図３中符号２３ｅはホルダ２３ａのフレームの長手方向両端部に夫々突設された端部ブラシ列を示している。これらの端部ブラシ列２３ｅは側部ブラシ列２３ｂ、２３ｃに連続している。このため、側部ブラシ列２３ｂ、２３ｃと端部ブラシ列２３ｅとは環状をなして設けられている。
【００１９】
図４に示すようにホルダ２３ａの長手方向両端部には夫々車輪取付け部２４が形成されている。車輪取付け部２４は、中央ブラシ列２３ｄと端部ブラシ列２３ｅとの間に夫々設けられていて、図５に示すように垂直な円筒状をなす車軸２４ａと、この車軸２４ａの外側に車軸２４ａと同心的に設けられた下向きの環状凸部２４ｂとを有している。これらの車輪取付け部２４には車輪３１が取付けられている。
【００２０】
このように吸込み口体１２が複数の車輪３１を有することによって、吸込み口体１２が安定した姿勢で被掃除面を移動し易くなっていると共に、格納状態の掃除機本体５の自重で各ブラシ列２３ｂ〜２３ｄが過度に変形することを抑制できるようになっている。更に、各車輪３１によって、被掃除面と吸塵口２２ａ、２２ｂとの間の距離、及び被掃除面とブラシ列２３ｂ〜２３ｅとの間の距離が適正に保持されるようにしてある。
【００２１】
次に、図５及び図６等を参照して車輪３１について説明する。車輪３１は、転子ホルダ３２、水平軸３３、転子３４、スラスト軸受３５等を備えていて、掃除機本体５が備える幅狭な吸込み口体１２の幅より小さく作られている。
【００２２】
転子ホルダ３２は、合成樹脂又は金属製であり、下面が開放した中空半球形状をなしているとともに、その中央部に位置した頂部には円筒部３２ａが上向きに一体に突設されている。この円筒部３２ａは下部内面に段部３２ｂを有している。転子ホルダ３２の円筒部３２ａは車軸２４ａの外周に回転自在に嵌合されている。この嵌合状態で転子ホルダ３２の内側から車軸２４ａ内にねじ３６が上向きにねじ込まれている。ねじ３６の軸部に嵌合されたワッシャ３６ａは円筒部３２ａの段部３２ｂに引っ掛かっている。これにより、転子ホルダ３２が、脱落止めされて車軸２４ａの軸回りに回転自在に取付けられている。円筒部３２ａの上端と車軸２４ａの根元に直角につながった車輪取付け部２４の内面との間には多少の隙間が設けられていて、この隙間の範囲で転子ホルダ３２は昇降可能となっている。
【００２３】
水平軸３３は、車軸２４ａの直下に位置し、転子ホルダ３２の下端開口部を径方向に横断して取付けられている。この水平軸３３と車軸２４の中心線の下方への延長線Ｃとは直交している。水平軸３３はその両端に取付けられたＥリングなどの止め輪によって転子ホルダ３２から外れ止めされている。
【００２４】
転子３４は合成樹脂等により球状に一体成形されている。転子３４は水平方向に延びる貫通孔３４ａを有している。この貫通孔３４ａを水平軸３３に嵌合することによって、転子３４は、車軸２４ａの直下に位置し、この位置から移動しないように水平軸３３の軸回りに回転自在に取付けられている。この取付けにより、転子３４の上部は転子ホルダ３２内に収容され、下部が転子ホルダ３２の下方に突出されている。前記のように転子３４が水平軸３３の軸回りに回転できることに加えて、水平軸３３を保持した転子ホルダ３２が垂直な車軸２４ａの軸回りに回転できることにより、転子３４は見かけ上あらゆる方向に自在に回転可能である。
【００２５】
転子３４は、その球状の表面に開放して水平軸回りに連続する環状溝３７を有している。この環状溝３７によって転子３４は略半球状をなす第１の部位３４ｂと、第２の部位３４ｃとに分けられている。これら両部位３４ｂ、３４ｃの夫々には球状の表面に開放した複数の凹み３８が、図６で代表して示すように等間隔で設けられている。本実施形態の場合、各凹み３８は、水平軸３３と平行な貫通孔で作られているので、環状溝３７にも開放されているとともに、両部位３４ｂ、３４ｃに同数設けられた各凹み３８は水平軸３３の軸方向に沿って対向している。これにより、転子３４を成形する場合の型抜きを容易にしている。環状溝３７の幅及び球状表面への各凹み３８の開放面積は、じゅうたんの起毛が入り込み可能な大きさに設定されている。なお、各凹み３８に対する起毛の入り込みをより容易にするために、各凹み３８を、その中心軸線が転子３４の中心に対して放射方向に延びるように夫々斜めに設けることも可能である。
【００２６】
スラスト軸受３５は、付勢体例えばウェーブワッシャ３９とともに前記環状凸部２４ｂの内側空所に配置されている。軸受３５にはニードルスラスト軸受を好適に使用できる。この軸受３５は上下両側からワッシャ４０、４１で挟まれている。上側のワッシャ４０は弾性変形されているウェーブワッシャ３９に接触している。下側のワッシャ４１は、転子ホルダ３２の円筒部３２ａの根元周りの平坦な外面３２ｄに接触している。このため、ウェーブワッシャ３９の弾性力によってスラスト軸受３５は転子ホルダ３２に上方から押付けられている。このように転子ホルダ３２を上方へのスラスト方向にスラスト軸受３５で支持していることにより、転子ホルダ３２を車軸２４ａ回りに容易かつ円滑に回転させることができる。
【００２７】
前記吸込み口体１２は継手２６を介して連結パイプ１３の下端部に連結されている。継手２６は図４に示す一対の継手ケース２６ａをねじ止めして組立てられている。連結パイプ１３の下端部に設けたねじ受け１３ａに両継手ケース２６ａの上端部を通ってねじをねじ込むことにより、継手２６の上端部が連結パイプ１３の下端部を覆って連結パイプ１３に連結されている。継手２６の下端部は、ベース２１に対してその幅方向に跨っているとともに、凹状の逃げ溝２６ｂ（図１及び図２参照）を有している。ベース２１のねじ受け部２１ｂに両継手ケース２６ａの下端部に夫々設けた軸受部２６ｃ（図４に一方のみ図示）を嵌合することにより、継手２６と吸込み口体１２とが連結されている。
【００２８】
この連結により、吸込み口体１２は柄２の軸方向と交差する方向、例えば直交する方向に延びるように設けられている。したがって、一対の吸塵口２２ａ、２２ｂ及びブラシ列２３ｂ〜２３ｄは、いずれも柄２の軸方向と直交する方向に延びて設けられる。枢軸部２１ｂとこれに回動可能に嵌合された軸受け部２６ｃを中心として吸込み口体１２は揺動可能になっており、この回動の際のベース２１と継手２６との干渉は逃げ溝２６ｂにより防止される。このように吸込み口体１２がその長手方向両端部を上下に変位できるように回動可能であることにより、吸込み口体１２より上側の部分に動きの自由度を与えて、操作性をより優れたものにしている。
【００２９】
連結パイプ１３の下端部と吸込み口体１２の突出管部２１ａとは直結されておらず、可撓性を有する中継管例えば蛇腹管２７（図４参照）を介して接続されている。この蛇腹管２７の可撓変形により、吸込み口体１２の揺動動作に拘らず、連結パイプ１３と吸込み口体１２との連通状態が保持されるようにしてある。
【００３０】
本体ケース１１には図示しない電動送風機が内蔵されている。この電動送風機の吸込み口は、集塵カップ４及び本体ケース１１内を介して連結パイプ１３に連通されている。本体ケース１１は多数の通気孔からなる排気部１１ｃ（図１参照）を有し、この排気部１１ｃを通って電動送風機から排出された排気風が本体ケース１１外に排出される。排気部１１ｃは集塵カップ４に至る本体ケース１１内の流路とは仕切られている。
【００３１】
掃除機本体５を操作する場合には、一方の手例えば右手で柄２の上部を握り、他方の手例えば左手でハンドル１４を握って使用できる。この使用において、図１中矢印Ａ方向に吸込み口体１２を動かす場合には、中央ブラシ列２３ｄとその右隣のブラシ列２３ｂとの下端を結ぶ直線が床面に平行となるように掃除機本体５の吸込み口体１２を傾けた姿勢として、床面に接触するブラシ列２３ｂ、２３ｄにより床面を掃くことができる。この逆に、図１中矢印Ｂ方向に吸込み口体１２を動かす場合には、中央ブラシ列２３ｄとその左隣のブラシ列２３ｃとの下端を結ぶ直線が床面に平行となるように掃除機本体５の吸込み口体１２を傾けた姿勢として、床面に接触するブラシ列２３ｃ、２３ｄにより床面を掃くことができる。
【００３２】
このように床面を掃く方向に掃除機本体５を傾けて２列のブラシを用いて掃き掃除ができるので、使用者はそのままの位置で掃除機本体５を１８０°反転させて掃除機本体５を持ち変えたり、掃除機本体５を１８０°反転させるのに使用者自らが動くことを要しない。したがって、それまでの掃き方向と反対方向を掃く場合の使い勝手がよい。しかも、こうした双方向の掃き掃除に伴って中央ブラシ列２３ｄの曲り癖を矯正できる。
【００３３】
前記電気掃除機１は、スイッチ８をオフしたままで以上説明したようなほうき機能により、被掃除面の塵を掃き集めてから、スイッチ８をオンして電動送風機を運転させて、集められた塵を吸引して掃除することも、或いは、スイッチ８をオンして電動送風機を運転させた状態でほうき機能により塵を掃き集めながら掃除することも可能である。
【００３４】
電動送風機が運転された状態では、一対の吸塵口２２ａ、２２ｂに真空圧が波及するので、被掃除面の塵は、空気と共に吸塵体２２に吸込まれた後、突出管部２１ａ、蛇腹管２７、連結パイプ１３、及び本体ケース１１を順次経由して、集塵カップ４に吸込まれる。集塵カップ４に吸込まれた含塵空気は、集塵カップ４の内周面に沿う旋回流となって、このカップ４の底に向けて流動した後、この旋回流の内側を反転上昇して、集塵カップ４の径方向中央部から上方に流出して本体ケース１１内の電動送風機に吸込まれる。そして、電動送風機から排出された空気は、本体ケース１１の排気部３８を通って本体ケース１１の外部に排出される。
【００３５】
既述のように掃き掃除に使用される掃除機本体５の吸込み口体１２には、その長手方向両端部に車輪３１が取付けられているので、この車輪３１の転子３４の自在な回転により、吸込み口体１２を被掃除面に沿わせて容易かつ円滑に動かすことができる。この場合、車輪３１の転子３４は車軸２４ａの真下に配置されていて、旋回することがないので、この転子３４の自由回転に拘らず、転子３４は車軸２４ａの真下から外れることがなく、両者の相対位置は一定に保持される。
【００３６】
このように車輪３１はその転子３４を回転させるのに可動スペースが不要である。このため、車輪３１の転子３４等が、幅狭に形成されている吸込み口体１２の下方への投影領域の外側にはみでることがない。これにより、部屋の隅等を掃き掃除する際などにおいて車輪３１が邪魔にならない。
【００３７】
掃除する床面がフローリング床や畳である場合、車輪３１は、その転子３４が有する第１、第２の部位３４ｂ、３４ｃの下端、つまり、環状溝３７の下縁３７ａ、３７ｂ（図５参照）を前記床面に接して回転される。前記下縁３７ａ、３７ｂは、車軸２４ａの下方への延長線Ｃからずれているので、これらと前記床面との抵抗によって車輪３１は容易かつ円滑に回転できる。なお、球状の転子３４に環状溝３７がない構成では、転子３４の球状面の下端が延長線Ｃ上で床面に点接触するので、転子３４を回転させるのに十分な抵抗を得られず、接触点が床面を擦ってしまい、かえって吸込み口体１２を移動させがたくなる。
【００３８】
掃除する床面がじゅうたんＤである場合、じゅうたんＤ上に置かれた吸込み口体１２の車輪３１に対しては、図７に示すようにじゅうたんＤの起毛ｄの先端部が凹み３８に入り込む。この入り込みは、凹み３８が転子３４の球状表面に開放していて、開放端が斜めになっていることにより実現できる。もちろん、環状溝３７の下部にも起毛ｄが入り込む。こうした凹み３８の開放端に対する起毛ｄの引っ掛かりにより、吸込み口体１２がじゅうたんＤに沿って動かされると、転子３４は容易かつ円滑に回転される。このような転子３４の回転は、環状溝３７に入り込んだ起毛ｄにおいても、同様に付与できる。これにより、起毛ｄによる抵抗をさほど大きく受けることなく、じゅうたんＤに沿って吸込み口体１２を容易に移動させて掃除をすることが可能である。なお、吸込み口体１２の移動方向後側で凹み３８と起毛ｄとが引っ掛かっていても、吸込み口体１２の移動に伴って、移動方向後側の凹み３８に引っ掛かっている起毛ｄに対して転子３４が離れるので、転子３４の回転の支障とはならない。
【００３９】
以上のように被掃除面が、フローリングや畳などの床面でも、或いは毛足が長いじゅうたんであっても、掃除機本体５の吸込み口体１２の移動方向を変えるために、車輪３１を円滑かつ自由に回転させて、吸込み口体１２を被掃除面に沿って移動させることができる。
【００４０】
本発明は前記一実施形態には制約されない。例えば、本発明の車輪は、キャニスタ型電気掃除機の掃除機本体の前部下面に取付けられる車輪に使用可能であるとともに、業務用掃除機に多用されているポット型電気掃除機の掃除機本体の下面に取付けられる複数の車輪としても使用可能である。
【００４１】
又、例えばキャニタ型の電気掃除機が備える吸込み口体に、その下面に転子の下部を突出させた状態に取付けて実施する場合には、本実施形態と同様に前後方向だけではなく、これと直交する方向を含めて被掃除面に沿うあらゆる方向に、吸塵開口を有する吸込み口体を容易に移動させることができる。
【００４２】
更に、前記実施形態において、水平軸は転子を貫通しなくてもよい。この場合には、水平軸を転子ホルダに固定しても、或いは、水平軸を転子と一体に回転するように設けて、この水平軸を転子ホルダに回転自在に支持させてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、掃除機本体あるいは吸込み口体の移動方向を変えるための可動スペースを要しないとともに、被掃除面の種類に拘らずに円滑に回転可能な掃除機用車輪を提供提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気掃除機を示す斜視図。
【図２】図１の電気掃除機が備える吸込み口体回りの構造を示す斜視図。
【図３】図２の吸込み口体の一部を拡大して示す斜視図。
【図４】図２の吸込み口体回りの構造を分解して示す斜視図。
【図５】図２の吸込み口体が備える車輪を示す断面図。
【図６】図５の車輪が転子を示す側面図。
【図７】図５の車輪とじゅうたんとの関係を示す断面図。
【符号の説明】
１…電気掃除機、２…柄、５…掃除機本体、２４…車輪取付け部、２４ａ…車軸、Ｃ…車軸の中心軸線の下方への延長線、１２…吸込み口体、３１…車輪、３２…転子ホルダ、３３…水平軸、３４…転子、３５…スラスト軸受、３６…ねじ、３７…環状溝、３８…凹み、３９…ウェーブワッシャ（付勢体）
【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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