(57)【要約】【課題】高電圧を発生させる特別な電気回路を必要とせず、プラスあるいはマイナスに帯電した塵埃を、逆極性に帯電した回転ブラシによってクーロン力で引き寄せ電気的に中和させながら効果的に集塵すること。【解決手段】複数の繊維を有する回転ブラシ４と、帯電系列が正極側である正極プレート７と、帯電系列が負極側である負極プレート８とを備え、前記正極プレート７、負極プレート８がそれぞれ前記回転ブラシ４の繊維の少なくとも一部の先端に対して接触可能に設ける構成とした。これにより、回転ブラシ４が正極プレート７、負極プレート８と接触することにより、プラスにもマイナスにも帯電するので、塵埃がどちらに帯電していても、クーロン力で引き寄せ、電気的に中和させることができ、効率の良い集塵が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の繊維を有する回転ブラシと、帯電系列が正極側である正極プレートと、帯電系列が負極側である負極プレートとを備え、前記正極プレート、負極プレートがそれぞれ前記回転ブラシの繊維の少なくとも一部の先端に対して接触可能に設けられた掃除機用吸い込みノズル。
【請求項２】
正極プレートと負極プレートが回転ブラシの回転軸方向に向かって、交互に1つずつ、もしくはそれぞれ複数個ずつ並んで配置された請求項１記載の掃除機用吸い込みノズル。
【請求項３】
正極プレートが回転ブラシの繊維に接触する時は、負極プレートと前記回転ブラシの繊維は接触せず、前記負極プレートが前記回転ブラシの繊維に接触する時は、前記正極プレートと前記回転ブラシの繊維は接触しないよう、前記正極プレートおよび負極プレートはそれぞれ可動に構成された請求項１記載の掃除機用吸い込みノズル。
【請求項４】
正極プレートが回転ブラシの繊維に接触する時は、負極プレートと前記回転ブラシの繊維は接触せず、前記負極プレートが前記回転ブラシの繊維に接触する時は、前記正極プレートと前記回転ブラシの繊維は接触しないよう、前記ブラシの回転軸位置は可動に構成された請求項１記載の掃除機用吸い込みノズル。
【請求項５】
吸い込みノズルを床面に対し前進させたときに、回転ブラシの繊維は正極プレートまたは負極プレートのいずれか一方と接触し、前記吸い込みノズルを床面に対し後退させたときは、回転ブラシの繊維は、前進のときに接触したプレートとは異なるプレートに接触する構成とした請求項３または４に記載の掃除機用吸い込みノズル。
【請求項６】
正極プレートおよび負極プレートの形状は、断面が略半円形の棒状とし、正極プレート、負極プレートのそれぞれ平面側を張り合わせて1つの棒状の正負帯電棒とし、前記正負帯電棒は、回転ブラシの繊維と接触可能なようにその軸方向を前記回転ブラシの回転軸と略平行に配置すると共に、回転可能とした請求項１記載の掃除機用吸い込みノズル。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項記載の掃除機用吸い込みノズルを用いた掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家庭用の掃除機用吸い込みノズルおよびこれを用いた掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、静電気のクーロン力を用いて塵埃の捕集効率を高めた電気掃除機が数多く提案されている。吸い込んだ塵埃に直接電圧を印加して捕集効率を高めるもの（例えば、特許文献１、２参照）、床面の塵埃に電圧を印加して、もともと帯電していた塵埃を電気的に中和し捕集効率を高めるもの（例えば、特許文献３、４参照）などがある。
【０００３】
また、直接電圧を印加せず、吸い込みノズル内の回転するブラシが絨毯などと摩擦接触したときに、マイナスに帯電するようにブラシの素材を限定したものがある（例えば、特許文献５参照）。これらは全て、塵埃がプラスに帯電し易い性質を利用して、逆にブラシをマイナスに帯電して塵埃を引き寄せる効果があるとしている。
【特許文献１】特開平５−１３０９５３号公報
【特許文献２】特開平８−１４０９０８号公報
【特許文献３】特開平７−５９６８７号公報
【特許文献４】特開平７−５９６９１号公報
【特許文献５】特開平１１−２１６０８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１〜４については、すべて数ｋV以上の電圧を印加せねばならず、安全性に問題があるばかりでなく、その電圧を発生させる電気回路を要し、決して安価な掃除機を提案できるとは言えない。
【０００５】
一方、前記特許文献５のような提案に関しては、上記の問題を鑑みて特別に電気回路を必要とせず安価な提案といえる。ただし、塵埃はプラスに帯電し易いものとして限定して扱っている点が問題である。
【０００６】
たしかに塵埃は、敷物や衣類のくず、紙くず、ガラスや石英から構成される土ぼこりなどで構成されており、これらは帯電系列で正極側に配置されているので、プラスに帯電し易いように思われる。しかし、どちらの極性に帯電するかは、素材間の帯電系列の相関関係で決定するものである。つまり、ある床材の上にある塵埃は、塵埃が床材より帯電系列で負極側にある場合、塵埃は負極に帯電するのである。例えば、床材がウールやポリアミドなどの絨毯であったり、ガラスコートされたフローリングであったりすると、その上に存在する綿埃や紙くずは、床材より帯電系列が負極側にあるのでマイナスに帯電しているのである。
【０００７】
つまり、塵埃はプラスに帯電するかマイナスに帯電するか、塵埃が乗っている床材の素材によってまちまちであり、むしろ床材のほうが塵埃より帯電系列が正極側にあることが多く、塵埃はマイナスに帯電しがちだと考えられるのである。したがって、マイナスに帯電したブラシで集塵しようとしても、プラスに帯電した床材のみ電気的に中和し、マイナスに帯電した塵埃はブラシと反発し、かえって集塵効率が低下するのである。
【０００８】
上記のように、従来の静電気によって集塵効率を高めようとした技術は、安価なものでないか、安価なものであっても、集塵効率を高くしたと言えるものではなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明の掃除機用吸い込みノズルは、複数の繊維を有する回転ブラシと、帯電系列が正極側である正極プレートと、帯電系列が負極側である負極プレートとを備え、前記正極プレート、負極プレートがそれぞれ前記回転ブラシの繊維の少なくとも一部の先端に対して接触可能に設けられた構成とするものである。
【００１０】
これによって、回転ブラシをプラスかマイナスのどちらにも帯電が可能となる。これにより、プラスに帯電した塵埃、マイナスに帯電した塵埃を両方とも、電気的に中和させることが可能となるのである。また、電圧を印加させていないので、この構成によって特に電気回路を要するものではない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の掃除機用吸い込みノズルは、回転ブラシが両方の極性に帯電可能となるので、床面などの素材に関わらず、またそこに存在する塵埃の種類に関わらず、つまりは塵埃がプラスに帯電していても、マイナスに帯電していても、塵埃を電気的に中和させることが可能となるので、より集塵する効率が高くなるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
第１の発明は、複数の繊維を有する回転ブラシと、帯電系列が正極側である正極プレートと、帯電系列が負極側である負極プレートとを備え、前記正極プレート、負極プレートがそれぞれ前記回転ブラシの繊維の少なくとも一部の先端に対して接触可能に設けられた構成とするものである。
【００１３】
帯電系列がブラシより正極側にあるプレートと接触するブラシはプラスに帯電し、帯電系列がブラシより負極側にあるプレートと接触するブラシはマイナスに帯電するので、プラスマイナス両方にブラシを帯電させることが可能となり、プラスに帯電した塵埃はマイナスに帯電したブラシが、マイナスに帯電した塵埃はプラスに帯電したブラシが、それぞれ効率よく塵埃をクーロン力によって引き寄せ、電気的に中和させることができ、効率よく集塵することが可能なのである。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明の正極プレートと負極プレートが回転ブラシの回転軸方向に向かって、交互に１つずつ、もしくはそれぞれ複数個ずつ並んで配置されたものである。通常、掃除機の吸い込みノズルは横長の形状をなしており、そこに内蔵された回転ブラシも回転軸方向に長い構成である。このブラシの回転軸方向に沿うように正極プレートと負極プレートとが交互に１つずつもしくはそれぞれ複数個並んで配置されると、回転するブラシも回転軸方向へ互い違いにプラスとマイナスが並んで帯電されるのである。つまり横長の吸い込みノズルを床面に対し動かすと、プラスとマイナスの影響が床に対し縞模様状に与えられる。掃除をするとき、吸い込みノズルを往復させながら横へ小刻みに動かすか、あるいは正極プレートと負極プレートを短い間隔で配置させれば、床面はプラスに帯電したブラシとマイナスに帯電したブラシが双方接触することになる。よって、プラスに帯電した塵埃もマイナスに帯電した塵埃も引き寄せることができ、電気的に中和させ、集塵効率が高まる。
【００１５】
第３および第４の発明は、正極プレートおよび負極プレートを可動、もしくは回転ブラシの回転軸を可動として、正極プレートが回転ブラシに接触する時は、負極プレートと回転ブラシは接触せず、負極プレートが回転ブラシに接触する時は、正極プレートと回転ブラシは接触しないよう配置したものである。
【００１６】
これにより、回転ブラシの特定の部位をプラスに帯電させたりマイナスに帯電させたり可変させることができ、プラスあるいはマイナスに帯電した塵埃を効果的に集塵するだけでなく、回転ブラシの一部位がどちらか一方の極性だけに帯電して、そこへ付着してしまった、その極性とは反対に帯電している塵埃を、逆の帯電で脱離させることが可能となり、より集塵効果が増す。
【００１７】
第５の発明は、第３または第４の発明の吸い込みノズルを床面に対し前進させたときに、回転ブラシの繊維は正極プレートまたは負極プレートのいずれか一方と接触し、前記吸い込みノズルを床面に対し後退させたときは、回転ブラシの繊維は、前進のときに接触したプレートとは異なるプレートに接触する構成としたものである。通常、掃除をおこなう時は吸い込みノズルを前後に往復摺動させるのが一般的であり、同じ床面に対し、往復つまり前後の動きがそれぞれ少なくとも１回ずつある。それぞれの動きに合わせ、回転ブラシがプラスとマイナスに帯電するので、一往復する間に少なくとも一度ずつプラスとマイナスに帯電した回転ブラシが床面に接触することになる。したがって、プラスあるいはマイナスに帯電した塵埃を効果的に集塵することができる。また、回転ブラシの一部位がどちらか一方の極性だけに帯電しないので、そこへ付着してしまった、その極性とは反対に帯電している塵埃は、逆の帯電で脱離させることが可能となり、より集塵効果が増す。
【００１８】
第６の発明は、第１の発明の正極プレートおよび負極プレートの形状は、断面が略半円形の棒状とし、正極プレート、負極プレートのそれぞれ平面側を張り合わせて１つの棒状の正負帯電棒とし、前記正負帯電棒は、回転ブラシの繊維と接触可能なようにその軸方向を前記回転ブラシの回転軸と略平行に配置すると共に、回転可能としたものである。これにより、回転ブラシが正極プレート側に接し、表面を擦っている時、回転ブラシはマイナスに帯電する。このとき、正負帯電棒は回転ブラシとの摩擦で回転し、負極プレート側が回転ブラシに面することになり、回転ブラシは負極プレートと接し、その表面を擦ることになるので回転ブラシはプラスに帯電する。さらに正負帯電棒は摩擦で回転し、正極側プレートが回転ブラシと接するようになる。このような動きを繰り返すことによって、回転ブラシはプラスとマイナスの帯電を交互に繰り返すのである。したがって、プラスあるいはマイナスに帯電した塵埃を効果的に集塵することになる。また、回転ブラシの一部位がどちらか一方の極性だけに帯電しないので、そこへ付着してしまった、その極性とは反対に帯電している塵埃は、逆の帯電で脱離させることが可能となり、より集塵効果が増す。
【００１９】
第７の発明は、第１〜第６のいずれか１つの発明の掃除機用吸い込みノズルを用いた掃除機とした。これにより、集塵性能が向上した吸い込みノズルを用いた掃除機を実現でき、結果的に掃除機の集塵性能を向上した掃除機が提供できるようになる。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における電気掃除機の吸い込みノズルの上面透視図を示すものである。また図２は同じく吸い込みノズルの側面透視図を示すものである。
【００２２】
図１および図２において、吸い込みノズル１は図示していない電気掃除機本体とフレキシブルホース２によって連通しており、電気掃除機本体に内蔵された電動送風機の吸引力によって、吸い込み口３下方にある床面の塵埃（図示せず）を吸引する構成となっている。
【００２３】
吸い込みノズル１の内部には、中心軸より放射状に繊維が取り付けられた回転ブラシ４があり、モータ５の駆動がタイミングベルト６を介して回転ブラシ４に伝えられ、回転する。この回転ブラシ４の回転によって、吸い込み口３下方にある塵埃を、掻きだし、絨毯などの床面より脱離させて、塵埃が吸引され易くする。
【００２４】
正極プレート７と負極プレート８は交互に回転ブラシ４に沿って並んで配置された板であり、回転ブラシ４との摩擦で回転ブラシを帯電させる機能を持つ。正極プレート７の素材は回転ブラシ４の素材よりも帯電系列が正のものであり、負極プレート８の素材は回転ブラシ４の素材よりも帯電系列が負のものである。本実施の形態では、回転ブラシ４の素材としてポリエステル繊維を用い、正極プレート７の素材としてはガラス、負極プレート８はフッ素樹脂を用いた。
【００２５】
以上のように構成された電気掃除機の吸い込みノズルについて以下その動作、作用を説明する。
【００２６】
まず、電気掃除機本体を駆動すると、電動送風機の吸引力により、吸い込みノズル１内が負圧になり、吸い込み口３下方にある塵埃を吸い取り、フレキシブルホース２内を通って電気掃除機本体へと運ばれていく。このとき、電気掃除機本体はモータ５への給電もおこない、モータ５は回転し、その回転駆動がタイミングベルト６を伝って回転ブラシ４を回転させる。本実施の形態ではその回転数は１分間に約３０００回転である。回転ブラシ４は、吸い込み口３下方にある床面を掃き、絨毯や溝などに入り込んでいる塵埃を掻きだす。
【００２７】
このとき、回転ブラシ４は構成する素材の違う正極プレート７と負極プレート８と摩擦接触するので帯電をおこす。正極プレート７と接している部分はマイナスに、負極プレート８と接している部分はプラスに帯電する。これは、回転ブラシ４を構成する素材がポリエステルであり、正極プレート７は帯電系列が正極側のガラス、負極プレートは負極側のフッ素樹脂だからである。
【００２８】
回転ブラシ４が帯電することにより、塵埃が床面から脱離しやすくなるのである。というのも、塵埃も帯電しているので、そこへ逆極性のブラシが接触することによって、そのクーロン力で引き寄せられ、あるいは電気的に中和が起こるので、床面との付着力が弱まるからである。しかも、本実施の形態のように、プラスにもマイナスにも帯電するブラシで床面に接触するので、プラスに帯電した塵埃も、マイナスに帯電した塵埃も両方とも効率のよい集塵が可能なのである。
【００２９】
また、本実施の形態は正極プレート７と負極プレート８が交互に複数並んで配置されている。つまり、回転ブラシ４はプラスとマイナスに帯電した帯が交互に並ぶことになるので、吸い込みノズル１を往復させながら横に動かせば、プラスに帯電したブラシとマイナスに帯電したブラシが同じ床面の場所を接触する可能性が高まるのである。
【００３０】
（実施の形態２）
図３は本発明の第２の実施の形態における電気掃除機の吸い込みノズルの上面透視図を示すものである。また図４および図５は同じく吸い込みノズルの側面透視図を示すものである。
【００３１】
第２の実施の形態において、実施の形態１と基本的に機能や構成の重複する部分については、その説明を省略し、主に回転ブラシ４と正極プレート７および負極プレート８との位置関係について詳しく解説する。
【００３２】
図３において、正極プレート７および負極プレート８は、回転ブラシ４と平行に配置されている。ただし、図４および図５のように、正極プレート７および負極プレート８は回転ブラシ４との同時に接触しないように離れた配置となっている。
【００３３】
回転ブラシ４の回転軸は、図示していないが前後に動くことが可能な構造となっており、例えば軸を保持する部分が横長のスリット形状などが考えられる。したがって回転ブラシ４は、前に力を加えると前に動いて、正極プレート７に接触し、後ろに力を加えると後ろに動いて、負極プレート８に接触する。つまり、吸い込みノズル１を床面に押さえつけながら前へ動かすと、回転ブラシ４は後ろに力がかかり、図５のように負極プレート８に接する。反対に、吸い込みノズル１を後退させると、回転ブラシ４は前に力がかかり、図４のように正極プレートに接触する。
【００３４】
通常、電気掃除機で床面を掃除する時には吸い込みノズル１を前後に動かしながら掃除をおこなう。つまり、吸い込みノズル１を前進させると、回転ブラシ４はプラスに帯電し、吸い込みノズル１を後退させると、回転ブラシ４はマイナスに帯電する。
【００３５】
つまり床面に対しては、必ずと言っていいほど、プラスに帯電した回転ブラシ４による接触と、マイナスに帯電した回転ブラシ４による接触による掃除がおこなわれるので、床面の塵埃がプラスに帯電していようとマイナスに帯電していようと、効果的に集塵がおこなわれるのである。
【００３６】
（実施の形態３）
図６および図７は本発明の第３の実施の形態における電気掃除機の吸い込みノズルの側面透視図を示すものである。
【００３７】
第３の実施の形態において実施の形態１、２と基本的に機能や構成の重複する部分については、その説明を省略し、主に回転ブラシ４と正極プレート７および負極プレート８との位置関係について詳しく解説する。
【００３８】
図６及び図７において、正極プレート７と負極プレート８は、プレート軸９によって軸支されており、プレート軸９を中心に回転し、正極プレート７が回転ブラシ４に接触する時は、負極プレート８は回転ブラシ４に接触せず、負極プレート８が回転ブラシ４に接触する時は、正極プレート７は回転ブラシ４に接触しない構造である。
【００３９】
負極プレート８の下部には、ゴムリップ１０が設けられており、このゴムリップ１０が力点となり、プレート軸９が支点となって、両プレートを動かしているのである。
【００４０】
図６は吸い込みノズル１を前進させたときの図であり、このとき、床面に接するゴムリップ１０が後方に力を受け、負極プレート８が回転ブラシ４に接触するのである。また図７は吸い込みノズル１を後退させたときの図であり、このとき、床面に接するゴムリップ１０が前方に力を受け、正極プレート７が回転ブラシ４に接触するのである。
【００４１】
つまり、吸い込みノズル１を前進させると、回転ブラシ４はプラスに帯電し、吸い込みノズル１を後退させると、回転ブラシ４はマイナスに帯電する。前述のように、通常掃除をおこなう時は、吸い込みノズル１を前後に往復させながらおこなうので、第２の実施例と同じように、床面に対しプラスに帯電した回転ブラシ４による接触と、マイナスに帯電した回転ブラシ４による接触による掃除がおこなわれるので、床面の塵埃がプラスに帯電していようとマイナスに帯電していようと、効果的に集塵がおこなわれるのである。
【００４２】
（実施の形態４）
図８は本発明の第４の実施の形態における電気掃除機の吸い込みノズルの側面透視図を示すものである。
【００４３】
第４の実施の形態において他の実施の形態と基本的に機能や構成の重複する部分については、その説明は省略し、主に回転ブラシ４と正極プレート７および負極プレート８との位置関係について詳しく解説する。
【００４４】
図８のように、正極プレート７と負極プレート８は断面が半円形の棒を張り合わせた構造となっている。ここでは、この二つを合わせた部材を帯電棒１１と呼び、この帯電棒１１は中心で軸支されており、回転することによって回転ブラシ４と接触する部分が、正極プレート７であったり、負極プレート８であったりする構成である。
【００４５】
この帯電棒１１は回転ブラシ４が回転することによって、その接触部分で力を受け、回転する。つまり、正極プレート７が回転ブラシに接触する時、回転ブラシはマイナスに帯電し、負極プレート８が回転ブラシに接触する時、回転ブラシはプラスに帯電するのである。
【００４６】
このようにして、回転ブラシはプラスの帯電とマイナスの帯電を交互に繰り返すので、床面の塵埃がプラスに帯電していようとマイナスに帯電していようと、効果的に集塵がおこなわれるのである。
【００４７】
ただし、帯電ブラシ１１は、あまり自由に回転しないよう、回転に対し少しの抵抗を持ったものにする必要がある。回転ブラシ４は１分間に約３０００回転、つまり１秒に５０回転するが、帯電棒１１の回転は１秒に数回転以下が望ましい。集塵効果が期待できる電圧まで帯電するには時間がかかるからである。しかし、あまり時間をかけすぎても、掃除をする時の吸い込みノズル１を動かす速度に追随できないので、１〜２秒以内には極性を反転させる必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のように本発明にかかる掃除機用吸い込みノズルおよびこれを用いた掃除機は、床面からの塵埃除去性能の向上が可能になるので、布団、家具、建材、工業部品等の塵埃除去手段にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態１における電気掃除機の吸い込みノズルの上面透視図
【図２】同、吸い込みノズルの側面透視図
【図３】本発明の実施の形態２における電気掃除機の吸い込みノズルの上面透視図
【図４】同、吸い込みノズルの側面透視図
【図５】同、吸い込みノズルの他の側面透視図
【図６】本発明の実施の形態３における電気掃除機の吸い込みノズルの側面透視図
【図７】同、吸い込みノズルの側面透視図
【図８】本発明の実施の形態４における電気掃除機の吸い込みノズルの側面透視図
【符号の説明】
【００５０】
１  吸い込みノズル
２  フレキシブルホース
３  吸い込み口
４  回転ブラシ
５  モータ
６  タイミングベルト
７  正極プレート
８  負極プレート
９  プレート軸
１０  ゴムリップ
１１  帯電棒
【図１】
2005110965.tif 000003
【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】
2005110965.tif 000009
【図８】
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