JP2001025452A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動送風機の温度上昇に対して感度良く電動
送風機の駆動を低下させる。 【解決手段】 電動送風機５の温度が上昇したとき、正
特性サーミスタ５０により電動送風機５からの排気の温
度に応じて電動送風機５の通電量を可変し、電動送風機
５の通電を遮断するサーモスタット４１が作動する前に
電動送風機５の温度上昇を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動送風機の温度
過昇防止機能、集塵状態を表示する表示機能を有する電
気掃除機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気掃除機は、図４に示すよう
に、上本体１と下本体２とから構成された掃除機本体３
の前部に吸込口４が形成され、掃除機本体３に、電動送
風機５と、電動送風機５と吸込口４の間に配され台紙６
に貼り付けられた集塵用の紙袋７を収納する集塵室８
と、電動送風機５の上方に配された回路基板９とが内装
されている。そして、上本体１の前面には、紙袋７を交
換するためにカバー１０が開閉自在に配され、カバー１
０の内側には、紙袋７の集塵量を検出して表示するため
のダストメーター１１が取付けられている。

【０００３】なお、図４中、１２は下本体２に回転自在
に配された左右一対の車輪、１３は紙袋７を集塵室８に
着脱させるための袋クランプ、１４はカバー１０を掃除
機本体３に対して係脱させるためのクランプ、１５は吸
込口４に着脱自在に挿入される本体パイプ、１６は電動
送風機５のオンオフ切換用や風量切換用の切換スイッチ
１７が装備された手元パイプ、１８はサクションホース
であり、手元パイプ１６には図示しない吸込口本体が接
続されている。

【０００４】また、電動送風機５の温度が異常に上昇し
たときに電動送風機５の通電を遮断して安全性を確保す
るために、温度過昇防止用のサーモスタット１９が回路
基板９の裏面で電動送風機５に対向して配置されてい
る。図５はサーモスタット１９を備えた一般的な電動送
風機５の制御回路を示しており、２０は商用電源、２１
は電源コード部に設けられサーモスタット１９とともに
異常時の保護部品とされたヒューズ組品、２２は掃除機
本体３側の回路基板９に配された位相制御回路である。
そして、本体パイプ１５を吸込口４に挿着することによ
り、コネクタ２３，２４を介して掃除機本体３側の位相
制御回路２２と手元パイプ１６側の切換スイッチ１７と
が電気的に接続されている。

【０００５】そして、位相制御回路２２では、コンデン
サＣ２の充放電をダイアック２５で点弧してトライアッ
ク２６の位相制御をすることにより、電動送風機５の駆
動すなわち風量を制御する。コンデンサＣ２の充放電
は、抵抗Ｒ５および切換スイッチ１７の各抵抗で調整さ
れる。なお、位相制御回路２２において、コンデンサＣ
１および抵抗Ｒ１からなる直列接続体がトライアック２
６に並列に接続されており、コンデンサＣ３および抵抗
Ｒ２がダイアック２５に夫々直列に接続され、コンデン
サＣ４および抵抗Ｒ３，Ｒ４により補正回路が構成され
ており、２７は電流ヒューズ、ＺＮＲはバイリスタ、Ｃ
５はバイリスタＺＮＲに並列に接続されたコンデンサ、
Ｒ６はバイリスタＺＮＲに並列に接続された抵抗であ
る。

【０００６】前記ダストメーター１１は、掃除機本体３
内の真空圧力を感知し、機械的に指標を動かして紙袋７
内の集塵量を表示するもので、図６に示すように、集塵
室８に開口した連通管３０が連結されたケース３１に、
ベロー３２、ベロー３２に連結された指標３３、連通管
３０と指標３３との間に介装されたスプリング３４が内
装されている。そして、紙袋７がゴミで満杯になって電
動送風機５による空気の吸引効率が悪くなり、掃除機本
体３内の真空度が上がると、ベロー３２が収縮して指標
３３が移動し、表示が赤色等になるように構成されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の電気掃除機にお
いては、電動送風機５の駆動時に吸気路が遮断された状
態が２〜３分間継続したときの電動送風機５の上昇温度
に対応して、温度過昇防止用のサーモスタット１９が作
動するように設定されている。

【０００８】サーモスタット１９の作動温度を低くして
感度を上げると、紙屑等で吸気路が一時的に遮断されて
電動送風機５の温度がある程度上昇するだけでサーモス
タット１９が作動してしまい、吸気路が一時的に遮断さ
れる頻度が多いと、サーモスタット１９が頻繁に作動す
る恐れがある。サーモスタット１９が一度作動すると、
サーモスタット１９が冷却されて復帰するまでに３０〜
６０分間程度の時間を要するので、サーモスタット１９
が頻繁に作動すると使用上不便であり、このためサーモ
スタット１９による感度アップには限界があった。

【０００９】これにより、電動送風機５の温度がある程
度上昇してもサーモスタット１９が作動しないので、電
動送風機５におけるコンミュテータ（整流子）の火花大
による臭気の発生、巻線のリアショートやコンミュテー
タの焼け等による発煙を皆無にできない問題があった。

【００１０】一方、ダストメーター１１は、掃除機本体
３内の真空圧力により機械的に指標３３を移動させて集
塵量を表示する構造であるため、取付位置が限定され、
通常カバー１０に設けられる場合が多い。

【００１１】このため、使用時にはカバー１０の表示を
常時確認することができず、使用性に乏しいといった問
題があり、さらに各種部材を使用した機械的な構造であ
るため、形状が大きくなり小型化が困難であった。

【００１２】本発明は、上記に鑑み、電動送風機の温度
上昇に対して感度良く対応できる温度過昇防止機能、使
用性の良い集塵量表示機能を備えた電気掃除機の提供を
目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、図１，２の如く、掃除機本体３に内装された電動
送風機５と、電動送風機５の駆動を制御する制御回路と
を備え、電動送風機５により掃除機本体３内に空気を吸
引する電気掃除機において、制御回路に、電動送風機５
の過熱された火花大に伴う温度上昇に応じて抵抗値が変
化する検温素子５０が接続され、検温素子５０の抵抗値
により電動送風機５への通電量が可変されるものであ
る。

【００１４】また、検温素子５０が電動送風機５のカー
ボンブラシもしくはコンミュテータの近傍に配設された
ものである。

【００１５】さらに、ゴミの集塵状態を報知する報知部
４７に、検温素子５０の抵抗変化に応じて報知状態を変
化させる報知体５５が用いられたものである。

【００１６】上記課題解決手段において、電動送風機５
を駆動して掃除を開始したとき、溜まったゴミが少なく
て空気がスムーズに吸引されていると、この吸引空気に
より電動送風機５が冷却されて電動送風機５は低温に維
持される。このとき、電動送風機５の温度は低温とな
り、検温素子５０の抵抗値は小さく電動送風機５の駆動
制御には影響せず、電動送風機５は通常通り駆動する。

【００１７】一方、溜まったゴミが多くなったり、紙屑
等が詰まって吸気路が一時的に遮断される等の異常時に
は、空気の吸引効率が悪くなって電動送風機５の冷却が
十分に行われず、電動送風機５の巻線の温度上昇につな
がる。このとき、検温素子５０の抵抗値が大きくなっ
て、電動送風機５への通電量が少なくなって駆動力が低
下し、電動送風機５の異常な温度上昇を抑える。

【００１８】また、検温素子５０の抵抗値が大きくなる
と、報知部４７における報知体５５の報知状態が変化
し、使用者にゴミの満杯状態や一時的な紙詰まりを知ら
せる。

【００１９】

【発明の実施の形態】（第一実施例）第一実施例の電気
掃除機は、図２に示すように、上本体１と下本体２とか
ら構成された掃除機本体３の前部に吸込口４が形成さ
れ、掃除機本体３に、電動送風機５と、電動送風機５と
吸込口４の間に配され台紙６に貼り付けられた集塵用の
紙袋７を収納する集塵室８と、電動送風機５の下方で下
本体２に配設された回路基板４０と、電動送風機５の上
方で上本体１に配設され電動送風機５の温度が異常に上
昇したときに電動送風機５の通電を遮断する温度過昇防
止用のサーモスタット４１とが内装されている。そし
て、上本体１の前面には、紙袋７を交換するためにカバ
ー１０が開閉自在に配されている。なお、図２中、１２
は下本体２に回転自在に配された左右一対の車輪、１３
は紙袋７を集塵室８に着脱させるための袋クランプ、１
４はカバー１０を掃除機本体３に対して係脱させるため
のクランプである。

【００２０】前記吸込口４には、サクションホース１８
が本体パイプ１５を介して着脱自在に装着され、サクシ
ョンホース１８の本体パイプ１５と反対側の端部には、
図示しない吸込口本体が接続された手元パイプ１６が連
結されている。

【００２１】前記本体パイプ１５には、吸込口４に係合
する係合爪４５を作動させるパイプクランプ４６、吸込
口４に係合したときに回路基板４０に接続された本体側
コネクタ２３と接続されるパイプ側コネクタ２４が設け
られている。

【００２２】前記手元パイプ１６には、電動送風機５の
入力可変用の切換スイッチ１７、紙袋７の集塵量を検出
して報知するための報知部であるダストメーター４７が
装備されている。

【００２３】また、サクションホース１８の内部には、
パイプ側コネクタ２４と切換スイッチ１７およびダスト
メーター４７とを接続するリード線４８が配されてい
る。これにより、本体パイプ１５を吸込口４に挿入した
ときに、コネクタ２３，２４を介して掃除機本体３側と
手元パイプ１６とが電気的に接続される。

【００２４】前記回路基板４０は、電動送風機５からの
排気を掃除機本体３の外部に導く排気路４９に配置され
ており、回路基板４０には、電動送風機５からの排気の
温度に応じて抵抗値が変化する検温素子である正特性サ
ーミスタ５０が搭載されている。

【００２５】ここで、本実施例における電動送風機５の
駆動を制御する制御回路を図１に基づいて説明する。図
１において、２０は商用電源、２１は電源コード部に設
けられサーモスタット４１とともに異常時の保護部品と
されたヒューズ組品、５１は掃除機本体３側の回路基板
４０に配された位相制御回路であり、位相制御回路５１
にコネクタ２３，２４およびリード線４８を介して切換
スイッチ１７およびダストメーター４７が接続されてい
る。

【００２６】そして、位相制御回路５１では、コンデン
サＣ２の充放電をダイアック２５で点弧してトライアッ
ク２６の位相制御をすることにより、電動送風機５の駆
動すなわち風量を制御する。コンデンサＣ２の充放電
は、電動送風機５からの排気の温度変化に伴い抵抗値が
変化する検温素子である正特性サーミスタ５０、抵抗Ｒ
５および切換スイッチ１７の各抵抗で調整される。した
がって、排気の温度変化に伴って変化する正特性サーミ
スタ５０の抵抗値により、トライアック２６の位相制御
を自動的に替えることができるので、排気の温度変化に
伴って電動送風機５の通電量（供給電力）を可変して、
電動送風機５の駆動を自動的に制御できる。

【００２７】なお、位相制御回路５１において、コンデ
ンサＣ１および抵抗Ｒ１からなる直列接続体がトライア
ック２６に並列に接続されており、コンデンサＣ３およ
び抵抗Ｒ２がダイアック２５に夫々直列に接続され、コ
ンデンサＣ４および抵抗Ｒ３，Ｒ４により補正回路が構
成されており、２７は電流ヒューズ、ＺＮＲはバイリス
タ、Ｃ５はバイリスタＺＮＲに並列に接続されたコンデ
ンサ、Ｒ６はバイリスタＺＮＲに並列に接続された抵抗
である。

【００２８】前記切換スイッチ１７は、ハイパワー用ス
イッチ１７ａ、標準用スイッチ１７ｂ、弱用スイッチ１
７ｃの各風量調整スイッチと、常時開状態であるオフ用
スイッチ１７ｄとを備えている。

【００２９】前記ダストメーター４７には、正特性サー
ミスタ５０の抵抗値に応じて報知状態を変化させる報知
体５５が用いられ、該報知体５５は切換スイッチ１７に
並列に接続された２色同時発光用ＬＥＤとされている。
このＬＥＤ５５は、赤色に発光する発光ダイオード５５
ａおよび緑色に発光する発光ダイオード５５ｂを備えて
いる。そして、通常は緑色用の発光ダイオード５５ｂの
発光が赤色用の発光ダイオード５５ａの発光よりも高輝
度で緑色が目立つように、抵抗Ｒ５および正特性サーミ
スタ５０の抵抗が設定されており、赤色用の発光ダイオ
ード５５ａの発光量は抵抗Ｒ１０で固定されている。

【００３０】上記構成において、切換スイッチ１７によ
りハイパワー、標準、弱のうちのどれかの風量を選択し
て電動送風機５を駆動し、掃除を開始する。集塵室８内
の紙袋７に溜まったゴミが少なく紙袋７に目詰まり等が
発生していない状況のときには、空気がスムーズに吸引
され、この吸引空気により電動送風機５が冷却されて電
動送風機５の温度上昇は生じない。このとき、電動送風
機５からの排気の温度は低温となり、正特性サーミスタ
５０の抵抗値は小さく電動送風機５の駆動制御には影響
せず、トライアック２６のフル点弧状態となって電動送
風機５が通常通りに駆動する。

【００３１】一方、紙袋７が溜まったゴミで満杯状態と
なって紙袋７に目詰まり等が発生したり、サクションホ
ース１８や吸込口４に紙屑等が詰まって吸気路が一時的
に遮断される等の異常時には、空気の吸引効率が悪くな
って電動送風機５の冷却が十分に行われず、電動送風機
５の巻線の温度上昇につながる。このとき、電動送風機
５からの排気の温度は高温となり、正特性サーミスタ５
０の抵抗値が大きくなって、コンデンサＣ２の充電時間
が遅れ、ダイアック２５の点弧が遅れる。このため、電
動送風機５への供給電力が自動的に少なくなり、電動送
風機５の駆動力が低下して、電動送風機５の異常な温度
上昇を抑える。この制御を運転中に自動的に行って電動
送風機５の異常過熱を防止する。なお、電動送風機５の
温度が下がって排気の温度が低温となると、正特性サー
ミスタ５０の抵抗値は小さくなって、電動送風機５は通
常通りに駆動する。

【００３２】また、正特性サーミスタ５０の抵抗値が大
きくなると、手元パイプ１６のダストメーター４７にお
いて、緑色用の発光ダイオード５５ｂの発光量が少なく
なり、赤色用の発光ダイオード５５ａによる発光が目立
って赤色表示となる。この赤色表示により、紙袋７が満
杯であることや吸気路における紙詰まりを確認でき、電
動送風機５の駆動をオフして、紙袋７を交換したり詰ま
った紙を取り除くといった対処を行う。その後、電動送
風機５を再度駆動して、すぐに掃除を再開することがで
きる。

【００３３】ここで、異常が発生したままで掃除を継続
したり、電動送風機５に異常が生じたりして、電動送風
機５の温度が異常に上昇したときには、サーモスタット
４１が作動して電動送風機５の通電を遮断し、電動送風
機５の駆動を停止して安全を確保する。

【００３４】このように、電動送風機５の温度が異常に
上昇したときに、正特性サーミスタ５０により電動送風
機５からの排気の温度に応じて電動送風機５の通電量を
可変し、電動送風機５の通電を遮断するサーモスタット
１９が作動する前に電動送風機５の温度上昇を抑制する
といった二重の温度過昇防止対策が講じられている。

【００３５】このため、従来のようなサーモスタットの
作動によって電動送風機の異常な温度上昇を防止すると
きと比べて、電動送風機５の温度上昇を感度良く抑制で
きるので、電動送風機５における巻線のリアショート等
による発煙等を防止することができ、安全性が向上す
る。しかも、サーモスタット４１の作動回数が減少し、
サーモスタット４１が作動してから３０〜６０分間程度
の時間が経過した後でないと使用できないといった不便
さを解消できる。

【００３６】また、ダストメーター４７には、正特性サ
ーミスタ５０の抵抗変化に応じて発光色調を変化させる
２色同時発光用ＬＥＤ５５が使用されているので、従来
のような掃除機本体内の真空圧力を利用した機械的構造
のダストメーターに比べて、形状を小さくできて取付位
置も限定されることがない。このため、ダストメーター
４７を手元パイプ１６に配置することが可能となり、使
用者がダストメーター４７の表示を確認しやすく使用性
の向上を図ることができるとともに、部品点数が少なく
安価で、電気式による信頼性の高い表示が可能となる。 （第二実施例）第二実施例の電気機掃除機は、電動送風
機５からの排気の温度に対して電動送風機５の駆動制御
をより敏感に行うために、図３に示すように、正特性サ
ーミスタ５０が電動送風機５内に配設されている。電動
送風機５は周知の構造で、ファンケース６０とフレーム
６１とが連結されて送風機本体６２を構成し、ファン６
３および整流板６４がファンケース６０に内装され、フ
ァン６３を回転させるモータ６５がフレーム６１に内装
され、フレーム６１に固定されたフィールド組品６６お
よびアマチュアコイル６７によりモータ６５の通電部が
形成され、リード線６８、カーボンブラシ６９およびコ
ンミュテータ７０を介して通電部に通電されることによ
りモータ６５が回転する構造となっている。

【００３７】そして、正特性サーミスタ５０は、リード
線７１が接続された基板７２に搭載されて、フレーム６
１の外面に基板７２をビス７３で固定することによりフ
レーム６１に形成された排気孔７４の近傍に配置される
か、またはリード線７５が接続された基板７６に搭載さ
れて、フレーム６１の内面にビス７７で固定され、ファ
ン６３よりも下流側のカーボンブラシ６９やコンミュテ
ータ７０の近傍に配置されている。なお、リード線７
１，７５は回路基板４０に接続されており、その他の構
成および動作は第一実施例と同様である。

【００３８】このように、電動送風機５の排気孔７４の
近傍もしくはカーボンブラシ６９やコンミュテータ７０
の近傍に正特性サーミスタ５０を配置することにより、
第一実施例のときよりも電動送風機５の温度上昇に対し
て瞬時に反応して、電動送風機５の駆動を制御でき、よ
り感度が向上する。このため、巻線のリアショートを確
実に防止できるとともに、過熱されたコンミュテータ７
０等の火花大に伴う臭気の発生、コンミュテータ７０の
樹脂部分の焼け等による発煙や変形等までも防止するこ
とができる。

【００３９】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。例えば、正
特性サーミスタ５０の代わりに、温度に応じて抵抗値が
変化する別の検温素子を用いてもよい。また、２色同時
発光用ＬＥＤ５５の代わりに、検温素子の抵抗変化に応
じて報知状態を変化させるような、例えばブザー、音声
発生器、メーター等を用いてもよい。さらに、電動送風
機５の異常な温度上昇によって正特性サーミスタ５０の
抵抗値が一定値以上になると、電動送風機５の駆動をオ
フするように制御すればサーモスタット１９を廃止して
もよい。さらにまた、ダストメーター４７における２色
同時発光用ＬＥＤ５５は、電動送風機５からの排気の温
度変化に伴って抵抗値が変化する正特性サーミスタ５０
により制御されているが、別途に手元パイプ１６に正特
性サーミスタを設け、吸気風量による正特性サーミスタ
の冷却状況の変化により正特性サーミスタの抵抗値が変
化するようにし、この正特性サーミスタにより２色同時
発光用ＬＥＤ５５を制御するようにしてもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、電動送風機の過熱された火花大に伴う温度に上
昇に応じて抵抗値が変化する検温素子により電動送風機
の通電量が可変されるので、従来のようなサーモスタッ
トの作動で電動送風機の通電を遮断するだけの温度過昇
防止機能に比べて、電動送風機の温度上昇に応じて電動
送風機の駆動を制御して電動送風機の温度上昇を感度良
く抑制できて、電動送風機における巻線のリアショート
等による発煙等を防止することができ、安全性が向上す
る。さらに、サーモスタットが作動してからある程度の
時間が経過した後でないと使用できないといった不便さ
を解消できる。

【００４１】そして、本発明によると、電動送風機の内
部のカーボンブラシもしくはコンミュテータの近傍に検
温素子を配置することにより、電動送風機の温度上昇に
対して瞬時に反応して、電動送風機の駆動を制御でき、
より感度が向上する。このため、巻線のリアショートを
確実に防止できるとともに、電動送風機におけるコンミ
ュテータ等の火花大による臭気の発生、コンミュテータ
の樹脂部分の焼け等による発煙や変形等までも防止する
ことができる。

【００４２】また、本発明によると、報知部に、検温素
子の抵抗変化に応じて報知状態を変化させる報知体が用
いられているので、従来のような掃除機本体内の真空圧
力を利用した機械的構造のものに比べて、形状を小さく
できて取付位置も限定されることがない。このため、報
知部を手元パイプ等に配置することが可能となり、使用
者が表示を確認しやすく使用性の向上を図ることができ
るとともに、部品点数が少なく安価で、電気式による信
頼性の高い表示が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例における電気掃除機の電気
回路図である。

【図２】電気掃除機の一部破断側面図である。

【図３】電動送風機を示し、（ａ）は一部破断側面図、
（ｂ）は背面の一部を示す図である。

【図４】従来の電気掃除機の一部破断側面図である。

【図５】従来の電気掃除機の電気回路図である。

【図６】ダストメーターの縦断面図である。

【符号の説明】

３ 掃除機本体 ５ 電動送風機 ４７ 報知部 ５０ 検温素子 ５５ 報知体 ６３ ファン ７４ 排気孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掃除機本体に内装された電動送風機と、
   該電動送風機の駆動を制御する制御回路とを備え、前記
   電動送風機により前記掃除機本体内に空気を吸引する電
   気掃除機において、前記制御回路に、前記電動送風機の
   過熱された火花大に伴う温度上昇に応じて抵抗値が変化
   する検温素子が接続され、該検温素子の抵抗値により前
   記電動送風機への通電量が可変されることを特徴とする
   電気掃除機。
2. 【請求項２】 検温素子が電動送風機のカーボンブラシ
   もしくはコンミュテータの近傍に配設されたことを特徴
   とする請求項１記載の電気掃除機。
3. 【請求項３】 ゴミの集塵状態を報知する報知部に、検
   温素子の抵抗変化に応じて報知状態を変化させる報知体
   が用いられたことを特徴とする請求項１もしくは請求項
   ２記載の電気掃除機。