JP2001104227A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】吸口の大型化を抑制しつつ該吸口に恒久的な電
源装置を設け、表示装置や回転ブラシの駆動を補助す
る。 【解決手段】回転ブラシ５３０に発電機５４０と補助電
動機５７０と制御ユニット５６０を内蔵し、回転ブラシ
が吸込空気により高速回転しているときには発電出力で
制御ユニットの蓄電池を充電し、回転速度が低下したと
きには蓄電池を電源として補助電動機を運転して回転ブ
ラシ駆動力を補助する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気掃除機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般の電気掃除機は、吸引用の電動送風
機とフィルタを備えた集塵室を内蔵する掃除機本体と、
この掃除機本体の集塵室に連なるホースの先の手元操作
部に延長管を介して接続された吸口を備える。

【０００３】この吸口は、様々な形態があるが、吸込空
気の流れを利用するエアタービンや電動機を駆動源とす
る回転ブラシを備え、また、塵埃センサや表示器を実装
したものがある。そして、塵埃センサや表示器の恒久的
な電源装置として、回転ブラシと同様に、吸込空気の流
れを利用するエアタービンと発電機を備えたものがあ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような電気掃除機
は、手元操作部を握って吸口を床面に沿って移動させる
ように操作することから、吸口は、小型軽量であること
が望ましい。しかしながら、吸口に回転ブラシを駆動す
る電動機や恒久的な電源装置（エアタービンと発電機）
を内蔵すると該吸口が大型化して重量が増加する。

【０００５】吸口の大型化を抑制するために、回転ブラ
シを駆動する電動機を該回転ブラシに内蔵するように工
夫したものもあるが、回転ブラシを安定に回転させる電
動機は体形が大きいことから、吸口の大型化抑制は困難
である。

【０００６】本発明の１つの目的は、恒久的な電源装置
を備える電気掃除機の吸口の大型化を抑制することにあ
る。

【０００７】本発明の他の目的は、吸込空気の流れを利
用して回転ブラシを回転させる電気掃除機の吸口におい
て前記回転ブラシの回転を安定化すると共に吸口の大型
化を抑制することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、吸込空気の流
れにより回転駆動される回転ブラシを有する吸口を備え
た電気掃除機において、前記回転ブラシに発電機を内蔵
することにより、吸口の大型化を抑制しつつ該吸口に恒
久的な電源装置を構成するものである。

【０００９】そして、前記発電機はフアタロータ型の発
電機とし、そのアウタロータを回転ブラシの筒状基体の
端部に嵌入して取り付け、その固定軸を下ケースで支持
するようにした。

【００１０】また、前記発電機の発電出力は吸口に設け
た表示装置に供給するようにした。

【００１１】また、本発明は、吸込空気の流れにより回
転駆動される回転ブラシを有する吸口を備えた電気掃除
機において、前記回転ブラシに発電機と補助電動機と蓄
電池を含む制御ユニットを内蔵し、回転ブラシの高速回
転時には発電機出力で蓄電池を充電し、回転速度が低下
したときには蓄電池を電源として補助電動機を駆動して
回転ブラシ駆動力を補助するようにすることにより、回
転ブラシの回転を安定化すると共に吸口の大型化を抑制
するものである。

【００１２】そして、前記発電機および補助電動機はそ
れぞれアウタロータ型とし、そのアウタロータを回転ブ
ラシの筒状基体の両端部に嵌入して取り付け、その固定
軸を下ケースで支持するようにした。

【００１３】また、本発明は、吸込空気の流れにより回
転駆動される回転ブラシを有する吸口を備えた電気掃除
機において、前記回転ブラシに発電電動機と蓄電池を含
む制御ユニットを内蔵し、回転ブラシの高速回転時には
発電電動機を発電機として機能させて蓄電池を充電し、
回転速度が低下したときには電動機として機能させて蓄
電池を電源として運転して回転ブラシ駆動力を補助する
ようにすることにより、回転ブラシの回転を安定化する
と共に吸口の大型化を抑制するものである。

【００１４】また、本発明は、吸込空気の流れを回転運
動に変換して前記回転ブラシを駆動するエアタービンを
設けることにより、吸込空気の流れを効率良く回転運動
に変換して回転ブラシを駆動するようにすることができ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の電気掃除機は、吸口にお
ける回転ブラシの回転駆動力は、基本的には、吸込空気
の流れを利用して発生させ、電源装置の一部を構成する
発電機を前記回転ブラシに内蔵することにより、電源装
置を備える電気掃除機の吸口の大型化を抑制する。発電
機の発生電力は、表示装置に供給し、および／または蓄
電池に蓄積する。

【００１６】また、補助電動機を回転ブラシに内蔵し、
回転ブラシの回転速度が低下したときに前記蓄電池を電
源として駆動力を発生させて回転ブラシの回転駆動を補
助するようにすることにより、回転ブラシの回転の安定
化すると共に吸口の大型化を抑制する。

【００１７】（第１の実施の形態）この第１の実施の形
態における電気掃除機は、図１に示すように、吸引用の
電動送風機とフィルタを備えた集塵室を内蔵する掃除機
本体１００と、この掃除機本体１００の集塵室に連なる
ホース２００の先の手元操作部３００に延長管４００を
介して接続された吸口５００を備える。この吸口５００
は、吸込空気の流れを利用して回転駆動される回転ブラ
シや該回転ブラシに内蔵した発電機や表示装置５１０を
備える。

【００１８】図２は、上カバーを取り除いた状態の吸口
５００の平面図、図３は、その一部を拡大して示す平面
図である。

【００１９】下ケース５２０は、清掃床面に対面する底
面に吸込口５２１を備え、この吸込口５２１に臨んで床
面の塵埃を掻きあげる回転ブラシ５３０を回転自在に収
容する。

【００２０】回転ブラシ５３０は、筒状基体５３１の外
周面に塵埃を掻きあげる複数枚のブレード５３２を螺旋
状に起立させ、筒状基体５３１の一端部は軸受ユニット
５３３を下ケース５２０の軸受収容凹部５２２に嵌着し
て支持し、筒状基体５３１の他端部は該他端部に嵌入し
て取り付けたアウタロータ型の発電機５４０の固定軸５
４１を固着した軸保持具５５０を下ケース５２０の軸保
持具収容凹部５２３に嵌着して支持する。従って、回転
ブラシ５３０は、一端部は軸受ユニット５３３により回
転自在の支持となり、他端部は発電機５４０のアウタロ
ータ５４２により回転自在の支持となる。そして、この
回転ブラシ５３０は、前記ブレード５３２が吸込空気の
流れに押されることにより回転する。

【００２１】発電機５４０は、固定軸５４１に軸受５４
３，５４４をアウタロータ５４２を回転自在に取り付
け、固定軸５４１にマグネット５４５を取り付け、アウ
タロータ５４２に発電コイル５４６と整流回路５４７を
取り付けて構成する。アウタロータ５４２の端面には発
電コイル５４６の出力電圧を整流回路５４７で整流した
後にリード線５４８を介して接続するスリップリング５
４９を設け、軸保持具５５０に設けたブラシ５５１を前
記スリップリング５４９に摺動させることにより、前記
発電コイル５４６と外部の表示装置５１０を電気的に接
続する。

【００２２】表示装置５１０は、吸込空気に含まれる塵
埃量を検出するセンサや吸込空気流量応動して運転／停
止を検出するセンサや制御回路を内蔵し、表示ランプ５
１１を備え、前記発電機５４０から供給される電力を電
源として検出および表示を実行する。

【００２３】このような電気掃除機によれば、吸口５０
０に恒久的な電源装置を構成する発電機５４０は、回転
ブラシ５３０に内蔵するように該回転ブラシ５３０の筒
状基体５３１にアウタロータ５４２を嵌着して設置する
ことにより、吸込空気の流れによって回転する回転ブラ
シ５３０の回転を利用して発電するようにしているの
で、また、この発電機５４０は、回転ブラシ５３０を回
転自在に支持するための軸受装置としても機能すること
になるので、吸口５００が大型化するのを抑制すること
ができる。

【００２４】（第２の実施の形態）この第２の実施の形
態は、電気掃除機における吸口の回転ブラシ内に発電機
と蓄電池および制御回路を内蔵した電気掃除機である。
掃除機本体とホースと手元操作部と延長管については、
前述した第１の実施の形態における電気掃除機と共通で
あるので、図示説明を省略する。

【００２５】図４は、この第２の実施の形態の電気掃除
機における吸口５００を上カバーを取り除いて示す平面
図である。第１の実施の形態における構成部品と共通の
構成部品については、同一参照符号を付して重複する説
明を省略する。

【００２６】蓄電池と制御回路は、制御ユニット５６０
として回転ブラシ５３０の筒状基体５３１に内蔵し、回
転ブラシ５３０が高速回転しているときには発電機５４
０の発生電力の一部を蓄電池に蓄積し、回転ブラシ５３
０の回転速度が低下して発生電力が不足したときに蓄電
池を放電して出力電力を補充する。

【００２７】このようにすれば、厳しい運転環境で回転
ブラシ５３０の回転速度が低下したときでも安定した電
力を表示装置５１０に供給することができる。

【００２８】（第３の実施の形態）この第３の実施の形
態は、電気掃除機における吸口の回転ブラシ内に発電機
と蓄電池および制御回路と補助電動機を内蔵した電気掃
除機である。掃除機本体とホースと手元操作部と延長管
については、前述した第１の実施の形態における電気掃
除機と共通であるので、図示説明を省略する。

【００２９】図５は、この第３の実施の形態の電気掃除
機における吸口５００を上カバーを取り除いて示す平面
図である。第１および第２の実施の形態における構成部
品と共通の構成部品については、同一参照符号を付して
重複する説明を省略する。

【００３０】回転ブラシ５３０は、筒状基体５３１の一
端部に嵌入して取り付けたアウタロータ型の補助電動機
５７０の固定軸５７１を固着した軸保持具５８０を下ケ
ース５２０の軸保持具収容凹部５２４に嵌着して保持
し、他端部は該他端部に嵌入して取り付けたアウタロー
タ型の発電機５４０の固定軸５４１を固着した軸保持具
５５０を下ケース５２０の軸保持具収容凹部５２３に嵌
着して支持し、この発電機５４０の内側に位置するよう
に蓄電池と制御回路の制御ユニット５６０を内蔵する。
従って、回転ブラシ５３０は、一端部は補助電動機５７
０のアウタロータ５７２により回転自在の支持となり、
他端部は発電機５４０のアウタロータ５４２により回転
自在の支持となる。

【００３１】そして、この回転ブラシ５３０は、基本的
には、前記ブレード５３２が吸込空気の流れに押される
ことにより回転し、補助電動機５７０の駆動力は補助的
に付加する。

【００３２】発電機５４０は、回転ブラシ５３０の回転
に伴って発生した電力を制御ユニット５６０における蓄
電池に蓄積する。

【００３３】制御ユニット５６０における制御回路は、
発電機５４０の出力電圧を参照することにより運転／停
止や回転ブラシ５３０の回転速度を検出し、運転中に回
転ブラシ５３０の回転速度が所定値以下に低下したとき
には蓄電池を電源として補助電動機５７０を付勢するこ
とにより駆動トルクを発生させて該回転ブラシ５３０の
回転駆動力を補助する。

【００３４】通常の運転においては、吸口５００の回転
ブラシ５３０は、ブレード５３２が吸込空気の流れに押
されることにより発生する駆動力により十分に回転でき
るように設定しておけば、補助電動機５７０による駆動
力補助を必要とする機会は少なくなることから、この補
助電動機５７０は短時間定格の小型電動機で足りること
になり、また、蓄電池も小さくすることができる。

【００３５】（第４の実施の形態）第３の実施の形態に
おける発電機５４０と補助電動機５７０は、同時に機能
させる必要性が少ない。従って、この第４の実施の形態
は、発電機５４０の代りに発電電動機を設置して補助電
動機を省略し、制御ユニットによって前記前記発電電動
機を発電機または電動機として機能するように制御する
ことにより、吸口の回転ブラシの回転の安定化と軽量化
を図る実施の形態である。掃除機本体とホースと手元操
作部と延長管については、前述した第１の実施の形態に
おける電気掃除機と共通であるので、図示説明を省略す
る。

【００３６】図６は、この第４の実施の形態の電気掃除
機における吸口５００を上カバーを取り除いて示す平面
図である。第１〜第３の実施の形態における構成部品と
共通の構成部品については、同一参照符号を付して重複
する説明を省略する。

【００３７】回転ブラシ５３０は、筒状基体５３１の一
端部を軸受ユニット５３３を下ケース５２０の軸受収容
凹部５２２に嵌着して支持し、他端部は該他端部に嵌入
して取り付けたアウタロータ型の発電電動機５９０の固
定軸５９１を固着した軸保持具５５０を下ケース５２０
の軸保持具収容凹部５２３に嵌着して支持し、この発電
電動機５９０の内側に位置するように蓄電池と制御回路
の制御ユニット５６０を内蔵する。従って、回転ブラシ
５３０は、一端部は軸受ユニット５３３により回転自在
の支持となり、他端部は発電電動機５９０のアウタロー
タ５９２により回転自在の支持となる。

【００３８】そして、この回転ブラシ５３０は、基本的
には、前記ブレード５３２が吸込空気の流れに押される
ことにより回転し、発電電動機５９０を電動機として機
能させることによる駆動力が補助的に付加される。

【００３９】発電電動機５９０は、構造的には、第１の
実施の形態における発電機と同様に、コイルを備えたア
ウタロータと固定軸５９１に取り付けたマグネットによ
り構成する。そして、制御ユニット５６０における制御
回路によって、発電電動機５９０の発生電圧を参照する
ことにより運転／停止や回転ブラシ５３０の回転速度を
検出し、運転中に回転ブラシ５３０の回転速度が所定値
を越えているときには発電電動機５９０を発電機として
機能させてコイルの発生電圧で蓄電池を充電し、所定値
以下に低下したときには発電電動機５９０を電動機とし
て機能させて前記蓄電池を電源としてコイルを付勢する
ことにより駆動トルクを発生させて該回転ブラシ５３０
の回転駆動力を補助する。

【００４０】（第５の実施の形態）この実施の形態は、
前述した実施の形態における吸込空気の流れによる回転
ブラシ５３０の駆動を格別に設けたエアタービンによっ
て行うように構成した電気掃除機である。掃除機本体と
ホースと手元操作部と延長管については、前述した第１
の実施の形態における電気掃除機と共通であるので、図
示説明を省略する。

【００４１】図７は、この第４の実施の形態の電気掃除
機における吸口５００を上カバーを取り除いて示す平面
図である。前述した実施の形態における構成部品と共通
の構成部品については、同一参照符号を付して重複する
説明を省略する。

【００４２】エアタービン６１０は、回転ブラシ５３０
の筒状基体５３１の一端部に羽根車６１１を嵌着し、そ
の回転軸６１２を嵌入した軸受６１３を下ケース５２０
の軸受収容凹部５２２に嵌着して支持するように取り付
ける。

【００４３】このような吸口５００によれば、エアター
ビン６１０は吸込空気の流れを効率良く回転運動に変換
することができるので、比較的に大きな回転ブラシ駆動
力を得ることができる。そして、制御ユニット５６０
は、回転ブラシ５３０が高速回転しているときには発電
電動機５９０を発電機として機能させて蓄電池を充電
し、回転速度で低下したときには発電電動機５９０を電
動機として機能させて駆動力を補助する。

【００４４】なお、この実施の形態におけるエアタービ
ン６１０は、必要に応じて、前述した他の各実施の形態
に組み合わせて実施することができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、発電機を回転ブラシに
内蔵するようにしたので吸口の大型化を抑制しつつ該吸
口に恒久的な電源装置を設けることができる。

【００４６】また、この電源装置を利用して回転ブラシ
に内蔵した電動機（発電電動機）を運転して該回転ブラ
シに回転力を補助することにより回転ブラシ回転速度を
安定化すると共に吸口の大型化を抑制することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す電気掃除機の外観斜
視図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態における吸口の上カ
バーを取り除いた状態を示す平面図である。

【図３】図２に示した吸口のその一部を拡大して示す平
面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態における吸口の上カ
バーを取り除いた状態を示す平面図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態における吸口の上カ
バーを取り除いた状態を示す平面図である。

【図６】本発明の第４の実施の形態における吸口の上カ
バーを取り除いた状態を示す平面図である。

【図７】本発明の第５の実施の形態における吸口の上カ
バーを取り除いた状態を示す平面図である。

【符号の説明】

１００…掃除機本体、２００…ホース、３００…手元操
作部、４００…延長管、５００…吸口、５１０…表示装
置、５３０…回転ブラシ、５３１…筒状基体、５３２…
ブレード、５４０…発電機、５６０…補助電動機、５８
０…制御ユニット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 砂川 正郎 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立多賀エレクトロニクス内 (72)発明者 阿子嶋 一浩 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立多賀エレクトロニクス内 (72)発明者 北川 直史 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立多賀エレクトロニクス内 Ｆターム(参考） 3B057 DA09 DE01 3B061 AE02 AE06

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸込空気の流れにより回転駆動される回転
   ブラシを有する吸口を備えた電気掃除機において、 前記回転ブラシに発電機を内蔵したことを特徴とする電
   気掃除機。
2. 【請求項２】請求項１において、前記発電機はアウタロ
   ータ型の発電機とし、そのアウタロータを回転ブラシの
   筒状基体の端部に嵌入して取り付け、その固定軸を下ケ
   ースで支持するようにしたことを特徴とする電気掃除
   機。
3. 【請求項３】請求項１または２において、前記発電機の
   発電出力は吸口に設けた表示装置に供給するようにした
   ことを特徴とする電気掃除機。
4. 【請求項４】吸込空気の流れにより回転駆動される回転
   ブラシを有する吸口を備えた電気掃除機において、 前記回転ブラシに発電機と補助電動機と蓄電池を含む制
   御ユニットを内蔵し、回転ブラシの高速回転時には発電
   機出力で蓄電池を充電し、回転速度が低下したときには
   蓄電池を電源として補助電動機を駆動して回転ブラシ駆
   動力を補助するようにしたことを特徴とする電気掃除
   機。
5. 【請求項５】請求項４において、前記発電機および補助
   電動機はそれぞれアウタロータ型とし、そのアウタロー
   タを回転ブラシの筒状基体の両端部に嵌入して取り付
   け、その固定軸を下ケースで支持するようにしたことを
   特徴とする電気掃除機。
6. 【請求項６】吸込空気の流れにより回転駆動される回転
   ブラシを有する吸口を備えた電気掃除機において、 前記回転ブラシに発電電動機と蓄電池を含む制御ユニッ
   トを内蔵し、回転ブラシの高速回転時には発電電動機を
   発電機として機能させて蓄電池を充電し、回転速度が低
   下したときには電動機として機能させて蓄電池を電源と
   して運転して回転ブラシ駆動力を補助するようにしたこ
   とを特徴とする電気掃除機。
7. 【請求項７】請求項１〜６の１項において、吸込空気の
   流れを回転運動に変換して前記回転ブラシを駆動するエ
   アタービンを設けたことを特徴とする電気掃除機。