JP2001137165A - 電気掃除機用吸込口体及び電気掃除機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安全性の向上を図ることのできる電気掃除機
用吸込口体及び電気掃除機を提供する。 【解決手段】 吸気口１２に臨んで回転自在に支持され
る回転ブラシ２と、回転ブラシ２を回転駆動する電動機
３と、電動機３を駆動する駆動回路４とを備えた電気掃
除機用吸込口体１において、電気掃除機用吸込口体１の
水平に対する傾きを検知する傾き検知部４３を設け、傾
き検知部４３の検知結果に基づいて電動機３の駆動を制
御した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被掃除面の塵埃を
掻上げる回転ブラシを有し、電気掃除機本体の駆動によ
り吸気口から吸気流とともに塵埃を吸い込む電気掃除機
用吸込口体及び電気掃除機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気掃除機用吸込口体（以下「吸
込口体」という）は床面に対峙する吸気口に臨んで回転
ブラシが設けられている。回転ブラシは吸込口体内に設
置される電動機により回転駆動され、床面の塵埃を掻上
げて吸気とともに吸気口から吸い込むようになってい
る。

【０００３】吸込口体には延長パイプを介して使用者が
把持するハンドル部が連結され、ハンドル部には操作ス
イッチが設けられている。操作スイッチの操作により回
転ブラシの回転速度の変更や回転停止を行うことができ
るが、回転ブラシの回転中に使用者や子供等が誤って回
転ブラシに手を触れても回転ブラシは停止せず巻込まれ
て怪我をする可能性がある。

【０００４】このため、特開平７−６７８１４号公報に
開示される電気掃除機用吸込口体は下面に安全スイッチ
が設けられている。そして、吸込口体を床面から持上げ
た際や吸込口体をひっくり返した時に安全スイッチが働
いて回転ブラシの回転が停止されるようになっている。
これにより、使用者や子供等が床面から離れた回転ブラ
シに手を触れても怪我をすることなく安全に使用できる
ようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の電気掃除機用吸込口体によると、吸込口体の移動
停止中であっても吸込口体が床面に当接した状態では安
全スイッチが働かずに回転ブラシが回転している。この
時、大人が目を離した隙に小さい子供が誤って吸込口体
の前部から手指を差入れると回転ブラシに巻込まれて骨
折等の怪我をする可能性があり、なお安全性が低い問題
があった。

【０００６】本発明は、安全性の向上を図ることのでき
る電気掃除機用吸込口体及び電気掃除機を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電気掃除機用吸込口体は、吸気口に臨んで回
転自在に支持される回転ブラシと、前記回転ブラシを回
転駆動する駆動部と、前記駆動部による前記回転ブラシ
の駆動を制御する駆動回路とを備えた電気掃除機用吸込
口体において、電気掃除機用吸込口体の被掃除面に対す
る傾きを検知する傾き検知部を設け、前記傾き検知部の
検知結果に基づいて前記駆動部による前記回転ブラシの
駆動を制御したことを特徴としている。この構成による
と、電気掃除機用吸込口体が被掃除面に対して傾斜する
と傾き検知部が検知し、駆動回路を介して駆動部による
回転ブラシの回転が制限される。

【０００８】また、本発明の電気掃除機用吸込口体は、
吸気口に臨んで回転自在に支持される回転ブラシと、前
記回転ブラシを回転駆動する電動機から成る駆動部と、
前記駆動部を駆動する駆動回路とを備えた電気掃除機用
吸込口体において、電気掃除機用吸込口体の水平に対す
る傾きを検知する傾き検知部を設け、前記傾き検知部の
検知結果に基づいて前記駆動部の駆動を制御したことを
特徴としている。この構成によると、電気掃除機用吸込
口体が水平に対して傾斜すると傾き検知部が検知し、駆
動回路を介して電動機が減速または停止される。

【０００９】また本発明は、上記構成の電気掃除機用吸
込口体において、前記傾き検知部は、傾き角度に応じた
電気信号を出力するジャイロを有することを特徴として
いる。この構成によると、電気掃除機用吸込口体が水平
に対して傾くとそれに伴ってジャイロが傾き、ジャイロ
の傾き角度に応じて電気信号が出力される。そして、該
電気信号により駆動部による回転ブラシの回転が制御さ
れる。

【００１０】また本発明は、上記構成の電気掃除機用吸
込口体において、前記回転ブラシを保持する本体ケース
と、前記本体ケースに対して回動自在に支持されて吸気
が通る駆動パイプとを備え、前記傾き検知部を前記駆動
パイプよりも前方に配した特徴としている。この構成に
よると、本体ケースに対して傾斜可能な駆動パイプには
傾き検知部は設けられず、電気掃除機用吸込口体の水平
に対する傾きを確実に検知できる。

【００１１】また本発明の電気掃除機は、上記各構成の
電気掃除機用吸込口体を備えたことを特徴としている。

【００１２】また本発明は、上記構成の電気掃除機にお
いて、前記傾き検知部の検知結果によらず前記駆動部に
より前記回転ブラシを駆動できる切換手段を設けたこと
を特徴としている。この構成によると、切換手段を切り
替えることにより、電気掃除機用吸込口体が傾斜しても
回転ブラシが回転停止されずに掃除が行うことができ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は一実施形態の電気掃除機用吸
込口体を備えた電気掃除機の外観図である。電気掃除機
は電動送風機（不図示）が内装される本体部５９に吸引
ホース５３が連結されている。吸引ホース５３の端部に
は使用者が把持するハンドル部５１を有する連結部材５
２が設けられている。

【００１４】ハンドル部５１には上記電動送風機及び後
述する回転ブラシを操作する操作部５４が設けられてい
る。連結部材５２には延長パイプ５６を介して吸込口体
１が接続されている。また、本体部５９内から吸込口体
１内に電力を供給する導電線５７が吸引ホース５３及び
延長パイプ５６に固着されており、吸込口体１に設けら
れる導電線５８と接続されるようになっている。

【００１５】吸込口体１の側面断面図を図２に示すと、
吸込口体１は上ケース７と吸気口１２を有する下ケース
８とを重ね合せて外形が形成されている。吸込口体１の
前部及び側部にはバンパー２３が上ケース７と下ケース
８とに挟持され、壁面との衝突に対して吸込口体１を保
護するようになっている。また、断面円形のブラシ支持
部材２ａ上にブラシ２５及び可撓性のブレード２４が螺
旋状に１条または複数条形成された回転ブラシ２が吸気
口１２に臨んで回転自在に配されている。

【００１６】上ケース７の前方上部には上部カバー９に
より開閉可能に覆われた開口部７ａが設けられ、上部カ
バー９を取り外すことにより回転ブラシ２に絡み付いた
糸屑等を容易に除去できるようになっている。吸気口１
２の後方にはゴム等の可撓性部材から成るシール材１３
が設けられ、床面に接して吸気口１２部分の気密性が高
くなるようにしている。

【００１７】下ケース８の前部及び後部には下ケース８
から突出するローラー１４及び車輪１５が回転自在に設
けられ、床面と吸気口１２との距離を保持して吸込口体
１を移動させるようになっている。また床面が絨毯等の
場合にはローラー１４及び車輪１５が埋没して下ケース
８がソリとして機能し、吸込口体１をスムーズに移動さ
せるようになっている。

【００１８】上ケース７を取外した状態の吸込口体１の
上面図を図３に示す。吸込口体１の後部には軸部１０ａ
で上ケース７と下ケース８に枢支される駆動パイプ１０
が設けられている。駆動パイプ１０には延長パイプ５６
（図１参照）に接続される吸引パイプ１１が外嵌されて
いる。これにより延長パイプ５６の仰角を可変できるよ
うになっている。

【００１９】図２、図３において、回転ブラシ２が横設
される回転ブラシ室１６は吸気通路１７を介して駆動パ
イプ１０に連通している。従って、電動送風機の吸引力
により吸気口１２からの吸気が吸気通路１７、駆動パイ
プ１０、吸引パイプ１１を通って本体部５９（図１参
照）に導かれ、吸塵が行われるようになっている。

【００２０】吸気通路１７の上部にはブリッジ５で囲ま
れる配線通路４４が形成されている。吸気通路１７の両
側部には回路基板４が配される回路室２１と、回転ブラ
シ２を駆動する電動機３が配される電動機室２０とが設
けられている。そして、電動機３と回路基板４とは配線
通路４４を通る配線６により接続されている。

【００２１】また、配線通路４４内には吸込口体１の水
平に対する傾きを検知するジャイロ４３が設けられ、配
線（不図示）を介して回路基板４に接続されている。ジ
ャイロ４３には圧電素子を利用したセラミックジャイロ
が用いられ、吸込口体１の前進、後退時の加速度の影響
を受けることなく確実に傾きを検出することができるよ
うになっている。

【００２２】電動機室２０の後部には開口部２７が設け
られている。また、駆動パイプ１０には配線通路４４に
連通する貫通孔（不図示）が設けられている。電動送風
機の吸引力により電動機室２０内には開口部２７から矢
印Ｄ１に示すように吸気が取込まれる。電動機３には通
気孔（不図示）が設けられ、通気孔から矢印Ｄ２のよう
に電動機３内を通る吸気は配線通路４４を通って矢印Ｄ
３のように駆動パイプ１０に導かれる。これにより、電
動機３の冷却が行われるようになっている。

【００２３】回転ブラシ２のブラシ支持部材２ａの両端
に挿設される軸部２ｂは軸受ホルダー２９に覆われる軸
受２８に嵌挿され、回転ブラシ２が回転自在に支持され
ている。図３のＢ−Ｂ断面図を図４に示すと、下ケース
８には軸受ホルダー２９の側面を保持するリブ３０、３
１が形成されている。また、上ケース７及び下ケース８
には軸受ホルダー２９の上下面を保持するリブ３２、３
３が形成されている。これにより回転ブラシ２の位置決
めが行われている。

【００２４】電動機３の電動機軸３ａにはプーリ３７が
一体化されている。プーリ３７は軸受ホルダー１９に覆
われる軸受１８により支持されている。軸受ホルダー１
９は下ケース８に形成されるリブ３４により保持されて
いる。プーリー３７は回転ブラシ２と一体に設けられる
プーリー３８にベルト３９により連結されており、電動
機３の駆動により回転ブラシ２が回転するようになって
いる。

【００２５】回路基板４には電動機３を駆動する駆動回
路が形成され、該駆動回路は図５の回路図に示すよう
に、電源部６１、比較部６２、制御部６３及び傾き検知
部６４を有している。

【００２６】電源部６１は、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ
２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、トランジスタＱ１、ツェナダイ
オードＺＤ１、コンデンサＣ２を有している。商用電源
ｅにはダイオードＤ１が接続される。そして、抵抗Ｒ２
を介してトランジスタＱ１のコレクタが接続される。ト
ランジスタＱ１のベースはツェナダイオードＺＤ１を介
して接地され、トランジスタＱ１のコレクタとベースの
間には抵抗Ｒ３が配される。トランジスタＱ１のエミッ
タはコンデンサＣ２を介して接地されている。

【００２７】商用電源ｅはダイオードＤ１により半波整
流される。そして、トランジスタＱ１、抵抗Ｒ２、Ｒ
３、ツェナダイオードＺＤ１により定電圧に安定化さ
れ、コンデンサＣ２により平滑化される。これにより、
傾き検知部６４を構成するジャイロＩＣ２（図２におけ
る４３）及びオペアンプＩＣ２の電源電圧Ｖccとして定
電圧が供給されるようになっている。また、電源電圧Ｖ
ccの生成直後に操作部５４（図１参照）に設けられる切
替スイッチＳＷ２が接続されている。

【００２８】トランジスタＱ１のエミッタには、コンデ
ンサＣ２と並列に抵抗Ｒ４、Ｒ５が直列配置されてい
る。トランジスタＱ１のエミッタ電圧は、抵抗Ｒ４、Ｒ
５により分圧され、ジャイロＩＣ２が傾斜していない状
態を示す標準電圧ＶrefとしてジャイロＩＣ２に供給さ
れる。

【００２９】ジャイロＩＣ２の特性を図７に示すと、吸
込口体１の前部が浮上して吸込口体１が傾斜するとジャ
イロＩＣ２の傾き角度が変化してジャイロＩＣ２から該
傾き角度に応じた出力電圧Ｖoutが出力されようになっ
ている。図７において、縦軸はジャイロＩＣ２の出力電
圧Ｖoutを示し、横軸はジャイロＩＣ２の傾き角度αを
示している。

【００３０】比較部６２は、オペアンプＩＣ１、抵抗Ｒ
６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、ボリュームＶＲ及びツ
ェナダイオードＺＤ２から構成されている。トランジス
タＱ１のエミッタには抵抗Ｒ９、ボリュームＶＲ、抵抗
Ｒ１０が直列に配され、接地されている。ボリュームＶ
Ｒ及び抵抗Ｒ１０と並列にツェナダイオードＺＤ２が配
されている。

【００３１】ジャイロＩＣ２の出力端子はオペアンプＩ
Ｃ１の反転入力端子に接続されている。ボリュームＶＲ
の可変電極はオペアンプＩＣ１の非反転入力端子に接続
されている。オペアンプＩＣ１の出力端子は、抵抗Ｒ６
を介してトランジスタＱ１のエミッタに接続されるとと
もに、抵抗Ｒ８を介して非反転入力端子に接続されてい
る。

【００３２】前述の図７に示すように、吸込口体１が傾
斜して吸込口体１と床面との間に人間の手指が挿入可能
となる直前にジャイロＩＣ２の傾き角度αが角度α０と
なるとすると、その時の出力電圧（以下「基準電圧」と
いう）Ｖ１がオペアンプＩＣ１の非反転入力端子に入力
されるように抵抗Ｒ９、ボリュームＶＲ、抵抗Ｒ１０が
決められている。

【００３３】そして、オペアンプＩＣ１により基準電圧
Ｖ１とジャイロＩＣ２の出力電圧Ｖoutとが比較され、
出力電圧Ｖ２を出力するようになっている。オペアンプ
ＩＣ１の出力電圧Ｖ２は、ジャイロＩＣ２の出力電圧Ｖ
ccが基準電圧Ｖ１以下の場合は、抵抗Ｒ６によりプルア
ップされた電位（Ｖcc）に維持される。

【００３４】また、ジャイロＩＣ２の出力電圧Ｖccが基
準電圧Ｖ１を越えると、出力電圧Ｖ２はグランド電位と
なる。従って、ジャイロＩＣ２の傾き角度αに対する比
較部６２の出力電圧Ｖ２は図８に示すようになる。図８
において、縦軸は比較部６２の出力電圧Ｖ２を示し、横
軸はジャイロＩＣ２の傾き角度αを示している。

【００３５】制御部６３は、トライアックＴＲＹ、抵抗
Ｒ１とコンデンサＣ１から成るスナバ回路、ダイオード
Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５から成るダイオードブリッジ回
路、フォトカプラＰＣ、抵抗Ｒ１１を有している。

【００３６】オペアンプＩＣ１の出力端子から抵抗Ｒ７
を介して接続されるフォトカプラＰＣのフォトダイオー
ド側は他端が接地されている。フォトカプラＰＣのフォ
トトランジスタ側は、抵抗Ｒ１１を介してダイオードブ
リッジ回路に接続される。フォトカプラＰＣはオペアン
プＩＣ１の出力電圧Ｖ２に応じてオン／オフされる。抵
抗Ｒ１１はフォトカプラＰＣのフォトトランジスタ電流
を制限して、電動機３の回転数を所望の回転数にするた
めに設けられる。

【００３７】ダイオードブリッジ回路は商用電源ｅから
の電圧をトライアックＴＲＹのゲートに印加するゲート
回路を構成し、フォトカプラＰＣのオン／オフに応じて
ゲート電圧が加わってトライアックＴＲＹがオン／オフ
される。トライアックＴＲＹの第１アノードは操作部５
４（図１参照）に設けられる駆動スイッチＳＷ１を介し
て接地され、第２アノードには電動機３が接続されてい
る。

【００３８】また、トライアックＴＲＹにはスナバ回路
が並列に配されている。尚、電動機３と直列に配される
サーミスタＰＴＣは電動機３が過負荷になったとき電流
を制限して電動機３の焼損を防止するために設けられて
いる。

【００３９】上記構成の駆動回路において、切替スイッ
チＳＷ２がオンされると、商用電源ｅは電源部６１によ
り直流に変換される。そして、ジャイロＩＣ２、オペア
ンプＩＣ１に電源電圧Ｖccが供給され、標準電圧Ｖref
がジャイロＩＣ２に供給される。

【００４０】吸込口体１が略水平に配され、ジャイロＩ
Ｃ２の傾き角度が角度α０以下の場合には、ジャイロＩ
Ｃ２の出力電圧Ｖoutは基準電圧Ｖ１以下である。この
為、オペアンプＩＣ１は基準電圧Ｖ１と比較して出力電
圧Ｖ２として電位Ｖccが出力される。その結果フォトカ
プラＰＣがオンされ、トライアックＴＲＹはオン状態と
なる。この状態で駆動スイッチＳＷ１が入れられると、
電動機３に給電され、回転ブラシ２（図２参照）が回転
駆動される。

【００４１】吸込口体１が傾斜し、ジャイロＩＣ２の傾
き角度が角度α０を越えると、ジャイロＩＣ２の出力電
圧Ｖoutは基準電圧Ｖ１を越える。この為、オペアンプ
ＩＣ１は基準電圧Ｖ１と比較して出力電圧Ｖ２としてグ
ランド電位が出力される。その結果フォトカプラＰＣが
オフされ、トライアックＴＲＹはオフ状態となる。従っ
て、電動機３は給電停止され、回転ブラシ２が回転停止
される。

【００４２】従って、図６に示すように、吸込口体１の
前方が浮上して人間の手指Ｆが挿入可能な程度に傾斜す
ると回転ブラシ２が回転停止されるので、安全性の向上
を図ることができる。尚、切替スイッチＳＷ２をオフに
すると、トライアックＴＲＹは常にオン状態となり、床
面が傾斜している場合に回転ブラシ２を回転停止させる
ことなく掃除を行うことが可能となる。

【００４３】また、図５において破線で示すように、ト
ライアックＴＲＹと並列に抵抗Ｒ１２を設けることによ
り、吸込口体１が傾斜してトライアックＴＲＹがオフの
時には抵抗Ｒ１２介して電動機３に給電される。この
時、抵抗１２を適切に選択することにより、電動機３を
減速させることが可能となる。

【００４４】尚、本実施形態において、電動機により回
転ブラシを駆動しているが、吸気により回転するタービ
ンファンを用いて回転ブラシを駆動する電気掃除機用吸
込口体についても吸込口体の傾斜角度に応じて回転ブラ
シを停止させることができる。即ち、回転ブラシとター
ビンファンとを電動式のクラッチを介して連結し、傾き
検知部の検知結果に基づいて該クラッチを遮断すること
により回転ブラシを停止させることができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明によると、電気掃除機用吸込口体
の傾きを検知する傾き検知部の検知結果により回転ブラ
シの回転を制御するため、電気掃除機用吸込口体の前方
が浮上して人間の手指が挿入可能な程度に傾斜すると回
転ブラシが回転停止または減速される。従って、大人が
目を離した隙に小さい子供が誤って電気掃除機用吸込口
体の前部から手指を差入れ、回転ブラシに巻込まれて骨
折等の怪我をする危険を回避し、安全性の向上を図るこ
とのできる。

【００４６】また本発明によると、傾き角度に応じた電
気信号を出力するジャイロを用いることにより電気掃除
機用吸込口体の前方が浮上して傾斜すると傾き角度に応
じてジャイロの出力電圧が可変される。従って、電気掃
除機用吸込口体の水平に対する傾きを簡単に検知するこ
とができる。

【００４７】また、本発明によると、本体ケースに対し
て傾斜する駆動パイプより前方に傾き検知部を配するこ
とにより、電気掃除機用吸込口体の正確な傾きを検知す
ることができる。

【００４８】また、本発明によると、前記傾き検知部の
検知結果によらず前記電動機を駆動できる切換手段を設
けることにより、床面が傾斜面であっても回転ブラシを
停止させずに掃除を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態の電気掃除機用吸込口体
を備えた電気掃除機の外観図である。

【図２】 本発明の実施形態の電気掃除機用吸込口体
の側面断面図である。

【図３】 本発明の実施形態の電気掃除機用吸込口体
の上面図である。

【図４】 図３におけるＢ−Ｂ断面図である。

【図５】 本発明の実施形態の電気掃除機用吸込口体
の回路図である。

【図６】 本発明の実施形態の電気掃除機用吸込口体
の傾斜状態を示す側面断面図である。

【図７】 本発明の実施形態の電気掃除機用吸込口体
のジャイロの出力電圧を示す図である。

【図８】 本発明の実施形態の電気掃除機用吸込口体
のオペアンプの出力電圧を示す図である。

【符号の説明】

１ 吸込口体 ２ 回転ブラシ ３ モータ ４ 回路基板 ５ ブリッジ ６ 配線 ７ 上ケース ８ 下ケース ９ 上部カバー １０ 駆動パイプ １１ 吸引パイプ １２ 吸気口 １４ ローラー １５ 車輪 １６ 回転ブラシ室 １７ 連絡通路 １８、２８ 軸受 １９、２９ 軸受ホルダー ２０ モータ室 ２１ 回路室 ２３ バンパー ２４ ブレード ２５ ブラシ ３７、３８ プーリー ４３ ジャイロ ４４ 配線通路 ５１ ハンドル部 ５２ 連結部材 ５３ 吸引ホース ５４ 操作部 ５６ 延長パイプ ５９ 本体部 ６１ 電源部 ６２ 比較部 ６３ 傾き検知部 ６４ 制御部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気口に臨んで回転自在に支持される回
   転ブラシと、前記回転ブラシを回転駆動する駆動部と、
   前記駆動部による前記回転ブラシの駆動を制御する駆動
   回路とを備えた電気掃除機用吸込口体において、電気掃
   除機用吸込口体の被掃除面に対する傾きを検知する傾き
   検知部を設け、前記傾き検知部の検知結果に基づいて前
   記駆動部による前記回転ブラシの駆動を制御したことを
   特徴とする電気掃除機用吸込口体。
2. 【請求項２】 吸気口に臨んで回転自在に支持される回
   転ブラシと、前記回転ブラシを回転駆動する電動機から
   成る駆動部と、前記駆動部を駆動する駆動回路とを備え
   た電気掃除機用吸込口体において、電気掃除機用吸込口
   体の水平に対する傾きを検知する傾き検知部を設け、前
   記傾き検知部の検知結果に基づいて前記駆動部の駆動を
   制御したことを特徴とする電気掃除機用吸込口体。
3. 【請求項３】 前記傾き検知部は、傾き角度に応じた電
   気信号を出力するジャイロを有することを特徴とする請
   求項１または請求項２に記載の電気掃除機用吸込口体。
4. 【請求項４】 前記回転ブラシを保持する本体ケース
   と、前記本体ケースに対して回動自在に支持されて吸気
   が通る駆動パイプとを備え、前記傾き検知部を前記駆動
   パイプよりも前方に配した特徴とする請求項１〜請求項
   ３のいずれかに記載の電気掃除機用吸込口体。
5. 【請求項５】 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の
   電気掃除機用吸込口体を備えたことを特徴とする電気掃
   除機。
6. 【請求項６】 前記傾き検知部の検知結果によらず前記
   駆動部により前記回転ブラシを駆動できる切換手段を設
   けたことを特徴とする請求項５に記載の電気掃除機。