JP2004248439A - 高電圧／低電圧兼用モーター及びこれを装着した真空掃除機 - Google Patents
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Abstract
【課題】高電圧／低電圧兼用として使用し得るモーターを提供する。
【解決手段】高電圧／低電圧兼用モーターは、ハウジング内にアーマチュアと、アーマチュアの両側に設置された第１及び第２整流子、各々の整流子とアーマチュアの間に巻回された第１及び第２アーマチュア巻線、そして、第１及び第２整流子に各々ブラシを介して接続された第１及び第２固定子巻線群を含む。第１固定子巻線群、第１回路及び第１アーマチュア巻線からなる第１回路と、第２アーマチュア巻線、第２整流子及び第２固定子巻線群からなる第２回路は、供給される低電圧及び高電圧電源によって接続状態が直列又は並列に切換えられ、これにより、モーターは高電圧又は低電圧電源とは関係なく同一の出力となる。
【選択図】 図４
【解決手段】高電圧／低電圧兼用モーターは、ハウジング内にアーマチュアと、アーマチュアの両側に設置された第１及び第２整流子、各々の整流子とアーマチュアの間に巻回された第１及び第２アーマチュア巻線、そして、第１及び第２整流子に各々ブラシを介して接続された第１及び第２固定子巻線群を含む。第１固定子巻線群、第１回路及び第１アーマチュア巻線からなる第１回路と、第２アーマチュア巻線、第２整流子及び第２固定子巻線群からなる第２回路は、供給される低電圧及び高電圧電源によって接続状態が直列又は並列に切換えられ、これにより、モーターは高電圧又は低電圧電源とは関係なく同一の出力となる。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気装置のモーターに関し、特に、別途の装置無しでも高電圧及び低電圧電源の両方によって駆動され得る電気装置のモーター及び、これを備えていると同時に高電圧の交流と低電圧の直流を利用して作動させ得る有線／コードレス兼用真空掃除機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に従来の電気装置は、交流電源によって駆動される装置と直流電源によって駆動される装置とに分けられる。特に、小型電気装置である真空掃除機の場合にも、電源コードを通じて供給される高電圧の交流電源を駆動電源として使用する有線真空掃除機と、交流電源を直接利用しないで充電バッテリーを内蔵して交流に比べ低電圧であるバッテリー電源を駆動電源として使用するコードレスの真空掃除機とに分けられる。通常、有線掃除機には直流、交流兼用モーターであるユニバーサルモーターが使用され、コードレス掃除機には小型の直流モーターが使用されている。
【０００３】
図１は従来の電気装置に使用されるユニバーサルモーターの構成図である。同図に示すように、アーマチュア（Ａｒｍａｔｕｅｒ）コア１の軸２の下部に整流子３が結合され、この整流子３の両側に整流子３と接するようにブラシ４ａ、４ｂが設置され、このブラシ４ａ、４ｂに固定子（図示せず）に巻回される固定子巻線５ａ、５ｂが各々接続され、この固定子巻線５ａ、５ｂの他端部が電源端子Ｐ１、Ｐ２に接続され構成されている。
【０００４】
また、図２は従来の電気装置に使用されるモーターの整流子片とアーマチュアコアスロットに巻回されるアーマチュア巻線の巻線図である。同図に示すように、２２個のアーマチュアスロットと２２個の整流子片（一部を図示）の間にアーマチュア巻線１ａがダブルワインディングバックアルファ（ｄｏｕｂｌｅ ｗｉｎｄｉｎｇ ｂａｃｋ ａｌｐｈａ）方法によって巻回されている。ここで、ダブルワインディングとは、１つのスロットに上記アーマチュア巻線１ａが前後に挿入巻回されてそのアーマチュア巻線１ａが閉回路をなすように構成されることをいい、バックアルファとは整流子片のフックに結線される形態をいう。
【０００５】
これにつき、図２を参照しながらより詳細に説明すれば、整流子片ａ１に文字アルファ状に結線されたアーマチュアコイルがアーマチュアスロット（以下、スロットと略称する）１からスロット１２の方向に所定のターン数だけ巻回された後、整流子片ａ２に文字アルファ状に結線され、さらにスロット２からスロット１３の方向に同一ターン数だけ巻回され、以降、同様の方法で各々のスロットに順に巻回された後、最後にスロット２２からスロット１１の方向に巻回された後、整流子片ａ１で結線され、アーマチュアコイル全体が閉回路を構成する方法を言う。従って、各々のアーマチュアスロットには、２つのアーマチュアコイルが同一のターン数だけ互いに反対方向に巻回されている。
【０００６】
一方、上記アーマチュア巻線１ａのターン数はモーターのパワーを決定する。
【０００７】
上記のような従来のモーターの作用につき、図３を参照しながら説明すれば次の通りである。
【０００８】
先ず、電源端子Ｐ１に「＋」電源が印加されれば、電流は固定子巻線５ａを通過した後、ブラシ４ａを通じて整流子３の整流子片に印加される。また、その整流子片のフックを通じてアーマチュア巻線１ａに印加されると共に他側の固定子巻線５ｂを通じて電源端子Ｐ２に流れる。
【０００９】
これにより、固定子巻線５ａ、５ｂに流れる電流方向に応じて固定子鉄芯にＮ極とＳ極の磁性が発生し磁場が形成され、アーマチュアコア１のスロットに挿入されたアーマチュア巻線１ａに流れる電流の方向と上記固定子鉄芯に形成された極性の関係によってフレミングの左手の法則によって一定の方向に回転力が発生する。また、アーマチュアが回転すれば回転体である整流子３と固定体であるブラシ４ａ、４ｂの間の接触部分が連続的に変化しながら上記アーマチュア巻線１ａに対する電流供給点もそのアーマチュアコア１のスロットに沿って連続的にシフトされるが、電流の方向は電流供給点の移動とは関係がないため、アーマチュアは電源が供給される間は一定の方向に回転を続ける。
【００１０】
ここで、アーマチュアの回転方向は、固定子巻線５ａ、５ｂのワインディング方向または固定子巻線５ａ、５ｂと整流子３との結線によって決定されるが、ユニバーサルモーターでは直流だけではなく交流電源が印加されても回転方向は一定である。即ち、交流電源が供給される場合、電流の方向が変われば固定子巻線によって形成される磁場の方向も変わるため、アーマチュアの回転方向は一定である。従って、ユニバーサルモーターでは直流電源及び交流電源を兼用することができる。
【００１１】
しかしながら、電気装置に使用される公共用の交流電源は国によって異なるが、例えば、１１０Ｖまたは２２０Ｖ等のように一般的に高電圧である。これに比べてバッテリーの電源はバッテリーを構成する単位セル（Ｃｅｌｌ）が通常２Ｖを超えられないため、複数個のバッテリーが内部で直列接続され商品化された１２Ｖ、２４Ｖ、４８Ｖ等のバッテリーが使用されている。
【００１２】
従って、バッテリー電源を使用する場合にはバッテリーだけで公共用交流電源に相応する高電圧を得るためには、バッテリーの個数及び重量がそれに比例して大きくならざるを得ず、これに因り、真空掃除機のような小型電気装置の場合には、サイズ及び重量に伴う限界が生じる。従って、従来の小型電気装置、特に真空掃除機は交流電源を使用する真空掃除機とバッテリー電源を使用する真空掃除機とに区分されている。即ち、交流電源を使用する真空掃除機においては電源コードによって外部から交流電源が供給され、この供給電源の高電圧に適合した巻線を有するモーターが使用され所望の出力を得るようになっている。一方、バッテリー電源を使用する真空掃除機においては一般的に電源コードが利用されず、低電圧で所望の出力が得られるモーターが使用されることにより、バッテリーのサイズ及び重量による限界が減少されるようになっている。
【００１３】
そのため、従来の真空掃除機では、家庭用電源を使用する場合には、高電圧専用モーターが、バッテリーを使用する場合には低電圧専用モーターが、それぞれ用いられる。つまり、小型の電気装置、特に真空掃除機においては高電圧電源と低電圧電源とを兼用することができず、これに因り、バッテリー電源と交流電源を兼用することができないという問題点があった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、高電圧の交流及び低電圧の直流の両方を利用して作動させ得る高電圧／低電圧兼用モーターを提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、高電圧の交流及び低電圧の直流の両方を利用して作動させ得る高電圧／低電圧兼用モーターを使用し、また、交流又は直流電源によって上記モーターに供給される電源を自動に切換える直流／交流切換スイッチを備えた有線／コードレス兼用掃除機を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の一様態による高電圧／低電圧兼用モーターは、多数のスロットが形成された円筒形の外面を有するアーマチュア；上記アーマチュアを回転可能にするよう上記アーマチュアの中心を貫通する回転軸；上記アーマチュアの両側の上記回転軸の両端部に設置され、それぞれ上記スロットの数に対応する数の第１及び第２整流子片を備えた第１及び第２整流子；上記アーマチュアスロットと上記第１整流子片の間に各々ダブルワインディングバックアルファ方法により巻回される第１及び第２アーマチュア巻線；上記第１整流子の両側に上記第１整流子片と接するように配置された第１及び第２ブラシ、そして、上記第２整流子の両側に上記第２整流子片と接するように配置された第３及び第４ブラシ；及び、上記第１及び第２ブラシの各々に接続され、モーターのハウジングに固定された固定子に巻回された第１及び第２固定子巻線群；を含む。
【００１７】
互いに直列接続された第１固定子巻線群、第１整流子及び第１アーマチュア巻線で構成された第１回路が、互いに直列接続された第２アーマチュア巻線、第２整流子及び第２固定子巻線群で構成された第２回路に対し、モーターに第１電圧が印加される時は直列に、そして、モーターに上記第１電圧より低い第２電圧が印加される時には並列に接続される。
【００１８】
本発明の他の様態による有線／コードレス兼用真空掃除機は、集塵室と電動送風室が隔壁により分離形成され、交流電源を供給されるための接続端子が形成されている本体；上記本体の上記電動送風室内に配置され、回転軸の一端部に送風ファンが取り付けられ、高電圧の交流及び低電圧の直流を用いて塵を含む外気を吸入するためのモーター；上記本体の上記集塵室内に配置され、上記モーターの送風ファンにより吸入された外気から塵を収集するための塵袋；上記モーターの一側に配置され、上記モーターに低電圧の直流を供給するためのバッテリー；及び、上記本体の上記塵袋と気密に接続され、一端部には塵吸入用ブラシが装着され、塵を含む外気を塵袋に案内するための延長管；を備えている。
【００１９】
また、上記有線／コードレス兼用真空掃除機は、上記本体の後方壁部に着脱可能に装着され、上記モーターに高電圧の交流を供給するためのコードリールをさらに備えている。
【００２０】
上記有線／コードレス兼用真空掃除機は、上記本体の後方壁部に設けられ、上記モーターに高電圧の交流を供給するために上記コードリールの１つのプラグを上記本体の接続端子と接続する時は、上記バッテリーと上記モーターとの接続を短絡させ、上記モーターと上記コードリールとを接続させる一方、上記モーターに低電圧の直流を供給するために上記コードリールの１つのプラグを上記本体の接続端子から分離する時は、上記モーターと上記コードリールとの接続を短絡させ、上記モーターと上記バッテリーとを接続させるための直流／交流切換スイッチを含む。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態による高電圧／低電圧兼用モーターについて詳細に説明する。
【００２２】
図４は本発明に係る高電圧／低電圧兼用モーターの回路系統図である。 上記高電圧／低電圧兼用モーターは、モーターハウジング内に円筒形の外面に２２個のスロットが形成されたアーマチュア１１０を備えている。アーマチュア１１０が回転し得るようにアーマチュア１１０の中心を回転軸１１０ａが貫通し、アーマチュア１１０両側の回転軸１１０ａの下部及び上部には各々第１整流子１２０及び第２整流子１３０が設置され、各々の整流子は上記スロットに対応する２２個の整流子片を備えている。第１整流子１２０の両側には第１、第２ブラシ１２１、１２２が第１整流子１２０と接するように設置され、第２整流子１３０の両側には２つの第３、第４ブラシ１３１、１３２が第２整流子１３０と接するように設置されている。
【００２３】
また、モーターハウジングに固定されている固定子には２つの群の固定子巻線が巻回されるが、第１固定子巻線群１４１の一側は第１ブラシ１２１に、他側は第１端子Ｔ１にそれぞれ接続され、第２固定子群１４２の一側は第４ブラシ１３２に、他側は第４端子Ｔ４にそれぞれ接続される。また、第２ブラシ１２２は第２端子Ｔ２に接続され、第３ブラシ１３１は第３端子Ｔ３に接続される。
【００２４】
一方、図５に示すように、アーマチュア１１０の円筒形の外面に形成されたアーマチュアスロットには第１、第２アーマチュア巻線１１１、１１２が各々前述のようなダブルワインディングバックアルファ方法によって巻回されるが、第１アーマチュア巻線１１１は第１整流子１２０の整流子片に結線され、第２アーマチュア巻線１１２は第２整流子１３０の整流片に結線される。
【００２５】
各々のアーマチュアスロットに巻回されるアーマチュア巻線のターン数は前述のようにアーマチュアの回転力、即ち、モーターの動力を決定し、第１整流子１２０と第２整流子１３０との直、並列接続に関係なく、第１アーマチュア巻線１１１と第２アーマチュア巻線１１２の各々のスロット当りのターン数の合計は同一であるのでアーマチュアの回転力も直、並列に関係なく同一である。
【００２６】
また、本発明に係る高電圧／低電圧兼用モーターは図６及び図７に示すようなスイッチング部１５０をさらに備える。スイッチング部１５０はモーターに高電圧が印加される場合には図６（Ａ）に示すように第２端子Ｔ２と第３端子Ｔ３を接続することで、図６（Ｂ）に示すように互いに直列接続された固定子巻線群１４１、第１整流子１２０及び第１アーマチュア巻線１１１と、直列接続された第２アーマチュア巻線１１２、第２整流子１３０及び第２固定子巻線群１４２とが直列接続されるようにしている。
【００２７】
一方、モーターに低電圧が印加される場合には図７（Ａ）に示すように第１端子Ｔ１と第３端子Ｔ３、そして第２端子Ｔ２と第４端子Ｔ４を各々接続することで、図７（Ｂ）に示すように直列接続された固定子巻線群１４１、第１整流子１２０及び第１アーマチュア巻線１１１と、互いに直列接続された第２アーマチュア巻線１１２、第２整流子１３０及び第２固定子巻線群１４２とが並列接続されるようにする。
【００２８】
一方、上記ブラシは上記第１整流子１２０の両側に結合される第１及び第２ブラシ１２１、１２２が上記第２整流子１３０の両側に結合される第３及び第４ブラシ１３１、１３２より所定数の整流子片分だけ先行するように設置される。例えば、図５に示すように整流子片が２２個で、アーマチュアスロットが２２個の場合に３個の整流子片を先行するように設置することができる。
【００２９】
本発明のモーターを具備し、バッテリーが内蔵された真空掃除機においては、図８乃至図１１に示すように、電源コードモジュールを利用して高電圧の交流電流を供給または遮断することができる。
【００３０】
図８及び図９には上記電源コード内蔵モジュールが装着された掃除機の部分断面が含まれた正面図及び平面図が示されている。
【００３１】
図８及び図９に示すように、上記掃除機はコードリール２１２上部にトランス及び充電回路２１０を備え、本体２０１とコードモジュール２０３の間には直流バッテリー接続端子２１８が設置される。直流バッテリー接続端子２１８は図９の部分拡大図に示すように２対の（＋）、（−）端子２２２、２２４からなっている。
【００３２】
図１０及び図１１は各々図８及び図９のＸ−Ｘ線及びＹ−Ｙ線による掃除機本体２０１の断面図である。図１０及び図１１に示すように、上記真空掃除機は本体２０１内に直流バッテリー２０２と本発明に係る高電圧／低電圧兼用モーター２０４とを備えている。また、直流と交流の電源切換による直流／交流自動切換スイッチ２５０が本体２０１後部の一側に備えられている。使用に際して、高電圧である外部交流電源を使用する場合には掃除機本体２０１にコードモジュール２０３を装着して直流バッテリー接続端子２１８がオープンとされるようにし、掃除機本体２０１のスイッチ部２５０にコードモジュール２０３から引き出したコードプラグ２０７を挿入することで、スイッチ部２５０は自動的に交流電源供給のための接続状態に切換えられる。低電圧である直流電源を使用しようとする場合にはコードプラグ２０７を引き出してコードモジュール２０３を分離すれば直流電源供給のための接続状態に自動復帰される。
【００３３】
以下、本発明による実施例として、スイッチング部の具体的な構成及びその設置形態を真空掃除機に応用した例について詳細に説明する。以下の説明では、低電圧電源は真空掃除機に内蔵または装着されているバッテリーから供給され、高電圧電源は電源コードを通じて外部から供給されるとの仮定のもとで説明される。
【００３４】
図１２乃至図２０には本発明の一実施例によるスイッチ部の構成が示されている。
【００３５】
上記スイッチング部は、図１２及び図１３に示すように、スイッチハウジング３０１を含み、スイッチハウジング３０１は本体部３０１２と、本体部３０１２に一体に形成され外部電源コードのプラグが収納される収納部３０１１を備え、本体部３０１２の内部中央には案内突出部３０１３が形成されている。スイッチハウジング３０１内にはまたスイッチング部材３０３が備えられ、スイッチング部材３０３は前方突出部３０３１と基底板３０３２を備えている。基底板３０３２の前面両側には、図１４及び図１５に示すように、縦方向に延長する第１、第２垂直導電板３０４ａ、３０４ｂが付着され、基底板３０３２の後面下部には水平導電板３０５が付着されている。
【００３６】
前方突出部３０３１は収納部３０１１内に前後方向への移動が可能に挿入され、基底板３０３２の中央には前方突出部３０３１の内側に凹部３０３３が形成され、凹部３０３３内には案内突出部３０１３が挿入されている。ハウジング３０１の本体部３０１２の後面には固定部材３０８が固定され、固定部材３０８によって固定される２つのプラグ端子３０２が固定部材３０８の後側から、本体部３０１２の案内突出部３０１３、凹部３０３３、そしてスイッチング部材３０３の前方突出部３０３１を順に貫通して収納部３０１１内に延長されている。プラグ端子３０２は長方形の板状導電体であり、図１８に示すように、収納部３０１１内に収納される電源プラグ３４０は、２つのプラグ端子３０２が挿入されるように２つのスロット３１４を備える。案内突出部３０１３と凹部３０３３の底面の間にはスプリング３０７が設置されているのでスイッチング部材３０３には前方、即ち、図１２の右側方向への偏向力が作用する。
【００３７】
一方、基底板３０３２の両側には６つの端子Ｔ１乃至Ｔ６が設置されている。図１９、図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）に示すように、上記端子Ｔ１、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６は前面にのみ上記垂直導電板３０４ａ、３０４ｂと接触し得る前面接触板を有している端子である［図２０（Ａ）］。端子Ｔ２、Ｔ３は上記垂直導電板３０４ａ、３０４ｂと接触し得る前面接触板と共に上記水平導電板３０５と接触し得る後面接触板を有している端子である［図２０（Ｂ）］。一方、スイッチング部材３０３の後方位置で第２端子Ｔ２と第３端子Ｔ３は水平導電板３０５と接することで互いに接続されるか、若しくはスイッチング部材３０３の前方位置で第１端子Ｔ１、第３端子Ｔ３、第６端子Ｔ６が第１垂直導電板３０４ａに接することで互いに接続され、第２、第４、第５端子Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５が第２垂直導電板３０４ｂに接合することで互いに接続されるようになっている。ここで、端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４は図４、図６、図７、図１６及び図１７での同一符号によって表示された端子と同一である。即ち、図４によれば、第１端子Ｔ１は第１固定子巻線群１４１に接続され、第２端子Ｔ２は第２ブラシ１２２に接続され、第３端子Ｔ３は第３ブラシ１３１に接続され、第４端子Ｔ４は第２固定子巻線群１４２に接続される。また、第５端子Ｔ５と第６端子Ｔ６は各々掃除機内部に内蔵されたバッテリー電源の両極に接続され、第１端子Ｔ１と第４端子Ｔ４はスイッチハウジング３０１の中を貫通する１つずつのプラグ端子３０２に各々接続される。
【００３８】
以上のような本実施の形態におけるスイッチは、次のように切換えられる。即ち、電源コードのプラグ３４０が挿入されていない状態では、図１２に示すように、スプリング３０７の偏向力によってスイッチング部材は前方に位置することになり、従って、端子Ｔ１、Ｔ３、Ｔ６が第１垂直導電板３０４ａによって、そして、端子Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５が第２垂直導電板３０４ｂによって互いに接続される。従って、端子の接続状態は図１６に示すように、直流電源が供給されると共にモーター内の回路構成は図７（Ｂ）のように直列接続された固定子巻線群１４１、第１整流子１２０及び第１アーマチュア巻線１１１と、直列接続された第２アーマチュア巻線１１２、第２整流子１３０及び第２固定子巻線群１４２とが、並列接続された状態となる。反面、電源コードのプラグ３４０を挿入すれば、図１３に示すようにスイッチング部材３０３はプラグ３４０によって押されて後方位置に後退し、プラグ端子３０２はプラグ３４０のスロット３１４内に挿入されて交流電源と接続され、端子Ｔ２、Ｔ３はスイッチング部材３０３後面の水平導電板３０５によって相互接続される。従って、端子の接続状態は図１７に示すようになって交流電源が供給されると共に、モーター内の回路構成は図６（Ｂ）のように直列接続された固定子巻線群１４１、第１整流子１２０及び第１アーマチュア巻線１１１と、直列接続された第２アーマチュア巻線１１２、第２整流子１３０及び第２固定子巻線群１４２とが直列接続された状態になる。
【００３９】
図２１には本発明の他の実施の形態による高電圧／低電圧兼用モーターの直流／交流切換スイッチ部が示されている。上記スイッチ部は上部ケース４０１と下部ケース４０２からなったスイッチハウジング４００を含む。上部ケース４０１の外面にはプラグ収容部４０３が形成され、プラグ収容部４０３内には電源プラグが収容されている場合、電源プラグのスロット内に挿入されて外部の交流電源と電気的に接続される２つのコネクタピン４０９ａ、４０９ｂが固定されている。上部ケース４０１の中央にはプラグ収容部４０３の下に貫通口４０８が形成され、プラグ収容部４０３の後側の両側に各々３つずつの端子Ｔ１、Ｔ３、Ｔ６及び端子Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５が設置され、第１コネクタピン４０９ａは端子Ｔ１に、そして、第２コネクタピン４０９ｂは端子Ｔ４に各々接続されている。下部ケース４０２には端子Ｔ７、Ｔ８が備えられており、端子Ｔ７は端子Ｔ２に、そして、端子Ｔ８は端子Ｔ３に電気的に接続されている。スイッチハウジング４００内にはスイッチング部材４０５と２つの導電板４０７ａ、４０７ｂが備えられている。スイッチング部材４０５は長方形板が直立形態の横ビーム部分４０５２と横ビーム部分４０５２の中央から上方に突出し、上部ケース４０１の貫通口４０８内に挿入される上向きの突出部４０５１、そして横ビーム部分４０５２の中央から後方に突出するスナップ部４０５３を有する。横ビーム部分の中央両側には各々３つずつの開口４０５４が形成され、スナップ部４０５３にはスプリング４０６が設置され、上向きの突出部４０５１の前面上部端には傾斜面が形成されている。上部ケース４０１、下部ケース４０２の両側中央の内側には案内溝４１１、４１２が形成され、上記案内溝４１１、４１２によって構成されスイッチハウジングの両側中央内部に形成される案内溝には横ビーム部分４０５２の両端部が挿入され上下移動が可能になる。なお、案内溝４１１は下面側に向けた溝であり、図２１では図示されていない。
【００４０】
導電板４０７ａ、４０７ｂは導電性導体からなり、各々１つの板４０７ａ、４０７ｂとして一体となっている前方部分と、互いに分離された３つの脚で構成される後方部分とを備えることにより、各々の導電板は各々の脚に接触される端子を電気的に接続する機能をする。第１導電板４０７ａの後方部分は脚Ｌ１、Ｌ３、Ｌ６を備え、第２導電板４０７ｂの後方部分は脚Ｌ２、Ｌ４、Ｌ５を備えている。各々の脚は横ビーム４０５２の開口４０５４に各々挿入され、その端部Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６が端子Ｔ１乃至Ｔ８と接し得る位置まで延長している。
【００４１】
このような構成を有するスイッチング部は、次のように接続状態が切換えられる。
【００４２】
即ち、外部プラグが電源と接続されていない状態では、スイッチング部材４０５はスプリング４０６によって上方に圧迫され、上向きの突出部４０５１が貫通口４０８を通じて上部ケース４０１の外部に突出され、第１導電板４０７ａの脚Ｌ１、Ｌ３、Ｌ６の端部Ｃ１、Ｃ３、Ｃ６は端子Ｔ１、Ｔ３、Ｔ６に接し、第２導電板４０７ｂの脚Ｌ２、Ｌ４、Ｌ５の端部Ｃ２、Ｃ４、Ｃ５は端子Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５に接する。従って、スイッチ部４００内の接続状態は図２２に示すようになって直流電源が供給され、従って、互いに直列接続された固定子巻線群１４１、第１整流子１２０及び第１アーマチュア巻線１１１と、互いに直列接続された第２アーマチュア巻線１１２、第２整流子１３０及び第２固定子巻線群１４２とが並列接続される。
【００４３】
電源プラグをプラグ収容部４０３に挿入すれば、プラグ本体は先ず突出部４０５１の傾斜面と接して突出部４０５１を下方に押すようになって、スイッチング部材４０５とスイッチング部材４０５の開口４０５４内に挿入された第１及び第２導電板４０７ａ、４０７ｂの脚Ｌ１、Ｌ３、Ｌ６、Ｌ２、Ｌ４、Ｌ５は下方に移動し、従って、脚Ｌ１、Ｌ３、Ｌ６、Ｌ２、Ｌ４、Ｌ５の端部Ｃ１、Ｃ３、Ｃ６、Ｃ２、Ｃ４、Ｃ５は端子Ｔ１、Ｔ３、Ｔ６、Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５と分離され、代わりに端部Ｃ１、Ｃ３が端子Ｔ７、Ｔ８と接するようになる。この時、スイッチ部内の接続状態は図２３に示すようになって外部から交流電源が供給され、２つの整流子１２０、１３０は図６（Ｂ）のように直列接続される。電源プラグをプラグ収容部４０３から引き抜けば、スナップ部４０５３内に設置されたスプリング４０６の偏向力によってスイッチング部材４０５が再び上昇することにより、元の接続状態に復帰される。
【００４４】
図２４、図２５には本発明の更に他の実施の形態によるスイッチ部５００の構成が示されている。上記スイッチ部５００はノブ開口５１２と第１プラグ開口５１４が形成された外板５０１を具備する。外板５０１の内側にはスイッチ部材５０２が設置され、スイッチ部材５０２は上面にノブ５２２が形成されたスイッチ板５２１を具備し、ノブ５２２はノブ開口５１２内に挿入されており、スイッチ板５２１にはノブ５２２の後側に外板５０１の第１プラグ開口５１４に相応し外板５０１の第１プラグ開口５１４より縦方向の幅が大きい、即ち、１＞１’（いずれも小文字のエル）である第２プラグ開口５２４が形成され、スイッチ板５２１の第２プラグ開口５２４とノブ５２２の間には第２プラグ開口５２４に隣接してストッパー開口５２５が形成されている。ストッパー開口５２５の横幅は第２プラグ開口５２４の横幅より大きい。スイッチ板５２１の前側下部には鉛直方向に延長する第１導電板５２３ａ及び第２導電板５２３ｂが固定されている。第１及び第２導電板５２３ａ、５２３ｂはその上部が一体になっている導電性平板で、下部は各々分離された３つずつの脚で形成されている。また、第１導電板５２３ａの前方には端子Ｔ１、Ｔ３、Ｔ６が設置され、後方には端子Ｔ７、Ｔ８が設置され、第２導電板５２３ｂの前方には端子Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５が設置されている。前述した実施の形態の場合と同様に第１乃至第４端子Ｔ１乃至Ｔ４は各々図４に示された第１固定子巻線群１４１、第２ブラシ１２２、第３ブラシ１３１、第２固定子巻線群１４２に接続され、第５及び第６端子Ｔ５、Ｔ６は直流電源の両極に、そして、第７及び第８端子Ｔ７、Ｔ８は各々第２及び第３端子Ｔ２、Ｔ３に接続されている。
【００４５】
スイッチ板５２１の下部には外板５０１の第１プラグ開口５１４に対応する位置にプラグ収納部材５０３が設置され、プラグ収納部材５０３は後側に形成されたプラグ収納溝５３１、そしてそれに隣接して前側に形成されたストッパー収納溝５３２を備え、プラグ収納溝５３１とストッパー収納溝５３２は連結スロット５３４によって互いに連通し、プラグ収納溝５３１内には端子Ｔ１及びＴ４と各々接続される２つのコネクタピン５３３が固定されている。ストッパー５０５はスイッチ板５２１の第２プラグ開口５２４より横幅が大きい作動部５５１、水平の横方向ビームとなっている接触部５５２、及びこれらを一体に接続する接続部５５３を備え、作動部５５１はストッパー収納溝５３２内に、接触部５５２はプラグ収納溝５３１内に、そして接続部５５３は連結スロット５３４に挿入されるように設置されている。ストッパー収納溝５３２の底面と作動部５５１との間にはストッパースプリング５１８が設置されているためストッパー５０５には上向きの偏向力が作用される。プラグ収納部材５０３と導電板５２３ａ、５２３ｂの間のスイッチ板５２１の下面にはスプリング支持板５２６が備えられ、スプリング支持板５２６とプラグ収納部材５０３の間にはスプリング５０８が設置されている。プラグ収納部材５０３は取付け部５１１を利用して支持フレーム５１０に固定されていて、スイッチ部材５０２には前方への偏向力が作用される。
【００４６】
以上のような構成を有するスイッチ部５００は、次のように切換えられる。先ず、最初に外部電源プラグがスイッチ部５００に接続されていない状態で、スイッチ板５２１は前方に位置するが、このとき端子Ｔ１、Ｔ３、Ｔ６は第１導電板５２３ａによって接続され、端子Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５は第２導電板５２３ｂによって互いに接続される。即ち、スイッチ部内の接続状態は図２２に示すような状態となり、直列接続された固定子巻線群１４１、第１整流子１２０及び第１アーマチュア巻線１１１と、直列接続された第２アーマチュア巻線１１２、第２整流子１３０及び第２固定子巻線群１４２とは、図７（Ｂ）に示すように並列接続状態となる。
【００４７】
一方、外部の交流電源を供給しようとする場合には、ノブ開口５１２を通じて突出されたノブ５２２を後方に押せば、ストッパー開口５２５がストッパー収納溝５３２上に位置した時、ストッパースプリング５１８の上方への偏向力によってストッパー５０５が上方に押上げられてストッパー収納溝５３２に係合されることで、スイッチ部材５０２はその位置に停止され、このときスイッチ板５２１の第２プラグ開口５２４は外板５０１のプラグ開口５１４の下に、そしてプラグ収納溝５３１の上部に位置する。次に、電源プラグをコネクタピン５３３に差し込むために第１、第２プラグ開口５１４、５２４を通じてプラグ収納溝５３１内に挿入すれば、プラグ本体は接触部５５２を下方に押してストッパー開口５２５からストッパー５０５が抜け出されるようになる。このとき、スイッチ板５２１の第２プラグ開口５２４の縦方向の幅１（エル）が外板５０１の第１プラグ開口５１４の縦方向の幅１’（エル）より大きいため、スイッチ板５２１はスプリング５０８の偏向力によって第１プラグ開口５１４の内周部がコネクタピン５３３の差し込まれたプラグ本体に接するまで前方へ移動する。この場合、第１及び第２導電板５２３ａ、５２３ｂは第１乃至第６端子（Ｔ１乃至Ｔ６）から分離されると共に第７及び第８端子に第１導電板５２３ａが接することで、スイッチ部内の接続状態は図２３に示すようになる。従って、モーターには交流電源が供給され、直列接続された固定子巻線群１４１、第１整流子１２０及び第１アーマチュア巻線１１１と、直列接続された第２アーマチュア巻線１１２、第２整流子１３０及び第２固定子巻線群１４２とは直列接続される。
【００４８】
以上では、掃除機の本体内部にバッテリーが内蔵され、外部の交流電源を供給しようとする場合にはコードモジュールを装着させるか、またはコードを接続させる本発明の実施の形態におけるいくつかのスイッチ部の構成とその接続状態の切換について説明したが、以下ではバッテリーを着脱することで交流及び直流、それによる高電圧及び低電圧電源を兼用し得る真空掃除機及びスイッチ部の構成について図２６乃至図３２を参照して説明する。
【００４９】
図２６には本発明の更に他の実施の形態によって、バッテリーを着脱することで直流と交流電源の兼用が可能で、従って、低電圧及び高電圧電源に兼用され得るモーターを具備する真空掃除機本体６０１の概略的な側断面図が示されている。図２６において図面符号６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７は各々分離壁、集塵室、電動送風室、ユニバーサルモーター、電動送風機及びスイッチ部である。スイッチ部６０７は図２７及び図２８に示すように内側ケース６２５と、外側ケース６２３、そして、その間に内蔵されたスイッチ部材６２１を具備する。内側ケース６２５には金属導電板からなった第１乃至第４内側端子Ｑ１乃至Ｑ４が具備され、掃除機本体６０１のハウジング後面に一体となっている外側ケース６２３には上記第１乃至第４内側端子Ｑ１乃至Ｑ４に対応する位置に第１乃至第４外側端子０１、０２、０３、０４が具備され、外側ケース６２３の中央には突出部開口６２８が形成されている。
【００５０】
また、スイッチ部材６２１は各々対応する内側及び外側端子の間に位置され、互いに分離された第１乃至第４端子Ｔ１乃至Ｔ４を具備し、スイッチ部材６２１の中央には上記第１乃至第４端子間Ｔ１乃至Ｔ４の間隔を維持する基底板６２６が具備され、基底板６２６上には突出部開口６２８を貫通して外側に突出する突出部６２２が形成されている。
【００５１】
図２９には上記のような構成を備えたスイッチ部６０７内の各々の端子間の回路構成が線図として概略的に示されている。同図に示されたように、外側ケース６２３内の第２外側端子０２と第３外側端子０３は電気的に接続され、第１外側端子０１と第４外側端子０４は交流電源プラグの両端子と接続され外部交流電源に接続されるようになっており、内側ケース６２５内の第１内側端子Ｑ１と第３内側端子Ｑ３は互いに接続された後第１直流電源端子ＢＱ１に、そして第２内側端子Ｑ２と第４内側端子Ｑ４は互いに接続された後第２直流電源端子ＢＱ２に各々接続される。また、スイッチ部材６２１の第１乃至第４端子Ｔ１乃至Ｔ４は各々図６及び図７に示された場合と同様に第１固定子巻線群１４１、第２ブラシ１２２、第３ブラシ１３１、そして第２固定子巻線群１４２に接続される。
【００５２】
一方、本体６０１の後面に着脱されるバッテリー６４１は図３１に示すように、上部に取っ手６４４、そして前面に第１乃至第３懸垂部材６４５ａ、６４５ｂ、６４５ｃを具備し、第２懸垂部材６４５ｂの内側下部のバッテリー前面には、バッテリーの両電極を構成し、バッテリー装着時第１直流電源端子ＢＱ１及び第２直流電源端子ＢＱ２と接する第１バッテリー端子ＢＯ１及び第２バッテリー端子ＢＯ２（図３３）が形成されている。第１乃至第３懸垂部材６４５ａ乃至６４５ｃは図３２（Ｂ）に示すようにＴ字形であり、材質は絶縁体からなっている。一方、掃除機本体の後面にはバッテリー装着のための３つのレール６１１が形成されるが、図３２（Ａ）に示すようにスリット６１１ａによって開放された空間６１１ｂを内部に有する構造になっているので、バッテリー装着時には第１乃至第３懸垂部材６４５ａ乃至６４５ｃが３つのスリット６１１に係合される。図３４に示すように、掃除機本体６０１の後面下部には重量の重いバッテリー６４１を支持するための支持部材６３１が設置され、図３０に示すように支持部材６３１の本体６３２はバッテリー６４１が置かれるようにＬ字形の平板となっており、その一端部がピボットピン６３３によってヒンジ結合され、他端部には傾斜面６３４が形成され、傾斜面６３４の形成された端部の下側に支持輪６３５が具備され、ピボットピン６３３には板状スプリング（図示せず）が設置されている。
【００５３】
以上の実施の形態において、掃除機とバッテリーの装着、及びそれによるスイッチ部６０７の接続状態を説明すれば、次のとおりである。
【００５４】
先ず、バッテリー６４１を装着していない状態ではスイッチ部６０７は図２７（Ｂ）に示すような状態にあるため、第１乃至第４端子Ｔ１乃至Ｔ４は各々第１乃至第４端子０１、０２、０３、０４に接続され、この時プラグを外部の交流電源に接続すれば、図６に示すように直列接続された固定子巻線群１４１、第１整流子１２０及び第１アーマチュア巻線１１１と、直列接続された第２アーマチュア巻線１１２、第２整流子１３０及び第２固定子巻線群１４２とが直列接続された回路に高電圧の交流電源が供給される状態となる。
【００５５】
一方、バッテリー６４１の第１乃至第３懸垂部材６４５ａ、６４５ｂ、６４５ｃを３つのレール６１１に係合し装着すると、第２懸垂部材６４５ｂが下降しながら突出部６２２を押してスイッチ部６０７内側に後退させ、バッテリー６４１は支持部材６３１の傾斜面６３４をスライドして支持部材６３１を９０゜旋回させながらその上に置かれるようになり、この時、支持輪６３５は床面と接して自由に移動し得るようになる。装着が完了した状態を図３４に示し、この時スイッチ部６０７は図２７（Ａ）に示すような接続状態となる。即ち、第１乃至第４端子Ｔ１乃至Ｔ４は各々第１乃至第４内側端子Ｑ１乃至Ｑ４に各々接続される。従って、直列接続された固定子巻線群１４１、第１整流子１２０及び第１アーマチュア巻線１１１と、直列接続された第２アーマチュア巻線１１２、第２整流子１３０及び第２固定子巻線群１４２とは、互いに並列接続された状態となり、また、掃除機本体後面の第１、第２直流電源端子ＢＱ１、ＢＱ２とバッテリーの前面上の第１、第２バッテリー端子ＢＯ１、ＢＯ２が接するようになって図７に示すような回路が構成される。
【００５６】
なお、本発明においてのモーターを備えた掃除機はバッテリー充電回路を装着することで、掃除機を使用しない時には交流電源を通して充電するのが好ましい。
【００５７】
以上、本発明を具体的な実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、当業者の通常の知識の範囲内でその変形や改良が可能であるのは勿論である。
【００５８】
【発明の効果】
以上のような本発明の構成によれば、本発明のモーターに高電圧が供給される時には第１固定子巻線群１４１、第１ブラシ１２１、第１アーマチュア巻線群１１１、第２ブラシ１２２、第３ブラシ１３１、第２アーマチュア巻線群１１２、第４ブラシ１３２、第２固定子巻線群１４２が互いに直列接続され、低電圧が供給される時には、直列接続された第１固定子巻線群１４１、第１ブラシ１２１、第１アーマチュア巻線１１１及び第２ブラシ１２２と、直列接続された第３ブラシ１３１、第２アーマチュア巻線１１２、第４ブラシ１３２及び第２固定子巻線群１４２とが、互いに並列接続される。
【００５９】
従って、低電圧供給時には高電圧供給時に比べて両電源端子間の負荷が半分に減少し、また、直流／交流に関係なく第１及び第２アーマチュア巻線のターン数の合計は同一であるので、本発明のモーターは低電圧供給時にも高電圧供給時と同一な回転力を発生する。
【００６０】
従って、大容量の重いバッテリーを内蔵しなくても高電圧の交流電源によって駆動されるのと同一の出力を発揮するよう直流電源によって駆動されるだけでなく、別途のアダプターや電源回路無しでも直流／交流兼用として使えるモーターが提供される。
【００６１】
一方、前述した本発明のいくつかの実施の形態におけるスイッチ部の機能によって、上記モーターを具備する掃除機等の電気装置に単純に電源コードを接続させるか、或いはバッテリーを装着することでモーター内部の回路構成が変化し、これによって、簡単な操作だけで要求される使用状態に適応することができ、保管、持ち運び、及び取扱いが簡単な高電圧／低電圧兼用モーターが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のユニバーサルモーターの構成図である。
【図２】図１のモーターのアーマチュア巻線の巻線図である。
【図３】図１のモーターの回路図である。
【図４】本発明に係る高電圧／低電圧兼用モーターの構成図である。
【図５】図４のモーターにおけるアーマチュア巻線の巻線図である。
【図６】高電圧電源が印加された場合における図４のモーターの第１乃至第４端子の接続状態図及び回路構成図である。
【図７】低電圧電源が印加された場合の第１乃至第４端子の接続状態図及び回路構成図である。
【図８】本発明に係るモーターとバッテリーを備えた掃除機にコードリールが装着された一例を示す図である。
【図９】本発明に係るモーターとバッテリーを備えた掃除機にコードリールが装着された一例を示す図である。
【図１０】本発明に係るモーターとバッテリーを備えた掃除機にコードリールが装着された一例を示す図である。
【図１１】本発明に係るモーターとバッテリーを備えた掃除機にコードリールが装着された一例を示す図である。
【図１２】低電圧供給時の本発明の実施の形態においてのスイッチ部の断面図である。
【図１３】高電圧供給時の本発明の実施の形態においてのスイッチ部の断面図である。
【図１４】図１２及び図１３のスイッチ部に備えられた基底板の前面図である。
【図１５】図１２及び図１３のスイッチ部に備えられた基底板の後面図である。
【図１６】低電圧供給時の図１２のスイッチ部の接続状態図である。
【図１７】高電圧供給時の図１２のスイッチ部の接続状態図である。
【図１８】図１４のスイッチ部のプラグ端子に接続される電源コードの概略図である。
【図１９】図１２のスイッチ部の内部のスイッチング部材及び端子の分離斜視図である。
【図２０】図１９の端子の側面図である。
【図２１】本発明の他の実施の形態によるスイッチ部の分離斜視図である。
【図２２】低電圧供給時の図２１のスイッチ部の接続状態図である。
【図２３】高電圧供給時の図２１のスイッチ部の接続状態図である。
【図２４】本発明の更に他の実施の形態によるスイッチ部の分離斜視図である。
【図２５】図２４のスイッチ部のストッパーがプラグ収納部に設置される形態を示す図である。
【図２６】バッテリーが装着された本発明の更に他の実施の形態による掃除機本体の断面図である。
【図２７】図２６の実施例によるスイッチ部の直流及び交流電圧供給時のそれぞれの接続状態図である。
【図２８】図２６のスイッチ部の構成部品の平面図である。
【図２９】図２６のスイッチ部の端子間の接続図である。
【図３０】図２６の掃除機本体後面に具備されたバッテリー支持部材の概略図である。
【図３１】図２６の実施の形態において掃除機本体に装着されるバッテリーの斜視図である。
【図３２】図２６の実施の形態において掃除機本体に装着されるバッテリーの懸垂部材とバッテリー装着レールの概略断面図である。
【図３３】図３２のバッテリーの正面図である。
【図３４】図２６の実施の形態によってバッテリーが装着されたモーターの概略側面図である。
【符号の説明】
１１０ アーマチュア
１１０ａ 回転軸
１１１ アーマチュア巻線
１２０ 第１整流子
１２１ 第１ブラシ
１２２ 第２ブラシ
１３０ 第２整流子
１３１ 第３ブラシ
１３２ 第４ブラシ
１４１ 第１固定子巻線群
１４２ 第２固定子巻線群
１５０ スイッチング部
２０１ 本体
２０２ 直流バッテリー
２０３ コードモジュール
２０４ 高電圧／低電圧兼用モーター
２０７ コードプラグ
２１０ 充電回路
２１２ コードリール
２１８ バッテリー接続端子
２５０ スイッチ部
３０１ スイッチハウジング
３０２ プラグ端子
３０３ スイッチング部材
３０４ａ 第１垂直導電板
３０４ｂ 第２垂直導電板
３０５ 水平導電板
３０８ 固定部材
３１４ スロット
３４０ プラグ
４００ スイッチハウジング
４０１ 上部ケース
４０２ 下部ケース
４０３ プラグ収容部
４０５ スイッチング部材
４０６ スプリング
４０８ 貫通口
５００ スイッチ部
５０１ 外板
５０３ プラグ収納部材
５０５ 固定子
５２１ スイッチ板
５２２ ノブ
５２３ａ 第１導電板
５２３ｂ 第２導電板
５２４ 第２プラグ開口
５２５ 固定子開口
５３２ 収納溝
５３３ コネクタピン
５５１ 作動部
５５２ 接触部
５５３ 接続部
３０１２ 本体部
３０１３ 案内突出部
３０３１ 前方突出部
３０３２ 基底板
３０３３ 凹部
４０５１ 上向きの突出部
４０５２ 横ビーム
４０５３ スナップ部
４０５４ 開口
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気装置のモーターに関し、特に、別途の装置無しでも高電圧及び低電圧電源の両方によって駆動され得る電気装置のモーター及び、これを備えていると同時に高電圧の交流と低電圧の直流を利用して作動させ得る有線／コードレス兼用真空掃除機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に従来の電気装置は、交流電源によって駆動される装置と直流電源によって駆動される装置とに分けられる。特に、小型電気装置である真空掃除機の場合にも、電源コードを通じて供給される高電圧の交流電源を駆動電源として使用する有線真空掃除機と、交流電源を直接利用しないで充電バッテリーを内蔵して交流に比べ低電圧であるバッテリー電源を駆動電源として使用するコードレスの真空掃除機とに分けられる。通常、有線掃除機には直流、交流兼用モーターであるユニバーサルモーターが使用され、コードレス掃除機には小型の直流モーターが使用されている。
【０００３】
図１は従来の電気装置に使用されるユニバーサルモーターの構成図である。同図に示すように、アーマチュア（Ａｒｍａｔｕｅｒ）コア１の軸２の下部に整流子３が結合され、この整流子３の両側に整流子３と接するようにブラシ４ａ、４ｂが設置され、このブラシ４ａ、４ｂに固定子（図示せず）に巻回される固定子巻線５ａ、５ｂが各々接続され、この固定子巻線５ａ、５ｂの他端部が電源端子Ｐ１、Ｐ２に接続され構成されている。
【０００４】
また、図２は従来の電気装置に使用されるモーターの整流子片とアーマチュアコアスロットに巻回されるアーマチュア巻線の巻線図である。同図に示すように、２２個のアーマチュアスロットと２２個の整流子片（一部を図示）の間にアーマチュア巻線１ａがダブルワインディングバックアルファ（ｄｏｕｂｌｅ ｗｉｎｄｉｎｇ ｂａｃｋ ａｌｐｈａ）方法によって巻回されている。ここで、ダブルワインディングとは、１つのスロットに上記アーマチュア巻線１ａが前後に挿入巻回されてそのアーマチュア巻線１ａが閉回路をなすように構成されることをいい、バックアルファとは整流子片のフックに結線される形態をいう。
【０００５】
これにつき、図２を参照しながらより詳細に説明すれば、整流子片ａ１に文字アルファ状に結線されたアーマチュアコイルがアーマチュアスロット（以下、スロットと略称する）１からスロット１２の方向に所定のターン数だけ巻回された後、整流子片ａ２に文字アルファ状に結線され、さらにスロット２からスロット１３の方向に同一ターン数だけ巻回され、以降、同様の方法で各々のスロットに順に巻回された後、最後にスロット２２からスロット１１の方向に巻回された後、整流子片ａ１で結線され、アーマチュアコイル全体が閉回路を構成する方法を言う。従って、各々のアーマチュアスロットには、２つのアーマチュアコイルが同一のターン数だけ互いに反対方向に巻回されている。
【０００６】
一方、上記アーマチュア巻線１ａのターン数はモーターのパワーを決定する。
【０００７】
上記のような従来のモーターの作用につき、図３を参照しながら説明すれば次の通りである。
【０００８】
先ず、電源端子Ｐ１に「＋」電源が印加されれば、電流は固定子巻線５ａを通過した後、ブラシ４ａを通じて整流子３の整流子片に印加される。また、その整流子片のフックを通じてアーマチュア巻線１ａに印加されると共に他側の固定子巻線５ｂを通じて電源端子Ｐ２に流れる。
【０００９】
これにより、固定子巻線５ａ、５ｂに流れる電流方向に応じて固定子鉄芯にＮ極とＳ極の磁性が発生し磁場が形成され、アーマチュアコア１のスロットに挿入されたアーマチュア巻線１ａに流れる電流の方向と上記固定子鉄芯に形成された極性の関係によってフレミングの左手の法則によって一定の方向に回転力が発生する。また、アーマチュアが回転すれば回転体である整流子３と固定体であるブラシ４ａ、４ｂの間の接触部分が連続的に変化しながら上記アーマチュア巻線１ａに対する電流供給点もそのアーマチュアコア１のスロットに沿って連続的にシフトされるが、電流の方向は電流供給点の移動とは関係がないため、アーマチュアは電源が供給される間は一定の方向に回転を続ける。
【００１０】
ここで、アーマチュアの回転方向は、固定子巻線５ａ、５ｂのワインディング方向または固定子巻線５ａ、５ｂと整流子３との結線によって決定されるが、ユニバーサルモーターでは直流だけではなく交流電源が印加されても回転方向は一定である。即ち、交流電源が供給される場合、電流の方向が変われば固定子巻線によって形成される磁場の方向も変わるため、アーマチュアの回転方向は一定である。従って、ユニバーサルモーターでは直流電源及び交流電源を兼用することができる。
【００１１】
しかしながら、電気装置に使用される公共用の交流電源は国によって異なるが、例えば、１１０Ｖまたは２２０Ｖ等のように一般的に高電圧である。これに比べてバッテリーの電源はバッテリーを構成する単位セル（Ｃｅｌｌ）が通常２Ｖを超えられないため、複数個のバッテリーが内部で直列接続され商品化された１２Ｖ、２４Ｖ、４８Ｖ等のバッテリーが使用されている。
【００１２】
従って、バッテリー電源を使用する場合にはバッテリーだけで公共用交流電源に相応する高電圧を得るためには、バッテリーの個数及び重量がそれに比例して大きくならざるを得ず、これに因り、真空掃除機のような小型電気装置の場合には、サイズ及び重量に伴う限界が生じる。従って、従来の小型電気装置、特に真空掃除機は交流電源を使用する真空掃除機とバッテリー電源を使用する真空掃除機とに区分されている。即ち、交流電源を使用する真空掃除機においては電源コードによって外部から交流電源が供給され、この供給電源の高電圧に適合した巻線を有するモーターが使用され所望の出力を得るようになっている。一方、バッテリー電源を使用する真空掃除機においては一般的に電源コードが利用されず、低電圧で所望の出力が得られるモーターが使用されることにより、バッテリーのサイズ及び重量による限界が減少されるようになっている。
【００１３】
そのため、従来の真空掃除機では、家庭用電源を使用する場合には、高電圧専用モーターが、バッテリーを使用する場合には低電圧専用モーターが、それぞれ用いられる。つまり、小型の電気装置、特に真空掃除機においては高電圧電源と低電圧電源とを兼用することができず、これに因り、バッテリー電源と交流電源を兼用することができないという問題点があった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上のような問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、高電圧の交流及び低電圧の直流の両方を利用して作動させ得る高電圧／低電圧兼用モーターを提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、高電圧の交流及び低電圧の直流の両方を利用して作動させ得る高電圧／低電圧兼用モーターを使用し、また、交流又は直流電源によって上記モーターに供給される電源を自動に切換える直流／交流切換スイッチを備えた有線／コードレス兼用掃除機を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の一様態による高電圧／低電圧兼用モーターは、多数のスロットが形成された円筒形の外面を有するアーマチュア；上記アーマチュアを回転可能にするよう上記アーマチュアの中心を貫通する回転軸；上記アーマチュアの両側の上記回転軸の両端部に設置され、それぞれ上記スロットの数に対応する数の第１及び第２整流子片を備えた第１及び第２整流子；上記アーマチュアスロットと上記第１整流子片の間に各々ダブルワインディングバックアルファ方法により巻回される第１及び第２アーマチュア巻線；上記第１整流子の両側に上記第１整流子片と接するように配置された第１及び第２ブラシ、そして、上記第２整流子の両側に上記第２整流子片と接するように配置された第３及び第４ブラシ；及び、上記第１及び第２ブラシの各々に接続され、モーターのハウジングに固定された固定子に巻回された第１及び第２固定子巻線群；を含む。
【００１７】
互いに直列接続された第１固定子巻線群、第１整流子及び第１アーマチュア巻線で構成された第１回路が、互いに直列接続された第２アーマチュア巻線、第２整流子及び第２固定子巻線群で構成された第２回路に対し、モーターに第１電圧が印加される時は直列に、そして、モーターに上記第１電圧より低い第２電圧が印加される時には並列に接続される。
【００１８】
本発明の他の様態による有線／コードレス兼用真空掃除機は、集塵室と電動送風室が隔壁により分離形成され、交流電源を供給されるための接続端子が形成されている本体；上記本体の上記電動送風室内に配置され、回転軸の一端部に送風ファンが取り付けられ、高電圧の交流及び低電圧の直流を用いて塵を含む外気を吸入するためのモーター；上記本体の上記集塵室内に配置され、上記モーターの送風ファンにより吸入された外気から塵を収集するための塵袋；上記モーターの一側に配置され、上記モーターに低電圧の直流を供給するためのバッテリー；及び、上記本体の上記塵袋と気密に接続され、一端部には塵吸入用ブラシが装着され、塵を含む外気を塵袋に案内するための延長管；を備えている。
【００１９】
また、上記有線／コードレス兼用真空掃除機は、上記本体の後方壁部に着脱可能に装着され、上記モーターに高電圧の交流を供給するためのコードリールをさらに備えている。
【００２０】
上記有線／コードレス兼用真空掃除機は、上記本体の後方壁部に設けられ、上記モーターに高電圧の交流を供給するために上記コードリールの１つのプラグを上記本体の接続端子と接続する時は、上記バッテリーと上記モーターとの接続を短絡させ、上記モーターと上記コードリールとを接続させる一方、上記モーターに低電圧の直流を供給するために上記コードリールの１つのプラグを上記本体の接続端子から分離する時は、上記モーターと上記コードリールとの接続を短絡させ、上記モーターと上記バッテリーとを接続させるための直流／交流切換スイッチを含む。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態による高電圧／低電圧兼用モーターについて詳細に説明する。
【００２２】
図４は本発明に係る高電圧／低電圧兼用モーターの回路系統図である。 上記高電圧／低電圧兼用モーターは、モーターハウジング内に円筒形の外面に２２個のスロットが形成されたアーマチュア１１０を備えている。アーマチュア１１０が回転し得るようにアーマチュア１１０の中心を回転軸１１０ａが貫通し、アーマチュア１１０両側の回転軸１１０ａの下部及び上部には各々第１整流子１２０及び第２整流子１３０が設置され、各々の整流子は上記スロットに対応する２２個の整流子片を備えている。第１整流子１２０の両側には第１、第２ブラシ１２１、１２２が第１整流子１２０と接するように設置され、第２整流子１３０の両側には２つの第３、第４ブラシ１３１、１３２が第２整流子１３０と接するように設置されている。
【００２３】
また、モーターハウジングに固定されている固定子には２つの群の固定子巻線が巻回されるが、第１固定子巻線群１４１の一側は第１ブラシ１２１に、他側は第１端子Ｔ１にそれぞれ接続され、第２固定子群１４２の一側は第４ブラシ１３２に、他側は第４端子Ｔ４にそれぞれ接続される。また、第２ブラシ１２２は第２端子Ｔ２に接続され、第３ブラシ１３１は第３端子Ｔ３に接続される。
【００２４】
一方、図５に示すように、アーマチュア１１０の円筒形の外面に形成されたアーマチュアスロットには第１、第２アーマチュア巻線１１１、１１２が各々前述のようなダブルワインディングバックアルファ方法によって巻回されるが、第１アーマチュア巻線１１１は第１整流子１２０の整流子片に結線され、第２アーマチュア巻線１１２は第２整流子１３０の整流片に結線される。
【００２５】
各々のアーマチュアスロットに巻回されるアーマチュア巻線のターン数は前述のようにアーマチュアの回転力、即ち、モーターの動力を決定し、第１整流子１２０と第２整流子１３０との直、並列接続に関係なく、第１アーマチュア巻線１１１と第２アーマチュア巻線１１２の各々のスロット当りのターン数の合計は同一であるのでアーマチュアの回転力も直、並列に関係なく同一である。
【００２６】
また、本発明に係る高電圧／低電圧兼用モーターは図６及び図７に示すようなスイッチング部１５０をさらに備える。スイッチング部１５０はモーターに高電圧が印加される場合には図６（Ａ）に示すように第２端子Ｔ２と第３端子Ｔ３を接続することで、図６（Ｂ）に示すように互いに直列接続された固定子巻線群１４１、第１整流子１２０及び第１アーマチュア巻線１１１と、直列接続された第２アーマチュア巻線１１２、第２整流子１３０及び第２固定子巻線群１４２とが直列接続されるようにしている。
【００２７】
一方、モーターに低電圧が印加される場合には図７（Ａ）に示すように第１端子Ｔ１と第３端子Ｔ３、そして第２端子Ｔ２と第４端子Ｔ４を各々接続することで、図７（Ｂ）に示すように直列接続された固定子巻線群１４１、第１整流子１２０及び第１アーマチュア巻線１１１と、互いに直列接続された第２アーマチュア巻線１１２、第２整流子１３０及び第２固定子巻線群１４２とが並列接続されるようにする。
【００２８】
一方、上記ブラシは上記第１整流子１２０の両側に結合される第１及び第２ブラシ１２１、１２２が上記第２整流子１３０の両側に結合される第３及び第４ブラシ１３１、１３２より所定数の整流子片分だけ先行するように設置される。例えば、図５に示すように整流子片が２２個で、アーマチュアスロットが２２個の場合に３個の整流子片を先行するように設置することができる。
【００２９】
本発明のモーターを具備し、バッテリーが内蔵された真空掃除機においては、図８乃至図１１に示すように、電源コードモジュールを利用して高電圧の交流電流を供給または遮断することができる。
【００３０】
図８及び図９には上記電源コード内蔵モジュールが装着された掃除機の部分断面が含まれた正面図及び平面図が示されている。
【００３１】
図８及び図９に示すように、上記掃除機はコードリール２１２上部にトランス及び充電回路２１０を備え、本体２０１とコードモジュール２０３の間には直流バッテリー接続端子２１８が設置される。直流バッテリー接続端子２１８は図９の部分拡大図に示すように２対の（＋）、（−）端子２２２、２２４からなっている。
【００３２】
図１０及び図１１は各々図８及び図９のＸ−Ｘ線及びＹ−Ｙ線による掃除機本体２０１の断面図である。図１０及び図１１に示すように、上記真空掃除機は本体２０１内に直流バッテリー２０２と本発明に係る高電圧／低電圧兼用モーター２０４とを備えている。また、直流と交流の電源切換による直流／交流自動切換スイッチ２５０が本体２０１後部の一側に備えられている。使用に際して、高電圧である外部交流電源を使用する場合には掃除機本体２０１にコードモジュール２０３を装着して直流バッテリー接続端子２１８がオープンとされるようにし、掃除機本体２０１のスイッチ部２５０にコードモジュール２０３から引き出したコードプラグ２０７を挿入することで、スイッチ部２５０は自動的に交流電源供給のための接続状態に切換えられる。低電圧である直流電源を使用しようとする場合にはコードプラグ２０７を引き出してコードモジュール２０３を分離すれば直流電源供給のための接続状態に自動復帰される。
【００３３】
以下、本発明による実施例として、スイッチング部の具体的な構成及びその設置形態を真空掃除機に応用した例について詳細に説明する。以下の説明では、低電圧電源は真空掃除機に内蔵または装着されているバッテリーから供給され、高電圧電源は電源コードを通じて外部から供給されるとの仮定のもとで説明される。
【００３４】
図１２乃至図２０には本発明の一実施例によるスイッチ部の構成が示されている。
【００３５】
上記スイッチング部は、図１２及び図１３に示すように、スイッチハウジング３０１を含み、スイッチハウジング３０１は本体部３０１２と、本体部３０１２に一体に形成され外部電源コードのプラグが収納される収納部３０１１を備え、本体部３０１２の内部中央には案内突出部３０１３が形成されている。スイッチハウジング３０１内にはまたスイッチング部材３０３が備えられ、スイッチング部材３０３は前方突出部３０３１と基底板３０３２を備えている。基底板３０３２の前面両側には、図１４及び図１５に示すように、縦方向に延長する第１、第２垂直導電板３０４ａ、３０４ｂが付着され、基底板３０３２の後面下部には水平導電板３０５が付着されている。
【００３６】
前方突出部３０３１は収納部３０１１内に前後方向への移動が可能に挿入され、基底板３０３２の中央には前方突出部３０３１の内側に凹部３０３３が形成され、凹部３０３３内には案内突出部３０１３が挿入されている。ハウジング３０１の本体部３０１２の後面には固定部材３０８が固定され、固定部材３０８によって固定される２つのプラグ端子３０２が固定部材３０８の後側から、本体部３０１２の案内突出部３０１３、凹部３０３３、そしてスイッチング部材３０３の前方突出部３０３１を順に貫通して収納部３０１１内に延長されている。プラグ端子３０２は長方形の板状導電体であり、図１８に示すように、収納部３０１１内に収納される電源プラグ３４０は、２つのプラグ端子３０２が挿入されるように２つのスロット３１４を備える。案内突出部３０１３と凹部３０３３の底面の間にはスプリング３０７が設置されているのでスイッチング部材３０３には前方、即ち、図１２の右側方向への偏向力が作用する。
【００３７】
一方、基底板３０３２の両側には６つの端子Ｔ１乃至Ｔ６が設置されている。図１９、図２０（Ａ）及び図２０（Ｂ）に示すように、上記端子Ｔ１、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６は前面にのみ上記垂直導電板３０４ａ、３０４ｂと接触し得る前面接触板を有している端子である［図２０（Ａ）］。端子Ｔ２、Ｔ３は上記垂直導電板３０４ａ、３０４ｂと接触し得る前面接触板と共に上記水平導電板３０５と接触し得る後面接触板を有している端子である［図２０（Ｂ）］。一方、スイッチング部材３０３の後方位置で第２端子Ｔ２と第３端子Ｔ３は水平導電板３０５と接することで互いに接続されるか、若しくはスイッチング部材３０３の前方位置で第１端子Ｔ１、第３端子Ｔ３、第６端子Ｔ６が第１垂直導電板３０４ａに接することで互いに接続され、第２、第４、第５端子Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５が第２垂直導電板３０４ｂに接合することで互いに接続されるようになっている。ここで、端子Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４は図４、図６、図７、図１６及び図１７での同一符号によって表示された端子と同一である。即ち、図４によれば、第１端子Ｔ１は第１固定子巻線群１４１に接続され、第２端子Ｔ２は第２ブラシ１２２に接続され、第３端子Ｔ３は第３ブラシ１３１に接続され、第４端子Ｔ４は第２固定子巻線群１４２に接続される。また、第５端子Ｔ５と第６端子Ｔ６は各々掃除機内部に内蔵されたバッテリー電源の両極に接続され、第１端子Ｔ１と第４端子Ｔ４はスイッチハウジング３０１の中を貫通する１つずつのプラグ端子３０２に各々接続される。
【００３８】
以上のような本実施の形態におけるスイッチは、次のように切換えられる。即ち、電源コードのプラグ３４０が挿入されていない状態では、図１２に示すように、スプリング３０７の偏向力によってスイッチング部材は前方に位置することになり、従って、端子Ｔ１、Ｔ３、Ｔ６が第１垂直導電板３０４ａによって、そして、端子Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５が第２垂直導電板３０４ｂによって互いに接続される。従って、端子の接続状態は図１６に示すように、直流電源が供給されると共にモーター内の回路構成は図７（Ｂ）のように直列接続された固定子巻線群１４１、第１整流子１２０及び第１アーマチュア巻線１１１と、直列接続された第２アーマチュア巻線１１２、第２整流子１３０及び第２固定子巻線群１４２とが、並列接続された状態となる。反面、電源コードのプラグ３４０を挿入すれば、図１３に示すようにスイッチング部材３０３はプラグ３４０によって押されて後方位置に後退し、プラグ端子３０２はプラグ３４０のスロット３１４内に挿入されて交流電源と接続され、端子Ｔ２、Ｔ３はスイッチング部材３０３後面の水平導電板３０５によって相互接続される。従って、端子の接続状態は図１７に示すようになって交流電源が供給されると共に、モーター内の回路構成は図６（Ｂ）のように直列接続された固定子巻線群１４１、第１整流子１２０及び第１アーマチュア巻線１１１と、直列接続された第２アーマチュア巻線１１２、第２整流子１３０及び第２固定子巻線群１４２とが直列接続された状態になる。
【００３９】
図２１には本発明の他の実施の形態による高電圧／低電圧兼用モーターの直流／交流切換スイッチ部が示されている。上記スイッチ部は上部ケース４０１と下部ケース４０２からなったスイッチハウジング４００を含む。上部ケース４０１の外面にはプラグ収容部４０３が形成され、プラグ収容部４０３内には電源プラグが収容されている場合、電源プラグのスロット内に挿入されて外部の交流電源と電気的に接続される２つのコネクタピン４０９ａ、４０９ｂが固定されている。上部ケース４０１の中央にはプラグ収容部４０３の下に貫通口４０８が形成され、プラグ収容部４０３の後側の両側に各々３つずつの端子Ｔ１、Ｔ３、Ｔ６及び端子Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５が設置され、第１コネクタピン４０９ａは端子Ｔ１に、そして、第２コネクタピン４０９ｂは端子Ｔ４に各々接続されている。下部ケース４０２には端子Ｔ７、Ｔ８が備えられており、端子Ｔ７は端子Ｔ２に、そして、端子Ｔ８は端子Ｔ３に電気的に接続されている。スイッチハウジング４００内にはスイッチング部材４０５と２つの導電板４０７ａ、４０７ｂが備えられている。スイッチング部材４０５は長方形板が直立形態の横ビーム部分４０５２と横ビーム部分４０５２の中央から上方に突出し、上部ケース４０１の貫通口４０８内に挿入される上向きの突出部４０５１、そして横ビーム部分４０５２の中央から後方に突出するスナップ部４０５３を有する。横ビーム部分の中央両側には各々３つずつの開口４０５４が形成され、スナップ部４０５３にはスプリング４０６が設置され、上向きの突出部４０５１の前面上部端には傾斜面が形成されている。上部ケース４０１、下部ケース４０２の両側中央の内側には案内溝４１１、４１２が形成され、上記案内溝４１１、４１２によって構成されスイッチハウジングの両側中央内部に形成される案内溝には横ビーム部分４０５２の両端部が挿入され上下移動が可能になる。なお、案内溝４１１は下面側に向けた溝であり、図２１では図示されていない。
【００４０】
導電板４０７ａ、４０７ｂは導電性導体からなり、各々１つの板４０７ａ、４０７ｂとして一体となっている前方部分と、互いに分離された３つの脚で構成される後方部分とを備えることにより、各々の導電板は各々の脚に接触される端子を電気的に接続する機能をする。第１導電板４０７ａの後方部分は脚Ｌ１、Ｌ３、Ｌ６を備え、第２導電板４０７ｂの後方部分は脚Ｌ２、Ｌ４、Ｌ５を備えている。各々の脚は横ビーム４０５２の開口４０５４に各々挿入され、その端部Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６が端子Ｔ１乃至Ｔ８と接し得る位置まで延長している。
【００４１】
このような構成を有するスイッチング部は、次のように接続状態が切換えられる。
【００４２】
即ち、外部プラグが電源と接続されていない状態では、スイッチング部材４０５はスプリング４０６によって上方に圧迫され、上向きの突出部４０５１が貫通口４０８を通じて上部ケース４０１の外部に突出され、第１導電板４０７ａの脚Ｌ１、Ｌ３、Ｌ６の端部Ｃ１、Ｃ３、Ｃ６は端子Ｔ１、Ｔ３、Ｔ６に接し、第２導電板４０７ｂの脚Ｌ２、Ｌ４、Ｌ５の端部Ｃ２、Ｃ４、Ｃ５は端子Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５に接する。従って、スイッチ部４００内の接続状態は図２２に示すようになって直流電源が供給され、従って、互いに直列接続された固定子巻線群１４１、第１整流子１２０及び第１アーマチュア巻線１１１と、互いに直列接続された第２アーマチュア巻線１１２、第２整流子１３０及び第２固定子巻線群１４２とが並列接続される。
【００４３】
電源プラグをプラグ収容部４０３に挿入すれば、プラグ本体は先ず突出部４０５１の傾斜面と接して突出部４０５１を下方に押すようになって、スイッチング部材４０５とスイッチング部材４０５の開口４０５４内に挿入された第１及び第２導電板４０７ａ、４０７ｂの脚Ｌ１、Ｌ３、Ｌ６、Ｌ２、Ｌ４、Ｌ５は下方に移動し、従って、脚Ｌ１、Ｌ３、Ｌ６、Ｌ２、Ｌ４、Ｌ５の端部Ｃ１、Ｃ３、Ｃ６、Ｃ２、Ｃ４、Ｃ５は端子Ｔ１、Ｔ３、Ｔ６、Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５と分離され、代わりに端部Ｃ１、Ｃ３が端子Ｔ７、Ｔ８と接するようになる。この時、スイッチ部内の接続状態は図２３に示すようになって外部から交流電源が供給され、２つの整流子１２０、１３０は図６（Ｂ）のように直列接続される。電源プラグをプラグ収容部４０３から引き抜けば、スナップ部４０５３内に設置されたスプリング４０６の偏向力によってスイッチング部材４０５が再び上昇することにより、元の接続状態に復帰される。
【００４４】
図２４、図２５には本発明の更に他の実施の形態によるスイッチ部５００の構成が示されている。上記スイッチ部５００はノブ開口５１２と第１プラグ開口５１４が形成された外板５０１を具備する。外板５０１の内側にはスイッチ部材５０２が設置され、スイッチ部材５０２は上面にノブ５２２が形成されたスイッチ板５２１を具備し、ノブ５２２はノブ開口５１２内に挿入されており、スイッチ板５２１にはノブ５２２の後側に外板５０１の第１プラグ開口５１４に相応し外板５０１の第１プラグ開口５１４より縦方向の幅が大きい、即ち、１＞１’（いずれも小文字のエル）である第２プラグ開口５２４が形成され、スイッチ板５２１の第２プラグ開口５２４とノブ５２２の間には第２プラグ開口５２４に隣接してストッパー開口５２５が形成されている。ストッパー開口５２５の横幅は第２プラグ開口５２４の横幅より大きい。スイッチ板５２１の前側下部には鉛直方向に延長する第１導電板５２３ａ及び第２導電板５２３ｂが固定されている。第１及び第２導電板５２３ａ、５２３ｂはその上部が一体になっている導電性平板で、下部は各々分離された３つずつの脚で形成されている。また、第１導電板５２３ａの前方には端子Ｔ１、Ｔ３、Ｔ６が設置され、後方には端子Ｔ７、Ｔ８が設置され、第２導電板５２３ｂの前方には端子Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５が設置されている。前述した実施の形態の場合と同様に第１乃至第４端子Ｔ１乃至Ｔ４は各々図４に示された第１固定子巻線群１４１、第２ブラシ１２２、第３ブラシ１３１、第２固定子巻線群１４２に接続され、第５及び第６端子Ｔ５、Ｔ６は直流電源の両極に、そして、第７及び第８端子Ｔ７、Ｔ８は各々第２及び第３端子Ｔ２、Ｔ３に接続されている。
【００４５】
スイッチ板５２１の下部には外板５０１の第１プラグ開口５１４に対応する位置にプラグ収納部材５０３が設置され、プラグ収納部材５０３は後側に形成されたプラグ収納溝５３１、そしてそれに隣接して前側に形成されたストッパー収納溝５３２を備え、プラグ収納溝５３１とストッパー収納溝５３２は連結スロット５３４によって互いに連通し、プラグ収納溝５３１内には端子Ｔ１及びＴ４と各々接続される２つのコネクタピン５３３が固定されている。ストッパー５０５はスイッチ板５２１の第２プラグ開口５２４より横幅が大きい作動部５５１、水平の横方向ビームとなっている接触部５５２、及びこれらを一体に接続する接続部５５３を備え、作動部５５１はストッパー収納溝５３２内に、接触部５５２はプラグ収納溝５３１内に、そして接続部５５３は連結スロット５３４に挿入されるように設置されている。ストッパー収納溝５３２の底面と作動部５５１との間にはストッパースプリング５１８が設置されているためストッパー５０５には上向きの偏向力が作用される。プラグ収納部材５０３と導電板５２３ａ、５２３ｂの間のスイッチ板５２１の下面にはスプリング支持板５２６が備えられ、スプリング支持板５２６とプラグ収納部材５０３の間にはスプリング５０８が設置されている。プラグ収納部材５０３は取付け部５１１を利用して支持フレーム５１０に固定されていて、スイッチ部材５０２には前方への偏向力が作用される。
【００４６】
以上のような構成を有するスイッチ部５００は、次のように切換えられる。先ず、最初に外部電源プラグがスイッチ部５００に接続されていない状態で、スイッチ板５２１は前方に位置するが、このとき端子Ｔ１、Ｔ３、Ｔ６は第１導電板５２３ａによって接続され、端子Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５は第２導電板５２３ｂによって互いに接続される。即ち、スイッチ部内の接続状態は図２２に示すような状態となり、直列接続された固定子巻線群１４１、第１整流子１２０及び第１アーマチュア巻線１１１と、直列接続された第２アーマチュア巻線１１２、第２整流子１３０及び第２固定子巻線群１４２とは、図７（Ｂ）に示すように並列接続状態となる。
【００４７】
一方、外部の交流電源を供給しようとする場合には、ノブ開口５１２を通じて突出されたノブ５２２を後方に押せば、ストッパー開口５２５がストッパー収納溝５３２上に位置した時、ストッパースプリング５１８の上方への偏向力によってストッパー５０５が上方に押上げられてストッパー収納溝５３２に係合されることで、スイッチ部材５０２はその位置に停止され、このときスイッチ板５２１の第２プラグ開口５２４は外板５０１のプラグ開口５１４の下に、そしてプラグ収納溝５３１の上部に位置する。次に、電源プラグをコネクタピン５３３に差し込むために第１、第２プラグ開口５１４、５２４を通じてプラグ収納溝５３１内に挿入すれば、プラグ本体は接触部５５２を下方に押してストッパー開口５２５からストッパー５０５が抜け出されるようになる。このとき、スイッチ板５２１の第２プラグ開口５２４の縦方向の幅１（エル）が外板５０１の第１プラグ開口５１４の縦方向の幅１’（エル）より大きいため、スイッチ板５２１はスプリング５０８の偏向力によって第１プラグ開口５１４の内周部がコネクタピン５３３の差し込まれたプラグ本体に接するまで前方へ移動する。この場合、第１及び第２導電板５２３ａ、５２３ｂは第１乃至第６端子（Ｔ１乃至Ｔ６）から分離されると共に第７及び第８端子に第１導電板５２３ａが接することで、スイッチ部内の接続状態は図２３に示すようになる。従って、モーターには交流電源が供給され、直列接続された固定子巻線群１４１、第１整流子１２０及び第１アーマチュア巻線１１１と、直列接続された第２アーマチュア巻線１１２、第２整流子１３０及び第２固定子巻線群１４２とは直列接続される。
【００４８】
以上では、掃除機の本体内部にバッテリーが内蔵され、外部の交流電源を供給しようとする場合にはコードモジュールを装着させるか、またはコードを接続させる本発明の実施の形態におけるいくつかのスイッチ部の構成とその接続状態の切換について説明したが、以下ではバッテリーを着脱することで交流及び直流、それによる高電圧及び低電圧電源を兼用し得る真空掃除機及びスイッチ部の構成について図２６乃至図３２を参照して説明する。
【００４９】
図２６には本発明の更に他の実施の形態によって、バッテリーを着脱することで直流と交流電源の兼用が可能で、従って、低電圧及び高電圧電源に兼用され得るモーターを具備する真空掃除機本体６０１の概略的な側断面図が示されている。図２６において図面符号６０２、６０３、６０４、６０５、６０６、６０７は各々分離壁、集塵室、電動送風室、ユニバーサルモーター、電動送風機及びスイッチ部である。スイッチ部６０７は図２７及び図２８に示すように内側ケース６２５と、外側ケース６２３、そして、その間に内蔵されたスイッチ部材６２１を具備する。内側ケース６２５には金属導電板からなった第１乃至第４内側端子Ｑ１乃至Ｑ４が具備され、掃除機本体６０１のハウジング後面に一体となっている外側ケース６２３には上記第１乃至第４内側端子Ｑ１乃至Ｑ４に対応する位置に第１乃至第４外側端子０１、０２、０３、０４が具備され、外側ケース６２３の中央には突出部開口６２８が形成されている。
【００５０】
また、スイッチ部材６２１は各々対応する内側及び外側端子の間に位置され、互いに分離された第１乃至第４端子Ｔ１乃至Ｔ４を具備し、スイッチ部材６２１の中央には上記第１乃至第４端子間Ｔ１乃至Ｔ４の間隔を維持する基底板６２６が具備され、基底板６２６上には突出部開口６２８を貫通して外側に突出する突出部６２２が形成されている。
【００５１】
図２９には上記のような構成を備えたスイッチ部６０７内の各々の端子間の回路構成が線図として概略的に示されている。同図に示されたように、外側ケース６２３内の第２外側端子０２と第３外側端子０３は電気的に接続され、第１外側端子０１と第４外側端子０４は交流電源プラグの両端子と接続され外部交流電源に接続されるようになっており、内側ケース６２５内の第１内側端子Ｑ１と第３内側端子Ｑ３は互いに接続された後第１直流電源端子ＢＱ１に、そして第２内側端子Ｑ２と第４内側端子Ｑ４は互いに接続された後第２直流電源端子ＢＱ２に各々接続される。また、スイッチ部材６２１の第１乃至第４端子Ｔ１乃至Ｔ４は各々図６及び図７に示された場合と同様に第１固定子巻線群１４１、第２ブラシ１２２、第３ブラシ１３１、そして第２固定子巻線群１４２に接続される。
【００５２】
一方、本体６０１の後面に着脱されるバッテリー６４１は図３１に示すように、上部に取っ手６４４、そして前面に第１乃至第３懸垂部材６４５ａ、６４５ｂ、６４５ｃを具備し、第２懸垂部材６４５ｂの内側下部のバッテリー前面には、バッテリーの両電極を構成し、バッテリー装着時第１直流電源端子ＢＱ１及び第２直流電源端子ＢＱ２と接する第１バッテリー端子ＢＯ１及び第２バッテリー端子ＢＯ２（図３３）が形成されている。第１乃至第３懸垂部材６４５ａ乃至６４５ｃは図３２（Ｂ）に示すようにＴ字形であり、材質は絶縁体からなっている。一方、掃除機本体の後面にはバッテリー装着のための３つのレール６１１が形成されるが、図３２（Ａ）に示すようにスリット６１１ａによって開放された空間６１１ｂを内部に有する構造になっているので、バッテリー装着時には第１乃至第３懸垂部材６４５ａ乃至６４５ｃが３つのスリット６１１に係合される。図３４に示すように、掃除機本体６０１の後面下部には重量の重いバッテリー６４１を支持するための支持部材６３１が設置され、図３０に示すように支持部材６３１の本体６３２はバッテリー６４１が置かれるようにＬ字形の平板となっており、その一端部がピボットピン６３３によってヒンジ結合され、他端部には傾斜面６３４が形成され、傾斜面６３４の形成された端部の下側に支持輪６３５が具備され、ピボットピン６３３には板状スプリング（図示せず）が設置されている。
【００５３】
以上の実施の形態において、掃除機とバッテリーの装着、及びそれによるスイッチ部６０７の接続状態を説明すれば、次のとおりである。
【００５４】
先ず、バッテリー６４１を装着していない状態ではスイッチ部６０７は図２７（Ｂ）に示すような状態にあるため、第１乃至第４端子Ｔ１乃至Ｔ４は各々第１乃至第４端子０１、０２、０３、０４に接続され、この時プラグを外部の交流電源に接続すれば、図６に示すように直列接続された固定子巻線群１４１、第１整流子１２０及び第１アーマチュア巻線１１１と、直列接続された第２アーマチュア巻線１１２、第２整流子１３０及び第２固定子巻線群１４２とが直列接続された回路に高電圧の交流電源が供給される状態となる。
【００５５】
一方、バッテリー６４１の第１乃至第３懸垂部材６４５ａ、６４５ｂ、６４５ｃを３つのレール６１１に係合し装着すると、第２懸垂部材６４５ｂが下降しながら突出部６２２を押してスイッチ部６０７内側に後退させ、バッテリー６４１は支持部材６３１の傾斜面６３４をスライドして支持部材６３１を９０゜旋回させながらその上に置かれるようになり、この時、支持輪６３５は床面と接して自由に移動し得るようになる。装着が完了した状態を図３４に示し、この時スイッチ部６０７は図２７（Ａ）に示すような接続状態となる。即ち、第１乃至第４端子Ｔ１乃至Ｔ４は各々第１乃至第４内側端子Ｑ１乃至Ｑ４に各々接続される。従って、直列接続された固定子巻線群１４１、第１整流子１２０及び第１アーマチュア巻線１１１と、直列接続された第２アーマチュア巻線１１２、第２整流子１３０及び第２固定子巻線群１４２とは、互いに並列接続された状態となり、また、掃除機本体後面の第１、第２直流電源端子ＢＱ１、ＢＱ２とバッテリーの前面上の第１、第２バッテリー端子ＢＯ１、ＢＯ２が接するようになって図７に示すような回路が構成される。
【００５６】
なお、本発明においてのモーターを備えた掃除機はバッテリー充電回路を装着することで、掃除機を使用しない時には交流電源を通して充電するのが好ましい。
【００５７】
以上、本発明を具体的な実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、当業者の通常の知識の範囲内でその変形や改良が可能であるのは勿論である。
【００５８】
【発明の効果】
以上のような本発明の構成によれば、本発明のモーターに高電圧が供給される時には第１固定子巻線群１４１、第１ブラシ１２１、第１アーマチュア巻線群１１１、第２ブラシ１２２、第３ブラシ１３１、第２アーマチュア巻線群１１２、第４ブラシ１３２、第２固定子巻線群１４２が互いに直列接続され、低電圧が供給される時には、直列接続された第１固定子巻線群１４１、第１ブラシ１２１、第１アーマチュア巻線１１１及び第２ブラシ１２２と、直列接続された第３ブラシ１３１、第２アーマチュア巻線１１２、第４ブラシ１３２及び第２固定子巻線群１４２とが、互いに並列接続される。
【００５９】
従って、低電圧供給時には高電圧供給時に比べて両電源端子間の負荷が半分に減少し、また、直流／交流に関係なく第１及び第２アーマチュア巻線のターン数の合計は同一であるので、本発明のモーターは低電圧供給時にも高電圧供給時と同一な回転力を発生する。
【００６０】
従って、大容量の重いバッテリーを内蔵しなくても高電圧の交流電源によって駆動されるのと同一の出力を発揮するよう直流電源によって駆動されるだけでなく、別途のアダプターや電源回路無しでも直流／交流兼用として使えるモーターが提供される。
【００６１】
一方、前述した本発明のいくつかの実施の形態におけるスイッチ部の機能によって、上記モーターを具備する掃除機等の電気装置に単純に電源コードを接続させるか、或いはバッテリーを装着することでモーター内部の回路構成が変化し、これによって、簡単な操作だけで要求される使用状態に適応することができ、保管、持ち運び、及び取扱いが簡単な高電圧／低電圧兼用モーターが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のユニバーサルモーターの構成図である。
【図２】図１のモーターのアーマチュア巻線の巻線図である。
【図３】図１のモーターの回路図である。
【図４】本発明に係る高電圧／低電圧兼用モーターの構成図である。
【図５】図４のモーターにおけるアーマチュア巻線の巻線図である。
【図６】高電圧電源が印加された場合における図４のモーターの第１乃至第４端子の接続状態図及び回路構成図である。
【図７】低電圧電源が印加された場合の第１乃至第４端子の接続状態図及び回路構成図である。
【図８】本発明に係るモーターとバッテリーを備えた掃除機にコードリールが装着された一例を示す図である。
【図９】本発明に係るモーターとバッテリーを備えた掃除機にコードリールが装着された一例を示す図である。
【図１０】本発明に係るモーターとバッテリーを備えた掃除機にコードリールが装着された一例を示す図である。
【図１１】本発明に係るモーターとバッテリーを備えた掃除機にコードリールが装着された一例を示す図である。
【図１２】低電圧供給時の本発明の実施の形態においてのスイッチ部の断面図である。
【図１３】高電圧供給時の本発明の実施の形態においてのスイッチ部の断面図である。
【図１４】図１２及び図１３のスイッチ部に備えられた基底板の前面図である。
【図１５】図１２及び図１３のスイッチ部に備えられた基底板の後面図である。
【図１６】低電圧供給時の図１２のスイッチ部の接続状態図である。
【図１７】高電圧供給時の図１２のスイッチ部の接続状態図である。
【図１８】図１４のスイッチ部のプラグ端子に接続される電源コードの概略図である。
【図１９】図１２のスイッチ部の内部のスイッチング部材及び端子の分離斜視図である。
【図２０】図１９の端子の側面図である。
【図２１】本発明の他の実施の形態によるスイッチ部の分離斜視図である。
【図２２】低電圧供給時の図２１のスイッチ部の接続状態図である。
【図２３】高電圧供給時の図２１のスイッチ部の接続状態図である。
【図２４】本発明の更に他の実施の形態によるスイッチ部の分離斜視図である。
【図２５】図２４のスイッチ部のストッパーがプラグ収納部に設置される形態を示す図である。
【図２６】バッテリーが装着された本発明の更に他の実施の形態による掃除機本体の断面図である。
【図２７】図２６の実施例によるスイッチ部の直流及び交流電圧供給時のそれぞれの接続状態図である。
【図２８】図２６のスイッチ部の構成部品の平面図である。
【図２９】図２６のスイッチ部の端子間の接続図である。
【図３０】図２６の掃除機本体後面に具備されたバッテリー支持部材の概略図である。
【図３１】図２６の実施の形態において掃除機本体に装着されるバッテリーの斜視図である。
【図３２】図２６の実施の形態において掃除機本体に装着されるバッテリーの懸垂部材とバッテリー装着レールの概略断面図である。
【図３３】図３２のバッテリーの正面図である。
【図３４】図２６の実施の形態によってバッテリーが装着されたモーターの概略側面図である。
【符号の説明】
１１０ アーマチュア
１１０ａ 回転軸
１１１ アーマチュア巻線
１２０ 第１整流子
１２１ 第１ブラシ
１２２ 第２ブラシ
１３０ 第２整流子
１３１ 第３ブラシ
１３２ 第４ブラシ
１４１ 第１固定子巻線群
１４２ 第２固定子巻線群
１５０ スイッチング部
２０１ 本体
２０２ 直流バッテリー
２０３ コードモジュール
２０４ 高電圧／低電圧兼用モーター
２０７ コードプラグ
２１０ 充電回路
２１２ コードリール
２１８ バッテリー接続端子
２５０ スイッチ部
３０１ スイッチハウジング
３０２ プラグ端子
３０３ スイッチング部材
３０４ａ 第１垂直導電板
３０４ｂ 第２垂直導電板
３０５ 水平導電板
３０８ 固定部材
３１４ スロット
３４０ プラグ
４００ スイッチハウジング
４０１ 上部ケース
４０２ 下部ケース
４０３ プラグ収容部
４０５ スイッチング部材
４０６ スプリング
４０８ 貫通口
５００ スイッチ部
５０１ 外板
５０３ プラグ収納部材
５０５ 固定子
５２１ スイッチ板
５２２ ノブ
５２３ａ 第１導電板
５２３ｂ 第２導電板
５２４ 第２プラグ開口
５２５ 固定子開口
５３２ 収納溝
５３３ コネクタピン
５５１ 作動部
５５２ 接触部
５５３ 接続部
３０１２ 本体部
３０１３ 案内突出部
３０３１ 前方突出部
３０３２ 基底板
３０３３ 凹部
４０５１ 上向きの突出部
４０５２ 横ビーム
４０５３ スナップ部
４０５４ 開口
Claims (19)
- 多数のスロットが形成された円筒形の外面を有するアーマチュア；
上記アーマチュアを回転可能にするよう上記アーマチュアの中心を貫通する回転軸；
上記アーマチュアの両側の上記回転軸の両端部に設置され、それぞれ上記スロットの数に対応する数の第１及び第２整流子片を備えた第１及び第２整流子；
上記アーマチュアスロットと上記第１整流子片の間に各々ダブルワインディングバックアルファ方法により巻回される第１及び第２アーマチュア巻線；
上記第１整流子の両側に上記第１整流子片と接するように配置された第１及び第２ブラシ、そして、上記第２整流子の両側に上記第２整流子片と接するように配置された第３及び第４ブラシ；及び、
上記第１及び第２ブラシの各々に接続され、モーターのハウジングに固定された固定子に巻回された第１及び第２固定子巻線群；を含み、
互いに直列接続された第１固定子巻線群、第１整流子及び第１アーマチュア巻線で構成された第１回路が、互いに直列接続された第２アーマチュア巻線、第２整流子及び第２固定子巻線群で構成された第２回路に対し、モーターに第１電圧が印加される時は直列に、そして、モーターに上記第１電圧より低い第２電圧が印加される時には並列に接続されることを特徴とする高電圧／低電圧兼用モーター。 - 上記第２電圧は、上記第１電圧の１／２であることを特徴とする請求項１記載の高電圧／低電圧兼用モーター。
- 供給される高電圧または低電圧電源に対応して、上記第１回路と上記第２回路の接続状態を直列または並列に切換えるためのスイッチング手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の高電圧／低電圧兼用モーター。
- 上記スイッチング手段は、
内側中央に案内突出部が形成された本体部と、上記本体部と一体に形成され高電圧電源コードのプラグを収納する収納部を備えたスイッチハウジング；
前面両側部に縦方向に延長する第１及び第２導電板が取り付けられ後面下部に第３導電板が取り付けられた基底板と、上記基底板から前方に突出して上記収納部内で前方位置と後方位置の間を往復自在に挿入された前方突出部を備え、上記基底板後面から上記前方突出部の内側に凹部が形成され、上記案内突出部が上記凹部内に挿入されたスイッチング部材；
上記本体部の後側に設置された固定部材によって固定されそこから上記案内突出部、上記凹部、そして上記前方突出部を順に貫通して上記収納部内に延長された２つのプラグ端子；
上記案内突出部と上記凹部の底面との間に設置されたスプリング；
上記基底板の一側に設置され、第１端子は上記第１固定子巻線群と上記プラグ端子に接続され、第３端子は上記第３ブラシに接続され、第６端子は低電圧電源の一電極に接続され、第１及び第６端子は前面接触板を備え、第３端子は前面接触板と後面接触板を具備することで、上記スイッチング部材が後方位置にある時は第３端子が上記第３導電板と接し、上記スイッチング部材が前方位置にある時は第１導電板によって電気的に相互接続される第１、第３、第６端子；及び、
上記基底板の他側に設置され、第２端子は上記第２ブラシに、第４端子は上記第２固定子巻線群と残りの一つの上記プラグ端子に、そして、第５端子は低電圧電源の他の電極に接続され、第４、第５端子は前面接触板を具備し、第２端子は前面接触板と後面接触板を具備することで、上記スイッチング部材が後方位置にある時は第２端子が上記第３導電板と接するようになって上記第３端子と電気的に接続され、上記スイッチング部材が前方位置にある時は第２導電板によって電気的に相互接続される第２、第４、第５端子；を含むことを特徴とする請求項３記載の高電圧／低電圧兼用モーター。 - 上記スイッチング手段は、
外部の高電圧電源コードプラグの両端子と接続される２つのコネクタピンが内部に設置されたプラグ収容部が上部に具備され、上記プラグ収容部の下部に貫通口が形成され、両側面の内側に案内溝が形成された上部ケース；
上記上部ケースに組み立てられ、両側面の内側に上記上部ケースの案内溝と連結される案内溝が形成された下部ケース；
両側に各々３つずつ形成された開口部を有する横ビーム部分と、横ビーム部分の中央から上方に突出され上記貫通口内に挿入され、前面上部の端に傾斜面が形成された上向きの突出部、そして横ビーム部分の中央から後方に延長されスイッチング部材に上方への偏向力を作用させるスプリングが係合されたスナップ部を有し、上記上部ケースと下部ケースの間に設置され、従って、上部位置と下部位置との間を往復し得るスイッチング部材；
各々前方部分は導電性導体板として下部ケースに一体として固定され、後方部分は互いに分離された３つの脚で構成され、３つの脚はそれぞれ上記スイッチング部の一側及び他側の３つずつの開口を貫通して延長する第１及び第２導電板；上記第１導電板の３つの脚に各々対応する位置の上部ケースに設置され、第１端子は上記第１固定子巻線群と上記１つのコネクタピンに接続され、第３端子は第３ブラシに接続され、第６端子は低電圧電源の一電極に接続され、上記スイッチング部材が上部位置にある時上記第１導電板の３つの脚と接することで電気的に相互接続される第１、第３、第６端子；
上記第２導電板の３つの脚に各々対応する位置の上部ケースに設置され、第２端子は第２ブラシに、第４端子は上記第２固定子巻線群と残りの１つの上記コネクタピンに、そして、第５端子は低電圧電源の他の電極にそれぞれ接続され、上記スイッチング部材が上部位置にある時上記第２導電板の３つの脚と接することで電気的に相互接続される第２、第４、第５端子；及び、
上記下部ケースの上記第１導電板の２つの脚の下部に各々分離設置され上記第１導電板が下部位置にある時電気的に相互接続されるように設置され、各々第２端子及び第３端子に接続された第７及び第８端子；を含むことを特徴とする請求項３記載の高電圧／低電圧兼用モーター。 - 上記スイッチング手段は、
ノブ開口と第１プラグ開口が形成された外板；
第１プラグ開口より縦方向の幅が小さい第２プラグ開口と第２プラグ開口の前方に第２プラグ開口より横方向の幅が大きいストッパー開口が形成されたスイッチ板と、上記スイッチ板上のストッパー開口の前方に付着され上記ノブ開口に挿入されたノブと、上記スイッチ板の下面前端部に取り付けられた第１導電板及び第２導電板と、上記第１及び第２導電板の後側に上記スイッチ板の下面に取り付けられたスプリング支持板とを備え、上記ノブを押したり引っ張ったりすることで前方位置と後方位置との間を移動可能であり、上記スイッチング部材の後方位置から外部の高電圧電源プラグが挿入され得るように第１及び第２プラグ開口が連通するスイッチング部材；
連通スロットによって互いに連通するストッパー収納溝及びプラグ収納溝が前側、後側に形成され、上記プラグ収納溝内には外部の高電圧電源プラグに嵌合されプラグの電源端子に接続される２つのコネクタピンが固定され、第１プラグ開口に対応する位置のスイッチ板の下部にプラグ収納溝が位置するように設置され、支持ボスに固定されたプラグ収納部材；
上記スイッチ板が後端位置まで移動した時上記ストッパー開口内に係合され得るように上記第２プラグ開口の横方向の幅より大きく、ストッパー開口の横方向の幅より小さい幅を有し、上記ストッパー収納溝内に挿入された作動部と、上記プラグ収納溝内に挿入された接触部と、上記作動部と上記接触部を一体として連結し上記連結スロット内に挿入される連結部と、上記作動部の下部と上記ストッパー収納溝の底面との間に設置されたストッパースプリングを備えたストッパー；
上記ストッパーと上記スプリング支持板との間に設置され、上記スイッチング部材に前方への偏向力を作用させるスプリング；
上記第１導電板の前方に設置され、第１端子は上記第１固定子巻線群と１つのコネクタピンに、第３端子は上記第３ブラシに、第６端子は低電圧電源の一電極にそれぞれ接続され、上記スイッチング部材が前方位置にある時第１導電板によって電気的に相互接続される第１、第３、第６端子；
上記第２導電板の前方に設置され、第２端子は上記ブラシに、第４端子は上記第２固定子巻線群と残りの１つのコネクタピンに、そして、第５端子は低電圧電源の他の電極にそれぞれ接続され、上記スイッチング部材が前方位置にある時第２導電板によって電気的に相互接続される第２、第４、第５端子；及び、
上記第１導電板の後方に位置し、第７端子は第２端子に接続され、第８端子は第３端子に接続され、上記スイッチング部材が後方位置にある時上記第１導電板に接触することで電気的に相互接続される第７及び第８端子；を含むことを特徴とする請求項３記載の高電圧／低電圧兼用モーター。 - 上記スイッチング手段は、
掃除機本体の後面に具備された第１及び第２直流電源端子；
内側に第１乃至第４内側端子を備え、第１内側端子と第３内側端子は互いに接続されて第１直流電源端子に、第２内側端子と第４内側端子は互いに接続されて第２直流電源端子に各々接続される内側ケース；
上記内側ケースと結合され掃除機本体後面の一部を構成し、内側に第１乃至第４外側端子を備え、第１及び第４外側端子は各々高電圧の交流電源プラグの両端子に接続され、第２及び第３外側端子は電気的に相互接続され、中央に貫通口が形成された外側ケース；
上記内側ケースと上記外側ケースとの間に内蔵され、各々対応する第１乃至第４内側端子と第１乃至第４外側端子との間に配置され、互いに分離された第１乃至第４端子と、上記第１乃至第４端子間の間隔を維持する基底板と、上記基底板と上記内側ケースの間に設置されスイッチング部材に外側方向への偏向力を作用させるスプリングと、上記基底板から上記貫通口を通じて外側に突出する突出部を備え、上記第１、第２、第３、第４端子はそれぞれ上記第１固定子巻線群、第２ブラシ、第３ブラシ及び第２固定子巻線群に接続され、前方位置と後方位置の間を移動可能なスイッチング部材；
上記掃除機の後面に形成された多数のバッテリー装着レール；及び、
掃除機本体の後面に装着されるバッテリーの一面に具備され、バッテリー装着時に上記バッテリー装着レールに係合され上記突出部と接して上記スイッチング部材を後方位置に後退させる多数の懸垂部材と、バッテリー装着時に上記第１及び第２直流電源端子と接する第１及び第２バッテリー端子を備えたバッテリー；を含むことを特徴とする請求項３記載の高電圧／低電圧兼用モーター。 - 上記スイッチング手段は、掃除機本体の後面下端部にヒンジ結合されたピボットピンと、上記ピボットピンによってピボット可能に一端部が掃除機本体に結合され、他端部には傾斜面に形成され、バッテリー装着の際にバッテリーを支持し得るようにＬ字形平板になっている本体部と、上記他端部の近くに支持輪を備えることにより、上記バッテリーがモーター本体の後部に装着される時、上記バッテリーは上記傾斜面を滑るようになることで本体部を回転させ、その上に置かれる支持部材を備えたバッテリー支持手段をさらに含むことを特徴とする請求項７記載の高電圧／低電圧兼用モーター。
- 多数のスロットが形成された円筒形外面を有するアーマチュア；
上記アーマチュアを回転させ得るよう、上記アーマチュアの中心を貫通する回転軸；
上記アーマチュアの両側の上記回転軸の両端部に設置され、それぞれ上記スロットの数に対応する数の第１及び第２整流子片を有する第１及び第２整流子；
上記アーマチュアスロットと上記第１整流子片との間に、それぞれダブルワインディングバックアルファ方法により巻回される第１及び第２アーマチュア巻線；
上記第１整流子の両側に上記第１整流子片と接するように配置された第１及び第２ブラシと、上記第２整流子の両側に上記第２整流子片と接するように配置された第３及び第４ブラシ；
上記第１及び第２ブラシにそれぞれ接続され、モーターのハウジングに固定された固定子に巻回された第１及び第２固定子巻線群；及び、
モーターに高電圧が印加される場合には上記第１回路と第２回路とが直列接続され、モーターに低電圧が印加される場合には上記第１回路と第２回路とが並列接続されるようにするためのスイッチング手段；を備え、
上記スイッチング手段は、
内側中央に案内突出部が形成された本体部と、上記本体部に一列に形成され、高電圧電源コードのプラグが収納され得る収納部を備えたスイッチハウジング；
前面両側部に縦方向に延長する第１及び第２導電板が取り付けられ、後面下部に第３導電板の取り付けられた基底板と、上記基底板より前方に突出して上記収納部内で前方位置と後方位置との間を往復可能に挿入された前方突出部を備え、上記基底板の後面から上記前方突出部の内側に凹部が形成され、上記案内突出部が上記凹部内に挿入されたスイッチング部材；
上記本体部の後側に設置された固定部材により固定され、そこから上記案内突出部、上記凹部、及び上記前方突出部を順に貫通して上記収納部内に延長した２つのプラグ端子；
上記案内突出部と上記凹部の底面との間に設置されたスプリング；
上記基底板の一側に設置され、第１端子は上記第１固定子巻線群と上記プラグ端子に接続され、第３端子は上記第３ブラシに接続され、第６端子は低電圧電源の一電極に接続され、第１及び第６端子は前面接触板を備え、第３端子は前面接触板と後面接触板を備えることにより、上記スイッチング部材が後方位置にあるときは第３端子が上記水平導電板と接し、上記スイッチング部材が前方位置にあるときは第１導電板により電気的に相互接続される第１、第３、第６端子；及び、
上記基底板の他側に設けられ、第２端子は上記第２ブラシに、第４端子は上記第２固定子巻線群と残りの１つの上記プラグ端子に、そして第５端子は低電圧電源の他の電極にそれぞれ接続され、第４、第５端子は前面接触板を備え、第２端子は前面接触板と後面接触板を備えることにより、上記スイッチング部材が後方位置にあるとき第２端子が上記第３導電板と接することになり上記第３端子と電気的に接続され、上記スイッチング部材が前方位置にあるとき第２導電板により電気的に相互接続される第２、第４、第５端子を含むことを特徴とする高電圧／低電圧兼用モーター。 - 多数のスロットが形成された円筒形の外面を有するアーマチュア；
上記アーマチュアを回転可能にするよう上記アーマチュアの中心を貫通する回転軸；
上記アーマチュアの両側の上記回転軸の両端部に設置され、それぞれ 上記スロットの数に対応する数の第１及び第２整流子片を備えた第１及び第２整流子；
上記アーマチュアスロットと上記第１整流子片の間に各々ダブルワインディングバックアルファ方法によって巻回される第１及び第２アーマチュア巻線；
上記第１整流子の両側に上記第１整流子片と接するように配置された第１及び第２ブラシ、そして、上記第２整流子の両側に上記第２整流子片と接するように配置された第３及び第４ブラシ；
上記第１及び第２ブラシにそれぞれ接続され、モーターのハウジングに固定された固定子に巻回された第１及び第２固定子巻線群；及び、
モーターに高電圧が印加される場合は上記第１回路と第２回路が直列接続され、モーターに低電圧が印加される場合は上記第１回路と第２回路が並列接続されるようにしたスイッチング手段；を備え、
上記スイッチング手段は、
外部の高電圧電源がコードプラグの両端子と接続される２つのコネクタピンが内部に設けられたプラグ収容部が上部に備えられ、上記プラグ収容部の下側部分に貫通口が形成され、両側面の内側に案内溝が形成された上部ケース；
上記上部ケースに組み立てられ、両側面の内側に上記上部ケースの案内溝と連結される案内溝が形成された下部ケース；
両側にそれぞれ３つずつ形成された開口部を有する横ビーム部分と、横ビーム部分の中央から上方に突出して上記貫通口内に挿入され、前面上端に斜面の形成された上向きの突出部と、横ビーム部分の中央から後方に延長しスイッチング部材に上方への偏向力を作用させるスプリングが係合されたスナップ部を有し、上記上部ケースと下部ケースとの間に設けられ、上部位置と下部位置との間を往復可能なスイッチング部材；
前方部分は導電性導体板として下部ケースに一体に固定され、後方部分は相互分離された３つの脚からなり、３つの脚は上記スイッチング部の一側及び他側に形成された３つずつの開口をそれぞれ貫通して延長する第１及び第２導電板；
上記第１導電板の３つの脚にそれぞれ対応する位置の上部ケースに設けられ、第１端子は上記第１固定子巻線群と上記１つのコネクタピンに接続され、第３端子は第３ブラシに接続され、第６端子は低電圧電源の一電極に接続され、上記スイッチング部材が上部位置にある時、上記第１導電板の３つの脚と接することで電気的に相互接続される第１、第３、第６端子；
上記第２導電板の３つの脚にそれぞれ対応する位置の上部ケースに設けられ、第２端子は第２ブラシに、第４端子は上記第２固定子巻線群と残りの１つの上記コネクタピンに、また第５端子は低電圧電源の他の電極に接続され、上記スイッチング部材が上部位置にあるとき、上記第２導電板の３つの脚と接することで電気的に相互接続される第２、第４、第５端子；及び、
上記下部ケースの上記第１導電板の２つの脚の下側位置に相互分離して設けられ、上記第１導電板が下部位置にある時、電気的に相互接続されるように設置され、それぞれ第２端子及び第３端子に接続された第７及び第８端子；を含むことを特徴とする高電圧／低電圧兼用モーター。 - 多数のスロットが形成された円筒形の外面を有するアーマチュア；
上記アーマチュアを回転可能にするよう上記アーマチュアの中心を貫通する回転軸；
上記アーマチュアの両側から上記回転軸の両端部に設置され、それぞれ上記スロットの数に対応する数の第１及び第２整流子片を備えた第１及び第２整流子；
上記アーマチュアスロットと上記第１整流子片の間にダブルワインディングバックアルファ方法によってそれぞれ巻回される第１及び第２アーマチュア巻線；
上記第１整流子の両側に上記第１整流子片と接するように配置された第１及び第２ブラシ、そして、上記第２整流子の両側に上記第２整流子片と接するように配置された第３及び第４ブラシ；
上記第１及び第２ブラシにそれぞれ接続され、モーターのハウジングに固定された固定子に巻回された第１及び第２固定子巻線群；及び、
モーターに高電圧が印加される場合は上記第１回路と第２回路が直列接続され、モーターに低電圧が印加される場合は上記第１回路と第２回路が並列接続されるようにしたスイッチング手段；を備え、
上記スイッチング手段は、
ノブ開口と第１プラグ開口が形成された外板；
第１プラグ開口より縦方向の幅が小さい第２プラグ開口と第２プラグ開口の前方に第２プラグ開口より横方向の幅が大きい固定子開口が形成されたスイッチ板と、上記スイッチ板上の上記固定子開口の前方に付着され、上記ノブ開口に挿入されたノブ；
上記スイッチ板の下面前端部に取り付けられた第１導電板及び第２導電板と、上記第１及び第２導電板の後側で上記スイッチ板の下面に取り付けられたスプリング支持板を備え、上記ノブを押したり引っ張ったりすることで前方位置と後方位置の間を移動可能であり、上記スイッチング部材の後方位置から外部の高電圧電源プラグが挿入され得るように第１及び第２プラグ開口が連通するスイッチング部材；
連通スロットによって互いに連通する固定子収納溝及びプラグ収納溝が前側、後側に形成され、上記プラグ収納溝内には、外部の高電圧電源プラグに嵌合されプラグの電源端子に接続される２つのコネクタピンが固定され、第１プラグ開口に対応する位置のスイッチ板の下部にプラグ収納溝が位置するように設置され、支持ボスに固定されたプラグ収納部材；
上記スイッチ板が後端位置まで移動した時上記固定子開口内に係合され得るように上記第２プラグ開口の横方向の幅より大きく、固定子開口の横方向の幅より小さい幅を有し、上記固定子収納溝内に挿入された作動部と、上記プラグ開口内に挿入された接触部と、上記作動部と上記接触部を一体として連結し上記連結スロット内に挿入される連結部と、上記作動部の下部と上記固定子収納溝の底面の間に設置された固定子スプリングとを備えた固定子；
上記固定子と上記スプリング支持板の間に設置され、上記スイッチング部材に前方への偏向力を作用させるスプリング；
上記第１導電板の前方に設置され、第１端子は上記第１固定子巻線群と１つのコネクタピンに、第３端子は上記第３ブラシに、そして第６端子は低電圧電源の一電極にそれぞれ接続され、上記スイッチング部材が前方位置にある時第１導電板によって電気的に相互接続される第１、第３、第６端子；
上記第２導電板の前方に設置され、第２端子は上記ブラシに、第４端子は上記第２固定子巻線群と残りの１つのコネクタピンに、そして、第５端子は低電圧電源の他の電極にそれぞれ接続され、上記スイッチング部材が前方位置にある時第２導電板によって電気的に相互接続される第２、第４、第５端子；及び、
上記第１導電板の後方に位置し、第７端子は第２端子に接続され、第８端子は第３端子に接続され、上記スイッチング部材が後方位置にある時上記第１導電板に接触することで電気的に相互接続される第７端子及び第８端子；を含むことを特徴とする高電圧／低電圧兼用モーター。 - 多数のスロットが形成された円筒形の外面を有するアーマチュア；
上記アーマチュアを回転可能にするよう上記アーマチュアの中心を貫通する回転軸；
上記アーマチュアの両側の上記回転軸の両端部に設置され、それぞれ上記スロットの数に対応する数の第１及び第２整流子片を備えた第１及び第２整流子；
上記アーマチュアスロットと上記第１整流子片の間にダブルワインディングバックアルファ方法によってそれぞれ巻回される第１及び第２アーマチュア巻線；上記第１整流子の両側に上記第１整流子片と接するように配置された第１及び第２ブラシ、そして、上記第２整流子の両側に上記第２整流子片と接するように配置された第３及び第４ブラシ；
上記第１及び第２ブラシにそれぞれ接続され、モーターのハウジングに固定された固定子に巻回された第１及び第２固定子巻線群；及び、
モーターに高電圧が印加される場合は上記第１回路と第２回路が直列接続され、モーターに低電圧が印加される場合は上記第１回路と第２回路が並列接続されるようにしたスイッチング手段；を備え、
上記スイッチング手段は、
掃除機本体の後面に具備された第１及び第２直流電源端子；
内側に第１乃至第４内側端子を備え、第１内側端子と第３内側端子は互いに接続されて第１直流電源端子に、第２内側端子と第４内側端子は互いに接続されて第２直流電源端子に各々接続される内側ケース；
上記内側ケースと結合され掃除機本体の後面の一部を構成し、内側に第１乃至第４外側端子を備え、第１及び第４外側端子はそれぞれ高電圧の交流電源プラグの両端子に接続され、第２及び第３外側端子は電気的に相互接続され、中央に貫通口が形成された外側ケース；
上記内側ケースと上記外側ケースとの間に内蔵され、それぞれ対応する第１乃至第４内側端子と第１乃至第４外側端子との間に配置され、互いに分離された第１乃至第４端子と、上記第１乃至第４端子間の間隔を維持する基底板と、上記基底板と上記内側ケースの間に設置され、スイッチング部材に外側への偏向力を作用させるスプリングと、上記基底板から上記貫通口を通じて外側に突出する突出部を備え、上記第１、第２、第３、第４端子はそれぞれ上記第１固定子巻線群、第２ブラシ、第３ブラシ及び第２固定子巻線群に接続され、前方位置と後方位置の間を移動可能なスイッチング部材；
上記掃除機の後面に形成された多数のバッテリー装着レール；及び、
掃除機本体の後面に装着されるバッテリーの一面に具備され、バッテリー装着時に上記バッテリー装着レールに係合され上記突出部と接して上記スイッチング部材を後方位置に後退させる多数の懸垂部材と、バッテリー装着時に上記第１及び第２直流電源端子と接する第１及び第２バッテリー端子を備えたバッテリー；を含むことを特徴とする高電圧／低電圧兼用モーター。 - 集塵室と電動送風室が隔壁により分離形成され、交流電源を供給されるための接続端子が形成されている本体；
上記本体の上記電動送風室内に配置され、回転軸の一端部に送風ファンが取り付けられ、高電圧の交流及び低電圧の直流を用いて塵を含む外気を吸入するためのモーター；
上記本体の上記集塵室内に配置され、上記モーターの送風ファンにより吸入された外気から塵を収集するための塵袋；
上記モーターの一側に配置され、上記モーターに低電圧の直流を供給するためのバッテリー；及び、
上記本体の上記塵袋と気密に連結され、一端部には塵吸入用ブラシが装着され、塵を含む外気を塵袋に案内するための延長管；を備えることを特徴とする有線／コードレス兼用真空掃除機。 - 上記本体の後方壁部に着脱可能に装着され、上記モーターに高電圧の交流を供給するためのコードリールをさらに備えることを特徴とする請求項１３記載の有線／コードレス兼用真空掃除機。
- 上記本体の後方壁部に設けられ、上記モーターに高電圧の交流を供給するために上記コードリールの１つのプラグを上記本体の接続端子と接続する時は、上記バッテリーと上記モーターとの接続を短絡させ、上記モーターと上記コードリールとを接続させる一方、上記モーターに低電圧の直流を供給するために上記コードリールの１つのプラグを上記本体の接続端子から分離する時は、上記モーターと上記コードリールとの接続を短絡させ、上記モーターと上記バッテリーとを接続させるための直流／交流切換スイッチを含むことを特徴とする請求項１４記載の有線／コードレス兼用真空掃除機。
- 集塵室と電動送風室が隔壁により分離形成されている本体；
上記本体の上記電動送風室内に配置され、回転軸の一端部に送風ファンが取り付けられ、高電圧の交流及び低電圧の直流を用いて塵を含む外気を吸入するためのモーター；
上記本体の上記集塵室内に配置され、上記モーターの送風ファンにより吸入された外気から塵を収集するための塵袋；
上記本体の後方一側に装着され、上記モーターに高電圧の交流を供給するためのコードリール；及び、
上記本体の上記塵袋と気密に連結され、一端部には塵吸入用ブラシが装着され、塵を含む外気を塵袋に案内するための延長管；
を備えることを特徴とする有線／コードレス兼用真空掃除機。 - 上記本体の後方に着脱可能に装着され、上記モーターに低電圧の直流を供給するためのバッテリーをさらに含むことを特徴とする請求項１６記載の有線／コードレス兼用真空掃除機。
- 上記本体の後方に設けられ、上記バッテリーを着脱可能に装着するための結合部材を含み、上記結合部材の所定位置には上記バッテリーを結合部材に装着する時、上記バッテリーと上記モーターとを電気的に接続するための直流／交流切換スイッチが形成されていることを特徴とする請求項１７記載の有線／コードレス兼用真空掃除機。
- 上記本体の後方下端部に旋回可能に設けられ、一側部には輪を備えており、上記本体の後方に上記バッテリーを装着する時、上記バッテリーを支持するための支持部材を含むことを特徴とする請求項１８記載の有線／コードレス兼用真空掃除機。
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