JP2010500069A - スイッチ・モータ組立体 - Google Patents

Abstract

掃除用器具（１）が、吸引空気流を発生させるファンを駆動するよう構成されたモータ（５）と、専用モータ（１３）を備えた駆動可能な攪拌器（１２）を有する掃除機ヘッド（６）とを有する。攪拌器の駆動モータ（１３）は、選択的に操作可能なスイッチ（１８）及びリセット可能な回路遮断器（２０）を有し、これらは、スイッチ（１８）を作動させると、回路遮断器（２０）がリセットされるよう構成されている。ボタン（１６）により、スイッチが作動てると同時に回路遮断器がリセットされる。回路遮断器がモータを引き外すような回路遮断が生じると、ユーザは、ボタンを押す単純な行為により回路遮断器をリセットして攪拌器モータを再始動することができ、それにより別個の制御装置が不要になる。

Description

本発明は、表面処理用器具、例えば掃除機のスイッチ・モータ組立体に関する。

掃除機の大部分は、「直立」形か、国によってはキャニスタ又はバレル（樽）形掃除機と呼ばれる「筒」形のものかのいずれかである。直立形掃除機は、通常、ごみ及びほこり分離装置を収容した本体と、本体に回転可能に取り付けられ且つ汚れ空気入口を備えた掃除機ヘッドと、汚れ空気入口を介して汚れ空気をごみ及びほこり分離装置内に引き込むモータ・ファンユニットとを有し、それにより、ごみ及びほこりを空気流から分離することができ、その後清浄な空気を大気中に放出する。汚れ空気を掃除機中に吸い込ませる汚れ空気入口は、これが掃除されるべき床に向くように下方に差し向けられている。汚れ及びほこり分離装置は、フィルタ袋の形態をしている場合があり、或いは、公知のように変形例として、サイクロン構造体の形態をしている場合がある。本発明は、ごみ及びほこり分離装置の性状には関係せず、したがって、いずれの構成を利用した掃除機にも利用できる。

例えばブラシバーの形態をした攪拌器が、汚れ空気入口から僅かな程度まで突き出るよう汚れ空気入口内に支持されている。ブラシバーは、典型的には、細長い円筒形のコアを有し、剛毛が、この円筒形コアからその長さに沿って半径方向に延びている。ブラシバーは、汚れ空気入口内で回転するように、典型的には駆動ベルトを介して専用モータによって駆動される。ブラシバーの回転により、剛毛は、掃除されるべきカーペットの繊維からごみや屑片をはじき飛ばす。空気の吸引により、空気は、ブラシバーの周り及びその下を流れて、掃除されるべき表面からごみやほこりを浮遊させ、次にごみやほこりを汚れ空気入口からごみ及びほこり分離装置に運ぶのを助ける。カーペット敷きの表面を掃除する際に攪拌器を用いることにより、攪拌器を用いない場合よりも優れた掃除性能が得られる。

攪拌器を採用した表面処理用器具で生じることがある問題は、攪拌器モータを、生じる場合のある不利な作動条件下における過熱及び／又は過負荷から保護しなければならないということである。かかる状況は、例えば、回転攪拌器が攪拌器の回転を阻止し又は制限する敷物のふさ飾り（フリンジ）又は他の物体との絡み合って動かなくなった場合に生じることがある。

本発明は、表面処理用器具のスイッチ・モータ組立体であって、攪拌器を駆動するモータと、攪拌器駆動モータを選択的に始動させるよう構成された第１のスイッチと、リセット可能な回路遮断器と、第１のスイッチを作動させると、回路遮断器をリセットするよう構成されたコントローラとを有することを特徴とする組立体を提供する。

ユーザが攪拌器モータスイッチを作動させ又は再作動させたときに回路遮断器を自動的にリセットするコントローラを設けることにより、ユーザにとっての操作が大幅に単純化される。従来、回路遮断器をリセットすることは、典型的には、モータを備えた器具に設けられた、ユーザが操作可能なボタンの形態をした別個のコントローラによって行われていた。回路遮断器が稼働状態になると、攪拌器が動かなくなり、ユーザが攪拌器駆動モータを再始動させようとして攪拌器駆動モータのスイッチを直感によって作動停止させ、そして再作動させるようにすることが判明した。本発明の組立体でこれを行う場合、ユーザは、回路遮断器を自動的にリセットし、それにより攪拌器モータは、再始動可能である。

有利には、コントローラは、スイッチと回路遮断器との間の直接的な連係をもたらすように、第１のスイッチと回路遮断器の両方に共通のアクチュエータを有する。

好ましくは、コントローラは、スイッチと回路遮断器との間の機械式リンクを構成する。これは、回路遮断器と関連したプランジャを動かしている間、スイッチを作動させたり作動停止させたりする、ユーザが操作可能なボタンの形態をしていてもよい。

また、専用スイッチを備えた第２のモータを設けてもよい。コントローラは、ユーザがこのスイッチを作動させて第２のモータを始動させた場合、攪拌器モータと関連したスイッチが自動的に作動されるように、このスイッチの作動をも制御するよう構成されているのが良い。この特徴は、ユーザは、先ず第２のモータを始動させたときに攪拌器モータの始動を忘れるのを阻止する。しかる後、攪拌器モータを第１のスイッチによって独立して始動したり停止したりすることができる。コントローラは、ユーザが第２のモータのスイッチを作動停止させたときに攪拌器モータのスイッチを自動的に作動停止させるよう構成されているのが良い。この特徴により、攪拌器モータは、ユーザが第２のモータを停止させたときに自動的に停止するようになっている。

本発明は、特に、表面処理用器具、例えば掃除機に利用できる。かかる用途では、第２のモータは、ごみやほこりを床面から浮遊させる目的で吸引力を発生させる主要真空モータであるのが良い。

次に、添付の図面を参照して本発明を例示として説明する。

本発明に従って構成された組立体を有する表面処理用器具の側面図である。 使用モードにある図１の器具の側面図である。 図１及び図２の器具の表面処理用ヘッドの部分切除斜視図である。 図１〜図３の器具の一部をなすアクチュエータの正面図である。 図１〜図３の器具の一部をなすスイッチ・モータ組立体の略図である。

明細書全体を通じて、同一の参照符号は、同様の部分を示している。
図１及び図２を参照すると、表面処理用器具は、掃除機の形態で示されており、全体を参照符号１で指示されている。掃除機１は、本体２と、ユーザが操作可能な取っ手３と、掃除機を床面に沿って転動させる１組の車輪４とを有している。本体２の下端部のところには、モータケーシングが設けられており、このモータケーシングは、流体、例えば空気を掃除機１内に引き込むために吸引力を発生させるファンを駆動するよう構成されたモータ５を収容している。掃除機ヘッド６が、本体２の下端部のところに関節連結方式で取り付けられている。

本体２は、モータ５によって駆動されたファンによって機械内に引き込まれた汚れ空気流からごみ、ほこり及び他の屑片を分離する分離装置７を収容している。この実施形態では、分離装置７は、ごみやほこりを空気流から遠心力により分離するサイクロン式のものである。サイクロン式分離装置７は、互いに直列に配置された２つのサイクロン分離段から成っている。第１段は、円筒形の壁付きチャンバ８であり、第２段は、互いに平行に配置されたテーパした実質的に切頭円錐形のチャンバの組９から成っている。空気流は、チャンバ８の上側部分内に接線方向に差し向けられる。大きな屑片及び粒子は、サイクロンの作用で分離されてチャンバ８内に集められる。次に、空気流は、シュラウド（図３に参照符号１０で示されている）を通過して小さな切頭円錐形サイクロンチャンバの組９に至る。細かいほこりは、これらチャンバ９によって分離され、分離されたほこりは、共通の収集領域内に集められる。分離器の第２の組９は、直立であるのが良く、即ち、これらの流体入口及び出口が頂部に位置すると共にこれらの汚れ出口が底部に位置し、或いは、逆の状態に、即ち、これらの流体入口及び出口が底部に位置すると共にこれらの汚れ出口が頂部に位置するのが良い。ほこり分離装置７の性状は、本発明にとって重要ではない。

本体２は、清浄にされた空気流中の微粒子を捕捉するフィルタ（これらの図には見えない）を更に収容している。これらフィルタは、分離装置によっては空気流から除去できなかったほこりの微粒子を除去する。モータ前置フィルタと呼ばれる第１のフィルタが、モータ及びファンの前に設けられる。モータ後置フィルタと呼ばれる第２のフィルタが、モータ及びファンの後に設けられる。吸引ファンを駆動するモータ５が、炭素ブラシを備えている場合、モータ後置フィルタも又、これらブラシにより放出される炭素粒子を捕捉するのに役立つ。次に、きれいな空気は、大気中に放出される。

取っ手３は、本体２の後部から上方に延びている。掃除機１が図１に示す位置にあるとき、掃除機は、筒モードで用いられるｋおとができ、この場合、取っ手３は、外されてホース・ワンド組立体として用いられる。本体２に設けられた切り換え弁が、ほこり分離装置７をワンド・ホース組立体に自動的に連結して、掃除機を床より上方の場所の掃除のために筒モードで使用できるようになっている。空気は、ワンドの端部を通って掃除機内に引き込まれ、かかるワンドは、適当な操作のために掃除機から解除可能である。

掃除機１を従来の直立掃除モードで用いる場合、ユーザは、取っ手３を用いて図２に示すように本体２を傾ける。掃除機ヘッド６は、図３に詳細に示されているように、直立掃除モードでは床面を取り扱うのに役立つ。この実施形態では、掃除機ヘッドは、ブラシバー１２の形態をした攪拌器を支持するチャンバ１１を有している。チャンバ１１の下側の床に向いた側部は、空気入口スロットを有し、ブラシバー１２は、このチャンバ内に回転可能に設けられ、ブラシバーに取り付けられた剛毛が入口スロットから突き出て、掃除機ヘッドが通り過ぎる床面を攪拌することができるようになっている。ブラシバー１２は、掃除機ヘッド６内に位置決めされた専用の攪拌器駆動モータ１３によって回転可能に駆動される。ベルト・プーリシステム（この図には、かかるシステムのベルト１４が見える）が、モータ１３をブラシバー１２に連結して駆動を可能にしている。

ユーザは、スイッチによって主モータ５とブラシバーモータ１３の両方の始動と停止を選択することができ、スイッチは、図４に示されている押し下げ可能なボタンの形態をしたアクチュエータによってユーザによって操作可能である。ボタン１５は、主モータ５を始動させるスイッチを作動させたり作動停止させたりするよう構成されている。ユーザがボタン１５を押すと、ボタンは、破線１５′で指示されている下方位置にラッチ止めされて状態をユーザに示す。ボタン１６は、攪拌器１２を駆動するよう構成されたモータ１３を制御するために用いられる。このボタンを押すと、このボタンも又、破線１６′で指示されている下方位置にラッチ止めされて状態をユーザに示す。カーペットを掃除するために掃除機１を用いているとき、ユーザは、攪拌器モータ１３を選択的に始動させて攪拌器１２を作動させることができる。使用にあたり、攪拌器１２は、カーペットの繊維を攪拌し、それによりごみやほこりを繊維から解き放つ。掃除機１が、硬い床を掃除するために用いられ又は筒モードで用いられているとき、攪拌器をオフに切り換えるのが良い。ボタン１５，１６は、これらのそれぞれの機能を指示するためにこれらボタンに設けられた目に見える標識を有するのが良い。ボタン１５，１６は、好都合には、ユーザに見えやすい位置で互いに隣接して設けられ、この実施形態では、これらボタンは、取っ手３の基部に隣接した、機械の本体２の頂部に配置される。

この器具におけるモータ及びスイッチの全体的な構成が、図５に示されている。ボタン１５は、本体２内におけるモータ５の始動を制御するスイッチ１７を作動させるよう構成されている。これと同様に、ボタン１６は、掃除機ヘッド６内の攪拌器駆動モータ１３の始動を制御するスイッチ１８を作動させるよう構成されている。スイッチ１８は、本体２に設けられたいわゆるチルトスイッチ１９によって攪拌器駆動モータ１３に接続されている。チルトスイッチ１９は、直立掃除のために本体２を後方に傾斜させた時期を検出し、掃除機を直立モードで用いているときに攪拌器モータを選択的に始動させることができるよう構成されている。チルトスイッチ１９は、掃除機１が筒モードで用いられているときに攪拌器が駆動されるのを阻止するために、本体２がその直立位置にあるときに攪拌器モータ１３が付勢されるのを阻止するよう構成されているのが良い。

また、攪拌器モータ１３のための回路遮断器２０が設けられている。攪拌器１２がそのモータ１３によって駆動された状態で掃除機１が直立掃除作動状態で用いられているとき、攪拌器が床面上に残っている物体又は敷物のふさ飾りで動かなくなる場合があるということが考えられる。回路遮断器２０は、かかる動かなくなった状態が生じたときにモータ１３が過熱してそれ自体焼き切れることがないようにする。攪拌器１２が動かなくなると、通常の電流よりも高い電流が攪拌器駆動モータ１３に流される。かかる電流が所定値を超えると、スイッチ２０内に設けられているバイメタル要素が昇温してトリップし、それにより攪拌器モータ１３を停止させる。ユーザは、次に、回路遮断状態を安全に取り除くことができる。攪拌器のためのチャンバ１１に隣接した掃除機ヘッド６の部分は、透明であるのが良く、したがって、ユーザは、ブラシバー１２の回転を阻止する回路遮断状態が生じているかどうかを確認することができる。

回路遮断器２０は、攪拌器１２をモータ１３によって再び駆動することができるようにする前にリセットされる必要がある。これは、安全上の重要な特徴である。本発明によれば、攪拌器モータを制御するスイッチ１８を作動させると、回路遮断器２０がリセットされる。これは、コントローラによって行われ、かかるコントローラは、この実施形態では、スイッチ１８と回路遮断器２０の両方に共通のアクチュエータの形態で実現され、アクチュエータは、ボタン１６である。

ユーザがボタン１６を押すと、ボタンの下面に設けられている第１の可撓性部材２１がスイッチ１８を作動させる。それと同時に、これ又ボタン１６の下面に設けられている第２の可撓性部材２２が、プランジャ２３に押し付けられ、このプランジャは、回路遮断器２０をリセットする。部材２１，２２は、部材２１がスイッチ１８を入れる前に第２の部材２２がプランジャ２３を押し下げるように構成されている。部材２１，２２は、この組立体を構成するコンポーネントの製造交差を許容できるように可撓性である。

かくして、ユーザは、攪拌器駆動モータ１３を再作動させる行為によって回路遮断器２０をリセットすることができる。従来、回路遮断器をリセットするアクチュエータは、掃除機１に別個に取り付けられており、ユーザは、その所在を突き止め又はその目的を理解するのが困難であるということが判明していた。ユーザが回路遮断状態をなくした後においては、ユーザがボタン１６を押し下げることにより攪拌器駆動モータ１３のスイッチ１８を再作動させることは直感に基づいている。これを行う際、ユーザは、無意識に回路遮断器２０もリセットし、それによりモータ１３の再始動を許容する。本発明は、回路遮断器のための別個のリセット組立体を不要にしている。

ユーザがスイッチ１８を作動させるたびに、ボタン１６の押し下げ動作により、回路遮断器２０がトリップしていなくても回路遮断器２０がリセットされる。この構成に不都合はなく、回路遮断器をトリップが生じた後においても自動的にリセットすることができるのを確実にする。

もう１つの利点として、ボタン１５，１６は、リンク機構体２４によって互いに連結されており、このリンク機構体は、主モータ５を始動させるためにボタン１５を押し下げると、ボタン１６はそれと同時に、スイッチ１８に押し付けられ、それにより攪拌器モータ１３を自動的にオンに切り換えるよう構成されている。ユーザは、掃除作業中、攪拌器１２を用いるのを忘れる場合があり、この構成は、攪拌器は、主モータ５がオンにスイッチされると、自動的に稼働状態にするのを確実にする。この実施形態では、リンク機構体２４は、機械式であり、コイルばね２６によって弾性的に付勢される回動可能なアーム２５の形態をしている。ボタン１５を押し下げると、ボタンの一角部が、アーム２５の一端部に係合し、これを下方に押す。かくして、ボタン１６も下方に動くようになり、次いで、このボタンは、下方位置でラッチ止めされる。

主モータ５をオンに切り換え、両方のボタン１５，１６が下方位置にラッチ止め状態になると、ボタン１６を別個独立に作動させて攪拌器モータ１３をユーザの要求通りに可動状態にしたり可動状態から解除したりすることができる。リンク機構体２４のアーム２５は、ばね２６の力に抗して回動して、ボタン１６を上昇位置に動かしたり下方位置に動かしたりすることができる。アーム２５それ自体は、ボタン１５の動きに影響を及ぼすことができない。

ユーザが掃除作業を終えると、ユーザは、スイッチ１７を作動停止させて主モータ５を停止するためにボタン１５を押す。ボタン１５が上昇位置に戻ると、リンク機構体２４は、ボタン１６を元の位置に押してスイッチ１８を作動停止させるよう働く。かくして、主モータ５を停止すると、攪拌器１３も又、自動的に停止する。この特徴により、攪拌器モータ１３は、掃除作業後、ユーザによってはからずもオンのままにされておくということがないようになっている。

本発明を直立形掃除機に関して上述したが、本発明は、ホース・ワンド組立体の端部に設けられた表面処理用ヘッドを有する筒形掃除機にも利用できる。掃除機ヘッドは、床用ツールの形態で設けられても良く、この床用ツールは、いずれの形式の掃除機であってもそのホース・ワンド組立体の端部に装着されることができる。

当然のことながら、本発明の範囲から逸脱することなく、別の変形例を想到できる。例えば、攪拌器モータスイッチ及び回路遮断器と連絡するコントローラは、図示の実施形態においてユーザが操作可能なボタンとして機械的に実現されも良いし、変形例として、この接続方式は、電子式であっても良く、或いは、ソフトウェアの形態で実現されても良い。同様に、モータスイッチのためのアクチュエータ１５，１６間のリンク機構体も又、電子的に構成されても良く、或いはソフトウェア制御によって構成されても良い。

スイッチは、それぞれのモータに物理的電気的に接続されたものとして示されているが、モータを作動させたり作動停止させたりするのにワイヤレス信号を用いても良い。

また、モータの過熱を阻止するよう主モータ５のために回路遮断器を設けても良い。主モータスイッチの始動を制御するアクチュエータも又、この第２の回路遮断器をリセットするためにかかる第２の回路遮断器を自動的に作動させるよう構成されても良い。

図示の実施形態は、ダクトが空気流を運ぶ掃除機を示しているが、本発明は、他の流体、例えば水や洗剤を運ぶ掃除機に利用可能であることが理解されよう。

Claims (18)

1. 表面処理用器具のスイッチ・モータ組立体であって、攪拌器を駆動するモータと、前記攪拌器駆動モータを選択的に始動させるよう構成された第１のスイッチと、リセット可能な回路遮断器と、前記第１のスイッチを作動させると、前記回路遮断器をリセットするよう構成されたコントローラとを有する、ことを特徴とする組立体。
2. 前記コントローラは、前記第１のスイッチと前記回路遮断器の両方に共通の第１のアクチュエータを有する、請求項１記載の組立体。
3. 前記コントローラは、前記第１のスイッチ及び前記回路遮断器を機械的に制御する、請求項１又は２記載の組立体。
4. 第２のモータと、前記第２のモータを選択的に始動させる第２のスイッチとを更に有する、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の組立体。
5. 前記コントローラは、前記第２のスイッチを作動させると、前記第１のスイッチも又作動されるよう構成されている、請求項４記載の組立体。
6. 前記コントローラは、前記第２のスイッチが作動状態のままである間、前記第１のスイッチを独立して作動させたり作動停止させたりすることができるよう構成されている、請求項４記載の組立体。
7. 前記コントローラは、前記第２のスイッチを作動停止させると、前記第１のスイッチも又作動停止されるよう構成されている、請求項４又は５記載の組立体。
8. 前記コントローラは、前記第２のスイッチを作動させて前記第１のスイッチと連絡するよう動作可能な第２のアクチュエータを更に有する、請求項４〜７のうちいずれか一に記載の組立体。
9. 前記第２のアクチュエータは、機械式リンク機構体によって第１のスイッチと連絡する、請求項８記載の組立体。
10. 前記回路遮断器は、前記攪拌器駆動モータに流れる電流が所定値を超えた場合、前記攪拌器駆動モータへの電力を遮断するよう構成されている、請求項１〜９のうちいずれか一に記載の組立体。
11. 前記回路遮断器は、バイメタル要素を含み、前記バイメタル要素は、熱効果による変形が前記回路遮断器をトリップさせるよう構成されている、請求項１〜１０のうちいずれか一に記載の組立体。
12. 攪拌器と、前記攪拌器と駆動するよう構成されたモータと、前記攪拌器駆動モータを選択的に始動させるよう構成された第１のスイッチと、リセット可能な回路遮断器と、前記第１のスイッチを作動させると、前記回路遮断器をリセットするよう構成されたコントローラとを有する、表面処理用器具。
13. 前記コントローラは、前記第１のスイッチと前記回路遮断器の両方に共通であってユーザが操作可能なボタンの形態をした第１のアクチュエータを有する、請求項１２記載の器具。
14. 第２のモータと、前記第２のモータを選択的に始動させる第２のスイッチとを更に有する、請求項１２又は１３記載の器具。
15. 前記コントローラは、前記第２のスイッチを作動させるよう動作可能であり、ユーザが操作可能なボタンの形態をした第２のアクチュエータを更に有する、請求項１４記載の器具。
16. 前記第２のモータは、吸引空気流を発生させるファンを駆動するよう構成されている、請求項１４又は１５記載の器具。
17. 前記攪拌器は、回転可能なブラシバーから成る、請求項１２〜１６のうちいずれか一に記載の器具。
18. 掃除機の形態をしている請求項１２〜１７のうちいずれか一に記載の器具。

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