JP2654617B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、家庭用の電気掃除機に関するものである。

［従来の技術］ 一般に、内蔵電動機のパワーでロータリブラシを回転
させる形式の床ブラシは、所謂るパワーブラシと呼ばれ
る。この方式を採用した電気掃除機は、ロータリブラシ
が強力なトルクで回転するので絨毯の掃除に好適であ
る。しかしながら、一般的な家庭の床面は、絨毯床と板
床或るいは畳床を含む３種類の混合形態が普通である。
したがって、板床或るいは畳床から絨毯床に移るような
ときは、その都度スイッチを切換えなければならず、取
扱操作が極めて面倒である。また、切換えが面倒なため
に、ロータリブラシを停止させたまま板床を掃除する
と、床面に適合しない掃除態様になって清掃効果が低下
する等の問題がある。

［発明が解決しようとする課題］ このため、出願人は、先に床面が絨毯であることを検
知して自動的にロータリブラシを駆動させるパワーブラ
シを発明して、特願昭63−201942号外数件の出願を完了
した。これらの発明は絨毯床が板床に比較して柔軟性を
有するという物理的な性質に着目して、幅の狭い検出ロ
ーラが絨毯面に接触したときの変位を利用して絨毯を検
知する構成になっている。しかしながら、この床面検出
器はローラのような機械的な構造を用いているので、構
成が複雑になり易いばかりか、摩擦という致命的な欠点
がある。「摩擦」は必然的に誤動作や故障の原因となる
摩耗を伴い、摩擦箇所には潤滑も必要になる。このた
め、簡単な構成で床面を正確に検出できるような検出器
は、未だ実現されていないような現状にある。

本発明はこのような現状に着目して成されたもので、
その目的は、簡単な構成で絨毯を検出することができ、
しかも取扱いが容易なパワーブラシを備えた電気掃除機
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の上記目的を達成するための手段によれば、例
えば、パワーブラシの底面付近の開口部の両側に発光素
子と受光素子が設けられ、これらの素子からなる光を利
用した床面検出器を備えた電気掃除機が構成される。

［作用］ この発明における目的の達成手段に基づく床面検出器
を備えたパワーブラシが、畳床や板床上にあるときは、
発光素子から投射された光はそのまま受光素子に入射す
る。この状態では、ロータリブラシは回転しない。パワ
ーブラシが絨毯上に移ると、開口部の下の自由状態にな
った絨毯の植毛に風圧が加わって、流れに沿って取ち上
がる。この結果、いままで受光素子を照射していたが光
が途中で減衰され、パワーブラシに内臓の電動機の駆動
電流が流れてロータリブラシが自動的に回転を始める。
同時に、本体の電動送風機の駆動用の電動機が高速回転
に移行する。そして、このロータリブラシの回転によっ
て絨毯のゴミが叩き出されて、本体の集塵袋に吸い込ま
れる。

床面が再び板床に移ると、床面検出器の受光量が増加
して床面が絨毯床でないことが検知されて、ロータリブ
ラシの回転が自動的に停止し、電動送風機の回転も低下
する。このようにして、絨毯による受光量の変化に伴っ
て0N・OFF動作をする光を利用した床面検出器によっ
て、床面の状態に適合した効果的な掃除が行われる。

［実 施 例］ 第１図は本発明実施例の構成説明図、第２図（Ａ），
（Ｂ）は本体の断面説明図、第３図は本体後方の斜視説
明図である。

第１図乃至第３図において、（１）は板床や絨毯床を
示す床面、（２）は床面（１）上に置かれた電気掃除機
の本体である。（21）は本体（２）の内部に配置され、
ファン（22）と電動機（23）とからなる電動送風機であ
る。

（24）は吸入口、（25）は単一の孔で構成する集中排
気口、（26）は複数の孔からなる分散排気口である。両
排気口（25）と（26）から排出される排気は、通常の吸
入操作とブロー操作に応じて択一的に切換えられるよう
になっている〔第２図（Ｂ）参照〕。（27）及び（28）
はそれぞれ吸入口（24）と集中排気口（25）の近くに設
けられた同一構造のジャックである。（31）は吸入口
（24）の内側に配置された集塵袋、（32）と（33）はフ
ィルタ、（34）はリールに巻き取られる電源コード、
（35）及び（36）は車輪、（37）はダニの情報を表示す
るダニ表示器である。

（４）は連結管である。（41）は連結管（４）におけ
る可撓性のホース、（42）はホース（41）の基部側に設
けられた接続部である。接続部（42）には上記のジャッ
ク（27）と（28）に差し込まれるためのプラグ（43）が
設けられ、これらのプラグ（43）等によりコネクタ（4
4）が構成されている。（45）はホース（41）の先端側
に取付けられた“くの字”形の把握部、（46）は把握部
（45）に設けられた手元スイッチである。（48）はホー
ス（41）の先端に接続された延長パイプ、（49）は延長
パイプ（48）の長さ方向に設けられた配線ダクトであ
る。

第４図に、連結管（４）の電気的な接続図が示されて
いる。図の（ｔ）は電源トランス、（c1）と（c2）電源
トランス（ｔ）の一次及び二次巻線、（ｓ）は二次巻線
（c2）の励磁電流でON・OFF動作するリレースイッチで
ある。

（５）はパワーブラシで、連結管（４）を介して本体
（２）に連結されている。パワーブラシ（５）の構造が
第５、６図に拡大して示されている。

第５図と第６図における（51）はケース、（52）はバ
ンパで、ケース（51）は図示を省略した上下が分離型に
作られ、更に上側の前面が取外し可能になっている。
（53）はケース（51）の中央部に設けられたエルボで、
外側に突出した管端が延長パイプ（48）の先端に嵌合
し、ケース（51）内の漸拡状に開口した吸込口の両側が
軸支されている。そして、パワーブラシ（５）における
ケース（51）の部分に対して、エルボ（53）の軸支点を
支点に矢印のように“首振り”できるようになってい
る。この“首振り”動作によりパワーブラシ（５）の底
面を、床面（１）に常時平行に保持したまま前後に摺動
することができる。（54）と（55）はエルボ（53）の一
方側に設けられた電源トランスとプリント板からなる電
気回路部、（56）は他方側に配置された小形の電動機で
ある。（57）はベルト、（58）はロータリブラシ、（5
9）は開口部である。

第１図と第６図の破線で示す（60）は、光を利用した
床面検出器である。床面検出器（60）の具体的な構成
が、第７図に示されている。（61）は開口部（59）の一
方に設けられた発光素子、（62）は発光素子（61）に対
向して他方の側に配置された受光素子で、これらによっ
て床面検出器（60）が構成されている。発光素子（61）
と受光素子（62）には、例えば、前記した公知の発光ダ
イオードとホトダイオードが用いられている。床面検出
器（60）の出力端は、電気回路部（55）を介して電動機
（56）の駆動回路に接続されている。この床面検出器
（60）のパワーブラシ（５）上の取付け位置は、ロータ
リブラシ（58）によって検出動作に支障がない所に選ば
れている。そして、パワーブラシ（５）が板床や畳床の
ような堅く平坦な床面（１）上にあるときは、発光素子
（61）から出た光が途中で妨害されることなく受光素子
（62）を照射するようになっている。パワーブラシ
（５）がこの状態のときは電動機（56）が停止し、受光
量が減少または光路が遮断されたときに電動機（56）が
回転或いは高速になるように設定されている。

なお、（Ａ）は電動送風機（21）の駆動に伴う空気の
流れを示す風路、（Ｌ）は床面検出器（60）の光路であ
る。

上述のような構成の本発明の電気掃除機の動作を、次
に説明する。

電源コード（34）のプラグをAC100Vのコンセントに差
込んでから手元スイッチ（46）を入れると、リレースイ
ッチ（ｓ）がONになって本体（２）内の電動機（23）が
回転する。電動機（23）の回転で電動送風機（21）が駆
動されて、矢印（Ａ）で示すように空気が吸入口（24）
側から吸込まれてから分散排気口（26）側に排気され
る。

ここで、パワーブラシ（５）を床面（１）に載せてＸ
−Ｘ面に沿って前後に摺動させると、床面（１）が板床
や畳床の場合は、床面（１）上のゴミや埃がローラ（第
5,7図）によって床面（１）との間に形成される隙間を
通して開口部（59）から吸込まれる。吸込まれた塵埃は
矢印（Ａ）の風路に沿って、エルボ（53）から連結管
（４）を経て本体（２）の集塵袋（31）内の集塵され
る。集塵後の排気は、更にフィルタ（32）と（33）で塵
埃の微小成分が捕捉され、濾過後の清浄な空気が分散排
気口（26）から吐き出される。このときは、床面検出器
（60）の発光素子（61）から出た光は第７図の（Ｌ）で
示すように、そのまま受光素子（62）に達して電動機
（56）の駆動電流が流れず、ロータリブラシ（58）の回
転は停止している。

次に、床面（11）が板床や畳み床から絨毯床に移る
と、パワーブラシ（５）のケース（51）の底面に対応す
る絨毯床の植毛は、幾分上から押し倒されたような状態
になっている。これに対して、床面検出器（60）の開口
部（59）の下の部分の植毛は、ほぼ自由な状態にある。
そして、絨毯の植毛の間から吸い込まれた空気が風路
（Ａ）に沿って流れて、開口部（59）の所の植毛を立ち
直させることになる。このため、発光素子（61）から投
射した光の光路に絨毯の植毛が介在し、その一部が吸収
されて受光素子の受光量が減少する。この結果、電気回
路部（55）を通して電動機（56）に駆動電流が与えらえ
て、ベルト（57）を介してロータリーブラシ（58）が回
転する。ロータリーブラシ（58）は電動機（56）から加
えられた強力な回転トルクによって回転して、絨毯の毛
脚間に溜ったゴミや埃が叩き出されて、これらのゴミ類
が前述と同様に本体（２）の集塵袋（31）に集められ
る。

床面（１）が絨毯床から板床や畳み床の移ると、再び
床面検出器（60）の受光量が増加又は光路が開放され
て、ロータリーブラシ（58）が自動的に回転を低下又は
停止して板床や畳床に適した清掃態様に切換えられる。

このようにして、床面検出器（60）で床面（１）が絨
毯床であることが検出されて、絨毯床の時だけロータリ
ブラシ（58）が自動的に回転して絨毯に適合した掃除か
行なわれる。

なお、パワーブラシ（５）の上面等にLEDを用いた表
示器を設け、この表示器によって床面検出器（60）の検
出結果に基づくロータリブラシ（58）の回転状態と停止
状態を表示することもできる。この構成によれば、表示
器の表示によってロータリブラシ（58）の回転状態を確
認しながら、絨毯の掃除が効果的に実施できる。逆に、
表示器の表示されないときはロータリーブラシ（58）の
回転が停止しているので、安全状態が視認される。

第８図は本発明の別の実施例の構成説明図で、この実
施例では床面検出器（60）に反射形の光検出器が利用さ
れている。床面検出器（60）として、器枠（63）内に発
光と受光の両機能を備えた一体形の光検知器（64）を設
け、吸引された空気の通る通風口（65）と光検知器（6
4）の透光面側に開口（66）を形成したユニット形に構
成されている。この反射形の光検出器からなる床面検出
器（60）は、光が床面（１）に直角に照射するようにパ
ワーブラシ（５）の底面に取り付けられている。

この構成の床面検出器（60）でパワーブラシ（５）が
床面（１）上にあるときは、常時光検知器（64）から出
た光は床面（１）を照射し、その反射光を同じ光検知器
（64）で受光している。床面（１）が板床から表面に細
かい凹凸のある畳床に変わると、光検知器（64）から投
射した光は畳の粗面で一部が散乱または吸収され、それ
だけ減衰した反射光が再び光検知器（64）に到達する。
同様にして、畳床から絨毯床に移った時は、反射光が絨
毯の植毛によって一層減衰する。

即ち、床面（１）の光の散乱または吸収の度合いは、
板床＜畳床＜絨毯の順になっている。よって、この実施
例によれば、床面検出器（60）の光の減衰率から３種類
の床面（１）の種類を検出して判別することができる。
このようにして、床面（１）の種類に応じてロータリー
ブラシ（58）或いは電動送風機（21）の回転数を制限し
て、床面（１）の種類に適合する効果的な掃除を実施す
ることができる。

掃除に伴い床面検出器（60）の透光面に埃が堆積する
と、検出感度が低下したり誤動作が生じる。このような
ことが起こらないように事前に、ユニット形に作られた
床面検出器（60）の器枠（63）をそっくり・そのままパ
ワーブラシ（５）のケース（51）から取り外して、透光
面を拭いて常に透明状態に保持することができる。

なお、上述の各実施例では本体（２）と床ブラシ
（５）とを連結管（４）で接続する構造の分離形の電気
掃除機を図示して説明したが、吸込み部と本体（２）が
一体になった一体型やハンデイ型或いはポット型の電気
掃除機にもこの発明を適用することができる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば次に挙げるような効
果が期待できる。

（１）パワーブラシの底面付近に絨毯に投射した光の減
衰率によって床面の種類を検知する光を利用した床面検
出器を備えた電気掃除機の構成した。

この結果、極めて簡単な構成で、板床・畳床・絨毯床
という床面の種類を判別し、それぞれに適合した清掃態
様に自動的に切り換えながら掃除を実施することができ
る。

（２）また、床面検出器をユニット形にしてパワーブラ
シに着脱可能に取付けるように構成したので、簡単に取
り外して掃除することにより、ゴミなどの透光面の付着
に基づく検出感度の低下や誤動作を未然に防止すること
ができる。したがって、床面の種類を正確に検出できる
ばかりでなく、保守点検にも都合が良く、使用する家庭
側に対しても極めて便利になる。

よって、本発明によれば、簡単な構成で、床面に適し
た清掃態様に自動的に切り替わる等の種々の特徴を備え
た電気掃除機を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の構成説明図、第２図は本体の断
面説明図で、（Ａ）は本体の全体図、（Ｂ）はホースの
接続状態を示す部分図、第３図は本体後方の斜視説明
図、第４図は連結管の電気的な接続を示す説明図、第５
図は一部を開放したパワーブラシの斜視説明図、第６図
はパワーブラシの内部構成を示す上面説明図、第７図は
床面検出器の説明図、第８図は床面検出器の別の実施例
の説明図である。 図において、（１）は床面、（２）は本体、（４）は連
結管、（５）はパワーブラシ〔床ブラシ〕、（23）は電
動機、（37）はダニ表示器、（44）はコネクタ、（46）
は手元スイッチ、（60）は床面検出器である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示すものと
する。

フロントページの続き (72)発明者 野口 善弘 埼玉県大里郡花園町大字小前田1728番地 １ 三菱電機ホーム機器株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−300732（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−317123（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】床面上を移動するパワーブラシの底面に設
   けられた開口部の内側にロータリブラシを設け、前記開
   口部を介して床面の塵埃を電動送風機によって吸引する
   ように構成した電気掃除機において、 前記パワーブラシ内部の開口部の両側に底面に沿って発
   光素子と受光素子を設けて床面が絨毯である時に床面か
   ら立ち上がって前記開口部内に入る絨毯の植毛を検出し
   て出力する床面検出器と、該床面検出器の出力を受けて
   前記ロータリブラシを駆動させる制御手段とを備えたこ
   とを特徴とする電気掃除機。
2. 【請求項２】前記パワーブラシにロータリブラシの回転
   状態を表示する表示手段を設けたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の電気掃除機。
3. 【請求項３】床面上を移動するパワーブラシの底面に設
   けられた開口部の内側にロータリブラシを設け、前記開
   口部を介して床面の塵埃を電動送風機によって吸引する
   ように構成した電気掃除機において、 前記パワーブラシ内部の開口部の両側に底面に沿って発
   光素子と受光素子を設けて床面が絨毯である時に床面か
   ら立ち上がって前記開口部内に入る絨毯の植毛を検出し
   て出力する床面検出器と、該床面検出器の出力を受けて
   前記電動送風機の出力を増大させる制御手段とを備えた
   ことを特徴とする電気掃除機。
4. 【請求項４】床面上を移動するパワーブラシの底面に設
   けられた開口部の内側にロータリブラシを設け、前記開
   口部を介して床面の塵埃を電動送風機によって吸引する
   ように構成した電気掃除機において、 前記パワーブラシ内部の開口部にユニット形で着脱可能
   に取付けられ発光と受光の両機能を備えて床面に直角に
   照射された反射光の減衰率によって床面の種類を検知す
   る反射形の床面検出器と、該床面検出器の出力を受けて
   ロータリブラシを駆動させる制御手段とを備えたことを
   特徴とする電気掃除機。