JP2750976B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気掃除機の吸込口本
体に設けられたモータで回転する回転ブラシに関し、特
に回転ブラシの床面に対する駆動制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より電気掃除機の吸込口本体に内装
された回転ブラシ形状は、回転方向の正逆回転にかかわ
らず、同一の掃除効果が得られるようになつている。

【０００３】そして、このような回転ブラシを用いた電
気掃除機において、特開平３−２９号には、使用者によ
る吸込口本体の操作方向を検知し、使用者の操作力を軽
減する方向に回転ブラシを正逆反転させることが記載さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の回転ブラシは、
主にじゆうたん上での掃除効果を向上させるためのブラ
シ形状になつており、板張りの床や畳では、効果がない
ばかりか逆に床面を傷つけることがあつた。

【０００５】しかも、操作方向に応じて、回転ブラシを
正逆転させるだけでは、あらゆる床面に対する掃除効果
の向上になんら寄与していない。

【０００６】そこで、本発明では、どんな床面に対して
も回転ブラシの掃除効果を向上させることができる電気
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】本発明による課題解決手
段は、図１の如く、電気掃除機本体５に、吸込口本体１
が着脱自在とされ、吸込口本体１に、時計回りの回転時
にはブレード１７にて掃除し反時計回りの回転時にはブ
ラシ１８にて掃除することにより異なる回転方向により
異なる掃除効果を有した回転ブラシ６と、回転ブラシ６
を正逆回転させる回転ブラシモータ７と、床面の材質を
検知する床面材質検知手段と、回転ブラシ６の回転方向
を床面材質検知手段にて検知された床面の材質に応じた
掃除効果とする回転方向に選択する制御手段３３とが設
けられたものである。

【０００８】また、床面材質検知手段は、回転ブラシモ
ータ７の運転電流の変化あるいは床面材質検知手段と床
面との接触状態の変化により床面の材質を検知してなる
ものである。

【０００９】

【作用】上記課題解決手段において、床面材質検知手段
２４により、その床面がじゆうたんか板張りの床かを検
知する。じゆうたんであれば、制御手段３３からモータ
７に駆動信号が出力され、回転ブラシ６が時計回りに回
転する。

【００１０】そして、回転ブラシ６がじゆうたんの起毛
部に入り込んで、じゆうたん内のゴミをかき出す。

【００１１】板張りの床等であれば、モータ７を逆方向
に回転させるように駆動信号が出力され、回転ブラシ６
が反時計回りに回転して、空拭き効果を出す。

【００１２】このように、床面の材質に適合した回転方
向に回転ブラシ６の回転方向を制御し、掃除中に床面の
材質が変化したことを検知すれば、それに応じて回転ブ
ラシ６の回転方向を自動的に変化させる。

【００１３】また、床面の材質を絶えず検知しているの
で、床面に最適な回転ブラシ６の回転方向が自動的に選
択される。

【００１４】

【実施例】本実施例の電気掃除機は、図２の如く、吸込
口本体１と、延長管２と、操作部３を有する延長ホース
４と、電気掃除機本体５とから成る。

【００１５】吸込口本体１には、図３の如く、回転ブラ
シ６と、ベルト８を介して回転ブラシ６を回転駆動させ
る回転ブラシモータとしての直流モータ７と、モータ７
を駆動制御する制御回路９とが設けられている。

【００１６】吸込口本体１は、上下ケースからなり、そ
の内部は、吸込室１０とその後方の機構室１１ａ，１１
ｂとに仕切壁１２により区画されている。

【００１７】吸込室１０の下面に吸込口が開口され、回
転ブラシ６は、吸込口の上方に配され、回転ブラシ６の
回転軸１３の両端が吸込口本体１に回転自在に軸受され
ている。回転ブラシ６の後方には、吸込室１０に連通し
た吸込パイプ１４が上下動自在に支持され、延長管２に
接続されている。

【００１８】直流モータ７は、機構室１１ａに取り付け
られ、直流モータ７のモータ軸に固定されたギア１５
と、回転ブラシ６の回転軸１３に固定されたギアとの間
に、無端状の歯付ベルト８が掛巻されている。

【００１９】回転ブラシ６は、図４の如く、回転軸１３
に回転体１６が外嵌固定され、回転体１６の外周面に、
ゴム素材のブレード１７およびブラシ１８が１８０度対
称に螺旋状に挿着されている。

【００２０】ブレード１７は、ブラシ１８とは反対側の
側面に突起１７ａが形成されており、ブラシ１８の高さ
は、ブレード１７よりも高くされている。

【００２１】そして、図４の如く、時計回りの回転でブ
レード１７がじゆうたんＣの起毛部に入り込んで、じゆ
うたん内のゴミをかき出し、図５の如く、反時計回りの
回転により、畳，板張りの床Ｆにブラシ１８のみが接し
て、ブラシ１８による空拭き効果を出している。

【００２２】すなわち、じゆうたんＣ上では時計回りに
回転させ、板張りの床Ｆでは反時計回りに回転させるこ
とにより、それぞれの床面材質に適した掃除効果が得ら
れる。

【００２３】機構室１１ｂには、制御回路９を有した基
板が内装されており、接続端子Ａ，Ｂを備えたコネクタ
が設けられている。このコネクタに、電気掃除機本体５
に内装された電源部２０が、延長ホース４、延長管２に
配線された給電線を介して着脱自在に接続されている。

【００２４】電源部２０は、図１の如く、吸込モータ２
１を駆動させるトライアツク２２と、トライアツク２２
を制御する駆動回路２３とを備え、操作部２４からの信
号で吸込モータ２１を駆動制御している。

【００２５】また、電源部２０には、制御回路９への電
源をオンオフするスイツチ２５が設けられ、操作部２４
からの信号によりオンオフされる。なお、このスイツチ
２５は、トライアツク等の半導体スイツチであつてもよ
い。

【００２６】制御回路９は、ＡＣ電圧を全波整流するダ
イオードブリツジ２６と、直流モータ７の回転方向を切
換えるための切換手段として、直流モータ７を時計回り
に回転させるよう電圧を印加させるトランジスタ２７，
２８および直流モータ７を反時計回りに回転させるため
のトランジスタ２９，３０と、各トランジスタを駆動す
る第一、第二駆動回路３１，３２と、両駆動回路３１，
３２を制御するマイクロコンピユータ（マイコン）３３
と、床面の材質を検知する床面材質検知手段３４とを備
えている。

【００２７】直流モータ７の右側が正電圧、左側が負電
圧で時計回りに回転するとした場合、第一駆動回路３１
が動作すれば、トランジスタ２７がオンすることにより
トランジスタ２８もオンし、直流モータ７は時計回りに
回転される。

【００２８】逆に第二駆動回路３２が動作すれば、同様
にトランジスタ２９，３０がオンし、反時計回りに回転
するように直流モータ７に電圧が印加される。

【００２９】床面材質検知手段３４は、直流モータ７の
運転電流を検知するカレントトランス３５と、増幅回路
３６とからなる。

【００３０】ここで、図６に示すように直流モータ７の
運転電流の時間経過による変化を見ると、一般的に板張
りの床では、図中Ｘで示すように平均電流は小さく、ま
た、吸込口本体１の前後操作周期に同期した電流の振幅
値も小さくなる。一方、図中Ｙで示すようにじゆうたん
上では、平均電流及び振幅値共に大きくなる。

【００３１】マイコン３３は、増幅回路３６から床面に
応じた図６に示すような検知電流の増幅信号が入力さ
れ、直流モータ７を正逆転させるための第一、第二駆動
回路３１，３２に駆動信号を出力する。また、回転ブラ
シ６の運転状態および吸込モータ２１の運転状態を表示
する表示部３７が接続されている。表示部３７は、操作
部２４あるいは電気掃除機本体５に配置されている。

【００３２】マイコン３３では、床面材質検知手段３４
からの検知電流に基づいて、直流モータ７の平均電流を
予め設定されている実験的に得られた板張りの床Ｆとじ
ゆうたんＣとのしきい値と比較して、しきい値より大き
ければじゆうたんＣ、小さければ板張りの床Ｆであると
判断する機能と、板張りの床と判断したとき、第二駆動
回路３２を作動させて、直流モータ７を反時計回りに回
転させる機能と、じゆうたんと判断したとき、第一駆動
回路３１を作動させて、直流モータ７を時計回りに回転
させる機能とを有している。

【００３３】なお、各駆動回路２３，３１，３２は、マ
イコンにより単に直流的に動作されるのみならず、時間
的なオンオフ比によつてそれぞれのモータの印加電圧、
すなわちモータ駆動力が制御されるのはいうまでもな
い。

【００３４】上記構成において、電気掃除機本体５に収
納された吸込モータ２１は、操作部２４からの信号で駆
動回路２３、トライアツク２２を介して駆動制御され
る。

【００３５】同時に、操作部２４からの信号によつて、
回転ブラシ６の直流モータ７の主電流をスイツチ２５に
よりオンオフする。

【００３６】スイツチ２５がオンされると、制御回路９
では、ＡＣ電圧をダイオードブリツジ２６により全波整
流して、直流モータ７のために直流電源を作る。

【００３７】そして、図７に示すように、操作部２４か
らの運転開始入力が検知されれば（Ｆ１）、まず、床へ
の摩擦が少ない、すなわち床を傷つけにくい反時計回り
に回転ブラシ６を駆動させる（Ｆ２）。

【００３８】そのために、マイコン３３より第二駆動回
路３２に駆動信号が出力され、トランジスタ２９がオン
される。すると、トランジスタ３０もオンされ、直流モ
ータ７に電圧が印加され、直流モータ７が反時計回りに
回転する。

【００３９】そして、その時の直流モータ７の運転電流
をカレントトランス３５により検知して、増幅回路３６
を介してマイコン３３に出力する。

【００４０】この検知信号がマイコン３３に入力される
と、あらかじめ設定されているしきい値と比較され、こ
のしきい値より小さければ、板張りの床Ｆであると判断
し回転ブラシ６は反時計方向のまま運転される。逆に大
きければ、じゆうたんＣであると判断し（Ｆ３）、第二
駆動回路３２への出力を停止し、第一駆動回路３１に駆
動信号を出力する。すると、トランジスタ２７がオン
し、トランジスタ２８もオンして、直流モータ７は時計
回りの回転に反転される（Ｆ４）。

【００４１】このような床面材質検知により、じゆうた
んであることを検知した後も、直流モータ７の電流検知
を行い、直流モータ７の平均電流がしきい値より小さく
なると、じゆうたんから板張りの床に床面材質が変化し
たと判断し、駆動回路への出力信号を切り替えて、反時
計回りに回転ブラシ６を反転させる。また、しきい値よ
り大きい場合は、そのまま時計回りの回転を続行する
（Ｆ５）。

【００４２】このように、床面材質を絶えず検知するこ
とによつて、床に最適な回転ブラシ６の回転方向が自動
的に選択される。

【００４３】したがつて、床面の材質を検知しながら回
転ブラシ６の回転方向を制御することにより、回転方向
により異なる掃除効果を有する回転ブラシの利点を最大
限に引き出すことができ、床面材質に応じて優れた掃除
効果を得ることができる。

【００４４】また、吸込口本体内部にこれらの制御手段
が収納されているので、どのような電気掃除機にも接続
することが可能となり、吸込口本体としての部品の汎用
性を高めることができる。

【００４５】床面材質検知手段の別方法として、図８に
示すように、吸込口本体１の底部に、スイツチ４０およ
びレバー４１を配置し、板張りの床Ｆでは、レバー４１
が床面に接触しない高さに設定する。

【００４６】図８の（Ａ）に示すようにじゆうたんＣ上
では、吸込口本体１の前後操作時にレバー４１がじゆう
たん起毛部に当たつて倒れることにより、スイツチ４０
がオンされ、床面材質が判別される。図８の（Ｂ）に示
すように板張りの床Ｆの上では、レバー４１は中立状態
となつて、スイツチ４０はオフのままになる。

【００４７】この方法では、図１におけるカレントトラ
ンス３５および増幅回路３６は廃止可能となり、部品コ
ストの削減にもなる。しかも、スイツチ４０に連動させ
て、直流モータの回転方向を切り替えるようにすること
もできる。

【００４８】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。

【００４９】本実施例では、マイコンにより自動的に回
転ブラシ６の回転方向を切換えているが、操作部に切換
スイツチを設けて、しかも床面材質を表示部に表示させ
て、手動で切換スイツチを操作することにより、回転ブ
ラシ６の回転方向を切換えるようにしてもよい。

【００５０】また、本実施例のようなシリンダ形の電気
掃除機に限らず、本発明の吸込口本体はアツプライト形
の電気掃除機にも適用できる。

【００５１】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、回転ブラシの回転方向は、床面材質検知手段に
て検知された床面の材質に応じて、時計回りの回転によ
りブレードにて掃除するか、反時計回りの回転によりブ
ラシにて掃除するかが自動的に選択される。したがつ
て、異なる回転方向により異なる掃除効果を有する回転
ブラシの利点を最大限に引き出すことができ、床面材質
に応じて優れた掃除効果を確実に得ることができる。

【００５２】しかも、このような吸込口本体は、電気掃
除機本体に対して着脱自在とされているので、どのよう
な電気掃除機にも接続することが可能となり、吸込口本
体としての部品の汎用性を高めることができる。

【００５３】また、床面材質検知手段により床面の材質
を絶えず検知することができ、床面の材質が変化しても
即座に回転ブラシの回転を最適な方向に切り替えること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す電気掃除機の制御ブロツ
ク図

【図２】電気掃除機の斜視図

【図３】吸込口本体の横断面図

【図４】じゆうたん上での回転ブラシの状態を示す図

【図５】板張り床上での回転ブラシの状態を示す図

【図６】床面材質と直流モータの電流値との関係を示す
図

【図７】回転ブラシの回転方向制御のフローチヤート

【図８】床面材質検知手段の他の実施例を示す図で、
（Ａ）はじゆうたんの検知時、（Ｂ）は板張り床の検知
時を示す図

【符号の説明】

１ 吸込口本体 ６ 回転ブラシ ７ 直流モータ ３４ 床面材質検知手段

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気掃除機本体に、吸込口本体が着脱自
   在とされ、吸込口本体に、時計回りの回転時にはブレー
   ドにて掃除し反時計回りの回転時にはブラシにて掃除す
   ることにより異なる回転方向により異なる掃除効果を有
   した回転ブラシと、回転ブラシを正逆回転させる回転ブ
   ラシモータと、床面の材質を検知する床面材質検知手段
   と、回転ブラシの回転方向を床面材質検知手段にて検知
   された床面の材質に応じた掃除効果とする回転方向に選
   択する制御手段とが設けられたことを特徴とする電気掃
   除機。
2. 【請求項２】 床面材質検知手段は、回転ブラシモータ
   の運転電流の変化あるいは床面材質検知手段と床面との
   接触状態の変化により床面の材質を検知してなることを
   特徴とする請求項１記載の電気掃除機。