JP2761317B2 - 電気掃除機の吸込口体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動機により駆動され
る回転ブラシを有する電気掃除機の吸込口体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の吸込口体において、回転
ブラシを正逆転させるもので、切替スイッチによって自
動的に回転ブラシ駆動用の電動機を反転させる手段とし
て、図１５のような回路が用いられていた。

【０００３】しかし、この回路によっては、切替スイッ
チＳＷによって切替スイッチＳＷがＯＮまたはＯＦＦ状
態になると電動機の回転方向が切替えられるもので以下
図１５乃至図１８に基づいて詳細な説明をする。ただ
し、負荷電流は定常状態とする。

【０００４】図１５にて、切替ＳＷがＯＮのときＩＣ５
の入力はＨレベルであり、従ってＩＣ５の出力はＬレベ
ルである。一方ＩＣ６の入力がＬレベルのため、ＩＣ６
の出力はＨレベルである。

【０００５】ここで切替ＳＷをＯＮからＯＦＦへ切替え
るとＩＣ５の出力ａはＨレベルに反転する（図１６
（１））。従ってＩＣ１の出力ｂはＨレベルからＬレベ
ルに反転する（図１６（２））。一方ＩＣ６の出力ｃは
Ｌレベルに反転する（図１６（３））。よってＩＣ２の
出力ｄはＬレベルからＨレベルに反転する（図１６
（４））。

【０００６】これによって、ＩＣ１の出力ｂはＨから
Ｌ，ＩＣ２の出力ｃはＬからＨへ切替わり電動機の回転
方向が反転する。

【０００７】また切替スイッチＳＷをＯＦＦからＯＮへ
切替えると、上記ＯＮからＯＦＦへと説明した逆動作に
て再度電動機は反転する（図１７）。

【０００８】つまりＩＣ１の出力ｂがＬからＨへ、ＩＣ
２の出力ｃはＨからＬへ切替わることになる。

【０００９】また、特開平３−２９号公報に開示されて
いるものも知られている。これは、吸込口体を前進、後
進させることによって、ハンドルに加える力を前方から
後方へあるいは逆に反転させたときには、支軸が軸受内
において下側前部から下側後部へあるいは逆に変位す
る。

【００１０】その際、支軸が軸受内の下側中央部に位置
したとき、開閉器が開状態となり電動機への印加電圧が
いったん切れ、これらこれら電動機が停止する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記した吸込口体で前
者のものは、つまりｂ点，ｄ点の電位を同時にＨ→Ｌ，
Ｌ→Ｈレベルに切替える方式である。この方式だと、例
えばトランジスタなどの応答性の遅れなどにより、トラ
ンジスタＱ１〜Ｑ４の動作図のようにＱ１，Ｑ２とＱ
３，Ｑ４が同時にＯＮしてしまうタイミングＴ_ONが発生
する場合がある。

【００１２】Ｔ_ONが発生すると、トランジスタＱ１〜Ｑ
４がすべてＯＮとなり、例えばＱ１→Ｑ４→Ｒ１５また
はＱ３→Ｑ２→Ｒ１５を通して過電流れ、トランジスタ
Ｑ１〜Ｑ４などの素子の劣化、破壊をまねく欠点があ
る。

【００１３】また後者の吸込口においては、停止モード
は使用者のハンドル操作による機械的な構造によるもの
で、時間設定が不安定で、使用中に回転ブラシが停止し
てしまったとユーザーに勘違いさせたり、また長期の使
用によっては駆動部の摩耗によって停止させられない欠
点があった。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の電気掃除機の吸
込口体は、吸込口を有する吸込口本体とこの吸込口本体
内に前記吸込口に臨んで正逆回転自在に設けられた回転
ブラシと、前記吸込口本体内に設けられた前記回転ブラ
シを回転駆動する電動機を備えた電気掃除機の吸込口体
において、定電圧回路を介して直流電源が供給される前
記電動機の正逆回路を設け、該回路に正逆転切替スイッ
チの信号によって正逆転のタイミングを制御するタイミ
ング回路を設けると共に、前記タイミング回路に、前記
電動機の反転時に充電する第１のコンデンサと、前記電
動機の反転時に前記第１のコンデンサの充電時間に対し
て異なる時間で放電する第２のコンデンサとを備え、前
記正逆回路に、前記第１のコンデンサが充電して所定電
位に達すると前記電動機を正転する信号を発生する正転
ドライバ回路と、前記第２のコンデンサが放電して所定
電位に達すると前記電動機を逆転する信号を発生する逆
転ドライバ回路と、前記正転ドライバ回路からの信号に
基づき前記電動機を正転させる正転駆動デバイスと、前
記逆転ドライバ回路からの信号に基づき前記電動機を逆
転させる逆転駆動デバイスとを備え、前記第１のコンデ
ンサ及び第１のコンデンサにより生じる充放電の時間差
によって前記正転ドライバ回路及び逆転ドライバ回路か
らの出力に時間差を生じさせて、前記正転駆動デバイス
及び逆転駆動デバイスの動作を制御することにより、前
記電動機を一旦停止させた後反転駆動させる停止手段を
設けた。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の電気掃除機の吸込口体の一実
施例の構成を図面に基づいて説明する。図１は本発明の
吸込口体を取付けた電気掃除機の全体構造図、図２は同
じく吸込口体の本体上ケースと蓋体を取り除いた平面
図、図３は同じく吸込口体の断面図である。

【００１６】１は掃除機本体で、この掃除機本体１の下
部には、走行用後輪２が後部両側に枢着され、走行用前
輪２ａが前部に回動自在に設けられている。また、図示
していないが、前記掃除機本体１の内部には、コードリ
ールおよび電動送風機が後部に配設されているとともに
この電動送風機の吸気側に連通しフィルターを内蔵した
集塵室が前部に区画形成されている。さらに、前記掃除
機本体１の外面部には、前記集塵室に臨む接続口が上面
前部に開口形成されているとともに、前記電動送風機の
排気側に連通する排気口が後面に開口形成されている。

【００１７】３はホースで、このホース３の一端部に
は、前記掃除機本体１の接続口に着脱自在に差込み接続
される差込管３ａが設けられている。また、前記ホース
３の他端部には、握り管４が設けられており、この握り
管４にはハンドル４ａが形成されている。また前記握り
管４の前部には、前記掃除機本体１内の電動送風機を制
御するための操作部５が設けられている。

【００１８】６は延長管で、この延長管６は一端部が前
記握り管４の先端部に着脱自在に嵌合されるものであ
る。７は吸込口体である。

【００１９】つぎに前記吸込口体７について図２ないし
図３を参照して詳しく説明する。

【００２０】前記吸込口体７は、上下に結合された下部
本体ケース３１と上部本体ケース３２および蓋体３３と
連結管３４とから外郭が構成されて居る。

【００２１】下部本体ケース３１の後部左右には車輪８
が、前部左右には車輪８より小さい車輪８ａが回転自在
に設けられている。

【００２２】そして吸込口体７の内部には、左右方向中
央部に連通口３５を開口形成した前後仕切壁３６によ
り、吸込室３７が前部に区画形成されているとともに、
前記連通口３５の両側部からそれぞれ後方へ延びる左右
仕切壁３８，３９により、回転ブラシ用電動機室４０と
連通室４１と駆動回路基板室４２とが後部に左右方向へ
並べて各々区画形成されている。

【００２３】また、前部回転ブラシ用電動機室４０およ
び吸込室３７の側方には、左右仕切壁４３によりベルト
室４４が区画形成されている。さらに吸込室３７の下面
部は開口している吸込口４５になっている。

【００２４】そして、吸込室３７には左右方向に細長い
回転ブラシ１３が左右方向を回転軸方向として正逆回転
自在に支持されている。この回転ブラシ１３は、ブラシ
毛１４およびアジテータ１４ａが螺旋状に回転体１３ａ
に設けられており、ブラシ毛１４の両端側の回転体１３
ａには駆動輪１５，１５が、回転ブラシ１３の回転と同
時に、同方向に回転するように固着されている。

【００２５】また回転ブラシ１３の両端部は、前記下部
本体ケース３１の左右両内側面に設けられたブラシ軸受
部４６にそれぞれ軸受１２を介して軸支されている。さ
らに前記ベルト室４４内に位置して回転ブラシ１３の一
端部にギヤ状プーリ４７が固着されている。

【００２６】一方、前記回転ブラシ用電動機室４０に
は、前記回転ブラシ１３を正逆回転駆動する直流マグネ
ットモータからなる回転ブラシ用電動機９が防振ゴム１
０，１０ａを介して配設されている。

【００２７】この電動機９は印加電圧の正負反転により
出力軸９ａの回転方向が正逆反転するものである。前記
ベルト室４２へ突出したこの出力軸９ａにはギヤ状プー
リ４８が固着されており、このプーリ４８と前記回転ブ
ラシ１３のプーリ４７とに動力伝達用のタイミングベル
ト１１が掛け渡されている。また出力軸９ａの先端は軸
受１２を介して軸支されている。

【００２８】一方、駆動回路基板室４２内には、前記回
転ブラシ駆動用電動機９を駆動させる駆動回路基板１６
が内設されるとともに、正逆回転切替スイッチ１７が内
設されている。この正逆回転切替スイッチ１７は後述す
るスイッチレバー６４が、下部本体ケース３１より突設
せられ、吸込口体７を掃除面４６に載置した時前記スイ
ッチレバー６４が掃除面に当接するように設けられてい
る。

【００２９】つぎに、前記正逆転切替スイッチ１７（以
下切替スイッチと言う）の構造について図４乃至図７に
基づいて詳細に説明する。図４は切替スイッチ１７の正
面図、図５は同じく上面図、図６は同じく下面図、図７
はマイクロスイッチ内部の接点の回路図である。

【００３０】６１はスイッチボタン６２とこのスイッチ
ボタン６２を操作するアクチェータ６３とを有するマイ
クロスイッチで、端子ａ，ｂを有し、図７のような回路
構成になっている。そして、アクチェータ６３がマイク
ロスイッチ６１より離れているときは端子ａ−ｂが閉路
になっている。

【００３１】６４は床面と接触して回転するスイッチレ
バー電気掃除機の、回転軸６５に圧入固着されている。
また、回転軸６５の先端には、前記マイクロスイッチ６
１のアクチェータ６３を作動させる作動レバー６６が回
転軸６５と一体に形成され、前記スイッチレバー６４と
連動している。

【００３２】６７は前記回転軸６５の軸受けとマイクロ
スイッチ６１を固着する支持台を兼ねるスイッチ支持体
で、スイッチレバー６４の回転によって作動レバー６６
がアクチェータ６３を作動させるように、前記スイッチ
支持体６７に回転軸６５およびマイクロスイッチ６１が
取り付けられている。なお、スイッチ支持体６７に一体
に取り付けられている突起６８は作動レバー６６のスト
ッパーである。

【００３３】前記マイクロスイッチ６１は、マイクロス
イッチ６１の本体に設けられた二つの穴６９にスイッチ
支持体６７に設けられたボス７０を圧入して固着されて
いる。また、前記マイクロスイッチ６１のスイッチボタ
ン６２は内部に設けられた弾性体（図示せず）によって
常に突出状態に付勢されており、そのためアクチェータ
６３はマイクロスイッチ本体より離れた状態で支持され
ている。

【００３４】つぎに、アクチェータ６３と作動レバー６
６とスイッチレバー６４との関係を説明する。吸込口体
７を掃除面で前進させたときは、図８のごとく前記スイ
ッチレバー６４が回転軸６５を軸として回転軸６５の軸
心とは対称位置まで回転し、それによって作動レバー６
６が回転し、アクチェータ６３をマイクロスイッチ本体
側に押して、スイッチボタン６２が押し込まれる。

【００３５】そして、スイッチボタン６２が押し込まれ
ると、いままで閉路であった接点ａ−ｂが、開となり、
それによって後述する駆動回路によって電動機９が正転
する。 一方、吸込口体７を後進させたときは、スイッ
チレバー６４が図９の如く前進時の状態より反対側に回
転し、そのため作動レバー６６がアクチェータ６３より
離れる状態で回転するのでアクチェータ６３はスイッチ
ボタン６２の復帰とともに、マイクロスイッチ６１より
離れて、マイクロスイッチ６１内部の接点は開からａ−
ｂに切り替えられ、後述する駆動回路によって電動機９
が逆転する。

【００３６】なお、前記駆動輪１５は、回転体１３ａの
直径より大きく形成され、駆動輪１５の外周には掃除面
を走行したとき、走行性をよくするように突起１５ａが
複数本設けている。

【００３７】図１０は本発明の一実施例の構成を示す制
御ブロック図である。７１は整流回路で、前記電動機９
（Ｍ）を駆動させる直流電源を得るもので、定電圧回路
７２にて後述する各回路への電源を供給している。

【００３８】１７は前述した吸込口体７に設けられた切
替スイッチ（ＳＷ）で、吸込口体７を前方へ移動させた
ときと後方へ移動させたときの前後方向を検知し、移動
方向が変化するとタイミング回路７３へ信号を送り、正
転ドライバー回路７４、正転駆動デバイス７５、または
逆転ドライバー回路７６、逆転駆動デバイス７７を介し
て電動機９（Ｍ）の回転方向を切り替えている。

【００３９】次に上記実施例の作用について説明する。
図１１は本発明の電気掃除機の電気回路図である。掃除
にあたっては、図１に示すように掃除機本体１とホース
３と延長管６と吸込口体７の連結管３４とを相互に接続
しておく。この状態では、吸込口体７の吸込口４５が連
結管３４、延長管６およびホース３内を介して掃除機本
体１内の集塵室に連通される。

【００４０】そして使用者は、ホース３のハンドル４を
持ち、吸込口体７を身体の前方に位置させて、この吸込
口体７を床などの被掃除面上に接触させ、吸込口体７を
主に前後動させながら掃除を行う。

【００４１】すなわち、操作部５を操作してスイッチ２
１をＯＮすることにより交流電源ＡＣの入力をダイオー
ドブリッジＤＢにより前記交流電源ＡＣを全波整流し、
電動機９の直流電源を作り、さらに抵抗Ｒ１にて電圧を
降下させ、コンデンサＣ１にて平滑し、ツェナーダイオ
ードＺＤにて安定化させている。

【００４２】そうして、電気掃除機の駆動により、吸込
口体７の吸込口４５から気流とともに吸込まれた塵埃
は、吸込室３７、連通室４１を通り、さらに延長管６お
よびホース３を介して電気掃除機の集塵室へ導かれる。

【００４３】また特にじゅうたんなどを掃除するとき
は、電動機９の駆動により回転ブラシ１３を回転させ
る。そして、この回転する回転ブラシ１３のビータ１４
ａがじゅうたんを押打するとともに、ブラシ毛１４がじ
ゅうたんの毛に潜り込み、そこから塵埃を掻き出す。

【００４４】ここで、図１１及び図１２において、電源
スイッチ（図示せず）がＯＮ状態で切替スイッチ６１
（ＳＷ）がＯＮ状態にあると、タイミング回路７３のＩ
Ｃ１の一方入力ａはＬレベルとなる。このときＩＣ１の
他方入力はＬレベルであり、したがってＩＣ１の出力ｂ
はＨレベルである。これによってトランジスタＱ１，Ｑ
２がＯＮ状態となり、電流はＱ１のコレクタ→エミッタ
→電動機９→Ｑ２のコレクタ→エミッタ→Ｒ１５を通し
て流れ、電動機９（Ｍ）は例えば正転する。このときＩ
Ｃ２の一方入力ｃはＨレベル、他方はＬレベルであり、
したがってＩＣ２の出力ｄはＬレベルのためトランジス
タＱ３，Ｑ４はＯＦＦ状態である。

【００４５】逆に切替スイッチ６１（ＳＷ）をＯＦＦに
するとＩＣ２の一方入力ｃがＬレベルとなり、したがっ
てＩＣ２の出力ｄがＨレベルに反転する。これによって
トランジスタＱ３，Ｑ４がＯＮとなり、電流はＱ３のコ
レクタ→エミッタ→電動機９→Ｑ４のコレクタ→エミッ
タＲ１５を通しているが、この時の電流の流れる方向は
電動機９（Ｍ）にとって上記正転時と逆になるため逆転
動作を行う。また、この時トランジスタＱ１，Ｑ２は前
記正転時のＱ３，Ｑ４の動作と同様でＯＦＦとなってい
る。

【００４６】上記反転時例えば切替スイッチ７（ＳＷ）
をＯＮからＯＦＦへ切替えると、図１１の回路図におい
て、ＩＣ５の出力はＬからＨへ変化する。するとコンデ
ンサＣ₂は抵抗Ｒ₄とダイオードＤ₁を通して急速に充電
を始める（Ｒ３》Ｒ４）。つまりこの状態が図１３にお
ける（１）のａ点の電位である。

【００４７】ある一定レベルまで充電されると、ＩＣ１
の出力が反転しＨからＬに変化する（図１３（２））。

【００４８】一方ＩＣ６の出力はＨからＬへ変化しコン
デンサＣ３はＲ５（Ｒ５》Ｒ６）を通してゆっくり放電
を始める（図１３（３））。

【００４９】ある一定レベル以下まで放電するとＩＣ２
の出力が反転しＬからＨへ変化する（図１３（４））。

【００５０】つまり上記のように「急速充電」と「ゆっ
くり放電」の時間差すなわち図１３のＴｏｆｆを作って
いる。これが反転時の電動機９の停止時間となるのであ
る。

【００５１】

【発明の効果】本発明は以上説明したような構成になっ
ているため以下のような効果を奏する。第１のコンデン
サ及び第２のコンデンサにより生じる充放電の時間差に
よって、電動機を一旦停止させた後反転駆動することが
できるため、反転時の過電流を確実にカットでき、また
使用者に対して不快感を与えない停止時間の調整が確実
且つ容易である。 しかも、２つのコンデンサの時間差制
御にて電動機の一旦停止と反転駆動との制御を行うこと
ができる。 また、正逆反転時に停止モードを設けている
ので反転時の過電流がカットできるため回路に設けてい
るトランジスタなどの素子の劣化や破壊を防止すること
ができる。

【００５２】また従来の回路に抵抗とコンデンサーとダ
イオードを設けるだけでよいので安価にできる。

【００５３】さらに、停止時間を数ｍｓｅｃで過電流を
カットできるので実使用上において、吸込口体を例えば
前進から後進するときに一瞬回転ブラシの回転が停止し
ても実使用上何んら差し支えのないものである。

【００５４】また機械的でなく電気的に停止時間を設定
しているので時間が安定して使用者に対して不快感を与
えない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の電気掃除機全体構成の側面図で
ある。

【図２】図２は同じく電気掃除機の吸込口体の一実施例
を示す平面方向要部断面図である。

【図３】図３は同じく図２の縦断面図である。

【図４】図４は同じく正逆回転切替スイッチの正面図で
ある。

【図５】図５は同じく図４の上面図である。

【図６】図６は同じく図４の下面図である。

【図７】図７は同じくマイクロスイッチ内部の接点の回
路図である。

【図８】図８は吸込口体を前進させたときの切替スイッ
チの状態を説明する要部断面図である。

【図９】図９は同じく吸込口体を後進させたときの切替
スイッチの状態を説明する要部断面図である。

【図１０】図１０は本発明の電気掃除機の制御ブロック
図である。

【図１１】図１１は同じく電気回路図である。

【図１２】図１２はタイミング回路のＩＣの動作を示す
真理値図表である。

【図１３】図１３は切替スイッチのＯＮからＯＦＦ時の
タイミング図である。

【図１４】図１４は同じくＯＦＦからＯＮ時のタイミン
グ図である。

【図１５】図１５は従来の電気回路図である。

【図１６】図１６は同じく切替スイッチのＯＮからＯＦ
Ｆ時のタイミング図である。

【図１７】図１７は同じく切替スイッチのＯＦＦからＯ
Ｎ時のタイミング図である。

【図１８】図１８は同じく各トランジスタの動作図であ
る。

【符号の説明】

７ 吸込口体 ９ 回転ブラシ駆動用電動機 １３ 回転ブラシ １３ａ 回転体 １４ ブラシ毛 １７ 正逆回転切替スイッチ ７１ 整流回路 ７２ 定電圧回路 ７３ タイミング回路 ７４ 正転ドライバ回路 ７６ 逆転ドライバ回路 ７５ 正転駆動デバイス ７７ 逆転駆動デバイス

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸込口を有する吸込口本体とこの吸込口
   本体内に前記吸込口に臨んで正逆回転自在に設けられた
   回転ブラシと、前記吸込口本体内に設けられた前記回転
   ブラシを回転駆動する電動機を備えた電気掃除機の吸込
   口体において、 定電圧回路を介して直流電源が供給される前記電動機の
   正逆回路を設け、該回路に正逆転切替スイッチの信号に
   よって正逆転のタイミングを制御するタイミング回路を
   設けると共に、 前記タイミング回路に、前記電動機の反転時に充電する
   第１のコンデンサと、前記電動機の反転時に前記第１の
   コンデンサの充電時間に対して異なる時間で放電する第
   ２のコンデンサとを備え、 前記正逆回路に、前記第１のコンデンサが充電して所定
   電位に達すると前記電動機を正転する信号を発生する正
   転ドライバ回路と、前記第２のコンデンサが放電して所
   定電位に達すると前記電動機を逆転する信号を発生する
   逆転ドライバ回路と、前記正転ドライバ回路からの信号
   に基づき前記電動機を正転させる正転駆動デバイスと、
   前記逆転ドライバ回路からの信号に基づき前記電動機を
   逆転させる逆転駆動デバイスとを備え、 前記第１のコンデンサ及び第１のコンデンサにより生じ
   る充放電の時間差によって前記正転ドライバ回路及び逆
   転ドライバ回路からの出力に時間差を生じさせて、前記
   正転駆動デバイス及び逆転駆動デバイスの動作を制御す
   ることにより、前記電動機を一旦停止させた後反転駆動
   させる停止手段を設けたことを特徴とする電気掃除機の
   吸込口体。