JP3034726B2 - 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、電気掃除機に係り、特
に電動機で駆動される車輪および回転ブラシを内蔵する
吸込口体を有するアップライト型電気掃除機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にアップライト型の電気掃除機にお
いては、図１１，１２に示す如く、掃除機本体１と吸込
口体２とが俯仰可能に接続されている。前記掃除機本体
１は、取手３を有したハンドル４と、吸込口体２から塵
埃を吸い込むための電動送風機５と、集塵袋６と、通電
用のコードリール組品７、操作用スイッチ８とを備え、
接続パイプ９で吸込口体２と接続されている。また、吸
い込んだ塵埃を集塵袋６に送り込むためのサクションホ
ース１０が掃除機本体１と吸込口体２との間に接続され
ている。

【０００３】吸込口体２には、回転ブラシ１１が設けら
れ、回転ブラシ駆動用電動機１２がベルト１３を介して
回転ブラシ１１を回転駆動させ、電動送風機１２の吸込
力と共に塵埃をかき出し吸い込む。回転ブラシ１１の両
端には、一体成形された走行車輪１４が設けられ、走行
車輪１４とは別の運搬用車輪１５が吸込口体２の後部に
取付けられている。掃除する時は、ハンドル４を伸ばし
取手３を握って掃除機本体１を前後移動させるのに合わ
せて、走行車輪１４により吸込口体２が前後進する。な
お、図中、１６は防音材である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、回転ブラ
シ１１の両端に操作力を軽減させる走行車輪１４を有し
ているが、ベルト減速装置では減速比が限られると共に
回転ブラシ１１と掃除機本体の重量を移動させるには電
動機１２を大きくしなければならず、吸込口体２も大き
くなる欠点があった。また、回転ブラシ１１と走行車輪
１４が一つの電動機１２で兼用されるため、走行車輪１
４が高速で回転され、吸込口体２の移動速度が早くなり
すぎて操作性が悪くなる。しかも、車輪１４は同一軸に
取付けられているので、コーナーリング性能が悪い欠点
があった。

【０００５】そこで、本出願人は、特願平４−１７０７
２８号に記載した通り、減速装置に遊星歯車を用い、車
軸の中央に差動装置を設けることを提案した。ところ
が、差動装置を設けることにより、部品点数が増加して
組立工数が増える。また、方向変換をするには掃除機本
体の向きを人手により変えなければならず、操作性が悪
く、しかも車輪と床面との摩擦係数が左右で異なると、
直進中であるにもかかわらず吸込口体が旋回してしまう
といった問題がある。また、電動機が駆動されて走行車
輪が回転しているときに障害物等によって吸込口体の移
動が妨害された場合、この減速装置にはクラッチ機構が
設けられていないため、電動機がロックしてしまい、電
動機の故障の原因となる。

【０００６】本発明は、上記に鑑み、使用環境に応じて
吸込口体の操作性を向上させた電気掃除機の提供を目的
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１，２の如く、電動送風機２４と集塵室２８を
内蔵した掃除機本体２１に、回転ブラシ４４および車輪
４２を有し該車輪４２を駆動する電動機６０を具備した
吸込口体２２が俯仰可能に連結され、前記車輪４２が前
記吸込口体２２に水平回転自在に支持された回転台５３
に取付けられ、該回転台５３を回転させる車輪換向用電
動機９０が設けられたものである。あるいは、回転台５
３に連結材であるフレキシブルワイヤ１００を接続し、
車輪方向変換用スイッチによりフレキシブルワイヤ１０
０を操作するものである。

【０００８】また、電動機６０の減速装置６１として遊
星歯車装置が用いられ、該遊星歯車装置６１に電動機ロ
ック防止用スラストばね７０が設けられている。

【０００９】

【作用】上記課題解決手段において、方向変換スイッチ
の操作により、車輪換向用電動機９０が回転駆動され
る、あるいはフレキシブルワイヤ１００が引っ張られ
て、回転台５３は電動機９０の駆動力あるいはフレキシ
ブルワイヤ１００の引張力によって選択された向きに回
転する。これに伴って電動機６０によって回転駆動され
ている車輪４２は吸込口体２２に対して方向を変え、吸
込口体２２は変えられた向きにスムーズに旋回してい
く。

【００１０】そして、車輪４２が回転しているにもかか
わらず吸込口体２２の移動が阻止されたとき、スラスト
ばね７０により設定されたトルク以上になると、遊星歯
車装置６１が空回転して、電動機６０には負荷がかから
ない。

【００１１】

【実施例】本実施例のアップライト型電気掃除機は、図
１〜４の如く、掃除機本体２１と吸込口体２２とが俯仰
可能に連結され、吸込口体２２から吸い込まれた塵埃が
掃除機本体内に集塵されるようサクションホース２３が
吸込口体２２と本体２１との間に連結されている。掃除
機本体２１には、吸込口体２２からサクションホース２
３を介して塵埃を吸込む電動送風機２４と、吸込まれた
塵埃を集塵する集塵袋２５と、電源コード２６を収納す
るコードリール２７とが内蔵されている。集塵袋２５
は、吸気口２８を有し、集塵室２９に装着されている。
集塵室２９は蓋３０で密閉され、集塵袋２５の着脱時に
開閉される。

【００１２】そして、電動送風機２４によって塵埃と共
に吸気された吸気は集塵袋２５で捕塵され、通過した微
塵はフィルター３１で捕塵され、排気は掃除機本体２１
の側面に設けた排気口３２より排出される。掃除機本体
２１の前側には、掃除するときに操作する取手３３を有
したハンドル３４が伸縮自在に取り付けられ、ハンドル
ボタン３５により伸縮がロックをされる。また、ハンド
ル３４内にはスパイラル状に巻かれた伸縮するコード３
６が収納され、ハンドル３４に装着されたスイッチ３７
と電装部品とを電気的に接続している。

【００１３】前記吸込口体２２は、上ケース４０と下ケ
ース４１から構成され、下ケース４１の中央部には左右
一対の走行車輪４２が、後部の両側には大車輪４３がそ
れぞれ設けられている。

【００１４】下ケース４１の前部には吸口が開口され、
その吸口に臨んで回転ブラシ４４が設けられている。回
転ブラシ４４は、両端を軸受４５で回転自在に軸支さ
れ、回転ブラシ駆動用電動機４６にベルト４７により連
結されており、電動機４６の回転が減速され回転ブラシ
４４に伝達される。

【００１５】前記大車輪４３は、それぞれの車軸５０が
吸込口体２２に回転自在に取付けられている。また、前
記走行車輪４２は、一本の中空状車軸５１に固定され、
車軸５１の中を固定軸５２が貫通している。そして、固
定軸５２は、吸込口体２２に水平回転自在に支持された
回転台５３上にねじ止めされている。

【００１６】回転台５３は、下ケース４１に縦軸５４を
介して取付けられている。回転台５３に、走行車輪４２
が貫通した開口５５が形成され、この開口５５に対向し
て下ケース４１に、走行車輪４２を方向変換が可能なよ
うに突出させる開口５６が形成されている。

【００１７】回転台５３上には、走行車輪４２を回転駆
動するための車輪駆動用電動機６０が載置されており、
電動機６０には減速装置６１が取付けられている。電動
機６０に直結された減速装置６１は遊星歯車装置を用い
たもので、図５，６に示すような中央に太陽歯車６２、
その周囲に遊星歯車６３、そしてこの遊星歯車６３と噛
み合っている内歯歯車６４とから構成されている。

【００１８】この遊星歯車装置では、電動機６０の入力
軸６５が太陽歯車６２に直結し、出力軸６６は遊星歯車
６３に直結されている。そして、この遊星歯車装置を用
いた減速装置はそれぞれ用途に応じていろいろな型のも
のがあるが、例えば入力軸６５と出力軸６６の回転方向
が同じ場合は、内歯歯車６４を固定するか、太陽歯車６
２を固定するかの方法が用いられる。

【００１９】遊星歯車装置の出力軸６６には小プーリ６
７が固定されている。また、車軸５１には大プーリ６８
が外嵌固定されており、大プーリ６８と小プーリ６７と
の間にベルト６９が掛巻されている。これによって、通
常電動機６０の回転を遊星歯車装置により減速させ、小
プーリ６７、ベルト６９、大プーリ６８から車軸５１に
伝達して走行車輪４２を回転させる伝達手段となってい
る。

【００２０】ところで、ハンドル３４を固定されるなど
した時、走行車輪４２は回転しようとして過負荷が加わ
るため、設定されたトルク以上になると遊星歯車装置６
１が空回転し電動機６０からの回動力を伝達しないクラ
ッチ機構を有している。このクラッチ機構として、出力
軸６６に対して遊星歯車６３が摺動自在に嵌合されてお
り、遊星歯車６３を太陽歯車６２と噛合させる方向に付
勢するためにワッシャの弾性力を利用した図７に示すス
ラストばね７０が介装されている。つまり、通常は、遊
星歯車装置６１の遊星歯車６３をスラストばね７０にて
付勢して太陽歯車６２と噛合させて電動機６０からの回
転力を減速して出力軸６６に伝達し、そして遊星歯車装
置６１の出力側に過負荷が加わると遊星歯車６３をスラ
ストばね７０の付勢力に抗して出力軸方向に移動して太
陽歯車６２との噛合を解除して遊星歯車装置６１を空回
転させ、電動機６０への過負荷の加わるのを防止して、
電動機６０のロックを防止するものである。

【００２１】走行車輪４２の回転方向の切換えは、掃除
機本体２１内に設けられたマイクロスイッチ８０，８１
の切換により直流の＋−極性を変えて、前進時は車輪駆
動用電動機６０が正転、後退時は反転するように行な
う。また、掃除機本体２１に設けられたハンドル３４に
おいて、図８に示すように、ハンドル３４を前後に操作
することによって掃除機本体２１内に設けられたマイク
ロスイッチ８０，８１がオン、オフするようになってい
る。すなわち、ハンドル３４に直結されたパイプ８２に
突起８３，８４が二つ設けられ、掃除機本体２１内には
突起８３，８４に対向した位置にマイクロスイッチ８
０，８１が設けられている。

【００２２】このマイクロスイッチ８０，８１は、例え
ば図８のようにハンドル３４が前進時に押されて、突起
８３，８４がマイクロスイッチ８０，８１より離れる
と、図９のようにノーマルクローズとなり、また逆にハ
ンドル３４を引いて掃除機本体２１を後退させた時は、
突起８３，８４に押されマイクロスイッチ８０，８１が
ノーマルオープンとなる。

【００２３】下ケース４１の後部には、回転台５３を回
転させて走行車輪４２を換向するための方向変換電動機
９０が配されている。この電動機９０の軸に歯車９１が
取付けられ、前記回転台５３の後部側の外周円弧面に、
前記歯車９１に噛み合う歯９２が形成されている。そし
て、取手３３内に設けた右、左、直進のいずれかを選択
できる方向変換スイッチ９３により、方向変換電動機９
０は、＋−極性変換され正逆回転される。なお、走行車
輪４２の換向範囲を制限するために、回転台５３に長孔
９４が形成され、長孔９４に遊嵌された突起９５が下ケ
ース４１に突設されている。

【００２４】上記構成において、取手３３のスイッチ３
７をオンすると、送風電動機２４、回転ブラシ駆動用電
動機４６、車輪駆動用電動機６０に通電される。このと
き掃除機本体２１を前進させると、掃除機本体２１内に
設けられたマイクロスイッチ８０，８１はノーマルクロ
ーズとなり、車輪駆動用電動機６０は正回転し、遊星歯
車装置により減速されてベルト６９から伝達された駆動
力によって走行車輪４２が吸込口体２２の進行方向に合
った回転となり、吸込口体２２の走行を軽くする。

【００２５】また掃除中、掃除機本体２１を後退させる
とマイクロスイッチ８０，８１はノーマルクローズとな
り、電動機６０の回転は反転し、そのため走行車輪４２
も反転する。

【００２６】ここで、方向変換スイッチ９３を右あるい
は左のどちらかに選択操作すると、方向変換電動機９０
が駆動され、歯車９１が回転して、突起９５が長孔９４
の端に接触するまでの限られた角度だけ回転台５３を右
回転あるいは左回転させる。すると、左右の走行車輪４
２が吸込口体２２に対して傾き、吸込口体２２はその傾
いた方向に旋回していく。

【００２７】他の実施例として、図１０の如く、方向変
換電動機９０の代りに、方向変換スイッチと回転台５３
とを機械的に接続するフレキシブルワイヤ１００を用い
て回転台５３を回転させるようにする。すなわち、フレ
キシブルワイヤ１００の一端を回転台５３に固定し、他
端をハンドル３４内を貫通させて取手３３の方向変換ス
イッチに接続する。また、回転台５３と下ケース４１と
の間に引張ばね１０１を介装し、回転台５３を常にＡ方
向に付勢させておき、通常時はフレキシブルワイヤ１０
０の引張力と引張ばね１０１の弾性力とがつり合って、
走行車輪４２が直進状態となる位置に回転台５３が保持
されている。

【００２８】そして、方向変換スイッチを右あるいは左
に動かして切換操作することにより、フレキシブルワイ
ヤ１００が引っ張られ、回転台５３は回転する。この方
式の場合、方向変換用の電動機が不要となるので、吸込
口体は、軽量化され、安価となる。

【００２９】以上のように、回転ブラシと走行車輪をそ
れぞれ駆動するための電動機を別々にすることにより、
吸込仕事率が上がっても吸込口体の吸い付きによる操作
性が重くなるといった欠点を解消できる。

【００３０】また、減速装置としての遊星歯車にスラス
トばねを介装することにより、簡単にクラッチ機構を備
えることができ、走行車輪の駆動時にハンドルを固定さ
れたりして過負荷がかかってもこのクラッチ機構により
電動機がロックすることを防止できる。したがって、吸
込口体の小型化とともに、操作性の良好な電気掃除機を
提供することができる。

【００３１】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。

【００３２】例えば、回転台を回転させるために、回転
台に歯を形成して歯車付電動機を用いているが、電動機
を回転台の縦軸に連結して、回転台を直接回転するよう
にしてもよい。また、連結材としてフレキシブルワイヤ
の代わりにリンク機構を利用してもよい。

【００３３】

【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、吸込口体の車輪が回転台に取付けられ、回転台
が電動機あるいは連結材の移動によって水平回転される
ので、車輪の方向変換が可能となり、吸込口体をスムー
ズに旋回させることができる。

【００３４】また、手元操作だけで方向変換させること
が可能なので、掃除機本体の向きを直接変える必要がな
くなり、使用時の方向変換および前進、後退の操作性を
向上させることができる。

【００３５】また、減速装置としての遊星歯車にスラス
トばねを介装することにより、簡単にクラッチ機構を備
えることができ、車輪の駆動時にハンドルを固定された
りして過負荷がかかっても、このクラッチ機構により電
動機がロックすることを防止できる。したがって、吸込
口体の小型化とともに、操作性の良好な電気掃除機を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す電気掃除機の吸込口体
の内部構造を示す平面図

【図２】電気掃除機の要部断面図

【図３】電気掃除機の正面図

【図４】電気掃除機の背面図

【図５】車輪駆動用電動機の減速装置の詳細図

【図６】遊星歯車の構成図

【図７】スラストばねの側面図

【図８】車輪駆動用電動機の正反回転制御の要部構造図

【図９】車輪駆動用電動機の制御電気回路図

【図１０】他の実施例を示す吸込口体の内部構造を示す
平面図

【図１１】従来の電気掃除機の外観図

【図１２】従来の電気掃除機の断面図

【符号の説明】

２１ 掃除機本体 ２２ 吸込口体 ４２ 走行車輪 ４４ 回転ブラシ ５３ 回転台 ６０ 車輪駆動用電動機 ６１ 減速装置 ７０ スラストばね ９０ 方向変換電動機 ９３ 方向変換スイッチ １００ フレキシブルワイヤ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動送風機と集塵室を内蔵した掃除機本
   体と、回転ブラシおよび車輪を有し該車輪を駆動する電
   動機を具備した吸込口体とを俯仰可能に連結した電気掃
   除機において、前記車輪が前記吸込口体に水平回転自在
   に支持された回転台に取付けられ、該回転台を回転させ
   る車輪換向用電動機が設けられたことを特徴とする電気
   掃除機。
2. 【請求項２】 電動送風機と集塵室を内蔵した掃除機本
   体と、回転ブラシおよび車輪を有し該車輪を駆動する電
   動機を具備した吸込口体とを俯仰可能に連結した電気掃
   除機において、前記車輪が前記吸込口体に水平回転自在
   に支持された回転台に取付けられ、前記掃除機本体に車
   輪方向変換用スイッチが設けられ、該スイッチと前記回
   転台とが該スイッチの切り換え操作により前記回転台を
   引っ張り回転移動可能に連結材により接続されたことを
   特徴とする電気掃除機。
3. 【請求項３】 電動送風機と集塵室を内蔵した掃除機本
   体と、回転ブラシおよび車輪を有し該車輪を駆動する電
   動機を具備した吸込口体とを俯仰可能に連結した電気掃
   除機において、前記電動機の減速装置として遊星歯車装
   置が用いられ、該遊星歯車装置の出力側に過負荷が加わ
   ると遊星歯車装置を空回転させて電動機のロックを防止
   するスラストばねが遊星歯車装置に設けられたことを特
   徴とする電気掃除機。