JP3241869B2 - 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、進行方向検出手段で検
出された進行方向に基づき回転体を回転させる電気掃除
機の吸込口体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電気掃除機の吸込口体と
しては、吸込口本体が被掃除面上を移動中か否かおよび
吸込口本体の進行方向を検出して、構造を複雑にするこ
となく必要なときに所望の方向に清掃体を回転させるも
のが知られている。具体的には、吸込口本体の下面に露
出する回転ローラ、この回転ローラに連動する検出ロー
ラおよび検出ローラの回転を検出するセンサとを設けて
いる。そして、検出ローラは周方向に沿って複数の検出
面を形成していて、回転ローラの回転中、センサは検出
面毎に対応した異なるパルス状の信号をそれぞれ検出す
ることにより、センサは回転方向などの状態を検出する
ものである。そして、吸込口本体が被掃除面で停止中な
どのときは回転ローラは回転せずセンサの信号が変化し
ないことにより清掃体を停止させ、吸込口本体が被掃除
面上で移動しているときは、回転ローラが回転してセン
サの信号が変化することにより清掃体を回転あるいは停
止させている。さらに、検出面毎に対応した信号により
清掃体の回転方向を所定方向とするものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成の電気掃除機の吸込口体は、回転ローラの回転
方向により単に吸込口本体の進行方向を検出しているに
すぎないため、たとえば吸込口本体を上側に向け、清掃
体が露出している状態でも、回転ローラが回転してしま
い操作上あるいは省電力上好ましくない場合がある。

【０００４】また、回転ローラが下面に露出しているの
で吸込口本体を裏返したときでも回転ローラの慣性力、
ローラに触れてしまうことによって回転してしまい清掃
体が回転するおそれがある問題を有している。

【０００５】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、本体が上向きになった場合に誤動作が生ずることな
く確実に回転体を停止できる電気掃除機の吸込口体を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の電気掃除
機の吸込口体は、被掃除面に対向して開口する吸込口を
有する本体と、この本体内に配設された正逆回転自在の
電動機と、この電動機により回転される回転体と、前記
本体の進行方向を検出する進行方向検出手段と、この進
行方向検出手段により検出された方向に基づき前記電動
機の駆動を制御する制御手段とを備えた電気掃除機の吸
込口体において、前記進行方向検出手段は、周方向に沿
って複数の検出面が形成され前記本体の移動に従い従動
する回転手段と、この回転手段に間隙を介して設けられ
非接触状態で前記検出面を検出してパルス状の信号を出
力する非接触型のセンサと、前記回転手段の検出面およ
び前記センサ間に設けられ前記本体の吸込口が上方に向
けられると前記検出面および前記センサ間を遮蔽する遮
蔽手段とを備え、前記制御手段は、前記遮蔽手段が前記
検出面および前記センサ間を遮蔽した後前記センサから
の１つ目の信号は無視するものである。

【０００７】請求項２記載の電気掃除機の吸込口体は、
被掃除面に対向して開口する吸込口を有する本体と、こ
の本体内に配設された正逆回転自在の電動機と、この電
動機により回転される回転体と、前記本体の進行方向を
検出する進行方向検出手段と、この進行方向検出手段に
より検出された方向に基づき前記電動機の駆動を制御す
る制御手段とを備えた電気掃除機の吸込口体において、
前記進行方向検出手段は、周方向に沿って２つの種類の
検出面が形成され前記本体の移動に従い従動する回転手
段と、この回転手段に間隙を介して設けられ非接触状態
で前記検出面を検出して異なる値の信号を出力する非接
触型のセンサと、前記回転手段の検出面および前記セン
サ間に設けられ前記本体の吸込口が上方に向けられると
前記検出面および前記センサ間を遮蔽する遮蔽手段とを
備え、前記センサは、前記遮蔽手段が前記検出面とこの
センサ間を遮蔽した場合、前記異なる信号の中間の値の
信号を出力し、前記制御手段は、前記センサからの入力
に対してヒステリシス特性を有するものである。

【０００８】請求項３記載の電気掃除機の吸込口体は、
被掃除面に対向して開口する吸込口を有する本体と、こ
の本体内に配設された正逆回転自在の電動機と、この電
動機により回転される回転体と、前記本体の進行方向を
検出する進行方向検出手段と、この進行方向検出手段に
より検出された方向に基づき前記電動機の駆動を制御す
る制御手段とを備えた電気掃除機の吸込口体において、
前記進行方向検出手段は、周方向に沿って複数の検出面
が形成され前記本体の移動に従い従動する回転手段と、
この回転手段に間隙を介して設けられ非接触状態で前記
検出面を検出する非接触型のセンサと、信号が伝送され
る１対の接触端子と、前記回転手段の検出面および前記
センサ間に設けられ前記本体の吸込口が上方に向けられ
ると前記検出面および前記センサ間を遮蔽するとともに
前記接触端子間を短絡する導電性を有する遮蔽手段とを
具備したものである。

【０００９】

【作用】請求項１記載の電気掃除機の吸込口体は、進行
方向検出手段で本体の進行方向を検出し、この進行方向
検出手段により検出された方向に基づき制御手段で電動
機の正逆回転方向を制御して、回転体の回転方向を制御
する。そして、進行方向検出手段は、回転手段が本体の
移動に従い従動すると、接触型のセンサがこの回転手段
の検出面を非接触状態で検出し、本体の吸込口が上方に
向けられると検出面およびセンサ間を遮蔽手段で遮蔽
し、制御手段は、遮蔽手段が検出面およびセンサ間を遮
蔽した後出力する１つ目の信号は無視することにより、
遮蔽手段が移動して検出面およびセンサ間を遮蔽する際
に、遮蔽手段による誤信号が出力されても回転体が誤動
作することを防止する。

【００１０】請求項２記載の電気掃除機の吸込口体は、
進行方向検出手段で本体の進行方向を検出し、この進行
方向検出手段により検出された方向に基づき制御手段で
電動機の正逆回転方向を制御して、回転体の回転方向を
制御する。そして、進行方向検出手段は、回転手段が本
体の移動に従い従動すると、接触型のセンサがこの回転
手段の２つの検出面を非接触状態で検出して異なる値の
信号を出力し、本体の吸込口が上方に向けられ遮蔽手段
で検出面およびセンサ間を遮蔽すると、センサは異なる
信号の中間の値の信号を出力し、制御手段はヒステリシ
ス特性を有することにより、遮蔽手段が移動して検出面
およびセンサ間を遮蔽する際に誤信号が出力されず、回
転体が誤動作することを防止する。

【００１１】請求項３記載の電気掃除機の吸込口体は、
進行方向検出手段で本体の進行方向を検出し、この進行
方向検出手段により検出された方向に基づき制御手段で
電動機の正逆回転方向を制御して、回転体の回転方向を
制御する。そして、進行方向検出手段は、回転手段が本
体の移動に従い従動すると、接触型のセンサがこの回転
手段の検出面を非接触状態で検出し、本体の吸込口が上
方に向けられると検出面およびセンサ間を遮蔽手段で遮
蔽するとともに、信号が伝送される１対の接触端子間に
遮蔽手段を短絡し、回転体の動作を確実に停止させる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の電気掃除機の一実施例を図面
を参照して説明する。

【００１３】図２および図３において、11は進行方向に
対して横長矩形状の吸込口本体で、この吸込口本体11
は、下部本体ケース12と、この下部本体ケース12の上部
に結合固定される上部本体ケース13とから構成され、こ
の下部本体ケース12は、この下部本体ケース12のねじれ
や歪みを防ぐためにこの下部本体ケース12の底板部12a
とこの底板部12a を覆うカバー部12b とをねじ12c によ
って結合固定している。

【００１４】そして、この吸込口本体11には、進行方向
側である前側に、略左右方向に横長の吸込室14が区画形
成されるとともに、後退方向側である後側の中央部に、
この吸込室14に連通する風路室15が区画形成され、さら
に、この風路室15の左右方向の両側にそれぞれ電動機室
16と制御室17とが区画形成されている。そして、図示し
ない被掃除面としての床面と対向する吸込口本体11の下
面に、吸込室14の吸込口18が開口形成されている。

【００１５】また、吸込口本体11の後端の中央部には、
風路室15を介して吸込室14に連通する連通管21が、上下
方向の所定角度に回動自在に取り付けられている。そし
て、この連通管21の前端部には、左右方向を軸方向とす
るとともに前側を開口した略管状の回動軸部22が設けら
れており、この回動軸部22が、風路室15の内部に回動自
在に嵌合されて、この風路室15を介して吸込室14の略中
央部に連通している。

【００１６】一方、この連通管21の後端部は、吸込口本
体11から後側外方へ突出しており、この後端部には、略
くの字状に屈曲した接続管23の前端部が回動自在に嵌合
されている。そして、この接続管23の後端部には、図示
しない直管状の延長管、ホースなどを介して掃除機本体
に接続されている。

【００１７】このようにして、吸込口本体11の吸込室14
は、風路室15、連通管21、接続管23、延長管、およびホ
ースを介して掃除機本体の集塵室に連通している。

【００１８】また、吸込室14には、回転体としての回転
ブレード24が、長手方向の両端部を、吸込室14の長手方
向の両端部に設けた軸受24b により回転自在に軸支され
た状態で取り付けられている。そして、この回転ブレー
ド24には、ゴムなどからなる複数枚の板状のブレード部
24a がスパイラル状に突設されており、このブレード部
24a の先端部は、たとえば板の間などの平坦な形状の床
面には接触せず、たとえばじゅうたんや畳などの表面に
凹凸のある形状の床面には接触するように、吸込口18か
らわずかに下方に突出した状態で設けられている。

【００１９】さらに、吸込口18の後側には、下面に向か
って開口した一対の矩形状の開口部25が形成されてお
り、各開口部25に臨んで、それぞれ回転体としての略円
柱形状の走行輪26が取り付けられている。そして、これ
らの走行輪26は、回転軸であるシャフト27を介して風路
室15の両側にそれぞれ軸支されており、これらの走行輪
26の外周面が、たとえば板の間などの平坦な形状の床面
には接触せず、たとえばじゅうたんや畳などの表面が盛
り上がる材質の床面には接触するように、各開口部25を
介して下部本体ケース12の下面よりわずかに突出した状
態で設けられている。

【００２０】また、吸込口本体11の前後部の両側端近傍
には、それぞれ、下部本体ケース12の下面より突出する
状態で、略円柱形状の補助輪28が回転自在に軸支されて
おり、吸込口本体11は、これらの補助輪28によって床面
上を前後動しする。

【００２１】さらに、吸込口本体11の前側下部には、吸
込口18の前側に沿って、たとえば樹脂製で板状に形成さ
れたシールリップ29が、床面に向かって突出した状態で
取り付けられ、吸込室14の気密性を向上させるととも
に、たとえば壁際の塵埃の捕獲性を向上する。

【００２２】また、電動機室16には、回転ブレード24お
よび走行輪26を回転させる、正逆回転自在の電動機31が
配設されている。

【００２３】そして、この電動機31の出力軸、走行輪26
のシャフト27の一端部、および、回転ブレード24の一端
部には、それぞれプーリ32，33，34が軸着されており、
これらのプーリ32，33，34に、動力伝達用のベルト35が
掛け回されて、走行輪26は進行方向に対して正回転とな
るように、かつ、回転ブレード24は進行方向に対して逆
回転となるように、電動機31からの出力がそれぞれ伝達
される。

【００２４】さらに、制御室17には、進行方向を検出す
る進行方向検出手段41と、この進行方向検出手段41から
出力される検出信号を判断して変換し、電動機31の駆動
を制御する制御手段42とが配設されている。

【００２５】また、進行方向検出手段41は、図４および
図５に示すように、下面を開口した略箱状のスイッチケ
ース体44を有している。そして、このスイッチケース体
44には、左右方向略中央部に垂直状の隔壁部45が形成さ
れて、検出室46と、センサ室47とが区画形成されている
とともに、センサ室47は、ねじ48により固定されるケー
スカバー体49によって下面が閉塞され塵埃の侵入を防止
している。

【００２６】そして、これらの検出室46と、センサ室47
とを左右方向に貫通する状態で、回転部材を構成する略
円柱形状の回転軸51が回転自在に配設されている。ま
た、この回転軸51は、金属製で、長手方向略中央部に、
略環状で導電性を有するベアリング52が回転自在に嵌合
されている。そして、このベアリング52が、隔壁部45の
下端部とケースカバー体49の一側部の上端部との間に密
着して挟持されて、回転軸51が回転自在に支持されてい
るとともに、このベアリング52によって、センサ室47
が、検出室46および吸込口本体11の外部から密閉されて
いる。

【００２７】また、この回転軸51の一端部51a は、セン
サ室47のスイッチケース体44とケースカバー体49との当
接部に形成された凹部53に支持されているとともに、回
転軸51の他端部51b は、スイッチケース体44と下部本体
ケース12とにより、上下から回転自在に挾持されてい
る。

【００２８】そして、この回転軸51の一端部51a 近傍に
は、略円筒形状の回転手段としての回転部材を構成する
反射ローラ54が嵌合固定されて、センサ室47内に収納さ
れているとともに、この回転軸51の他端部51b 近傍に
は、反射ローラ54よりも径の大きい略円筒形状の回転ロ
ーラ55が嵌合固定されて、検出室46内に配設されてい
る。

【００２９】また、この回転ローラ55は、図６に示すよ
うに、外周面55a が床面に接触した場合に、吸込口本体
11の移動にともない従動され、吸込口本体11の進行方向
に従った方向に回転されるもので、この外周面55a が下
部本体ケース12の下面よりわずかに突出している。な
お、この回転ローラ55は、床面が畳などの場合にも確実
に回転するように、外周面に凹凸が形成されている。さ
らに、この回転ローラ55は、回転ローラ55の中心軸より
０．１〜０．３mm偏心した状態で取り付けられている。

【００３０】そして、センサ室47内に収納された反射ロ
ーラ54の外周面には、図６に示すように、軸方向に沿っ
て２つの環状の検出面54a ，54b が形成されており、各
検出面54a ，54b は、互いに周方向に９０°ずれた状態
で、それぞれ、光線の反射率の高い白色の反射面54a1，
54b1と、光線の反射率の低い黒色の非反射面54a2，54b2
とが、周方向に１８０°ずつにわたり形成されている。
なお、反射ローラ54の各検出面54a ，54b の反射面54a
1，54b1は、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン
からなる樹脂であるＡＢＳ樹脂によって、また、非反射
面54a2，54b2は、ポリカーボネートによってインサート
成型されている。

【００３１】さらに、スイッチケース体44には、センサ
室47に臨んで、上下方向を長手方向とする互いに対向す
る二対の嵌合溝56，57が略平行に形成されており、セン
サ室47の内壁側の嵌合溝56，56に、反射ローラ54に対向
する状態で、取付基板58が嵌合固定されている。そし
て、この取付基板58のセンサ室47内に面する一面側に
は、反射ローラ54の各検出面54a ，54b にそれぞれ間隙
を介して対向して、構成する非接触型のセンサ59である
フォトセンサ59a ，59b が取り付けられている。

【００３２】また、嵌合溝57，57は反射ローラ54とフォ
トセンサ59a ，59b との間の間隙に位置して、フォトセ
ンサ59a ，59b が反射ローラ54に対向する位置の接線方
向に沿って形成され、この嵌合溝57，57には、板状の白
と黒の中間色で灰色の遮蔽手段としての遮蔽体60が反射
ローラ54およびフォトセンサ59a ，59b に接触すること
なく上下方向に摺動可能に嵌合されている。

【００３３】そして、この遮蔽体60は、図７および図８
に示すように、ＡＢＳ樹脂から板状に形成され、吸込口
本体11が被掃除面上に支持されている状態では下方、す
なわち、ケースカバー体49側に位置して、反射ローラ54
の各検出面54a ，54b とフォトセンサ59a ，59b との間
を遮断せず、吸込口本体11が底面が上方に向くように裏
返された場合には上方、すなわち、スイッチケース体44
側に移動し、反射ローラ54の各検出面54a ，54b とフォ
トセンサ59a ，59b との間を遮断するように設けられて
いる。

【００３４】また、取付基板58の他面側には、コネクタ
61が取り付けられており、このコネクタ61には、アース
線62、複数本の信号線63，64、および、直流電源１０Ｖ
の電源線65が接続されている。そして、このアース線62
は、ベアリング52および制御手段42の各回路基板43など
に接続されているとともに、グランドラインに接続され
ている。また、各信号線63，64は、フォトセンサ59a ，
59b と制御手段42の各回路基板43とを接続している。

【００３５】なお、反射ローラ54の反射面54a1，54b1と
非反射面54a2，54b2との間の境界線の近傍がフォトセン
サ59a ，59b に対向した状態で、反射ローラ54が停止す
ることにより、フォトセンサ59a ，59b が誤作動するこ
とのないように、反射ローラ54の内部には、肉抜き部55
b が形成されており、この肉抜き部55b が上方に位置し
て反射ローラ54が停止するようになっている。また、こ
の肉抜き部55b に鉛あるいは鉄などの重量のある物質を
充填し、肉抜き部55b 側が常に下方に位置するようにし
てもよく、あるいは、モーメントの大きい回転ローラを
設けてもよい。

【００３６】さらに、制御手段42などの回路構成につい
て、図１を参照して説明する。

【００３７】商用交流電源Ｅは、コンセントおよびプラ
グ71を介してダイオードブリッジなどの全波整流回路72
の入力端子に接続され、この全波整流回路72の出力端子
には平滑用のコンデンサC1が接続されている。

【００３８】また、このコンデンサC1に対して並列に、
抵抗R1、トランジスタQ1のコレクタ、エミッタ、ダイオ
ードD1、電界効果トランジスタQ2のドレイン、ソースお
よび抵抗R2の直列回路が接続され、トランジスタQ1のコ
レクタ、エミッタ間には、還流用のダイオードD2が接続
されている。また、トランジスタQ1のコレクタ、エミッ
タ、ダイオードD1、電界効果トランジスタQ2のドレイ
ン、ソースに対して並列に、トランジスタQ3のコレク
タ、エミッタ、ダイオードD3、電界効果トランジスタQ4
のドレイン、ソースの直列回路が接続され、トランジス
タQ3のコレクタ、エミッタ間には、還流用のダイオード
D4が接続されている。

【００３９】そして、トランジスタQ1のエミッタおよび
ダイオードD1と、トランジスタQ3のエミッタおよびダイ
オードD3との間には電動機31が接続され、この電動機31
に対して並列に電動機31を過電圧から保護する定電圧素
子ZD1 および雑音防止用のコンデンサC2が接続されてい
る。

【００４０】また、全波整流回路72の正極側から電界効
果トランジスタQ2のドレイン間には、トランジスタQ5の
エミッタ、コレクタ、抵抗R3およびダイオードD5が接続
されており、抵抗R3およびダイオードD5の接続点にはト
ランジスタQ1のベースが接続され、このトランジスタQ1
のベース、エミッタ間には抵抗R4およびダイオードD6が
接続されている。さらに、トランジスタQ5のベースは、
抵抗R5を介して全波整流回路72の正極に接続されるとと
もに、抵抗R6を介して電界効果トランジスタQ4のドレイ
ンに接続する。

【００４１】同様に、全波整流回路72の正極側から電界
効果トランジスタQ4のドレイン間には、トランジスタQ6
のエミッタ、コレクタ、抵抗R7およびダイオードD7が接
続されており、抵抗R7およびダイオードD7の接続点には
トランジスタQ3のベースが接続され、このトランジスタ
Q3のベース、エミッタ間には抵抗R8およびダイオードD8
が接続されている。さらに、トランジスタQ6のベース
は、抵抗R9を介して全波整流回路72の正極に接続される
とともに、抵抗R10 を介して電界効果トランジスタQ2の
ドレインに接続する。

【００４２】そして、電界効果トランジスタQ2のゲート
は抵抗R11 を介して接地され、電界効果トランジスタQ4
のゲートは抵抗R12 を介して接地されている。

【００４３】一方、フォトセンサ59a はそれぞれ発光ダ
イオードLED1およびフォトトランジスタFTr1のフォトカ
ップリングにて、フォトセンサ59b はそれぞれ発光ダイ
オードLED2およびフォトトランジスタFTr2のフォトカッ
プリングにて構成されている。

【００４４】そして、発光ダイオードLED1には抵抗R15
が接続され、フォトトランジスタFTr1のコレクタには抵
抗R16 が接続されるとともに端子73が接続され、エミッ
タは接地されている。同様に、発光ダイオードLED2には
抵抗R17 が接続され、フォトトランジスタFTr2のコレク
タには抵抗R18 が接続されるとともに端子73が接続さ
れ、エミッタは接地されている。

【００４５】また、フォトトランジスタFTr1のコレクタ
はフリップフロップ回路FF1 のクロック端子に接続さ
れ、フォトトランジスタFTr2のコレクタはフリップフロ
ップ回路FF2 のデータ端子に接続されている。そして、
フリップフロップ回路FF1 のセット端子およびリセット
端子は接地され、非反転出力端子は空端子になってい
る。また、フリップフロップ回路FF2 のセット端子およ
びリセット端子は接地され、クロック端子はコンデンサ
C2を介して接地され、データ端子はコンデンサC3を介し
て接地されている。

【００４６】さらに、フォトトランジスタFTr1のコレク
タは、コンパレータを構成しヒステリシス手段となるオ
ペアンプOP1 の反転入力端子に接続され、このオペアン
プOP1 の出力端子にはフリップフロップ回路FF3 のＢ端
子が接続されている。また、このフリップフロップ回路
FF3 のＡ端子は接地され、反転出力端子は空端子で、非
反転出力端子はデータ端子に接続され、Ｔ1 端子および
Ｔ2 端子間には抵抗R21 およびコンデンサC4の時定数回
路が接続されている。さらに、Ｒ端子には、抵抗R22 、
ダイオードD11 およびコンデンサC5が接続されている。

【００４７】また、オペアンプOP1 の非反転入力端子は
抵抗R23 および抵抗R24 の接続点に接続され、これら抵
抗R23 および抵抗R24 の接続点は抵抗R25 を介してオペ
アンプOP1 の出力端子に接続され、この出力端子には抵
抗R26 およびコンデンサC22が接続されている。

【００４８】さらに、フリップフロップ回路FF2 の非反
転出力端子は抵抗R27 、抵抗R28 およびダイオードD12
を介してアンド回路AND1の一方の入力端子に接続される
とともにダイオードD13 が接続され、このアンド回路AN
D1の他方の入力端子には、フリップフロップ回路FF1 の
非反転出力端子に接続されている。

【００４９】また、フリップフロップ回路FF2 の反転出
力端子は抵抗R29 およびダイオードD14 を介してアンド
回路AND1の出力端子とともにインバータ回路INV1の入力
端子に接続され、抵抗R29 には抵抗R30 、ダイオードD1
5 およびコンデンサC8を介してインバータ回路INV2の入
力端子に接続されている。

【００５０】さらに、ダイオードD13 には抵抗R31 およ
びダイオードD16 が接続され、インバータ回路INV1の出
力端子には抵抗R32 およびダイオードD17 が接続され、
抵抗R32 およびダイオードD17 の接続点には、トランジ
スタQ11 のベースが接続され、このトランジスタQ11 の
コレクタは抵抗R33 を介して全波整流回路72の正極の出
力端子に接続され、エミッタは表示用の発光ダイオード
LED3を介して接地されている。また、抵抗R31 およびダ
イオードD16 の接続点は、トランジスタQ12 のベースに
接続され、このトランジスタQ12 のコレクタは抵抗R33
に接続され、エミッタは表示用の発光ダイオードLED4に
接続されている。

【００５１】また、抵抗R28 にはインバータ回路INV3、
インバータ回路INV4およびダイオードD21 を介してアン
ド回路AND2の両入力端子に接続され、インバータ回路IN
V4およびダイオードD21 の接続点にはアンド回路AND3の
一方の入力端子が接続されている。さらに、インバータ
回路INV2の出力端子は、インバータ回路INV5およびダイ
オードD22 を介して抵抗R35 に接続され、インバータ回
路INV5およびダイオードD22 の接続点には、アンド回路
AND3の一方の入力端子が接続されている。

【００５２】そして、アンド回路AND3の出力端子はダイ
オードD23 を介して電界効果トランジスタQ4のゲートに
接続され、アンド回路AND4の出力端子はダイオードD24
を介して電界効果トランジスタQ2のゲートに接続されて
いる。

【００５３】また、アンド回路AND3およびアンド回路AN
D4の入力端子は、抵抗R36 を介して接地されるととも
に、ダイオードD25 、抵抗R37 、インバータ回路INV6お
よび抵抗R38 を介して接地されるとともに、インバータ
回路INV6および抵抗R38 の接続点は抵抗R39 を介して全
波整流回路72の正極に接続されている。

【００５４】さらに、アンド回路AND3およびアンド回路
AND4の入力端子は、ダイオードD26およびサイリスタTh1
を介して接地されている。また、ダイオードD26 およ
びダイオードD27 の接続点は、抵抗R40 およびツェナダ
イオードZD2 を介して接地されている。そして、抵抗R4
0 およびツェナダイオードZD2 の接続点は、抵抗R41お
よび抵抗R42 の並列回路を介して全波整流回路72の正極
に接続されるとともに、コンデンサC6を介して接地され
ている。

【００５５】また、インバータ回路INV1の出力端子は抵
抗R43 、コンデンサC7およびダイオードD31 を介してア
ンド回路AND2の入力端子に接続されている。そして、ア
ンド回路AND2の出力端子は、抵抗R44 、ダイオードD32
、コンデンサC8およびダイオードD33 を介してアンド
回路AND4の入力端子に接続されている。

【００５６】さらに、コンパレータを構成するオペアン
プOP2 の一方の入力端子はダイオードD34 を介して電界
効果トランジスタQ2，Q4のドレインに接続され、他方の
入力端子には抵抗R46 および抵抗R47 の接続点が接続さ
れている。また、オペアンプOP2 の出力端子は、抵抗R4
7 、ダイオードD35 、コンデンサC11 および抵抗R51を
介して、同様にコンパレータを構成するオペアンプOP3
の一方の入力端子に接続されている。そして、このオペ
アンプOP3 の他方の入力端子には、抵抗R52 および抵抗
R53 の接続点が接続されている。

【００５７】またさらに、オペアンプOP3 の出力端子
は、抵抗R55 、抵抗R56 、抵抗R57 およびコンデンサC1
2 を介して、同様にコンパレータを構成するオペアンプ
OP4 の一方の入力端子に接続する。そして、このオペア
ンプOP4 の他方の入力端子には、抵抗R57 および抵抗R5
8 の接続点が接続されている。

【００５８】さらに、オペアンプOP4 の出力端子は、抵
抗R61 、抵抗R62 および抵抗R63 を介してサイリスタTh
1 のゲートに接続されている。

【００５９】次に、上記実施例の動作について説明す
る。

【００６０】掃除を行なう際には、図示しない掃除機本
体に、ホースおよび延長管を介して、吸込口本体11を接
続し、吸込口本体11を床面に接触させながら前後に走行
させる。この状態で、掃除機本体に内蔵された電動送風
機を作動させることにより、床面上の塵埃を、吸込口本
体11の吸込口18および吸込室14、風路室15、連通管21、
接続管23、延長管およびホースを介して、掃除機本体の
集塵室に集塵する。

【００６１】そして、この状態で、進行方向検出手段41
により、吸込口本体11の進行方向を検出して、回転ブレ
ード24および各走行輪26の駆動状態を制御する。

【００６２】すなわち、回転ローラ55の外周面55a が床
面と接触し、進行方向検出手段41のセンサ室47内の遮蔽
体60が下方、すなわち、ケースカバー体49側に位置し
て、反射ローラ54の各検出面54a ，54b とフォトセンサ
59a ，59b との間を遮断しない状態となっている。そこ
で、吸込口本体11を床面上で移動させた場合には、吸込
口本体11の移動の方向および速度などに従い回転ローラ
55および反射ローラ54が回転し、図９および図１０に示
すように、各検出面54a ，54b からの光の反射状態が変
化して、この反射ローラ54の回転方向および回転数など
を検出するフォトセンサ59a ，59b からの出力が変化す
る。そして、図９に示す吸込口本体11の前進時の状態、
あるいは、図１０に示す後退時の状態で、制御手段42が
検出された信号を判断し、電動機31を所定の方向および
回転数にて回転駆動させる制御を行なう。

【００６３】この電動機31の制御は、発光ダイオードLE
D1および発光ダイオードLED2から発光された光が、検出
面54a ，54b で反射され、それぞれフォトトランジスタ
FTr1，FTr2で受光される。また、このとき光線の反射率
の高い反射面54a1，54b1で反射されるとフォトトランジ
スタFTr1はＨレベルの出力を行ない、反対に光線の反射
率の低い非反射面54a2，54b2で反射されるとフォトトラ
ンジスタFTr2はＬレベルの出力をする。そして、フリッ
プフロップ回路FF1 およびフリップフロップ回路FF2 に
入力され、たとえば吸込口本体11が前進している場合に
は、アンド回路AND3がＨレベル出力を行ない、電界効果
トランジスタQ4をオンし、この電界効果トランジスタQ4
のオンによりトランジスタQ5にベース電流を供給し、ト
ランジスタQ5をオンし、商用交流電源Ｅから全波整流回
路72の正極、抵抗R1、トランジスタQ1、電動機31、ダイ
オードD3、電界効果トランジスタQ4および抵抗R2を介し
て電流が流れ、電動機31を正転方向に回転駆動する。

【００６４】一方、たとえば吸込口本体11が後退してい
る場合には、アンド回路AND3がＬレベルとなり、アンド
回路AND4がＨレベル出力を行ない、電界効果トランジス
タQ2をオフした後、電界効果トランジスタQ4をオンし、
この電界効果トランジスタQ2のオンによりトランジスタ
Q6にベース電流を供給し、トランジスタQ6をオンし、商
用交流電源Ｅから全波整流回路72の正極、抵抗R1、トラ
ンジスタQ3、電動機31、ダイオードD1、電界効果トラン
ジスタQ2および抵抗R2を介して電流が流れ、電動機31を
逆転方向に回転駆動する。

【００６５】さらに、この電動機31の回転によって、ベ
ルト35を介して回転ブレード24および各走行輪26が回転
され、回転ブレード24が床面より塵埃を効率よく掻き取
りながら、吸込口本体11が床面上を自走あるいは走行補
助する。

【００６６】さらに、吸込口本体11が、掃除の中断によ
り停止して、回転ローラ55の回転が停止した場合には、
図１１に示すように、フォトセンサ59a ，59b からの出
力は変化せず、この状態で、制御手段42は、一定時間の
経過した後に、電動機31を停止させる。

【００６７】また、吸込口本体11を、底面が上方に向く
ように裏返した場合には、進行方向検出手段41のセンサ
室47内の遮蔽体60が上方、すなわち、スイッチケース体
44側に自重により移動し、反射ローラ54の各検出面54a
，54b とフォトセンサ59a ，59b との間を遮断した状
態となる。そこで、回転ローラ55が慣性により回転して
も遮蔽体60により各フォトセンサ59a ，59b への光の反
射は遮断され、図１２に示すように、各フォトセンサ59
a ，59b からの出力はＨレベルとＬレベルの中間にな
り、制御手段42は電動機31を停止させる。

【００６８】そして、遮蔽体60が動作した場合を図１２
を参照して説明する。

【００６９】すなわち、図１２（ａ）に示すように、オ
ペアンプOP1 の出力がＨレベルの場合には、オペアンプ
OP1 は高い側の基準電圧ＳH になり、オペアンプOP1 の
出力がＬレベルの場合には、オペアンプOP1 は低い側の
基準電圧ＳL になるように、オペアンプOP1 の入力特性
はヒステリシス特性を有している。したがって、オペア
ンプOP1 からの出力がＬレベルの場合には、フォトセン
サ59a からの出力が基準電圧ＳL を越えなければ、オペ
アンプOP1 からの出力がＨレベルの場合には、フォトセ
ンサ59a からの出力が基準電圧ＳH より低くならなけれ
ば、図１２（ｂ）に示すように、オペアンプOP1 からの
出力は変化しないようになっている。

【００７０】このように、オペアンプOP1 の基準電圧に
ヒステリシスを持たせ、フォトセンサ59a からの出力が
中間値に設定された遮蔽体60が遮蔽した場合の出力より
大きな変化がなければオペアンプOP1 の出力は変化しな
いので、吸込口本体11を裏返ししたり、元に戻したりし
たときに、回転ローラ55が回転してしまっても、電動機
31が再起動してしまう誤動作を防止できる。

【００７１】また、遮蔽体60が遮蔽した直後のフォトセ
ンサ59a からの出力の処理を図１３を参照して説明す
る。

【００７２】たとえば、遮蔽体60が動作しフォトセンサ
59a を遮蔽して図１３（ａ）に示すようにパルスが出力
されると、図１３（ｂ）および図１３（ｃ）に示すよう
にオペアンプOP1 の出力およびフリップフロップ回路FF
1 の出力が反転する。そして、図１３（ｅ）および図１
３（ｆ）に示すフリップフロップ回路FF1 およびダイオ
ードD14 からの出力は、図１３（ｄ）に示すフリップフ
ロップ回路FF3 で設定された時定数分フォトセンサ59a
からの信号を無視し、すなわち遮蔽体60の遮蔽後の１個
分の信号を無視し、２つ目以降の信号から読み取るよう
にする。

【００７３】このように、遮蔽体60が動作した後所定時
間、たとえば１つ目のフォトセンサ59a からの出力を無
視し、２つ目以降の信号を読み取るようにしたので、吸
込口本体11を裏返ししたり、元に戻したりしたときに、
回転ローラ55が回転してしまっても、電動機31が再起動
してしまう誤動作を防止できる。

【００７４】次に、他の実施例を図１４および図１５を
参照して説明する。

【００７５】この図１４および図１５に示す実施例は、
フォトセンサ59a ，59b の近傍に、たとえばこれらフォ
トセンサ59a ，59b の電源側およびアース側に対応する
接触端子としての導電ピン81，82を立設させ、遮蔽体60
を導電体で形成し、遮蔽体60がフォトセンサ59a ，59b
と検出面54a ，54b との間を遮蔽した場合、導電ピン8
1，82間を遮蔽体60で短絡し、遮蔽体60が遮蔽時にフォ
トセンサ59a ，59b からの出力を停止させるものであ
る。

【００７６】このように、遮蔽体60がフォトセンサ59a
，59b と検出面54a ，54b との間を遮蔽した場合、図
１１に示すようにフォトセンサ59a ，59b からの出力を
停止させるので、吸込口本体11を裏返ししたり、元に戻
したりしたときに、回転ローラ55が回転してしまって
も、電動機31が再起動してしまう誤動作を防止できる。

【００７７】上記構成によれば、進行方向検出手段41の
センサ室47に、吸込口本体11の移動に従い回転する回転
ローラ55とともに回転する反射ローラ54の各検出面54a
，54b と、これらの検出面54a ，54b に間隙を介して
対向するフォトセンサ59a ，59b との間に、自重によっ
て空摺動移動する遮蔽体60を設けたことにより、従来の
マイクロスイッチのように被掃除面との摩擦による損傷
を生じない回転ローラ55および反射ローラ54を用いて、
吸込口本体11の底面が上面に向くように裏返された際
に、遮蔽体60が自重により検出面54a ，54b とフォトセ
ンサ59a ，59b との間に摺動移動し、検出面54a ，54b
からフォトセンサ59a ，59b への光の反射を遮蔽して、
速やかに確実に走行輪26および回転ブレード24を回転さ
せる電動機31の駆動を停止する制御を行なうことができ
る。さらに、別途検出手段を設ける必要がなく、自重に
よって摺動移動する遮蔽体60を設けるのみで簡便な構成
に形成でき容易に小型軽量化することができるととも
に、製造コストを低減でき製造性を向上することができ
る。

【００７８】なお、上記実施例においては、進行方向検
出手段41の非接触型のセンサおよび回転部材として、フ
ォトセンサ59a ，59b および反射ローラ54を用いたが、
この他に、フォトインタラプタあるいはホール素子など
を用いた磁気センサなどを用いて、光に代えて磁気を用
いても、同様の効果を得ることができる。

【００７９】また、キャニスタ型の電気掃除機に限ら
ず、吸込口本体11が掃除機本体の下面に直接形成された
アップライト型あるいは自走式などにも適用できる。

【００８０】また、回転体として、回転ブレード24の代
りに、回転ブラシを用いても同様の効果が得られる。

【００８１】

【発明の効果】請求項１記載の電気掃除機の吸込口体に
よれば、進行方向検出手段は回転手段が本体の移動に従
い従動すると、接触型のセンサがこの回転手段の検出面
を非接触状態で検出し、本体の吸込口が上方に向けられ
ると検出面およびセンサ間を遮蔽手段で遮蔽し、制御手
段は、遮蔽手段が検出面およびセンサ間を遮蔽した後出
力する１つ目の信号は無視するので、遮蔽手段が移動し
て検出面およびセンサ間を遮蔽する際に、遮蔽手段によ
る誤信号が出力されても回転体が誤動作することを防止
でき、安全である。

【００８２】請求項２記載の電気掃除機の吸込口体によ
れば、進行方向検出手段は回転手段が本体の移動に従い
従動すると、接触型のセンサがこの回転手段の２つの検
出面を非接触状態で検出して異なる値の信号を出力し、
本体の吸込口が上方に向けられ遮蔽手段で検出面および
センサ間を遮蔽すると、センサは異なる信号の中間の値
の信号を出力し、制御手段はヒステリシス特性を有する
ので、遮蔽手段が移動して検出面およびセンサ間を遮蔽
する際に誤信号が出力されず、回転体が誤動作すること
を防止でき、安全である。

【００８３】請求項３記載の電気掃除機の吸込口体によ
れば、進行方向検出手段は回転手段が本体の移動に従い
従動すると、接触型のセンサがこの回転手段の検出面を
非接触状態で検出し、本体の吸込口が上方に向けられる
と検出面およびセンサ間を遮蔽手段で遮蔽するととも
に、信号が伝送される１対の接触端子間に遮蔽手段を短
絡するので、回転体の動作を確実に停止でき、安全であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気掃除機の吸込口体の一実施例を示
す回路図である。

【図２】同上吸込口本体の蓋体を取り除いた平面図であ
る。

【図３】同上吸込口本体の一部を切り欠いた底面図であ
る。

【図４】同上進行方向検出手段の近傍を拡大して示す部
分拡大図である。

【図５】同上進行方向検出手段を示す分解斜視図であ
る。

【図６】同上連結された回転ローラおよび反射ローラを
示す斜視図である。

【図７】同上反射ローラ、フォトセンサ、および、遮蔽
体の配設状況を示す斜視図である。

【図８】同上側面図である。

【図９】同上吸込口体の前進時におけるフォトセンサの
反射光の検知状況のタイミングチャートである。

【図１０】同上吸込口体の後退時におけるフォトセンサ
の反射光の検知状況のタイミングチャートである。

【図１１】同上吸込口体の停止時および短絡時における
フォトセンサの反射光の検知状況のタイミングチャート
である。

【図１２】同上吸込口体の動作を示すタイミングチャー
トである。 （ａ） フォトセンサ59a の出力波形 （ｂ） オペアンプOP1 の出力波形 （ａ１） フォトセンサ59a の出力を拡大した波形 （ｂ１） オペアンプOP1 の出力を拡大した波形

【図１３】同上吸込口体の動作を示すタイミングチャー
トである。 （ａ） 遮蔽体60の出力波形 （ｂ） フォトセンサ59a の出力波形 （ｃ） オペアンプOP1 の出力波形 （ｄ） フリップフロップ回路FF3 の非反転出力端子の
出力波形 （ｅ） フリップフロップ回路FF1 の非反転出力端子の
出力波形 （ｆ） ダイオードD14 の出力波形

【図１４】同上他の実施例の反射ローラ、フォトセン
サ、および、遮蔽体の配設状況を示す斜視図である。

【図１５】同上側面図である。

【符号の説明】

11 吸込口本体 18 吸込口 24 回転体としての回転ブレード 31 電動機 41 進行方向検出手段 42 制御手段 54 回転手段としての反射ローラ 54a ，54b 検出面 59 フォトセンサ 60 遮蔽手段としての遮蔽体 81，82 接触端子としての導電ピン

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A47L 9/28

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被掃除面に対向して開口する吸込口を有
   する本体と、この本体内に配設された正逆回転自在の電
   動機と、この電動機により回転される回転体と、前記本
   体の進行方向を検出する進行方向検出手段と、この進行
   方向検出手段により検出された方向に基づき前記電動機
   の駆動を制御する制御手段とを備えた電気掃除機の吸込
   口体において、 前記進行方向検出手段は、 周方向に沿って複数の検出面が形成され前記本体の移動
   に従い従動する回転手段と、 この回転手段に間隙を介して設けられ非接触状態で前記
   検出面を検出してパルス状の信号を出力する非接触型の
   センサと、 前記回転手段の検出面および前記センサ間に設けられ前
   記本体の吸込口が上方に向けられると前記検出面および
   前記センサ間を遮蔽する遮蔽手段とを備え、 前記制御手段は、前記遮蔽手段が前記検出面および前記
   センサ間を遮蔽した後前記センサからの１つ目の信号は
   無視することを特徴とする電気掃除機の吸込口体。
2. 【請求項２】 被掃除面に対向して開口する吸込口を有
   する本体と、この本体内に配設された正逆回転自在の電
   動機と、この電動機により回転される回転体と、前記本
   体の進行方向を検出する進行方向検出手段と、この進行
   方向検出手段により検出された方向に基づき前記電動機
   の駆動を制御する制御手段とを備えた電気掃除機の吸込
   口体において、 前記進行方向検出手段は、 周方向に沿って２つの種類の検出面が形成され前記本体
   の移動に従い従動する回転手段と、 この回転手段に間隙を介して設けられ非接触状態で前記
   検出面を検出して異なる値の信号を出力する非接触型の
   センサと、 前記回転手段の検出面および前記センサ間に設けられ前
   記本体の吸込口が上方に向けられると前記検出面および
   前記センサ間を遮蔽する遮蔽手段とを備え、 前記センサは、前記遮蔽手段が前記検出面とこのセンサ
   間を遮蔽した場合、前記異なる信号の中間の値の信号を
   出力し、 前記制御手段は、前記センサからの入力に対してヒステ
   リシス特性を有することを特徴とする電気掃除機の吸込
   口体。
3. 【請求項３】 被掃除面に対向して開口する吸込口を有
   する本体と、この本体内に配設された正逆回転自在の電
   動機と、この電動機により回転される回転体と、前記本
   体の進行方向を検出する進行方向検出手段と、この進行
   方向検出手段により検出された方向に基づき前記電動機
   の駆動を制御する制御手段とを備えた電気掃除機の吸込
   口体において、 前記進行方向検出手段は、 周方向に沿って複数の検出面が形成され前記本体の移動
   に従い従動する回転手段と、 この回転手段に間隙を介して設けられ非接触状態で前記
   検出面を検出する非接触型のセンサと、 信号が伝送される１対の接触端子と、 前記回転手段の検出面および前記センサ間に設けられ前
   記本体の吸込口が上方に向けられると前記検出面および
   前記センサ間を遮蔽するとともに前記接触端子間を短絡
   する導電性を有する遮蔽手段とを具備したことを特徴と
   する電気掃除機の吸込口体。