JPH0213204A - 電気掃除機の自走制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は一般家庭、業務用など−ζ用いられる電気掃除
機の自走制御装置に関するものである。

従来の技術 充電式掃除機では、二次電池が掃除機本体ｉこ内蔵され
ているため、重くなり、持ち運びや移動が大変であり、
使い勝手の悪いものであった。

そこで、従来より、その一つの解決策として自走機能を
有する電気掃除機が考案されている。その−例を第６図
に示す。第６図において、１は二次電池であり、その両
端子間（こスイッチ２を介して電動送風機３、リモート
コントロール回路４が直列に接続されている。電動送風
機３の両端には、自走制御回路５が接続され、その出力
端Ｅこスイッチング素子６のベースが接続され、さらに
電動送風機３の両端に、自走用電動機７とスイッチング
素子６が直列（こ接続されている。この自走用電動機７
は掃除機本体８のローラ９を回転させるものである。１
０は掃除機本体８］こ接続されたホース、１１はリモー
トコントロール回路４に接続されたリモートスイッチで
ある。ここで、リモートスイッチ１１を閉じると、電動
送風機３および自走制御回路５が動作し、自走用電動機
７を介してローラ９が回転する構成となっている。

発明が解決しようとする課題 しかし、第６図の構成薯こよれば、掃除機本体運転時の
みしか自走制御回路５が働かず、掃除機収納時または移
動時に重い本体を持ち上げなければならないので、使い
勝手が悪いものであった。

本発明は上記問題を解決するもので掃除機本体の運転が
停止状態であっても自走機能だけを単独で動作させるこ
とができ、さらに、掃除機本体の運転を光素子で切替え
るようにして安全性を大幅ｉこ向とできる電気掃除機の
自走制御装置を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の電気掃除機の自走制
御装置は、交流と直流の両電源で駆動可能であり、交流
電力が入力されると交流モードに、交流電力が遮断され
ると直流モード１こ切替わる電動送風機と、スイッチ操
作１こよりオンオフ制御される発光素子と、前記発光素
子の光を受光する受光素子の出力により動作し、前記電
動送風機を制御する位相制御回路と、前記スイッチ操作
に応じて二次電池から電力供給されて自走用電動機を制
御する自走制御回路とを備えたものである。

さらに、本発明の電気掃除機の自走制御装置は、交流と
直流の両電源で駆動可能であり、交流電力が入力される
と交流モード薯こ、交流電力が遮断されると直流モード
（こ切替わる電動送風機と、切替スイッチの切替操作に
より、両端が短絡または開放される定電圧素子の設定電
圧によって発生する電圧変化を検知してオンオフ制御さ
れる発光素子と、前記発光素子の光を受光する受光素子
の出力により動作し、前記？ＩＥｍ送風機を制御する位
相制御回路と、前記切替スイッチの操作１こ応じて二次
電池から電力供給されて自走用電動機を制御する自走制
御回路とを備えたものである。

さらに、本発明の電気掃除機の自走制御装置は、切替ス
イッチの切替操作時１こ、定電圧素子の設定電圧）こよ
って発生する１圧変化を検知して発光素子がオンオフ制
御され、これ（こより電動送風機および自走用電動機を
制御する上記電気掃除機において、二次電池の電圧が低
下して定電圧素子の設定電圧１こ達したことを検知して
、発光素子をオフするとともに、その状態を維持するラ
ッチ手段を備えたものである。

さらに、本発明の電気掃除機の自走制御装置は、定電圧
素子の設定電圧１こよって発生する電圧変化を検知して
、自走用電動機の電流制限抵抗を短絡する手段を備えた
も、のである。

作　　　用 上記構成により、交流入力時、電動送風機は駆動可能で
あり、このとき、スイッチを操作すると発光素子の光を
受光素子で受光して位相制御回路を動作させ、電動送風
機は運転状態となる。一方、別の受光素子もこの光を受
光して、この受光素子の出力により二次電池から自走用
制御回路１こ電力が供給され、自走用電動機を駆動して
掃除機を自走させる。また、交流電源が加えられないと
き、電動送風機は二次電池による駆動が可能であり、こ
のとき、スイッチを操作すること１こより、交流モード
時と同様、電動送風機および自走用電動機を駆動させる
ことができ、掃除機の運転機能と自走機能が得られる。

これ（こより、１組のスイッチでｔｔ電動送風機よび自
走用電動機の運転、停止が交直両用でできるとともに光
素子を用いることにより絶縁性を保ちながら切替えるこ
とができる。

さら１こ、切替スイッチの切替操作により、定電圧素子
の両端が短絡されると、発光素子が発光し、この光を受
光素子により受光して位相制御回路を動作させ、電動送
風機を駆動させるととも１こ、二次電池から電力が供給
されて、自走制御回路により自走電動機を駆動する。ま
た、切替スイッチの切替操作１こより定電圧素子の両端
が開放されると、発光素子１こ加えられる電圧は定電圧
素子の設定電圧分だけ低下して発光素子は発光せず、電
動送風機は停止するが、自走用電動機は二次電池から電
力供給されて自走制御回路により駆動する。したがって
、電動送風機が停止状態であっても自走機能だけ単独で
動作させることができ、部屋間の移動や収納時など、掃
除機本体を持ち運ぶといったわずられしさが解消される
。

さらに、切替スイッチの切替操作により、定電圧素子の
両端が短絡されると、発光素子の光１こより電動送風機
は運転状態であるが、この状態で二次電池が消耗し、電
圧が低下して定電圧素子の設定電圧Ｅこ達したとき、発
光素子はオフして、電動送風機を停止させるとともに、
ラッチ手段により発光素子はオフ状態を保持される。し
たがって、たとえば、直流モード時、二次電池が消耗し
てくると負荷が自動的に遮断され、二次電池の過放電が
防止される。

さらに、切替スイッチの切替操作により、定電圧素子の
両端が短絡されると、発光素子が発光し、電動送風機は
運転状態となり、かつ自走用電動機は抵抗で電流制限さ
れるため、自走の移動速度はゆっくりとなる。また、切
替スイッチの切替操作により定電圧素子の両端が開放さ
れると同様に、発光素子は発光しないので、電動送風機
の運転は停止するとともに、短絡手段〔こより自走用電
動機の電流制限抵抗が短絡され、自走用電動機に二次電
池の電圧が直接印加されて自走の速度は早くなる。した
がって、電動送風機運転中は自走用電動機をゆっくり働
かせ、電動送風機停止中は自走用電動機を早く働かせる
ことができる。

実施例 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示す回路図である。第
１図ｆこおいて、交流電源の両端子間には、リレー１２
の助出コイルと、電動送風機１３および双方向性サイリ
スタ１４の直列回路とがそれぞれ並列に接続されている
。また、双方向性サイリスタ１４のゲート端子には位相
制御回路１５が接続されており、交流電源に接続された
ダイオード１６と抵抗１７を介して位相制御回路工５の
電源電圧が供給されている。電動送風機１３の界磁コイ
ル１３ａ、　１３ｂの中点間１こリレー接点１８、第２
のリレー１９の接点および二次電池２０が直列に接続さ
れている。２１は、次電池２０により第２のリレー１９
の接点を介して駆動される自走制御回路であり、その出
力端Ｅこ接続されたスイッチング素子２２＃こより自走
用電動機２３を駆動し、掃除機本体２４のローラ２５を
回転させるよう１ζ構成されている。

２６はホース先端の手元操作部に２芯の信号線を介して
設けられたスイッチであり、スイッチ２６は発光素子２
７と電流制限抵抗２８とが直列に二次電池２０に接続さ
れている。２９　、３０は発光素子２７の受光素子であ
り、受光素子２９は位相制御回路１５Ｅζ接続され、受
光素子３０は電力制御回路３１に接続されている。また
、第２のリレー１９の励磁コイルは二次電池２０とスイ
ッチング素子３２の間に介装され、受光素子３０の入力
により動作する電力制御回路３１を介して制御されるよ
うに構成されている。

上記構成において、交流入力時はリレー接点１８は開放
され、電動送風機１３は交流電源により駆動可能である
。このとき、スイッチ２６を操作すると発光素子２７１
（電流が流れて発光し、受光素子２９はこの光を受光し
て、位相制御回路１５が動作し、掃除機は運転状態とな
る。一方、受光素子３０も前記光を受光して電力制御回
路３１が動作し、トランジスタ３２はＯＮＬ、て第２の
リレー１９の励磁コイルＥこ電流が流れて第２のリレー
１９の接点は閉じ、自走制御回路２１は二次電池２０か
ら直流電圧が加えられ、自走用電動機２３を駆動して掃
除機を自走させる。

一方、交流電源が加えられないときは、リレー接点１８
は閉じ、電動送風機１３の二次＠池２ｏによる駆動が可
能である。そして、スイッチ２６を操作することにより
、上記交流モードのときと同様の、掃除機の運転機能と
自走機能が得られる。

コノヨうに、第１の実施例１こよれば、スイッチ２６を
操作することにより、２芯の信号線を介して発光素子２
７をＯＮ　＋　ＯＦＦ制御し、光結合で絶縁性を保ちな
がら、交流、直流の両モードにあっても、電動送風機工
３の遠隔操作が可能となる。また、自走制御回路２１へ
の電力供給のＯＮ　＋　ＯＦＦ制御も、と化スイッチ２
６で兼ねることができるように構成されている。

第２図は本発明の第２の実施例を示す回路図である。第
２図において、二次電池３５＃こはトランジスタ３６を
介して自走制御回路３７が直列に接続されている。また
切替スイッチ３８はホース先端の手元操作部に設けられ
、このスイッチ３８と直列に定電圧素子の一例であるツ
ェナーダイオード３９が接続され、ツェナーダイオード
３９の他端憂こはツェナーダイオード４０と抵抗４１が
直列に接続され、これらスイッチ３８．ツェナーダイオ
ード３９．４０　　、抵抗４１の直列回路は二次電池３
５１こ接続されている。また、第１図と同様なリモート
コントロール用の発光素子４２は抵抗４３とトランジス
タ４４が直列に接続されて二次電池３５ｉこ接続され、
トランジスタ４４のゲートは抵抗４５を介してツェナー
ダイオード４０と抵抗４１の接続点に接続されている。

さら（こツェナーダイオード３９の他端は抵抗４６とダ
イオード４７の直列回路を介してトランジスタ４８のベ
ースＥこ接続され、トランジスタ４８は抵抗４９．５０
　を介して二次電池３５に接続され、抵抗４９と５０の
接続点はトランジスタ３６のゲート薯こ接続されている
。また、トランジスタ４４のコレクタとトランジスタ４
８のコレクタにはダイオード５１が接続され、トランジ
スタ４４のコレクタとダイオード４７のアノードにはダ
イオード５２が接続されている。

と記構酸において、スイッチ３８を端子ハ側１こ切替え
ると、二次電池３５よりツェナーダイオード４０゜抵抗
４５を介してトランジスタ４４のベースｃｃ電流が流れ
、トランジスタ４４はＯＮ状態となり、発光素子４２１
こ電流が流れ、掃除機は運転状態となる。また、トラン
ジスタ３６もペースに、抵抗５０．ダイオード５１を介
して電流が流れてＯＮ状態となゆ、自走制御回路３７は
ＯＮ状態となり、自走が機能する。

スイッチ３８が端子口側ｆこ切替られた場合、ツェナー
ダイオード３９と４０のツェナー電圧ｖＺｌ＋ｖＺｔが
二次電池３５の端子電圧ＶＥ以上に設定することにより
、トランジスタ４４はＯＦＦ状態となり、発光素子４２
は点灯せず、リモートコントロールはＯＦＦとなり、掃
除機は運転を停止する。しかし、トランジスタ４８はＯ
Ｎするためトランジスタ３６モＯＮし、自走制御回路３
７は単独で動作する。スイッチ３８を端子イ側に切替え
ると、オールＯＦＦとなる。

このように上記構成ｆこよると、２芯の信号線で、掃除
機のＯＮ　−ＯＦＦ　　および自走機能のＯＮ　−ＯＦ
Ｆと自走機能単独の０Ｎ−ＯＦＦ　が可能となる。

ｇＥ３図は第３の実施例を示す回路図である。基本動作
Ｅこついては第２図１こ示す内容と同一の部分があるた
め、重複する動作説明は省略する。第３図において、ツ
ェナーダイオード３９の他端（こは抵抗５３、サイリス
タ５４が直列Ｅこ接続されており、サイリスタ５４のゲ
ート−カソード間にはコンデンサ５５と抵抗５６が並列
憂こ接続され、さらＥこゲート端子は抵抗５７、ツェナ
ーダイオード５８を介して、発光素子４２に直列に接続
された抵抗４３とダイオード５９との接続点ｆこ接続さ
れている。またツェナーダイオード４０は抵抗５３とサ
イリスタ５４の接続点Ｅこ接続されている。

上記構成１こよれば、スイッチ３８が端子へ側に接続さ
れた場合を考えると、トランジスタ４・１１こは二次電
池３５より抵抗５３、ツェナーダイオード４０を介して
ベース電流が流れ、トランジスタ４４はＯＮする。する
と、発光素子４２１こ電流が流れ、掃除機は運転状態と
なる。また、この状態で二次電池３５が消耗し、端子電
圧が低下してきて、ツェナーダイオード４０で設定され
る電圧まで下がると、トランジスタ４４はＯＦＦ　する
。このときサイリスタ５４のゲート１こはゲート電流が
流れてＯＮする。すると、トランジスタ４４はＯＦＦ状
態を保持し、掃除機は運転停止状態を続ける。

この動作を第４図Ｅこ示す。第４図において、６゜は二
次電池３５の端子電圧を示し、６１はサイリスタ５４の
動作状態を示す。ここで電池電圧６ｏが放電とともに低
下して設定電圧Ｖ）こ達すると、サイｅｆ リスク５４はＯＮシ、その状態を保持するラッチ手段と
して動作することがわかる。

このように、本実施例では、掃除機運転中に二次電池３
５の電圧が低下すると、掃除機は運転を停止し、二次電
池３５の過放電を防止するように働く。

第５図は本発明の第４の実施例を示す回路図である。第
５図１こおいて、基本回路については＠２図１こ示す通
りであり、動作説明上重複する部分の説明は省略する。

第５図において、自走制御回路３７の出力端Ｅこトラン
ジスタ６５のベースが接続され、このトランジスタ６５
は自走用電動機６６、電流制限抵抗６７が直列に接続さ
れて、二次電池３５！ζ接続されている。また、ツェナ
ーダイオード３９の他端は抵抗６８を介してトランジス
タ６９のベースに接続すれている。このトランジスタ６
９は抵抗６７とトランジスタ６５の直列回路の両端に介
装されている。

上記構成によれば、スイッチ３８が端子ハ側（コ接続さ
れている場合、第２図に示す動作と同様トランジスタ４
４がＯＮし、発光素子４２が点灯して掃除機は運転状態
となり、かつ自走用電動機６６は抵抗６７で電流制限さ
れるため、掃除機の移動速度はゆっくりとなる。また、
スイッチ３８が端子口側Ｅこ接続されている場合は、発
光素子４２は消灯し、掃除機の運転は停止するとともｆ
こ、トランジスタ６９がＯＮするため、電流制限抵抗６
７は短絡されて、自走用電動機６６１こは二次電池３５
の電圧が直接印加され、掃除機の移動速度は早くなるよ
う動作する。

発明の効果 以上のようＥこ本発明Ｅこよれば１組のスイッチで電動
送風機および、自走用２ｔ＊機の運転、停止が交直両用
ででき、使い勝手が大幅ｆこ改善されるとともに、光素
子を用いて切替えるため、安全性も大幅ｆこ向とする。

さらに、掃除機本体の電動送風機が停止状態であっても
、自走機能だけ単独で動作させることができるため、部
屋間の移動や収納時など、掃除機本体を持ち運ぶといっ
たわずられしさが解消され、使い勝手が向上する。

さらに、直流モードで運転時、二次電池が消耗してくる
と負荷が自動的に遮断されるため、従来のような二次電
池の過放電による寿命の低下が解消される。

さらに、電動送風機運転中は自走用電動機をゆっくり働
かせ、電動送風機停止中は早いスピードで自走用！！！
励機を働かせて掃除機を移動させるこ蘭 とができ、部屋？収納時などの移動がすばやく、効率的
にでき、使い勝手が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す電気掃除機の自走
制御装置の回路図、第２図は本発明の第２の実施例を示
す電気掃除機の自走制御装置の要部を示す回路図、第３
図は本発明の第３の実施例”を示す電気掃除機の自走制
御装置の要部を示す回路図、第４図は第３図のサイリス
タの動作状態を説明する動作説明図、第５図は本発明の
第４の実施例を示す電気掃除機の自走制御装置の要部を
示す回路図、第６図は従来の電気掃除機の自走制御装置
の回路図である。 １３・・・電動送風機、１５・・・位相制御回路、１９
・・・第２のリレー　２０．３５・・・二次電池、２１
．３７・・・自走制御回路、２２．３２．３６　用トラ
ンジスタ　（スイッチング素子）、２３　、６６・・・
自走用電動機、２７．４２・・・発光素子、２９　、３
０・・・受光素子、３１・・・電力制御回路、３８・・
・切替スイッチ、３９・・・ツェナーダイオード（定電
圧素子）、５４・・−サイリスタ（ラッチ手段）、６７
・・・電流制限用抵抗、６９・・・トランジスタ（短絡
手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、交流と直流の両電源で駆動可能であり、交流電力が
   入力されると交流モードに、交流電力が遮断されると直
   流モードに切替わる電動送風機と、スイッチ操作により
   オンオフ制御される発光素子と、前記発光素子の光を受
   光する受光素子の出力により動作し、前記電動送風機を
   制御する位相制御回路と、前記スイッチ操作に応じて二
   次電池から電力供給されて自走用電動機を制御する自走
   制御回路とを備えた電気掃除機の自走制御装置。 ２、交流と直流の両電源で駆動可能であり、交流電力が
   入力されると交流モードに、交流電力が遮断されると直
   流モードに切替わる電動送風機と、切替スイッチの切替
   操作により、両端が短絡または開放される定電圧素子の
   設定電圧によって発生する電圧変化を検知してオンオフ
   制御される発光素子と、前記発光素子の光を受光する受
   光素子の出力により動作し、前記電動送風機を制御する
   位相制御回路と、前記切替スイッチの操作に応じて二次
   電池から電力供給されて自走用電動機を制御する自走制
   御回路とを備えた電気掃除機の自走制御装置。 ３、二次電池の電圧が低下して定電圧素子の設定電圧に
   達したことを検知して発光素子をオフするとともに、そ
   の状態を維持するラッチ手段を備えた請求項２記載の電
   気掃除機の自走制御装置。 ４、定電圧素子の設定電圧によって発生する電圧変化を
   検知して、自走用電動機の電流制限抵抗を短絡する手段
   を備えた請求項２記載の電気掃除機の自走制御装置。