JPH02180232A - 電気掃除機 - 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、電気掃除機に係り、特に、じゅうたん掃除に
用いて好適なロータリーブラシ回転駆動用モータを内蔵
した電気掃除機に関する。

〔従来の技術〕

電気掃除機を使用する場合の被掃除面は、床。

たたみから毛足の極く短いカーペット、毛足の長いジャ
ギーじゅうたんまで多種多様であるが、特にじゅうたん
に絡んだ塵埃が取れにくいことは、しばしば経験すると
ころである。

以上の点を考慮して、じゅうたんを含む多種多様の被掃
除面の適応する電動式吸口が既に実用化されている。

そして、その構成は、大略、ロータリーブラシをモータ
により回転させて、そのかき出し効果により、たとえじ
ゅうたんに絡んだ取れにくい塵埃であっても、これを効
率的に吸い上げるというものであり、この電動式吸口は
、最近、モータの小形軽量化、掃除機の吸込性能の向上
により、強力な吸込性能と小形軽量化とを兼ね備えるよ
うになつてきた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、電気掃除機を使用する場合の被掃除面は、既述
のごとく、床、たたみから毛足の極く短いカーペット、
毛足の長いジャギーじゅうたんまで多種多様であり、カ
ーペットのように毛足の極く短いじゅうたんを、ジャギ
ーじゅうたんと同じようなロータリーブラシの回転数、
トルクでモータを１動するのは、カーペット面を傷つけ
たり。

ロータリーブラシのブラシが摩耗しやすくなるなどの不
具合があり、モータ自体も不必要な電力を消費し、また
回転数も大きいため、寿命も短くなるなどの問題がある
。

このような事情の下、第２図に示すように、高速回転モ
ード（以下、１強」モードと称す）では、電源１からの
電圧を全波整流ブリッジ２により全波整流してモータ３
に印加するモードと、低速回転モード（以下、「弱」モ
ードと称す）では、ダイオード４によって半波整流した
電源電圧をモータ３に印加するモードとを、切替スイッ
チ５により切り替えるようにした電気掃除機が先に提案
されている。

しかし、前記した改良形電気掃除機によれば。

モータの高いインダクタンス成分と平滑コンデンサ１１
とにより、ｒ弱」モード時におけるモータの端子電圧は
、第３図に示すように、半波整流電圧とはならず、多少
脈動を含む波形となるため、ｒ弱」モード時の回転数は
、１強」モードに比してそれほど落ちず、したがって既
述した従来例の欠点を解消するには至っていない。

なお、前記問題を解消する手段として、電源投入時にお
けるモータ起動電流抑制用抵抗６の抵抗値を増大させ、
モータ３の回転数を小さくする方法も考えられるが、こ
の方法によれば、抵抗６部分での熱損失が大きくなり、
抵抗６の値を十分大きな値にすると、その発熱が大きく
なり、抵抗６の大形化、ひいては掃除機の大形化２重量
増大を招き、しかも抵抗６の発熱対策も必要となり、コ
スト増大を招く不具合がある。

また、双方向性半導体素子とゲートトリガ回路により、
交流位相制御でモータの「弱」モード運転をおこなう方
法もあるが、この方法では、モータの高いインダクタン
ス成分により電流の電圧位相に対する遅れが大きく、位
相制御する範囲が非常に狭いか、はとんどなくなり、実
用的であるとは云え得ない。

本発明は１以上の点を考慮してなされたものであって、
その目的とするところは、カーペットのように毛足の極
く短いじゅうたんに適した低速回転が得られるとともに
、たたみを掃除する場合においても、ロータリーブラシ
のはたき効果によるより高効率な掃除が可能なｒ弱」モ
ード、すなわち、「弱」モード設定時における最適な低
速回転が得られる電気掃除機を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕 前記目的は、吸口ケースと、吸口ケースの開口部に対向
して当該吸口ケースに内蔵の回転自在なロータリーブラ
シと、ロータリーブラシを回転騨動するモータと、ロー
タリーブラシ回転駆動用モータの駆動力をロータリーブ
ラシに伝達する動力伝達機構とを有し、前記ロータリブ
ラシ回転駆動用モータに対する電源を、電線を内蔵した
延長管と同じく電線を内蔵したホースを介して掃除機本
体から給電する電気掃除機において、前記吸口ケース内
に設置されたロータリーブラシ回転駆動用モータに対し
、正弦波電圧の印加および非印加を周期的に繰返して前
記ロータリーブラシ回転駆動用モータの回転数制御をお
こなうゼロクロス制御回路を設けることによって達成さ
れる。

これを換言すると、前記目的は、電気掃除機の吸口ケー
ス内に設置されたロータリーブラシ回転駆動用モータと
直列に接続した双方向性半導体素子を、正弦波電源電圧
の半周期単位で周期的にオン−オフさせて、前記ロータ
リーブラシ回転駆動用モータの回転数制御をおこなうゼ
ロクロス制御回路を設けることによって達成される。

〔作用〕

以上の構成において、双方向性半導体素子は、ゼロクロ
ス制御回路により、正弦波電源電圧の半周期単位で、周
期的にオン−オフを繰り返す、そして、この時、双方向
性半導体素子をオンする回数を、カーペットじゅうたん
やたたみを掃除するのに最適なロータリーブラシの回転
数になるように半周期より多く、例えば２周期に１回オ
ンするように設定すると、半波整流の半分、すなわち１
／４波整流電圧が印加され、したがってモータの回転は
、従来の半波整流方式に比して十分な低速回転を得るこ
とことができる。

〔実施例〕

以下、本発明を２図面にもとづいて説明すると。

第１図は本発明に係る電気掃除機の一実施例を示す要部
（電動式吸口）の電気回路図で、電源１と整流ブリッジ
２の直流出力側にモータ３が接続されており、交流入力
側には、双方向性半導体素子７が接続され、そのＧ　−
７１端子間には、双方向性半導体素子７のオン−オフを
制御するゲートトリガ回路８が接続されており、さらに
ゲートトリガ回路８から出力されるトリガパルスのタイ
ミングを設定するゼロクロス制御回路９が設けられてい
る。

そして、スイッチ１０をＣ端子に接続した時、ゲートト
リガ回路８からトリガパルスは出力されず、双方向性半
導体素子７はオフとなって、モータ３は回転しない。次
に、スイッチ１０をｂ端子に接続した時、トリガパルス
は、第４図（ａ）に示すように、半周期毎に出力され、
モータ３の端子電圧は、第４図（ａ）の上側図示のよう
になり、モータ３は、「強」モード（高速回転）で運転
される。スイッチ１０をＣ端子に接続した時、ゲートト
リガ回路８からのトリガパルスおよびモータ３の端子電
圧は、第４図（ｂ）のようになり、モータ３は、「弱」
モード（低速回転）で運転される。

第５図は電気掃除機用電動式吸口の内部構造説明図、第
６図は電気掃除機の全体構成を示す外観斜視図で、吸口
ケース１２には、その下面に開口部１２ａが設けられて
おり、この開口部１２ａに対向して、吸口ケース１２内
に、ロータリーブラシ１３が回転自在に内蔵されている
。モータ３の先端とロータリーブラシ１３の先端には、
それぞれプーリー１４．１５が設けられており、プーリ
ー１４．１５は、動力伝達機構１６により連結されてい
て、モータ３の駆動回転力がロータリーブラシ１３に伝
達され、ブラシ１３が回転する。

１７は電線内を内蔵した延長管１８．さらにはホース１
９を介して、掃除機本体２０からモータ３に電源を供給
する接触ピンである。

いま、第６図の状態で電源を入れ、掃除機本体２０とと
もに電動式吸口２１を運転するものとする。

そして、ジャギーじゅうたんのように毛足の長いじゅう
たんを運転する時は、第１図図示のスイッチ１０をｂ端
子に接続することにより、既述した第４図（ａ）の「強
」モードによってモータ３を高速回転させ、ロータリー
ブラシ１３でじゅうたんの毛足を強く高速でかき出すこ
とで、じゅうたんの毛足に絡んだ取れにくい塵埃を効率
よく吸い込むことができる。

次に、毛足の極く短いカーペットやたたみ上を掃除する
場合は、スイッチ１０をＣ端子に接続することにより、
これまた既述した第４図（ｂ）の１弱」運転モードによ
ってモータ３を低速回転することで、ジャギーじゅうた
んのように、毛足の長い毛に絡んだ塵埃に比べて取りや
すい塵埃をかき出すのに十分なロータリーブラシ１３の
回転数とトルクにより、効率よく掃除ができ、しかも１
強」モードに比べて余分な電力を消費することがなく、
また回転数が少ないので、モータの寿命も長くなり、カ
ーペットやたたみを傷つける虞れも少なく、ロータリー
ブラシのブラシの摩耗も少なくなるなどの利点がある。

以上、要するに、本発明によれば、双方向性半導体素子
７は、ゼロクロス制御回路９により、正弦波電源電圧の
半周期単位で周期的にオン−オフを繰り返す、そして、
この時、双方向性半導体素子７をオンする回数を、カー
ペットじゅうたんやたたみを掃除するのに最適なロータ
リーブラシ１３の回転数になるように半周期より多く、
例えば図示実施例の場合、第４図（ｂ）に示すように、
２周期に１回オンするように設定すると、半波整流の半
分、すなわち１／４波整流電圧が印加され、したがって
モータ３の回転は、従来の半波整流方式に比して十分な
低速回転を得ることができる。

なお、前記実施例においては、２周期に１回、モータ３
に正弦波電圧を印加する１／４波整流電圧で「弱」モー
ド運転をおこなう場合について例示したが、本発明はこ
れにのみ限定されるものではなく、前記１／４波に代え
て、例えば１７６波（３周期に１回）、１／３波、１１
５波、１／８波などの整流電圧で１弱」モードを設定す
ることができることは、ここに改めて説明するまでもな
い。

また、前記実施例においては、吸口ケース内に設置され
たロータリーブラシ回転駆動用モータ３に対し、正弦波
電圧の印加および非印加を周期的に繰返して前記ロータ
リーブラシ回転駆動用モータ３の回転数制御をおこなう
ゼロクロス制御回路９を設けた場合、換言すると、吸口
ケース内に設置されたロータリーブラシ回転駆動用モー
タ３と直列に接続した双方向性半導体素子７を、正弦波
電源電圧の半周期単位で周期的にオン−オフさせて、前
記ロータリーブラシ回転駆動用モータ３の回転数制御を
おこなうゼロクロス制御回路９を設けた場合について例
示したが、前記構成に加えて、さらに、掃除機本体２０
内のエアー吸込用モータに対し、正弦波電圧の印加およ
び非印加を周期的に繰返して前記エアー吸込用モータの
回転数制御をおこなうゼロクロス制御回路を設ける、換
言すると、掃除機本体内のエアー吸込用モータと直列に
接続した双方向性半導体素子を、正弦波電源電圧の半周
期単位で周期的にオン−オフさせて、前記エアー吸込用
モータの回転数制御をおこなうゼロクロス制御回路を設
けるようにしてもよく、この構成によれば、双方向性半
導体素子は、正弦波電源電圧の半周期単位で周期的にオ
ン−オフさせるというように、電圧自体を変えるもので
あるから、従来の位相制御に比べて、吸口ケース１２の
みならず、掃除機本体２０の発熱を少なくすることがで
きる利点を有する。

〔発明の効果〕

本発明は以上のごときであり、図示実施例の説明からも
明らかなように、本発明によれば、カーペットのように
毛足の極く短いじゅうたんに適した低速回転が得られる
とともに、たたみを掃除する場合においても、ロータリ
ーブラシのはたき効果によるより高効率な掃除が可能な
「弱」モード、すなわち「弱」モード設定時における最
適な低速回転が得られる電気掃除機を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電気掃除機の一実施例を示す要部
（電動式吸口）の電気回路図、第２図は従来形電気掃除
機用電動式吸口の電気回路図、第３図は従来形電気掃除
機の電動式吸口に内蔵したモータの端子電圧波形図、第
４図（ａ）および（ｂ）はそれぞれ本発明掃除機使用時
における「強」、「弱」モードのトリガパルスとモータ
端子電圧波形図、第５図は電気掃除機用電動式吸口の内
部構造説明図、第６図は電気掃除機の全体構成を示す外
観斜視図である。 １・・・電源、２・・・整流ブリッジ、３・・・モータ
、６・・・抵抗、７・・・双方向性半導体素子、８・・
・ゲートトリガ回路、９・・・ゼロクロス制御回路、１
０・・・スイッチ、１１・・・平滑コンデシサ、１２・
・・吸口ケース、１３・・・ロータリーブラシ。 （ほか１名） 、・％ｌ・＼・：４．・／ 第 図 ／／・・キ↑コンデンア 男 国 七−夕０ｈ子電圧３皮°杉 ’！＃ｉＪｚ図 第３０ モータ瑞ン電圧 一分ユー　　、　、　　　バー− 堝 す口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、吸口ケースと、吸口ケースの開口部に対向して当該
   吸口ケースに内蔵の回転自在なロータリーブラシと、ロ
   ータリーブラシを回転駆動するモータと、ロータリーブ
   ラシ回転駆動用モータの駆動力をロータリーブラシに伝
   達する動力伝達機構とを有し、前記ローターリブラシ回
   転駆動用モータに対する電源を、電線を内蔵した延長管
   と同じく電線を内蔵したホースを介して掃除機本体から
   給電する電気掃除機において、前記吸口ケース内に設置
   されたロータリーブラシ回転駆動用モータに対し、正弦
   波電圧の印加および非印加を周期的に繰返して前記ロー
   タリーブラシ回転駆動用モータの回転数制御をおこなう
   ゼロクロス制御回路を設けたことを特徴とする電気掃除
   機。 ２、吸口ケースと、吸口ケースの開口部に対向して当該
   吸口ケースに内蔵の回転自在なロータリーブラシと、ロ
   ータリーブラシを回転駆動するモータと、ロータリーブ
   ラシ回転駆動用モータの駆動力をロータリーブラシに伝
   達する動力伝達機構とを有し、前記ロータリブラシ回転
   駆動用モータに対する電源を、電線を内蔵した延長管と
   同じく電線を内蔵したホースを介して掃除機本体から給
   電する電気掃除機において、前記吸口ケース内に設置さ
   れたロータリーブラシ回転駆動用モータと直列に接続し
   た双方向性半導体素子を、正弦波電源電圧の半周期単位
   で周期的にオン−オフさせて、前記ロータリーブラシ回
   転駆動用モータの回転数制御をおこなうゼロクロス制御
   回路を設けたことを特徴とする電気掃除機。 ３、吸口ケースと、吸口ケースの開口部に対向して当該
   吸口ケースに内蔵の回転自在なロータリーブラシと、ロ
   ータリーブラシを回転駆動するモータと、ロータリーブ
   ラシ回転駆動用モータの駆動力をロータリーブラシに伝
   達する動力伝達機構とを有し、前記ロータリブラシ回転
   駆動用モータに対する電源を、電線を内蔵した延長管と
   同じく電線を内蔵したホースを介して掃除機本体から給
   電する電気掃除機において、前記吸口ケース内に設置さ
   れたロータリーブラシ回転駆動用モータに対し、正弦波
   電圧の印加および非印加を周期的に繰返して前記ロータ
   リーブラシ回転駆動用モータの回転数制御をおこなうゼ
   ロクロス制御回路を設けるとともに、掃除機本体内のエ
   アー吸込用モータに対し、正弦波電圧の印加および非印
   加を周期的に繰返して前記エアー吸込用モータの回転数
   制御をおこなうゼロクロス制御回路を設けたことを特徴
   とする電気掃除機。 ４、吸口ケースと、吸口ケースの開口部に対向して当該
   吸口ケースに内蔵の回転自在なロータリーブラシと、ロ
   ータリーブラシを回転駆動するモータと、ロータリーブ
   ラシ回転駆動用モータの駆動力をロータリーブラシに伝
   達する動力伝達機構とを有し、前記ロータリブラシ回転
   駆動用モータに対する電源を、電線を内蔵した延長管と
   同じく電線を内蔵したホースを介して掃除機本体から給
   電する電気掃除機において、前記吸口ケース内に設置さ
   れたロータリーブラシ回転駆動用モータと直列に接続し
   た双方向性半導体素子を、正弦波電源電圧の半周期単位
   で周期的にオン−オフさせて、前記ロータリーブラシ回
   転駆動用モータの回転数制御をおこなうゼロクロス制御
   回路を設けるとともに、掃除機本体内のエアー吸込用モ
   ータと直列に接続した双方向性半導体素子を、正弦波電
   源電圧の半周期単位で周期的にオン−オフさせて、前記
   エアー吸込用モータの回転数制御をおこなうゼロクロス
   制御回路を設けたことを特徴とする電気掃除機。 ５、吸口ケースと、吸口ケースの開口部に対向して当該
   吸口ケースに内蔵の回転自在なロータリーブラシと、ロ
   ータリーブラシを回転駆動するモータと、ロータリーブ
   ラシ回転駆動用モータの駆動力をロータリーブラシに伝
   達する動力伝達機構とを有する電気掃除機用電動式吸口
   において、前記吸口ケース内に設置されたロータリーブ
   ラシ回転駆動用モータに対し、正弦波電圧の印加および
   非印加を周期的に繰返して前記ロータリーブラシ回転駆
   動用モータの回転数制御をおこなうゼロクロス制御回路
   を設けたことを特徴とする電気掃除機用電動式吸口。 ６、吸口ケースと、吸口ケースの開口部に対向して当該
   吸口ケースに内蔵の回転自在なロータリーブラシと、ロ
   ータリーブラシを回転駆動するモータと、ロータリーブ
   ラシ回転駆動用モータの駆動力をロータリーブラシに伝
   達する動力伝達機構とを有する電気掃除機用電動式吸口
   において、前記吸口ケース内に設置されたロータリーブ
   ラシ回転駆動用モータと直列に接続した双方向性半導体
   素子を、正弦波電源電圧の半周期単位で周期的にオン−
   オフさせて、前記ロータリーブラシ回転駆動用モータの
   回転数制御をおこなうゼロクロス制御回路を設けたこと
   を特徴とする電気掃除機用電動式吸口。