JPH0538320A - 吸込口体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で回転体の回転数を床面の負荷に
適切に対応させることができる吸込口体を提供する。 【構成】 吸込口本体を送行させ、電動機９を動作させ
ると、負荷検出回路43では、抵抗R3の電圧と、抵抗R4，
R5の接続点の電圧とを、コンパレータOP1 で比較する。
抵抗R3の電圧が抵抗R4，R5の接続点の電圧より高くなる
と、コンパレータOP1 は、Ｈレベル出力し、コンデンサ
C1で平滑した後、コンパレータOP2 の非反転入力端子に
入力する。コンパレータOP2 の非反転入力端子のこの入
力が反転端子の入力より大きくなると、出力を増加さ
せ、負荷に応じて電動機９の回転速度を高くする。抵抗
R3の電圧が低下し、抵抗R4，R5の接続点の電圧に近付く
と、負荷検出回路43の出力は低下し、負荷に応じて電動
機９の回転速度を低くくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動機の負荷を検出す
ることにより床面の状態を検出し、床面の状態に従って
回転体の回転速度を変化させる吸込口体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の床面の状態を検知する吸
込口体としては、たとえば特開平２−１７４８２４号公
報記載の構成が知られている。

【０００３】この特開平２−１７４７２４号公報記載の
吸込口体は、床面と若干距離をおいた床面の状態を検出
するローラを、床面に対向して回転自在に吸込口本体に
設けている。そして、床面がじゅうたんなどの場合は、
床面であるじゅうたんとローラとが接触しローラが回転
することにより、床面がじゅうたんなどであることを検
出し、床面が畳、床などの場合は、床面である畳、床な
どとローラとが接触せずローラが回転しないことにより
床面が畳、床であることを検出している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成の場合、吸込口本体にローラを別個に設けなく
てはならず、構成が複雑になる。

【０００５】また、毛足の短いじゅうたんなどではロー
ラが必ずしも回転せずに床面の状態に負荷が対応しない
問題を有している。

【０００６】本発明は上記問題点に鑑みなされたもの
で、簡単な構成で回転体の回転数を床面の負荷に適切に
対応させることができる吸込口体を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、吸込口本体の
下面に開口した吸込室を有し、前記吸込口本体の下面に
床面に対向して設けられ電動機により回転される回転体
を有する吸込口体において、前記回転体を回転する前記
電動機の負荷を検出する負荷検出手段と、この負荷検出
手段で検出された負荷により前記電動機の回転速度を変
化させる制御手段とを具備したものである。

【０００８】

【作用】本発明は、吸込口本体の下面に床面に対向して
設けられた回転体を電動機により回転し、回転体を回転
する電動機の負荷を負荷検出手段で検出し、負荷検出手
段で検出された負荷に従い制御手段で電動機の回転速度
を変化させることにより、床面の状態に電動機の回転速
度を合わせ、負荷に適切に対応した効率の良い状態で回
転体を駆動する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の吸込口体の一実施例を図面を
参照して説明する。

【００１０】まず、図２ないし図３を参照して吸込口本
体１について説明する。

【００１１】図２および図３に示す吸込口本体１は、下
側ケース体２と上側ケース体３とにて形成されている。
そして、下側ケース体２の前方には、略左右方向に設け
られた区画壁４にて吸込室５が区画形成され、この吸込
室５内には、回転体として清掃体であるブレード６が回
転自在に支持され、このブレード６の一端にはプーリ７
が形成されている。

【００１２】また、後方の一端側には、電動機収納室８
が形成され、電動機９が収納され電動機９の駆動軸10に
は駆動プーリ11が設けられ、ブレード６のプーリ７とこ
の駆動プーリ11との間には、駆動ベルト12が掛けられ、
電動機９によりブレード６が回転されるようになってい
る。さらに、下側ケース体２の略中央には、吸込室５お
よび図示しない電気掃除機本体に連通する吸込管13を連
通する連通路14が区画形成されている。

【００１３】そして、後方の他端側には、制御部収納室
21が形成され、この制御部収納室21には、図示しない基
板および区画壁22にて区画された検出手段収納部23が設
けられ、吸込口本体１の進行方向を検出する検出手段24
が収納されている。この検出手段24は、回動軸25に同軸
上に円柱体26を設け、この円柱体26に突部27が形成され
ている。また、回動軸25の一端には回動に伴って動作す
る押圧体28が取付けられている。そして、この押圧体28
は、進行方向を検知する切換スイッチ29の作動体30を作
動させる。さらに、検出手段収納部23の下面は、床面に
対して対向するように開口されている。

【００１４】また、吸込口本体１の四隅には、従動前輪
31，31および従動後輪32，32が設けられている。

【００１５】次に、図１を参照して制御回路について説
明する。

【００１６】図１において、Ｅは商用交流電源で、この
商用交流電源Ｅは、４つのダイオードブリッジD1，D2，
D3，D4からなる整流回路41の入力端間に接続され、この
整流回路41の負極端子はアースされ、正極端子は駆動回
路42に接続されている。この駆動回路42には、電動機９
および電圧検出用の抵抗R3が直列に接続されている。

【００１７】また、正転および逆転を切り換える切換ス
イッチ29の一端は、プルアップ用の抵抗R1に接続される
とともにインバータ回路inv1およびアンド回路and1を介
して駆動回路42に接続されている。一方、切換スイッチ
29の他端は、プルアップ用の抵抗R2に接続されるととも
にインバータ回路inv2およびアンド回路and2を介して駆
動回路42に接続されている。

【００１８】さらに、電動機９および抵抗R3の接続点に
は、負荷検出手段としての負荷検出回路43が接続されて
いる。この負荷検出回路43は、２つの抵抗R4，R5の直列
回路を有し、これら抵抗R4，R5の接続点に、オペアンプ
からなるコンパレータOP1 の反転入力端子に接続され、
このコンパレータOP1 の非反転入力端子には、電動機９
および抵抗R3の接続点が接続されている。そして、コン
パレータOP1 の出力端子には、プルアップ用の抵抗R6、
整流用のダイオードD5、平滑用のコンデンサC1および抵
抗R7が接続されている。

【００１９】また、整流回路41の正極には、抵抗R8、低
電圧用のツェナダイオードZDおよび平滑用のコンデンサ
C2が接続されている。

【００２０】さらに、整流回路41の正極には、制御回路
44が接続されている。この制御回路44は、２つの直列に
接続された分圧用の抵抗R9，R10 が接続され、これら抵
抗R9，R10 の接続点には、オペアンプからなるコンパレ
ータOP2 の反転入力端子が接続され、非反転入力端子に
は、ダイオードD5が接続されている。このコンパレータ
OP2 の出力端子には、プルアップ用の抵抗R11 およびオ
ア回路OR1 を介して、アンド回路and1，and2の入力端子
に接続されている。またさらに、コンパレータOP2 の非
反転入力端子は、インバータ回路inv3を介して、オア回
路ORに接続され、非反転入力端子は、ダイオードD6およ
びオア回路OR2 を介して、アンド回路and1，and2に接続
されている。

【００２１】次に、上記実施例の動作を図４に示す波形
を参照して説明する。

【００２２】まず、吸込口本体１の進行方向を切換スイ
ッチ29により検出する。すなわち、吸込口本体１が前進
すると、検出手段24の円柱体26は突部27により、反時計
方向に回動し、押圧体28は、切換スイッチ29の作動体30
を押圧しないことにより、正転信号を出力し、反対に、
吸込口本体１が後退すると、検出手段24の円柱体26は突
部27により、時計方向に回動し、押圧体28は、切換スイ
ッチ29の作動体30を押圧することにより、逆転信号を出
力する。

【００２３】そして、商用交流電源Ｅを投入すると、整
流回路41で整流、電動機９を回転させる。また、切換ス
イッチ29により設定された方向のいずれかのアンド回路
and1，and2に出力を行なう。さらに、図４（ａ）、
（ｂ）に示すパルス、および、全波整流された図４
（ｅ）に示す電流をインバータ回路inv3で図４（ｆ）に
示すパルスとし、このインバータ回路inv3で設定される
最低のパルス出力がアンド回路and1，and2に供給され、
アンド回路and1，and2は、切換スイッチ29で設定された
方向に最低の回転速度で電動機９を回転させる。

【００２４】その後、通常のように吸込口本体１を動作
させると、負荷検出回路43では、抵抗R3の電圧と、抵抗
R4，R5の接続点の電圧とを、コンパレータOP1 で比較
し、抵抗R3の電圧すなわち電動機９の負荷が所定値すな
わち抵抗R4，R5の接続点の電圧より高くなると、コンパ
レータOP1 は、Ｈレベル出力し、コンデンサC1で平滑し
た後、図４（ｄ）に示す出力をコンパレータOP2 の非反
転入力端子に入力する。そして、コンパレータOP2 の非
反転入力端子のこの入力が反転端子の入力より大きくな
ると、図４（ｈ）に示すように出力を増加させ、負荷に
応じて電動機９の回転速度を高くする。

【００２５】また、抵抗R3の電圧が低下すると、負荷に
応じて電動機９の回転速度を低くくする。なお、電動機
９の最低の回転速度は、図４（ｇ）、図４（ｈ）に示す
ように、インバータ回路inv3のパルス出力により設定さ
れる。

【００２６】一方、吸込口本体１の走行方向が変り、切
換スイッチ29が切り換えられると、図４（ａ），（ｂ）
のいずれかにパルス出力が切り換わる。この切換時に
は、図４（ｃ）に示すように、瞬時にＬ出力となり、切
り換え後の短い期間は電動機９に最低出力を供給し、電
動機９が慣性で回転しているとき、電動機９などに大電
流が供給されることを防止する。

【００２７】したがって、たとえばじゅうたんのように
負荷が大きい場合は、抵抗R3の電圧が上昇するので、負
荷検出回路43は負荷が大きくなったことを検出して、電
動機９の回転を上昇させ、じゅうたんの場合は十分な掻
き出しを行なう。反対に、たとえば畳、床のように負荷
が小さい場合は、抵抗R3の電圧が低下するので、負荷検
出回路43は負荷が小さくなったことを検出して、電動機
９の回転を低下させ、畳、床の場合は傷付けを防止す
る。

【００２８】次に、他の実施例を図５ないし図７を参照
して説明する。

【００２９】図５に示すように、商用交流電源Ｅにスイ
ッチSW1 および出力制御部51を介して、電動機９に接続
されている。そして、この出力制御部51は、商用交流電
源Ｅおよび電動機９間に電流検出用の抵抗R21および制
御手段としての電流制御部52の直流回路が接続されてい
る。また、抵抗R21 および電流制御部52の間に負荷検出
手段としての電流検出部53が接続され、この電流検出部
53は、電流制御部52の電流を制御するようになってい
る。

【００３０】そして、上記図５に示す実施例の動作を図
６に示すフローチャートおよび図７に示す波形図を参照
して説明する。なお、この実施例では、電動機９の出力
はじゅうたん用の高速回転、畳み用の中速回転および板
の間用の低速回転の３段階の切り換えとする。

【００３１】まず、スイッチSW1 をオンすると、電動機
９を低速回転させる（ステップ１）。この状態で、電動
機９の負荷電流ｉを電流検出部53で検出し、この負荷電
流ｉが最低の閾値電流I1以下であるか否かを検出し（ス
テップ２）、図７（ａ）に示すように、負荷電流ｉが閾
値電流I1以下の場合には、ステップ１に戻り電動機９は
低速回転させる。ステップ２で負荷電流ｉが閾値電流I1
以上であると判断された場合は、電動機９を中速回転さ
せる（ステップ３）。

【００３２】次に、再び負荷電流ｉが閾値電流I1以下で
あるか否かを検出し（ステップ４）、負荷電流ｉが閾値
電流I1以下の場合は、ステップ１に戻り電動機を低速回
転させる。負荷電流ｉが閾値電流I1以下でない場合は、
負荷電流ｉが閾値電流I2以上であるか否かを検出し（ス
テップ５）、負荷電流ｉが閾値電流I2以上でない場合、
すなわち図７（ｂ）に示すように、閾値電流I1以上閾値
電流I2以下の場合は、ステップ３に戻り電動機を中速回
転させる。一方、図７（ｃ）に示すように、負荷電流ｉ
が閾値電流I2以上の場合は、電動機を高速回転させる
（ステップ６）。そして、再びステップ４に戻り、負荷
電流ｉが閾値電流I1以下であるか否かを検出する。

【００３３】なお、上記いずれの実施例においても、回
転体は、清掃体としてのブレードに限られず回転ブラシ
を用いてもよく、さらには走行輪としてもよい。

【００３４】上記実施例によれば、吸込口本体１を床面
から持ち上げた状態の場合には、電動機９の負荷が軽く
なるので電動機９の回転が低下し、吸込口本体１を持ち
上げた場合の騒音を大幅に低減できる。

【００３５】また、床面の状態を検出するセンサを、別
個に設ける必要がないので、信頼性が向上するととも
に、小型化が可能になる。

【００３６】

【発明の効果】本発明の吸込口体によれば、吸込口本体
の下面に床面に対向して設けられた回転体を電動機によ
り回転し、回転体を回転する電動機の負荷を負荷検出手
段で検出し、負荷検出手段で検出された負荷に従い制御
手段で電動機の回転速度を変化させることにより、床面
の状態に電動機の回転速度を合わせ、負荷に適切に対応
した効率の良い状態で回転体を駆動するため、じゅうた
んなどの毛足が長いものの場合も確実に掻き出しあるい
は走行ができ、また、畳、床などにも傷をつけることな
く清掃あるいは走行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の吸込口体の一実施例の制御回路を示す
回路図である。

【図２】同上横断面図である。

【図３】同上縦断面図である。

【図４】（ａ）は図１に示すインバータ回路inv1の出力
を示す波形図である。 （ｂ）は図１に示すインバータ回路inv2の出力を示す波
形図である。 （ｃ）は図１に示すオア回路OR2 の出力を示す波形図で
ある。 （ｄ）は図１に示す負荷検出回路43の出力を示す波形図
である。 （ｅ）は図１に示す整流回路41の出力を示す波形図であ
る。 （ｆ）は図１に示すインバータ回路inv3の出力を示す波
形図である。 （ｇ）は図１に示すコンパレータOP2 の出力を示す波形
図である。 （ｈ）は図１に示すオア回路OR1 の出力を示す波形図で
ある。

【図５】他の実施例の吸込口体の制御回路を示すブロッ
ク図である。

【図６】同上動作を示すフローチャートである。

【図７】（ａ）は負荷電流ｉが閾値電流I1以下の場合を
示す波形図である。 （ｂ）は負荷電流ｉが閾値電流I1以上で閾値電流I2以下
の場合を示す波形図である。 （ｃ）は負荷電流ｉが閾値電流I2以上の場合を示す波形
図である。

【符号の説明】

１ 吸込口本体 ５ 吸込室 ６ 回転体としてのブレード ９ 電動機 43 負荷検出手段としての負荷検出回路 44 制御手段としての制御回路 52 制御手段としての電流制御部 53 負荷検出手段としての電流検出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井口 穐夫 神奈川県秦野市堀山下43番地 東京電気株 式会社秦野工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸込口本体の下面に開口した吸込室を有
   し、前記吸込口本体の下面に床面に対向して設けられ電
   動機により回転される回転体を有する吸込口体におい
   て、 前記回転体を回転する前記電動機の負荷を検出する負荷
   検出手段と、 この負荷検出手段で検出された負荷により前記電動機の
   回転速度を変化させる制御手段とを具備したことを特徴
   とする吸込口体。