JPH0690879A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 吸込口本体11内にスイッチケース体44とケー
スカバー体49とから検出室46とセンサ室47とを区画形成
する進行方向検出手段41を配設する。検出室46側に回転
ローラ55およびセンサ室47に検出面54a ，54b を有する
反射ローラ54を嵌合固定する回転軸51を軸支する。セン
サ室47内に、検出面54a ，54b に間隙を介してそれぞれ
対向するフォトセンサ59a ，59b を配設する。反射ロー
ラ54とフォトセンサ59a ，59b との間に板状の遮蔽体60
をそれぞれ接触せずに自重により上下方向に摺動可能に
設ける。吸込口本体11を裏返した際に、遮蔽体60が移動
し検出面54a ，54b からフォトセンサ59a ，59b への光
の反射を遮蔽する。 【効果】 吸込口本体11を裏返した際に、速やかに確実
に電動機の駆動を停止できる。簡便な構成に形成でき容
易に小型軽量化でき、製造コストを低減でき製造性を向
上することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、進行方向検出手段を備
えた電気掃除機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電気掃除機としては、例
えば、電動機により回転駆動される回転ブレードおよび
走行輪を有する吸込口体に、この吸込口体の進行方向を
検出して信号を出力する進行方向検出手段と、この進行
方向検出手段からの出力に従って電動機の駆動を制御す
る制御手段とを備えた構成が知られている。

【０００３】そして、この進行方向検出手段には、被掃
除面に先端が接触するマイクロスイッチが設けられ、吸
込口体の走行によってマイクロスイッチが切り替えられ
て吸込口体の走行方向を検出して回転ブレードおよび走
行輪を回転させ、吸込口体が被掃除面から離間されると
マイクロスイッチが中性点に位置して安全性のために回
転ブレードおよび走行輪の回転を停止するように制御手
段に信号を出力する構成が採られている。

【０００４】また、吸込口体が被掃除面より離間された
り、吸込口体の底面が上面に向くように裏返された場合
には、別途設けた検出手段にて検知して、安全性のため
に回転ブレードおよび走行輪の回転を停止する構成が採
られている。

【０００５】

【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においては、マイクロスイッチが
常に被掃除面と接触しているため、吸込口本体の走行の
際にマイクロスイッチが被掃除面との摩擦により磨耗
し、マイクロスイッチを損傷する問題がある。また、検
出手段を特別に設けることによって部品数が増えて、製
造コストが増大して製造性が低下するとともに、吸込口
体が大型化する問題がある。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、簡便な構成で確実に電動機を制御でき、小型軽量可
能な電気掃除機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】本発明の電気掃除機は、
被掃除面に対向して開口する吸込口を有する吸込口本体
と、この吸込口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、前記吸込
口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で
あって、前記進行方向検出手段は、前記被掃除面に対向
して前記吸込口本体の下面に配設され、この被掃除面と
接触して前記吸込口本体の移動に従い回転される回転ロ
ーラと、この回転ローラの回転に従い回転され軸方向に
沿って複数の検出面が形成された回転部材と、この回転
部材の各検出面にそれぞれ間隙を介して対向して設けら
れ、前記回転部材の回転方向を検出する複数の非接触型
のセンサと、これらのセンサを収容するセンサ室と、こ
のセンサ室に移動可能に設けられ前記検出面および前記
センサの間を遮蔽する遮蔽体とを具備したものである。

【０００８】

【作用】本発明の電気掃除機は、進行方向検出手段のセ
ンサ室に、吸込口体の移動に従い回転する回転ローラと
ともに回転する回転部材の検出面とこの検出面に間隙を
介して対向するセンサとの間に、摺動移動する遮蔽体を
設けたことにより、被掃除面との摩擦による損傷を防止
できる回転ローラおよび回転部材を用いて、吸込口体の
底面が上面に向くように裏返された際に、遮蔽体が検出
面とセンサとの間に摺動移動し、検出面からセンサへの
伝達媒体を遮蔽して、速やかに確実に回転体を回転させ
る電動機の駆動を停止する制御を行うことができる。さ
らに、検出手段を特別に設ける必要がなく、摺動移動す
る遮蔽体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。

【０００９】

【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。

【００１０】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、ねじれや歪みを防ぐために底板
部12a とカバー部12b とをねじ12c によって結合固定し
ている。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。

【００１１】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。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が接続され、さらに、こ
の延長管には、掃除機本体に接続された屈曲自在なホー
スが接続されている。

【００１２】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。

【００１３】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24
a がスパイラル状に突設されており、このブレード部24
a の先端部は、例えば板の間などの平坦な形状の床面に
は接触せず、例えば絨毯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から僅かに下方
に突出した状態で設けられている。

【００１４】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、例えば板の間などの平坦な形状の床面には
接触せず、例えば絨毯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の下面より僅かに突出した状態で設けられて
いる。

【００１５】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
上を前後動し得るようになっている。

【００１６】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、例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、
例えば壁際の塵埃の捕獲性を向上するようになってい
る。

【００１７】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。

【００１８】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
されるようになっている。

【００１９】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。

【００２０】そして、この制御手段42は、複数枚の回路
基板43から構成されており、これらの回路基板43は、図
４のブロック図に示すように、進行方向検出手段41と、
電動機31とに結線されている。

【００２１】また、進行方向検出手段41は、図１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が防止
されている。

【００２２】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
着して挾持されて、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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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、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の下面より僅かに突出するとともに、この外周面
55a が平坦な床面から僅かに離間するように支持されて
いる。

【００２６】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、平坦な床面と、外周面の凸部分との離間寸法が
０．２〜０．７mmとなるように支持されている。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偏芯した状態で取付けられている。

【００２７】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反射面54a1，54b1
と、光線の反射率の低い非反射面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54a1，54b1は、
アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンからなる樹脂
（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。

【００２８】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、非接触型のセンサとしてのフォトセ
ンサ59a ，59b が取付けられている。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】また、取付基板58の他面側には、コネクタ
61が取付けられており、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、商用交流電源を整流した後の
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。

【００３２】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。

【００３３】次に、上記実施例の動作について説明す
る。

【００３４】掃除を行う際、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を接続す
る。次に、ホースの延長管側の端部に設けられた把手部
を把持して前後に押動し、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
内蔵された集塵用のモータ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1
4、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ことがで
きる。

【００３５】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。

【００３６】すなわち、吸込口本体11を、例えば絨毯な
ど吸込口本体11が若干沈む床面上に置いたときは、回転
ローラ55の外周面55a がこの床面と接触し、進行方向検
出手段のセンサ室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の後退時の状態
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
うようになっている。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が床面上を自走するよ
うになっている。

【００３７】また、吸込口本体11を、例えば畳や板の間
などの平らな床面上に置いたときは、この床面と若干の
距離をおいて位置する回転ローラ55の外周面55a は、床
面と接触しない。そこで、吸込口本体11を床面上で移動
させても、回転ローラ55およびこの回転ローラ55に従い
回転する反射ローラ54は回転しないため、図11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
ないことにより各フォトセンサ59a ，59b からの出力は
変化せず、この状態で、制御手段42は電動機31を停止す
る制御を行うようになっている。

【００３８】さらに、吸込口本体11が、絨毯上から板の
間上に移動し、あるいは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を停止させるようになっている。

【００３９】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54が慣性により回転して
も遮蔽体60により各検出面54a ，54b から各フォトセン
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59a ，59b からの出力は変化せず、
この状態で、制御手段42は電動機31を停止する制御を行
うようになっている。

【００４０】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。

【００４１】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磁気センサ（ホ
ール素子）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。

【００４２】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
アップライト型などに適用することもできる。

【００４３】さらに、遮蔽体60を自重により摺動可能に
設けて説明したが、遮蔽体60を摺動させる手段を設けて
もできる。

【００４４】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。

【００４５】

【発明の効果】本発明の電気掃除機によれば、進行方向
検出手段のセンサ室に、吸込口体の移動に従い回転する
回転ローラとともに回転する回転部材の検出面とこの検
出面に間隙を介して対向するセンサとの間に、摺動移動
する遮蔽体を設けたことにより、被掃除面との摩擦によ
る損傷を防止できる回転ローラおよび回転部材を用い
て、吸込口体の底面が上面に向くように裏返された際
に、遮蔽体が検出面とセンサとの間に摺動移動し、検出
面からセンサへの伝達媒体を遮蔽して、速やかに確実に
回転体を回転させる電動機の駆動を停止する制御を行う
ことができる。さらに、別途検出手段を設ける必要がな
く、摺動移動する遮蔽体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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気掃除機の一実施例を示す進行方向
検出手段の平面断面図である。

【図２】同上吸込口本体の一部を切り欠いた上面の平面
図である。

【図３】同上吸込口本体の一部を切り欠いた下面の平面
図である。

【図４】同上進行方向検出手段、制御手段、および、電
動機の接続状況のブロック図である。

【図５】同上進行方向検出手段の分解斜視図である。

【図６】同上連結された回転ローラおよび反射ローラの
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
体の配設状況の斜視図である。

【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】同上吸込口体を裏返した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。

【符号の説明】

11 吸込口本体 18 吸込口 41 進行方向検出手段 42 制御手段 47 センサ室 54 回転部材を構成する反射ローラ 55 回転体としての回転ローラ 59a ，59b 非接触型のセンサとしてのフォトセンサ 60 遮蔽体

Claims (1)

【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
   する吸込口本体と、この吸込口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、前記吸込口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
   た電気掃除機であって、 前記進行方向検出手段は、 前記被掃除面に対向して前記吸込口本体の下面に配設さ
   れ、この被掃除面と接触して前記吸込口本体の移動に従
   い回転される回転ローラと、 この回転ローラの回転に従い回転され軸方向に沿って複
   数の検出面が形成された回転部材と、 この回転部材の各検出面にそれぞれ間隙を介して対向し
   て設けられ、前記回転部材の回転方向を検出する複数の
   非接触型のセンサと、 これらのセンサを収容するセンサ室と、 このセンサ室に移動可能に設けられ前記検出面および前
   記センサの間を遮蔽する遮蔽体とを具備したことを特徴
   とする電気掃除機。