JPS60160934A

JPS60160934A - 回転ブラシ付電気掃除機

Info

Publication number: JPS60160934A
Application number: JP59016627A
Authority: JP
Inventors: 林　精造; 岡野　賢二; 信弘林
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1984-01-31
Filing date: 1984-01-31
Publication date: 1985-08-22
Also published as: US4637092A; AU555130B2; AU576091B2; DE3503083C2; AU3822285A; FR2558711A1; FR2558711B1; DE3503083A1; AU6019386A

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回転ブラシを備えた電気掃除機に関するもので
ある。

従来例の構成とその問題点従来、この種の電気掃除機は回転ブラシの回転状態を検
出素子で検出し、この掻出素子の出力に基づいて、回転
ブラシ駆動用の電動機を発停制御するものであった。す
なわち、この制御機能は、回転ブラシに過負荷が加わり
、電動機の回転が阻止されると、これを検出した制御回
路が電動機への給電をしゃ断するものであシ、本来は使
用者がその過負荷状態を除去して安全な体勢に戻ってか
ら再始動されるようにすべきである。しかしながら、実
際には使用者が回転ブラシの過負荷となる物体等を除去
しようとした場合、その際のカで回転ブラシが多少とも
回動すると、これを検出素子が検出して電動機を急に駆
動することとなシ、危険であった。

発明の目的本発明は上記従来の欠点に鑑み、回転ブラシに加えられ
た負荷を除去する際に力が加えられただけでは電動機が
作動しない構成とした安全な電気掃除機を提供しようと
するものである。

発明の構成本発明の回転ブラシ付電気掃除機は、吸込口部に設けら
れた回転自在な回転ブラシと、前記回転ブラシを駆動す
る電動機と、前記回転ブラシの回転を感知するセンサー
と°、前記センサーの感知出力に応じて電動機を発停制
御する回路と、この発停制御回路とは別個に電動機を起
動させる回路、及びこの起動回路に接続されたスタート
スイッチを備えたことによシ、前記センサーによって一
旦電動機の回転を停止すると、前記スタートスイッチを
切ってから再投入するまで停止状態を保持するようにし
たものである。

実施例の説明以下その実施例を添附図面とともに説明する。

第１図は本発明を適用したアプライド形掃除機を示すも
ので、床ノズル（１）は回転ブラシ（２）　ｔ−内蔵し
、その上の掃除機主体（３）は電動機（４ａ）およびフ
ァン（４ｂ）をユニット化して構成された電動送風機（
４）、および、この吸引側における集塵部（図示せず）
を内設したものである。上記床ノズ／ｌ／　（１）はそ
の後方が段状に形成されて掃除機主体（３）の両側部ま
で延びておシ、軸（５）　、　（６）　（第２図参照）
を介して同掃除機主本（３）に−回動自在に連結しであ
る。また、（７）はハンドル、（８）は電動送風機（４
）の吸引動作と関連して床ノズ）ｖ（１）よシ流入した
含塵空気を掃除機主体（３）の集塵部まで導くホースで
ある。なお集塵部に達した含塵空気は、ここで濾過され
清浄空気のみが電動送風機（４）を通シ、所定の排気口
から排出されるものである。

第２図において、（９）は移動用ローラ、００は一方の
軸（５）を貫通して先端が床ノズｙＩ／（１’）の内部
に突入した電動送風機（４）の回転軸である。次にａＱ
は回転軸α０の回転を回転ブラシ（２）に伝達するベル
ト、θηは回転ブラシ（２）に固着したプーリー、（１
７ａ　）はプーリーαカの一部に設けられ、磁力線が半
径方向になるよう取付けられた磁石、（至）は磁石（１
７ａ　）の磁力線を感知するだめのセンサーユニットで
あり、先端に磁石（１７ａ）から一定微小距離をおいて
ホール素子等のセンサー（１８Ｂ　）を取付けたもので
ある。

次に第３図において、回転ブラシ（２）の停止状態を検
出する前記検出素子（１８ａ）の出力は制御回路部−に
入力されるようになっておシ、この回路部には交流電源
α［有］によシ交流電圧が印加され、内部にこの交流電
圧を整流して直流電圧を発生する直流電源部が備えられ
ている。６傍はサイリスタであシ、そのアノード及びカ
ソードは直列抵抗６→を介して制御回路部（イ）の直流
電源部の両端に接続されている。電動送風機（４）も同
様に制御回路部−の直流電源部の両端に接続されている
。

次に上記構成における動作について説明する。

正常動作状態においてはセンサー（１８ａ　）の出力が
入力された制御回路部−からはサイリスタ軸のゲートに
トリガ信号が入力されず、サイリスク軸は遮断状態にあ
る。このサイリスク軸は回転ブラシの過負荷保護スイッ
チであシ、そのオフ状態においては制御回路部（４）に
よる電動送風機（４）への直流電圧の印加を阻止しない
ため、送風機（４）はそのまま駆動され、回転ブラシ（
２）がともに回転して掃除が行なわれる。

そして、回転プゲン（２）が異常状態−で停止した場合
、センサー（１８ａ）は回転ブラシ（２）の停止を検出
し、この出力が入力された制御回路部（ホ）はサイリス
タ（ト）のゲートにトリガ信号を供給し、サイリスタ軸
を導通状態にする。このため、分路を短絡された電動送
風機（４）には電圧が印加されず停止する。

ここで、回転ブラシ（２）の異常状態を除去する際に、
力が回転ブラシ（２）に加えられると、その力に応じて
回転ブラシ（２）が少し回転する。この回転はセンサー
（１８＆）　［Ｊ：　Ｄ検出され、この検出信号が入力
された制御回路部（１）はサイリスタａＬｊｌのゲート
へのトリガ信号の供給を停止する。

しかし、サイリスタに）のアノード・カソード回路は抵
抗曽を介して制御回路部（イ）の直流電源部に接続され
ているので導通状態が維持される。

したがって電動送風機（４）にはやはシミ圧が印加され
ないため作動せず安全である。

なお、電動送風機（４ンを再駆動させるためには、ゝ　
交流電源０呻と制御回路部（ホ）との接続を一旦遮断し
、再接続すればよい。

第４図は本発明の他の実施例を示すもので、第３図に示
す構成部品と同一の構成部品には同一番号を付して説明
を省略する。

に）は電動送風機（３）を駆動制御する駆動制御部であ
シ、双方向性サイリスタ６７１が導通すると作動する。

双方向性サイリスタ劫のゲートは定電圧ダイオード（ハ
）を介して分路用サイリスタ６りのアノードに接続され
ている。

上記構成において、正常動作状態ではサイリスタ６つが
遮断状態であシ、双方向性サイリスタ６ｆ）のゲートに
は定電圧ダイオード岐を介してトリガ信号が供給され、
双方向性サイリスタ６のが導通し、これによって作動す
る駆動制御部−を介して電動送風機（４）が駆動される
。

そして、回転ブラシ（２）が異常状態で停止した場合、
サイリスタ６［有］が導通し、双方向性サイリスタ６乃
は、そのゲートにトリガ信号を供給されないため遮断す
る。従って、駆動制御部に）は動作せず、電動送風機（
４）は停止する。

この場合、異常状態を除去する−のカが回転ブラシ（２
）に加わシ、回転ブラシが少し回転してもサイリスタ６
侍は遮断したままであり、電動送風機（４）は駆動せず
、安全である。

なお、電動送風機（４）を再駆動するためには交流電源
０［相］と制御回路部（１）との接続を一旦、遮断し、
再接続すればよい。

次に第５図を参照して具体的実施例を説明する。

この実施例の回路は電動機（４ａ）を、これに直列接続
されたメイントライアック６３により制御するものであ
る。第５図においてブロック師はＬＥＤ等の表示器（２
９ａ）　、（２９ｂ）・・・にょυ入力表示を行う回路
であり、スイッチαくと、トライアツク■をトリガーす
る可変抵抗（ハ）と連動するようにした多段スイッチ（
４０ａ　）のヌイープ接点と、多段スイッチ（４０Ｂ）
の各固定接点に１続された表示器（２９ａ）　、（２９
ｂ）・・・の直列回路と、低電圧直流を得るための抵抗
（４０ｂ）、及びダイオード（４０ｃ）の直列回路とを
直列に電源回路に接続したものである。

また、表示器（２９ａ）　、（２９ｂ）・・・の直列回
路に並列接続されたダイオード（４０ｄ）は表示器に予
期しない逆電位がかがシ、その寿命を短かくするのを防
止するため、そのような逆電位をショートするものであ
る。

以上のようにブロックθ０では可変抵抗（ハ）の動きに
応じて表示器を順次点灯させ、電動機（４ａ）の入力表
示を行うものである。（４υは直流電源回路であり、セ
ンサー回路（６）、信号変換回路的、ヌク−ター回路−
に直流を与えるために、負荷側がこれらブロックそれぞ
れに接続されるとともに、入力側が、スイッチ（１４’
）を介して交流電源の一端に接続されている。との直流
電源回路θυにおいて、（４１ａ）は電圧低下用抵抗で
、（４１ｂ）は直流変換のだめのダイオードである。（
４１Ｃ）は一定電源を得るためのツェナーダイオード、
（４１ｄ）　ｕ平滑用コンデンサーである。ブロック（
６）はセンサー回路で、回転ブラシ又はプーリーに取付
いた磁石が回転する時の磁力線変化を感知するホールＩ
Ｃ（３ηに直流電源回路ｉυを直列に接続することによ
シ、そのＩＣ出力端（３１ａ）に回転時は交流電圧を、
また停止時は直流電圧をそれぞれ発生する。

次に補助回路としてホール工ＣＯυに直列に接続された
抵抗（４２（１）　、及び並列に接続されたコンデンサ
ー（４２ｂ）は、ホールＩＣ（３υに給電する電源のノ
イズを防止するだめのものである。またＩＣ出力端（３
１ａ）に接続された抵抗（４２ｄ　）はホールＩＣ（３
υの出力信号にノイズが入るのを防止し、ダイオード（
４２ｅ　）は前記信号がホールＩＣに逆流入するのを防
止している。なお、（４２ａ　）はＩＣ出力のための直
流阻止コンデンサである。

次にブロック■は信号変換回路で、センサー回路θ■よ
シ得た信号波、すなわちダイオード（４２ｅ）に整流さ
れた直流（回転時）または前記コンデンサ（４２ａ　）
の直流阻止によるＯ電位（停止時）ヲコンデンサー（４
８ａ）に充電し、さらにこの電位を演算増幅器（４８ｂ
）のバッファ入力として使用し、次段の抵抗（４４８）
の端子電圧を与えるものである。コンデンサー（４８ａ
　）には、放電用抵抗（４８Ｇ　）が並列に接続されて
いる。また増幅器（４３ｂ）の出力回路中のダイオード
（４８ｅ　）は信号の逆流を防止するものである。

（財）はスターター回路で、スイッチ（１４’）をＯＮ
にした時直流電源回路０υに発生した直流成分がコンデ
ンサー（４４ｂ）に充電する間（約１〜３秒が適切）、
とれに直列接続された前記抵抗（４４ａ　）に電流が流
れることを利用して起動電位を発生するものである。抵
抗（４４０）は抵抗（４４ａ）、コンデンサー（４４ｂ
）の定数を加減することによシ、適切な起動時間及び起
動電位を調整するものである。（４４ｄ　’Ｉは、逆電
流阻止ダイオードである。

０２はスイッチング用トライアックであシ、インバータ
回路θカ及びラッチ回路（財）を介してスターター回路
＠４あるいはホールＩ（Ｊυよシの出力を受けてトリガ
ーし、その出力全メイントライアック（ト）のトリガー
に用いるものである。

（ハ）は速度制御回路で、半固定抵抗（４５ａ　）と可
変抵抗＠を並列接続したものと、電流調整用抵抗（至）
と、コンデンサー■と、スイッチング用トライアック０
功を、スイッチ（１４勺と直列に接続したものであシ、
可変抵抗（ハ）を動作させ、コンデンサー−の端子電圧
でダイアック（４５ｂ）をブレイクオーバーさせること
によシ、トライブック（ト）をトリガーするものである
。前記直列接続に関連するコンデンサー（４５ｃ）　、
抵抗（４５ｄ）　、（４５ｅ）は、コンデンサー（ロ）
の補償回路を構成しており、またダイアック（４５ｂ）
に接続された抵抗（４５ｆ　）はコンデンサー（４６ａ
　’Ｉとともに、トライブック（至）のゲートにノイズ
の入るのを防止するものである。ブロックθｅはノイズ
防止回路で、トライアック（ト）のＴＩ、Ｔ２間に分路
接続されたコンデンサー（４６ｂ）及び抵抗（４６ｃ）
　、（４６ｄ）からなる直並列回路はコンセントの抜き
さしによる一時的な誤動作をとシのそくスナバ回路、ま
たコンデンサー（４６θ）は電源のノイズを吸収するも
のである。メインサイリスタ（ハ）は電動機（４ａ）及
び表示器（イ）の並列回路と直列に電源に接続したもの
で、速度制御回路に）によるトライアック０１のトリガ
ー制御を通じて、電動機入力を変化させるものである。

なお、前記インバータ回路θのはナントゲート（４７ａ
）で構成され、ラッチ回路（財）は前記ナントゲート（
４７Ｂ　）にトリガーされるサイリスタ（４８ｂ）と、
これに直列接続された電流制限用の抵抗（４８ａ）及び
前者のアノードに接続されたツェナーダイオード（４８
Ｃ）からなる。

以上の構成において、スターター回路Ｈの働きによシミ
動機（４ａ）が起動され、回転プラＶ（２）が回転して
いる時はセンサー回路（６）が真出力を発生し、この出
力は変換回路θ■を介してインバータＱ７）の出力をＯ
以下にするため、サイリスク（４８ｂ）は不導通であシ
、これに接続された抵抗（４８ａ）の端子を高い直流電
位に維持する。したがってトライアック０φは抵抗（４
８ａ）及びツェナーダイオード（４８ｃ）を介してトリ
ガされ、電動機（４ａ）の動作は維持される。回転ブラ
シ（２）が始動後、カーペットのかみ込み、布きれ等の
かみ込み等により回転ブラシ（２）がロックした場合、
センサー信号の反転信号によりサイーリスタ（４８ｂ）
がトリガーされて導通しそのアノード電位が低下するた
め、トライアック０功はトリガー電位を除去されて不導
通となる、一方向性サイリスタ（４８ｂ）は一旦導通す
ればアノード、カソード間電位が基準電位以下になるま
で導通状態を保持するため、回転ブラシが停止した後、
電源を入れたまま回転ブラシ（２）に回転を加えてもト
ライアック０■はトリガーされず、したがって電動機（
４ａ）は不用意に再起動しない。すなわち、掃除機はス
イッチ（１４’）をオフにしてから再度オンにするまで
停止状態を保つため修理時等あるいは誤って回転ブラシ
（２）を手で動かしてもいきなシブラシが回転すること
もなく、安全を確保することができる。なおこの回路で
ダイオードまたはツェナーダイオード（４８０）をトラ
イアック０埠のゲートに接続するのは、サイリスタ（４
８ｂ）の導通時の順方向電圧降下をトライアック０のに
感知させないためである。

まだ、このラッチ回路はフリップフロップ等でも容易に
構成できるものである。

スイッチ（１４勺を再度オンにした時、通常は回転ブラ
シが停止しているが、スターター回路６４）の抵抗（４
４８）には前記のとおシ、コンデンサ（４４ｂ）の充電
によシ消滅する起動電位が一時的に発生するため、サイ
リスク（４８ｂ）はトリガーされることなく、これによ
ってメインサイリスタ（ト）がトリガーされ、電動機（
４ａ）は起動される。

第６図及び第７図は本発明の他の実施例を示し、電動機
シャフトに架けられたベルト（財）と、回転ブラシ（２
）のブー！Ｊ−（２Ｂ）に架けられたベルト（ハ）を含
む複数のベルト（本図では２本）を用い、この中間にお
いて同軸上に一対のプーリー（２４＆）　、（２４ｂ）
を設け、一つの使用態様においては回転ブラシ（２）を
ロックさせるとベルト（イ）側で常にスリップするよう
上記ベルト（イ）、ベルト（至）の張力を加減したもの
である。また一方の中間グー＋）　−（２４ａ）には磁
石（ハ）を取シつけ、それに対応する固定位置にセンサ
ー（ホール素子等）（２６＆）を有するセンサーユニッ
ト（ハ）を設けたもので、これにより前述と同様の過質
荷保護効果を奏するとともに、ベルト（至）を介して回
転ブラシ（２）から離れた位置にセンサーユニット（イ
）、磁石（ハ）が取付けられているため、回転ブラシ（
２）の回転中の振動によりセンサー（２６ａ）と磁石（
ハ）との相対的な位置すれかなく、また塵埃等によりセ
ンサー（２６ａ）　、及び磁石（ハ）の特性が変わらず
、安定した特性が得られるものである。

また前記第６図及び第７図の実施例においては、ベルト
（イ）を介して電動機（４ａ）と連動するプーリー（２
４＋ｂ）と、ベルト翰を介して回転ブラシ（２）と連動
するブー＋）　−（２４ａ）を同軸上において互いに並
列固定するだけでなく、さらにその軸上にこれと別個の
独立したアイドラプ−リー（２４ｃ）を設けたため、必
要に応じてベルト（イ）をアーム（財）によシ、アイド
ラプーリー（２４，ｃ）上に移動し、回転力の伝達を中
断して回転ブラシ（２）の回転を停止できるものである
。この方式によればベアフロア−等で（後述のとおり、
電動機（４ａ）は駆動しつつ）回転ブラシ（２）を停止
し、従って回転ブラシ（２）の回転によシ塵埃をはじき
とばすことなく掃除できるものである。

なお、アーム（財）は、第１図に示すレバー（ト）と連
動し外部よシンバー６罎の操作にょシ、回転ブラシの回
転を回転停止できるものである。ベルト（イ）を、アイ
ドラプーリー（２４ｃ）に切替えると、グー！Ｊ　−（
２４＆）は停止するため第５図の回路がそのままであれ
ば電動機回転は停止するが、これを防止するためこの実
施例においては、ベルトを（２４０）に切かえるとレバ
ーＧ３と連動したスイッチ（図示せず）かたとえば、サ
イリスタ（４８ｂ）のゲート電位をゼロにするなどして
電動機回転を維持するようにしである。以上により、ベ
アフロア−等の掃除において、回転ブラシ（２）の回転
をとめてなお且つブラシロック安全装置のついた掃除機
を実現したものである。

また第５図の回路構成において、スイッチ（１４’）に
対応する手元スイッチ０４）を第１図に示すようにハン
ドル（７）の把手部ａツに設けると、０Ｎ１０　Ｆ　Ｆ
操作を手元で簡単にできるだけでなく、布きれなどを巻
込んで、電動４反（４ａ）が停止した状態の回転ブラシ
部（２）に手を触れて修理する時など、スイッチα→が
ノズル部（１）の近傍でなく、そこから離れたハンドル
（７）にあるだめ、誤ってリセットし回転ブラシ（２）
が回転しはじめて手を傷めるということもない。

発明の効果以上の説明から明らかなように本発明によれば、回転ブ
ラシが異常状態で停止した時は；その異常状態を除去し
ても電動機が駆動しないので異常状態を除去する際に、
怪我をする危険がなく安全な掃除機を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電気掃除機の斜視図、
第２図はその要部断面図、第３図はその基本電気回路図
、第４図は別の基本電気回路図、第５図は本発明の電気
掃除機の具体的実施例における電気回路図、第６図は他
の実施例を示す電気掃除機の要部断面図、第７図はその
部分側断面図である。（１）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・床ノズ
ル（２）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・回転ブラシ（３）・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・掃除機主体（４）・・・・・・・・・・・・・
・電動送風機（５Ｌ　（６）・・・・・・・・・・ノズ
ル軸（７）・・・・・・・・・・・・・・・・ハンドル
（８）・・・・・・・・−・・・・・・・・・・・・・
・ホース（９）・・・・・・・・・・・・・・・・・・
移動用ローラ０Ｑ・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・電動機軸αつ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・把手Ｑ４）　・・・−・・・・・・・・
手元スイッチ０・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・ベルトαη・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・プーリー（１７ａ）・・・・・
・・・・・・・・磁石Ｑ８）・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・センサーユニット競・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・レバーｒ２４ａ
）、Ｃ２４ｂ）・・・・・・中間プーリー（２４ｃ’）
川−・・アイドラプニリー特許出願人　松下電器産業株
一式会社代理人　新実健部（外１名）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　吸込口部に設けられた回転自在な回転ブラシと
前記回転ブラシを駆動する電動機と、前記回転ブラシの
回転を感知するセンサーと、前記センサーの感知出力に
応じて電動機を発停制御する回路と、この発停制御回路
とは別個に電動機を起動させる回路、及びこの起動回路
に接続されたスタートスイッチを備えたことによシ、前
記センサーによって一旦電動機の回転を停止すると、前
記スタートスイッチを切ってから再投入するまで停止状
態を保持するようにしたことを特徴とする回転ブラシ付
電気掃除機。
（２）　前記発停制御回路が直流電源にアノード及びカ
ソードが接続され、前記センサーによる非回転感知出力
がゲートに入力されると導通状態となるサイリスタを含
み、このサイリスタの導通状態によシ回転ブラシ駆動用
の前記電動機を停止させるようにしたことを特徴とする
特許請求の範囲第（１）項記載の回転ブラシ付電気掃除
機。
（３）　前記回転ブラシを少なくとも２段のベルト伝動
機構によシ前記電動機に連結し、前記少なくとも２段の
ベルト伝動機構の中間において各べ）Ｌｔ　）を支持す
る同軸上の第１１−リー　及び第２プーリーのいずれか
一方に関連して前記センサーを配置したことにより、前
記第１プーリーまたは第２１−リーの回転を感知して電
動機の発停制御を行なうようにしたことを特徴とする特
許請求の範囲第（１）項記載の回転ブラシ付電気掃除機
。
（４）　前記第１、第２のプーリーと同軸に、これらの
プーリーから独立した回転自在な第３のプーリーを設け
、第１のプーリーにかかつているベルトを第３のベルト
に移し換える手段を有し、この移し換え手段と連動して
前記センサー及びスタートスイッチとは別個に電動機を
起動させるためのスイッチを具備したことを特徴とする
特許請求の範囲第（３）項に記載の回転ブラシ付電気掃
除機。
（５）　前記スタートスイッチをハンドル部に設けた特
許請求の範囲第（１）項記載の回転ブラシ付電気掃除機
。