JPH01185233A - 自走式電気掃除機 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、走行用車輪とその駆動モータを倫えた自走
式の電気掃除機に関する。

（ロ）従来の技術 従来この種の自走式電気掃除機においては、ハンドルに
摺動可能なりリップを設（）、グリップの摺動動作に連
動するスイッチににって走行用モータの正・逆転を制御
するもの（例えば実公昭５４−２ｉ３１７６号公報参照
）や、グリップの摺動動作に連動して摺動づ゛る可変抵
抗器とスイッチに、Ｊ：って走行モータの回転速度及び
回転方向を制御するムの（例えば実公昭５７−２１６４
３号公報参照）が提案されている。

（ハ）発明か解決し」；うとする課題 しかしながら、これらにおいては、グリップと連動ケる
スイッチによ−）で直接走行モータの電流を切り換えて
正・逆転を行うため、切り換え時のモータ電流によって
スイッチか故障しゃずいという問題点があり、また、可
変抵抗器にモータ電流が通電されるため、モータの過負
荷時や回転方向切換時に可変抵抗器の摺動部に過剰な電
流が流れ可変抵抗器が長時間の使用に耐えないという問
題点があった。

この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、
グリップの動作を非接触型の位置センサによって検出し
、そのセンサの出力から走行モータの回転方向を決定し
、また速度制御を段階的に行うことにより、正・逆転動
作を円滑に行うことが可能で、信頼性が高く操作性に富
む自走式電気掃除機を提供するものである。

（ニ）課題を解決するための手段 この発明は、吸塵装置と、走行用車輪と、走行用車輪を
正又は逆方向に駆動するモータと、掃除機の姿勢や走行
方向を維持又は変更する棒状ハンドルを備えた自走式電
気掃除機において、ハンドルに摺動可能に設けたグリッ
プと、グリップに固定されたマグネットと、グリップ摺
動方向にハンドルに配列固定され前記マグネットの位置
に対応していずれかが出力する複数の感磁素子と、各感
磁素子の出力状態からグリップの摺動方向および摺動程
度を判別し、摺動方向に対応してモータの回転方向を決
定し摺動程度に対応して段階的にモータの回転速度を制
御する制御手段とを（１１１１えたことを特徴とする自
走式電気掃除機である。

（ホ）作用 グリップを摺動させるとそれに伴ってマグネットが移動
し、各感磁索子の出力状態が変化するので、制御手段は
その各感磁素子の出力状態からグリップのｊＹＩ動方向
及び摺動程度を判別しモータの回転方向及び回転速度を
段階的に制御する。

従って、グリップの摺動力向と掃除機の走行方向を対応
させ、摺動程度とモータ速度を夕・１応させることによ
り、掃除機はグリップ操作によって円滑に前進及び後退
動作が行われる。その上、グリップの機械的な摺動動作
がモータ制御部品に直接に伝達されることがなく、また
モータの正転・逆転動作が円滑に行われるため、モータ
の回転方向切り換え及び速度制御部品の信頼性が向」二
すると共に長寿命化が計られる。

（へ）実施例 以丁、図面に示す実施例に基づいて、この発明を詳述す
る。これににって、この発明が限定されるものではない
。

第１図はこの発明の一実施例の側面図であり、ｌは本体
、２は走行用車輪、３は吸入ｌ］、４は集塵袋であり、
本体１には、吸入口３から吸入される塵を集塵袋４へ吸
引する吸塵装置や、走行用車輪２を駆動するモータが内
蔵されている。５は本体１１．ｍｉｆ源を供給する電源
コードのコードリールケース、６は本体１の姿勢や走行
方向を維持または変更するために設けられたパイプ状の
ハンドル、７はハンドル６に矢印Ａ又はＢ方向に摺動可
能に設けられたグリップである。

第２図は第１図の要部拡大断面図であり、Ｓ１〜Ｓ４は
ハンドル６の内部に位置検出用センサとして設置されノ
こリードスイッチ、７ａはグリップ７の内部に固定され
ブラケット７ｂを支持するアーム、Ｍｌ、Ｍ２はブラケ
ット７ｂの両端に固定されたマグネット、（３ａ、６ｂ
はハンドル６の内部に一端が固定され他端がアーム７ａ
に固定されそれぞれ矢印Ａ及びＢ方向にグリップ７を（
−１勢するスプリングである。

第３図は第１図に示す実施例の制御回路の要部を示すブ
ロック図であり、８はＣＰＵ、ＲＯＭ。

ＲＡＭ及びＩ１０ボートを内蔵するマイクロコンピュー
タ−（以下マイコン言う）、９は走行用車輪２を駆動す
る直流モータ、１０はモータ１ノを駆動するドライバー
、１１はドライバー１０に電力を供給する交流電流であ
り、リードスイッチＳｌγ８４からマイコン８へ信号が
入力されると、マイコン８はその入力状態に対応してド
ライバーＩＯへ制御信号Ｃ８１及びＣ３２を出力し、モ
ータ９の回転方向及び回転速度を制御する。

第４図は第３図に示すドライバーＩＯの電気回路図であ
り、Ｑｌ、Ｑ２はホトカプラ、Ｑ３〜ＱＩ２はトランジ
スタ、Ｒ１−ＲＩ８は抵抗器、Ｌｌ、Ｌ２は発光ダイオ
ード、Ｄ１〜Ｄ４はダイオード、ＣＩ、Ｃ２はコンデン
サ、Ｔ’ｔ１３は整流ブリッジ、Ｚはサージ防止用バリ
スタである。第４図において、制御信号Ｃ５ｌが入力さ
れると、フォトカプラＱｌがＯＮとなり発光ダイオード
Ｌｌが点灯する。それによって、トランジスタＱ３゜Ｑ
５．ＱＩＯ，Ｑｌ２がＯＮして、モータ９に矢印Ｃ方向
に電流が流れ、モータが正転して掃除機の本体Ｉ（第１
図）が前進する。この時、トランジスタＱ７も同時にＯ
Ｎするが、トランジスタＱ７のＯＮによってトランジス
タＱ９及びＱｌｌが強制的にＯＦＦされる。従ってトラ
ンジスタＱ５とＱｌｌとが同時にＯＮすること、つまり
整流ブリッジＩＩＢから供給される直流電圧がトランジ
スタＱ５とＱｌｌによって短絡されることが防止される
。また、制御信号Ｃ３２が入力されると、ホトカプラＱ
２がＯＮして発光ダイオードＬ２が点灯する。それによ
って、トランジスタＱ４゜Ｑ６．Ｑ９．Ｑｌ　１がＯＮ
Ｌ、モータ９には矢印り方向に電流が流れ、モータ９は
逆転し、掃除機の本体Ｉが後退する。この時、トランジ
スタＱ８も同時にＯＮするが、これに、ｌ；ってトラン
ジスタＱＩＯ，ＱＩ２が強制的にＯＩ”　Ｆされ、トラ
ンジスタＱ６を、Ｑｌ２が同時にＯＮＬないようになっ
ている。従って、制御信号Ｃ８ｌ及びＣ９２が、いずれ
も入力されない場合には、ホトカプラＱｌ。

Ｑ２が共にＯＦＦであり、発光ダイオードＬｌ。

Ｌ　２も共に点灯しない。当然、この時にはモータ９に
は電流が通電されずモータ９は回転しない。

また、制御信号Ｃ９Ｉ及びＣ９２が同時に入力された場
合には、ホトカプラＱ１．Ｑ２が同時にＯＮするため、
トランジスタＱ９．Ｑｌ　１゜ＱＩＯ，Ｑｌ２は共にＯ
Ｆ’　Ｆとなり、モータ９には電流が流れず、発光ダイ
オードＬｌ、Ｌ２が同時に点灯する。また、制御信号Ｃ
８Ｉ及びＯ３２は４５０Ｈｚの周波数を有するパルス信
号であり、そのパルス幅がマイコン８によって制御され
てホトカプラＱｌ及びＱ２に供給されるので、モータ９
に印加される平均電圧は制御信号Ｃ８Ｉ及びＣ８２のパ
ルス幅によって制御される。っまりモータ９は、いわゆ
るＰＷＭ方式によって速度制御されるようになっている
。

このような構成において、グリップ７が第２図に示す中
立位置にある場合には、マグネッｌ−Ｍ　１　。

Ｍ２によってリードスイッチ５ｌ−８４がいずれも作動
しないため、リードスイッチ５ｌ−８４はすべてマイク
ロコンピュータ８に５Ｖを供給する（リードスイッチ８
１〜Ｓ４は図示しない直流電源（５Ｖ）にそれぞれ接続
されている）。マイコン８はリードスイッチ５ｌ−９／
ｌのずべてから５■が人力されている限り、制御信号Ｓ
　ＣＩ及びＳＣ２を出力せずモータ９を停止状態に維持
する。

次に、使用者の操作によって、グリップ７が火山Ａ方向
（掃除機の前進方向）に摺動すると、マグネットＭ１に
よってリードスイッチＳｌ、Ｓ２゜Ｓ３が順次作動する
。また、逆に矢印Ｂ方向にグリップ７が摺動すると、マ
グネットＭ２によってリードスイッチＳ４．Ｓ３．Ｓ２
が順次作動する。

つまり、グリップ７の位置がリードスイッチＳｌ〜Ｓ４
ににって検出され、マイコン８に入力される。マイコン
８にはあらかじめ第１表に示すテーブルが格納されてお
り、リードスイッチＳｌ〜’Ｓ４からの人力信号（５■
）の組み合せか第１表のテーブルの何れかのパターンに
一致するとき、そのパターンに対応するモータ平均電圧
ＶＭが得られるように、制御信号Ｏ８１またはＣ３２が
出力され、モータ９の回転方向及び回転速度の制御が行
われる。また、リードスイッチ５ｔ−Ｓ４からの信号の
組み合せが、第１表のテーブルのいずれのパターンにも
一致しない場合には、マイコンピユータ８は、同じパル
ス幅の制御信号ＳＣＩ。

ＳＣ２を同１１Ｊ」に出力するのて、モータ９は停止し
、発光ダイオードＬｌ、Ｌ２が共に点灯する。

第１表 ところで、第５図は第１図の」二面図であり、発光ダイ
オードＬ１．Ｌ２は第５図に示ｄ′ようにコートリール
ケース５の上部に設置されている。１したがって、グリ
ップ７が矢印六方向に４Ｖ動してマイコン８から制御信
号ＣＳＩがドライバー１０に供給されると、発光ダイオ
ードＬｌが点灯して本体か曲進し、グリップ７が矢印１
３力向に（１り動するとマイコン８から制御信号Ｃ８２
がドライバーＩＯに供給されてい発光ダイオートシ２が
して本体Ｉが後退点灯する。そしてグリップ７を六方向
あるいはＢ方向に摺動させてら、リードスイッチ５ｌ−
３４からの出力の組み合Ｕが第１表のい一４′れのパタ
ーンにも一致しないときには、発光ダイオードＬｌ、Ｌ
２が共に点灯して本体１は停止する。

・第６図は以上の動作をさらに詳細に示すフローヂャー
トである。ずなわら、第６図において、リートスイッチ
５ｌ−５４の作動状態が第１表のパターン２に一致する
と（ステップＬｏｔ）　、モータ９には電圧３０Ｖが供
給されるとノ（に（ステップ１．０１ａ）、発光ダイオ
ードＬ　ｌが点灯する（ステップ＋ｏｉｂ）。またリー
ドスイッチ８１〜Ｓ４の入力がパターンＮｏ、３の１１
４．には（ステップ１０２）、モータ電圧ＶＭが６０Ｖ
に設定され（ステップ１０２ａ　）　、パターンＮ０９
４に一致する場合には（ステップ１．０３）、モータ電
圧ＶＭは９０Ｖに設定される（ステップｌ０３ａ）。そ
して、い！１″れの場合にも発光ダイオードＬ１がＯＮ
になる（ステップ１０１ｂ）。リートスイッチ５ｔ−Ｓ
４からの人力が第１表のパターンＮｏ、５．Ｎｏ、６又
ｉ；ｌ：Ｎ０１７に一致する場合には（ステップ１．０
４，１０５゜１０６）　、それぞれモータ電圧ＶＭは一
３０■。

−７０Ｖあるいは一１２０■に設定され（ステップ１０
４ａ　、ｌ０５ａ　、ｌ０６ａ　）　、モータ９はそれ
ぞれの電圧に対応する速度で逆転し、発光ダイオードＬ
　２が点灯する（ステップ１ｃｌｌｂ）。また、リート
スイッチＳ１〜Ｓ４の人力かパターンＮＯ４１に−致す
る場合には（ステップ１０７）、モータには電圧が供給
されず（ステップＩＱ７ａ）、発光ダイオードＬ’１．
Ｌ２は共に消灯する（ステップ１０７ｂ）。

そして、リートスイッチ８１〜Ｓ４からの入力が第１表
のいずれのパターンにも一致しない場合には（ステップ
１０１〜１．０７）、制御信号Ｃ５Ｉ及びＣ８２が共に
出力されて発光ダイオードＬ　ｌ　。

Ｌ２が共に点灯しくステップ１０８）　、モータ９は停
止する。

このようにして、グリップ７を矢印ΔまたはＢ方向に摺
動させると、それに対応してモータ９にはドライバー１
０から第７図に示すように段階的に電圧が供給され、モ
ータ９は段階的に増速あるいは減速そして停止するよう
に制御されるため、本体ｌは円滑に駆動され、前進、後
退の切換ｌＩノｊにもモータ９に過電流が流れることが
ない。また、グリップ７の機械的な摺動動作か直接電気
部品に伝達されることがないので、電気部品の長寿命化
が計られ信頼性が向上する。さらに、モータ９のドライ
バーＩＯとマイコン８路とが電気的に絶縁されているの
でドライバーＩＯからのノイズやザージによってマイコ
ン８が誤動作することがない。

さらにまた、グリップ７の位置センサとして使用してい
るリートスイッチ５ｌ−３ｔが万一接点不良を生じた場
合には、リートスイッチ８１〜Ｓ４から入力される信号
の組み合ねＵが第１表のいずれのパターンとも一致しな
くなり、発光ダイオードＬｌ、Ｌ２が同時に点灯するた
め、それにｊ；って、それらの不良が容易に発見される
。また、グリップ７の動きに対応して発光ダイオードＬ
ｌまたはＬ２が正常に点灯するにもかかわらず、モータ
９が回転しない場合には、リートスイッチ８１〜Ｓ４及
びマイクロコンピュータ８の機能は正常に作動しており
、それら以外たとえば、ドライバー１０の不良が容易に
見出される。このようにして、発光ダイオードＬ１．Ｌ
２の点灯状態から、掃除機の不良箇所が直しに発見され
るので、掃除機の保守点検が極めて容易となる。

（ト）発明の効果 この発明によれば、グリップと直接機械的に結合しない
電気部品によってモータの制御や方向の切換を行うので
、制御部品の寿命が増大し、信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す側面図、第２図は
第１図の部分拡大断面図、第３図は第１図に示す実施例
の制御回路の要部を示すブロック図、第４図は第３図の
部分詳細図、第５図は第１図の」二面図、第６図は第１
図に示す実施例の動作を説明するフローヂャ−１・、第
７図は第１図に示す実施例の走行用モータに印加される
電圧の変化状態を示す説明図である。 ■・・・本体、　　　　　　　　２　・・走行用車輪、
３・・・・・・吸込口、　　　　　　　４・・・・・・
集塵袋、５・・・　コードリールケース、６・・・・・
・ハンドル、７・・・・グリップ、 ５ｔ−８４・・・・・・リードスイッチ、Ｍｌ、Ｍ２・
・・・・マグネット、 ８・・・・マイクロコンピュータ、 ９・・　モータ。 第１図 Ｌ１１２　　第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、吸塵装置と、走行用車輪と、走行用車輪を正又は逆
   方向に駆動するモータと、掃除機の姿勢や走行方向を維
   持又は変更する棒状ハンドルを備えた自走式電気掃除機
   において、ハンドルに摺動可能に設けたグリップと、グ
   リップに固定されたマグネットと、グリップ摺動方向に
   ハンドルに配列固定され前記マグネットの位置に対応し
   ていずれかが出力する複数の感磁素子と、各感磁素子の
   出力状態からグリップの摺動方向および摺動程度を判別
   し、摺動方向に対応してモータの回転方向を決定し摺動
   程度に対応して段階的にモータの回転速度を制御する制
   御手段とを備えたことを特徴とする自走式電気掃除機。