JPH0767433B2

JPH0767433B2 - 電気掃除機

Info

Publication number: JPH0767433B2
Application number: JP62312924A
Authority: JP
Inventors: 律雄竹本
Original assignee: Tec Corp
Current assignee: Tec Corp
Priority date: 1987-12-10
Filing date: 1987-12-10
Publication date: 1995-07-26
Anticipated expiration: 2010-07-26
Also published as: JPH01151429A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、電池を電源とする直流電動送風機および回転
ブラシ駆動用の直流電動機を備えた電気掃除機に係り、
とくに、電池と直流電動送風機と直流電動機とを接続し
てなる放電回路の構造に関する。

（従来の技術）従来、電池を電源とする直流電動送風機と回転ブラシ駆
動用の直流電動機とを備えた電気掃除機においては、第
６図に示すように、電池１の正極および負極間に、直流
電動送風機を構成する第１の電動機２と、回転ブラシ駆
動用の第２の電動機３とを並列に接続した構造が採られ
ている。なお、第６図において、４はスイッチである。

また、第７図は、従来のこの種の電気掃除機の吸込口体
５を示すもので、この吸込口体５には、吸込口６が下面
部前側に形成されているとともに、電池および電動送風
機を内蔵した図示しない掃除機本体に接続された接続管
７が後部に設けられている。そして、これら吸込口６と
接続管７とに臨んで吸込口体５内の前部に区画形成され
た回転ブラシ室８内に回転ブラシ９が回転自在に支持さ
れており、吸込口体５内の後部一側に区間形成された電
動機室10内に回転ブラシ９の駆動用の第２の電動機３が
配設されている。なお、11は第２の電動機３から回転ブ
ラシ９への回転伝達用のベルトである。

しかし、第６図に示す従来の構造では、回転ブラシ９を
回転させると、電動送風機の第１の電動機２の負荷電流
に回転ブラシ９の駆動用の第２の電動機３の負荷電流が
加わり、電池１の放電電流が増加するため、電池１の消
耗が速くなり、使用可能時間が短くなる。また、回転ブ
ラシ９に大きな塵埃がからむなどして大きな負荷がかか
り、回転ブラシ９の回転が阻害されて第２の電動機３が
ロックされると、ほとんどの電流がこの第２の電動機３
に流れるようになるとともに、この第２の電動機３に流
れる負荷電流が増加して、使用可能時間はさらに短くな
る。

さらに、特に回転ブラシ９に過大な負荷がかかったと
き、過大電流が流れて第２の電動機３が焼損したり、吸
込口体５が熱変形したりするおそれがあるので、従来の
この種の電気掃除機においては、第２の電動機３を冷却
するため、第７図に示すように、電動機室10に臨んで吸
込口体５の後面部に吸気孔12を設けるとともに、電動機
室10と回転ブラシ室８との間に連通孔13を設けた構造が
採られており、冷却に吸込風の一部を利用している。

しかしながら、この従来の構造では、第２の電動機３へ
の塵埃の侵入を防止するため、吸気孔12は吸込口６とは
別に設けなければならないので、吸込力が低下する問題
がある。

（発明が解決しようとする問題点）上述のように、第６図および第７図に示す従来の電気掃
除機においては、電源である電池に、直流電動送風機と
回転ブラシ駆動用の直流電動機とを並列に接続していた
ため、回転ブラシをも回転させると、電池の放電電流が
増加し、使用可能時間が短くなるとともに、回転ブラシ
に大きな塵埃がからむなどして直流電動機がロックされ
た際に、過大電流が流れてしまう問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みて、電池を電源とし電動送
風機とともに回転ブラシ駆動用の電動機を備えた電気掃
除機において、電池のエネルギーを有効に利用して、使
用可能時間を長くするとともに、電動機のロック時にお
ける過大電流を押える電気掃除機を提供することを目的
とする。

（問題点を解決するための手段）本発明の電気掃除機は、電池と、この電池を電源として
駆動される直流電動送風機と、前記電池を電源として駆
動され回転ブラシを回転駆動する直流電動機とを備え、
前記電池と前記直流電動送風機と前記直流電動機とを直
列に接続して前記電池の放電回路を形成し、前記直流電
動機と並列にこの直流電動機の異極端子間を短絡および
開放するスイッチを接続したものである。

（作用）本発明の電気掃除機では、直流電動機に並列に接続され
たスイッチを閉じたとき、直流電動機は停止状態となっ
て、回転ブラシも停止状態となり、一方、スイッチを開
いたとき、直流電動機が駆動され、この直流電動機によ
り回転ブラシが回転される。この際、直流電動送風機と
直流電動機とが直列に接続されていることにより、回転
ブラシの非回転時よりも回転時の方が負荷電流すなわち
電池の放電電流が小さくなる。そして、回転ブラシの回
転時に電池の放電電流が小さくなることにより、吸込力
もより小さくなるが、回転ブラシの回転時には、この回
転ブラシにより被掃除面から塵埃が掻き上げられること
により、もとより大きな吸込力は必要としないので、掃
除の能率が低下することなく、使用可能時間が長くな
る。また、回転中の回転ブラシに大きな塵埃がからむな
どして、直流電動機がロックされた際には、負荷電流は
スイッチの閉時における負荷電流の大きさ程度までにし
か上昇せず、電池の無駄な消耗が防止される。

（実施例）以下、本発明の電気掃除機の一実施例を第１図ないし第
３図を参照して説明する。

第２図において、21はケース状の掃除機本体で、この掃
除機本体21には、移動用の車輪22が下部に軸着されてい
るとともに、長いハンドル23が後部に上方へ突設されて
いる。このハンドル23は、使用者が掃除機本体21を移動
させるためのものである。

次に、上記掃除機本体21の内部の構造を第３図を参照し
て説明する。

掃除機本体21の内部は、仕切壁によりいくつかに仕切ら
れている。まず、掃除機本体21内の前部には回転ブラシ
室26が区画形成されており、この回転ブラシ室26に臨ん
で掃除機本体21の底面部に吸込口27が開口形成されてい
る。また、回転ブラシ室26の後方には、この回転ブラシ
室26と連通口28を介して連通する集塵室29が区画形成さ
れているとともに、この集塵室29の図示左方にこの集塵
室29と集塵フィルター30を介して連通する風路室31が区
画形成されている。

一方、風路室31の右方でかつ集塵室29の後方には、風路
室31と吸気口32を介して連通する電動送風機室33が区画
形成されている。また、回転ブラシ室26の右方から集塵
室29の後方にかけて、電動送風機室33と排気フィルター
34を介して連通する電動機室35が区画形成されており、
この電動機室35に臨んで掃除機本体21の後面部には排気
口36が開口形成されている。さらに、電動送風機室33な
いし電動機室35の後方には電池室37が区画形成されてい
る。

そして、回転ブラシ室26内に回転ブラシ41が回転自在に
支持されている。この回転ブラシ41の右端部にはプーリ
42が固定されており、このプーリ42は電動機室35内に位
置されている。また、集塵室29内には紙フィルターから
なる集塵袋43が着脱自在に装着されている。さらに、電
動送風機室33内には、第１の直流電動機44とこの第１の
直流電動機44により回転されるファン45とからなる直流
電動送風機46が配設されている。また、電動機室35内に
は、回転ブラシ41を回転駆動する第２の直流電動機47が
配設されており、この第２の直流電動機47の回転軸に固
定されたプーリ48と回転ブラシ41のプーリ42とに回転伝
達用のベルト49が掛け渡されている。

なお、電動機室35は直流電動送風機46の排気側に連通し
ているとともに排気口36を有していることから、第２の
直流電動機47は直流電動送風機46の排気側に連通する排
気風路中に位置していることになる。さらに、電池室37
内には、電源として第１および第２の直流電動機44,47
を駆動する電池50が配設されている。なお、この電池50
は、鉛蓄電池などの充電式の２次電池であってもよい
し、マンガン電池などの１次電池であってもよい。

次に、上記電池50の放電回路の構成を第１図を参照して
説明する。

電池50の正極が本体スイッチ51の一端に接続されてお
り、この本体スイッチ51の他端が電動送風機46の第１の
直流電動機44の正極端子に接続されている。そして、こ
の第１の直流電動機44の負極端子は回転ブラシ41の回転
駆動用の第２の直流電動機47の正極端子に接続されてお
り、この第２の直流電動機47の負極端子は電池50の負極
に接続されている。

また、第２の直流電動機47と並列に、この第２の直流電
動機47の異極端子間を短絡、開放する、すなわち回転ブ
ラシ41の回転と停止とを切り換えるスイッチであるブラ
シ用スイッチ52が接続されている。

なお、第１の直流電動機44の入出力特性、すなわちトル
クと負荷電流、出力および効率（出力／入力）との関係
を第５図に示すが、使用範囲は同図の矢指で示す範囲で
あり、ブラシ用スイッチ52の閉時に流れる電流値で、第
１の直流電動機44は、この第１の直流電動機44の効率の
最大値を越えないようになっている。

次に、上記実施例の作用について説明する。

本体スイッチ51を操作して閉じると、第１の直流電動機
44は回転し、電動送風機46は吸込力を生じ、第２図およ
び第３図に矢指で示すように、吸込口27から掃除機本体
21内へ流入し、この掃除機本体21内の風路、すなわち回
転ブラシ室26、連通口28、集塵室29、集塵フィルター3
0、風路室31、吸気口32、電動送風機室33、排気フィル
ター34および電動機室35を順次経て、排気口36から掃除
機本体21外へ流出する気流が生じる。そして、吸込口27
から吸い込まれた塵埃は、集塵室29内の集塵袋43内に貯
溜される。

このとき、ブラシ用スイッチ52が操作されて閉じていれ
ば、第２の直流電動機47は回転しないため、回転ブラシ
41も回転せず、第１の直流電動機44には電池50の電圧が
そのまま印加されるので、電動送風機46は強い吸込力を
生じる。

一方、ブラシ用スイッチ52が開いていれば、電池50の電
圧が第１の直流電動機44および第２の直流電動機47で分
圧されるので、この第２の直流電動機47も回転する。し
たがって回転ブラシ41も回転するが、電動送風機46の吸
込力は低下する。しかし、このときは、回転する回転ブ
ラシ41がじゅうたんなどの被掃除面から塵埃を掻き上げ
るので、もとより強い吸込力は必要でなく、吸込力が低
下しても、掃除の能率上あまり問題はない。また、電動
送風機46からの排気風が、駆動中の第２の直流電動機47
を冷却する。

なお、回転ブラシ41の非回転時と回転時とにおける吸込
力Ｐと電池50の放電電流Ｉすなわち負荷電流と回転ブラ
シ41の回転数Ｎとを第４図の左側に示した。

また、毛の長いじゅうたんなどを掃除すると、回転ブラ
シ41に負荷がかかり、第４図の右側に示すように、回転
ブラシ41の回転数が低下する。このため、第２の直流電
動機47の回転数が低下し、この第２の直流電動機47の逆
起電力が低下するため、第１の直流電動機44に印加され
る電圧が上昇し、電動送風機46の吸込力は増大する。し
たがって、吸込力に対応する排気冷却量も増大し、増加
した排気風が、回転数低下に伴う電流増加により発熱し
た第２の直流電動機47をより強力に冷却するようにな
る。

さらに、万一タオルなどの異物を吸い込んで、回転ブラ
シ41が停止すると、第１の直流電動機44はさらに回転数
が上昇し、電動送風機46の吸込力はさらに増大し、第２
の直流電動機47の冷却がさらに促進されることになる。
したがって、第２の直流電動機47の発熱による焼損など
の故障が防止される。

この際、第１の直流電動機44は、ブラシ用スイッチ52が
閉状態で回転ブラシ41が停止しているときの負荷電流で
も最大の効率まで達しないようになっているので、回転
ブラシ41の回転が阻害された際の負荷電流の増加に伴
い、第１の直流電動機44の出力は急激に上昇し、第２の
直流電動機47の冷却が大幅に促進され、電池50のエネル
ギーが最大限に利用される。

上記構成によれば、電池50に直流電動送風機46の第１の
直流電動機44と回転ブラシ41の駆動用の第２の直流電動
機47とを直列に接続したので、回転ブラシ41の回転時に
負荷電流が減ることにより、並列に接続した場合に比べ
て、電池50のエネルギーを有効に利用することができ、
使用可能時間を長くすることができる。また、回転ブラ
シ41の回転が阻害された際にも、電池50の放電電流が極
度に増大することを防止できる。

さらに、冷却のために、第２の直流電動機47を電動送風
機46からの排気風路中に配設したので、吸気風路中に配
設した場合に比べて、塵埃の侵入を防止するために吸込
口27とは別に吸気口を設けるような必要がなく、吸込口
27からの吸込力が低下してしまうことがない。

（発明の効果）本発明によれば、電池と直流電動機と回転ブラシ駆動用
の直流電動機とを直列に接続するとともに、この直流電
動機と並列にスイッチを接続したので、回転ブラシを回
転させても、回転ブラシを回転させなかった場合に比べ
て、従来のように使用可能時間が短くなることはなくむ
しろ長くなり、また、強い吸込力の必要ない回転ブラシ
の回転時には吸込力が弱くなり、回転ブラシの非回転時
には強い吸込力が得られ、電池のエネルギーを吸塵に有
効に利用できる。さらに、回転ブラシの回転が阻害され
て直流電動機がロックされたときにも、負荷電流は過大
に上昇せず、電池の無駄な消耗を防止できるとともに、
安全である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電気掃除機の一実施例を示す放電回路
の回路図、第２図は同上全体の斜視図、第３図は同上掃
除機本体の断面図、第４図は同上吸込力と放電電流と回
転ブラシの回転数との関係を示すグラフ、第５図は同上
直流電動送風機の電動機の入出力特性を示すグラフ、第
６図は従来の電気掃除機の一例を示す放電回路の回路
図、第７図は同上吸込口体の断面図である。 41…回転ブラシ、46…直流電動送風機、47…回転ブラシ
駆動用の直流電動機、50…電池、52…スイッチであるブ
ラシ用スイッチ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電池と、この電池を電源として駆動される
直流電動送風機と、前記電池を電源として駆動され回転
ブラシを回転駆動する直流電動機とを備え、前記電池と前記直流電動送風機と前記直流電動機とを直
列に接続して前記電池の放電回路を形成し、前記直流電
動機と並列にこの直流電動機の異極端子間を短絡および
開放するスイッチを接続したことを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】前記直流電動機と並列に接続されたスイッ
チの短絡時に流れる電流値で少なくとも前記直流電動送
風機はこの直流電動送風機のモータ効率の最大値を越え
ないことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気掃除
機。
【請求項３】前記直流電動送風機の排気側に連通する排
気風路中に前記回転ブラシ駆動用の直流電動機を配設し
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記
載の電気掃除機。