(57)【要約】【課題】低コストで電動機を制御して安全性を確保しつつ使用勝手の良い電気掃除機を提供する。【解決手段】被掃除面の塵埃を掻き出す回転ブラシ（図示せず）を駆動する電動機１と、塵埃を吸引するための電動送風機３と、塵埃を集塵する集塵室（図示せず）と、前記電動機１を制御する電動機制御手段５と、前記電動送風機３を制御する入力制御手段６と、前記電動機制御手段５に流れる電流を検知する電流検知手段７と、前記電動機１の温度を検知する温度検知手段８とを備え、前記電動機１の温度が所定の温度を越えた時に前記電動機１を停止すると共に、前記電動機１が停止したことを前記電流検知手段７で検知するようにしたもので、低コストで、電動機１の回転状態を確実に検知し、安全性を確保することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被掃除面の塵埃を掻き出す回転ブラシを駆動する電動機と、塵埃を吸引するための電動送風機と、塵埃を集塵する集塵室と、前記電動機を制御する電動機制御手段と、前記電動送風機を制御する入力制御手段と、前記電動機制御手段に流れる電流を検知する電流検知手段と、前記電動機の温度を検知する温度検知手段とを備え、前記電動機の温度が所定の温度を越えた時に前記電動機を停止すると共に、前記電動機が停止したことを前記電流検知手段で検知するようにした電気掃除機。
【請求項２】
本体の運転をオン、オフするスイッチを設け、電流検知手段で電動機の停止を検知した時に、前記スイッチで本体をオフ操作するか、前記本体への電源を一旦遮断しない限り、前記電動機の停止を継続するようにした請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
被掃除面の塵埃を掻き出す回転ブラシを駆動する電動機と、塵埃を吸引するための電動送風機と、塵埃を集塵する集塵室と、前記電動機を制御する電動機制御手段と、前記電動送風機を制御する入力制御手段と、前記電動機の駆動の可否を判断する電動機駆動可否検知手段と、前記電動機の温度を検知する温度検知手段とを備え、前記電動機駆動可否検知手段および前記温度検知手段の出力が所定の範囲内でない場合には、前記電動機を停止するようにした電気掃除機。
【請求項４】
電動機駆動可否検知手段と温度検知手段とを直列に接続し、その出力が所定の範囲内でない場合には電動機を停止するようにした請求項３に記載の電気掃除機。
【請求項５】
本体の運転をオン、オフするスイッチを設け、直列に接続した電動機駆動可否検知手段と温度検知手段の出力が、所定の範囲内でないと判断して電動機を停止した場合には、前記スイッチで本体をオフ操作するか、前記本体への電源を一旦遮断しない限り、前記電動機の停止を継続するようにした請求項４に記載の電気掃除機。
【請求項６】
手動による電動機の駆動スイッチを備え、電動機が停止した後、前記電動機の温度が所定の温度以下に下がった場合には、前記手動による電動機の駆動スイッチの操作により、電動機制御手段から再度、前記電動機を制御できるようにした請求項２または５に記載の電気掃除機。
【請求項７】
電動機の温度が上昇する場合における電動機制御手段による駆動信号を停止する判定値と、前記電動機の温度が下降する場合における前記電動機制御手段による駆動信号を出力可とする判定値とを、異なる値とした請求項１〜６のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気掃除機に関するもので、特に、塵埃掻き揚げ用の回転ブラシを駆動する電動機の制御方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気掃除機は図５および図６に示すような構成が一般的である。以下、その構成について説明する。
【０００３】
図に示すように、掃除機本体５０は塵埃を吸引するための電動送風機５１を内蔵しており、電動送風機５１の吸引側すなわち上方には塵埃を集塵するための集塵室５２を設けている。掃除機本体５０の前方には集塵室５２と連通するホース６０を設け、ホース６０の他端は、回転ブラシ５３やこれを駆動する電動機８１などを備えた吸込具８０に接続され、吸込具８０、ホース６０、集塵室５２で吸気経路を形成している。
【０００４】
一般的には、掃除を行う人が被掃除床面の状態に合わせてハンドル５４に設けたスイッチ８２を操作し、電動送風機５１並びに回転ブラシ５３を回転する電動機８１の動作を制御する。このとき電動機８１は、電動送風機５１によって吸気経路に流れる風により冷却されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ところで、集塵室５２に塵埃が蓄積し吸気経路に十分な風が流れなくなると、電動機８１の冷却が不充分になり加熱してしまう。このような事態に備えて、電動機８１の近傍に自己保持機能付きの感温素子を設けて電動機８１が異常加熱状態になることを防止している。また最近では被掃除面への傷つき防止などを目的に回転ブラシ５３の回転数を下げて運転するモードを備えた電気掃除機も提案されている。
【特許文献１】米国特許第６５３３６１１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の電気掃除機の構成によると、電動機８１の回転数を下げるモードで使用すると、電動機８１のトルクが減少しているためロックしやすい状態になる。このため電動機８１の過熱保護のため電動機８１の近傍に感温素子を設けて異常加熱状態になることを防止している。
【０００７】
しかしながら一般的に感温素子は、特に自己保持機能タイプのものは高コストである。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するもので、安全性を確保しつつ低コストで使用勝手の良い電気掃除機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記従来の課題を解決するために、本発明の電気掃除機は、被掃除面の塵埃を掻き出す回転ブラシを駆動する電動機と、塵埃を吸引するための電動送風機と、塵埃を集塵する集塵室と、前記電動機を制御する電動機制御手段と、前記電動送風機を制御する入力制御手段と、前記電動機制御手段に流れる電流を検知する電流検知手段と、前記電動機の温度を検知する温度検知手段とを備え、前記電動機の温度が所定の温度を越えた時に前記電動機を停止すると共に、前記電動機が停止したことを前記電流検知手段で検知するようにしたもので、低コストで、電動機の回転状態を確実に検知し、安全性を確保することができる。
【００１０】
また、本発明の電気掃除機は、被掃除面の塵埃を掻き出す回転ブラシを駆動する電動機と、塵埃を吸引するための電動送風機と、塵埃を集塵する集塵室と、前記電動機を制御する電動機制御手段と、前記電動送風機を制御する入力制御手段と、前記電動機の駆動の可否を判断する電動機駆動可否検知手段と、前記電動機の温度を検知する温度検知手段とを備え、前記電動機駆動可否検知手段および前記温度検知手段の出力が所定の範囲内でない場合には前記電動機を停止するようにしたもので、例えば、電動機の温度が異常に高くなったり、本体の状態が使用状態になっていない時に、電動機の駆動信号を確実に停止することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電気掃除機は、安価な構成で、電動機の回転状態を確実に検知し、安全性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
第１の発明は、被掃除面の塵埃を掻き出す回転ブラシを駆動する電動機と、塵埃を吸引するための電動送風機と、塵埃を集塵する集塵室と、前記電動機を制御する電動機制御手段と、前記電動送風機を制御する入力制御手段と、前記電動機制御手段に流れる電流を検知する電流検知手段と、前記電動機の温度を検知する温度検知手段とを備え、前記電動機の温度が所定の温度を越えた時に前記電動機を停止すると共に、前記電動機が停止したことを前記電流検知手段で検知するようにしたもので、低コストで、電動機の回転状態を確実に検知し、安全性を確保することができる。
【００１３】
第２の発明は、特に、第１の発明の電気掃除機に、本体の運転を入り、切りするスイッチを設け、電流検知手段で電動機の停止を検知した時に、前記スイッチで切り操作するか前記本体への電源を一旦遮断しない限り前記電動機を停止し続けるようにしたもので、電動機の温度が低下しても電動機が不用意に回転を始めることはない。
【００１４】
第３の発明は、被掃除面の塵埃を掻き出す回転ブラシを駆動する電動機と、塵埃を吸引するための電動送風機と、塵埃を集塵する集塵室と、前記電動機を制御する電動機制御手段と、前記電動送風機を制御する入力制御手段と、前記電動機の駆動の可否を判断する電動機駆動可否検知手段と、前記電動機の温度を検知する温度検知手段とを備え、前記電動機駆動可否検知手段および前記温度検知手段の出力が所定の範囲内でない場合には前記電動機を停止するようにしたもので、例えば、電動機の温度が異常に高くなったり、本体の状態が使用状態になっていない時に、電動機の駆動信号を確実に停止することができる。
【００１５】
第４の発明は、特に、第３の発明の電動機駆動可否検知手段と温度検知手段とを直列に接続し、その出力が所定の範囲内でない場合には電動機を停止するようにしたもので、電動機の駆動可否判断及び電動機の温度の検知が低コストでできると共に、電動機の温度が異常に高くなったり、本体の状態が使用状態になっていない時などに、電動機の駆動信号を確実に停止することができる。
【００１６】
第５の発明は、特に、第４の発明の電気掃除機に、本体の運転を入り、切りするスイッチを設け、温度検知手段の出力が所定の範囲内でないと判断して電動機を停止した場合には、前記スイッチを切り操作するか前記本体への電源を一旦遮断しない限り、前記電動機を停止し続けるようにしたもので、前記電動機の温度が低下した時に、電動機が不用意に回転を始めることはない。
【００１７】
第６の発明は、特に、第２または５の発明の電動機が停止した後、前記電動機の温度が所定の温度以下に下がった場合には、手動による前記電動機の駆動スイッチ操作により、電動機制御手段から再度電動機の駆動信号を出力するようにしたもので、前記電動機の温度が低下しても、電動機が不用意に回転を始めることはない。
【００１８】
第７の発明は、特に、第１〜６のいずれか一つの発明の電動機の温度が上昇する場合に、電動機制御手段による駆動信号を停止する判定値と、前記電動機の温度が下降する場合に、前記電動機制御手段による駆動信号を出力可とする判定値とを異ならせたもので、電動機の停止温度と駆動可能温度の設定を自由に行え、電動機の過酷使用を避けることができる。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における電気掃除機の側面図、図２は、同電気掃除機の回路ブロック図を示す。
【００２１】
図１において、１は被掃除面の塵埃を掻き出す回転ブラシ２を駆動する電動機、３は塵埃を吸引するための電動送風機、４は塵埃を集塵する集塵室、５は前記電動機１の回転数を制御する電動機制御手段、６は前記電動送風機３を制御する入力制御手段、７は前記電動機制御手段５を流れる電流を検知する電流検知手段である。
【００２２】
８は、前記電動機１の温度を検知する温度検知手段で、本実施の形態では低廉な（自己復帰型の）サーモスタット９で構成し、電動機１に直列接続している。このサーモスタット９は、前記電動機１の温度が上昇し第１の所定の温度（例えば、１２０℃に設定）に達すると閉じていた接点が開き、逆に、温度が高温から低下してきて、第２の所定の温度（例えば、７０℃）になるとその接点が再び閉じられるものである。なお、１０は、ハンドルに設けられ、使用者が本体１５の運転を「オン（入り）」、「オフ（切り）」する際に操作するスイッチである。
【００２３】
以上のように構成された電気掃除機について、以下その動作、作用を説明する。
【００２４】
電動機１の温度が低温の場合には、温度検知手段８のサーモスタット９の接点が閉じているため電動機１への通電は継続されると共に、電流検知手段７は電動機制御手段５にいくらの電流が流れているかを検知している。
【００２５】
ここで、低速回転で回転ブラシ２を長時間運転する場合や、毛足の長い絨毯など被掃除面の負荷が大きく回転ブラシ２がロック状態になったり、あるいは電動機１自体がロックされたりすると電動機１は高温になっていき、温度検知手段８が第１の所定の温度を検知すると温度検知手段８のサーモスタット９は開接点となり、同時に電流検知手段７は電動機制御手段５に電流が流れなくなったことを検知することができる。
【００２６】
そして電動機１が停止したと判断した場合には、電動機制御手段５は、スイッチ１０が切り操作されるか、電源を一旦遮断しない限り電動機１の停止信号を出力し続けるようにする。
【００２７】
これによって、その後電動機１の温度が低下して第２の所定の温度に達しても、電動機１は停止した状態で保持される。
【００２８】
なお、本実施の形態では、電動機制御手段５に流れる電流を検知するようにしたが、電動機１に流れる電流やその回転状態を検知する回転計など回転数計測手段などを用いても良い。また上記実施の形態では、「切」スイッチとして電源を遮断するスイッチ１０を開示しているが、要は電動機１や電動送風機３などの負荷を停止させる事が重要なので、信号用スイッチ（図示せず）を用いて、「切」信号を発生させこれをマイクロプロセッサにて信号処理をして負荷を停止させても良く、「切」スイッチとして必ずしも電源スイッチを用いる必要はない。
【００２９】
（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態における電気掃除機の要部断面図で、図４は、同電気掃除機の回路ブロック図を示す。なお、上記実施の形態と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００３０】
図において、１１は、電動機１の駆動可否を判断する電動機駆動可否検知手段であり、本実施の形態では、回転ブラシ２を駆動しない状態、すなわち本体１５を立てたスタンド状態（図３（ａ））か、回転ブラシ２を駆動するために本体１を倒した状態、すなわち掃除状態（図３（ｂ））かを検知するマイクロスイッチ１２を用いている。１２ａはマイクロスイッチ１２のレバーである。
【００３１】
本体１５がスタンド状態の場合には、図３（ａ）に示すようにマイクロスイッチ１２のレバー１２ａは開いた状態にあるのでマイクロスイッチ１２は開接点状態になっているが、掃除機が掃除状態の場合には、図３（ｂ）に示すように、マイクロスイッチ１２のレバー１２ａは閉じた状態になる。
【００３２】
また図４に示すように、温度検知手段８をサーモスタット９およびこのサーモスタット９に並列に接続された固定抵抗１３（例えば、１ｋΩとしている）で構成し、さらに電動機駆動可否検知手段１１と温度検知手段８とを直列に接続し、この信号を固定抵抗１４（本実施の形態では、固定抵抗１３と同一抵抗値の１ｋΩとしている）との分圧電圧を電動機制御手段５に入力するようにしている。
【００３３】
以上のように構成した電気掃除機について、以下その動作、作用を説明する。
【００３４】
本体１５がスタンド状態の場合には、マイクロスイッチ１２は開接点状態になっているため、温度検知手段８の状態には関係なく、電動機制御手段５には０Ｖが入力される。一方本体１５が倒されて掃除状態の場合には、マイクロスイッチ１２は閉接点状態であり、以下のようになる。
【００３５】
電動機１が低温の場合にはサーモスタット９は閉接点であるため、電動機制御手段５には５Ｖが入力される。
【００３６】
しかし電動機１が高温の場合にはサーモスタット９は開接点となり、電動機制御手段５には２．５Ｖが入力される。
【００３７】
したがって電動機制御手段５への入力電圧によって、
スタンド状態    ：０．０Ｖ・・・・・電動機１を停止させる
掃除状態（高温）：２．５Ｖ・・・・・電動機１の停止継続
掃除状態（低温）：５．０Ｖ・・・・・電動機１を運転させる
という検知、制御が行なえる。
【００３８】
従来であれば、本体１５がスタンド状態か掃除状態かの検知と高温か低温かの検知は２系統で別々に入力されていたが、本実施の形態のようにサーモスタット９に固定抵抗１３を１本並列接続するだけで、本体１のスタンド状態／掃除状態かの検知と、電動機１の高温／低温の検知を低コストな１系統で行うことができる。
【００３９】
そして、掃除状態で電動機１が停止したと判断した場合には、スイッチ１０による「切」操作か電源をいったん遮断しない限り電動機１の停止信号を出力し続けるようにする。これによって、その後電動機１の温度が低下しても電動機１が不用意に回転し始める事が無く、停止した状態で保持される。
【００４０】
なお上記実施の形態では、温度検知手段８としてサーモスタット９およびこれに並列接続する固定抵抗１３を用いているが、サーミスタなどの温度検知素子を用いれば並列に接続する固定抵抗も不要となり、電動機１の温度に対してきめ細かな制御（例えば、電動機１の温度が上昇する場合に駆動信号を停止する判定値と、温度が下降する場合に駆動信号を出力可とする判定値とは異なる値となるように設定）を行うこともできる。
【００４１】
また、特に図示しないが、電動機１を手動で再駆動するための駆動スイッチを設け、電動機１が第１の所定の温度を越え停止した後、電動機１の温度が低下し第２の所定の温度以下になった時点で、前記駆動スイッチを操作することで、電動機制御手段５から再度電動機１の駆動信号が出力されるようにすれば、前記電動機１の温度が低下した時に、電動機１が不用意に回転をし始めることはなく、また、温度が第２の所定の温度以下になった時点で、前記駆動スイッチを操作することで、再び正常な掃除運転を行なうことができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、安価な構成で、しかも配線数の制約が少なく、電動機の停止を確実に検知し、安全性を確保すると共に、使用勝手に優れているもので、家庭用、業務用、店舗用の各種電気掃除機、集塵機に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施の形態における電気掃除機の側面図
【図２】同電気掃除機の回路ブロック図
【図３】（ａ）本発明の第２の実施の形態における電気掃除機の要部断面図（スタンド状態）（ｂ）同電気掃除機の要部断面図（掃除状態）
【図４】同電気掃除機の回路ブロック図
【図５】従来の電気掃除機の前部斜視図
【図６】同電気掃除機の後部斜視図
【符号の説明】
【００４４】
１  電動機
２  回転ブラシ
３  電動送風機
４  集塵室
５  電動機制御手段
６  入力制御手段
７  電流検知手段
８  温度検知手段
１０  スイッチ
１１  電動機駆動可否検知手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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