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発明の名称 電気掃除機用床ノズル
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−39493
公開日 平成7年(1995)2月10日
出願番号 特願平5−188024
出願日 平成5年(1993)7月29日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 村田 吉隆 / 林 信弘 / 清水 雄一 / 平野 章浩 / 加藤 賢二 / 徳田 剛 / 石橋 崇文 / 安部 秀二
要約 目的
電気掃除機用床ノズルにおいて小型・軽量で、消費電力が少なく、集塵性能がよく、安全で、騒音が小さな電気掃除機用床ノズルを提供することを目的とする。

構成
モータ58の出力軸と同軸上に、断続器67を介してエアータービン63を設け、エアータービン63の近傍に回転検出手段74を配し、回転検出手段74の信号により断続器67を制御することにより、塵埃が詰まりエアータービン63がロックしても、モータ58を過負荷で焼き付かせず、回転ブラシ53は回転を続け、集塵性能が低下しない電気掃除機用床ノズルが実現できる。
特許請求の範囲
【請求項1】 回転ブラシを内蔵した吸込室と、モータを内蔵したモータ室と、モータの出力軸と同軸上に設けられ通風経路に配されたエアータービンと、エアータービンの回転を検出する回転検出手段と、前記回転ブラシにモータの回転力を伝達する動力伝達手段と、エアータービンの回転軸とモータの出力軸の間に断続器とを備えた電気掃除機用床ノズル。
【請求項2】 継手パイプの可動部に設けられた突起と、突起が可動する範囲に設けられたスイッチと、回転ブラシを内蔵した吸込室と、モータを内蔵したモータ室と、モータの出力軸と同軸上に設けられ通風経路に配されたエアータービンと、前記回転ブラシにモータの回転力を伝達する動力伝達手段とを備えた電気掃除機用床ノズル。
【請求項3】 回転ブラシを内蔵した吸込室と、モータを内蔵したモータ室と、モータの出力軸と同軸上に設けられ通風経路に配されたエアータービンと、前記回転ブラシにモータの回転力を伝達する動力伝達手段と、モータの回転数を検出する回転数検出手段と、電力消費手段と、モータの入力端子の接続を電源側と前記電力消費手段側に切り替える切替手段を備えた電気掃除機用床ノズル。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電気掃除機用床ノズルに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電気掃除機用床ノズルにおいては、回転ブラシを設けて、じゅうたん等の掃除を有効に行うものが主流となっている。
【0003】従来の電気掃除機用床ノズルの回転ブラシを回転させる手段としてモータを用いたパワーノズルや、エアータービンのみを用いたタービンノズルが一般的であった。以下図7,図8を参照しながら説明する。
【0004】パワーノズルは図7に示すように、パワーノズル本体1の内部には、前部に吸込室2を有し、後部にモータ室3を有している。吸込室2には回転自在の回転ブラシ4を配し、モータ室3にはモータ6が内蔵されており、モータ6の出力軸7には小ギヤ8を設け、回転ブラシ4の端部には大ギヤ9を設けてあり、小ギヤ8と大ギヤ9との間に動力伝達手段であるベルト5を張架している。
【0005】上記構成において、手元スイッチ(図示せず)の操作によりモータ6に電力を供給するとモータ6が回転し、モータ6の回転が出力軸7、小ギヤ8、ベルト5、大ギヤ9の順に伝達し、回転ブラシ4が回転することになる。
【0006】タービンノズルは図8に示すように、タービンノズル本体10の内部には、前部に吸込室12を有し、後部にタービン室13を有している。吸込室12には回転自在の回転ブラシ14を配し、その回転ブラシ14の外周にはブレード15が備えられている。タービン室13には回転ブラシ14と平行にエアータービン16を回転自在に配している。そして吸込室12とタービン室13とは連絡孔11で接続されている。エアータービン16の回転軸17には小ギヤ18を設け、回転ブラシ14の端部には大ギヤ19を設けてあり、小ギヤ18と大ギヤ19との間に動力伝達手段であるベルト20を張架している。
【0007】上記構成において、電気掃除機本体(図示せず)を運転すると、連絡孔11から吸込気流がタービン室13内に流入し、エアータービン16が回転し、エアータービン16の回転が回転軸17、小ギヤ18、ベルト20、大ギヤ19の順に伝達し、回転ブラシ14が回転することになる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記構成の従来のパワーノズルでは、回転ブラシの回転力全てを、モータが発生する回転力のみで供給するため、高出力のモータが必要であり、したがってモータは消費電力が多く、外形が大きく、また重量も重くなり、その結果床ノズルも消費電力が多く、大型で重量が重くなり、操作性が損なわれていた。
【0009】また、上記構成の従来のタービンノズルでは、回転ブラシの回転力全てを、タービンの回転より発生する回転力のみで供給するため、エアータービンに塵埃がつまったときには、回転力が発生せず、また、吸込気流が少なくなったときには、回転ブラシは必要回転数に達せず塵埃性能が低下し、また逆に、吸込気流が多いときには必要以上に回転数が上がりすぎて、エアータービン及び回転ブラシより大きな騒音を発生するという不具合があった。
【0010】また、最近では床ノズルの内部に、モータとエアータービンの両方を設けて、互いの短所を克服するものが考えられているが、一つの床ノズルに二つの駆動装置を設けるために床ノズルの外形が一層大きくなり、重量も重くなることが考えられ、また、エアータービンがごみ詰まり等で回転力を失ったとき、回転ブラシが回転せず、集塵性能が低下するばかりでなく、モータがロックし過負荷となり焼き付く危険性がある。
【0011】本発明は上記問題を解決するもので、小型で軽く、集塵性能がよく、低消費電力で、低騒音の電気掃除機用床ノズルを提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明の電気掃除機用床ノズルでは、第1の手段では、回転ブラシを内蔵した吸込室と、モータを内蔵したモータ室と、モータの出力軸と同軸上に設けられ通風経路に配されたエアータービンと、エアータービンの回転を検出する回転検出手段と、前記回転ブラシにモータの回転力を伝達する動力伝達手段と、エアータービンの回転軸とモータの出力軸の間に設けられた断続器とを備えた構成を有している。
【0013】第2の手段では、継手パイプの可動部に設けられた突起と、突起が可動する範囲に設けられたスイッチと、回転ブラシを内蔵した吸込室と、モータを内蔵したモータ室と、モータの出力軸と同軸上に設けられ通風経路に配されたエアータービンと、前記回転ブラシにモータの回転力を伝達する動力伝達手段とを備えた構成を有している。
【0014】第3の手段では、回転ブラシを内蔵した吸込室と、モータを内蔵したモータ室と、モータの出力軸と同軸上に設けられ通風経路に配されたエアータービンと、前記回転ブラシにモータの回転力を伝達する動力伝達手段と、モータの回転数を検出する回転数検出手段と、電力消費手段と、モータの入力端子の接続を電源側と前記電力消費手段側に切り替える切替手段を備えた電気掃除機用床ノズル。
【0015】
【作用】本発明は上記の構成により、第1の手段では、モータとエアータービンの両方が発生する回転力により回転ブラシを回転させるので、モータの出力を従来よりも小さくすることができ、したがって、消費電力を低減させ、モータを小型・軽量化することにより、床ノズルを低消費電力で、小型・軽量化することができ、また、エアータービン近傍に塵埃がつまりエアータービンの発生する回転力が落ちモータの回転力の負荷になったとき、断続器がエアータービンとモータの系を切り放すことにより、モータの過負荷による焼き付け防止と、回転ブラシの回転数低下が防止でき、集塵性能を低下させない。
【0016】第2の手段では、継手パイプの角度を検出する事により、床ノズルが空中に持ち上げられていることを検知し、空中に持ち上げられ、風量が多くなりエアータービンの回転数が高いときにはモータの回転力を弱め、モータの回転の負荷とし回転数を下げ、床ノズルの騒音の低下を図り、また、回転数が低くなったときには、モータに通電し回転ブラシに必要な回転を供給し床ノズルの集塵性能の向上することができる。
【0017】第3の手段では、出力軸の回転数を検出し、回転数が所定値より高い場合は、モータを発電機として作用させ、発電された電力を、電力消費手段にて消費することで回転の負荷とし、より一層回転数を低下させ、床ノズルの更なる静音化を図ることができる。
【0018】
【実施例】(実施例1)以下に、本発明の第1の実施例について図を参照しながら説明する。
【0019】図1に示すように、床ノズル本体51内部の構成は、前部の吸込室52内に回転ブラシ53が設けられており、回転ブラシ53の片側に大ギヤ64が配され、回転ブラシ53の回転軸54の両端は軸受a55、軸受b56を介して床ノズル本体51に設置されている。床ノズル本体51の後部に設けられたモータ室57内にモータ58が配されており、モータ58の電源は、継手パイプ59に配されている電源端子61から電源線60を通じて供給されている。通風経路73内には、モータ58の出力軸62の一端に接続されたエアータービン63が設けられており、出力軸62のもう一方には小ギヤ65が設けられている。エアータービン63の回転部に設けられたマグネット75と、マグネット75の回転部近傍に設けられ、エアータービン63の回転数に比例した信号を出力するホールセンサー76によりエアータービン63の回転の有無を検出し、回転の無いときに信号を出力する回転検出手段74が設けられている。モータ58とエアータービン63の出力軸の間には、回転検出手段74の信号により、エアータービン63の回転軸と、モータ58の出力軸62を動力の伝達を電磁クラッチ77により断続する断続器67が設けられている。小ギヤ65と大ギヤ64の間には動力伝達手段66としてタイミングベルトが張架されている。通風経路73の前面部において、エアータービン63の前面では、吸込室52と通風経路73は通風孔a69により通じており、エアータービン63の前面以外の部分では、レバー71に連結されている開閉器72により開閉可能な通風孔b70によって通じている。
【0020】上記構成において動作を説明すると、電気掃除機でじゅうたんを掃除するとき、手元操作部のスイッチ(図示せず)を入れることにより、モータ58に電力を供給し、モータ58の出力軸62を回転させる。また、レバー71をじゅうたん掃除のポジションへ移動させることにより、開閉器72を動作させて通風孔b70を閉じる。通風孔b70が閉じられることにより、今まで主に吸込室52から通風孔b70を通って通風経路73に流れていた気流は、通風孔a69を通り、エアータービン63を回転させながら通風経路73へ流れるようになる。エアータービン63はモータ58の出力軸62上に設けられているので、エアータービン63の回転力はモータ58の回転力と合成され、小ギヤ65、動力伝達手段66、大ギヤ64を介して、吸込室52内の回転ブラシ53を回転させる。エアータービン63近傍に、塵埃がつまった場合等、エアータービン63の発生する回転力がなくなったときには、ホールセンサー76の出力がなくなり、したがって、回転数の低下を回転検出手段74が検知し信号を出力し、その信号により断続器67は、電磁クラッチ77をオープンにしてモータ58とエアータービン63の出力軸の接続を断ち、回転ブラシ53はモータ58の動力のみにより駆動され、エアータービン63の回転数低下の影響による回転ブラシ53の回転数の低下を防ぐ。
【0021】このように第1の実施例の床ノズルによれば、回転ブラシ53を回転させる回転力は、モータ58と、その出力軸62上に設けられたエアータービン63の両方から発生させているので、モータ58の出力は従来より小さくてよく、したがって、モータ58は低消費電力で小型・軽量化でき、また、エアータービン63がゴミ詰まり等でロックしたとき、モータ58の焼き付きを防止するとともに、回転ブラシ53の回転の低下を防止し、集塵性能の低下を防ぐ。
【0022】なお、レバー71に代えて、手元操作部のスイッチと連動して働く開閉器を設けることにより、第1の実施例と同様の効果が得られ、なおかつ操作の手間が省けることが実現されるのは言うまでもない。
【0023】(実施例2)以下に、本発明の第2の実施例について図2を参照しながら説明する。
【0024】図2に示すように、床ノズル本体51と、継手パイプ81は回転中心85を中心に回転し、継手パイプ81の一部には突起82が設けられている。床ノズル本体51側の突起82の可動範囲内にスイッチ83が配されており、床ノズル本体51と、継手パイプ81の角度の変化によりスイッチ83が入切するようになっている。図3に示すように、スイッチ83の信号はモータ制御手段84に接続され、モータ制御手段84は、スイッチ83の信号によりモータ58の回転数を二段階以上に変化させる。
【0025】上記構成にて動作を説明すると、図4,図5に示すように床ノズルが床面上にある場合と、空中にある場合とでは、床ノズル本体51の自重により継手パイプ81となす角度が変化する。図2の中で、床ノズル本体51を床面から空中に上げた場合スイッチ83はaの方向となり、信号をモータ制御手段84に送り、モータ制御手段84は、信号を受けてモータ58の回転数を下げる、または、止めるように制御する。
【0026】このように、床ノズル本体51が空中に持ち上げられたとき、エアータービン63を回転させる風量が増大し、回転数が上昇するので、騒音が大きくなるが、モータ58の回転数を下げたり、または停止させたり制御するので、騒音が大きくなるのを抑制できる。
【0027】(実施例3)以下に、本発明の第3の実施例について図5を参照しながら説明する。
【0028】図6に示すように、床ノズル本体151内部の構成は、前部の吸込室152内に回転ブラシ153が設けられており、回転ブラシ153の片側に大ギヤ164が配され、回転ブラシ153の回転軸154の両端は軸受a155、軸受b156を介して床ノズル本体151に設置されている。床ノズル本体151の後部に設けられたモータ室157内にモータ158が配されており、モータ158の電源は、延長管接続部159に配されている電源端子161から電源線160を通じて供給されている。通風経路173内には、モータ158の出力軸162の一端に接続されたエアータービン163が設けられており、出力軸162のもう一方には小ギヤ165が設けられている。出力軸162は軸受c167、軸受d168を介して床ノズル本体151に設置されている。小ギヤ165と大ギヤ164の間には動力伝達手段166としてタイミングベルトが張架されている。通風経路173の前面部において、エアータービン163の前面では、吸込室152と通風経路173は通風孔a169により通じており、エアータービン163の前面以外の部分では、レバー171に連結されている開閉器172により開閉可能な通風孔b170によって通じている。出力軸162の回転数を検出し回転数に比例した周波数の信号や、または、回転数に比例した電圧の信号を出力する回転数検出手段193と、電力消費手段191と、回転数検出手段193から出力される信号によりモータ158の電源端子の接続を電源側、あるいは電力消費手段191側へ切り替える切替手段192を設ける。
【0029】上記構成において動作を説明すると、電気掃除機でじゅうたんを掃除するとき、手元操作部のスイッチ(図示せず)を入れることにより、モータ158に電力を供給し、モータ158の出力軸162を回転させる。また、レバー171をじゅうたん掃除のポジションへ移動させることにより、開閉器172を動作させて通風孔b170を閉じる。通風孔b170が閉じられることにより、今まで主に吸込室152から通風孔b170を通って通風経路173に流れていた気流は、通風孔a169を通り、エアータービン163を回転させながら通風経路173へ流れるようになる。エアータービン163はモータ158の出力軸162上に設けられているので、エアータービン163の回転力はモータ158の回転力と合成され、小ギヤ165、動力伝達手段166、大ギヤ164を介して、吸込室152内の回転ブラシ153を回転させる。また、回転数検出手段193により出力軸162の回転数を検出し、例えば、床ノズル本体151が空中に持ち上げられた場合のように、通風孔a169を通る吸込気流の風量が過大になり、エアータービン163の回転数が必要以上に上昇し、出力軸162の回転が所定値より高くなれば、切替手段192はモータ158の電源端子の接続を電源側から電力消費手段191へ切り替え、モータ158への電力の供給を止め、その結果、モータ158は回転力を発生せず発電機として作用し回転の負荷となり、モータ158により発生した電力は電力消費手段191にて消費され、出力軸162の回転の上昇を大きく抑える。また、出力軸162の回転数が、所定の回転数より下がった場合、切替手段192はモータ158の電源端子の接続を電力消費手段191側から電源側へ切り替え、モータ158へ電力を供給し、回転力の低下を防ぐ。
【0030】このように第3の実施例の床ノズルによれば、回転ブラシ153を回転させる回転力は、モータ158と、その出力軸162上に設けられたエアータービン163の両方から発生させているので、モータ158の出力は従来より小さくてよく、したがって、モータ158は低消費電力で小型・軽量化でき、また、回転数検出手段193により出力軸162の回転数を検出し切替手段192に伝達し、切替手段192は出力軸162の回転数が所定の回転数を越えた場合、モータ158の電力の供給を止め、発電機として動作させ、発生した電力を電力消費手段191にて消費し、出力軸162の回転の上昇をより一層抑制するので、出力軸162の高回転による騒音を非常に低減させることができる。
【0031】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発明の第1の実施例によれば、モータとエアータービンの両方で、同一軸上にて回転力を発生し、間に断続器を設けることにより、低消費電力で、集塵性能がよく、小型・軽量でモータの焼き付きがなく安全で非常に使いやすい電気掃除機用床ノズルを提供することができる。
【0032】また、本発明の第2の実施例によれば、床ノズル本体を床面から空中へ上げたときに、モータ出力軸等、回転系の回転数が上がるので、モータの回転数を低下、あるいは、モータを停止させ回転数の上昇を抑制し、騒音を抑えた電気掃除機用床ノズルを提供することができる。
【0033】また、本発明の第3の実施例によれば、モータ出力軸等、回転系の回転数が上がったとき、モータを発電機として作用させて、なおかつ、発生した電力を消費させるので回転数の上昇を大きく抑え、騒音を大幅に低減させた電気掃除機用床ノズルを提供することができる。




 

 


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