JPH01166730A - Floor nozzle for electric cleaner - Google Patents
Floor nozzle for electric cleanerInfo
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- Electric Vacuum Cleaner (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、家庭用電気掃除機のモーターを内蔵した床ノ
ズルに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a floor nozzle with a built-in motor for a domestic vacuum cleaner.
（従来の技術）
この種の床ノズルの先行技術としては、例えば特開昭５
６−４３９２２号公報に開示されたものが知られており
、以下その構成を第６図を参照して説明すると、この先
行技術の床ノズルは、」ユノズル部材（図示せず）と下
ノズル部材（１）とを備えており、下ノズル部材（１）
の下面に吸込口（図示せず）を開口させるとともに、後
部に掃除機本体への継手（２）を設ける一方、この下ノ
ズル部材（１）にアウターローター型のモーターを内蔵
しており、このモーター（３）を次のように構成してい
る。(Prior art) As a prior art of this type of floor nozzle, for example,
The floor nozzle of this prior art is known as disclosed in Japanese Patent No. 6-43922, and its configuration will be explained below with reference to FIG. 6. (1) and a lower nozzle member (1).
A suction port (not shown) is opened on the bottom surface, and a joint (2) for connecting to the vacuum cleaner body is provided at the rear, while an outer rotor type motor is built in this lower nozzle member (1). The motor (3) is configured as follows.
すなわち、このモーター（３）は、前記床ノズル本体に
固定されたシャフト（４）に電機子（５）を固定すると
ともに、この電機子（５）の一端からリード線（５′）
を導出する一方、前記シャフト（４）にボールベアリン
グ（６）を介して筒体（７）を回転自在に支持するとと
もに、筒体（７）の外周面にブラシ毛（８）を植設して
植毛体（９）を構成し、更に、Ｏｉ７記筒体筒体）の内
周面にローター（１０）を固定している。That is, this motor (3) has an armature (5) fixed to a shaft (4) fixed to the floor nozzle body, and a lead wire (5') from one end of the armature (5).
At the same time, a cylindrical body (7) is rotatably supported on the shaft (4) via a ball bearing (6), and brush bristles (8) are implanted on the outer peripheral surface of the cylindrical body (7). A flocked body (9) is constituted by the flocked body (9), and a rotor (10) is further fixed to the inner circumferential surface of the cylindrical body (Oi7).
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、」ユ記先行技術の構成によれば、植毛体
（９）を駆動するモーター（３）に外部電源から電力を
供給するための具体的構造が明確に開示されておらず、
実施できないという問題点があった。(Problem to be Solved by the Invention) However, according to the configuration of the prior art described in ``U,'' the specific structure for supplying power from an external power source to the motor (3) that drives the flocked body (9) is clear. is not disclosed in
There was a problem that it could not be implemented.
本発明は、このような床ノズルのモーターへの電源供給
部の具体的構成を備えた電気掃除機の抹ノズルを提供す
ることを目的とするものである。An object of the present invention is to provide a floor nozzle for a vacuum cleaner having a specific configuration of a power supply section to the motor of the floor nozzle.
（間型点を解決するための手段）
上記目的を達成するための本発明の技術的手段は、電気
掃除機側への接続用管継手を有する床ノズル本体内の両
端間に亙って中空の固定シャフトを架設し、この固定シ
ャフトの外周面−Ｆに電機子巻線を設けるとともに、中
空内部に前記電機子巻線と外部電源とを通電させるリー
ド線を挿通する一方、前記固定シャフトと同軸にモータ
ーの回転ブラケットを配設して、この回転ブラケ、トの
外周面にブラシ毛を植設するとともに、内周面に前記電
機子巻線と対向する永久磁石を固定し、かつ前記電機子
巻線に複数個のホール素子を設けたことを特徴とするも
のである。(Means for solving the gap between mold points) The technical means of the present invention for achieving the above object is to provide a hollow space between both ends in the floor nozzle body having a pipe joint for connection to the vacuum cleaner side. A fixed shaft is constructed, an armature winding is provided on the outer circumferential surface -F of this fixed shaft, and a lead wire for energizing the armature winding and an external power source is inserted into the hollow interior. A rotating bracket for the motor is coaxially arranged, brush bristles are planted on the outer circumferential surface of the rotating bracket, and a permanent magnet facing the armature winding is fixed on the inner circumferential surface of the rotating bracket. This is characterized in that a plurality of Hall elements are provided in the child winding.
（作用）
上記構成によると、外部電源からの電力供給はリード線
を通じてなされ、電源電流はリード線を経て電機子巻線
に至り、永久磁石の磁界中でホール素子に起電力が生じ
るという、いわゆるホール効果が発生し、このとき固定
側の電機子巻線に対して、ブラシ毛が植設された回転ブ
ラケットが回転駆動するのである。このように回転ブラ
シをブラケットが回転するモーターで構成することによ
り、床ノズル本体を小型化できるものであり、また、ブ
ラシ等の機械的接触による電力供給用の接点の無い、い
わゆるブラシレスモーターとスルことができるので、塵
埃の付着などによる導通不良を防止できるとともに、カ
ーボンブラシ等の消耗部品がないので長寿命化を図るこ
とができる。(Function) According to the above configuration, power is supplied from the external power source through the lead wire, the power supply current reaches the armature winding through the lead wire, and an electromotive force is generated in the Hall element in the magnetic field of the permanent magnet. The Hall effect occurs, and at this time, the rotating bracket, on which the brush bristles are implanted, rotates with respect to the armature winding on the fixed side. By configuring the rotating brush with a motor that rotates the bracket in this way, the floor nozzle body can be made smaller, and it can also be used with so-called brushless motors, which do not have mechanical contacts such as brushes for power supply. Therefore, it is possible to prevent poor conduction due to adhesion of dust, etc., and since there are no consumable parts such as carbon brushes, it is possible to extend the service life.
また、ホール素子を使った直流モーターで構成するので
、起動トルクが大きく、高速回転が可能になる。In addition, since it is composed of a DC motor that uses a Hall element, it has a large starting torque and can rotate at high speeds.
（実施例）
以Ｆ１本考案に係る電気掃除機の床ノズルの一実施例を
図面に基づき詳細に説明する。第１図〜第５図において
、（ＩＩ）は床ノズル本体で、上部ノズル部材（１２）
と下部ノズル部材（１３）とをバンパー（１４）を介し
て結合してなり、後方中央部に接続用筒部材（１５）が
回転自在に嵌合される嵌合孔（１６）が設けられ、前記
筒部材（Ｈ５）を介して電機掃除機本体側への接続用管
継手（Ｈ７）が接続されている。(Example) Hereinafter, an example of the floor nozzle for a vacuum cleaner according to the F1 invention will be described in detail based on the drawings. In Figures 1 to 5, (II) is the floor nozzle body, and the upper nozzle member (12)
and a lower nozzle member (13) are coupled via a bumper (14), and a fitting hole (16) into which a connecting cylinder member (15) is rotatably fitted is provided in the rear center portion; A pipe joint (H7) for connection to the vacuum cleaner main body is connected via the cylindrical member (H5).
前記下部ノズル部材（１３）には、前記筒部材（Ｈ５）
の先端側に開口する吸込口（１８）と、吸込口（１８）
に連通ずる広幅の吸込室（Ｈ９）が形成されており、吸
込室（１９）内に、次のように構成されたアウターロー
ター型の整流子モーター（Ａ）が組込まれている。The lower nozzle member (13) includes the cylinder member (H5).
A suction port (18) that opens on the tip side of the
A wide suction chamber (H9) is formed which communicates with the main body, and an outer rotor type commutator motor (A) configured as follows is installed in the suction chamber (19).
すなわち、前記吸込室（Ｈ９）内の両端間に亙って中空
の固定シャツ） （２０）が架設されており、固定シャ
ツＨ２０）の外周面には電機子巻線（２１）が装着され
ている。第２図および第３図に示すように、電機子巻線
（２Ｉ）は４個のコイル（Ｌｌ） （Ｈ２） （Ｌ：ｌ
） （Ｈ４）からなり、２ケ所にＩｎ５ｂ１ＧａＡｓな
どの半導体からなるホール素子（Ｈ＋） （Ｈ２）が設
けられるとともに、固定シャフト（２０）の中空内部に
挿通されたリード線（２２）に接続され、これらのリー
ド線（２２）を介して外部電源と接続されている。That is, a hollow fixed shirt (20) is installed between both ends of the suction chamber (H9), and an armature winding (21) is attached to the outer peripheral surface of the fixed shirt (H20). There is. As shown in Figures 2 and 3, the armature winding (2I) has four coils (Ll) (H2) (L:l
) (H4), and Hall elements (H+) (H2) made of a semiconductor such as In5b1GaAs are provided at two locations, and are connected to a lead wire (22) inserted into the hollow interior of the fixed shaft (20), It is connected to an external power source via these lead wires (22).
（２３）は前記固定シャツ）（２０）と同軸に配設され
た回転ブラケットであって、固定シャフト（２０）にボ
ールベアリング（２４）を介して回転自在に支承され、
外周面に多数のブラシ毛（２５）・・・が螺旋状に配さ
れた状態で植設されている。また、第２図および第３図
に示すように、内周面には、前記電機子巻線（２１）と
対向してＮ極とＳ極が交互に配置された永久磁石（２６
）が配設されている。(23) is a rotating bracket disposed coaxially with the fixed shirt (20), and is rotatably supported by the fixed shaft (20) via a ball bearing (24);
A large number of brush bristles (25) are arranged in a spiral pattern on the outer peripheral surface. Further, as shown in FIGS. 2 and 3, permanent magnets (26
) are provided.
（ＡＭＰＩ ）（ＡＭＰ２）は、それぞれ前記ホール素
子（Ｈ４）（Ｈ２）の出力を増幅する増幅器である。(AMPI) (AMP2) are amplifiers that amplify the outputs of the Hall elements (H4) and (H2), respectively.
次に、上記構成の動作を説明すると、外部電源からの電
力供給はリード線（２２）を通じてなされ、電源電流は
リード線（２２）を経て電機子巻線（２Ｉ）に供給され
るのである。通電状態の電機子巻線（２１）には永久磁
石（２６）との間に生じた回転力が作用し、これによっ
て回転ブラケッ）（２３）が回転駆動され、この回転に
よりブラシ毛（２５）・・・が例えば絨穂面を叩き、叩
き出された塵埃が吸込室（１９）から吸込口（＋８）、
管継手（１７）を経て掃除機本体内へ吸込まれていくの
である。Next, the operation of the above configuration will be explained. Power is supplied from the external power source through the lead wire (22), and power supply current is supplied to the armature winding (2I) via the lead wire (22). A rotating force generated between the armature winding (21) and the permanent magnet (26) acts on the energized armature winding (21), which drives the rotating bracket (23) to rotate, and this rotation causes the brush bristles (25) to rotate. ... hits the carpet surface, and the dust that is knocked out flows from the suction chamber (19) to the suction port (+8),
It is sucked into the vacuum cleaner body through the pipe joint (17).
ところで、ホール素子（Ｈｌ） （［２）は磁界Ｂ中で
制御電流Ｉを流すと起電力Ｅを生じるものであり、その
起電力Ｅは次式で求められる。By the way, the Hall element (Hl) ([2) generates an electromotive force E when a control current I flows in a magnetic field B, and the electromotive force E is obtained by the following equation.
を
但し、ｋ：ホール定数、
ｔ：ホール素子の厚さ
したがって、ホール素子（［１） （Ｈ２）に起電力Ｅ
を生じた時が、取りも直さず前記永久磁石（２Ｂ）の磁
界を検知した時であり、これによって永久磁石（２６）
の位置を検出できるのである。However, k: Hall constant, t: Thickness of the Hall element. Therefore, the electromotive force E on the Hall element ([1) (H2)
The time when the magnetic field of the permanent magnet (2B) is detected is the time when the magnetic field of the permanent magnet (26) is detected.
It is possible to detect the position of
この点について第３図を用いてより具体的に説明すると
、一方のホール素子（Ｈｌ）は永久磁石（２６）のＮ極
に対向した状態にあるとすると、その磁界により起電力
を生じ、増幅ｉ （ＡＭＰＩ ）によって、コイル（Ｌ
ｌ） （Ｌ３）に電流が流れ、コイル（Ｌｌ）はＮ極、
コイル（Ｌ３）はＳ極になるようにすると、永久磁石（
２６）は吸引、反発によって第３図の矢印方向へ移動す
る。この時他方のホール素子（Ｈ２）は、Ｓ極とＮ極の
中間にあり、起電力を生じないので、コイル（Ｌ２）
（Ｌ４）には電流が流れず、したがって極性はなく吸引
、反発力は生じない。To explain this point more specifically using FIG. 3, if one Hall element (Hl) is in a state facing the N pole of the permanent magnet (26), the magnetic field will generate an electromotive force, which will be amplified. i (AMPI), the coil (L
l) Current flows through (L3), coil (Ll) is N pole,
When the coil (L3) is set to the S pole, the permanent magnet (
26) moves in the direction of the arrow in Figure 3 due to attraction and repulsion. At this time, the other Hall element (H2) is located between the S pole and the N pole and does not generate an electromotive force, so the coil (L2)
No current flows through (L4), so there is no polarity and no attraction or repulsion is generated.
次に、永久磁石（２６）が３０°回転移動した場合、他
方のホール素子（Ｈ２）は永久磁石（２４）のＮ極に対
向して、その磁界を検出するとともに起電力が生じ、増
幅器（ＡＭＰ２）によって、コイル（Ｌ２） （Ｌ４）
に電流が流れ、コイル（Ｌ２）はＮ極、コイル（Ｌ４）
はＳ極になって吸引力、反発力が働き、これにより永久
磁石（２６）は矢印方向へ移動することになり、この繰
返しで同永久磁石（２Ｂ）は常に矢印方向へ移動するこ
とになる。Next, when the permanent magnet (26) rotates by 30 degrees, the other Hall element (H2) faces the N pole of the permanent magnet (24), detects the magnetic field, generates an electromotive force, and the amplifier ( AMP2) by coil (L2) (L4)
Current flows through the coil (L2), the N pole, and the coil (L4).
becomes the S pole and exerts attractive force and repulsive force, which causes the permanent magnet (26) to move in the direction of the arrow, and by repeating this, the permanent magnet (2B) always moves in the direction of the arrow. .
つまり第２図において、回転ブラケッ） （２３）は矢
印方向（右回転）に回転することになる。このように、
モーター（２３）の回転ブラケッ） （２３）が回転す
ることにより回転ブラシと一体化でき、床ノズル本体を
小型化できるとともに、整流子モーターにおけるカーボ
ンブラシのような消耗部品もないので長寿命化が図れ、
また、機械的接触による電力供給がないので、塵埃など
の付着による導通浮力を引き起こすこともない。In other words, in FIG. 2, the rotating bracket (23) rotates in the direction of the arrow (clockwise rotation). in this way,
As the rotating bracket (23) of the motor (23) rotates, it can be integrated with the rotating brush, making it possible to downsize the floor nozzle body, and since there are no consumable parts like carbon brushes in commutator motors, the service life can be extended. Plan,
Furthermore, since no power is supplied through mechanical contact, there is no possibility of conduction buoyancy caused by adhesion of dust or the like.
また、本発明の実施例では、ホール素子を用いたブラシ
レスモーターで示しているが、光電式のものや、また、
インダクシ式ンモーターやシンクロナスモーターなどの
ようなブラシレスモーターであっても同様の効果が得ら
れる。In addition, in the embodiments of the present invention, a brushless motor using a Hall element is shown, but a photoelectric type, or a brushless motor using a Hall element is shown.
Similar effects can be obtained with brushless motors such as induction motors and synchronous motors.
（発明の効果）
以上説明したように本発明の電気掃除機の床ノズルは、
モーターの回転ブラケット外周面にブラシ毛を植設する
ことにより、モーターと従来の回転ブラシとを一体化し
て小型化を図ることができるとともに、ブラシ等の機械
的接触による電力供給用の接点の無い、いわゆるブラシ
レスモーターとすることができるので、塵埃の付着など
による導通不良を防出できるとともに、カーボンブラシ
等の消耗部品がないので長寿命化を図ることができる。(Effects of the Invention) As explained above, the floor nozzle of the vacuum cleaner of the present invention has
By planting brush bristles on the outer circumferential surface of the motor's rotating bracket, it is possible to integrate the motor and a conventional rotating brush, making it more compact, and eliminating the need for mechanical contacts such as brushes for power supply. Since it can be a so-called brushless motor, it is possible to prevent poor conduction due to adhesion of dust, etc., and since there are no consumable parts such as carbon brushes, it is possible to extend the life of the motor.
また、ホール素子を使った直流モーターで構成するので
、起動トルクが大きく、高速回転可能な回転ブラシが作
製できるに至った。In addition, since it is composed of a DC motor using a Hall element, it has become possible to create a rotating brush that has a large starting torque and can rotate at high speed.
第１図〜第５図は本発明の一実施例を示しており、第１
図は床ノズルのモーターの部分断面図、第２図は同モー
ターの縦断面図、第３図は同モーターの動作を説明する
結線図、第４図は同床ノズルの横断平面図、第５図は同
床ノズルの斜視図、第６図は従来の床ノズルの横断平面
図である。
（１１）・・・床ノズル本体、（１７）・・・接続用管
継手、（２０）・・・固定シャフト、（２１）・・・電
機子巻線、（２２）・・・リード線、（２３）・・・回
転ブラケット、（２５）・・・ブラシ毛、（２Ｇ）・・
・永久磁石、（Ｈｌ） （）１２）・・・ホール素子。
８ｇｍｎｇ＆弓
第４図
第５図
第６図1 to 5 show one embodiment of the present invention, and the first
The figure is a partial cross-sectional view of the motor of the floor nozzle, Figure 2 is a longitudinal cross-sectional view of the motor, Figure 3 is a wiring diagram explaining the operation of the motor, Figure 4 is a cross-sectional plan view of the floor nozzle, and Figure 5 is a cross-sectional view of the motor of the floor nozzle. The figure is a perspective view of a floor nozzle, and FIG. 6 is a cross-sectional plan view of a conventional floor nozzle. (11)... Floor nozzle body, (17)... Connection pipe joint, (20)... Fixed shaft, (21)... Armature winding, (22)... Lead wire, (23)...Rotating bracket, (25)...Brush bristles, (2G)...
・Permanent magnet, (Hl) ()12)...Hall element. 8gmng & bow 4th figure 5th figure 6th figure
Claims (1)
の両端間に亙って中空の固定シャフトを架設し、この固
定シャフトの外周面上に電機子巻線を設けるとともに、
中空内部に前記電機子巻線と外部電源とを通電させるリ
ード線を挿通する一方、前記固定シャフトと同軸にモー
ターの回転ブラケットを配設して、この回転ブラケット
の外周面にブラシ毛を植設するとともに、内周面に前記
電機子巻線と対向する永久磁石を固定し、かつ前記電機
子巻線に複数個のホール素子を設けたことを特徴とする
電気掃除機の床ノズル。A hollow fixed shaft is constructed between both ends within the floor nozzle body having a pipe joint for connection to the vacuum cleaner side, and an armature winding is provided on the outer peripheral surface of this fixed shaft,
A lead wire for energizing the armature winding and an external power source is inserted into the hollow interior, while a rotating bracket for the motor is arranged coaxially with the fixed shaft, and brush bristles are planted on the outer peripheral surface of the rotating bracket. A floor nozzle for a vacuum cleaner, characterized in that a permanent magnet facing the armature winding is fixed to the inner peripheral surface, and a plurality of Hall elements are provided on the armature winding.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32769287A JPH01166730A (en) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | Floor nozzle for electric cleaner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32769287A JPH01166730A (en) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | Floor nozzle for electric cleaner |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01166730A true JPH01166730A (en) | 1989-06-30 |
Family
ID=18201909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32769287A Pending JPH01166730A (en) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | Floor nozzle for electric cleaner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01166730A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1987
- 1987-12-23 JP JP32769287A patent/JPH01166730A/en active Pending
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