ES2321731T3 - Aspiradora con dispositivo de seguridad para el sobrecalentamiento del motor. - Google Patents
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Abstract
Aspiradora que comprende un motor eléctrico (1) para accionar un cepillo rotatorio (2) para cepillar partículas de polvo de una superficie a limpiar, un soplador eléctrico (3) para generar una corriente de aire de succión para succionar las partículas de polvo, una cámara (4) para el polvo, para recoger en su interior las partículas de polvo, un controlador (5) de motor para controlar el motor eléctrico (1), un controlador (6) de entrada para controlar al soplador eléctrico (3), un detector (7) de corriente para detectar una corriente que fluye a través del controlador (5) del motor; y un detector (8) de temperatura para detectar una temperatura del motor eléctrico (1), caracterizada porque si la temperatura del motor eléctrico (1) se eleva por encima de un valor de temperatura predeterminado, el motor eléctrico (1) está adaptado para ser detenido y la detención del motor eléctrico (1) es detectada por el detector (7) de corriente.
Description
Aspiradora con dispositivo de seguridad para el
sobrecalentamiento del motor.
La presente invención se refiere a una
aspiradora según las primeras partes de las reivindicaciones 1 y
3.
Se conoce una aspiradora de este tipo a partir
del documento US-B1 6.351.872, que da a conocer que
una aspiradora tiene un interruptor sensor de temperatura para
interrumpir la alimentación hacia un motor accionador de un
agitador cuando la temperatura del motor accionador del agitador
supera un valor de temperatura predeterminado, y un disyuntor para
interrumpir la alimentación hacia el motor accionador del agitador
si la corriente consumida por el motor accionador del agitador
supera un valor predeterminado.
Las aspiradoras convencionales en general están
configuradas tal como se ilustra en las Figs. 5 y 6.
Tal como se muestra en las figuras, el cuerpo
principal 50 de la aspiradora incluye un soplador eléctrico 51 para
generar una corriente de aire de succión para succionar partículas
de polvo y una cámara 52 para el polvo para recoger partículas de
polvo en su interior, en donde la cámara 52 para el polvo está
dispuesta en un lado de succión del soplador eléctrico 51, es
decir, sobre el soplador eléctrico 51. Una manguera 60 que se
comunica por un extremo de la misma con la cámara 52 para el polvo
está instalada en una parte frontal del cuerpo principal 50 de la
aspiradora, y el otro extremo de la manguera 60 está conectado al
cabezal de succión 80 que incluye un cepillo rotatorio 53, un motor
eléctrico 81 para accionar el cepillo rotatorio 53, y otros
elementos. El cabezal de succión 80, la manguera 60 y la cámara 52
para el polvo forman un paso de succión de aire.
En general, un usuario controla funcionamientos
del soplador eléctrico 51 y el motor eléctrico 81 para hacer girar
al cepillo rotatorio 53 dependiendo del estado de un suelo a limpiar
mediante la manipulación del interruptor 82 instalado en el mango
54. En este caso, el motor eléctrico 81 se refrigera por medio de la
corriente de aire que se hace fluir en el paso de succión de aire
mediante el funcionamiento del soplador eléctrico 51 (véase, por
ejemplo, la memoria descriptiva de la patente US n.º 6533611).
No obstante, si la corriente de aire no se
genera de forma suficientemente intensa en el paso de succión de
aire debido a partículas de polvo acumuladas en la cámara 52 para el
polvo, el motor eléctrico 81 no se puede refrigerar adecuadamente,
y el motor eléctrico 81 se calienta. Como solución a este problema,
en las proximidades del motor eléctrico 81 se instala un sensor de
temperatura que tiene una función de automantenimiento
(self-hold) para evitar que el motor
eléctrico 81 se sobrecaliente de forma extraordinaria. Además,
recientemente, se ha propuesto una aspiradora que tiene un modo de
funcionamiento en el que el cepillo rotatorio 53 se hace funcionar
a una velocidad de rotación baja para evitar arañar el suelo a
limpiar.
No obstante, según la configuración antes
descrita de la aspiradora convencional, cuando el motor eléctrico
81 se hace funcionar en un modo en el que la velocidad de rotación
del motor eléctrico 81 es baja, reduciéndose de este modo el par
del motor eléctrico 81, el motor eléctrico 81 se puede bloquear
fácilmente. Por esta razón, el sensor de temperatura se instala
cerca del motor eléctrico 81 para evitar el sobrecalentamiento del
mismo.
No obstante, un sensor de temperatura en
general, especialmente uno con la función de automantenimiento,
tiene un precio elevado.
Por ello, es un objetivo de la presente
invención proporcionar una aspiradora conocida con una mayor
seguridad para detener el motor eléctrico, si la temperatura del
motor eléctrico se eleva por encima de un valor de temperatura
predeterminado.
Este objetivo se logrará para una aspiradora
conocida que comprende las características de la segunda parte de
las reivindicaciones 1 y 3.
Los anteriores y otros objetivos y
características de la presente invención se pondrán de manifiesto a
partir de la siguiente descripción de formas de realización
preferidas proporcionadas conjuntamente con los dibujos adjuntos,
en los que:
la Fig. 1 es una vista lateral de una aspiradora
según una primera forma de realización preferida de la presente
invención;
la Fig. 2 expone un diagrama de bloques del
circuito de la aspiradora según la primera forma de realización
preferida;
las Figs. 3A y 3B proporcionan vistas parciales
en sección transversal de componentes principales de una aspiradora
que, respectivamente, se encuentra de pie en un estado de reposo y
está siendo usada en un estado de limpieza, de acuerdo con una
segunda forma de realización preferida de la presente invención;
la Fig. 4 presenta un diagrama de bloques del
circuito de la aspiradora de acuerdo con la segunda forma de
realización preferida de la presente invención;
la Fig. 5 muestra una vista en perspectiva de
una parte frontal de una aspiradora convencional; y
la Fig. 6 representa una vista en perspectiva de
una parte posterior de la aspiradora convencional.
En lo sucesivo se describirán formas de
realización preferidas de la presente invención haciendo referencia
a los dibujos adjuntos. En este momento, debe indicarse que la
presente invención no se limita a las mismas.
Primera forma de realización
preferida
La Fig. 1 es una vista lateral de una aspiradora
según una primera forma de realización preferida de la presente
invención y la Fig. 2 expone un diagrama de bloques del circuito de
la misma.
Haciendo referencia a las Figs. 1 y 2, la
aspiradora incluye un motor eléctrico 1 para accionar el cepillo
rotatorio 2 para cepillar partículas de polvo en un suelo a limpiar;
un soplador eléctrico 3 para generar una corriente de aire de
succión para succionar partículas de polvo; una cámara 4 para el
polvo para recoger en su interior partículas de polvo; un
controlador 5 de motor para controlar la velocidad de rotación del
motor eléctrico 1; una unidad 6 de control de entrada para controlar
al soplador eléctrico 3; y un detector 7 de corriente para detectar
una corriente eléctrica que fluye a través del controlador 5 del
motor.
Además, el detector 8 de temperatura detecta la
temperatura del motor eléctrico 1. En la primera forma de
realización preferida, el detector 8 de temperatura incluye un
termostato económico 9 (del tipo de
auto-reinicialización) y está conectado al motor
eléctrico 1 en serie. En cuanto al termostato 9, si la temperatura
del motor eléctrico 1 se incrementa hasta un primer valor
predeterminado (por ejemplo, 120ºC), se abre un punto de contacto
cerrado del termostato 9, mientras que el punto de contacto abierto
se cierra nuevamente si el motor eléctrico 1 se refrigera de tal
manera que su temperatura desciende hasta un segundo valor
predeterminado (por ejemplo, 70ºC). Además, el interruptor 10
instalado en un mango de la aspiradora se usa para que un usuario
active o desactive el funcionamiento de la aspiradora.
A continuación, se explicará detalladamente el
funcionamiento de la aspiradora que tiene la configuración antes
descrita.
Si la temperatura del motor eléctrico 1 es baja,
se cierra el punto de contacto del termostato 9 del detector 8 de
temperatura. Como consecuencia, la alimentación hacia el motor
eléctrico 1 prosigue, y el detector 7 de corriente detecta la
cantidad de la corriente que fluye a través del controlador 5 del
motor.
En este momento, si el cepillo rotatorio 2 se
hace funcionar a una velocidad de rotación baja durante un periodo
de tiempo prolongado o si el cepillo rotatorio 2 se bloquea debido a
una carga fuerte de la superficie a limpiar, tal como una alfombra
gruesa, densa, o el propio motor eléctrico 1 se bloquea, la
temperatura del motor eléctrico 1 aumenta. En este caso, si por
medio del detector 8 de temperatura se detecta que la temperatura
del motor eléctrico 1 alcanza el primer valor de temperatura
predeterminado, se abre el punto de contacto del termostato 9 del
detector 8 de temperatura, y al mismo tiempo el detector 7 de
corriente detectará que no hay corriente fluyendo a través del
controlador 5 del motor.
Cuando se determina que el motor eléctrico 1 se
ha detenido, el controlador 5 del motor ejerce un control para
conseguir que el interruptor 10 se desactive o da salida a una señal
de detención del motor eléctrico 1 continuamente hasta que el
interruptor 10 se desactiva o la alimentación se interrumpe. Por
ejemplo, si se determina que el motor eléctrico 1 se ha detenido,
no se suministra alimentación al motor eléctrico 1 hasta que el
interruptor 10 esté desactivado o se haya interrumpido la
alimentación.
Mediante este mecanismo, incluso en el caso en
el que la temperatura del motor eléctrico 1 se reduzca hasta el
segundo valor predeterminado, se mantiene la detención del motor
eléctrico 1.
Además, aunque la primera forma de realización
preferida se ha descrito para el caso en el que se detecta la
corriente que fluye a través del controlador 5 del motor, también es
posible detectar una corriente que fluye a través del motor
eléctrico 1 ó utilizar un detector de número de rotaciones, por
ejemplo, un cuenta-revoluciones, para detectar un
estado de rotación del motor eléctrico 1. Adicionalmente, aunque el
interruptor 10, que es un interruptor de potencia para poner en
marcha o interrumpir una alimentación, se ejemplifica como un
interruptor "off" para ser usado en la detención de la carga
sobre el motor eléctrico 1 ó el soplador eléctrico 3 en la primera
forma de realización preferida antes descrita, también es preferible
usar un interruptor de señales (no mostrado) en lugar del
interruptor de potencia para generar una señal "off". En este
caso, mediante el tratamiento de la señal "off" a través de un
microprocesador, se puede detener la carga. Es decir, el interruptor
"off" se puede implementar por medio de un elemento que no sea
el interruptor de potencia.
Segunda forma de realización
preferida
Las Figs. 3A y 3B presentan vistas parciales en
sección transversal de componentes principales de una aspiradora de
acuerdo con una segunda forma de realización preferida de la
presente invención. La Fig. 4 es un diagrama de bloques del
circuito de la misma. En este caso, a las partes idénticas a las
descritas en la primera forma de realización preferida se les
asignarán las mismas referencias numéricas, y se omitirá su
descripción.
Haciendo referencia a las Figs. 3A a 4, el
detector 11 del motor eléctrico detecta si el motor eléctrico 1
está o no siendo accionado. En la segunda forma de realización
preferida, como detector 11 del motor eléctrico se utiliza un
microinterruptor 12 para diferenciar un estado en el que el cepillo
rotatorio 2 no es accionado, es decir, un estado de reposo del
cuerpo principal (tal como se muestra en la Fig. 3A) en el que el
cuerpo principal 15 se encuentra de pie, con respecto a un estado
en el que el cuerpo principal 15 está inclinado para accionar el
cepillo rotatorio 2, es decir, un estado de limpieza (tal como se
muestra en la Fig. 3B). La referencia numérica 12a es una palanca
del micro-
interruptor 12.
interruptor 12.
Cuando el cuerpo principal 15 está en el estado
de reposo, la palanca 12a del microinterruptor 12 está abierta, tal
como se ilustra en la Fig. 3A, de manera que un punto de contacto
del microinterruptor 12 se encuentra también en un estado de
abertura. Por otro lado, cuando la aspiradora se encuentra en el
estado de limpieza, la palanca 12a del microinterruptor 12 está
cerrada, tal como se muestra en la Fig. 3B.
Además, tal como se ilustra en la Fig. 4, el
detector 8 de temperatura incluye un termostato 9 y un primer
resistor fijo 13 (por ejemplo, 1 k\Omega) conectado al termostato
9 en paralelo. Adicionalmente, el detector 11 del motor eléctrico
está conectado al detector 8 de temperatura en serie, que también
está conectado a un segundo resistor fijo 14 (que se fija para que
tenga un valor de 1 k\Omega idéntico al del primer resistor fijo
13) en serie. En esta configuración, en el controlador 5 del motor
se puede introducir un voltaje dividido por el primer y el segundo
resistores 13 y 14.
En lo sucesivo se explicará el funcionamiento de
la aspiradora configurada tal como se ha descrito.
Cuando el cuerpo principal 15 se encuentra en el
estado de reposo, el punto de contacto del microinterruptor 12 está
en un estado de abertura. Por lo tanto, en el controlador 5 del
motor se introduce 0 V con independencia del estado actual del
detector 8 de temperatura. No obstante, en caso de que el cuerpo
principal 15 esté inclinado en el estado de limpieza, el punto de
contacto del microinterruptor 12 se encuentra en un estado de
cierre, y en el controlador 5 del motor se introduce un voltaje
según se explica a continuación.
Si la temperatura del motor eléctrico 1 es baja,
el punto de contacto del termostato 9 está cerrado, de manera que
en el controlador 5 del motor se introducen 5 V.
No obstante, si la temperatura del motor
eléctrico 1 es alta, el punto de contacto del termostato 9 está
abierto, de manera que en el controlador 5 del motor se introducen
2,5 V.
Por consiguiente, la detección de un estado
actual de la aspiradora y el funcionamiento de control se realizan
de la manera siguiente basándose en un voltaje de entrada al
controlador 5 del motor. Si se detecta una entrada de 0,0 V, se
determina que el cuerpo principal 15 se encuentra en el estado de
reposo, de manera que se detiene el motor eléctrico 1; si se
detecta una entrada de 2,5 V, se determina que el cuerpo principal
15 se encuentra en el estado de limpieza, pero como la temperatura
del motor eléctrico 1 es alta, se mantiene la detención del motor
eléctrico 1; y si se detecta una entrada de 5,0 V, se determina que
el cuerpo principal 15 se encuentra en el estado de limpieza y la
temperatura del motor eléctrico 1 es baja, de manera que el motor
eléctrico 1 se hace funcionar.
Convencionalmente, la determinación de si el
cuerpo principal 15 se encuentra en un estado de reposo o en un
estado de limpieza y si la temperatura del motor eléctrico 1 es alta
o baja se ha realizado individualmente por medio de sistemas
duales. No obstante, de acuerdo con la segunda forma de realización
preferida, mediante la conexión del primer resistor fijo 13 al
termostato 9 en paralelo, la detección de un estado de reposo o de
limpieza del cuerpo principal 15 y una temperatura alta o baja del
motor eléctrico 1 se puede llevar a cabo mediante un único sistema
con unos costes reducidos.
Si se observa que el motor eléctrico 1 se
detiene en el estado de limpieza, se da salida continuamente a una
señal de detención que indica la detención del motor eléctrico 1
hasta que el interruptor 10 introduce un "funcionamiento
desactivado" o se interrumpe la alimentación de potencia. De este
modo, incluso en el caso de que la temperatura del motor eléctrico
1 se reduzca, por ejemplo, al segundo valor predeterminado, el motor
eléctrico 1 se mantiene detenido sin ser activado para girar sin
estar preparado.
Además, en la segunda forma de realización
preferida, aunque como detector 8 de temperatura se usan el
termostato 9 y el primer resistor fijo 13 conectado al mismo en
paralelo, si como detector 8 de temperatura se utiliza un termistor
o similares, la instalación del resistor fijo resulta innecesaria y
sigue siendo posible la ejecución de un control preciso de la
temperatura del motor eléctrico 1 (por ejemplo, en relación con un
valor de determinación para ser usado en la interrupción de una
señal de accionamiento del motor eléctrico 1 cuando la temperatura
del motor eléctrico 1 aumenta y un valor de determinación para
permitir una salida de la señal de accionamiento del motor
eléctrico 1 cuando la temperatura del motor eléctrico 1 disminuye,
los dos valores se pueden cambiar apropiadamente).
En particular, el interruptor 20 de
accionamiento para ser usado en el restablecimiento manual de la
operación de accionamiento del motor eléctrico 1 está dispuesto
como se muestra en la Fig. 4. Si la temperatura del motor eléctrico
1 se reduce hasta o por debajo del segundo valor de temperatura
predeterminado después de que se detenga el motor eléctrico 1
debido a que su temperatura aumenta hasta o por encima del primer
valor predeterminado, es posible restablecer una salida de una
señal de accionamiento del motor eléctrico 1 desde el controlador 5
del motor manipulando el interruptor 20 de accionamiento. De este
modo, usando el interruptor 20 de accionamiento, se puede evitar la
rotación no preparada del motor eléctrico 1 cuando se reduce la
temperatura del motor eléctrico 1, y, además, se puede restablecer
un funcionamiento de limpieza normal actuando sobre el interruptor
20 de accionamiento en un instante de tiempo en el que la
temperatura del motor eléctrico 1 caiga por debajo del segundo
valor de temperatura predeterminado.
Tal como se ha descrito, la aspiradora según la
presente invención presenta ventajas por cuanto se puede fabricar
con un coste bajo y existe un límite reducido en el número de
cableados en su interior. Además, puede detectar la detención del
motor eléctrico de forma precisa, proporcionando de este modo una
seguridad mejorada y comodidad para el usuario. Por lo tanto, la
presente invención presenta ventajas cuando se aplica a varias
aspiradoras o colectores de polvo para ser usados en entornos
domésticos y comerciales. Adicionalmente, el estado de rotación del
motor eléctrico se puede detectar con un bajo coste para garantizar
un nivel alto de preparación de seguridad y es posible controlar de
forma segura la rotación del motor eléctrico cuando, por ejemplo, el
motor eléctrico se sobrecalienta de forma anormal o la aspiradora
no se encuentra en un estado de limpieza. Por otra parte, es
posible fijar adecuadamente la temperatura de detención y la
temperatura de accionamiento del motor eléctrico para evitar el
sobrecalentamiento del motor eléctrico.
Claims (9)
1. Aspiradora que comprende un motor eléctrico
(1) para accionar un cepillo rotatorio (2) para cepillar partículas
de polvo de una superficie a limpiar, un soplador eléctrico (3) para
generar una corriente de aire de succión para succionar las
partículas de polvo, una cámara (4) para el polvo, para recoger en
su interior las partículas de polvo, un controlador (5) de motor
para controlar el motor eléctrico (1), un controlador (6) de entrada
para controlar al soplador eléctrico (3), un detector (7) de
corriente para detectar una corriente que fluye a través del
controlador (5) del motor; y un detector (8) de temperatura para
detectar una temperatura del motor eléctrico (1),
caracterizada porque si la temperatura
del motor eléctrico (1) se eleva por encima de un valor de
temperatura predeterminado, el motor eléctrico (1) está adaptado
para ser detenido y la detención del motor eléctrico (1) es
detectada por el detector (7) de corriente.
2. Aspiradora según la reivindicación 1, que
comprende además un interruptor (10) para activar y desactivar un
funcionamiento de la aspiradora, en la que una vez es detectada por
el detector (7) de corriente la detención del motor eléctrico (1),
se mantiene la detención del motor eléctrico (1) hasta que el
interruptor (10) desactiva el funcionamiento de la aspiradora o se
interrumpe una alimentación de potencia hacia la aspiradora.
3. Aspiradora que comprende un motor eléctrico
(1) para accionar un cepillo rotatorio (2) para cepillar partículas
de polvo de una superficie a limpiar, un soplador eléctrico (3) para
generar una corriente de aire de succión para succionar las
partículas de polvo, una cámara (4) para el polvo, para almacenar en
su interior las partículas de polvo, un controlador (5) de motor
para controlar el motor eléctrico (1), un controlador (6) de entrada
para controlar al soplador eléctrico (3), un detector (11) del
motor para detectar si el motor eléctrico (1) es capaz o no de ser
accionado; y un detector (8) de temperatura para detectar una
temperatura del motor eléctrico (1),
caracterizada porque el detector (11) del
motor y el detector (8) de temperatura están adaptados para
proporcionar una salida hacia el controlador (5) del motor y el
controlador (5) del motor detiene al motor eléctrico (1) a no ser
que la salida del detector (11) del motor y el detector (8) de
temperatura se encuentre en un intervalo predeterminado.
4. Aspiradora según la reivindicación 3, en la
que el detector (11) del motor y el detector (8) de temperatura
están conectados en serie.
5. Aspiradora según la reivindicación 4, que
comprende además un interruptor (10) para activar y desactivar un
funcionamiento de la aspiradora, en la que una vez que el motor
eléctrico (1) se ha detenido debido a que la salida del detector
(11) del motor y el detector (8) de temperatura no se encuentra en
el intervalo predeterminado, se mantiene la detención del motor
eléctrico (1) hasta que se desactiva el funcionamiento de la
aspiradora usando el interruptor (10) o se interrumpe una
alimentación de potencia hacia la aspiradora.
6. Aspiradora según la reivindicación 2 ó 5, que
comprende además un interruptor (20) de accionamiento para ser
usado en el accionamiento manual del motor eléctrico (1), en la que
si la temperatura del motor eléctrico (1) se reduce hasta o por
debajo de un valor de temperatura fijado previamente después de que
se detenga el motor eléctrico (1), la manipulación del interruptor
(20) de accionamiento permite que el controlador (5) del motor dé
salida a una señal de accionamiento del motor eléctrico (1).
7. Aspiradora según una cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 6, en la que, en cuanto a un valor de
determinación para ser usado en la interrupción de una señal de
accionamiento proveniente del controlador (5) del motor en el caso
de que la temperatura del motor eléctrico (1) aumente y un valor de
determinación para ser usado para permitir una salida de la señal
de accionamiento proveniente del controlador (5) del motor en el
caso de que la temperatura del motor eléctrico (1) disminuya, los
dos valores de determinación se fijan para poder ser cambiados de
forma diferente.
8. Aspiradora según la reivindicación 3, en la
que una salida del detector (8) de temperatura se introduce en el
controlador (5) del motor como señal de control para el mismo.
9. Aspiradora según la reivindicación 3, en la
que el detector (8) de temperatura incluye un termostato (9) y un
resistor fijo (13) conectado al termostato (9) en paralelo.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| JP2004328752A JP2006136512A (ja) | 2004-11-12 | 2004-11-12 | 電気掃除機 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2321731T3 true ES2321731T3 (es) | 2009-06-10 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| ES05024573T Active ES2321731T3 (es) | 2004-11-12 | 2005-11-10 | Aspiradora con dispositivo de seguridad para el sobrecalentamiento del motor. |
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