JP2001231731A

JP2001231731A - 電気掃除機

Info

Publication number: JP2001231731A
Application number: JP2000043919A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Ishibashi; 崇文石橋; Masaki Takahashi; 正樹高橋; Akihiro Kitagawa; 晃博北川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-02-22
Filing date: 2000-02-22
Publication date: 2001-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ノズルモータの過負荷保護を、温度をパラメ
ータとして行い、通常使用時の回転ブラシのゴミ取れ性
能を最大限に発揮しながら、ノズルモータの過負荷保護
を行うことを目的とする。【解決手段】温度検出手段としての電流検出手段１４
の出力により、ノズルモータ８の巻線温度に対応した巻
線抵抗より、設定した電流値で、過負荷判定手段１５
が、ノズルモータ８の過負荷を検出し、通常使用時には
ゴミ取れ性能を発揮しながら、過負荷保護を行うことが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、床用吸い込み具の
回転ブラシの過負荷、ロック状態を検出して、ファンモ
ータ、ノズルモータ等を制御する電気掃除機に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気掃除機は、第２８９３９６９
号特許公報に記載のように、ノズルモータ電流検出回路
により、ノズルモータに流れる電流を検出し、電流が第
１の設定値をこえた時、ノズルモータへの印可電圧をさ
げ、それでも、第１の設定値より低い第２の設定値を超
えていると、回転ブラシのロックと判断し、ノズルモー
タの運転を停止するというように、専用の電流検出回路
を設けて電流の検出を行い、電流値に対して回転ブラシ
のロック状態かどうかを検出し、ノズル制御していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
においては、電流値に対してのみ保護を行っているた
め、実際に求められる、ノズルモータとその周辺部品の
耐熱温度に対しての最適な保護が行えておらず、検出す
る電流値を低く設定すれば、回転ブラシのゴミ取れ性能
を最大限に引き出すことができず、高く設定すれば、ロ
ック状態をうまく検出できない可能性があるという課題
を有していた。

【０００４】本発明は、上記課題を解決するもので、回
転ブラシのゴミ取れ性能を最大限に引き出しながら、ロ
ック状態・過負荷状態に対して、精度良いノズルモータ
の保護を行える電気掃除機を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、塵埃を吸引するファンモータを有する掃除
機本体と、回転ブラシと、この回転ブラシを駆動するノ
ズルモータを有する吸い込み具と、前記ノズルモータを
駆動する駆動手段と、前記ノズルモータの温度を検出す
る温度検出手段と、前記温度検出手段の出力により前記
ノズルモータの過負荷状態を判断する過負荷判断手段を
有する構成としたので、前記温度検出手段の検出する、
前記ノズルモータの温度により、前記回転ブラシのロッ
ク状態を含めたの過負荷状態を判断するので、前記ノズ
ルモータと周辺部品の耐熱温度に応じた判定値を設定す
ることにより、ゴミ取れ性を最大限に引き出しながら、
精度良い前記ノズルモータの保護を行うことができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
塵埃を吸引するファンモータを有する掃除機本体と、回
転ブラシと、この回転ブラシを駆動するノズルモータを
有する吸い込み具と、前記ノズルモータを駆動する駆動
手段と、前記ノズルモータの温度を検出する温度検出手
段と、前記温度検出手段の出力により前記ノズルモータ
の過負荷状態を判断する過負荷判断手段を有する形態と
したので、前記温度検出手段の検出する、前記ノズルモ
ータの温度により、前記回転ブラシのロック状態を含め
たの過負荷状態を判断するので、前記ノズルモータと周
辺部品の耐熱温度に応じた判定値を設定することによ
り、ゴミ取れ性を最大限に引き出しながら、精度良い前
記ノズルモータの負荷状態の検出を行える電気掃除機を
実現できる。

【０００７】本発明の請求項２記載の発明は、温度検出
手段を、ノズルモータの負荷電流を検出する電流検出手
段から構成する形態としたので、前記温度検出手段とし
ての前記電流検出手段を前記ノズルモータの近傍に設け
る必要が無く、構成を簡素化することのできる電気掃除
機を実現できる。

【０００８】本発明の請求項３記載の発明は、温度検出
手段としての電流検出手段を、ノズルモータに電力を供
給する電力供給路と前記電力供給路に流れる電流により
発生する電圧降下により前記ノズルモータの負荷電流を
検出する形態としたので、専用の電流検出回路を設ける
ことなく構成できる電気掃除機を実現することができ
る。

【０００９】本発明の請求項４記載の発明は、少なくと
も２つの判定値と判定時間の組み合わせを有して前記ノ
ズルモータの過負荷状態を判断し、過負荷時は、前記ノ
ズルモータの回転を停止する過負荷判断手段を有する形
態としたので、ロック状態は、判定値を最も高く、判定
時間を最も短くし、負荷が軽くなるに従って、判定値を
低く、判定時間を長くしていくことにより、より精度良
い、過負荷状態の検出を行える電気掃除機を実現するこ
とができる。

【００１０】本発明の請求項５記載の発明は、ノズルモ
ータの過負荷時は、前記ノズルモータの回転を停止し、
前記ノズルモータの回転停止後、所定時間経過すると、
回転を再び開始するよう判断する過負荷判断手段を有す
る形態としたので、前記ノズルモータの温度が低下する
のに十分な時間が経過すると、前記ノズルモータの動作
が自動で復帰するので、使用性を向上した電気掃除機を
実現できる。

【００１１】本発明の請求項６記載の発明は、使用者が
掃除機の動作を決定する操作スイッチを有し、ノズルモ
ータの過負荷時は、前記ノズルモータの回転を停止し、
前記ノズルモータの回転停止後、前記操作スイッチが操
作されると、回転を再び開始するよう判断する過負荷判
断手段有する形態としたので、使用者が、ロック状態を
解除した後、意図的に操作スイッチを操作したときの
み、回転ブラシの動作が復帰するので、使用性と、使用
者の安全性を向上した電気掃除機を実現できる。

【００１２】本発明の請求項７記載の発明は、ノズルモ
ータの過負荷時は、前記ノズルモータの回転を停止し、
前記ノズルモータの回転停止後、所定時間経過すると、
回転を再び開始するよう判断する過負荷判断手段と、前
記ノズルモータが再び回転を開始する時は、前記ノズル
モータの回転を徐々に上昇させるよう制御する回転数制
御手段を有する形態としたので、使用性の向上と、自動
復帰時にも使用者の安全性を向上した電気掃除機を実現
することができる。

【００１３】本発明の請求項８記載の発明は、過負荷判
断手段がノズルモータの過負荷を判断して、前記ノズル
モータの回転を停止する構成において、前記ノズルモー
タの回転が停止している間は、ファンモータの吸引力を
上げるよう制御する制御手段を設けたので、回転ブラシ
が停止中のゴミ取れ性能の低下を前記ファンモータの吸
引力で補い、ゴミ取れ性能を維持できる電気掃除機を実
現できる。

【００１４】本発明の請求項９記載の発明は、過負荷判
断手段がノズルモータの過負荷を判断して、前記ノズル
モータの回転を停止する構成において、前記ノズルモー
タの回転が停止している間は、ノズルモータの回転を停
止していることを報知する報知手段を設けたので、使用
者が、過負荷状態の継続で回転ブラシの動作が停止して
いることを容易に認識できる電気掃除機を実現できる。

【００１５】本発明の請求項１０記載の発明は、過負荷
判断手段が、ノズルモータの過負荷状態が所定時間継続
すると過負荷状態であると判断する構成において、前記
所定時間内はファンモータの吸引力を上げるよう制御す
る制御手段を設けたので、動作中で且つ、過負荷状態に
ある前記ノズルモータを冷却し、過負荷保護性を向上で
きる電気掃除機を実現できる。

【００１６】本発明の請求項１１記載の発明は、過負荷
判断手段が、ノズルモータの過負荷状態が所定時間継続
すると過負荷状態であると判断する構成において、前記
所定時間内はノズルモータの回転を上げるよう制御する
回転数制御手段を設けたので、回転ブラシが異物を噛み
込んだ時等、回転を上げることにより噛み込みを強制的
に解除してロック状態を解消できる電気掃除機を実現で
きる。

【００１７】本発明の請求項１２記載の発明は、過負荷
判断手段が、ノズルモータの過負荷状態が所定時間継続
すると過負荷状態であると判断する構成において、前記
所定時間内はノズルモータの回転を下げるよう制御する
回転数制御手段を設けたので、回転ブラシに異物が噛み
込み、ロック状態で、前記ノズルモータ動作時でも、使
用者が容易に異物を取り除くことができる電気掃除機を
実現できる。

【００１８】本発明の請求項１３記載の発明は、過負荷
判断手段が、ノズルモータの過負荷状態が所定時間継続
すると過負荷状態であると判断する構成において、前記
過負荷判断手段は、過負荷になった回数を計数し、前記
回数により前記所定時間を決定する形態としたので、連
続で過負荷状態の確定と解除が発生した時でも、そのと
きの温度上昇値に見合った、精度良い過負荷の検出の行
える電気掃除機を実現できる。

【００１９】本発明の請求項１４記載の発明は、過負荷
判断手段が、過負荷になった回数を計数し、前記回数に
より、ノズルモータの回転が停止してから再び回転を開
始するまでの時間を決定する形態としたので、連続で過
負荷状態の確定と解除が発生した時でも、そのときの温
度上昇値に見合ったタイミングで、過負荷状態を確定
し、過負荷保護性を向上できる電気掃除機を実現でき
る。

【００２０】本発明の請求項１５記載の発明は、少なく
ともファンモータの吸引力と、ノズルモータの回転数に
対して、少なくとも２の動作モードを有し、過負荷判断
手段が、前記ノズルモータの過負荷状態が所定時間継続
すると過負荷状態であると判断する構成において、前記
動作モード別に前記所定時間を決定する形態としたの
で、ファンモータの吸引風量が異なり、前記ノズルモー
タの冷却効果の異なるモードの各々に対して、最適な時
間を設定することにより、モード毎に最適な過負荷保護
性を得ることのできる電気掃除機を実現できる。

【００２１】本発明の請求項１６記載の発明は、少なく
ともファンモータの吸引力とノズルモータの回転数に対
して、少なくとも２の動作モードを有する構成におい
て、過負荷判断手段は、前記動作モード別に前記ノズル
モータの回転が停止してから再び回転を開始するまでの
時間を決定する形態としたので、ファンモータの吸引風
量が異なり、前記ノズルモータの冷却効果の異なるモー
ドの各々に対して、最適な時間を設定することにより、
モード毎に最適な冷却時間を得ることのできる電気掃除
機を実現できる。

【００２２】本発明の請求項１７記載の発明は、電源電
圧を検出する電圧検出手段を有し、過負荷判断手段は、
前記電圧検出手段の検出する電源電圧に応じて判定値を
決定する形態としたので、電源電圧により異なる電流値
に応じた温度上昇に対して、最適な判定値を設定し、電
源電圧の変動に対しても、高い検出精度を維持できる電
気掃除機を実現できる。

【００２３】本発明の請求項１８記載の発明は、ファン
モータの吸引風量を検出する風量検出手段を有し、過負
荷判断手段は、前記風量検出手段の検出する風量に応じ
て判定値を決定する形態としたので、掃除機本体の塵埃
の蓄積量に応じて変化する吸引風量、すなわち、ノズル
モータの冷却風量に対して、風量毎に最適な判定値を設
定することにより、吸引風量の変動に対しても、高い検
出精度を維持できる電気掃除機を実現できる。

【００２４】本発明の請求項１９記載の発明は、床面の
状態を検出する床面検出手段を有し、過負荷判断手段
は、前記床面検出手段の検出する床面の状態に応じて判
定値を決定する形態としたので、負荷の重たい床面で
は、判定値を高めに設定することにより、床面の状態に
応じて、ゴミ取れ性能を維持しながら、高い検出精度を
維持できる電気掃除機を実現できる。

【００２５】本発明の請求項２０記載の発明は、吸い込
み具の床面への接触・非接触を検出する離床検出手段を
有し、過負荷判断手段は、前記離床検出手段の検出する
吸い込み具の床面への接触・非接触に応じて判定値を決
定する形態としたので、吸い込み具の床面への接触時と
非接触時とで異なるノズルモータの冷却効果に応じて、
判定値を設定することにより、より高精度な検出のでき
る電気掃除機を実現できる。

【００２６】本発明の請求項２１記載の発明は、過負荷
判断手段は、電流検出手段の出力が所定値以上の状態が
所定時間継続すると、ノズルモータが過負荷状態である
と判断する形態としているので、回転ブラシのロック状
態を確実に検出することができる。

【００２７】本発明の請求項２２記載の発明は、過負荷
判断手段は、電流検出手段の出力の変化量が所定値以内
の状態が所定時間継続すると、ノズルモータが過負荷状
態であると判断する形態としたので、使用者が清掃動作
しているときは、電流検出手段の変化量が大きくなるの
に対して、そうでないときは変化量が小さくなることを
検出して、検出精度を向上できる電気掃除機を実現でき
る。

【００２８】本発明の請求項２３記載の発明は、過負荷
判断手段は、通常の使用状態での電流検出手段の出力と
の差が所定値以上の状態が所定時間継続すると、ノズル
モータが過負荷状態であると判断する形態としたので、
通常の使用状態での電流検出手段の出力との比較によ
り、通常の使用状態での負荷の違いに関わらず精度良い
検出ができる電気掃除機を実現できる。

【００２９】本発明の請求項２４記載の発明は、過負荷
判断手段が、ノズルモータの過負荷状態が所定時間継続
すると過負荷状態であると判断する構成において、前記
過負荷判断手段は、前記所定時間内の時間経過に応じ
て、過負荷状態の判定値を可変する形態としたので、過
負荷時に、前記ノズルモータの巻線の温度上昇に伴い、
巻線の抵抗が上昇し、時間と共に電流値が低下しても、
時間と共に判定値を下げるので、電流値の時間変化に関
わらず、精度良く検出できる電気掃除機を実現できる。

【００３０】本発明の請求項２５記載の発明は、少なく
ともファンモータの吸引力とノズルモータの回転数に対
して、少なくとも２の動作モードを有する構成におい
て、過負荷判断手段は、前記動作モードに関わらず、１
つの判定値で前記ノズルモータの負荷状態を検出する形
態としたので、２つ以上の動作モード有をする構成にお
いても、簡単な構成で実現することができる。

【００３１】本発明の請求項２６記載の発明は、ノズル
モータとして、インバータモータを用いる形態としたこ
とにより、より、高精度な回転数制御を行い、ゴミ取れ
性能を維持しながら、高精度な過負荷保護性を確保する
ことができる。

【００３２】

【実施例】（実施例１）以下本発明の第１の実施例を、
図１、図２を参照しながら説明する。

【００３３】図１において、１は掃除機本体（以下本体
と称す）であり、２は本体１に内蔵された吸引力を発生
するためのファンモータであり、６は吸い込み具であ
り、３はホース、４は延長管であり、ホース３と延長管
４とで、本体１と吸い込み具６を空気的に連結する空気
流路１０を構成する。

【００３４】４は、掃除機の動作を決定する操作スイッ
チであり、７は、床面の塵埃をかき上げる回転ブラシで
あり、吸い込み具６に内蔵されたノズルモータ８により
回転駆動され、ノズルモータ８は直流モータで構成され
る。

【００３５】また、本体１には、ファンモータ２を制御
する制御手段１１と、ノズルモータを駆動する駆動手段
１２が内蔵されており、駆動手段１２は、ホース３と延
長管４に内蔵された、ノズルモータ８に電力を供給する
電力供給線１３を介して、所定の回転数に相当する電力
を供給するため位相制御を行っている。

【００３６】図２において、１６はノズルモータ８に電
力を供給する電力供給線であり、１４は、温度検出手段
としての電流検出手段である。

【００３７】１５は電流検出手段１４の出力を入力して
ノズルモータ８の温度上昇値に対応する電流値に到達し
ているかどうかを判断する過負荷判断手段である。

【００３８】上記構成において、その動作を説明する。

【００３９】ノズルモータ８は直流モータであることか
ら、逆起電力Ｅは次式Ｅ＝ｋΦｎ（ｋ＝定数、Φ＝磁束、ｎ＝回転数）で表され、駆動手段１２による印可電圧をＶとすると、
ノズルモータ８に実際に印可される電圧は、ＶーＥとな
る。

【００４０】このとき、室温２０℃を標準状態と設定す
ると、ファンモータ２の抵抗値Ｒは、抵抗法より、Ｒ＝Ｒ０＊（２３４．５＋Ｔ）／（２３４．５＋２０）Ｒ０：２０℃での巻線抵抗Ｔ：巻線温度で表され、ホース３と延長管４の微小抵抗分を無視する
と、Ｉ＝（Ｖ−Ｅ）／Ｒの電流が流れることになる。

【００４１】上記のように、電流値Ｉは２０℃に対する
巻線温度上昇値の関数となり、過負荷判断手段１５は、
所望の温度上昇値Ｔに対応した電圧降下分の判定値を予
め設定し、電流検出手段１４の出力値を監視することに
より、巻線の温度に対応した電流値にて過負荷状態の検
出を行うことができる。

【００４２】（実施例２）次に、以下本発明の第２の実
施例を、図３、図４、図５を参照しながら説明する。

【００４３】図３において、太線で囲んだ部分が温度検
出手段としての電流検出手段１７であり、ホース３の抵
抗分ｒ１と抵抗ｒ２，ｒ３で構成されており、コモンラ
インに対して−Ｖｄｄ１の電圧を（ｒ１＋ｒ２）とｒ３
で分割した電圧を出力している。

【００４４】上記構成において、その動作を説明する。

【００４５】図３中の−Ｖｄｄ１を基準とすると、通常
Ｉ＝０Ａの時は、電流検出手段１７の出力は、Ｖｄｄ１＊ｒ３／（ｒ２＋ｒ３）となり、電流Ｉが流れると、（Ｖｄｄ１−ｒ１＊Ｉ）＊ｒ３／（ｒ２＋ｒ３）・・・（１）もしくは、電流の向きが逆の場合、（Ｖｄｄ１＋ｒ１＊Ｉ）＊ｒ３／（ｒ２＋ｒ３）・・・（２）となる。

【００４６】過負荷判断手段１５の入力としては、−Ｖ
ｄｄ２を基準とすると、図４中に示すような波形とな
る。この時、負荷電流Ｉの変化に対して、過負荷判断手
段１５の入力も大きく変化するよう、−Ｖｄｄ１＜＜−
Ｖｄｄ２となるよう設定しているため、上記（１）式の
場合は、−Ｖｄｄ２で飽和し、（２）式の時に負荷電流
Ｉと相似の波形が出力されるような構成となっている。

【００４７】この波形は、負荷電流Ｉが大きくなれば、
大きくなり、図４中の波線で示すような波形となる。

【００４８】過負荷判断手段１５は、電源電圧の０
［Ｖ］を起点に時間を計時しており、時間ｔのタイミン
グでこの波形の電圧値Ｖ１をサンプリングする。

【００４９】過負荷判定手段１５は、予め設定している
判定値Ｖ０と、サンプリング値Ｖ１を比較し、Ｖ１が、
予め設定している所定時間（以下、判定時間という）ｔ
０連続で判定値Ｖ０以上であれば回転ブラシがロック状
態、もしくは過負荷状態であると判断して、ノズルモー
タ８への電力供給を停止する。

【００５０】判定値Ｖ０のレベルは、巻線温度の関数で
ある（２）式から、タイミングｔのレベルに変換するこ
とにより、所望の巻線温度に対する過負荷保護を行うこ
とができる。

【００５１】また、複数の動作モードを有し、モードに
よってノズルモータ８の制御位相が異なる場合、電流検
出手段１７の出力波形（電流波形）は、図５中に示すよ
うに、モード１とモード２とで、レベルが降下するタイ
ミングでは、ほぼ、同一となるので、タイミングｔを同
一となるポイントに設定することにより、すべてのモー
ド共通の判定値Ｖ０にて判定を行うことができる。

【００５２】電圧値Ｖ１のレベルは、畳、絨毯等の床面
の状態によって異なるが、通常の使用状態においては、
使用者の清掃動作で吸い込み具６が床面上を前後に移動
することにより、負荷が常時変動し、瞬間的に電圧値Ｖ
１が判定値Ｖ０を上回ることがあっても継続することは
ない。よって判定時間ｔ０を長く設定すればするほど、
通常動作時の誤検知の可能性は低くなる。

【００５３】ここで、Ｖ０より低い判定値Ｖ００と、Ｖ
００に対してｔ０より長いｔ００を併行して設定、検出
することにより、完全ロック時とロックまでは至らない
過負荷運転を判別できると共に、判定値Ｖ０を高めに設
定することにより、ノズルモータ８に最も温度的負担の
かかる完全ロックに対しては確実に検出でき、過負荷に
ついてもある程度の時間はかかるものの検出できながら
も、通常動作時の誤検知の可能性を無くし、検出精度を
向上することができ、また、２段構えで過負荷保護性を
向上することができる。

【００５４】また、回転ブラシ７のロック状態において
は、巻線温度の上昇により、時間の経過と共に負荷電流
Ｉが減少し、電流検出手段１７の出力も低くなるが、過
負荷判断手段１５が、時間の経過と共に、判定値Ｖ０を
低下させていけば、初期の判定値Ｖ０を高めに設定する
ことで、通常使用時の誤検知を無くしながらも、回転ブ
ラシ７，すなわちノズルモータ８のロック状態の検出を
巻線の温度上昇に応じて精度よく検出することができ
る。

【００５５】（実施例３）次に、以下本発明の第３の実
施例を、図６を参照しながら説明する。

【００５６】図６において、２１は、複数のモードを有
してファンモータ２を制御する制御手段であり、２２
は、ノズルモータ８の電流を検出する電流検出手段であ
り、１５は、電流検出手段２２の出力よりノズルモータ
８がロック状態にあるかどうかを判断する過負荷判断手
段である。２４は、過負荷判断手段１５の指示によりノ
ズルモータ８の回転数を制御する回転数制御手段であ
り、２５は、ノズルモータ８がロック状態にあることを
報知する報知手段である。

【００５７】上記構成において、その動作を説明する。

【００５８】回転ブラシ７のロックにより、ノズルモー
タ８の回転が０になると、実施例２で述べたように、負
荷電流が上昇して電流検出手段２２の出力も上昇し、過
負荷判定手段２３が、電流検出手段２２の出力が判定値
Ｖ０以上になると、計時を開始し過負荷判断状態に入
る。この過負荷判断状態において、過負荷判断手段１５
は、制御手段２１にファンモータ２の吸引風量を上げる
よう指示を出力し、過負荷判断状態でのノズルモータ８
の冷却を増加させるよう動作する。

【００５９】過負荷判断手段１５は、判定値Ｖ０以上の
状態が判定時間継続すると、ロック状態を認識して、ノ
ズルモータ８への電力供給を停止するよう、駆動手段１
２に指示を出力すると共に、報知手段２５に、報知を開
始するよう出力する。

【００６０】過負荷判断手段１５は、この指示を出力を
してからの時間を計時しており、予め設定した時間（以
下、復帰時間という）が経過すると、報知手段２５に報
知を終了するよう出力すると共に、再び、ノズルモータ
８への電力供給を開始するよう回転数制御手段２４に指
示を出力し、回転数制御手段２４は、一定時間毎に、所
望の回転数に対応した位相値に到達するまで、位相値を
可変しながら駆動手段１２に出力し、駆動手段１２がノ
ズルモータの位相制御を行い、回転数を徐々に上げるよ
う成御する。

【００６１】これにより、ロック状態を検出して、ノズ
ルモータ８への電力供給を停止していることを使用者が
認識できると共に、ノズルモータ８の動作の自動復帰を
行うことにより使用性を向上する事ができ、また、復帰
時に、回転数が徐々に上昇するので、安全性を向上する
こともできる。

【００６２】上記において、ノズルモータ８への電源の
供給の再開を、時間を計時して行ったが、過負荷判断手
段１５が、使用者が操作スイッチ４にて掃除機の動作を
一旦停止する操作が行われたこと認識して、次回の掃除
機が動作するモードへの操作が行われた時に、ノズルモ
ータ８への電源供給の再開を行うように駆動手段１２に
出力する構成とすることにより、使用者の意図的な操作
が入るので、使用者に対する安全性を更に高めることが
できる。

【００６３】また、他の構成として、過負荷判断手段１
５が、過負荷判断状態においてはノズルモータ８の回転
数を増加するよう駆動手段１２に位相制御させることに
より、回転ブラシ７に比較的小さな異物がかみ込んでロ
ックした時等、トルクが上昇して異物かみ込みを解除す
る事ができ、反対に、過負荷判断状態においてはノズル
モータ８の回転数を低減するよう駆動手段１２に位相制
御させることにより、回転ブラシ７に比較的大きな異物
がかみ込んでロックした時等、使用者が簡単に異物を除
去する事ができると共に、ある程度の回転数を維持する
ことにより、負荷の重たい床面上を通常操作している時
にもゴミ取れ性を維持することができる。

【００６４】更に、ロック状態を検出してノズルモータ
８を停止しているときは、回転ブラシ７によるゴミのか
き上げがなくなり、ゴミ取れ性能が低下するので、過負
荷判断手段１５が、この期間中は、ファンモータ２の吸
引力を上げるよう制御手段２１に出力し、吸引力を上げ
ることにより、回転ブラシ７停止時でも、ゴミ取れ性能
を維持することができるここで、実施例１で述べたよう
に、ノズルモータ８の負荷電流は、巻線温度の関数とな
り、温度が上昇すると負荷電流は減少するので、例え
ば、ロック状態の継続中における、ノズルモータ８への
電源供給の停止と再開を繰り返すと、巻線の温度が上昇
し、ロック状態での負荷電流値が低下してくるが、判定
値Ｖ０をこの負荷電流が低下した状態に設定すると、通
常の操作において誤検知してノズルモータ８への電源供
給を停止してしまう可能性がある。そこで、過負荷判断
手段１５は、ロック状態と判断した回数を記憶してお
き、ロック回数が増える毎に判定値Ｖ０を所定値ずつ低
下してゆくことにより、ロックした回数により、高精度
な検出を行うことができる。

【００６５】また、ロック回数に対しては、過負荷判断
手段１５は、ロック回数が増える毎に判定時間を所定時
間ずつ短くしてゆくことにより、ノズルモータ８の温度
上昇に応じた素早い検出が行え過負荷保護性を向上する
ことができ、ロック回数が増える毎に復帰時間を所定時
間ずつ長くしてゆくことにより、ノズルモータ８が復帰
するまでの冷却効果を上げ、過負荷保護性を向上するこ
とができる。

【００６６】操作スイッチ４を操作して、制御手段２１
のモードを切り換えると、ファンモータ２の吸引力が異
なるよう設定しているので、ノズルモータ８の位相制御
値が同じであっても、吸引風量が異なり、冷却効果も異
なるため、ロック状態における判定時間内での負荷電流
の降下量も異なる。過負荷判定手段２３は、操作スイッ
チ４からの信号を入力しており、モードが切り換えられ
ると、吸引風量の大きなモードでは、判定時間を長く設
定して、吸引風量の小さなモードでは、判定時間を短く
設定することにより、モードに応じて通常操作時は誤検
知することなく、ロック状態は確実に検出し、高精度な
検出を行うことができる。また、吸引風量の大きなモー
ドでは、復帰時間を短く設定して、吸引風量の小さなモ
ードでは、復帰時間を短く設定することにより、モード
に応じて必要最小限の冷却時間にて復帰させることがで
き、使用性を向上することができる。

【００６７】（実施例４）次に、以下本発明の第４の実
施例を、図７を参照しながら説明する。

【００６８】図７において、３１は、掃除機本体に電力
を供給する電源の電圧レベルを検出する電圧検知手段で
あり、３２はファンモータ２が、吸い込み具６・延長管
５・ホース３を介して、本体１に吸引する風量を検出す
る風量検出手段であり、３３は、床面の状態を検出する
床面検出手段であり、３４は、吸い込み具６が、床面に
接触しているかどうかを検出する離床検出手段である。

【００６９】上記構成において、その動作を説明する。

【００７０】ノズルモータ８の負荷電流は、回転ブラシ
７，すなわちノズルモータ８にかかる機械的負荷と、ノ
ズルモータ８に印可される電圧により変動し、機械的負
荷が一定であるとすると、負荷電流は印加電圧の関数と
なり、電圧が低ければ負荷電流も低くなり、印加電圧が
高ければ、負荷電流も高くなる。過負荷判断手段１５は
電圧検知手段３１の判断する電源電圧のレベルにより、
判定値Ｖ０を、電源電圧のレベルが低ければ低く、レベ
ルが高ければ高く設定して、電流検出手段２２の出力に
対してロック状態を判断するので、電源電圧の変動に対
して、高精度な検出を行うことができる。

【００７１】実施例１でも述べたように、負荷電流Ｉ
は、ノズルモータ８の巻線の温度によっても異なり、ノ
ズルモータ８の印加電圧が同じであっても、ファンモー
タ２の吸引風量によって、ノズルモータ８の冷却も異な
るので、ロック状態における電流も異なる。実使用にお
いては、本体１内の塵埃を蓄積しておく集塵室（図示せ
ず）内の塵埃の量により、塵埃量が少なければ、吸引風
量は大きくてノズルモータ８の冷却は大きくなるので、
負荷電流Ｉは大きくなり、塵埃量が多ければ吸引風量は
小さくてノズルモータ８の冷却は小さくなるので負荷電
流Ｉは小さくなる。

【００７２】風量検出手段３２は、ファンモータ２の吸
引する風量を検出し、過負荷判断手段１５は、風量検出
手段３２の検出する風量情報により、判定値Ｖ０を、風
量は小さければ低く、風量が大きければ高く設定して、
電流検出手段２２の出力に対してロック状態を判断する
ので、塵埃の蓄積量に応じて、高精度な検出を行うこと
ができる。

【００７３】また、同様に、吸い込み具６が、床面に接
触している時と、空中に浮いている時とでも、ノズルモ
ータ８の冷却が異なる。離床検出手段３４は、吸い込み
具６が床面に接触しているか、非接触状態であるかを検
出し、過負荷判断手段１５は、離床検出手段３４の検出
する離床情報により、判定値Ｖ０を、可変するので電流
検出手段２２の出力に対してロック状態を判断するの
で、吸い込み具６の床面への接触・非接触に応じて、高
精度な検出を行うことができる。

【００７４】更に、床面の状態が、例えば、木床とじゅ
うたんでは、回転ブラシ７への機械的負荷が異なり、通
常使用時の負荷電流が、機械的負荷の小さな木床では小
さく、機械的負荷の大きなじゅうたんでは大きくなる。
床面検出手段３３は、床面の状態を検出しており、過負
荷判断手段１５は、床面検出段３３の検出する床面情報
により、判定値Ｖ０を、床面の機械的負荷が大きい床面
の時は高く、機械的負荷が小さい床面の時は低く設定し
て、電流検出手段２２の出力に対してロック状態を判断
するので、床面の状態に応じて必要なゴミ取れ性能を維
持しながら、過負荷保護性を得ることができる。

【００７５】また、ノズルモータ８として、インバータ
モータを用いることにより、より高精度な回転数制御が
行え、ゴミ取れ性能と検出精度の向上を行うことができ
る。

【００７６】（実施例５）次に、以下本発明の第５の実
施例を、図３、図４、図８を参照しながら説明する。

【００７７】図８は、図４におけるタイミングｔでの、
過負荷判断手段１５の入力電圧の時間での変化を示した
ものであり、図８（ａ）は、吸い込み具６が、通常使用
状態から、じゅうたん等の床面上に固定して放置された
場合の時間変化であり、図８（ｂ）は、通常使用状態か
らロック状態になった場合の時間変化である。

【００７８】図８（ａ）において、通常使用状態では、
使用者の操作により、吸い込み具６は床面上を前後に移
動するため、常時負荷が変動し、電流検出手段１７の出
力、つまり、過負荷判断手段１５の入力は、使用者の動
作にあわせて、大きく変動する。過負荷判断手段１５
は、一定時間毎のこの電圧の差を変化量として算出して
おり、この差と、予め設定している判定値△Ｖ0を常時
比較している。過負荷判断手段１５は、差が、この△Ｖ
0より大きい状態では、使用者の清掃動作において、正
常動作していると判断し、△Ｖ0より小さい状態が所定
時間以上継続すると、過負荷状態等の正常な使用状態で
はない状態と判断して、ノズルモータ８への電力供給を
停止するよう駆動手段１２へ出力し、ノズルモータ８を
停止する。

【００７９】これにより、使用者が正常に清掃動作を行
えている状態を認識できる上、過負荷時のみならず、ノ
ズルモータ８が回転した状態で、吸い込み具６を床面に
放置した場合等、通常使用状態でない場合も検出するこ
とができる。

【００８０】また、他の検出の方法として、過負荷判断
手段１５が、図８の（ｂ）に示すように、変化量が△Ｖ
1より大きいときは、使用者が正常な清掃動作を行えて
いると判断して、一定時間毎に電圧の平均値を算出し、
この平均値との差△Ｖが、予め設定した平均値との差の
判定値△Ｖ2より大きな状態が所定時間継続すると、ノ
ズルモータ８がロック状態であると判断して、ノズルモ
ータ８への電力供給を停止することにより、通常使用状
態での誤検知を防止し、検出精度を向上することができ
る。

【００８１】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の発明によれば、
温度検出手段の検出する、ノズルモータの温度により、
回転ブラシのロック状態を含めたの過負荷状態を判断す
るので、ノズルモータと周辺部品の耐熱温度に応じた判
定値を設定することにより、ゴミ取れ性を最大限に引き
出しながら、精度良いノズルモータの過負荷状態の検出
を行うことができる。

【００８２】本発明の請求項２記載の発明によれば、温
度検出手段をノズルモータの負荷電流を検出する電流検
出手段から構成したので、温度検出手段としての電流検
出手段をノズルモータの近傍に設ける必要が無く構成を
簡素化することができる。

【００８３】本発明の請求項３記載の発明によれば、温
度検出手段としての電流検出手段を、ノズルモータに電
力を供給する電力供給路の電圧降下によりノズルモータ
の負荷電流を検出するので、専用の電流検出回路を設け
ることなく構成できる。

【００８４】本発明の請求項４記載の発明によれば、少
なくとも２つの判定値と判定時間の組み合わせを有する
過負荷判断手段を設けたので、より精度良い、過負荷状
態の検出を行うことができる。

【００８５】本発明の請求項５記載の発明によれば、ノ
ズルモータの過負荷時は、ノズルモータの回転を停止
し、ノズルモータの回転停止後、所定時間経過すると、
回転を再び開始するようにしたので、ノズルモータの動
作が自動で復帰し、使用性を向上することができる。

【００８６】本発明の請求項６記載の発明によれば、ノ
ズルモータの回転停止後、操作スイッチが操作される
と、回転を再び開始するようにしたので、使用性と、使
用者の安全性を向上することができる。

【００８７】本発明の請求項７記載の発明によれば、ノ
ズルモータの回転停止後、所定時間経過すると、回転を
再び開始する時、回転制御手段がノズルモータの回転を
徐々に上昇させるようにしたので、使用性の向上と、自
動復帰時にも使用者の安全性を向上する事ができる。

【００８８】本発明の請求項８記載の発明によれば、ノ
ズルモータの回転が停止している間は、制御手段がファ
ンモータの吸引力を上げるよう制御するようにしたの
で、回転ブラシが停止中でもゴミ取れ性能を維持するこ
とができる。

【００８９】本発明の請求項９記載の発明によれば、ノ
ズルモータの回転が停止している間は、ノズルモータの
回転を停止していることを報知する報知手段を設けたの
で、使用者が、過負荷状態の継続で回転ブラシの動作が
停止していることを容易に認識できる。

【００９０】本発明の請求項１０記載の発明によれば、
過負荷判断手段が、ノズルモータの過負荷状態が所定時
間継続すると過負荷状態であると判断する構成におい
て、所定時間内はファンモータの吸引力を上げるよう制
御するようにしたので、過負荷状態にあるノズルモータ
を冷却し、過負荷保護性を向上することができる。

【００９１】本発明の請求項１１記載の発明によれば、
過負荷判断手段が、ノズルモータの過負荷状態が所定時
間継続すると過負荷状態であると判断する構成におい
て、所定時間内はノズルモータの回転を上げるよう制御
するようにしたので、回転ブラシが異物を噛み込んだ時
等、回転を上げることにより噛み込みを強制的に解除し
てロック状態を解消することができる。

【００９２】本発明の請求項１２記載の発明によれば、
過負荷判断手段が、ノズルモータの過負荷状態が所定時
間継続すると過負荷状態であると判断する構成におい
て、所定時間内はノズルモータの回転を下げるよう制御
する回転数制御手段を設けたので、回転ブラシに異物が
噛み込み、ロック状態で、ノズルモータ動作時でも、使
用者が容易に異物を取り除くことができ、通常使用時の
ゴミ取れ性能を確保することができる。

【００９３】本発明の請求項１３記載の発明によれば、
過負荷判断手段が、ノズルモータの過負荷状態が所定時
間継続すると過負荷状態であると判断する構成におい
て、過負荷判断手段は、過負荷になった回数により所定
時間を決定するようにしたので、連続で過負荷状態と解
除が発生した時でも、精度良い検出を行うことができ
る。

【００９４】本発明の請求項１４記載の発明によれば、
過負荷判断手段が、過負荷になった回数により、ノズル
モータの回転が停止してから再び回転を開始するまでの
時間を決定するようにしたので、連続で過負荷状態と解
除が発生した時でも、そのときの温度上昇値に適した保
護を行い、過負荷保護性を向上することができる。

【００９５】本発明の請求項１５記載の発明によれば、
動作モード別に所定時間を決定するようにしたので、フ
ァンモータの吸引風量が異なり、ノズルモータの冷却効
果の異なるモードの各々に対して、モード毎に最適な過
負荷保護性を得ることができる。

【００９６】本発明の請求項１６記載の発明によれば、
動作モード別にノズルモータの回転が停止してから再び
回転を開始するまでの時間を決定するようにしたので、
ノズルモータの冷却効果の異なるモードの各々に対し
て、モード毎に最適な冷却時間を得ることができる。

【００９７】本発明の請求項１７記載の発明によれば、
電源電圧を検出する電圧検出手段を設けたので、電源電
圧の変動に対しても高い検出精度を維持することができ
る。

【００９８】本発明の請求項１８記載の発明によれば、
ファンモータの吸引風量を検出する風量検出手段を設け
たので、吸引風量の変動に対しても、高い検出精度を維
持することができる。

【００９９】本発明の請求項１９記載の発明によれば、
床面の状態を検出する床面検出手段を設けたので、床面
の状態に応じて、ゴミ取れ性能を維持しながら、高い検
出精度を維持することができる。

【０１００】本発明の請求項２０記載の発明によれば、
吸い込み具の床面への接触・非接触を検出する離床検出
手段を設けたので、吸い込み具の床面への接触時と非接
触時とで異なるノズルモータの冷却効果に応じて、より
高精度な検出を行うことができる。

【０１０１】本発明の請求項２１記載の発明によれば、
過負荷判断手段は、電流検出手段の出力が所定値以上の
状態が所定時間継続すると、ノズルモータが過負荷状態
であると判断するようにしたので、回転ブラシのロック
状態を確実に検出することができる。

【０１０２】本発明の請求項２２記載の発明によれば、
過負荷判断手段は、電流検出手段の出力の変化量が所定
値以内の状態が所定時間継続すると、ノズルモータが過
負荷状態であると判断するようにしたので、使用者が清
掃動作しているときを認識でき、通常使用時の誤検知を
防止して、検出精度を向上することができる。

【０１０３】本発明の請求項２３記載の発明によれば、
過負荷判断手段は、通常の使用状態での電流検出手段の
出力との差が所定値以上の状態が所定時間継続すると、
ノズルモータが過負荷状態であると判断するようにした
ので、通常の使用状態を認識することができ、通常の動
作での誤検知を防止することができると共に、通常の使
用状態での負荷の違いに関わらず、精度良く過負荷状態
を検出することができる。

【０１０４】本発明の請求項２４記載の発明によれば、
過負荷判断手段が、ノズルモータの過負荷状態が所定時
間継続すると過負荷状態であると判断する構成におい
て、所定時間内の時間経過に応じて、過負荷状態の判定
値を可変するようにしたので、電流値の時間変化に関わ
らず、精度良く検出することができる。

【０１０５】本発明の請求項２５記載の発明によれば、
動作モードに関わらず、１つの判定値でノズルモータの
負荷状態を検出するようにしたので、２つ以上の動作モ
ード有する構成においても、簡単な構成で実現すること
ができる。

【０１０６】本発明の請求項２６記載の発明によれば、
ノズルモータとして、インバータモータを用いる構成と
したので、より高精度な回転数制御を行い、ゴミ取れ性
能を維持しながら、高精度な過負荷保護性を確保するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す電気掃除機の全体
斜視図

【図２】同電気掃除機の制御回路の概略構成図

【図３】本発明の第２、第５の実施例を示す電気掃除機
の制御回路の概略構成図

【図４】同制御回路の過負荷判断手段の入力波形説明図

【図５】同過負荷判断手段の入力波形説明図（モード
別）

【図６】本発明の第３の実施例を示す電気掃除機の制御
回路を示すブロック図

【図７】本発明の第４の実施例を示す電気掃除機の制御
回路を示すブロック図

【図８】（ａ）本発明の第５の実施例を示す電気掃除機
の過負荷判断手段の入力値変化説明図（通常使用状態か
ら絨毯上で放置した場合）（ｂ）同過負荷判断手段の入力値変化説明図（通常使用
状態からロック状態になった場合）

【符号の説明】

１本体２ファンモータ３ホース４操作スイッチ５延長管６吸い込み具７回転ブラシ８ノズルモータ１２駆動手段１４電流検出手段（温度検出手段）１５過負荷判断手段１６電力供給線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者北川晃博大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 3B057 DA04 DA06 DA08 DA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塵埃を吸引するファンモータを有する掃
除機本体と、回転ブラシと、この回転ブラシを駆動する
ノズルモータを有する吸い込み具と、前記ノズルモータ
を駆動する駆動手段と、前記ノズルモータの温度を検出
する温度検出手段と、前記温度検出手段の出力により前
記ノズルモータの過負荷状態を判断する過負荷判断手段
を有する電気掃除機。
【請求項２】温度検出手段を、ノズルモータの負荷電
流を検出する電流検出手段から構成する請求項１記載の
電気掃除機。
【請求項３】ノズルモータに電力を供給する電力供給
路と、前記電力供給路に流れる電流により発生する電圧
降下により、前記ノズルモータの負荷電流を検出する電
流検出手段を有する請求項２記載の電気掃除機。
【請求項４】少なくとも２つの判定値と判定時間の組
み合わせを有して前記ノズルモータの過負荷状態を判断
し、過負荷時は、前記ノズルモータの回転を停止する過
負荷判断手段を有する請求項１記載の電気掃除機。
【請求項５】ノズルモータの過負荷時は、前記ノズル
モータの回転を停止し、前記ノズルモータの回転停止
後、所定時間経過すると、回転を再び開始するよう判断
する過負荷判断手段を有する請求項１記載の電気掃除
機。
【請求項６】使用者が掃除機の動作を決定する操作ス
イッチを有し、ノズルモータの過負荷時は、前記ノズル
モータの回転を停止し、前記ノズルモータの回転停止
後、前記操作スイッチが操作されると、回転を再び開始
するよう判断する過負荷判断手段有する請求項１記載の
電気掃除機。
【請求項７】ノズルモータが再び回転を開始する時
は、前記ノズルモータの回転を徐々に上昇させるよう制
御する回転数制御手段を有する請求項５もしくは６記載
の電気掃除機。
【請求項８】過負荷判断手段がノズルモータの過負荷
を判断して、前記ノズルモータの回転を停止する構成に
おいて、前記ノズルモータの回転が停止している間は、
ファンモータの吸引力を上げるよう制御する制御手段を
有する請求項１記載の電気掃除機。
【請求項９】過負荷判断手段がノズルモータの過負荷
を判断して、前記ノズルモータの回転を停止する構成に
おいて、前記ノズルモータの回転が停止している間は、
ノズルモータの回転を停止していることを報知する報知
手段を有する請求項１記載の電気掃除機。
【請求項１０】過負荷判断手段が、ノズルモータの過
負荷状態が所定時間継続すると過負荷状態であると判断
する構成において、前記所定時間内はファンモータの吸
引力を上げるよう制御する制御手段を有する請求項１記
載の電気掃除機。
【請求項１１】過負荷判断手段が、ノズルモータの過
負荷状態が所定時間継続すると過負荷状態であると判断
する構成において、前記所定時間内はノズルモータの回
転を上げるよう制御する回転数制御手段を有する請求項
１記載の電気掃除機。
【請求項１２】過負荷判断手段が、ノズルモータの過
負荷状態が所定時間継続すると過負荷状態であると判断
する構成において、前記所定時間内はノズルモータの回
転を下げるよう制御する回転数制御手段を有する請求項
１記載の電気掃除機。
【請求項１３】過負荷判断手段が、ノズルモータの過
負荷状態が所定時間継続すると過負荷状態であると判断
する構成において、前記過負荷判断手段は、過負荷にな
った回数を計数し、前記回数により前記所定時間を決定
することを特徴とする請求項１記載の電気掃除機。
【請求項１４】過負荷判断手段は、過負荷になった回
数を計数し、前記回数により、ノズルモータの回転が停
止してから再び回転を開始するまでの時間を決定するこ
とを特徴とする請求項５記載の電気掃除機。
【請求項１５】少なくともファンモータの吸引力と、
ノズルモータの回転数に対して、少なくとも２の動作モ
ードを有し、過負荷判断手段が、前記ノズルモータの過
負荷状態が所定時間継続すると過負荷状態であると判断
する構成において、前記動作モード別に前記所定時間を
決定することを特徴とする請求項１記載の電気掃除機。
【請求項１６】少なくともファンモータの吸引力とノ
ズルモータの回転数に対して、少なくとも２の動作モー
ドを有する構成において、過負荷判断手段は、前記動作
モード別に前記ノズルモータの回転が停止してから再び
回転を開始するまでの時間を決定することを特徴とする
請求項５記載の電気掃除機。
【請求項１７】電源電圧を検出する電圧検出手段を有
し、過負荷判断手段は、前記電圧検出手段の検出する電
源電圧に応じて判定値を決定する請求項１記載の電気掃
除機。
【請求項１８】ファンモータの吸引風量を検出する風
量検出手段を有し、過負荷判断手段は、前記風量検出手
段の検出する風量に応じて判定値を決定する請求項１記
載の電気掃除機。
【請求項１９】床面の状態を検出する床面検出手段を
有し、過負荷判断手段は、前記床面検出手段の検出する
床面の状態に応じて判定値を決定する請求項１記載の電
気掃除機。
【請求項２０】吸い込み具の床面への接触・非接触を
検出する離床検出手段を有し、過負荷判断手段は、前記
離床検出手段の検出する吸い込み具の床面への接触・非
接触に応じて判定値を決定する請求項１記載の電気掃除
機。
【請求項２１】過負荷判断手段は、電流検出手段の出
力が所定値以上の状態が所定時間継続すると、ノズルモ
ータが過負荷状態であると判断する請求項３記載の電気
掃除機。
【請求項２２】過負荷判断手段は、電流検出手段の出
力の変化量が所定値以内の状態が所定時間継続すると、
ノズルモータが過負荷状態であると判断する請求項２も
しくは３記載の電気掃除機。
【請求項２３】過負荷判断手段は、通常の使用状態で
の電流検出手段の出力との差が所定値以上の状態が所定
時間継続すると、ノズルモータが過負荷状態であると判
断する請求項２もしくは３記載の電気掃除機。
【請求項２４】過負荷判断手段が、ノズルモータの過
負荷状態が所定時間継続すると過負荷状態であると判断
する構成において、前記過負荷判断手段は、前記所定時
間内の時間経過に応じて、過負荷状態の判定値を可変す
ることを特徴とする請求項２もしくは３記載の電気掃除
機。
【請求項２５】少なくともファンモータの吸引力とノ
ズルモータの回転数に対して、少なくとも２の動作モー
ドを有する構成において、過負荷判断手段は、前記動作
モードに関わらず、１つの判定値で前記ノズルモータの
負荷状態を検出する請求項１記載の電気掃除機。
【請求項２６】ノズルモータとして、インバータモー
タを用いた請求項１から２５記載の電気掃除機。