JP2005013382A

JP2005013382A - 電気掃除機

Info

Publication number: JP2005013382A
Application number: JP2003180728A
Authority: JP
Inventors: Osamu Sakurai; 修桜井
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2003-06-25
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2005-01-20

Abstract

【課題】電動送風機を確実に保護できる電気掃除機を提供する。
【解決手段】電動送風機６の電流値を電流検知手段２３で検知する。電動送風機６に電力を供給する電池２１の電圧値を電圧検知手段２４で検知する。電流閾値を電池２１の電圧値に比例して設定することで、電流閾値を容易に設定できる。電動送風機６の電流値が電流閾値よりも小さい場合に、電池２１から電動送風機６への入力を制御手段２５で低減させる。電池２１の放電による消耗および電池２１の容量のばらつきに拘らず、電動送風機６の吸い込みの状態を確実に検知して、電動送風機６を確実に保護できる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動送風機に電力を供給する電池を備えた電気掃除機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば商用交流電源から電力を直接供給して駆動する電気掃除機が知られている。この電気掃除機は、電動送風機を備えている。また、この電気掃除機は、電動送風機の電流値を検知する電流検知手段、電動送風機に供給される電圧値を検知する電圧検知手段、および電動送風機の駆動を制御する制御手段を備えている。この制御手段は、電動送風機の低風量状態の閾値となる電流閾値を有している。さらに、この電気掃除機は、電圧検知手段にて検知した電圧値に基づいて電流閾値を補正する電流値補正手段を備えている。そして、この電気掃除機は、電流検知手段で検知した電動送風機の電流値が電流値補正手段で補正した電流閾値を下回ると、電動送風機が低風量状態であると制御手段が判断し、電動送風機の入力を低減させて電動送風機を保護する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１４６８５６号公報（第４頁、図７および図８）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の電気掃除機では、商用交流電源から電動送風機に電力を供給しているため、電動送風機に供給される電圧値が比較的安定しているので、電流値補正手段による電流閾値の補正が比較的容易であるものの、電動送風機に電池で電力を供給する場合には、電池毎の容量のばらつき、あるいは電池の放電による消耗により、電動送風機に供給される電圧値が低下することで、電流閾値の補正が容易でないという問題点を有している。
【０００５】
本発明はこのような点に鑑みなされたもので、電動送風機を確実に保護できる電気掃除機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電動送風機に電力を供給する電池と、電動送風機の電流値を検知する電流検知手段と、電池の電圧値を検知する電圧検知手段と、電流検知手段にて検知した電動送風機の電流値が、電圧検知手段にて検知した電池の電圧値に比例した電流閾値よりも小さい場合に、電池から電動送風機への入力を低減する制御手段とを具備したものである。そして、電圧検知手段にて検知した電池の電圧値に比例させて電流閾値を設定することで、電流閾値を容易に設定できるとともに、この電流閾値よりも電流検知手段にて検知した電動送風機の電流値が小さい場合には、電池から電動送風機への入力を制御手段にて低減させることで、電池の放電による消耗、あるいは電池の容量のばらつきなどに拘らず、電動送風機の吸い込みの状態を確実に検知して、電動送風機を確実に保護できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態の電気掃除機の構成を図面を参照して説明する。
【０００８】
図２において、１は電気掃除機で、この電気掃除機１は、慣性により塵埃を分離するいわゆるサイクロン方式であり、被掃除面としての床面を走行可能である。また、この電気掃除機１は、本体用ケース体２と、この本体用ケース体２の上部前側に後部が回動可能に連結して回動によりこの本体用ケース体２の前側上部を開閉可能に覆う蓋体３とを備えた本体ケース４を有する掃除機本体５を備えている。さらに、本体用ケース体２の内部には、図１に示すように、電動送風機６が収容、すなわち搭載されている。この電動送風機６は、図示しないファンおよびフレームを備えている。
【０００９】
そして、本体用ケース体２の前側には、底部に図示しない旋回輪が旋回可能かつ回転可能に取り付けられた有底円筒状のカップ保持部７が設けられている。このカップ保持部７の上側は、蓋体３により覆われる。また、本体用ケース体２の両側には、本体ケース４の進行方向前側および後側に沿って回転可能な一対の走行輪８がそれぞれ取り付けられている。
【００１０】
さらに、本体ケース４の本体用ケース体２のカップ保持部７と蓋体３との間である電動送風機６の吸込側には、塵埃分離部としてのダストカップ９が着脱可能に取り付けられている。このダストカップ９は、電動送風機６による吸込風とともに吸い込んだ塵埃を内部で旋回させて、この塵埃を自重による遠心分離により落下させて集塵し、電動送風機６へと吸い込ませたくない比較的粒子が大きく質量の大きな塵埃を捕捉する。
【００１１】
またさらに、蓋体３の前側には、前方に向けて開口した本体吸込口１１が設けられている。この本体吸込口１１は、排気側である基端側がダストカップ９に連通している。また、本体吸込口１１の吸込側である先端側には、可撓性を有するホース体１２の基端側が連通されて着脱可能に接続されている。このホース体１２の先端側には、略く字状に屈曲した操作手段としての手許操作部１３が設けられている。そして、この手許操作部１３における屈曲する部分の基端側に面する部分には、電動送風機６などの動作モードを設定する複数の設定ボタン１４が離間されて一列に並列されて設けられている。また、ホース体１２の手許操作部１３の先端側には、伸縮可能な接続管としての延長管１５を介してノズル体である吸込口体としての床ブラシ１６の連通管１７が着脱可能に連通接続されている。
【００１２】
この床ブラシ１６は、延長管１５、ホース体１２および本体吸込口１１を介して電動送風機６の吸込側に連通して掃除機本体５に接続されており、例えば室内の床面の絨毯などの上に設置させて、この絨毯上の塵埃を吸い込む。
【００１３】
次に、上記一実施の形態の電気掃除機の内部構造を説明する。
【００１４】
図１に示すように、電動送風機６は、この電動送風機６に電力を供給する電池２１の一方の端子に電気的に接続され、かつ例えばトランジスタ、あるいは電界効果トランジスタなどの制御素子としてのスイッチング素子２２を介してアースＧに接地されている。また、電動送風機６には、この電動送風機６の電流値Ｉを検知する電流検知手段２３が電気的に接続されている。
【００１５】
電池２１は、例えば図示しない複数のニッケル水素電池などの充電可能な二次電池のセルを電気的に直列に接続することで、電動送風機６を駆動可能な所定の電圧値を得ている。また、この電池２１は、他方の端子がアースＧに接地され、かつ電池２１の電圧値Ｖを検知する電圧検知手段２４に電気的に接続されている。さらに、この電池２１は、制御手段２５を介してスイッチング素子２２に電気的に接続されている。
【００１６】
制御手段２５は、スイッチング素子２２、電流検知手段２３および電圧検知手段２４とそれぞれ電気的に接続されている。この制御手段２５は、所定のパルス信号をスイッチング素子２２に送ることで位相導通角を制御し、電池２１から電動送風機６への入力電圧を制御している。
【００１７】
電流検知手段２３は、電動送風機６の電流値Ｉを検知し、この電流値Ｉを制御手段２５に例えばＡ／Ｄ変換して出力可能である。
【００１８】
電圧検知手段２４は、電池２１の電圧値Ｖを検知し、この電圧値Ｖを制御手段２５に例えばＡ／Ｄ変換して出力可能である。
【００１９】
次に、上記一実施の形態の制御を、図３に示すフローチャートおよび図４を参照して説明する。
【００２０】
掃除機本体５の本体吸込口１１に、ホース体１２、延長管１５および床ブラシ１６を順次連通接続し、所定の設定ボタン１４をオンして電動送風機６を駆動させて、床ブラシ１６の先端から床面の塵埃を吸い込んで捕集する。
【００２１】
このとき、電動送風機６の電流値Ｉを電流検知手段２３により検知する（ステップ１）とともに、電池２１の電圧値Ｖを電圧検知手段２４により検知し（ステップ２）、これら電流値Ｉおよび電圧値Ｖを、それぞれ制御手段２５に伝達する。
【００２２】
次いで、制御手段２５は、電池２１の電圧値Ｖに、予め設定された所定の定数Ｃを乗算した低風量閾値である電流閾値Ｔｈを算出し、電流値Ｉがこの電流閾値Ｔｈよりも小さいかどうか、すなわち電流値Ｉが電流閾値Ｔｈを下回ったかどうかを判断する（ステップ３）。なお、定数Ｃは、例えば電動送風機６の所定の基準電圧に対する電流の初期入力値を電流検知手段２３にて検知し、この検知された初期入力値での所定の基準電圧に対する電流閾値Ｔｈにより設定する。
【００２３】
ここで、電動送風機６の電流値Ｉと吸込風量Ｑとの関係、すなわちＱ−Ｉ特性は、電流検知手段２３および電圧検知手段２４のＡ／Ｄ変換の分解能などにより、電池２１の電圧値Ｖに対して正確に比例した状態とはならないこともあるが、基本的には図４に示すように、例えば２９．５Ｖ、２７．５Ｖ、あるいは、２５．５Ｖなどの、電池２１の電圧値Ｖに比例する。
【００２４】
したがって、電流閾値Ｔｈ未満となる電動送風機６の低風量状態での吸込風量Ｑは、電池２１の電圧値Ｖのばらつきに左右されることなく、一定となる。
【００２５】
そして、ステップ３において、電流値Ｉが電流閾値Ｔｈより小さくない、すなわち電流値Ｉが電流閾値Ｔｈ以上であると制御手段２５が判断した際には、ステップ１に戻る。
【００２６】
一方、ステップ３において、電流値Ｉが電流閾値Ｔｈよりも小さい、すなわち電流値Ｉが電流閾値Ｔｈ未満であると制御手段２５が判断した際には、制御手段２５は、冷却風ともなる吸込風にて電動送風機６が充分に冷却できない過熱状態にあるとして、スイッチング素子２２を介して電池２１からの電動送風機６への入力を低減させ（ステップ４）、リターンする。
【００２７】
上述したように、上記一実施の形態では、電圧検知手段２４にて検知した電池２１の電圧値Ｖに比例して設定した電流閾値Ｔｈよりも電流検知手段２３にて検知した電動送風機６の電流値Ｉが小さい場合に、電池２１から電動送風機６への入力を制御手段２５にて低減する構成とした。
【００２８】
ここで、電動送風機６のＱ−Ｉ特性は、基本的には電池２１の電圧値Ｖに比例するので、電圧値Ｖに比例した電流閾値Ｔｈを設定することで、所定の一定の電流値を低風量閾値として低風量状態を検知していた従来の場合と比較して、電池２１のセル毎の電圧のばらつき、電池２１の充電直後、あるいは電池２１の放電末期、すなわち電池２１の終止電圧時などの電池２１の放電による消耗での電圧値Ｖのばらつきなどによる、電流閾値Ｔｈでの電動送風機６の吸込風量Ｑのばらつきが抑制されて一定となる。
【００２９】
このため、従来の場合では、電池の電圧が比較的高いときには低風量閾値での吸込風量が低くなって電動送風機の低吸込風量時でも電動送風機を保護できなかったり、電池の電圧が比較的低いときには低風量閾値での吸込風量が高くなって通常の掃除時に電動送風機を保護してしまったりしたが、本実施の形態では、電動送風機６の吸い込みの状態を確実に検知し、電動送風機６が所望の吸込風量Ｑとなったときに電池２１からの電動送風機６への入力を確実に低減させることができる。
【００３０】
この結果、電動送風機６の低風量状態により電動送風機６が過熱して、負荷が加わった状態のままでファンの回転が停止、すなわちロックしたり、部分的な短絡、すなわちレアショートしたりすることを、確実に防止でき、電動送風機６を確実に保護できる。
【００３１】
そして、電動送風機６を確実に保護できることで、電動送風機６の過熱などによる他の部品などの損傷をも防止でき、電気掃除機の使い勝手および信頼性を、より向上できる。
【００３２】
また、上記一実施の形態では、電動送風機６の所定の基準電圧に対する電流の初期入力値に基づいて算出した定数Ｃと電圧値Ｖとを乗算することで各電圧に対する電流閾値Ｔｈを算出する。このため、例えば複数の所定の電圧値にそれぞれ対応した電流閾値を予め制御手段２５に設定しておく場合などと比較して、電池２１の電圧値Ｖのばらつきに対して電流閾値Ｔｈを容易に設定できるとともに、電池２１の電動送風機６への入力電圧が連続的に変化しても確実に対応することができる。
【００３３】
なお、上記一実施の形態において、電池２１の電動送風機６への入力は、低減させるだけでなく、停止させることも可能である。この場合には、電動送風機６が低風量状態のときに、この電動送風機６への電池２１からの電力の供給を確実に遮断できるので、電動送風機６をより確実に保護できる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、電圧検知手段にて検知した電池の電圧値に比例させて電流閾値を設定することで、電流閾値を容易に設定できるとともに、この電流閾値よりも電流検知手段にて検知した電動送風機の電流値が小さい場合には、電池から電動送風機への入力を制御手段にて低減させることで、電池の放電による消耗、あるいは電池の容量のばらつきなどに拘らず、電動送風機の吸い込みの状態を確実に検知して、電動送風機を確実に保護できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気掃除機の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】同上電気掃除機を示す斜視図である。
【図３】同上電気掃除機の制御を示すフローチャートである。
【図４】同上電気掃除機の電動送風機の吸込風量と電流値との関係の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１電気掃除機
６電動送風機
２１電池
２３電流検知手段
２４電圧検知手段
２５制御手段

Claims

電動送風機と、
この電動送風機に電力を供給する電池と、
前記電動送風機の電流値を検知する電流検知手段と、
前記電池の電圧値を検知する電圧検知手段と、
前記電流検知手段にて検知した前記電動送風機の電流値が、前記電圧検知手段にて検知した前記電池の電圧値に比例した電流閾値よりも小さい場合に、前記電池から前記電動送風機への入力を低減する制御手段と
を具備したことを特徴とする電気掃除機。