JP2006255112A - 電気掃除機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電流センサ9により検出された,電動通風機7に通電される電流値を制御部10に入力する。前記制御部10は,前記電流値が予め定められた設定電流値範囲から外れた場合を電流値異常状態として,その発生回数及び最大電流値を記憶部15に記憶する。温度センサ11,通風量センサ12からの検出値も同様に扱われる。
【選択図】 図2
Description
ところで,電気掃除機において,電動通風機は装置の心臓部ともいうべき重要な構成であり,前記電気掃除機の故障は前記電動通風機の不調に起因するものが多い。また,前記電動通風機の不調は高負荷の状態での駆動が原因である場合が多く,前記電気掃除機に故障が生じたときには,前記電気通風機の負荷を調べるのが重要である。
従って,本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり,その目的とするところは,電気掃除機の故障時及びメンテナンス時などに,容易に電動通風機の負荷状態を把握することが可能であり,これにより故障原因の特定を容易に行い得る電気掃除機を提供することにある。
上述のように,電気掃除器が備える電動通風機の故障原因は機械的な磨耗による場合が多く,普段の動作状況から故障原因の診断が可能となる。従って,前記電動通風機の負荷に関する異常を検出する際に,その検出履歴に関する情報(異常履歴情報)を記憶しておくことにより,電気掃除機の故障時及びメンテナンス時などに,容易に電動通風機の動作状況を把握することが可能であり,対応が容易となる。
ここで,前記記憶手段による記憶情報の出力機能を設けておくか,若しくは外部機器で前記記憶情報を読み取り可能とするべく前記記憶手段は当該電気掃除機より着脱可能とするのが望ましい。
尚,前記異常履歴情報は前記電動通風機の疲労状態と深く関わるものである。従って,前記記憶手段による記憶内容を用いて前記電動通風機の疲労状態(例えば,予測寿命など)の推定,つまり自己診断が可能であり,そのような自己診断機能,該自己診断機能による診断結果を出力する出力機能を有する例も考えられる。
また,異常状態として,前記電動通風機の温度異常状態,前記電動通風機による通風量異常状態,前記電動通風機に通電される電流値の異常状態などが考えられる。
例えば,温度が頻繁に通常の温度領域を超えた高温になるようであれば,フィルタが目詰まりを起こしており,排気が適切になされていない等と考えられる。また,前記電動通風機による通風量は,塵芥の吸い込み経路であるホースのゴミ詰まり等の指標なっており,通風量が低い状態は,やはり電動通風機が高負荷で稼働していることを示す。
更に,前記前記電動通風機の温度が設定温度以上である状態における前記温度の極大値(極大温度)を異常状態として検出し,異常発生の度に検出される極大温度のうちの最高値を更新しつつ記憶することも考えられる。前記最高値も前記電動通風機の負荷状態を推定するのに有効なパラメータである。
尚,前記極大温度の最高値と同様に,前記通風量の異常状態が生じる毎に検出される通風量の極大値のうちの最高値,若しくは通風量の極小値のうちの最低値,或いは前記電流値の異常状態が生じる毎に検出される電流値の極大値のうちの最高値,若しくは電流値の極小値のうちの最小値などを記憶することも考えられる。
ここに,図1は本発明の実施形態に係る電気掃除機の概略図,図2は本発明の実施形態に係る電気掃除機の主要部のブロック図,図3は本発明の実施形態に係る電気掃除機の制御部による異常状態の履歴記憶処理を表すフローチャート,図4は本発明の実施形態に係る電気掃除機の制御部による履歴の出力処理を表すフローチャート,図5は本発明の実施例に係る電気掃除機の主要部のブロック図,図6は本発明の実施例に係る電気掃除機による予測寿命の算出方法を説明するグラフである。
図1に示されるように,本発明の実施形態に係る電気掃除機Aは,本体部1,ホース2,吸込口部3,手元スイッチ部4,手元スイッチ5,延長管6等を有して概略構成される。
前記本体部1は前記電気掃除機Aの本体であり,電動通風機7(図2参照)を含む主要部が内蔵される。前記本体部1には,前記電動通風機7による通風経路であり塵芥の吸い込み経路であるホース2が着脱可能に取り付けられている。前前記ホース2は,前記吸込口部3を床面に対して摺動させる手動操作用のハンドルである手元スイッチ部4と一体である。該手元スイッチ部4には操作部である手元スイッチ5が設けられており,該手元スイッチ5を介して前記電動通風機7に対する通風要求操作,強度の切換要求操作等の,前記主要部に対する操作入力が可能である。
前記手元スイッチ5からの前記電動通風機7に対する通風要求操作入力がなされると,後述のように前記電動通風機7が駆動され,前記吸込口部3から前記延長管6,前記ホース2を介して前記本体部1に設けられた不図示の排気口までの通風経路が形成される。これにより,前記吸込口部3の周囲に散置された塵芥が前記延長管6,前記ホース2を介して前記本体部1に吸い込まれ,前記排気口の通風経路上流側に設けられたフィルタに吸着保持される。
図2に示されるように,当該電気掃除機Aの主要部は,前記手元スイッチ5,前記電動通風機7,駆動回路8,電流センサ9,制御部10,温度センサ11,通風量センサ12,表示部13,電源14,記憶部15,データ入出力部16等を有する。
前記手元スイッチ5から通風要求操作入力がなされたことを前記制御部10が検知すると,前記制御部10は前記駆動回路8に所定の通風制御信号を出力する。前記駆動回路8は,前記制御部10による前記電動通風機7の通風制御信号を電力に変換し,それを電流として前記電動通風機7に通電することで,前記電動通風機7の駆動を行う。前記駆動回路8により変換され前記電動通風機7に出力(通電)される電流値は前記電流センサ9により常時検出される。また,前記電流センサ9により検出された前記電流値は前記制御部10に出力され,電流値に関する異常状態(電流値異常状態)の判断(検出の一例)に用いられる。前記電流センサ9及び前記制御部10が電流値異常状態検出手段の一例である。
前記電動通風機7の温度は,前記電動通風機7周辺に設けられた前記温度センサ11により検出される。また,前記温度センサ11により検出された前記温度は前記制御部10に出力され,温度に関する異常状態(温度異常状態)の判断(検出の一例)に用いられる。温度センサ11及び前記制御部10が温度異常状態検出手段の一例である。
前記電源14は当該電気掃除機Aの各部に電力を供給するものである。前記表示部13は,前記本体部1若しくは前記手元スイッチ部3等の外面に設けられた液晶パネルである。
前記電流値,前記通風量,前記温度等は前記電動通風機7の負荷状態を示すパラメータであり,前記記憶部15は,前記制御部10(異常状態検出手段の一部の一例)が前記電動通風機7の負荷異常を各センサの検出値に基づいて検出した履歴情報(以下,異常履歴情報)を記憶する異常状態検出手段の一例である。
また,前記制御部10(異常状態検出手段,電流値異常状態検出手段の一部の一例)は,前記電流値の変化を観測しつつ,前記電流値が前記設定電流値範囲から外れる電流値異常状態が生じる度に,前記電流値の変化における極大電流値,及び極小電流値を検出する。また,前記制御部10は,前記設定電流範囲を上回る度に検出される前記極大電流値のうちの最高値を,前記異常履歴情報として前記記憶部15(異常履歴情報記憶手段の一例)に記憶する。即ち,前記記憶部15にはそれまでの前記最高値が記憶されており,新たに検出された前記極大電流値がそれまでの最高値を上回る場合,新たに検出された前記極大電流値を新たな最高値として更新記憶する。尚,前記極小電流値についても同様である。
以上は,前記電流センサ9からの検出情報に基づく前記電動通風機7の負荷異常状態に関する検出履歴の記憶についての説明であるが,前記通風量センサ12(通風量異常状態検出手段の一部の一例)からの検出情報も同様に扱われる。即ち,前記通風量が予め定められた設定通風量範囲を外れた通風量異常状態の発生回数,該通風量異常状態における極大通風量のうちの最高値,極小通風量のうちの最低値を前記異常履歴情報として前記記憶部15(異常履歴情報記憶手段の一例)に記憶する。
更に,前記温度センサ11(温度異常状態検出手段の一部の一例)による検出温度が予め定められた設定温度以上になった状態を温度異常状態とし,その温度異常状態の発生回数,及び該温度異常状態における極大温度のうちの最高値が前記異常履歴情報として前記記憶部15(異常履歴情報記憶手段の一例)に記憶される(低温状態であるのは異常状態とは見なされない)。
前記電流センサ9,前記温度センサ11,前記通風量センサ12,前記制御部10が,前記電動通風機7の負荷に関する異常状態を検出する異常状態検出手段の一例である。
図3のフローチャートに示されるS1,S2…はステップの番号を表すものであり,当該電気掃除機Aの電源投入時などに,ステップS1の処理から前記制御部10により開始される。尚,図3のフローチャートは電流が前記設定電流値範囲を外れる異常についての異常検出履歴の記憶処理を表すものであるが,通風量,温度についても同様の処理がなされるものとする。
ステップS1では,前記制御部10は,前記電流センサ9による検出結果に基づいて,検出された電流値が前記設定電流範囲を規定する電流上限値よりも大きいか否かを判別する。前記電流上限値よりも小さいと判別された場合には(S1NO)ステップS7に進む一方,大きいと判別された場合には(S1YES)ステップS2に進む。
ステップS2では,前記制御部10により前記電流値の変化が観測され,前記極大電流値が検出される。ステップS2が終了すると,ステップS3に進む。
ステップS3では,前記制御部10により,前記電流値の変化における極大電流値が,記憶部15に記憶されている以前に検出された電流値のうちの最高値よりも大きいか否かが判別される。
大きいと判別された場合には(S3YES)ステップS4に進む一方,小さいと判別された場合には(S3NO)ステップS5に進む。
ステップS4では,前記制御部10により,既に前記記憶部15に記憶されている電流値に代わって前記極大電流値が最高値として更新記憶される。ステップS4が終了されると,ステップS5に進む。
ステップS5では,前記制御部10により,前記記憶部15に記憶されている前記電流値異常状態の発生回数に1が加算される。ステップS5が終了されると,ステップS6に進む。
ステップS6では,前記制御部10により,前記駆動回路8に対する通風制御信号の出力を停止し,これにより前記電動通風機7の駆動を停止する。
ステップS8では,前記制御部10により前記電流値の変化が観測され,前記極小電流値が検出される。ステップS8が終了すると,ステップS9に進む。
ステップS9では,前記制御部10により,前記電流値の変化における極小電流値が,記憶部15に記憶されている,以前に検出された電流値のうちの最低値よりも小さいか否かが判別される。
小さいと判別された場合には(S9YES)ステップS10に進む一方,大きいと判別された場合には(S9NO)ステップS5に進む。
ステップS10では,前記制御部10により,既に前記記憶部15に記憶されている最低の電流値に代わって前記極小電流値が最低値として更新記憶される。ステップS10が終了されると,ステップS5に進む。
ステップS11は,当該電気掃除機Aの制御のうち,電流値異常状態の履歴記憶以外の処理を表している。その中には,前記温度異常状態の履歴記憶,前記通風量異常状態の履歴記憶などが含まれるが,これらの処理は上記の処理と同様に行われるものであるため,説明を省略する。尚,前記温度異常状態は前記設定温度以上の場合に発生したと見なされるものであり,前記温度異常状態の履歴記憶処理では,上述のS7〜S10に相当する処理は行われない。
ステップS11が終了されると,S1からの処理を再び繰り返す。
以上のように,前記電動通風機7の負荷状態を表す前記電流値異常状態,前記温度異常状態,前記通風量異常状態の回数,及び電流値,通風量,温度の最高値などが前記記憶部15に記憶されるので,この情報を元にすれば前記電動通風機7の故障原因の判別等の対応が容易となる。
例えば,前記温度異常状態の発生回数が多いようであれば,温度が頻繁に通常の温度領域を超えた高温になっていることが想定され,フィルタが目詰まりを起こしており,排気が適切になされていない等と考えられる。また,前記電動通風機による通風量の最低値からは,前記排気口に対するゴミ詰まりの程度が判別可能である。また,前記電流値の最高値があまりにも大きい場合には,前記駆動回路8の回路異常を想定することが可能である。
尚,図3に示されるフローチャートについては様々な変形例が考え得る。例えば,ステップS6の処理(前記電動通風機7の停止処理)は,異常状態の発生回数が予め定められた極限回数に達した場合にのみ行うものとしても良い。
また,前記設定範囲を規定する上限値よりも遙かに大きい第2の上限値を予め前記制御部10に設定しておき,例えばステップS1とステップS2との間に,前記電流センサ9による検出値と前記第2の上限値とを比較する処理を設けることも考えられる。前記検出値が前記第2の上限値を上回っている場合は,通常では考えられない高電流値が検出されたことに相当し,従って前記制御部10は電流値の異常ではなく前記電流センサ9に異常があると判断する。また,前記制御部10は,センサの異常を報知する所定の警告音を出力する制御を行う。
ステップS101では,前記制御部10により前記データ入出力部16から所定のデータ出力要求信号が入力されたか否かが判別される。入力したと判別された場合には(S101YES)ステップS102に進む一方,入力されていないと判別された場合には(S101NO)当該出力処理を抜けて別の処理に移る(エンド)。尚,前記データ入出力部16は前記手元スイッチ5に接続されており,前記手元スイッチ5から所定の履歴出力要求操作がなされた場合,若しくは前記データ入出力部16に接続された外部機器からのデータ出力要求があった場合等に,前記データ出力要求信号を前記制御部10に入力する。
ステップS102では,前記記憶部15(異常履歴情報記憶手段の一例)により記憶されている前記異常履歴情報が前記制御部10により読み取られる。また,その読み取り情報は前記表示部13に表示(出力の一例)される。若しくは,前記データ入出力部16に接続された外部機器に対して前記読み取り情報を表す所定の信号を出力しても良い。前記制御部10,前記表示部13,前記データ入出力部16が記憶情報出力手段の一例である。
尚,本発明に係る電気掃除機は,このような記憶情報出力手段を有するものである必要はなく,前記記憶部15(異常履歴情報記憶手段の一例)を着脱可能としておき,外部機器に前記記憶部15を接続して前記記憶部15の記憶情報を読み取る場合も考えられる。
図2は,上述のような予測寿命(疲労状態の一例)推定機能を有する,本発明の実施例に係る電気掃除機の主要部のブロック図である。また,図6は当該電気掃除機による予測寿命の算出方法を説明する概念図である。以下,図2,図6を参照しつつ,前記予測寿命推定機能について説明する。
当該電気掃除機では,制御部10に現在時刻を計時するタイマ17が接続されている。前記制御部10は,当該電気掃除機の初回起動時に,前記タイマ17による計時情報,つまり初回起動時の時刻(日単位で構わない)を記憶部15に記憶する。
前記制御部10は,前記記憶部15に記憶されている前記異常履歴情報にもとづいて,定期的若しくは当該電気掃除機の起動時などに,現在までに前記電動通風機7に蓄積されたと予測される,以下の式(1)のようなダメージ値Dを計算する。尚,以下の式(1)におけるNtは温度異常状態が生じた回数。T0は前記設定温度,Tmaxは温度の最高値,Nwは通風量異常状態が生じた回数,Wlは設定通風量範囲の下限値,Whは設定通風量範囲の上限値,Wmaxは通風量の最高値,Wminは通風量の最低値,Ncは電流値異常状態が生じた回数,Clは設定電流値範囲の下限値,Chは設定電流値範囲の上限値,Cminは電流値の最低値,Cmaxは電流値の最高値,α,β,γはそれぞれ適宜設定される重み付け定数である。
D=α(Tmax―T0)Nt+β{(Wmax―Wmin)―(Wh―Wl)}Nw
+γ{(Cmax―Cmin)―(Ch―Cl)}Nc …(1)
尚,例えば前記通風量が前記設定通風範囲の下限値を下回った履歴がなく,前記通風量の最低値が記憶されていない場合等には,Wmin=Wl等として式(1)の計算が実行される。他も同様である。
即ち,前記制御部10は,上述の式(1)により前記ダメージ値Dが計算される度に,前記タイマ17の計時情報(日単位)を参照し,前記記憶部15に記憶されている初回起動時の時刻との差(つまり,初回起動時から経過した時間,以下,経過時間)を計算する。
また,前記制御部10は,前記ダメージ値Dと前記経過時間から,単位時間(例えば,一日)当たりのダメージ蓄積量を計算する。更に,今後もそのようなダメージ蓄積量に基づくペースで前記ダメージ値Dの蓄積が生じるものと仮定して,前記ダメージ値Dが前記耐久値Dmaxに到達するであろう前記経過時間を予測する。このように得られた経過時間が,前記電動通風機7の予測寿命である。前記制御部10,前記タイマ17が疲労状態推定手段の一例である。
尚,手元スイッチ6からの所定の操作入力を検知した場合,前記制御部10は表示部13より,上述のように得られた予測寿命(疲労状態推定手段による推定結果)を表示させるものとする。前記制御部10及び表示部13が推定結果出力手段の一例である。
これにより,現在の前記電動通風機7のダメージ値及び予測寿命が自動で診断され,例えばメンテナンスを行うべき時期などの把握が容易になる。
また,上述の実施形態において,極大温度,極大電流値,極大通風量のうちの最高値が異常履歴情報として記憶される例について開示したが,異常状態の発生回数だけを前記異常履歴情報として記憶する場合も考えられる。
更に,前記異常履歴情報として,例えば前記電流値が前記設定電流値範囲の上限値を上回る電流値異常状態が発生する毎に,前記極大電流値を該電流値異常状態の発生時刻に対応付けられた極大電流値変化情報を記憶する例も考えられる。また極小電流値についても同様である。更に,極大通風量,極小通風量,極大温度等についても同様である。
このような履歴を記憶することにより,過去に生じた異常の推移の推定及び今後の推移の推定が可能となるであろう。また,異常状態の発生時刻がある特定の時刻に集中している場合には,制御部10により,その特定の時刻においては電動通風機7に対する強い通風量での稼働制御が禁止されるような用い方も可能である。
1…本体部
2…ホース
3…吸込口部
4…手元スイッチ部
5…手元スイッチ
6…延長管
7…電動通風機
8…駆動回路
9…電流センサ
10…制御部
11…温度センサ
12…通風量センサ
13…表示部
14…電源
15…記憶部
16…データ入出力部
17…タイマ
Claims (12)
- 電動通風機を有する電気掃除機であって,
前記電動通風機の負荷に関する異常状態を検出する異常状態検出手段と,
前記異常状態検出手段の検出履歴に関する異常履歴情報を記憶する異常履歴情報記憶手段と,
を具備してなることを特徴とする電気掃除機。 - 前記異常履歴情報記憶手段による記憶情報を出力する記憶情報出力手段を更に具備する請求項1に記載の電気掃除機。
- 前記異常履歴情報記憶手段が当該電気掃除機に着脱可能に設けられたものである請求項1又は2のいずれかに記載の電気掃除機。
- 前記異常履歴情報記憶手段の記憶情報に基づいて前記電動通風機の疲労状態を推定する疲労状態推定手段を具備する請求項1〜3のいずれかに記載の電気掃除機。
- 前記疲労状態推定手段による推定結果を出力する推定結果出力手段を具備する請求項4に記載の電気掃除機。
- 前記異常履歴情報に,前記異常状態検出手段による前記異常状態の検出回数が含まれてなる請求項1〜5のいずれかに記載の電気掃除機。
- 前記異常状態検出手段が前記電動通風機の温度の異常状態を検出する温度異常状態検出手段を具備する請求項1〜6のいずれかに記載の電気掃除機。
- 前記温度異常状態検出手段が,前記電動通風機の温度が予め定められた設定温度を超える異常状態における極大温度を検出するものであり,
前記異常履歴情報記憶手段が,前記温度異常状態検出手段によりその都度検出される前記極大温度のうちの最高値を前記異常履歴情報として記憶してなる請求項7に記載の電気掃除機。 - 前記異常状態検出手段が前記電動通風機の通風量の異常状態を検出する通風量異常状態検出手段を具備してなる請求項1〜8のいずれかに記載の電気掃除機。
- 前記通風量異常状態検出手段が,前記電動通風機の前記通風量が予め定められた設定風量範囲から外れる異常状態における極大通風量及び/又は極小通風量を検出するものであり,
前記異常履歴情報記憶手段が,前記通風量異常状態検出手段によりその都度検出される極大通風量のうちの最高値及び/又は極小通風量のうちの最低値を前記異常履歴情報として記憶してなる請求項9に記載の電気掃除機。 - 前記異常状態検出手段が前記電動通風機に通電される電流値の異常状態を検出する電流値異常状態検出手段を具備してなる請求項1〜10のいずれかに記載の電気掃除機。
- 前記電流値異常状態検出手段が,前記電動通風機に通電される電流値が予め定められた設定電流値範囲から外れる異常状態における極大電流値及び/又は電流値を検出するものであり,
前記異常履歴情報記憶手段が,前記電流値異常状態検出手段によりその都度検出される極大電流値のうちの最高値及び/又は極小電流値のうちの最低値を前記異常履歴情報として記憶してなる請求項11に記載の電気掃除機。
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