JP2006280840A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】技術法規が異なる掃除機の起動方法の差異があっても短期間で開発できる制御方式を搭載し、短期間で開発可能な電気掃除機を提供すること。
【解決手段】塵埃を吸引するための電動送風機１と、前記電動送風機１を制御する電動送風機制御手段２と、前記電動送風機１の起動方法を選択する電動送風機起動手段４を設け、電気掃除機の使用開始時に前記電動送風機起動手段４から電動送風機制御手段２に低入力で起動するか高入力で起動するかの信号を出力する構成とした。これにより、電気掃除機の使用開始時に、電気掃除機を使用する地域や国を判定し、使用地域に応じて電動送風機１や電動機６の起動制御（スロースタートまたはハイスタート）を行なうことが可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は、異なる技術法規のもとで掃除機の起動方法の差異を解決する制御方式を搭載し、短期間で開発可能な電気掃除機に関するものである。

一般的に家庭用電気機器は家庭用電源の特性に合わせて設計、生産されているが、電源の特性（電源電圧や電源周波数）は国や地域によって異なっている。

欧州地域は概ね２３０Ｖ、５０Ｈｚであるが、英国は２４０Ｖ、５０Ｈｚであり、わずかながら公称電圧が異なっている。

これに対して北米地域は１２０Ｖ、６０Ｈｚである。

さらに欧州はＥＮ規格、北米はＵＬ規格やＣＳＡ規格というように、国や地域が違うことで要求される技術法規（規格）も異なっている。

このため設計者はこれらの差異、すなわち電気的仕様や技術法規に応じた設計を行ない、また個々の評価検証を行っている。

電気掃除機の場合には、例えば電動送風機の定格電圧仕様を２４０Ｖ、２３０Ｖなど細かく分けている。

このためこれだけでも、２種類の電動送風機単体での評価や電気掃除機としての評価、例えば吸込力やこれに関連する集塵性能、吸込力低下時のプロテクタ動作など別々に評価を行う必要があり、多大な時間を必要としている。

またＥＮ規格では、掃除機起動時にはフリッカ規格（ＥＮ６１０００−３−３）を満足させる必要があり、具体的にはスロースタートが要求される。

北米では、高入力機器の起動時に発生する電源電圧歪と突入電流波形が起因となる火花による火災防止のため、ＵＬ１６９９規格に定められたＡｒｃＦａｕｌｔＣｉｒｃｕｉｔＩｎｔｅｒｒｕｐｔｅｒ（以下「ＡＦＣＩ」という）の設置が義務付けられている。

これは「高」入力や「低」入力で機器を起動するよりもむしろ「中」入力などでの起動が課題となり、スロースタートよりもハイパワーで起動（以下「ハイスタート」という）した方が良いとされている。

スロースタートとハイスタートでの一般的な電流波形を図３に示す。

このように仕向地により全く正反対の制御方式が要求されていることがわかる。

このため設計者は、掃除機の操作仕様が共通であっても、仕向地によって全く異なる制御回路を別々に開発する必要があった。例えばスロースタート回路としては下記のような方式が示されている。
特開２００２−５２７０２５号公報

しかしながら、上記のように技術法規の異なる仕向地ごとに開発・設計を行なうと、機種全体として開発に時間がかかりすぎる。逆にある仕向地を先に開発し、その後に別の技術法規を持つ仕向地の開発を行なう場合には、制御回路の部品点数や配線方式の差によって、当初構成や大きさのままでは開発すらできないという場合もあり、機種開発において効率的とは言えない状況にあった。

本発明は上記課題を解決するもので、技術法規が異なる掃除機の起動方法の差異があっても短期間で開発できる制御方式に関するものである。

上記従来の課題を解決するために本発明は、塵埃を吸引するための電動送風機と、前記電動送風機を制御する電動送風機制御手段と、前記電動送風機の起動方法を選択する電動送風機起動手段を設け、掃除機の使用開始時に前記電動送風機起動手段から電動送風機制御手段に低入力で起動するか高入力で起動するかの信号を出力する構成としたので、掃除機の始動特性の改善や家庭用ブレーカー特性に対応できる。

本発明は、掃除機の使用開始時に電動送風機起動手段から電動送風機制御手段に低入力で起動するか高入力で起動するかなどの信号を出力するため、技術法規が異なる掃除機の起動方法の差異があっても短期間で開発できる。

第１の発明は、塵埃を吸引するための電動送風機と、前記電動送風機を制御する電動送風機制御手段と、前記電動送風機の起動方法を選択する電動送風機起動手段を設け、掃除機の使用開始時に前記電動送風機起動手段から電動送風機制御手段に低入力で起動するか高入力で起動するかの信号を出力する構成としたので、掃除機の始動特性の改善や家庭用ブレーカー特性に対応できる。

第２の発明は、電動送風機の入力を設定する入力設定手段を設け、この入力設定手段の出力は電動送風機起動手段に入力され、掃除機の使用開始時に前記入力設定手段で設定した入力に応じて電動送風機起動手段から電動送風機制御手段に低入力で起動するか高入力で起動するかの信号を出力する構成としたので、掃除機の始動特性の改善や家庭用ブレーカー特性に対応できる。

第３の発明は、被掃除面の塵埃を掻き出す回転ブラシを駆動する電動機と、前記電動機の回転数を制御する電動機制御手段と、塵埃を吸引するための電動送風機と、前記電動機の起動方法を選択する電動機起動手段を設ける構成としたので、掃除機の始動特性の改善や家庭用ブレーカー特性に対応できる。

第４の発明は、電動機の回転数を設定する回転数設定手段を設け、この回転数設定手段の出力は電動機起動手段に入力され、掃除機の使用開始時に前記回転数設定手段で設定した回転数に応じて電動機起動手段から電動機制御手段に低回転数で起動するか高回転数で起動するかの信号を出力する構成としたので、掃除機の始動特性の改善や家庭用ブレーカー特性に対応できる。

第５の発明は、掃除機本体に印加される電源電圧を検知する電圧検知手段を設け、掃除機の使用開始時に前記電圧検知手段の出力を電動送風機起動手段に出力し、電源電圧に応じて電動送風機の起動方法の選択を行うことにより、掃除機の始動特性の改善や家庭用ブレーカー特性に対応できる。

第６の発明は、掃除機本体に印加される電源周波数を検知する周波数検知手段を設け、掃除機の使用開始時に前記周波数検知手段の出力を電動送風機起動手段に出力し、電源周波数に応じて電動送風機の起動方法を行うことにより、掃除機の始動特性の改善や家庭用ブレーカー特性に対応できる。

第７の発明は、掃除機本体に印加される電源電圧を検知する電圧検知手段を設け、掃除機の使用開始時に前記電圧検知手段の出力を電動機起動手段に出力し、電源電圧に応じて電動機の起動方法の選択を行うことにより、掃除機の始動特性の改善や家庭用ブレーカー特性に対応できる。

第８の発明は、掃除機本体に印加される電源周波数を検知する周波数検知手段を設け、掃除機の使用開始時に前記周波数検知手段の出力を電動機起動手段に出力し、電源周波数に応じて電動機の起動方法の選択を行うことにより、掃除機の始動特性の改善や家庭用ブレーカー特性に対応できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態における電気掃除機の回路ブロック図を示す。

図１において、１は塵埃を吸引するための電動送風機、２は前記電動送風機１を制御する電動送風機制御手段、３は前記電動送風機１の入力を設定する入力設定手段、４は前記電動送風機１の起動方法を選択する電動送風機起動手段であり、掃除機の使用開始時に電動送風機制御手段２にどのような起動を行うかの信号を出力する。

６は被掃除面の塵埃を掻き出す回転ブラシ（図示せず）を駆動する電動機、７は前記電動機６の回転数を制御する電動機制御手段、８は前記電動機６の回転数を設定する回転数設定手段、９は前記電動機６の起動方法を選択する電動機起動手段であり、掃除機の使用開始時に電動機制御手段７にどのような起動を行うかの信号を出力する。

１１は掃除機本体に印加される電源電圧を検知する電圧検知手段、１２は掃除機本体に印加される電源周波数を検知する周波数検知手段であり、ともに前記電動送風機起動手段４および電動機起動手段９に検知電圧や検知周波数を出力している。

本実施の形態では、電動送風機起動手段４および電動機起動手段９はいずれも北米地域（１２０Ｖ６０Ｈｚ）での使用かどうかを判定し、電動送風機制御手段２および電動機制御手段７に下記の信号を出力する。

（ａ）北米地域での使用と判断した場合
１）入力設定手段３
「高」入力設定・・・ハイスタート信号継続
「高」入力以外・・・ハイスタート信号後、所定入力信号
２）回転数設定手段８
「高」回転数設定・・・ハイスタート信号継続
「高」回転数以外・・・ハイスタート信号後、所定回転数信号
（ｂ）北米以外の地域での使用と判断した場合
１）入力設定手段３
「低」入力以外・・・スロースタート信号後、所定入力信号
「低」入力設定・・・所定入力信号
２）回転数設定手段８
「低」回転数以外・・・スロースタート信号後、所定回転数信号
「低」回転数設定・・・所定回転数信号
以上のように構成した電気掃除機について、図２を参照して以下その動作、作用を説明する。

（ａ）北米地域での使用
電圧検知手段１１からは１２０Ｖの信号が、周波数検知手段１２からは６０Ｈｚの信号が電動送風機起動手段４および電動機起動手段９に出力されるため、電動送風機制御手段２および電動機制御手段７にまずはハイスタート信号が出力されるため、掃除機全体の起動電流波形は図２（ａ）のようになり、ＡＦＣＩが働くことはない。

（ｂ）欧州地域での使用
電圧検知手段１１からは２３０Ｖ〜２４０Ｖの信号が、周波数検知手段１２からは５０Ｈｚの信号が電動送風機起動手段４および電動機起動手段９に出力されるため、電動送風機制御手段２および電動機制御手段７にはスロースタート信号が出力されるため、掃除機全体の起動電流波形は図２（ｂ）のようになり、フリッカ規格を満足することができる。

この場合、もし電源電圧が極端に低下して（例えば１２０Ｖ）北米地域と判断した場合には、基本性能は得られない事は当然だが、ハイスタート信号が出力されるので、電動送風機１も電動機６も起動特性が改善されるという優れた効果も得られる。

なお、本実施の形態では電動送風機１にも電動機６にも同一信号を出力しているが、例えば北米地域の場合、電動機にはハイスタート信号を、電動送風機１にはスロースタート信号を出力しても良い。

また、電動送風機起動手段４も電動機起動手段９もともに電源電圧と電源周波数の組合せで掃除機を使用しようとしている国・地域を特定している、すなわち電圧検知手段１１および周波数検知手段１２の出力により掃除機を使用する地域や国を判定する使用国判定を行っている。本発明では起動時の制御にのみ差を持たせたが、同様に使用国で技術法規に差がある場合には、この判定信号を用いて電動送風機１や電動機６の制御を行っても良い。

以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、電源電圧や電源周波数などの電源特性が異なる国々においても、使用時において問題が発生することは無い。すなわち技術法規が異なる掃除機の起動方法の差異があっても短期間で開発できる。

また、電源電圧が極端に変動しても、電動送風機も電動機も起動特性が改善されるという優れた効果も得られる。

本発明の実施の形態１を示す電気掃除機の回路ブロック図 （ａ）同電気掃除機が北米地域と判定する場合の起動時の電流波形を表す図（ｂ）同電気掃除機が北米地域以外と判断した場合の起動時の電流波形を表す図 （ａ）ハイスタートの場合の機器起動時の一般的な電流波形を表す図（ｂ）スロースタートの場合の機器起動時の一般的な電流波形を表す図

符号の説明

１ 電動送風機
２ 電動送風機制御手段
３ 入力設定手段
４ 電動送風機起動手段
６ 電動機
７ 電動機制御手段
８ 回転数設定手段
９ 電動機起動手段
１１ 電圧検知手段
１２ 周波数検知手段

Claims (8)

1. 塵埃を吸引するための電動送風機と、前記電動送風機を制御する電動送風機制御手段と、前記電動送風機の起動方法を選択する電動送風機起動手段を設け、掃除機の使用開始時に前記電動送風機起動手段から電動送風機制御手段に低入力で起動するか高入力で起動するかの信号を出力する構成とした電気掃除機。
2. 電動送風機の入力を設定する入力設定手段を設け、前記入力設定手段の出力は電動送風機起動手段に入力され、電気掃除機の使用開始時に前記入力設定手段で設定した入力に応じて電動送風機起動手段から電動送風機制御手段に低入力で起動するか高入力で起動するかの信号を出力する構成とした請求項１記載の電気掃除機。
3. 被掃除面の塵埃を掻き出す回転ブラシを駆動する電動機と、前記電動機の回転数を制御する電動機制御手段と、塵埃を吸引するための電動送風機と、前記電動機の起動方法を選択する電動機起動手段を設ける構成とした電気掃除機。
4. 電動機の回転数を設定する回転数設定手段を設け、この回転数設定手段の出力は電動機起動手段に入力され、電気掃除機の使用開始時に前記回転数設定手段で設定した回転数に応じて電動機起動手段から電動機制御手段に低回転数で起動するか高回転数で起動するかの信号を出力する構成とした請求項３記載の電気掃除機。
5. 電気掃除機本体に印加される電源電圧を検知する電圧検知手段を設け、掃除機の使用開始時に前記電圧検知手段の出力を電動送風機起動手段に出力し、電源電圧に応じて電動送風機の起動方法の選択を行うように構成した請求項１または２記載の電気掃除機。
6. 電気掃除機本体に印加される電源周波数を検知する周波数検知手段を設け、掃除機の使用開始時に前記周波数検知手段の出力を電動送風機起動手段に出力し、電源周波数に応じて電動送風機の起動方法の選択を行うように構成した請求項１または２記載の電気掃除機。
7. 電気掃除機本体に印加される電源電圧を検知する電圧検知手段を設け、掃除機の使用開始時に前記電圧検知手段の出力を電動機起動手段に出力し、電源電圧に応じて電動機の起動方法の選択を行うように構成した請求項３または４記載の電気掃除機。
8. 電気掃除機本体に印加される電源周波数を検知する周波数検知手段を設け、掃除機の使用開始時に前記周波数検知手段の出力を電動機起動手段に出力し、電源周波数に応じて電動機の起動方法の選択を行うように構成した請求項３または４記載の電気掃除機。

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