JP2008035885A

JP2008035885A - 電気掃除機

Info

Publication number: JP2008035885A
Application number: JP2006209665A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Ueno; 聖一上野; Kenji Sone; 健次曾根; Arata Takahashi; 新高橋; Akihiro Kitagawa; 晃博北川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2008-02-21
Anticipated expiration: 2026-08-01
Also published as: JP4752662B2

Abstract

【課題】ごみ検出を行う電気掃除機において、ごみが溜まった際の掃除音を低減し、使用性を向上すること。
【解決手段】吸込み力を発生させる電動送風機２と、電動送風機２を駆動する駆動手段１２と、吸引風量を検出する風量検知手段１３と、塵埃を検出してごみ信号を出力するごみ検出手段１１と、吸引風量と電動送風機２の入力との相関を示すテーブル表と、制御手段９とを備え、制御手段９は、前記テーブル表の所定風量に対応する電動送風機２の入力を、所定幅、可変する電気掃除機において、所定風量以下になったときに電動送風機２の入力を可変する幅を、所定風量前の入力を可変する幅に対して小さくした。これにより、吸い込み力を可変でき、掃除音を低減し、使用性を向上できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気掃除機に関するもので、特にごみ検出と電動送風機の入力制御に関するものである。

従来、この種の電気掃除機は、図２、９に示すように掃除機本体１に電動送風機と信号処理部がある制御手段が内蔵され、手元操作部４と掃除機本体１を接続するホース３と、吸込み具６に内蔵されている電動機と、前記電動機によって回転する塵埃をかきあげる回転ブラシと吸込み具６と手元操作部４を接続する延長管５とから構成されており、手元操作部４によって電動送風機の吸込み力コントロールや電動機の回転の有無を制御している。また、手元操作部４では「切」、「おまかせ」、「強」、「弱」ポジション等の複数の吸込み力が選択可能で「強」ポジションではゴミ集塵での風量低下による吸込み力の低減を補うために、風量を電動送風機２の電流検知手段によって検知し、吸込み力を上げるように制御を行っているものがほとんどである。また近年では電動送風機に流れる電流を検知し、その相関で風量を推定し、ゴミが集塵され電流値が低減されて、予め設定された電流値以下になると、ゴミ捨てを専用の報知手段で報知したり、吸込み力を低減させたりする使い勝手を考えた制御も行われている。さらには「おまかせ」、「弱」ポジションでは集塵経路内であるホース３の掃除機本体１側の接続部にごみの通過を検出するごみ検出手段１１を備え、ごみがあるときには表示手段（手元操作部内）で表示しながら、吸込み力を上げて掃除を行うように、集塵効率を向上させる制御も行われている。
特開２００２−２４８０７０号公報

しかしながら、前記従来の構成においては、使用者が掃除を行い始めたときからごみを吸引していくと、吸引風量が集塵室内のごみの圧損によって低下していく。このような場合に電動送風機は、吸引風がないため空回りに近い状態になり、回転数が上昇することになる。そうすると回転数に比例した周波数の音が発生し、風きりの音が小さくなるため回転数に比例した音が耳障りになってくる場合がある。

特にごみを検出し、その信号によって電動送風機の入力を可変させるタイプにおいては風量が低下してきたときと、低下する前とで、同じごみ量を吸引したときの変動が同じ場合には、風量が低下したときの変動は、非常に違和感のある騒音になっていた。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電気掃除機は、吸込み力を発生させる電動送風機と、前記電動送風機を駆動する駆動手段と、吸引風量を検出する風量検知手段と、塵埃を検出してごみ信号を出力するごみ検出手段と、制御手段とを備え、前記制御手段が、前記ごみ検出手段からのごみ信号を入力されて、その吸引風量に対応する電動送風機の入力を、所定幅可変する構成とした電気掃除機において、吸引風量が所定風量以下になったときにごみ信号を入力されて電動送風機の入力を可変するときの幅を、吸引風量が所定風量以下になる前の入力を可変するときの幅に対して、小さくなるようにしたことを特徴とするものである。これによって、ごみが溜まった際の掃除音も低減でき、使用性の高い電気掃除機を提供できる。

本発明の電気掃除機は、ごみを吸引していった際の風量の低下による電動送風機の回転数に比例した音を抑え、全領域に対して使用性の高い電気掃除機を提供できる。

第１の発明は、吸込み力を発生させる電動送風機と、前記電動送風機を駆動する駆動手段と、吸引風量を検出する風量検知手段と、塵埃を検出してごみ信号を出力するごみ検出手段と、制御手段とを備え、前記制御手段が、前記ごみ検出手段からのごみ信号を入力されて、その吸引風量に対応する電動送風機の入力を、所定幅可変する構成とした電気掃除機において、吸引風量が所定風量以下になったときにごみ信号を入力されて電動送風機の入力を可変するときの幅を、吸引風量が所定風量以下になる前の入力を可変するときの幅に対して、小さくなるようにしたことにより、使い勝手のいい騒音の低い掃除ができる。

第２の発明は、第１の発明において、所定風量以下になった際に、ごみ検出手段からの信号により可変する吸込み力の中心値を下げることにより、電動送風機の回転数に比例した音を低減できる。

第３の発明は、吸込み力を発生させる電動送風機と、前記電動送風機を駆動する駆動手段と、吸引風量を検出する風量検知手段と、塵埃を検出してごみ信号を出力するごみ検出手段と、制御手段とを備え、前記制御手段が、前記ごみ検出手段からのごみ信号を入力されて、その吸引風量に対応する電動送風機の入力を、所定幅可変する構成とした電気掃除機において、ごみ信号を入力されたときの吸引風量が小さいほど、前記電動送風機の入力を可変する幅も小さくなるようにしたことにより、吸引風量が小さいほど、前記電動送風機の入力の可変幅も小さくでき、電動送風機の回転数に比例した音を全風量域で低減できる。

第４の発明は、第３の発明の電動送風機の入力を可変する幅を、連続して小さくしたことにより、電動送風機の入力の可変幅を連続して小さくでき、より精度のよいコントロールで、電動送風機の回転数に比例した音を低減できる。

第５の発明は、第１〜第４のいずれか１つの発明において、ごみの有無を報知すると共に、所定風量以下になったことも報知する、報知手段を有したことにより、掃除している状態を変えることなく、ごみ量を確認できる。

第６の発明は、第１〜第５のいずれか１つの発明において、使用者が任意に操作できる操作手段を設け、この操作手段により吸込み力、ごみの有無および風量低下のタイミングを切り替えることができるようにしたので、使用者が自分の好みで、所定の風量を設定できる。

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って本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における電気掃除機の回路ブロック図、図２は電気掃除機の外観図を示すものである。

図１、２において、１は電気掃除機本体であり、２は吸引力を発生させ、塵埃を集塵室（図示せず）に集塵するための電動送風機２を内蔵している。３はホースであり、前記電動送風機２の吸引力の強さである「強」、「おまかせ」、「弱」などの運転ポジションを切り替える手元操作部４と掃除機本体１を接続している。６は床面に接して被掃除面の塵埃等を吸引させるための吸込み具であり、被掃除面の塵埃をかきあげる回転ブラシ（図示せず）と前記回転ブラシを駆動する電動機（図示せず）を内蔵している。前記回転ブラシはベルト（図示せず）などを介して、前記電動機により駆動されたり、あるいは前記回転ブラシ内に電動機を内蔵し、ギア（図示せず）などを介して前記回転ブラシを駆動させる方法などがある。５は延長管で、前記吸込み具６と前記ホース３とを連通させており伸縮可能になっている。手元操作部４を操作し、前記電動送風機２および電動機を駆動させることで、吸込み具６から被掃除面の塵埃は、かきあげられ、前記塵埃は、延長管５、ホース３を通って電気掃除機本体１へと運搬され、塵埃は電気掃除機本体１内に内蔵された集塵室（図示せず）に集塵されるとともに、吸込み風は前記電気掃除機本体１より排出される。

前記手元操作部４からの操作を受けて、電動送風機２および電動機の動作を制御している制御手段９は掃除機本体１に内蔵されている。また吸込み具６には吸込み具本体と狭い隙間を掃除できるように子ノズル（図示せず）が着脱可能に備えており、「おまかせ」ポジションではこの吸込み具６の状態「離床」、「着床」、「子ノズル」よって運転モードを切り替えている。吸気経路内にはゴミの通過を検出するためのゴミ検出手段１１を備えており、ゴミ検出手段１１でゴミが検出されないときには前記電動送風機２や電動機の電力を小さくしておき、検出したら前記電動送風機２や電動機の吸込み力を上げることでゴミがないときの消費電力を抑え、省エネも行っている。

また図１において、１２は前記電動送風機２を駆動する駆動手段、１３は吸引風量を検出する風量検知手段、１１は塵埃を検出するごみ検出手段、１４はごみの有無を報知する報知手段、９は前記ごみ検出手段１１からの信号を受けて複数段階に吸込み力を可変し、前記風量検知手段１３の検知信号を入力し、前記報知手段１４へ信号を出力する制御手段である。

以上のように構成された電気掃除機について、以下その動作、作用を説明する。

使用者が掃除を行う場合、電源プラグを持ち商用電源（ＡＣ１００Ｖ）に挿入する。その後、図３のような手元操作部４にあるスイッチ（たとえば強、弱、おまかせ、切）を操作することで運転が開始される。ここで、それぞれのポジションについて説明する。まず切ポジションは、掃除機を使用しないときに押すポジションで、前記電動送風機２の動作を停止するものである。弱ポジションは、やわらかい、軽い掃除対象物の場合に設定するポジションで、電動送風機２の入力も他のポジションより低い設定がされている。おまかせポジションは、お勧めしているポジションであり、ごみ検出手段１１の信号によって、最適な入力を設定しているポジションであり、ごみの有無で入力を可変し、むだな電力を使用することなく掃除を行えるポジションである。強ポジションは最大の吸い込み力がでるポジションでありゴミ検出手段１１によっての吸い込み力の変化は行わなく開放風量時には９００Ｗ程度になっている。

それぞれの動作については、前記制御手段９が、入力操作部４を使用者が操作したことを検出し、それぞれのポジションに応じて前記駆動手段１２を通じて電動送風機２を操作することになる。

ここで、図７の吸引風量と電動送風機の入力との相関を示すグラフについて説明する。

前記電動送風機２を動作させて発生させる吸引風量とこの電動送風機２の入力とに関するテーブル表において、例えば、おまかせポジションで動作中であれば、４４０Ｗ入力に対し、ごみ検出手段１１で検出したごみ量が少ないとき、標準、多いときの三段階にわけ、さらに吸引風量が１．４ｍ³／ｍｉｎを境にし、未満、以上でそれぞれの数値とし、この値を４４０ｗに加えた数値で前記電動送風機２の入力を決定する。例を挙げると、ごみ量が標準で１．６ｍ³／ｍｉｎであれば、７０＋４４０ｗで５１０ｗとなる。

それぞれの動作については、前記制御手段９が入力操作部４を使用者が操作したことを検出し、それぞれのポジションに応じて前記駆動手段１２を通じて電動送風機２を操作することになる。

掃除を行っていくうちに風量が低下する現象を説明すると、図４のように横軸に風量、縦軸に入力をとると、横軸は風量と相関のある集塵室のごみ量に置き換えることができる。つまり、掃除を行っていくにつれて集塵室内のごみの量が増えていき圧力損失が発生する。吸引した空気が通過しにくくなるのである。よって、風量が低下していく。

さて、前記ごみ検出手段１１の信号で電動送風機２の入力を可変させるおまかせポジションに使用者が設定した場合について説明する。おまかせポジションは省エネを考えているおすすめポジションになっており、吸い込み具６の状態とゴミ検出手段１１からの情報によって電動送風機２のパワーを可変するようになっている。

ごみが溜まっていない状態において説明する。

前記制御手段９は、前記ごみ検出手段１１からの入力がない場合については通常時例えば４４０Ｗの入力（図４のＡ点）で電動送風機２を駆動させるように前記駆動手段１２に信号を送る。これを受けた駆動手段１２は、電動送風機２の動作を開始させる。前記ごみ検出手段１１が吸引している状態でごみを検出しなければ、信号を前記制御手段９に送らないので、その状態の間は集塵室にあるごみの量に応じた風量によって図４のＡ点の状態からＢ点の状態までの間で入力が変動する。

ここで、ごみが吸引された場合について説明する。

ごみが吸引されると、前記ごみ検出手段１１がごみを検出し、前記制御手段９に信号を出力する。これを受けた制御手段９は、ごみがあることで入力をＵＰし、しっかりとごみを吸引させるために、前記駆動手段１２に例えば５５０Ｗにするように信号を送る。これを受けた前記駆動手段１２は、現在４４０Ｗの入力で動作している電動送風機２を５５０Ｗ入力に変更する。これによって、吸引力が上がりごみ取れ性が向上することになる。この入力をＵＰすると同じタイミングで、前記報知手段１４でごみがあることを使用者に知らせるために所定時間（例えば０．８秒）点灯させる。

このごみを検出した際の変動分であるが、例えば、上記に説明したように、４４０Ｗのライン（Ａ−Ｂ）に対し、ごみをごみ検出手段１１が検出した場合に５５０Ｗライン（Ｃ−Ｄ）にすると、前記電動送風機２が回転することにより発生する回転数に比例した音が、風量が低下してきたときに吸引する量が減ることでの風きり音の低下で非常に目立ってくる。また、吸引量が減っているのに音が大きく変動することが、使用実感にはあわない状態となる。そこで、図５に示すように例えば所定の風量（風量Ｆ点）になったときにその風量での５５０ＷラインとなるＧ点を例えば５００Ｗラインまで落とした制御を前記制御手段９は行う。そうすることによって、風量が低下してきた場合にも前記ごみ検出手段１１がごみを検出して入力をＵＰさせる幅を小さくできることで騒音を低減できる。

さらに、図５において、おまかせの基本ライン４４０Ｗ（Ａ−Ｂ）を変更することでも同じ効果を得ることができる。つまり、所定数量（図５のＦ点）においてこの風量より低下すると、現ラインを（Ｉ−Ｈ）ラインに切り替えて動作をさせる。

これにより、ベースの音量も低下できることで、騒音の低減が図れることになる。また、図６においては、前記電動送風機２の騒音に対して反比例できるようにごみ検出手段１１によってごみを検出した際の入力を変動させる幅（矢印ｙ）を設定することで、非常に使用性の高い物となる。この場合には、集塵していない場合の入力が上記説明の４４０ｗ（Ａ−Ｂ）ラインで、ごみ検出手段１１にてごみを検出した場合の入力を５５０ｗ（Ｃ点）から騒音レベルをほぼ一定にできる入力の変動を見越して引いたライン（Ｃ−Ｇ）にそって電動送風機２の入力変動をさせる。

風量検知手段１３と所定風量Ｆ点について説明する。

風量検知については、いろいろな方法がある。風量、温度変化、電流変化等であるが、例えば前記電動送風機２の電流値に応じて推定を行うとする。おまかせポジションの４４０Ｗラインで動作を行っているときには前記電動送風機２を駆動させる駆動手段１２の信号は一定であり、風量によって電流の変化が生じることになる。これは、風量が低下すると前記電動送風機２にかかる負荷が低下するので電流が低下することとなり、この変化を検知する。よって、この電流と風量の関係は、図８のようになる。各ポイント（Ａ，Ｂ，Ｊ点）は図５と同じポイントである。このように、おまかせポジションにおいてごみを前記ごみ検出手段１１が検出していない場合でのラインにおいての風量と電流の関係は相関があり、これを利用し、Ｆ点を選定する。例えば、図５で設定したポイントは、約１．４ｍ³／ｍｉｎ前後のポイントとなるが、使用者によってはもっと早く変更したい場合が考えられる。そこで、現在の入力操作部４に切替ポイントを変更できるような選択スイッチ４ａを設け、使用者が簡単に設定できるようにする。図９に示すように、前記ごみ信号検出手段１１の信号がある場合に、入力変動を行うが、その変動を切り替える図５のＦ点のポイントをもっと早くしたい場合には、図９の選択スイッチの「早く」を押す。また、もう少し遅くてもいい場合には、「遅く」を押すことで切替が可能となる。この際、図１０に示したように、この設定を記憶できる記憶手段１５を設け、設定した値を記憶することができる。この記憶においては、入力操作部４からの信号を前記制御手段９が検出し、前記記憶手段１５に出力し記憶させる。再度使用時には、この記憶手段１５から制御手段９が記憶値を読み込み、Ｆ点の設定値とする。

さて、前記報知手段１４についてであるが、図２に示したように延長管５にあり、使用者が掃除を行う際に見える位置に設定してある。しかしながら、使用者はこの報知手段１４が多く点灯することで、視線内に表示の点灯／消灯が存在して目触りと感じる場合もある。また、ごみの存在は知りたいが、見た目に汚れている部分の掃除については、点灯しなくてもわかっているといった場合もある。このような際も目ざわりと使用者が感じるので、入力の変動は、行うが、報知手段１４の動作を控えることができるようにする。図１１のように、制御手段９と報知手段１４の間にＯＮ／ＯＦＦ切替手段１６を設け、使用者が切替可能とし、前記入力操作部４で切替ができるようにする（図１２）。

また、従来の電気掃除機では集塵室が一杯になった際には本体１にある表示で知らせている機種もあるが、今回、使用者が好みで前記電動送風機２のごみ検出手段１１に対する入力を設定できることにより、使用者がこのポイントで音を下げたいことがわかることになる。よって、このポイントとなった際に、本体の表示ではなく、前記報知手段１４によって、使用者が掃除中に確実に認識できるようにし、そろそろごみが一杯になることを警告することを、ごみの有無を検出した際に報知することとかねる。ここで、報知手段１４は例えば２色発光（赤色・・・ごみ検出時、黄色・・・満杯に近いことを警告）にし、確実に使用者に掃除中に認識できるようにする。

この動作は、図５の風量Ｆ点になった際に、この信号を風量検知手段１３が検知し、前記制御手段９に信号を送る。これを受けた制御手段９が、報知手段１４に信号を送り報知が可能となる。

本発明の実施の形態１における電気掃除機の回路ブロック図同実施の形態における電気掃除機の外観図同実施の形態における電気掃除機の手元操作部の例を示す図従来の電気掃除機の各ポジションの風量と入力の相関を示す図本発明の実施の形態における電気掃除機の各ポジションの風量と入力の相関を示す図本発明の実施の形態における電気掃除機の各ポジションの風量と入力、騒音の相関を示す図本発明の実施の形態における電気掃除機の吸引風量と電動送風機の入力との相関を示すグラフ同実施の形態における、おまかせポジションの風量と電流の相関を示す図同実施の形態における電気掃除機の手元操作部の他の例を示す図同実施の形態における電気掃除機の回路ブロック図同実施の形態における電気掃除機の他の回路ブロック図同実施の形態における電気掃除機の手元操作部の他の例を示す図

符号の説明

１電気掃除機本体
２電動送風機
３ホース
４手元操作部
５延長管
９制御手段
１１ゴミ検出手段
１２駆動手段
１３風量検知手段
１４報知手段
１５記憶手段
１６ＯＮ／ＯＦＦ切替手段

Claims

吸込み力を発生させる電動送風機と、前記電動送風機を駆動する駆動手段と、吸引風量を検出する風量検知手段と、塵埃を検出してごみ信号を出力するごみ検出手段と、制御手段とを備え、前記制御手段が、前記ごみ検出手段からのごみ信号を入力されて、その吸引風量に対応する電動送風機の入力を、所定幅可変する構成とした電気掃除機において、吸引風量が所定風量以下になったときにごみ信号を入力されて電動送風機の入力を可変するときの幅を、吸引風量が所定風量以下になる前の入力を可変するときの幅に対して、小さくなるようにした電気掃除機。
所定風量以下になったときに、ごみ検出手段からの信号により可変する吸込み力の中心値を下げた請求項１記載の電気掃除機。
吸込み力を発生させる電動送風機と、前記電動送風機を駆動する駆動手段と、吸引風量を検出する風量検知手段と、塵埃を検出してごみ信号を出力するごみ検出手段と、制御手段とを備え、前記制御手段が、前記ごみ検出手段からのごみ信号を入力されて、その吸引風量に対応する電動送風機の入力を、所定幅可変する構成とした電気掃除機において、ごみ信号を入力されたときの吸引風量が小さいほど、前記電動送風機の入力を可変する幅も小さくなるようにした電気掃除機。
電動送風機の入力を可変する幅を、連続して小さくした請求項３に記載の電気掃除機。
ごみの有無を報知すると共に、所定風量以下になったことも報知する、報知手段を有した請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気掃除機。
使用者が任意に操作できる操作手段を設け、この操作手段により、吸込み力、ごみの有無および風量低下のタイミングを切り替えることができる請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気掃除機。