JP2008062017A - 真空掃除機の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】真空掃除機が一定の吸入力で塵埃を吸入できるように吸入モータの駆動力を捕集された塵埃の量に応じて可変に制御する。
【解決手段】本発明の制御では吸入モータを第１駆動力で作動させるステップと、集塵装置の内部に捕集された塵埃の量を判断するステップと、塵埃量が増加するにともない、第１駆動力より大きい第２駆動力で吸入モータを作動させるステップと、が含まれる。
【選択図】図１２

Description

本発明は、真空掃除機の制御方法に関し、詳細には、塵埃が含まれた空気の吸入を可能にする吸入モータの駆動力を、集塵装置に捕集された塵埃の量に応じて可変させることによって、真空掃除機が一定の吸入力で塵埃を吸入し得るように制御する方法に関する。

一般に、真空掃除機は、本体の内部に装着される吸入モータによって発生する真空圧を利用して、塵埃が含まれている空気を吸入した後、本体の内部で塵埃をフィルタリングする装置である。
かかる真空掃除機は、大きく吸入口であるノズル部が本体と別途に備えられて、連結管によって連結されるキャニスタ方式と、ノズル部が本体と一体に形成されるアップライト方式に区別することができる。

一方、サイクロン方式の真空掃除機に装着される集塵装置は、サイクロン原理を利用して、吸入された空気中に含まれて共に回転される塵埃が空気から分離収集されるようにし、塵埃が除去された空気は、掃除機の外部に排出されるようにした装置である。
詳細に表現すると、サイクロン集塵装置は、集塵体と、集塵体に空気が吸入されるようにする吸入口と、集塵体に吸入される空気の中から塵埃を分離させるサイクロン部と、サイクロン部から分離された塵埃が捕集される塵埃捕集部と、サイクロン部から塵埃が分離された空気が排出される排出口とが備えられる。

一方、集塵体の下部空間、すなわち、塵埃捕集部に捕集された塵埃は、真空掃除機が作動する間は、集塵体の内部の回転流により、集塵体の内周面に沿って回転運動し続ける。
そして、真空掃除機の作動が停止すると、集塵体の底面にそのまま沈んで、密度の低い状態で捕集される。

ところが、従来の真空掃除機は、吸入モータが一定の駆動力で作動しても、集塵装置の内部に吸入される塵埃の量が増加するにともない、真空掃除機の吸入力が低下するという問題があった。
すなわち、従来の場合、真空掃除機を作動させると、真空掃除機の内部に装着されて外部の塵埃を吸入する機能を果たす吸入モータが、一定の駆動力（例えば、１０００ｋＷ）で作動する。

ところが、このように一定の駆動力で真空掃除機を作動させる場合、掃除機の内部に集積される塵埃の量が増加するほど、真空掃除機の吸入効率（すなわち、吸入力）は、次第に減少するという問題がある。
このため、近来、掃除機の性能信頼を向上させるために、集塵装置に集塵される塵埃の量を最大化させるとともに、真空掃除機の吸入力を一定に維持しようとする努力が続いている。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、集塵装置の集塵容量が増大しても、塵埃を吸入する吸入効率を一定に維持できるようにする真空掃除機の制御方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、塵埃の量に応じて塵埃の吸入を可能にする吸入モータの駆動力を可変させ得る真空掃除機の制御方法を提供することにある。

上記の目的を達成すべく、本発明に係る真空掃除機の制御方法は、吸入モータの吸入力によって吸入された空気の中から分離された塵埃が捕集される集塵装置が備えられる真空掃除機の制御方法において、吸入モータを第１駆動力で作動させるステップと、集塵装置の内部に捕集された塵埃の量を判断するステップと、塵埃量が増加するにともない、第１駆動力より大きい第２駆動力で吸入モータを作動させるステップと、が含まれる。

また、上記の目的を達成すべく、本発明の他の側面に係る真空掃除機の制御方法は、吸入モータの吸入力によって吸入された空気の中から分離された塵埃が捕集される集塵装置が備えられる真空掃除機の制御方法において、吸入モータを作動させるステップと、集塵装置に捕集された塵埃の量を判断するステップと、塵埃量を判断した結果、塵埃の量が一定水準を超過した場合、吸入モータの作動を停止するステップと、が含まれる。

本発明によれば、一対の加圧部材によって集塵装置の内部に捕集される塵埃が圧縮されて、その体積が最小になるので、集塵装置の内部に捕集される塵埃の集塵容量が最大になるという効果がある。
また、一対の加圧部材の圧縮作用により、集塵装置の集塵容量が最大になることにより、ユーザが集塵装置の内部に捕集された異物を頻りに除去しなければならないという面倒さがなくなるという効果がある。

また、集塵装置の内部に集塵された塵埃が、真空掃除機の作動が停止した場合にも圧縮された状態を維持することによって、塵埃の除塵の際、集塵装置の内部に捕集された塵埃が集塵装置の外部に容易に排出されるという効果がある。

また、集塵装置の内部に所定量以上の塵埃が集塵されると、集塵装置の塵埃の除塵時期が表示されて、ユーザが塵埃を除塵する時期が容易に分かるという効果がある。
また、真空掃除機に装着された吸入モータの駆動力を、捕集された塵埃の量に応じて可変させることによって、真空掃除機が一定の吸入力を有するようになるという効果がある。

以下では、添付した図面を参照して、本発明の具体的な実施の形態を説明する。
図１は、本発明の思想に係る真空掃除機から集塵装置が分離された状態の斜視図である。
図１に示すように、本発明に係る真空掃除機は、内部に吸入力発生手段が備えられる掃除機本体１００と、吸入された空気中に含まれた塵埃を分離して捕集する集塵装置２００とが備えられて構成される。
また、真空掃除機は、塵埃が含まれた空気を吸入する吸入ノズル２０と、ユーザが真空掃除機の作動を操作し得るようにするハンドル４０と、吸入ノズル２０とハンドル４０とを連結させる延長管と、吸入ノズル２０と掃除機本体１００とを連結させる連結ホース５０がさらに含まれて構成される。

本実施の形態において、吸入ノズル２０、延長管３０、ハンドル４０及び連結ホース５０の基本的な構成は、当業者と一般消費者にとって周知のものであるため、これについての詳細な説明は省略する。
詳細には、掃除機本体１００の前面下段部には、吸入ノズル２０から吸入された塵埃が含まれた空気が吸入される本体吸入部１１０が形成される。
そして、掃除機本体１００の一側には、塵埃が分離された空気が外部に排出される本体排出部１２０が形成される。

一方、集塵装置２００は、吸入される空気中に含まれた塵埃を分離させる塵埃分離部２１０と、塵埃分離部２１０から分離された塵埃が捕集される集塵容器２２０とが備えられる。
ここで、塵埃分離部２１０は、吸入される空気に含まれた塵埃をサイクロン原理、すなわち空気と塵埃との遠心力差で塵埃を分離するサイクロン部２１１が備えられる。したがって、サイクロン部２１１により分離される塵埃は、集塵容器２２０の内部に捕集される。

一方、集塵装置２００は、その内部に捕集される塵埃の容量が最大になるように構成されることが好ましい。このために、集塵装置２００には、集塵容器２２０の内部に捕集される塵埃の体積を減少させるための構成が追加されることが好ましい。

以下では、図２〜図５を参照して、集塵容量が最大になった本発明に係る集塵装置が備えられる真空掃除機について説明する。
図２は、真空掃除機に適用される集塵装置装着部と集塵装置とを分離して示した斜視図であり、図３は、集塵装置の断面斜視図であり、図４は、図３のＡ部分の拡大図であり、図５は、集塵装置に捕集された塵埃の圧縮のために提供される駆動装置と集塵装置との結合関係を示す斜視図である。

図２〜図５に示すように、本発明の思想に係る集塵装置２００は、掃除機本体１００に着脱可能に装着される。
そして、掃除機本体１００には、集塵装置２００が装着されるための集塵装置装着部１３０が提供される。
そして、集塵装置２００には、集塵容器２２０に捕集される塵埃の体積を減少させて、塵埃の集塵容量を増加させる一対の加圧部材３１０、３２０が備えられる。
ここで、一対の加圧部材３１０、３２０は、互いの相互作用により塵埃を圧縮して塵埃の体積を減少させ、これにより、集塵容器２２０の内部に捕集される塵埃の密度を増加させることによって、集塵容器２２０の最大集塵容量が増加するようにする。

以下では、説明の便宜のために、一対の加圧部材３１０、３２０のうちの何れか１つを第１加圧部材３１０とし、残りの１つを第２加圧部材３２０とする。
本実施の形態において、一対の加圧部材３１０、３２０のうち、少なくとも何れか１つは、集塵容器２２０の内部に移動可能に備えられて、一対の加圧部材３１０、３２０間で塵埃の圧縮作用を行う。

すなわち、第１加圧部材３１０と第２加圧部材３２０が集塵容器２２０の内部に回転可能に備えられる場合、第１加圧部材３１０と第２加圧部材３２０は互いに向かって回転移動しながら、第１加圧部材３１０の一側面と第１加圧部材３１０の一側面に対向する第２加圧部材３２０の一側面との間の間隔が狭くなり、これにより、第１加圧部材３１０及び第２加圧部材３２０の間に位置する塵埃が圧縮される。

但し、本実施の形態においては、第１加圧部材３１０が集塵容器２２０の内部に回転可能に提供され、第２加圧部材３２０は、集塵容器２２０の内部に固定される。
したがって、第１加圧部材３１０は、回転部材となり、第２加圧部材３２０は、固定部材となる。

一方、集塵容器２２０の内部には、塵埃が捕集される空間を形成する塵埃捕集部２２１が形成される。そして、塵埃捕集部２２１は、第１加圧部材３１０の自由端３１１が回転しながら描く仮想の軌跡を取り囲むように形成される。
詳細には、第２加圧部材３２０は、塵埃捕集部２２１の内周面と第１加圧部材３１０の回転中心をなす回転軸３１２の軸線間に提供されることが好ましい。

すなわち、第２加圧部材３２０は、回転軸３１２の軸線と塵埃捕集部２２１の内周面をつなぐ面上に備えられる。このとき、第２加圧部材３２０は、塵埃捕集部２２１の内周面と回転軸３１２の軸線との間の空間を完全にまたは一定部分遮蔽して、第１加圧部材３１０により塵埃が押し寄せれば、第１加圧部材３１０とともに塵埃を圧縮させる。

このために、第２加圧部材３２０の一端３２１が塵埃捕集部２２１の内周面に一体に形成され、他端は、第１加圧部材３１０の回転軸３１２と同軸上に備えられる固定軸３２２に一体に形成されることが好ましい。
もちろん、第２加圧部材３２０の一端のみが塵埃捕集部２２１の内周面に一体に形成されるか、他端のみが固定軸３２２に一体に形成されることができる。言い換えれば、第２加圧部材３２０は、塵埃捕集部２２１の内周面と固定軸３２２のうち、少なくとも何れか一側に固定される。

しかし、第２加圧部材３２０の一端が塵埃捕集部２２１の内周面に一体に形成されなくても、第２加圧部材３２０の一端が塵埃捕集部２２１の内周面に隣接することが好ましい。
そして、第２加圧部材３２０の他端が固定軸３２２に一体に連結されなくても、第２加圧部材３２０の他端は、固定軸３２２に隣接することが好ましい。
その理由は、第１加圧部材３１０により押し寄せる塵埃が、第２加圧部材３２０の側方に形成された隙間を介して漏れることを最小化するためである。

上記のように構成される第１加圧部材３１０と第２加圧部材３２０は、四角形状のプレートで構成されることが好ましい。そして、第１加圧部材３１０の回転軸３１２は、塵埃捕集部２２１の中心をなす軸線と同軸上に備えられることが好ましい。

一方、固定軸３２２は、塵埃捕集部２２１の一端から内側へ突出成形され、固定軸３２２の内部には、回転軸３１２の組立のために、軸方向に貫通される中空が形成される。そして、回転軸３１２の所定部分は、固定軸３２２の上側から中空に挿入される。

上記の構成に加えて、本発明に係る真空掃除機は、第１加圧部材３１０の回転軸３１２に連結されて、第１加圧部材３１０を回転させる駆動装置４００がさらに備えられる。
以下では、図４及び図５を参照して、集塵装置２００と駆動装置４００との結合関係について詳細に説明する。

駆動装置４００は、駆動力を発生させる駆動モータ４３０と、駆動力を第１加圧部材３１０に伝達して、第１加圧部材３１０が回転されるようにする動力伝達部４１０、４２０が備えられる。そして、集塵装置装着部１３０の下方には、駆動ギア４２０の回転に対応してオン・オフするマイクロスイッチ４４０が提供される。
詳細には、動力伝達部４１０、４２０は、第１加圧部材３１０の回転軸３１２に結合される従動ギア４１０と、従動ギア４１０に動力を伝達する駆動ギア４２０が含まれる。
そして、駆動ギア４２０は、駆動モータ４３０の回転軸に結合されて、駆動モータ４３０により回転される。

したがって、駆動モータ４３０が回転されると、駆動モータ４３０と結合された駆動ギア４２０が回転され、駆動ギア４２０によって駆動モータ４３０の回転力が従動ギア４１０に伝達されて、従動ギア４１０が回転するようになり、最終的に従動ギア４１０の回転によって第１加圧部材３１０が回転される。

そして、駆動ギア４２０は、周り方向に沿って複数のギア歯４２２が所定の間隔で形成される。ここで、本発明では、以下に駆動ギア４２０のギア歯４２２が形成された部分を「突出部」とし、ギア歯４２２が形成されていない部分を「陥没部」４２３とする。
そして、マイクロスイッチ４４０の一側から伸びた端子は、駆動ギア４２０のギア歯４２２が形成された部分の下側に位置する。

したがって、マイクロスイッチ４４０から伸びる端子は、駆動ギア４２０が回転するにともない、突出部と陥没部を周期的に感知する。
すなわち、マイクロスイッチ４４０は、その端子の上側に駆動ギア４２０の突出部が位置する場合にはオンとなり、陥没部が位置する場合にはオフとなる。そして、マイクロスイッチ４４０のオン・オフ信号は、後述するカウンタ８８０に印加されて、所定のパルス信号を出力する。このとき、カウンタ８８０は、マイクロスイッチ４４０がオンの場合はハイレバル、オフの場合はロウレベルを有するパルス信号を出力する。
したがって、パルスの数（すなわち、スイッチのオン・オフ周期）を測定することによって、駆動ギア４２０の回転程度を測定することができる。

一方、駆動モータ４３０は、集塵装置装着部１３０の下側に備えられ、駆動ギア４２０は、駆動モータ４３０の回転軸に結合されて、集塵装置装着部１３０の底面に備えられる。
そして、駆動ギア４２０の外周面の一部は、集塵装置装着部１３０の底から外部に露出する。

このために、集塵装置装着部１３０の底面の下側には、駆動モータが設置されるモータ収容部（図示せず）が形成されることが好ましく、集塵装置装着部１３０の底面の略中央部には、駆動ギア４２０の外周面の一部を外部に露出させるための開口部１３１が形成される。

一方、第１加圧部材３１０の回転軸３１２は、固定軸３２２の上側から固定軸３２２の中空に挿入され、従動ギア４１０は、集塵容器２２０の下側から固定軸３２２の中空に挿入されて、回転軸３１２と結合される。
そして、回転軸３１２は、固定軸３２２の上段により支持される段差部３１２ｃが形成され、段差部３１２ｃを基準に第１加圧部材３１０が結合される上部軸３１２ａと従動ギア４１０が結合される下部軸３１２ｂとに分けられる。

ここで、下部軸３１２ｂと従動ギア４１０とが結合され得るように、下部軸３１２ｂには、従動ギア４１０のギア軸が挿入される溝３１２ｄが形成される。
ここで、溝３１２ｄは、円状、四角形などの多様な形状に形成されることができ、従動ギア４１０のギア軸は、溝３１２ｄと対応する形状に形成される。

したがって、上記のように、回転軸３１２に従動ギア４１０が結合されると、従動ギア４１０が集塵容器２２０の外部に露出する。
このように従動ギア４１０が集塵容器２２０の外部に露出するに伴い、集塵装置装着部１３０に集塵装置２００が装着されると、従動ギア４１０が駆動ギア４２０と噛み合う。

一方、圧縮モータ４３０は、正回転と逆回転が可能なモータであることが好ましい。言い換えれば、圧縮モータ４３０は、両方向回転が可能なモータが用いられることができる。
このように、圧縮モータ４３０の正逆回転を可能にするため、圧縮モータ４３０は、シンクロナスモータ（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｔｏｒ）が用いられることができる（シンクロナスモータは、モータ技術分野において周知のものであるため、これに対する詳細な説明は省略する。但し、シンクロナスモータによって駆動モータ４３０の正逆回転を可能にしたことが、本発明の技術的思想の一つである）。

このとき、圧縮モータ４３０の方向転換は、第１加圧部材３１０が一定方向に回転する中で、塵埃によりもうこれ以上回転できなくなって、駆動ギア４２０が一定周期で回転できなくなる時点を判断して行われる。
すなわち、本発明では、塵埃によって駆動ギア４２０がもうこれ以上回転しない時点を、マイクロスイッチ４４０が感知する時点を基準に圧縮モータ４３０を一時停止させた後、圧縮モータ４３０の回転方向を変更した後、再度動作する方法を取っている。

そして、第１加圧部材３１０が回転して塵埃を圧縮させながら、もうこれ以上回転できない頂点に到達した場合にも、第１加圧部材３１０は塵埃を一定時間の間、加圧し続けるようにすることが好ましい。

そして、第１加圧部材３１０の一定方向への回転移動が停止すると、第１加圧部材３１０を回転させる動力、すなわち、圧縮モータ４３０に印加される電源を一定時間の間、遮断して、第１加圧部材３１０が停止した状態で塵埃を圧縮した状態を維持するようにし、一定時間が過ぎると、再度圧縮モータ４３０に電源を印加して、第１加圧部材３１０が回転移動できるようにする。

また、集塵容器２２０の内部に所定量以上の塵埃が集塵されると、集塵性能の低下とモータの過負荷などを防止するために、集塵容器２２０の除塵時期をユーザに表示することが好ましい。
このために、掃除機本体１００またはハンドル４０に通知部５１０、５２０が備えられるようにして、集塵容器２２０の内部に所定量以上の塵埃が集塵されて、第１加圧部材３１０の回転範囲が所定角度以下になると、集塵容器２２０の除塵時期をユーザに表示する。

このような通知部５１０、５２０は、ユーザに視覚的に集塵容器２２０の除塵時期を通知し得るようにするＬＥＤ５１０（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）であり得、ユーザに聴覚的に集塵容器２２０の除塵時期を通知し得るようにするスピーカー５２０でもあり得る。

また、ＬＥＤ５１０とスピーカー５２０が同時に適用されて、ユーザに集塵容器２２０の除塵時期を通知するようにすることができ、このような場合、ＬＥＤ５１０は、ユーザが作動を調節するハンドル４０に備えられることが好ましく、スピーカー５２０は、掃除機本体１００またはハンドル４０のどの位置にも備えられることができる。

図６は、集塵装置の塵埃分離部と集塵容器とを分離して示した斜視図であり、図７は、図６に示す塵埃分離部の下部斜視図である。
図６及び図７に示すように、塵埃分離部２１０は、集塵容器２２０の上部に結合されて、塵埃分離部２１０から塵埃が分離された空気が下側へ移動されて、集塵容器２２０の内部に捕集される。

詳細には、塵埃分離部２１０の上部の外周面には、塵埃を含む空気が吸入される吸入口２１１ａが塵埃分離部２１０の接線方向に形成され、塵埃分離部２１０の上側には、カバー２２１ｄが着脱可能に備えられる。
そして、カバー２１１ｄの中央部には、塵埃分離部２１０の内部、すなわちサイクロン部２１１によって塵埃が分離された空気が排出される排出口２１１ｂが形成される。

そして、排出口２１１ｂには、中空状の排気部材２１１ｃが結合され、排気部材２１１ｃの外周面には、サイクロン部２１１から塵埃分離過程を経た空気が排出される複数の通孔が形成される。
そして、塵埃分離部２１０の下側には、水平方向に区画板２３０が形成される。このような区画板２３０は、塵埃分離部２１０と集塵容器２２０とを区画する役割を果たす。また、区画板２３０は、塵埃分離部２１０が集塵容器２２０に結合された状態で、集塵容器２２０の内部に捕集された塵埃が塵埃分離部２１０側に飛散されるのを防止する役割をさらに行う。

そして、区画板２３０には、サイクロン部２１１から分離された塵埃を集塵容器２２０に排出させる塵埃排出口２３１が形成される。
このとき、塵埃排出口２３１は、第２加圧部材３２０の反対側に形成されることが好ましい。

その理由は、第２加圧部材３２０の両側に圧縮される塵埃の量を最大化して、塵埃の集塵容量を最大化するとともに、集塵容器２２０の内部に塵埃が捕集される過程で塵埃の飛散を最小化するためである。
上記のように、塵埃分離部２１０と集塵容器２２０との結合のために、塵埃分離部２１０には、それぞれ上部取っ手２１２と下部取っ手２２３が備えられる。

そして、集塵容器２２０が塵埃分離部２１０に装着された状態で、集塵容器２２０と塵埃分離部２１０とが結合され得るように、集塵装置２００にはフック装置が備えられる。
詳細には、塵埃分離部２１０の外周面の下段には、フック係止部２４１が備えられ、集塵容器２２０の外周面の上段には、フック係止部２４１に選択的に結合されるフック部２４２が備えられる。

一方、上述のサイクロン部２１１を主サイクロン部とし、塵埃捕集部２２１を主捕集部とするとき、本発明に係る集塵装置２００は、掃除機の本体に備えられる少なくとも１つの補助サイクロン部１４０と集塵装置２００に備えられる補助捕集部２２４をさらに備えて構成されることができる。

ここで、補助サイクロン部１４０は、主サイクロン部２１１から排出される空気に含まれた塵埃を二次的に分離する機能を果たし、補助捕集部２２４は、補助サイクロン部１４０から分離される塵埃を捕集する機能を果たす。
そして、補助捕集部２２４は、上段が開口した状態で集塵装置２００の外周面に備えられる。

本実施の形態において、補助捕集部２２４は、集塵容器２２０の外周面に備えられ、塵埃分離部２１０の外周面には、補助捕集部２２４と連通する補助塵埃流入部２１３が提供される。
ここで、補助塵埃流入部２１３の外壁には、補助サイクロン部１４０の塵埃排出口１４１に選択的に連結される補助塵埃流入口２１３ａが形成され、補助塵埃流入部２１３の底面は開放されて、補助捕集部２２４の上段と連通される。

これにより、主サイクロン部２１１が掃除機本体１００に装着されると、補助塵埃流入ホール２１３ａは補助サイクロン部１４０の塵埃排出口１４１と連結され、集塵容器２２０は、掃除機本体１００に装着されて主サイクロン部２１１の下側に位置すると、補助塵埃流入部２１３と補助捕集部２２４とが相互連通される。
したがって、補助サイクロン部１４０から分離される塵埃は、補助塵埃流入口２１３ａを介して流入して、補助捕集部２２４に捕集される。

以下では、上記の構成を有する本発明に係る真空掃除機の作用を説明する。
まず、真空掃除機に電源が供給されると、吸入力発生手段により吸入力が発生し、このような空気吸入力によって吸入ノズル４０に塵埃が含まれた空気が吸入される。

そして、吸入ノズル４０に吸入された空気は、本体吸入部１１０を経て主サイクロン部の吸入口２１１ａに流入される。そして、主サイクロン部の吸入口２１１ａを介して流入した空気は、主サイクロン部２１１の内壁に接線方向に案内されて、螺旋流を形成するようになり、これにより、空気に含まれた塵埃は、空気との遠心力の差により分離されて下降する。

上記のように、主サイクロン部２１１の内壁に沿って螺旋流動をしながら下降する塵埃は、区画板２３０の塵埃排出口２３１を通過して、主捕集部２２１に捕集される。
そして、主サイクロン部２１１により一次的に塵埃が分離された空気は、排気部材２１１ｃを経て排出口２１１ｂを介して排出された後、補助サイクロン部１４０に流入する。

これにより、補助サイクロン部１４０の内部からサイクロン原理により分離された塵埃は、補助捕集部２２４に捕集され、補助サイクロン部１４０から分離された塵埃は、補助サイクロン部１４０から排出された後、掃除機本体１００に流入して、本体排出部１２０を介して掃除機本体１００から排出される。

一方、掃除過程で主捕集部２２１には、真空掃除機の内部に流入する塵埃のほとんどが捕集され、主捕集部２２１の内部の塵埃は、第１加圧部材３１０と第２加圧部材３２０により圧縮されて体積が最小になるので、主捕集部２２１の内部に多量の塵埃が捕集されるようになる。
ここで、第１加圧部材３１０の作動と第２加圧部材３２０との相互作用については上述したので、これについては省略する。

このような掃除過程で集塵容器２２０の内部に一定量以上の塵埃が捕集されると、通知部５１０、５２０が作動し、通知部５１０、５２０によりユーザは集塵容器２２０の除塵時期が分かる。
そして、ユーザは、集塵装置２００を掃除機本体１００から分離し、集塵容器２２０の内部の塵埃を除塵する。

図８及び図９は、集塵装置の内部の塵埃圧縮過程を示す集塵容器の平面図であり、図１０は、塵埃除塵通知機能を行う際に、加圧部材の作動状態を示す集塵容器の平面図である。
図８には、第１加圧部材３１０が半時計方向に回転移動しながら塵埃を圧縮する形態が示されており、図９には、第１加圧部材３１０が時計方向に回転移動しながら塵埃を圧縮する形態が示されており、図１０には、図８及び図９の過程が繰り返し行われて、多量の塵埃が第２加圧部材３２０の両側に満たされている形態が示されている。

以下では、図１１〜図１３を参照して、集塵容器２２０の内部に集塵される塵埃の圧縮過程と塵埃の除塵時期を表す制御方法について説明する。
図１１は、本発明に係る真空掃除機の制御装置を示すブロック図であり、図１２は、集塵装置の内部の塵埃圧縮過程と塵埃の除塵時期を説明するためのフローチャートであり、図１３は、集塵装置に集塵される塵埃の量に応じて可変するパルス信号の波形図である。

まず、図１１に示すように、本発明の思想に係る真空掃除機は、マイコンからなる制御部８１０と、塵埃の吸入パワー（例えば、強、中、約モード）を選択する動作信号入力部８２０と、集塵装置に集塵された塵埃を除塵しろという信号がＬＥＤなどのような発光素子を通過して表示される塵埃交換信号表示部８３０と、動作信号入力部から入力される動作モード（すなわち、強、中、約モード）に応じて塵埃を集塵装置の内部に吸入するための駆動モータである吸入モータ８５０を作動させるための吸入モータドライバー８４０と、集塵装置の内部に集塵される塵埃の加圧に用いられる圧縮モータ４３０を作動させるための圧縮モータドライバー８６０と、圧縮モータ４３０の左右回転の程度（例えば、左右往復回転時間）を測定するカウンタ部８８０を少なくとも備える。

動作において、ユーザが動作信号入力部８２０を利用して吸入パワーを表す強、中、約モードのうちの何れか１つを選択すると、制御部８１０は、これに応答して、強、中、約モードに対応する吸入パワーで吸入モータ８５０が作動するように吸入モータドライバー８４０を制御する。すなわち、吸入モータドライバー８４０は、制御部８１０から伝達される信号に応じて、吸入モータ８５０を所定の吸入パワーで動作させる。

一方、制御部８１０は、吸入モータドライバー８４０を駆動させるとともに、または直後に圧縮モータドライバー８６０を駆動させて、圧縮モータ４３０を動作させる。
吸入モータ８５０が作動すると、吸入ノズル２０を介して吸入された塵埃などが集塵装置に吸入される。そして、集塵装置に流入した塵埃などの塵埃は、圧縮モータ４３０により左右往復回転移動する第１加圧部材３１０により圧縮される。

そして、カウンタ部８８０は、圧縮モータ８７０の左右往復移動時間（周期）を測定して、その情報を制御部８１０に送信する。
ここで、集塵装置に流入して圧縮された塵埃の量が増加するにともない、圧縮モータ４３０の左右往復移動時間が減少する。集塵装置に流入して圧縮される塵埃が所定陽に到達して、圧縮モータ４３０の左右往復移動時間が一定時間未満になると、制御部８１０は、この情報に基づいて、塵埃交換信号表示部８３０に集塵装置に集塵されている塵埃を除塵しろという信号を表示する。

図１２は、本発明に係る真空掃除機の制御方法を説明するフローチャートであって、図１１に示すブロック図の動作概念をさらに具体的に説明するフローチャートである。
ユーザは、動作信号入力部８２０に表示されている吸入パワーである強、中、約モードのうちの何れか１つを選択して、真空掃除機を作動させる。すると、制御部８１０は、ユーザが選択した吸入モードに応じて吸入モータ８５０が駆動されるように、吸入モータドライバー８４０を作動させる（Ｓ１１０）。

そして、吸入モータ８５０が作動すると、吸入モータ８５０の吸入力によって、塵埃が含まれた空気が吸入ノズル２０を介して吸入される。このように吸入された塵埃は、集塵装置に集まる。そして、集塵容器２２０の内部では、加圧部材３１０、３２０によって塵埃圧縮作用が行われる。
したがって、制御部８１０は、集塵容器に吸入された塵埃を圧縮させるために、圧縮モータ４３０を駆動させる（Ｓ１２０）。

ここで、本発明では、吸入モータ８５０の駆動後に圧縮モータ４３０を駆動する方法を取ったが、他の実施の形態として、吸入モータ８５０と圧縮モータ４３０とを同時に作動させることもできる。

ステップ（Ｓ１２０）において、圧縮モータ４３０が駆動されると、圧縮モータ４３０の回転軸と軸結合されている駆動ギア４２０が回転する。そして、駆動ギア４２０が回転すると、これに連動されて従動ギア４１０が回転される。従動ギア４１０が回転すると、従動ギア４１０と締結されている回転軸３１２及び第１加圧部材３１０が自動的に第２加圧部材３２０側に回転移動しながら塵埃を圧縮着する。

このように駆動ギア４２０が回転される過程で、マイクロスイッチ４４０の端子は、駆動ギア４２０が回転するに伴い周期的にオン／オフする。そして、マイクロスイッチ４４０のオン・オフ信号を受信するカウンタ８８０は、これに対応する所定のパルス信号を出力して、制御部８１０に送信する。

さらに具体的に説明すると、第１加圧部材３１０と第２加圧部材３２０によって集塵装置の内部で圧縮される塵埃の量が増加するほど、従動ギア４１０の往復回転時間が短くなり、これにより、これと噛み合っている駆動ギア４２０の往復回転時間も同じく短くなるはずである。

このとき、駆動ギア４２０の往復回転時間が短くなるということは、マイクロスイッチ４４０のオン・オフ回数が減るということを意味し、これは、結果的にカウンタ部８８０から出力されるパルス信号の数が減少するということを意味する。
ここで、パルス信号がいかなる形態で出力されるかについて、図１３を参照して後述する。

第１加圧部材３１０が第２加圧部材３２０に向かって移動しながら塵埃を圧縮すると、従動ギア４１０と駆動ギア４２０は一定の周期で回転し、駆動ギア４２０の回転によってマイクロスイッチ４４０は一定の周期でオン・オフする。したがって、カウンタ部８８０からは、規則的な周期のパルス信号が発生する。

しかし、塵埃が十分に圧縮されて、第１加圧部材３１０がもうこれ以上第２加圧部材３２０側に移動できなくなった場合には、従動ギア４１０と駆動ギア４２０がもうこれ以上回転しないということを意味し、これは、結果的に規則的に発生していたパルス信号がもうこれ以上発生しないということを意味する。

したがって、制御部８１０は、次の動作のために、第１加圧部材３１０の移動による塵埃の圧縮が最大限度まで行われたということを確認する必要があり、この確認過程は、パルス信号が規則的に発生しているか否かを基準として判断する。
すなわち、制御部８１０は、カウンタ部８８０から規則的なパルスが発生するか否かを判断する（Ｓ１４０）。

規則的なパルスが発生する場合には、第１加圧部材３１０と第２加圧部材３２０との間に塵埃が圧縮される追加空間がある場合であるから、この場合には、ステップ（Ｓ１３０）に戻って、以前の塵埃圧縮過程を行い続ける。
これに対し、規則的なパルスが発生しない場合、すなわち第１加圧部材３１０によって塵埃が十分に圧縮された場合、制御部８１０は、圧縮モータ４３０の動作を停止させる（Ｓ１５０）。

すなわち、周期的なパルスがカウンタ部８８０を介して印加される中で、パルスの規則的な周期が崩れる瞬間、制御部８１０は、これを認識して圧縮モータドライバー８６０を介して圧縮モータ４３０を停止させる。したがって、第１加圧部材３１０の回転動作も停止する。

次に、制御部８１０は、圧縮モータ４３０の停止状態を一定時間（例えば、３秒程度）維持する（Ｓ１６０）。ここで、圧縮モータ４３０を一定時間停止させる理由は、圧縮モータ４３０の回転方向を反対方向に駆動させるための待機時間であるとともに、第１加圧部材３１０が停止した状態で持続的に塵埃の圧縮が行われるようにするための時間であるためである。

次に、制御部８１０は、以前の圧縮モータの停止時（時間Ｔ１）から現在の圧縮モータの停止時（時間Ｔ２）までのパルス個数が、所定個数（Ｎ）未満であるか否かを判断する（Ｓ１７０）。このようにする理由は、圧縮された塵埃の量が一定量を超過したか否かを判断するためである。例えば、捕集された塵埃の量が一定量を超過すると、第１加圧部材３１０の往復移動時間は減少し、これは、結果的にこの区間の間にカウンタ部８８０から出力されるパルスの数の減少に対応するためである。

すなわち、本発明では、集塵容器２２０内に圧縮された塵埃の量が所定レベルを超過したか否かを、事実上第１加圧部材３１０の往復移動時間（言い換えれば、カウンタ部８８０から発生するパルスの数）を測定して決定する。

ステップ（Ｓ１７０）での判断結果、以前の圧縮モータの停止時（時間Ｔ１）から現在の圧縮モータの停止時（時間Ｔ２）までのパルスの数が、所定個数（Ｎ）以上である場合には、集塵容器２２０の内部に塵埃を追加的に圧縮させ得る空間があるという意味であるため、ステップ（Ｓ１０３０）に戻って、以前の過程を再度行う。このとき、制御部８１０によって圧縮モータ４３０は、ステップ（Ｓ１５０）で停止する直前の回転方向と反対方向に回転される。

これに対し、ステップ（Ｓ１０７０）での判断結果、以前の圧縮モータの停止時（時間Ｔ１）から現在の圧縮モータの停止時（時間Ｔ２）までのパルス個数が所定個数（Ｎ）未満である場合、制御部８１０は、ステップ（Ｓ１０７０）で判断したパルスの個数が所定個数未満であると測定された結果が連続的に所定回数（Ｍ）、例えば、３回に到達したか否かを判断する（Ｓ１８０）。このようにすることによって、集塵容器２２０の内部に捕集された塵埃の量が所定量を超過したということをさらに確実に判断できることはもちろん、第１加圧部材３１０が各種異物などの影響によって正常に回転移動できなくて発生し得るエラーを防止するためである。

ステップ（Ｓ１０８０）での判断結果、所定回数未満の場合には、ステップ（Ｓ１３０）に戻って、以前の過程を再度行う。
これに対し、ステップ（Ｓ１８０）での判断結果、所定回数に到達した場合、制御部８１０は、吸入モータ８５０を停止させる（Ｓ１９０）。このように、吸入モータ８５０を強制的に停止させる理由は、集塵容器２２０の内部に集積された塵埃の量が所定量を超過した場合に、強制的に塵埃吸入動作を行い続けると、塵埃吸入効率が落ちるだけでなく、吸入モータ８５０にも過負荷がかかることができるためである。

次に、制御部８１０は、集塵装置内の塵埃を除塵しろという信号を塵埃交換信号表示部８３０に送信して、ユーザが認識し得るようにする。本発明の他の実施の形態として、塵埃交換信号は、ブザー回路を利用して、所定の音信号で表示することもできる。

図１３は、集塵装置に集塵される塵埃の量に応じて可変するパルス信号の波形図の一例である。
図１３の（ａ）は、集塵容器の内部に塵埃がほとんどない場合を示し、図１３の（ｂ）は、集塵容器の内部に塵埃が満たされる場合を示し、図１３の（ｃ）は、塵埃の量が所定レベルに到達した場合を示す。

図１３に示すように、パルス波形は、カウンタ部８８０から出力されて制御部８１０に入力される信号であって、前述のように、パルス信号は、駆動ギア４２０の回転によりオン・オフするマイクロスイッチ４４０の信号を受信したカウンタ部８８０から出力される。

最初は、圧縮モータ４３０の動作時、第１加圧部材３１０は、任意の位置に置かれている。したがって、例えば最初に圧縮モータ４３０が左回転して最初に停止する時点（Ａ）から、制御部８１０は、正常動作を行う。すなわち、時点（Ａ）に到達してから、制御部８１０は、カウンタ部８８０から入力されるパルス信号に対して正常状態のパルス信号と認識する。
図１３から分かるように、集塵容器２２０の内部に集まった塵埃の量が少ない場合には、第１加圧部材３１０が左側または右側方向に最大限回転できるので、この場合には、図１３の（ａ）のように、例えば１０個のパルスが出力される。

時間が経過にともない塵埃の量が増加すると、第１加圧部材３１０の左右回転移動時間（言い換えれば、左右移動距離が短くなるとも言える）は、順次に減少する。
その後、図１３の（ｃ）のように、左右回転時発生するパルス信号の個数が、例えば３個で、このようなパルス信号の発生が所定回数（本発明の場合、３回）繰り返されると、制御部８１０は、これに対応して塵埃を除塵しろという信号を発生する。

以上、集塵装置内に集積される塵埃を圧縮し、その圧着した塵埃の除塵時期を表示する真空掃除機の制御方法について具体的に説明した。

以下では、本発明で提案する塵埃などの塵埃吸入量に応じる吸入モータの駆動力制御方法について具体的に説明する。
図１４は、本発明で提案する吸入モータの制御方法を説明するフローチャートであり、図１５は、従来の真空掃除機の塵埃量と吸入モータの塵埃吸入力との間の関係を示す図であり、図１６は、本発明の真空掃除機の塵埃量と吸入モータの塵埃吸入力との間の関係を示す図である。

図１４において、ユーザが真空掃除機を作動させると（Ｓ３１０）、塵埃が含まれた空気を吸入するための吸入モータ８５０から所定の駆動力（これを第１駆動力という）が発生する（Ｓ３２０）。第１駆動力は、真空掃除機の最初作動時に制御部８１０により制御され、吸入モータ８５０の最大駆動力差に応じて変わることができるが、最大駆動力の略９０％が好ましい。

次に、制御部８１０は、前述の塵埃量測定方式により、集塵装置内に集積された塵埃の量を測定する（Ｓ３３０）。すなわち、制御部８１０は、カウンタ部８８０から入力されるパルス信号の数で集塵装置の内部に集積された塵埃の量を測定する。これについては、前で十分に説明したので、追加説明は省略する。

ステップ３３０での測定結果、塵埃の量が所定の基準量を超過していないと判断されると（Ｓ３４０）、制御部８１０は、吸入モータ８５０を第１駆動力で維持した状態で作動させ続け、かつ、集塵装置内に捕集された塵埃量を測定し続ける。
これに対し、ステップ３３０での測定結果、塵埃の量が所定の基準量を超過したものと判断されると（Ｓ３４０）、制御部８１０は、吸入モータ８５０の駆動力を塵埃の量により所定の割合で増加させる。このとき、増加される吸入モータ８５０の駆動力を第２駆動力という。ここで、第２駆動力は、塵埃の増加量に比例して増加するように具現されることが好ましい。しかし、他の実施の形態として、塵埃の量に応じて、第２駆動力をステップ形式でステップ別に増加させることもできる。

ここで、吸入モータの駆動力が増加されるときの塵埃の量が、吸入モータを停止するときの塵埃の量より少ないということは、図１２から容易に分かる。そして、カウント部８８０から発生したパルス数により、塵埃が所定の基準量を超過しているか否かを判断し得ることはもちろんである。

図１５に示すように、従来では、吸入モータの駆動力を真空掃除機の作動時から塵埃のような塵埃の量に関係なく一定に維持したため、集塵装置内に集積される塵埃の量が一定水準を超過する場合には、外部から塵埃などを吸入する実質的な吸入力が減少するという問題があった。
しかしながら、図１６のように、本発明で提案する制御方法を使用する場合には、吸入力が一定に維持されることが分かる。

以上で分かるように、本発明の場合には、吸入された塵埃の量が一定量を超過する時点からは、吸入モータ８５０の駆動力を次第に増加させることによって、真空掃除機の吸入力が一定に維持され得るようにし、カウンタ部８８０で変換されるパルス数が一定数未満に該当する場合には、吸入モータ８５０を停止させ、塵埃の除塵信号が外部に通知されるようにする。

以上では、図面に示すように、本発明に係る真空掃除機の一実施の形態としてキャニスタ方式の真空掃除機を説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されず、アップライト方式の掃除機やロボット掃除機にも適用できることは勿論である。

本発明の思想に係る真空掃除機から集塵装置が分離された状態の斜視図である。 真空掃除機に適用される集塵装置装着部と集塵装置とを分離して示した斜視図である。 集塵装置の断面斜視図である。 図３のＡ部分の拡大図である。 集塵装置に捕集された塵埃の圧縮のために提供される駆動装置と集塵装置との結合関係を示す斜視図である。 集塵装置の塵埃分離部と集塵容器とを分離して示した斜視図である。 図６に示す塵埃分離部の下部斜視図である。 集塵装置の内部の塵埃圧縮過程を示す集塵容器の平面図である。 集塵装置の内部の塵埃圧縮過程を示す集塵容器の平面図である。 塵埃除塵通知機能を行う際における加圧部材の作動状態を示す集塵容器の平面図である。 本発明に係る真空掃除機の制御装置を示すブロック図である。 集塵装置の内部の塵埃圧縮過程と塵埃の除塵時期を説明するためのフローチャートである。 集塵装置に集塵される塵埃の量に応じて可変されるパルス信号の波形図である。 本発明で提案する吸入モータの制御方法を説明するフローチャートである。 従来の真空掃除機の塵埃量と吸入モータの塵埃吸入力との間の関係を示す図である。 本発明の真空掃除機の塵埃量と吸入モータの塵埃吸入力との間の関係を示す図である。

符号の説明

１００ 掃除機本体
１１０ 本体吸入部
１２０ 本体排出部
１３０ 集塵装置装着部
２００ 集塵装置
２１０ 塵埃分離部
２１１ サイクロン部
２２０ 集塵容器
２２１ 塵埃捕集部
３１０、３２０ 加圧部材
３１２ 回転軸
３２２ 固定軸
４１０ 従動ギア
４２０ 駆動ギア
４３０ 駆動モータ

Claims (17)

1. 吸入モータの吸入力によって吸入された空気の中から分離された塵埃が捕集される集塵装置が備えられる真空掃除機の制御方法において、
   前記吸入モータを第１駆動力で作動させるステップと、
   前記集塵装置の内部に捕集された塵埃の量を判断するステップと、
   前記塵埃量が増加するにともない、前記第１駆動力より大きい第２駆動力で前記吸入モータを作動させるステップと、が含まれる真空掃除機の制御方法。
2. 前記第２駆動力は、前記塵埃量により次第に増加する請求項１に記載の真空掃除機の制御方法。
3. 前記第２駆動力は、前記塵埃量により段階的に増加する請求項１に記載の真空掃除機の制御方法。
4. 前記判断された塵埃の量が一定量を超過する場合、前記吸入モータを停止するステップがさらに含まれる請求項１に記載の真空掃除機の制御方法。
5. 前記判断された塵埃の量が一定量を超過する場合、前記真空掃除機で塵埃の除塵信号が外部に表示される請求項１に記載の真空掃除機の制御方法。
6. 少なくとも前記吸入モータが作動する状態では、圧縮モータによって移動される加圧部材によって、前記集塵装置に捕集された塵埃の圧縮が行われる請求項１に記載の真空掃除機の制御方法。
7. 前記加圧部材の移動時間が持続的に感知され、前記塵埃量の判断は、前記移動時間から判断される請求項６に記載の真空掃除機の制御方法。
8. 前記移動時間は、カウンタ部によってパルス信号に変化される請求項７に記載の真空掃除機の制御方法。
9. 前記加圧部材は、両方向回転運動を行い、前記移動時間によって前記回転方向が決定される請求項７に記載の真空掃除機の制御方法。
10. 前記第１駆動力は、ユーザによって選択される請求項１に記載の真空掃除機の制御方法。
11. 吸入モータの吸入力によって吸入された空気の中から分離された塵埃が捕集される集塵装置が備えられる真空掃除機の制御方法において、
    前記吸入モータを作動させるステップと、
    前記集塵装置に捕集された塵埃の量を判断するステップと、
    前記塵埃量を判断した結果、塵埃の量が一定水準を超過した場合、前記吸入モータの作動を停止するステップと、が含まれる真空掃除機の制御方法。
12. 前記吸入モータを作動させるステップにおいて、前記吸入モータの駆動力を、前記塵埃の捕集量に対応して増加させる請求項１１に記載の真空掃除機の制御方法。
13. 前記吸入モータを停止するステップでは、外部に塵埃の除塵信号が表示される請求項１１に記載の真空掃除機の制御方法。
14. 前記集塵装置に捕集された塵埃は、圧縮モータにより回転される加圧部材によって圧縮される請求項１に記載の真空掃除機の制御方法。
15. 前記圧縮モータの回転時間が持続的に感知され、前記塵埃量の判断は、前記回転時間と基準時間との比較により判断される請求項１４に記載の真空掃除機の制御方法。
16. 前記基準時間は、第１基準時間及び前記第１基準時間より大きい値を有する第２基準時間が含まれ、
    前記基準時間が第１基準時間以上であると、前記吸入モータの駆動力は、最初の駆動力を維持する請求項１５に記載の真空掃除機の制御方法。
17. 前記基準時間が第１時間時間と第２基準時間との間にある場合、前記吸入モータの駆動力を、前記塵埃量に対応して増加し、前記基準時間が第２基準時間未満である場合、前記吸入モータは停止する請求項１６に記載の真空掃除機の制御方法。

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