JP2010075491A - Vacuum cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気掃除機に関するもので、特に手元操作による負荷の制御に関するものである。 The present invention relates to a vacuum cleaner, and more particularly to load control by hand operation.
従来の電気掃除機の概略回路構成を、図4を用いて説明する。 A schematic circuit configuration of a conventional vacuum cleaner will be described with reference to FIG.
図4において、操作手段7は、その一端がGnd(0V)へ接続されており、直列接続された3つの固定抵抗器を介して、他端が信号制御手段24(マイクロコンピュータ)のAD入力ポートに接続されている。更に、前記操作手段7は、電気掃除機の運転ポジション選択用として、3つのスイッチを有しており、前記各スイッチは、その一端が前記各固定抵抗器の間に接続され、他端が前記Gnd(0v)側へ接続されており、前記各スイッチを押した(閉じた)時に、押したスイッチに応じて、前記操作手段7の両端抵抗値が変化するように構成されている。又、前記信号制御手段24と、前記操作手段7との接続ラインは、前述した操作手段7のものとは別の固定抵抗器を介して直流電源回路25の出力側に接続されており、前記各スイッチを操作した時に、押されたスイッチに応じて、前記信号制御手段24のAD入力ポートの入力電圧が変化し、前記信号制御手段24は、その電圧値を検出することで、どのスイッチが押されているかを判断して運転ポジションを切り換えることができるようになっている。更に、前記信号制御手段24は、駆動回路23を介して、電動送風機3を制御できるようになっており、前記信号制御手段24は、運転ポジションに応じて、前記電動送風機3への供給電力を変えるようにしている。
In FIG. 4, the operating means 7 has one end connected to Gnd (0 V) and the other end connected to an AD input port of the signal control means 24 (microcomputer) via three fixed resistors connected in series. It is connected to the. Furthermore, the operating means 7 has three switches for selecting the operation position of the vacuum cleaner, and each switch has one end connected between the fixed resistors and the other end connected to the other end. It is connected to the Gnd (0v) side, and when each switch is pressed (closed), the resistance value at both ends of the operating means 7 changes according to the pressed switch. The connection line between the signal control means 24 and the operation means 7 is connected to the output side of the DC
尚、26は瞬時電圧変動対策用のコンデンサであり、瞬時電圧変動時にも、直流電源回路25の出力電圧がすぐには低下しないように、前記直流電源回路25の出力端に設けられている。
Reference numeral 26 denotes a capacitor for countermeasures against instantaneous voltage fluctuations, which is provided at the output terminal of the DC
前記操作手段7の各スイッチ操作時の電圧値を検出して、信号制御手段24にて判断する際には、誤判断を防止するための対策を施すのが普通である(例えば特許文献1参照)。
しかしながら、前記従来の構成においては、直流電源回路25で作られる電圧を抵抗分割して得られた電圧で、スイッチの判定を行うために、例えば停電時に自家発電機に電力供給源を切り替える場合等、電源電圧が定格値(100V)まで上昇するまでに数十秒の時間を要する場合には、コンデンサ26のみでは前記直流電源回路25の出力電圧を十分な期間保持することができず、定常状態よりも低い状態となる期間が発生してしまい、その場合、抵抗分割後の電圧値即ち、信号制御手段24のAD入力ポートの入力電圧も、定常状態よりも低くなるために、前記スイッチが何も押されていないにもかかわらず、スイッチが押されたと誤判定し、掃除動作に移行する可能性があった。
However, in the above-described conventional configuration, for example, when switching the power supply source to the private power generator at the time of a power failure, etc., in order to determine the switch with the voltage obtained by resistance-dividing the voltage generated by the DC
尚、上記の課題は、一般的には、制御手段であるマイクロコンピュータのAD入力ポートの構成上、操作手段用の電源と、マイクロコンピュータ用の電源とを、別電源としている場合に特に顕著に現れるが、理解を容易にするために、その説明は割愛する。 In general, the above problem is particularly noticeable when the power supply for the operating means and the power supply for the microcomputer are separate power supplies due to the configuration of the AD input port of the microcomputer as the control means. Appears but omits explanation for ease of understanding.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、瞬時電圧低下や停電時等、電源過渡状態での操作手段の誤判定を減少させ、確実な動作を行える信頼性の高い電気掃除機を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and provides a highly reliable vacuum cleaner that can perform reliable operations by reducing erroneous determination of operation means in a power supply transient state such as an instantaneous voltage drop or a power failure. The purpose is to do.
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、使用者が運転ポジションを選択操作する操作手段を有し、前記操作手段は、少なくとも複数のスイッチと複数の抵抗器を有し、前記スイッチの開閉状態に応じて、前記抵抗器の接続が切換わり且つ、前記抵抗器を分割抵抗として、直流電源回路から供給される電圧を分圧して得られる電圧が、操作信号として制御手段に入力され、更に前記制御手段は、操作信号の電圧値によって、どのスイッチが押されているかを検出して、検出結果に応じて運転ポジションを切り替えるように構成され、前記制御手段が、「全スイッチが押されていない」と判断している状態から、「押された」と判断した際、その時の操作信号の電圧値の変化速度が、予め設定されている値以下であった場合は、運転ポジションの切り替えを行わないようにした。これにより、瞬時電圧低下や停電時当の電源過渡状態に電源電圧の低い状態が長時間継続した場合であっても、スイッチを誤判定することなく、信頼性の高い電気掃除機を提供することが可能となる。 In order to solve the above-described conventional problems, the vacuum cleaner of the present invention has operation means for a user to select and operate a driving position, and the operation means has at least a plurality of switches and a plurality of resistors. According to the open / close state of the switch, the connection of the resistor is switched, and the voltage obtained by dividing the voltage supplied from the DC power supply circuit by using the resistor as a divided resistor is the control means. Further, the control means is configured to detect which switch is being pressed based on the voltage value of the operation signal, and to switch the operation position according to the detection result. When it is determined that the switch has not been pressed and the change rate of the voltage value of the operation signal at that time is less than or equal to the preset value It was not allowed to perform the switching of the driving position. This provides a highly reliable vacuum cleaner without misjudging the switch even when a low power supply voltage state continues for a long time due to an instantaneous voltage drop or a power supply transient during a power failure. Is possible.
本発明の電気掃除機は、電源過渡状態でのスイッチ操作の誤判定をなくし、確実な動作を行える信頼性の高い電気掃除機を提供することができる。 The vacuum cleaner of the present invention can provide a highly reliable vacuum cleaner that can perform a reliable operation by eliminating erroneous determination of switch operation in a power supply transient state.
第1の発明は、使用者が運転ポジションを選択操作する操作手段を有し、前記操作手段は、少なくとも複数のスイッチと複数の抵抗器を有し、前記スイッチの開閉状態に応じて、前記抵抗器の接続が切換わり且つ、前記抵抗器を分割抵抗として、直流電源回路から供給される電圧を分圧して得られる電圧が、操作信号として制御手段に入力され、更に前記制御手段は、操作信号の電圧値によって、どのスイッチが押されているかを検出して、検出結果に応じて運転ポジションを切り替えるように構成され、前記制御手段が、「全スイッチが押されていない」と判断している状態から、「少なくとも1つのスイッチが押された」と判断した際、その時の操作信号の電圧値の変化速度が、予め設定されている値以下であった場合は、運転ポジションの切り替えを行わないことを特徴とする電気掃除機であり、瞬時電圧低下や停電時当の電源過渡状態に電源電圧の低い状態が長時間継続した場合であっても、スイッチを誤判定することなく、信頼性の高い電気掃除機を提供することが可能となる。 1st invention has an operation means in which a user selects and operates a driving position, The operation means has at least a plurality of switches and a plurality of resistors, and the resistance according to the open / close state of the switches The voltage obtained by dividing the voltage supplied from the DC power supply circuit by using the resistor as a dividing resistor and the voltage supplied from the DC power supply circuit is input to the control means as the operation signal. It is configured to detect which switch is pressed based on the voltage value of and switch the operation position according to the detection result, and the control means determines that “all the switches are not pressed”. When it is determined from the state that “at least one switch has been pressed”, and the change speed of the voltage value of the operation signal at that time is less than or equal to a preset value, It is a vacuum cleaner characterized by not switching the power supply, and even if the power supply voltage is low for a long time due to the instantaneous voltage drop or power transient, the switch is misjudged Therefore, it is possible to provide a highly reliable vacuum cleaner.
第2の発明は、第1の発明に加えて、「全スイッチが押されていない」と判断している状態から、「少なくとも1つのスイッチが押された」と判断した際、その時の操作信号の電圧値の変化速度が、予め設定されている値以下であった場合は、運転ポジションの切り替えを行わず、更に、再度「全スイッチが押されていない」と判断するまでの間は、スイッチ操作を無効とする、即ちスイッチの開閉に関わらず、運転ポジションを切り替えないことを特徴とする電気掃除機であり、第1の発明の効果に加えて、スイッチ判定の電圧閾値近辺で電圧が推移する場合等、電圧値の変化速度の検出精度が悪い場合でも、確実にスイッチの誤判定を防止することができると共に、復電後には、正常にスイッチ操作が行えるものである。 According to the second invention, in addition to the first invention, when it is determined that “at least one switch has been pressed” from the state in which it is determined that “all the switches are not pressed”, the operation signal at that time If the voltage value change speed is less than or equal to the preset value, the operation position is not switched, and the switch is switched until it is determined that all switches are not pressed again. The vacuum cleaner is characterized in that the operation is disabled, that is, the operation position is not switched regardless of whether the switch is opened or closed. In addition to the effect of the first invention, the voltage changes in the vicinity of the voltage threshold of the switch determination. Even when the detection accuracy of the change rate of the voltage value is poor, the erroneous determination of the switch can be surely prevented and the switch can be normally operated after the power is restored.
第3の発明は、第1または第2の発明の「全スイッチが押されていない」と判断している状態から、「少なくとも1つのスイッチが押された」と判断した際に、運転ポジションの切り替えを行わない電圧変化速度を、電機掃除機への電源供給を停止したときの、直流電源回路から操作手段に供給される電圧の低下速度とほぼ同等の値に設定したことを特徴とする電気掃除機であり、第1または第2の発明の効果に加え、確実にスイッチの誤判定を防止することができる設定が得られるものである。 In the third aspect of the invention, when it is determined that “at least one switch has been pressed” from the state in which it is determined that “all the switches have not been pressed” in the first or second aspect, The voltage change rate at which switching is not performed is set to a value approximately equal to the rate at which the voltage supplied from the DC power supply circuit to the operating means when the power supply to the electric vacuum cleaner is stopped. In addition to the effects of the first or second invention, the vacuum cleaner can be set to reliably prevent erroneous determination of the switch.
第4の発明は、第1〜第3のいずれか1つの発明に加え、電気掃除機の電源投入時にも、一旦「全スイッチが押されていない」と判断するまでの間は、スイッチ操作を無効とする即ち、スイッチの開閉に関わらず、運転ポジションを切り替えないことを特徴とする電気掃除機であり、第1〜第3のいずれか1つの発明の効果に加え、電源過渡状態の最中に、電気掃除機に、その電源が投入された場合であっても、スイッチの誤判定を防止することができるものである。 According to a fourth aspect of the invention, in addition to any one of the first to third aspects of the invention, when the electric vacuum cleaner is turned on, the switch operation is performed until it is determined that “all the switches are not pressed”. In other words, the vacuum cleaner is characterized in that the operation position is not switched regardless of whether the switch is opened or closed. In addition to the effect of any one of the first to third inventions, the vacuum cleaner is in the middle of a power supply transient state. In addition, even when the electric power of the vacuum cleaner is turned on, erroneous determination of the switch can be prevented.
第5の発明は、第1〜第4のいずれか1つの発明に加え、操作信号の電圧値を、電源周波数に同期して検出する電気掃除機であって、電気掃除機への電源供給が遮断されたことを検出する停電検知手段を有し、電源供給の遮断を検知した場合、「全スイッチが押されていない」と判断するまでの間は、スイッチ操作を無効とする即ち、スイッチの開閉に関わらず、運転ポジションを切り替えないことを特徴とする電気掃除機であり、第1〜第4のいずれか1つの発明の効果に加え、通常、電気掃除機は、その電動送風機を位相制御するために、電源周波数に同期して動作するが、操作信号の電圧値も電源周波数同期で行うために、停電時には操作信号の電圧値を検出しない。即ち、電圧値の変化速度が検出できないことになるが、本発明によれば、その場合でも、電源が定格値まで復帰するまでの間は、スイッチ操作を無効にしているために、スイッチの誤判定を防止することができるものである。 In addition to any one of the first to fourth inventions, the fifth invention is a vacuum cleaner that detects the voltage value of the operation signal in synchronization with the power frequency, and the power supply to the vacuum cleaner is It has a power failure detection means to detect that it has been shut off, and when it detects that the power supply has been shut down, it disables the switch operation until it is determined that “all switches have not been pressed”. The vacuum cleaner is characterized in that the operation position is not switched regardless of opening and closing. In addition to the effect of any one of the first to fourth inventions, the vacuum cleaner usually controls the phase of the electric blower. Therefore, the operation signal is synchronized with the power frequency, but the voltage value of the operation signal is also synchronized with the power frequency, so that the voltage value of the operation signal is not detected during a power failure. That is, the change rate of the voltage value cannot be detected. However, according to the present invention, the switch operation is invalidated until the power supply returns to the rated value even in that case. Judgment can be prevented.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments.
(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、同電気掃除機の全体構成を示す斜視図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a circuit block diagram of the electric vacuum cleaner according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing the overall configuration of the electric vacuum cleaner.
図1、2において、1は掃除機本体であり、吸引力を発生させ、塵埃を集塵室2に集塵するための電動送風機3を内蔵している。掃除機本体1には、前記集塵室2に連通するように、ホース4が接続されており、更に前記ホース4の上流側端部には、延長管5を介して、床面の塵埃を吸引するための吸込み具6が接続されている。前記ホース4には、使用者が電気掃除機の運転ポジションを切り替えるための操作手段7が設けられている。前記操作手段7は、「切」スイッチ7a、「強」スイッチ7b、「自動」スイッチ7c及び「弱」スイッチ7dから構成されている。上記構成により、「強」スイッチ7b、「自動」スイッチ7c、「弱」スイッチ7dを押下することで、前記電動送風機3が駆動し、前記吸込み具6で吸引された床面の塵埃は、延長管5、ホース4を通って掃除機本体1へと運搬され、掃除機本体1内に内蔵された集塵室2に捕集されると共に、吸引風は、前記掃除機本体1後方より外部に排気される。
In FIGS. 1 and 2,
次に、上記電気掃除機の回路ブロック図を、図1を用いて説明する。 Next, a circuit block diagram of the vacuum cleaner will be described with reference to FIG.
同回路ブロックは、掃除機本体ブロック21と、ホースブロック22とに分けられ、各ブロック21,22はコネクタ(図示せず)によって着脱自在に接続されている。
The circuit block is divided into a
掃除機本体ブロック21は、電動送風機3を駆動するための駆動回路23と、各入力制御を行う信号制御手段24(マイクロコンピュータ)と、各回路素子に直流電源を供給する直流電源回路25とから構成されており、商用電源27に接続することで、電源が供給されるようになっている。又、前記直流電源回路25の出力端には、瞬時電圧変動対策として、コンデンサ26が設けられている。
The vacuum cleaner
ホースブロック22の操作手段7は、「切」スイッチ7a、「強」スイッチ7b、「標準」スイッチ7c、「弱」スイッチ7dと、直列に接続された4つの固定抵抗器から構成されており、コネクタを介して前記掃除機本体ブロック21のGnd(0V)と、前記信号制御手段24のAD入力ポートに接続されている。更に、前記「切」スイッチ7a、「強」スイッチ7b、「標準」スイッチ7c、「弱」スイッチ7dは、その一端がそれぞれ前記各固定抵抗器の間に接続され、他端が前記Gnd(0v)側へ接続されており、前記各スイッチを押した(閉じた)時に、押したスイッチに応じて、前記操作手段7の両端抵抗値が変化するように構成されている。又、前記掃除機本体ブロック21の前記信号制御手段24と前記操作手段7との接続ラインは、固定抵抗器を介して前記直流電源回路25の出力側に接続されており、即ち、前記各スイッチを操作した時に、押されたスイッチに応じて、前記信号制御手段24のAD入力ポートの入力電圧が変化するように構成されている。更に、商用電源27には、電源波形のゼロクロスを検出するためのゼロクロス検出回路28が接続されており、その出力端は、前記信号制御手段24に接続されている。
The operation means 7 of the
以上のように構成された電気掃除機について、以下にその動作、作用を説明する。 About the vacuum cleaner comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.
商用電源27が投入された時即ち、使用者が電気掃除機の電源コード(図示せず)の電源プラグ(図示せず)をコンセント(図示せず)に差し込んだ段階では、電動送風機3は停止状態である。使用者が、操作手段7の各運転スイッチを押下することで、押下されたスイッチに対応した運転ポジションで運転を開始し、運転中に「切」スイッチ7aを押下することで、運転が停止する。電動送風機3の入力は、信号制御手段24が、駆動回路23を介して行う位相制御によって制御されており、運転ポジションごとに異なる回転数で前記電動送風機3が駆動するようにしている。
When the
一方、前記信号制御手段24は、ゼロクロス点を検知した直後にAD入力ポートの電圧値を読み込み、読み込んだ電圧値を、予め設定された判定値と比較することで、どのスイッチが押されているかを検出している。各スイッチに対する判定値は下表の通りである。
On the other hand, the
次に、信号制御手段24の具体的なスイッチ判定方法の実施例を、図3に示すフローチャートを参照しながら説明する。 Next, an example of a specific switch determination method of the signal control means 24 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
ステップ1で回路に電源が投入された直後、割込みタイマーをスタートさせる。尚、この割込みタイマーは、スタートされた後、タイマーが自動的にカウントアップされていき、タイマー値が60msに達した時点で割込みがかかり、ステップAに記載されている処理即ち、スイッチ有効フラグのクリアを実行するようになっている。
Immediately after the circuit is powered on in
次にステップ2で、ゼロクロスの検出を行っており、ゼロクロスを検出するまでの間、ステップ2より先の処理は行わないようになっている。ゼロクロスを検出した場合は、停電でないと判断して、前述した割込みタイマーをリセットする。
Next, in
ステップ3では、AD入力ポートの電圧値を読み込み、読み込んだ電圧値に応じて、表1に従い、今回のスイッチ押下状態を仮判定する。
In
次にステップ4で、この仮判定値が、前回の仮判定値と同一であるかどうかの判定を行い、同一であった場合は、ステップ5でスイッチ確定カウンタを+1し、確定カウンタが10以上となった場合即ち、10回以上連続して、スイッチ仮判定値が同一であった場合に初めて、そのスイッチ判定値を確定値とする。
Next, in
ステップ4で、仮判定値が、前回の仮判定値と同一でなかった場合は、スイッチ確定カウンタをリセットすると共に、ステップ6で、前回のAD入力ポートの電圧値と、今回のAD入力ポートの電圧値とを比較し、その差が60mV以下であった場合には、電源過渡状態であると判断して、スイッチ有効フラグをクリアする。尚、回路への電源供給が停止した場合、直流電源回路25の出力電圧は、コンデンサ26のために、直ぐには低下することはなく、電源電圧の半周期につき約50mVという速度で低下していく。前述した60mVという値は、電源過渡状態であることを確実に判定できるように、回路への電源供給を停止した際の、直流電流回路25の出力電圧低下速度よりも若干速い速度として設定した値であり、電源安定時には発生し得ない値となっている。
In
ステップ7では、ステップ6までの結果により、スイッチが押されていないことが確定している場合には、スイッチ有効フラグをセットして、再度ステップ2のゼロクロス検出待ち状態となる。スイッチが押されている場合には、ステップ8へと進む。
In
ステップ8では、スイッチ有効フラグがセットされているか否かを判定し、スイッチ有効フラグがセットされていない場合には、再度ステップ2のゼロクロス検出待ち状態となる。スイッチ有効フラグがセットされている場合には、一旦、スイッチ有効フラグをクリアすると共に、スイッチ確定カウンタをリセットしてからステップ9へ進み、押されたスイッチに応じた制御処理を行った後、再度ステップ2のゼロクロス検出待ち状態となる。
In
以上の判定方法によれば、ステップ6で、スイッチ判定が切換わった際に、電圧変化速度を判断し、電圧変化速度が遅い場合には、スイッチ有効フラグをクリアするため、ステップ8の判定で、押されたスイッチに応じた制御を行わないようになるため、長時間の電圧低下時に、直流電源回路の出力電圧が低下して、スイッチを誤判定をすることがなくなると共に、ステップ7でAD入力電圧が「スイッチが押されていない」レベルにまで復帰すると、スイッチ有効フラグをセットするので、表1のスイッチ判定電圧閾値近辺で電圧が推移する場合等、電圧値の変化速度の検出精度が悪い場合でも、確実にスイッチの誤判定を防止することができると共に、復電後には、正常にスイッチ操作が行えるようになる。又、電源投入後にも、一旦AD入力電圧が「スイッチが押されていない」レベルにならない限り、ステップ8で押されたスイッチに応じた制御を行わないため、電源過渡状態の最中に、電気掃除機に、その電源が投入された場合であっても、スイッチの誤判定を防止することができる。
According to the above determination method, when the switch determination is switched in step 6, the voltage change speed is determined. When the voltage change speed is low, the switch valid flag is cleared. Since the control according to the pressed switch is not performed, the output voltage of the DC power supply circuit decreases when the voltage decreases for a long time, and the switch is not erroneously determined. When the input voltage returns to the “switch is not pressed” level, the switch valid flag is set. Therefore, when the voltage changes in the vicinity of the switch determination voltage threshold in Table 1, the detection accuracy of the change rate of the voltage value is high. Even if it is bad, it is possible to reliably prevent erroneous switch determination and to perform normal switch operation after power is restored. In addition, even after the power is turned on, unless the AD input voltage once reaches the “switch is not pressed” level, control according to the switch pressed in
更には、本実施の形態では、スイッチ判定処理を、電源周波数同期で行うために、停電時にゼロクロス点を検出できず、ステップ6で、電圧値の変化速度が検出できないことになるが、本ステップ2での割込みタイマーのリセット及びステップAでのスイッチ有効フラグのクリア、ステップ7で「スイッチが押されていない」時のスイッチ有効フラグのセット、更にステップ8でのスイッチ有効フラグの判定により、停電が発生した場合は、一旦、AD入力電圧値が「スイッチが押されていない」レベルにならない限り、スイッチ操作が無効になるため、例えば停電後に自家発電等、電源電圧の立ち上がりが遅い電源供給源に切換わる場合であっても、直流電源回路25の出力電圧低下によるスイッチ誤判定を防止できる。
Furthermore, in the present embodiment, since the switch determination process is performed in synchronization with the power supply frequency, the zero cross point cannot be detected at the time of a power failure, and the change rate of the voltage value cannot be detected in Step 6. By resetting the interrupt timer in
以上のように、本発明は、操作手段と掃除機本体がホースによって接続されている等、操作手段を軽く作りたい場合即ち、簡単な回路構成としている電気掃除機に対して効果を発揮するが、操作手段を同様の回路構成としている電化製品に対しても応用・展開できる。 As described above, the present invention is effective when it is desired to make the operation means light, such as when the operation means and the cleaner body are connected by a hose, that is, for a vacuum cleaner having a simple circuit configuration. It can also be applied to and deployed in electrical appliances having the same circuit configuration as the operating means.
1 掃除機本体
2 集塵室
3 電動送風機
4 ホース
5 延長管
6 吸込み具
7 操作手段
7a 「切」スイッチ
7b 「強」スイッチ
7c 「標準」スイッチ
7d 「弱」スイッチ
21 掃除機本体ブロック
22 ホースブロック
23 駆動回路
24 信号制御手段(マイクロコンピュータ)
25 直流電源回路
26 コンデンサ
27 商用電源
28 ゼロクロス検出回路
DESCRIPTION OF
25 DC power supply circuit 26
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