JP2010136975A - Vacuum cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動送風機の入力を任意に選択設定できる操作手段を有する電気掃除機の構成に関するものである。 The present invention relates to a configuration of an electric vacuum cleaner having an operation unit capable of arbitrarily selecting and setting an input of an electric blower.
電気掃除機の形態としては、一般的に図3に示すような床移動型(キャニスター型)掃除機が多く普及しており、掃除機本体21内に配置された電動送風機22の入力を、掃除機本体21の接続部29に着脱自在に接続されるホース24の手元部25に設けられた操作手段26を操作することにより、掃除機本体21内の制御手段(図示せず)を介して電動送風機22の入力を任意に設定できるようにしている。操作手段26と掃除機本体21とは、この吸気口29に設けたれた接続端子(図示せず)とホース24に設けられた接続端子(図示せず)で電気的に接続されている。なお、手元部25には延長管27が接続され、延長管27の先端には塵埃を吸引するための床ノズル28が備えられている。
As a form of the electric vacuum cleaner, generally, a floor moving type (canister type) vacuum cleaner as shown in FIG. 3 is widely used, and the input of the
また、掃除機本体21内の電動送風機22の上流には集塵室30が設けられており、集塵室30内に多量の集塵が堆積してくると、手元部25に設けた表示手段31に多量の塵埃が堆積していることを表示するようにしている。そして、このような電動送風機の入力を制御したり、表示を行うための回路が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1の図3に示される回路の場合、接続端子間(端子C、D間)の電圧がホース手元部に印加されることになるが、この電圧は制御用のIC131の定格電圧(マイクロプロセッサの場合は一般的には5V、ICの場合には12V以下)を超えてはならないため、高電圧の設定にすることはできない。 However, in the case of the circuit shown in FIG. 3 of Patent Document 1, a voltage between the connection terminals (between terminals C and D) is applied to the hose handle, which is the rated voltage of the control IC 131. (Generally 5V for microprocessors and 12V or less for ICs) must not be exceeded, so a high voltage setting cannot be made.
また、操作手段26の信号を確実に検知するために、操作手段26を構成する各固定抵抗器やICレギュレータの出力電圧には高精度を要求されるため、高コストとなっている。さらに、記憶機能を有するIC131やコンパレータ141などICの動作可能電圧は一般に一致しないため、電源42投入時に電圧が所定の電圧に達するまでの過渡時や瞬時停電などの電源電圧の変動時における電圧の急変に伴うICへの供給電圧が変化している場合の誤検知も大きな課題であった。
In addition, in order to reliably detect the signal of the operating means 26, high accuracy is required for the output voltage of each fixed resistor or IC regulator that constitutes the
また、接続端子は掃除機本体21の吸気口29に相当する箇所であり、掃除機使用時にホース24が引っ張られることにより絶えず振動は加わる場所であることから、上記のIC等の動作電圧である5Vとか12V程度の低電圧では接触不良を招くという課題があった。
In addition, the connection terminal is a portion corresponding to the
本発明は前記課題を解決するもので、操作手段に定電流を流してそれを制御手段で検知することにより、電源過渡状態になっても確実な検知機能を有する電気掃除機を提供する。 The present invention solves the above problems, and provides a vacuum cleaner having a reliable detection function even in a power supply transient state by passing a constant current through the operation means and detecting it with the control means.
前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、前記電動送風機の入力を設定するための操作手段と、前記操作手段に一定の電流を流す定電流手段と、前記操作手段からの出力を元にどのスイッチが操作されたかを判断して電動送風機の入力信号を前記電動送風機制御手段に出力する制御手段と、前記定電流手段と前記制御手段の動作電圧を別々に与える電圧発生手段を備え、前記定電流手段は、前記制御手段の電圧が所定の電圧以上の時に操作手段に定電流を流すことができるように構成しているため、電源過渡状態になっても定電流が供給できる間は確実な検知機能が得られる。 In order to solve the conventional problems, the present invention provides an electric blower for sucking dust, an electric blower control means for controlling the electric blower, an operation means for setting an input of the electric blower, Constant current means for supplying a constant current to the operation means, control means for judging which switch is operated based on an output from the operation means, and outputting an input signal of the electric blower to the electric blower control means, Voltage generating means for separately providing operating voltages of the constant current means and the control means is provided, and the constant current means can flow a constant current to the operation means when the voltage of the control means is equal to or higher than a predetermined voltage. Therefore, a reliable detection function can be obtained while a constant current can be supplied even in a power supply transient state.
本発明は、定電流手段の電源を制御手段の電源とは分離できるので高電圧化が可能で、接点の信頼性を向上できるとともに、制御手段の動作可能電圧に至る前に定電流手段が所定値に設定できるので、電源過渡状態になっても確実な検知機能が得られる。 In the present invention, since the power source of the constant current means can be separated from the power source of the control means, the voltage can be increased, the reliability of the contact can be improved, and the constant current means is predetermined before reaching the operable voltage of the control means. Since it can be set to a value, a reliable detection function can be obtained even in a power supply transient state.
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、前記電動送風機の入力を設定するための操作手段と、前記操作手段に一定の電流を流す定電流手段と、前記操作手段からの出力を元にどのスイッチが操作されたかを判断して電動送風機の入力信号を前記電動送風機制御手段に出力する制御手段と、前記定電流手段と前記制御手段の動作電圧を別々に与える電圧発生手段を備え、前記定電流手段は、前記制御手段の電圧が所定の電圧以上の時に操作手段に定電流を流すことができるように構成しているため、電源過渡状態になっても確実な検知機能が得られる。 The first invention is an electric blower for sucking dust, an electric blower control means for controlling the electric blower, an operation means for setting an input of the electric blower, and a constant current to the operation means. Constant current means for flowing, control means for determining which switch is operated based on an output from the operation means, and outputting an input signal of the electric blower to the electric blower control means, the constant current means and the control Voltage generating means for separately providing the operating voltage of the means, and the constant current means is configured to allow a constant current to flow to the operating means when the voltage of the control means is equal to or higher than a predetermined voltage, A reliable detection function can be obtained even in a power transient state.
第2の発明は、特に第1の発明において、定電流手段の動作電圧と制御手段の動作電圧とは異なる電圧に設定しているので、接点の高信頼性を確保することができる。 In the second invention, in particular, in the first invention, since the operating voltage of the constant current means and the operating voltage of the control means are set to different voltages, high reliability of the contacts can be ensured.
第3の発明は、特に1または2の発明において、定電流手段の動作電圧は、制御手段の動作電圧よりも高い電圧に設定しているので、接点に高電圧を印加することができ、接点の高信頼性を確保することができる。 In the third invention, particularly in the invention of 1 or 2, the operating voltage of the constant current means is set higher than the operating voltage of the control means, so that a high voltage can be applied to the contact. High reliability can be ensured.
第4の発明は、特に第1の発明において、吸込み風量や圧力などを検知する状態検知手段と、吸込み風量や圧力などの状態を表示する表示手段と、前記表示手段を制御する表示制御手段とを備え、表示制御手段の動作電圧と制御手段の電圧とは異なる電圧に設定し、表示手段の動作電圧が操作手段に印加されるように構成しているので、接点の高信頼性を確保することができる。 In a fourth aspect of the invention, particularly in the first aspect of the invention, state detection means for detecting the intake air volume, pressure, etc., display means for displaying the state of intake air volume, pressure, etc., and display control means for controlling the display means, Since the operation voltage of the display control means and the voltage of the control means are set to be different from each other and the operation voltage of the display means is applied to the operation means, high reliability of the contact is ensured. be able to.
第5の発明は、特に1〜4の発明において、定電流手段の動作電圧と表示制御手段の動作電圧は同一系統の電圧・共用配線構成とし、操作手段の信号取込みと状態表示の制御信号を同一信号系統で行うように構成しているので、操作手段を手元部に配置して、使用者は手元のみにて操作・確認を行うことができる。 In the fifth aspect of the invention, particularly in the first to fourth aspects of the invention, the operating voltage of the constant current means and the operating voltage of the display control means have the same system voltage / common wiring configuration, and the control signal for the operation means signal capture and status display control Since it is configured to perform the same signal system, the operation means is arranged at the hand portion, and the user can perform the operation / confirmation only at hand.
第6の発明は、表示手段駆動時に表示手段に流れる電流は、定電流手段からの供給電流よりも大きくなるように設定しているので、スイッチ操作手段や表示手段駆動時のハード切替えは不要となり、低コストな構成を得ると同時に、接点の高信頼性を確保することができる。 In the sixth aspect of the invention, since the current flowing through the display means when the display means is driven is set to be larger than the current supplied from the constant current means, it is not necessary to perform hardware switching when driving the switch operation means or the display means. In addition, it is possible to obtain a low-cost configuration and to ensure high reliability of the contact.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(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図を示す。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a circuit diagram of a vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention.
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であり、ともに掃除機本体10に内蔵されている。
In FIG. 1, 1 is an electric blower for sucking dust, and 2 is an electric blower control means for controlling the electric blower 1, both of which are built in the
11はその一端を前記掃除機本体10の吸気口部10aに装着するホースであり、その手元部には複数の常開型スイッチSW1,SW2,SW3により前記電動送風機1の入力を任意に設定する操作手段12と、吸込み風量や圧力などの状態を表示する表示手段13(本発明では可視発光ダイオード)とをホースの手元部11aに設けている。
7は電圧発生手段で、交流電源VACの供給を受け、Va(−24V)とVb(−5V)の直流電圧を供給している。
本発明では図1のように、操作手段12はホース11内に配された2本の配線11b間に複数の常開型スイッチSW1,SW2,SW3およびそのスイッチと同数かそれ以上の固定抵抗器R1,R2,R3,R4などの負荷を用いて梯子型接続構成としている。このため、定電流部は1つで充分であり、低コスト・高精度な構成が可能である。
In the present invention, as shown in FIG. 1, the operating means 12 includes a plurality of normally open type switches SW1, SW2, SW3 and two or more fixed resistors between the two
図2のような、スイッチSW11〜SW12と抵抗R11〜R13を並列構成とするとスイッチの組み合わせが多くなり、検知精度が低下するが、一つの方法ではある。 As shown in FIG. 2, when the switches SW11 to SW12 and the resistors R11 to R13 are configured in parallel, the combination of switches increases and the detection accuracy decreases, but this is one method.
3は前記操作手段12に一定の電流を流す定電流手段であり、定電圧(Vc)を発生する素子3aを用いている。
Reference numeral 3 denotes constant current means for supplying a constant current to the operation means 12, and uses an
本実施の形態では素子3aとしてNEC社製のμPC1093を用いており、その出力電圧は2.495V±2%の精度が保証されており、また動作電圧が後述の制御手段の動作下限電圧3.3Vよりも低いため、制御手段が動作を開始する前に操作手段12に定電流を供給することが出来る。
In the present embodiment, NEC PC1093 manufactured by NEC is used as the
ここで、トランジスタ3bのコレクタ電流Icはエミッタ電流Ieにほぼ等しいので、トランジスタ3bのエミッタ抵抗3cを2.495kΩとすることで、トランジスタ3bのコレクタ電流Icを1mAと設定できる。
Here, since the collector current Ic of the
なお、本実施の形態では、図に示す回路で定電流回路を構成しているが、制御手段6の動作可能電圧以下で操作手段12に流れる電流を一定に出来ればよく、この回路構成に限定されるものではない。
In the present embodiment, the constant current circuit is configured by the circuit shown in the figure. However, it is only necessary that the current flowing through the
4は吸込み風量や圧力などを検知する状態検知手段であり、本発明では圧力スイッチを用いて集塵室後部の圧力を検知し、所定の圧力よりも高くなる、すなわち多量の塵埃により集塵室が満杯近くになると、その接点を閉じる構成となっている。 4 is a state detection means for detecting the intake air volume, pressure, etc. In the present invention, the pressure at the rear of the dust collection chamber is detected using a pressure switch, and the pressure is higher than a predetermined pressure, that is, the dust collection chamber is caused by a large amount of dust. When it becomes almost full, the contact is closed.
5は前記表示手段13を制御する表示制御手段であり、前記状態検知手段4の情報、すなわち塵埃量の多少を表示させるものである。
前述のように、本発明では表示手段13として可視発光ダイオードを設けているので、表示制御手段5からは10mA程度の電流を供給するように設定している。 As described above, since the visible light emitting diode is provided as the display means 13 in the present invention, the display control means 5 is set to supply a current of about 10 mA.
6は、前記操作手段12からの出力を元にどのスイッチが操作されたかを判断して電動送風機1の入力信号を前記電動送風機制御手段2に出力するとともに、前記状態検知手段4からの出力を元に前記表示制御手段5に信号を出力する制御手段であり、本発明ではマイクロプロセッサを用いている。 6 determines which switch is operated based on the output from the operation means 12 and outputs an input signal of the electric blower 1 to the electric blower control means 2 and outputs the output from the state detection means 4. Originally, the control means for outputting a signal to the display control means 5, and a microprocessor is used in the present invention.
制御手段6が操作手段12からの信号取り込みを行うときには、表示制御手段5への駆動信号を停止するようにプログラム設定することにより、同一系統に配置されている操作手段12と表示手段13の入出力制御を可能としている。 When the control means 6 takes in a signal from the operation means 12, a program setting is made to stop the drive signal to the display control means 5, so that the operation means 12 and the display means 13 arranged in the same system are turned on. Output control is possible.
このマイクロプロセッサの動作電圧は4.5V〜5.5Vで保証されているが、殆どの場合、4.5Vよりも低い電圧からで動作可能である。 The operating voltage of this microprocessor is guaranteed between 4.5V and 5.5V, but in most cases it can operate from a voltage lower than 4.5V.
マイクロプロセッサは内部リセット解除後に内部ROMに記憶しているプログラムに基づいて動作を開始するが、内部リセット電圧は当然のことながらマイクロプロセッサの最低動作電圧4.5Vよりも低くなければならず、一般的に3.3V〜3.8V程度である。 The microprocessor starts to operate based on the program stored in the internal ROM after the internal reset is released. However, the internal reset voltage must naturally be lower than the minimum operating voltage of the microprocessor, 4.5V. In particular, it is about 3.3V to 3.8V.
すなわち制御手段6が動作を開始した時には、既に定電流手段3は定常状態になっている訳である。 That is, when the control means 6 starts operation, the constant current means 3 is already in a steady state.
7はこれら各手段の動作電圧を別々に与える電圧発生手段であり、本発明では定電流手段3、状態検知手段4および表示制御手段5の動作電圧は24Vとし、制御手段6の動作電圧は5Vとしている。(本発明は負電源構成のため、実際には前者は−24V、後者は−5Vが正しい表記であるが、ここでは絶対値表記している)。
また、制御手段6から電動送風機制御手段2への出力信号は、電動送風機1の入力(駆動位相角)によらず略一定のパルス幅になるように設定しているので、制御手段で消費する電流は略一定になる。制御手段の負荷電流に殆ど差はなくなり、制御手段駆動用には小型な動作電源とすることができる。 Further, since the output signal from the control means 6 to the electric blower control means 2 is set to have a substantially constant pulse width regardless of the input (drive phase angle) of the electric blower 1, it is consumed by the control means. The current becomes substantially constant. There is almost no difference in the load current of the control means, and a small operating power source can be obtained for driving the control means.
上記構成において、以下動作を説明する。 In the above configuration, the operation will be described below.
前述の通り、制御手段6が立ち上がった時点では定電流手段3は操作手段12に定常電流1mAが供給されている。この電流は常に操作手段12に流れている。 As described above, the constant current means 3 is supplied with the steady current 1 mA to the operation means 12 when the control means 6 starts up. This current always flows through the operation means 12.
ここで、交流電源電圧変動(停電や著しい電圧低下を含む)などの影響により、電圧発生手段7への供給電圧が変動(電圧低下)した場合、電圧発生手段7が供給している24V(Va)は大きく低下する事になる。一方、24V(Vb)よりも低い電圧である5V(Vb)の電圧低下は制御手段6の定常電圧5V(Vb)に比べ高い電圧である24V(Va)は電圧低下の影響を受け大きく変動することになる。 Here, when the supply voltage to the voltage generating means 7 fluctuates (voltage drop) due to the influence of AC power supply voltage fluctuation (including power failure and significant voltage drop), the voltage of 24 V (Va) supplied by the voltage generating means 7 is reached. ) Will be greatly reduced. On the other hand, the voltage drop of 5 V (Vb), which is a voltage lower than 24 V (Vb), greatly varies due to the influence of the voltage drop, 24 V (Va), which is higher than the steady voltage 5 V (Vb) of the control means 6. It will be.
しかしそのような状態になってもなお、制御手段6の動作可能な電圧範囲においては定電流手段3からは1mA(定常電流)が供給され続けるため、制御手段6が動作不能(リセット状態)になるまで操作手段12の判定を正しく行うことができる。 However, even in such a state, 1 mA (steady current) is continuously supplied from the constant current means 3 in the voltage range in which the control means 6 can operate, so that the control means 6 becomes inoperable (reset state). Until that time, the operation means 12 can be correctly determined.
また、集塵室に塵埃が詰まってくると状態検知手段4が動作し、制御手段6は表示制御手段5に信号を出力し、表示手段13が駆動される。 When the dust collecting chamber is clogged with dust, the state detection means 4 operates, the control means 6 outputs a signal to the display control means 5, and the display means 13 is driven.
この状態では、吸気口部10aの接点部には10mAの電流と24Vの電圧が印加されていることになるので、操作手段12を検知しているだけの時よりも高電圧・高電流が接点にかかっているため、接点の信頼性を大幅に向上することができる。
In this state, since a current of 10 mA and a voltage of 24 V are applied to the contact portion of the
すなわち本発明によれば、電源電圧が不安定な場合や電源投入時の過渡状態であっても、操作手段12の状態を制御手段6は正しく検知し続けることができると同時に、接点には高電圧・高電流がかかるため、接点の信頼性を大幅に向上することができる。 That is, according to the present invention, even when the power supply voltage is unstable or in a transient state when the power is turned on, the control means 6 can continue to correctly detect the state of the operation means 12, and at the same time, the contact point is high. Since voltage and high current are applied, the reliability of the contact can be greatly improved.
また、操作手段は、1つの可変抵抗器であっても良いし、複数の開閉スイッチで構成されていても、瞬時的な誤検知もなく安定した動作を行うことが可能であり、同様な効果を得ることができる。 Further, the operation means may be one variable resistor, and even if it is composed of a plurality of open / close switches, it is possible to perform a stable operation without instantaneous false detection, and similar effects. Can be obtained.
以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、電源電圧が不安定な場合や電源投入時の過渡状態であっても、操作手段の状態を制御手段は正しく検知し続けることが可能となるので、英国や米国で普及している縦型(アップライト型)掃除機にも同様に適用できる。 As described above, the vacuum cleaner according to the present invention allows the control means to continue to correctly detect the state of the operation means even when the power supply voltage is unstable or in a transient state when the power is turned on. Therefore, it can be similarly applied to a vertical (upright type) vacuum cleaner popular in the UK and the United States.
1 電動送風機
2 電動送風機制御手段
3 定電流手段
4 状態検知手段
5 表示制御手段
6 制御手段
7 電圧発生手段
10 掃除機本体
10a 吸気口部
11 ホース
11a 手元部
12 操作手段
13 表示手段
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