JP2013223561A - 電気掃除機の制御方法及びそれを具備する電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】電気掃除機の運転時に使用電力量がオーバーして他の電気機器の動作に不具合を与えることない電気掃除機の制御方法を提供する。
【解決手段】家庭内で使用している電力量を計測する使用電力計測手段３４と電力の余力を判断する電力余力判断手段３３とマスター通信手段３５とを備えた家庭用のホームサーバーなどから構成した集合制御手段３１と、使用する電力量を予測判断する必要電力判断手段１８とマスター通信手段３５と通信を行うスレーブ通信手段２１とその通信結果をフィードバックする掃除機制御手段２０を備えた電気掃除機１との間で、予測使用電力量についての情報のやり取りを行って、電気掃除機１の運転制御にフィードバックするもので、電気掃除機１と集合制御手段３１の間で、使用電力状況が確認できるため、運転する前にブレーカーが落ちるかどうか判断でき、他の電気製品の使用に障害を与えることがない。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般家庭で使用される電気掃除機の制御方法及びそれを用いた電気掃除機に関するものである。

近年、家庭内で使用するエネルギーの把握、管理に対する要求が高まってきており、様々な提案がなされている。その中でも電力を監視して所定量以上の電力消費が行われないように自動的に調整を行うようなシステム（例えば、特許文献１参照）や、電力量の余力を判断して電力供給を遮断や制限するなどの制御をしたり、情報の報知を行うシステム（例えば、特許文献２参照）などが提案されている。

特開２００２−３６９３８３号公報 特開２０１０−２００５８９号公報

しかしながら、電気掃除機という家電製品を使用する状況を考慮した場合、いくつかの特徴があり、上記のシステムではうまく対応できないことがあった。その一つは、使用者が電気掃除機を使いたい時にその現場で使用するというもので、優先度を判断して時間的に自動で供給を切り替えたりするシステムでは、うまく対応できない。

また、別の特徴として消費電力がかなり大きい点が挙げられる。一般に家庭で使用される電気製品で消費電力が１０００Ｗ以上のものは、電子レンジやＩＨ調理機器、トースターなどのキッチン・調理関係か、ドライヤー・アイロンなどの熱機器があるが、これらは概ね限られた場所で使用されるため、使用者も把握しやすく、ある程度固定された系統での電力消費となるが、電気掃除機は、家庭内のあらゆる場所で使用されうる性格のものである。

テレビやＰＣ、照明器具など５０〜３００Ｗ程度の機器をいくつも使う系統では、その把握も難しく、平均的な電力の余力の把握では、電気掃除機の消費電力には対処できない。逆に、短時間しか使用しない電気掃除機をいつでも使える余力を残しておくことは、通常のほかの電気製品の使用を大きく制限してしまうため、一般的な余力判断に基づく管理にも適していない。

以上のように電気掃除機という製品の特徴から、従来から提案されているシステムでは利便性を考慮すると、うまく対応できないという課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、単機で、どの場所でも使用する可能性がり、消費電力が高く、かつ使用者が直接その場について使用するという特徴をもつ電気掃除機に適した家庭内の電力管理システムと連動した電気掃除機の制御方法及び電気掃除機を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の電気掃除機の制御方法は、家庭内で使用している電力量を計測する計測手段と電力の余力を判断する判断手段とマスター通信手段と
を備えた家庭用のホームサーバーなどから構成した集合制御手段と、使用する電力量を予測判断する必要電力判断手段と前記マスター通信手段と通信を行うスレーブ通信手段とその通信結果をフィードバックさせる掃除機制御手段を備えた電気掃除機との間で、予測使用電力量についての情報のやり取りを行うことで、前記電気掃除機の運転制御にフィードバックを行うもので、電気掃除機と集合制御手段との間の通信で、使用電力状況を確認できるため、運転する前にブレーカーが落ちるかどうか判断でき、他の電気製品の使用に障害を与えることなく、使用者は別の配線系統で電気掃除機の運転をするか、電力使用状況が変化するまで時間を置くなどの対応ができる。逆に他の電気製品を使用する場合でも、電気掃除機の使用を必ずしも考慮しないで使用できるため、その使い勝手を妨げることがない。

また、本発明の電気掃除機は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電気掃除機の制御方法で運転制御されるもので、電気掃除機をコンセントに接続して運転を開始したときに、過度な電力消費でブレーカーが作動して、他の電気機器の動作に不具合を起こすことを防止することができる。

本発明の電気掃除機の制御方法によれば、電気掃除機という消費電力が高く、かつ家庭内のどの配線系統でも使用する可能性があるという機器の特徴に対し、集合制御手段との通信を通じて、配線系統内の使用電力と容量の余力を判断して運転可否の判断が運転前にできるので、不意な過剰使用によるブレーカー作動によって、他の電気機器の動作に不具合を起こすことなく、また、掃除機の使用時ごとに判断するので、使用者が状況と対応を即時に判断でき、逆に、使用しない場合には、電気掃除機の電力について特に配慮を必要としない使い勝手の優れたシステムとして、またその制御方法を備えた電気掃除機として提供することができる。

本発明の実施の形態１における電気掃除機の制御方法で制御される電気掃除機の外観斜視図 同電気掃除機の制御方法を示すシステムブロック図

第１の発明は、家庭内で使用している電力量を計測する計測手段と電力の余力を判断する判断手段とマスター通信手段とを備えた家庭用のホームサーバーなどから構成した集合制御手段と、使用する電力量を予測判断する必要電力判断手段と前記マスター通信手段と通信を行うスレーブ通信手段とその通信結果をフィードバックさせる掃除機制御手段を備えた電気掃除機との間で、予測使用電力量についての情報のやり取りを行うことで、前記電気掃除機の運転制御にフィードバックを行うもので、電気掃除機と集合制御手段との間の通信で、使用電力状況を確認できるため、運転する前にブレーカーが落ちるかどうか判断でき、他の電気製品の使用に障害を与えることなく、使用者は別の配線系統で電気掃除機の運転をするか、電力使用状況が変化するまで時間を置くなどの対応ができる。逆に他の電気製品を使用する場合でも、電気掃除機の使用を必ずしも考慮しないで使用できるため、その使い勝手を妨げることがない。

第２の発明は、特に、第１の発明の電気掃除機の制御方法において、家庭内の一つのコンセントに電気掃除機の電源プラグを挿入した時点で、前記電気掃除機のスレーブ通信手段が起動して前記電気掃除機を使用する旨の情報を送信し、この情報をマスター通信手段で受け取った集合制御手段は、前記コンセントの電力系統における使用電力量および／または電力量の余力を判断し、前記マスター通信手段を通じて前記電気掃除機に情報を伝え、前記スレーブ通信手段により情報を受け取った前記電気掃除機が運転可否判断を行うも
ので、電気掃除機の電源プラグを家庭内のコンセントに接続した直後に通信を行って情報を得ることができるので、使用者は情報取得のための時間待ちをすることなく、即運転可否が判断でき、次の動作に移ることができる。

第３の発明は、特に、第１の発明の使用者が電気掃除機を運転するための操作をした時点で、その電力系統における使用電力量および／または電力量の余力を判断し、マスター通信手段を通じて前記電気掃除機に情報を伝え、スレーブ通信手段により情報を受け取った前記電気掃除機は、使用者の操作内容に応じて使用する電力の予測から運転可否判断を行い、運転不可状態の場合には運転を開始しないようにしたもので、使用者が運転をしようとする運転モードに応じた消費電力に対する運転可否状態が判断できるので、電気掃除機としてフルパワーでの運転が不可能な状況であっても、例えば中程度のパワーでの運転指示であって、その消費電力であれば容量として問題ない場合にはそのまま運転できるため、利便性をさらに向上させることができる。

第４の発明は、特に、第１の発明の使用者が電気掃除機を運転するための操作をした時点で、その電力系統における使用電力量および／または電力量の余力を判断し、マスター通信手段を通じて前記電気掃除機に情報を伝え、スレーブ通信手段により情報を受け取った前記電気掃除機は、使用者の操作内容に応じて使用する電力の予測から運転可否判断を行い、運転不可状態の場合には、使用可能な電力範囲内に使用電力を制限して運転を行うもので、フルパワーでの運転が不可能な場合であって、かつ運転できる最小の消費電力よりは容量に余裕がある場合において、自動的に運転可能な電力範囲での運転ができるので、使用者は少なくとも自動設定されたパワーでの電気掃除機の運転ができ、それで問題ないかどうかを判断するだけで、自ら設定する手間がなく使い勝手をより向上させることができる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか一つの発明の電気掃除機は報知手段を備え、前記報知手段で使用電力量の判断状況を使用者に報知するもので、使用者にとっての使い勝手は向上する。

第６の発明は、特に、第５の発明の電気掃除機は、コンセントに電源プラグが接続されている間は定期的に電力情報についての通信を行い、情報を更新して前記電気掃除機の運転制御および／または使用者への報知情報にフィードバックするもので、電力の使用状況の変化に即対応することができる。当初、運転に制限があった状況が改善された場合にすぐ報知することで、使用者が確実にすばやく対応できるので、利便性もよくなる。

第７の発明は、特に、第５又は第６の発明の集合制御手段は、電気掃除機が接続されているコンセントの電力系統以外の家庭内の電力系統での電力使用量および電力量の余力を計測手段の結果から判断して、接続されているコンセント以外のコンセントでの使用可否を判断し、使用可能系統（コンセント）の情報をマスター通信手段から前記電気掃除機のスレーブ通信手段への通信を通じて送信し、前記電気掃除機は、報知手段を通じて使用者にその情報を報知するもので、あるコンセントですぐに電気掃除機が使用できない場合でも、別のコンセントに接続して使用したり、掃除をするエリアの順番を変えることで、ロスなく掃除に取り掛かれることができ、使用者が自ら電力状況を把握していなくてもより効率のよい掃除も可能になり、利便性を向上できる。

第８の発明に係る電気掃除機は、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電気掃除機の制御方法で運転制御されるもので、電気掃除機をコンセントに接続して運転を開始したときに、過度な電力消費でブレーカーが作動して、他の電気機器の動作に不具合を起こすことを防止することができる。

第９の発明は、特に、第８の発明の電気掃除機において、スレーブ通信手段が集中制御手段内のマスター通信手段と交信が出来ない場合或いは、家庭内に前記集中制御手段が備えられていない場合、従来型の使用ができるようにしたもので、スレーブ通信手段がマスター通信手段と交信が出来ない場合や家庭内に前記集中制御手段が備えられていない場合でも、電気掃除機を従来の方法で使用できるので、掃除作業に支障をきたすことがない。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電気掃除機の制御方法で制御される電気掃除機の外観斜視図、図２は、同電気掃除機の制御方法を示すシステムブロック図である。

図１において、本実施の形態における電気掃除機の制御方法で制御される電気掃除機１の掃除機本体２（以下「本体２」と記す）の内部には、塵埃を吸引する吸引力を生み出す電動送風機１１が配置されている。

本体２には、ホース３の一端が接続され、ホース３の他端には操作手段１４があり、その先には、延長管５が接続される。また延長管５の先には、被掃除面に対向する吸込具６が連結される。この吸込具６には、被掃除面に接触して塵埃をかき上げるブラシ１２と、そのブラシ１２を回転させる回転力を生む電動機１３が内蔵されている。さらに、本体２の上面には情報を使用者に報知する例えば液晶などから構成された掃除機報知手段１７があり、また本体２の後方には、これらに電力を供給するための電源プラグ１５が電源コード１５ａを介して接続されている。

次に、図２を用いて電気掃除機１のシステムを説明する。

図２において、電源プラグ１５から供給される電気は電源１６を介して、各負荷にさらに供給される。掃除機全体を制御しているマイクロコンピュータなどから構成された掃除機制御手段２０は、負荷駆動手段１９に信号を送り、負荷駆動手段１９は、その信号を受けて電動送風機１１および電動機１３を駆動する。

また、掃除機制御手段２０は、必要に応じて、掃除機報知手段１７に信号を送り、使用者に状況の報知を行う。また、運転する際に必要な電力を予測判断する必要電力判断手段１８からの情報で、逐次必要な電力も把握している。また、掃除機報知手段１７は、掃除機本体２に備えられた報知手段であるが、外部通信手段２２を備えて、電気掃除機１から外部になる端末に情報を送る機能も備えている。さらに本体２内部に、スレーブ通信手段２１を備え、スレーブ通信手段２１は、集合制御手段３１が備えるマスター通信手段３５との通信を行う。

次に、図２において、集合制御手段３１側のシステムを説明する。

家庭内配線網５１は、家庭電源の集合制御システムの配線系統毎にさらに壁コンセントが繋がっている。図２では一例として、配線系統３にさらにコンセントＡ、コンセントＢ、コンセントＣが繋がっており、このコンセントＢに電気掃除機１が接続された構成を示している。

これらの各配線系統には、システムブレーカー３８から中央制御手段３２、及び電力供給制御手段３６を介して電気が供給されている。この中央制御手段３２は、さらに配線系
統毎の使用電力を計測できる計測手段として電力計などから構成された使用電力計測手段３４と、その計測結果と各配線系統の電力容量を把握して電力量としての余力を判断できる判断手段としての電力余力判断手段３３を介し、配線系統毎の電力量の余力を把握している。

さらに、各端末側との通信を行うマスター通信手段３５との情報の送受を行うとともに、中央制御手段としての報知機能を行う中央報知手段３７を備えている。中央報知手段３７は多くの情報を報知できるよう液晶などの画面表示と音声報知を行うためのスピーカーなどから構成されている。

以上のように構成された電気掃除機及び集合制御手段に基づいた本実施の形態における電気掃除機の制御方法について、以下にその動作、作用を説明する。

電気掃除機１の電源プラグ１５をコンセントＢに接続すると、電源１６に電気が供給され、掃除機制御手段２０とスレーブ通信手段２１が起動し、掃除機制御手段２０は、まず電気掃除機１の最大使用電力と最小使用電力を掃除機識別情報とともに送信するようスレーブ通信手段２１に指示する。次に、スレーブ通信手段２１は、電源コード１５ａと電源プラグ１５を介した電線に重畳させて掃除機識別情報とともに最大使用電力や最小使用電力の情報を含む信号を送信する。

集合制御手段３１内のマスター通信手段３５は、この信号を受信すると伝達経路から配線系統を判断し、受信情報とともに中央制御手段３２に伝える。そこで、中央制御手段３２は、使用電力計測手段３４に配線系統情報を伝えるとともに計測を指示する。使用電力計測手段３４は、電気掃除機１が接続された配線系統のその時点での使用電力を計測し、その結果を電力余力判断手段３３に伝える。

電力余力判断手段３３は、その配線系統の電力容量と使用電力状況から電力量の余力を算出・判断し、中央制御手段３２に伝える。その情報を受け取った中央制御手段３２は改めて、電気掃除機１から送られてきた最大使用電力と比較し、電力の余力が最大使用電力を上回っていれば運転可の情報を、下回っている場合には運転不可の情報をマスター通信手段３５に送り、電気掃除機１へ送信するように指示する。マスター通信手段３５は、その運転可否情報を電源配線に重畳させ、再度、電気掃除機１へ送信する。

電気掃除機１において、スレーブ通信手段２１は、運転可否情報を受け取り、掃除機制御手段２０に伝える。掃除機制御手段２０は、運転不可情報を受け取った場合は、掃除機報知手段１７に運転不可である表示を行うように、信号を送る。また、この状況が続いている限り、使用者から運転指示の操作が操作手段１４を介して行われても、負荷駆動手段１９に対して、電動送風機１１や電動機１３等の負荷を動かさないようにするとともに、掃除機報知手段１７に運転不可である報知を行うように指示する。また、外部通信手段２２を通じて予め対応可能な設定がされた外部端末にも報知するように情報を送信することで、より使用者へ確実に報知することもできる。

また、電力の余力が、最大使用電力を下回っていても、最小使用電力を上回っている場合においては、電力を制限して運転を許可させることもできる。集合制御手段３１は、運転可能な電力レベルを情報として、マスター通信手段３５から電気掃除機１に伝え、スレーブ通信手段２１を介してその情報を受け取った掃除機制御手段２０は、電力制限状況を報知しつつ、運転指示があった場合は、その電力以内で電動送風機１１や電動機１３を運転するように負荷駆動手段１９に指示を送ることで、ブレーカーを落とさないレベルで電気掃除機１を運転できるので、さらに利便性が向上できる。

この一連の動作により、使用者は、電気掃除機１の電源を投入後、すぐに運転が可能かどうかを判断でき、可能な場合には、そのまま運転を指示して掃除を行い、不可な場合にブレーカーを落として他の機器の動作に不具合を生じさせることを防ぎつつ、電気掃除機１の扱いについて適切に対応することができる。

また、この運転可否情報については、定期的に通信と判断を行うようにすることで、すぐに運転できない状態にある場合に通電したままおいておくことで、運転可能な状況になったら、使用者に報知することができる。使用者はその報知を認識して操作するようにすれば、電力の利用状況について自ら判断をすることなく安全に使用でき、使い勝手を向上させることができる。

また、集合制御手段３１が、電気掃除機１が接続された配線系統以外の配線系統の電力使用状況を把握するような構成をとれば、もし接続されている配線系統が運転不可な状況であっても、全体の容量として余力がある場合には、利用可能な配線系統を使用者に報知することもできる。より詳細な情報を表示するには、多くの情報を報知できる中央報知手段３７を用いて、より具体的に表示できるとさらに利便性を向上できる。

また、簡易的な報知であれば、掃除機報知手段１７を用いてもよい。いずれにしても、使用者は、近くに別の利用可能な配線系統がある場合は、電源プラグ１５を挿し直すだけでそのまま掃除ができ、そうでない場合でも掃除するエリアの順序を変更するなどして、より効率的に掃除に取り掛かることができる。

また、通信タイミングとして、使用者が、電気掃除機１の運転を指示する操作手段１４への入力時に行う方法もある。この場合は、掃除機制御手段２０は、運転しようとするモードに必要な電力を必要電力判断手段１８から入手し、スレーブ通信手段２１を介して、その電力情報も集合制御手段３１に伝達する。

マスター通信手段３５を介して情報を受け取った中央制御手段３２は、その電力情報と電力量の余力とを比較して、運転可否情報を返信する。また、運転不可な場合には、上記に述べたように運転可能なレベルの電力情報を送って、電力を制限した形での運転を促したり、運転可能な別配線系統情報を送ったりすることで、対応できるようにする。

使用者は、集合制御手段３１から得られる情報を掃除機報知手段１７や中央報知手段３７から受け取り、適宜対応を取ることができ、ブレーカーを落とすことなく、原因系を調べる手間もかけずに作業することができる。

また、この制御方法を備えた電気掃除機１は、集合制御手段３１が存在しないもしくは動作していない電源系統で通信ができない場合には、従来型の単独の動作を行えるように設定して、対応していない場所、電源でも従来通りの使い方ができるようにしておけば、そういった場所で使用するために個別の電気掃除機を準備する必要もないので、安心して使用することができる。

以上のように、本発明にかかる電気掃除機の制御方法及びそれを用いた電気掃除機は、家庭内の電力使用状況に応じた運転可否判断を行えるので、他の電気機器の動作に不具合を与えず、かつ使用者が使えるタイミングや場所を判断できるもので、電気掃除機に限らず、コンセントに接続される各種電気機器にも広く適用可能である。

１ 電気掃除機
１１ 電動送風機
１３ 電動機
１４ 操作手段
１５ 電源プラグ
１７ 掃除機報知手段（報知手段）
１８ 必要電力判断手段
１９ 負荷駆動手段
２０ 掃除機制御手段
２１ スレーブ通信手段
２２ 外部通信手段
３１ 集合制御手段
３２ 中央制御手段
３３ 電力余力判断手段（判断手段）
３４ 使用電力計測手段（計測手段）
３５ マスター通信手段
３６ 電力供給制御手段
３７ 中央報知手段
５１ 家庭内配線網

Claims (9)

1. 家庭内で使用している電力量を計測する計測手段と電力の余力を判断する判断手段とマスター通信手段とを備えた家庭用のホームサーバーなどから構成した集合制御手段と、使用する電力量を予測判断する必要電力判断手段と前記マスター通信手段と通信を行うスレーブ通信手段とその通信結果をフィードバックさせる掃除機制御手段を備えた電気掃除機との間で、予測使用電力量についての情報のやり取りを行うことで、前記電気掃除機の運転制御にフィードバックを行う電気掃除機の制御方法。
2. 家庭内の一つのコンセントに電気掃除機の電源プラグを挿入した時点で、前記電気掃除機のスレーブ通信手段が起動して前記電気掃除機を使用する旨の情報を送信し、この情報をマスター通信手段で受け取った集合制御手段は、前記コンセントの電力系統における使用電力量および／または電力量の余力を判断し、前記マスター通信手段を通じて前記電気掃除機に情報を伝え、前記スレーブ通信手段により情報を受け取った前記電気掃除機が運転可否判断を行う請求項１に記載の電気掃除機の制御方法。
3. 使用者が電気掃除機を運転するための操作をした時点で、その電力系統における使用電力量および／または電力量の余力を判断し、マスター通信手段を通じて前記電気掃除機に情報を伝え、スレーブ通信手段により情報を受け取った前記電気掃除機は、使用者の操作内容に応じて使用する電力の予測から運転可否判断を行い、運転不可状態の場合には運転を開始しない請求項１に記載の電気掃除機の制御方法。
4. 使用者が電気掃除機を運転するための操作をした時点で、その電力系統における使用電力量および／または電力量の余力を判断し、マスター通信手段を通じて前記電気掃除機に情報を伝え、スレーブ通信手段により情報を受け取った前記電気掃除機は、使用者の操作内容に応じて使用する電力の予測から運転可否判断を行い、運転不可状態の場合には、使用可能な電力範囲内に使用電力を制限して運転を行う請求項１に記載の電気掃除機の制御方法。
5. 電気掃除機は報知手段を備え、前記報知手段で使用電力量の判断状況を使用者に報知する請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気掃除機の制御方法。
6. 電気掃除機は、コンセントに電源プラグが接続されている間は定期的に電力情報についての通信を行い、情報を更新して前記電気掃除機の運転制御および／または使用者への報知情報にフィードバックする請求項５に記載の電気掃除機の制御方法。
7. 集合制御手段は、電気掃除機が接続されているコンセントの電力系統以外の家庭内の電力系統での電力使用量および電力量の余力を計測手段の結果から判断して、接続されているコンセント以外のコンセントでの使用可否を判断し、使用可能系統（コンセント）の情報をマスター通信手段から前記電気掃除機のスレーブ通信手段への通信を通じて送信し、前記電気掃除機は、報知手段を通じて使用者にその情報を報知する請求項５又は６に記載の電気掃除機の制御方法。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の電気掃除機の制御方法で運転制御される電気掃除機。
9. スレーブ通信手段が集中制御手段内のマスター通信手段と交信が出来ない場合或いは、家庭内に前記集中制御手段が備えられていない場合、従来型の使用ができる請求項８に記載の電気掃除機。