JP2020018412A - Cleaner - Google Patents

Cleaner Download PDF

Info

Publication number
JP2020018412A
JP2020018412A JP2018143009A JP2018143009A JP2020018412A JP 2020018412 A JP2020018412 A JP 2020018412A JP 2018143009 A JP2018143009 A JP 2018143009A JP 2018143009 A JP2018143009 A JP 2018143009A JP 2020018412 A JP2020018412 A JP 2020018412A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
cleaner
duty
value
voltage applied
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018143009A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
健太 原田
Kenta HARADA
健太 原田
西河 智雅
Tomomasa Nishikawa
智雅 西河
直人 一橋
Naoto Ichihashi
直人 一橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koki Holdings Co Ltd
Original Assignee
Koki Holdings Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koki Holdings Co Ltd filed Critical Koki Holdings Co Ltd
Priority to JP2018143009A priority Critical patent/JP2020018412A/en
Publication of JP2020018412A publication Critical patent/JP2020018412A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electric Vacuum Cleaner (AREA)

Abstract

To provide a cleaner capable of reducing noise and power consumption.SOLUTION: A cleaner 1 includes: a motor 31; a dust collection fan to be driven by the motor 31; and a control section 50 for controlling driving of the motor 31. The control section 50 reduces an effective value of a voltage to be applied to the motor 31 when a quantity of air to flow into a suction port per unit time becomes equal to or more than a first predetermined value. The control section 50 continuously or gradually reduces an effective value of a voltage to be applied to the motor 31 as a quantity of air increases from the first predetermined value.SELECTED DRAWING: Figure 10

Description

本発明は、モータにより駆動される集塵ファンを備えるクリーナに関する。   The present invention relates to a cleaner including a dust collection fan driven by a motor.

下記特許文献1は、モータの動力で集塵ファンを回転させる携帯用クリーナの構成を開示する。このようなクリーナにおいては、ヘッド部が非作業材に当接しているか否かや、非作業材の材質などの状況の変化によって、吸込口の開口率が変化する。開口率が増大することで、吸込口を通過する風量は増加する。   Patent Literature 1 below discloses a configuration of a portable cleaner that rotates a dust collection fan by the power of a motor. In such a cleaner, the opening ratio of the suction port changes depending on whether or not the head portion is in contact with the non-working material and a change in conditions such as the material of the non-working material. As the aperture ratio increases, the amount of air passing through the suction port increases.

特開2016−67664号公報JP-A-2006-67664

風量と真空度との乗算から求められる吸込仕事率は、所定の風量において最大となり、所定の風量を超えて風量が増大すると徐々に低下する。このため、開口率が大きくなって風量が増加しすぎると、吸込仕事率が低いにも関わらず風量が大きい状態となり、騒音や消費電力が不要に大きくなってしまう。   The suction power obtained from the multiplication of the air volume and the degree of vacuum reaches a maximum at a predetermined air volume, and gradually decreases as the air volume increases beyond the predetermined air volume. For this reason, if the opening ratio is increased and the air volume is excessively increased, the air volume becomes large despite the low suction power, and noise and power consumption are unnecessarily increased.

本発明の目的は、騒音及び消費電力の低減が可能なクリーナを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a cleaner capable of reducing noise and power consumption.

本発明のある態様は、クリーナである。このクリーナは、
モータと、
前記モータにより駆動される集塵ファンと、
前記モータ及び前記集塵ファンを収容する本体ハウジングと、
前記モータの駆動を制御する制御部と、を備え、
前記本体ハウジングに、前記集塵ファンに吸引された空気が流入する吸込口と、前記集塵ファンを通過した空気が排気される排気口と、が設けられ、
前記制御部は、前記吸込口へ流入する単位時間あたりの空気量が第1の所定値以上になると、前記モータに印加する電圧の実効値を低下させる。
One embodiment of the present invention is a cleaner. This cleaner is
Motor and
A dust collection fan driven by the motor,
A main body housing that houses the motor and the dust collection fan;
A control unit that controls the driving of the motor,
The main body housing is provided with a suction port into which the air sucked into the dust collecting fan flows, and an exhaust port through which the air passing through the dust collecting fan is exhausted,
The control unit reduces the effective value of the voltage applied to the motor when the amount of air flowing into the suction port per unit time is equal to or more than a first predetermined value.

前記制御部は、前記空気量が前記第1の所定値から多くなるにつれて、前記モータに印加する電圧の実効値を、連続的に又は段階的に低下させてもよい。   The control unit may decrease the effective value of the voltage applied to the motor continuously or stepwise as the air amount increases from the first predetermined value.

前記第1の所定値は、吸込仕事率が最大となるときの前記空気量以上の値であってもよい。   The first predetermined value may be a value equal to or more than the air amount when the suction power is maximized.

前記制御部は、前記空気量が第2の所定値以下の場合は、前記モータに印加する電圧の実効値を最大としてもよい。   The control unit may maximize the effective value of the voltage applied to the motor when the air amount is equal to or less than a second predetermined value.

前記制御部は、前記空気量が前記第2の所定値に向けて少なくなる過程で、前記モータに印加する電圧の実効値を上昇させてもよい。   The control unit may increase an effective value of a voltage applied to the motor in a process where the air amount decreases toward the second predetermined value.

前記制御部は、前記モータに印加される電圧の実効値と、前記モータに流れる電流及び前記モータの回転数の少なくとも一方と、により、前記空気量を特定してもよい。   The control unit may specify the amount of air based on an effective value of a voltage applied to the motor and at least one of a current flowing through the motor and a rotation speed of the motor.

前記モータに印加される電圧の実効値と、前記モータに流れる電流及び前記モータの回転数の少なくとも一方と、前記空気量と、の関係を記憶したテーブルを備えてもよい。   A table may be provided that stores a relationship between an effective value of a voltage applied to the motor, at least one of a current flowing through the motor and the number of rotations of the motor, and the air amount.

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。   Note that any combination of the above-described components, and any conversion of the expression of the present invention between a method, a system, and the like, are also effective as aspects of the present invention.

本発明によれば、騒音及び消費電力の低減が可能なクリーナを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a cleaner capable of reducing noise and power consumption.

本発明の実施の形態1に係るクリーナ1の側面図。FIG. 2 is a side view of the cleaner 1 according to Embodiment 1 of the present invention. クリーナ1の側断面図。The sectional side view of the cleaner 1. 図1のA−A断面図。AA sectional drawing of FIG. 図1のB−B断面図。BB sectional drawing of FIG. 図1のC−C断面図。1. CC sectional drawing of FIG. クリーナ1のヘッド部40の平面図。FIG. 3 is a plan view of a head section 40 of the cleaner 1. ヘッド部40の側断面図。FIG. 4 is a side sectional view of the head unit 40. ヘッド部40の底面図。FIG. 4 is a bottom view of the head unit 40. ヘッド部40の背面図。FIG. 4 is a rear view of the head unit 40. クリーナ1の簡易ブロック図。FIG. 2 is a simplified block diagram of the cleaner 1. クリーナ1の無段制御における風量と吸込仕事率の関係を、クリーナ1においてモータ電圧のPWM制御のデューティを50%、60%、70%、80%、90%、100%で固定した各場合における風量と吸込仕事率の関係と共に示したグラフ。The relationship between the air volume and the suction power in the stepless control of the cleaner 1 is shown in each case where the duty of the PWM control of the motor voltage in the cleaner 1 is fixed at 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, and 100%. The graph shown with the relationship between the air volume and the suction power. クリーナ1の無段制御における吸込口の開口率の変化に対するモータ電流とモータ回転数の関係を、クリーナ1においてデューティを50%、60%、70%、80%、90%、100%で固定した各場合における開口率の変化に対するモータ電流とモータ回転数との関係と共に示したグラフ。The relationship between the motor current and the motor speed with respect to the change in the opening ratio of the suction port in the stepless control of the cleaner 1 was fixed at a duty of 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, and 100% in the cleaner 1. 7 is a graph showing a relationship between a motor current and a motor rotation speed with respect to a change in aperture ratio in each case. クリーナ1の無段制御における開口率の変化に対するデューティとモータ電流の関係を、クリーナ1における開口率ごとのデューティとモータ電流の関係と共に示したグラフ。4 is a graph showing a relationship between a duty and a motor current with respect to a change in an opening ratio in the stepless control of the cleaner 1 together with a relationship between a duty and a motor current for each opening ratio in the cleaner 1. クリーナ1の無段制御のフローチャート。5 is a flowchart of stepless control of the cleaner 1. クリーナ1の多段制御における風量と吸込仕事率の関係を、クリーナ1においてデューティを50%、60%、70%、80%、90%、100%で固定した各場合における風量と吸込仕事率の関係と共に示したグラフ。The relationship between the air volume and the suction power in the multistage control of the cleaner 1 is shown below. The relationship between the air volume and the suction power in each case where the duty is fixed at 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, and 100% in the cleaner 1 is shown. The graph shown with. クリーナ1の多段制御における開口率の変化に対するモータ電流とモータ回転数の関係を、クリーナ1においてデューティを50%、60%、70%、80%、90%、100%で固定した各場合における開口率の変化に対するモータ電流とモータ回転数との関係と共に示したグラフ。The relationship between the motor current and the motor rotation speed with respect to the change in the opening ratio in the multi-stage control of the cleaner 1 is shown in FIG. 4 is a graph showing a relationship between a motor current and a motor rotation speed with respect to a change in rate. クリーナ1の二段制御における風量と吸込仕事率の関係を、クリーナ1においてデューティを80%、100%で固定した各場合における風量と吸込仕事率の関係と共に示したグラフ。4 is a graph showing the relationship between the air volume and the suction power in the two-stage control of the cleaner 1 together with the relationship between the air volume and the suction power in each case where the duty is fixed at 80% and 100% in the cleaner 1. クリーナ1の二段制御における開口率の変化に対するモータ電流とモータ回転数の関係を、クリーナ1においてデューティを50%、60%、70%、80%、90%、100%で固定した各場合における開口率の変化に対するモータ電流とモータ回転数との関係と共に示したグラフ。The relationship between the motor current and the motor speed with respect to the change in the aperture ratio in the two-stage control of the cleaner 1 is shown in each case where the duty is fixed at 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, and 100% in the cleaner 1. 4 is a graph showing a relationship between a motor current and a motor rotation speed with respect to a change in aperture ratio. クリーナ1の二段制御のフローチャート。4 is a flowchart of two-stage control of the cleaner 1.

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, processes, and the like shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the repeated description will be omitted as appropriate. In addition, the embodiments do not limit the invention, but are exemplifications, and all features and combinations described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.

図1〜図9を参照し、本発明の実施の形態に係るクリーナ1の機械的構成を説明する。図1〜図3により、クリーナ1における互いに直交する前後、上下、左右の各方向を定義する。図2〜図5では、集塵ファン33により発生する気流の流れを破線の矢印で示している。クリーナ1は、携帯型のサイクロン式クリーナである。クリーナ1は、ハウジング2と、吸気パイプ7と、サイクロンユニット10と、を備える。   The mechanical configuration of the cleaner 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3, the front and rear, up and down, and left and right directions of the cleaner 1 which are orthogonal to each other are defined. 2 to 5, the flow of the airflow generated by the dust collecting fan 33 is indicated by a broken arrow. The cleaner 1 is a portable cyclone type cleaner. The cleaner 1 includes a housing 2, an intake pipe 7, and a cyclone unit 10.

ハウジング2は、例えば樹脂成形体である。ハウジング2は、ハンドル部2aと、モータ収容部2bと、制御回路収容部2cと、排気口2dと、を含む。ハンドル部2aには、作業者がクリーナ1の起動、停止等を指示するための操作部2eが設けられる。モータ収容部2bは、モータ31及び集塵ファン33を収容する。モータ31は、ここではブラシレスモータである。集塵ファン33は、ここでは遠心ファンである。制御回路収容部2cは、制御回路基板35を収容する。排気口2dは、制御回路収容部2cの前部左側面に開口する。ハウジング2の後端下部には、クリーナ1の電源となる電池パック5が着脱可能に装着される。   The housing 2 is, for example, a resin molded body. The housing 2 includes a handle portion 2a, a motor housing 2b, a control circuit housing 2c, and an exhaust port 2d. The handle portion 2a is provided with an operation portion 2e for an operator to instruct starting, stopping, and the like of the cleaner 1. The motor housing 2b houses the motor 31 and the dust collection fan 33. The motor 31 is a brushless motor here. Here, the dust collecting fan 33 is a centrifugal fan. The control circuit housing section 2c houses the control circuit board 35. The exhaust port 2d opens on the front left side of the control circuit housing 2c. A battery pack 5 serving as a power source for the cleaner 1 is detachably attached to a lower rear end of the housing 2.

サイクロンユニット10は、モータ収容部2bの前部に着脱可能に取り付けられる。サイクロンユニット10は、第1及び第2サイクロンユニットを有する。第1サイクロンユニットは、第1排気筒11と、第1旋回室12と、第1集塵室13と、を含む。第2サイクロンユニットは、第2排気筒15と、第2旋回室16と、第2集塵室17と、を含む。第2排気筒15、第2旋回室16、及び第2集塵室17の組は、第1サイクロンユニットの周囲に複数組、図示の例では10組設けられる。第2排気筒15から集塵ファン33に至る風路の途中には、円筒状のフィルタ37が設けられる。   The cyclone unit 10 is detachably attached to the front of the motor housing 2b. The cyclone unit 10 has first and second cyclone units. The first cyclone unit includes a first exhaust pipe 11, a first swirl chamber 12, and a first dust collection chamber 13. The second cyclone unit includes a second exhaust pipe 15, a second swirling chamber 16, and a second dust collecting chamber 17. A plurality of sets of the second exhaust pipe 15, the second swirling chamber 16, and the second dust collecting chamber 17 are provided around the first cyclone unit, and ten sets in the illustrated example. A cylindrical filter 37 is provided in the air path from the second exhaust pipe 15 to the dust collection fan 33.

吸気パイプ7は、吸引通路を構成する部材であって、サイクロンユニット10の下方に設けられる。吸気パイプ7の図示しない先端は、クリーナ1の吸気口である。吸気パイプ7の先端には、図6〜図9に示すヘッド部40が着脱可能に取り付けられる。ヘッド部40は、回転ブラシ41を有すると共に、回転ブラシ41を回転駆動する図示しないモータを内蔵する。ヘッド部40は、床検出スイッチ43を有する。床検出スイッチ43は、上下動可能な軸に支持されたローラである。このローラが床面に接地して軸と共に上方に移動すると床検出スイッチ43がオンになり、ヘッド部40が床面に接地したと判定される。   The intake pipe 7 is a member constituting a suction passage, and is provided below the cyclone unit 10. A not-shown end of the intake pipe 7 is an intake port of the cleaner 1. A head section 40 shown in FIGS. 6 to 9 is detachably attached to the tip of the intake pipe 7. The head section 40 has a rotating brush 41 and incorporates a motor (not shown) for driving the rotating brush 41 to rotate. The head section 40 has a floor detection switch 43. The floor detection switch 43 is a roller supported on a vertically movable shaft. When this roller touches the floor and moves upward together with the shaft, the floor detection switch 43 is turned on, and it is determined that the head unit 40 has touched the floor.

クリーナ1において、モータ31が起動すると、集塵ファン33が回転駆動される。集塵ファン33の回転により、吸気パイプ7から空気と共に粉塵が吸い込まれる。粉塵の混じった空気は、第1旋回室12内にてトルネード状の旋回流となる。これにより粉塵が遠心分離されて第1集塵室13に溜められる。粉塵が除去された空気は第1排気筒11に吸い込まれて第2旋回室16内に流入し、再度トルネード状の旋回流となる。これにより、更に粉塵が遠心分離されて第2集塵室17に溜められる。粉塵が除去された空気は第2排気筒15に吸い込まれ、フィルタ37を通過して、集塵ファン33に吸い込まれる。集塵ファン33から吐き出された空気は、モータ31の内部、あるいはモータ収容部2bとモータ31との間の隙間を通ってモータ31の後方に流れ、その後、制御回路収容部2cを通って前方に流れ、排気口2dから排気される。   In the cleaner 1, when the motor 31 is started, the dust collection fan 33 is driven to rotate. By the rotation of the dust collection fan 33, dust is sucked from the intake pipe 7 together with air. The air mixed with the dust forms a tornado-like swirling flow in the first swirling chamber 12. Thus, the dust is centrifuged and collected in the first dust collection chamber 13. The air from which the dust has been removed is sucked into the first exhaust pipe 11 and flows into the second swirling chamber 16 to again form a tornado-like swirling flow. Thus, the dust is further centrifuged and collected in the second dust collecting chamber 17. The air from which the dust has been removed is sucked into the second exhaust pipe 15, passes through the filter 37, and is sucked into the dust collecting fan 33. The air discharged from the dust collection fan 33 flows to the rear of the motor 31 through the inside of the motor 31 or a gap between the motor housing 2b and the motor 31, and then flows forward through the control circuit housing 2c. And is exhausted from the exhaust port 2d.

図10は、クリーナ1の簡易ブロック図である。制御部50は、マイクロコントローラ等を含む。制御部50は、図2に示す制御回路基板35に設けられる。制御部50は、インバータ51の制御、例えばPWM制御により、モータ31に印加する電圧(「モータ電圧」とも表記)を制御し、モータ31の駆動を制御する。インバータ51は、例えば三相ブリッジ接続されたFETやIGBT等のスイッチング素子である。インバータ51は、制御部50の制御に従ってスイッチング動作し、電池パック5から供給される直流電圧を交流電圧に変換してモータ31に供給する。検出抵抗Rsは、モータ31に流れる電流(「モータ電流」とも表記)の経路に設けられる。電流検出回路52は、検出抵抗Rsの両端の電圧によりモータ電流を検出し、制御部50にフィードバックする。磁気センサ54は、例えばホール素子であって、モータ31の近傍に所定数設けられる。回転数検出回路53は、磁気センサ54の出力信号により、モータ31の回転数(「モータ回転数」とも表記)を検出し、制御部50にフィードバックする。   FIG. 10 is a simplified block diagram of the cleaner 1. The control unit 50 includes a microcontroller and the like. The control unit 50 is provided on the control circuit board 35 shown in FIG. The control unit 50 controls the voltage applied to the motor 31 (also referred to as “motor voltage”) by controlling the inverter 51, for example, PWM control, and controls the driving of the motor 31. The inverter 51 is a switching element such as a three-phase bridge-connected FET or IGBT. The inverter 51 performs a switching operation under the control of the control unit 50, converts a DC voltage supplied from the battery pack 5 into an AC voltage, and supplies the AC voltage to the motor 31. The detection resistor Rs is provided in a path of a current flowing through the motor 31 (also referred to as “motor current”). The current detection circuit 52 detects the motor current based on the voltage between both ends of the detection resistor Rs, and feeds it back to the control unit 50. The magnetic sensors 54 are, for example, Hall elements, and a predetermined number are provided near the motor 31. The rotation speed detection circuit 53 detects the rotation speed of the motor 31 (also referred to as “motor rotation speed”) based on the output signal of the magnetic sensor 54, and feeds it back to the control unit 50.

制御部50による制御は、無段制御、多段制御、二段制御の少なくとも1つを含む。以下、それぞれの制御について説明する。   The control by the control unit 50 includes at least one of stepless control, multi-step control, and two-step control. Hereinafter, each control will be described.

図11は、クリーナ1の無段制御における風量と吸込仕事率の関係を、クリーナ1においてモータ電圧のPWM制御のデューティ(単に「デューティ」とも表記)を50%、60%、70%、80%、90%、100%で固定した各場合における風量と吸込仕事率の関係と共に示したグラフである。横軸の風量は、単位時間あたりに吸気パイプ7の先端の吸込口(単に「吸込口」とも表記)へ流入する空気量である。各デューティにおける風量は、吸込口の開口率(単に「開口率」とも表記)を変化させることで増減させた。風量は、デューティを一定とした場合には、吸込口の開口率が大きくなるほど増大する。開口率は、吸込口の一部あるいは全体を障壁で塞ぐことで任意の値に設定した。吸込口の全体を塞げば開口率は0%であり、半分を塞げば開口率は50%であり、全く塞がなければ開口率は100%である。開口率が100%の状態とは、吸込口周囲に流路抵抗となる部材が何も無い状態を示す。吸込口周囲に床面やカーペット等が近接し吸込口に流入する空気の流れが妨げられた状態を開口率が低下した状態とみなす。   FIG. 11 shows the relationship between the air volume and the suction power in the stepless control of the cleaner 1, and the duty of the PWM control of the motor voltage in the cleaner 1 (also simply referred to as “duty”) being 50%, 60%, 70%, and 80%. , 90%, and 100% are graphs showing the relationship between the air volume and the suction power in each case. The air volume on the horizontal axis is the amount of air flowing into the suction port (also simply referred to as “suction port”) at the tip of the intake pipe 7 per unit time. The air volume at each duty was increased or decreased by changing the opening ratio of the suction port (also simply referred to as “opening ratio”). When the duty is constant, the air volume increases as the opening ratio of the suction port increases. The opening ratio was set to an arbitrary value by closing a part or the whole of the suction port with a barrier. If the entire suction port is closed, the opening ratio is 0%. If half of the suction port is closed, the opening ratio is 50%. If there is no blockage, the opening ratio is 100%. The state where the opening ratio is 100% indicates a state where there is no member serving as a flow path resistance around the suction port. A state in which a floor surface, a carpet, or the like is close to the suction port and the flow of air flowing into the suction port is obstructed is regarded as a state in which the opening ratio is reduced.

図11に示すように、各デューティにおいて、開口率を大きくして風量を増大させていくと、所定風量までは吸込仕事率が上がり続けるが、所定風量を超えると(所定開口率を超えると)、吸込仕事率は低下していく。このため、開口率が大きくなって風量が増加しすぎると、吸込仕事率が低いにも関わらず風量が大きい状態となり、騒音や消費電力が不要に大きくなってしまう。そこで、無段制御では、風量が第1の所定値まではモータ電圧のデューティを100%(最大)とし、風量が第1の所定値から多くなるにつれて、デューティを連続的に低下させ、モータ電圧の実効値を連続的に低下させる。風量が最大の場合、デューティを例えば50%まで低下させる。第1の所定値は、吸込仕事率が最大となる風量以上の値であるとよい。図11の例では、吸込仕事率が最大となる風量を第1の所定値としている。また、無段制御では、風量が第2の所定値に向けて少なくなる過程で、デューティを連続的に上昇させ、モータ電圧の実効値を連続的に100%まで上昇させる。第2の所定値は、ここでは第1の所定値と同じ値であるが、第1の所定値よりも小さい値としてもよい。   As shown in FIG. 11, in each duty, when the opening rate is increased and the air volume is increased, the suction power continues to increase up to a predetermined air volume, but when the air volume exceeds the predetermined air volume (exceeds the predetermined aperture ratio). , The suction power decreases. For this reason, if the opening ratio is increased and the air volume is excessively increased, the air volume becomes large despite the low suction power, and noise and power consumption are unnecessarily increased. Therefore, in the stepless control, the duty of the motor voltage is set to 100% (maximum) until the air volume reaches the first predetermined value, and the duty is continuously reduced as the air volume increases from the first predetermined value. Is continuously reduced. When the air volume is maximum, the duty is reduced to, for example, 50%. The first predetermined value may be a value equal to or greater than the air volume at which the suction power is maximized. In the example of FIG. 11, the air volume at which the suction power is maximized is set to the first predetermined value. In the stepless control, the duty is continuously increased while the air flow decreases toward the second predetermined value, and the effective value of the motor voltage is continuously increased to 100%. Here, the second predetermined value is the same value as the first predetermined value, but may be a value smaller than the first predetermined value.

図12は、クリーナ1の無段制御における吸込口の開口率の変化に対するモータ電流とモータ回転数の関係を、クリーナ1においてデューティを50%、60%、70%、80%、90%、100%で固定した各場合における吸込口の開口率の変化に対するモータ電流とモータ回転数との関係と共に示したグラフである。図13は、クリーナ1の無段制御における吸込口の開口率の変化に対するデューティとモータ電流の関係を、クリーナ1における吸込口の開口率ごとのデューティとモータ電流の関係と共に示したグラフである。図12及び図13より、クリーナ1においてデューティを一定とした場合、開口率が大きくなるにつれて、モータ電流は増大し、モータ回転数は低下する。また、開口率を一定とした場合、デューティを高くしていくと、モータ電流及びモータ回転数は共に増大する。無段制御では、吸込仕事率が最大となる開口率以下ではデューティを100%とする一方、吸込仕事率が最大となる開口率から開口率が大きくなるにつれて、デューティを連続的に低下させ、モータ電圧の実効値を連続的に低下させる。開口率が最大(100%)の場合、デューティを例えば50%まで低下させる。図12及び図13に示される、モータ電流、モータ回転数、開口率、デューティの関係は、制御部50が内蔵するメモリにテーブルとして記憶しておいてもよい。制御部50は、デューティと、モータ電流及びモータ回転数の少なくとも一方と、により、開口率を特定(導出)でき、風量も特定できる。   FIG. 12 shows the relationship between the motor current and the motor rotation speed with respect to the change in the opening ratio of the suction port in the stepless control of the cleaner 1, and shows the duty of the cleaner 1 at 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 100 6 is a graph showing the relationship between the motor current and the motor rotation speed with respect to the change in the opening ratio of the suction port in each case fixed at%. FIG. 13 is a graph showing the relationship between the duty and the motor current with respect to the change in the opening ratio of the suction port in the stepless control of the cleaner 1 together with the relationship between the duty and the motor current for each opening ratio of the suction port in the cleaner 1. 12 and 13, when the duty is constant in the cleaner 1, as the aperture ratio increases, the motor current increases and the motor rotation speed decreases. In addition, when the opening ratio is fixed and the duty is increased, both the motor current and the motor rotation speed increase. In the stepless control, the duty is set to 100% when the suction power is equal to or less than the opening ratio at which the suction power is maximum, and the duty is continuously reduced as the opening ratio increases from the opening ratio at which the suction power is maximum. The effective value of the voltage is continuously reduced. When the aperture ratio is the maximum (100%), the duty is reduced to, for example, 50%. The relationship between the motor current, the motor rotation speed, the aperture ratio, and the duty shown in FIGS. 12 and 13 may be stored as a table in a memory built in the control unit 50. The control unit 50 can specify (derive) the aperture ratio and can also specify the air volume based on the duty and at least one of the motor current and the motor rotation speed.

図14は、クリーナ1の無段制御のフローチャートである。このフローチャートは、作業者が操作部2eの操作によりクリーナ1の起動を指示することで開始される。制御部50は、モータ電圧のPWM制御のデューティの初期値を設定する(S1)。デューティの初期値は例えば100%(最大デューティ値)である。制御部50は、デューティに応じた制御目標値を算出する(S2)。制御目標値は、モータ電流の目標値及びモータ回転数の目標値の少なくとも一方であり、図12及び図13の無段制御の線のうち吸込仕事率が最大となる開口率以上の部分に対応する値であり、デューティごとに設定される値である。制御目標値は、制御部50が内蔵するメモリにテーブルとしてデューティと関連づけて記憶しておいてもよい。制御部50は、設定されたデューティによりモータ31を駆動しながら、電流検出回路52からのモータ電流の検出値、及び回転数検出回路53からのモータ回転数の検出値を取得する(S3)。制御部50は、モータ電流の検出値が制御目標値より大きい場合、又はモータ回転数の検出値が制御目標値より小さい場合(S4のYES)、デューティを低下させる(S5)。制御部50は、モータ電流の検出値が制御目標値より小さい場合、又はモータ回転数の検出値が制御目標値より大きい場合(S4のNO)、デューティを上昇させる(S6)。デューティ調整(S5又はS6)の後、制御はステップS2に戻る。図示は省略したが、ステップS4においてモータ電流の検出値とモータ回転数の検出値が制御目標値と一致する場合には、デューティの調整(S5又はS6)は行われない。   FIG. 14 is a flowchart of the stepless control of the cleaner 1. This flowchart is started when the operator instructs activation of the cleaner 1 by operating the operation unit 2e. The control unit 50 sets an initial value of the duty of the PWM control of the motor voltage (S1). The initial value of the duty is, for example, 100% (maximum duty value). The control unit 50 calculates a control target value according to the duty (S2). The control target value is at least one of the target value of the motor current and the target value of the motor rotation speed, and corresponds to a portion of the stepless control line in FIGS. This is a value set for each duty. The control target value may be stored in a memory built in the control unit 50 in association with the duty as a table. The control unit 50 acquires the detected value of the motor current from the current detection circuit 52 and the detected value of the motor rotation speed from the rotation speed detection circuit 53 while driving the motor 31 with the set duty (S3). When the detected value of the motor current is larger than the control target value, or when the detected value of the motor speed is smaller than the control target value (YES in S4), the controller 50 reduces the duty (S5). When the detected value of the motor current is smaller than the control target value, or when the detected value of the motor speed is larger than the control target value (NO in S4), the controller 50 increases the duty (S6). After the duty adjustment (S5 or S6), the control returns to step S2. Although illustration is omitted, if the detected value of the motor current and the detected value of the motor speed coincide with the control target value in step S4, the duty adjustment (S5 or S6) is not performed.

図15は、クリーナ1の多段制御における風量と吸込仕事率の関係を、クリーナ1においてモータ電圧のPWM制御のデューティを50%、60%、70%、80%、90%、100%で固定した各場合における風量と吸込仕事率の関係と共に示したグラフである。図16は、クリーナ1の多段制御における吸込口の開口率の変化に対するモータ電流とモータ回転数の関係を、クリーナ1においてモータ電圧のPWM制御のデューティを50%、60%、70%、80%、90%、100%で固定した各場合における吸込口の開口率の変化に対するモータ電流とモータ回転数との関係と共に示したグラフである。多段制御では、風量が第1の所定値から大きくなるにつれてデューティを段階的に低下させる。図16の例では、吸込仕事率が最大となる開口率以下ではデューティを100%とする一方、吸込仕事率が最大となる開口率を超えるとデューティを90%に低下させる。以降、開口率の増大に合わせてデューティを80%、70%、60%、50%と順次低下させていく。具体的には、各デューティにおいて、モータ電流とモータ回転数が図16に示すデューティ減少領域に入るとデューティを10%低下させる。一方、開口率が減少する過程においては、各デューティにおいて、モータ電流とモータ回転数が図16に示すデューティ増加領域に入るとデューティを10%上昇させる。   FIG. 15 shows the relationship between the air volume and the suction power in the multi-stage control of the cleaner 1 with the duty of the PWM control of the motor voltage in the cleaner 1 fixed at 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, and 100%. It is the graph shown with the relationship between the air volume and the suction power in each case. FIG. 16 shows the relationship between the motor current and the motor rotation speed with respect to the change in the opening ratio of the suction port in the multi-stage control of the cleaner 1, and the duty of the PWM control of the motor voltage in the cleaner 1 is set to 50%, 60%, 70%, and 80% , 90%, and 100% are graphs showing the relationship between the motor current and the motor rotation speed with respect to the change in the opening ratio of the suction port in each case. In the multi-stage control, the duty is reduced stepwise as the air volume increases from the first predetermined value. In the example of FIG. 16, the duty is set to 100% when the suction power is equal to or less than the opening rate at which the suction power is maximized, while the duty is reduced to 90% when the suction power is exceeded. Thereafter, the duty is gradually reduced to 80%, 70%, 60%, and 50% in accordance with the increase in the aperture ratio. Specifically, for each duty, the duty is reduced by 10% when the motor current and the motor speed enter the duty reduction region shown in FIG. On the other hand, in the process of decreasing the aperture ratio, the duty is increased by 10% at each duty when the motor current and the motor rotation speed enter the duty increase region shown in FIG.

図17は、クリーナ1の二段制御における風量と吸込仕事率の関係を、クリーナ1においてモータ電圧のPWM制御のデューティを80%、100%で固定した各場合における風量と吸込仕事率の関係と共に示したグラフである。図18は、クリーナ1の二段制御における吸込口の開口率の変化に対するモータ電流とモータ回転数の関係を、クリーナ1においてモータ電圧のPWM制御のデューティを50%、60%、70%、80%、90%、100%で固定した各場合における吸込口の開口率の変化に対するモータ電流とモータ回転数との関係と共に示したグラフである。二段制御では、風量が第1の所定値を超えると、デューティを100%から80%に低下させ、風量が第2の所定値(ここでは第1の所定値と等しい値)以下になると、デューティを80%から100%に増大させる。具体的には、デューティ100%において、モータ電流とモータ回転数が図18に示すデューティ減少領域に入るとデューティを80%に低下させる。一方、デューティ80%において、モータ電流とモータ回転数が図18に示すデューティ増加領域に入るとデューティを100%に上昇させる。   FIG. 17 shows the relationship between the air volume and the suction power in the two-stage control of the cleaner 1 together with the relationship between the air volume and the suction power in each case where the duty of the PWM control of the motor voltage in the cleaner 1 is fixed at 80% and 100%. It is a graph shown. FIG. 18 shows the relationship between the motor current and the motor rotation speed with respect to the change in the opening ratio of the suction port in the two-stage control of the cleaner 1, and shows the duty of the PWM control of the motor voltage in the cleaner 1 by 50%, 60%, 70%, and 80%. It is the graph shown with the relationship between the motor current and the motor rotation speed with respect to the change of the opening ratio of the suction port in each case fixed at%, 90%, and 100%. In the two-stage control, when the air flow exceeds a first predetermined value, the duty is reduced from 100% to 80%, and when the air flow falls below a second predetermined value (here, a value equal to the first predetermined value), The duty is increased from 80% to 100%. Specifically, at a duty of 100%, the duty is reduced to 80% when the motor current and the motor rotation speed enter the duty reduction region shown in FIG. On the other hand, at a duty of 80%, the duty is increased to 100% when the motor current and the motor rotation speed enter the duty increase region shown in FIG.

図19は、クリーナ1の二段制御のフローチャートである。図19のステップS12及びS13に示すモータ電流I1及びモータ回転数R1は、図18のグラフにおけるA点のモータ電流I1及びモータ回転数R1である。図19のステップS15及びS16に示すモータ電流I2及びモータ回転数R2は、図18のグラフにおけるB点のモータ電流I2及びモータ回転数R2である。制御部50は、モータ31を駆動しながら、電流検出回路52からのモータ電流の検出値、及び回転数検出回路53からのモータ回転数の検出値を取得する(S11)。制御部50は、モータ電流がI1を超え(S12のYES)、かつモータ回転数がR1を下回ると(S13のYES)、デューティを80%に低下させる(S14)。制御部50は、モータ電流がI2を下回り(S15のYES)、かつモータ回転数がR2を超えると(S16のYES)、デューティを100%に上昇させる(S14)。なお、デューティの変更は、モータ電流とモータ回転数のいずれか一方のみに基づいて判断してもよい。   FIG. 19 is a flowchart of the two-stage control of the cleaner 1. Motor current I1 and motor rotation speed R1 shown in steps S12 and S13 in FIG. 19 are motor current I1 and motor rotation speed R1 at point A in the graph of FIG. Motor current I2 and motor rotation speed R2 shown in steps S15 and S16 in FIG. 19 are motor current I2 and motor rotation speed R2 at point B in the graph of FIG. The control unit 50 acquires the detected value of the motor current from the current detection circuit 52 and the detected value of the motor rotation speed from the rotation speed detection circuit 53 while driving the motor 31 (S11). When the motor current exceeds I1 (YES in S12) and the motor speed falls below R1 (YES in S13), the controller 50 reduces the duty to 80% (S14). When the motor current falls below I2 (YES in S15) and the motor speed exceeds R2 (YES in S16), the controller 50 increases the duty to 100% (S14). The change of the duty may be determined based on only one of the motor current and the motor speed.

本実施の形態によれば、吸込仕事率が最大となる風量ないし開口率を超えて風量ないし開口率が大きくなるとデューティを低下させるため、開口率が大きくなった場合の風量の過剰な増加を抑制でき、吸込仕事率が低いにも関わらず風量が大きい状態となることを抑制できる。これにより、吸込仕事率の最大値を低下させることなく、騒音や消費電力が不要に大きくなることを抑制できる。   According to the present embodiment, since the duty is reduced when the air flow or the opening ratio is larger than the air volume or the opening ratio at which the suction power is maximized, an excessive increase in the air volume when the opening ratio is increased is suppressed. It is possible to suppress a situation where the air volume is large despite the low suction power. Thereby, it is possible to suppress unnecessary increase in noise and power consumption without lowering the maximum value of the suction power.

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。   As described above, the present invention has been described by taking the embodiment as an example. However, it is understood by those skilled in the art that various modifications can be made to each component and each processing process of the embodiment within the scope described in the claims. By the way. Hereinafter, modified examples will be described.

本発明のクリーナは、サイクロン式に限定されず、紙パック式であってもよい。本発明のクリーナは、電池駆動のコードレスタイプに限定されず、外部交流電源からの供給電力で動作するコード付きタイプであってもよい。モータ31は、ブラシレスモータに限定されず、ブラシ付きモータであってもよい。   The cleaner of the present invention is not limited to the cyclone type, but may be a paper pack type. The cleaner of the present invention is not limited to the battery-driven cordless type, but may be a type with a cord that operates with power supplied from an external AC power supply. The motor 31 is not limited to a brushless motor, and may be a motor with a brush.

1 クリーナ、2 ハウジング、2a ハンドル部、2b モータ収容部、2c 制御回路収容部、2d 排気口、2e 操作部、5 電池パック、10 サイクロンユニット、11 第1排気筒、12 第1旋回室、13 第1集塵室、15 第2排気筒、16 第2旋回室、17 第2集塵室、31 モータ、33 集塵ファン、35 制御回路基板、37 フィルタ、50 制御部、51 インバータ、52 電流検出回路、53 回転数検出回路、54 磁気センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cleaner, 2 housing, 2a handle part, 2b motor accommodation part, 2c control circuit accommodation part, 2d exhaust port, 2e operation part, 5 battery pack, 10 cyclone unit, 11 first exhaust cylinder, 12 first swirl chamber, 13 1st dust collection chamber, 15 2nd exhaust pipe, 16 2nd swirl chamber, 17 2nd dust collection chamber, 31 motor, 33 dust collection fan, 35 control circuit board, 37 filter, 50 control unit, 51 inverter, 52 current Detection circuit, 53 Rotation speed detection circuit, 54 Magnetic sensor

Claims (8)

モータと、
前記モータにより駆動される集塵ファンと、
前記モータ及び前記集塵ファンを収容する本体ハウジングと、
前記モータの駆動を制御する制御部と、を備え、
前記本体ハウジングに、前記集塵ファンに吸引された空気が流入する吸込口と、前記集塵ファンを通過した空気が排気される排気口と、が設けられ、
前記制御部は、前記吸込口へ流入する単位時間あたりの空気量が第1の所定値以上になると、前記モータに印加する電圧の実効値を低下させる、クリーナ。
Motor and
A dust collection fan driven by the motor,
A main body housing that houses the motor and the dust collection fan;
A control unit that controls the driving of the motor,
The main body housing is provided with a suction port into which the air sucked into the dust collecting fan flows, and an exhaust port through which the air passing through the dust collecting fan is exhausted,
The controller is configured to reduce an effective value of a voltage applied to the motor when an amount of air flowing into the suction port per unit time becomes equal to or more than a first predetermined value.
前記制御部は、前記空気量が前記第1の所定値から多くなるにつれて、前記モータに印加する電圧の実効値を、連続的に又は段階的に低下させる、請求項1に記載のクリーナ。   The cleaner according to claim 1, wherein the control unit decreases the effective value of the voltage applied to the motor continuously or stepwise as the air amount increases from the first predetermined value. 前記第1の所定値は、吸込仕事率が最大となるときの前記空気量以上の値である、請求項1又は2に記載のクリーナ。   The cleaner according to claim 1, wherein the first predetermined value is a value equal to or more than the air amount when the suction power is maximized. 前記制御部は、前記空気量が第2の所定値以下の場合は、前記モータに印加する電圧の実効値を最大とする、請求項1から3のいずれか一項に記載のクリーナ。   The cleaner according to any one of claims 1 to 3, wherein the control unit maximizes an effective value of a voltage applied to the motor when the air amount is equal to or less than a second predetermined value. 前記制御部は、前記空気量が前記第2の所定値に向けて少なくなる過程で、前記モータに印加する電圧の実効値を上昇させる、請求項1から4のいずれか一項に記載のクリーナ。   The cleaner according to any one of claims 1 to 4, wherein the control unit increases an effective value of a voltage applied to the motor in a process in which the air amount decreases toward the second predetermined value. . 前記制御部は、前記モータに印加される電圧の実効値と、前記モータに流れる電流及び前記モータの回転数の少なくとも一方と、により、前記空気量を特定する、請求項1から5のいずれか一項に記載のクリーナ。   The said control part specifies the said air amount by the effective value of the voltage applied to the said motor, and the at least one of the electric current which flows into the said motor, and the rotation speed of the said motor, The air amount in any one of Claims 1-5. A cleaner according to claim 1. 前記モータに印加される電圧の実効値と、前記モータに流れる電流及び前記モータの回転数の少なくとも一方と、前記空気量と、の関係を記憶したテーブルを備える、請求項6に記載のクリーナ。   The cleaner according to claim 6, further comprising a table storing a relationship between an effective value of a voltage applied to the motor, at least one of a current flowing through the motor and a rotation speed of the motor, and the air amount. 前記制御部は、デューティ制御により、前記モータに印加する電圧の実効値を制御する、請求項1から7のいずれか一項に記載のクリーナ。   The cleaner according to any one of claims 1 to 7, wherein the control unit controls an effective value of a voltage applied to the motor by duty control.
JP2018143009A 2018-07-30 2018-07-30 Cleaner Pending JP2020018412A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018143009A JP2020018412A (en) 2018-07-30 2018-07-30 Cleaner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018143009A JP2020018412A (en) 2018-07-30 2018-07-30 Cleaner

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020018412A true JP2020018412A (en) 2020-02-06

Family

ID=69589150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018143009A Pending JP2020018412A (en) 2018-07-30 2018-07-30 Cleaner

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2020018412A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5983928B2 (en) Electric working machine
EP2103243A1 (en) A low noise and energy saving air vacuum cleaner
JP4905557B2 (en) Motor drive device
JP5937418B2 (en) Fluid device
CN109247864B (en) Dust collector capable of automatically eliminating blockage and method capable of automatically eliminating blockage
JP2022547199A (en) Dryer with blowback ash removal function
CN110811428B (en) Electric vacuum cleaner
KR101284492B1 (en) Electric vacuum cleaner
JP2005013460A (en) Rechargeable vacuum cleaner
CN111657787B (en) Electric vacuum cleaner
JP4785908B2 (en) Stick type cleaner
JP2020018412A (en) Cleaner
JP4679308B2 (en) Electric vacuum cleaner
KR101335749B1 (en) Electric cleaner
JP6711089B2 (en) Vacuum cleaner
JP2004085150A (en) Control device for air cleaner
CN111096710A (en) Electric vacuum cleaner
JP2005192899A (en) Rechargeable vacuum cleaner
JP2019005244A (en) Vacuum cleaner
JP2004229995A (en) Electric cleaner
JP4128205B2 (en) Electric vacuum cleaner
JPWO2016194836A1 (en) DC brushless motor controller
JP2003135342A (en) Vacuum cleaner
JP2021183054A (en) Vacuum cleaner
JP3874176B2 (en) Electric vacuum cleaner