JP3061919B2 - 電気掃除機の駆動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、一般家庭において使
用する電気掃除機の駆動制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は、例えば特開平２−２４３１２５
号公報に記載された従来の電気掃除機の全体構成を示す
ブロック図であり、この電気掃除機は、ブラシ部１の内
部に設けられ、交流電源Ｅに接続されて交流電源Ｅの電
圧を回転ブラシモータ２に供給する電源コントロール素
子（トライアック）３、車輪４の回転を検出する回転セ
ンサ５の出力を受けて電源コントロール素子３を制御す
るコントロール信号発生回路６、および交流電源Ｅから
回転ブラシモータ２に供給される電流を検出する電流セ
ンサ７を備えており、かつ本体内に交流電源Ｅの電圧を
制御して送風機モータ８に供給する電源コントロール素
子（トライアック）９、および電流センサ７と手元コン
トロール部１０との出力を受けて電源コントロール素子
９を制御するコントロール信号発生回路１１を備えてい
る。

【０００３】次に動作について説明する。

【０００４】ブラシ部１が清掃面に接触し、使用者がブ
ラシ部１を移動させると、車輪４が回転し、これにより
回転センサ５がコントロール信号発生回路６へ信号を出
力する。

【０００５】そして、コントロール信号発生回路６は、
回転センサ５の出力を受けて電源コントロール素子３へ
駆動信号を出力し、電源コントロール素子３は、その駆
動信号を受けて交流電源Ｅの電圧を回転ブラシモータ２
に供給する。

【０００６】これにより、回転ブラシモータ２が回転
し、パワーブラシが回転する。

【０００７】それから、回転ブラシモータ２へ交流電源
Ｅから供給される電流が電流センサ７により検出され、
電流センサ７の出力がコントロール信号発生回路１１に
入力されると、コントロール信号発生回路１１は電源コ
ントロール素子（トライアック）９に駆動信号を出力す
る。

【０００８】さらに、電源コントロール素子（トライア
ック）９は手元コントロール部１０で設定された回転速
度で送風機モータ８を駆動する。

【０００９】また、ブラシ部１を清掃面上に停止する
と、車輪４が停止するので、回転センサ５の出力は停止
し、回転センサ５の出力の停止によりコントロール信号
発生回路６は、所定時間（５〜１５秒）内に回転センサ
５からの信号がない場合、電源コントロール素子３への
駆動信号を停止する。

【００１０】これにより、電源コントロール素子３は回
転ブラシモータ２への出力を停止し、コントロール信号
発生回路１１は電源コントロール素子（トライアック）
９への駆動信号を停止し、送風機モータ８は停止する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来の電気掃除機の駆
動制御装置は以上のように構成されており、ブラシ部１
の移動／停止により送風機モータ８をＯＮ／ＯＦＦする
ので、送風機モータ８はスムーズな回転を維持できず、
送風機モータ８の機械系は起動停止時の振動等により摩
擦が増大して磨耗しやすく、送風機モータ８の寿命が短
縮するという問題点があった。また、送風機モータ８は
起動時に大電流が流れるため、送風機モータ８が発停を
繰り返すと、スムーズに回転しているときよりも多くの
電力を消費してしまい、エネルギ効率が悪くなるという
問題点があった。

【００１２】また、ブラシ部１の移動速度Ｖが非常に早
くなると集塵効率は極端に悪くなるにもかかわらず、送
風機モータ８をブラシ部１の移動／停止に応じてＯＮ／
ＯＦＦするのみであるから、送風機モータ８は操作者が
手動で設定したパワーで運転されることになり、この点
からもエネルギーの利用効率が悪くなってしまうという
問題点があった。

【００１３】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、ブラシ部の移動速度が所定速
度以上になった場合やブラシが停止した場合に、モータ
の機械系の磨耗を防止して寿命を延長すると共に、エネ
ルギ効率を高め、エネルギーを有効利用できる電気掃除
機の駆動制御装置を得ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる電気掃
除機の駆動制御装置は、吸引力を発生する送風機モータ
を内蔵する掃除機本体と、掃除機本体に接続されたホー
ス部の先端に接続されたブラシ部とを備えている。ま
た、ブラシ部の移動にともない回転する車輪と、車輪の
回転をパルス数に変換して検出するブラシ移動センサ
と、ブラシ移動センサからの信号によりブラシ部の移動
速度を算出する演算手段と、演算手段が算出したブラシ
部の移動速度に基づき送風機モータを駆動制御する駆動
制御手段とを備え、前記駆動制御手段は、ブラシ部が所
定移動速度で移動している時に、送風機モータを動作さ
せる入力値を所定最大値に選定し、ブラシ部の移動速度
が前記所定移動速度より下降または上昇した時に、移動
速度に応じて、前記入力値を前記最大値から所定値まで
パワーダウンし、送風機モータの駆動を維持するように
構成されたものである。

【００１５】

【００１６】さらに、前記駆動制御手段は、ブラシ移動
センサによりブラシ部の停止を検出した場合、送風機モ
ータの回転を維持できる出力制御範囲内の最低値を入力
値に選定し、送風機モータの駆動を維持するように構成
されたことを特徴とするものである。

【００１７】

【作用】この発明における電気掃除機の駆動制御装置
は、掃除機本体に接続されたホース部の先端に接続され
たブラシ部の移動にともない回転する車輪の回転をブラ
シ移動センサによりパルス数に変換して検出し、ブラシ
移動センサからの信号によりブラシ部の移動速度を演算
手段により算出し、演算手段が算出したブラシ部の移動
速度に基づき駆動制御手段により送風機モータを駆動制
御する。そして、前記駆動制御手段は、ブラシ部の移動
速度が予め設定された所定移動速度より下降または上昇
した場合、送風機モータの入力値を所定移動速度で選択
される最大値から所定値までパワーダウンする。この
時、送風機モータは停止することなく駆動を維持する。

【００１８】たとえば、ブラシ部の移動速度が所定速度
より上昇した場合は、送風機モータの入力を前記所定移
動速度で規定される最大値から所定値までパワーダウン
し送風機モータの動作を続行する。同様に、ブラシ部の
移動速度が所定速度より降下した場合も、送風機モータ
の入力を前記所定移動速度で規定される最大値から所定
値までパワーダウンし送風機モータの動作を続行する。
その結果、ブラシ部の移動速度が所定速度より上昇した
り下降したりした場合でも適切な運転がなされ、モータ
の機械系の磨耗を防止して寿命を延長すると共に、エネ
ルギ効率を高め、エネルギーを有効利用できる。

【００１９】また、ブラシ部が停止した場合は、駆動制
御手段が送風機モータの回転を維持できる出力制御範囲
内の最低値を入力値に選定し、送風機モータの駆動を維
持する。その結果、送風機モータの発停の繰り返しを防
止し、送風機モータの寿命を延長することができ、ま
た、ブラシ部の移動停止時に送風機モータの回転を維持
できる出力制御範囲内の最低値を入力値に選定し、送風
機モータの駆動を維持しスムーズに回転して、エネルギ
効率を向上することができる。

【００２０】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。

【００２１】電気掃除機は、図１に示すように、本体部
１２に入力電力が可変な送風機モータ８を備えており、
送風機モータ８には商用電源１３の電圧を所定電圧に制
御する電源コントロール素子としてのトライアック１４
により電力が供給されるようになっている。

【００２２】そして、手元コントロール部１５は、交流
電源１３からの電力の電圧を所定値に変換する定電圧電
源回路１６を備えており、定電圧電源回路１６からマイ
コン等へ電力が供給されるようになっている。

【００２３】さらに、手元コントロール部１５は、各部
の動作を制御するＣＰＵ１７を有しており、ＣＰＵ１７
には、トライアック１４を制御するＢＣＲ駆動回路１
８、表示器１９、スイッチ２０、ブラシ部１への電圧を
所定電圧に制御する電源コントロール素子としてのトラ
イアック２１を制御するＢＣＲ駆動回路２２、および端
子ａが接続されている。

【００２４】そして、端子ａには、端子ｂを介してブラ
シ部１の移動を検出するブラシ移動センサ２３が接続さ
れており、また、ブラシ部１にはトライアック２１によ
り電源コントロールされるブラシモータ２４が配置され
ている。

【００２５】ＣＰＵ１７は、図２に詳示するように、ブ
ラシ移動センサ２３からの信号によりブラシ部１の移動
速度Ｖまたは移動距離Ｌを算出する演算手段２５を有し
ており、演算手段２５には、演算手段２５が算出したブ
ラシ部１の移動速度Ｖまたは移動距離Ｌに基づき送風機
モータ８を駆動制御する駆動制御手段２６が接続される
と共に、演算手段２５が算出したブラシ部１の移動速度
Ｖの変化からブラシ部のストローク毎の移動距離を区切
る判断手段２７が接続されている。

【００２６】なお、駆動制御手段２６は、ブラシ移動セ
ンサ２３によりブラシ部１が移動している場合にパワー
ブラシを駆動するようにブラシモータ２４を制御する構
成になっている。

【００２７】一方、ブラシ部１には、図３に詳示するよ
うに、ブラシ部本体２８の移動を容易にする２個の前車
輪２９と２個の後車輪３０とが設けられており、一方の
後車輪３０には、車輪３０の回転を検出することにより
ブラシ部１の移動を検出するブラシ移動センサ２３が設
けられている。

【００２８】また、ブラシ部１には、ブラシモータ２４
が配設されると共に、パワーブラシ３１が回転自在に支
持されている。パワーブラシ３１とブラシモータ２４と
の軸にはベルト３２が巻回されており、これによりブラ
シモータ２４の駆動力がパワーブラシ３１に伝達される
ようになっている。

【００２９】さらに、ブラシ移動センサ２３は、図４
（ａ）に示すように、ブラシ部本体２８の溝部２８ａに
軸受３３により回転自在に支持された回転軸３４を有し
ており、回転軸３４には床面と接触して回転する後車輪
３０が固定されている。

【００３０】そして、回転軸３４の一端には複数の遮光
板３５ａを有する図４（ｂ）のスリット円板３５が固定
されており、スリット円板３５に臨んでスリット円板３
５の遮光板３５ａによりＯＮまたはＯＦＦする透過型の
遮光板検出センサ３６が配置されている。

【００３１】次に、本実施例の作用について説明する。

【００３２】ブラシ部１が清掃面に接触し、使用者がブ
ラシ部１を移動させると、車輪３０が回転し、これによ
りブラシ移動センサ２３はパルス信号（図５参照）をＣ
ＰＵ１７の演算手段２５へ出力する。

【００３３】そして、演算手段２５は、ブラシ移動セン
サ２３の出力の１００ｍｓｅｃ中のパルスカウント数に
より所定長１００ｍｓｅｃ毎のブラシ部１の移動速度Ｖ
を算出し、駆動制御手段２６へ出力する。

【００３４】それから、駆動制御手段２６は、演算手段
２５が算出したブラシ部１の移動速度Ｖに基づき、予め
メモリ２６ａに記憶されている移動速度Ｖと送風機モー
タ８の入力との関係（図６参照）に従い、送風機モータ
８を駆動制御する。

【００３５】この際、床面の種類によっては、図７に示
すように、速度により集塵量が変化し、移動速度Ｖが早
くなると集塵量が低下するため、送風機モータ８の入力
を増大して集塵量の一定化、すなわち掃除効率の一定化
を図っているが、ブラシ部１の移動速度Ｖが所定速度Ｖ
H 以上に速くなると集塵効率は極端に悪くなるため、駆
動制御手段２６は送風機モータ８の入力を所定値（例え
ば、所定速度ＶH における送風機モータ８の入力値の６
０％）にパワーダウン、すなわち駆動力を低減させエネ
ルギーの利用効率を向上している。

【００３６】また、駆動制御手段２６は、ブラシ部１が
移動している場合にはブラシモータ２４を駆動してパワ
ーブラシ３１を回転する。

【００３７】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。

【００３８】ブラシ部１が清掃面に接触し、使用者がブ
ラシ部１を移動させると、後車輪３０が回転し、これに
よりブラシ移動センサ２３はパルス信号（図５参照）を
ＣＰＵ１７の演算手段２５へ出力する。

【００３９】そして、演算手段２５は、ブラシ移動セン
サ２３の出力の１００ｍ／ｓｅｃ中のパルスカウント数
により、所定長１００ｍ／ｓｅｃ毎のブラシ部１の移動
速度Ｖを算出する。

【００４０】また、判断手段２７は、パルス信号（図５
参照）のパターンの疎になる箇所を検出し、疎になる箇
所間がブラシ部１の１ストロークであると判断し、その
ストロークの区切り位置を演算手段２５へ出力する。

【００４１】それから、演算手段２５は、ストローク毎
の移動距離Ｌを算出して駆動制御手段２６へ出力する。

【００４２】さらに、駆動制御手段２６は、演算手段２
５が算出したブラシ部１の移動速度Ｖに基づき、予めメ
モリ２６ａに記憶されている移動速度Ｖと送風機モータ
８の入力との関係（図８参照）に従い、送風機モータ８
を駆動制御する。

【００４３】なお、ブラシ部１が停止した場合、駆動制
御手段２６は、送風機モータ８の入力パワーを最低レベ
ルＰL 、すなわち送風機モータの回転を維持できる出力
制御範囲内の最低値を入力値に選定し、送風機モータの
駆動を維持する（図８参照）。

【００４４】また、駆動制御手段２６は、ブラシ部１が
移動している場合にはブラシモータ２４を駆動してパワ
ーブラシ３１を回転する。

【００４５】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明によれ
ば、掃除機本体に接続されたホース部の先端に接続され
たブラシ部の移動にともない回転する車輪の回転をブラ
シ移動センサによりパルス数に変換して検出し、ブラシ
移動センサからの信号によりブラシ部の移動速度を演算
手段により算出し、演算手段が算出したブラシ部の移動
速度に基づき駆動制御手段により送風機モータを駆動制
御し、ブラシ部の移動速度が予め設定された所定移動速
度より下降または上昇した場合、ブラシ部の移動速度に
応じて送風機モータの入力値を所定移動速度で選択され
る最大値から所定値までパワーダウンする。この時、送
風機モータは停止することなく駆動を維持する。その結
果、ブラシ部の移動速度が所定速度より上昇したり下降
したりした場合でも適切な運転がなされ、モータの機械
系の磨耗を防止して寿命を延長すると共に、エネルギ効
率を高め、エネルギーを有効利用できる。

【００４６】また、ブラシ部が停止した場合に、送風機
モータの回転を維持できる出力制御範囲内の最低値を入
力値に選定し、送風機モータの駆動を維持するように構
成したので、送風機モータの発停の繰り返しを防止し、
送風機モータの寿命を延長することができ、また、ブラ
シ部の移動停止時に出力制御範囲内の最低値を入力値に
選定して送風機モータの回転をスムーズにするので、エ
ネルギ効率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による電気掃除機の駆動制御
回路を示す回路図である。

【図２】本発明の一実施例によるＣＰＵの構成を示すブ
ロック図である。

【図３】本発明の一実施例によるブラシ部の構成を示す
断面図である。

【図４】本発明の一実施例によるブラシ移動センサの構
成を示す断面図であり、（ａ）はセンサ全体、（ｂ）は
スリット円板を示す。

【図５】本発明の一実施例によるブラシ移動センサのパ
ルスパターンを示す図である。

【図６】請求項１の発明の一実施例によるブラシ部の移
動速度と送風機モータの入力との関係を示す図である。

【図７】本発明の一実施例によるブラシ部の移動速度と
ごみ集塵量との関係を示す図である。

【図８】本発明の他の実施例によるブラシ部の移動速度
とごみ集塵量との関係を示す図である。

【図９】従来の電気掃除機の駆動制御回路を示す回路図
である。

【符号の説明】

１ ブラシ部 ８ 送風機モータ １２ 本体部 ２３ ブラシ移動センサ ２５ 演算手段 ２６ 駆動制御手段 ３０ 後車輪

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田口 博識 埼玉県大里郡花園町大字小前田1728番地 １ 三菱電機ホーム機器株式会社内 (72)発明者 柳田 孝浩 埼玉県大里郡花園町大字小前田1728番地 １ 三菱電機ホーム機器株式会社内 (72)発明者 蓮 浩二 埼玉県大里郡花園町大字小前田1728番地 １ 三菱電機ホーム機器株式会社内 (72)発明者 長田 正史 神奈川県鎌倉市大船二丁目14番40号 三 菱電機株式会社 生活システム研究所内 (72)発明者 大塚 洋俟 神奈川県鎌倉市大船二丁目14番40号 三 菱電機株式会社 生活システム研究所内 審査官 栗山 卓也 (56)参考文献 特開 平２−243125（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−26223（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−82430（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−234232（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−237957（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−122339（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A47L 9/28 A47L 9/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸引力を発生する送風機モータを内蔵す
   る掃除機本体と、掃除機本体に接続されたホース部の先
   端に接続されたブラシ部とを備える電気掃除機の駆動制
   御装置において、ブラシ部の移動にともない回転する車
   輪と、車輪の回転をパルス数に変換して検出するブラシ
   移動センサと、ブラシ移動センサからの信号によりブラ
   シ部の移動速度を算出する演算手段と、演算手段が算出
   したブラシ部の移動速度に基づき送風機モータを駆動制
   御する駆動制御手段とを備え、 前記駆動制御手段は、ブラシ部が所定移動速度で移動し
   ている時に、送風機モータを動作させる入力値を所定最
   大値に選定し、ブラシ部の移動速度が前記所定移動速度
   より下降または上昇した時に、移動速度に応じて、前記
   入力値を前記最大値から所定値までパワーダウンし、送
   風機モータの駆動を維持することを特徴とする電気掃除
   機の駆動制御装置。
2. 【請求項２】 前記駆動制御手段は、ブラシ移動センサ
   によりブラシ部の停止を検出した場合、送風機モータの
   回転を維持できる出力制御範囲内の最低値を入力値に選
   定し、送風機モータの駆動を維持することを特徴とする
   請求項１記載の電気掃除機の駆動制御装置。