JP4315146B2 - Electric vacuum cleaner - Google Patents
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Description
本発明は、一般家庭用、もしくは業務用の電気掃除機の制御に関するものである。 The present invention relates to control of a general household or business-use vacuum cleaner.
図8に従来の電気掃除機の概略構成図を示す。 FIG. 8 shows a schematic configuration diagram of a conventional vacuum cleaner.
図8において、1は電気掃除機本体であり、2は本体1に内蔵し、吸い込み力を発生する電動送風機であり、3は電動送風機2の異なった入力(供給電力)での動作モードを操作する操作部4を有したホースであり、5は延長管であり、8は、被清掃面に接して塵埃等を吸い込む吸込具であり、6は吸引した塵埃を蓄積しておく集塵室であり、ホース3と集塵室6は、本体1に設けた吸気口7を介して接続され、集塵室6とホース3と延長管5と吸込具8で吸気流路を形成している。
In FIG. 8, 1 is the main body of the vacuum cleaner, 2 is the electric blower built in the
ホース3の本体1との接続部12付近には、後述する吸気流路を通過する塵埃を検出する塵埃検出手段10の検出部22を有しており、操作部4には、塵埃検出手段10による塵埃の検出状況を表示する表示手段11が設けられている。
In the vicinity of the
上記のように構成された電気掃除機は、使用者が操作部4を操作して電動送風機2に電力を供給し、電動送風機2への電力供給が停止している停止モードから、動作モードへ移行すると、吸込具8から吸引された塵埃が、吸気経路を経由して集塵室6に蓄積される。
In the vacuum cleaner configured as described above, the user operates the
従来、上記のような構成において、塵埃検出手段10は、図9や図10に示すような構成になっている。図9および図10において、塵埃が流れる吸気流路に光を放つ発光部20と、発光部20からの光を受光し受光量に応じた信号を出力する受光部21は、塵埃が流れる空気通路に発光部20と対向して設けられている(以下、この発光部20と受光部21を合わせて検出部22と称す)。受光部21からの出力信号Vsは増幅部23により増幅された後、その信号Vaはパルス変換手段24によりパルスSaに変換され、ごみ判断手段25に入力される。塵埃検出手段10は、検出部22と増幅部23とパルス変換手段より構成される。パルス変換手段24の出力するパルスSaの数は、検出部22を通過
する塵埃の数が多ければ多くなり、少なければ少なくなるというように、塵埃の数に応じた数のパルスが出力され、また、粒子の大きな塵埃はパルス幅が広くなるよう、粒子の小さなパルスはパルス幅が狭くなるよう出力される。
Conventionally, in the configuration as described above, the dust detection means 10 has a configuration as shown in FIGS. 9 and 10, a
ごみ判断手段25は、このパルスSaの数を計数し、同時に、パルス幅を計測してパルス幅が広い場合、すなわち塵埃が大きい場合にはパルスSaへ計数する数を増やすよう補正し、パルスSaの多少で吸気流路を通過する塵埃の量を認識し、床面の塵埃を判断することができる。 The dust judgment means 25 counts the number of the pulses Sa, and at the same time, measures the pulse width and corrects to increase the number counted to the pulse Sa when the pulse width is wide, that is, when the dust is large. It is possible to recognize the amount of dust passing through the intake passage and determine the dust on the floor.
従来、このパルスSaの多少とパルスSaの幅による塵埃の粒子径に対する補正とにより、電動送風機2の供給電力を可変制御し、また検出した汚れに対して、塵埃検出手段10の出力に対し、制御対象の電動送風機2への供給電力を一定期間保持する制御を行うものが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
近年、生活環境の変化により、目に見えない花粉などを含むハウスダストに対する関心が高まり、これらの微細な塵埃を検出し、除去できる電気掃除機が求められている。 In recent years, due to changes in the living environment, interest in house dust containing invisible pollen and the like has increased, and a vacuum cleaner capable of detecting and removing such fine dust has been demanded.
一般家庭での清掃対象となる塵埃は、数ミリオーダーの視認可能なものから、視認が困難な花粉などの一般的に約20μm〜40μmと言われる微細なものや砂塵のように数100μm位のものまで、様々な粒子径のものが存在している。 The dust to be cleaned in a general household is from a few millimeters order visible to a few hundreds of micrometers such as pollen that is difficult to visually recognize, such as fine particles generally called about 20 μm to 40 μm and dust. There are various sizes of particles.
しかしながら、前記従来の構成では、花粉などの微細な塵埃に反応して、パルス数に応じて、例えば、電動送風機の供給電力を、パルス数が少なければ塵埃が少ないので低入力、パルス数が多ければ塵埃が多いので高入力となるような設定にしようとすると、比較的大きな粒子の塵埃の多いところでは、幅の広いパルスが多くなり、パルスの数が少なくなるので塵埃が少ないような動作、つまり、低入力での動作となり、逆に、砂塵など、ある程度の大きさ以上の塵埃に反応して、パルス数が少なければ塵埃が少ないので低入力、パルス数が多ければ塵埃が多いので高入力となるような設定にしようとすると、微細塵の多いところでも反応しないので、塵埃が存在しないような、低入力での動作となってしまう。 However, the conventional configuration reacts to fine dust such as pollen and responds to the number of pulses, for example, the power supplied to the electric blower is low, because if the number of pulses is small, the amount of dust is small, so the input is low and the number of pulses is large. If there is a lot of dust and you try to set it to a high input, in a place where there is a lot of dust of relatively large particles, there will be more wide pulses and fewer pulses, so there will be less dust, In other words, it operates with low input, and conversely, it reacts to dust of a certain size or larger, such as sand dust, and if the number of pulses is small, the amount of dust is small, so the input is low, and if the number of pulses is large, the input is high. If the setting is made so that it does not react even in a place where there is a lot of fine dust, it will be an operation with low input such that there is no dust.
また、吸気の流速とほぼ同速で吸引される塵埃の粒子径をX、受光部の大きさを直径Y、通過速度Zとした時、通過時間は(X+Y)/Zとなるが、塵埃の粒子径が非常に小さな微細塵になり、X<<Yであるときには通過時間は、ほぼY/Zとなり、塵埃の大きさによる通過時間の差への影響は無くなってしまうため、パルスの幅で塵埃の大きさを判断できるのは、ある程度の大きさ以上の粒子径を有し、かつ、パルス数で判断するパルスの幅との差が大きなパルスとなる塵埃に限られてしまうため、特許文献1記載の方式では、比較的小さな粒子の塵埃をパルスの幅での判別とパルス数の補正は困難となる。 In addition, when the particle diameter of the dust sucked at substantially the same speed as the flow velocity of the intake air is X, the size of the light receiving unit is the diameter Y, and the passing speed Z, the passing time is (X + Y) / Z. When the particle size becomes very small dust and X << Y, the transit time is almost Y / Z, and the influence on the difference in transit time due to the size of the dust is eliminated. The size of the dust can be determined only for dust having a particle diameter of a certain size or more and having a large difference from the pulse width determined by the number of pulses. In the method described in No. 1, it is difficult to discriminate relatively small dust particles by the pulse width and to correct the number of pulses.
以上のように、これまではある程度の大きさの塵埃に特性を合わせており、微細塵を含む、様々な粒子径の塵埃に対して、電動送風機の最適な供給電力制御が実現できていないという課題を有していた。 As described above, characteristics have been matched to dust of a certain size so far, and optimal supply power control of an electric blower has not been realized for dust of various particle sizes including fine dust. Had problems.
上記従来の課題を解決するために本発明の電気掃除機は、吸気風を発生する電動送風機と、吸気流路を通過する所定の大きさの塵埃を検出する第1の塵埃検出手段と、吸気流路を通過する前記所定の大きさと異なるより大きな塵埃を検出する第2の塵埃検出手段と、
前記第1の塵埃検出手段が検出した第1塵埃検出信号による塵埃情報に基づき汚れのレベルが予め定めたいくつかの汚れレベルの内、どの所定の汚れレベルに属するかを判断し、判断した汚れレベルに対応した第1保持信号を出力する第1の保持手段と、前記第2の塵埃検出手段が検出した第2塵埃検出信号による塵埃情報に基づき汚れのレベルが予め定めたいくつかの汚れレベルの内、どの所定の汚れレベルに属するかを判断し、判断した汚れレベルに対応した第2保持信号を出力する第2の保持手段と、前記第1保持信号と前記第2保持信号とに基づき前記電動送風機への供給電力を制御する制御手段を有し、前記第1の保持手段は、汚れレベルごとに設定された第1の保持時間を有し、前回判断した汚れレベルよりも低い汚れレベルが判断された場合、前回判断した所定の汚れレベルに対応した前記第1保持信号を前記第1の保持時間出力し、前記第1の保持時間が経過すると1つ下の汚れレベルに切り替えて同様の制御を行い、前記第2の保持手段は、汚れレベルごとに設定された第2の保持時間を有し、前回判断した汚れレベルよりも低い汚れレベルが判断された場合、前回判断した所定の汚れレベルに対応した前記第2保持信号を前記第2の保持時間出力し、前記第2の保持時間が経過すると1つ下の汚れレベルに切り替えて同様の制御を行う構成としたものである。
In order to solve the above-described conventional problems, an electric vacuum cleaner according to the present invention includes an electric blower that generates intake air, a first dust detection unit that detects dust of a predetermined size passing through an intake passage, and an intake air Second dust detection means for detecting larger dust that differs from the predetermined size passing through the flow path;
Based on the dust information by the first dust detection signal detected by the first dust detection means, it is determined which of the predetermined dirt levels the dirt level belongs to, and the determined dirt The first holding means for outputting the first holding signal corresponding to the level, and several dirt levels whose dirt levels are determined in advance based on dust information based on the second dust detection signal detected by the second dust detecting means. Based on the first holding signal and the second holding signal, the second holding means for determining which predetermined level of dirt belongs to and outputting a second holding signal corresponding to the determined dirt level. Hazuki have a control means for controlling the power supplied to the electric blower, said first holding means has a first holding time set for each dirt level, lower contamination than dirt level the previously determined Level is In the case of disconnection, the first holding signal corresponding to the previously determined predetermined dirt level is output for the first holding time, and when the first holding time elapses, the level is changed to the next lower dirt level. The second holding means has a second holding time set for each dirt level, and when a dirt level lower than the previously determined dirt level is determined, the predetermined dirt determined last time is controlled. The second holding signal corresponding to the level is output for the second holding time, and when the second holding time elapses, the same control is performed by switching to the next lower dirt level .
これによって、異なる大きさの塵埃を、塵埃の大きさ毎に検出できると共に、制御手段が第1保持信号と第2保持信号とから、予め設定しておいた第1保持信号に対応した第1の供給電力設定と、第2保持信号に対応した第2の供給電力設定とから、電動送風機へ実際に供給する実供給電力を決定して、電動送風機へ電力供給するよう制御することにより、様々の大きさの塵埃に対して、電動送風機への最適な電力供給が行え、塵埃の大きさに関わらず最適な吸引力を得られると共に、効率的に塵埃を吸引除去できて、省エネルギーへの貢献度が高い電気掃除機を提供することができる。 Accordingly, different sizes of dust can be detected for each size of the dust, and the control means can detect the first holding signal corresponding to the first holding signal set in advance from the first holding signal and the second holding signal. By determining the actual supply power to be actually supplied to the electric blower from the supply power setting of the second and the second supply power setting corresponding to the second holding signal, various control can be performed by controlling the power supply to the electric blower. For the size of dust, the electric power supply to the electric blower can be optimally supplied, the optimum suction force can be obtained regardless of the size of the dust, and the dust can be sucked and removed efficiently, contributing to energy saving. A vacuum cleaner with a high degree can be provided.
本発明の電気掃除機は、砂塵等の粒子径の大きな塵埃から、花粉等の目に見えない微細塵に至るまで、幅広い種類の塵埃に対して、常に最適な吸引力を確保し、電動送風機へ供給電力制御の精度と効率の向上を実現できるものである。 The electric vacuum cleaner of the present invention always secures an optimum suction force for a wide variety of dusts from dust having a large particle diameter such as sand dust to invisible fine dust such as pollen. It is possible to improve the accuracy and efficiency of power supply control.
第1の発明は、吸気風を発生する電動送風機と、吸気流路を通過する所定の大きさの塵埃を検出する第1の塵埃検出手段と、吸気流路を通過する前記所定の大きさと異なるより大きな塵埃を検出する第2の塵埃検出手段と、前記第1の塵埃検出手段が検出した第1塵埃検出信号による塵埃情報に基づき汚れのレベルが予め定めたいくつかの汚れレベルの内、どの所定の汚れレベルに属するかを判断し、判断した汚れレベルに対応した第1保持信号を出力する第1の保持手段と、前記第2の塵埃検出手段が検出した第2塵埃検出信号による塵埃情報に基づき汚れのレベルが予め定めたいくつかの汚れレベルの内、どの所定の汚れレベルに属するかを判断し、判断した汚れレベルに対応した第2保持信号を出力する第2の保持手段と、前記第1保持信号と前記第2保持信号とに基づき前記電動送風機への供給電力を制御する制御手段を有し、前記第1の保持手段は、汚れレベルごとに設定された第1の保持時間を有し、前回判断した汚れレベルよりも低い汚れレベルが判断された場合、前回判断した所定の汚れレベルに対応した前記第1保持信号を前記第1の保持時間出力し、前記第1の保持時間が経過すると1つ下の汚れレベルに切り替えて同様の制御を行い、前記第2の保持手段は、汚れレベルごとに設定された第2の保持時間を有し、前回判断した汚れレベルよりも低い汚れレベルが判断された場合、前回判断した所定の汚れレベルに対応した前記第2保持信号を前記第2の保持時間出力し、前記第2の保持時間が経過すると1つ下の汚れレベルに切り替えて同様の制御を行う構成としたことにより、制御手段が、第1保持信号と第2保持信号とにより、最適な電動送風機への供給電力を決定し、電動送風機を制御するので、様々の大きさの塵埃に対して、電動送風機への最適な電力供給が行え、塵埃の大きさに関わらず最適な吸引力を得られると共に、効率的に塵埃を吸引
除去することができる。
1st invention differs from the said predetermined | prescribed magnitude | size which passes the intake air flow path, the 1st dust detection means which detects the dust of the predetermined magnitude | size which passes an intake flow path, and an intake flow path The second dust detection means for detecting larger dust, and the level of dirt based on dust information based on dust information detected by the first dust detection signal detected by the first dust detection means. Dust information based on a first holding unit that determines whether the dust level belongs to a predetermined level and outputs a first holding signal corresponding to the determined level, and a second dust detection signal detected by the second dust detection unit A second holding means for judging which of the predetermined dirt levels the dirt level belongs to based on the predetermined dirt level and outputting a second holding signal corresponding to the judged dirt level ; The first protection Have a control means for controlling the power supplied to the signal and the second holding signal and group Hazuki said electric blower, said first holding means has a first holding time set for each stain level If a dirt level lower than the previously determined dirt level is determined, the first holding signal corresponding to the previously determined predetermined dirt level is output for the first holding time, and the first holding time has elapsed. Then, the same control is performed by switching to the next lower dirt level, and the second holding means has a second holding time set for each dirt level and has a dirt level lower than the previously determined dirt level. Is determined, the second holding signal corresponding to the previously determined predetermined dirt level is output for the second holding time, and when the second holding time has elapsed, the level is switched to the next lower dirt level. configured to perform the control of As a result, the control means determines the optimum power supply to the electric blower based on the first holding signal and the second holding signal, and controls the electric blower, so for various sizes of dust, The electric power can be optimally supplied to the electric blower, the optimum suction force can be obtained regardless of the size of the dust, and the dust can be efficiently sucked and removed.
第2の発明は、第1の発明に加えて、吸気流路を通過する塵埃を検出する検出部を備え、第1の塵埃検出手段および第2の塵埃検出手段は、前記検出部の発光部と受光部の間を塵埃が通過する際の受光量を信号として受け取り、第1の塵埃検出手段は、特定の周波数帯Aを中心に、前記信号を第1の増幅手段で増幅し、第1のパルス変換手段から第1塵埃検出信号として出力すると共に、第2の塵埃検出手段は、特定の周波数帯Bを中心に、前記信号を第2の増幅手段で増幅し、第2のパルス変換手段から第2塵埃検出信号として出力し、前記特定の周波数帯Aと特定の周波数帯Bを異なる値とすることにより、前記第1の塵埃検出手段が反応可能な塵埃の大きさと、前記第2の塵埃検出手段が反応可能な塵埃の大きさとが異なるようにする構成としたので、検出部を1つで構成でき、構成を簡素化できる。 The second invention includes, in addition to the first invention, a detection unit that detects dust passing through the intake passage, and the first dust detection unit and the second dust detection unit are light emitting units of the detection unit. The first dust detecting means amplifies the signal with the first amplifying means around the specific frequency band A, and receives the amount of received light when dust passes between the first and second light receiving sections as a signal. The first dust detection signal is output from the pulse conversion means, and the second dust detection means amplifies the signal by the second amplification means around the specific frequency band B, and the second pulse conversion means Output as a second dust detection signal, and by setting the specific frequency band A and the specific frequency band B to different values, the size of the dust that can be reacted by the first dust detection means, The size of the dust that the dust detection means can react to is different. Since was formed, to configure the detector in one and the constitution can be simplified.
第3の発明は、特に、第1または第2の発明の制御手段は、第1保持信号と第2保持信号の内、より前記電動送風機への供給電力を高くする方の信号に基づいて、前記電動送風機への供給電力を制御するようにしたので、塵埃の大きさや種類のみではなく、更に塵埃の量に対する組み合わせに対しても、幅広く、最適な供給電力で、尚かつ、最適な動作時間で、清掃対象物の塵埃を除去することができる。 According to a third aspect of the invention, in particular, the control means of the first or second aspect of the invention is based on a signal for increasing the power supplied to the electric blower from among the first holding signal and the second holding signal. Since the electric power supplied to the electric blower is controlled, not only the size and type of dust, but also the combination with respect to the amount of dust, a wide range of optimum electric power, and the optimum operating time Thus, dust on the object to be cleaned can be removed.
第4の発明は、特に、第1〜第3のいずれか1つの発明の第2の保持手段で設定される保持時間を、第1の保持手段で設定される保持時間より長くするようにしたので、粒子径が小さく、短時間の吸引でも除塵できる微細塵等は、電力の消費を抑え、比較的粒子径が大きく吸引力が必要な砂塵等のみを、時間をかけてしっかりと除塵することができ、より、最適な運転が行える。 In the fourth invention, in particular, the holding time set by the second holding means of any one of the first to third inventions is made longer than the holding time set by the first holding means. Therefore, for fine dust that has a small particle size and can be removed by suction for a short time, reduce power consumption and remove only dust that has a relatively large particle size and requires suction force over time. Can be operated more optimally.
第5の発明は、特に、第1〜第3のいずれか1つの発明の制御手段は、第1塵埃検出信号、第2塵埃検出信号の汚れレベルが高いほど、第1の保持手段、第2の保持手段で設定される保持時間を短くするようにしたので、汚れ度が高くなると、高吸引力での合計動作時間が長くなり、結果的に、汚れ度が高いほど、吸引力を上げて、除塵力を確保できるようにしている。これによって、電気掃除機の使用者は、塵埃の大きさや種類と量に対して、最適な供給電力と吸引時間で、清掃を行うことができ、使用性を向上しながら清掃作業を効率化することができる。 A fifth invention is, in particular, the first to third control means in any one invention of the first dust detection signal, as the dirt level of the second dust detection signal is high, the first holding means, second Since the holding time set by the holding means is shortened, the total operation time with a high suction force becomes longer when the degree of contamination increases, and as a result, the higher the degree of contamination, the higher the suction force. The dust removal power can be secured. As a result, the user of the vacuum cleaner can perform cleaning with the optimum power supply and suction time for the size, type, and amount of dust, improving the usability and improving the efficiency of the cleaning work. be able to.
第6の発明は、特に第1〜第3のいずれか1つの発明の第1塵埃検出信号、第2塵埃検出信号の汚れレベルが増加する方向に対しては、第1の保持手段および第2の保持手段で設定される保持時間を、0秒とするようにしたので、汚れが増加して更なる吸引力が必要になった時には、保持時間なしで、瞬時に汚れレベルを追従させて、第1、第2保持信号を出力することができる。 In the sixth aspect of the invention, particularly in the direction in which the dirt level of the first dust detection signal and the second dust detection signal of any one of the first to third aspects of the invention increases, Since the holding time set by the holding means is set to 0 seconds, when the dirt increases and further suction force is required, the dirt level is instantaneously followed without the holding time, First and second holding signals can be output.
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. In addition, this invention is not limited by this embodiment.
(実施の形態1)
以下、本発明の第1の実施の形態について図1〜図6を用いて説明する。なお、従来と同一構成の部品については同一符号を付し、説明を省略する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, about the components of the same structure as the past, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図1は、本発明の実施の形態1における電気掃除機の報知装置の制御のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of control of a notification device for a vacuum cleaner according to
図1において、20は赤外発光ダイオードなどで構成された発光部であり、21はフォ
トトランジスタなどの受光部であり、両者の間を塵埃が通過することで、塵埃に応じた信号Vsが出力される。30は、オペアンプなどで構成し、検出部22が出力する信号Vsを所定の第1増幅率で増幅する第1の増幅手段であり、増幅機能とフィルタ機能を持たせており、所定の周波数成分の信号のみを出力する。32は、コンパレータなどで構成され、第1の増幅手段30が出力する信号を第1の基準電圧と比較して、高ければHigh信号出力、低ければLow信号出力を行う第1のパルス変換手段である。31は、オペアンプなどで構成し、検出部22が出力する信号Vsを第1増幅率とは異なる所定の第2増幅率で増幅する第2の増幅手段であり、増幅機能とフィルタ機能を持たせており、所定の周波数成分の信号のみを出力する。33は、コンパレータなどで構成され、第2の増幅手段31が出力する信号を第2の基準電圧と比較して、高ければHigh信号出力、低ければLow信号出力を行う第2のパルス変換手段である。
In FIG. 1,
検出部22と第1の増幅手段30と第1のパルス変換手段32とで第1の塵埃検出手段35(図1中の点線の太線)を構成し、第1のパスル変換手段32の出力が第1塵埃検出信号として出力される。また、検出部22と第2の増幅手段31と第2のパルス変換手段33とで第2の塵埃検出手段36(図1中の一点鎖線の太線)を構成し、第2のパスル変換手段33の出力が第2塵埃検出信号として出力される。第2の増幅手段31の増幅度は直径200μm程度の砂粒より大きなごみを検知できるような狙いの増幅度に、第1の増幅手段30の増幅度は直径20μm程度の花粉から第2増幅手段31の狙いの200μmの大きさのごみをそれぞれ検知できるような狙いの増幅度になっている。
The
本実施の形態においては、第1の塵埃検出手段35と第2の塵埃検出手段36の塵埃検出を検出部22で共通の構成としている。従って、第1の増幅手段30と第1のパルス変換手段32と第2の増幅手段31と第2のパルス変換手段33とで、分別信号出力手段34を構成し、第1のパルス変換手段32と第2のパルス変換手段33の各々から、第1塵埃検出信号と第2塵埃検出信号を出力する構成にもなっている。
In the present embodiment, the dust detection of the first dust detection means 35 and the second dust detection means 36 is common to the
37は、第1塵埃検出信号、つまり第1のパルス変換手段32からのパルス数により吸気流路を通過している塵埃の量をレベルへと変換し、レベルに応じて所定の保持時間t1a〜t1dを付加して、第1保持信号を出力する第1の保持手段であり、38は第2塵埃検出信号、つまり第2のパルス変換手段33からのパルス数により吸気流路を通過している塵埃の量をレベルへと変換し、レベルに応じて所定の保持時間t2a〜t2dを付加して、第2保持信号を出力する第2の保持手段である。 37 converts the amount of dust passing through the intake flow path into a level according to the first dust detection signal, that is, the number of pulses from the first pulse conversion means 32, and a predetermined holding time t1a to t1a ~. First holding means for outputting a first holding signal with t1d added, 38 is passing through the intake flow path by the number of pulses from the second dust detection signal, that is, the second pulse converting means 33. Second holding means that converts the amount of dust into a level, adds a predetermined holding time t2a to t2d according to the level, and outputs a second holding signal.
13は電動送風機2を駆動するための双方向性サイリスタであり、制御手段14の出力するトリガ信号により電動送風機2への供給電力が制御され、制御手段14は操作部4により設定されたモードにおいて、第1の保持手段37の出力する第1保持信号と第2の保持手段38の出力する第2保持信号に応じて電動送風機2への供給電力を可変制御する制御手段である。供給電力の可変は、双方向性サイリスタ13のトリガ信号の発生位相を制御する位相制御にて行う。また、制御手段14は、LEDで構成された表示手段11の表示パターンを制御も制御している。制御手段14と第1の保持手段37と第2の保持手段38は、マイクロコンピュータ41で構成される。
Reference numeral 13 denotes a bidirectional thyristor for driving the
電動送風機2、双方向性サイリスタ13、マイクロコンピュータ41は、本体1内に配置され、発光部20と受光部21(検出部22)と第1の増幅手段30、第2の増幅手段31、第1のパルス変換手段32、第2のパルス変換手段33は、操作部4と報知手段11と共にホース3に配置され、特に、接続部12に設けられている。
The
以上のように構成された報知装置及びこれを備えた電気掃除機についてその動作を説明する。 Operation | movement is demonstrated about the alerting | reporting apparatus comprised as mentioned above and a vacuum cleaner provided with the same.
掃除中に吸気流路内にごみが流れると、発光部20からの光がこのごみにより遮断され、受光部21の受光量は少なくなり出力電圧Vsは小さくなる。このVsを第1の増幅手段30は、フィルタ機能を有して増幅するが、フィルタ機能としてはカットオフ周波数fa1を持つハイパスフィルターおよびカットオフ周波数fa2を持つローパスフィルタから成るバンドパスフィルターで構成され、特定の周波数帯A(fa1〜fa2)を中心に増幅し、この周波数fa1およびfa2は、塵埃が検出部22を通過する速度によって算出される周波数である。
When dust flows into the intake flow path during cleaning, light from the
同様に第2の増幅手段31においてもフィルタ機能を有しており、Vsを特定の周波数帯B(fb1〜fb2)を中心に増幅する構成となっている。 Similarly, the second amplifying unit 31 also has a filter function, and is configured to amplify Vs around a specific frequency band B (fb1 to fb2).
fa1とfa2は20μm程度の花粉を主に検知できるようにすることと、fb1〜fb2は200μm以上の砂塵等を検出できるようにしている。 fa1 and fa2 can mainly detect pollen of about 20 μm, and fb1 to fb2 can detect dust of 200 μm or more.
ここで、塵埃が検出部22を通過する時のVsの変化の説明をする。受光部21の表面形状を円とすると、対向する発光部20と受光部21をそれぞれ上底と下底にした円柱(以降、領域Rと称す)の中を塵埃が通過するときが、受光部21の受光量が一番低下するときであり、そのときの塵埃の通過の様子を図2に、受光部21の受光量の変化を図3に示す。図2、3において、塵埃が検出部22を通過するときには、(ア)塵埃が通過する前、(イ)塵埃が領域Rの外壁と交わっているとき(領域Rに入るとき)、(ウ)塵埃が領域Rの中に入ったとき(エ)塵埃が領域Rの外壁と交わっているとき(領域Rから出るとき)(オ)塵埃が通過し終わったときの5つの状態がある。このときの受光部21の受光量の変化は、塵埃の大きさや検出部22を通過する速度によって異なり、塵埃が大きくなるほど変化量は大きくなってその変化時間も長くなり、通過速度が速くなればなるほど変化時間は短くなる。第1の増幅手段30と第2の増幅手段31はこの(イ)の時の受光量の変化を利用して、受光量の変化を濾波して増幅している。
Here, a change in Vs when dust passes through the
発光部20と受光部21の直径をそれぞれYとし、検出する塵埃を直径Xの球体とすると、(イ)の状態の時間Tは、塵埃が領域Rの中心を速度Zで進入するときは、ごみが小さく、X≦YであるときにはT=X/Z、塵埃が大きく、X≧YであるときにはT=Y/Zる。
Assuming that the diameters of the
受光部21の直径Y=3mmとすると、第2の増幅手段31の場合、直径200μm程度の砂粒より大きなごみを検出することを考慮すると、検出する塵埃の大きさの狙いはX≧200μmとなるので、Tは 200μm/Z≦T≦3mm/Zとなり、通過速度Zの範囲を設定すればTおよびそれにあわせた周波数fb1、fb2が決定される。
Assuming that the diameter Y of the
第1の増幅手段30における周波数fa1、fa2に関しても、同様に、粒子径が20μm程度の花粉等を検出できるよう設定することができる。 Similarly, the frequencies fa1 and fa2 in the first amplifying means 30 can be set so that pollen and the like having a particle diameter of about 20 μm can be detected.
従って、第1のパルス変換手段32は、第1の増幅手段30で増幅された20μm相当の検出信号を入力して第1の基準信号と比較して、パルス信号に変換して出力するので、第1塵埃検出信号は花粉等の20μm相当の塵埃(以下、微細塵という)のみの情報を有した信号になる。また、同様に、第2のパルス変換手段33も、第2の増幅手段31で増幅された砂塵等の200μm以上の粒子の検出信号を入力して第2の基準信号と比較して、パルス信号に変換して出力するので、第2塵埃検出信号は砂等の200μm以上の塵埃(以下、砂塵という)のみの情報を有した信号になる。 Therefore, the first pulse converting means 32 receives the detection signal corresponding to 20 μm amplified by the first amplifying means 30, compares it with the first reference signal, converts it into a pulse signal, and outputs it. The first dust detection signal is a signal having information only on dust corresponding to 20 μm such as pollen (hereinafter referred to as fine dust). Similarly, the second pulse conversion means 33 also receives a detection signal of particles of 200 μm or more such as sand dust amplified by the second amplification means 31 and compares it with the second reference signal to generate a pulse signal. Therefore, the second dust detection signal is a signal having information only on dust such as sand (hereinafter referred to as sand dust) of 200 μm or more.
表1に第1塵埃検出信号、第2塵埃検出信号のパルス数と汚れレベルの関係の1例を示
す。
Table 1 shows an example of the relationship between the number of pulses of the first dust detection signal and the second dust detection signal and the dirt level.
通常、微細塵の数と砂塵の数では、微細塵の数の方が多く、例えば、床面上を床用込具8が1往復した時でも、検出部22を通過する塵埃の数は、微細塵の方が多くなる。そのため、汚れレベルの判定値として、同じ汚れレベルでも、微砂塵の方のパルス数を多くし、実際の清掃現場において、汚れ方が同じであれば同じ汚れレベルとなるようにしている。
Usually, the number of fine dust and the number of sand dust is larger than the number of fine dust. For example, even when the
しかしながら、通常、床面等の清掃対象物に床用吸込具8が接触し、塵埃を吸引した場合、微細塵と砂塵とでは、検出部22を通過を開始してから終了するまでの時間は、数の多い細塵の方が長くなるため、微細塵と砂塵とで汚れのレベルを合わせたとしても、第2塵埃検出信号が汚れレベルを維持する時間と、第1塵埃検出信号が同じ汚れレベルを維持する時間とでは、第2塵埃検出信号の方が短くなってしまう。
However, normally, when the
また、第1塵埃検出信号についても、微細塵の量が、微少である場合、微細塵が検出部22を通過を開始してから終了するまでの時間は、やはり、短くなってしまう。
As for the first dust detection signal, when the amount of fine dust is very small, the time from when the fine dust starts to pass through the
このように、短くなった時間に同期するように、塵埃があることに対して電動送風機2への供給電力を切り換えると、電動送風機2の物理的な動作の遅れや、吸気風の追従の遅れにより、塵埃を吸引するための十分な吸込み力を得られなかったり、また、逆に、過剰な吸込み力で電力供給を行い、無駄なエネルギーを消費するだけではなく、頻繁な供給電力切替により、電動送風機2の動作音(回転数に大きく依存)が頻繁に切り替わり、使用者に不快感を与える騒音となってしまう可能性がある。
As described above, when the power supplied to the
第1の保持手段37は、第1のパルス変換手段32から0.1秒間毎のパルス数(第1塵埃検出信号)により、微細塵の量を表1に示すパルス数と汚れレベルの関係を判断基準として有しており、それに従って、汚れレベル0〜汚れレベル4までの5段階で判断し、更に、レベル4から3へ、レベル3から2へ、レベル2から1へ、レベル1〜0へのそれぞれの変化に対して、表2に示すように、各々個別の保持時間を付加するよう動作する。同様に、第2の保持手段38は、第2のパルス変換手段33からの0.1秒間毎のパルス数(第2塵埃検出信号)により、砂塵の量を表1に示す判断基準に従って、汚れレベル0〜汚れレベル4までの5段階で判断し、更に、レベル4から3へ、レベル3から2へ、レベル2から1へ、レベル1〜0へのそれぞれの変化に対して、表2に示すように、各々個別の保持時間を付加するよう動作する。
The first holding means 37 determines the relationship between the number of pulses shown in Table 1 and the dirt level based on the number of pulses (first dust detection signal) per 0.1 second from the first pulse conversion means 32. Judgment criteria are provided, and according to this, judgment is made in five stages from
表2において、例えば、第1塵埃検出信号として、図4に示すような、パルス信号が入力されると、0.1秒間が終了した時点で、第1の保持手段37は、汚れのレベルを汚れレベル4と判断し、以降、パルスの入力がなくても、0.5秒間汚れレベル4の状態を保持した第1保持信号を出力する。0.5秒が経過すると、汚れのレベルを汚れレベル4から汚れレベル3に下げ、0.5秒継続の後、汚れレベル2に下げるというように、汚れレベル0になるまで、汚れレベルと保持時間の切替えを繰り返す。
In Table 2, for example, when a pulse signal as shown in FIG. 4 is input as the first dust detection signal, the first holding means 37 sets the level of dirt at the time when 0.1 second is completed. It is determined that the contamination level is 4, and thereafter, the first holding signal holding the state of the
第1の保持手段37は、汚れが低下する方向に対しては、表2に示す保持時間の保持を行うが、汚れが増加する方向に対しては、保持時間なし(0秒)で汚れレベルを追従させる。 The first holding means 37 holds the holding times shown in Table 2 in the direction in which the dirt decreases, but in the direction in which the dirt increases, there is no holding time (0 second) and the dirt level. To follow.
図5に示すように、パルスの発生が無く、汚れレベル1での保持動作を行っている時、24パルスのパルス入力があると、表1に従って、汚れレベルを、即、汚れレベル2とし、以降、パスルの発生がなければ、汚れレベル2の保持時間である、1秒間の保持の後、汚れレベル1へと下げ、1.5秒の保持の後、汚れレベルを0へと到達させる。また、例えば、レベル3の保持動作中に、10パルス(汚れレベル1に相当)の入力があったとしても、保持動作中のレベルよりも、レベルが低い場合は、無視され、保持動作が継続される。
As shown in FIG. 5, when no pulse is generated and the holding operation is performed at the
以上のように、0.1秒間毎の間隔で、パルスの発生が無くなると、もしくは、保持動作に移行していれば、発生するパルス数が、保持しているレベル以下のパルス数であれば、汚れレベル0となるまで、保持動作を繰り返し、汚れレベルの高いレベルに相当するパルス数が発生すれば、瞬時に汚れレベルを追従させて、第1保持信号を出力する。 As described above, if no pulse is generated at intervals of 0.1 seconds or if the operation shifts to the holding operation, the number of generated pulses is equal to or lower than the holding level. The holding operation is repeated until the dirt level becomes 0, and if the number of pulses corresponding to a high dirt level is generated, the dirt level is instantaneously followed and the first holding signal is output.
第2の保持手段38についても、第1の保持手段37と同様に、表1に記載の汚れレベル判断パルス数に対する汚れレベルと、表2に記載の各汚れレベルに対する保持時間に基づき、第2保持信号を出力する。 Similarly to the first holding means 37, the second holding means 38 is also based on the dirt level with respect to the number of dirt level judgment pulses shown in Table 1 and the holding time for each dirt level shown in Table 2. A hold signal is output.
表3に汚れレベルに対する電動送風機2へ電力供給するためのトリガ信号の位相値の設定を示す。制御手段14には、第1保持信号と第2保持信号の各々に対して、設定する位相値を予め、表2のように有している。
Table 3 shows the setting of the phase value of the trigger signal for supplying power to the
表3において、位相値は、商用電源(AC)が、0Vになるタイミングであるゼロクロスポイントからの時間で設定しており、50Hzの時を示している。位相値が小さくなるほど、電動送風機2への供給電力が大きくなり、位相値0msは、フル通電状態で商用電源の電圧そのものが電動送風機2へ印可される状態である。また、商用電源の周波数が60Hzの時に、50Hzのときと同じ供給電力を各汚れレベル時に印可したい場合、表3の位相値に50/60を積算した位相値で制御することにより実現できる。
In Table 3, the phase value is set by the time from the zero cross point, which is the timing when the commercial power supply (AC) becomes 0 V, and indicates the time of 50 Hz. As the phase value decreases, the power supplied to the
制御手段は、保持時間を付加された、各汚れレベルを第1保持信号、第2保持信号として入力し、花粉等の微細塵に対する第1塵埃検出信号と、砂塵に対する第2塵埃検出信号に対して、各々の位相値を決定する。表3からも分かるように、汚れレベルが高いほど、供給電力を上げて吸引力を高めるように、塵埃が全くなければ、供給電力を最も低くなるよう設定している。 The control means inputs the respective dirt levels to which the holding time is added as a first holding signal and a second holding signal, and for the first dust detection signal for fine dust such as pollen and the second dust detection signal for sand dust. Thus, each phase value is determined. As can be seen from Table 3, the higher the dirt level, the higher the supply power and the suction power, so that the supply power is set to the lowest when there is no dust.
制御手段14は、一旦、第1保持信号による位相値と第2保持信号による位相値を決定した後、位相値が小さい方、つまり、電動送風機2への供給電力が高くなる方の位相値を最終の位相値として決定し、双方向性サイリスタ13へトリガ信号を出力する。
The control means 14 once determines the phase value based on the first holding signal and the phase value based on the second holding signal, and then determines the phase value having the smaller phase value, that is, the higher power supplied to the
これにより、塵埃の大きさや種類のみではなく、更に塵埃の量に対する組み合わせに対しても、幅広く、最適な供給電力で、尚かつ、最適な動作時間で、清掃対象物の塵埃を除去することができる。また、保持時間を、ある程度長くすることで、頻繁な供給電力の切り替わりも抑えることができ、低騒音化を実現することもできる。 As a result, not only the size and type of dust but also the combination with respect to the amount of dust, it is possible to remove dust on the object to be cleaned with a wide range of optimum power supply and optimum operation time. it can. Further, by increasing the holding time to some extent, frequent switching of the supplied power can be suppressed, and noise reduction can be realized.
また、表2において、第2保持信号による保持時間を第1保持信号による保持時間より長く設定することにより、粒子径が小さく、短時間の吸引でも除塵できる微細塵等は、電力の消費を抑え、比較的粒子径が大きく吸引力が必要な砂塵等のみを、時間をかけてしっかりと除塵することができ、より、最適な運転が行えるようにしている。 Also, in Table 2, by setting the holding time based on the second holding signal longer than the holding time based on the first holding signal, fine dust that has a small particle size and can be removed even with short-time suction can reduce power consumption. Only dust and the like that have a relatively large particle size and require a suction force can be securely removed over time, so that more optimal operation can be performed.
また、表2において、汚れレベルが高くなる程、保持時間を短くしているが、段階的に汚れ0となるように制御しており、汚れ度が高くなると、高吸引力での合計動作時間が長くなり、結果的に、汚れ度が高いほど、吸引力を上げて、除塵力を確保できるようにしている。これによって、電気掃除機の使用者は、塵埃の大きさや種類と量に対して、最適な供給電力と吸引時間で、清掃を行うことができ、使用性を向上しながら清掃作業を効率化することができる。 In Table 2, the retention time is shortened as the dirt level becomes higher, but the control is performed so that the dirt becomes zero in stages, and when the dirt level increases, the total operation time with a high suction force is achieved. As a result, the higher the degree of contamination, the higher the suction force and the dust removal power can be secured. As a result, the user of the vacuum cleaner can perform cleaning with the optimum power supply and suction time for the size, type, and amount of dust, improving the usability and improving the efficiency of the cleaning work. be able to.
また、表3において、第2保持信号により決まる位相値を第1保持信号により決まる位相値より小さく設定することにより、同じ汚れレベルでも、比較的粒子径が大きく吸引力が必要な砂塵等のみの吸引力を高くして、確実に除塵できるようにするためである。 Further, in Table 3, by setting the phase value determined by the second holding signal to be smaller than the phase value determined by the first holding signal, only the dust or the like having a relatively large particle diameter and requiring suction force can be obtained even at the same dirt level. This is because the suction force is increased so that dust can be reliably removed.
図6に表示手段11の構成を示す。図6においては、第2の保持手段38の出力による第2保持信号に対応した砂塵による汚れを表示する砂塵レベル1表示51、砂塵レベル2表示52、砂塵レベル3表示53、砂塵レベル4表示54と、第1の保持手段37の出力による第1保持信号に対応した微細塵による汚れを表示する微細塵レベル1表示55、微細塵レベル2表示56、微細塵レベル3表示57、微細塵レベル4表示58により構成されている。各レベルは、汚れレベルに対応しており、制御手段14は、例えば、第1保持信号が汚れレベル3であれば、微細塵レベル1表示55〜微細塵レベル3表示57までを点灯させ、微細塵レベル4表示58を消灯というように、第1保持信号の汚れレベル以下のレベルに対応するもののみを点灯させるように、表示手段11を制御する。また、汚れレベルが0の時は消灯し、第2保持信号に対する砂塵レベル1表示51〜砂塵レベル4表示54についても、同様の制御を行う。制御手段14は、この時、電動送風機2への供給
電力を、汚れレベルの高い方の表示に同期して切り替えるよう制御するので、使用者は、塵埃に対する除去状況を確認しながら、清掃を行うことができるので清掃作業の効率を向上可能にすると同時に、運転中の電動送風機2への電力供給状況を把握しながら清掃を行うことができが、一般的に、電気掃除機が消費する電力のほとんどは、電動送風機2が消費する電力であるので、機器としての消費電力を把握できながら清掃を行えるということになる。
FIG. 6 shows the configuration of the display means 11. In FIG. 6, a
尚、本実施の形態において、制御手段14が、双方向性サイリスタ13に出力するトリガ信号を、第1保持信号と第2保持信号の各々の汚れレベルによって決まる位相値から決定する構成としたが、各汚れレベルを比較して、汚れレベルの高い方の位相値を出力してもよいことは言うまでもない。 In the present embodiment, the control unit 14 determines the trigger signal output to the bidirectional thyristor 13 from the phase value determined by the respective dirt levels of the first holding signal and the second holding signal. Needless to say, the respective dirt levels may be compared to output the phase value with the higher dirt level.
(実施の形態2)
以下、本発明の第2の実施の形態について図7を用いて説明する。なお、従来と同一構成の部品については同一符号を付し、説明を省略する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, about the components of the same structure as the past, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図7は、本発明の実施の形態2における電気掃除機の報知装置の制御のブロック図である。実施の形態1と異なるのは、第1塵埃検出信号と第2塵埃検出信号を入力して、2つの信号により、第1塵埃検出信号に対応した第1保持信号と第2塵埃検出信号に対応した第2保持信号を出力する第3の保持手段50を設けた点である。
FIG. 7 is a block diagram of control of the notification device for the electric vacuum cleaner according to
第3の保持手段50は、第1塵埃検出信号によるパルス数と第2塵埃検出信号によるパルス数により、各々の汚れレベルを汚れレベル0〜4の5段階で判断しており、表4に示すように、第1塵埃検出信号による汚れレベルと第2塵埃検出信号による汚れレベルの組み合わせにより、パターン1からパターン5までの5つの場合分けで判断している。パターン1は、比較的微細塵の汚れの比率が高いパターンであり、パターン5は砂塵の汚れの比率が高いパターンであり、パターン2〜パターン4までは、パターン1とパターン5の間で比率を徐々に変えたパターンで設定している。
The third holding means 50 determines the respective dirt levels in five stages of
例えば、清掃対象物が絨毯であれば、砂塵は、微細塵より重量が重く、絨毯の目の奥に沈み込む特性があり、微細塵よりも念入りに清掃を行う必要がある。 For example, if the object to be cleaned is a carpet, sand dust is heavier than fine dust and has the property of sinking into the back of the carpet eye, and it is necessary to perform cleaning more carefully than fine dust.
表5は、パターン1からパターン2までの保持時間の設定の一例であるが、パターン5に近づくほど、つまり、砂塵の比率が増えるほど、第2保持信号の保持時間を長くする設定としている。
Table 5 is an example of setting the holding time from
これにより、塵埃の構成に応じた電動送風機2への供給電力、つまり吸引力で、塵埃の構成に応じた除塵するのに必要な時間だけ運転するので、より、最適で効率的な運転が実現できる。
As a result, the power is supplied to the
尚、実施の形態1から実施の形態2では第1の塵埃検出手段と第2の塵埃検出手段、もしくは第1塵埃検出信号と第2塵埃検出信号により、塵埃の状況を判断して報知を行う構成としたが、様々な大きさや種類の塵埃に対して、認識のし易さを確保しながら、使用者の実感にかなった適切な報知を行うという目的からも分かるように、2種類に限定するものではなく、報知をさせたい塵埃の種類や粒子径に応じて、塵埃検出手段、もしくは塵埃検出信号の数をより多数にして、塵埃の状態判断の精度を向上してもよい。 In the first to second embodiments, the first dust detection means and the second dust detection means, or the first dust detection signal and the second dust detection signal are used to determine and notify the dust situation. Although it is configured, it is limited to two types so that it can be understood from the purpose of providing appropriate notifications according to the user's feeling while ensuring ease of recognition for dust of various sizes and types The number of dust detection means or the number of dust detection signals may be increased in accordance with the type and particle diameter of dust to be notified, and the accuracy of the dust state determination may be improved.
以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、花粉等の微細塵に至るまで、目に見えない塵埃や塵埃の量等の状態を検出し、除塵力を維持しながら、最適で高精度な電動送風機への供給電力で運転を行え、その環境や状況に応じて、適切な清掃を効率よく行うことができ、塵埃等を除塵、集塵する清掃機器にも使用できる。 As described above, the vacuum cleaner according to the present invention detects the state of invisible dust, the amount of dust, etc., up to fine dust such as pollen, and maintains the dust removal force while maintaining the optimum precision. It can be operated with electric power supplied to a simple electric blower, can be efficiently cleaned appropriately according to its environment and conditions, and can also be used in a cleaning device that removes dust and collects dust.
14 制御手段
20 発光部
21 受光部
30 第1の増幅手段
31 第2の増幅手段
32 第1のパルス変換手段
33 第2のパルス変換手段
34 分別信号出力手段
35 第1の塵埃検出手段
36 第2の塵埃検出手段
37 第1の保持手段
38 第2の保持手段
41 マイクロコンピュータ
50 第3の保持手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 Control means 20
Claims (6)
する方の信号に基づいて、前記電動送風機への供給電力を制御する請求項1または2記載の電気掃除機。 The control means controls the power supplied to the electric blower based on a signal for increasing the power supplied to the electric blower from among the first hold signal and the second hold signal. Electric vacuum cleaner.
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