JPH01155822A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気掃除機に係り、特に使用条件や使用者の
好みに合わせて吸込性能などを適切な状態に制御する構
成の電気掃除機に関する。

〔従来の技術〕

従来より、電気掃除機の吸込力を調節して使用すること
が知られている。例えば特開昭５８−２２１９２０号公
報、特開昭５９−１４６６３２号公報に記載されたもの
によれば、双方向性サイリスタを位相制御することによ
り電動送風機の六方を制御する方式とし、運転モード切
替えと称して、選択スイッチを切替えることにより、電
動送風機の入力を単に強、中９弱の３段階に切替えるも
のとしている。

しかし、これらによれば、単に電動送風機の特性、例え
ば整流子モータの場合には直巻特性などの特性に従って
、高入力運転あるいは低入力運転などが選択されるに過
ぎない。したがってフィルタの目詰りや使用状態の変化
に対応した適切な吸込性能に電動送風機の状態を制御す
るというものではなかった。

一方、従来、特公昭６１−３５８６４号公報に記載され
たものによれば、吸口が掃除面に吸着したり。

フィルタが目詰りしたことを検知して、あらかじめ定め
た運転制御則（以下、単に制御則という）に従って制御
量するようにした電気掃除機が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

同公報の制御方式は、使用条件によって変化する掃除機
の状態量（例えば、風量、圧力、電流など）の変化量に
比例または反比例させるといったような一定の関数また
はゲインをもって一つの定った制御則に従って制御する
方式であることから、条件が変わると不具合を生じる場
合がある。

このことについて、第３図に示した吸込特性図を参照し
て説明する。第３図の横軸は吸込風量Ｑを表わし、縦軸
は電動送風機の回転数Ｎ、その動力Ｗ、吸込静圧Ｈを表
わしている。ここで、例えば制御則をカーテンなどが吸
口に吸着し、密閉状態に近くなったことを吸込静圧Ｈが
上昇することにより検出して、その吸込静圧Ｈを図示点
線で示すごとく低減させるように回転数Ｎまたは動力Ｗ
を制御し、これによってカーテン等の吸着を防止するパ
ターンに設定されているとすると、じゅうたん床などの
ように強い吸引力が要求される使用状態において吸口が
じゅうたん床に密着すると、上記の場合と同様、吸引力
を下げる方向に制御が働いてしまい、必要な吸引力が得
られなくなるという不具合が生じるのである。

また、使用する人の体力の差（大人と子弁）、あるいは
使用する時間帯（品と夜）と□いった使用者の好みや各
種の使用条件に合わせて適切な制御をおこなわせ、吸引
力や騒音を制御するには、上記従来技術のような一つの
制御則により対応することは不可能であるという問題が
あった。

本発明の目的は、固定的な制御則で制御する方式の従来
技術によって生じる不具合を解決し、使用条件や使用者
の好み等に対応させて適切な制御則で運転制御すること
ができる電気掃除機を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を解決するため、吸口を介して吸引
負圧により集じん室に塵埃を捕集する電動送風機と、こ
の電動送風機の回転数を制御する送風機制御手段と、を
具備してなる電気掃除機において、掃除機の各種状態量
の相関関係を特定してなる制御則を発生する複数の制御
則発生手段と。

この制御則発生手段の一つを選択する切替手段と、これ
により選択された制御則に基づき、検出される掃除機の
状態量をその目標値に一致させるべく前記送風機制御手
段に制御量を出力する信号処理手段と、を具備したこと
を特徴とする電気掃除機としたことにある。

〔作用〕

このように構成することにより、使用に際して切替手段
により使用条件または好みに応じた制御則の制御則発生
手段を選択する。これにより、掃除機の運転状態量（風
量Ｚ、圧力、ｉｌ流９回転数など）がその制御則に従っ
て自動的に調整されることになり、使用条件や好みに応
じた吸込性能や騒音制御を実現することができる。そし
て、使用条件が例えばじゅうたん床からカーテンなどに
変化した場合には、制御則発生手段を切替えることによ
り簡単に対応させることができ、従来のごとき不具合は
解消される。

（実施例〕 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

策上裏直桝 第１図に本発明の一実施例の主要部である制御系のブロ
ック構成図を示す。また第２図に本実施例の全体構成図
を示す。

第２図に示すように、掃除機本体１は本体ケース２と集
じんケース３からなり、本体ケース２内には電動送風機
４と制御装置５とが内蔵され、集じん室３は集じんフィ
ルタ６によって画成されている。集じん室３はホース７
と延長管８を介して吸口９に連通されている。

制御装置５は第１図に示すように構成されている。交流
電源１０から供給される交流電圧は電源装置１１におい
て掃除機内の各装置用の電圧に変換される。電動送風機
４には送風機制御装置１２を介して電源装置１１から電
力が供給されるようになっている。送風機制御装置１２
は指令発生袋＠１３から出力される制御量信号に基づい
て、電動送風機４の電流９回転数、電圧などを制御する
ようになっている。指令発生装置１３は制御則（目標値
関数等）が格納された制御則発生手段としての複数のメ
モリ１４　（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ。

１４ｄ）と、このメモリ１４の一つを選択する切替装置
１５と、これにより選択されたメモリ１４から与えられ
る目標値関数等に基づいて所定の信号処理をおこない、
電動送風機４の制御量信号を出力する信号処理装置１６
を含んで構成されている。この信号処理装置１６には検
出装置１７によって検出された掃除機の状態量信号が入
力されている。検出装置１７は、例えば電動送風機４の
運転状態によって変化する電圧、電流２回転数、または
電気掃除機本体各部の圧力や風量などの各種状態量を検
出して信号処理装置１６に入力するようになっている。

メモリ１４　ａ　−ｄにはそれぞれ第３図、第４図。

第５図、第６図に示した掃除機の各種状態量の相関関係
を設定してなる目標値関数等の制御則が格納されている
。そして、信号処理装置１６は検出装置１７から入力さ
れる検出状態量を制御則に応じて定まる目標値に一致さ
せるべく送風機制御装置１２に制御量の指令値を出力す
るようになっている。

なお、メモリ１４は制御則に合わせた目標値関数等の信
号を発生するアナログ的な電気回路により構成すること
の他、マイクロコンピュータと組ミ合わせてプログラム
ソフトやデータ値を記憶させておくいわゆる半導体集積
回路からなるデジタルメモリによっても構成することが
可能である。

また、上記実施例における信号処理装置１６はマイクロ
コンピュータによって構成することができる。

このように構成される実施例の動作について次に説明す
る。

まず切替装置１５によって第３図に示した制御則が選択
された場合を例にとって説明する。第３図はカーテンや
新聞紙などのように、吸口９に吸着しやすい掃除面が多
い場合に好適な制御則である。図示のように吸着により
吸口部の風量Ｑが極端に低下して密閉近くなると、図中
点線で示すように動力Ｗを下げるように制御し、吸込静
圧Ｈを低下させてその吸着を防止しようとするものであ
る。

すなわち第３図に示したように、吸込風量Ｑが点Ｐ以下
の運転領域に入ったことにより、吸口の吸着が発生した
ことを検知し、動力Ｗを図示点線のように低減させて、
吸込静圧Ｈを低下させようとするものである。

ここで、吸込風量Ｑの検出は、風量Ｑが電動送風機４の
電流に相関すること、またその電流は動力Ｗに比例する
ことに鑑み、吸込風量Ｑが低下するにつれて動力Ｗが第
３図図示実線のように減少する傾向から、電流の値によ
り風量Ｑを検出することができる。そこで、あらかじめ
メモリ１４に電流にかかる目標値関数等を設定しておき
、検出装置１７から入力される電流検出値と比較し、第
３図に点線で示した特性となるように電動送風機４の電
圧指令値を決定して送風機制御装置１２に出力する。こ
の信号処理手順の一例を第７図に基づいて説明する。第
７図ステップ１０２において電流の検出値を取込みメモ
リ１４にあらかじめ設定された電流の目標値である上限
値および下限値とをステップ１０４，１０８で比較し、
これによりＰ点以下の運転領域に入ったか否かを判断す
る。

これと同時に運転領域に対応した電圧指令値を送風機制
御装置１２に出力する（ステップ１１２）。

上記処理において下限値以下にはずれた場合はステップ
１１０においていままでの下限値を上限値とし、さらに
低い下限値を一定量低い値に書替え、これに基づいて電
圧指令値を低い値に設定する。

このような処理を繰返しおこなうことにより吸込風量Ｑ
の低下に合わせて動力Ｗを減少させ、吸込静圧Ｈの増大
を抑制して吸口の吸着力を低減し、カーテンなどの除去
を容易にする。

なお、吸着状態が解消された場合には、風量Ｑが増大し
これに応じて電流も増大することから、上記手順とは逆
にステップ１０６において上限値を順次書替え、第３図
点線で示した特性に沿って動力Ｗ等を増大させる。

なお、第３図等の特性線図に示した実線は電動送風機４
として整流子モータを用い、これを一定電圧で運転した
場合の特性を示すものである。

また、第７図の処理手順によれば、点Ｐから風量ＱがＯ
までの間は複数の区間からなる階段状の制御となるが、
全体としては点線で示したような滑らかな運転特性とす
ることができる。

また、検出量としては電流ばかりではなく、風量センサ
や圧力センサを用い、風量Ｑまたは吸込静圧Ｈを検畠し
、これに基づいて制御することも可能である。

また、制御量も電圧に限らず、インバータなどを用いて
直接回転数を制御する方式とすることも可能である。

第４図に示した制御則は、じゅうたんなどのように強い
吸引力が要求される掃除面が多い場合に好適なものであ
る。図において、通常の使用状態における状態量の関係
を実線で示し、吸口が掃除面に接して風量Ｑが密閉側に
あると、これを検知して消費電力Ｗを図示点線のように
増大制御し、これによって強い吸込力（吸込静圧Ｈ）を
得るようにしたものである。

第５図に示した制御則は、吸口９を空中に持ち上げた状
態、すなわち実際に掃除をしていない休止機会が多い使
い方の場合に好適なものである。

このような使用状態においては通常大風量となることか
ら、一定分風量を超えた範囲において図示点線で示した
ように電力Ｗを下げるように制御し、これによって省電
力、騒音低減などの効果を得るようにしたものである。

第６図に示した制御則は風量Ｑが変化しても、回転数Ｎ
を図示点線で示すように一定に制御したものである。こ
れによれば、第３図の使用条件の場合と同様、掃除面に
吸着しやすい吸口の場合に、少風量側になるに従い消費
電力Ｗを漸次減少させて吸着を防止するのに好適である
。

なお、第６図の制御則は、電動送風機の制御の観点から
みると１回転数を一定に制御するものであり、電動送風
機の駆動機としてインバータ駆動モータを用い、周波数
を一定制御する方式とすれば、格別な制御をしなくても
得られるものである。

つまり、本発明は、従来一般に用いられている交流整流
子モータのもつ直巻特性のみを前提したものではなく、
他の駆動方式のも一夕を用いた電動送風機に対しても適
用できることを意味している。

特に、インバータ駆動モータやブラシレスモータは、回
転数や入出力の制御機能を有しているものが多いことか
ら、簡単な装置を付加するだけで本発明を実現すること
ができる。

上述したように、本実施例によれば、使用条件や好みに
適した複数の異なる制御則を有し、これを切替えて選択
可能な構成としていることから。

相互に矛盾する制御を何ら不具合いなく実現することが
できる。言い換えれば、１台の電気掃除機で種々の運転
特性を有するものとして、多様な機能を実現することが
できる。

第８図は、第１図実施例の切替装置１５の具体例を示す
掃除機本体１の外観斜視図である。切替装置９はメモリ
１４　ａ　＝　ｄとそれぞれ電気的に接続された複数の
切替スイッチ１８からなり、この切替スイッチ１８を選
択切替えすることによって、所望の制御則を選択するこ
とができるようになっている。

また、第９図は切替装置９の他の実施例である。

第８図に示した例のように機械的な切替スイッチ１８を
用いると、信号線が多い場合には組立配線作業が複雑と
なる。第９図のものは、各メモリ１４　ａ　＝　ｄに対
応した識別コードを数ｂｉｔの２値コードで表わし、こ
れに合わせてピッドの位置に孔２０を開けたカード１９
を形成し、このカード１９を切替装＠１５に入替え挿入
することにより、図示しない光フアイバケーブルまたは
フォトカップラ間の遮光によって識別コードを読取り、
これに従って各メモリ１４　ａ　＝　ｄと信号処理装置
１６との電気的接続を切替えるようにしたものである。

この切替回路は集積回路などで構成することができる。

他のカード１９は別に設けた収納ポケット２５に保管す
るようにしている。

蒐主失産孤 第１０図に本発明の他の実施例の主要部ブロック構成を
示す。図において第１図図示実施例と同一の機能構成を
有するものには同一符号を付して説明を省略する。信号
処理装置２１はマイクロコンピュータを含む電気回路で
構成され、制御則発生手段としての指令値発生プログラ
ムおよびデータを外部メモリ２３に格納し、差込口２２
を介して着脱可能に信号処理装置２１に接続する構成と
したものである。外部メモリ２３（ａ”ｄ）は集積回路
を内蔵したカードまたはメモリカセットなどで形成する
ことができる。また、外部メモリ２３はそれぞれの制御
則に対応させて設けられ、これを入替えることにより制
御則を選択可能にしたものである。

第１１図は本実施例の主要部の外観を示す斜視図であり
、差込口２２は掃除機本体１の上部外面に設けられ、収
納ポケット２４から外部メモリ２３を取出し、差込口２
２に装着することにより制御則を切替える。

本実施例によれば、第１図実施例の効果に加えて、制御
則に係るデータ等の記憶容量を増大させることができる
ことから、より複雑な制御則の吸込性能を実現すること
ができ、かつ多種の制御則の実現が可能となる。

さらに他の実施例として、第１図実施例と第１０図実施
例とを組合わせた方式も可能である。

例えば、１つの外部メモリ２３に多種類の制御則を格納
し、その中から切替装置１５に相当する切替スイッチを
用いて制御則を選択する方式を採用すれば、外部メモリ
２３の入れ替え回数を低減できるほか、より高度な選択
組合すせの実現も可能となる。

また、その切替えをマイクロコンピュータにより行なわ
せるようにすれば、さらに部品点数の低減や回路の簡素
化が可能になる。

また、制御則をメモリ又は外部メモリに記憶させる勇武
の実施例によれば、ハード的な電気回路による制御則発
生手段に比べて、飛躍的に多種類の制御則を実現するこ
とができる。しかも、より複雑な制御則（細かな差異を
もたせる等）をも実現でき、使用者の好み、感覚に適切
に対応させることができる。

また、他の変形例として、外部メモリ２３または信号処
理袋＠１６．２１内にタイマ機能を持たせ、これにより
昼と夜とを判別して基ｌ：／＃費電力の値を自動的に切
替え、夜の運転騒音レベルを自動的に低減することもで
きる。

また、上記いずれの実施例においても、従来周知の通常
の吸込特性で運転することも可能なことはいうまでもな
い。

また、第１０図実施例によれば、外部メモリ２３を書込
み可能なものとすれば、さらに使い勝手のよいものとす
ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、使用条件や好み
に応じた吸込性能等を制御する制御則を複数有し、これ
を切替え等により選択可能な構成としていることから、
使用条件および好みに応じて適宜最適な特性のものを選
択して使用することができる。この結果、１台の掃除機
で各種の特性を有する掃除機を簡単に実現でき、使用条
件や好みに応じた適切な掃除が可能となり、使い勝手を
向上することができる。

また、制御則を切替使用することにより、相互に矛盾す
る特性のものであっても他の条件に拘束されることなく
特定の使用条件等に合わせた最適な特性を実現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の主要部ブロック構成図、第
２図は第１図実施例の全体構成図、第３図〜第６図は第
１図図示実施例の制御則に係る目標値関数を示す線図、
第７図は第１図実施例の信号処理装置の処理手順を示す
フローチャート、第８図は第１図実施例の切替装置１５
の外観図、第９図は切替装置１５の変形例を示す外観図
、第１０図は本発明の他の実施例の使用部ブロック構成
図、第１１図は第１０図実施例の主要部外観図である。 １３・・・指令発生装置、１４・・・メモリ、１５・・
・切替装置、１６・・・信号処理装置、１８・・・切替
スイッチ、１９・・・カード、２１・・・信号処理装置
、２２・・・差込口、２３・・・外部メモリ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、吸口を介して吸引負圧により集じん室に塵埃を捕集
   する電動送風機と、 この電動送風機の回転数を制御する送風機制御手段と、
   を具備してなる電気掃除機において、掃除機の各種状態
   量の相関関係を特定してなる複数の制御則を発生する制
   御則発生手段と、この制御則発生手段の一つの制御則を
   選択する切替手段と、 これにより選択された制御則に基づき、検出される掃除
   機の状態量をその目標値に一致させるべく前記送風機制
   御手段に制御量を出力する信号処理手段と、 を具備したことを特徴とする電気掃除機。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の発明において、前記
   信号処理手段をマイクロコンピュータにより構成し、前
   記制御則発生手段は制御則に基づいた状態量相互の目標
   値関数を格納してなるメモリから構成したことを特徴と
   する電気掃除機。 ３、特許請求の範囲第１項記載の発明において、前記信
   号処理手段はマイクロコンピュータにより構成し、前記
   制御則発生手段はそれぞれ制御則に基づいた状態量相互
   の目標値関数を格納してなる独立したメモリから構成さ
   れ、前記切替手段は前記メモリを着脱することにより選
   択する構成としたことを特徴とする電気掃除機。