JPH02297329A - 電気掃除機の電力制御装置およびその表示装置 - 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、一般家庭などにおいて使用される電気掃除機
の電力制御装置およびその表示装置に関するものである
。

従来の技術 以下、従来の電気掃除機の電力制御装置について図面に
基づいて説明する。第８図は、電気掃除機の概略構成図
である。第８図において、掃除機本体１には床用吸込具
２が手元操作部３を介して取付けられている。

第９図は従来の電気掃除機の電力制御装置の回路図であ
る。第９図において、電動送風機４と双方向性サイリス
タ５が商用電源６の両端に直列に接続されており、この
双方向性サイリスタ５のゲート端子には位相制御装置７
か接続され、ホース先端の手元操作部３に設りられたス
ライド抵抗器８の抵抗値を可変することにより、位相制
御装置７を介して双方向性サイリスタ５のゲート信号の
トリカ時間を可変し、電動送風ｆｉ４の電力を制御する
という構成が一般的にとられていた。

発明が解決しようとする課題 しかし、上記従来の構成では、電動送ｍ機４の電力を制
御し、吸込力を調整するためには、使用者が掃除面の状
態毎に、手元操作部３のスライド抵抗器８を調整して電
動送風機４の電力を調整する必要があり、不便とわずら
れしさかあるとともに、床面の汚れ度合か各掃除面で異
なっていても、そのとき使用者か電力の調整を行なわな
ｃｌれば塵埃の吸い残しなどが発生し、均一な掃除がで
きないなどの問題を有するものであった。

本発明は、」−記従来の問題を解決するもので、掃除面
の状態毎に、電動送風機の電力を使用者か手元操作部で
調整することなく、電動送風機の電力を自動的に適宜制
御し、使い勝っての向上を図ることができる電気掃除機
の電力制御装置およびその表示装置を提供することを目
的とするものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の第１の手段としての
電気掃除機の電力制御装置は、電気掃除機の吸気通路内
に発光および受光素子からなる塵埃検出センサを設け、
前記吸気通路内における塵埃の通過にともない生ずる前
記受光素子での光量の変化を検出する手段を設け、前記
光量変化検出手段の出力であるアナログ信号の光量変化
をディジタル信号に変換するパルス整形手段を設け、前
記ディジタル信号が入力され、所定時間内に発生ずる前
記ディジタル信号のパルス数の多少で電動送風機の電力
を制御する制御手段を設けたものである。

さらに、本発明の第２の手段としての電気掃除機の電力
制御装置は、電気掃除機の吸気通路内に塵埃の通過数量
に対応したパルス信号を発生する塵埃検出手段を設け、
前記パルス信号が入力され、所定時間内に発生するパル
ス数に応じて、電動送風機の電力を所定の電力に切替え
るとともに、これを保持する時間を可変する制御手段を
設けたものである。

さらに、本発明の第３の手段としての電気掃除機の電力
制御装置は、電気掃除機の吸気通路内に塵埃の通過数量
に対応したパルス信号を発生ずる塵埃検出手段を設け、
塵埃が通過する際発生ずるパルス数によって電動送風機
の電力を制御するとともに、大きな塵埃を吸込んで大き
なパルス幅を検出したときは、検出パルス数に一定の補
正を加えて前記電動送風機の電力を制御する制御手段を
設けたものである。

さらに、本発明の第４の手段としての電気掃除機の電力
制御装置は、電気掃除機の吸気通路内に塵埃の通過数量
に対応したパルス信号を発生する塵埃検出手段を設け、
前記塵埃検出手段より発生するパルス信号をアナログ信
号に変換するＤ／Ａ変換手段を設け、前記アナログ信号
により電動送風機の電力を塵埃数に応じてアナログ的に
制御ずる制御手段を設けたものである。

さらに、本発明の第５の手段としての電気掃除機の表示
装置は、電気掃除機の吸気通路内に塵埃を検出する塵埃
検出手段を有し、塵埃が通過する際に発生するパルス数
によって電動送風機の電力を多段階に制御する電気掃除
機であって、所定時間内に発生する塵埃数に対応したパ
ルス数に応じて点灯する多段階の表示手段を設けたもの
である６作用 上記第１の手段により、電気掃除機の吸込通路内に設け
られた発光および受光素子からなる塵埃検出センサの受
光素子における、塵埃の通過にともない生ずる光量の変
化を光量変化検出手段でアナログ信号として検出し、さ
らに、このアナログ信号の光量変化をパルス整形手段で
ディジタル信号としてのパルス信号に変換して、塵埃量
に応じたパルス信号を制御手段に入力するとともに、所
定時間内に発生するパルス数の多少で電動送風機の電力
を制御するので、掃除面の塵埃の量を検出して塵埃量の
分布の多少に応じて電動送風機への電力が多段階に制御
されて、掃除機の吸引力が自動的に選択されることにな
り、従来のように、使用者が吸引力を掃除面の塵埃分布
量に応じて調整しなければならないわずられしさもなく
なるなど使い勝手が向上する。

さらに、第２の手段により、塵埃検出手段から出力され
る、塵埃の通過数量に対応したパルス信号を、制御手段
で演算し、所定時間内に発生するパルス数に応じて、電
動送風機の電力を所定の電力に切替えるとともに、この
切替えられた電力値を保持する時間を可変可能に構成し
たので、掃除面の塵埃量の多少により、電動送風機の電
力を自動的に可変するとともに、切替わった電力値を保
持する時間も、塵埃量に応じて制御され、多くの塵埃が
発生しているときは、保持時間も長くなり、少ない塵埃
量のときは、保持時間が短かくなるように制御されてそ
の使用性が向上する。

さらに、第３の手段により、塵埃検出手段から出力され
る、塵埃の通過数量に対応したパルス信号を制御手段に
入力し、大きな塵埃を吸込んで大きなパルス幅を検出し
たときは、制御手段により、検出パルス数に一定の補正
を加えて電動送風機への電力を制御するように構成した
ので、塵埃の大きさに比例した塵埃検出時のパルス幅の
大小で一定のパルス数が補正され、たとえば、大きなパ
ルス幅の大きな塵埃が検出されたような場合、パルス数
が少なくても、多くのパルスが発生したように補正が加
えられ、電動送風機の電力が制御されて吸引力が増加し
、強力で確実な掃除が可能となる。

さらに、第４の手段により、塵埃検出手段から出力され
る、塵埃通過数量に対応したパルス信号をＤ／Ａ変換手
段で、アナログ信号に変換し、制御手段により、このア
ナログ信号を用いて掃除面の塵埃分布状態に応じ、電動
送風機の電力をアナログ的（連続的）に制御するように
構成したので、吸引力が連続的に無段階に変化して、騒
音の急激な変化もなく、使用者に違和感を感じさせるこ
となどもなく、その使用性は向上する。

さらに、第５の手段により、塵埃検出手段から＝　９− 出力される、塵埃通過数量に対応したパルス信号のパル
ス数に応じて、表示手段により、多段階の表示素子の点
灯個数を切替えて掃除面の塵埃分布量を多段階に表示す
るので、使用者に掃除面の塵埃分布量がわかり、塵埃分
布量が多いときなど、丁寧に掃除するなどの判断が容易
となり、その使用性が向上する。

実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図（ａＨｂ）（ｃ）　〜第３図は、本発明の第１の
実施例を示すものである。第１図（ａ）は、塵埃検出セ
ンサを構成する発光素子と受光素子の取付構成を示す吸
気通路の断面図である。第１図（ａ）において、塵埃１
１が通過する吸気通路１２の一部に発光素子１３と受光
素子１４が対向して取付られている。

それぞれの発光・受光素子１３．１４は透明のボルタ１
５で支持されており、空気のもれを防止するとともに、
光信号だけが透過するように構成されている。

〜　１〇　− 第１図（ｂ）は、塵埃検出手段の回路図である。

第１図ｔｂ）において、発光素子１３は直流電源より抵
抗１６を介して電流が供給され、常に発光状態である。

受光素子（以下、フォトトランジスタという）１４は発
光素子１３と対向して取付けられ、フォトトランジスタ
１４のコレクタ端子には、バイアス電流供給用の抵抗１
７が接続されるとともに、直流カット用コンデンサ１８
を介して増幅器１９のθ側入力端子に接続されている。

また、増幅器１９のΦ個入力端子には、基準電圧源２０
が接続され、増幅器１９の出力は、基準電圧源２０の電
圧Ｅｏを中心としてフォトトランジスタ１４のコレクタ
電圧の変化分（交流成分）のみ増幅された信号が発生す
るように構成されている。比較器２１のｅ側入力端子に
は、増幅器１９の出力端子が接続され、Φ個入力端子に
は、基準電圧源２２が接続され、基準電圧源２２の電圧
Ｅ１と増幅器１９の出力であるアナログ信号とが比較さ
れ、波形整形される０以上により、塵埃検出手段２３が
構成される。

上記構成において、以下、その動作を説明する。

まず、発光素子１３およびフォトトランジスタ１４の間
を塵埃１１が通過すると、光軸が塵埃１１によって遮ら
れるためフォトトランジスタ１４でのベース電流が低下
し、コレクタ電圧が上昇する。その光量変化にともなう
電圧変化分かコンデンサ１８を介して増幅器１９で基準
電圧ＥＱを中心として増幅され、塵埃による光量変化を
アナログ信号として検出する。この検出されたアナログ
信号が基準電圧Ｅ１より低くなると、比較器２１出力は
Ｈ信号となり、このように、アナログ信号の光量変化を
ディジタル信号に変換し、塵埃量に対応したディジタル
信号としてのパルス出力か発生ずる。また、このパルス
出力波形は、細塵にあっては、発光素子１３およびフォ
トトランジスタ１４の光軸を通過する時間が短かく、第
１図（Ｃ）のＡに示すようにパルス幅は短かくなり、逆
に、紙くずといった大きな塵埃に対しては第１図（Ｃ）
のＢに示ずようにパルス幅は大きくなるという相関があ
る。

上記塵埃検出手段２３を用いた本発明の電力制御装置の
ブロック図を第２図に示す。第２図におい−，１２− て、塵埃検出手段２３から発生するパルス信号は、制御
手段としてのマイクロプロセッサ２４に入力されて処理
された後、塵埃量に対応して、双方向性サイリスタ２５
へのゲート信号を制御し、電動送風機２６への供給電力
が位相制御される構成を有している。

マイクロプロセッサ２４における処理としては、第３図
に示ずように、まず、時系列的に発生する塵埃量に対応
して発生するパルス列を入力し、所定時間Ｔ期間内に何
パルス入力されたかを、カウントしく第３図の例では、
所定時間Ｔ毎にそれぞれ５，２．４パルスとなる）、所
定時間Ｔ内のパルスカウント量ｎの値により、電動送風
１１２ｆ３への電力をＷ１〜Ｗｎの多段階に切替え、吸
込力を塵埃量により自動的に制御するものである。

第４図（ａ）（ｂ）は、本発明の第２の実施例を示し、
マイクロプロセッサ２４の処理としては、塵埃検出手段
２３から発生するパルス信号を所定時間Ｔ期間内に何パ
ルス入力されたかをカウントし、イのパルス数の多少に
より、電動送風＄１２６への電力を切−１３＝ 替えた後、その電力を保持する保持時間を可変して制御
するものである。

第４図（ａ）の例では、所定時間Ｔ内に４パルス発生し
ているなめ、電力保持時間Ｗは４パルスに対応した保持
時間Ｗａだ（）保持され、また、第４図（ｂ）の例では
、所定時間１゛内に２パルス発生しているため、保持時
間Ｗは、２パルスに対応した保持時間Ｗｂとなる。この
場合、保持時間Ｗの大小関係はＷａ＞Ｗｂとなり、多く
のパルスか発生したときほど保持時間Ｗも長く制御され
るように制御手段としてのマイクロプロセッサ２４は動
作するものである。

第５図は、本発明の第３の実施例を示し、マイクロプロ
セッサ２４の処理として、パルスの数とともに塵埃の大
きさにより塵埃検出手段２３から発生するパルス信号の
幅の大小を検出することにより電動送風ｗＡ２６への電
力の設定値を可変して制御するものである。

すなわち、所定時間Ｔ内に発生ずる検出パルス数にパル
ス幅情報により一定の補正を加えて、たとえば、検出パ
ルス数ｎにパルス幅補正係数ｋを乗じたｎＸｋのパルス
数として検出し、電動送風８！２６への電力を設定する
ものである。たとえば、大きな塵埃を１個吸込んで大き
なパルス幅を検出したとき検出パルス数にパルス幅の情
報で一定の補正がかかるため、数個カウントしたパルス
数に設定され、このとき、吸込力は大幅に上昇して大き
な塵埃に対して強い吸込力を確保することができる。

第６図は、本発明の第４の実施例を示す電力制御装置の
ブロック図である。第６図において、塵埃検出手段２３
のパルス出力はマイクロプロセッサ２４に入力され、こ
のマイクロプロセッサ２４からは電動送風＠２６への電
力をコントロールするためのディジタル信号が出力され
、このディジタル信号出力はＤ／Ａ変換器２７でアナロ
グ信号に変換され、このアナログ信号が入力される電力
制御器２８にて双方向性サイリスタ２５のゲート信号を
アナログ的に制御する構成を有している。

上記構成により、塵埃検出手段２３で検出された塵埃量
に対応したパルス信号（ディジタル信号）をマイクロプ
ロセッサ２４で処理した後、アナログ的に電動送風８！
２６への電力が無段階に制御可能となる。

第７図は、本発明の第４の実施例を示す電力制御におけ
る表示装置を含む電力制御装置のブロック図である。第
７図において、塵埃検出手段２３からのパルス信号は、
マイクロプロセッサ２４に入力され、マイクロプロセッ
サ２４の出力ボートには、多段階に表示する複数の表示
素子２９を有し、抵抗３０は表示素子２９の電流制限抵
抗である。

上記構成により、塵埃検出手段２３で検出された塵埃量
に応じたパルス数量に応じて、多段階に設けられた複数
の表示素子２９を点灯させ、使用者に、掃除面の掃除状
態を検知できるようにしたものである。

発明の効果 以上のように第１の本発明によれば、掃除面の塵埃分布
量の多少により、掃除機の吸込力が自動的に選択される
ため、使用者が吸込力を掃除面の塵埃分布量に対応して
調整しなければならないといったわずられしさなどの従
来の問題を解消することができるとともに、塵埃の吸い
残しもなく均一な掃除ができ、また、塵埃量により吸込
力が制御されるため、掃除面がきれいな状態では吸込力
がセーブされて床面に吸込具が吸着し操作が重くなると
いった問題も解消することができるものである。

さらに、第２の発明によれば、多くの塵埃が分布してい
るような掃除面を掃除している場合には吸込力が強くな
る一方、吸込力が持続する保持時間も長くなるため、強
力かつ均一な掃除ができ、その使用性を大幅に向上する
ことができる。逆に、少ない塵埃が分布しているような
掃除面を掃除している場合には、吸引力が持続する保持
時間が短かくなり、その操作性とともに床面への吸着と
いった問題も解消することができるものである。

さらに、第３の発明によれば、掃除面の塵埃分布量が全
体的に少なく、まばらに大きな塵埃が分布しているよう
な状態であっても、たとえば、大きな塵埃１個吸込んで
も吸込力が大幅に増加し、強力で確実な掃除ができるも
のである。

さらに、第４の発明によれば、掃除面の塵埃量に応じて
、吸込力が連続的に無段階に制御されるため、掃除が自
然、かつ、なめらかに行なえ、また、騒音も連続的に変
化するため、入力の多段階切替のときに発生する急激な
音の変化もなく使用者に違和感を感じさせることもない
。さらに、塵埃量に応じたこまかな入力設定を行うこと
ができ、その使用性も大幅に向上するものである。

さらに、第５の発明によれば、掃除面の塵埃量に応じて
、表示状態が切替わるため、使用者が掃除の目安として
掃除面の塵埃分布量を知ることができるため、汚れてい
る掃除面は丁寧に掃除し、きれいな掃除面は、簡単に掃
除するといった判断を容易にすることができ、その使用
性を大幅に向上することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）〜第３図は本発明の第１
の実施例を示し、第１図（ａ）は電気掃除機の電力制御
装置における塵埃検出センサの構成を示す吸気通路の断
面図、第１図ｔｂ）は同電力制御装置の塵埃検出手段の
回路図、第１図（Ｃ）は同電力制御装置の塵埃検出手段
のパルス信号出力を示す図、第２図は同電力制御装置の
ブロック図、第３図は同電力制御装置のマイクロプロセ
ッサの信号処理を説明するための図、第４図（ａ）（ｂ
）は本発明の第２の実施例を示す電気掃除機の電力制御
装置におけるマイクロプロセッサの信号処理を説明する
ための図、第５図は本発明の第３の実施例を示す電気掃
除機の電力制御装置におけるマイクロプロセッサの信号
処理を説明するための図、第６図は本発明の第４の実施
例を示す電気掃除機の電力制御装置のブロック図、第７
図は本発明の第５の実施例を示す電気掃除機の電力制御
における表示装置を含む電力制御装置のブロック図、第
８図は電気掃除機の概略構成図、第９図は従来の電気掃
除機の電力制御装置の回路図である。 １１・・・塵埃、１２・・・吸気通路、１３・・・発光
素子、１４・・・フォトトランジスタ（受光素子）、１
８・・・コンデンサ、１９・・・増幅器、２０．２２・
・・基準電圧源、２１・・・比較器、２３・・・塵埃検
出手段、２４・・・マイクロプロセッサ、２５・・・双
方向性サイリスタ、２６・・・電動送ｍ機、２７・・・
Ｄ／Ａ変換器、２８・・・電力制御器、２９・・・表示
素子、３０・・・電流制限用抵抗。 代理人　　　森　　本　　義　　弘 〜　２０−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電気掃除機の吸気通路内に発光および受光素子から
   なる塵埃検出センサを設け、前記吸気通路内における塵
   埃の通過にともない生ずる前記受光素子での光量の変化
   を検出する手段を設け、前記光量変化検出手段の出力で
   あるアナログ信号の光量変化をディジタル信号に変換す
   るパルス整形手段を設け、前記ディジタル信号が入力さ
   れ、所定時間内に発生する前記ディジタル信号のパルス
   数の多少で電動送風機の電力を制御する制御手段を設け
   た電気掃除機の電力制御装置。 ２、電気掃除機の吸気通路内に塵埃の通過数量に対応し
   たパルス信号を発生する塵埃検出手段を設け、前記パル
   ス信号が入力され、所定時間内に発生するパルス数に応
   じて、電動送風機の電力を所定の電力に切替えるととも
   に、これを保持する時間を可変する制御手段を設けた電
   気掃除機の電力制御装置。 ３、電気掃除機の吸気通路内に塵埃の通過数量に対応し
   たパルス信号を発生する塵埃検出手段を設け、塵埃が通
   過する際発生するパルス数によって電動送風機の電力を
   制御するとともに、大きな塵埃を吸込んで大きなパルス
   幅を検出したときは、検出パルス数に一定の補正を加え
   て前記電動送風機の電力を制御する制御手段を設けた電
   気掃除機の電力制御装置。 ４、電気掃除機の吸気通路内に塵埃の通過数量に対応し
   たパルス信号を発生する塵埃検出手段を設け、前記塵埃
   検出手段より発生するパルス信号をアナログ信号に変換
   するＤ／Ａ変換手段を設け、前記アナログ信号により電
   動送風機の電力を塵埃数に応じてアナログ的に制御する
   制御手段を設けた電気掃除機の電力制御装置。 ５、電気掃除機の吸気通路内に塵埃を検出する塵埃検出
   手段を有し、塵埃が通過する際に発生するパルス数によ
   って電動送風機の電力を多段階に制御する電気掃除機で
   あって、所定時間内に発生する塵埃数に対応したパルス
   数に応じて点灯する多段階の表示手段を設けた電気掃除
   機の表示装置。