JPH05253141A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動運転においてパワー切り替わり時に発生
する音が自然であり、聞きやすい運転音を実現すること
のできる電気掃除機を提供することを目的とする。 【構成】 ごみ量に応じた設定値を与える制御信号設定
部３と、適宜なタイミング信号のパルスを発生するタイ
ミング信号発生部４と、電動機２の１／ｆゆらぎ運転パ
ターンを記憶する１／ｆゆらぎパターン記憶部５と、直
前または以前の前記設定値を記憶する記憶部６と、前記
タイミング毎に前記１／ｆゆらぎパターン記憶部５と前
記記憶部６出力を入力として、前記電動機２に与える各
速度指令信号を演算する演算部７と、この演算部７の信
号を入力として、電動機２を駆動する駆動部８で構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は可変速可能な電気掃除機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気掃除機は、トライアック等の
トリガ素子を用いて、そのトライアックを駆動して、ユ
ニバーサルモータと呼ばれる交流を印加して直流駆動さ
れる電動機に単相交流を印加して、駆動する方式が主に
行われていた。その駆動パターンは、商用電源と商用周
波数で決まる回転数と停止のオン・オフの繰り返しで行
っていた。また、この電動機により回転数を可変制御す
るために、従来より位相制御方法による平均電圧制御が
行われてきた。そして、その運転は、強・標準・弱の切
り換え等によるものであった。

【０００３】また、従来の電気掃除機の制御において、
図９に示すような構成でごみ量に応じた最適なパワーに
よる自動運転パワー制御が行われていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の方式
では、その駆動パターンが、オン・オフあるいは強・標
準・弱モードといった固定的で、かつ単純なものとなっ
てしまうため、その掃除機運転時における風切り音、あ
るいは電動機駆動音がサイクリックなため非常に煩わし
いものであった。

【０００５】また、自動運転においては、各パワーの切
り替わりが階段状に制御されるため、その切り替わり時
に発生する音も不自然であり、非常に煩わしいものであ
った。

【０００６】本発明は上記課題を解決するもので、サイ
クリックでない運転パターンの掃除機の制御装置を提供
するもので、特に自動運転のパワー切替時における、上
記弊害を除去することを主目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電気掃除機は上
記目的を達成するために、第１の手段は、ごみ量に応じ
た設定値を与える制御信号設定部と、タイミング信号の
パルスを発生するタイミング信号発生部と、電動機の１
／ｆゆらぎ運転パターンを記憶する１／ｆパターン記憶
部と、直前または以前の前記設定値を記憶する記憶部
と、前記タイミング毎に前記１／ｆゆらぎパターン記憶
部と前記記憶部出力を入力として、前記電動機に与える
各速度指令信号を演算する演算部とを備え、この演算部
の信号を入力として、電動機を駆動部を介して駆動する
構成とする。

【０００８】また、第２の手段は、ごみ量に応じた設定
値を与える制御信号設定部と、基準時間を与えるクロッ
クと、電動機の１／ｆゆらぎ運転パターンを記憶する１
／ｆパターン記憶部と、直前または以前の前記設定値を
記憶する記憶部と、前記クロックを基準として、前記１
／ｆゆらぎパターン記憶部と前記記憶出力を入力とし
て、前記電動機に与える各速度指令信号を演算する演算
部とを備え、この演算部の信号を入力として、電動機を
駆動部を介して駆動する構成とする。

【０００９】

【作用】上記した第１手段の構成において、現在の指令
回転数と、その直前の指令回転数より演算された時間と
回転数の１次関数に、さらに、記憶部に記憶された１／
ｆゆらぎパターンを重畳させた信号の速度指令パターン
をタイミングパルスに同期して、駆動部に送り、これに
より電動機が可変速駆動されることとなる。

【００１０】また、第２手段の構成において、１／ｆゆ
らぎパターンとなるような周期時間で駆動部に駆動指令
を与え、これにより電動機が駆動されることとなる。

【００１１】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の第１実施例について、図１
〜図５を参照しながら説明する。

【００１２】図において１は、ごみ量に応じたパワーで
電動機２が駆動される電気掃除機の本体、３は前記ごみ
量に応じた設定値を与える制御信号設定部、４は適宜な
タイミング信号のパルスを発生するタイミング信号発生
部、５は前記電動機２の１／ｆゆらぎ運転パターンを記
憶する１／ｆパターン記憶部、６は直前または以前の前
記設定値を記憶する記憶部、７は前記タイミング毎に前
記１／ｆゆらぎパターン記憶部５と前記記憶部６出力を
入力として、前記電動機２に与える各速度指令信号を演
算する演算部、８は演算部７の信号を入力として、電動
機２を駆動する駆動部である。

【００１３】次に１／ｆゆらぎパターンについて説明す
る。一般に、自然界の風、川の流れ、小鳥のさえずりな
ど、あるいは生体のリズムなどには、固有のリズムがあ
ることがしられている。そして、これらの変化のパワー
スペクトルは、そのパワーが周波数の逆数に比例する。
いわゆる１／ｆゆらぎとなっていると言われている。そ
の一例として一定時間における自然の風速の変化につい
ての観測結果を図２ａに示す。また、そのときパワース
ペクトル分析結果は、図２ｂに示すようにほぼ１／ｆを
呈している。従って、これら外界のリズムとのマッチン
グが、人の快・不快に大きな影響があると考えられる。

【００１４】以下に本実施例の動作について図３を基に
説明する。本来、１／ｆゆらぎは自然界の風などのよう
に、無限に周期性のないもので定義されている。しか
し、これを演算処理などを施して、そのまま回転制御に
利用するのは、あまり実用的でないので、図４のような
周期性のあるパターンで実施した。この信号をフーリエ
変換により、パワースペクトルを演算で求め、グラフ化
したものを図５に示す。同図に示すように、ほぼ１／ｆ
カーブにのっていることが解る。

【００１５】まず、ごみ量に応じて、制御信号設定部３
で設定された現在（ｔ＝ｔ₂）の設定値Ｐ₂と、記憶部６
に記憶されている、その直前（ｔ＝ｔ₁）の設定値Ｐ₁が
演算部７に入力されると、時間と回転数の１次関数Ｐ_n
＝（Ｐ₂−Ｐ₁／ｔ₂−ｔ₁）×Ｔ_n-1＋（Ｐ₁×ｔ₂−Ｐ₂×
ｔ₁）／（ｔ₂−ｔ₁）より、ゆらぎの中心値がＰ_nより求
められる。また、１／ｆゆらぎパターン記憶部５には、
各時間における指令回転数値Ｎ１，Ｎ２…Ｎ５０のすべ
てのデータが保存され、また、タイミング信号発生部４
からは、Δｔ秒の周期のタイミング用パルス信号を出力
している。そして、このタイミング毎に各時間における
値ＰＴ_nを用いて、Ｐ＝（Ｐ₂−Ｐ₁）×ＰＴ_n＋Ｐ_nで求
められる指令信号回転数を切り替えながら、駆動部８に
出力して、パターン運転を行う。

【００１６】これにより、掃除機を運転したところ、パ
ワー切り替わり時における異音がなくなり、聞きやすく
なった。

【００１７】（実施例２）以下本発明の第２実施例につ
いて図６〜図８を参照しながら説明する。なお、第１実
施例と同一部分には同一符号を付けて詳細な説明は省略
する。

【００１８】図に示すように、基準時間を与えるクロッ
ク９と、前記クロック９を基準として、１／ｆゆらぎパ
ターン記憶部５と記憶部６出力を入力として、電動機２
に与える各速度指令信号を演算する演算部１０を設けて
いる。

【００１９】以下に本実施例の動作について説明する。
図８は１／ｆ運転パターンの一実施例で、同図のような
周期性のあるパターンで実施した。

【００２０】図７に示すように、まず、ごみ量に応じ
て、制御信号設定部で設定された現在（ｔ＝ｔ₂）の設
定値Ｔ₂と、記憶部６に記憶されている、その直前（ｔ
＝ｔ₁）の設定値Ｔ₁が演算部１０に入力されると、単位
時間とその単位時間におけるＯＮ時間Ｔ_ONは１次関数Ｔ
_n＝（Ｔ₂−Ｔ₁／ｔ₂−ｔ₁）×ｔ_n-1＋（Ｔ₁×ｔ₂−Ｔ₂
×ｔ₁）／（ｔ₂−ｔ₁）により、ゆらぎの中心値がＴ_nよ
り求められる。また、１／ｆゆらぎパターン記憶部５に
は、オン・オフ時間Ｔ１，Ｔ２，…Ｔ５０のすべてのデ
ータが保存されている。また、クロック９からは、基準
となるクロック信号が出力されている。そして、このク
ロック９を基準として、記憶部５に保存されているオン
・オフ周期を切り替えながら、駆動部８に駆動指令を出
力し、電動機２をパターン運転する。そして、このタイ
ミング毎に各時間における値ＰＴ_nを用いて、Ｔ_n＝（Ｔ
₂−Ｔ₁）×ＰＴ_n＋Ｔ_nで求められる指令信号を切り替え
ながら、駆動部８６に出力して、パターン運転を行う。

【００２１】これにより、特に可変速駆動装置がないに
もかかわらず掃除機運転時の異音がなくなり、聞きやす
くなった。

【００２２】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば現在の指令回転数と、その直前の指令回転数
より演算された時間と回転数の一次関数に、さらに記憶
部に記憶された１／ｆゆらぎパターンを重畳させた信号
の速度指令パターンをタイミングパルスに同期して、駆
動部に送り、これにより電動機が可変速駆動されるので
自動運転においては、パワー切り替わり時に発生する音
が自然であり、聞きやすい運転音で実現できる電気掃除
機を提供できる。

【００２３】また、１／ｆゆらぎパターンとなるような
周期時間で駆動部に駆動指令を与え、これにより電動機
が駆動されるので、特に耳障りの少ない聞きやすい運転
音で運転できる電気掃除機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の電気掃除機の構成を示す
ブロック図

【図２】（ａ）同一定時間における自然の風速の変化を
示す観測結果による特性図 （ｂ）同パワースペクトル分析結果によるパワースペク
トル図

【図３】（ａ）同時間と回転数の関係を示す説明図 （ｂ）Δｔ秒の周期のタイミング用パルス信号を示す説
明図

【図４】同１／ｆ可変速運転パターンを示す説明図

【図５】同運転パターンのパワースペクトル図

【図６】本発明の第２実施例の電気掃除機の構成を示す
ブロック図

【図７】（ａ）同ゆらぎの中心値がもとめられる状態を
説明する説明図 （ｂ）同図７ａのゆらぎの中心値部分を示す拡大図

【図８】同１／ｆ可変速運転パターンを示す説明図

【図９】従来の電気掃除機の構成を示すブロック図

【符号の説明】

２ 電動機 ３ 制御信号設定部 ４ タイミング信号発生部 ５ １／ｆゆらぎパターン記憶部 ６ 記憶部 ７，１０ 演算部 ８ 駆動部 ９ クロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北川 晃博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ごみ量に応じた設定値を与える制御信号
   設定部と、タイミング信号のパルスを発生するタイミン
   グ信号発生部と、電動機の１／ｆゆらぎ運転パターンを
   記憶する１／ｆパターン記憶部と、直前または以前の前
   記設定値を記憶する記憶部と、タイミング毎に前記１／
   ｆパターン記憶部と、直前または以前の前記設定値を記
   憶する記憶部と、タイミング毎に前記１／ｆゆらぎパタ
   ーン記憶部と前記記憶部出力を入力として、前記電動機
   に与える各速度指令信号を演算する演算部とを備え、こ
   の演算部信号を入力として、電動機を駆動する駆動部を
   構成した電気掃除機。
2. 【請求項２】 ごみ量に応じた設定値を与える制御信号
   設定部と、基準時間を与えるクロックと、電動機の１／
   ｆゆらぎ運転パターンを記憶する１／ｆパターン記憶部
   と、直前または以前の前記設定値を記憶する記憶部と、
   前記クロックを基準として、前記１／ｆゆらぎパターン
   記憶部と前記記憶部出力を入力として、前記電動機に与
   える各速度指令信号を演算する演算部とを備え、この演
   算部信号を入力として、電動機を駆動する駆動部を構成
   した電気掃除機。