JPH07315A

JPH07315A - 電気掃除機

Info

Publication number: JPH07315A
Application number: JP16497693A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Uenishi; 智明上西
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1993-06-11
Filing date: 1993-06-11
Publication date: 1995-01-06

Abstract

(57)【要約】【目的】電動送風機のバラツキに依らず、ほぼ一定の
掃除機吸込性能を得ると共に、電動送風機の入力を床面
の状態や集塵室内におけるゴミの量に応じた入力に安定
に制御すること。【構成】電動送風機に流れるモータ電流を検出する電
動送風機電流検出手段と、前記電動送風機に供給する交
流電源の位相遅延時間を変化させながらモータ電流を測
定することにより消費電力を求め、求めた消費電力が所
定の値になるように前記位相遅延時間を決定し、以後入
力を変更するまで、この位相遅延時間で前記電動送風機
に供給する交流電源を位相制御する制御装置を備え、電
気掃除機の吸込性能のバラツキを補正すると共に、電動
送風機の入力を変更した時のモータ電流値から所定値減
少したことを検出して所定の真空度を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動送風機の入力を最
適値に制御する制御装置を備えた電気掃除機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電気掃除機においては、電気
掃除機本体内外の圧力差を検出してゴミの詰まり具合を
表示したり、吸塵圧力を変えたりすることが行われてい
る。また、集塵室内の圧力を圧力検出装置により検出す
ると共に、床用吸込口具の回転ブラシ駆動モータの電流
変化により床面の状態を検出し、これら２つの検出値に
基づき電動送風機の入力を自動的に制御する電気掃除機
も提案されている（特開平４−７５６２３号公報参
照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、電気掃除機本
体内外の圧力差を検出する電気掃除機では、本体ケース
の隙間や吸込パイプの変形が大きく空気の流れに影響
し、所望の圧力差が検出出来なくなる。また、全負荷時
即ち真空度が０のとき（集塵室内にゴミが無い状態で、
床用吸込口具を床面から離した最大風量のとき）には圧
力差が無く入力制御が出来ないため、電動送風機の性能
のバラツキが吸収出来ず、そのバラツキがそのまま掃除
機の最大吸込性能のバラツキとなって現れ、安定した品
質の電気掃除機が得られないといった問題点が有った。

【０００４】また、吸気路中の圧力検出と床用吸込口具
の回転ブラシ駆動モータの電流変化により床面の状態を
検出して電動送風機の入力制御を行う電気掃除機の場
合、一般家庭では電源電圧がそれほど安定したものでは
ないため、電動送風機の入力を変化させると、それに伴
って回転ブラシ駆動モータに掛かっている電圧が変動
し、その電流検出値も変動するため、電動送風機の安定
した入力制御が出来なくなる問題点が有った。

【０００５】本発明は、上記問題点を解決し、電動送風
機のバラツキに依らず、ほぼ一定の掃除機吸込性能が得
られると共に、電動送風機の入力を床面の状態や集塵室
内におけるゴミの量に応じた入力に安定に制御すること
のできる電気掃除機を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、掃
除機本体内に電動送風機を備えると共に、延長パイプの
先端に接続される床用吸込口具にはブラシ駆動モータを
備えた電気掃除機において、前記電動送風機に流れるモ
ータ電流を検出する電動送風機電流検出手段と、前記電
動送風機に供給する交流電源の位相遅延時間を変化させ
ながらモータ電流を測定することにより消費電力を求
め、求めた消費電力が所定の値になるように前記位相遅
延時間を決定し、以後入力を変更するまで、この位相遅
延時間で前記電動送風機に供給する交流電源を位相制御
する制御装置を備え、電気掃除機の吸込性能のバラツキ
を補正することを特徴とするものである。

【０００７】本発明の請求項２は、電動送風機の入力を
変更した時のモータ電流値から所定値減少したことを検
出して所定の真空度を検出することを特徴とするもので
ある。

【０００８】本発明の請求項３は、前記制御装置が、前
記ブラシ駆動モータのモータ電流と前記電動送風機のモ
ータ電流とを入力し、ファジー推論して前記電動送風機
の入力を最適値に制御する手段を備えるようにしたもの
である。

【０００９】本発明の請求項４は、前記制御装置が、前
記電動送風機の入力変更後、前記電動送風機に流れる電
流が安定するまで前記ブラシ駆動モータのモータ電流値
の読み込みを禁止する手段を備えるようにしたものであ
る。

【００１０】

【作用】請求項１に依れば、電気掃除機の性能のバラツ
キを補正し、安定した品質の電気掃除機を提供すること
が出来る。

【００１１】請求項２に依れば、掃除機本体内部の集塵
圧力を、圧力検出器を用いること無く、電動送風機の電
流を検出することによって検出しているので、本体ケー
スの隙間や吸込パイプの変形等に影響されず、過速状態
を正しく検出することが出来る。

【００１２】請求項３に依れば、電動送風機の入力を常
に最適値に制御することが出来、この結果、床用吸込口
具は常に床面の状態に応じた吸込特性を維持することが
出来るようになる。

【００１３】請求項４に依れば、ブラシ駆動モータのモ
ータ電流値の読み込みを安定した時点で行うことによ
り、電動送風機の入力制御を常に安定した状態で行うこ
とが出来る。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す電気掃除の外
観斜視図、図２はその掃除機本体の断面図である。これ
らの図に示すように、掃除機本体１は、前部に蓋体２に
より開閉される上面開口部を有する集塵室３を備える一
方、後部に集塵室３と通気口４を介して連通すると共
に、後壁に排気口５を穿設した送風機収納室６を備えて
なる。

【００１５】収納室６には電動送風機７が収納され、そ
の吸気口７ａが集塵室３に連通されている。通気口４に
は集塵室３内に挿脱できる通気性と保形性を有する吸気
フィルタ８が設けられている。更に集塵室３には集塵用
フィルタ９が着脱自在に設けられ、また、後壁の排気口
５には排気フィルタ１０が取り付けられている。

【００１６】一方、前部の蓋体２には吸込ホース１３に
連結する吸込口部１２が形成される。この吸込口部１２
は、図２に示す通り吸込口１４と、吸込ホース１３を保
持するホース連結筒１５と、このホース連結筒の前部に
位置して吸込口１４を開閉するスライド式のシャッタ板
１６とから構成されている。

【００１７】図１に示すように、一端が吸込口部１２に
連絡される吸込ホース１３の他端には手持ち部１７が形
成され、その上面に電動送風機や回転ブラシ駆動モータ
の動作状態を設定する動作設定部１８が付設されてい
る。

【００１８】更に手持ち部１７の先端には延長パイプ１
９が接続されその先端に回転ブラシおよびそれを駆動す
るブラシ駆動モータを備える床用吸込口具２０が接続さ
れている。

【００１９】掃除機本体１の送風機収納室６の上部には
制御基板収納部２２が設けられ、制御回路素子等を配し
た制御回路基板２３が配設されている。

【００２０】図３は、その制御回路基板２３に形成され
た回路構成図を示したもので、マイクロコンピュータ
（以下マイコンという）２４は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、μＣ
ＰＵ、Ａ／Ｄ変換部、入出力部等を備え、ブラシ駆動モ
ータ４０の電源の入、切や電動送風機７の入力制御等を
行う。このマイコン２４には、交流電源２５を入力して
電源回路２６で作られる直流定電圧電源が供給されて動
作する。また、交流電源２５のゼロクロス点を検出する
ゼロクロス検出回路２７からゼロクロス信号も入力され
る。

【００２１】電動送風機駆動部２８はマイコン２４から
出力される点弧信号に基づいて電動送風機７に供給する
交流電源の点弧角を位相制御し、電動送風機７の入力を
変える。

【００２２】電動送風機電流センサ２９は、電動送風機
７に流れる電流を検出し、電動送風機電流検知回路３０
は、その検出値を０〜５Ｖのアナログ電圧に変換してマ
イコン２４に入力する。

【００２３】同様にブラシ駆動モータ駆動部３１は、マ
イコン２４から出力される点弧信号に基づいてブラシ駆
動モータに供給する交流電源を位相制御してブラシ駆動
モータの入力を変える。

【００２４】ブラシ駆動モータ電流センサ３２はブラシ
駆動モータに流れる電流を検出し、ブラシ駆動モータ電
流検知回路３３はその検出値を０〜５Ｖのアナログ電圧
に変換してマイコン２４に入力する。

【００２５】次に、以上のように構成される本実施例の
電気掃除機の動作を図４〜７を参照して説明する。

【００２６】電気掃除機は、図１、２に示した状態に組
み上がった時点で、どうしても吸込性能にバラツキが生
じてしまう。このため、消費電力のバラツキを使用時に
調整できるように、伝送送風機７に印加する交流電源電
圧には、予め図４に示すような一定の位相遅延時間を持
たせている。即ち、マイコン２４は交流電源のゼロクロ
ス点より一定の位相遅延時間経過時に点弧信号を出力し
て交流電源から電動送風機７に電力を供給するトライア
ックを点弧するようにしている。

【００２７】この状態で、真空度０の消費電力が例えば
１１００Ｗ〜９００Ｗの範囲でばらついたものとする。
このときの電源電圧は１００Ｖであるが、図４に示すよ
うに一定の位相遅延時間を持たせた結果、モータ印加電
圧が例えば９５Ｖになったものとする。すると、真空度
０で９００Ｗ〜１１００Ｗの電気掃除機にはそれぞれ約
９．５Ａ〜１１．６Ａのモータ電流が流れることにな
る。

【００２８】この消費電力が９００Ｗ〜１１００Ｗにば
らついている電気掃除機の消費電力を例えばほぼ１００
０Ｗに統一するため、組立て後の初期起動時、マイコン
２４は消費電力が１０００Ｗ未満の場合は位相遅延時間
を減らし、１０００Ｗ超過の場合は位相遅延時間を増や
すように電動送風機７の入力を調整する。即ち、例えば
組立て時に設定した一定の位相遅延時間を２．５ｍｓと
すると、組立て後の初期起動時の位相遅延時間調整時に
はこれを０．１ｍｓずつ増加していく。

【００２９】従って、このときの位相遅延時間は分かっ
ており、電流は電動送風機電流センサ２９、電動送風機
電流検知回路３０で検出できるので、消費電力もマイコ
ン２４内でＶ×Ｉを演算して求めることが出来る。これ
により、マイコン２４はその消費電力を監視して位相遅
延時間を増減することにより消費電力をほぼ１０００Ｗ
に調整することが出来る。

【００３０】以後、この位相遅延時間を記憶して、起動
時にはモータ電流を制御するトライアックの点弧角を常
にこの位相遅延時間に設定することにより、電気掃除機
の吸込性能のバラツキを無くすことが出来る。

【００３１】このように、真空度０での起動時に電気掃
除機の消費電力は全て１０００Ｗに調整されるが、調整
は位相遅延時間の増減によるため、モータ印加電圧が多
少変化する。従って、この時のモータ電流値も多少変動
し、真空度とモータ電流との関係は、図５に示すよう
に、真空度０でのモータ電流値がＩ₀₁〜Ｉ₀₂の間にばら
つくことになる。しかし、消費電力としては一定であ
る。

【００３２】図５から分かるように、電気掃除機は電源
の入り切りに拘らず、常に上述の位相遅延時間を記憶し
て交流電源を電動送風機７に給電する結果、真空度とモ
ータ電流との関係は図５の特性曲線Ａ₁〜Ａ₂に沿って変
化する。従って、集塵量が増してきて真空度が所定の吸
込仕事率点、例えば最大吸込仕事率点Ｐに達する時点で
は、モータ電流もかなり減少してパワーが減少する。依
って、この時点でパワーアップすることが望ましい。

【００３３】この最大吸込仕事率点Ｐの真空度は予め分
かっている。一方、図５から分かるように真空度０時の
起動電流がＩ₀₁〜Ｉ₀₂の変動幅が有っても、Ｉ₀₁〜Ｉ₀₂
間の起動電流Ｉ₀から最大吸込仕事率点Ｐに達する迄の
電流変化分ΔＩ₁は一定のものとして特性曲線Ａ₁〜Ａ₂
から予め計算により求まるので、使用時の電流Ｉが（Ｉ
₀−ΔＩ₁）に一致したか否かを監視すれば、最大吸込仕
事率点Ｐを見つけることが出来る。この時点で、再び前
述同様にして電気掃除機を１０００Ｗにパワーアップす
る。この時のパワーアップの仕方は、初期起動時におけ
る位相遅延時間の調整の場合とほぼ同様に行われる。

【００３４】このようにして、真空度Ｐ点で１０００Ｗ
消費電力にパワーアップしたときの電流Ｉ₁〜Ｉ₂に対応
する新しい一定の位相遅延時間を記憶し、以後この新し
い位相遅延時間で点弧制御する。これにより、真空度と
モータ電流との関係は以後、特性曲線Ｂ₁〜Ｂ₂に沿って
変化することとなる。

【００３５】一方、ゴミ詰まり点Ｑの真空度も予め分か
っているので、特性曲線Ｂ₁〜Ｂ₂からこのゴミ詰まり点
Ｑに達するまでの電流変化分は電流Ｉ₁〜Ｉ₂よりΔＩ₂
後として求めることが出来る。従って、ゴミ詰まり点Ｑ
は、最大吸込仕事率点Ｐを見つける場合と同様にして、
パワーアップ後の電流Ｉが（Ｉ₀−ΔＩ₂）に一致したか
否かを監視することにより見つけることが出来る。

【００３６】このように、本実施例では圧力検出器を一
切使用すること無く、電動送風機７のモータ電流を検出
して過速状態を電気掃除機の性能のバラツキによらずほ
ぼ一定とすることが出来ると共に、ゴミ詰りの検出も可
能となる。この結果、モータ自身のバラツキ、本体ケー
スの効率に依存せず入力の一定化が図られ、製造行程上
の入力不良、入力表示に対する許容範囲越えなどを無く
すことができる。

【００３７】なお、上記実施例のように初期起動電流値
から所定値ΔＩ変化したことを検出して、所定の真空度
を検出する代りに、予めモータ電流値に限界値を設定し
ておき、この限界値を検出してパワーアップを図った
り、ゴミ詰まりの検出を行うようにすることも出来る。
但し、その場合には真空度／モータ電流特性のバラツキ
により真空度が一定せず多少のバラツキが生じるが、こ
れはやむを得ないことである。

【００３８】次に、電動送風機７のモータ電流値及びブ
ラシ駆動モータの電流値に応じて電動送風機７を最適状
態に制御する場合について説明する。

【００３９】電動送風機７のモータ電流値及びブラシ駆
動モータの電流値をたとえば大、中、小の３つの大きさ
に分類し、その組み合わせでファジー推論して、図６に
示すように電動送風機７の最適電流値を得る点弧角の位
相遅延時間を決定することにより、床面の状態と集塵量
に応じて電動送風機７を最適状態に制御することが出来
る。あるいは、出願人が先に提案した特開平４−７５６
２３号公報における圧力センサ出力の代りに電動送風機
７のモータ電流値を用い、電動送風機７の入力をファジ
ー制御することによる等しても同様に電動送風機７を最
適状態に制御することができる。

【００４０】ところで、ブラシ駆動モータのモータ電流
値は電源変動の影響を受けやすく、ブラシ駆動モータの
モータ電流値をそのまま読み込むと電動送風機７の入力
制御が不安定になる。例えば、マイコン２４が一定周期
Ｔで入力制御を行っていて、図７（ｂ）に示すように位
相遅延時間が例えば３ｍｓつまり７００Ｗの消費電力で
電動送風機７を運転しているＴ₁周期にブラシ駆動モー
タのモータ電流が増加し、これに基づきファジー推論し
た結果により、Ｔ₂周期で位相遅延時間を例えば２ｍｓ
（９００Ｗ）にすると、電動送風機７の入力が急激に増
加し、この結果ブラシ駆動モータのモータ電流値が一時
的に減少する。この減少分をそのまま読み込むと、マイ
コン２４はブラシ駆動モータのモータ電流が元に戻った
ものとして、Ｔ₃周期で電動送風機７の位相遅延時間を
再び３ｍｓに復帰する。

【００４１】このように電動送風機７のモータ電流が変
化する時期のブラシ駆動モータのモータ電流値を読み込
むとＴ周期毎に２ｍｓと３ｍｓの入力制御を繰返し、制
御が不安定になる。

【００４２】そこで本実施例では図７（ａ）に示すよう
に、電動送風機７の入力を変化してからそのモータ電流
値が安定するまでの各周期の初期の一定期間をブラシ駆
動モータからのモータ電流読み込み禁止期間としてい
る。これにより、Ｔ₁周期でブラシ駆動モータのモータ
電流が増加し、これに基づきファジー推論した結果によ
り、Ｔ₂周期で位相遅延時間が２ｍｓ（９００Ｗ）にな
ったとき、Ｔ₂周期の初期の一定期間はモータ電流を読
み込むこと無く、電源電圧が安定した時期にモータ電流
を読み込む結果、以後電動送風機７の入力は２ｍｓの位
相遅延時間に安定することとなる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、掃除機本
体内部の集塵圧力を、圧力検出器を用いること無く、電
動送風機の電流を検出することによって検出しているの
で、本体ケースの隙間や吸込パイプの変形等に影響され
ず、過速状態を正しく検出することが出来る。また、電
気掃除機の性能のバラツキを補正し、安定した品質の電
気掃除機を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す電気掃除機の外観斜視
図である。

【図２】本発明の一実施例を示す電気掃除機の掃除機本
体の断面概念図である。

【図３】本発明の一実施例を示す電気掃除機の制御装置
の回路構成図である。

【図４】本発明の一実施例を示す電気掃除機の電動送風
機の印加電圧を電圧位相制御する際の位相遅延時間の説
明図である。

【図５】本発明の一実施例を示す電気掃除機の集塵室の
真空度と電動送風機のモータ電流との関係を示す特性図
である。

【図６】本発明の一実施例を示す電気掃除機のブラシ駆
動モータ電流と電動送風機モータ電流とに基づいてファ
ジー推論して求まる電動送風機の最適入力説明図であ
る。

【図７】本発明の一実施例を示す電気掃除機のブラシ駆
動モータ電流読み取り時期説明図である。

【符号の説明】

１掃除機本体７電動送風機２４マイコン２８電動送風機駆動部２９電動送風機電流センサ３０電動送風機電流検知回路３１ブラシ駆動モータ駆動部３２ブラシ駆動モータ電流センサ３３ブラシ駆動モータ電流検知回路４０ブラシ駆動モータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】掃除機本体内に電動送風機を備えると共
に、延長パイプの先端に接続される床用吸込口具を備え
た電気掃除機において、前記電動送風機に流れるモータ
電流を検出する電動送風機電流検出手段と、前記電動送
風機に供給する交流電源の位相遅延時間を変化させなが
らモータ電流を測定することにより消費電力を求め、求
めた消費電力が所定の値になるように前記位相遅延時間
を決定し、以後入力を変更するまで、この位相遅延時間
で前記電動送風機に供給する交流電源を位相制御する制
御装置を備え、電気掃除機の吸込性能のバラツキを補正
することを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】電動送風機の入力を変更した時のモータ
電流値から所定値減少したことを検出して所定の真空度
を検出することを特徴とする請求項１記載の電気掃除
機。
【請求項３】前記制御装置は、前記床用吸込口具に設
けられたブラシ駆動モータのモータ電流と前記電動送風
機のモータ電流とを入力し、ファジー推論して前記電動
送風機の入力を最適値に制御する手段を備えていること
を特徴とする請求項１記載の電気掃除機。
【請求項４】前記制御装置は、前記電動送風機の入力
変更後、前記電動送風機に流れる電流が安定するまで前
記ブラシ駆動モータからのモータ電流値の読み込みを禁
止する手段を備えていることを特徴とする請求項３記載
の電気掃除機。