JPH0910150A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 操作者が所望の吸引力を選び、かつ所望の吸
引力に対応した電力量を常に一定に電動送風機に供給で
き、さらに電気掃除機のゴミ溜まり時に起こる電動送風
機のモータに流れる電流の減少に対しても、電流の供給
時間を長くすることで電気掃除機の吸引力を補うよう制
御ができる電気掃除機を提供することを目的とする。 【構成】 電動送風機を内蔵した掃除機本体と、該掃除
機本体に着脱自在に接続される吸引部と、吸引力レベル
の設定操作を行う手元操作部１５とを備え、前記電動送
風機に流れる電流を検出するための電流検出部６と、周
期的に変化する波形を発生する比較信号発生部１ａと、
前記比較信号波形発生部と前記電流検出部よりえられる
値により前記電動送風機の吸引力を制御する入力制御部
５とを備えてなることを特徴とする電気掃除機。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気掃除機に関する。さ
らに詳しくは一定の吸引力を保つことのできる電気掃除
機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電気掃除機の電動送風機の吸
引力の制御は、たとえば特開平５−２３２７３号公報に
示されるように電動送風機のモータに流れる電流を検出
することにより行われている。かかる従来の電気掃除機
においては、ある一定の値以上に電流を増加させても塵
埃などに対する吸引仕事率（つまり塵埃などに対する吸
引効率）の向上がないことから、前記一定の値をしきい
値と定めてモータに流れる電流を検出することにより前
記電流が前記しきい値以上にならないように電流を制限
し、無駄な電力の消費を抑えている。従来の電気掃除機
の制御部は図１０のブロック図に示されるように、電流
を制限するための電流制限回路３１および電流を検出す
るための電流検出回路３２がそれぞれ交流電源３３に直
列に接続されており、前記交流電源３３と電流制限回路
３１のあいだには電源スイッチ３０が接続されている。
操作者が電気掃除機の駆動スイッチをオンにすると、前
記電源スイッチ３０は操作者の設定に連動して閉じ、電
動送風機のモータ３４が駆動する。同時に電流検出回路
３２は電動送風機のモータ３４に流れる電流を検出す
る。前記モータ３４に流れる電流が所定のしきい値より
も大きくなったとき電流検出回路３２から電流制限回路
３１に電流を制限する制御信号が送られる。そして、前
記制御信号を受けた電流制限回路３１は交流電源３３か
らモータ３４に供給される電流を制限する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の電気掃除機は、
電動送風機のモータの電流を電流制限回路により制限す
る制御はできたが、電気掃除機内部のゴミ溜め部のゴミ
溜まりによる電動送風機の吸引仕事率の低下に対応する
制御ができないという問題がある。さらに、従来の電気
掃除機は前述のように電気掃除機の吸引力に関して１個
のしきい値のみを有するため、手元操作部にスライドボ
リュームなどを設け操作者が所望の吸引力を複数段階で
選ぶことのできる電気掃除機には、各段階において吸引
仕事率の低下に対応する制御ができないという問題もあ
る。

【０００４】本発明はかかる問題を解決し、操作者が所
望の吸引力を選び、かつ所望の吸引力に対応した電力量
を常に一定に電動送風機に供給でき、さらに電気掃除機
のゴミ溜まり時に起こる電動送風機のモータに流れる電
流の減少に対しても、入力制御部の電流の供給時間を長
くすることで電気掃除機の吸引力を一定に保ち、ゴミ溜
まりによる吸引力の低下を防止できる電気掃除機を提供
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の電気掃除機は、
電動送風機を内蔵した掃除機本体と、該掃除機本体に着
脱自在に接続される吸引部と、吸引力レベルの設定操作
を行う手元操作部を備え、前記電動送風機に流れる電流
を検出するための電流検出部と、周期的に変化する波形
を発生する比較信号発生部と、該比較信号波形発生部と
前記電流検出部よりえられる値により前記電動送風機の
吸引力を制御する入力制御部とをさらに備えてなる。

【０００６】前記入力制御部が、前記手元操作部の出力
端側にある手元信号ライン上に設けられてなることが、
従来の電気掃除機の吸引部および手元操作部をそのまま
利用できるため好ましい。

【０００７】前記波形発生部が常に一定の周波数ののこ
ぎり波を出力することが、電動送風機の吸引力を正確に
制御できるため好ましい。請求項１記載の電気掃除機。

【０００８】また、ここでいう手元信号ラインとは、手
元操作部の出力端から電動送風機の本体モータに供給さ
れる電力量を決める位相制御部の入力端、あるいは第１
の電源部から手元操作部間までを示す。

【０００９】

【作用】本発明によれば、比較信号発生部からえられる
発生波と電流検出部からえられる値により、入力制御部
は電動送風機に供給される電力の量を制御するので、電
動送風機に流れる電流の増加に対して入力制御部の電流
の供給時間を短くし、一方、前記電流の減少に対して前
記電流の供給時間を長くすることで、電動送風機に供給
される電力量を常に一定に、あるいは増加させることが
でき、ゴミ溜まりによる吸引力の低下が防止される。

【００１０】

【実施例】つぎに添付図面を参照しながら本発明の電気
掃除機を説明する。

【００１１】実施例１ 図１は本発明の一実施例にかかわる電気掃除機の外観説
明図であり、図２は図１に示す手元操作部１５の一例を
示す拡大説明図である。図１において、１６は電気掃除
機の掃除機本体、１７は掃除機本体１６に着脱自在に接
続される吸引部であり、該吸引部１７は、ホース１７
ｂ、手元グリップ部１７ａ、連結パイプ１７ｃおよび床
用吸引具１７ｄからなり、各部分とも着脱自在で接続さ
れている。前記床用吸引具１７ｄには、絨毯などに付着
したごみをかき出すための回転ブラシ（図示せず）が設
けられている。また、手元グリップ部１７ａには図２に
示すように入力設定部１９や回転ブラシ制御部２０を有
する手元操作部１５が設けられている。前記入力設定部
１９には、電気掃除機の吸引力レベルの強い順にたとえ
ば「ハイパワー」「強」「中」「静音」と表示されてい
る複数段階のスライドボリュームが設けられており、操
作者がスライドボリュームの切り替えを行うことで、電
気掃除機の吸引力レベルの設定ができる。さらに、操作
者が前記回転ブラシ制御部２０のたとえば床ブラシと表
示されているスイッチを切り替えることで、前記回転ブ
ラシの使用の有無を設定できる。

【００１２】また、図３は本発明の電気掃除機の回路構
成を示すブロック図である。まず、電気掃除機の基本的
な駆動に関する部分について説明する。７は交流電源で
あり、８の第１の電源部を介し、９の位相制御部に接続
されており、前記第１の電源部８と前記位相制御部９の
あいだには手元操作部１５が接続されている。前記位相
制御部９には、本体モータ制御部１０を介し電動送風機
用のモータ（以下、本体モータという）１１が接続され
ている。また、ブラシ駆動モータ１３は手元操作部１５
に設けたブラシ駆動モータ制御部１２により制御され
る。前記電動送風機用の本体モータ１１は、掃除機本体
１６内部に搭載されている電動送風機（図示せず）の一
部を構成しており、ブラシ駆動モータ１３は、床用吸引
具１７ｄ（図１参照）に設けられている回転ブラシを駆
動させる。

【００１３】つぎに図３のブロック図の電動送風機の制
御を行っている部分について説明する。まず、電流検出
部６は、本体モータ制御部１０と本体モータ１１間に接
続されており、前記本体モータ１１に供給される電流を
検出している。また、比較信号発生部１ａは、第２の電
源部１８と電源同期信号部２と波形発生部３ａより構成
される。そして、前記比較信号発生部１ａにより形成さ
れた波形は、波形発生部３ａより出力される。さらに、
比較回路部４には、前記電流検出部６において検出され
た値と、前記波形発生部３ａの出力値とが入力される。
前記比較回路部４は入力制御部５に接続されており、該
入力制御部５から出力される制御信号は、手元操作部１
５の出力端から位相制御部９の入力端、あるいは第１の
電源部８から手元操作部１５間までとされる手元信号ラ
イン１４に入力される。

【００１４】また、前記波形発生部３ａの出力は、操作
者が手元操作部１５でどのような設定を行ったばあいで
も一定である。これは図３に示されるように、前記比較
信号発生部１ａが電気掃除機の基本的な駆動に関する部
分や電流検出部６に対して独立して構成されているため
であり、前記波形発生部３ａの出力は前記比較信号発生
部１ａの設計時に決定される。

【００１５】つぎに本発明の電気掃除機による電気送風
機の吸引力の制御について説明する。操作者が図１、図
２および図３に示される手元操作部１５の入力設定部１
９により吸引力レベルをたとえば「ハイパワー」と設定
すると、操作者の設定に応じた吸引力をうるために必要
な電流が交流電源７より本体モータ制御部１０に位相制
御部９を介して供給され、本体モータ１１が操作者の設
定に応じて駆動する。このとき前記本体モータ１１に供
給されている電流は電流検出部６により検出される。前
記電流検出部６よりえられる電流値を例えばカレントト
ランスを用いて電圧値に換算したものを図４（ｂ）に示
す（ハイパワーでゴミ溜まりがないばあいは３Ｖ）。こ
こで縦軸は電圧、横軸は時間である。また、波形発生部
３ａよりえられる波形の一例として、交流電源７に同期
した（電源同期信号部２を用いて実施する）のこぎり波
を図４（ａ）に示す。ここで縦軸は電圧、横軸は時間で
ある。さらに比較回路部４は、前記のこぎり波の値と前
記検出値の比較を行い、のこぎり波の電圧の方が高い期
間Ｔ₁ のみある一定の値を出力する。この比較回路部４
の出力を図４（ｃ）に示す。ここで縦軸は電圧、横軸は
時間である。前記比較回路部４の出力による入力制御部
５の出力は図６において実線で示されている。ここで縦
軸は電圧、横軸は時間である。前記比較回路部４から出
力がある、つまり実線で示されている期間Ｔ₁ のときの
み入力制御部５は手元信号ライン１４間の抵抗を短絡さ
せて位相制御部９への時定数を変化させて電動送風機の
制御を行なっている。

【００１６】つぎに電気掃除機のゴミ留め部にゴミが溜
まったばあいを考える。ここで、操作者の入力設定部１
９による吸引力レベルの設定は、前述のばあいと同様
「ハイパワー」とする。波形発生部３ａからえられるの
こぎり波が図５（ａ）に示されているが、こののこぎり
波は電気掃除機の動作に関係なく一定であるため図４
（ａ）と同一の波形である。また、電気掃除機のゴミ溜
め部にゴミが溜まったばあい、ゴミ溜め部の通気抵抗が
増し（つまりゴミと共にゴミ溜め部に送りこまれた外部
の空気がゴミ溜め部の外部に排出されにくくなってい
る）、風量の減少により、本体モータ１１の負荷が軽く
なり、電流が減少し、電流検出部６においてえられる検
出値は、図５（ｂ）に示されるように、図４（ｂ）に示
されるばあいよりも低い値、たとえば２Ｖとなる。した
がって、比較回路部４がある一定の値を出力する期間
は、図５（ｃ）に示されるように期間Ｔ₂となり、入力
制御部５より電圧が出力される期間は、図６において示
されている期間Ｔ₁ よりも長い期間Ｔ₂ となる。

【００１７】本発明の電気掃除機はかかる構造としたの
で、ゴミ溜め部にゴミが溜まり、本体モータ１１の電流
が減少しても、入力制御部５での電流の供給時間を長く
する（つまり供給時間を期間Ｔ₁ から期間Ｔ₂ にする）
ことで、本体モータ１１への電流の入力補正を行うこと
ができ、本体モータ１１に供給される電力量を一定にあ
るいは増加させることができる。

【００１８】実施例２ 前記実施例１において述べた電気掃除機は、交流電源に
同期したのこぎり波を発生する比較信号発生部を用いて
制御を行うため、電源同期信号部を用いるなど回路が複
雑になる。本実施例においては交流電源に同期しないの
こぎり波を発生する比較信号発生部を用いて制御を行っ
ている。

【００１９】本実施例の電気掃除機の外観および手元グ
リップ部に設けられた手元操作部は図１に示す実施例１
の電気掃除機と同様である。また、本実施例の電気掃除
機の回路構成を示すブロック図（図７参照）において実
施例１と異なる点は比較信号発生部１ｂが第２の電源部
１８と波形発生部３ｂのみで構成されている点である。
これは、本実施例の電気掃除機の比較信号発生部１ｂの
出力を交流電源に同期させていないためである。

【００２０】つぎに本実施例の電気掃除機による電動送
風機の吸引力の制御について図８を用いて説明する。本
実施例において入力設定部１９による吸引力レベルの設
定をたとえば「ハイパワー」とする。前記設定が「ハイ
パワー」のばあいの通常の電流検出部６の検出値の一例
を図８（ｂ）に示す３Ｖとする。本実施例における波形
発生部３ｂの出力は、実施例１と同様に比較信号発生部
１ｂの設計時に決定される波形であり、たとえば図８
（ａ）に示されるのこぎり波とし、数ｋＨｚ〜数百ｋＨ
ｚの高周波とする。さらに、波形発生部３ｂで発生させ
る数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの高周波を、たとえば６ｋＨｚ
ののこぎり状の波形（図８（ａ）参照）とする。前記の
こぎり状の波形の周波数を３ｋＨｚ未満にすることは、
送風機に入力される電流が安定しないので好ましくな
い。一方、回路を設計するうえでは５００ｋＨｚ程度が
周波数の高さの限界であり、前記のこぎり波を１０ｋＨ
ｚ以上の周波数に設定させてもあまりメリットはない。
なぜなら、通常使用頻度の少ない低抵抗や低容量コンデ
ンサを使用する必要があるからである。図８（ｃ）は、
電流検出部６における検出値と波形発生部３ｂの出力を
比較し、波形発生部３ｂの出力電圧のほうが高い期間Ｔ
₃ のみある一定の値を出力する比較回路部４の出力電圧
を示しており、これをうけて、入力制御部５及び手元操
作部１５によって図６に示されている位相制御角Ａ₁が
位相制御部９で決定され、本体モータ制御部１０によっ
て本体モータ１１への印加電圧が図６において実線で示
されているようになり、本体モータ１１を有する電動送
風機の制御が行われる。

【００２１】つぎに、入力設定部１９による吸引力レベ
ルの設定は、前述の設定と同様に「ハイパワー」とする
が、電気掃除機のゴミ溜め部にゴミが溜まり、実施例１
と同様に本体モータ１１に供給される電流が減少したば
あいについて述べる。波形発生部３ｂからえられるのこ
ぎり波は図９（ａ）に示されているが、こののこぎり波
は波形発生部３ｂの出力が電気掃除機の動作に関係なく
一定であるため、図８（ａ）に示す波形と同様である。
また、電流検出部６よりえられる検出値は、本体モータ
１１に供給される電流の減少により、図９（ｂ）に示さ
れるように２Ｖとなり、図８（ｂ）に示されるよりも低
い値となる。したがって、のこぎり波の電圧の方が高い
期間Ｔ₅ が先に述べたばあいの期間Ｔ₃ より長くなり、
比較回路部４の出力が図９（ｃ）に示されるようにな
る。すなわち、入力制御部５は図６において示されてる
位相制御角Ａ₁より短い位相制御角Ａ₂で、ある値の電力
量をうることができる。その結果、本体モータ１１の電
流が減少しても、電流の供給時間を長くすることで、本
体モータ１１への電流の入力補正を行うことでき、本体
モータ１１に供給される電力量を一定に、あるいは増加
させることができる。

【００２２】本実施例の電気掃除機はかかる構成を採用
したので、実施例１よりも簡単な回路を用いて前記実施
例１と同様の電気掃除機の電動送風機の制御を行うこと
ができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、複数段階のスライドボ
リュームを有する入力設定部を用いて操作者が所望の吸
引力レベルを設定できるような電気掃除機において、操
作者の設定に関係なく常に同じ回路を用いて電動送風機
の吸引力の制御をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかわる電気掃除機を示す
外観説明図である。

【図２】図１に示す手元操作部の拡大説明図である。

【図３】交流電源に同期した波形を用いたばあいの本発
明の電気掃除機の一実施例の回路構成を示すブロック図
である。

【図４】図３に示すブロック図の一部の回路の出力を示
す図である。

【図５】ゴミ溜まり時における、図３に示すブロック図
の一部の回路の出力を示す図である。

【図６】本発明の電気掃除機への印加電圧を示す説明図
である。

【図７】交流電源に同期しない波形を用いたばあいの本
発明の電気掃除機の他の実施例の回路構成を示すブロッ
ク図である。

【図８】図７に示すブロック図の一部の回路の出力を示
す図である。

【図９】ゴミ溜まり時における、図７に示すブロック図
の一部の回路の出力を示す図である。

【図１０】従来の電気掃除機のブロック図の例を示す図
である。

【符号の説明】 １ａ 比較信号発生部 ５ 入力制御部 ６ 電流検出部 １５ 手元操作部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動送風機を内蔵した掃除機本体と、該
   掃除機本体に着脱自在に接続される吸引部と、吸引力レ
   ベルの設定操作を行う手元操作部とを備えた電気掃除機
   であって、前記電動送風機に流れる電流を検出するため
   の電流検出部と、周期的に変化する波形を発生する比較
   信号発生部と、該比較信号波形発生部と前記電流検出部
   よりえられる値により前記電動送風機の吸引力を制御す
   る入力制御部とを備えてなることを特徴とする電気掃除
   機。
2. 【請求項２】 前記入力制御部が、前記手元操作部の出
   力端側にある手元信号ライン上に設けられてなる請求項
   １記載の電気掃除機。
3. 【請求項３】 前記波形発生部が常に一定の周波数のの
   こぎり波を出力する請求項１記載の電気掃除機。