JPH0975278A - 電気掃除機の制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気掃除機の高吸い込み力化の動きの中で掃
除機の集塵効率は損なわないで、じゅうたん面上を掃除
する際の操作性の悪さや重たさ等の性能を向上させてい
く上での課題や、吸い込み風量を小さくして掃除を行う
上での課題を解決しようとするものであって、さらに掃
除性能を高めた商品を提供することを目的としている。 【構成】 床用吸込具内部にタービンと、発電機１およ
び回転数検知手段４を有し、電動送風機１１０からの風
量でタービン発電を行い、床用吸込具制御回路の電源と
し、タービン３０の回転数検知により、電動送風機１１
０からの風量を認識して、風量が小さいときは電動機１
１１の回転を遅くし、風量が大きくなると、リニアに大
きくしていくように構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気掃除機の制御回路
に関するものであり、特に近年の軽量化、軽操作に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】電気掃除機は、じゅうたん等の掃除対象
の多様化に伴い、電気掃除機の手元操作部の塵埃通過経
路にゴミセンサーを有し、床面等のゴミに応じて吸い込
み力を制御したり、ゴミの有無を表示するものもある。

【０００３】従来の電気掃除機を、図１０と図１１とを
用いて説明する。図に示すように、１０１は掃除機本
体、１０２はホース、１０３は手元操作部、１０４は延
長管、１０５は床用吸込具である。

【０００４】手元操作部１０３には、掃除機本体１０１
からホース１０２を介して供給される電力を電源とする
吸い込み力選択スイッチ１０６と床面選択スイッチ１０
７及び、ゴミセンサー１０８と手元信号処理手段１０９
があり、スイッチとゴミセンサー１０８からの入力を受
けて手元信号処理手段１０９は位相制御信号を出力し、
電気掃除機１０１に伝達して、電動送風機１１０を制御
して吸い込み力を変化させる。また、床用吸込具１０５
には、掃除機本体１０１からホース１０２、手元操作部
１０３と延長管１０４を介して供給される電力を電源と
して、ゴミ有無表示と回転ブラシモータ１１１を、手元
操作部１０３でゴミが検知されると表示し、床面選択ス
イッチ１０７でじゅうたんを選択すると回転させてい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術では、床用吸込具吸込口の電動送風機１１０か
らの風量が小さくなると、回転ブラシモータ１１１をフ
ル回転で回転させているとゴミを吹き飛ばしたりして、
集塵できない塵埃があった。また、あまり風量が大きく
なりすぎると、特にじゅうたん上では床用吸込具１０５
がじゅうたん面状に吸い付いてしまうため、操作性が悪
く、毛並みの高いじゅうたんでは過剰な力が必要とされ
ていた。

【０００６】本発明は、以上のような従来の課題を解決
しようとするものであって、さらに掃除機の使いやす
さ、軽操作性を高めた商品を提供することを目的として
いる。

【０００７】

【課題を解決するために手段】以上の目的を解決するた
めの第１の手段は、床用吸込具の集塵通過経路に配した
タービンと、タービンの回転によって発電する発電機
と、タービンの回転数を検知する回転数検知手段と、前
記発電機の電源によって動作する制御回路と、前記回転
数を入力にて処理する信号処理手段と、電動機と、前記
信号処置手段からの位相制御信号を電力変化に変換する
電力変換手段と、電動送風機と、電動送風機の消費電力
と前記電動機の回転の有無を決定する手元制御回路を有
し、電動送風機の風量の変化をタービン回転数の変化に
よって検知し、電動機の回転数を変化させるように構成
したものである。

【０００８】また第２の手段は、床用吸込具の集塵通過
経路に配したタービンと、タービンの回転によって発電
する発電機と、タービンの回転数を検知する回転数検知
手段と、前記発電機の電源によって動作する制御回路
と、前記回転数を入力にて処理する信号処理手段と、前
記信号処理手段からの出力信号によって床用吸込具を上
下させる移動手段と、電動送風機と、電動送風機の消費
電力を決定する手元制御回路を有し、電動送風機の風量
の変化をタービン回転数の変化によって検知し、床用吸
込具の床面からの高さを変化できるように構成したもの
である。

【０００９】また第３の手段は、床用吸込具の集塵通過
経路に配したタービンと、タービンの回転によって発電
する発電機と、タービンの回転数を検知する回転数検知
手段と、前記発電機の電源によって動作する制御回路
と、前記回転数を入力にて処理する信号処理手段と、前
記信号処理手段からの位相信号によって回転する自走式
モータと、前記自走式モータによって回転する自走式用
ローラと、電動送風機と、電動送風機の消費電力を決定
する手元制御回路を有し、電動送風機の風量の変化をタ
ービン回転数の変化によって検知し、床用吸込具の自走
と自走速度を決定できるように構成したものである。

【００１０】また第４の手段は、床用吸込具の集塵通過
経路に配したタービンと、タービンの回転によって発電
する発電機と、タービンの回転数を検知する回転数検知
手段と、前記発電機の電源によって動作する制御回路
と、前記回転数を入力にて処理する信号処理手段と、前
記信号処理手段からの出力信号を送信する送信手段と、
電動送風機と、前記送信手段からの信号を受信する受信
手段と電動送風機の消費電力を決定する手元制御回路を
有し、電動送風機の風量の変化をタービン回転数の変化
によって検知し、電動送風機の消費電力を変化させるよ
うに構成したものである。

【００１１】また第５の手段は、上記構成の発電機と並
列に高容量コンデンサを用い、発電電源によって動作す
る制御回路を補助できるように構成したものである。

【００１２】

【作用】本発明の第１の手段によれば、電動送風機の風
量の変化をタービン回転数の変化によって検知し、電動
送風機からの風量が小さいときは電動機の回転を抑え、
風量が大きくなると、電動機の回転を大きくすることが
できるものである。

【００１３】本発明の第２の手段によれば、電動送風機
の風量の変化をタービン回転数の変化によって検知し、
電動送風機からの風量が小さいときは床用吸込具の床面
からの高さを低くし、電動送風機からの風量が大きいと
きは床面からの高さを高くすることができるものであ
る。

【００１４】本発明の第３の手段によれば、電動送風機
の風量の変化をタービン回転数の変化によって検知し、
電動送風機からの風量が小さいときは床用吸込具の自走
速度を遅くし、電動送風機からの風量が大きいときは自
走速度を速くすることができるものである。

【００１５】本発明の第４の手段によれば、電動送風機
の風量の変化をタービン回転数の変化によって検知し、
電動送風機からの風量が小さいときは消費電力を大きく
し、電動送風機からの風量が大きいときは消費電力を小
さくすることができるものである。

【００１６】本発明の第５の手段によれば、発電機と並
列に高容量コンデンサを用いることにより、発電電源に
よって動作する制御回路にバックアップすることができ
るものである。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。なお、従来例と同じ構成については同
一符号を付けて説明を省略する。図２において３１は床
用吸込具の上部材で、３２は下部材で、３３は制御回路
であり、床用吸込具の集塵通過経路に電動送風機１１１
の風量で回転するタービン３０を配している。タービン
３０の回転をベルト３４を介して発電機１に送ることに
より発電する。また、タービン３０の回転を回転数検知
手段４にて回転数を認識する構成である。

【００１８】本実施例の回路構成を示す図１において、
床用吸込具１０５に配している制御回路３３として、１
はタービン３０の回転によって発電する発電機である。
２は発電された電源を直流に変換する直流電源変換装置
であり、この直流電源が２次の制御回路３３の電源とな
る。３は信号処理手段で、フォトカプラー６の入力端子
に制限抵抗７を介して接続されている。４はタービン３
０の回転数を検知する回転数検知手段であり、検知信号
を信号処理手段３に出力する。５は位相制御するための
位相角の基準となる信号を出力する床用交流同期発生手
段で、信号処理手段３に出力する。１１はゲート信号が
入力されたらＴ１、Ｔ２間がショートされ、電流がなく
なるまでラッチがかかるトライアックであり、商用電源
と電動機１１１と直列に接続されている。ゲート、Ｔ１
間には抵抗１０を介してフォトカプラー６、８の１次側
が直列に接続されている。

【００１９】手元操作部１０３に手元制御回路として、
１２は直列電源手段であり、手元制御回路の電源とな
る。１３は交流同期発生手段で電動送風機１１０の位相
制御の位相角の基準となり、マイクロコンピュータ１１
６に出力されている。１５はトライアックで電動送風機
１１０と直列に接続されている。１６はフォトカプラー
で１次側はトライアック１５のゲート、Ｔ１間に抵抗１
４を介して接続されている。２次側は制限抵抗１７を介
してマイクロコンピュータ１１６に接続されている。１
０６は吸い込み力選択スイッチであり、直流電源から抵
抗１８と直列に接続されており、抵抗１８と吸い込み力
選択スイッチ１０６の間から、制限抵抗１９を介してマ
イクロコンピュータ１１６に接続されている。１０７は
電動機ＯＮ／ＯＦＦスイッチ、１０８は停止スイッチで
あり、上記スイッチ構成と同様である。

【００２０】上記構成における動作は以下の通りであ
る。手元操作部１０３にある吸い込み力選択スイッチ１
０６を押すと、マイクロコンピュータ１１６はフォトカ
プラー１６に出力して２次側がスイッチングされ、トラ
イアック１５のゲートに信号が入力されＴ１、Ｔ２間が
ショートされ、電動送風機１１０が回転する。電動機Ｏ
Ｎ／ＯＦＦスイッチを押すと、マイクロコンピュータ１
１６はフォトカプラー８に出力して２次側がショートさ
れる。電動送風機１１０が動作しているため、床用吸込
具１０５に風の流れが発生し、タービン３０が回転す
る。タービン３０が回転することによって、発電機１が
発電し、発電原電源が得られる。

【００２１】この発電電源を直流電源変換装置２で直流
電源にして、制御回路３３に供給することにより動作を
行う。タービン３０の回転数を回転数検知手段２によっ
て検知し、その信号を信号処理手段３に出力し、信号処
理手段３はその入力にあった位相信号をフォトカプラー
６に出力する。フォトカプラー６の２次側はスイッチン
グされ、トライアック１１のゲートに信号が入力されＴ
１、Ｔ２間がショートされ、電動機１１１が回転する。
このとき風量が小さく、タービン３０の回転数が小さい
ときは位相角を大きくして、電動機の回転数を小さくす
る。また、風量がおおきく、タービン３０の回転数が大
きいときは位相角を小さくして、電動機の回転数を大き
くするように動作を行う。

【００２２】また第２の実施例を図３、図４を用いて説
明する。図４において４１はローラであり、床用吸込具
１０５の内部にソレノイド４３内蔵の移動手段４０と、
移動手段４０に連結して一度押し上がったらその位置で
固定され、再度押し上げると初期状態に復帰する保持型
機構４５を配置しており、移動手段４０はマグネット芯
４２と絶縁物４４で構成されている。保持型機構４５と
ローラ４１は連結されており、保持型機構４５が上下す
るとローラ４１が上下し、床用吸い込み具がアップ、ダ
ウンできるように構成したものである。

【００２３】本実施例の回路構成を示す図３において、
４０は移動手段で商用電源と、トライアック１２と直列
に接続されている。他の基本構成については実施例１と
同様のためここでは省略する。

【００２４】上記構成における動作は以下の通りであ
る。手元操作部１０３にある吸い込み力選択スイッチ１
０６を押すと、マイクロコンピュータ１１６はフォトカ
プラー１６に出力して２次側がスイッチングされ、トラ
イアック１５のゲートに信号が入力されＴ１、Ｔ２間が
ショートされ、電動送風機１１０が回転する。電動送風
機１１０が動作し、床用吸込具１０５に風の流れが発生
すると、タービン３０が回転する。

【００２５】タービン３０が回転することによって、発
電機１が発電し、発電原電源が得られ、直流電源変換装
置２で直流電源にして、制御回路３３に供給することに
より動作を行う。タービン３０の回転数を回転数検知手
段２によって検知し、その信号を信号処理手段３に出力
し、信号処理手段３はその入力応じてフォトカプラー６
に信号を出力するか否かを決定する。風量が大きく回転
数が大きいときはフォトカプラー６に信号を出力し、フ
ォトカプラー６の２次側はスイッチングされ、トライア
ック１２のゲートに信号が入力されＴ１、Ｔ２間がショ
ートされ、移動手段４０に電流が流れる。移動手段４０
に電流が流れるとソレノイド４３の近傍に磁界が生じ、
コイルの中心にあるマグネット芯４２を押し上げる。こ
のマグネット芯４２が押し上げられることによって、ロ
ーラ４１が押し上げられ、保持型機構４５により、その
押し上げられた位置でラッチがかかり、吸込具１０５は
床面から離れる。

【００２６】風量が小さくなると信号処理手段３は、ま
た、フォトカプラー６に信号を出力し、移動手段４０に
よって再度保持型機構４５を押し上げラッチを解除し、
吸込具１０５は元の位置に戻るように動作を行う。本実
施例は移動手段にソレノイドを用いたがモータによって
リニアに変化させることは容易に行える。

【００２７】また第３の実施例を図５、６、７を用いて
説明する。図６において、５１は自走式モータで自走式
用ローラ５５とベルトを介して連結されている。図７に
おいて、５３はノズルの進行方向を検知し、回転を切り
替える反転スイッチであり、吸込具１０５の進行方向に
自走するように構成したものである。

【００２８】本実施例の回路構成を示す図５において、
５２はダイオードブリッチで商用電源とトライアック１
２と直列に接続されている。ダイオードブリッチ５２に
整流された端子間は反転スイッチ５３のコモンに接続さ
れ、アクティブ端子間に制限抵抗５４と自走式モータ５
１が接続されている。他の基本構成については実施例１
と同様のためここでは省略する。

【００２９】上記構成における動作は以下の通りであ
る。電動送風機１１０が動作し、床用吸込具１０５に風
の流れが発生すると、タービン３０が回転し、発電電源
が得られ、制御回路３３が動作をする。回転数検知手段
２によって回転数を検知し、その信号を信号処理手段３
に出力し、信号処理手段３はその入力応じてフォトカプ
ラー６に位相信号を出力する。風量が大きく回転数が大
きいときはフォトカプラー６に位相角の小さい位相信号
を出力し、フォトカプラー６の２次側はスイッチングさ
れ、ダイオードブリッチ５２に電圧がかかり整流され、
反転スイッチ５３によって吸込具１０５に進行方向に自
走式モータ５１が速く回転する。風量が小さいときは位
相角の大きい位相信号を出力することにより、自走式モ
ータ５１はゆっくり回転するように動作を行う。他の動
作については実施例１と同様である。

【００３０】また第４の実施例の回路構成を示すを図８
において、６１は送信手段で抵抗６２を介して信号処理
手段３に接続されている。送信手段６１の電源は発電電
源により供給される。６３は上記送信手段６１からの信
号を受信する受信手段であり、直流電源から抵抗６４と
直列に接続されており、抵抗６４と受信手段６３の間か
らコンデンサ６５を介してマイクロコンピュータに接続
されている。また送信手段６１は床用吸込具１０５、受
信手段６４は手元操作部１０３に設けており、一直線上
になるように配している。

【００３１】上記構成における動作は以下の通りであ
る。タービン３０の回転により、発電電源が得られ、制
御回路３３が動作をする。回転数検知手段２によって回
転数を検知し、その信号を信号処理手段３に出力し、信
号処理手段３はその信号をロジックパルス信号にて一定
間隔で送信手段に出力する。受信手段６３はロジックパ
ルス信号を受信してマイクロコンピュータ１１６に入力
させる。マイクロコンピュータ１１６はその入力に応じ
てフォトカプラー１６に位相信号を出力する。床用吸込
具１０５を床面から浮かしているときや、木床などの比
較的ゴミが集塵しやすい風量が大きく、回転数が大きい
ときにはフォトカプラー１６に位相角の大きい位相信号
を出力し、電動送風機１１０消費電力を抑える。また毛
並みの高くゴミがとれにくい風量が小さく、回転数が小
さくなるときはフォトカプラー１６に位相角の小さい位
相信号を出力し、電動送風機１１０吸い込み力を上げる
ように動作を行う。他の動作については実施例１と同様
である。

【００３２】また第５の実施例の回路構成を示すを図９
において、７１は高容量コンデンサで回転数検知手段４
と並列に接続されている。７２はダイオードで発電直流
電源と床用吸込具１０５の回路負荷と直列に接続されて
いる。

【００３３】上記構成における動作は以下の通りであ
る。タービン３０の回転により、発電電源が得られ、ダ
イオード７２を通って回路負荷に電源を供給され制御回
路３３は動作をする。そのときに高容量コンデンサ７１
に電荷が蓄積される。風量が小さくタービン発電量が小
さくなって、回路負荷に電源供給が困難になってきたと
きに高容量コンデンサ７１に蓄積された電荷によって負
荷に電源を供給するように動作を行う。他の動作につい
ては実施例１と同様である。

【００３４】

【発明の効果】以上の実施例より明らかなように、本発
明の第１の手段によれば、電動送風機からの風量が小さ
いときは電動機の回転を抑え、風量が大きくなると、電
動機の回転を大きくすることにより、風量が小さいとき
の電動機によるゴミの吹き飛ばしを防ぎ、集塵効率が上
がる。また、電動機の回転を抑えることにより、静か時
での静音化が図れることができる優れた電気掃除機を実
現できる。

【００３５】また、第２の手段によれば、電動送風機か
らの風量が小さいときは床用吸込具の床面からの高さを
低くすることにより、床に吸込具を密着させ集塵効率を
上げる。電動送風機からの風量が大きいときは床面から
の高さを高くすることにより、じゅうたん上での吸い付
きをなくし、操作性が良くなり、吸い込み力にあった掃
除を行うことができる優れた電気掃除機を実現できる。

【００３６】また、第３の手段によれば、電動送風機か
らの風量が小さいときはゴミが比較的にとれにくいた
め、床用吸込具の自走速度を遅くし、ゆっくりしっかり
掃除を行い集塵効率をあげる。電動送風機からの風量が
大きいときはゴミがとれやすいため自走速度を速くして
操作性をよくする、吸い込み力にあった掃除を行うこと
ができる優れた電気掃除機を実現できる。

【００３７】また、第４の手段によれば、電動送風機か
らの風量が小さいときは消費電力を大きくすることによ
り、毛並みの深いじゅうたんを掃除する際は、風量が小
さくなるため消費電力を大きくして、吸い込み力を上
げ、集塵効率を上げる。電動送風機からの風量が大きい
ときは消費電力を小さくすることにより、吸込具を床面
から離しているときや、比較的ゴミのとれやすい木床を
掃除する際は風量が大きくなるため、消費電力を抑える
ことを行う優れた電気掃除機を実現できる。

【００３８】また、第５の手段によれば、発電電源によ
って動作する制御回路の電源が、風量が小さくなって発
電電源が不足してきたときはバックアップ電源によって
電源を供給することにより、確実に制御することができ
る信頼性の高い優れた電気掃除機を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す電気掃除機の制御
回路のブロック図

【図２】同電気掃除機の床用吸込具の断面図

【図３】本発明の第２の実施例を示す電気掃除機の制御
回路のブロック図

【図４】（ａ）（ｂ）同電気掃除機の床用吸込具の内部
構成を示した側面図 （ｃ）（ｄ）同電機掃除機の動作説明図

【図５】本発明の第３の実施例を示す電気掃除機の制御
回路のブロック図

【図６】同電気掃除機の床用吸込具の内部構造を示す平
面図

【図７】（ａ）〜（ｃ）同電気掃除機の床用吸込具の内
部構成を示した側面図 （ｄ）〜（ｆ）同電気掃除機の動作を示す動作説明図

【図８】本発明の第４の実施例を示す電気掃除機の制御
回路のブロック図

【図９】本発明の第５の実施例を示す電気掃除機の制御
回路のブロック図

【図１０】従来例を示す電気掃除機の制御回路のブロッ
ク図

【図１１】電気掃除機の外観図

【符号の説明】

１ 発電機 ３ 信号処理手段 ４ 回転数検知手段 ３０ タービン ３３ 制御回路 ４０ 移動手段 ５１ 自走式モータ ５５ 自走式用ローラ ６１ 送信手段 ６３ 受信手段 ７１ 高容量コンデンサ １１０ 電動送風機 １１１ 電動機

フロントページの続き (72)発明者 高橋 正樹 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 (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 床用吸込具の集塵通過経路に配したター
   ビンと、タービンの回転によって発電する発電機と、タ
   ービンの回転数を検知する回転数検知手段と、前記発電
   機の電源によって動作する制御回路と、前記回転数を入
   力にて処理する信号処理手段と、電動機と、前記信号処
   置手段からの位相制御信号を電力変化に変換する電力変
   換手段と、電動送風機と、電動送風機の消費電力と前記
   電動機の回転の有無を決定する手元制御回路を有し、電
   動送風機の風量の変化をタービン回転数の変化によって
   検知し、電動機の回転数を変化させるように構成した電
   気掃除機の制御回路。
2. 【請求項２】 床用吸込具の集塵通過経路に配したター
   ビンと、タービンの回転によって発電する発電機と、タ
   ービンの回転数を検知する回転数検知手段と、前記発電
   機の電源によって動作する制御回路と、前記回転数を入
   力にて処理する信号処理手段と、前記信号処理手段から
   の出力信号によって床用吸込具を上下させる移動手段
   と、電動送風機と、電動送風機の消費電力を決定する手
   元制御回路を有し、電動送風機の風量の変化をタービン
   回転数の変化によって検知し、床用吸込具の床面からの
   高さを変化できるように構成した電気掃除機の制御回
   路。
3. 【請求項３】 床用吸込具の集塵通過経路に配したター
   ビンと、タービンの回転によって発電する発電機と、タ
   ービンの回転数を検知する回転数検知手段と、前記発電
   機の電源によって動作する制御回路と、前記回転数を入
   力にて処理する信号処理手段と、前記信号処理手段から
   の位相信号によって回転する自走式モータと、前記自走
   式モータによって回転する自走式用ローラと、電動送風
   機と、電動送風機の消費電力を決定する手元制御回路を
   有し、電動送風機の風量の変化をタービン回転数の変化
   によって検知し、床用吸込具の自走と自走速度を決定で
   きるように構成した電気掃除機の制御回路。
4. 【請求項４】 床用吸込具の集塵通過経路に配したター
   ビンと、タービンの回転によって発電する発電機と、タ
   ービンの回転数を検知する回転数検知手段と、前記発電
   機の電源によって動作する制御回路と、前記回転数を入
   力にて処理する信号処理手段と、前記信号処理手段から
   の出力信号を送信する送信手段と、電動送風機と、前記
   送信手段からの信号を受信する受信手段と電動送風機の
   消費電力を決定する手元制御回路を有し、電動送風機の
   風量の変化をタービン回転数の変化によって検知し、電
   動送風機の消費電力を変化させるように構成した電気掃
   除機の制御回路。
5. 【請求項５】 発電機と並列に高容量コンデンサを用
   い、発電電源によって動作する制御回路を補助できるよ
   うに構成した請求項１〜４のいずれか１項記載の電気掃
   除機の制御回路。