JPH10216058A - 掃除機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 掃除機の安全性を考慮して、吸込モータの異
常のためロックする可能性がある場合には運転を停止す
るようにする。 【解決手段】 掃除機は、吸込モータ７と、吸込モータ
７の運転電流を検出する電流検出手段１１ｃと、電流検
出手段１１ｃの出力に基づいて吸込モータ７の回転を制
御する制御手段１１ｂを備えている。そして、制御手段
１１ｃで電流検出手段１１ｃの出力を所定のレベルと比
較する。これにより、前記運転電流が所定の基準電流値
に達したとき、吸込モータ７がロックする可能性がある
ため制御手段１１ｂにより吸込モータ７への通電を停止
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一般家庭又は業務用
に使用される掃除機に関し、特にマイクロコンピュータ
（以下「マイコン」という）を使用したマイコン方式の
掃除機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の一般家庭用又は業務用に使用され
る掃除機の多くは１チップのマイコンを使用したマイコ
ン方式か、マイコンを使用せず通常部品や専用部品で構
成したマイコンレス方式のいずれかである。

【０００３】前者のマイコン方式では、使用者によって
例えば「強」、「中」、「弱」の運転モードから１つの
運転モードが選定されると、その選定された運転モード
に応じてマイコンで吸込モータに印加される電源電圧を
位相制御することにより回転数が制御される。これによ
り、吸込モータは各運転モードに応じた回転数となり、
運転電流もそれに応じた電流となる。運転電流はカレン
トトランス（計器用変流器）等の電流検出手段により検
出され、マイコンに読み込まれる。そして、マイコンで
は回転数を安定に保つように位相制御の調整を行う。

【０００４】しかし、例えば吸込モータの回転軸に機械
的な欠陥が生じて吸込モータがロックした場合に、上記
従来のマイコン方式の掃除機は対応していなかった。
尚、カレントトランスを使用せず、抵抗を用いて運転電
流を検出する方式も考えられているが、抵抗に流れる電
流が増えると抵抗値が変動するので正確な電流値が検出
されない場合がある。

【０００５】一方、後者のマイコンレス方式では、モー
タロック時にはモータロックによる発熱により温度ヒュ
ーズ、サーモスタット等のプロテクタを作動させて運転
不可の状態とする。温度ヒューズの場合には溶断するこ
とにより掃除機が動作しなくなり、サーモスタットの場
合には発熱により接点を開き、安全な温度となるまで掃
除機が動作しなくなる措置がとられている。これらのプ
ロテクタは上記マイコン方式の掃除機にも使用される場
合がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、前者のマ
イコン方式の掃除機では、吸込モータが異常であるため
ロックしそうなときでも制御が対応していないか、発熱
の際に温度ヒューズやサーモスタット等のプロテクタで
運転不可の状態としている。吸込モータがロックした場
合、いずれにしても吸込モータに流れる電流値が大きい
と発火や発煙等が生じる可能性があり、使用者に不安感
を抱かせることにもなりかねない。後者のマイコンレス
方式の掃除機でも、吸込モータがロックした場合、同様
に電流値が大きいと発火や発煙等が生じる可能性があ
る。

【０００７】本発明は上記課題を解決し、吸込モータが
ロックする可能性がある場合には運転を停止させること
により安全性を考慮した掃除機を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、吸込モータと、前記吸込モータの運転
電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の出
力に基づいて前記吸込モータの回転を制御する制御手段
を備えた掃除機において、前記電流検出手段の出力を所
定のレベルと比較することにより前記運転電流が所定の
基準電流値に達したと前記制御手段で判断されたとき、
前記制御手段により前記吸込モータへの通電を停止して
いる。

【０００９】このような構成によると、掃除機は例えば
吸込モータに直列に接続されたトライアックをオン／オ
フ制御することにより位相制御を行い、吸込モータの回
転数を制御する。また、掃除機はカレントトランス等の
電流検出手段によりモータの運転電流を検出し、マイコ
ン等の制御手段で制御する。更に、制御手段では検出さ
れた運転電流を所定の電流値と比較する。比較される電
流値は例えば吸込モータが正常であるときの電流値とモ
ータロック時の電流値の間となる。そして、吸込モータ
がロック状態となる前に検出された運転電流が上記所定
の電流値に達すると掃除機はトライアックをオフしてモ
ータへの通電を停止する。

【００１０】また、本発明では上記構成において、前記
制御手段により前記吸込モータを回転数の異なる複数の
運転モードで制御するとともに、前記所定のレベルを前
記運転モードのそれぞれに設定している。

【００１１】このような構成によると、掃除機は例えば
「弱」、「中」、「強」のような運転モードを有してい
る。各運転モードによって吸込モータが正常に運転して
いるときでもそれぞれ運転電流が異なり、また、ロック
したときの電流も異なるが、本構成により各運転モード
にそれぞれ適切な基準電流値を設定することができるよ
うになる。

【００１２】また、本発明では上記構成において、前記
制御手段により前記吸込モータへの通電を停止したとき
に運転不可であることを表示する表示部を設けている。

【００１３】このような構成によると、吸込モータがロ
ックしそうになると掃除機はモータへの通電を停止する
とともに表示部で点灯や点滅を行って運転不可の状態で
あることを使用者に知らせる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態について図１
〜図５を用いて説明する。図１は本実施形態の掃除機の
構成を示す図であり、概略的には本体１とサクションホ
ース（吸込管）２と延長管３と吸込口４で構成されてい
る。

【００１５】本体１内の集塵部６には吸い込んだごみを
溜める紙パック５が設けられている。更に、本体１内に
はごみを吸い込む吸込モータ７と、各運転モードに応じ
て吸込量やその他運転に必要な制御を行う主制御回路１
１が設けられている。また、本体１には、運転モード等
を表示する表示部１０と、ごみを吸い込んだ際の排気を
排出する排気口１２と、掃除機に電源を供給する電源プ
ラグ８と、本体１を支えて移動とともに回転する車輪１
６、１７が設けられている。

【００１６】また、サクションホース２には手元スイッ
チ９が設けられており、使用者により「強」、「中」、
「弱」の運転モード及び運転停止の指示を行うスイッチ
やパワーブラシ１３の運転の「入／切」を選択するスイ
ッチで構成されている。吸込口４にはカーペット等に絡
まったごみを回転により叩き出すためのパワーブラシ１
３が設けられている。

【００１７】次に、図２に示すブロック図を用いて運転
動作について説明する。尚、図２において図１と同一の
部分については同一の符号を付す。使用者により電源プ
ラグ８（図１参照）がコンセント（電源供給元）に挿入
されることにより掃除機は運転可能状態となる。

【００１８】使用者が手元スイッチ９を操作することに
より運転モード及びパワーブラシ１３の使用を選択した
ときは手元スイッチ９からの運転信号がサクションホー
ス２（図１参照）内に設けられたハーネスを介して本体
１の内部にある主制御回路１１のマイコン１１ｂに入力
される。マイコン１１ｂは表示部１０で点灯や点滅等を
行い、運転モード等の表示を行う。

【００１９】更に、マイコン１１ｂはトライアック１１
ｅにトリガ信号ＴＲを送り、トライアック１１ｅをオン
／オフすることにより位相制御を行い、吸込モータ７を
回転させる。このようにマイコン１１ｂは吸込モータ７
の回転を制御する制御手段である。吸込モータ７の運転
電流をカレントトランス１１ｃで検出し、検出した信号
ＣＴをマイコン１１ｂに入力する。カレントトランス１
１ｃは吸込モータ７の運転電流を検出する電流検出手段
である。

【００２０】また、電源クロック発生回路１１ａで電源
電圧Ｖから電源クロックＣＬを生成し、マイコン１１ｂ
に入力する。電源クロックＣＬは図４に示すように電源
電圧Ｖの向きが変わる時点を中心に出力されるパルス信
号である。電源クロックＣＬの周波数は電源電圧Ｖの周
波数の２倍である。

【００２１】マイコン１１ｂ（図２参照）では、運転モ
ードごとにトライアック１１ｅのオン／オフのタイミン
グの時間を算出し、更にモータロック状態となる可能性
があるかどうか判断する。また、パワーブラシ１３を使
用するモードであればマイコン１１ｂによりドライバ１
１ｄをオンさせ、サクションホース２及び延長管３を介
して吸込口４内のパワーブラシ１３を回転させるモータ
へ電源を供給することにより、パワーブラシ１３を回転
させる。このとき、パワーブラシ１３の使用状態を表示
部１０に表示してもよい。

【００２２】図３はカレントトランス１１ｃを用いて吸
込モータ７の運転電流を検出し、吸込モータ７を制御す
る部分に関連する主制御回路１１の回路図である。尚、
図３において図２と同一の部分については同一の符号を
付す。

【００２３】電源プラグ８（図１参照）から供給される
電源電圧Ｖが吸込モータ７に印加される。吸込モータ７
の運転電流がカレントトランス１１ｃで検出される。そ
して、ダイオードブリッジ等の整流回路１１ｆで整流さ
れ、その整流された電流が抵抗Ｒで電圧に変換される。
この変換後の信号ＣＴがマイコン１１ｂに入力される。

【００２４】マイコン１１ｂは信号ＣＴにより運転モー
ドごとにトライアック１１ｅのオン／オフのタイミング
の時間を算出し、更にモータロック状態となる可能性が
あるかどうか判断する。そして、トライアック１１ｅに
オン／オフのタイミングを調整したトリガ信号ＴＲを入
力し、吸込モータ７の運転及び回転数を制御する。

【００２５】このときの位相制御の一例を図４に示す。
電源電圧Ｖにより電源クロック発生回路１１ａ（図２参
照）で電源クロックＣＬが生成される。電源クロックＣ
Ｌの立ち上がり又は立ち下がりからトリガをかける位相
位置を各運転モードでそれぞれマイコン１１ｂに記憶し
ておく。

【００２６】これにより、運転モードごとにそれぞれト
リガ信号ＴＲが図４（ａ）〜（ｃ）に示すようにマイコ
ン１１ｂで生成され、トライアック１１ｅに入力され
る。図４（ａ）は「弱」運転モードの場合であり、図４
（ｂ）は「中」運転モードの場合であり、図４（ｃ）は
「強」運転モードの場合である。これにより、それぞれ
電圧ＶＭが吸込モータ７に印加される。

【００２７】図４（ａ）〜（ｃ）の各電圧ＶＭに示すよ
うに「弱」運転モードでは吸込モータ７に供給される電
力が最小で回転数も最小となる。逆に、「強」運転モー
ドではその電力が最大で回転数も最大となる。このよう
な位相制御により吸込モータ７に供給される電力が変化
して回転数が制御される。

【００２８】カレントトランス１１ｃ（図２、図３参
照）によって検出された運転電流の波高値がマイコン１
１ｂに読み込まれ、その波高値に基づいてマイコン１１
ｂでトライアック１１ｅをオン／オフするタイミングを
調整する。例えば波高値が低ければトリガをかけるタイ
ミングを早めることにより、各運転モードで吸込モータ
７は安定した回転数となる。

【００２９】再び図１において、吸込モータ７が回転す
ることにより、吸込口４からごみが吸い込まれ、延長管
３とサクションホース２を通り、本体１に吸い込まれ
る。吸い込まれたごみは集塵部６に設けられている紙パ
ック５の中に溜まり、ごみを取り除いた空気は排気口１
２から排気される。

【００３０】また、紙パック５にごみが溜まってくる
と、吸込モータ７の吸込量が低下してくるので、吸込量
の低下にともなう運転電流の変化又は変動をカレントト
ランス１１ｃ（図２、図３参照）で検出することによ
り、吸込量が低下しないようにトリガ信号ＴＲに補正を
かけている。

【００３１】運転中に手元スイッチ９から運転停止信号
が主制御回路１１のマイコン１１ｂに入力されると、吸
込モータ７への電流を停止し、表示部１０を消灯する。

【００３２】次に、吸込モータ７がロックする可能性の
あるときの制御について説明する。使用者により指示さ
れた運転モードで吸込モータ７が回転している際に、例
えば回転軸の機械的な欠陥のために吸込モータ７に異常
が生じ、運転を続けるとロックする可能性がある場合、
吸込モータ７に流れる電流が増大し、吸込モータ７が発
熱する。また、場合によっては発火や発煙する危険もあ
る。

【００３３】そこで、吸込モータ７の運転電流を検出す
るカレントトランス１１ｃを利用して、マイコン１１ｂ
で正常時の運転電流とモータロック時の電流値の間に基
準電流値を設定しておき、カレントトランス１１ｃで検
出された電流値が基準電流値に達する場合、マイコン１
１ｂの判断によりトライアック１１ｅをオフして吸込モ
ータ７への通電を停止し、運転を停止する。

【００３４】この基準電流値は運転モードごとに設定さ
れている。図５においてまず電源クロックＣＬを示す。
前述のように「弱」、「中」、「強」運転モードでそれ
ぞれトリガ信号ＴＲ（図４参照）により図５（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）に示す電圧ＶＭが吸込モータ７に印加さ
れる。

【００３５】吸込モータ７の運転電流はカレントトラン
ス１１ｃで検出され、図３に示すように電圧に変換され
た信号ＣＴがマイコン１１ｂに入力される。マイコン１
１ｂでは、トリガをかける位相位置に基づいて電源クロ
ックＣＬの立ち下がりから信号ＣＴが波高値となるまで
の時間（「弱」運転モードではＴ_HJ、「中」運転モード
ではＴ_HT、「強」運転モードではＴ_HK）を算出し、その
時の運転電流を検出する。

【００３６】「弱」運転モードでは、図５（ａ）に示す
ように、吸込モータ７が正常であるときの信号ＣＴの波
高値がＩ_Jであり、一方、ロックしたときの波高値がＩ
_JLである場合、Ｉ_JとＩ_JLの間に判断基準レベルＩ_JSが
設定される。時間Ｔ_HJで検出された信号ＣＴの波高値が
増大して判断基準レベルＩ_JSに達すると、マイコン１１
ｂは吸込モータ７がロックする可能性があると判断し、
吸込モータ７への通電を停止し、運転を停止する。

【００３７】「中」運転モードでは、図５（ｂ）に示す
ように、吸込モータ７が正常であるときの信号ＣＴの波
高値がＩ_Tであり、一方、ロックしたときの波高値がＩ
_TLである場合、Ｉ_TとＩ_TLの間に判断基準レベルＩ_TSが
設定される。時間Ｔ_HTで検出された信号ＣＴの波高値が
増大して判断基準レベルＩ_TSに達すると、マイコン１１
ｂは吸込モータ７がロックする可能性があると判断し、
吸込モータ７への通電を停止し、運転を停止する。

【００３８】「強」運転モードでは、図５（ｃ）に示す
ように、吸込モータ７が正常であるときの信号ＣＴの波
高値がＩ_Kであり、一方、ロックしたときの波高値がＩ
_KLである場合、Ｉ_KとＩ_KLの間に判断基準レベルＩ_KSが
設定される。時間Ｔ_HKで検出された信号ＣＴの波高値が
増大して判断基準レベルＩ_KSに達すると、マイコン１１
ｂは吸込モータ７がロックする可能性があると判断し、
吸込モータ７への通電を停止し、運転を停止する。

【００３９】各運転モードによって正常時でも各運転電
流が異なり、また、ロック時でも各電流が異なるが、各
運転モードにそれぞれ判断基準レベルＩ_JS、Ｉ_TS、Ｉ_KS
を設定することにより適切に判断することができるよう
になる。そして、吸込モータ７がロックする可能性があ
るため運転を停止する時に、表示部１０に吸込モータ７
がロックする可能性があるため使用不可であることを表
示する。

【００４０】このように、吸込モータ７が何らかの異常
によってもロックすることがなくなり、吸込モータ７が
ロックする前に表示部１０に表示を行って運転を停止す
るので、使用者に対して不安感を抱かせないようになっ
ている。また、運転が停止したままの状態で運転を実行
しようとしても、マイコン１１ｂでの判断により運転を
行わず、表示部１０で使用不可の状態であることを表示
することができる。

【００４１】このように、本実施形態ではマイコン１１
ｂにおいて運転中に吸込モータ７がロックする可能性が
あるか判断している。そして、ロックする可能性がある
ときには吸込モータ７への通電を停止して表示部１０に
運転不可であることを表示する。吸込モータ７が何らか
の異常のため吸込モータ７がロックする前に運転が停止
するので、使用者に不安感を抱かせない。

【００４２】尚、掃除機に表示部１０が設けられなくて
も、吸込モータ７がロックする可能性がある場合にはマ
イコン１１ｂにより運転が停止するので、発火や発煙等
が防止される。また、運転モードは「弱」、「中」、
「強」の３つに限定されず、多くしても少なくしてもよ
い。

【００４３】

【発明の効果】

＜請求項１の効果＞上述のように本発明により、カレン
トトランス等の電流検出手段で吸込モータ７の運転電流
を検出し、所定のレベルと比較することにより吸込モー
タがロックする可能性があるか判断する。例えば吸込モ
ータの回転軸の機械的な欠陥によりロックする可能性が
ある場合、マイコン等の制御手段で吸込モータへの通電
を停止し、運転を停止する。これにより、吸込モータが
ロックする前に運転を停止することができ、発火や発煙
等の危険が生じなくなる。

【００４４】＜請求項２の効果＞各運転モードによって
吸込モータの回転数が異なっている。そのため、正常に
動作しているときの運転電流やロックしたときの電流値
が異なることとなるが、各運転モードによって基準電流
値を設定することができるので、適切な判断ができるよ
うになる。

【００４５】＜請求項３の効果＞吸込モータがロックす
る可能性のあるときに表示部になされた表示により使用
不可であることを使用者に伝えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態の掃除機の構成を示す
図。

【図２】 そのブロック図。

【図３】 その運転電流により吸込モータを制御する部
分の回路図。

【図４】 その各運転モードでの位相制御の一例を示す
波形図。

【図５】 その各運転モードでの判断基準レベルの一例
を示す波形図。

【符号の説明】

１ 掃除機本体 ２ サクションホース（吸込管） ３ 延長管 ４ 吸込口 ５ 紙パック ６ 集塵部 ７ 吸込モータ ８ 電源プラグ ９ 手元スイッチ １０ 表示部 １１ 主制御回路 １１ａ 電源クロック発生回路 １１ｂ マイコン １１ｃ カレントトランス １１ｅ トライアック １２ 排気口 １３ パワーブラシ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸込モータと、前記吸込モータの運転電
   流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の出力
   に基づいて前記吸込モータの回転を制御する制御手段を
   備えた掃除機において、 前記電流検出手段の出力を所定のレベルと比較すること
   により前記運転電流が所定の基準電流値に達したと前記
   制御手段で判断されたとき、前記制御手段により前記吸
   込モータへの通電を停止することを特徴とする掃除機。
2. 【請求項２】 前記制御手段により前記吸込モータを回
   転数の異なる複数の運転モードで制御するとともに、前
   記所定のレベルを前記運転モードのそれぞれに設定した
   ことを特徴とする請求項１に記載の掃除機。
3. 【請求項３】 前記制御手段により前記吸込モータへの
   通電を停止するときに運転不可であることを表示する表
   示部を設けていることを特徴とする請求項１又は請求項
   ２に記載の掃除機。