JPH10248775A - 電気掃除機の制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、電気掃除機の手元操作部の電源を
電動送風機起動までは電池を用いて供給し、タービンに
よって発電させた後は発電電源で供給して電池の寿命を
のばす。また、手元のゴミセンサーやキー入力を送受信
手段によって本体に伝達することにより、ホースの無線
化が実現するものであって、軽量化、軽操作化の掃除性
能を高めた商品を提供することを目的としている。 【解決手段】 手元操作部にタービンと、発電機２と、
送信手段８と、キー入力とゴミ信号入力されたときに位
相信号を出力するロジックパルス発生装置１２と、電動
送風機起動用起動電源６と、本体に電動送風機１１１
と、受信手段１５と、信号処理部１１０を有し、手元操
作部の電源として電動送風機の起動のみを起動電源で行
い、起動以外は発電電源によって行うように構成したも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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
よるものである。

【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８、図９を用いて
説明する。図８に示すように、１０１は掃除機本体、１
０２はホース、１０３は手元操作部、１０４は延長管、
１０５は床用吸い込み具である。

【０００４】手元操作部１０３には、図９に示すよう
に、掃除機本体１０１からホース１０２を介して供給さ
れる電力を電源として制御するための吸い込み力選択ス
イッチ１０６と停止スイッチ１０７、床面選択スイッチ
１０８及び、ゴミセンサー１０９と信号処理手段１１０
があり、スイッチとゴミセンサー１０９からの入力を受
けて信号処理手段１１０は位相制御信号を出力し、電気
掃除機本体１０１に伝達して、電動送風機１１１を制御
して吸い込み力を変化させる。また、床用吸い込み具１
０５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
源して、ゴミ有無表示素子と回転ブラシモータ１１２が
あり、手元操作部１０３でゴミが検知されると表示を行
い、床面選択スイッチ１０７でじゅうたんを選択すると
回転ブラシモータ１１２を回転させていた。

【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、手元操作部１０３の電源は本体１０１、
ホース１０２を介して供給されているためと、手元操作
部１０３からの位相制御信号を本体１０１に伝達するた
めに、ホース１０２に４本のリード線を通さなくてはな
らず、ホース１０２自体が重く柔軟性が悪いなどの不具
合があった。また、本体にもそれだけのリード線が縦横
無尽に通っているため組立性が悪いなどの不具合もあっ
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、軽量化、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の手段】上記目的を達成するため
に本発明は、吸引用の電動送風機と、集塵経路内に配さ
れ風力により回転するタービンと、前記タービンで回転
駆動され発電する発電機と、前記電動送風機による吸い
込み力を選択する操作部と、前記操作部からの信号を本
体に送信する送信手段と、前記送信手段からの信号を受
信する受信手段と、前記送信信号を処理し位相信号を出
力する信号処理部と、前記信号を選択したときに一定回
数または一定時間位相信号を出力するロジックパルス発
生装置と、前記送信手段、ロジックパルス発生装置の電
源となる起動電源と、前記位相信号を電力変化に変換す
る電力変換手段とを備え、前記送信手段、ロジックパル
ス発生装置への電力供給を電動送風機が起動するまでの
間は、前記起動電源で行い、電動送風機起動後は発電機
による発電電源に切り替える切り替え手段を設け、起動
時は起動電源、起動以外は発電電源によって行うように
構成したものである。

【０００８】

【発明の実体の形態】本発明の請求項１記載の発明は、
吸引用の電動送風機と、集塵経路内に配され風力により
回転するタービンと、前記タービンで回転駆動され発電
する発電機と、前記電動送風機による吸い込み力を選択
する操作部と、前記操作部からの信号を本体に送信する
送信手段と、前記送信手段からの信号を受信する受信手
段と、前記送信信号を処理し位相信号を出力する信号処
理部と、前記信号を選択したときに一定回数または一定
時間位相信号を出力するロジックパルス発生装置と、前
記送信手段、ロジックパルス発生装置の電源となる起動
電源と、前記位相信号を電力変化に変換する電力変換手
段とを備え、前記送信手段、ロジックパルス発生装置へ
の電力供給を電動送風機が起動するまでの間は、前記起
動電源で行い、電動送風機起動後は発電機による発電電
源に切り替える切り替え手段を設けたことにより、手元
操作部の電源を電動送風機の起動のみを起動電源で行
い、起動以外は発電電源によって動作させることがで
き、ホースの電力線をなくすことができる。

【０００９】本発明の請求項２記載の発明は、起動電源
に乾電池、２次電池または太陽電池を用いたことにより
手元操作部の電源を電動送風機の起動のみを乾電池、２
次電池または太陽電池で行い、起動以外は発電電源によ
って動作させることができるためホースの電力線をなく
すことができる。

【００１０】本発明の請求項３記載の発明は、起動電源
に２次電池を用い、発電機により電力を前記２次電池に
充電する充電手段を備え、電動送風機起動後送信手段、
ロジックパルス発生装置への電力供給を発電機による発
電電源により行うとともに、前記充電手段で前記２次電
池に充電するようにしたことにより２次電池の電源が絶
えることがなく電源交換がいらなくなる。

【００１１】本発明の請求項４記載の発明は、起動電源
として高容量コンデンサに充電された充電電源を使用
し、電動送風機起動後送信手段、ロジックパルス発生装
置への電力供給を発電機による発電電源により行うとと
もに、前記高容量コンデンサに充電するようにしたこと
により起動電源の交換がいらなくなりまた、軽量化と小
型化になる。

【００１２】本発明の請求項５記載の発明は、塵埃通路
経路に配され発光素子と受光素子からなるゴミセンサー
を備え、ロジックパルス発生装置は、送信信号が発せら
れたとき並びに前記ゴミセンサーで塵埃が検知されたと
きだけに一定回数または一定時間位相信号出力するよう
にしたことにより、ゴミの有無によって吸い込み力を変
化させることができる。

【００１３】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の第１の実施例について図１
（ａ）（ｂ）、図２を参照しながら説明する。なお、従
来例と同じ構成のものは同一符号を付けて説明を省略す
る。

【００１４】３１は手元操作部の上部材で、３２は手元
操作部の下部材で、３３は手元制御回路であり、手元操
作部の集塵通過経路に電動送風機１１１の風力で回転す
るタービン３０を配しており、電動送風機１１１が動作
をし集塵通過経路に風量がおきるとタービン３０が回転
し、ベルトを介して発電機２を回転させることにより発
電をする構成である。

【００１５】手元操作部１０３に配している制御回路と
して、６は起動電源であり、電動送風機１１１が起動す
るまでの手元制御回路３３の電源となる。３は発電され
た電源を直流に変換する直流発電電源手段であり、電動
送風機１１１が起動した後の手元制御回路３３の電源と
なる。１０６は吸い込み力選択スイッチであり、直流電
源から抵抗６と直列に接続されており、抵抗６と吸い込
み力選択スイッチ１０６の間から、制限抵抗７を介して
ロジックパルス発生装置１２に接続させている。１０７
は停止スイッチであり、上記スイッチ構成と同様であ
る。８は光信号を送信する送信手段で直流電源から抵抗
１１とトランジスタ１０のエミッタ、コレクタ間に直列
に接続されている。トランジスタ９のベースは抵抗１０
を介してロジックパルス発生装置１２に接続されてい
る。１２はロジックパルス発生装置で操作部２４の入力
によって位相信号をロジックパルスで出力する。１３は
切り替え手段で起動電源６と直流発電電源手段３とロジ
ックパルス発生装置１２と接続されている。

【００１６】掃除機本体１０１には、商用電源に電動送
風機１１１と双方向サイリスタ２０が直列に接続されて
いる。２１は直流電源手段であり、商用電源に接続され
ており、マイクロコンピュータ１１０の電源となる。マ
イクロコンピュータ１１０には位相信号を出力するため
の基準信号となる交流同期発生手段２２が接続されてい
る。マイクロコンピュータ１１０の出力はフォトカプラ
１７の入力端子に制限抵抗１８を介して接続されてい
る。電力変換手段である双方向性サイリスタ２０のＴ２
とゲート端子間には、電流制限抵抗１９を介してフォト
カプラ１７の出力端子に接続されている。１４は受信手
段で直流電源から制限抵抗１５と抵抗１６を介して接続
されており、受信手段１４と抵抗１６の間からマイクロ
コンピュータ１１０に接続されている。

【００１７】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によりロジックパルス発生装置１２に入力される前
は、切り替え手段１３によってロジックパルス発生装置
１２の電源を起動電源６によって供給し、スタンバイの
状態で待機しており電動送風機は回転しない。吸い込み
力選択スイッチ１０６を選択すると、ロジックパルス発
生装置１２はそのキー入力を受け自動位相信号のロジッ
クパルス信号を一定回数または一定時間出力する。自動
位相信号が送信手段８によって光信号で掃除機本体１０
１に送信される。

【００１８】掃除機本体１０１に有している受信手段に
よって自動位相光信号を受信し、マイクロコンピュータ
１１０に入力される。入力を受けたマイクロコンピュー
タ１１０はフォトカプラー１７の２次側に自動位相制御
信号を出力する。するとその位相角で１次側がスイッチ
ング動作を行い、その信号が双方向性サイリスタ２０の
ゲートに入力され、Ｔ１、Ｔ２間がショートされ、電動
送風機１１１は自動の吸い込み力で回転する。

【００１９】電動送風機１１１が回転を行い風量が得ら
れると、手元集塵通過経路に配したタービン３０は回転
され、ベルトを介して接続されている発電機２は回転す
る。発電された電源は直流発電電源手段３で直流電源に
変換される。また、ロジックパルス発生装置１２は自動
位相信号を出力してから一定時間後に切り替え手段１３
に信号を出力する。その信号を受け切り替え手段１３は
起動電源６供給から発電電源供給に切り替え、発電電源
がロジックパルス発生装置１３や送信手段８の電源とな
る。切り替えるタイミングは、発電電源が十分に確保さ
れる時間で切り替えることは当然である。

【００２０】さらに吸い込み力選択スイッチ１０６を選
択すると、上記動作によってハイパワーで回転する。停
止スイッチ１０７を選択すると、停止の信号を出力して
電動送風機１１１は停止する。タービン３０の回転が停
止し発電電源が供給できなくなると切り替え手段１３は
起動電源６側に切り替える。送受信手段においては電波
で行うこともできる。

【００２１】上記構成によって手元部と本体部の回路構
成は独立し、電源線や信号線をホースに通す必要がなく
なる。

【００２２】（実施例２）以下に本発明の第２の実施例
を図３を用いて説明する。基本構成は第１の実施例と同
等であるが、手元操作部の制御回路がやや異なるので図
３に示した。つまり、本実施例は、起動電源６を乾電池
２５または太陽電池２６で構成しておりロジックパルス
発生装置１２の電動送風機１１１が回転するまでの電源
として供給する。

【００２３】動作においても第１の実施例と同様のため
省略する。 （実施例３）以下に本発明の第３に実施例を図４を用い
て説明する。基本構成は第１の実施例とほぼ同等である
が、電動送風機１１１が起動するまでの手元制御回路３
３の電源に２次電池４０を有しており、充電手段４１を
介して、直流発電電源３に接続されている。それ以外の
構成については第１の実施例と同様のため省略する。

【００２４】上記構成における動作は以下の通りであ
る。吸い込み力選択スイッチ１０６によりロジックパル
ス発生装置１２に入力される前は、ロジックパルス発生
装置１２の電源を２次電池４０によって供給し、スタン
バイの状態で待機しており電動送風機１１１は回転しな
い。吸い込み力選択スイッチ１０６を選択すると、ロジ
ックパルス発生装置１２は自動位相信号のロジックパル
ス信号を一定回数または一定時間出力する。自動位相信
号が送信手段８によって光信号で掃除機本体１０１に伝
達され電動送風機１１１は自動の吸い込み力で回転し、
タービン３０を回転させ、発電される。発電された電源
は直流発電電源手段３で直流電源に変換され、手元制御
回路３３の電源になると共に２次電池４０に電源を充電
させる。さらに吸い込み力選択スイッチ１０６を選択す
るとハイパワー、静か、自動と吸い込み力が変化する。
停止スイッチ１０７を選択すると、発電電源が供給でき
なくなり、切り替え手段１３によって２次電池４０側に
切り替わり、手元制御回路３３の電源は２次電池４０に
よって供給される。上記構成によって、発電電源の交換
はいらなくなる。

【００２５】（実施例４）以下に本発明の第４の実施例
を図５を用いて説明する。基本構成は第１の実施例とほ
ぼ同等であるが、電動送風機１１１が起動するまでの手
元制御回路３３の電源に充電された高容量のコンデンサ
５０を有しており、ダイオード５１を介して、直流発電
電源３に接続されている。また切り替え手段はなくロジ
ックパルス発生装置１２は高容量コンデンサ５０とダイ
オード５１と接続されている。それ以外の構成について
は第１の実施例と同様のため省略する。

【００２６】上記構成における動作は以下の通りであ
る。吸い込み力選択スイッチ１０６によりロジックパル
ス発生装置１２に入力される前は、ロジックパルス発生
装置１２の電源を充電された高容量コンデンサ５０によ
って供給する。吸い込み力選択スイッチ１０６を選択
し、電動送風機１１１が回転し発電されると直流発電電
源手段で直流電源に変換され、手元制御回路３３の電源
になると共に高容量コンデンサ５０の電源を充電させ
る。停止スイッチ１０７を選択すると、発電電源が供給
できなくなり、高容量コンデンサ５０の蓄えられた電荷
によって手元制御回路３３の電源を供給する。上記構成
によって発電電源の交換はいらなくなり、また、高容量
コンデンサは小型で制御基板に実装できるため操作部は
小型化が行える。

【００２７】（実施例５）以下に本発明の第５の実施例
を図６を用いて説明する。基本構成は第１の実施例とほ
ぼ同様であるが、手元操作部１０３にゴミセンサー６０
と表示素子６１を有し、ゴミセンサーは直流発電電源手
段３に並列に接続されている。表示素子６１は直流発電
電源手段３から接続されており、抵抗６２を介してロジ
ックパルス発生装置１２に接続されている。それ以外の
構成については第１の実施例と同様のため省略する。

【００２８】ゴミセンサーは手元操作部１０３の塵埃通
過経路の一部に、図７のように発光素子７０と受光素子
７１を用いており、発光素子７０と受光素子７１は対向
して構成され、電力が供給されると発光素子７０からの
光は同図に示すように受光素子７１に到達する。塵埃７
２が発光素子７０と受光素子７１の間を通過すると、一
時的に光は遮断され、受光素子７１に光があたらなくな
り、塵埃を検出できる。

【００２９】本実施例では、発光素子７０に発光ダイオ
ードを、受光素子７１にはフォトトランジスタをそれぞ
れ用いた。

【００３０】上記構成による作用は以下の通りで、発光
素子７０の光を塵埃７２が遮ると、受光素子７１のコレ
クタ電位が変化し、コンデンサ７３と、その微小変化を
増幅するオペアンプ７４とＨＩ、ＬＯＷ信号に変換する
コンパレータ７５を経て、ロジックパルス発生装置１２
に伝えられる。ロジックパルス発生装置１２は、床面選
択スイッチ１０６とゴミセンサー６０からの入力を受け
て、電動送風機１１１を回転させる出力と、ゴミがある
ことを使用者に知らせる表示素子６１を点灯させる出力
を行う構成である。

【００３１】上記構成における動作は以下の通りであ
る。吸い込み力選択スイッチ１０６によりロジックパル
ス発生装置１２に入力される前は、ロジックパルス発生
装置１２のみの電源を起動電源６によって供給する。吸
い込み力選択スイッチ１０６を選択し、電動送風機１１
１が回転し発電されると直流発電電源手段３で直流発電
電源に変換され、手元制御回路３３の電源になり、ゴミ
センサー６０が作動する。ゴミセンサー６０によってゴ
ミが検知されると、ロジックパルス発生装置１１０に入
力され、吸い込み力をあげる信号を一定回数出力し、吸
い込み力を一定時間大きくする。また表示素子６１を表
示させる出力も行う。ゴミが検知される度に信号を本体
１０１に伝達し、マイクロコンピュータ１１０によって
信号が処理され電動送風機１１１の吸い込み力を制御す
る。

【００３２】静かポジションにおいても同様である。停
止スイッチ１０７を選択すると、発電電源が供給できな
くなり、ゴミセンサー６０の動作は停止する。また切り
替え手段１３によって起動電源６で手元制御回路３３の
電源を供給するように切り替わる。上記構成にすると手
元部と本体部をつなぐ線がなくなってもゴミの状態によ
って吸い込み力を変えることができる。

【００３３】

【発明の効果】本発明の請求項１または２記載の発明に
よれば、手元に電動送風機を起動させる起動電源と電動
送風機からの風量で発電する発電電源を用いて手元制御
回路に電源を供給するため、本体からの手元電源供給が
不要となる。手元位相制御信号をロジックパルス装置と
送受信手段により本体に伝達することにより、ホースに
リード線を通す必要が無くなる。また、手元からキー入
力されたときだけ一定回数または一定時間だけ位相信号
を伝達することにより起動電源の消耗を最小限に抑える
ことができる。そのことによりホースにリード線を通す
必要が無くなりホース重量が軽くなるとともに、ホース
の絶縁距離が不必要となり柔軟なホースが使用できるた
め、軽量化、軽操作の優れた電気掃除機を実現できる。
また、掃除機本体に縦横無尽に配していたリード線も必
要なくなり、組立性がよく量産性が向上することもでき
る。

【００３４】本発明の請求項３記載の発明によれば、手
元に電動送風機を起動させる電源として２次電池を使用
し、電動送風機からの風量で発電すると発電電源で手元
制御回路を動作させると共に２次電池に充電を行うこと
により、２次電池の電源を絶やさないことができ、電池
の寿命を気にせずに使用できる軽量化、軽操作の優れた
電気掃除機を実現できる。

【００３５】本発明の請求項４記載の発明によれば、手
元に電動送風機を起動させる電源として充電された高容
量コンデンサを使用し、電動送風機からの風量で発電す
ると発電電源で手元制御回路を動作させると共に高容量
コンデンサに充電を行うことにより、高容量コンデンサ
の電源を絶やさないことにより、メンテナンスが全くい
らない、軽量化、軽操作また小型化の行える優れた電気
掃除機を実現できる。

【００３６】本発明の請求項５記載の発明によれば、手
元の吸い込み力を選択するキー入力または、ゴミ信号入
力が入力されたときに一定時間または一定回数位相信号
を伝達することにより、ゴミの有無によって吸い込み力
を制御することができ、ゴミ量に応じた掃除を行える軽
量化、軽操作の優れた電気掃除機が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の第１の実施例を示す電気掃除機
の手元制御回路のブロック図 （ｂ）本発明の電気掃除機の本体制御回路のブロック図

【図２】同電気掃除機の手元操作部の部分断面図

【図３】本発明の第２の実施例を示す電気掃除機の手元
制御回路のブロック図

【図４】本発明の第３の実施例を示す電気掃除機の手元
制御回路のブロック図

【図５】本発明の第４の実施例を示す電気掃除機の手元
制御回路のブロック図

【図６】本発明の第５の実施例を示す電気掃除機の手元
制御回路のブロック図

【図７】（ａ）ゴミセンサーの動作説明図 （ｂ）ゴミセンサーの制御回路のブロック図

【図８】電気掃除機の外観図

【図９】従来例を示す制御装置のブロック図

【符号の説明】

２ 発電機 ６ 起動電源 ８ 送信手段 １２ ロジックパルス発生装置 １３ 切り替え手段 １４ 受信手段 ２０ 電力変換手段 ２４ 操作部 ３０ タービン ４０ ２次電池 ４１ 充電手段 ５０ 高容量コンデンサ ６０ ゴミセンサー ７０ 発光素子 ７１ 受光素子

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 山口 誠二 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】 吸引用の電動送風機と、集塵経路内に配
   され風力により回転するタービンと、前記タービンで回
   転駆動され発電する発電機と、前記電動送風機による吸
   い込み力を選択する操作部と、前記操作部からの信号を
   本体に送信する送信手段と、前記送信手段からの信号を
   受信する受信手段と、前記送信信号を処理し位相信号を
   出力する信号処理部と、前記信号を選択したときに一定
   回数または一定時間位相信号を出力するロジックパルス
   発生装置と、前記送信手段、ロジックパルス発生装置の
   電源となる起動電源と、前記位相信号を電力変化に変換
   する電力変換手段とを備え、前記送信手段、ロジックパ
   ルス発生装置への電力供給を電動送風機が起動するまで
   の間は、前記起動電源で行い、電動送風機起動後は発電
   機による発電電源に切り替える切り替え手段を設けた電
   気掃除機。
2. 【請求項２】 起動電源に乾電池、２次電池または太陽
   電池を用いた請求項１記載の電気掃除機。
3. 【請求項３】 起動電源に２次電池を用い、発電機によ
   り電力を前記２次電池に充電する充電手段を備え、電動
   送風機起動後送信手段、ロジックパルス発生装置への電
   力供給を発電機による発電電源により行うとともに、前
   記充電手段で前記２次電池に充電するようにした請求項
   １記載の電気掃除機。
4. 【請求項４】 起動電源として高容量コンデンサに充電
   された充電電源を使用し、電動送風機起動後送信手段、
   ロジックパルス発生装置への電力供給を発電機による発
   電電源により行うとともに、前記高容量コンデンサに充
   電するようにした請求項１記載の電気掃除機。
5. 【請求項５】 塵埃通路経路に配され発光素子と受光素
   子からなるゴミセンサーを備え、ロジックパルス発生装
   置は送信信号が発せられたとき並びに前記ゴミセンサー
   で塵埃が検知されたときだけに一定回数または一定時間
   位相信号出力するようにした請求項１〜４のいずれか１
   項記載の電気掃除機。