JPS6311128A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は電気掃除機に関し、特に、吸込口に物が詰ま
ったことを検知して、駆動モータを一時停止するととも
に、ダンパを１１１き、詰まった物を除去しやすくし、
その侵出動的に再起動を行イ【うような電気掃除機に関
する。

［従来の技術］ 電気掃除機で室内を掃除するとき、ビニール袋などを吸
込口で吸込んでしまうと、吸込口が詰まってしまい、ご
みや埃を吸込むことができなくなってしまう。このよう
な場合、一旦電気掃除機のスイッチをオフにして、本体
の吸込口側を真空圧から大気圧に戻してから吸込口に詰
まったビニール袋などを取除く必要がある。しかし、そ
の都度スイッチをオフにするのは煩雑である。

そこで、本願発明者は、本体の吸込口側の真空圧を検出
し、吸込口側の真空圧が急激に変化したとぎ、モーフを
自動的に停止させるようにしだセンサ付掃除機を提案し
た。このセンサ付抑除礪では、真空圧を検出するために
、２枚の圧電セラミックスを金属板に貼り会わせたバイ
モルフ構造にして圧力セン号を構成し、この圧力センサ
で１９除機内部の圧力を電圧に変換し、この出力電圧が
吸込口の詰まりにより設定値以上になると、モータを停
止して詰まったものを除去しやすくするようにしたもの
である。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上述のセンザ付Ａ’＋ｌ除機では、圧電
センサの温度ドリフトを防止するために、バイモルフ構
造にしかつ圧電センサを収納するケースを金属などの熱
伝導性の良好な材料で構成し、さらにバイモルフ構造に
した圧電センサの両セラミックスの特性を合わぜるため
に、第９図に示すような調整回路を設ける必要があった
。すなわち、第９図に示した調整回路では、２つの圧電
セラミクス２１．２２のそれぞれの特性を合わせるため
に５個のオペアンプ２３ないし２７を設けるとともに、
多数のＣＲ部品などを必要とし、コスト的に高くなって
しまう。また、吸込口に詰まったものが雑誌などのよう
に重い揚谷には問題がないが、ビニール袋などのように
軽いものが吸込口に詰まった場合にはモータの通電を停
止するだけでは、すぐには除去できない場合もあった。

この原因は、モータへの通電を停止しても、モータの悟
性により回転が直ちには停止せず、吸込口側の圧力が残
存するからである。

それゆえに、この発明の主たる目的は、ビニール袋のよ
うな軽いものが吸込口に詰まっても、容易に除去できる
ようにモータの通電停止と同時に吸込側の一部に設けた
ダンパを開口し１！′？で、しかも安価な電気掃除機を
提供することである。

［問題点を解決するための手段〕 この発明は本体内の吸込側を真空圧にするための駆動モ
ータを含む電気１ＩＶｌ除機であって、本体内の吸込側
の真空圧を圧電素子によって検出し、その検出出力を増
幅手段によって増幅し、増幅手段の出力を微分手段によ
って微分し、その微分出力が予め定める値になったこと
に応じて、制御手段によって駆動モータを停止させると
ともにダンパを開いて本体内の吸込側をほぼ大気圧にし
、一定時間経過後に駆動モータを駆動するとともにダン
パを閏じるように制ｍａするごとく構成したものである
。

［作用］ この発明にかかる電気掃除機は、吸込口にビニール袋な
どが詰まったとき、本体内の吸込側の圧力の変化を検知
し、駆動モータを停止させるとともにダンパを開いて本
体内の吸込側をほぼ大気圧にして、吸込口に詰まったビ
ニール袋などを容易に除去できるようにし、一定時間経
過後には駆動モータを自動的に駆動するとともにダンパ
を閉じるようにしたので、吸込口に詰まったものを取去
るだけで、他に何ら操作することなく掃除を続行するこ
とができる。

［発明の実施例］ 第１図はこの発明の一実施例の内部構造を示す図であり
、第２図はこの発明の一実施例に用いられる圧力センサ
の外観図であり、第３図は圧力センサに用いられる圧電
素子の外観図である。

まず、第１図ないし第３図を参照して、この発明の機械
的構成について説明する。掃除機本体１の後部にはモー
タ２が収納され、このモータ２は送風ファン３を回転さ
往る。送風ファン３が回転すると、その前方に設けられ
ている集１復袋１７内の圧力が大気圧から真空圧になり
、吸入口５がら空気とともに、ごみや埃などが集塵袋１
７内に集塵される。また、掃除機本体１内部には圧カレ
ンリ°４が設けられている。この圧力センリ−４には、
第２図に示すように、その内部に圧電素子４１が内蔵さ
れている。この圧電素子４１は円形のσ置板４３に円形
の圧Ｔ１ｔ７ラミクス４２を貼り合わせたユニモルフ構
造に構成されている。

掃除機本体１の吸入口４側にはダンパ６が設けられる。

このダンパ６　＄；ｔ、その一端がビン６１によって回
動可能に軸支され、他端にはＳＭＡコイルばね（形状記
憶合金製コイルばね）７とコイルばね８とが取付【ノら
れている。ＳＭＡコイルばね７に通電すると、このＳＭ
Ａコイルばね７が収縮し、ダンパ６がコイルばね８の弾
性力に抗して聞かれる。それによって、通気口１１．１
０および９を介して空気が１ｌＶｌ除機本体１内に流れ
込み、真空圧から大気圧となる。

第４図はこの発明の一実施例の電気回路図である。

次に、第４図を参照して、この発明の一実施例の電気的
構成について説明する。圧電素子４１は抵抗Ｒ１とコン
デンサＣ１とからなる積分回路を介してＦＥＴ１２のゲ
ートに接続される。なお、圧電素子４にはりピットスイ
ップ−１８が並列接続されている。このリセットスイッ
チ１８は電気もη除菌の電源スイッチに連動するもので
あって、侵述の制御回路１４をリセットするものである
。ＦＥＴ１２のソースはコンデンサＣ２と抵抗Ｒ２とか
らなる微分回路を介してコンパレータ１３の比較入力端
（十）に接続される。コンパレータ１３の基準入力端（
−）には、雷Ｋｉ電圧＋Ｖを抵抗Ｒ３ど可変抵抗器Ｒ４
によって分圧した基準電圧が与えられる。コンパレータ
１３は微分回路の出力すなわちＤ点の電圧が基準電圧よ
りも高くなると、１１８１ルベル信号を出力して制御回
路１４のへ入力端に与える。制御回路１４はたとえばマ
イク［Ｊコンビコータなどによって構成され、Ｂ出力端
からモータ制御回路１５にモータ２を回転させるための
指令信号を与える。また、制御回路１４はＣ出力端から
ダンパ６を開閉するための指令信号をダンパ制御回路１
６に与える。モータ制御回路１５は制御回路１４からの
指令信号に基づいて、［−夕２の起動および停止１Ｉｑ
ａｌＩを行ない、ダンパ制御回ｒＢ１６は制御回路１４
からの指令信号に基づいて、ダンパ６の聞ｍを行なう。

第５図はこの発明の一実施例の具体的な動作を説明する
ためのフロー図であり、第６図は掃除機内部の圧力を示
す図であり、第７図は第４図のＤ点の波形図であり、第
８図は第４図に示したコンパレータの出力波形図である
。

次に、第１図ないし第８図を参照して、この発明の一実
施例の具体的な動作について説明する。

掃除機本体１を運転状態にすると、モータ２が回転し、
送風ファン３によりｍ塵袋１７内の圧力は真空圧になる
。そして、吸込口５によって空気とともにごみや埃など
が集塵袋１７に集塵される。

圧力センサ４は大気圧とＩｌ■除機本機本体１部の圧力
差により歪み、その圧力差に比例した電荷を発生する。

そして、圧電素子４１に生じた電圧はＦＥＴ１２のゲー
トに与えられ、そのソースであるＥ点には圧力差に比例
した電圧が現われる。このＥ点の電圧を検出することに
より、掃除機本体１内部の圧力を測定することが可能で
あるが、圧電素子４１の温度が変化すると、金属板４３
と圧電セラミクス４２の膨張率の差により、圧電セラミ
クス２には歪が発生するので、その分の電圧が加算され
て現われてしまう。

そこで、この発明では、ＦＥＴ１２のソースに現われた
電圧をコンデンサＣ２および抵抗Ｒ２からなる微分回路
によって微分することにより、温度ドリフトのように徐
々に圧電素子４１に発生する電圧がＤ点に現われないよ
うにし、吸込口５が塞がった場合のように、比較的急激
に圧′ｄ１１Ａ子４１の電圧が変化する場合にはＤ点に
電圧が発生するように構成している。

コンパレータ１３はＤ点の電圧と基準電圧とを比較し、
温度ドリフトや吸込口５の床面移動や空中への上げ下げ
などにより発生するＤ点の電圧では常にその出力が“Ｌ
°ルベルとなり、吸込口５の塞がりにより発生するＤ点
の電圧に応じて″″Ｈ′″Ｈ′″レベル信号る。

ところで、モータ２の起動時および再起動時におけるｂ
ｙ　＃　ｉ本体１内の圧力変化は第６図■に示すように
なり、Ｄ点の微分出力は第７図■のようになり、コンパ
レータ１３の出力は第８図■のように′］」”レベルに
変化する。また、吸込口５を移動して掃除を行なってい
るときには、！Ｉ■除機本機本体１内力は第６図■のよ
うになり、Ｄ点の微分出力は第７図■のように現われず
、コンパレータ１３の出力は第８図■に示すように１１
　Ｌ　ＩＩレベルになっている。ざらに、吸込口５にビ
ニール袋などが詰まったときには、圧力変化は第６図■
のように真空圧が高くなり、Ｄ点の微分出力は第７図■
のように高くなり、コンパレータ１３の出力は第８図■
のように゛′トビ°レベルに変化す゛る。さらに、モー
タ２の停止時における圧力変化は第６図■のように徐々
に減少し、Ｄ点の微分出力は第７図■に示すように逆極
性の電圧となり、コンパレータ１３の出力は第８図■に
示すようにＬ°。

レベルとなる。

ここにおいて問題となるのは、モータ２の起動時あるい
は再起動時にも、Ｄ点の微分出力は第７図■に示すよう
に、点線で示す基準電圧を越えてしまい、第８図■に示
すようにコンパレータ１３の出力が“ト１″レベルにな
ってしまうことである。

そこで、この発明では、モータ２の起動時および再起動
時には、コンパレータ１３から″′Ｈ″レベル信号が制
御回路１４に与えられでも、一定時間（２秒間）の間は
モータｉｌ制御回路１５によるモータ２の停止ｌ：Ｌｒ
３よびダンパ制御回路１６によるダンパを聞く制御を禁
止している。

次に、第５図を参照して、ａｌｌｌ　ｔ１１回路１４の
制御動作についてより具体的に説明する。まず、電源が
投入されると、制御回路１４はＣ出力を’Ｈ”レベルに
するとともに、Ｃ出力を”　Ｌ　”レベルにする。Ｃ出
力が″“ｌ−１”レベルになると、モータ制御回路１５
はモータ２を回転させる。また、ダンパ制御回路１６は
Ｃ出力が１１　Ｌ　ＩＩレベルになると、ＳＭＡコイル
ばね７に通電しない。このため、ダンパ６は閉じられた
状態になっている。制御回路１４は、その後２秒を経過
したか否かを判別し、２秒を経過すると、コンパレータ
１３の出力すなわち六入力が″゛Ｈ′Ｈ′ルベルたか否
かを判別する。

すなわち、制御回路１４は吸込口５にビニール袋などが
詰まってコンパレータ１３から“Ｈ”レベル信号が出力
されたか否かを判別する。コンパレータ１３の出力が゛
Ｈ″レベルでなければ、吸込口５が詰まることなく、正
常に動作しているものと判別し、Ｃ出力の°°Ｈ″レベ
ルを維持するとともに、Ｃ出力を゛Ｌ″レベルに維持す
る。このため、モータ制御回路１５はモータ２の回転を
維持し、ダンパｉｔ、ＩＩ御回路１６はダンパ６を閑じ
た状態に維持する。

もし、吸込口５にビニール袋などが詰まると、前述の説
明のごとく、七９除機本体１内の圧力と大気圧との間に
圧力差を生じ、それを圧電ビンナ４内の圧電素子４１が
検出する。圧電素子４１の検出電圧はＦＥＴＩ　２のゲ
ートに与えられ、ンースからはその電圧に応じた電圧が
出力される。この電圧はコンデンナＣ２と抵抗Ｒ２とか
らなる微分回路によって微分され、第７図■に示すよう
な微分信号がコンパレータ１３の比較入力端に与えられ
る。コンパレーク１３はその微分信号が基準電圧よりも
大ぎくなったことを検出し、″Ｈ”レベル信号を制御回
路１４のへ入力端にりえる。制御回路１４はへ入力端が
°゛トビレベルなったことを判別すると、今度はＣ出力
を゛Ｌ″レベルにするとともに、Ｃ出力を゛Ｈ″レベル
にする。

その結果、モータ制御回路１５はモータ２を停止さ「る
。また、ダンパ制御回路１６はＳＭＡコイルばね７を通
電する。ＳＭＡコイルばね６が通電状態になると、収縮
し、ダンパ６がコイルばね８の弾性力に抗して、支点６
１を中心とし、て第１図において時計方向に回動すｉ。

その結果、確除機本体１の内部は、通気口１１．１０お
よび９を介して大気に連通し、第６図の点線で示すよう
に吸込側の圧力が速やかに大気圧になる。このため、吸
込口５にビニール袋のような軽いものが詰まっても、容
易に除去することが可能となる。

制御回路１４はモータ２を停止させた後、２秒経過した
か否かを判別し、２秒経過していれば、初期状態に戻り
、日出力を”Ｈｌｊレベルにするとともに、Ｃ出力を“
Ｌ　”レベルにする。それによって、モータ制御回路１
５はモータ２を再起動し、ダンパ制御回路１６はＳＭＡ
コイルばね７への通電を停止する。その結果、ダンパ６
はコイルばね８の弾性力により、通気口１０を閉じる。

このようにして、自動的に掃除可能な状態に復帰する。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、掃除標本体内の吸込
側の真空圧を検出し、その検出出力を増幅した後微分し
、微分出力が予め定める値になると、駆動モータを停止
させるとともにダンパを開いて本体内の吸込側をほぼ大
気圧にするようにしたので、吸込口にビニール袋などの
軽いものが詰まっても、容易に取除くことができる。し
かも、一定時間経過後には再び駆動モータを駆動すると
ともに、ダンパを１ｍじるようにしたので、自助的に掃
除が可能な状態にｔＵ帰させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の内部構造を示す図である
。第２図はこの発明の一実施例に用いられる圧力センサ
の外観図である。第３図は圧力センサに用いられる圧電
素子の外観図である。第４図はこの発明の一実施例の回
路図である。第５図はこの発明の一実施例の動作を説明
するためのフロー図である。第６図は掃除機内部の圧力
を示す図である。第７図は第４図のＤ点の波形図である
。 第８図は第４図に示したオペアンプの出力波形図である
。第９図は従来の掃除機に用いられている圧力センサの
調整回路を示す電気回路図である。 図において、１は掃除機本体、２はモータ、３は送風フ
ァン、４は圧力センサ、５は吸込口、６はダンパ、７は
ＳＭＡコイルばね、８はコイルばね、９．１０．１１は
通気口、１２はＦＥＴ、１３はコンパレータ、１４Ｇ！
１ｌｔ１１回路、１５はモータ制御回路、１６はダンパ
制御回路、４１は圧電素子、４２は圧電セラミクスを示
す。 （ほか２名） 第２図　　　　　　８３図 第Ｓ図 第６図 第７図 第３図 ■　　■　　■　　　■

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）本体内の吸込側を真空圧にするための駆動モータ
   を含む電気掃除機において、 開かれることによって前記本体内の吸込側を真空圧から
   大気圧にするためのダンパ、 前記本体内の吸込側の真空圧を検出する圧電素子、 前記圧電素子の検出出力を増幅する増幅手段、前記増幅
   手段出力を微分する微分手段、および前記微分手段出力
   が予め定める値になったことに応じて、前記駆動モータ
   を停止させるとともに、前記ダンパを開いて本体内の吸
   込側をほぼ大気圧にし、一定時間経過後に前記駆動モー
   タを駆動するとともに、前記ダンパを閉じるように制御
   する制御手段を備えた、電気掃除機。
2. （２）前記圧電素子は、ユニモルフ構造の圧電セラミッ
   クである、特許請求の範囲第１項記載の電気掃除機。