KR100432790B1 - 전기청소기 - Google Patents

Abstract

압력센서의 출력에 의해서 블로워 모터(blower motor; 송풍기용 전동기)의 제어를 실행하는 전기청소기에 관한 것으로서, 복수개의 제어모드설정으로 사용자가 매우 세세한 조정을 할 수 있는 전기청소기를 제공하기 위해서, 흡입기구, 집진필터, 블로워 모터를 갖는 전기청소기에 있어서, 집진필터 상류측의 진공도를 검출하는 진공도 검출수단과 이 진공도 검출수단에 의해 검출된 진공도가 미리 정한 폭을 갖는 목표진공도로 되도록 블로워 모터의 입력을 제어하는 제어수단을 구비하고 있다.

이와 같은 구성으로 하는 것에 의해서, 피청소면의 상태 변화에 대응하여 흡입력을 유지하면서 가벼운 조작력으로 청소를 할 수 있고, 흡입기구의 전진, 후진 등에 의한 압력차를 흡수할 수 있고 입력 변동이 없어져 음의 변화나 울림소리를 적게 할 수가 있다는 등의 효과가 얻어진다.

Description

전기청소기{ELECTRIC VACUUM CLEANER}

본 발명은 압력센서의 출력에 의해서 블로워 모터(blower motor; 송풍기용 전동기)의 제어를 실행하는 전기청소기에 관한 것이다.

압력센서의 출력에 의해서 블로워 모터의 제어를 실행하는 종래의 전기청소기는 예를 들면 일본국 특허공개공보 소화 64-64616에 도시된 바와 같이 미리 정해진 제어패턴을 기억하는 기억부, 블로워 모터의 속도제어를 실행하는 마이크로컴퓨터 및 집진필터의 상류측에 위치하는 흡인압력과 대기의 압력차를 검출하는 압력검출회로를 갖고, 압력검출회로에 의해 검출된 압력검출값이 피청소면의 변화에 의한 것인지 또는 집진필터의 눈(mesh)막힘량 변화에 의한 것인지를 식별해서 기억부에 기억되어 있는 패턴에 따라서 전동기의 속도제한을 실행하고 있고 사용상의 편리함을 향상시키는 것을 목적으로 한 것이다.

그러나, 상기한 종래의 전기청소기에 있어서는 피청소면에 대한 전동기의 설정회전수는 먼지의 제거용이성, 더 나아가서는 마루노즐이 피청소면에 흡착하는 상태를 고려해서 먼지를 제거하기 어려운 융단을 가장 높게 설정하고, 그 밖의 것은 다다미, 소파, 커텐의 순으로 낮게 설정하는 것이 좋다고 기재하고 있지만, 융단상에서 파워를 올리면 흡착이 강하게 되고 조작력이 무거워 사용하기 불편하다는 문제가 있었다.

또, 피청소면은 수많이 존재하기 때문에 설정하는 소정의 패턴도 종류가 많아져 메모리용량이 증대해 버리고, 반대로 패턴수를 저감하면 임계값 부근에서 블로워 모터의 입력변동이 크게 되어 사용하기 불편한 것으로 된다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같이 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 피청소면의 상태변화에 대응해서 흡입력을 유지하면서 가벼운 조작력으로 청소를 할 수 있고, 블로워 모터의 입력이 너무 올라가 조작력이 무거워 지는 것을 방지하고, 입력이 너무 내려가 먼지가 흡인되지 않게 되는 것을 방지할 수 있고, 또 복수개의 제어모드설정으로 사용자가 매우 세세한 조정을 할 수 있는 전기청소기를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예를 도시한 전기청소기의 개략구성도,

도 2는 본 발명의 실시예를 도시한 전기청소기의 제어블럭도,

도 3은 목표진공도를 결정하기 위한 집진필터 상류진공도와 조작력의 관계를 도시한 특성도,

도 4는 목표진공도를 결정하기 위한 흡입력과 조작력의 관계를 도시한 특성도,

도 5는 집진필터 상류진공도와 시간의 관계의 기본특성도,

도 6은 집진필터에 먼지가 쌓인 경우의 집진필터 상류진공도와 풍량의 관계를 도시한 특성도,

도 7은 흡입구가 밀폐된 경우의 집진필터 상류진공도와 풍량의 관계를 도시한 특성도,

도 8은 본 발명의 실시예의 동작흐름도.

<부호의 설명>

1; 전기청소기본체, 2; 집진필터, 3; 블로워 모터(blower motor; 송풍기용 전동기), 8: 압력센서, 14; 제어수단, 15; 모터제어수단, 16; 진공도판정수단, 19; 모드판정수단, 18; 스위치, 20; 목표진공도 데이타기억수단.

본 발명에 관한 전기청소기는 흡입기구, 집진필터, 블로워 모터를 갖는 전기청소기에 있어서 상기 집진필터 상류측의 진공도를 검출하는 진공도 검출수단과 이 진공도 검출수단에 의해 검출된 진공도가 미리 정한 폭을 갖는 목표진공도로 되도록 상기 블로워 모터의 입력을 제어하는 제어수단을 구비한다.

또, 목표진공도는 미리 목표 상한값을 정하고, 이 목표 상한값 이하인 1000Pa의 폭 이내로 한 것이다.

또, 제어수단은 진공도 검출수단에 의해 검출된 진공도가 목표 상한값 미만일 때는 블로워 모터의 입력전력의 위상각이 위상각 상한 미만이고 상기 진공도가 목표진공도의 폭 이내이면 위상각을 유지하고, 상기 목표진공도의 하한값 미만이면 위상각을 저감하며 상기 진공도가 상기 목표 상한값을 초과했을 때는 상기 블로워모터의 입력전력의 위상각이 위상각 하한값 미만이면 위상각을 유지하고, 상기 위상각 하한값 이상이면 위상각을 증가시키는 것이다.

또, 복수개의 제어모드를 입력하는 스위치부와 이 스위치부에서 입력된 상기 제어모드에 따라서 블로워 모터를 제어하는 모드설정수단을 구비한다.

<발명의 실시예>

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 설명한다. 또한, 횡형 형태의 전기청소기를 예로 들어 설명하겠지만, 종형 형태, 핸디 형태(handy-type)로도 채용가능하다.

도 1은 청소기의 개략구성도, 도 2는 본 발명의 실시예인 전기청소기의 제어블럭도, 도 3은 목표진공도를 결정하기 위한 집진필터 상류진공도와 조작력의 관계를 도시한 특성도, 도 4는 목표진공도를 결정하기 위한 흡입력과 조작력의 관계를 도시한 특성도, 도 5는 집진필터 상류진공도와 시간의 관계의 기본특성도, 도 6은 집진필터에 먼지가 쌓인 경우의 집진필터 상류진공도와 풍량의 관계를 도시한 특성도, 도 7은 흡입구가 밀폐된 경우의 집진필터 상류진공도와 풍량의 관계를 도시한 특성도, 도 8은 동작흐름도이다.

도 1에 있어서, (1)은 전기청소기본체, (2)는 집진필터, (3)은 블로워 모터, (4)는 호스(hose), (5)는 파이프(pipe), (6)은 흡입기구, (7)은 제어기판, (8)은 집진필터(2)의 상류측의 진공도를 검출하는 압력센서, (9)는 집진실, (10)은 호스접속구이다.

도 2에 있어서, (11)은 상용교류전원, (3)은 상용교류전원(1)에 쌍방향 사이리스터(thyristor)(3)을 거쳐서 접속된 흡인용의 블로워 모터, (14)는 전기청소기의 블로워 모터(3)을 제어하는 제어수단으로서, 마이크로컴퓨터가 사용되고, 모터제어수단(15), 진공도 판정수단(16), 모드판정수단(19)로 구성된다.

(17)은 전기청소기본체의 집진필터 상류측의 진공도를 검출하여 피청소면의 상태를 판단하는 진공도 검출수단으로서, 압력센서(8)로 이루어진다. (18)은 목표진공도의 설정변경 등의 조작내용을 마이크로컴퓨터(14)의 모드판정수단(19)에 입력하는 스위치이다. (20)은 미리 실험에 의해서 구한 목표진공도 데이타를 기억하는 목표진공도 데이타기억수단이다.

다음에, 본 발명의 동작원리에 관한 실험결과를 도 3∼도 8에 의해 설명한다.

우선, 흡입력과 흡입기구의 조작력의 관계에 대해서 실험한 결과를 도 3에 의해 설명한다. 도면에 도시한 바와 같이 흡입력은 조작력이 증가하면 흡입력이 상승하는 경향에 있지만 임의의 점 A에서 상승하지 않고 포화해 버리는 것을 확인하였다. 즉, 점 A까지 조작력을 감소시켜도 흡입력은 거의 변하지 않는다. 따라서, 이 점 A 부근을 목표 흡입력과 목표조작력으로 하면 흡입력을 유지하면서 가벼운 조작을 할 수 있으므로, 이 점부근에서 목표조작력과 목표흡입력을 정하였다.

또한, 피청소면이 마루, 다다미 등일일 때에 비해 융단인 경우에는 조작력이 커진다.

한편, 집진필터 상류진공도와 흡입기구의 조작력의 관계에 대해서 실험한 결과를 도 4에 의해 설명한다. 도면에 도시한 바와 같이 집진필터 상류진공도와 흡입기구의 조작력의 관계는 비례하고, 집진필터 상류의 진공도를 올리고 흡입력을 올리면 조작력이 증대하고 융단인 경우에는 흡착이 특히 강하게 되었다.

이 도 4에 있어서, 도 3에서 정한 목표조작력에 대응하는 집진필터 상류진공도에서 목표진공도를 정하는 것에 의해, 흡입력을 유지하면서 가벼운 조작을 할 수 있게 된다.

다음에, 상기 실험결과에서 집진필터 상류의 목표진공도를 일정하게 유지하도록 블로워 모터(3)의 입력 변동을 최소한으로 억제하도록 실험을 실행하였다.

우선, 목표진공도를 예를 들면 4000Pa, 6000Pa 등으로 설정해서 실시하였다. 그 결과, 흡입기구(6)을 조작해서 전진, 후진을 했을 때 블로워 모터(3)의 입력 변동이 크기 때문에 목표진공도로 폭을 갖게 해서 실험하였다. 즉, 목표진공도 상한값을 4000Pa, 6000Pa 등으로 하고 진공도를 이들의 목표 상한값 이하인1000Pa의 폭 이내로 한 진공도일 때와 이들 진공도목표 하한값 미만의 진공도로 했을 때에 대해 각각 실험하였다.

그 결과 목표 하한값 미만의 진공도로 했을 때는 블로워 모터(2)의 입력 변동이 커져 음의 변동이나 울림소리(진동음)가 발생하였다. 한편, 진공도를 목표 상한값 이하인 1000Pa의 폭 이내로 했을 때는 블로워 모터(3)의 입력 변동도 거의 없고 음의 변동도 거의 없어 양호하였다.

이상의 실험결과에서, 진공도는 도 5에 도시한 바와 같이 집진필터 상류의 진공도를 목표 상한값(PMAX) 이하인 1000Pa의 폭(H) 이내로 되도록 하고, 진공도가저하하는 경향일 때(a)는 PMIN에서 블로워 모터(3)의 입력감소의 제어를 중지하고 진공도가 상승하는 경향일 때(b)는 PMAX에서 입력상승의 제어를 중지하도록 제어하는 것이 바람직하다. 이와 같이 진공도의 폭을 갖게 하는 것에 의해, 흡입기구(6)를 전진, 후진 등으로 했을 때의 압력차를 흡수할 수 있고 입력 변동이 없도록 할 수가 있다.

또한, 도 5에 있어서 집진필터 상류진공도가 저하하는 경향(a)로 되는 것은 도 6의 눈막힘상태로 된 경우의 집진필터 상류진공도와 풍량의 관계도에 도시된 바와 같이, 집진필터(2)에 흡입한 먼지에 의해서 눈막힘이 발생하여 풍량100%보다 낮은 풍량으로 운전되고 있을 때이다.

또, 집진필터 상류진공도가 상승하는 경향(b)로 되는 것은 도 7의 흡입구가 밀폐된 경우의 집진필터 상류측진공도와 풍량의 관계도에 도시된 바와 같이, 흡입구가 밀폐된 것에 의해서 풍량100%보다 낮은 풍량으로 운전되고 있을 때이다.

다음에 본 발명의 실시예의 동작을 설명한다. 전기청소기전체의 동작은 도 1에 도시한 구성에 있어서 블로워 모터(3)이 제어기판(7)에 의해서 구동되면, 흡입기구(6), 파이프(5), 호스(6)에서 흡입된 바람은 집진필터(2), 블로워 모터(3)을 통과하여 전기청소기본체(1)의 외부로 배출된다. 따라서, 집진필터(2)의 상류측에 위치해서 호스접속구(10)내에 마련한 압력센서(8)에 의해 풍량의 변화에 따라 진공도가 검출된다.

다음에, 제어수단(14)에 의한 제어를 도 2, 도 8에 의해 설명한다. 우선, 집진필터(2)에 흡입된 먼지에 의해 눈막힘이 발생하여 풍량100%보다 낮은 풍량으로 운전되고 있고 집진필터 상류측진공도가 저하하는 경향의 경우에 대해서 설명한다.

최초에 모터제어수단(15)에 의해 설정된 위상각 PWS(스텝 S100)에서 블로워 모터(3)의 위상제어운전(S101)이 실행되고 압력센서(8)에 의해 집진필터 상류진공도의 검출을 실행한다(스텝 S102). 다음에, 진공도 판정수단(16)에 있어서 스텝S102에서 검출된 진공도(PS)가 목표진공도 데이타기억수단(20)에서 입력된 목표진공도 상한 PMAX 이상인지 미만인지의 판단을 한다(스텝 S103).

집진필터(2)가 눈막힘일 때에는 집진필터 상류측진공도는 저하하는 경향이고 진공도(PS)가 목표진공도 상한 PMAX 미만이므로 스텝S106으로 진행한다. 스텝 S106에서 위상각 X의 값이 PWMAX 이상인 경우에는 스텝 S101로 되돌아간다. 위상각 X의 값이 PWMAX 미만인 경우에는 다음의 스텝 S107로 진행하고 집진필터 상류측진공도가 목표진공도 데이타기억수단(20)에서 입력된 목표진공도의 폭 이내(PMAX≥PS≥PMAX-H)인 경우에는 스텝 S101로 되돌아가고, 목표진공도의 하한 미만(PS<PMAX-H)인 경우는 스텝 S108로 진행하고 위상각값X를 1hex저감해서 스텝S101로 되돌아간다. 이 때, 위상각값X가 감소하므로 입력이 상승한다.

다음에, 흡입구가 밀폐된 것에 의해서 풍량100%보다 낮은 풍량으로 운전되어 있고 집진필터 상류측진공도가 상승하는 경향인 경우에 대해서 설명한다. 스텝S100∼S102까지는 상기 설명과 동일한다.

진공도판정수단(16)에 의해 스텝S102로 검출된 진공도(PS)가 목표진공도 데이타기억수단(20)에서 입력된 목표진공도 상한 PMAX 이상인지 미만인지의 판단을한다(스텝 S103). 흡입구(6)이 밀봉되어 있을 때에는 집진필터 상류진공도는 상승하는 경향이고 진공도(PS)가 목표진공도 상한 PMAX 이상이므로 스텝 S104로 진행한다.

스텝 S104에서 위상각 X의 값이 PWMIN 미만인 경우에는 스텝 S101로 되돌아가고 위상각 X의 값이 PWMIN 이하인 경우는 스텝 S105로 진행하고 위상각값 X를 1hex 증가해서 S101로 되돌아가고 블로워 모터(3)의 위상제어운전을 실행한다. 이 때, 위상각값 X가 증가하므로 입력이 저하한다.

이상은 목표진공도 데이타기억수단(20)에서 입력된 데이타에 의해 제어하는 경우에 대해서 기술했지만, 사용자가 스위치부(18)에 의해 목표진공도의 상한값을 변경한 패턴 등을 모드설정수단(19)에 입력해서 조정을 할 수가 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 흡입기구, 집진필터, 블로워 모터를 갖는 전기청소기에 있어서, 상기 집진필터 상류측의 진공도를 검출하는 진공도 검출수단과 이 진공도 검출수단에 의해 검출된 진공도가 미리 정한 폭을 갖는 목표진공도로 되도록 상기 블로워 모터의 입력을 제어하는 제어수단를 구비했으므로, 피청소면의 상태 변화에 대응하여 흡입력을 유지하면서 가벼운 조작력으로 청소를 할 수 있다.

또, 목표진공도는 미리 목표 상한값을 정하고, 이 목표 상한값 이하인 1000Pa의 폭 이내로 했으므로, 흡입기구의 전진, 후진 등에 의한 압력차를 흡수할 수 있고 입력 변동이 없어져 음의 변화나 울림소리를 적게 할 수가 있다.

또, 제어수단은 진공도 검출수단에 의해 검출된 진공도가 목표 상한값 미만일 때에는 블로워 모터의 입력전력의 위상각이 위상각 상한 미만이고, 상기 진공도가 목표진공도의 폭 이내이면 위상각을 유지하고 상기 목표진공도의 하한값 미만이면 위상각을 저감하고, 상기 진공도가 상기 목표 상한값을 초과했을 때는 상기 블로워 모터의 입력전력의 위상각이 위상각 하한값 미만이면 위상각을 유지하고 상기 위상각 하한값 이상이면 위상각을 증대하므로 입력이 너무 올라가서 조작력이 나빠지는 것을 방지하고 입력이 너무 내려가서 먼지가 흡인되지 않게 되는 것을 방지할 수가 있다.

또, 복수개의 제어모드를 입력하는 스위치부와 이 스위치부에서 입력된 상기 제어모드에 따라서 블로워 모터를 제어하는 모드설정수단을 구비했으므로, 사용자가 모드를 변경해서 매우 세세한 조정을 할 수가 있다.

Claims (3)

1. 흡입기구, 집진필터, 블로워 모터를 갖는 전기청소기에 있어서,

   상기 집진필터 상류측의 진공도를 검출하는 진공도 검출수단과,

   이 진공도 검출수단에 의해 검출된 진공도가 미리 정한 폭을 갖는 목표진공도로 되도록 상기 블로워 모터의 입력을 제어하는 제어수단을 구비하고,

   상기 제어수단은

   진공도 검출수단에 의해 검출된 진공도가 목표 상한값 미만일 때는 블로워 모터의 입력전력의 위상각이 위상각 상한 미만이고 상기 진공도가 목표진공도의 폭 이내이면 위상각을 유지하고, 상기 목표진공도의 하한값 미만이면 위상각을 저감하고,

   상기 진공도가 상기 목표 상한값을 초과했을 때에는 상기 블로워 모터의 입력전력의 위상각이 위상각 하한값 미만이면 위상각을 유지하고, 상기 위상각 하한값 이상이면 위상각을 증가시키는 것을 특징으로 하는 전기청소기.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   복수개의 제어모드를 입력하는 스위치부와,

   이 스위치부에서 입력된 상기 제어모드에 따라서 블로워 모터를 제어하는 모드설정수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 전기청소기.