JP3904236B2 - 臭気フィルタを有する真空掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、ハウジングと、このハウジング内に配置された吸引モータであって、動作中吸引孔を介して空気を吸引するとともにこの空気をハウジングの少なくとも１つの出口孔を経て排出する当該モータと、前記ハウジング内のダスト室であって、動作中吸引空気により運ばれたほこりを収集する当該ダスト室と、このダスト室の下流でハウジング内に配置された臭気フィルタとを具える真空掃除機（電気掃除機）に関するものである。
このような真空掃除機は既知である。臭気フィルタは排出空気中に存在する悪臭ガスを吸収する作用をする。これらのガスは、吸引した物質に、頭髪、かび、パンくず等のような腐敗物質が含まれる場合に生じるおそれがある。真空掃除機における既知の臭気フィルタは充分有効に機能しないということを確かめた。特に、臭気フィルタを有する既知の真空掃除機の場合、真空掃除機をスイッチ・オンさせた直後にしばしば排出空気が不快ににおうということを確かめた。このことがユーザにとって且つ真空掃除機の製造者にとっても問題となっている。その理由は、真空掃除機が有効に機能し損なっているという印象をユーザに与えるおそれがある為である。
本発明の目的は、上述した問題を軽減させ、一般に排出さすべき空気から臭気成分を有効且つ信頼的に除外する真空掃除機を提供せんとするにある。
本発明は、頭書に記載した種類の真空掃除機において、動作中で臭気抑制サイクル中、臭気フィルタを通って吸引される空気が臭気フィルタ中に残留する時間を一時的に延長させる手段が設けられており、この手段は、真空掃除機をスイッチ・オンさせた直後に、モータ出力を制限するために制御信号をモータ制御回路に供給しうる電気制御回路を含んでいることを特徴とする。
本発明の特別な例は、請求の範囲の従属項に記載した。
以下、本発明を図面を参照して実施例につき詳細に説明する。
図１は本発明の実施例である真空掃除機を部分的に切欠して線図的に示す側面図であり、
図２は本発明による真空掃除機に対する制御回路の一部の一例を示す回路図である。
図１は真空掃除機１を部分的に切欠して示す線図的側面図であり、以下の説明を正しく理解する上で必要な部分のみを示してある。図示の真空掃除機はハウジング２を有し、このハウジングには通常のように車輪又はローラ４，５が設けられている。図示の真空掃除機は回り継ぎ手が頂部にあるいわゆる“スイベルトップ”型であり、ノズル（図示せず）及びチューブ（図示せず）を介して吸引される空気がホース６と、ハウジング２の頂部に回動自在に装着されている結合管７とを介してダスト（ほこり）室８に達する。しかし、本発明はいかなる種類の真空掃除機にも適用しうるものであり、図面は単に一例を示しているだけであり、これに制限されるものではない。
空気の流れは矢印９，１０により線図的に示してある。本例では、ダスト室が、すでに集めたほこり１２で部分的に充填されたごみ（ほこり）袋又はごみカートリッジ１１を収容している。
ダスト室８の後方にはモータ隔室１３が配置され、このモータ隔室には通常のように、ファン又はインペラが設けられたモータ１４が収容されており、このモータが動作中、矢印９，１０で示すようにダスト室８を介して空気を吸引する。吸引空気と一緒に運ばれたほこりの粒子はダスト室８、本例の場合ごみ袋１１内に残り、ほこりの粒子が無くなった空気がハウジング２の後部に適切に配置された出口孔１５を介して排出される。モータ１４には電気端子箱１６が設けられ、この電気端子箱には、プラグ１７が取付けられたコード１８が設けられている。この電気端子箱１６には更に、例えば吸引力制御等の通常のモータ制御回路を収容することができる。
ごみ袋１１とモータ１４との間には、例えば活性炭とすることのできる臭気フィルタ１９が配置されている。ダスト室８から出る空気は臭気フィルタ１９を通過させる必要があり、従ってこの空気からいかなる臭気成分も排除される。
前述したように、このような臭気フィルタ１９によってはまだ、ダスト室８から出る空気から臭気成分を最適に除外しない。
特に真空掃除機をターン・オンした際には、臭気フィルタにかかわらず悪臭の流れが排出されるおそれがあるということを試験により確かめた。このことは、真空掃除機を使用していない際に、臭気成分がダスト室内で自由に発生して蓄積されるおそれがあるという事実により生じる。その結果、ダスト室を出る空気が含む臭気成分の濃度が比較的高く、真空掃除機をスイッチ・オンした際及びその直後にはこの臭気成分を臭気フィルタによって完全には吸収できない。
この問題は理論的には、一層厚肉のフィルタ１９を用いて、このフィルタ１９中の排気空気の残留時間を長びかせ、これにより臭気成分をより一層完全に吸収させることにより解決することができる。この解決策の場合、厚肉のフィルタ１９が、臭気成分の吸収を改善すること以外に、空気抵抗値を比較的高くもするという欠点がある。これによりモータの過熱のおそれを高めるか或いはモータ出力を高くする必要があるか或いはこれらの双方を生ぜしめる。更に、厚肉のフィルタによって生ぜしめられる比較的高い空気抵抗値は、例えば真空掃除機１をスイッチ・オンさせてからある時間経過した場合のように、臭気成分の濃度が低くなっている動作期間中も存在している。
更に、厚肉のフィルタ１９の場合には、真空掃除機のハウジング２中のスペースを大きくすることも必要である。現在の真空掃除機の設計の場合、通常追加のスペースが無く、新たな真空掃除機の設計に当っては、できるだけコンパクトな構造に向う傾向にある。
本発明は、臭気成分の最大濃度は通常、真空掃除機１をターン・オンさせた時及びその直後に生じ、その後この濃度は減少するという事実の認識を基に成したものである。
ダスト室８から放出される空気が臭気フィルタ１９中に残留する時間を、真空掃除機がスイッチ・オンされた時から開始する短かい時間の間延長させるのが適している。本発明によれば、臭気成分が真空掃除機のスイッチ・オン直後に、臭気フィルタ１９中に残留する時間を長くするのは、真空掃除機１をそのスイッチ・オン時及びその後の短時間の間空気の移動量が少なくなるように動作させることにより、すなわち真空掃除機のモータ１４をスイッチ・オン直後に全速度で動作させないようにすることにより達成することができる。
このようにすれば、不使用時間中に蓄積され最初に排出すべき空気中に比較的高い濃度で存在する臭気成分を、厚肉の臭気フィルタ１９を必要とすることなく有効に吸収しうる。
スイッチ・オン直後のある時間の間空気の移動を低減させるのは、例えばモータ出力をスイッチ・オン後のある短かい時間中最大モータ出力よりも低い値に制限する適切な制御回路により達成することができる。このような制御回路は図１に２０で線図的に示してある。
この制御回路２０の動作はユーザが動作せしめうる通常の吸引力制御回路とは関連せず、電源電流のターン・オン過渡現象を排除する作用をするそれ自体既知の始動回路とも何の関連もしていない。このような始動回路自体は特開平２−７９３２号明細書に記載されており既知である。
本発明による真空掃除機１に用いるのに適した制御回路２０の一例を図２に線図的に示す。本例の制御回路２０は、例えばマイクロプロセッサ２１のような信号プロセッサと、電源回路２２とを有する。真空掃除機がスイッチ・オンされると、電源回路２２が電力をマイクロプロセッサ２１に供給し始める。次に、マイクロプロセッサ２１が、モータ制御回路に直接又は間接的に接続されている制御ライン２３を経て制御信号を生じる。この制御回路はモータ１４に供給される電力を、スイッチ・オン後の予め決定した時間の間、予め決定した値に自動的に制限する。
この予め決定した制限値は手で或いは所望に応じ自動的に設定することができ、この制限値は随意、例えば一定値にするか或いは予め決定した時間の間予め選択したパターンに応じて変化するようにしうる。この予め決定した時間も手で或いは自動的に設定することができる。
本発明による真空掃除機の実際例では、モータ出力を、スイッチ・オン後の例えば２〜３秒の時間中で最大モータ出力の約１０％の初期値から最大モータ出力の２５〜３０％の値まで小さなステップで増大せしめることができた。その後モータ出力を例えば、最大値まで、或いは（例えば吸引力制御のために）手で選択した値まで、或いは（例えば電流過渡現象を排除するために）自動的に選択した値まで５％のステップで増大せしめることができた。これらのステップがとる時間は例えば毎回１００ミリ秒或いは毎回２００ミリ秒とすることができ、その結果最終値には数秒後に到達する。
マイクロプロセッサは簡単に所望通りにプログラミングすることができる。
真空掃除機が正しく動作していないという印象をユーザに与えないようにするために、臭気抑制サイクルが開始されたことを表わす指示光源を設けることができる。
本発明によれば、他のパラメータを考慮することにより、モータの始動出力をより一層精巧に制御することができる。この目的のために、マイクロプロセッサ２１は、他のパラメータに対応する入力制御信号を供給しうる１つ以上の入力端を有する入力制御ゲート２４を具えている。
この点でまず第１に注意すべきことは、動作期間後に真空掃除機を短時間の間のみ不使用状態にする場合には、臭気抑制に要する始動プログラムは必ずしも或いは全く必要ないということである。この状態は例えば、ユーザが真空掃除機を部屋の一方の側から他方の側に或いはある部屋から他の部屋に移動させ、この目的のために差込みプラグを他のソケットに差込む必要がある場合に生じる。この場合不作動時間は、臭気成分を生ぜしめるプロセスがまだ臭気成分を目立って形成せしめない程度に短かい時間である。この場合、モータに供給する電力を制限する前述した予め決定した時間は極めて短かくするか或いは零にもする。
図２に例示した線図では、この状態を以下のようにして許容した。入力制御ゲート２４の入力端の１つ、すなわち入力端２５を蓄積キャパシタ２６の一方の端子に接続し、この蓄積キャパシタの他方の端子を電源回路２２の中性線２７に接続する。このキャパシタ２６と並列に抵抗２８を接続する。実際例では、キャパシタ２６のキャパシタンスを４７０μＦとし、抵抗２８の抵抗値を２．２ＭΩとすることができる。
更に、マイクロプロセッサ２１の出力端３０はキャパシタ２６を直接又はダイオード２９を介して間接的に充電する。本例では、出力端３０における電圧が高い場合に出力端３０がキャパシタ２６を間接的に（ダイオード２９を介して）充電しうるようになっている。マイクロプロセッサ２１は、真空掃除機１のスイッチ・オン後に開始される臭気抑制サイクルが終了した際に出力端３０における電圧が高くなるようにプログラミングされている。その結果、例えば電解キャパシタとすることのできる蓄積キャパシタ２６がプリセット可能な電圧まで充電される。キャパシタ２６が一旦充電されると、高レベルの入力信号が入力端２５に生じる。このような高レベルが、臭気抑制サイクルを開始する出力制御信号をマイクロプロセッサ２１が生じるのを阻止する。
真空掃除機１がスイッチ・オフされると、蓄積キャパシタ２６が抵抗２８を経て放電する。真空掃除機１の短かい不使用時間後ではキャパシタ２６の両端間の電圧は依然として可調整のしきい値を越えており、この電圧が入力端２５において高レベルとして検出される。しかし、長い不使用時間後は、蓄積キャパシタ２６はしきい値よりも低い値まで放電され、その結果低レベルの信号が入力端２５に現われる。従って、このような低レベルの信号は、充分な臭気成分がダスト室８内で発生し、真空掃除機をスイッチ・オンした場合に臭気抑制を行なうのが望ましい長い不使用時間を表わす。従って、真空掃除機１をスイッチ・オンした際にマイクロプロセッサ２１の入力端２５における信号が低い場合には、マイクロプロセッサ２１が臭気抑制サイクルを開始する。真空掃除機１がスイッチ・オンされた際に出力端３０が蓄積キャパシタ２６の充電状態に影響を及ぼさないようにするために、マイクロプロセッサ２１が、スイッチ・オン時にこの出力端３０を低レベルに設定する。この出力端３０は臭気抑制サイクルが終了されるまで高レベルに設定されない。
キャパシタの代りに時間依存制御信号を生じうる他のいかなる蓄積素子をも用いることができることに注意すべきである。この例は、例えばカウンタのようなデジタル時間測定回路又はモータ温度に関連する信号を生じうる温度依存素子である。しかし、デジタル時間測定回路を用いる場合、バッテリ又はキャパシタ等による電力供給が必要である。
不使用時間に関連する制御信号の代りに又はこれと組合せて、他の制御信号をゲート２４の入力端の１つ、例えば入力端３１に供給することができる。この場合、例えばダスト室８の充填度に関する信号を発生させることができる。ほぼ充満したダスト室８における臭気の発生はほぼ空のダスト室８におけるよりも著るしいものとなるおそれがあること明らかであり、空のダスト室８の場合には、臭気抑制サイクルの開始は不必要であるように思える。ごみ袋１１の充填度に関する信号は例えば、真空掃除機１中の空気流通路の両端間又はその一部分、例えばダスト室８の両端間の圧力差を測定するか、或いは適切なセンサを用いるか、或いはごみ袋又はカートリッジ１１の重量を測定することにより得ることができる。ダスト室の充填度に対するセンサを図１に３３で線図的に示してある。
或いはまた、臭気成分が予め決定した濃度になった場合にマイクロプロセッサ２１のゲート２４の入力端の１つ、例えば入力端３２に制御信号を供給する臭気センサ又は光センサを用いることができる。このような臭気センサ又はこのような光センサを図１に３４で線図的に示してある。
マイクロプロセッサ２１の入力ゲート２４は、入力信号の１つが高レベルになった場合に高レベル信号を生じる簡単なゲートとすることができるが、マイクロプロセッサ２１が入力信号に重み付けをし、この重み付けの結果に応じて臭気抑制サイクルを開始するか開始しないかを決定するようにしうる。更に、マイクロプロセッサ２１が重み付けの結果に応じて種々の種類の臭気抑制サイクルを選択するようにしうる。臭気抑制サイクルの持続時間は例えば、重み付けの結果と臭気抑制サイクル中のモータ出力の増大率との双方又はいずれか一方に応じて可変とすることができる。
更に、マイクロプロセッサ２１はゲート２４の１つ以上の入力端における高レベル信号の発生を検出することに加えて、例えば入力信号の実際の振幅又は周波数等のような変数を検出するようにしうる。この場合も、この情報に基づいて、臭気抑制サイクルを開始する必要があるかどうかや、臭気抑制サイクルを開始する必要がある場合にはいかにしてこのサイクルを進行させる必要があるかを決定することができる。
本発明は上述した実施例に限定されず、本発明の範囲内で種々の変形が可能である。

Claims (13)

1. ハウジングと、
   このハウジング内に配置された吸引モータであって、動作中吸引孔を介して空気を吸引するとともにこの空気をハウジングの少なくとも１つの出口孔を経て排出する当該モータと、
   前記ハウジング内のダスト室であって、動作中吸引空気により運ばれたほこりを収集する当該ダスト室と、
   このダスト室の下流でハウジング内に配置された臭気フィルタと
   を具える真空掃除機において、
   動作中で臭気抑制サイクル中、臭気フィルタを通って吸引される空気が臭気フィルタ中に残留する時間を一時的に延長させる手段が設けられており、この手段は、真空掃除機をスイッチ・オンさせた直後に、モータ出力を制限するために制御信号をモータ制御回路に供給しうる電気制御回路を含んでいることを特徴とする真空掃除機。
2. 請求の範囲１に記載の真空掃除機において、前記電気制御回路は入力制御信号に対する少なくとも１つの入力端を有する信号プロセッサを有しており、この電気制御回路は前記モータ制御回路に、入力制御信号に依存する出力制御信号を供給するようになっていることを特徴とする真空掃除機。
3. 請求の範囲２に記載の真空掃除機において、入力制御信号に対する入力端の１つは、真空掃除機がスイッチ・オフされた最終時間から経過した時間長を表わす出力信号を生じうる不使用時間検出器に接続されていることを特徴とする真空掃除機。
4. 請求の範囲３に記載の真空掃除機において、前記不使用時間検出器は、真空掃除機がスイッチ・オフされた際に動作させられるデジタル時間測定回路を有していることを特徴とする真空掃除機。
5. 請求の範囲３に記載の真空掃除機において、前記不使用時間検出器は、真空掃除機の常規動作中充電され、真空掃除機が不使用である際に放電回路を経て放電しうる蓄電キャパシタを具えていることを特徴とする真空掃除機。
6. 請求の範囲２〜５のいずれか一項に記載の真空掃除機において、ダスト室の充填度を検出する検出手段が設けられ、この検出手段により信号プロセッサに対する入力制御信号を生じるようになっていることを特徴とする真空掃除機。
7. 請求の範囲６に記載の真空掃除機において、前記検出手段は、動作中圧力差に依存する信号を生じる少なくとも１つのセンサを有していることを特徴とする真空掃除機。
8. 請求の範囲２〜７のいずれか一項に記載の真空掃除機において、前記ダスト室内又はその近くに配置された少なくとも１つの臭気センサが設けられ、この臭気センサは、信号プロセッサに対する入力制御信号であって臭気成分の濃度に依存する当該入力制御信号を生じるようになっていることを特徴とする真空掃除機。
9. 請求の範囲２〜７のいずれか一項に記載の真空掃除機において、前記ダスト室内又はその近くに配置された少なくとも１つの光センサが設けられ、この光センサは、信号プロセッサに対する入力制御信号であって臭気成分の濃度に依存する当該入力制御信号を生じるようになっていることを特徴とする真空掃除機。
10. 請求の範囲２〜９のいずれか一項に記載の真空掃除機において、信号プロセッサに対する電気入力制御信号であってモータ温度に関連する当該電気入力制御信号を生じる温度依存素子が設けられていることを特徴とする真空掃除機。
11. 請求の範囲１〜１０のいずれか一項に記載の真空掃除機において、臭気抑制サイクルの長さ及び特性の双方又はいずれか一方が以前の真空掃除機の動作に関する１つ以上のパラメータに依存するようになっていることを特徴とする真空掃除機。
12. 請求の範囲１１に記載の真空掃除機において、真空掃除機がスイッチ・オフされた最終時間が極めて最近である場合に、臭気抑制サイクルの長さを零にするようになっていることを特徴とする真空掃除機。
13. 請求の範囲１１又は１２に記載の真空掃除機において、ダスト室に殆どほこりが入っていない場合に、臭気抑制サイクルの長さを零にするようになっていることを特徴とする真空掃除機。

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