JP4542628B2 - 電気ブラシの操作モードに依存する出力制御を有する真空掃除機 - Google Patents
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Description
この発明は、ハウジングと、これに収納され第1の電気モーターによって駆動できる吸込みユニットと、第2の電気モーターによって駆動できる回転自在なブラシをもつ吸込みアタッチメントと、前記第1モーターを通る電流を制御するための電気制御ユニットとを有する真空掃除機に関するものである。
【0002】
冒頭のパラグラフで定義したタイプの真空掃除機は、ヨーロッパ特許第0458057号公報から既知である。この既知の真空掃除機は、吸込みアタッチメント内の空気圧を測定するための圧力センサーを有する。操作中に、真空掃除機のユーザーが吸込みアタッチメントを掃除すべき表面上で移動させると、吸込みアタッチメント内の空気圧が変動する。なぜならば、前記表面及び吸込みアタッチメントを介して吸込みユニットによって吸い込まれる空気は、前記表面のでこぼこによる変動抵抗に出くわすからである。吸込みアタッチメント内の圧力変動は、吸込みアタッチメントが移動する表面のタイプに依存する大きさを有する。圧力変動は、表面が例えばカーペットであるときは比較的大きく、一方、表面が例えば木製の床又はタイル床の場合のように平坦であるときは比較的小さい。既知の真空掃除機の制御ユニットは、吸込みアタッチメント内の圧力センサーによって測定された圧力変動の大きさを基準として表面のタイプを検知するマイクロプロセッサーを有する。マイクロプロセッサーは、検知した表面のタイプに依存させて、吸込みユニットを駆動させる第1モーターと、ブラシを駆動させる第2モーターの双方を通る電流を制御する。この方法では、制御ユニットが、吸込みユニットの吸込み力と、ブラシの回転速度とを表面の検知したタイプに対し適合させ、その結果、真空掃除機の、クリーニング能力と、使用しやすさと、電流消費と、騒音生成との間の最適な関係が、表面の異なるタイプに対して得られる。
【0003】
既知の真空掃除機の欠点は、ユーザーが真空掃除機を取り扱う方法によって、吸込みアタッチメント内の圧力変動が影響を受けることである。ユーザーが、例えばカーペット上の固定位置に吸込みアタッチメントを保持するか、又はカーペット上を比較的大きな押しつけ圧力で吸込みアタッチメントを移動させると、吸込みアタッチメント内の圧力変動は比較的小さくなり、その結果として、制御ユニットが平坦なタイプの表面であるものと検知し、カーペットに対し、最適な方法で吸込みユニットの吸込み力及びブラシの回転速度を適合しなくなるおそれがある。ユーザーが吸込みアタッチメントを平坦な床から離して移動させ、かつそれを連続して数回停滞させると、吸込みアタッチメント内の圧力変動が比較的大きくなり、その結果として、制御ユニットがカーペットであるものと検出するおそれがある。既知の真空掃除機の制御ユニットによるこのような誤解は、制御ユニットのマイクロプロセッサーに多数の補助的な制御規則を設けることによって防止することができる。しかしながら、この結果として、制御ユニットは比較的複雑になりかつ遅い。
【0004】
この発明の目的は、冒頭の段落で定義したタイプの真空掃除機を提供することにあり、吸込みユニットを駆動させるモーターを通る電流の制御を、ユーザーが真空掃除機を取り扱う方法にほとんど依存させないことにより、真空掃除機の、クリーニング能力と、使用しやすさと、電流消費と、騒音生成との間の関係を改良することができる。
【0005】
この目的のため、この発明に従う真空掃除機は、第1モーターを通る電流を、制御ユニットによってブラシの操作モードに応じて制御することができ、モードは、真空掃除機のユーザーによって選択でき、制御ユニットは、吸込みアタッチメント内の空気圧は第1限界値以下には減少せず、真空掃除機内の空気流は第2限界値を超えず、そして、これら2つの限界値の少なくとも一方に達するような方法で第1モーターを通る電流を制御し、制御ユニットが、ユーザーによってブラシについて選択した操作モードに依存させて、2つの限界値の少なくとも一方を決定することを特徴とする。例えば、ブラシの、停止モード、作動モード、又は回転速度のようなブラシの操作モードは、例えばスイッチによってユーザーが設定することができ、また掃除するための表面のタイプに依存してユーザーが選択することができる。制御ユニットは、例えば前記スイッチの設定によって決定される電気信号を受け取り、また、この電気信号に依存する、例えば予め決めた多数の制御プログラムから制御プログラムを選択する。ブラシを所定タイプの表面に対し最適な操作モードに設定することはユーザーにとって簡単であり、例えば前述した既知の真空掃除機で表面タイプの正確な検出をするのに必要である吸込みアタッチメントの一様な動作よりも、ユーザーによって一般に正確に行われる。制御ユニットは、そのようにユーザーによって設定されるブラシの操作モードに応じて、第1モーターを通る電流を制御し、吸込みユニットの吸込み力の制御は、ユーザーが真空掃除機を取り扱う方法にほとんど依存せず、その結果、大部分の場合に、吸込みユニットの吸込み力を表面のタイプによりよく適合させ、真空掃除機の、クリーニング能力、使用しやすさ、電流消費、及び騒音生成が改良させる。
【0006】
前述及び後文において、「第1モーターを通る電流の制御又は測定」という表現は、単位時間当たりに第1モーターを流れる電気量の制御又は測定のみを意味しないことについて理解すべきである。第1モーターを通る電流を制御する方法を、第1モーターを電気的に作動させる方法に接続する。例えば、第1モーターを通る電流は、第1モーターを横切る電圧を制御することによって、又は第1モーターを横切る電流のパルス幅、即ち、第1モーターを横切る電圧の位相角を制御することによって制御することもまたできる。そのようにして、第1モーターを通る電流は、例えば第1モーターを横切る電圧を測定することによって、又は第1モーターを通る電流の前記パルス幅を測定することによって測定することもできる。
【0007】
この発明に従う真空掃除機の実施例は、制御ユニットは、吸込みアタッチメント内の空気圧は第1限界値以下には減少せず、真空掃除機内の空気流は第2限界値を超えず、そして、これら2つの限界値の少なくとも一方に達するような方法で第1モーターを通る電流を制御し、制御ユニットが、ユーザーによってブラシについて選択した操作モードに依存させて、2つの限界値の少なくとも一方を決定することを特徴とする。吸込みアタッチメントを、深い毛並みのカーペット上を移動させると、カーペットを介して吸込みユニットによって導入された空気は、比較的高い抵抗に出くわし、吸込みアタッチメント内に比較的低い空気圧と比較的弱い空気流を生じる結果となる。この場合では、制御ユニットは、吸込みアタッチメント内の空気圧が第1限界値に対応する値を有し、空気流が第2限界値よりも小さい値を有するような方法で、第1モーターを通る電流を制御する。これは、ユーザーによって吸込みアタッチメントに作用させるべき前進力であって、吸込みアタッチメント内の空気圧が減少するときに増加する前進力を制限し、その結果、真空掃除機の使用しやすさが改良される。吸込みアタッチメントを、短い毛並みのカーペット上か、又は平坦な床上を移動させると、このカーペット又は床を介して吸込みユニットによって導入される空気は、比較的低い抵抗に出くわし、吸込みアタッチメント内の比較的高い空気圧と比較的強い空気流が生じる結果となる。この場合では、制御ユニットは、真空掃除機内の空気流が第2限界値に対応する値を有し、吸込みアタッチメント内の空気圧が第1限界値よりも大きな値を有するような方法で、第1モーターを通る電流を制御する。これは、真空掃除機内の空気流が、吸込みアタッチメントの十分なクリーニング作用にとって必要であるよりも大きな値に達するのを防止することができ、これによって、真空掃除機の電流消費及び騒音生成を制限することができる。そのうえ、これは、吸込みアタッチメントを、掃除するための表面から離して移動させるとき、第1モーターの高速度と、結果として生じる高負荷及び電力消費を防止し、この場合には、実際にはもはや吸込みアタッチメント内は部分真空ではない。制御ユニットが、ユーザーによって選択されたブラシの操作モードに依存する2つの限界値の少なくとも一方を決定するとき、吸込みアタッチメント内の空気圧又は真空掃除機内の空気流が、表面のタイプに依存してユーザーによって選択されるブラシの操作モードと自動的に適合する。ブラシの操作モードに応じて前記限界値の適当な選択によって、真空掃除機内の、クリーニング能力、使用しやすさ、電流消費、及び騒音生成が改良される。
【0008】
この発明に従う真空掃除機の他の実施例は、制御ユニットは、吸込みユニットの上流及びその付近で測定される、吸込みユニットの吸込み圧力と、第1モーターを通る測定された電流との関数として空気流を決定するプロセッサーを有することを特徴とする。吸込みユニットの前記吸込み圧力、第1モーターを通る電流、及び吸込みユニットを通る空気流の間の関係が、予め測定でき又は計算でき、かつ、前記吸込み圧力及び第1モーターを通る電流が比較的簡単な方法で測定できるので、空気流の比較的困難かつ信頼性の低い直接的な測定を、この実施例によって回避することができる。
【0009】
この発明に従う真空掃除機の特別な実施例は、プロセッサーは、空気流と、吸込みユニットの吸込み圧力と、第1モーターを通る電流との間の関係を、表の形式で蓄積した電気メモリーを有することを特徴とする。前記プロセッサーに表の形式で前記関係を蓄積してあるので、空気流の値を、正確にかついかなる重要な遅れもなく読み取ることができ、その結果、制御ユニットは前記プロセッサーによって悪影響を及ぼさない応答時間を有する。
【0010】
この発明に従う真空掃除機の更なる実施例は、制御ユニットは、吸込みユニットの上流及びその付近で測定される、吸込みユニットの吸込み圧力と、第1モーターの測定された速度との関数として空気流を決定するプロセッサーを有することを特徴とする。吸込みユニットの前記吸込み圧力、第1モーターの速度、及び吸込みユニットを通る空気流が、予め測定することができ又は計算することができ、かつ前記吸込み圧力及び第1モーターの速度が比較的簡単な方法で測定できるので、空気流の比較的困難でかつ信頼性の低い直接的な測定を、この実施例によって回避することができる。
【0011】
この発明に従う真空掃除機の他の実施例は、吸込みユニットの吸込み圧力は、真空掃除機のごみ容器と吸込みユニットとの間に配置した圧力センサーによって測定できることを特徴とする。吸込みユニットのためのフィルターを、真空掃除機のごみ容器と吸込みユニットとの間に配置すれば、可能な限り正確な吸込み圧力測定が、圧力センサーをフィルターと吸込みユニットとの間に配置すれば達成される。しかしながら、代案の圧力センサーは、ごみ容器とフィルターとの間に配置することができるが、この場合には、フィルターの汚損の結果として生じる圧力損失を許容することができる。
【0012】
この発明に従う真空掃除機の特別な実施例は、第1限界値は、ユーザーによってブラシについて選択した操作モードとは無関係であり、吸込みアタッチメント内の空気圧が圧力スイッチによって測定することができることを特徴とする。この実施例では、第1限界値が予め決められた一定値を有する。前記圧力スイッチは、簡単な構成からなり、第1限界値の前記一定値に設定される。吸込みアタッチメント内の空気圧が第1限界値よりも大きいならば、例えば圧力スイッチを作動させ、圧力スイッチが作動状態に対応する電気信号を供給する。吸込みアタッチメント内の圧力が第1限界値よりも小さいならば、圧力スイッチを停止し、圧力スイッチは停止状態に対応する電気信号を供給する。
【0013】
この発明に従う真空掃除機の特別な実施例は、吸込みアタッチメント内の空気圧は、吸込みアタッチメントとハウジングとの間に配置することができるホースをハウジングに連結することができる連結部材の近くに配置した圧力センサーによって測定することができることを特徴とする。吸込みホース内の空気流によって出くわす抵抗が、掃除するための表面及び吸込みアタッチメント内を通りすぎる空気流によって出くわす抵抗に対して小さいとき、前記連結部材の近くで優勢である空気圧は吸込みアタッチメント内の空気圧にほぼ対応する。圧力センサーを前記連結部材の近くに配置したので、吸込みアタッチメントとハウジングとの間の圧力センサーのための電気的接続は回避される。
【0014】
この発明は、以下で図面を参照しながらより詳細に説明する。
【0015】
図1に示すこの発明に従う真空掃除機は、多数の車輪3をもつハウジング1を有し、これらの車輪3によって、ハウジング1は掃除するための表面5上を移動することができる。さらに、真空掃除機は、吸込み管9に回動自在に連結された吸込みアタッチメント7を有する。吸込み管9はハンドル11に連結され、ハンドル11は吸込みホース13及び連結部材15を介してハウジング1に連結される。ハウジング1内のダクト17は交換可能なごみ容器19と境界をなす。ハウジング1内の他のダクト21は、ごみ容器19を吸込みユニット23に接続し、この吸込みユニット23は、ハウジング1内に収納した第1の電気モーター25によって駆動することができる。フィルター27を他のダクト21内に配置する。操作中、吸込みユニット23は、吸込みアタッチメント7と、吸込み管9と、吸込みホース13と、ダクト17と、ごみ容器19と、他のダクト21とによって形成される空気チャネル29内に部分真空を発生させ、この結果として、空気流が空気チャネル29内に生成し、掃除するための表面5上に存在するごみやほこり粒子を拾い上げ、そしてごみ容器19内に集められる。フィルター27は、ごみ容器19が不正確に取り付けられ又は損傷を受けている場合に、ごみやほこり粒子が吸込みユニット23に入るのを防止するのに役立つ。
【0016】
吸込みアタッチメント7は、図2に詳細に示しており、ハウジング31を有し、このハウジング31内で、真空チャンバー33が吸込み開口部35に末端をなして位置するハウジング31を有する。真空チャンバー33は、ダクト37を介して連結部材39に接続され、連結部材39によって吸込みアタッチメント7を吸込み管9に連結することができる。図2は真空チャンバー33内に位置する円筒状のブラシ41を示しており、ブラシは吸込み開口部35と平行に延在し、ハウジング31内に回転可能に取り付けられる。ブラシ41は、ベルト43を介して第2の電気モーター45によって駆動することができ、第2モーターは真空チャンバー33の外側のハウジング31内に収納される。
【0017】
図1に示すように、ハンドル11上にスイッチ47を配置し、これによって真空掃除機のユーザーはブラシ41の操作モードを開始することができる。スイッチ47は、少なくとも、ブラシ41を停止させる第1位置と、ブラシ41を作動させる第2位置とを有するが、代案の実施例として、ブラシ41の相互に異なる回転速度に対応する2つの位置よりも多くすることもできる。ブラシ41はカーペットを掃除するのに使用すべきである。作動するブラシ41は、ごみやほこり粒子をカーペットから外にブラシをかけ、その後、前記粒子は真空チャンバー33及び空気チャネル29内の空気流によってごみ容器19に運ばれる。そのようにして、ブラシ41は主にカーペット上のクリーニング機能を有し、真空チャンバー33内の空気流は主に輸送機能を有する。平坦な床上では作動するブラシ41はほとんど又は全く効果がないので、ブラシは平坦な床上では停止させるべきである。従って、平坦な床に対しては、真空チャンバー33内の空気流が掃除機能と輸送機能の双方を有する。スイッチ47が2つの位置のみを有するならば、それ故に、ユーザーはカーペットを掃除するにはブラシ41を作動させ、かつ、平坦な床を掃除するにはブラシを停止させるべきである。前述した代案の実施例でカーペットを掃除するには、ユーザーはまた、カーペットの関連したタイプに対し、ブラシ41の最適な回転速度を選択すべきである。例えば深い毛並みのカーペットに対しては比較的高速な回転速度を選択し、また短い毛並みのカーペットに対しては比較的低速な回転速度を選択する。ハンドル11上のスイッチ47がユーザーにとってたやすく利用できる位置にあるので、ユーザーが表面5のタイプに対してブラシ41の最適な操作モードを選択することが容易であり、その結果として、ユーザーはほとんどの場合に、スイッチ47を正確に動かすことができる。
【0018】
吸込みユニット23によって吸込みアタッチメント7の真空チャンバー33内に発生する部分真空及び空気流は、掃除をするための表面5及び吸込み開口部35の端縁を通りすぎる空気流によって出くわす抵抗に依存する数値を有する。図3は、吸込みユニット23の第1モーター25をその最高出力又は最高速度で作動させるときの、真空チャンバー33内の部分真空ΔHと、真空チャンバー33内の空気流Qとの関係を表した曲線PMAXをもつΔH−Q図を示したものである。曲線PMAX上の点P1は、空気流に対し比較的高い抵抗の場合に発生する作動点であり、例えば深い毛並みのカーペットのクリーニング中に発生する。作動点P1で発生する部分真空ΔH1は比較的高く、一方、空気流Q1は比較的弱い。曲線PMAX上の点P2は空気流に対し比較的低い抵抗の場合に発生する作動点であり、例えば平坦な床のクリーニング中に発生する。作動点P2に発生する部分真空ΔH2は比較的低く、一方、空気流Q2は比較的強い。曲線PMAX上の点P3は点P1及びP2間の作動点を表し、空気流に対する抵抗が中間であるときの、例えば短い毛並みのカーペットのクリーニング中に発生する。図3は、吸込みユニット23の第1モーター25をその最低出力又は最低速度で作動させるときの、真空チャンバー33内の部分真空ΔHと、真空チャンバー33内の空気流Qとの関係を表した曲線PMINも示してある。第1モーター25によって伝達される出力を、最高出力PMAXから最低出力PMINまで減少させると、作動点P1は図3に示す曲線RHに沿って曲線PMIN上の点P1′まで移動する。曲線RHは一定の比較的高い空気流抵抗に対応する。同様に第1モーター25によって伝達される出力を減少させると、作動点P2及びP3はそれぞれ曲線RL及び曲線RMに沿って曲線PMIN上の点P2′及びP3′に移動する。曲線RL及びRMはそれぞれ比較的低い空気流抵抗及び中間の抵抗に対応する。
【0019】
さらに図1に示すように、真空掃除機は制御ユニット49を有し、これによって第1モーター25を通る電流を制御することができる。真空掃除機のハウジング1に収納された制御ユニット49を図4に線図的に示す。制御ユニット49は、吸込みアタッチメント7の真空チャンバー33内の空気圧Hが一定の第1限界値HMIN以下には減少せず、吸込みアタッチメント7の真空チャンバー33内の空気流Qが一定の第2限界値QMAXを超えず、そして、真空チャンバー33内の2個の限界値HMIN及びQMAXの少なくとも一方にほとんど達するような方法で、第1モーター25を通る電流を制御する。制御ユニット49は、限界値HMIN及びQMAXの少なくとも1方を、スイッチ47を介してユーザーによって設定されるブラシ41の操作モードに応じて決定する。図1〜4に示すこの発明に従う真空掃除機の実施例では、真空チャンバー33内の部分真空ΔHに対する限界値ΔHMAXに対応する第1限界値HMINは、ブラシ41が設定された操作モードとは無関係であり、一方、第2限界値QMAXは、ブラシ41が停止していた場合には第1の一定値QMAX,1を有し、ブラシ41が作動していた場合には第2の一定値QMAX,2を有し、QMAX,1はQMAX,2よりも大きい。
【0020】
図3のΔH−Q図は、制御ユニット49の上記制御法を説明する。空気流抵抗が、例えば深い毛並みのカーペットのように比較的高いと、真空チャンバー33内の部分真空ΔHが、上述した制御法による第1限界値HMINに対応する限界値ΔHMAXに達する。そのとき、空気流は第2限界値QMAX,2以下のままである。抵抗が、例えば曲線RH(深い毛並みのカーペット)に従う抵抗に対応するならば、図3に示す直線ΔHMAX上の作動点P1″に達する。抵抗が増加すると、作動点は直線ΔHMAXに沿って左側方向に移動し、第1モーター25によって伝達される出力及び空気流Qが減少し、また、抵抗が減少すると、作動点が直線ΔHMAXに沿って右側方向に移動し、第1モーター25によって伝達される出力及び空気流Qが増加する。真空チャンバー33内の部分真空ΔHは、比較的高い空気流抵抗に制限されるので、吸込みアタッチメント7を深い毛並みのカーペット上で移動させるため、ユーザーによって作用させるための前進力が制限されることで達成され、結果として真空掃除機の使用しやすさが改良される。このことは、前記前進力が、カーペット及び吸込みアタッチメント7間の摩擦係数と、カーペット及び吸込みアタッチメント7間の垂直力との積によって決定されるためであり、この垂直力は、前記部分真空ΔHと、吸込みアタッチメント7の吸込み開口部35の面積との積である成分を有する。前記成分は真空チャンバー33内の部分真空ΔHを制限することによって制限される。
【0021】
空気流抵抗が、例えば平坦な床とか短い毛並みのカーペット上のように比較的低いか又は平均的であれば、真空チャンバー33内の空気流は上述した制御法によるブラシ41の設定に依存して、第2限界値QMAX,1又はQMAX,2に達する。そのとき、真空チャンバー33内の空気圧は上記第1の限界値HMINのままであり、その結果として部分真空は限界値ΔHMAX以下のままである。抵抗を、例えば図3(平坦な床)の曲線RLに従う抵抗に対応させ、ユーザーが結果としてブラシ41を停止させると、作動点P2″は直線QMAX,1上に達する。抵抗が増加すると、作動点は直線QMAX,1に沿って上方に移動し、第1モーター25によって伝達した出力及び真空チャンバー内の部分真空ΔHが増加し、また、抵抗が減少すると、作動点は直線QMAX,1に沿って下方に移動し、第1モーター25によって伝達した出力及び真空チャンバー内の部分真空ΔHが減少する。抵抗が曲線RM(短い毛並みのカーペット)による抵抗に対応し、かつユーザーが結果としてブラシ41を作動させたならば、図3に示す直線QMAX,2上の作動点P3″に達する。限界値QMAX,2は限界値QMAX,1よりも小さいので、ブラシ41を短い毛並みのカーペットのクリーニング中にユーザーによって作動させたときに空気流が制限させる。前述したように、この場合の空気流は、単なる輸送機能のみを有し、その結果として、空気流の制限は真空掃除機のクリーニング能力に不利には作用しない。従って、ブラシ41の作動状態における真空掃除機の、電流消費とノイズ生成が減少する。吸込みアタッチメント7を掃除するための表面5から離して移動させると、真空チャンバー33内の部分真空はほとんど完全に消失する。この場合もまた、空気流がブラシ41の選択した操作モードに依存して、第2限界値QMAX,1又はQMAX,2に対し上記制御法によって制限される。この方法では、吸込みアタッチメント7を掃除するための表面5から離して移動させると、第1モーター25の速度、真空掃除機の電流消費及び騒音生成が制限される。
【0022】
上述した制御法を実行するため、図4に示すような制御ユニット49はフィードバック制御ループを有する。制御ユニット49は電気信号uIを供給するための電気出力51を有し、電気信号uIは第1モーター25を通る所望の電流に対応する。電気信号uIの性質は、モーター25が動力を供給する方法に依存する。図面に示すこの発明に従う真空掃除機の実施例は、それ自体が既知である慣習上のトライアック回路を有し、その回路によってモーター25が動力を供給し、信号uIは、モーター25を通る電流の所望のパルス幅、即ち、トライアック回路がモーター25を通って電流を中断すべきであるモーター25を横切った電圧の位相角φTに対応する。他の実施例では、モーター25が二者択一的な方法で動力を供給することもまた可能であり、信号uIは、例えばモーター25を通る所望電流の大きさ、又はモーター25を横切る所望電圧の大きさに対応する。
【0023】
さらに図4に示されているように、制御ユニット49は、電気信号uSMを受け取るための第1電気入力53を有し、電気信号uSMは、ユーザーによって選択されたブラシ41の操作モードに対応する。電気信号uSMは、例えば図示しない位置センサーによって供給され、それによってスイッチ47の位置を測定することができる。スイッチ47の位置の代わりに、例えば第2モーター45を通る電流、又はブラシ41の速度を測定することもまた可能であり、この場合、信号uSMは、第2モーター45を通る測定電流、又はブラシ41の測定速度に対応する。さらに、制御ユニット49は、信号uSMを受け取るための電気入力57と、電気信号uHMINを供給するための第1の電気出力59と、電気信号uQMAXを供給するための第2電気出力61とをもつ第1のマイクロプロセッサー55を有する。信号uHMINは、真空チャンバー33内の空気圧の所望の第1限界値HMINに対応し、信号uQMAXは、真空チャンバー33内の空気流の所望の第2限界値QMAXに対応する。第1のマイクロプロセッサー55は、信号uHMIN及びuQMAXを前述した制御法による信号uSMの関数として決定する。
【0024】
制御ユニット49は、さらに電気信号uHMを受け取るための第2電気入力63を有し、電気信号uHMは、真空チャンバー33内の測定した空気圧に対応する。信号uHMは、図1に線図的に示されおり、それ自体が既知の慣習上の第1圧力センサー65によって供給され、センサーは空気チャネル29内に連結部材15の近くに配置する。連結部材15近くの第1圧力センサー65によって測定した空気圧は、ほぼ真空チャンバー33内の空気圧に対応し、そのため、吸込み管9及び吸込みホース13内の空気流によって出くわす抵抗は、掃除するための表面5及び吸込みアタッチメント7の吸込み開口部35の端縁を通りすぎる空気流によって出くわす抵抗に対して低い。制御ユニット49は、信号uHMINを受け取るための第1電気入力69と、信号uHMを受け取るための第2電気入力71と、信号uHM及び信号uHMIN間の差uHM−uHMINに対応する電気差信号uDHを供給するための電気出力73とをもつ第1コンパレーター67を有する。
【0025】
さらに図4に示すように、制御ユニット49は電気uIMを受け取るための第3電気入力75と、電気信号uHSMを受け取るための第4電気入力77とを有する。信号uIMは、第1モーター25を通るいわゆる測定電流に対応し、また、信号uHSMは、吸込みユニット23の吸込み圧力HS、即ち、吸込みユニット23の上流及びその付近で測定した空気チャネル29内の空気圧に対応する。信号uIの性質ばかりでなく信号uIMの性質は、モーター25が動力を供給する方法に依存する。図面に示されるこの発明に従う真空掃除機の実施例では、信号uIMが例えばモーター25を横切る測定した電圧の位相角φTに対応し、前記トライアック回路がモーター25を通る電流を中断する。信号uHSMは、図1に線図的にのみ示され、フィルター27と吸込みユニット23間の空気チャネル29内に配置された第2圧力センサー79によって供給される。この第2圧力センサー79の配置によって、吸込みユニット23の前記吸込み圧力HSの測定の最高精度を提供する。しかしながら、この発明に従う真空掃除機の代案の実施例では、第2圧力センサー79′がごみ容器19とフィルター27との間に配置することもできる。この第2圧力センサー79′の配置はまた、フィルター27が汚れていないならば、吸込み圧力HSの正確な測定を提供する。空気チャネル29の構造上の細部に依存して、ごみ容器19とフィルター27間の第2圧力センサー79′の配置は、フィルター27と吸込みユニット23間の第2の圧力センサー79の配置よりも構造上簡単にすることができる。
【0026】
さらに図4に示すように、制御ユニット49は、信号uIMを受け取るための第1電気入力83と、信号uHSMを受け取るための第2電気入力85と、空気チャネル29内で間接的に測定した空気流に対応する電気信号uQMを供給するための電気出力87とをもつマイクロプロセッサー81を有する。第2のマイクロプロセッサー81は、空気チャネル29内の空気流Qと、吸込みユニット23の吸込み圧力HSと、及びモーター25を通る電流との間の関係、即ち、前記トライアック回路の位相角φTを表の形式で蓄積した電気メモリーを有する。吸込みユニット23のための前記関係は、吸込みユニット23の物理的モデルによって以前から測定され又は計算されていた。前記電気メモリーを有するマイクロプロセッサー81の使用によって、空気流Qの大きさを、モーター25を通る測定電流及び吸込みユニット23の測定吸込み圧力HSの関数として、正確な方法及びいかなる重要な遅れもなく、メモリーを読みだすことができ、その結果、真空掃除機内及び真空チャンバー33内の空気流Qの大きさを、吸込み圧力HS及び位相角φTの比較的簡単かつ信頼性の高い測定によって間接的に測定できる。この方法では、空気流の比較的複雑かつ信頼性の低い直接的な測定が回避できる。この発明に従う真空掃除機の代案の実施例では、第2マイクロプロセッサー81の代わりに、代案のマイクロプロセッサーを使用することができることに注目すべきであり、このマイクロプロセッサーは、吸込みユニット23を通る空気流Q、吸込みユニット23の吸込み圧力HS、及び吸込みユニット23又は第1モーター25の速度間の関係を表の形式で蓄積した電気メモリーを有している。信号uIMの代わりに、代案のマイクロプロセッサーが吸込みユニット23の第1モーター25の測定した速度に対応する電気信号uNMを受け取る。吸込みユニット23を通る空気流、吸込みユニット23の吸込み圧力HS、及び吸込みユニット23の速度の間の関係を予め測定し又は計算することができ、その上、位相角φTばかりでなく、第1モーター25又は吸込みユニット23の速度は、簡単かつ信頼性の高い状態で測定することができるので、真空掃除機及び真空チャンバー33を通る空気流Qの信頼性が低くかつ複雑な直接的な測定はまた、代案のマイクロプロセッサーの使用によって回避される。
【0027】
制御ユニット49は、信号uQMAXを受け取るための第1電気入力91と、信号uQMを受け取るための第2電気入力93と、信号uQM及びuQMAX間の差uQMAX−uQMに対応する電気差信号uDQを供給するための電気出力95とをもつ第2コンパレーター89を有する。さらに、制御ユニット49は、前記差信号uDHを受け取るための第1電気入力99と、前記差信号uDQを受け取るための第2電気入力101と、既に上述した信号uIを供給するための電気出力103とをもつ第3マイクロプロセッサー97を有する。第3マイクロプロセッサー97は、2つの差信号uDH及びuDQが負にならずかつ差信号uDH及びuDQの少なくとも一方が零になるような方法で信号uIを決定する制御アルゴリズムをロードしたものである。この方法では、上述した制御法に従い、真空チャンバー33内の測定空気圧は第1限界値HMINよりも小さくなく、かつ真空チャンバー33内の空気流は第2限界値QMAXを超えず、そして、2つの限界値HMIN,QMAXの少なくとも1方に達することで達成される。
【0028】
上述した発明に従う真空掃除機の実施例では、第1限界値HMINがブラシ41の選択した操作モードには依存しないので、第1圧力センサー65の代わりにそれ自体が既知の比較的簡単な慣習上の圧力スイッチを使用することもまた可能である。そのような圧力スイッチは、例えば連結部材15近くの空気圧が第1限界値HMINを超えると作動し、かつ連結部材15近くの空気圧が第1限界値HMINよりも小さければ停止する。そのような圧力スイッチを第1限界値HMINに使用しかつ設定すれば、第1マイクロプロセッサー55は信号uHMINを供給する必要がなく、かつ第1のコンパレーター67を不要にすることができる。その後、第3マイクロプロセッサー97の第1電気入力99は、圧力スイッチから直接的に圧力スイッチの作動又は停止状態に対応する電気信号を受け取る。これによって制御ユニット49を簡素化する。
【0029】
吸込みアタッチメント7の真空チャンバー33内の空気圧H又は空気流Qは、ゴミ容器19内に存在するごみやほこりの量に依存せずに制御ユニット49によって設定されることに注目すべきである。この結果として、ごみ容器19内に存在するごみやほこりによって空気流に現れた抵抗を、第1モーター25によって生じる出力の増加によって自動的に補償する。この方法では、真空掃除機のクリーニング能力はごみ容器19の充填の程度には実質的に依存しない。
【0030】
前述したこの発明に従う真空掃除機は、吸込みユニット23を収納する車輪付きハウジング1に吸込みホース13を介して連結する吸込みアタッチメント7を有するキャニスタータイプの真空掃除機と呼ばれるタイプのものである。この発明はまた、例えば、吸込みアタッチメント及び吸込みユニットをもつハウジングが互いに直接的に連結され、又は通常のフレームに固定された直立型真空掃除機と呼ばれるもののような他のタイプの真空掃除機に適用することもできることに注目すべきである。
【0031】
さらに、上述した制御法の代わりに、ブラシがユーザーによって設定された操作モードに依存する他の制御法を使用することが可能であることに注目すべきである。例えば、第1限界値HMIN及び第2限界値QMAXは、ブラシの選択された操作モードに依存する値を有することができる。ブラシが、例えば異なった速度のような、2つの選択可能な操作モードよりも多い操作モードを有するならば、各操作モードに対する第1限界値HMIN又は第2限界値QMAXのための別の値を設定することはこの発明に従い可能である。この発明によれば、第1限界値HMINは、ブラシの選択した操作モードばかりでなく、例えば空気流Qのような他のパラメーターにも依存させることができ、また、第2限界値QMAXは、ブラシの選択した操作モードばかりでなく、例えば吸込みアタッチメントの真空チャンバー内の空気圧のような他のパラメーターにも依存させることもできる。しかしながら、この発明に従って、他のいわゆる流れ特性、即ち、ブラシの選択した操作モードに依存する吸込みアタッチメント内の空気圧と空気流との間の関係を使用することもまた可能である。
【0032】
そのうえ、電気メモリーを有する第2マイクロプロセッサー81の代わりに、空気流Q、吸込み圧力HS、及び吸込みユニット23の位相角φT及び速度との間の代数的な関係をロードしたマイクロプロセッサーを使用することもまた可能であることに注目すべきである。そのとき、空気流Qは、測定した吸込み圧力及び測定した位相角又は測定した速度の関数として計算される。
【0033】
最後に、制御ユニット49の代わりに、例えば、デジタル制御ユニット、又はファジィ論理学制御則と呼ばれる制御則のように、それ自体が既知の慣習上の制御原理に基づいた他の制御ユニットを使用することもまた可能であることに注目すべきである。
【0034】
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に従う真空掃除機を線図的に示した図である。
【図2】図1で示した真空掃除機の吸込みアタッチメントを示す図である。
【図3】図2に示す吸込みアタッチメント内の部分真空と空気流との間の関係を説明した図である。
【図4】図1に示す真空掃除機の制御ユニットを線図的に示した図である。
Claims (7)
- ハウジングと、これに収納され第1の電気モーターによって駆動できる吸込みユニットと、第2の電気モーターによって駆動できる回転自在なブラシをもつ吸込みアタッチメントと、前記第1モーターを通る電流を制御するための電気制御ユニットとを有する真空掃除機において、
第1モーターを通る電流を、前記制御ユニットによってブラシの操作モードに応じて制御することができ、前記操作モードは、真空掃除機のユーザーによって選択でき、制御ユニットは、吸込みアタッチメント内の空気圧は第1限界値以下には減少せず、真空掃除機内の空気流は第2限界値を超えず、そして、これら2つの限界値の少なくとも一方に達するような方法で第1モーターを通る電流を制御し、制御ユニットが、ユーザーによってブラシについて選択した操作モードに依存させて、これら2つの限界値の少なくとも一方を決定し、第2限界値は、ブラシを停止させたときは第1の数値を有し、また、ブラシを作動させたときは第2の数値を有し、第1の数値が第2の数値よりも大きいことを特徴とする真空掃除機。 - 制御ユニットは、吸込みユニットの上流及びその付近で測定される、吸込みユニットの吸込み圧力と、第1モーターを通る測定された電流との関数として空気流を決定するプロセッサーを有する請求項1記載の真空掃除機。
- プロセッサーは、空気流と、吸込みユニットの吸込み圧力と、第1モーターを通る電流との間の関係を、表の形式で蓄積した電気メモリーを有する請求項2記載の真空掃除機。
- 制御ユニットは、吸込みユニットの上流及びその付近で測定される、吸込みユニットの吸込み圧力と、第1モーターの測定された速度との関数として空気流を決定するプロセッサーを有する請求項1記載の真空掃除機。
- 吸込みユニットの吸込み圧力は、真空掃除機のごみ容器と吸込みユニットとの間に配置した圧力センサーによって測定できる請求項2、3又は4記載の真空掃除機。
- 第1限界値は、ユーザーによってブラシについて選択した操作モードとは無関係であり、吸込みアタッチメント内の空気圧が圧力スイッチによって測定することができる請求項1〜5のいずれか1項に記載の真空掃除機。
- 吸込みアタッチメント内の空気圧は、吸込みアタッチメントとハウジングとの間に配置することができるホースをハウジングに連結することができる連結部材の近くに配置した圧力センサーによって測定することができる請求項1〜6のいずれか1項記載の真空掃除機。
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