JP5620131B2

JP5620131B2 - 電気掃除機

Info

Publication number: JP5620131B2
Application number: JP2010066613A
Authority: JP
Inventors: 石澤　明弘; 明弘石澤; 宇根　正道; 正道宇根
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2014-11-05
Anticipated expiration: 2030-03-23
Also published as: JP2011194145A

Description

本発明は、風路を通過する塵埃量を検出する塵埃量検出手段を備えた電気掃除機に関する。

従来、この種の電気掃除機は、電動送風機を収容した掃除機本体を備えている。この掃除機本体には、集塵室を介して電動送風機の吸込側に連通するホース体が着脱可能に接続され、このホース体の先端側には、ホース体とともに風路を構成する延長管および吸込口体としての床ブラシが着脱可能に連通接続される。そして、風路中を通過する塵埃量を塵埃量検出手段により検出し、この検出した塵埃量に対応して、電動送風機の入力を変化させることにより、除塵性能を制御する(例えば、特許文献１参照。)。

特許第２６６８８９９号公報(第２頁、第１図−第４図)

しかしながら、上述の電気掃除機では、例えば風路の目詰まりが相対的に大きい場合、塵埃量検出手段により検出した塵埃量に対応させて電動送風機の入力を増加させても吸込力は増加せず、電動送風機の負荷のみが大きくなるという問題点を有している。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、塵埃量および風路の目詰まり状態に対応させて電動送風機の入力を適切に制御できる電気掃除機を提供することを目的とする。

本発明は、電動送風機の吸込側に連通する風路を通過する塵埃量を検出する塵埃量検出手段と、風路内の目詰まり状態を検出する目詰まり検出手段と、塵埃量検出手段により検出した風路を通過する塵埃量に対応して電動送風機の入力を制御する制御手段とを具備し、制御手段が、塵埃量検出手段により検出した風路を通過する塵埃量が所定量以上である場合に電動送風機の入力を所定値以上とし、この入力を所定値以上とした状態では目詰まり検出手段により検出した風路内の目詰まり状態が所定以上であるときに電動送風機の入力を低下させ、目詰まり状態が所定以上でないときに電動送風機の入力を増加させるとともに、塵埃量検出手段により検出した風路を通過する塵埃量が所定量以上でなく入力を所定値以上としていない状態では、目詰まり検出手段の検出を電動送風機の入力の制御に用いないものである。

本発明によれば、塵埃量検出手段により検出した風路を通過する塵埃量が所定量以上である場合に電動送風機の入力を所定値以上とし、この入力を所定値以上とした状態では目詰まり検出手段により検出した風路内の目詰まり状態が所定以上であるときに電動送風機の入力を低下させ、目詰まり状態が所定以上でないときに電動送風機の入力を増加させるとともに、塵埃量検出手段により検出した風路を通過する塵埃量が所定量以上でなく入力を所定値以上としていない状態では、目詰まり検出手段の検出を電動送風機の入力の制御に用いないことにより、塵埃量および風路の目詰まり状態に対応させて電動送風機の入力を適切に制御できる。

本発明の第１の実施の形態の電気掃除機を示すブロック図である。同上電気掃除機の一部を示す縦断面図である。同上電気掃除機の斜視図である。同上電気掃除機の制御を示すフローチャートである。同上電気掃除機の吸込風量と入力との関係を示すグラフである。本発明の第２の実施の形態の電気掃除機の制御を示すフローチャートである。

以下、本発明の第１の実施の形態の構成を、図面を参照して説明する。

図３において、11はいわゆるキャニスタ型の電気掃除機を示し、この電気掃除機11は、掃除機本体12と、この掃除機本体12に着脱可能に接続される管部13とを有している。

掃除機本体12は、被掃除面上を旋回および走行可能な中空状の本体ケース15を備えており、この本体ケース15の内部に、図示しない本体集塵室と電動送風機室とが前後に区画されている。さらに、電動送風機室には、電動送風機18が収容されており、この電動送風機18の吸込側が本体集塵室に連通している。また、本体集塵室内には、フィルタ、集塵袋、あるいは集塵装置(集塵カップ)などの集塵部が配置されている。そして、本体ケース15の前部には、本体集塵室に連通するとともに管部13の基端側が接続される本体吸込口19が開口形成されている。

また、管部13は、本体吸込口19に接続される接続管部21と、この接続管部21の先端側に連通する可撓性を有するホース体22と、このホース体22の先端側に設けられた手元操作部23と、この手元操作部23の先端側に着脱可能に接続される延長管24と、この延長管24の先端側に連通接続される吸込口体としての床ブラシ26とを備えている。そして、この管部13は、本体集塵室(集塵部)などとともに電動送風機18の吸込側に連通する風路Ｗを内部に区画する風路構成体である。

ここで、床ブラシ26は、左右幅方向に長手状、すなわち横長のケース体31と、このケース体31の左右幅方向の略中心位置の後部に回転可能に連通接続された接続管32とを備えている。ケース体31の下部には、図示しない吸込口が左右幅方向に長手状に開口形成されている。また、接続管32は、吸込口と連通するとともに、図３に示す管部13(延長管24)の先端側に着脱可能に接続される。さらに、吸込口には、回転清掃体としての図示しない回転ブラシが回転可能に取り付けられている。

さらに、手元操作部23には、把持部37がホース体22側へと突出し、この把持部37には、電動送風機18の動作モードを設定するための電動送風機操作手段としての複数の設定ボタン38、および、電気掃除機11をオフさせるための停止手段としての停止ボタン40がそれぞれ設けられている。

次に、上記第１の実施の形態の内部構造を説明する。

掃除機本体12内には、図１に示すように、電動送風機18の動作を例えば制御素子としてのトライアックTrを介して位相制御する制御手段42が配置されている。この制御手段42には、ボタン38，40、風路Ｗに吸い込む塵埃量を検出する塵埃量検出手段44、および、風路Ｗ内の目詰まり状態を検出する目詰まり検出手段45がそれぞれ電気的に接続されている。

制御手段42は、例えばボタン38，40による操作を判定する操作判定手段、電動送風機18の電流を検出することで吸込風量を検出する風量検出手段としての電流検出手段、各種データを記憶した記憶手段などが電気的に接続されてこれらとともにマイコンを構成しており、例えば電動送風機18の排気風路内などに配置されている。また、この制御手段42は、例えばプラグ部46(図３)を介して商用交流電源ｅから給電される。そして、この制御手段42は、設定ボタン38により設定された動作モード、例えば強モード、中モード、弱モード、あるいは電動送風機18の入力を自動制御する自動モードなどで電動送風機18を駆動させることが可能である。

塵埃量検出手段44は、図２に示すように、例えば赤外光を発光する発光手段としての発光部47と、この発光部47により発光された赤外光を受光する受光手段としての受光部48とを互いに対向する位置に備えており、発光部47からの赤外光の受光部48での受光量によって、風路Ｗ中を通過する塵埃量に対応する信号を制御手段42に出力可能となっている。

発光部47は、赤外光などの光を出力するＬＥＤなどの発光素子47aと、この発光素子47aからの発光を風路Ｗ内へと導く発光側導光部材としての一方および他方の発光側レンズ47b，47cとを有している。

発光素子47aは、例えば掃除機本体12の本体吸込口19の上部に、下方に向けて配置されており、この下方へと赤外光を出力するように構成されている。

また、一方の発光側レンズ47bは、発光素子47aの赤外光の出力側である下方にて本体吸込口19の内面に配置されている。

また、他方の発光側レンズ47cは、管部13の接続管部21を本体吸込口19に接続した状態で発光素子47a(発光側レンズ47b)の下方に対向する位置に配置されている。この他方の発光側レンズ47cは、接続管部21に径方向に沿って穿設された発光側孔部47d内に、この発光側孔部47dを気密に閉塞するように嵌合しており、一端側が発光素子47a側(発光側レンズ47b側)に臨み、他端側が風路Ｗの内部に臨んでいる。すなわち、発光側孔部47dから風路Ｗ内の空気が風路Ｗの外部へと流出することはない。

同様に、受光部48は、発光部47から出力された赤外光を検出するフォトトランジスタなどの受光素子48aと、発光部47から出力された光を受光素子48aへと導く受光側導光部材としての一方および他方の受光側レンズ48b，48cとを有している。

受光素子48aは、例えば掃除機本体12の本体吸込口19の下部に、上方すなわち発光素子47a側に向けて配置されており、この発光素子47aから出力された赤外光を受光するように構成されている。

また、一方の受光側レンズ48bは、受光素子48aに対する赤外光の入力側である上方にて本体吸込口19の内面に配置されている。

また、他方の受光側レンズ48cは、管部13の接続管部21を本体吸込口19に接続した状態で受光素子48a(受光側レンズ48b)の上方に対向する位置に配置されている。この他方の受光側レンズ48cは、接続管部21に径方向に沿って穿設された受光側孔部48d内に、この受光側孔部48dを気密に閉塞するように嵌合しており、一端側が受光素子48a側(受光側レンズ48b側)に臨み、他端側が風路Ｗの内部に臨んでいる。すなわち、受光側孔部48dから風路Ｗ内の空気が風路Ｗの外部へと流出することはない。

また、図１に示す目詰まり検出手段45は、例えば電動送風機18の電流を検出することにより風路Ｗの目詰まり状態を検出する例えばカレントトランスなどの電流検出手段、あるいは風路Ｗ内の圧力を検出することにより風路Ｗの目詰まり状態を検出する例えば圧力センサなどの圧力検出手段などである。すなわち、風路Ｗの目詰まりが大きくなるに従い、電動送風機18の電流が変化するとともに、風路Ｗ内の圧力が上昇するので、これらを検出することにより、目詰まり検出手段45が風路Ｗの目詰まり状態を検出できるように構成されている。

次に、上記第１の実施の形態の動作を、図１ないし図３とともに、図４に示すフローチャートおよび図５に示すグラフを参照しながら説明する。

使用者が、集塵部を掃除機本体12(図３)内に取り付けた状態で、プラグ部46(図３)を壁面のコンセントなどに接続し、把持部37を把持して設定ボタン38を操作し、所望の動作モードを設定すると、制御手段42がこの設定を判定し、設定された動作モードで電動送風機18を駆動させ、電気掃除機11を起動させる(ステップ１)。

制御手段42は、電動送風機18を、その動作状態を目詰まり検出手段45、あるいは塵埃量検出手段44などからの信号を介して監視しながら駆動させつつ、ボタン38，40の入力待ちの状態となる。このとき、使用者は、把持部37(図３)を介して床ブラシ26を被掃除面上で前後に走行させて、被掃除面の塵埃を、風路Ｗを介して電動送風機18の負圧により空気とともに吸い込んで集塵部に捕集する。なお、以下、動作モードを自動モードとした場合についてのみ説明し、他の動作モードに設定した場合については説明を省略する。

制御手段42は、塵埃量検出手段44により検出した風路Ｗ内を通過する塵埃量を読み取り(ステップ２)、風路Ｗ内を通過する塵埃量が所定の閾値(所定量)以上であるかどうか、すなわち被掃除面の塵埃量が多いかどうかを判定する(ステップ３)。この閾値としては、例えば予め設定されたテーブルなどを用いるものとする。

このステップ３において、塵埃量が所定の閾値(所定量)以上である、すなわち被掃除面の塵埃量が多いと制御手段42が判定した場合には、制御手段42は、電動送風機18の入力が予め設定された所定値である第１所定値P1(例えば６００Ｗ)以上であるかどうかを判定する(ステップ４)。一方、ステップ３において、塵埃量が所定の閾値(所定量)未満である、すなわち被掃除面の塵埃量が少ないと制御手段42が判定した場合には、制御手段42がトライアックTrにより電動送風機18の入力を第１所定値P1よりも小さい第２所定値P2(例えば３００Ｗ)に設定し(ステップ５)、ステップ13に進む。ここで、第２所定値P2は、塵埃量検出手段44によって塵埃量を検出可能な風量を風路Ｗ内に確保できる最小限の入力値とする。

また、ステップ４において、電動送風機18の入力が予め設定された第１所定値P1以上でない、すなわち電動送風機18の入力が予め設定された第１所定値P1未満であると制御手段42が判定した場合には、制御手段42が、トライアックTrにより電動送風機18の入力を第１所定値P1に設定し(ステップ６)、ステップ７に進む。一方、ステップ４において、電動送風機18の入力が予め設定された第１所定値P1以上であると制御手段42が判定した場合には、そのままステップ７に進む。

なお、ステップ６、あるいはステップ３において、制御手段42は電動送風機18の入力を第１所定値P1あるいは第２所定値P2に設定しているものの、実際の電動送風機18の入力は、図５に示すように、吸込風量の減少に従い徐々に低下する。したがって、以下、制御手段42により設定する入力とは、制御手段42側から見た電動送風機18の入力の設定値を言うものとし、実際の電動送風機18の入力値を言うものではない。

次いで、ステップ７において、制御手段42は、目詰まり検出手段45により検出した風路Ｗの目詰まり状態を読み取る。そして、制御手段42は、この読み取った風路Ｗの目詰まり状態が予め設定された所定の第１目詰まり状態以上であるかどうか(吸込風量が第１所定閾値Q1以下であるかどうか)を判定する(ステップ８)。ここで、第１目詰まり状態とは、電動送風機18の入力を増加させても吸込力の増加があまり期待できない、重度の目詰まり状態である。

そして、ステップ８において、風路Ｗの目詰まり状態が予め設定された所定の第１目詰まり状態以上であると制御手段42が判定した場合には、この制御手段42がトライアックTrにより電動送風機18の入力を第２所定値P2よりも小さい第３所定値P3(例えば２５０Ｗ)に設定し(ステップ９)、ステップ13に進む。一方、ステップ８において、風路Ｗの目詰まり状態が予め設定された所定の第１目詰まり状態以上でない、すなわち第１目詰まり状態に達していないと制御手段42が判定した場合には、この制御手段42が、ステップ７において読み取った風路Ｗの目詰まり状態が予め設定された所定の第２目詰まり状態以上であるかどうか(吸込風量が第１所定閾値Q1より大きく第２所定閾値Q2以下であるかどうか)を判定する(ステップ10)。ここで、第２目詰まり状態は、電動送風機18の入力を増加させることで吸込力の増加が期待できる、第１目詰まり状態よりも軽度の目詰まり状態である。

ステップ10において、風路Ｗの目詰まり状態が予め設定された所定の第２目詰まり状態以上でない、すなわち第２目詰まり状態に達していないと制御手段42が判定した場合には、そのままステップ13に進み、ステップ10において、風路Ｗの目詰まり状態が予め設定された所定の第２目詰まり状態以上であると判定した場合には、制御手段42は、電動送風機18の入力が予め設定された上限入力値PH以上であるかどうかを判定し(ステップ11)、電動送風機18の入力が上限入力値PH以上でない、すなわち上限入力値PH未満であると判定した場合には、電動送風機18の入力を所定量増加させ(ステップ12)、ステップ13に進む。一方、ステップ11において、電動送風機18の入力が予め設定された上限入力値PH以上であると判定した場合には、そのままステップ13に進む。なお、ステップ11において、制御手段42は、電動送風機18の入力が予め設定された上限入力値PH以上であるかどうかを判定したが、例えばステップ12の制御を行った回数が所定回数以上であるかどうかを判定してもよい。すなわち、電動送風機18の入力を所定量増加させる制御を所定回数以上行った場合には、電動送風機18の入力をそれ以上増加させないように制御してもよい。

そして、ステップ13では、制御手段42は、停止ボタン40が操作されたかどうかを判定し、停止ボタン40が操作されたと判定した場合には、電動送風機18を停止し(ステップ14)、制御を終了し、停止ボタン40が操作されていないと判定した場合には、そのままステップ２に戻る。

上述したように、上記第１の実施の形態では、塵埃量検出手段44により検出した風路Ｗを通過する塵埃量が所定量以上である場合に電動送風機18の入力を第１所定値P1以上とし、この入力を第１所定値P1以上とした状態で目詰まり検出手段45により検出した風路Ｗ内の目詰まり状態に対応して電動送風機18の入力を制御する構成とした。

具体的に、被掃除面の塵埃量(風路Ｗ内を通過する塵埃量)が相対的に多いときには、制御手段42が電動送風機18の入力を第１所定値P1以上に設定するので、集塵部に捕集した塵埃量が増加しても、吸込力を確保できるとともに、被掃除面の塵埃量が相対的に少ないときには、制御手段42が電動送風機18の入力を第１所定値P1よりも小さい第２所定値P2に設定するので、省エネルギ運転、すなわち効率のよい掃除が可能になる。さらに、電動送風機の入力を第１所定値P1以上とした状態で目詰まり検出手段45により検出した風路Ｗ内の目詰まり状態が所定の第１目詰まり状態以上である、すなわち電動送風機18の入力を増加させても吸込力の増加を期待できないときには、制御手段42が塵埃量検出手段44により検出した塵埃が所定量未満である場合の電動送風機18の入力、すなわち第２所定値P2よりも低下させた第３所定値P3に設定するため、風路Ｗの目詰まりが比較的大きい場合には、電動送風機18の負荷を低下させることができる。

このように、上記第１の実施の形態の電気掃除機11では、塵埃量および風路Ｗの目詰まり状態に対応させて電動送風機18の入力を適切に制御でき、電動送風機18の寿命を長持ちさせることができる。

また、電動送風機18の入力を第１所定値P1以上とした状態で目詰まり検出手段45により検出した風路Ｗ内の目詰まり状態が所定の第１目詰まり状態よりも軽度、すなわち電動送風機18の入力を増加させることで吸込力の増加を期待できる所定の第２目詰まり状態であるときには、制御手段42が電動送風機18の入力を増加させることで、目詰まりが比較的小さいときには吸込力が低下することがなく、より効率よく掃除できる。

さらに、電動送風機18は、電流検出手段により電流を監視して動作を制御しているため、目詰まり検出手段45を、電動送風機18の電流を検出する電流検出手段とする場合には、上記電流検出手段を目詰まり検出手段45として共用することが可能になり、構成を簡略化でき製造コストの増加を防止できる。

また、目詰まり検出手段45を、風路Ｗ内の圧力を検出する圧力検出手段とした場合には、風路Ｗ内の圧力によって風路Ｗの目詰まり状態を、より精度よく検出できる。

次に、第２の実施の形態を図６を参照して説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態のステップ８において、風路Ｗの目詰まり状態が予め設定された所定の第１目詰まり状態であると制御手段42が判定した場合には、ステップ14に進む、すなわち電動送風機18の入力を停止するものである。

このように、電動送風機18の入力を第１所定値P1以上とした状態で目詰まり検出手段45により検出した風路Ｗ内の目詰まり状態が所定の第１目詰まり状態以上であるときには、電動送風機18を停止させることで、風路Ｗの目詰まりが比較的大きい場合には、電動送風機18の負荷をなくし、電動送風機18をより確実に保護できる。

なお、上記各実施の形態において、電動送風機18の動作モードとしては、任意に設定できる。すなわち、電動送風機18を自動モードで駆動させた場合でなくても、各所定値P1〜P3などを動作モード毎に設定することで、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、制御手段42は、塵埃量に対応する塵埃量検出手段44からの信号と閾値とを比較することにより塵埃量を段階的に判定して電動送風機18の入力を段階的に制御する構成に代えて、例えば塵埃量に対応する塵埃量検出手段44からの信号に対して電動送風機18の入力をリニアに制御する構成としてもよい。

さらに、制御手段42などの電気掃除機11の内部構成は、それぞれ任意の機能を選択して一体に組み合わせてもよいし、それぞれ別体でもよい。

また、電動送風機18および制御手段42などは、商用交流電源ｅに代えて例えば二次電池などの電源部により駆動させるものなどでもよい。

そして、電気掃除機11としては、キャニスタ型に限らず、例えば床ブラシ26を縦長の掃除機本体12の下部に接続したアップライト型、あるいはハンディ型などであっても対応させて用いることができる。すなわち、電気掃除機11の細部は、上記各構成に限定されるものではない。

11 電気掃除機
12 掃除機本体
18 電動送風機
42 制御手段
44 塵埃量検出手段
45 目詰まり検出手段
Ｗ風路

Claims

電動送風機を収容した掃除機本体と、
前記電動送風機の吸込側に連通する風路と、
この風路を通過する塵埃量を検出する塵埃量検出手段と、
前記風路内の目詰まり状態を検出する目詰まり検出手段と、
前記塵埃量検出手段により検出した前記風路を通過する塵埃量に対応して前記電動送風機の入力を制御する制御手段とを具備し、
前記制御手段は、前記塵埃量検出手段により検出した前記風路を通過する塵埃量が所定量以上である場合に前記電動送風機の入力を所定値以上とし、この入力を所定値以上とした状態では前記目詰まり検出手段により検出した前記風路内の目詰まり状態が所定以上であるときに前記電動送風機の入力を低下させ、目詰まり状態が所定以上でないときに前記電動送風機の入力を増加させるとともに、前記塵埃量検出手段により検出した前記風路を通過する塵埃量が所定量以上でなく前記入力を前記所定値以上としていない状態では、前記目詰まり検出手段の検出を前記電動送風機の入力の制御に用いない
ことを特徴とした電気掃除機。
制御手段は、電動送風機の入力を所定値以上とした状態で目詰まり検出手段により検出した風路内の目詰まり状態が所定の第１目詰まり状態以上であるとき、塵埃量検出手段により検出した塵埃量が所定量未満である場合の前記電動送風機の入力よりも低下させる
ことを特徴とした請求項１記載の電気掃除機。
制御手段は、電動送風機の入力を所定値以上とした状態で目詰まり検出手段により検出した風路内の目詰まり状態が所定の第１目詰まり状態以上であるとき、前記電動送風機を停止させる
ことを特徴とした請求項１記載の電気掃除機。
制御手段は、電動送風機の入力を所定値以上とした状態で目詰まり検出手段により検出した風路内の目詰まり状態が所定の第１目詰まり状態よりも軽度の所定の第２目詰まり状態であるとき、前記電動送風機の入力を増加させる
ことを特徴とした請求項１ないし３いずれか一記載の電気掃除機。
目詰まり検出手段は、電動送風機の電流を検出する電流検出手段である
ことを特徴とした請求項１ないし４いずれか一記載の電気掃除機。
目詰まり検出手段は、風路内の圧力を検出する圧力検出手段である
ことを特徴とした請求項１ないし４いずれか一記載の電気掃除機。