(57)【要約】【課題】本発明は、個体（電気掃除機）に適切に対応した制御を行うことができる電気掃除機を提供する。【解決手段】本発明の電気掃除機は、空気を電気掃除機内に吸引するように設けられたファン及びそのファンを回転させるモータを有する電動送風機と、前記モータに電力を供給するように設けられた電源部と、設定値を有する制御ソフトウェアを用いて前記電気掃除機を制御するように設けられた制御部とを備え、前記設定値は、同一種のモータをモータ性能の高低で分けた複数のグループのうち前記電動送風機が有するモータが属するグループに対応する所定の値であることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を電気掃除機内に吸引するように設けられたファン及びそのファンを回転させるモータを有する電動送風機と、前記モータに電力を供給するように設けられた電源部と、設定値を有する制御ソフトウェアを用いて前記電気掃除機を制御するように設けられた制御部とを備え、
前記設定値は、同一種のモータをモータ性能の高低で分けた複数のグループのうち前記電動送風機が有するモータが属するグループに対応する所定の値であることを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】
前記制御部は、前記電源部から前記モータへ供給する電力を調節するように設けられ、
前記設定値は、前記電源部から前記モータへ供給する電力を調節するための設定値である請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
前記電気掃除機内に吸引された空気に含まれる塵埃を集塵する集塵部をさらに備え、
前記制御部は、前記電動送風機のモータの入力電力又は入力電流を測定するように設けられ、かつ、測定値に基づき前記集塵部のゴミ満量を検出するように設けられ、
前記設定値は、前記集塵部のゴミ満量を検出するための設定値である請求項１又は２に記載の電気掃除機。
【請求項４】
前記電気掃除機内に吸引された空気に含まれる塵埃を集塵する集塵部をさらに備え、
前記集塵部は、フィルタを有し、
前記制御部は、前記電動送風機のモータの入力電力又は入力電流を測定するように設けられ、かつ、測定値に基づき前記フィルタの目詰まりを検出するように設けられ、
前記設定値は、前記フィルタの目詰まりを検出するための設定値である請求項１〜３のいずれか１つに記載の電気掃除機。
【請求項５】
前記制御部は、同一種のモータをモータ性能の高低で分けた各グループに対応する設定値を記憶した記憶部を有し、かつ、前記電動送風機が有するモータが属するグループに対応する設定値を選択して前記電気掃除機を制御するように設けられた請求項１〜４のいずれか１つに記載の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気掃除機の主要部品としてモータがあるが、一般的にモータの性能（出力）は、同一種のモータであっても個体ごとにばらつき（製品誤差）を持つ。このモータの個体特性を吸収するため、電気掃除機では、モータのスペック上限から下限の範囲内のすべての個体に適切に対応できるようにあらかじめ制御ソフトウェアの各種設定値を設定している。また電気掃除機の生産時にはモータ性能の個体バラツキに起因して電気掃除機の消費電力が定格消費電力をオーバーしないように実際の電力値に関する情報を電気掃除機ごとに保持している。
また、出荷するすべての製品について仕事率などの測定を行い、仕様値を調整することが知られている（例えば、特許文献１参照）。しかし、すべてのモータの入力特性を測定し設定値を調整すると製造コストが大幅に増大する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−２３２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
モータスペック（モータ出力）の上限・下限の幅が大きい場合、すべての個体（電気掃除機）に適切に対応できるように制御ソフトウェアの各種設定値を設定することが難しくなる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、個体（電気掃除機）に適切に対応した制御を行うことができる電気掃除機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、空気を電気掃除機内に吸引するように設けられたファン及びそのファンを回転させるモータを有する電動送風機と、前記モータに電力を供給するように設けられた電源部と、設定値を有する制御ソフトウェアを用いて前記電気掃除機を制御するように設けられた制御部とを備え、前記設定値は、同一種のモータをモータ性能の高低で分けた複数のグループのうち前記電動送風機が有するモータが属するグループに対応する所定の値であることを特徴とする電気掃除機を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、同一種のモータをモータ性能の高低で分けた複数のグループのうち電動送風機が有するモータが属するグループに対応する設定値に基づき電気掃除機を制御するため、個体（電気掃除機）に適切に対応した制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態の電気掃除機の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の電気掃除機は、空気を電気掃除機内に吸引するように設けられたファン及びそのファンを回転させるモータを有する電動送風機と、前記モータに電力を供給するように設けられた電源部と、設定値を有する制御ソフトウェアを用いて前記電気掃除機を制御するように設けられた制御部とを備え、前記設定値は、同一種のモータをモータ性能の高低で分けた複数のグループのうち前記電動送風機が有するモータが属するグループに対応する所定の値であることを特徴とする。
【０００９】
前記制御部は電源部からモータへ供給する電力を調節するように設けられることが好ましく、前記設定値は電源部からモータへ供給する電力を調節するための設定値であることが好ましい。このことにより、モータ性能のバラツキに起因する電気掃除機の吸引力のバラツキを吸収することができる。
電気掃除機は電気掃除機内に吸引された空気に含まれる塵埃を集塵する集塵部を備えることが好ましく、前記制御部は電動送風機のモータの入力電力又は入力電流を測定するように設けられることが好ましく、かつ、測定値に基づき集塵部のゴミ満量を検出するように設けられることが好ましい。前記設定値は、集塵部のゴミ満量を検出するための設定値であることが好ましい。このことにより、モータ性能のバラツキに起因するゴミ満量を検出するタイミングのバラツキを吸収することができる。
【００１０】
前記集塵部はフィルタを有することが好ましく、前記制御部は電動送風機のモータの入力電力又は入力電流を測定するように設けられることが好ましく、かつ、測定値に基づきフィルタの目詰まりを検出するように設けられることが好ましい。前記設定値は、フィルタの目詰まりを検出するための設定値であることが好ましい。このことにより、モータ性能のバラツキに起因するフィルタの目詰まりを検出するタイミングのバラツキを吸収することができる。
前記制御部は、同一種のモータをモータ性能の高低で分けた各グループに対応する設定値を記憶した記憶部を有することが好ましく、かつ、電動送風機が有するモータが属するグループに対応する設定値を選択して電気掃除機を制御するように設けられることが好ましい。このことにより、電気掃除機の製造コストを低減することができる。
【００１１】
以下、複数の実施形態を参照して本発明をより詳細に説明する。図面や以下の記述中で示す構成は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。
【００１２】
第１実施形態
図１は本実施形態の電気掃除機の概略構成図である。
本実施形態の電気掃除機２０は、空気を電気掃除機２０内に吸引するように設けられたファン２及びファン２を回転させるモータ３を有する電動送風機４と、モータ３に電力を供給するように設けられた電源部５と、設定値を有する制御ソフトウェアを用いて電気掃除機２０を制御するように設けられた制御部６とを備え、前記設定値は、同一種のモータをモータ性能の高低で分けた複数のグループのうち電動送風機２０が有するモータ３が属するグループに対応する所定の値であることを特徴とする。
【００１３】
本実施形態の電気掃除機２０は、スティック型であってもよく、キャニスター型であってもよく、自走式電気掃除機であってもよい。
また、集塵方式は、紙パック式であってもよく、サイクロン式であってもよく、フィルタ式であってもよい。また、本実施形態の電気掃除機２０は、バッテリーを駆動電源とするコードレス掃除機であってもよく、電気コードによりコンセントと接続するコード付掃除機であってもよい。
【００１４】
電動送風機４は、吸気及び排気をする部材であり、ファン２と、ファン２を回転させるモータ３とを備える。また、電動送風機４は、集塵部１０の風の流れの下流側に配置することができる。電動送風機４には、電動送風機用駆動回路などを備えた制御基板が取り付けられていてもよい。モータ３は、カーボンブラシを有するモータであってもよく、ブラシレスモータであってもよい。
【００１５】
電気掃除機２０では、電動送風機４のファン２が回転することにより、吸引口から外気を塵埃と一緒に電気掃除機２０内に吸込み、床面などを掃除することができる。吸引口から電気掃除機２０内に吸い込んだ空気は、集塵部１０に流入し、空気と共に吸い込んだ塵埃は集塵部１０の内部に集塵され、空気中の塵埃が取り除かれる。集塵部１０を通過した後の空気は、排気口から排出される。
電気掃除機２０の吸引力は、制御部６の電力調節部７により電源部５から電動送風機４のモータ３に供給する電力又は電流を調節しファン２の回転数を調節することにより制御することができる。
【００１６】
電気掃除機２０の集塵方式が紙パック式である場合、集塵部１０は紙パックである。また、電気掃除機２０の集塵方式がサイクロン式である場合、集塵部１０はサイクロン集塵器である。電気掃除機２０の集塵方式がフィルタ方式である場合、集塵部１０はフィルタ及びダストカップを有することができる。
集塵部１０が有するフィルタは、集塵するためのフィルタであり、例えば、紙パック、サイクロン集塵器に含まれるフィルタなども含まれる。
【００１７】
電源部５は、直流電源部であってもよく、交流電源部であってもよい。また、電源部５は、電力線により制御部６と接続し、制御部６を介して電動送風機４のモータ３に電力を供給することができる。
電源部５が直流電源部である場合、電源部５はバッテリーを備えることができ、このバッテリーから直流電力を電動送風機４のモータ３に供給することができる。電源部５が交流電源部である場合、電源部５は図示しない電源コードを介してコンセントから供給される交流電流を利用した電源部とすることができる。この交流電源部から交流電力又はＡＣ−ＤＣコンバータで変換した直流電力を電動送風機４のモータ３に供給することができる。
また、電源部５には、充電回路などを備えた制御基板が取り付けられていてもよい。
【００１８】
制御部６は、電気掃除機２０を制御する部分であり、例えば、演算部、記憶部９、電力調節部７、測定部８を有する。制御部６は、例えば、演算部、記憶部９、タイマー、入出力ポートなどを有するマイクロコントローラを含むことができる。演算部は、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ、ＦＰＧＡなどである。記憶部９は、マスクROM, EPROM, EEPROM, フラッシュメモリ（不揮発性メモリ）などのROMと、FeRAM, SRAM, DRAMなどのRAMを含むことができる。
制御部６は、複数の制御基板から構成されてもよい。これらの複数の制御基板は信号線又は電力線で接続することができる。制御部６は、例えば、電動送風機用駆動回路を備えた制御基板、回転ブラシ用駆動回路を備えた制御基板、充電回路を備えた制御基板、マイクロコントローラなどから構成される。
【００１９】
制御部６は、電源部５から電動送風機４のモータ３に供給する電力又は電流を調節するように設けられた電力調節部７を有する。電力調節部７は、例えば、電動送風機用駆動回路の一部である。電源部５からモータ３に交流電力を供給する場合、電力調節部７は、双方向サイリスタを有する位相制御回路を含むことができる。この位相制御回路を用いて双方向サイリスタに電流が流れ始める位相角を調節することにより、電源部５からモータ３に供給する電力を調節することができる。
【００２０】
電源部５から電動送風機４のモータ３に直流電力を供給する場合、電力調節部７は、トランジスタを有するＰＷＭ回路を含むことができる。このトランジスタのオンオフを繰り返す周期及びデューティー比を調節することにより、電源部５からモータ３に供給する電力を調節することができる。
【００２１】
制御部６は、電動送風機４のモータ３へ供給される電力又は電流を測定するように設けられた測定部８を有する。測定部８は、例えば、電動送風機４の制御基板が有する電流検出回路である。
制御部６は、測定部８の測定値に基づき集塵部１０のゴミ満量又は集塵部１０のフィルタの目詰まりを検出するように設けることができる。
【００２２】
制御部６の記憶部９には、電気掃除機２０を制御するための制御ソフトウェアがインストールされている。制御ソフトウェアは、電動送風機４、電源部５などを制御するファームウェアを含むことができる。また、ファームウェアは、電動送風機４、電源部５などの一部とみなすこともできる。
【００２３】
制御ソフトウェアは、電気掃除機２０を制御するための設定値を有している。
設定値は、例えば電源部５からモータ３へ供給する電力を調節するための設定値である。位相制御回路を用いてモータ３へ電力を供給する場合、設定値は、例えば位相角、目標電力値などとすることができる。ＰＷＭ回路を用いてモータ３へ電力を供給する場合、設定値は、トランジスタのオンオフを繰り返す周期、デューティー比、目標電力値などとすることができる。このような設定値を設定することにより、モータ３の回転数を制御することができ、電気掃除機２０の吸引力を制御することができる。制御ソフトウェアは、電気掃除機２０の運転モード毎にこの設定値を有することができる。また、制御ソフトウェアは、１つの運転モードについて複数の設定値を有することもできる。このことにより、電気掃除機２０の吸引力をスムーズに変化させることが可能となる。
【００２４】
制御ソフトウェアが有する設定値は、例えば、集塵部１０のゴミ満量を検出するための閾値である。
集塵部１０にゴミが溜まりゴミ満量となると、電動送風機４が吸引する空気の量が減少し、モータ３の入力電流が低下する。このため、制御部６は、測定部８を用いて測定されるモータ３の入力電力値、入力電流値、又はこれらから算出した計算値をゴミ満量を検出するための閾値と比較することにより集塵部１０におけるゴミ満量を検出することができる。
【００２５】
制御ソフトウェアが有する設定値は、例えば、集塵部１０のフィルタの目詰まりを検出するための閾値である。
集塵部１０のフィルタにゴミが詰まり目詰まりが生じると、電動送風機４が吸引する空気の量が減少し、モータ３の入力電流が低下する。このため、制御部６は、測定部８を用いて測定されるモータ３の入力電力値、入力電流値、又はこれらから算出した計算値を目詰まりを検出するための閾値と比較することにより集塵部１０のフィルタの目詰まりを検出することができる。
【００２６】
同一機種の電気掃除機２０には、同一種のモータ３が搭載される。しかし、前述のようにモータには製品誤差があり、モータ性能にばらつきがある。また、同一機種の電気掃除機２０は、定格電力値を超えないように動作することが求められる。このため、電気掃除機２０の生産工程において、入力調整工程を行っている。
【００２７】
入力調整工程では、制御部６は電力情報（掃除機自身が判断できる電力情報）を記憶部９に記憶させる。
【００２８】
この電力情報は、その個体（電気掃除機２０）が搭載したモータ３のモータ性能により異なる。位相制御回路を用いてモータ３に電力を供給する場合、電力情報は例えば位相角などである。また、ＰＷＭ回路を用いてモータ３に電力を供給する場合、電力情報は例えばトランジスタのオンオフを繰り返す周期又はデューティー比などである。
制御部６は、運転時において記憶部９に保存した電力情報を用いて電気掃除機２０の消費電力が定格電力値を超えないようにモータ３に電力を供給する。このことにより、電気掃除機２０が定格電力値を超えて動作することを防止することができる。
【００２９】
本実施形態では、入力調整工程において得た電力情報を用いて、電気掃除機２０に搭載されたモータ３がモータ性能の高低で分けた複数のグループのいずれのグループに属するか判断する。この判断は、電気掃除機２０の生産工程において行ってもよく、電力情報を記憶部９に保存し、電気掃除機２０の運転時に判断してもよい。また、どのグループに属するかを判断するために用いる電力情報は、電気掃除機２０が定格電力値を超えて動作することを防止するために用いる電力情報と同じ情報であってもよく、異なる情報であってもよい。
ここでは、電力情報を入力調整工程において得ているが、電力情報を別の工程において得てもよい。また、電力情報は、モータの製造メーカから提供される個体データであってもよい。
【００３０】
モータ性能の高低で分けた複数のグループは、例えば、モータの効率が比較的低いグループ（小モータグループ）、モータの効率が中位であるグループ（中モータグループ）、モータの効率が比較的高いグループ（大モータグループ）とすることができる。
例えば、位相制御回路を用いてモータ３に電力を供給する電気掃除機２０において、入力調整工程（目標電力値：８００Ｗ）において得る電力情報が位相角である場合、電力情報である位相角が５度以上１０度未満であると小モータグループとし、位相角が１０度以上２０度未満であると中モータグループとし、位相角が２０度以上３０度未満であると大モータグループとすることができる。
ここでは、モータのグループを３つとしているが、グループの数は特に限定されない。
【００３１】
記憶部９は、モータ性能の高低で分けた複数のグループのうち電動送風機２０が有するモータ３が属するグループに対応する設定値を記憶しており、制御部６はこの設定値を有する制御ソフトウェアを用いて電気掃除機２０を制御する。このことにより、製造コストを大幅に増大させることなくすべての個体（電気掃除機）に適切に対応した制御を行うことができる。
例えば、電気掃除機２０の生産工程において電力情報に基づき電動送風機２０のモータ３がどのグループに属するか判断し、モータ３が属するグループに対応する設定値を記憶部９が記憶していてもよい。
また、例えば、モータ性能の高低で分けた各グループの設定値及び電力情報を記憶部９が記憶していてもよい。この場合、制御部６が電気掃除機２０の動作時において電力情報に基づきモータ３がどのグループに属するか判断し、制御部８はモータ３が属するグループに対応する設定値を選択して電気掃除機２０を制御する。
【００３２】
例えば、制御ソフトウェアの設定値が電源部５からモータ３へ供給する電力を調節するための目標電力値である場合、大モータグループの目標電力値を６５０Ｗとし、中モータグループの目標電力値を６００Ｗとし、小モータグループの目標電力値を５７０Ｗとすることができる。モータ３が属するグループが中モータグループである場合、制御部６は目標電力値を６００Ｗとして電力をモータ３へ供給する。このようにモータ３へ供給する電力を調節するための設定値を、モータ性能の高低で分けたグループ毎に設定することにより、モータ性能のバラツキに起因する電気掃除機２０の吸引力のバラツキを吸収することができる。
【００３３】
例えば、制御ソフトウェアの設定値が集塵部１０のゴミ満量を検出するためのゴミ満量検出電力値（閾値）である場合、大モータグループの閾値を５００Ｗとし、中モータグループの閾値を４８６Ｗとし、小モータグループの閾値を４８０Ｗとすることができる。モータ３が属するグループが中モータグループである場合、制御部６は、測定部８を用いて測定されるモータ３の入力電力値が４８６Ｗにまで低下した場合にゴミ満量を検出する。このように集塵部１０のゴミ満量を検出するための設定値を、モータ性能の高低で分けたグループ毎に設定することにより、モータ性能のバラツキに起因するゴミ満量を検出するタイミングのバラツキを吸収することができる。
【００３４】
例えば、制御ソフトウェアの設定値が集塵部１０のフィルタの目詰まりを検出するための密閉検知電力値（閾値）である場合、大モータグループの閾値を４８５Ｗとし、中モータグループの閾値を４７０Ｗとし、小モータグループの閾値を４６５Ｗとすることができる。モータ３が属するグループが中モータグループである場合、制御部６は、測定部８を用いて測定されるモータ３の入力電力値が４７０Ｗにまで低下した場合にフィルタの目詰まりを検出する。このように集塵部１０のフィルタの目詰まりを検出するための設定値を、モータ性能の高低で分けたグループ毎に設定することにより、モータ性能のバラツキに起因するフィルタの目詰まりを検出するタイミングのバラツキを吸収することができる。
【００３５】
第２実施形態
本実施形態の入力調整工程では、モータ３に供給する電力を最大にした場合における供給電力値に基づき、電気掃除機２０に搭載されたモータ３がモータ性能の高低で分けた複数のグループのいずれのグループに属するか判断する。
【００３６】
例えば、位相制御回路を用いてモータ３に電力を供給する電気掃除機２０において、入力調整工程において得る電力情報が位相角及び供給電力値である場合（最小位相角（最大電力）：５度、目標電力値：８００Ｗ）、位相角が５度で供給電力値が７００Ｗ未満であると極小モータグループとし、位相角が５度で供給電力値が７００Ｗ以上８００Ｗ未満であると小モータグループとし、位相角が５度以上１０度未満であり供給電力値が８００Ｗであると中モータグループとし、位相角が１０度以上２０度未満であり供給電力値が８００Ｗであると大モータグループとし、位相角が２０度以上３０度未満であり供給電力値が８００Ｗであると極大モータグループとすることができる。
【００３７】
記憶部９は、モータ性能の高低で分けたこれらのグループのうち電動送風機２０が有するモータ３が属するグループに対応する設定値を記憶しており、制御部６はこの設定値に基づき電気掃除機２０を制御する。
その他の構成は第１実施形態と同様である。また、第１実施形態についての記載は矛盾がない限り第２実施形態についても当てはまる。
【００３８】
第３実施形態
第３実施形態では、電気掃除機２０が入力調整工程を行う機能を有している。
具体的には、電気掃除機２０と電力計とをケーブルなどで接続させて、電力計によりモータ３へ供給する供給電力を測定できるようにする。また、制御部６が電力計の測定値を入力できるようにする。この状態において、制御部６は、電力計の測定値を確認しながら位相制御回路の位相角を変化させ、電力計の測定値が目標電力（例えば８００Ｗ）となったときの電力情報（掃除機自身が判断できる電力情報、例えば位相角）を記憶部９に記憶する。制御部６はこの電力情報を用いて電気掃除機２０の消費電力が定格電力値を超えないようにモータ３に電力を供給する。また、制御部６は、この電力情報を用いて電気掃除機２０に搭載されたモータ３がモータ性能の高低で分けた複数のグループのいずれのグループに属するか判断する。また、どのグループに属するかを判断するために用いる電力情報は、電気掃除機２０が定格電力値を超えて動作することを防止するために用いる電力情報と同じ情報であってもよく、異なる情報であってもよい。
【００３９】
記憶部９は、モータ性能の高低で分けたこれらのグループのうち電動送風機２０が有するモータ３が属するグループに対応する設定値を記憶し、制御部６はこの設定値に基づき電気掃除機２０を制御する。
その他の構成は第１又は第２実施形態と同様である。また、第１又は第２実施形態についての記載は矛盾がない限り第３実施形態についても当てはまる。
【符号の説明】
【００４０】
２： ファン    ３：モータ    ４：電動送風機    ５：電源部    ６：制御部    ７：電力調節部    ８：測定部    ９：記憶部    １０：集塵部    １１：吸込口体    ２０：電気掃除機
【図１】
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