(57)【要約】【課題】電気掃除機が吸引する塵埃の大きさに関わらず、エネルギー効率等を向上する。【解決手段】第１フィルター９を備えた第１集塵室８と、第１集塵室８の下流側に設けられた、第１フィルター９より目が細かい第２フィルター１１を備えた第２集塵室１０と、第１フィルター９より目が細かく第２フィルター１１より目が粗い第３フィルター１３を備えた第３集塵室１２と、第１集塵室８を通り抜けた吸引風が第２集塵室１０と第３集塵室１２のいずれかを選択して流れるように風路を切り替える吸引風路切替手段１５とを備え、第１集塵室８上流側の吸引経路の塵埃の分布を判断する塵埃分布判断手段を有し、制御手段２２は、前記塵埃分布判断手段が判断した塵埃の分布状況に応じて、吸引風路切替手段１５を駆動し、第１集塵室８を通り抜けた吸引風が、切り替えられた集塵室内を流れるようにしたもので、エネルギー効率と耐久性を向上できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掃除機本体内に、吸引力を発生する電動送風機と、前記電動送風機を駆動する電動送風機駆動手段と、前記駆動手段に信号を送ることで前記電動送風機への電力供給量を制御する制御手段と、第１フィルターを備えた第１集塵室と、前記第１集塵室の下流側に設けられ、前記第１フィルターより目が細かい第２フィルターを備えた第２集塵室と、同じく前記第１集塵室の下流側に設けられ前記第１フィルターより目が細かく前記第２フィルターより目が粗い第３フィルターを備えた第３集塵室と、第１集塵室を通り抜けた吸引風が第２集塵室と第３集塵室のいずれかを選択して流れるように風路を切り替える吸引風路切替手段とを備え、第１集塵室上流側の吸引経路を流れる所定の大きさの塵埃を検出する第１塵埃検出手段と、前記第１塵埃検出手段と異なる大きさの塵埃を検出する第２塵埃検出手段と、前記第１塵埃検出手段と第２塵埃検出手段との出力結果から塵埃の分布状況を判断する塵埃分布判断手段とを設け、前記制御手段は、前記塵埃分布判断手段が判断した塵埃の分布状況に応じて、前記吸引風路切替手段を駆動し、前記第２集塵室と第３集塵室のいずれかを選択して風路を切り替え、第１集塵室を通り抜けた吸引風が、切り替えられた集塵室内を流れるようにしたことを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】
第１集塵室の下流側で、且つ、吸引風路切替手段が切り替える風路の上流側の風路部分の圧力を検出する圧力検知手段を備え、前記検出した圧力に応じて、電動送風機への電力供給量を制御する請求項１記載の電気掃除機。
【請求項３】
電動送風機の下流側に、排気量設定手段によって面積を調整可能な排気口を備え、塵埃の分布状況および／または圧力検知手段が検出した圧力に応じて、排気口の面積を可変させるようにした請求項１または２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、一般家庭用において使用される電気掃除機の制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より電気掃除機で吸引した塵埃検出手段を備えたものにおいて、塵埃を検出するセンサーを備えて、その検出量により除塵機能を作動させる構成が知られており、例えば特許文献１では、塵埃センサーの出力に応じてフィルターに振動を加えるバイブレーターの駆動時間を変えるようにする工夫が記されている。また、近年では塵埃センサーの高機能化も進んでおり、特許文献２のように塵埃の大きさに応じて除塵動作を変えたり、特許文献３のような塵埃の中でも目詰まりの原因となる細塵の量を判断して除塵動作を行うようにしたものも提案されている。また、集塵袋を装着するタイプのものであるが、塵埃センサーの進化に伴い検出できる塵埃の大きさに応じたフィルターの目すなわちメッシュの孔の大きさを設定した特許文献４などが提案されてきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９６０５０号公報
【特許文献２】特開２００８−１０４６８６号公報
【特許文献３】特開２００８−１１３７８８号公報
【特許文献４】特開２００７−０６８７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、塵埃センサーの検出する塵埃量を基にフィルターを振動させて除塵動作を行うことで、無駄な電力消費を抑えつつ吸引力を下げないようにする効果を上げているが、細塵を逃がさない目の細かいフィルターを備えた塵埃では、除塵動作を行ったとしても強い吸引力で吸引すればするほど、圧力損失が大きくなりエネルギーとしては無駄を生じてしまい、同時に電動送風機への負担も大きくなるという課題があった。逆にエネルギー効率を上げるためには圧力損失の低い目の大きなフィルターが良いが、細塵が多い場合には集塵されずに塵埃を逃がしてしまうという欠点を生じてしまう。つまりこれら２つの条件を同時には対応できないという課題があった。また、近年の遠心分離方式などによるフィルターを用いない集塵方式もあるが、細塵を分離捕集するためにかなりの圧力損失が生じており、必要のない場合でもエネルギー効率的には低く、同時に電動送風機に対する負荷も大きいという課題は同様にあった。
【０００５】
本発明はこれらの課題を解決するもので、集塵する塵埃の大きさを判断できる複数の塵埃検出手段を備え、細塵を集塵する場合には圧力損失の少ないフィルターを備えた集塵室に吸引風を送り、細塵をしっかりと捕集する必要がある場合には、目の細かいフィルターを備えた集塵室に風を送るようにすることで、塵埃をしっかりと集塵するとともに、電動送風機への負担を減らしてエネルギー効率が高く、さらに耐久性も向上する電気掃除機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電気掃除機は、掃除機本体内に、吸引力を発生する電動送風機と、前記電動送風機を駆動する電動送風機駆動手段と、前記駆動手段に信号を送ることで前記電動送風機への電力供給量を制御する制御手段と、第１フィルターを備えた第１集塵室と、前記第１集塵室の下流側に設けられ、前記第１フィルターより
目が細かい第２フィルターを備えた第２集塵室と、同じく前記第１集塵室の下流側に設けられ前記第１フィルターより目が細かく前記第２フィルターより目が粗い第３フィルターを備えた第３集塵室と、第１集塵室を通り抜けた吸引風が第２集塵室と第３集塵室のいずれかを選択して流れるように風路を切り替える吸引風路切替手段とを備え、第１集塵室上流側の吸引経路を流れる所定の大きさの塵埃を検出する第１塵埃検出手段と、前記第１塵埃検出手段と異なる大きさの塵埃を検出する第２塵埃検出手段と、前記第１塵埃検出手段と第２塵埃検出手段との出力結果から塵埃の分布状況を判断する塵埃分布判断手段とを設け、前記制御手段は、前記塵埃分布判断手段が判断した塵埃の分布状況に応じて、前記吸引風路切替手段を駆動し、前記第２集塵室と第３集塵室のいずれかを選択して風路を切り替え、第１集塵室を通り抜けた吸引風が、切り替えられた集塵室内を流れるようにしたことを特徴とするもので、細塵を多く吸引する場合には吸引風が目の細かいフィルターを備えた集塵室を通るようにしてしっかりと捕集するようにし、細塵がほとんどないような場合には目のやや粗い集塵室を通すことで、圧力損失を抑えて電動送風機への負担を減らし、エネルギー効率を高め、耐久性も向上させた電気掃除機を提供できるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電気掃除機によれば、塵埃検出手段の検出結果から細塵が多いか少ないかの分布状況を判断して目の大きさが異なる集塵室に吸引風を切り替えて吸引するので、十分な集塵能力と圧力損失を必要に応じたレベルで調整できるのでモータへの負担も抑えることができ、エネルギー効率が高く耐久性も向上させた電気掃除機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１における電気掃除機の制御ブロック図
【図２】同、電気掃除機の断面図
【図３】同、電機掃除機の外観斜視図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
第１の発明は、掃除機本体内に、吸引力を発生する電動送風機と、前記電動送風機を駆動する電動送風機駆動手段と、前記駆動手段に信号を送ることで前記電動送風機への電力供給量を制御する制御手段と、第１フィルターを備えた第１集塵室と、前記第１集塵室の下流側に設けられ、前記第１フィルターより目が細かい第２フィルターを備えた第２集塵室と、同じく前記第１集塵室の下流側に設けられ前記第１フィルターより目が細かく前記第２フィルターより目が粗い第３フィルターを備えた第３集塵室と、第１集塵室を通り抜けた吸引風が第２集塵室と第３集塵室のいずれかを選択して流れるように風路を切り替える吸引風路切替手段とを備え、第１集塵室上流側の吸引経路を流れる所定の大きさの塵埃を検出する第１塵埃検出手段と、前記第１塵埃検出手段と異なる大きさの塵埃を検出する第２塵埃検出手段と、前記第１塵埃検出手段と第２塵埃検出手段との出力結果から塵埃の分布状況を判断する塵埃分布判断手段とを設け、前記制御手段は、前記塵埃分布判断手段が判断した塵埃の分布状況に応じて、前記吸引風路切替手段を駆動し、前記第２集塵室と第３集塵室のいずれかを選択して風路を切り替え、第１集塵室を通り抜けた吸引風が、切り替えられた集塵室内を流れるようにしたことを特徴とするもので、細塵を多く吸引する場合には吸引風が目の細かいフィルターを備えた集塵室を通るようにしてしっかりと捕集するようにし、細塵がほとんどない場合には目のやや粗い集塵室を通すことで、圧力損失を抑えて電動送風機への負担を減らし、エネルギー効率を高め、耐久性も向上させた電気掃除機を提供することができる。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明の第１集塵室の下流側で、且つ、吸引風路切替手段が切り替える風路の上流側の風路部分の圧力を検出する圧力検知手段を備え、前記検出した圧力に応じて、電動送風機への電力供給量を制御するようにしたもので、塵埃の大きさや切り替えているフィルターの大きさにあわせて適した電動送風機の運転を行うことで、無駄な電
力消費を抑えるだけでなく捕集効率も向上させる電気掃除機を提供することができる。
【００１１】
第３の発明は、第１または第２の発明の電動送風機の下流側に、排気量設定手段によって面積を調整可能な排気口を備え、塵埃の分布状況および／または圧力検知手段が検出した圧力に応じて、排気口の面積を可変させるようにしたもので、圧力損失を調整する能力を向上させるとともに、フィルターが塵埃を捕集するのに適した吸引速度で吸引するようにして、より集塵能力を高め、エネルギーの効率も向上させる電気掃除機を提供することができる。
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１３】
（実施の形態１）
本発明の第一の実施の形態について図１〜図３を参照しながら説明する。先ず、図１〜図３を用いて各構成要素について説明する。
【００１４】
図３は、電気掃除機の外観斜視図で、１は掃除機本体（以下、「本体」と称す）で、本体１内には吸引力を発生させる電動送風機２が収納されている。また本体１にはホース３が接続され、ホース３の一部には使用者が操作する操作部４、吸引した塵埃を検出する塵埃検出部５が設けられている。また６はホース３と床用吸込具７とを接続する延長管である。次に図２は本体の略断面図であり、本体１内に目の粗い第１フィルター９をもつ第１集塵室８と、その後方に第１フィルター９より目の細かい第２フィルター１１をもつ第２集塵室１０と、第１フィルター９より目が細かく第２フィルター１１より目が粗い第３フィルター１３をもつ第３集塵室１２が配されている。この第１集塵室８と第２集塵室１０及び第３集塵室１２は吸引風路切替手段１５で仕切られており、第１集塵室８の第１フィルター９を通過した細塵は、アクチュエーターなどから構成された吸引風路切替手段１５によって吸引風路切替部１４がスライドして風路が切り替えられることで、第２集塵室１０へ入るか第３集塵室１２へ入るかを選択される。
【００１５】
また、この後方に吸引力を発生する電動送風機２が配されており、その排気は本体１の後方に配された第１排気口１７から排出されるが、このとき、排気量設定手段２０によって第２排気口制御部１９が第２排気口１８を開口した場合には、排気面積が増大する構成となっている。また１６は圧力センサーなどから構成された吸引風路切替部１４の圧力を検出する圧力検知手段である。またホース３の一部を構成する塵埃検出部５内には、赤外発光ダイオードとフォトトランジスタなどで構成された塵埃センサー２３が収納されている。
【００１６】
次に、図１はこの電気掃除機の制御ブロック図の一例で、２１は電動送風機２を駆動するための双方向性サイリスタなどで構成された電動送風機駆動手段である。２２はマイクロコンピュータなどで構成される制御手段である。制御手段２２は操作部４からの操作信号を受けて判断し、電動送風機駆動手段２１へ駆動信号を送る。２３は、塵埃検出部５に収納された塵埃センサー部で、２４は塵埃センサー部２３の出力信号をオペアンプやコンパレータなどから増幅機能とフィルター機能をもたせた回路構成からなり所定の増幅率で塵埃の検出を判断し信号を出力する第１塵埃検出手段であり、２５は塵埃センサーの出力信号を第１塵埃検出手段よりさらに大きな増幅率で増幅する回路構成で、より細かい塵埃を検出することができる第２塵埃検出手段である。２６は、第１塵埃検出手段２４と第２塵埃検出手段２５の検出結果から現在の塵埃の分布状況を判断して、制御手段２２へ伝える塵埃分布判断手段である。また２８は、塵埃の検出状況や吸引風路の切替状況および排気口制御状況を使用者に報知するための報知手段で、ＬＥＤなどの表示素子などから構成されている。また、図２を用いて説明した吸引風路切替手段１５及び排気量設定手段２０
も制御手段２２の信号によって動作するようになっており、圧力検知手段１６はその検出結果を制御手段２２へ送っている。
【００１７】
上記構成において、その動作を説明する。
【００１８】
使用者が本体１を商用電源（図示せず）に接続し、操作部４によって運転を指示すると、制御手段２２は、電動送風機駆動手段２１へ信号を送り、電動送風機２に電力が供給されて運転を始める。電動送風機２の運転によって吸引風が床用吸込具７から延長管６、ホース３を経由して本体１へ送られる。このとき、吸引風と同時に吸引された塵埃も本体１内へ吸引される。このとき、塵埃センサー２３によって検出された塵埃は、その大きさから第１塵埃検出手段２４または第２塵埃検出手段２５によってカウントされ、塵埃分布判断手段２６に信号を送る。
【００１９】
塵埃分布手段２６は所定時間での塵埃中の細塵の分布状況を判断手段２２へ送る。この所定時間は判断するのに適当な時間を実験などに基づいて一定の時間として定めてもよいし、学習機能を持たせることで、使用される場所の条件によって変動するようにしても良い。次に判断手段２２は、塵埃分布判断手段２６から得た情報を基に、第２フィルター１１と第３フィルター１３のどちらが適当かを判断して、細塵切替手段１５に信号を送り、吸引風路切替部１４の設定を行う。
【００２０】
本体１内の第１集塵室８へ入った後、第１フィルター９を通った吸引風は、第１フィルター９で止められる粗塵を第１塵埃室８に残し、吸引風路切替部１４の設定状況に応じて、第２集塵室１０または第３集塵室１２へ吸引される。細塵が多い場合には、目が細かい第２フィルター１１を備えた第２集塵室１０へ吸引し、そうでない場合には、第３フィルター１３を備えた第３集塵室１２へ吸引する。フィルターの目が細かいということは、そもそも吸引をする際の圧力損失が大きいことになるため、電動送風機３へかかる負荷も大きく、エネルギーもより必要になる。塵埃の大きさの分布から判断される必要に応じた集塵室の切り替えによって、圧力損失も制御し、電動送風機２の負担も減らすことで、耐久性を向上することもできる。
【００２１】
また、同時に細塵の分布のみが多い場合には、あまり強い吸引は必要ないため、電動送風機２の電力供給量を減らして運転することで、エネルギー効率も高めることができる。このとき、第１集塵室後方に設けられた圧力検出手段１６の検出した圧力より実際の吸引風量や負圧を判断することによって、電動送風機２への最適な電力供給量を判断することで、吸引している塵埃に応じて、必要十分な吸引を設定することができる。圧力検知手段１６の設置場所については、第１集塵室８の後方が最も細塵による風路切替の判断材料とするのに適していると考えるが、推測可能な条件を算出することで、より実装のために有利な場所に設定しても良い。
【００２２】
さらに第２集塵室１０または第３集塵室１２で塵埃を捕集した後、吸引風は最終的に、電動送風機２を通り、第１排気口１７または第２排気口１８より本体１の外へ排気が排出される。このとき、判断手段２２からの出力によって、排気量設定手段２０はアクチュエーターなどから構成された第２排気口制御１９を動作させ、第２排気口１８の開口量を調節、すなわち排気面積を調節し、これにより排気風速を制御して各集塵室のフィルターを吸引風が通過する風速を制御することができる。
【００２３】
またフィルターで塵埃を捕集するのには、そのフィルターの目の大きさと塵埃の大きさ、及び圧力損失などから適した風速が実験によって定めることができる。その設定を考慮した上で、圧力検知手段１６の出力結果も加味して電動送風機２への電力供給量の調整を含めて排気面積の制御をすることで、捕集効率とエネルギー効率を高めて、かつ電動送風
機２への負担を下げることから耐久性も向上した電気掃除機を実現することができる。さらに、実際の運転する場合の使用者への耳障りな音の低減に使用することで、より快適な掃除を行うようにすることもできる。報知手段２８にて使用者は、その状況を把握できるので、場合によって吸引力を優先するような選択をスイッチ（図示せず）などを設けて選択することができるようにしても良い。
【００２４】
また、圧力検知手段１６の出力結果と吸引風路切替部１４の設定から第２集塵室１０および第３集塵室１２のそれぞれの塵埃蓄積量を制御手段２２が判断し、除塵手段２７へ駆動指示を送ると、電動機やギヤ、駆動軸及び振動板などから構成された除塵手段２７は振動駆動を行って、第２フィルター１１または第３フィルター１３へ付着した塵埃を落とす。このとき蓄積量によって振動する時間やエネルギーを制御したり、報知手段２８によって使用者に塵埃の廃棄を促すことでより使い勝手をよくすることができる。
【００２５】
また本実施の形態の掃除機においては、塵埃をふるい落とす対象のフィルターを備えた集塵室側へは塵埃が吸入しないように吸引風路切替手段１５で制御することで、電動送風機２の通常運転中や運転終了後の惰性運転で発生する吸引風によるフィルターへの細塵付着を防ぎながら、塵埃を効率よくふるい落とすことも可能である。また逆に、通常運転中に使用していない集塵室のフィルターに付着した塵埃を定期的に除塵するようにすれば、目詰まり状態での運転を防ぐことができ、電動送風機２への負荷を軽減でき、余分な電力消費を抑えると共に耐久性を向上させることもできる。効率よく除塵した塵埃は報知手段２８によって使用者にその除去を促すことで、フィルターへの長期間付着によるこびり付きや負荷のかかった状態での運転時間を減らすことで、さらに効果を高めることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、電動送風機と除塵機能の効率的な運転でエネルギー効率を高めると共に耐久性も向上させるものとして極めて有用なものである。
【符号の説明】
【００２７】
１  掃除機本体
２  電動送風機
４  操作部
８  第１集塵室
９  第１フィルター
１０  第２集塵室
１１  第２フィルター
１２  第３集塵室
１３  第３フィルター
１４  吸引風路切替部
１５  吸引風路切替手段
１６  圧力検知手段
１７  第１排気口
１８  第２排気口
１９  第２排気口制御部
２０  排気量制御手段
２１  電動送風機駆動手段
２２  制御手段
２３  塵埃センサー
２４  第１塵埃検出手段
２５  第２塵埃検出手段
２６  塵埃分布判断手段
２７  除塵手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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