(57)【要約】【課題】電動機によって進行方向の順方向または逆方向に回動される回転清掃体を備えつつ、吸込口体が走行する被掃除面の性質に応じて電動送風機の運転出力を制御可能な電気掃除機を提案する。【解決手段】電気掃除機１は、負圧を発生させる電動送風機１３と、電動送風機１３の排気に含まれる臭気を検出する臭気検出部２１と、臭気検出部２１で検出された臭気に基づいて電動送風機１３の運転制御する制御部３７とを備える。【選択図】  図３
2010075504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掃除機本体と、
前記掃除機本体に収容された電動送風機と、
前記電動送風機の排気口よりも下流の流路に配置され、前記流路中の空気に含まれる前記電動送風機のモータ部の異常加熱に伴い発生する臭気を検出する臭気検出部と、
前記臭気検出部で検出された臭気に基づいて、前記電動送風機に供給される電力を制御する制御部とを備えたことを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】
前記制御部は、
前記臭気検出部で検出された臭気が所定の閾値以上になると、前記電動送風機に供給される電力を遮断することを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
前記制御部は、
前記臭気検出部で検出された臭気が所定の閾値以上か否かを記憶する記憶部を備え、
前記記憶部に前記臭気検出部で検出された臭気が所定の閾値以上になったことが記憶されると、前記電動送風機に供給される電力の遮断状態を保つことを特徴とする請求項２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、電動送風機の故障を早期に検出可能な電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気掃除機は、被掃除面から塵埃を除去するための吸引力を発生させる電動送風機を備える。電動送風機は、遠心ファンと、遠心ファンを駆動させるモータ部とを備える。電動送風機は、モータ部が駆動されると遠心ファンが回転され、空気を吸い込んで負圧を発生させる。この負圧が電気掃除機の吸引力に利用される。
【０００３】
電動送風機のモータ部は、一般に電動モータで構成される。モータ部は、遠心ファン部が設けられた回転軸と、回転軸が回転自在に軸支されたモータケース部と、回転軸に設けられた回転子と、モータケース部に設けられた固定子とから構成される。回転子は、ロータコイルと、ロータコイルに接続された整流子とから構成される。整流子には、モータケース部に設けられたカーボンブラシが当接されて電気的に結合される。ロータコイルには、カーボンブラシから整流子を経て電気が供給される。
【０００４】
ここで、整流子と、カーボンブラシとの摩擦状態に不具合が生じると、火花が生じる虞がある。このような状態で電動送風機の運転を継続すると、発煙や発火に至る虞がある。
【０００５】
そこで、ガスセンサを用いて整流子とカーボンブラシとの摩擦状態の健全性を監視し、発煙を検出すると電動送風機の運転を停止させる電気掃除機が知られる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１９２２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電動送風機が異物を吸い込むなどしてロックすると、固定子や回転子のコイル部分が発熱し、層間短絡（レアショート）する虞がある。このような不具合モードにおいて、従来の電気掃除機では、初期発煙の煙が検出されるまでには相当の時間を要するため、ガスセンサで異常が検出された時点では電動送風機が発火に至る虞がある。
【０００７】
一方、電動送風機がレアショートに至る前兆として、絶縁被覆が溶損される独特な臭気が生じることが知られる。また、電動送風機の寿命末期におけるカーボンブラシの損耗においても同様に独特な臭気が生じる。
【０００８】
本発明は、電動送風機の故障を早期に検出可能で、極めて安全性の高い電気掃除機を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の課題を解決するため本発明では、掃除機本体と、前記掃除機本体に収容された電動送風機と、前記電動送風機の排気口よりも下流の流路に配置され、前記流路中の空気に含まれる前記電動送風機のモータ部の異常加熱に伴い発生する臭気を検出する臭気検出部と、前記臭気検出部で検出された臭気に基づいて、前記電動送風機に供給される電力を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電動送風機の故障を早期に検出可能で、極めて安全性の高い電気掃除機を提案できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る電気掃除機の実施形態について図１から図４を参照して説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る電気掃除機の外観を示した斜視図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態に係る電気掃除機１は、掃除機本体２と、集塵ホース３と、手元操作管４と、把持部５と、操作部６と、延長管７と、吸込口体８とを備える。
【００１４】
掃除機本体２には接続口２ａが形成される。掃除機本体２の内部には、接続口２ａに連通された集塵室１０が形成される。掃除機本体２の前方上部には、蓋ケース１１が設けられる。蓋ケース１１は、集塵室１０の上部を開閉自在に覆う蓋である。集塵室１０には分離集塵装置１２が着脱自在に収容される。また、掃除機本体２には、電動送風機１３が収容される。電動送風機１３は、集塵室１０に連通される。掃除機本体２は、電源コード１４を備える。電源コード１４の自由端部には、電源プラグ１５が形成される。
【００１５】
集塵ホース３は可撓性を有し、湾曲可能な細長略円筒状に形成される。集塵ホース３の一端は接続口２ａに着脱可能に接続されて、掃除機本体２の内部に連通される。
【００１６】
手元操作管４の一端は集塵ホース３の他端に設けられ、集塵ホース３を介して掃除機本体２の内部に連通される。
【００１７】
把持部５は電気掃除機１の使用者が把持して電気掃除機１を操作するものである。把持部５は手元操作管４の他端部から、集塵ホース３が設けられた手元操作管４の一端部に向かって、湾曲させて突設される。
【００１８】
操作部６は把持部５に設けられる。操作部６が電気掃除機１の使用者に操作されると、電気掃除機１は複数の駆動モードに設定される。操作部６は電気掃除機１の運転を停止させる切スイッチ６ａや電気掃除機１の運転を開始させる起動スイッチ６ｂなどを有する。
【００１９】
延長管７は、伸縮可能な細長略円筒状に形成される。延長管７の一端は手元操作管４の他端に着脱可能に接続されて、手元操作管４および集塵ホース３を介して掃除機本体２の内部に連通される。
【００２０】
吸込口体８は、延長管７の一端に着脱可能に接続されて、延長管７、手元操作管４および集塵ホース３を介して掃除機本体２の内部に連通される。
【００２１】
電気掃除機１を運転すると、電動送風機１３が作動して、掃除機本体２の内に負圧が作用する。この負圧は接続口２ａから集塵ホース３と手元操作管４と延長管７とを経て吸込口体８に作用する。そうすると、電気掃除機１は吸込口体８から空気とともに床などの被掃除面に溜まった塵埃を吸い込んで被掃除面を掃除する。吸込口体８に吸い込まれた含塵空気は、掃除機本体２に収容された分離集塵装置１２によって空気と塵埃とに分離される。分離された塵埃は分離集塵装置１２に集塵される。他方、分離された空気は、電動送風機１３に吸い込まれて、掃除機本体２から吐出される。
【００２２】
図２は、本発明に係る電気掃除機の平断面図である。
【００２３】
図２に示すように、電気掃除機１の掃除機本体２は、分離集塵装置１２が収容された集塵室１０と、電動送風機１３が収容された電動送風機室１７と、コードリール１８が収容されたコードリール室１９とが区画される。集塵室１０は、掃除機本体２の前側に配置される。電動送風機室１７と、コードリール室１９とは、掃除機本体２の後側に並設される。電動送風機室１７には、臭気検出部２１が設けられる。臭気検出部２１は、電動送風機１３の排気に含まれる臭気の検出に適した任意の位置に設けることができる。具体的には、臭気検出部２１は、電動送風機１３の排気口２２よりも下流の流路を構成する電動送風機室１７と、コードリール室１９との少なくとも一方に設けられる。
【００２４】
分離集塵装置１２は、いわゆる紙パックフィルタ等の集塵フィルタである。分離集塵装置１２は、接続口２ａに連通される。
【００２５】
集塵室１０は、分離集塵装置１２を介して接続口２ａに連通される。
【００２６】
電動送風機１３は、モータ部２３と、モータ部２３によって駆動される遠心ファン部２４とを備える。遠心ファン部２４の吸込口２５は、集塵室１０に連通され、排気口２２は、電動送風機室１７内に配置される。
【００２７】
電動送風機室１７は、掃除機本体２の後部に形成された複数の本体排気口２８によって、掃除機本体２の外部に連通される。
【００２８】
コードリール１８は、樹脂材料で形成される。コードリール１８には、電源コード１４が巻き取られる。コードリール１８は、電源コード１４を巻き取る方向へ付勢され、コードリール室１９に回動自在に軸支される。また、コードリール１８は、電源コード１４と電動送風機１３とを電気的に接続する回転接点部２９を備える。回転接点部２９は、コードリール１８の回転軸の一方の端部に配置される。
【００２９】
コードリール室１９は、区画壁３１が有する連通口３２を介して電動送風機室１７に連通される。区画壁３１は、コードリール室１９と、電動送風機室１７とを区画する。コードリール室１９は、掃除機本体２の後部に形成された電源コード１４の引出口３３を有する。
【００３０】
臭気検出部２１は、電動送風機室１７内の空気に含まれる臭気を検出する。具体的には、臭気検出部２１は、電動送風機１３が異物を吸い込むなどしてロックし、電動送風機１３に過電流が流れて温度が上昇した際に、固定子や回転子のコイル部分の異常発熱に伴って絶縁被覆が発生させるカーボン成分を含む臭気を検出する。
【００３１】
また、臭気検出部２１は、コードリール室１９に設けても良い。この場合には、臭気検出部２１は、電動送風機１３が発生させる臭気に加えて、コードリール１８の回転接点部２９の不具合や、電源コード１４の発熱によるコードリール１８の熱変形にともなう臭気を検出する。
【００３２】
電動送風機１３が運転されると、電動送風機１３は、吸込口２５から空気を吸い込み、排気口から空気を排気する。これによって電動送風機１３の吸込口２５側には負圧が生じる。電動送風機１３が発生させた負圧は、集塵室１０と、分離集塵装置１２と、接続口２ａとに順次に作用する。他方、電動送風機１３の排気口２２から排気された空気の一部は、電動送風機室１７の本体排気口２８から掃除機本体２の外部に排気される。また、電動送風機室１７に排気された空気の他の部分は、区画壁３１の連通口３２からコードリール室１９に案内され、コードリール１８および電源コード１４を冷却しつつ引出口３３から掃除機本体２の外部に排気される。
【００３３】
このとき、臭気検出部２１は、電動送風機１３の排気口２２の下流の流路を構成する電動送風機室１７とコードリール室１９との少なくとも一方において、排気に含まれる臭気を検出する。
【００３４】
図３は、本発明に係る電気掃除機のブロック図である。
【００３５】
図３に示すように、電気掃除機１は、操作部６と、電動送風機１３と、スイッチング素子３５と、制御用電源回路３６と、臭気検出部２１と、制御部３７とを備える。電動送風機１３と、スイッチング素子３５とは直列に接続される。
【００３６】
操作部６は、電気掃除機１の使用者が入力した操作内容に対応する操作信号を制御部３７に出力する。具体的には、操作部６は、電気掃除機１の使用者が切スイッチ６ａを操作すると、電気掃除機１の停止信号Ｓｏｆｆを制御部３７に出力する。また、操作部６は、電気掃除機１の使用者が起動スイッチ６ｂを操作すると電気掃除機１の起動信号Ｓｏｎを制御部３７に出力する。
【００３７】
電動送風機１３は、スイッチング素子３５を介して商用電源Ｅに接続される。
【００３８】
スイッチング素子３５は、制御部３７の制御に応じて電動送風機１３に電力を供給する。また、スイッチング素子３５は、電力制御用に双方向サイリスタや逆阻止３端子サイリスタなどの素子が用いられる。スイッチング素子３５のゲート端子は、制御部３７に接続される。
【００３９】
制御用電源回路３６は、商用交流電源Ｅの電圧を５Ｖ程度に降圧させた直流電圧を制御部３７に供給する。
【００４０】
臭気検出部２１は、例えば電力により動作する半導体型の臭気センサから構成される。臭気検出部２１は、制御部３７に電気的に接続される。
【００４１】
制御部３７は、操作部６が出力した操作信号に応じてスイッチング素子３５を介して電動送風機１３の運転を開始または停止する。具体的には、操作部６が起動信号Ｓｏｎを出力すると、電動送風機１３の運転を開始する。他方、操作部６が停止信号Ｓｏｆｆを出力すると、電動送風機１３の運転を停止する。制御部３７は、商用交流電源Ｅが半サイクルごとに０ＶからＯＮするまでの時間、すなわち位相角をトリガーレベル値とするトリガー信号Ｓｔをスイッチング素子３５に出力して、電動送風機１３に供給される電力を制御し、電動送風機１３の運転出力を制御する。
【００４２】
また、制御部３７は、臭気検出部２１で検出された臭気ｓに基づいてスイッチング素子３５を介して電動送風機１３の運転制御する。制御部３７は、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリを用いた記憶部３８を備える。記憶部３８には、臭気検出部２１で検出された臭気ｓが判定閾値Ｓｔ（所定の閾値）以上になったか否かが記憶される。具体的には、記憶部３８には、臭気正常または臭気異常のいずれかの状態値が記憶される。記憶部３８には、初期値として臭気正常が記憶される。一方、制御部３７は、臭気検出部２１で検出された臭気ｓが、判定閾値Ｓｔ以上になると、記憶部３８に臭気異常を記憶する。制御部３７は、記憶部３８が臭気異常を記憶していれば、記憶内容を書き換えない。記憶部３８は、初期化されるまでは、記憶の内容を維持する。
【００４３】
さらに、制御部３７は、記憶部３８の記憶内容が臭気異常の場合には、スイッチング素子３５を介して電動送風機１３に供給される電力を制御し、電動送風機１３を停止させる。
【００４４】
図４は、本発明に係る電気掃除機の電動送風機の運転制御のフローチャートである。
【００４５】
図４に示すように、電気掃除機１は、操作部６の起動スイッチ６ｂが操作されると、電動送風機１３の起動信号Ｓｏｎが制御部３７に入力される。そうすると、制御部３７は、電動送風機１３の運転制御を開始する。
【００４６】
先ず、ステップＳ１では、制御部３７は、記憶部３８の記憶内容が臭気正常か否かを確認する。臭気正常の場合には、ステップＳ２に進む。その他の場合には、ステップＳ５に進む。
【００４７】
次に、ステップＳ２では、制御部３７は、臭気検出部２１で検出された臭気ｓを取得する。
【００４８】
次に、ステップＳ３では、制御部３７は、ステップＳ２で取得した臭気ｓと、判定閾値Ｓｔとを比較して、臭気ｓが判定閾値Ｓｔよりも小さいか否かを判断する。臭気ｓが判定閾値Ｓｔよりも小さい場合は、ステップＳ２に戻る。その他の場合は、ステップＳ４に進む。
【００４９】
次に、ステップＳ４では、制御部３７は、記憶部３８に臭気異常を記憶する。
【００５０】
次に、ステップＳ５では、制御部３７は、スイッチング素子３５を介して電動送風機１３に供給される電力を制御して、電動送風機１３を停止し、制御を終了する。
【００５１】
本実施形態に係る電気掃除機１によれば、制御部３７は、電動送風機１３がロックし、固定子や回転子のコイル部分が発熱したり、コードリール１８の回転接点部２９の不具合や、電源コード１４の発熱によりコードリールが熱変形し始めたりすると、発煙や発火に至る前に絶縁被覆が溶損される独特な臭気や、樹脂製のコードリール１８から発せられる臭気を臭気検出部２１で検出して、電動送風機１３の電源供給を遮断できる。したがって、電気掃除機１は、電動送風機１３や電源コード１４等の異常を早期に検出し、未然に発煙や発火を防ぐことができる。
【００５２】
また、本実施形態に係る電気掃除機１によれば、制御部３７は、一旦臭気異常と判断されると、記憶部３８に臭気異常の状態値を記憶することで、電気掃除機１の使用者が、初期異常状態の電気掃除機１を誤って使用することを回避できる。
【００５３】
したがって、本発明に係る電気掃除機１によれば、電動送風機の故障を早期に検出可能で、極めて安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る電気掃除機の外観を示した斜視図。
【図２】本発明に係る電気掃除機の平断面図。
【図３】本発明に係る電気掃除機のブロック図。
【図４】本発明に係る電気掃除機の電動送風機の運転制御のフローチャート。
【符号の説明】
【００５５】
１  電気掃除機
２  掃除機本体
２ａ  接続口
３  集塵ホース
４  手元操作管
５  把持部
６  操作部
６ａ  切スイッチ
６ｂ  起動スイッチ
７  延長管
８  吸込口体
１０  集塵室
１１  蓋ケース
１２  分離集塵装置
１３  電動送風機
１４  電源コード
１５  電源プラグ
１７  電動送風機室
１８  コードリール
１９  コードリール室
２１  臭気検出部
２２  排気口
２３  モータ部
２４  遠心ファン部
２５  吸込口
２８  本体排気口
２９  回転接点部
３１  区画壁
３２  連通口
３３  引出口
３５  スイッチング素子
３６  制御用電源回路
３７  制御部
３８  記憶部
【図１】
2010075504.tif 000003
【図２】
2010075504.tif 000004
【図３】
2010075504.tif 000005
【図４】
2010075504.tif 000006