(57)【要約】【課題】操作手段に定電流を流して制御手段で検知することにより、接点の信頼性を確保し、かつ電源過渡状態になっても確実な検知機能を有する電気掃除機を提供する。【解決手段】低電圧で動作可能な定電流手段３から一定の電流を操作手段１２に供給することにより、制御手段６は電源投入時や電源過渡状態時における電圧変動が生じても、操作手段１３における操作状態を確実に検知でき、かつ、表示手段１３の電流・電圧を接点に印加することにより、接点の高信頼性を可能にできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塵埃を吸引するための電動送風機と、前記電動送風機を制御する電動送風機制御手段と、前記電動送風機の入力を設定するための操作手段と、前記操作手段に一定の電流を流す定電流手段と、前記操作手段からの出力を元にどのスイッチが操作されたかを判断して電動送風機の入力信号を前記電動送風機制御手段に出力する制御手段と、前記定電流手段と前記制御手段の動作電圧を別々に与える電圧発生手段を備え、前記定電流手段は、前記制御手段の電圧が所定の電圧以上の時に操作手段に定電流を流すことができるように構成した電気掃除機。
【請求項２】
定電流手段の動作電圧と制御手段の動作電圧とは異なる電圧に設定した請求項１記載の電気掃除機。
【請求項３】
定電流手段の動作電圧は、制御手段の動作電圧よりも高い電圧に設定した請求項１または２項記載の電気掃除機。
【請求項４】
吸込み風量や圧力などを検知する状態検知手段と、吸込み風量や圧力などの状態を表示する表示手段と、前記表示手段を制御する表示制御手段とを備え、表示制御手段の動作電圧と制御手段の電圧とは異なる電圧に設定し、表示手段の動作電圧が操作手段に印加されるように構成した請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項５】
定電流手段の動作電圧と表示制御手段の動作電圧は同一系統の電圧・共用配線構成とし、操作手段の信号取込みと状態表示の制御信号を同一信号系統で行うように構成した請求項１〜４いずれか１項記載の電気掃除機。
【請求項６】
表示手段駆動時に表示手段に流れる電流は、定電流手段からの供給電流よりも大きくなるように設定した請求項４または５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、電動送風機の入力を任意に選択設定できる操作手段を有する電気掃除機の構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気掃除機の形態としては、一般的に図３に示すような床移動型（キャニスター型）掃除機が多く普及しており、掃除機本体２１内に配置された電動送風機２２の入力を、掃除機本体２１の接続部２９に着脱自在に接続されるホース２４の手元部２５に設けられた操作手段２６を操作することにより、掃除機本体２１内の制御手段（図示せず）を介して電動送風機２２の入力を任意に設定できるようにしている。操作手段２６と掃除機本体２１とは、この吸気口２９に設けたれた接続端子（図示せず）とホース２４に設けられた接続端子（図示せず）で電気的に接続されている。なお、手元部２５には延長管２７が接続され、延長管２７の先端には塵埃を吸引するための床ノズル２８が備えられている。
【０００３】
また、掃除機本体２１内の電動送風機２２の上流には集塵室３０が設けられており、集塵室３０内に多量の集塵が堆積してくると、手元部２５に設けた表示手段３１に多量の塵埃が堆積していることを表示するようにしている。そして、このような電動送風機の入力を制御したり、表示を行うための回路が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２９３０１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の図３に示される回路の場合、接続端子間（端子Ｃ、Ｄ間）の電圧がホース手元部に印加されることになるが、この電圧は制御用のＩＣ１３１の定格電圧（マイクロプロセッサの場合は一般的には５Ｖ、ＩＣの場合には１２Ｖ以下）を超えてはならないため、高電圧の設定にすることはできない。
【０００５】
また、操作手段２６の信号を確実に検知するために、操作手段２６を構成する各固定抵抗器やＩＣレギュレータの出力電圧には高精度を要求されるため、高コストとなっている。さらに、記憶機能を有するＩＣ１３１やコンパレータ１４１などＩＣの動作可能電圧は一般に一致しないため、電源４２投入時に電圧が所定の電圧に達するまでの過渡時や瞬時停電などの電源電圧の変動時における電圧の急変に伴うＩＣへの供給電圧が変化している場合の誤検知も大きな課題であった。
【０００６】
また、接続端子は掃除機本体２１の吸気口２９に相当する箇所であり、掃除機使用時にホース２４が引っ張られることにより絶えず振動は加わる場所であることから、上記のＩＣ等の動作電圧である５Ｖとか１２Ｖ程度の低電圧では接触不良を招くという課題があった。
【０００７】
本発明は前記課題を解決するもので、操作手段に定電流を流してそれを制御手段で検知することにより、電源過渡状態になっても確実な検知機能を有する電気掃除機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために本発明は、塵埃を吸引するための電動送風機と、前記電動送風機を制御する電動送風機制御手段と、前記電動送風機の入力を設定するための操作手段と、前記操作手段に一定の電流を流す定電流手段と、前記操作手段からの出力を元にどのスイッチが操作されたかを判断して電動送風機の入力信号を前記電動送風機制御手段に出力する制御手段と、前記定電流手段と前記制御手段の動作電圧を別々に与える電圧発生手段を備え、前記定電流手段は、前記制御手段の電圧が所定の電圧以上の時に操作手段に定電流を流すことができるように構成しているため、電源過渡状態になっても定電流が供給できる間は確実な検知機能が得られる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、定電流手段の電源を制御手段の電源とは分離できるので高電圧化が可能で、接点の信頼性を向上できるとともに、制御手段の動作可能電圧に至る前に定電流手段が所定値に設定できるので、電源過渡状態になっても確実な検知機能が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の発明は、塵埃を吸引するための電動送風機と、前記電動送風機を制御する電動送風機制御手段と、前記電動送風機の入力を設定するための操作手段と、前記操作手段に一定の電流を流す定電流手段と、前記操作手段からの出力を元にどのスイッチが操作されたかを判断して電動送風機の入力信号を前記電動送風機制御手段に出力する制御手段と、前記定電流手段と前記制御手段の動作電圧を別々に与える電圧発生手段を備え、前記定電流手段は、前記制御手段の電圧が所定の電圧以上の時に操作手段に定電流を流すことができるように構成しているため、電源過渡状態になっても確実な検知機能が得られる。
【００１１】
第２の発明は、特に第１の発明において、定電流手段の動作電圧と制御手段の動作電圧とは異なる電圧に設定しているので、接点の高信頼性を確保することができる。
【００１２】
第３の発明は、特に１または２の発明において、定電流手段の動作電圧は、制御手段の動作電圧よりも高い電圧に設定しているので、接点に高電圧を印加することができ、接点の高信頼性を確保することができる。
【００１３】
第４の発明は、特に第１の発明において、吸込み風量や圧力などを検知する状態検知手段と、吸込み風量や圧力などの状態を表示する表示手段と、前記表示手段を制御する表示制御手段とを備え、表示制御手段の動作電圧と制御手段の電圧とは異なる電圧に設定し、表示手段の動作電圧が操作手段に印加されるように構成しているので、接点の高信頼性を確保することができる。
【００１４】
第５の発明は、特に１〜４の発明において、定電流手段の動作電圧と表示制御手段の動作電圧は同一系統の電圧・共用配線構成とし、操作手段の信号取込みと状態表示の制御信号を同一信号系統で行うように構成しているので、操作手段を手元部に配置して、使用者は手元のみにて操作・確認を行うことができる。
【００１５】
第６の発明は、表示手段駆動時に表示手段に流れる電流は、定電流手段からの供給電流よりも大きくなるように設定しているので、スイッチ操作手段や表示手段駆動時のハード切替えは不要となり、低コストな構成を得ると同時に、接点の高信頼性を確保することができる。
【００１６】
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。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態における電気掃除機の回路図を示す。
【００１８】
図１において、１は塵埃を吸引するための電動送風機、２は前記電動送風機１を制御する電動送風機制御手段であり、ともに掃除機本体１０に内蔵されている。
【００１９】
１１はその一端を前記掃除機本体１０の吸気口部１０ａに装着するホースであり、その手元部には複数の常開型スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３により前記電動送風機１の入力を任意に設定する操作手段１２と、吸込み風量や圧力などの状態を表示する表示手段１３（本発明では可視発光ダイオード）とをホースの手元部１１ａに設けている。
【００２０】
７は電圧発生手段で、交流電源ＶＡＣの供給を受け、Ｖａ（−２４Ｖ）とＶｂ（−５Ｖ）の直流電圧を供給している。
【００２１】
本発明では図１のように、操作手段１２はホース１１内に配された２本の配線１１ｂ間に複数の常開型スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３およびそのスイッチと同数かそれ以上の固定抵抗器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４などの負荷を用いて梯子型接続構成としている。このため、定電流部は１つで充分であり、低コスト・高精度な構成が可能である。
【００２２】
図２のような、スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１２と抵抗Ｒ１１〜Ｒ１３を並列構成とするとスイッチの組み合わせが多くなり、検知精度が低下するが、一つの方法ではある。
【００２３】
３は前記操作手段１２に一定の電流を流す定電流手段であり、定電圧（Ｖｃ）を発生する素子３ａを用いている。
【００２４】
本実施の形態では素子３ａとしてＮＥＣ社製のμＰＣ１０９３を用いており、その出力電圧は２．４９５Ｖ±２％の精度が保証されており、また動作電圧が後述の制御手段の動作下限電圧３．３Ｖよりも低いため、制御手段が動作を開始する前に操作手段１２に定電流を供給することが出来る。
【００２５】
ここで、トランジスタ３ｂのコレクタ電流Ｉｃはエミッタ電流Ｉｅにほぼ等しいので、トランジスタ３ｂのエミッタ抵抗３ｃを２．４９５ｋΩとすることで、トランジスタ３ｂのコレクタ電流Ｉｃを１ｍＡと設定できる。
【００２６】
なお、本実施の形態では、図に示す回路で定電流回路を構成しているが、制御手段６の動作可能電圧以下で操作手段１２に流れる電流を一定に出来ればよく、この回路構成に限定されるものではない。
【００２７】
４は吸込み風量や圧力などを検知する状態検知手段であり、本発明では圧力スイッチを用いて集塵室後部の圧力を検知し、所定の圧力よりも高くなる、すなわち多量の塵埃により集塵室が満杯近くになると、その接点を閉じる構成となっている。
【００２８】
５は前記表示手段１３を制御する表示制御手段であり、前記状態検知手段４の情報、すなわち塵埃量の多少を表示させるものである。
【００２９】
前述のように、本発明では表示手段１３として可視発光ダイオードを設けているので、表示制御手段５からは１０ｍＡ程度の電流を供給するように設定している。
【００３０】
６は、前記操作手段１２からの出力を元にどのスイッチが操作されたかを判断して電動送風機１の入力信号を前記電動送風機制御手段２に出力するとともに、前記状態検知手段４からの出力を元に前記表示制御手段５に信号を出力する制御手段であり、本発明ではマイクロプロセッサを用いている。
【００３１】
制御手段６が操作手段１２からの信号取り込みを行うときには、表示制御手段５への駆動信号を停止するようにプログラム設定することにより、同一系統に配置されている操作手段１２と表示手段１３の入出力制御を可能としている。
【００３２】
このマイクロプロセッサの動作電圧は４．５Ｖ〜５．５Ｖで保証されているが、殆どの場合、４．５Ｖよりも低い電圧からで動作可能である。
【００３３】
マイクロプロセッサは内部リセット解除後に内部ＲＯＭに記憶しているプログラムに基づいて動作を開始するが、内部リセット電圧は当然のことながらマイクロプロセッサの最低動作電圧４．５Ｖよりも低くなければならず、一般的に３．３Ｖ〜３．８Ｖ程度である。
【００３４】
すなわち制御手段６が動作を開始した時には、既に定電流手段３は定常状態になっている訳である。
【００３５】
７はこれら各手段の動作電圧を別々に与える電圧発生手段であり、本発明では定電流手段３、状態検知手段４および表示制御手段５の動作電圧は２４Ｖとし、制御手段６の動作電圧は５Ｖとしている。（本発明は負電源構成のため、実際には前者は−２４Ｖ、後者は−５Ｖが正しい表記であるが、ここでは絶対値表記している）。
【００３６】
また、制御手段６から電動送風機制御手段２への出力信号は、電動送風機１の入力（駆動位相角）によらず略一定のパルス幅になるように設定しているので、制御手段で消費する電流は略一定になる。制御手段の負荷電流に殆ど差はなくなり、制御手段駆動用には小型な動作電源とすることができる。
【００３７】
上記構成において、以下動作を説明する。
【００３８】
前述の通り、制御手段６が立ち上がった時点では定電流手段３は操作手段１２に定常電流１ｍＡが供給されている。この電流は常に操作手段１２に流れている。
【００３９】
ここで、交流電源電圧変動（停電や著しい電圧低下を含む）などの影響により、電圧発生手段７への供給電圧が変動（電圧低下）した場合、電圧発生手段７が供給している２４Ｖ（Ｖａ）は大きく低下する事になる。一方、２４Ｖ（Ｖｂ）よりも低い電圧である５Ｖ（Ｖｂ）の電圧低下は制御手段６の定常電圧５Ｖ（Ｖｂ）に比べ高い電圧である２４Ｖ（Ｖａ）は電圧低下の影響を受け大きく変動することになる。
【００４０】
しかしそのような状態になってもなお、制御手段６の動作可能な電圧範囲においては定電流手段３からは１ｍＡ（定常電流）が供給され続けるため、制御手段６が動作不能（リセット状態）になるまで操作手段１２の判定を正しく行うことができる。
【００４１】
また、集塵室に塵埃が詰まってくると状態検知手段４が動作し、制御手段６は表示制御手段５に信号を出力し、表示手段１３が駆動される。
【００４２】
この状態では、吸気口部１０ａの接点部には１０ｍＡの電流と２４Ｖの電圧が印加されていることになるので、操作手段１２を検知しているだけの時よりも高電圧・高電流が接点にかかっているため、接点の信頼性を大幅に向上することができる。
【００４３】
すなわち本発明によれば、電源電圧が不安定な場合や電源投入時の過渡状態であっても、操作手段１２の状態を制御手段６は正しく検知し続けることができると同時に、接点には高電圧・高電流がかかるため、接点の信頼性を大幅に向上することができる。
【００４４】
また、操作手段は、１つの可変抵抗器であっても良いし、複数の開閉スイッチで構成されていても、瞬時的な誤検知もなく安定した動作を行うことが可能であり、同様な効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、電源電圧が不安定な場合や電源投入時の過渡状態であっても、操作手段の状態を制御手段は正しく検知し続けることが可能となるので、英国や米国で普及している縦型（アップライト型）掃除機にも同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態を示す電気掃除機の回路図
【図２】同電気掃除機の操作手段に用いる他の回路図
【図３】従来の電気掃除機の概観図
【符号の説明】
【００４７】
１    電動送風機
２    電動送風機制御手段
３    定電流手段
４    状態検知手段
５    表示制御手段
６    制御手段
７    電圧発生手段
１０  掃除機本体
１０ａ  吸気口部
１１    ホース
１１ａ  手元部
１２  操作手段
１３  表示手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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