(57)【要約】【課題】  電気掃除機において、使用者の使用可能時間を制限することなく、前記電気掃除機に配設された塵埃捕集用フィルタの目詰まり発生時に、電動送風機を含む発熱部品、並びに、その他の実装部品の劣化、ないしは、故障を抑制可能な電気掃除機を提供する。【解決手段】  電動送風機６０１と、電動送風機６０１を制御する制御手段６０２と、電動送風機６０１の吸込側に配設された塵埃捕集用フィルタ６０３と、塵埃捕集用フィルタ６０３の目詰まり状態を判定する目詰まり判定手段６０４とを備える電気掃除機において、目詰まり判定手段６０４の判定結果に応じて、電動送風機６０１に流入する電流を抑制する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動送風機と、
前記電動送風機を制御する制御手段と、
前記電動送風機の吸込側に配設された塵埃捕集用フィルタと、
前記塵埃捕集用フィルタの目詰まり状態を判定する目詰まり判定手段とを備え、
前記目詰まり判定手段の判定結果に応じて、前記電動送風機に流入する電流を抑制することを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】
前記目詰まり判定手段の目詰まり判定閾値を、前記電動送風機の状態に応じて、 少なくとも２つ以上有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】
前記電動送風機の固有の特性を測定する電動送風機特性測定手段と、
前記電動送風機特性測定手段で測定した結果を記憶する記憶手段とを備え、
前記記憶手段に記憶した前記電動送風機特性測定手段の測定結果に応じて、目詰まり判定時に補正を加えることを特徴とする請求項１あんたは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、電気掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気掃除機においては、電動送風機や制御回路を内蔵する本体への塵埃の侵入を防止するために、塵埃捕集用フィルタが用いられている。
一般的に、前記塵埃捕集用フィルタは前記電動送風機の吸込側に配設されており、前記電動送風機の駆動に伴って外部から吸気された空気が前記塵埃捕集用フィルタを通過し、塵埃を除去した空気が本体内に送風される。また、このとき送風される空気により、前記電動送風機や前記制御回路に使用されている発熱部品を冷却する効果を期待されている。
【０００３】
しかし、前記塵埃捕集用フィルタが目詰まりした場合、外部から吸気される空気が減少し、前記発熱部品を冷却する効果が低下する。その結果、前記発熱部品の温度上昇によって、前記発熱部品、あるいは、その他の実装部品の劣化、ないしは、故障に至る恐れがある。
【０００４】
そこで、サーミスタを用いて電気掃除機の本体内部の温度を検出し、内部の温度が所定値を超えた場合には運転を停止させて、前記発熱部品の温度上昇を抑制する対策が行われている（特許文献１）。
【０００５】
また、前記塵埃捕集用フィルタの目詰まりを判定し、前記塵埃捕集用フィルタの清掃作業をユーザに促す対策も行われている。目詰まりの判定手法としては、圧力検出手段を用いて、前記電動送風機の吸込側の負圧の変化を検出して目詰まりを判定する手法や、風量検出手段を用いて、前記電動送風機の吸込側の風量の変化を検出して目詰まりを判定する手法が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平10-201688号公報
【特許文献２】特開2004-201919号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般的に、電気掃除機を使用する場合、前記塵埃捕集用フィルタに多少の目詰まりがあっても、清掃作業の終了まで電気掃除機を運転させたいというニーズがある。
【０００８】
サーミスタを用いた構成では、まず、これだけでは、サーミスタの検出した内部温度が所定値を超えていた場合、即座に運転を停止してしまうため、前記ニーズを満たすことができない。また、サーミスタは、実際の温度変化に対して時間的な遅れが発生するため、急峻な温度変化に対しては追従できない恐れがある。さらに、サーミスタを実装するために、前記制御回路が大型化し、コストが増加する恐れがある。
また、圧力センサを用いた構成では、圧力検出手段に必要な部品を実装するため、前記制御回路、ないしは、電気掃除機本体が大型化し、コストが増加する恐れがある。
また、風量検出手段を用いた構成では、圧力センサを用いた構成と同様に、風量検出手段に必要な部品を実装するため、前記制御回路、ないしは、電気掃除機本体が大型化し、コストが増加する恐れがある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、発熱部品の温度上昇を抑制しつつ、前記塵埃捕集用フィルタの目詰まり発生時の運転時間を延ばすことができる電気掃除機を提供することを目的とする。さらに、追従性が良く、低コストな目詰まり判定手段を備える電気掃除機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明の電気掃除機は、電動送風機と、前記電動送風機を制御する制御手段と、前記電動送風機の吸込側に配設された塵埃捕集用フィルタと、前記塵埃捕集用フィルタの目詰まり状態を判定する目詰まり判定手段を備え、前記目詰まり判定手段の判定結果に応じて、前記電動送風機に流入する電流を抑制することを特徴とする電気掃除機。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、前記塵埃捕集用フィルタの目詰まりが発生した場合は、前記電動送風機に流入する電流を抑制することで、前記電動送風機の温度上昇、並びに、制御回路の中で比較的発熱量の大きい電動送風機駆動用の部品の温度上昇を抑制でき、さらに、このとき、前記電動送風機は運転を継続しているため、前記塵埃捕集用フィルタの目詰まり発生時の運転時間を延ばすことができる電気掃除機を提供することができる。
【００１２】
また、前記塵埃捕集用フィルタの目詰まり状態の判定方法として、前記電動送風機の回転数、または、前記電動送風機に流入する電流値など、前記電動送風機を制御するために必要な検出値を使用することで、サーミスタを使用する場合より追従性が高く、かつ、圧力センサや風量センサを使用する場合より低コストで前記目詰まり判定手段を備える電気掃除機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態である電気掃除機の基本構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態である電気掃除機のプログラムの機能ブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態である電気掃除機の動作状態に関する状態遷移図である。
【図４】本発明の第１実施形態である電気掃除機の動作状態に関する状態遷移表である。
【図５】本発明の第１実施形態である電気掃除機の目詰まり発生時の風量、回転数、電流の関係を示した特性図である。
【図６】本発明の第１実施形態である電気掃除機を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の１実施例を添付図面に従って説明する。
【００１５】
図１は、本実施例の電気掃除機の基本構成図である。
【００１６】
電気掃除機は、エネルギを供給する充電池１０１と、平滑コンデンサ１０２と、電動送風機１０３と、直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を電動送風機１０３に出力するインバータ回路１０６と、インバータ回路１０６を駆動するドライバ回路１０７と、ドライバ回路１０７を駆動する制御装置１０８と、電動送風機１０３に流入する電流を検出する電流検出手段１０９と、インバータ回路１０６に印加される直流電圧を検出する直流電圧検出手段１１０と、電動送風機１０３の運転状態を切替えるためのスイッチ信号を伝達するスイッチ信号生成手段１１１とを備えている。
【００１７】
充電池１０１により供給されたエネルギは、平滑コンデンサ１０２により平滑されインバータ回路１０６に印加される。
【００１８】
制御装置１０８は、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）により構成され、ＲＯＭ（図示せず）に内蔵されたプログラムが実行されることにより、機能が実現されるようになっている。
【００１９】
制御装置１０８は、電流検出手段１０９が検出した電流により、電動送風機１０３の回転数を算出する。
【００２０】
制御装置１０８は、電動送風機１０３の回転数をもとに、塵埃捕集用フィルタ（図示せず）の目詰まり状態を判定する。
【００２１】
制御装置１０８は、電流検出手段１０９が検出した電流と、直流電圧検出手段１１０が検出した電圧と、塵埃捕集用フィルタ（図示せず）の目詰まり状態と、スイッチ信号生成手段１１１の出力するスイッチ信号とにより、ドライバ回路１０７へ出力する制御信号を作成する。 
電流検出手段１０９は、インバータ回路１０６に流れる電流から、電動送風機１０３に流れる電流を検出する。
【００２２】
直流電圧検出手段１１０は、平滑コンデンサ１０２の両端の電圧から、インバータ回路１０６に印加される電圧を検知する。
【００２３】
スイッチ信号生成手段１１１は、通常、使用者により操作され、スイッチ信号を出力する。
【００２４】
図２は、制御装置１０８に内蔵されたプログラムの機能ブロック図である。
【００２５】
図２において、制御装置１０８は、スイッチ信号生成手段１１１が出力するスイッチ信号を判定するスイッチ信号判定手段２０１と、電流検出手段１０９の検出した電流により、電動送風機１０３の回転数を算出する回転数検出手段２０２と、回転数検出手段２０２により算出された回転数をもとに塵埃捕集用フィルタ（図示せず）の目詰まり状態を判定する目詰まり判定手段２０３と、スイッチ信号判定手段２０１の判定結果と目詰まり判定手段２０３の判定結果とから動作状態を切り替える動作状態切替え手段２０４と、電流検出手段１０９の検出した電流と、直流電圧検出手段１１０の検出した電圧と、動作状態切替え手段２０４の出力する動作状態情報をもとにドライバ回路１０７の制御信号を出力するドライバ制御手段２０５とを備えている。
【００２６】
スイッチ信号判定手段２０１は、少なくとも、スイッチ信号生成手段１１１が出力するスイッチ信号をもとに、電動送風機１０３の運転開始を指定する運転開始信号と、電動送風機１０３の運転停止を指定する運転停止信号とを判定し、判定したスイッチ信号情報を出力する。
【００２７】
目詰まり判定手段２０３は、少なくとも、最低風量点での回転数をもとにした第一の閾値と、最低風量点より風量の大きい目詰まり抑制風量点での回転数をもとにした第二の閾値とを有している。
【００２８】
目詰まり判定手段２０３は、目詰まり判定手段２０３が有する閾値と、回転数検出手段２０２が出力する回転数情報とを比較判定し、判定した目詰まり状態情報を出力する。
動作状態切替え手段２０４は、少なくとも、電動送風機１０３を駆動する運転状態と、電動送風機１０３を停止させる停止状態と、塵埃捕集用フィルタ（図示せず）の目詰まり発生時に電動送風機の回転数を抑制する目詰まり抑制状態とを有している。
【００２９】
動作状態切替え手段２０４は、現在の動作状態情報と、スイッチ信号判定手段２０１の出力するスイッチ信号情報と、目詰まり判定手段２０３の出力する目詰まり状態情報とをもとにして、動作状態を判定し、判定した動作状態情報を出力する。
【００３０】
ドライバ制御手段２０５は、動作状態切替え手段２０４の出力する動作状態情報と、電流検出手段１０９の検出した電流と、直流電圧検出手段１１０の検出した電圧とをもとにして、ドライバ制御信号を生成し、生成したドライバ制御信号をドライバ回路１０７に入力する。
【００３１】
次に、制御装置１０８に内蔵されたプログラムの処理内容として、動作状態切替え手段２０４の処理に関して、図３、４を用いて説明する。
【００３２】
図３は、動作状態切替え手段２０４の有する各動作状態の状態遷移を表した状態遷移図である。
【００３３】
図４は、図３に示される状態遷移図を表形式で表した状態遷移表である。
【００３４】
図３の状態遷移図は、動作状態切替え手段２０４の持ち得る最低限の動作状態として、電動送風機１０３が停止している停止状態３０１、電動送風機１０３が抑制無く駆動している運転状態３０２、塵埃捕集用フィルタ（図示せず）の目詰まり発生時に電動送風機１０３に流入する電流を抑制して駆動している目詰まり抑制状態３０３を含む。
【００３５】
また、上記動作状態への遷移を発生させる条件として、スイッチ信号判定手段２０１から入力される、運転開始信号入力３１１、運転停止信号入力３１２、目詰まり判定手段２０３から入力される、目詰まり判定Ａ（目詰まり抑制風量）３１３、目詰まり判定Ｂ（最低風量）３１４を含む。
【００３６】
ここで、目詰まり判定Ａ（目詰まり抑制風用）３１３は、電動送風機１０３の回転数が、目詰まり判定手段２０３の有する第二の閾値以上であることを表しており、目詰まり判定Ｂ（最低風量）３１４は、電動送風機１０３の回転数が、目詰まり判定手段２０３の有する第一の閾値以上であることを表している。
動作状態が停止状態３０１のとき、運転開始信号入力３１１が発生すると、動作状態は運転状態３０２に遷移する。
【００３７】
動作状態が運転状態３０２のとき、運転停止信号入力３１２が発生すると、動作状態は停止状態３０１に遷移する。また、目詰まり判定Ａ（目詰まり抑制風量）３１３が発生すると、動作状態は目詰まり抑制状態３０３に遷移する。
【００３８】
動作状態が目詰まり抑制状態３０３のとき、運転停止信号入力３１２、または、目詰まり判定Ｂ（最低風量）３１４が発生すると、動作状態は停止状態３０１に遷移する。
【００３９】
次に、制御装置１０８に内蔵されたプログラムの処理内容として、目詰まり判定手段２０３の処理に関して、図５を用いて説明する。
【００４０】
図５は、動作状態が運転状態３０２のときに塵埃捕集用フィルタ（図示せず)の目詰まりが発生した場合の、電動送風機１０３の吸引する風量、電動送風機１０３の回転数、電動送風機１０３に流入する電流の関係を示した特性図である。
【００４１】
動作状態が運転状態３０２のときに塵埃捕集用フィルタ（図示せず）の目詰まりが発生した場合、制御装置１０８は、吸引する風量を確保するため、電動送風機１０３の回転数が増大するようにドライバ制御回路１０７を駆動する。
【００４２】
このとき、塵埃捕集用フィルタ（図示せず）の目詰まりを無視して、運転状態３０２を継続させた場合、塵埃捕集用フィルタ（図示せず）の目詰まりの度合いに応じて、電動送風機１０３の回転数は、図５に記載の電動送風機回転数（抑制無し）５０１のように変化し、目詰まり度合いが大きく、電動送風機１０３の吸引する風量が小さくなるほど、電動送風機１０３の回転数は増大する。
【００４３】
電動送風機１０３の吸引する風量が、電動送風機１０３を含む発熱部品の温度上昇を抑制可能な最低風量を下回った場合、電動送風機１０３を含む発熱部品、並びに、その他の実装部品の劣化、ないしは、故障を引き起こす可能性があるため、電動送風機１０３を停止させる必要がある。
【００４４】
ここで、電動送風機１０３に流入する電流を、図５に記載の電動送風機電流（抑制有り）５０５に示すように、電動送風機１０３の回転数が、塵埃捕集用フィルタ（図示せず）の目詰まりを無視して運転状態３０２を継続させた場合の最低風量点（図５に記載の最低風量点（抑制無し）５０３）より風量の大きい目詰まり抑制風量点５０６に相当する回転数を超えた場合に抑制することで、電動送風機１０３を含む発熱部品の温度上昇量の低減が見込める。
【００４５】
また、電動送風機１０３を含む発熱部品の温度上昇量が低減されることで、温度上昇を抑制可能な最低風量も小さくできるため、電動送風機１０３に流入する電流を抑制しない場合と比較して、電動送風機１０３を長時間駆動することができる。
【００４６】
このように、電動送風機１０３の回転数に応じて目詰まり状態を切り分けることで、電動送風機１０３の回転数が、目詰まり抑制風量点に応じた回転数をもとにした第二の閾値を超えた場合に、目詰まり抑制状態３０３に遷移し、電動送風機１０３の回転数を抑制することで、電動送風機１０３の温度上昇、並びに、制御回路の中で比較的発熱量の大きいインバータ回路１０６の温度上昇を抑制できる。
【００４７】
さらに、このとき、電動送風機１０３は運転を継続しているため、塵埃捕集用フィルタ（図示せず)の目詰まり発生時の運転時間を延ばすことができる。
【００４８】
また、電動送風機１０３の回転数が、最低風量点に応じた回転数をもとにした第一の閾値を超えた場合に、停止状態３０１に遷移し、電動送風機１０３を停止させることで、電動送風機１０３、並びに、その他の実装部品の劣化、ないしは、故障を防止する。
【００４９】
なお、塵埃捕集用フィルタ（図示せず)の目詰まり判定条件として、電動送風機１０３の回転数を使用することで、サーミスタを使用する場合より追従性が高く、かつ、圧力センサや風量センサを使用する場合より低コストで目詰まり判定手段２０３を提供することができる。
【００５０】
なお、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
【００５１】
前記実施形態は、電動送風機に流入する電流をもとに、電動送風機の回転数を演算（検出）していたが、ホールセンサ等の位置検出装置により電動送風機の回転位置を検出し、電動送風機の回転数を演算（検出）してもよい。
【００５２】
また、前記実施形態は、電力供給源に充電池を使用したが、交流電力源から、整流回路や倍電圧回路等を介して電力を供給してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１０１    充電池
１０２    平滑コンデンサ
１０３    電動送風機
１０４    電動機
１０５    ファン
１０６    インバータ回路
１０７    ドライバ回路
１０８    制御装置
１０９    電流検知手段
１１０    電圧検知手段
１１１    スイッチ信号生成手段
２０１    スイッチ信号判定手段
２０２    回転数検出手段
２０３    目詰まり判定手段
２０４    動作状態切替え手段
２０５    ドライバ制御手段
３０１    停止状態
３０２    運転状態
３０３    目詰まり抑制状態
３１１    運転開始信号入力
３１２    運転停止信号入力
３１３    目詰まり判定Ａ(目詰まり抑制)
３１４    目詰まり判定Ｂ(最低風量)
５０１    電動送風機回転数（抑制無し）
５０２    電動送風機電流（抑制無し）
５０３    最低風量点（抑制無し）
５０４    電動送風機回転数（抑制有り）
５０５    電動送風機電流（抑制有り）
５０６    目詰まり抑制風量点
５０７    最低風量点（抑制有り）
６０１    電動送風機
６０２    制御手段
６０３    塵埃捕集用フィルタ
６０４    目詰まり判定手段
６０５    充電池
６０６    集塵部
６０７    操作用スイッチ
６０８    吸口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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