(57)【要約】      （修正有）【課題】充電可能な充電池が搭載されているハンディ型電気掃除機において、電池寿命の延長をはかる。【解決手段】第１の所定時間１００ｍｓの間における塵埃検知手段の塵埃検知出力の変化の回数を第１のカウンタでカウントアップして基準値と比較し、基準値よりも多い場合は第２のカウンタをカウントアップする。第２のカウンタは、所定時間５００ｍｓの間における第２のカウンタのカウント数を、上記とは別の基準値と比較することで電動機の回転出力モードを決定する。これによって、塵埃量の多寡に応じて回転出力モードを決定することが出来、電池寿命の延長を図ることが出来る。また上記の基準値を変更することで、簡単かつ柔軟に電動機の回転出力の制御が行える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機と、塵埃量を検知する塵埃検知手段と、前記塵埃検知手段から出力されるパルス信号に基づいて前記電動機を駆動する駆動信号を出力する制御部と、を有することを特徴とするハンディ型電気掃除機。
【請求項２】
電動機と、塵埃量を検知する塵埃検知手段と、前記塵埃検知手段の出力に基づいて生成されるパルス信号によって前記電動機を駆動する駆動信号を出力する制御部とを、有するハンディ型電気掃除機において、
第１の所定時間内に発生する前記パルス信号をカウントし、前記カウント値と第１の基準値との比較によって塵埃量の多寡を判定する判定ステップと、
前記第１の所定時間より長い第２の所定時間内に、前記塵埃量が多いと判定された回数をカウントし、前記カウント値と第２の基準値との比較によって前記電動機の出力モードを決定するモード決定ステップと、
前記モード決定ステップで決定されたモードで電動機を制御する制御ステップと、
を有することを特徴とするハンディ型電気掃除機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンディ型電気掃除機の電動機の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の掃除機として充電可能なバッテリを搭載したハンディ型電気掃除機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−９０９５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし従来の構成においては電動機の出力はハンドル部に設けられるスイッチレバーの操作によって電動機の動作を制御することが開示されているのみであった。
【０００５】
本発明では、塵埃量を検知し塵埃量に基づいて電動機を制御し、バッテリ寿命の延命を図るハンディ型電気掃除機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明にあたっては、ハンディ型電気掃除機において、電動機と塵埃量を検知する塵埃検知手段と塵埃検知手段から出力されるパルス信号に基づいて電動機を駆動する駆動信号を出力する制御部を有することを特徴とするものである。
【０００７】
請求項２に記載の発明にあたっては、電動機と塵埃量を検知する塵埃検知手段と塵埃検知手段の出力に基づいて生成されるパルス信号によって電動機を駆動する駆動信号を出力する制御部とを有するハンディ型電気掃除機において第１の所定時間内に発生するパルス信号をカウントし、前記カウント値と第１の基準値との比較によって塵埃量の多寡を判定する判定ステップと、第１の所定時間より長い第２の所定時間内に、塵埃量が多いと判定された回数をカウントし、前記カウント値と第２の基準値との比較によって電動機の出力モードを決定するモード決定ステップと、モード決定ステップで決定されたモードで電動機を制御する制御ステップを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のハンディ型電気掃除機は、塵埃量によって電動機の出力を複数段階に可変させることによって、搭載される充電池の節電、または延命をはかることができる。
【０００９】
さらに、塵埃量の多寡を判定する判定ステップと、電動機の回転出力モードを決定するモード決定ステップとを設け、それぞれ所定時間内でのカウント値と基準値とを比較して塵埃量の多寡、回転出力モードを決定する制御方法を採用することで、基準値を変更することで簡単かつ柔軟に塵埃量に基づいて電動機の回転出力を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のハンディ型電気掃除機の全体断面図
【図２】本発明の運転モードの状態遷移図
【図３】本発明の制御部
【図４】本発明のタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお本実施形態は一例であり、これに限定されるものではない。
【００１２】
図1を用いてハンディ型電気掃除機１００の全体構成について説明する。
掃除機本体１は、吸引力を発生させ、吸込み口２から吸い込んだ塵埃を集塵室３に集塵するための電動機４を内蔵している。電動機４は、充電池ケース５に格納されている充電可能な充電池１９から電力を供給される。本体１に設けられる把持部に設けられる操作部６によって後述する動作モードを切り替え、操作部６の信号に基づいて制御ユニット７が電動機４の回転を制御する。
【００１３】
操作部６は、「切」スイッチ（不図示）、「強／弱」スイッチ（不図示）、「自動」スイッチ（不図示）からなるスイッチ部８、ゴミセンサ表示部９から構成されている。
【００１４】
本実施例のハンディ型電気掃除機の動作制御について図２を用いて説明する。
図２に示すように切状態Ｓ０から電気掃除機１００は「強／弱」スイッチ又は「自動」スイッチを押下することで電動機４が作動する。「強／弱」スイッチを押下した場合、電動機４は第１の回転出力で動作（強モードＳ１）し、他のスイッチが押下されるまでその状態を維持する。もう一度「強／弱」スイッチを押下することで、電動機４は第１の回転出力よりも小さい第２の回転出力（弱モードＳ２）で動作する。
さらに、強モードＳ１または弱モードＳ２のときに「自動」スイッチを押下すると塵埃の検知の有無によって電動機４の回転出力を可変するモード（自動モードＳ３）に移行する。
【００１５】
本実施形態の自動モードＳ３においては、強モードＳ１と同等の回転出力である塵埃検知モードと弱モードＳ２と同等の回転出力である塵埃未検知モードの２つの状態が存在する。塵埃未検知モードの場合電動機４の回転出力は塵埃検知モードに比べて１／２以下に設定される。こうすることで塵埃未検知モード時は塵埃検知モード時に比べて充電池１９は２倍以上持続することができ充電地の延命を実現することができる。
【００１６】
本実施形態では塵埃検知モードと塵埃未検知モードの２つのモードで電動機４は制御されるが、モードは３つ以上設定されていても良い。
【００１７】
電動機１００が切状態Ｓ０のとき「自動」スイッチを押下すると、自動モードＳ３に遷移するが、このとき電動機４の回転トルクを得るために所定の時間、強モードＳ１と同等の回転出力で電動機４が回転し、所定の時間経過後（例えば１．５秒）に弱モードと同等の状態に遷移する。
自動モードＳ３のときに「強／弱」スイッチが押下されたときは、強モードＳ１に状態が遷移する。
【００１８】
強モードＳ１、弱モードＳ２、自動モードＳ３のいずれかのときに「切」スイッチが押下されると切状態Ｓ０に状態が遷移し電動機４の回転が止まる。
【００１９】
次に図３を用いて、制御ユニット７について説明する。
制御ユニット７は、塵埃検知手段１０、操作部６、増幅部１１、フィルタ１２、比較器１３、制御部１４、第１のスイッチ１７、第２のスイッチ１８、充電地１９、電流検知２０で構成される。
【００２０】
操作部８は「切」スイッチ、「強／弱」スイッチ、「自動」スイッチが設けられていて、前述の通り電動機４を駆動するための信号を出力する。
【００２１】
ゴミセンサ表示部９は、自動モードのときに塵埃検知モードで駆動しているときに使用者に塵埃量が多いことを報知するために設けられている。ゴミセンサ表示部９は、例えば発光ダイオードであっても良い。この場合、塵埃検知モードで運転しているときは発光し、塵埃未検知モードで運転されているときは消灯する。
【００２２】
塵埃検知手段１０は、発光部１５と受光部１６とで構成される。吸引された塵埃が発光部と受光部との間を通過した時に発光部から発せられる光が遮られることで、信号が生成される。本実施例では、塵埃が検知されないときは受光部１６からはＨｉレベルの信号が出力され、塵埃を検知するとＬｏレベルの信号を出力する。
【００２３】
本実施例における塵埃検知手段１０の受光部はフォトトランジスタを使用している。フォトトランジスタはコレクタ電流によって検知感度を調節することが可能である。本実施例では、コレクタ電流Ｉｃを１ｍＡ以上にすることで、細かいゴミを検知することが可能となる。例えば、コレクタ電流Ｉｃが０．３ｍＡのときは、平均粒径が２５０μｍから５５０μｍの大きさの物体（グラニュー糖相当）については検知できたが、平均粒径が１００μ（上新粉相当）の物体は検知できなかったが、コレクタ電流Ｉｃを１．０ｍＡ以上にしたところ１００μｍの物体も検知することが可能である。
【００２４】
増幅部１１は、受光部１６から出力された信号の振幅を増幅する。吸引される塵埃の大きさが１００μｍ程度の細かい塵埃にも対応可能にするため、高い感度の増幅器が用いられる。増幅部１１は感度を高めるために、高感度の増幅器を単体で用いても良いし、複数の増幅器を使用して高感度を実現しても良い。
【００２５】
フィルタ１２は、増幅部１１からの出力信号のうち所定の周波数以内の出力信号を通過させる、いわゆるバンドパスフィルタを構成している。フィルタは、抵抗素子などの受動素子で構成されたパッシブフィルタであっても、オペアンプやトランジスタなどで構成されたアクティブフィルタであってもよい。
【００２６】
受光部１６から出力される信号のパルス幅は、塵埃が発光部１５と受光部１６間を通過する速度によって変化する。通過速度が速いとパルス幅が狭くなり周波数の高い信号となる。また通過速度が遅いとパルス幅が広くなり周波数の低い信号となる。塵埃検知ユニット８で検知したい粒径の塵埃をフィルタ１２で検出するためには、塵埃を吸い込む速度（流速）にする必要がある。本実施例では弱モードで塵埃を吸い込んだときにフィルタ１２で検出できるよう流速を２．５ｍ／ｓに設定している。
【００２７】
受光部１６および増幅部１１の感度と、フィルタ１２で検出できる流速とを前述のように適度に調節することによって、ハンディ型電気掃除機のように吸引力の比較的弱い電気掃除機においても、細かい粒径の塵埃を的確に検出することが可能となる。
【００２８】
比較器１３は、フィルタ１２から出力された信号を基準電圧とで比較することによりパルス状の信号を生成、出力する。
【００２９】
制御部１４は、スイッチ部８及び受光部１６からの信号が入力され、それらの信号に基づいて電動機４を駆動する信号及びゴミセンサ表示部９へ出力する信号を生成する。また、自動モードになったとき、塵埃検知ユニット８が作動するように第１のスイッチ１７をオンにする信号を出力する。また、塵埃検知ユニット８の信号に基づいて電動機４を駆動する信号を出力する。
【００３０】
第２のスイッチ１８は、制御部１４から出力される電動機４を駆動する信号に基づいてＰＷＭ信号を生成するためのものである。
【００３１】
電動機４は、制御部と第２のスイッチ１８によって生成される駆動信号に基づいて駆動される。電動機４の駆動は、ＰＷＭ信号以外にも電圧駆動または電流駆動で行っても良い。電動機４は、充電池１９から電力を供給されている。
【００３２】
電流検知部２０は、電動機４の駆動電流にもとづいて検出信号を制御部１４に出力するものである。電動機４の駆動電流が基準よりも大きい場合は、制御部は異常と判断し電動機４の動作を停止する。
【００３３】
次に図４を用いて、塵埃を検知したときの制御について説明する。
波形（Ａ）は、制御部１４から第１のスイッチ１７に出力され、発光部１５をオンする信号（発光部制御信号）である。波形（Ｂ）は、受光部１６からの出力信号（塵埃検知出力信号）である。波形（Ｃ）は塵埃の通過を検知したときにカウントアップする第１のカウンタ値である。波形（Ｄ）は、塵埃が多い状態であることをカウントアップする第２のカウンタ値である。波形（Ｅ）は、制御部１４から第２のスイッチ１８へ出力するモータ駆動信号である。波形（Ｃ）と波形（Ｄ）は実際には、制御部内にてソフトウェアで行われている。
【００３４】
自動モードは、発光部制御信号によって発光部１５を作動させることで開始する。自動モードは、１００ｍｓ（第１の所定時間）を１スロット、５００ｍｓ（第２の所定時間）を１サイクルとして塵埃検知モードと塵埃未検知モードとを切り替える判断を行う。
【００３５】
塵埃検知出力信号がＨｉからＬｏに変化した時、割り込み処理を行い第１のカウンタをカウントアップする。図４では、１００ｍｓの間に塵埃検知出力が２回Ｌｏに変化した場合、塵埃量が多いとし第２のカウンタをカウントアップする。なお、塵埃量が多いと判断する基準は３回以上に設定されていても良い。
【００３６】
第２のカウンタは、５００ｍｓの間に塵埃量が多いと判断された回数をカウントする。本実施例の場合、５００ｍｓの間に存在する５スロットのうち２回塵埃量が多いと判断されたとき、次のサイクル時にモータ駆動信号を塵埃検知モードで運転する。なお、塵埃未検知モードから塵埃検知モードに切り替える基準は５スロットのうち３回以上であっても良い。
【００３７】
また、塵埃未検知モードのとき電動機４はＰＷＭ信号で駆動され、塵埃検知モードのときは、モータ駆動信号をＨｉレベルに固定した状態で電動機４を駆動する。
【００３８】
なお本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１００  電気掃除機
１      本体
２      吸込み口
３      集塵室
４      電動機
５      充電池ケース
６      操作部
７      制御ユニット
８      スイッチ部
９      ゴミセンサ表示部
１０    塵埃検知手段
１１    増幅部
１２    フィルタ
１３    比較器
１４    制御部
１５    発光部
１６    受光部
１７    第1のスイッチ
１８    第2のスイッチ
１９    充電池
２０    電流検知部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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