(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸引用の電動送風機を内包した掃除機本体と、前記電動送風機の吸気側に着脱自在に配置され、吸気を旋回させて塵埃を分離し捕集するためのサイクロン方式の集塵容器と、前記集塵容器の外壁に当接するように配置したヒータ及び温度検知手段と、前記ヒータ及び前記温度検知手段を覆う断熱材とを有し、前記ヒータに断続的に電力を供給すると共に、前記ヒータに電力を供給している時の前記温度検知手段の温度上昇速度と、前記ヒータへの電力供給停止後の前記温度検知手段の温度低下速度の少なくともどちらか一方によって、前記集塵容器内に捕集された塵埃量を推定する電気掃除機。
【請求項２】
電動送風機が停止している時には、ヒータに電力を供給している時の温度検知手段の温度上昇速度が遅いほど、あるいは電力供給停止後の前記温度検知手段の温度低下速度が速いほど集塵容器内の塵埃量が多いと判断する請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
電動送風機が駆動している時には、ヒータに電力を供給している時の温度検知手段の温度上昇速度が速いほど、あるいは電力供給停止後の前記温度検知手段の温度低下速度が遅いほど集塵容器内の塵埃量が多いと判断する請求項１または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、サイクロンタイプの電気掃除機に関するもので、特に、集塵容器内の塵埃量検知に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙パックタイプの電気掃除機においては、紙パック内の塵埃量が多くなると、吸引風量が低下するため、その風量を直接あるいは間接的に検出することで、紙パック内の塵埃量検知を行っていた。しかし、サイクロンタイプの電気掃除機の場合、集塵容器内の塵埃量が多くなっても、吸引風量の低下が少ないために、吸引風量の変化から塵埃量を検知することは困難である。
【０００３】
そこで、従来のサイクロンタイプの電気掃除機として、集塵容器を挟んで発光素子と受光素子とを設け、その受光素子からの出力電圧によって、集塵容器内の塵埃量を検知するようにした電気掃除機（例えば、特許文献１参照）や、吸気通路内に同じく発光素子と受光素子を対向させて設け、そこを通過する塵埃量とその塵埃の大きさとを検出することで間接的に集塵容器内の塵埃量を検知するようにした電気掃除機（例えば、特許文献２参照）や、さらには、集塵容器内に塵埃を圧縮する可動板を設け、塵埃を圧縮する時の前記可動板の回動量や負荷量によって塵埃量を検出するようにした電気掃除機（例えば、特許文献３参照）など、様々なものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１４４３６３号公報
【特許文献２】特開２００７−２７５５０２号公報
【特許文献３】特開２０１１−１８８９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたような従来の電気掃除機に代表される検知方法では、例えば集塵容器内壁に張り付いた紙片等が、たまたま発光素子と受光素子の光軸上にあった場合には満杯であると誤検知してしまうし、集塵容器が汚れてくると、その汚れによって光の透過量が低下しても正確な塵埃量検知が行えなくなるという課題があった。
【０００６】
また、特許文献２に記載されたような従来の電気掃除機に代表される検知方法でも、同様に受・発光素子の汚れによって、塵埃の検知が行えなくなる上に、吸気通路内を高速で通過する塵埃の大きさを検知することは非常に困難であり更に、発光素子と受光素子の光軸上を通過しない塵埃も多数存在するために、集塵量の検出精度が低いという課題があった。
【０００７】
また、特許文献３に記載されたような従来の電気掃除機に代表される検知方法では、塵埃を圧縮するための機構及びモータが必要となるために、機構が複雑になる上に、集塵容器や電気掃除機本体が重く、高価なものになってしまうという課題があった。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、簡単・安価な構成で、集塵容器内の塵埃量を精度よく行え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】
【０００９】
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、吸引用の電動送風機を内包した掃除機本体と、前記電動送風機の吸気側に着脱自在に配置され、吸気を旋回させて塵埃を分離し捕集するためのサイクロン方式の集塵容器と、前記集塵容器の外壁に当接するように配置したヒータ及び温度検知手段と、前記ヒータ及び前記温度検知手段を覆う断熱材とを有し、前記ヒータに断続的に電力を供給すると共に、前記ヒータに電力を供給している時の前記温度検知手段の温度上昇速度と、前記ヒータへの電力供給停止後の前記温度検知手段の温度低下速度の少なくともどちらか一方によって、前記集塵容器内に捕集された塵埃量を推定するもので、ヒータから発生する熱量は、前記ヒータが当接している集塵容器に伝達されると同時に、当接部近傍の塵埃にも伝達されていくため、ヒータへ電力を供給している間の温度検知手段の温度上昇速度やヒータへの電力供給停止後の温度低下速度は、塵埃量によって変わる。これを利用して、塵埃量を推定するので、集塵容器内の汚れ具合に関係なく塵埃量の検出は可能であるし、ヒータ及び温度検知手段を電気掃除機本体側に設けることで、集塵容器の構成及び重量は従来のものと同一にすることが可能である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電気掃除機は、集塵容器内への塵埃蓄積による風量低下の少ないサイクロンタイプの電気掃除機においても、簡単な構成で集塵容器の汚れに関わらず塵埃量検知が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における電気掃除機の全体斜視図
【図２】同電気掃除機の回路ブロック図
【図３】同電動送風機の集塵容器内の塵埃量に対する温度検知手段の出力変化グラフ
【図４】同電気掃除機の制御フローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明は、吸引用の電動送風機を内包した掃除機本体と、前記電動送風機の吸気側に着脱自在に配置され、吸気を旋回させて塵埃を分離し捕集するためのサイクロン方式の集塵容器と、前記集塵容器の外壁に当接するように配置したヒータ及び温度検知手段と、前記ヒータ及び前記温度検知手段を覆う断熱材とを有し、前記ヒータに断続的に電力を供給すると共に、前記ヒータに電力を供給している時の前記温度検知手段の温度上昇速度と、前記ヒータへの電力供給停止後の前記温度検知手段の温度低下速度の少なくともどちらか一方によって、前記集塵容器内に捕集された塵埃量を推定するもので、ヒータから発生する熱量は、前記ヒータが当接している集塵容器に伝達されると同時に、当接部近傍の塵埃にも伝達されていくため、ヒータへ電力を供給している間の温度検知手段の温度上昇速度やヒータへの電力供給停止後の温度低下速度は、塵埃量によって変わる。これを利用して、塵埃量を推定するので、集塵容器内の汚れ具合に関係なく塵埃量の検出は可能であるし、ヒータ及び温度検知手段を電気掃除機本体側に設けることで、集塵容器の構成及び重量は従来のものと同一にすることが可能である。
【００１３】
第２の発明は、特に、第１の発明の電動送風機が停止している時には、ヒータに電力を供給している時の温度検知手段の温度上昇速度が遅いほど、あるいは電力供給停止後の前記温度検知手段の温度低下速度が速いほど集塵容器内の塵埃量が多いと判断するもので、電動送風機が停止している場合即ち、集塵容器内に旋回気流が生じていない場合においては、ヒータから発生する熱量は、前記ヒータの当接している集塵容器に伝達されると同時に、当接部近傍の塵埃にも伝達されていくため、ヒータへ電力を供給している間は塵埃量が多いほど温度上昇速度は遅くなり且つ、ヒータへの電力供給停止後は、塵埃量が多いほど温度低下速度は速くなる。これを利用して塵埃量を推定するものであり、その効果は第
１の発明のよるものと同様である。
【００１４】
第３の発明は、特に、第１又は第２の発明の電動送風機が駆動している時には、ヒータに電力を供給している時の温度検知手段の温度上昇速度が速いほど、あるいは電力供給停止後の前記温度検知手段の温度低下速度が遅いほど集塵容器内の塵埃量が多いと判断するもので、電動送風機が駆動している場合即ち、集塵容器内に旋回気流が生じている場合においては、集塵容器や塵埃に伝達された熱量は、旋回気流によってその表面から順に奪い取られていくため、塵埃量が少ないほど温度上昇速度は遅く、温度低下速度は速くなる。これを利用して塵埃量を推定するものであり、その効果は請求項１のものと同様である。
【００１５】
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って本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態における電気掃除機について、図１〜図４を用いて説明する。図１は、本実施の形態における電気掃除機の全体斜視図である。
【００１７】
図１において、本実施の形態における電気掃除機の掃除機本体２１は、後部に電動送風機２を内蔵し、前部に、着脱自在で塵埃を分離捕集する集塵容器２３を収納する集塵容器収納部２２が配され、掃除機本体２１の前部には、ホース２４の一端に設けた接続パイプ２５が着脱自在に接続される吸気口２６が設けられている。前記集塵容器収納部２２には、温度検知手段１５ａとヒータ１５ｂとによって構成される集塵量検出手段１５が、前記集塵容器２３の側壁底部に当接するように配され、更に前記集塵量検出手段１５は、断熱材３３によって前記集塵容器収納部２２への熱の伝達を防止するように構成されている。
【００１８】
ホース２４の他端には、掃除の際に握ると共に掃除機本体２１の運転を操作するための操作部９を有する把手２７を備えた先端パイプ２８が設けられている。前記操作部９は、操作手段として「切」ボタン（図示せず）と「運転」ボタン（図示せず）とにより構成されている。
【００１９】
伸縮自在の延長管２９の下流側端部は、前記先端パイプ２８に着脱自在に接続され、他端は、塵埃掻き上げ用の回転ブラシ３０とその回転ブラシ３０を回転駆動するモータ１０を内蔵した吸込み具３１に着脱自在に接続される。又、掃除機本体２１の後部には、室内のコンセント（商用電源、図示せず）に接続して、掃除機本体２１に内蔵されている回路基板３２（後述）に電源を供給するための電源コード（図示せず）が設けられている。
【００２０】
次に、図２を用いて本実施の形態における電気掃除機の制御回路構成を説明する。回路基板３２を構成するブロック３２ａ及び３２ｂは、それぞれ掃除機本体２１、ホース２４及び吸込み具３１に配されるものである。
【００２１】
電源コード（図示せず）を介して商用電源１には、電源波形のゼロクロスを検出するためのゼロクロス検出回路８と、信号制御手段１４に電源を供給するための電源回路７と、電動送風機２と、モータ１０及びヒータ１５ｂとが接続されている。前記電動送風機２、モータ１０及び、ヒータ１５ｂはそれぞれ双方向性サイリスタＡ３、双方向性サイリスタＢ１１及び双方向性サイリスタＣ１６をオンすることによって、前記商用電源１から電源が供給されるように構成されている。
【００２２】
前記双方向性サイリスタＡ３、双方向性サイリスタＢ１１及び双方向性サイリスタＣ１６は、それぞれ駆動回路Ａ４、駆動回路Ｂ１２及び駆動回路Ｃ１７を介して、前記信号制御手段１４により位相制御されるように構成されている。位相制御を行なうために必要と
なるゼロクロス検出回路８は、前記信号制御手段１４に接続されている。
【００２３】
前記電動送風機２の電源供給ライン上には、カレントトランス５ａ（以下「ＣＴ５ａ」と記載する）が配され、前記ＣＴ５ａと、前記ＣＴ５ａの出力信号を整流する整流回路５ｂと前記整流後の出力信号を平滑する平滑回路５ｃとによって電流検知手段５が構成されている。更にこの電流検知手段５の出力信号が前記信号制御手段１４に入力されるように構成されている。又、操作部９及び、温度検知手段１５ａは、信号制御手段１４と電気的に接続されている。
【００２４】
本実施の形態における電気掃除機の運転は、以下のようにして行われる。
【００２５】
すなわち、電源コード（図示せず）の電源プラグ（図示せず）をコンセントに差込み、商用電源１を回路基板３２に接続する。
【００２６】
操作部９を操作すると、電動送風機２が回転を始め、電気掃除機が運転を開始する。このとき、信号制御手段１４は、操作部９からの運転指令信号を受け、駆動回路Ａ４及び駆動回路Ｂ１２を介して双方向性サイリスタＡ３及び双方向性サイリスタＢ１１に位相制御信号を出力することで、電動送風機２及びモータ１０の位相制御を行う。電動送風機２に流れる電流は、電流検知手段５によって整流・平滑されて信号制御手段１４のＡ／Ｄ端子に入力され、信号制御手段１４内で演算される。
【００２７】
以上のように構成された本実施の形態における電気掃除機について、図４に示す制御フローチャートを用いて、以下にその動作、作用を説明する。
【００２８】
ステップ００では運転中であるか停止中であるかの判定を行っている。ステップ０１で操作部９の操作状況を判定しているが、停止中であれば「運転」ボタンのみの判定を行い、運転中であれば「切」ボタンのみの判定を行っている。停止中に「運転」ボタンが押された場合、直ちに運転を開始し、逆に運転中に「切」ボタンが押された場合、直ちに運転を停止する。
【００２９】
このどちらの場合においても下降待ちフラグをセットすると共に、ヒータ１５ｂをオフ、更にタイマのリセットを行う。尚、下降待ちフラグは、温度検知手段１５ａの温度上昇及び低下開始の条件を合わせるために、運転・停止の切り替え時等、温度検知手段１５ａの温度が所定値まで低下するのを待つ指示フラグであり、タイマは、温度検知手段１５ａの温度上昇速度及び低下速度を測定するためのタイマである。
【００３０】
ステップ０２では、電流検知手段５の出力値によって、吸気経路のゴミ詰まり判定を行っている。具体的には、電流検知手段５によって検出された電動送風機２の電流値が１０Ａ以下であれば、ゴミ詰まりであると判定し、目詰まりフラグをセットし、１０Ａより大きければ目詰まりフラグをクリアしている。集塵容器２３内のフィルター（図示せず）の目詰まりや、ホース２４内のゴミ詰まりにより、吸引風量が低下した場合、電動送風機２の負荷が減少するために、前記電流検知手段５の出力値が低下する。ここでは、この電流低下によって、ゴミ詰まりを検知するという処理を行っている。
【００３１】
ステップ０３からステップ０７までは、集塵容器２３の塵埃量検知処理である。ステップ０３で、温度検知手段１５ａの温度（ｔ）に応じて処理を分岐させている。ｔが４５℃未満の場合、まずステップ０４で下降待ちフラグがセットされているかどうかを判定する。下降待ちフラグがセットされている場合は、下降待ちフラグをクリアし、ヒータ１５ｂをオンすると共にタイマをリセットする。下降待ちフラグがセットされていない場合は、ステップ０５に進む。
【００３２】
ステップ０５でヒータ１５ｂがオンされている場合は、タイマのリセットのみ行い、ヒータ１５ｂがオンされてない場合は、温度低下速度判定（後述）を行った後、ヒータ１５ｂをオンすると共にタイマをリセットする。
【００３３】
ステップ０６はｔが５５℃以上のときの処理である。ここではヒータ１５ｂがオンされていた場合に限り、温度上昇速度判定（後述）を行った後、ヒータ１５ｂをオフすると共にタイマをリセットする。
【００３４】
ステップ０７は、ｔが４５℃〜５５℃のときの処理である。ここでは下降待ちフラグがセットされている場合はヒータ１５ｂをオフすると共にタイマをリセットし、下降待ちフラグがセットされていない場合にはタイマのカウントアップを行っている。
【００３５】
ここで、温度上昇速度判定及び、温度低下速度判定による集塵量検知の方法について、図３を用いて詳細に説明する。
【００３６】
図３は、温度検知手段１５ａの出力値と、ヒータ１５ｂの通電（オン／オフ）状況及び、タイマ値の変化の様子を時間軸で表したグラフであり、実線が集塵容器２３が空の時、破線が集塵容器２３が満杯の時のグラフである。
【００３７】
電源投入時には多くの場合、温度検知手段１５ａの出力値は、室温と同一であり、４５℃未満である。そのため、まずは集塵量検出の初期条件を合わせるために、温度検知手段１５ａの出力値が４５℃になるまでの間、ヒータ１５ｂの通電を行っている。４５℃を超えてから、タイマのカウントアップを開始し、５５℃に達するまでの時間を計測する。その後、ヒータ１５ｂをオフすると同時にタイマをリセットしてから再度タイマのカウントアップを行い、４５℃に低下するまでの時間を計測する。
【００３８】
電動送風機２が停止している場合、即ち集塵容器２３内に旋回気流が生じていない場合においては、ヒータ１５ｂから発生する熱量は、前記ヒータ１５ｂが当接している集塵容器２３に伝達されると同時に、当接部近傍の塵埃にも伝達されていくために、ヒータ１５ｂへ電力を供給している間は、塵埃量が多いほど温度上昇速度は遅くなり且つ、ヒータ１５ｂへの電力供給停止後は、塵埃量が多いほど温度低下速度は速くなる。
【００３９】
これを利用し、本実施の形態においては、ステップ１０で、４５℃から５５℃に達するまでの時間が６秒未満且つ、５５℃から４５℃に低下するまでの時間が７秒以上ならば、「満杯ではない」と判断し、４５℃から５５℃に達するまでの時間が６秒以上又は、５５℃から４５℃に低下するまでの時間が７秒未満ならば「満杯である」と判断している。
【００４０】
逆に、電動送風機２が駆動している場合即ち、集塵容器２３内に旋回気流が生じている場合においては、集塵容器２３や塵埃に伝達された熱量は、旋回気流によってその表面から順に奪い取られていくために、塵埃量が少ないほど温度上昇速度は遅く、温度低下速度は速くなる。
【００４１】
これを利用し、本実施の形態においては、ステップ１１で、４５℃から５５℃に達するまでの時間が８秒以上且つ、５５℃から４５℃に低下するまでの時間が５秒未満ならば、「満杯ではない」と判断し、４５℃から５５℃に達するまでの時間が８秒未満又は、５５℃から４５℃に低下するまでの時間が５秒以上ならば「満杯である」と判断している。
【００４２】
尚、前記電動送風機２が停止⇔駆動と切り替わる際には、前述のようにヒータ１５ｂをオフすると同時に下降待ちフラグをセットして、図３のように、温度検知手段１５ａの温
度が４５℃に低下するまでの間、タイマ計測を行わないようにしている。
【００４３】
ステップ０８は、温度下降速度判定及び温度上昇速度判定の結果に応じて、ごみ捨てランプの点灯・消灯を行い、ステップ０９では電流検知手段５の出力値によるゴミ詰まり判定結果に応じて、目詰まりランプの点灯・消灯を行っている。
【００４４】
以上のように、本実施の形態によれば、ヒータ１５ｂと温度検知手段１５ａの組合せにより、集塵容器２３の塵埃量を推定するため、集塵容器２３内の汚れ具合に関係なく塵埃量の検出は可能であるし、また、ヒータ１５ｂ及び温度検知手段１５ａを掃除機本体２１側に設けているので、集塵容器２３の構成及び重量は従来のものと同一であり、信頼性・使用性の高い電気掃除機を提供できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本願発明に係る電気掃除機は、サイクロンタイプの電気掃除機において、その集塵容器内の塵埃量検知を行う電気掃除機全般に対して効果を発揮するものであり、家庭用だけでなく、業務用やビルトインタイプ（セントラルクリーナー）等、さまざまな形態の電気掃除機に応用展開可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１  商用電源
２  電動送風機
３  双方向性サイリスタＡ
４  駆動回路Ａ
５  電流検知手段
５ａ  カレントトランス（ＣＴ）
５ｂ  整流回路
５ｃ  平滑回路
７  電源回路
８  ゼロクロス検出回路
９  操作部
１０  モータ
１１  双方向性サイリスタＢ
１２  駆動回路Ｂ
１４  信号制御手段
１５  集塵量検出手段
１５ａ  温度検知手段
１５ｂ  ヒータ
１６  双方向性サイリスタＣ
１７  駆動回路Ｃ
２１  掃除機本体
２２  集塵容器収納部
２３  集塵容器
２４  ホース
２５  接続パイプ
２６  吸気口
２７  把手
２８  先端パイプ
２９  延長管
３０  回転ブラシ
３１  吸込み具
３２  回路基板
３３  断熱材
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図１】
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