(57)【要約】【課題】あらかじめ被掃除面に対する最適な制御パターンを保持することなく、その状況に応じ最適運転な制御が行なえる電気掃除機を提供する。【解決手段】ブラシレスの電動送風機６とブラシレスの電動送風機６を駆動するインバータ回路５を有した電気掃除機において、吸い込み風圧を検出する圧力検出手段９と、圧力検出手段９の圧力値を積算し、積算した値の増加率を演算する演算手段１０と、ブラシレスの電動送風機６を所定時間駆動した際の演算手段１０で演算した増加率を基準値として記憶する記憶手段１１とを備え、記憶手段１１に記憶された増加率の基準値に対して演算手段１０により演算された増加率が所定の閾値を超えた場合に、演算手段１０で演算された増加率を記憶手段１１に記憶された増加率の基準値となるようにブラシレスの電動送風機６の回転数を制御する構成とすることで、被掃除面に対し最適な運転制御が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシレス電動送風機と前記ブラシレス電動送風機を駆動するインバータ回路を有した電気掃除機において、前記電気掃除機の吸い込み風圧を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段の圧力値を積算し、積算した値の増加率を演算する演算手段と、前記ブラシレス電動送風機を所定時間駆動した際の前記演算手段で演算した増加率を基準値として記憶する記憶手段とを備えたことを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】
前記記憶手段に記憶された増加率の基準値に対して前記演算手段により演算された増加率が所定の閾値を超えた場合に、前記演算手段で演算された増加率を前記記憶手段に記憶された増加率の基準値となるように前記ブラシレス電動送風機の回転数を制御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】
前記閾値を外部から変更するための閾値変更手段を備えたことを特徴とする請求項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、ブラシレス電動送風機による吸い込み力を時間とともに制御する電気掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電気掃除機では、圧力検出回路によって検出された圧力検出値に基づいて電動送風機の回転速度を制御するものがあり、図４に示すように圧力検出回路によって検出された圧力値からあらかじめ記憶している各被掃除面の種類に応じた任意の制御パターンにより電動送風機の速度制御を行なっている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また、電動送風機の排気風量を検出し、検出した排気風量によって被掃除面を識別し、被掃除面の種類に応じて電動送風機の制御を行なっている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−２９４２８５号公報
【特許文献２】特開２００１−２２４５４４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、前記従来の構成においては、被掃除面に対して吸込み力を最適にするには、空気流路中の圧力や電動送風機の排気風量を検知し、被掃除面が何であるか判定してから、保持している被掃除面に合わせた制御パターンにより最適運転を行なう必要があった。この場合様々な被掃除面の制御パターンをあらかじめ保持している必要があったり、被掃除面を精度良く判定するには、圧力検知だけでなく、ノズルモータに流れる電流や排気風量など複数の構成から判断する必要があったり、コストや形状の面でも課題があった。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、様々な被掃除面の制御パターンをあらかじめ保持していなくても、空気流路中の圧力を検出するだけで被掃除面に対して最適な電動送風機制御を行なったり、掃除機の吸込み口に異物が吸着することを回避したりすることが可能な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】
【０００７】
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、ブラシレス電動送風機とブラシレス電動送風機を駆動するインバータ回路を有した電気掃除機において、電気掃除機の吸い込み風圧を検出する圧力検出手段と、圧力検出手段の圧力値を積算し、積算した値の増加率を演算する演算手段と、ブラシレス電動送風機を所定時間駆動した際の演算手段で演算した増加率を基準値として記憶する記憶手段とを備え、記憶手段に記憶された増加率の基準値に対して演算手段により演算された増加率が所定の閾値を超えた場合に、演算手段で演算された増加率を記憶手段に記憶された増加率の基準値となるようにブラシレス電動送風機の回転数を制御する構成とした。
【０００８】
これにより、簡単な構成で様々な被掃除面に合わせて最適な吸込み力を保つことができ、掃除性能が上がると共に、吸い込み口への異物の張り付きのない電気掃除機を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電気掃除機は、簡易な構成であらかじめ被掃除面に対する最適なパターンを保持することなく、その状況に合わせて電気掃除機を最適に運転することが可能となる。また、掃除機の吸込み口に異物が吸着することを回避する電気掃除機を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態１における電気掃除機の回路構成図
【図２】同、電気掃除機の外観図
【図３】（ａ）同、電気掃除機の圧力検出手段で検出した圧力値の計時時間の圧力積算値の経時変化を示す特性図（ｂ）同、電気掃除機の圧力検出手段で検出した圧力値の計時時間の圧力積算値の増加率の経時変化を示す特性図
【図４】従来の電気掃除機の回路構成図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明は、ブラシレス電動送風機と前記ブラシレス電動送風機を駆動するインバータ回路を有した電気掃除機において、前記電気掃除機の吸い込み風圧を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段の圧力値を積算し、積算した値の増加率を演算する演算手段と、前記ブラシレス電動送風機を所定時間駆動した際の前記演算手段で演算した増加率を基準値として記憶する記憶手段とを備えたことを特徴としている。これにより、電気掃除機を使用する際の被掃除面に対する吸い込み風圧を検出し、演算することでその時の被掃除面の最適値を設定することが可能となる。
【００１２】
第２の発明は、特に第１の発明の記憶手段に記憶された増加率の基準値に対して、演算手段により演算された増加率が所定の閾値を超えた場合に、前記演算手段で演算された増加率を前記記憶手段に記憶された増加率の基準値となるように前記ブラシレス電動送風機の回転数を制御することを特徴としている。これにより、電気掃除機の吸い込み口へ異物が張り付いた際に、回転数を落とすことで異物の張り付きを回避し、異物が吸い込み口から取れた際には、また最適な電動送風機の回転数に制御することが可能となる。
【００１３】
第３の発明は、特に第１または第２の発明における閾値を外部から変更するための閾値変更手段を備えたことを特徴としている。これにより、使用者が任意の値を設定することができ、使用者の使用状況に合わせた設定を行なうことができる利便性の高い電気掃除機を提供することが可能となる。
【００１４】
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。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、電気掃除機を例とした本実施の形態１の主要回路構成を示すものである。図１に示す電気掃除機は、商用電源１より、整流回路・力率改善回路などを包含するフィルタ回路部２、平滑回路３のコンバータ回路４を介して、所定のタイミングで、オン・オフするスイッチング素子および、それに並列に接続されたダイオードにより構成されるインバータ回路５に接続される。そしてインバータ回路５の上アーム側のスイッチング回路と、下アーム側のスイッチング回路による直列回路を３相分有し、これら直列回路における上アームと下アームの相互接続点が、負荷である電動送風機６に接続される。そして、この電動送風機６はモータ６ａに接続されているファン６ｂとで構成されている。
【００１６】
制御手段７は、電動送風機６が所望の回転数で回転するような交流電力を回路が出力するように、インバータ回路５のスイッチング素子のスイッチングを制御する。また、磁極
検知用の位置センサ８を設置し、位置センサ８からの信号を基に、制御手段７から駆動信号を発生させている。
【００１７】
９は圧力検知手段であり、ゴミを吸い込む際の空気流の流路に設けられ圧力を検出する。１０は演算手段であり、圧力検出手段９の圧力値を積算していき、積算した値の増加率を演算する。１１は記憶手段であり、電動送風機を所定時間駆動した際の演算手段１０で演算した増加率を基準値として記憶する。
【００１８】
図２は、電気掃除機の外観を示すものである。電気掃除機本体１２は、床ノズル２１で掻き上げたゴミを吸引する電動送風機６及び吸引したゴミを集塵する集塵室２２を内蔵している。２３はホース、２４は延長菅で、電気掃除機本体１２と床ノズル２１を接続している。２５は操作部で、電動送風機６の吸い込み力の期待される吸い込み力を設定する。
【００１９】
また、圧力検出手段９は、集塵室２２と電動送風機６の間に設置されている。これは、電動送風機６で発生された負圧により空気流が生じ、床ノズル２１に設けられた唯一の開口部から空気が入り込み、その時同時にゴミも中に吸い込まれる。圧力検出手段９はこの空気流の流路に設けられている。本実施の形態１では、集塵室２２と電動送風機６の間に設置しているが、床ノズル２１や延長菅２４、ホース２３に設けても圧力を検出することは可能である。
【００２０】
以上のように構成された電気掃除機において、以下その動作、作用を説明する。
【００２１】
商用電源１から供給される交流電力をフィルタ回路部２により整流された後、平滑回路３を通して平滑化された直流電力として、インバータ回路５により、所望の交流に変換され、電動送風機６を回転駆動する。電動送風機６はインバータ回路５から供給された交流電力の周波数及び電流に応じて任意の回転数及びトルクで回転する。
【００２２】
また、制御手段７は、磁極検知用の位置センサ８から得られる回転信号により電動送風機６の回転速度を検出し、所定の回転速度となるようにインバータ回路５のスイッチング素子に対して駆動信号を出力する。
【００２３】
次に図３を用いて、電気掃除機を使用した場合に、各被掃除面に対して電動送風機６を最適な回転数で制御する制御方法を説明する。まず操作部２５で掃除機の運転を開始し、電動送風機６の回転数を徐々に上げていく。圧力検出手段９でその時の圧力を検出し、演算手段１０は圧力検出手段９の圧力値を積算していく。この時の圧力値の積算値は、時間経過と共に徐々に上昇していくが、制御手段７は演算手段１０で積算した圧力値が一定の増加率となるように電動送風機６の回転数を制御する。
【００２４】
図３（ａ）は各被掃除面に対して、最適な回転数で制御した場合の計時時間の積算値と経時変化を示したものである。例えば被掃除面が絨毯の場合、電動送風機６の回転数を徐々に上げていく。ここで最適な回転数を超えると、吸い込み力が大きくなりすぎてしまい、積算した圧力値の増加率が一定とはならず急激に上昇することになる。その場合に、回転数を落として、増加率が一定となるように電動送風機６の回転数を制御することで、図３（ａ）の絨毯のように一定の増加率となるように制御することが可能となる。また、畳やソファーなど他の被掃除面についても同様の制御を行なうことで、最適な電動送風機６の回転数で制御することができる。
【００２５】
図３（ｂ）は最適な回転数で制御した後、計時時間の積算値増加率の経時変化を示したものである。次に最適な回転数で制御した状態から床ノズル２１にゴミ以外の物（例えば、衣服やタオル等）を吸い込んだ場合の動作について図３（ｂ）を用いて説明する。被掃
除面に対して電動送風機６を最適な回転数に制御した状態での積算した圧力値の増加率を演算手段１０で演算し、その増加率を基準値として、記憶手段１１で記憶しておく。
【００２６】
ｔ１−ｔ２の期間は、最適な回転数で動作している時の状態であり、積算値増加率の基準値に対して、同じ増加率で運転ができている。次に床ノズル２１にゴミ以外の物を吸い込んだ場合、流路が塞がれるため圧力検出手段９で検出した圧力値は急激に上昇する。そのためｔ２−ｔ３の期間では、積算値増加率も上昇する。この時積算値増加率が所定の閾値を超えたので、電動送風機６の回転数を落として吸い込み力を小さくすることで、吸い込んだ物を床ノズル２１から外すようにする。床ノズル２１からゴミ以外の物が外れると圧力値は下がっていくことになる。
【００２７】
ｔ３−ｔ４の区間では、電動送風機６の回転数を落とし、積算値増加率を基準値に戻そうとしている状態である。そして、ｔ４以降の期間では、積算値増加率が基準値に戻ったため、再度回転数を上げて、基準値になるように制御を行なう。
【００２８】
これにより、まず様々な被掃除面に対して、最適な回転数での制御を行なうことができ、被掃除面を判断して、それに応じた制御パターンを保持して制御する必要がなく、また吸い込み口へゴミ以外の異物の張り付きが生じた場合でも、使用者がわざわざ吸い込み口から異物を外すことなく、電動送風機の回転数を制御することで、簡単に張り付きをなくすことができる。このため、簡易な構成であらかじめ被掃除面に対する最適なパターンを保持することなく、その状況に合わせて電気掃除機を最適に運転することが可能となり、また掃除機の吸込み口に異物が吸着することを回避する電気掃除機を提供することが可能となる。
【００２９】
また、操作部２５で積算値増加率の閾値を可変できるようにすることも可能であり、使用者の使用状況に合わせて、制御を変えることができるため利便性が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、床面掃除を主目的とした電気掃除機に対して効果を発揮するものであり、家庭用だけでなく、ビルトインタイプ（セントラルクリーナ）のような電気掃除機にも応用・展開できる。
【符号の説明】
【００３１】
１  商用電源
２  フィルタ回路部
３  平滑回路
４  コンバータ回路
５  インバータ回路
６  電動送風機
７  制御手段
８  位置センサ
９  圧力検出手段
１０  演算手段
１１  記憶手段
１２  電気掃除機本体
２１  床ノズル
２２  集塵室
２３  ホース
２４  延長菅
２５  操作部
【図１】
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【図３】
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【図２】
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【図４】
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