(57)【要約】【課題】電動機駆動でなく吸込み風力で駆動する吸込み具の回転ブラシでも異物の巻き込み等を検知して、異物を取り除くことができる電気掃除機を提供する。【解決手段】インバータ回路９と、インバータ回路９を制御する制御手段１１と、インバータ回路９によって駆動されるブラシレス電動送風機２と、吸込具６内に設けられブラシレス電動送風機２からの吸引風力により駆動する回転ブラシ７と、回転ブラシ７の回転数を検出する回転数検出手段８と、回転数検出手段８で検出した回転ブラシ７の回転数とインバータ回路９から出力されるブラシレス電動送風機２の回転数情報信号とを比較する比較手段１０を備え、制御手段１１は比較手段１０からの比較信号を基にブラシレス電動送風機２の回転数を制御することにより、異物の巻き込みを検知して、回転ブラシの回転を下げて異物を取り除くことができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータ回路と、前記インバータ回路を制御する制御手段と、前記インバータ回路によって駆動されるブラシレス電動送風機と、被掃除面の塵埃を吸引する吸込具と、前記吸込具内に設けられ前記ブラシレス電動送風機からの吸引風力により駆動する回転ブラシと、前記回転ブラシの回転数を検出する回転数検出手段と、前記回転数検出手段で検出した前記回転ブラシの回転数と前記インバータ回路から出力される前記ブラシレス電動送風機の回転数情報信号とを比較する比較手段を備え、前記制御手段は前記比較手段からの比較信号を基に前記ブラシレス電動送風機の回転数を制御する電気掃除機。
【請求項２】
前記比較手段は、前記回転ブラシの負荷による回転数低下状態に対応した前記回転ブラシの回転数テーブルを持ち、テーブル値に応じた信号を前記制御手段に送り、前記インバータ回路を介して前記ブラシレス電動送風機を制御する電気掃除機。
【請求項３】
前記比較手段は、前記回転ブラシの回転数に対応した閾値を有し、前記閾値より高い回転数の領域においては、回転数の低下に対して前記ブラシレス電動送風機の回転数を上げる信号を前記制御手段に送り、一方、前記閾値より低い回転数の領域においては、前記ブラシレス電動送風機の回転数を下げる信号を前記制御手段に送る電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般家庭用もしくは業務用の電気掃除機における、特に、吸込具に内蔵された回転ブラシの回転信号に対応して制御されるブラシレス電動送風機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気掃除機の回転ブラシは、図６に示すようなものがある。
図６において、二つのオペアンプ１３２，オペアンプ１３８などからなる負荷電流検知回路７８と、負荷電流検知回路７８に設けた計時手段としてのコンデンサ１４１と、電動機４３が短絡したときには、前記コンデンサ１４１の時定数をキャンセルする短絡検知回路７９とを設け、電動機４３がロックすると二つのオペアンプ１３２，１３８の出力がＬｏｗからＨＩＧＨに反転し、電動機４３への供電が停止される。また、電動機４３が短絡すると短絡電流により短絡検知回路７９のトランジスタ１４４，トランジスタ１４６の動作により前記コンデンサ１４１を急速に充電し、オペアンプ１３８の出力をＬＯＷからＨＩＧＨに反転させて電動機４３への供電を停止するものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−７８８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術は、例えば電動送風機からの吸込み風力を受けて駆動する回転ブラシを有する吸込具を備えた電気掃除機では、回転ブラシを電動機で駆動していないため、電動機の電流を検知して、その検知信号をもとに電動機を制御し回転ブラシの回転を下げて、異物の巻き込み等を取り除くことができなかった。
【０００５】
そこで本発明は、上記課題を解決するもので、電動機で駆動しない風力で駆動する回転ブラシを有した吸込具でも、異物の巻き込み等を検知して、回転ブラシの回転を下げて異物を取り除くことができ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】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は、インバータ回路と、前記インバータ回路を制御する制御手段と、前記インバータ回路によって駆動されるブラシレス電動送風機と、被掃除面の塵埃を吸引する吸込具と、前記吸込具内に設けられ前記ブラシレス電動送風機からの吸引風力により駆動する回転ブラシと、前記回転ブラシの回転数を検出する回転数検出手段と、前記回転数検出手段で検出した前記回転ブラシの回転数と前記インバータ回路から出力される前記ブラシレス電動送風機の回転数情報信号とを比較する比較手段を備え、前記制御手段は前記比較手段からの比較信号を基に前記ブラシレス電動送風機の回転数を制御するものである。
【０００７】
これにより、回転ブラシの回転数に応じた回転数検出手段からの回転数情報信号により、ブラシレス電動送風機の回転数が制御され、この制御により回転ブラシの回転数も最適な回転数に制御されることになり、電動機駆動でない吸込み風力で駆動する回転ブラシでも、異物の巻き込み等を検知すると、電動送風機の回転数下げ、駆動源である吸込み風力の低下に同期して回転ブラシの回転数も下がり、吸込具に巻き込まれた異物等を取り除く
ことができる。
【０００８】
また、前記比較手段は、前記回転ブラシの負荷による回転数低下状態に対応した前記回転ブラシの回転数テーブルを持ち、テーブル値に応じた信号を前記制御手段に送り、前記インバータ回路を介して前記ブラシレス電動送風機を制御してもよい。
【０００９】
さらに前記比較手段は、前記回転ブラシの回転数に対応した閾値を有し、前記閾値より高い回転数の領域においては、回転数の低下に対して前記ブラシレス電動送風機の回転数を上げる信号を前記制御手段に送り、一方、前記閾値より低い回転数の領域においては、前記ブラシレス電動送風機の回転数を下げる信号を前記制御手段に送り、前記インバータ回路を介して前記ブラシレス電動送風機を制御してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回転ブラシの回転数に応じた回転数検出手段からの回転数情報信号により、ブラシレス電動送風機の回転数が制御され、この制御により回転ブラシの回転数も最適な回転数に制御されることになり、電動機駆動でない吸込み風力で駆動する回転ブラシでも、異物の巻き込み等を検知すると、電動送風機の回転数下げ、駆動源である吸込み風力の低下に同期して回転ブラシの回転数も下がり、吸込具に巻き込まれた異物等を取り除くことができる。
【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構成を示す外観図
【図２】同、電気掃除機の吸込具の内部構造を側方から示す概略図
【図３】同、電気掃除機のブラシレス電動送風機の回転数の制御ブロック図
【図４】同、電気掃除機におけるブラシレス電動送風機の回転ブラシの負荷（床面状態）に対応した回転ブラシの回転数テーブルと閾値テーブルを示すテーブル図
【図５】同、電気掃除機の制御手段の処理動作を示すフローチャート
【図６】従来の電気掃除機の制御を示す全体回路図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
【００１３】
（実施の形態１）
以下本発明の実施の形態１を、図１〜図５を参照しながら説明する。
図１は電気掃除機の外観図である。図１において、１は電気掃除機本体であり、２は吸引力を発生するブラシレス電動送風機、および吸引された塵埃を集塵する集塵室（図示せず）を内蔵している。３はホースであり、前記ブラシレス電動送風機２の吸引力を変化させることで、電気掃除機の運転モードを切り換える手元操作部４を有している。
【００１４】
６は床面に接して被掃除面の塵埃等を吸引するための吸込具であり、被掃除面の塵埃をかき上げる前記ブラシレス電動送風機２の風力により動作する回転ブラシ７を内蔵している。５は延長管で、前記吸込具６と前記ホース３とを連通させている。
【００１５】
手元操作部４を操作し、前記ブラシレス電動送風機２を駆動させることで、吸込具６内の回転ブラシ７の回転駆動により被掃除面の塵埃はかき上げられ、前記塵埃は、延長管５、ホース３および電気掃除機本体１へと搬送され、前記塵埃は前記電気掃除機本体１に内蔵された集塵室（図示せず）に集塵されるとともに、吸引風は前記電気掃除機本体１より排出される。
【００１６】
図２は吸込具の内部構造図である。図２において、吸込具６は、回転ブラシ７、回転ブラシ７の回転数を検出する回転数検出手段８より構成されている。
回転数検出手段８は、発光素子および受光素子（図示せず）で構成される。回転ブラシ７の任意の箇所に光を反射する反射物（図示せず）を付加し、発光素子から放たれた光が、回転数検出手段８の反射物で反射され、受光素子で受光する。回転ブラシ７が、ブラシレス電動送風機２により駆動されている時、１分間あたりの受光の回数を積算することにより、回転ブラシ７の回転数を検出することができる。
なお、上述では、回転数検出手段８は、受光素子及び発光素子で構成したが、他の検出手段でもよい。
【００１７】
図３は、ブラシレス電動送風機２の制御を示す制御回路のフローを示すブロック図である。図３において、回転数検出手段８は、回転ブラシ７の回転数を検出して、回転数の検出結果を比較手段１０に送る。インバータ回路９は、ブラシレス電動送風機２を駆動し、その時のブラシレス電動送風機２の回転数情報を比較手段１０に送る。比較手段１０では、回転数検出手段８からの回転ブラシ７の回転数と、インバータ回路９からのブラシレス電動送風機２の回転数情報信号とを比較し、比較した結果を制御手段１１に送る。制御手段１１では、比較手段１０からの比較信号を基にインバータ回路９を介してブラシレス電動送風機２の回転数を制御する。
【００１８】
また、比較手段１０では、回転ブラシ７の負荷（床、畳、じゅうたん等の床面状態）による回転数低下状態に対応した回転ブラシ７の回転数テーブルを持ち、テーブル値に応じた信号を制御手段１１に送り、インバータ回路９を介してブラシレス電動送風機２の回転数を制御する。
【００１９】
さらに比較手段１０は、回転ブラシ７の回転数での閾値を有し、閾値より高い回転数の領域においては、回転数の低下に対して前記ブラシレス電動送風機２の回転数を上げる信号を前記制御手段に送り、一方、閾値より低い回転数の領域においては、ブラシレス電動送風機２の回転数を下げる信号を制御手段１１に送り、インバータ回路９を介してブラシレス電動送風機２の回転数を制御する。
【００２０】
図４は、ブラシレス電動送風機２の回転数に応じた、床、たたみ、じゅうたん、閾値の各負荷条件時の回転ブラシの回転数テーブルである。そして閾値は、回転ブラシの回転数が閾値以下の回転数に下がったことにより、異物の巻き込みを判断可能となる様、設定されている。
【００２１】
そして回転ブラシ７の回転数が、異物の巻き込み等で下がり、ブラシレス電動送風機２の回転数と上記負荷条件に対応した回転ブラシの回転数テーブルに対応して設定された閾値を下回ると、回転ブラシ７が異物を巻き込んでいると判断するものである。
【００２２】
すなわちブラシレス電動送風機２の回転数と、回転ブラシ７の回転数により、回転ブラシの負荷を床、たたみ、じゅうたん、閾値以下（異物の巻き込み検知）のいずれかを判断することができる。またブラシレス電動送風機の回転数は、電気掃除機の使用者が任意に設定できる。
【００２３】
次に具体的な制御手段について説明する。
図５は、図３における比較手段１０の処理動作を示したフローチャートである。図３、図４、図５を用いて、回転ブラシの床、たたみ、じゅうたん、閾値の負荷条件ごとに具体的な制御手段を説明する。なお、ブラシレス電動送風機の回転数の初期設定値は、全て６００００ｒｐｍとする。
【００２４】
図４のテーブルにおいて、回転ブラシの負荷が床の場合について、図３、図４、図５を用いて具体的な制御について説明する。図５において、比較手段はまず初めに図３のインバータ回路９よりブラシレス電動送風機２の回転数６００００ｒｐｍを取得する。
【００２５】
次に図３の回転数検出手段８より回転ブラシ７の回転数を取得する。ここでは回転ブラシ７の負荷が床の場合であるため、１８００ｒｐｍを取得する。続いて、図３の比較手段１０では、図４の回転数テーブルを参照し、回転ブラシ７の回転数が閾値３００ｒｐｍ以上であるため、回転ブラシ負荷判定の処理に進む。回転ブラシ負荷判定においては、図４に示すように回転ブラシ７の回転数が１８００ｒｐｍであるため、回転ブラシ７の負荷を床と判定する。
【００２６】
図３の比較手段１０は、制御手段１１にブラシレス電動送風機２の回転数を現状維持する情報信号を送る。制御手段１１は、比較手段１０の情報信号に基づきインバータ回路９を介して、ブラシレス電動送風機２の回転数を維持する。
【００２７】
図４のテーブルにおいて、回転ブラシの負荷が畳の場合について、図３、図４、図５を用いて具体的な制御について説明する。図５において、比較手段はまず初めに図３のインバータ回路９よりブラシレス電動送風機２の回転数６００００ｒｐｍを取得する。次に図３の回転数検出手段８より回転ブラシ７の回転数を取得する。ここでは回転ブラシ７の負荷が畳の場合であるため、１７４０ｒｐｍを取得する。
【００２８】
続いて、図３の比較手段１０では、図４の回転数テーブルを参照し、回転ブラシ７の回転数が閾値３００ｒｐｍ以上であるため、回転ブラシ負荷判定の処理に進む。回転ブラシ負荷判定においては、図４に示すように回転ブラシ７の回転数が１７４０ｒｐｍであるため、回転ブラシ７の負荷を畳と判定する。
【００２９】
図３の制御手段１１は、畳の負荷は床に比べて回転ブラシ７の回転数が３．５％低下となるため、ブラシレス電動送風機２の回転数を３．５％上げて、回転ブラシ７の回転数を床負荷の回転数まで上げる情報信号を制御手段１１に送る。制御手段１１は、比較手段１０の情報信号に基づきインバータ回路９を介して、ブラシレス電動送風機２の回転数を３．５％上げる。これにより、回転ブラシの負荷に応じた最適な回転数を回転ブラシに与えることができる。
【００３０】
図４のテーブルにおいて、回転ブラシの負荷がじゅうたんの場合について、図３、図４、図５を用いて具体的な制御について説明する。図５において、比較手段はまず初めに図３のインバータ回路９よりブラシレス電動送風機２の回転数６００００ｒｐｍを取得する。
【００３１】
次に図３の回転数検出手段８より回転ブラシ７の回転数を取得する。ここでは回転ブラシ７の負荷がじゅうたんの場合であるため、１６８０ｒｐｍを取得する。続いて、図３の比較手段１０では、図４の回転数テーブルを参照し、回転ブラシ７の回転数が閾値３００ｒｐｍ以上であるため、回転ブラシ負荷判定の処理に進む。
【００３２】
回転ブラシ負荷判定においては、図４に示すように回転ブラシ７の回転数が１６８０ｒｐｍであるため、回転ブラシ７の負荷をじゅうたんと判定する。図３の制御手段１１は、畳の負荷は床に比べて回転ブラシ７の回転数が７％低下するため、ブラシレス電動送風機２の回転数を７％上げて、回転ブラシ７の回転数を床負荷の回転数まで上げる情報信号を制御手段１１に送る。制御手段１１は、比較手段１０の情報信号に基づきインバータ回路９を介して、ブラシレス電動送風機２の回転数を７％上げる。これにより、回転ブラシの
負荷に応じた最適な回転数を回転ブラシに与えることができる。
【００３３】
図４のテーブルにおいて、回転ブラシの負荷が閾値（異物等を巻き込んだ状態）場合について、図３、図４、図５を用いて具体的な制御について説明する。図５において、比較手段はまず初めに図３のインバータ回路９よりブラシレス電動送風機２の回転数６００００ｒｐｍを取得する。次に図３の回転数検出手段８より回転ブラシ７の回転数を取得する。ここでは回転ブラシ７の負荷が異物等を巻き込んだ場合の負荷であるため、３００ｒｐｍ以下の任意の値を取得する。続いて、図３の比較手段１０では、図４の回転数テーブルを参照し、回転ブラシ７の回転数が閾値３００ｒｐｍ以下であるため、ブラシレス電動送風機２の回転数を１００００ｒｐｍ下げる情報信号を制御手段１１に送る。
【００３４】
制御手段１１は、比較手段１０の情報信号に基づきインバータ回路９を介して、ブラシレス電動送風機２の回転数を１００００ｒｐｍ下げる。このフローを繰り返すことにより、ブラシレス電動送風機２の回転数低下に伴い、回転ブラシ７の回転数も低下し、回転ブラシ７が異物を巻き込む力が弱くなり、異物の巻き込みを取り除くことができる。
【００３５】
以上の制御により、回転ブラシの負荷に応じた最適な回転ブラシの回転数を制御し、また、異物の巻き込んだ時もすばやく異物を取り除くことができる。
【００３６】
なお、負荷条件における回転ブラシの回転数はあくまで目安であり、任意に設定できるものとする。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
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】
【００３８】
１  電気掃除機本体
２  ブラシレス電動送風機
３  ホース
４  手元操作部
５  延長管
６  吸込具
７  回転ブラシ
８  回転数検出手段
９  インバータ回路
１０  比較手段
１１  制御手段
４３  電動機
７８  負荷電流検知回路
７９  短絡検知回路
１３２、１３８  オペアンプ
１４１  コンデンサ
１４４，１４６  トランジスタ
【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１】
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【図６】
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