(57)【要約】【課題】電気掃除機のフィルタ表面に付着した細塵の空気流による吹き飛ばしに関し、フィルタの清掃を最適化すること。【解決手段】塵埃を含まない気流を塵埃を含む気流とは逆方向から導入する切換えバルブ４を開閉制御させることによりフィルタに付着した細塵を取り除く細塵除去手段３と、電動機６を駆動させて切換えバルブ４を開閉する電動機駆動手段５と、電動機６の瞬時電流値を測定する瞬時電流測定手段７と、電動機６の回転速度を設定する回転速度設定手段８と、所定値以上の前記瞬時電流値が継続する時間を測定する時間測定手段９とを備え、前記電動機６の瞬時電流値とその経過時間に応じて、電動機６の回転速度を可変する構成としたので、電動機６の回転速度を可変し切換えバルブ４の開閉速度を制御して、フィルタに流れる気流の時間を制御でき、フィルタの清掃を最適化することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塵埃を捕捉するためのフィルタと、そのフィルタの下流に設けられ塵埃を吸引するための電動送風機と、塵埃を含まない気流を塵埃を含む気流とは逆方向から導入する切換えバルブを開閉制御させることにより前記フィルタに付着した細塵を取り除く細塵除去手段と、電動機を駆動させて前記切換えバルブを開閉する電動機駆動手段と、前記電動機の瞬時電流値を測定する瞬時電流測定手段と、前記電動機の回転速度を設定する回転速度設定手段と、所定値以上の前記瞬時電流値が継続する時間を測定する時間測定手段とを備え、前記電動機の瞬時電流値とその経過時間に応じて、前記電動機の回転速度を可変する電気掃除機。
【請求項２】
電動機の瞬時電流値が、予め設定した時間を超えて継続する場合には、前記電動機の回転速度を上昇させる請求項１記載の電気掃除機。
【請求項３】
電動機の瞬時電流値の時間微分値が、予め設定した値を超えている場合には、電動機の回転速度を上昇させる請求項１記載の電気掃除機。
【請求項４】
電動機の回転数を検知する回転数検知手段と、瞬時電流測定手段の値の積算和をこの回転数検知手段の値で除した平均電流値を演算する平均電流演算手段とを備え、前記平均電流値に応じて電動機の回転速度を可変するように構成した請求項１記載の電気掃除機。
【請求項５】
電動機の回転速度設定手段の最新値を更新し掃除終了時にその値を記憶する記憶手段を備え、次回掃除時に、前記記憶手段から回転速度設定手段の最新値を読み出して、前記電動機の回転速度設定の初期値とする請求項１〜４のいずれか１項記載の電気掃除機。
【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り、特に塵埃を捕捉するフィルタの目詰まり防止に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気掃除機においては、塵埃を捕捉するフィルタの目詰まりによる吸い込み力の低下が問題になっており、従来から様々な技術が提案されている。
【０００３】
その中でも多いのは、フィルタ自体にブラシを当て、その表面に付着した塵埃、特に細塵をこすり落とすというものである。
【０００４】
しかしこの方法はフィルタ表面に機械的な力を加えるため、フィルタを傷つけたり破ったりすることがある。そこで近年、空気流でフィルタ表面に付着した細塵を吹き飛ばす方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。以下、図３〜図７を用いて簡単にその構成を説明する。
【０００５】
集塵室３８内にはフィルタ５４が設けられている。
【０００６】
通常は図３（ａ）のようにバルブ７２は閉じているため、図４のように塵埃を含んだ空気を取り入れ矢印のように下から上方向に向かって流れるため、フィルタ５４にて塵埃は捕捉される。
【０００７】
カム７６が回転して図３（ｂ）の位置に来るとバルブ７２が開き、図５のように塵埃を含んでいないきれいな空気を取り入れ矢印のように上から下方向に向かって流れるため、フィルタ５４に付着した塵埃はフィルタ表面から取り除かれることになる。
【０００８】
そしてこのカム７８は図６のように電動機９０にて駆動される。また図７は、フィルタ５４の外観を表す斜視図である。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／００６７９４４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このようにフィルタ５４は、カム７６の回転によってその表面に付着した塵埃を除去されるが、駆動源となる電動機９０の制御方法によってその効果は異なってくる。
【００１０】
本発明は、電動機の駆動方法による、バルブの開閉速度の制御に関するもので、フィルタ表面への塵埃付着を極小化できる制御を行う電気掃除機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記従来の課題を解決するために本発明は、塵埃を捕捉するためのフィルタと、そのフィルタの下流に設けられ塵埃を吸引するための電動送風機と、塵埃を含まない気流を塵埃を含む気流とは逆方向から導入する切換えバルブを開閉制御させることにより前記フィルタに付着した細塵を取り除く細塵除去手段と、電動機を駆動させて前記切換えバルブを開閉する電動機駆動手段と、前記電動機の瞬時電流値を測定する瞬時電流測定手段と、前記電動機の回転速度を設定する回転速度設定手段と、所定値以上の前記瞬時電流値が継続する時間を測定する時間測定手段とを備え、前記電動機の瞬時電流値とその経過時間に応じて、前記電動機の回転速度を可変するように構成しているため、電動機の回転速度を変更することでバルブの開閉速度を制御でき、フィルタに気流が流れる時間を制御することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、電動機の回転速度を変更することにより切換えバルブの開閉速度を制御でき、フィルタに気流が流れる時間を適切に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の発明は、塵埃を捕捉するためのフィルタと、そのフィルタの下流に設けられ塵埃を吸引するための電動送風機と、塵埃を含まない気流を塵埃を含む気流とは逆方向から導入する切換えバルブを開閉制御させることにより前記フィルタに付着した細塵を取り除く細塵除去手段と、電動機を駆動させて前記切換えバルブを開閉する電動機駆動手段と、前記電動機の瞬時電流値を測定する瞬時電流測定手段と、前記電動機の回転速度を設定する回転速度設定手段と、所定値以上の前記瞬時電流値が継続する時間を測定する時間測定手段とを備え、前記電動機の瞬時電流値とその経過時間に応じて、前記電動機の回転速度を可変するように構成しているため、電動機の回転速度を変更することにより切換えバルブの開閉速度を制御でき、フィルタに流れる気流の時間を適切に制御することができる。
【００１４】
第２の発明は、電動機の所定値以上の瞬時電流値が予め設定した時間を超えて継続する場合には、電動機の回転速度を上昇させるように構成しているため、集塵室内の回転機構部などへの塵埃付着によって駆動トルクが大きくなった場合でも、一定の時間内にフィルタ清掃を行うことができる。
【００１５】
第３の発明は、電動機の所定値以上の瞬時電流値の時間微分値が予め設定した値を超えている場合には、電動機の回転速度を上昇させるように構成しているため、集塵室内の回転機構部などへの塵埃付着によって駆動トルクが大きくなった場合でも、一定の時間内にフィルタ清掃を行うことができる。
【００１６】
第４の発明は、電動機の回転数を検知する回転数検知手段と、瞬時電流測定手段の積算和をこの回転数検知手段の値で除した平均電流値を演算する平均電流演算手段を設け、平均電流値に応じて電動機の回転速度を可変するように構成しているため、集塵室内の回転機構部などへの塵埃付着によって駆動トルクが大きくなった場合でも、一定の時間内にフィルタ清掃を行うことができる。
【００１７】
第５の発明は、電動機の回転速度設定手段の最新値を更新し掃除終了時にその値を記憶する記憶手段を備え、次回掃除時に、前記記憶手段から回転速度設定手段の最新値を読み出して、前記電動機の回転速度設定の初期値とするので、電動機は最新のフィルタ状態によるフィルタ清掃を行うことができる。
【００１８】
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りこの発明が限定されるものではない。
【００１９】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態における電気掃除機の回路ブロック図である。図１において、２は塵埃を捕捉するためのフィルタ（図示せず）の下流に設けて塵埃を吸引するための電動送風機である。３は、切換えバルブ４と後述するカム１４とを有し、塵埃を含まない気流を塵埃を含む気流とは逆方向から導入する切換えバルブ４を開閉制御させることにより前記フィルタに付着した細塵を取り除く細塵除去手段、５は電動機６を駆動して、前記細塵除去手段３の切換えバルブ４を開閉する電動機駆動手段である。本実施の形態では、電動機６は電動送風機２が起動されるごとに駆動が開始され、フィルタを一周した時点で駆動を停止するように設定している。
【００２０】
７は前記電動機６の瞬時電流値を測定する瞬時電流測定手段で０．１秒ごとに測定している。８は前記電動機６の回転速度を設定する回転速度設定手段であり、９は所定値以上の瞬時電流値が継続する時間を測定する時間測定手段であり、本実施の形態では電動機６の最高効率を確保できる電流値よりも瞬時電流が多い場合の時間を測定している。
【００２１】
１０は前記電動機６の回転数を検知する回転数検知手段、１１は前記瞬時電流測定手段７の積算和をこの回転数検知手段１０の値で除した平均電流値を演算する平均電流演算手段であり、本実施の形態ではフィルタを一周する場合の平均電流を演算している。
【００２２】
１２は前記電動送風機２を駆動する電動送風機制御手段、１３は前記電動機６の回転速度設定手段８の最新値を更新し掃除終了時にその値を記憶する記憶手段であり、次回掃除時にはこの記憶手段から最新値を読み出して、スタート時の電動機の回転速度設定値とするように構成している。
【００２３】
以上のように構成した電気掃除機について、以下その動作、作用の説明を行なう。
【００２４】
掃除を開始するため、使用者がスイッチを操作すると電動送風機２の駆動と同時に電動機６が駆動される。これに伴い回転するカム１４によってバルブ４の開閉が行われる。
【００２５】
図２は前記電動機６の回転によってバルブ４が開閉する様子を示しており、同図（ａ）は通常状態でバルブ４が閉じている状態を、同図（ｂ）はバルブ４が開いている状態を示している。
【００２６】
バルブ４が閉じている場合にはフィルタには塵埃を含む空気が流れ、バブル４が開いている場合にはここからきれいな空気を取り入れるため、フィルタには塵埃を含まないきれいな空気が流れこの時フィルタ１表面の細塵を吹き飛ばす。
【００２７】
フィルタの細塵を吹き飛ばす時間を少しでも長く確保した方がフィルタ表面の清掃がより確実に行われるため、回転速度設定手段８にて設定された速度で電動機６は駆動される。したがって電動機６はその最高速度よりも低速で回転するようにＰＷＭ制御されている（本実施の形態では２ｋＨｚ、５０％デューティ比に初期設定している）。
【００２８】
図２（ａ）から同図（ｂ）に移行する状態では、電動機６はカム１４の山を乗り越えようとするため、機械的負荷が大きくなり電動機６の電流が上昇していく。この時、電動機６の電流は瞬時電流測定手段７によって０．１秒ごとに測定されており、もし電流が電動機６の最高効率を確保できる電流値よりも多い場合にはそれが継続する時間を時間測定手段９で測定する。
【００２９】
もしカム１４やバルブ４などからなる細塵除去手段３に塵埃が付着するなどで機械的損失が増加すると、時間測定手段９での測定時間が長くなり、これに応じて電動機６の回転速度を上昇させるように５０％デューティ比を５５％、６０％・・・と増加させて回転速度設定手段８に出力し、電動機６の回転数は上昇することで、回転を継続することができる。
【００３０】
電動機６の瞬時電流値の時間変化率は図２（ａ）から（ｂ）に移行する過程で最大になるが、同様に細塵除去手段３の機械的損失が増加すると、この変化率もより大きくなる。したがって瞬時電流値の時間微分値を求めそれが予め設定した値を超えている場合にも電動機６の回転速度を上昇させるように５０％デューティ比を５５％、６０％・・・と増加させて回転速度設定手段８に出力し、電動機６の回転数は上昇することで、回転を継続することができる。
【００３１】
フィルタを一周した時点で電動機６は駆動を停止されるが、平均電流演算手段１１にてフィルタ一周に要した電動機６の平均電流値を、下記計算式にて求める。
（電動機６の平均電流値）＝（瞬時電流測定手段７の積算和）÷（回転数検知手段１０で検知した電動機６の回転数）
【００３２】
そしてこの平均電流値を回転速度設定手段８に出力するため、電動機６の回転速度を上昇させるように５０％デューティ比を増加させて回転速度設定手段８に出力する。
【００３３】
使用者が掃除を終了してスイッチを切ると、回転速度設定手段８にて更新設定された値は記憶手段１３に記憶され、使用者が次にスイッチをオンすると、回転速度検知手段８はこの記憶手段１３から最新の回転速度設定値を読み込んでその最新値で電動機６は回転を行う。
【００３４】
なお、電動機６の回転速度設定手段８が予め設定した最高回転速度（デューティ１００％）を超えた場合には、この電動機６の拘束電流で駆動することを意味しており、この状態は組み込んでいる電動機６では起動できないことを意味しているので、電動機６は動作させてはならない状態となっている。つまり、電動機６に無理な負荷駆動を継続させることはないので電動機６の異常過熱を防止できる。
【００３５】
また、電動送風機制御手段１２により電動送風機２の入力に応じて電動機６の回転速度を可変するように構成して、入力に応じたフィルタ清掃を行っても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、電動機の回転速度を制御することによりフィルタに流れる気流の時間を制御してフィルタ清掃を最適化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態を示す電気掃除機の回路ブロック図
【図２】（ａ）同、電気掃除機の電動機の回転に伴うバルブの閉状態を示す図（ｂ）同、電気掃除機の電動機の回転に伴うバルブの開状態を示す図
【図３】（ａ）従来の電気掃除機の電動機の回転に伴うバルブの閉状態を示す図（ｂ）同、電気掃除機の電動機の回転に伴うバルブの開状態を示す図
【図４】従来の電気掃除機のバルブが閉状態の場合の同集塵室内での気流の流れを示す図
【図５】従来の電気掃除機のバルブが開状態の場合の同集塵室内での気流の流れを示す図
【図６】従来の電気掃除機のカム駆動回路のブロック図
【図７】従来の電気掃除機のフィルタを表す外観斜視図
【符号の説明】
【００３８】
２    電動送風機
３    細塵除去手段
４    バルブ（細塵除去手段）
５    電動機駆動手段
６    電動機
７    瞬時電流測定手段
８    回転速度設定手段
９    時間測定手段
１０  回転数検知手段
１１  平均電流演算手段
１２  電動送風機制御手段
１３  記憶手段
１４  カム（細塵除去手段）
【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】
2009082542.tif 000007
【図６】
2009082542.tif 000008
【図７】
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