| 【発明の名称】 |
電気掃除機 |
| 【発明者】 |
【氏名】松本 幸満
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| 【要約】 |
【課題】確実に電動送風機を停止することができ、また待機時の不要な電力を削減する。
【解決手段】掃除機本体2と、空気吸引体4とを有し、掃除機本体2は、交流電源より直流電圧を生成する直流電源回路部28と、前記直流電源を交流電源に変換するインバータ回路32と、インバータ回路32出力により駆動される電動送風機12と、電動送風機12の運転を制御する制御装置14とを有し、空気吸引体4は、制御装置14に操作信号を入力するための手元操作部24を有し、掃除機本体2に接続された状態で電動送風機12の運転により空気を吸引して掃除機本体2に導入する構成を有し、手元操作部24と制御装置14との接続状態で操作信号を制御装置14に入力するための電気配線が配設され、制御装置14は、手元操作部24からの操作信号の状態に基づいて電気配線の電気的な接続状態を判定し電気配線が短絡または開放の異常接続状態にあると判定したとき電動送風機12に対する電源供給を停止制御する構成。 |
【特許請求の範囲】
【請求項1】掃除機本体とこれに接続される空気吸引体とを有し、前記掃除機本体は、電源の供給により駆動可能とされる電動送風機と、この電動送風機を操作信号に応答して駆動制御する制御装置とを備え、前記空気吸引体は、前記掃除機本体に接続された状態で前記電動送風機の運転によって空気吸引を行うものであって操作に対応した操作信号を出力する手元操作部を具備し、かつ前記掃除機本体に接続された状態で前記操作信号を前記掃除機本体内の前記制御装置に入力するための電気配線が配設されている電気掃除機において、前記制御装置は、前記操作信号の状態から前記電気配線の接続状態を判定し、この判定の結果、前記電気配線の接続状態が異常であるときは、当該電動送風機に対する電源供給を停止制御することを特徴とする電気掃除機。 【請求項2】請求項1において、前記制御装置は、前記電気配線の接続状態が異常であると判定したときは、前記電動送風機を停止制御することを特徴とする電気掃除機。 【請求項3】請求項1または2において、前記手元操作部に前記異常な接続状態が発生したことを表示する表示手段を備えたことを特徴とする電気掃除機。 【請求項4】請求項1ないし3いずれかにおいて、前記制御装置は、前記異常な接続状態が一定時間継続されたときに前記手元操作部に異常が発生したと判定することを特徴とする電気掃除機。 【請求項5】請求項1ないし4いずれかにおいて、前記制御装置は、前記接続状態の異常が解消されたときは、前記表示手段における異常表示を中止しかつ前記電動機に対する電源供給を再開することを特徴とする電気掃除機。 【請求項6】請求項3において、前記表示手段による表示形態を、正常運転時と、前記電気配線の短絡時と、前記電気配線の開放時とで互いに異ならせて行うことを特徴とする電気掃除機。 【請求項7】請求項6において、前記表示手段を、運転状態それぞれを個別に表示する複数の表示素子で構成し、各表示素子それぞれを、前記掃除機本体の幅方向に一列に配設したことを特徴とする電気掃除機。
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【発明の詳細な説明】【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、電気掃除機に係り、特には手元操作部の操作異常検出とその異常に対する制御処理に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来、このような電気掃除機において、掃除機本体と、この掃除機本体に接続される吸引ホース、この吸引ホースに選択的に接続されて使用される延長管およびこの延長管に接続される吸込口を備え、前記吸引ホースには曲がりパイプを一体に設け、この曲がりパイプに電気掃除機の操作を手元で行うための手元操作部を配置して構成されているものがある。このような電気掃除機では、手元操作部の操作信号を掃除機本体内の制御装置に伝送するための電気配線が配設されているが、この電気配線に電気的な短絡とか開放の状態が発生することがある。例えば電気配線の短絡には、吸引ホース側から引き出される電気配線の接点と掃除機本体側から引き出される電気配線の接点との間にクリップとかピンセットが入り込んで短絡されることがある。また、電気配線の開放には、例えば掃除機本体に吸引ホースを差し込むときに、その差し込みが不十分であるために前記接点どうしの接触が不十分となって開放することがある。また、吸引ホースを長期に使用すると、内部の電気配線が何回も曲げられたり延ばされたりして損傷して切断に至ることもある。 【0003】このようにして電気配線に短絡とか開放が発生すると、電気掃除機は手元操作部による操作制御が不能な状態となり、掃除をするために手元操作部で運転を開始したものの、その後、手元操作部をいくら操作しても運転を停止できなくなるのは使用者にとっては不安である。また手元操作部を操作しても掃除機が動作せずいつまでたっても運転できないのも不都合である。 【0004】そこで、従来においては、前記電気配線の短絡とか開放という異常な状態を検出できるようにするために、例えば吸引ホースが掃除機本体に確実に接続されたどうかの接続状態を判別できる構造もあるが、一般には上記異常時には、電動送風機の駆勳回路を制御することで電動送風機の運転を停止させている。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記異常時に電動送風機の運転を停止させるのでは、電動送風機の運転が停止しても掃除機本体内に電源が供給されていたのでは待機時に電力が無駄に消費されてしまう。また、手元操作部での操作が不能な状況であるのに掃除機本体内の回路の残存電圧によって電動送風機が駆動されてしまって掃除機が運転されてしまうこともあり、これでは使用者にとり不具合である。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明においては、掃除機本体とこれに接続される空気吸引体とを有し、前記掃除機本体は、電源の供給により駆動可能とされる電動送風機と、この電動送風機を操作信号に応答して駆動制御する制御装置とを備え、前記空気吸引体は、前記掃除機本体に接続された状態で前記電動送風機の運転によって空気吸引を行うものであって操作に対応した操作信号を出力する手元操作部を具備し、かつ前記掃除機本体に接続された状態で前記操作信号を前記掃除機本体内の前記制御装置に入力するための電気配線が配設されている電気掃除機において、前記制御装置は、前記操作信号の状態から前記電気配線の接続状態を判定し、この判定の結果、前記電気配線の接続状態が異常であるときは、当該電動送風機に対する電源供給を停止制御するように構成したことによって上述の課題を解決している。 【0007】また、本発明においては、前記制御装置が前記電気配線の接続状態が異常であると判定したときは、前記電動送風機を停止制御するように構成したことによって上述の課題を解決している。 【0008】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る電気掃除機を図面を参照して詳細に説明する。まず、図1を参照して本発明の実施の形態に従う電気掃除機の概略構成を説明する。図1において、本実施の形態の電気掃除機は、掃除機本体2と空気吸引体4とから構成される。掃除機本体2は、内部がいくかつの室に仕切られ、空気と共に吸引した塵埃を集めるための構造を備えた集塵室6と、電気掃除機全体の駆動とか制御のための部品が収納されている駆動制御室8を有している。集塵室6内にはプラスチックとかポリエチレンなどとかその他の材料で構成された集塵袋10が外部から交換可能に備えられ、駆動制御室8内には空気を吸引するためのモータとファンとを一体に備えてなる電動送風機12と、マイクロコンピュータなどの制御部品とか電源部品などを備えた制御装置14とが配備されている。掃除機本体2の上面部分には電気掃除機の動作状態を使用者に表示するためのLED等の適宜の表示素子が内蔵されて構成された表示部16が配備されている。 【0009】空気吸引体4は、掃除機本体2に一端側が着脱可能に接続されるものでフレキシブルな構造を有する吸引ホース15と、使用者の選択で該吸引ホース15他端側に着脱可能に取り付けられるもので伸縮可能な構成を備えた延長管18と、この延長管18に接続されるもので各種空気吸込用途に応じた構造に備えた空気吸込口20とを有している。そして、吸引ホース15の他端側には曲がりパイプ22が一体に備えられ、この曲がりパイプ22には手元操作部24が配備されている。延長管18は、この曲がりパイプ22に接続されるようになっている。また、手元操作部24からの操作信号を掃除機本体2の制御装置14に伝送するための一対の電気配線(不図示)が吸引ホース15の他端側から一端側までの間に配設されている。この電気配線を説明の都合で吸引ホース15側の電気配線という。また、掃除機本体2側にも手元操作部24からの操作信号を制御装置14に伝送するための一対の電気配線(不図示)が配設されている。この電気配線を説明の都合で掃除機本体2側の電気配線という。また、吸引ホース15内と掃除機本体2とが接続されたときに接触する一対の接点がそれぞれ吸引ホース15側と掃除機本体2とにあり、それぞれの一対の接点は付属体側と本体側それぞれ対応する一対の電気配線に接続されている。 【0010】そして、吸引ホース15を掃除機本体2に接続すると、吸引ホース15側の電気配線の各接点と掃除機本体2側の電気配線の各接点とが接触接続されて、手元操作部24からの操作信号が制御装置14に伝送されるようになっている。この場合、吸引ホース15の掃除機本体2に対する接続状態が不良であると前記両接点の接触状態が不良となる結果、吸引ホース15側の電気配線は電気的に開放状態となる。また、吸引ホース側の接点どうしが電気的に短絡したり、吸引ホース15側の電気配線そのものどうしが電気的に接触して短絡状態が発生する。こうした吸引ホース側の電気配線が開放ないしは短絡となる状態があるが、ここではそれ以上の詳しい説明は省略する。 【0011】また制御装置14と電動送風機12との間、制御装置14と表示部16との間もそれぞれ不図示の電気配線で電気的に接続されている。 【0012】こうした構造を備えた電気掃除機において、掃除機本体2に吸引ホース15が接続されている状態で使用者が手元操作部24を操作すると、手元操作部24からの操作信号が前記電気配線を介して掃除機本体2内の制御装置14に送られる結果、制御装置14はその操作信号の内容に従った運転制御を行って電動送風機12を駆動し、これによって、吸込口20、延長管18および吸引ホース15を経て空気が塵埃と共に掃除機本体2の集塵室6内の集塵袋10内に吸い込まれ、塵埃はこの集塵袋10内に集塵されることで塵埃が除去された空気が図中矢印で示す経路に沿って電動送風機12の排気として掃除機本体2の後部排気口から排出される。 【0013】図2を参照して本実施の形態の電気掃除機の内部回路構成について説明する。この場合、本実施の形態において電動送風機12を構成するモータとしては直流ブラシレスモータ(以下、単にモータという)に適用して説明されるが、他のモータ、例えば誘導モータ、リアクタンスモータ、さらにはヒステリシスモータ等のインバータモータでも構わないことはもちろんである。 【0014】図2において、電源プラグ26が不図示の100V商用交流電源コンセントに接続されることで、100V商用交流電源からモータ駆動用直流電源を生成する直流電源回路部28と他の回路への直流電源を供給するための直流電源回路部30とに供給される。直流電源回路部28は、スイッチSW1と整流器RDと平滑コンデンサC1とを備え、スイッチSW1を介して供給される交流電源は整流器RDで整流され平滑コンデンサC1で平滑にされる。こうして直流電源回路部28からのモータ駆動用直流電源はインバータ回路32に供給される。インバータ回路32は6つのFETQ1〜Q6を有し、各FETQ1〜Q6がスイッチング駆動されることで入力されてくる直流電源を交流電源に変換する。このインバータ回路32は3つの出力線L1〜L3を有しており、この出力線L1〜L3にモータ12が接続されている。モータ12は、4極の永久磁石を界磁とした回転子RTと3つの電機子巻線STとを備え、各電機子巻線ST端部がインバータ回路32の各出力線L1〜L3に接続されており、インバータ回路32の出力によって回転駆動されるとともにその回転軸に不図示の送風ファンを備えている。 【0015】ここで、インバータ回路32は、120度通電型インバータであって、パルス幅変調回路36でパルス幅変調されるモータ駆動回路38からの駆動パルスで各FETQ1〜Q6がスイッチング制御される。電流検出回路40は、モータ12の駆動電流を検出する。CPUとROMとRAMとを含むマイクロコンピュータ内蔵の制御回路42は、電流検出回路40の駆動電流検出出力の入力によってモータ12の停止等の回転状態を検出する。磁気センサからなる位置検出回路44は、モータ12における回転子RTの位置を検出する。制御回路42はこの位置検出出力の入力によってモータ12の回転速度を検出することができる。回転数検出回路46はモータ12の回転数を検出する。手元操作部24の操作信号は制御回路42に入力される。制御回路42は、この操作信号に応答してモータ12の運転を制御する。制御回路42は、運転制御の状態を表示部16に表示させる。 【0016】手元操作部24の電気的回路構成について図3を参照して説明する。手元操作部24は電気回路的には、制御回路42のA/D変換基準電圧部Vccと制御回路24のA/D変換入力ポートI1との間に主抵抗R0と副抵抗R1〜R3とが直列に接続され、A/D変換基準電圧部Vccと各抵抗R0〜R3の接続部との間にスイッチS1〜S4が接続され、A/D変換入力ポートI1が抵抗R4で接地された構成となっている。そして、すべてのスイッチS1〜S4がオフのときは図4で示すようにA/D変換入力ポートI1の出力電圧が電圧値V0となり、スイッチS1のみがオンのときは電圧値V1となり、スイッチS2のみがオンのときは電圧値V2となり、スイッチS3のみがオンのときは電圧値V3となり、スイッチS4のみがオンのときは電圧値V4となる。このような電圧関係において手元操作部24から制御回路42での吸引ホース15側の一対の電気配線L4,L5間が電気的に短絡された場合は、A/D変換入力ポートI1の出力電圧はA/D変換基準電圧Vccとなる。また、電気配線L4,L5間が電気的に開放された場合は電圧値V0以下の電圧値VGとなる。このように手元操作部24の操作信号の電圧値範囲がVG〜Vccであれば正常な操作信号出力状態となる。 【0017】次に制御回路42内のCPUの制御動作について図5のフローチャートを参照して説明する。電源プラグ26が不図示のコンセントに接続されて100V商用交流電源が投入されることで各直流電源回路部28,30それぞれ直流電源が生成出力されている待機状態となる。そして、この待機状態で手元操作部24が操作されていない状態では、制御回路42のA/D変換入力ポートI1には手元操作部24により設定された電圧値V0の操作電圧が入力されている。そして、使用者が手元操作部24のスイッチS1〜S4のいずれかを操作することにより、その操作に対応した電圧値V0〜V4の操作電圧がA/D変換入力ポートI1に入力される。制御回路42は、電圧値V0〜V4の各操作電圧に応じた運転を開始する(n1)。ここで、制御回路42は、吸引ホース15の掃除機本体2に対する接続不良、及び吸引ホース15内での電気配線の断線、および短絡等、手元操作部24と掃除機本体2との間の電気配線に異常が発生したか否かの判定を、A/D変換入力ポートI1部への操作電圧の電圧値が前記正常電圧範囲内VG〜Vccにあるか否かに基づいて行う(n2)。ここで前記異常が無く、したがって、A/D変換入力ポートI1への操作電圧の電圧値が正常電圧範囲内VG〜Vcc内にあるときはその操作電圧の電圧値から手元操作部24の操作状況を判別し(n3)、この操作に従ってモータ12を運転処理する(n4)。 【0018】一方、前記異常が発生していて、A/D変換入力ポートI1への操作電圧の電圧値が前記正常動作電圧範囲VG〜Vcc外となると、制御回路42はこれを手元操作部24の異常と判定する。ここで、この異常が使用者が単に吸引ホース15の掃除機本体2に対する差し込み不良であっただけで使用者がすぐに気づく場合もあり、異常の都度に後述の制御をしたのでは却って不具合なことがある。そこで、この異常状態が基準とする一定時間継続するか否かを判定する(n5)。基準とする一定時間を経過するまでの間にその異常が無くなり正常に回復することもあるからn1に戻って上述の各制御を行う。したがって、n2で正常と判定するとn3に移行する。しかし、この一定の時間が経過してもなお異常が継続していると判定すると、制御回路42は手元操作部24の異常と判断し(n6)、インバータ回路32に対してモータ12の運転を停止制御する(n7)。この停止はインバータ回路32内のFETQ1〜Q6をOFFすることにより行う。制御回路42は、電流検出回路40の出力によりモータ12の停止を判別するが、位置検出回路44の出力によっても確認可能である。 【0019】制御回路42は、モータ12の運転停止の処理を行った後に、直流電源回路部28の入力段に設けられたリレー、またはトライアック等で構成されたスイッチをOFFし、直流電源回路部28への電源を遮断する(n8)。そして、手元操作部24からA/D変換入力ポートI1に入力される操作電圧が通常の電圧値範囲VG〜Vccにあるか否かの判定を行い(n9)、その操作電圧が通常の電圧値範囲VG〜Vcc内に無ければ異常であるとし表示部16にそのことを表示させ(n10)、その操作電圧が通常の電圧値範囲VG〜Vcc内に無くなればその異常表示を解除し(n11)、初期状態に復帰する(n12)。 【0020】なお、前記異常表示においては、本体1の表示部16に設けられたLED等の表示手段により、曲がりパイプ22に設けた手元操作部24までの間で制御不能状態であることを使用者に表示する。この場合、正常運転時には無い点灯、点滅パターンを用い、異常状態が的確に表示されることにより、回復の手助けとなる。この場合、表示部による表示形態を、正常運転時と、電気配線の短絡時と、電気配線の開放時とで互いに異ならせて行っても構わない。例えば正常運転時では点灯、電気配線の短絡時ではある周期での点滅、電気配線の開放時では前記点滅とは異なる周期の点滅で行うことで使用者は、前記状態を容易に判別できる。 【0021】また、手元操作部14と掃除機本体2内の制御装置14との間の電気配線の電気的な開放、短絡も判別して表示することにより、異常状態の内容解析の手助けを行うこともできる。また、表示パターンの組み合わせを変化させることにより上記手元操作部24の異常の他にも、モータ電流異常や、回転数異常、モータロック等、各種センサからの異常検出を受けて表示することにより、システムの自己診断を行うことも可能となり、より安全な掃除機を提供できるメリットがある。 【0022】ここで、表示部16における表示例を図6を参照して説明すると、この表示部16は、掃除機本体2の幅方向一例状態で「強」の記号とそれを表示する表示素子例えばLED(運転強モード表示用LED)と、「弱」の記号とそれを表示する表示素子例えばLED(運転弱モード表示用LED)と、「ゴミサイン」の記号とそれを表示する表示素子例えばLED(ゴミサインモード表示用LED)との3つの表示素子が配設されており、各表示素子の点灯状態によって次の表に従う運転モードにあることを使用者に知らせられるようになっている。なお、停止待機モード(運転強モード表示用LED消灯、運転弱モード表示用LED消灯、ゴミサインモード表示用LED消灯)は電気掃除機が停止待機モードにあることを、強運転モード(運転強モード表示用LED点灯、運転弱モード表示用LED消灯、ゴミサインモード表示用LED消灯)は電気掃除機の塵埃吸引パワーが強いことを、弱運転モード(運転強モード表示用LED消灯、運転弱モード表示用LED点灯、ゴミサインモード表示用LED消灯)は電気掃除機の塵埃吸引パワーが弱いことを、ゴミサインモード(運転強モード表示用LED消灯、運転弱モード表示用LED消灯、ゴミサインモード表示用LED点灯)は集塵袋10が交換時期にあることをそれぞれ意味している。そして、いずれの表示素子も点滅しているときは手元操作部24に異常が発生していることを意味している。この点滅を前述したように電気配線の短絡時ではある周期での点滅、電気配線の開放時では前記点滅とは異なる周期の点滅で行うことで使用者は、前記状態を容易に判別できる。これによって、使用者はその表示素子の状態から電気掃除機の運転状態を容易に知ることができる。また、上記に示されていないモードの点灯点滅パターンはその他の異常状態を示すものとしてよい。 【0023】なお、本実施の形態では上述のように前記各LEDそれぞれが掃除機本体2の幅方向に一列に配設されているので例えば図1および図1の表示部16の要部断面を示す図7(a)と要部平面を示す図7(b)を参照して説明するように掃除機本体2の前部(前ハンドル)2aを上にし後部2bを例えば床とか畳の上に接した状態で立てた場合、それぞれのリード50が基板52に半田付けされている各LED16a〜16c(16aは前記運転強モード表示用LED、16bは運転弱モード表示用LED、16cはゴミサインモード表示用LED)はその立てた状態で重力がかかる結果、リード50が曲がってくることになるが、互いのLED16a〜16cどうしの間ではそのリード50が曲がっても相互に干渉することがないから、表示部16における故障が発生しにくくなる。 【0024】なお、本実施の形態では掃除機本体2に表示部16を設けているが、手元操作部24を有する曲がりパイプ24に設けることも可能である。 【0025】以上のように本実施の形態の電気掃除機においては、掃除準備が整っていない状態、すなわち掃除機本体2側の電源プラグ26がコンセントに接続されているにもかかわらず、吸引ホース15が掃除機本体2に接続されていなかったり、または接続が不完全であったりした場合の誤運転をなくした電気掃除機を得ることができる。 【0026】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、次の効果を得られる。 【0027】請求項lによれば、電気配線の接続状態が異常であるとときは、電動送風機に対する電源供給を停止制御するので、電気配線が異常で手元操作部による操作制御が不能な状態のときは、確実に電動送風機を停止させて待機時の不要な電力を削減することができる。 【0028】請求項2によれば、電気配線の接続状態が異常であると判定したときは、前記電動送風機を停止制御するので、電気配線の接続状態が異常で手元操作部による操作制御が不能な状態であるのに電動送風機が運転されてしまって使用者の意図とは相違した使用状態で掃除機が運転されてしまうことを防止できる。 【0029】請求項3によれば、手元操作部に電気配線の接続状態に異常が発生していることを表示する表示手段を備えたから、その表示手段の表示により使用者に手元操作部による操作制御が不能な状態にあることを報知でき、これによって誤使用の防止、不安感をなくせる結果、掃除機の使用上の信頼性と安全性とが向上する。 【0030】請求項4によれば、前記異常な接続状態が一定時間継続されたときに手元操作部に異常が発生したと判定するから、単なるノイズ等による瞬間的な異常であるとか吸引ホース接続部の瞬間的な接触不良といった程度で、毎回、電動送風機が停止して掃除ができなくなるといった不具合がなくなり、使用者に便利であるとともに、電動送風機の再起動等の不必要な操作をさせる必要をなくせる。 【0031】請求項5によれば、前記異常な接続状態が解消されたときは、前記表示手段における異常表示を中止しかつ前記電動機に対する電源供給を再開するので、使用者にとっては運転状態が正常に復帰したことが判明して安心であると共に電動送風機への電源供給を安全に再開できる。 【0032】請求項6によれば、表示手段による表示形態を、正常運転時と、前記電気配線の短絡時と、前記電気配線の開放時とで互いに異ならせて行うので、故障時の異常箇所およびその内容が即座に判断できるので、修理が迅速に行える。 【0033】請求項7によれば、表示手段を、運転状態それぞれを個別に表示する複数の表示素子で構成し、各表示素子それぞれを、前記掃除機本体の幅方向に一列に配設したので、掃除機本体の前部ハンドルを上にし後部平面を例えば床とか畳の上に接した状態で立てた場合、表示素子はそのリードが基板に半田付けされているが、表示素子がその状態で重力がかかる方向に傾いてリードが曲がることになるが、互いの表示素子どうしの間ではそのリードが曲がっても相互に干渉しないから、表示部における故障が発生しにくくなる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】000005049 【氏名又は名称】シャープ株式会社
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| 【出願日】 |
平成10年10月14日(1998.10.14) |
| 【代理人】 |
【識別番号】100086737 【弁理士】 【氏名又は名称】岡田 和秀
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| 【公開番号】 |
特開2000−116582(P2000−116582A) |
| 【公開日】 |
平成12年4月25日(2000.4.25) |
| 【出願番号】 |
特願平10−291858 |
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