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電気掃除機 - 松下電器産業株式会社
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発明の名称 電気掃除機
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−54224(P2007−54224A)
公開日 平成19年3月8日(2007.3.8)
出願番号 特願2005−242100(P2005−242100)
出願日 平成17年8月24日(2005.8.24)
代理人 【識別番号】100097445
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄
発明者 上野 聖一 / 福嶋 雅一 / 石橋 崇文 / 森 茂 / 伊藤 昭人
要約 課題
従来の電気掃除機は、同一の掃除機本体を用いて、使用者が、紙袋またはサイクロン室を適宜選択し、それぞれの最適特性の範囲で使用するということができなかった。

解決手段
吸引する電動送風機2と、吸引したごみを集塵すると共に、紙袋またはサイクロン室のいずれか1つを内部に装着する集塵室と、前記集塵室内にサイクロン室が装着されているか否かを検出する検出手段とを有し、前記検出手段の出力に応じて前記電動送風機2の入力を調整する電気掃除機とした。これにより、集塵室内にサイクロン室が装着されているか否かを検出でき、サイクロン室が装着されていない場合は紙袋が装着されているとみなして、サイクロン室、紙袋のタイプに適した制御コントロールが同じ電気掃除機本体を用いて実現でき、どちらのタイプでも最適の特性を得ることができる、使用性の高い電気掃除機を提供できる。
特許請求の範囲
【請求項1】
吸引する電動送風機と、吸引したごみを集塵すると共に、紙袋またはサイクロン室のいずれか1つを内部に装着する集塵室と、前記集塵室内にサイクロン室が装着されているか否かを検出する検出手段とを有し、前記検出手段の出力に応じて前記電動送風機の入力を調整する電気掃除機。
【請求項2】
吸引する電動送風機と、吸引したごみを集塵すると共に、紙袋またはサイクロン室のいずれか1つを内部に装着する集塵室と、前記集塵室内にサイクロン室が装着されているか否かを検出する検出手段とを有し、前記検出手段の出力に応じて、前記電動送風機の吸引する開放風量を前記電動送風機の入力調整で変える電気掃除機。
【請求項3】
吸引する電動送風機と、吸引したごみを集塵すると共に、紙袋またはサイクロン室のいずれか1つを内部に装着する集塵室と、前記集塵室内にサイクロン室が装着されているか否かを検出する検出手段とを有し、前記電動送風機の吸引する風量が低下した際に前記電動送風機の入力を下げると共に、前記検出手段の出力に応じて前記入力を下げるレベルを変える電気掃除機。
【請求項4】
風量を検出する風量検出手段を有し、前記風量検出手段の出力と検出手段の出力により、集塵室内にサイクロン室が装着されているか否かを検出する請求項1〜3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、電気で動作する、家庭の掃除に用いる電気掃除機の制御に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、掃除機はさまざまな掃除機の提案がなされており、大きく分けて3つに分類されるようである。一つは従来からの紙袋タイプ、一つは近年登場した紙袋が不要なサイクロン方式、あと一つは充電式である。
【0003】
また、さらに最近ではこの紙袋タイプとサイクロン方式を使用者が切替できるものも提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
【特許文献1】特開2004−97385号公報
【特許文献2】特開2004−33241号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来、紙袋タイプとサイクロンタイプでは、風路の圧力損失のレベルが異なるため、それぞれの特徴にあったコントロールを行っていた。また、サイクロン方式の場合においては、紙等のつまりが紙袋タイプと比較すると多く発生していたり、逆に、サイクロン方式は紙袋を交換することがなく経済的であったりと、それぞれの特徴を兼ね備えており、使用者が選択していた。しかし、近年では、使用者の掃除の環境によって、どちらが合っているかを使用者が判断することは非常に難しく、使ってみてから決められるように両タイプが対応可能なものが提案されている。
【0005】
また、検出する方法について、構成からもごみを扱う場所に、電気部品等を配置することは部品に対しても非常にストレス、信頼性面で大きく影響されるため、近傍への配置が困難であった。
【0006】
また、サイクロン方式以外の方法も提案されている。
【0007】
しかし、この両方を使用者が切り替える場合、風路圧損が影響し切り替える前後では、風量が異なったり、満杯をお知らせする表示の点灯タイミングが異なったり、ずれたりしていた。更に、風量が異なることによる騒音の変動もあり、使用者に違和感を与えていた。
【0008】
本発明は、上記課題を解決して、使用者にとって最適なコントロールを、紙袋、サイクロンともに実現できる電気掃除機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記従来課題を解決するための本発明は、吸引する電動送風機と、吸引したごみを集塵すると共に、紙袋またはサイクロン室のいずれか1つを内部に装着する集塵室と、前記集塵室内にサイクロン室が装着されているか否かを検出する検出手段とを有し、前記検出手段の出力に応じて前記電動送風機の入力を調整することで、サイクロン室、紙袋のタイプに応じた制御コントロールが、同じ電気掃除機本体を用いて実現でき、使用性の高い電気掃除機を提供できる。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、集塵室内にサイクロン室が装着されているか否かを検出でき、サイクロン室が装着されていない場合は紙袋が装着されているとみなして、サイクロン室、紙袋のタイプに適した制御コントロールが同じ電気掃除機本体を用いて実現でき、どちらのタイプでも最適の特性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
第1の発明は、吸引する電動送風機と、吸引したごみを集塵すると共に、紙袋またはサイクロン室のいずれか1つを内部に装着する集塵室と、前記集塵室内にサイクロン室が装着されているか否かを検出する検出手段とを有し、前記検出手段の出力に応じて前記電動送風機の入力を調整する電気掃除機としたので、集塵室内にサイクロン室が装着されているか否かを検出でき、サイクロン室が装着されていない場合は紙袋が装着されているとみなして、サイクロン室、紙袋のタイプに適した制御コントロールが同じ電気掃除機本体を用いて実現でき、どちらのタイプでも最適の特性を得ることができる。
【0012】
第2の発明は、吸引する電動送風機と、吸引したごみを集塵すると共に、紙袋またはサイクロン室のいずれか1つを内部に装着する集塵室と、前記集塵室内にサイクロン室が装着されているか否かを検出する検出手段とを有し、前記検出手段の出力に応じて、前記電動送風機の吸引する開放風量を前記電動送風機の入力調整で変える電気掃除機としたので、紙袋またはサイクロン室のいずれを用いても、開放風量を、ほぼ合わせることができる。
【0013】
第3の発明は、吸引する電動送風機と、吸引したごみを集塵すると共に、紙袋またはサイクロン室のいずれか1つを内部に装着する集塵室と、前記集塵室内にサイクロン室が装着されているか否かを検出する検出手段とを有し、前記電動送風機の吸引する風量が低下した際に前記電動送風機の入力を下げると共に、前記検出手段の出力に応じて前記入力を下げるレベルを変える電気掃除機としたので、ゴミが多くたまっているときにおいても、動作をタイプが異なってもあわせることができる。
【0014】
第4の発明は、風量を検出する風量検出手段を有し、前記風量検出手段の出力と検出手段の出力により、集塵室内にサイクロン室が装着されているか否かを検出する電気掃除機としたので、集塵室内にサイクロン室が装着されているか紙袋が装着されているかをより確実に検出できる。
【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。尚、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)
以下、本発明の第1の実施例を、図1,2を参照しながら説明する。
【0017】
図1は、本実施例における電気掃除機の外観構成図であり、図2は吸引したゴミを捕集する紙袋、図3は同じくゴミを捕集するサイクロン室の構成を示す図である。
【0018】
図1において、1は電気掃除機本体で、前部に蓋1aによって開閉される集塵室16が形成してある。2はこの集塵室16の後方に設けた吸引風を発生させる電動送風機、3はホース4の本体との勘合部である接続パイプ、6はホース4内であり、動作の設定を行う手元操作部5(図示せず)を有する先端パイプ、7は延長管、8は吸引風により、塵埃を吸引する部分である床ノズル部である。
【0019】
5は使用者が電気掃除機の動作を制御するための手元操作部で、6はそれを含んだ先端パイプであり、片側は信号線を内蔵しているホース4によって、電気掃除機本体1と接続されており、もう片側は、延長管7と接続されており、動作モードを切り替える為の手元操作部5とから構成されている。
【0020】
次に図2の紙袋11について説明する。
【0021】
9は捕集されたごみが蓄積されていく袋状体で、蓋1aを開いて集塵室16内にセットするものである。10はこの袋状体9を集塵室16に固定する支持板である。
【0022】
図3は、サイクロン室15の構成である。
【0023】
12は床ノズル8から吸引されたゴミが本体1を通じて入ってくる吸引部、13は入ってきたゴミの中で大きいもの、重いものが捕集される大物室、14は大物室13に残らないゴミが回転しながら選別される選別室、15は選別室14で選別された、軽い小さいゴミが捕集される小物室である。このような構成からなるサイクロン室15は蓋1aを開いて前記袋状体9に変えて集塵室16内にセットするものである。
【0024】
ここで、図4は紙袋11が本体1に装着された状態の断面図である。
【0025】
本体1前方に位置する集塵室16内に紙袋11がセットされており、本体1後方に位置する電動送風機2で吸引し、前記紙袋11内に捕集する構成である。
【0026】
更に、図5は本発明の実施の形態1についての回路ブロック図である。
【0027】
2は、吸引風を発生させる電動送風機、18は、紙袋11が装着されているか、またはサイクロン室15が装着されているかを検出する検出手段、17は、この検出手段18の信号を受け、前記電動送風機2をコントロールする制御手段である。
【0028】
この制御手段17は、電流検出手段17a、電圧調整手段17b、設定記憶手段17cを有している。電流検出手段17aは電動送風機2に流れる電流を検出するものである。電圧調整手段17bは、電流検出手段17aの検出した電流により、前記電動送風機2への印加電圧を調整するものである。さらに、設定記憶手段17cは、紙袋11、サイクロン室15それぞれの動作における電圧、電流の特性を記憶しているものである。
【0029】
以下本発明の実施の形態1について図5を参照しながら説明する。
【0030】
使用者が、前記手元操作部5で動作を指示すると、制御手段17がその信号を受け、前記電動送風機2を駆動させる。駆動が開始されると、電動送風機2の前面、集塵室16が負圧になりホース4、延長管7、床ノズル8を通じて、床面が負圧になっていく。ここで、この負圧になっていく吸引風を利用し、ごみを吸込んでいくことになる。
【0031】
吸引されたごみは、前記床ノズル8から延長管7に移動していく。さらに吸引されたごみは、ホース4を通じて本体1内の集塵室16に入る。この流れの中で、集塵室16にセットされる紙袋11、サイクロン室15内にゴミが捕集されていくわけである。
【0032】
ここで、図6について説明する。
【0033】
図6は、前記紙袋11、サイクロン室15の風量に対する圧力損失(以下、圧損と記す)の関係を示す図である。風量を横軸にし、縦軸に圧損を取ると風量が大きくなると、圧損も増える傾向にあることがわかる。さらに、前記紙袋11とサイクロン室15を比較すると、明らかに紙袋11のほうが圧損が小さいことがわかる。風路の抵抗等、他にも損失となる要因はあるが、より性能の高いものを得るためには損失が小さいほうがいい。たとえば、同じ信号を前記制御手段17が前記電動送風機2に送ったとしても、圧損が大きい場合には前記床ノズル8の先で吸引する風量が小さくなり、圧損が小さい場合には、大きい場合よりは、風量が大きくなる。
【0034】
電流検出手段17aにより検出された電流において、現在印加している電圧に対する電流としての多少を判定する。もし、電流が多いと判断した場合には、負荷が大きくなったと判断でき、電圧調整手段17bが電圧波形を可変させる。(xを小さくしていく)。これを繰り返し、電流と電圧のバランスが取れたところで安定した動作を行えることができる。
【0035】
この特性は、紙袋11、サイクロン室15の構成でもわかる。つまり、紙袋11は、吸引された空気は前記紙袋11を構成している袋状体9を通過すれば電動送風機2に達するが、サイクロン室15の場合には、大物室13から選別室14を通り、更に後方に位置するフィルター(図示せず)を通過して、前記電動送風機2に達することになり、達するまでの通路も直線ではなく入り組んだところを通過し、その長さも、紙袋11に比べて長いので、多くの損失を生むことになる。よって、図6のような特性の差が発生することになる。
【0036】
さて、ここで、掃除機の負荷と入力の一般的な特性を図14(a)に示す。横軸に負荷を取り、縦軸に入力電力(本体1)をとった関係図である。これは、負荷が小さいとき(A点)から大きくなるにつれ、入力を上げていきある入力以下で制限をかけ(B点)、後は電動送風機2の特性(B−C間)になるような制御を行っている。それぞれの場合での、制御手段17が電動送風機2に印加する電圧波形は図14(b)のようになる。この図14でも明らかなように、前記電動送風機2を用いた本体1の特性において、負荷(圧損)が変化すればその特性自体も変化することになる。ここで、B−C間の特性は、電動送風機2に100Vをすべて加えた特性となり、入力制限でB点を設けている。また、B点からA点までの間については、騒音を配慮し入力制限よりさらに小さく対応している。
【0037】
また、開放状態での入力、ゴミ満杯時の検出については、すべて前記電動送風機2に流れる電流を検出して行っている。それぞれの負荷の状態での電流を基に、電動送風機2の動作をコントロールしている。よって図14のA点は、所定の電圧Bを加えた時の電流によって、負荷が大きければ電圧値を可変(xを小さく)していき、入力調整を行う。
【0038】
満杯表示については、図14の(b)のB−C間であり、電動送風機2がフル通電で動作している状態である。よってこの状態での負荷のよる電流の大きさで所定の負荷と判断されたときに満杯表示を行っている。
【0039】
先ほど述べた紙袋11とサイクロン室15の圧損には差があるため、同じ電動送風機2で紙袋11とサイクロン室15の特性を測定すると、圧損差で図8のような特性差が生じるはずである。
【0040】
ここで、掃除機本体1は、紙袋11を使用しても、サイクロン室15を使用してもよいので、交換をした場合には、特性が異なってくることになる。たとえば図8のA点で紙袋11からサイクロン室15に変更したとすると、図8でもわかるように、入力が上がっており、騒音が大きくなる可能性が十分にある。また図8のB点で紙袋11からサイクロン室15に変更した場合には、C点に動作ポイントが移動するため、負荷がやや大きくなった状態になり、吸込みに影響することも考えられる。これらの変化は、使用者にとってはまったく関係のないことであり、違和感を覚え、更に使用性に対して非常に低下した状態となる。
【0041】
そこで、前記検出手段18によって、紙袋11が装着された状態か、サイクロン室15が装着された状態かを検出する。
【0042】
ここで、検出手段18について説明する。図9(b)に示したように、サイクロン室15が装着された場合に検出可能な構成としている。たとえば、この図の場合にはスイッチを用いての検出である。スイッチの場合には、使用者が簡単に押せない部分に取り付ける構成とするため、図のφXを所定値以下(たとえば3)とし構成する。また図9の(c)の場合には、光を用いて判断できる。サイクロン室15が装着された場合には、発光された光が受光に届かないため装着していると判断できる。さらに、(d)では、磁力を用いて判断を行う。つまり、サイクロン室15に埋め込まれた磁石(磁力を発生できるもの)に対して、この磁力を本体1側で判断する。電気掃除機の場合、ゴミを扱う商品であり、このゴミの進入を考えた場合には、磁力を用いた検出が一番精度がよく確実である。ただし、コストが高くなってくることが想定される。逆に上記のスイッチを使用する場合においても、ゴミの進入を防ぐ様、また進入しても抜けていくような構成にしておけば、検出は十分に可能である。この検出方法によっては、サイクロン室15の装着がなされたかどうかを検出することで代用ができ、たとえば、図9のように、前記サイクロン室15が装着されたことを検出するため、本体1のサイクロン室15の装着部分に検出手段18を設け、検出する。また、前記サイクロン室15の装着が不完全な場合には、吸引されたゴミが漏れたり、集塵室16の下面に落ちたりするために確実な装着を必要とする。この確実な装着のための検出と兼ねることでも同様の効果を得る。この検出手段18で検出された場合、検出手段18が前記制御手段17に検出信号を送り、これを受けた制御手段17はサイクロン室15を使用者が使っていると判断できる。
【0043】
また、この検出方法で吸引する風量を検出できる風量検出手段20を用いて、予め設定された負荷状態になったときの電動送風機2の入力を判定することで、判断でき、たとえば、図15のA点での入力を検出すれば(前記制御手段17の出力)Bであればサイクロン室15、Cであれば紙袋11となる。この風量検出手段20の信号を前記制御手段17が受け、前記電動送風機2の入力を確認すれば、上記動作を実現できる(図10)。
【0044】
前記制御手段17の設定記憶手段17cが記憶しているサイクロン室15での動作になるように電動送風機2の電流を電流検出手段17aで検出し、前記電流調整手段17bが入力を調整し、電動送風機2を動作させる。
【0045】
そこで、これらの検出方法で使用者がどちらを使用しているかを検出した場合に、以下の動作を行う。
【0046】
まず、図11(a)に示したように、サイクロン室15の場合には負荷の小さい(開放)状態でのポイントがずれてくるので、これを検出した場合には、このポイントをあわせるように、制御手段17が電動送風機2の動作を調整して図11(b)のような特性を得る。
【0047】
また、負荷が大きい場合であるが、この場合には電動送風機2の吸引する風量が少なく、電動送風機2自体を冷却する風が少なくなることから、本体1自体の温度の上昇も抑える必要がある。そこで、所定のポイント(負荷状態)で、吸引できなくなったことを表示させながら(図示せず)電動送風機2の入力を下げる動作を行っている。この動作のポイントが、紙袋11と同様の設定では、サイクロン室15にした場合に、更に負荷が大きくならないと入力を下げないことになり(前記電動送風機2の電流で判断している)、紙袋11の設定のまま(図12のAポイント)であれば紙袋11のセット時(図12のC)以上に負荷が大きくならないと(図12のB)入力を下げられない。よって、この場合もサイクロン室15を検出した場合には、入力を下げるポイントを早めるようにする。図12(b)の様に、今までのポイントBではなく、C’にすることで、温度に対する保護を確実にでき、使用者に違和感のない状態を得ることができる。
【0048】
上記に示した動作を行うにあたり、前記手元操作部5で使用者が設定した動作モード(強や弱での運転)それぞれで、サイクロン室15と紙袋11の差を補正することで、より使用性を向上できる。
【0049】
また、前記風量検出手段20によって前記電動送風機2の入力との関係で、サイクロン室15の装着か紙袋11の装着かを検出することを説明したが、装着がされた場合に、装着する前後で前記風量検出手段20の出力信号が変化したかどうかを検出し、変化があれば(負荷が小さくなっている場合)捕集したゴミを廃棄したと推定でき、変化がない場合には、そのままの状態で装着されたと判断できる。さらに、紙袋11の装着においても、確実な装着を行わないとゴミが漏れたり負荷の特性がずれたりすることになる。このずれを前記風量検出手段20と電動送風機2の関係から上記と同様に漏れ等の有無を検出でき、この方法を用いることで推奨されていない紙袋(近年市販されている各メーカー共用の紙袋)を使用している場合にも検出でき、使用性を向上させながら、本体1の故障の要因を排除できる。
【産業上の利用可能性】
【0050】
以上のように、本発明は、使用者が紙袋とサイクロン室を使い分けできる電気掃除機において、どちらのタイプで使用しているかを確実に検出し、その使用している特性を十分に発揮できるように、自動的に特性切替を行い、使用性、信頼性が高く、使用者に満足を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0051】
【図1】本発明の実施の形態1における電気掃除機の外観斜視図
【図2】同、電気掃除機の紙袋の外観斜視図
【図3】同、電気掃除機のサイクロン室の正面図
【図4】同、電気掃除機の本体断面図
【図5】同、電気掃除機の回路ブロック図
【図6】同、電気掃除機における負荷と圧損の関係図
【図7】同、電気掃除機のサイクロン室の要部断面図
【図8】同、電気掃除機の負荷と入力の新しい関係図
【図9】(a)同、電気掃除機の外観斜視図(b)同、電気掃除機の検出手段とサイクロン室の装着との関係を表す要部断面図(c)同、光を用いた検出手段とサイクロン室の着脱との関係を表す概念図(d)同、磁石を用いた検出手段とサイクロン室の着脱との関係を表す概念図
【図10】同、電気掃除機の他の回路ブロック図
【図11】(a)同、電気掃除機の負荷と入力の他の新しい関係図(b)同、電気掃除機の負荷と入力の他の新しい関係図
【図12】(a)同、電気掃除機の負荷と入力の他の新しい関係図(b)同、電気掃除機の負荷と入力の他の新しい関係図
【図13】同、電気掃除機の風量と入力の関係図
【図14】(a)従来の電気掃除機における、一般的な負荷と入力の特性図(b)同、電気掃除機の制御手段が電動送風機に印加する電圧波形図
【図15】従来の電気掃除機の負荷と入力の特性図
【符号の説明】
【0052】
1 本体
2 電動送風機
3 接続パイプ
4 ホース
5 手元操作部
6 先端パイプ
7 延長管
8 床ノズル
9 袋状体
10 支持板
11 紙袋
12 吸引部
13 大物室
14 選別室
15 サイクロン室
16 集塵室
17 制御手段
18 検出手段
19 フィルター
20 風量検出手段




 

 


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