专利名称：电动吸尘器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动吸尘器，更具体地说，涉及电动吸尘器的控制装置。
背景技术：
近年来，电动吸尘器大多采用这样的功率控制方式，即在提高吸引力量时，先对电动吸尘器内的负压进行检测，然后对电动风机的功率进行控制；而在集尘量少、风量过大时，则对功率进行抑制(其中的一例可参考日本专利3326126号专利公报)。
但是，采用上述的参考文献中所述的功率控制方式的话，功率/电流与风量特性如图7所示。在风量很大时，功率(有效功率)虽然较低，但由于此时处于无效功率较多的低功率因数状态，不但总电流没有得到抑制，而且对于提供电源的电力公司来说也不是理想的状态。另外，在有些场合下，各个家庭的配电盘中的电流断路器的电流值需要调整、断路器需要更换、或者需要进行电气施工等，从而会发生需要对配电系统中的定额电流进行调整等问题。
比方说，美国规定一般家用电器的上限电流为12A，对于电动吸尘器的最大电流范围，则规定了如下的额定电流负载1)只有电动风机的机器电动风机额定电流为12A，2)另设有电动机的机器电动风机额定电流为10A、电动机额定电流为2A。
因此，这些机器需要设置能够通过对电动风机的功率进行控制来调整吸引力的功能。另外，在上面的2)中所示的另外设有(如用于驱动吸尘器吸头内的旋转刷的)电动机的机器中，有的甚至还需要设置对电动机的转速进行控制的功能。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中存在的上述问题，其目的在于提供这样一种电动吸尘器，这种电动吸尘器能够与集尘量无关地维持很高的吸尘能力，将负载电流抑制在规定值之下，电力公司和用户都无需进行重新设置配电系统的额定电流等电力施工。
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的电动吸尘器中包括电动风机；控制所述电动风机的电动风机控制装置；至少对在所述电动风机中流过的电流进行检测的电动风机电流检测装置；和设在所述电动风机的上游、用于捕捉/收集由所述电动风机吸入的灰尘的集尘室，其中，在所述电动风机中流过的电流被设定为与所述集尘室内的灰尘量无关的规定电流。这样，将上述的规定电流设置成比家庭的断路器的工作电流稍小一些的电流上后，在吸尘过程中上断路器不会发生操作，因此，无需对配电系统的额定电流进行调整，而且能够与集尘室内的灰尘量无关地始终维持很高的吸尘能力。
本发明的另一种电动吸尘器中包括电动风机；控制所述电动风机的电动风机控制装置；用于驱动将被清扫面的灰尘扫出的旋转刷的电动机；控制所述电动机的转速的电动机控制装置；至少对在所述电动机和所述电动风机中流过的电流的合计电流进行检测的电流检测装置；和设在所述电动风机的上游、用于捕捉/收集被所述电动风机吸入的灰尘的集尘室。其中，所述合计电流被控制成与被清扫面的状态及所述集尘室内的灰尘量无关的规定值。这样，将上述的规定电流设置成比家庭的断路器的工作电流稍小一些的电流上后，在吸尘过程中上断路器不会发生操作，因此，无需对配电系统的额定电流进行调整，而且能够与集尘室内的灰尘量无关地始终维持很高的吸尘能力和将灰尘扫起的能力。
本发明产生的技术效果如下。本发明的电动吸尘器将上述的规定电流设置成比家庭的断路器的工作电流稍小一些的电流上后，在吸尘过程中上断路器不会发生操作，因此，无需对配电系统的额定电流进行调整，而且能够与集尘室内的灰尘量无关地始终维持很高的吸尘能力和将灰尘扫起的能力。
本发明
具体实施例方式
概述如下。第1方案中的电动吸尘器中包括电动风机；控制所述电动风机的电动风机控制装置；至少对在所述电动风机中流过的电流进行检测的电动风机电流检测装置；和设在所述电动风机的上游、用于捕捉/收集由所述电动风机吸入的灰尘的集尘室，其中，在所述电动风机中流过的电流被设定为与所述集尘室内的灰尘量无关的规定电流。这样，将上述的规定电流设置成比家庭的断路器的工作电流稍小一些的电流上后，在吸尘过程中上断路器不会发生操作，因此，无需对配电系统的额定电流进行调整，而且能够与集尘室内的灰尘量无关地始终维持很高的吸尘能力。
第2方案中的电动吸尘器中包括电动风机；控制所述电动风机的电动风机控制装置；用于驱动将被清扫面的灰尘扫出的旋转刷的电动机；控制所述电动机的转速的电动机控制装置；至少对在所述电动机和所述电动风机中流过的电流的合计电流进行检测的电流检测装置；和设在所述电动风机的上游、用于捕捉/收集被所述电动风机吸入的灰尘的集尘室。其中，所述合计电流被控制成与被清扫面的状态及所述集尘室内的灰尘量无关的规定值。这样，将上述的规定电流设置成比家庭的断路器的工作电流稍小一些的电流上后，在吸尘过程中上断路器不会发生操作，因此，无需对配电系统的额定电流进行调整，而且能够与集尘室内的灰尘量无关地始终维持很高的吸尘能力和将灰尘扫起的能力。
第3方案具体为，第2方案中还设有用于设定电动风机的功率的功率设定装置，在所述功率设定装置的设定处于最高功率设定值以外的场合下，使电动机的转速上升，所述合计电流被控制成与设定功率、被清扫面的状态及集尘室内的灰尘量无关的规定值。这样，在电动风机的吸引力被设定得较低的中风量及低风量的场合下，与吸引力的减少相对应的电流量可以加到电动机的电流上，亦即电动机的转速可以得到提高，扫起灰尘的力量能够得到加强，从而可以保证电动吸尘器的吸尘性能。
第4方案具体为，第2方案中还设有用于设定电动机的转速的转速设定装置，在所述转速设定装置的设定处于最高转速设定值以外的场合下，使电动风机的功率上升，所述合计电流被控制成与设定转速、被清扫面的状态及集尘室内的灰尘量无关系的规定值。这样，在转速设定装置降低电动机的转速而使扫尘力发生下降的场合下，电动机的电流中减少的部分被加到了电动风机的电流上，亦即电动风机的功率被提高，吸引力得到了增加，故电动吸尘器的吸尘性能可以得到确保。
第5方案具体为，在第2～4的任一方案中所述的电流检测装置中包括用于检测电动风机中流过的电流的电动风机电流检测装置、和用于检测电动机中流过的电流的电动机电流检测装置。这样，可以对整个电动吸尘器的电流进行可靠的控制。
第6方案具体为，第1～4的任一方案中还设有用于检测施加到电动吸尘器中的电源电压的电压检测装置，所述电动吸尘器中流过的电流被设定为与所述电源电压的变化无关的规定电流值。这样，无论电源电压如何变化，合计电流都不会超过规定值，从而可以提供一种使用方便的电动吸尘器。
第7方案具体为，第1～4的任一方案中还设有用于检测施加到电动吸尘器中的电源频率的频率检测装置，所述电动吸尘器中流过的电流被设定为与所述电源频率的变化无关的规定电流值。这样，即使电源频率发生变动，合计电流都不会超过规定值，从而可以提供一种使用方便的电动吸尘器。
第8方案具体为，第1～4的任一方案中还设有作为电动风机电流检测装置的、用于检测电动风机中流过的电流以外的变动要素的检测装置，所述电动风机中流过的电流从所述检测装置的检测结果间接地推出。这样，通过用来比方说检测集尘室内的集尘量或者灰尘的堆积情况的压力传感器的检测结果，也能间接地推定出在所述电动风机中流过的电流，从而无需设置专用的电动风机电流检测装置，制造成本可以降低。
第9方案具体为，第1～4的任一方案中还设有用于检测电动吸尘器是处于吸尘状态下、还是处于非吸尘状态下的吸尘状态检测装置，在非吸尘状态的场合下，旋转刷及电动机停止工作，而电动风机的电流则上升与电动机中减少了的电流相对应的量值。这样，总是能够保证很强的吸尘力。
第10发明具体为，第9方案的电动吸尘器中还设有用来计测电动吸尘器的非吸尘状态持续时间的时间计测装置，如果非吸尘状态持续不到规定的时间，则不使电动风机的电流上升。这样，即使出现短时间的非吸尘状态、或者吸尘状态检测装置的输出出现短时间的不稳定状态，电动风机的电流也不会上升，因此，可以在电流不会发生急剧变动的稳定状态下进行吸尘。
第11发明具体为，在第1～4的任一方案中，在整个电动吸尘器中流过的规定合计电流被设定在比法律规定的上限值上、或者比其少的固定值上。这样，对于向电动吸尘器提供电源的配电系统无需特别地加以的关心，对电动吸尘器可以放心地进行使用。
图1为本发明第1实施例中的电动吸尘器的外观图，图2为该电动吸尘器的电路框图，图3为该电动吸尘器的主要结构外观图，其中，图3(a)为非吸尘状态，图3(b)为吸尘状态，图4为该电动吸尘器的风量(灰尘量)-电流特性图，其中，图4(a)为不加控制时，图4(b)为有控制时，
图5为本发明第2实施例中的电动吸尘器的外观图，图6为该电动吸尘器的电路框图，图7为现有的电动吸尘器中的风量-功率/电流特性图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的一些实施例进行详细说明。其中需要指出的是，本发明并不受这些实施例的限定。
(实施例1)首先通过图1～4对本发明第1实施例中的电动吸尘器进行说明。图1为本实施例中的电动吸尘器的外观图，图2为该电动吸尘器的电路框图。
如图1及图2中所示，吸尘器的主机体20中包括内置有用于将被清扫面上的灰尘扫起来的旋转刷5的地板吸头部件20a；与上述地板吸头部件20a以倾动自如的方式进行联接、内部设有用于吸引灰尘的电动风机1且还设有将吸入的灰尘捕捉/收集起来的集尘室4的主机体部分20b；安装在主机体部分20b的上端的用于进行操作的提手部分20c；和用于使集尘室4和地板吸头部件20a发生连通的软管20d。
2控制所述电动风机1的电动风机控制装置，3为用于检测在所述电动风机1中流过的电流的电动风机电流检测装置。旋转刷5通过皮带6与所述电动风机1的输出轴1a相联接。输出轴1a和旋转刷5之间设有旋转刷切换机构(图中未示出)，这一旋转刷切换机构在所述皮带6和旋转刷5之间是不是经过传动机构发生联结进行切换，从而可以使旋转刷5发生旋转或者停止。
7为吸尘状态检测装置，根据所述旋转刷切换机构的状态检测出电动吸尘器是处于吸尘状态下还是处于非吸尘状态下。在非吸尘状态的场合下，旋转刷5的旋转被停止，这样旋转刷的负载可以减少，电动风机1的电流可以相应地得到增加。
图3中示出了非吸尘状态和吸尘状态场合下的电动吸尘器的状态。这里所述的“非吸尘状态”是指这样的状态主机体部分20b如图1中所示的那样呈直立姿势，软管20d中靠近地板吸头部件20a一侧的端部被取下，并在其上联接附件吸头(图中未示出)后对家具等进行吸尘。此时，只有电动风机1在工作，而旋转刷切换机构则使旋转刷5不发生旋转。另一方面，“吸尘状态”虽然在图中没有具体示出，是指用户握着提手部分20c、将主机体部分20朝后方扳倒后在地面上一边移动一边进行吸尘的状态。此时，不但电动风机1在工作，旋转刷5也发生旋转。
本实施例中的上述吸尘状态检测装置7采用的是如图3中所示的微动开关7a，这一微动开关7a的顶杆7b由与吸尘器主机体20设成一体的凸起物8进行操作。
在非吸尘状态的场合下，凸起物8不会对项杆7b操作，微动开关7a处于关断状态；而在吸尘状态下，凸起物8对顶杆7b进行操作，微动开关7a处于导通状态。
在图2中，9为计测电动吸尘器的非吸尘状态持续时间的时间计测装置。在非吸尘状态的持续时间未达到规定时间(本发明中设定为1秒)的场合下，则并不使电动风机1的电流上升(与旋转刷5的负载相对应的电流值)。此外，10为用于检测施加电动吸尘器中的电源电压的电压检测装置，11为检测施加到电动吸尘器中的电源频率的频率检测装置，这两个检测装置用于对电源的(电压及频率)变动进行检测/校正，从而可以与电源电压及电源频率的变动无关地使所述电动风机1中流过规定的合计电流。
另外，本实施例中的在整个电动吸尘器中流过的规定合计电流虽然主要是在电动风机1中流过的电流，但是被设定成比规定的上限值(如美国国内法律规定的上限值12A)少的固定值。本实施例中为11.5A。
下面对具有上述构成的电动吸尘器中的操作情况及其作用进行详细说明。
图4为电动风机1的风量(灰尘量)-电流特性，其中的图4(a)为无控制时的特性。由于通过由电动风机电流检测装置3来检测电流值可以检测出灰尘量，因此，利用这一特性可以如图4(b)中所示的那样将电流控制成与灰尘量无关，维持规定的固定值(11.5A)。
下面参照图2对本实施例的吸尘器中的操作情况和作用进行说明。
首先，在电源的额定电压为120V、频率为60Hz的场合下，从电压检测装置10输出表示120V的信号，而从频率检测装置11输出表示60Hz的信号。
(a)非吸尘状态由于旋转刷5处于静止状态下，因此电动风机1工作在被清扫面的摩擦阻力不发生作用的无负载状态下。电动风机控制装置3利用图4的特性进行电流控制，使电动风机1的电流保持一定，为11.5A。
(b)吸尘状态此时，由于旋转刷5处于旋转状态下，因此会受到来自被清扫面的摩擦阻力的作用，电动风机1通过皮带6驱动旋转刷5旋转时会稍稍有点工作在有负载的状态下。而且，在吸尘器朝前后/左右方向移动时，与被清扫面之间的摩擦状态也在变化，与上述的(a)非吸尘状态相比，电动风机1的电流会有些上升，其值也不固定(与旋转刷的负载相对应)。
在所述状态下，为了(在抑制电流变化成分的方向上)使电动风机1的电流成为11.5A的固定值，由电动风机控制装置2进行电流控制。
另外，在非吸尘状态及吸尘状态频繁地重复的场合下、以及即使在吸尘状态下电动吸尘器也处于倾斜的中间状态下，如果吸尘状态检测装置7的输出出现短于1秒钟的不稳定情况，则时间计测装置9判定非吸尘状态还在继续，故并不使旋转刷5的电流上升与负载相应的值。
接着，在电源的额定电压120V、频率60Hz以外的场合下，从电压检测装置10将输出表示与电源电压相对应的电压的信号，或者从频率检测装置11输出与电源频率相对应的信号。电动风机控制装置2接到这些信号后，将电动风机1的负载电流控制成11.5A的固定值。
换句话说，采用本实施例子后，可以不受集尘量、被清扫面的状态/吸尘状态、电源电压及电源频率等状态的影响，可以将电流稳定在11.5A的固定值上，从而在吸尘时可以维持最高的吸尘功率。
(实施例2)图5为本发明第2实施例中的电动吸尘器的外观图，图6为该电动吸尘器的电路方框图。其中，与上面的实施例1中相同的部分被标上了相同的符号，并省略对其的重复说明。
在上面的第1实施例中，旋转刷5是在电动风机1的驱动下发生旋转的，而在本实施例中，则另外专门设置了一台用于驱动旋转刷5旋转的电动机12，与电动风机1独立地进行驱动。
在图5、6中，13为控制电动机12的转速的电动机控制装置，15为用于检测在所述电动机12中流过的电流的电动机电流检测装置，3为用于检测在电动风机1中流过的电流的电动风机电流检测装置，14为用于检测由电动机电流检测装置15及电动风机电流检测装置3分别检测到的电流的合计电流的电流检测装置。
16为设定电动风机1的功率的功率设定装置。在上述功率设定装置16的设定处于最高功率设定值以外的场合下，则使电动机12的转速上升，使电动机12中流过与设定功率无关的规定合计电流。另一方面，17为设定所述电动机12的转速的转速设定装置，当这一转速设定装置17的设定处于最高转速设定值以外的场合下，则使所述电动风机1的功率上升，使电动风机1中流过与电动机12的设定转速无关的规定合计电流。
换句话说，在本实施例中，在整个电动吸尘器中流过的规定合计电流(在非吸尘状态下主要是电动风机1中流过的电流、而在吸尘状态下为电动风机1及电动机12中流过的合计电流)被设定为低于法律规定的上限值的固定值，即11.5A。
下面参照图6对具有以上构成的电动吸尘器中的操作情况和作用进行详细说明。
(a)非吸尘状态在非吸尘状态下，由于电动机12不工作，因此旋转刷5也不发生旋转，故进行的是与上述的实施例1中相同的操作。
(b)吸尘状态在吸尘状态下，电动机12工作，旋转刷5也发生旋转，虽然进行与上述实施例1中一样的操作，但是由于电动机12的电流要比实施例1中大，因此要使电动风机1的电流减少一个与其对应的差值电流。
这样一来，就可以和上述实施例1一样地不受集尘量、被清扫面的状态/吸尘状态、电源电压及电源频率等状态的影响，可以将电流稳定在11.5A的固定值上，在吸尘时可以维持最高的吸尘功率。
在功率设定装置16将功率设定为比最高功率低的功率的场合下，则使电动风机1的电流发生下降，同时电动机控制装置13使电动机12的转速与上述下降量相对应地上升。这样，即使在吸尘力量设定得较低时，也可以通过增加旋转刷5将灰尘扫起的力量来确保规定的吸尘性能。
与此相反，在转速设定装置17将转速设定为比最高转速低的转速的场合下，由于旋转刷5从被清扫面接受到的负载会下降，电动机12的电流也将发生下降，而电动风机控制装置2则使电动风机1的功率与上述下降量相应地发生上升。这样，即使在转速设定得较低时吸引力也将上升，从而可以确保规定的吸尘性能。
另外，本实施例中的规定电流虽然只是11.5A，但是，根据电动风机1及电动机12的功率不同，也可以在最高功率设定及最高转速设定值以外的场合下将电流值设定为更小的值。
另外，虽然在上面的实施例中采用的是用电动风机电流检测装置3直接检测电动风机1中流过的电流的方法，但是，也可以根据用于检测电动风机中流过的电流以外的变动要素的检测装置(如用于检测集尘室内的集尘量或者灰尘堆积情况的压力传感器)的检测结果来间接地推定所述电动风机中流过的电流，再进行同样的控制。这样的话，就可以省掉专用的电动风机电流检测装置，制造成本可以降低。
综上所述，本发明中的电动吸尘器能够与集尘量、电动风机的设定功率、电动机的设定转速、电源电压/电源频率及使用状态(吸尘状态或非吸尘状态)等因素无关地、将电动吸尘器的电流控制成规定的值，使之成为比方说比法律规定的上限值小一些的固定值(如11.5A)，用户无需对重新设置配电系统等加以特别的注意，就总是能够得到高而且稳定的吸尘性能(吸尘力及将灰尘扫起的力量等)。因此，本发明可以广泛地适用在家用、业务用、店铺用等各种电动吸尘器中。
权利要求
1.一种电动吸尘器，其特征在于包括电动风机；控制所述电动风机的电动风机控制装置；至少对在所述电动风机中流过的电流进行检测的电动风机电流检测装置；和设在所述电动风机的上游、用于捕捉/收集由所述电动风机吸入的灰尘的集尘室，其中，在所述电动风机中流过的电流被设定为与所述集尘室内的灰尘量无关的规定电流。
2.一种电动吸尘器，其特征在于包括电动风机；控制所述电动风机的电动风机控制装置；用于驱动将被清扫面的灰尘扫出的旋转刷的电动机；控制所述电动机的转速的电动机控制装置；至少对在所述电动机和所述电动风机中流过的电流的合计电流进行检测的电流检测装置；和设在所述电动风机的上游、用于捕捉/收集被所述电动风机吸入的灰尘的集尘室，其中，所述合计电流被控制成与被清扫面的状态及所述集尘室内的灰尘量无关的规定值。
3.如权利要求2中所述的电动吸尘器，其特征在于还设有用于设定电动风机的功率的功率设定装置，在所述功率设定装置的设定处于最高功率设定值以外的场合下，使电动机的转速上升，所述合计电流被控制成与设定功率、被清扫面的状态及集尘室内的灰尘量无关的规定值。
4.如权利要求2中所述的电动吸尘器，其特征在于还设有用于设定电动机的转速的转速设定装置，在所述转速设定装置的设定处于最高转速设定值以外的场合下，使电动风机的功率上升，所述合计电流被控制成与设定转速、被清扫面的状态及集尘室内的灰尘量无关的规定值。
5.如权利要求2～4的任一项中所述的电动吸尘器，其特征在于所述电流检测装置中包括用于检测电动风机中流过的电流的电动风机电流检测装置、和用于检测电动机中流过的电流的电动机电流检测装置。
6.如权利要求1～4的任一项中所述的电动吸尘器，其特征在于还设有用于检测施加到电动吸尘器中的电源电压的电压检测装置，所述电动吸尘器中流过的电流被设定为与所述电源电压的变化无关的规定电流值。
7.如权利要求1～4的任一项中所述的电动吸尘器，其特征在于还设有用于检测施加到电动吸尘器中的电源频率的频率检测装置，所述电动吸尘器中流过的电流被设定为与所述电源频率的变化无关的规定电流值。
8.如权利要求1～4的任一项中所述的电动吸尘器，其特征在于还设有作为电动风机电流检测装置的、用于检测电动风机中流过的电流以外的变动要素的检测装置，所述电动风机中流过的电流从所述检测装置的检测结果间接地推出。
9.如权利要求1～4的任一项中所述的电动吸尘器，其特征在于还设有用于检测电动吸尘器是处于吸尘状态下、还是处于非吸尘状态下的吸尘状态检测装置，在非吸尘状态的场合下，旋转刷和电动机停止工作，而电动风机的电流则上升与所述电动机中减少了的电流相对应的量值。
10.如权利要求9中所述的电动吸尘器，其特征在于还设有用来计测电动吸尘器的非吸尘状态持续时间的时间计测装置，如果非吸尘状态持续不到规定的时间，则不使电动风机的电流上升。
11.如权利要求1～4的任一项中所述的电动吸尘器，其特征在于在整个电动吸尘器中流过的规定合计电流被设定在比法律规定的上限值上、或者比其少的固定值上。
全文摘要
本发明提供了一种能够与集尘量无关地维持高吸引力、而且无需改变配电系统的额定电流的电动吸尘器，其中包括电动风机(1)；控制所述电动风机的电动风机控制装置(2)；检测在所述电动风机中流过的电流的电动风机电流检测装置(3)；设置在所述电动风机的上游、用于捕捉/收集被所述电动风机吸入的灰尘的集尘室，且在所述电动风机中流过的电流被设定为与所述集尘室(4)内的灰尘量无关的规定电流值。通过将这一规定电流设定成稍小于家庭中的断路器的工作电流，在吸尘过程中断路器就不会操作，配电系统的额定电流不用改动，也不需要进行电气施工，且可以与集尘室内的灰尘量无关地始终维持很高的吸尘能力。
文档编号A47L5/12GK1981689SQ20061000957
公开日2007年6月20日 申请日期2006年2月24日 优先权日2005年12月16日
发明者藤原俊明, 中尾浩, 高桥正树, 林信弘 申请人:松下电器产业株式会社