(57)【要約】【課題】電動機によって伸縮を繰り返し、吸込口体を前後方向に往復動させる延長管を備え、電気掃除機の使用者の疲労感を大幅に低減可能な電気掃除機を提案する。【解決手段】電気掃除機１は、伸縮自在な延長管７と、延長管７に設けられた電動機１６と、電動機１６の回転方向に応じて延長管７を伸縮させる往復動機構部１７と、電動機１６の回転方向を適宜に反転させて延長管７を連続的に伸縮運動させる制御部１２とから構成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込口体と、
前記吸込口体を一端に有し、伸縮自在な延長管と、
前記延長管に設けられた電動機と、
前記電動機の回転方向に応じて前記延長管を伸縮させる往復動機構部と、
前記電動機の回転方向を適宜に反転させて前記延長管を連続的に伸縮運動させる制御部とから構成されたことを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】
前記制御部は、
前記電動機に供給される電流が、前記電動機のロック電流以上になると、前記電動機の回転方向を反転させることを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
前記制御部は、前記電動機の回転数を、少なくとも２つの異なる回転数に制御可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項４】
前記制御部は、前記電動機に供給される電力の遮断機能を備え、
前記往復動機構部は、前記電動機の停止にともない、往復動可能な範囲内で前記延長管の長さを任意に調整可能に構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機によって伸縮する延長管を備えた電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動機によって回動される回転清掃体、および電動機によって回動される駆動輪の少なくとも一方が設けられた吸込口体を備えた電気掃除機が知られる。（例えば、特許文献１）。
【０００３】
一般に、従来の電気掃除機、例えばキャニスター型の掃除機において、吸込口体は、所望の長さに設定された延長管の下端に設けられる。
【特許文献１】特開平４−２８８１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の電気掃除機は、電動機によって回動される回転清掃体、および電動機によって回動される駆動輪の少なくとも一方が設けられた吸込口体によって、吸込口体の前後方向往復動に必要となる操作力を軽減させる。ここで、電気掃除機の操作力とは、電気掃除機の使用者が吸込口体を前後方向往復動させるのに必要となる力である。
【０００５】
しかしながら、電気掃除機の使用者は、吸込口体によって操作力が低減されるものの、延長管を把持しつつ、腕部を前後に揺動させる必要があった。これは、例えばアップライト型の電気掃除機であっても同様である。このような動作を、電気掃除機の使用中、常時継続して行うことで、電気掃除機の使用者は、疲労してしまう。
【０００６】
本発明は、電動機によって伸縮を繰り返し、吸込口体を前後方向に往復動させる延長管を備え、電気掃除機の使用者の疲労感を大幅に低減可能な電気掃除機を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を解決するため本発明は、吸込口体と、前記吸込口体を一端に有し、伸縮自在な延長管と、前記延長管に設けられた電動機と、前記電動機の回転方向に応じて前記延長管を伸縮させる往復動機構部と、前記電動機の回転方向を適宜に反転させて前記延長管を連続的に伸縮運動させる制御部とから構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電動機によって伸縮を繰り返し、吸込口体を前後方向に往復動させる延長管を備え、電気掃除機の使用者の疲労感を大幅に低減可能な電気掃除機を提案できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に係る電動送風機の実施形態について図１から図４を参照して説明する。
【００１０】
図１は、本発明に係る電気掃除機の外観を示した斜視図である。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態に係る電気掃除機１は、掃除機本体２と、集塵ホース３と、手元操作管４と、把持部５と、操作部６と、延長管７と、吸込口体８とを備える。
【００１２】
掃除機本体２は接続口２ａを有する。接続口２ａには、集塵ホース３の一端が着脱自在に接続される。掃除機本体２には、塵埃分離集塵部（図示省略）と、電動送風機１１とが収容される。また、掃除機本体２には、電動送風機１１の排気が吐出される本体排気口（図示省略）が形成される。掃除機本体２は、電動送風機１１を制御する制御部１２と、電動送風機１１に電力を導く電源コード１３とを備える。電源コード１３の自由端部には、電源プラグ１４が形成される。
【００１３】
集塵ホース３は、可撓性を有し、湾曲自在な細長略円筒状に形成される。集塵ホース３の一端は、接続口２ａに着脱自在に接続される。集塵ホース３は、掃除機本体２の内部に連通される。
【００１４】
手元操作管４の一端は、集塵ホース３の他端に設けられる。手元操作管４は、集塵ホース３を介して掃除機本体２の内部に連通される。
【００１５】
把持部５は、電気掃除機１の使用者が把持して電気掃除機１を操作するものである。把持部５は、手元操作管４の他端部に突設され、集塵ホース３が設けられた手元操作管４の一端部に向けて湾曲させて形成される。
【００１６】
操作部６は、把持部５に設けられる。電気掃除機１の使用者は、操作部６を操作して電気掃除機１を複数の駆動モードに設定できる。操作部６は、電気掃除機１の運転を停止させる切スイッチ６ａや、電気掃除機１の運転を開始させる起動スイッチ６ｂを有する。また、操作部６は、延長管７の伸縮動作の開始や停止、伸縮周期の変更を入力操作する延長管操作スイッチ６ｃを有する。
【００１７】
延長管７は、伸縮可能な細長略円筒状に形成される。延長管７は、複数の筒状体を重ね合わせてテレスコピック構造に構成される。延長管７には、電動機１６と、電動機１６の回転運動によって駆動され、延長管７を伸縮させる往復動機構部１７とが設けられる。延長管７の一端は、手元操作管４の他端に着脱自在に接続される。延長管７は、手元操作管４、および集塵ホース３を介して掃除機本体２の内部に連通される。
【００１８】
吸込口体８は、延長管７の一端に着脱自在に接続される。吸込口体８は、延長管７、手元操作管４、および集塵ホース３を介して掃除機本体２の内部に連通される。吸込口体８は、吸込口（図示省略）を有する。吸込口は、床面などの被掃除面に吸込口体８を配置すると、被掃除面に対向される。
【００１９】
電気掃除機１を運転すると、電動送風機１１が作動して、掃除機本体２の内に負圧が作用する。この負圧は接続口２ａから集塵ホース３と手元操作管４と延長管７とを経て吸込口体８に作用する。そうすると、電気掃除機１は吸込口体８の吸込口から空気とともに被掃除面に溜まった塵埃を吸い込んで被掃除面を掃除する。吸込口体８に吸い込まれた含塵空気は、掃除機本体２に収容された塵埃分離集塵部によって空気と塵埃とに分離される。分離された塵埃は塵埃分離集塵部に集塵される。他方、分離された空気は、電動送風機１１に吸い込まれて、掃除機本体２の本体排気口から吐出される。
【００２０】
図２は、本発明に係る電気掃除機の延長管を示した断面図である。
【００２１】
図２に示すように、電気掃除機１の延長管７は、内筒体１８と、外筒体１９と、電動機１６と、往復動機構部１７とを備える。なお、延長管７は、３つ以上の筒体を重ね合わせて構成しても良い。
【００２２】
内筒体１８は、外筒体１９の内部に摺動自在に設けられる。内筒体１８と、外筒体１９とは、テレスコピック構造を構成する。内筒体１８の外周、および外筒体１９の内周には、それぞれ鍔部１８ａ、１９ａ、１９ｂが設けられる。内筒体１８が外筒体１９の内部を摺動し、外筒体１９の鍔部１９ａに内筒体１８の鍔部１８ａが当接されると、内筒体１８の抜出が阻止される。他方、内筒体１８が外筒体１９の内部を摺動し、外筒体１９の鍔部１９ｂに内筒体１８の鍔部１８ａが当接されると、内筒体１８の挿入が阻止される。
【００２３】
電動機１６は、外筒体１９に設けられ、往復動機構部１７の駆動力を発生させる。
【００２４】
往復動機構部１７は、例えばラック・アンド・ピニオンであり、内筒体１８に形成されたラック２１と、外筒体１９に設けられたピニオン２２とから構成される。ピニオン２２は、電動機１６の出力軸に設けられ、電動機の回動にあわせて回動される。なお、往復動機構部１７は、他にボールねじ伝達構造や、リンク機構など、電動機１６の回転運動を直線往復運動に変換可能な機構で構成できる。
【００２５】
ここで、延長管７の伸縮動作について説明する。
【００２６】
延長管７の伸縮動作は、電動機１６を回動によって、外筒体１９に設けられたピニオン２２が、内筒体１８に設けられたラック２１を往復動させることで行われる。
【００２７】
具体的には、電動機１６が一方向に回転すると（図２中、実線矢ＣＷ）、外筒体１９から内筒体１８が突出し、延長管７の全長が伸張する。延長管７は、外筒体１９の鍔部１９ａに内筒体１８の鍔部１８ａが当接されると、全長が最長となる。延長管７の全長が最長になると、電動機１６は、その回転が阻止され、ロック電流が流れる。
【００２８】
他方、電動機１６が他方向に回転すると（図２中、実線矢ＣＣＷ）、外筒体１９に内筒体１８が入り込み、延長管７の全長が短縮する。延長管７は、外筒体１９の鍔部１９ｂに内筒体１８の鍔部１８ａが当接されると、全長が最短となる。延長管７の全長が最短になると、電動機１６は、その回転が阻止され、ロック電流が流れる。
【００２９】
図３は、本発明に係る電気掃除機の概略的なブロック図である。
【００３０】
図３に示すように、電気掃除機１は、操作部６と、電動送風機１１と、スイッチング素子２５と、直流電源回路２６と、極性正反転回路部２７と、電動機１６と、電流検出部２８と、制御用電源回路３０と、制御部１２とを備える。
【００３１】
操作部６は、電気掃除機１の使用者が入力した操作内容に対応する操作信号を制御部１２に出力する。具体的には、操作部６は、電気掃除機１の使用者が切スイッチ６ａを操作すると、電気掃除機１の停止信号Ｓｏｆｆを制御部１２に出力する。また、操作部６は、電気掃除機１の使用者が起動スイッチ６ｂを操作すると電気掃除機１の起動信号Ｓｏｎを制御部１２に出力する。さらに、操作部６は、電気掃除機１の使用者が延長管操作スイッチ６ｃを操作すると電動機１６の弱起動信号Ｓｍｌ、強起動信号Ｓｍｈ、停止信号Ｓｍｏｆを順次に制御部１２に出力する。
【００３２】
電動送風機１１は、スイッチング素子２５を介して商用交流電源Ｅに接続される。
【００３３】
スイッチング素子２５は、制御部１２の制御に応じて電動送風機１１に電力を供給する。スイッチング素子２５は、電力制御用に双方向サイリスタや逆阻止３端子サイリスタなどの素子が用いられる。スイッチング素子２５のゲート端子は、制御部１２に接続される。
【００３４】
直流電源回路２６は、商用交流電源Ｅの電圧を１５Ｖ程度に降圧させた直流電圧を制御用電源回路３０と、電動機１６に供給する。
【００３５】
極性正反転回路部２７は、制御部１２の制御に応じて、直流電源回路２６から供給される電力の極性を適宜に正転または反転させて電動機１６に供給する。具体的には、極性正反転回路部２７は、延長管７の伸縮運動において、延長管７を伸張させる際に電動機１６に供給する電力の極性と、延長管７を短縮させる際に電動機１６に供給する電力の極性とを反転させる。
【００３６】
電流検出部２８は、電動機１６に供給される電流を検出して、制御部１２に出力する。
【００３７】
制御用電源回路３０は、直流電源回路２６から供給された直流電流を５Ｖ程度に降圧させて制御部１２に供給する。
【００３８】
制御部１２は、操作部６から出力された操作信号に応じ、スイッチング素子２５を介して電動送風機１１の運転を開始、または停止させる。具体的には、制御部１２は、操作部６から起動信号Ｓｏｎが出力されると、電動送風機１１の運転を開始させる。他方、操作部６から停止信号Ｓｏｆｆが出力されると、電動送風機１１の運転を停止させる。
【００３９】
また、制御部１２は、位相制御によって、電動送風機１１の運転出力を制御する。具体的には、制御部１２は、商用交流電源Ｅの半サイクルごとにスイッチング素子２５をＯＮするタイミング、すなわち位相角を制御し、電動送風機１１の運転出力を制御する。制御部１２は、スイッチング素子２５をＯＮする位相角をトリガーレベル値とするトリガー信号Ｓｔを、スイッチング素子２５に出力する。
【００４０】
さらに、制御部１２は、例えば、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御によって、電動機１６に供給される電流のデューティー比を変調させて電動機１６の運転を制御する。具体的には、制御部１２は、操作部６から弱起動信号Ｓｍｌが出力されると、電動機１６に供給される電流のデューティー比Ｄｌを、例えば５０％程度に変調させて電動機１６の運転を開始させる。電動機１６の運転が開始されると、延長管７の伸縮運動が開始される。また、制御部１２は、操作部６から強起動信号Ｓｍｈが出力されると、電動機１６に供給される電流のデューティー比Ｄｈを、デューティー比Ｄｌよりも高く、例えば１００％程度に変調させて電動機１６の運転を開始させる。電動機１６の運転が開始されると、延長管７の伸縮運動が開始される。すなわち、制御部１２は、電動機１６の回転数を、２つの異なる回転数に制御できる。なお、デューティー比を３つ以上に変調できるよう構成しても良い。
【００４１】
他方、制御部１２は、操作部６から停止信号Ｓｍｏｆが出力されると、電動機１６に供給される電流のデューティー比Ｄ０を、例えば０％程度に変調させて電動機１６の運転を停止させる。すなわち、制御部１２は、電動機１６に供給される電力を遮断することが可能である。延長管７は、電動機１６に供給される電力が遮断されると、往復動機構部１７によって往復動可能な範囲内で任意の長さに調整される。
【００４２】
さらにまた、制御部１２は、電動機１６の回転方向を適宜に反転させて、延長管７を連続的に伸縮運動させる。制御部１２は、電流検出部２８で検出された電流値ｉが、電動機１６のロック電流判定閾値Ｉｒｔ（ロック電流値）以上になると、極性正反転回路部２７を介して電動機１６の回転方向を制御する。具体的には、制御部１２は、電流検出部２８で検出された電流値ｉが、反転判定閾値Ｉｒｔ以上になると、すなわち電動機１６がロックすると、極性正反転回路部２７を制御して電動機１６に供給される電流の極性を反転させる。電動機１６は、供給される電流の極性が反転されると、回転方向が反転される。
【００４３】
また、制御部１２は、中央処理部（図示省略）、メモリ（図示省略）等から構成される。メモリは、中央処理部が実行する制御プログラムや、必要な定数などのデータが記憶される。また、メモリは、中央処理部の演算データなどを一時記憶しておくデータ記憶領域ならびに作業領域として使用される。
【００４４】
なお、延長管７の伸縮運動における延長管７の最長状態、および最短状態の検出は、電流検出部２８に換えて、延長管７の鍔部１８ａ、１９ａ、１９ｂ相互の近接を検出する赤外線センサや、マイクロスイッチなどからなる近接検出部を用いても良い。この場合、制御部１２は、近接検出部で検出された延長管７の最長状態、または最短状態に応じて電動機１６の回転方向を反転させ、延長管７を連続的に伸縮運動させる。具体的には、制御部１２は、近接検出部で鍔部１８ａと、鍔部１９ａとの近接、または鍔部１８ａと、鍔部１９ｂとの近接が検出されると、極性正反転回路部２７を制御して電動機１６に供給される電流の極性を反転させる。
【００４５】
また、延長管７の伸縮運動における延長管７の最長状態、および最短状態の検出は、電流検出部２８に換えて、往復動機構部１７の往復位置を検出する磁気テープと、磁気センサとから構成された位置検出部を用いても良い。この場合、制御部１２は、位置検出部で検出された延長管７の最長状態、または最短状態に応じて電動機１６の回転方向を反転させ、延長管７を連続的に伸縮運動させる。具体的には、制御部１２は、位置検出部で延長管７の最長状態、または最短状態が検出されると、極性正反転回路部２７を制御して電動機１６に供給される電流の極性を反転させる。
【００４６】
図４は、本発明に係る電気掃除機の延長管の伸縮運動制御のフローチャートである。
【００４７】
図４に示すように、電気掃除機１は、操作部６の延長管操作スイッチ６ｃが操作されると、弱起動信号Ｓｍｌ、または強起動信号Ｓｍｈが制御部１２に入力されて、延長管７の伸縮運動制御を開始する。
【００４８】
先ず、ステップＳ１では、制御部１２は、直流電源回路２６から電動機１６に電力の供給を開始する。このとき、制御部１２は、延長管操作スイッチ６ｃから弱起動信号Ｓｍｌの入力を受けていれば、デューティー比Ｄｌとして、電動機１６に電力を供給する。また、制御部１２は、延長管操作スイッチ６ｃから強起動信号Ｓｍｈの入力を受けていれば、デューティー比Ｄｈとして、電動機１６に電力を供給する。
【００４９】
次に、ステップＳ２では、制御部１２は、電流検出部２８が出力した測定信号を取得して電動機１６に供給される電流ｉを測定する。
【００５０】
次に、ステップＳ３では、制御部１２は、ステップＳ２で測定した電流ｉと、ロック電流判定閾値Ｉｒｔとを比較する。制御部１２は、電流ｉがロック電流判定閾値Ｉｒｔ以上に大きい場合には、ステップＳ４に進む。その他の場合は、ステップＳ２に戻る。
【００５１】
次に、ステップＳ４では、制御部１２は、極性正反転回路部２７を制御して電動機１６の回転方向を反転し、ステップＳ２に戻る。
【００５２】
すなわち、制御部１２は、電動機１６が一方向に回転して、外筒体１９の鍔部１９ａに内筒体１８の鍔部１８ａが当接し、延長管７の全長が最長になると、電流検出部２８で検出されたロック電流に基づき、極性正反転回路部２７を制御して電動機１６の回転方向を反転させる。
【００５３】
他方、制御部１２は、電動機１６が他方向に回転して、外筒体１９の鍔部１９ｂに内筒体１８の鍔部１８ａが当接し、延長管７の全長が最短になると、電流検出部２８で検出されたロック電流に基づき、極性正反転回路部２７を制御して電動機１６の回転方向を反転させる。このように、制御部１２は、電流検出部２８で検出されたロック電流に基づいて電動機１６の回転方向を反転させ、延長管７を連続的に伸縮運動させる。
【００５４】
なお、電気掃除機１は、操作部６の延長管操作スイッチ６ｃが操作されて、停止信号Ｓｍｏｆが制御部１２に入力されると、延長管７の伸縮運動制御を停止する。電気掃除機１の使用者は、延長管７が所望の長さに伸縮した際に延長管操作スイッチ６ｃを操作することで、延長管７の長さを任意に調整できる。
【００５５】
次に、本実施形態に係る電気掃除機１の掃除動作を説明する。
【００５６】
電気掃除機１の使用者は、先ず、掃除機本体２の接続口２ａに集塵ホース３を接続する。次に、手元操作管４に延長管７を接続する。次に、延長管７に吸込口体８を接続する。
【００５７】
次に、電気掃除機１の使用者は、掃除機本体２から電源コード１３を引き出して、電源プラグ１４を、商用交流電源Ｅを供給するコンセント（図示省略）に接続する。
【００５８】
次に、電気掃除機１の使用者は、吸込口体８を床面などの被掃除面上に配置するとともに、把持部５を把持して起動スイッチ６ｂを操作する。そうすると、起動スイッチ６ｂで設定された動作モードに応じて電動送風機１１が作動する。
【００５９】
次に、電気掃除機１の使用者は、延長管操作スイッチ６ｃを操作する。そうすると、弱起動信号Ｓｍｌが制御部１２に入力されて、延長管７の伸縮運動制御を開始する。延長管７が伸縮運動を始めると、吸込口体８は、被掃除面上で前進および後退を交互に繰り返して往復運動する。また、電気掃除機１の使用者は、延長管操作スイッチ６ｃを繰り返して操作すると、吸込口体８の往復運動の速度を早めることができる。さらに、電気掃除機１の使用者は、延長管操作スイッチ６ｃを繰り返して操作すると、延長管７の伸縮運動を停止させて、延長管７の長さを任意に調整できる。
【００６０】
このとき、被掃除面上の塵埃は、空気とともに吸込口体８の吸込口に吸い込まれる。吸込口体８に吸い込まれた含塵空気は、延長管７と手元操作管４と集塵ホース３とを順次に通過した後、掃除機本体２の接続口２ａを経て、掃除機本体２の内部に吸い込まれる。
【００６１】
掃除機本体２の内部に吸い込まれた含塵空気は、塵埃分離集塵部に案内される。含塵空気に含まれた塵埃は、掃除機本体２に収容された塵埃分離集塵部で捕集される。塵埃が分離された空気は、電動送風機１１に吸気されて排気風となり、本体排気口から掃除機本体２の外部に排気される。
【００６２】
したがって、本実施形態に係る電気掃除機１によれば、延長管７の伸縮運動によって、吸込口体８を前後に往復運動させることが可能となり、吸込口体８の往復動に係る操作力を不要にできる。そうすると、電気掃除機１の使用者は、把持部５を把持しつつ、電気掃除機１を適宜に移動するだけで、被掃除面の掃除を行うことができるので、吸込口体の前後方向往復動にともなう疲労感を飛躍的に解消できる。
【００６３】
また、本実施形態に係る電気掃除機１によれば、電気掃除機１の使用者が長時間に亘って掃除を行っても、吸込口体の前後方向往復動にともなう疲労感を解消できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る電気掃除機の外観を示した斜視図。
【図２】本発明に係る電気掃除機の延長管を示した断面図。
【図３】本発明に係る電気掃除機の概略的なブロック図。
【図４】本発明に係る電気掃除機の延長管の伸縮運動制御のフローチャート。
【符号の説明】
【００６５】
１  電気掃除機
２  掃除機本体
２ａ  接続口
３  集塵ホース
４  手元操作管
５  把持部
６  操作部
６ａ  切スイッチ
６ｂ  起動スイッチ
６ｃ  延長管操作スイッチ
７  延長管
８  吸込口体
１１  電動送風機
１２  制御部
１３  電源コード
１４  電源プラグ
１６  電動機
１７  往復動機構部
１８  内筒体
１８ａ  鍔部
１９  外筒体
１９ａ、１９ｂ  鍔部
２１  ラック
２２  ピニオン
２５  スイッチング素子
２６  直流電源回路
２７  極性正反転回路部
２８  電流検出部
３０  制御用電源回路
【図１】
2010119785.tif 000003
【図２】
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【図３】
2010119785.tif 000005
【図４】
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