(57)【要約】【課題】電源ケーブルを位置に応じて自動伸縮し、作業負担の低い電気掃除機を実現すること。【解決手段】外部電源を供給する電源ケーブル２と、掃除機本体１の移動方向および移動量を検出する自律センサ（８，９）と、自律センサにより得られた情報に基づいて掃除機本体１の位置を推定する位置推定手段１０、電源ケーブル２を出し入れ自在に巻いたコードリール３、コードリール３の回転を制御するリール制御手段（５，６）、位置推定手段１０により推定された掃除機本体１の位置に基づいてコードリール３を制御し掃除機本体１から引き出した電源ケーブル２の長さを調整するケーブル長制御手段７とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源を供給する電源ケーブルと、掃除機本体の移動方向および移動量を検出する自律センサと、前記自律センサにより得られた情報に基づいて前記掃除機本体の位置を推定する位置推定手段と、前記電源ケーブルを出し入れ自在に巻いたコードリールと、前記コードリールを回転する駆動モータと、前記駆動モータの回転を制御するリール制御手段と、前記位置推定手段により推定された前記掃除機本体の位置に基づいて前記コードリールの回転を制御し前記掃除機本体から引き出した前記電源ケーブルの長さを調整するケーブル長制御手段とを備えた電気掃除機。
【請求項２】
自律センサが、少なくとも掃除機本体の加速度を検出する加速度センサと、前記掃除機本体の角速度を検出する角速度センサとからなる請求項１記載の電気掃除機。
【請求項３】
位置推定手段が、自律センサにより検出された掃除機本体の加速度および角速度に基づいて前記掃除機本体の位置を推定する請求項２記載の電気掃除機。
【請求項４】
位置推定手段により推定した掃除機本体の位置情報を記憶する経路記憶手段を備え、ケーブル長制御手段は、前記位置推定手段により推定した前記掃除機本体の位置に基づいて前記経路記憶手段に記憶した掃除開始位置からの距離と前記掃除機本体から引き出した電源ケーブルの長さとが等しくなるようにコードリールを制御する請求項１記載の電気掃除機。
【請求項５】
コードリールは、掃除機本体から引き出した電源ケーブルの長さを駆動モータの回転方向により延長、もしくは短縮させる請求項１〜４記載の電気掃除機。
【請求項６】
コードリールと隣接して補助リールを備え、電源ケーブルの延長短縮をスムーズにする請求項１〜５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、電気掃除機に関し、特に電源コードで供給される電力により送風ファンを回転させる電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に電気掃除機には、電源コードを巻き取り収納するためのコードリールを備えており、その電源コードは本体に設けた開口部から引き出し、巻き取り収納するようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、移動体の位置を推定する手段としては、特許文献２に記載された移動体用位置推定装置においては、移動体に搭載された慣性航法センサ群（加速度センサ、ヨーレートセンサなど）の出力に基づいて移動体の位置を推定する推定手段を使用するものが提案されている。
【特許文献１】特開平９−１２２０５１号公報
【特許文献２】特開２００７−１３９６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の電気掃除機では、作業者が手動で電源コードを出し入れするため、電源コードを引き出しすぎたり、巻き取りすぎたりすることがあり、使い勝手が良好でないという問題点を有していた。
【０００５】
また、電源コードの出し入れには、姿勢をかがめて力を入れて作業する必要があり、作業者に大きな負担を与えるものであった。さらに、従来の電気掃除機の構成では、電源コードを引き出す際に、コードに磨耗、断線などのダメージを与える場合もあり、使用性及び信頼性で課題となっていた。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、電源コードに関する作業者の負担が軽減される高い作業性を持つと共に、コードの磨耗、断線などのダメージのない信頼性の高い電気掃除機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電気掃除機は、外部電源を供給する電源ケーブルと、掃除機本体の移動方向および移動量を検出する自律センサと、前記自律センサにより得られた情報に基づいて前記掃除機本体の位置を推定する位置推定手段、前記電源ケーブルを出し入れ自在に巻いたコードリール、前記コードリールを回転する駆動モータと、前記駆動モータの回転を制御するリール制御手段、前記位置推定手段により推定された前記掃除機本体の位置に基づいて前記コードリールの回転を制御し前記掃除機本体から引き出した前記電源ケーブルの長さを調整するケーブル長制御手段とを備えたものである。
【０００８】
この構成により、電気掃除機の電源ケーブルの延長短縮を最適に自動制御することができ、作業者の負担が軽減される高い作業性を持つと共に、コードの磨耗、断線などのダメージのない信頼性の高い電気掃除機が実現される。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明によれば、電源コードに関する作業者の負担が軽減される高い作業性を持つと共に、コードの磨耗、断線などのダメージのない信頼性の高い電気掃除機が実
現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の発明は、外部電源を供給する電源ケーブルと、掃除機本体の移動方向および移動量を検出する自律センサと、前記自律センサにより得られた情報に基づいて前記掃除機本体の位置を推定する位置推定手段、前記電源ケーブルを出し入れ自在に巻いたコードリール、前記コードリールを回転する駆動モータと、前記駆動モータの回転を制御するリール制御手段、前記位置推定手段により推定された前記掃除機本体の位置に基づいて前記コードリールの回転を制御し前記掃除機本体から引き出した前記電源ケーブルの長さを調整するケーブル長制御手段とを備えた電気掃除機とするものである。
【００１１】
この構成により、電気掃除機の電源ケーブルの延長短縮を最適に自動制御することができ、作業者の負担が軽減される高い作業性を持つと共に、コードの磨耗、断線などのダメージのない信頼性の高い電気掃除機が実現される。
【００１２】
第２の発明は、特に、第１の発明の自律センサが、少なくとも掃除機本体の加速度を検出する加速度センサと、前記掃除機本体の角速度を検出する角速度センサとからなることにより、電気掃除機の位置を容易に推定することができ、電源ケーブルの延長短縮を最適に自動制御することができ、作業者の負担が軽減される高い作業性と高い信頼性を有する電気掃除機が実現される。
【００１３】
第３の発明は、特に、第２の発明の位置推定手段は、位置推定手段が、自律センサにより検出された掃除機本体の加速度および角速度に基づいて前記掃除機本体の位置を推定することにより、電気掃除機の位置を正確に推定することができ、電源ケーブルの延長短縮を最適に自動制御することができ、作業者の負担が軽減される高い作業性と高い信頼性を有する電気掃除機が実現される。
【００１４】
第４の発明は、特に、第１の発明の位置推定手段により推定した掃除機本体の位置情報を記憶する経路記憶手段を備え、ケーブル長制御手段は、前記位置推定手段により推定した前記掃除機本体の位置に基づいて前記経路記憶手段に記憶した掃除開始位置からの距離と前記掃除機本体から引き出した電源ケーブルの長さとが等しくなるようにコードリールを制御することにより、電気掃除機の電源ケーブルの延長短縮を最適に自動制御することができ、高い作業性と高い信頼性を有する電気掃除機が実現される。
【００１５】
第５の発明は、特に、第１〜第４のいずれか１つの発明のコードリールは、掃除機本体から引き出した電源ケーブルの長さを駆動モータの回転方向により延長、もしくは短縮させることにより、電気掃除機の電源ケーブルの延長短縮を正確に自動制御することができ、高い作業性と高い信頼性を有する電気掃除機が実現される。
【００１６】
第６の発明は、コードリールと隣接して補助リールを備え、電源ケーブルの延長短縮をスムーズにすることにより、電気掃除機の電源ケーブルの延長短縮を正確に制御することができ、高い作業性と高い信頼性を有する電気掃除機が実現される。
【００１７】
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、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、この実施の形態に係る電気掃除機のブロック構成を示すブロック図である。
【００１９】
図１に示すように、電源ケーブル２から入力された電力を用いて、内部のファンモータ
を回転させることによりゴミを吸い込む機能を実現する掃除機本体１となっている。電源ケーブル２は、コードリール３に巻き付けられており、コードリール３の回転により、掃除機本体１から引き出された電源ケーブル２の長さが調整される。
【００２０】
コードリール３に隣接して補助リール４が備えられ、除機本体１から引き出した電源ケーブル２の延長および短縮がスムーズに行われる。補助リール４は、コードリール３の回転に同期して回転することにより電源ケーブル２の延長短縮をスムーズに実現する。また、コードリール３は、駆動モータ５により回転が駆動され、それにより電源ケーブル２の長さが制御される。
【００２１】
角加速度センサ８および加速度センサ９から成る自律センサは、掃除機本体１内に備えられ、掃除機本体１の動きを検出して位置推定手段１０へ入力する。位置推定手段１０は、入力された角加速度センサ８および加速度センサ９の情報に基づいて掃除機本体１の位置を推定する。位置推定手段１０による位置推定方法は、一般的な慣性誘導で使用される方法によるものである。
【００２２】
経路記憶手段１１は、位置推定手段１０が推定した掃除機本体１の位置情報を時々刻々記憶し、掃除機本体１が移動した軌跡の情報を記憶する。
【００２３】
ケーブル長制御手段７は、位置推定手段１０および経路記憶手段１１からの情報に基づいて必要なケーブル長を算出する。リール制御手段６は、ケーブル長制御手段７の出力情報に基づいて駆動モータ５を駆動し、コードリール３の回転数または回転角度を制御する。
【００２４】
図２は、この実施の形態に係る電気掃除機の概要を示す概略図である。図２に示すように、掃除機本体１の本体には、角加速度センサ８および加速度センサ９が備えられると共に、使用時には電源ケーブル２がコードリール３から引き出される（この図の場合には、長さＬである）。
【００２５】
図３は位置推定手段１０の回路構成を示すブロック図である。図３に示すように、加速度センサ９により検出された掃除機本体１のＸＹＺ直交３軸方向の加速度２１〜２３は、加速度座標変換手段２７により、重力方向および、掃除機本体１の初期位置方向を基準とした座標軸Ｘ’Ｙ’Ｚ’方向の加速度情報に変換される。一方、角速度センサ８により検出された掃除機本体１のＸ軸周りの角速度Ｘ２４、Ｙ軸周りの角速度Ｙ２５、Ｚ軸周りの角速度Ｚ２５を用いて、座標変換行列計算手段２８において座標変換行列が計算される。
【００２６】
つまり、掃除機本体１の初期位置に対して、掃除機本体１の動きによってその座標軸がどのように変化したかをその角速度データから計算する。これは、角速度情報を積分することにより実行される。この計算により得られた座標変換行列を用いて、加速度座標変換手段２７により、掃除機本体１の初期位置方向を基準とした座標軸Ｘ’Ｙ’Ｚ’方向の加速度情報が得られる。
【００２７】
このようにして計算された掃除機本体１の初期位置方向を基準とした座標軸Ｘ’Ｙ’Ｚ’方向の加速度情報は、積分器２９において２回積分されることにより位置情報に変換される。このようにして、掃除機本体１の初期位置、および位置方向を基準とした掃除機本体１の現在位置が計算される。
【００２８】
以上の様にして位置推定手段１０により求められた掃除機本体１の位置情報は、経路記憶手段１１に時系列データとして記憶されると共に、その情報を用いてケーブル長制御手段７により電源ケーブル２の必要長さが計算される。
【００２９】
図４は電気掃除機の移動経路を説明するため経路図であり、図５はその場合の電源ケーブル２の必要ケーブル長の推移を示す時系列図である。以下、掃除機本体１がこの経路に沿って移動した場合の制御方法について説明する。
【００３０】
時刻ｔ０に掃除機本体１がＡ点に位置していたと考える。通常、掃除開始時点には、電源ケーブル２を接続する電源コンセントが設けられており、この地点を電源ケーブル２の一端として固定されると考える。プラグ位置推定手段１０においては、掃除機本体１の位置、および姿勢を元に掃除機本体１の位置推移を推定する。掃除機本体１が時刻ｔ１にＡ点からＢ点に移動したときに、Ａ点とＢ点の間の距離Ｌ１が電源ケーブル２の必要ケーブル長となる。時刻ｔ０から時刻ｔ１の間は、直線的に電源ケーブル２の長さを延長させればよい。
【００３１】
同様に、掃除機本体１が時刻ｔ２にＢ点からＣ点に移動したときに、Ｃ点と初期位置との間の距離Ｌ２が電源ケーブル２の必要ケーブル長となる。時刻ｔ１から時刻ｔ２の間は、直線的に電源ケーブル２の長さを延長させればよい。時刻ｔ３にＣ点からＤ点に移動したときに、Ｄ点と初期位置との間の距離Ｌ３が電源ケーブル２の必要ケーブル長となる。時刻ｔ２から時刻ｔ３の間は、直線的に電源ケーブル２の長さを延長させればよい。
【００３２】
時刻ｔ５にＥ点からＦ点に移動したときに、Ｆ点と初期位置との間の距離Ｌ５が電源ケーブル２の必要ケーブル長となる。時刻ｔ４から時刻ｔ５の間は、直線的に電源ケーブル２の長さを短縮させればよい。電源ケーブル２は、コードリール３の回転により延長、短縮を自由に制御できるため、常に掃除機本体１の必要ケーブル長が、コードリール３の回転を制御することにより実現されるものである。
【００３３】
最後に、時刻ｔ６にＦ点から初期位置であるＡ点に移動したときには、電源ケーブル２を初期状態と同じ状態に巻き戻す必要がある。時刻ｔ５から時刻ｔ６の間は、直線的に電源ケーブル２の長さを短縮させ、完全に巻き戻しを行う。この電源ケーブル２の長さは、コードリール３の回転を行う駆動モータ５をリール制御手段６が駆動することにより制御される。
【００３４】
本実施の形態においては、電気掃除機の移動方向および移動量を検出するための自律センサとして、角加速度センサ８および加速度センサ９を使用したが、例えば電気掃除機の車輪の回転数検出値、などを用いても同様の制御が可能であることはいうまでもない。
【００３５】
このようにして、本実施の形態における電気掃除機においては、電源ケーブル２の長さは、常に電源コンセントの位置がある掃除機本体１の初期位置、この場合Ａ点からの距離と一致するように制御される。これにより、掃除の作業者は、電源ケーブルを適当な長さに延長、もしくは縮小するという作業負担がなくなり、またコードの磨耗、断線などのダメージのない信頼性の高い電気掃除機が実現されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上説明したように本発明は、電気掃除機に関し、電源ケーブルにより電力が供給されるような構成に用いられ、低い姿勢での作業による作業者の負荷、高い信頼性の特徴が必要な電気掃除機について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による本実施の形態に係る電気掃除機の構成を示すブロック図
【図２】同電気掃除機の概要を示す概略図
【図３】同電気掃除機の位置推定手段の構成を示すブロック図
【図４】同電気掃除機の移動経路の一例を示した経路図
【図５】同電気掃除機の電源ケーブルの必要ケーブル長の推移を示す時系列図
【符号の説明】
【００３８】
１  掃除機本体
２  電源ケーブル
３  コードリール
４  補助リール
５  駆動モータ
６  リール制御手段
７  ケーブル長制御手段
８  角加速度センサ
９  加速度センサ
１０  位置推定手段
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図２】
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