【手続補正書】
【提出日】平成16年3月5日(2004.3.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】電気掃除機
【特許請求の範囲】
【請求項１】集塵用の電動送風機と、塵埃を捕集する集塵室と、ホースおよび延長管などを介して前記集塵室に連通するように接続される床用吸い込み具と、前記床用吸い込み具から前記集塵室に至る塵埃通過経路を通過する塵埃を検知するゴミセンサと、前記床用吸い込み具に内蔵された走行用モータと、前記床用吸い込み具に取着され、前記走行用モータによって回転駆動される走行用のローラと、前記電動送風機を駆動する送風機駆動手段と、前記走行用モータを駆動する走行モータ駆動手段と、全体の動作を制御する信号処理手段とを備え、前記信号処理手段は、前記送風機駆動手段により前記電動送風機を回転させるとともに、前記走行モータ駆動手段により前記ゴミセンサの出力に対応して走行用モータの回転を制御するようにした電気掃除機。
【請求項２】信号処理手段は、送風機駆動手段によりゴミセンサの出力に対応して電動送風機の回転を制御するようにした請求項１記載の電気掃除機。
【請求項３】床面の種類を使用者が選択する床面選択手段を備え、信号処理手段は、ゴミセンサの出力と前記床面選択手段の出力とに基づいて電動送風機の回転と走行用モータの回転とを制御するようにした請求項１ないし請求項２のいずれかに記載の電気掃除機。
【請求項４】集塵用の電動送風機と、塵埃を捕集する集塵室と、ホースおよび延長管などを介して前記集塵室に連通するように接続される床用吸い込み具と、前記床用吸い込み具から前記集塵室に至る塵埃通過経路を通過する塵埃を検知するゴミセンサと、床面の種類を使用者が選択する床面選択手段と、前記電動送風機を駆動する送風機駆動手段と、前記電動送風機の吸い込み力を使用者が選択するパワー選択手段と、前記床用吸い込み具に内蔵された走行用モータと、前記走行用モータによって回転駆動される走行用のローラと、前記走行用モータを駆動する走行モータ駆動手段と、全体の動作を制御する信号処理手段とを備え、前記信号処理手段は、前記パワー選択手段の出力と前記ゴミセンサの出力とに対応して前記送風機駆動手段と前記走行モータ駆動手段とにより、前記電動送風機の回転と前記走行用モータの回転とをリニヤに連動して制御するようにした電気掃除機。
【請求項５】集塵用の電動送風機と、塵埃を捕集する集塵室と、ホースおよび延長管などを介して前記集塵室に連通するように接続される床用吸い込み具と、前記床用吸い込み具から前記集塵室に至る塵埃通過経路を通過する塵埃を検知するゴミセンサと、床面の種類を使用者が選択する床面選択手段と、前記電動送風機の吸い込み力を使用者が選択するパワー選択手段と、前記電動送風機を駆動する送風機駆動手段と、前記床用吸い込み具の底部に取着されたローラと、前記ローラを上下させる上下移動手段と、前記上下移動手段を駆動する上下駆動手段と、全体の動作を制御する信号処理手段とを備え、前記信号処理手段は、前記パワー選択手段の出力と前記床面選択手段の出力とに対応して前記送風機駆動手段により電動送風機の回転を制御するとともに、前記吸い込み力に対応して前記上下駆動手段により前記ローラの床用吸い込み具の底面からの突出高さを制御するようにした電気掃除機。
【請求項６】床面選択手段により絨毯を選択した時、ローラの床用吸い込み具の底面からの突出高さを電動送風機の吸い込み力に対応して段階的に変えて制御するようにした請求項５記載の電気掃除機。
【請求項７】集塵用の電動送風機と、塵埃を捕集する集塵室と、前記集塵室に連通する床用吸い込み具と、前記床用吸い込み具から前記集塵室に至る塵埃通過経路を通過する塵埃を検知するゴミセンサと、前記床用吸い込み具を走行させる走行用モータと、前記電動送風機を駆動する送風機駆動手段と、前記走行用モータを駆動する走行モータ駆動手段と、全体の動作を制御する信号処理手段とを備え、前記信号処理手段は、前記送風機駆動手段により前記電動送風機を回転させるとともに、前記走行モータ駆動手段により前記ゴミセンサの出力に対応して走行用モータの回転を制御するようにした電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、強い吸い込み力を備えた電気掃除機における床用吸い込み具の自走制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気掃除機は絨毯などの掃除対象の多様化に対応して多機能化し、たとえば手元操作部における塵埃通過経路に設けたゴミセンサにより検知した床面などの塵埃（以下、ゴミと称す）の有無や量に応じて吸い込み力を制御したり、ゴミの有無を表示するものなどがある。
【０００３】
以下、従来の電気掃除機について図面を参照しながら説明する。図１３は電気掃除機の従来例の構成を示す外観図である。図において、１は電気掃除機本体、２は電気掃除機本体１内に設けられた集塵室、３は集塵室２にゴミを吸い込む電動送風機、４はホース、５は手元操作部、６は延長管、７は床用吸い込み具である。手元操作部５には、使用者が起動および吸い込み力を選択するパワー選択スイッチ８、使用者が床面の種類を選択する床面選択スイッチ９、塵埃通過経路を通過するゴミを検知するゴミセンサ１０、および全体の動作を制御する信号処理手段１１を備えている。また、床用吸い込み具７にはゴミをかき揚げる回転ブラシを回転させる回転ブラシモータ１２と、ゴミの有無を表示する表示手段１３とを備えている。なお、回転ブラシモータ１２はホース４および延長管６を介して供給される電力により駆動される。
【０００４】
図１４は従来の電気掃除機の構成を示す回路図である。なお、図１３と同じ構成要素には同一番号を付与して説明を省略する。図において、１４は交流電源、１５は交流電源１４の交流電力を直流電力に変換する直流電源装置、１６は位相制御用の同期信号を発生する交流同期信号発生手段である。交流電源１４には直流電源装置１５が接続されるとともに、第１の双方向性サイリスタ１７を介して電動送風機３、第２の双方向性サイリスタ１８を介して回転ブラシモータ１２が接続される。直流電源装置１５にはパワー選択スイッチ８と抵抗１９との直列回路、床面選択スイッチ９と抵抗２０との直列回路、ゴミセンサ１０、および信号処理手段１１が接続される。
【０００５】
信号処理手段１１の入力端には抵抗２１を介してパワー選択スイッチ８と抵抗１９との共通接続点、抵抗２２を介して床面選択スイッチ９と抵抗２０との共通接続点、交流同期信号発生手段１６の出力、およびゴミセンサ１０の出力が接続され、出力端には抵抗２３と第１のフォトトライアックカプラ２４の１次側との直列回路、抵抗２５と第２のフォトトライアックカプラ２６の１次側との直列回路とが接続されるとともに、直流電源装置１５から抵抗２７を介して表示手段１３が接続される。第１の双方向性サイリスタ１７のゲートは、第１のフォトトライアックカプラ２４の２次側と抵抗２８とを介して電動送風機３に接続され、また、第２の双方向性サイリスタ１８のゲートは第２のフォトトライアックカプラ２６の２次側と抵抗２９とを介して回転ブラシモータ１２に接続される。
【０００６】
上記構成において、その動作を説明する。使用者がパワー選択スイッチ８を押すと、信号処理手段１１は第１のフォトトライアックカプラ２４の１次側に位相制御信号を出力する。第１のフォトトライアックカプラ２４の２次側は、その位相制御信号が与えるタイミングでスイッチング動作を行い、抵抗２８に発生する信号をトリガとして第１の双方向性サイリスタ１７のゲートに出力する。第１の双方向性サイリスタ１７は、そのトリガが与える導通期間の交流電圧により電動送風機３を回転させる。また、信号処理手段１１は、ゴミセンサ１０からゴミを検知した信号を入力すると表示手段１３を点灯させる。また、信号処理手段１１は、使用者により床面選択スイッチ９が押されて絨毯が選択されると、第２のフォトトライアックカプラ２６の１次側に位相制御信号を出力する。第２のフォトトライアックカプラ２６の２次側は、その位相制御信号が与えるタイミングでスイッチング動作を行い、抵抗２９に発生する信号をトリガとして第２の双方向性サイリスタ１８のゲートに出力する。第２の双方向性サイリスタ１８は、そのトリガが与える導通期間の交流電圧により回転ブラシモータ１２を回転させる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の電気掃除機では、絨毯面を強い吸い込み力で掃除する時、床用吸い込み具７が絨毯面に吸い付くので操作性が悪く、毛足の長い絨毯では過剰な力を要していた。また、絨毯の隅を掃除する時には吸い付いた絨毯を離すために電気掃除機を一旦停止したり、手で絨毯を離しに行くなどの不具合があった。
【０００８】
本発明は上記の課題を解決するもので、床用吸い込み具の操作性がよく、かつ確実に掃除ができる電気掃除機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係わる本発明は、床用吸い込み具に走行用モータと、前記走行用モータで回転されるローラと、前記床用吸い込み具の押し方向により前記ローラの回転方向を切り替える反転スイッチとを設け、床用吸い込み具を前記ローラにより押し方向に自走させる動作を、ゴミセンサの出力に対応して制御するようにした電気掃除機である。
【００１０】
これにより、床用吸い込み具を軽快に操作できるとともに、ゴミを検知した時には、たとえばローラの回転を停止させて確実に掃除することができる。
【００１１】
請求項２に係わる本発明は、電動送風機の吸い込み力をゴミセンサの出力に対応して制御するようにした請求項１に係わる電気掃除機である。
【００１２】
これにより、床用吸い込み具を軽快に操作できるとともに、ゴミを検知した時には吸い込み力を増大させて確実に掃除を行うことができる。
【００１３】
請求項３に係わる本発明は、床面の種類を使用者が選択する床面選択スイッチと、床用吸い込み具においてゴミをかき揚げる回転ブラシと、前記回転ブラシを回転させる回転ブラシモータとを設け、床面として絨毯を選択した時には前記回転ブラシを回転させるとともに、床用吸い込み具の自走速度を絨毯に対応して制御するようにした請求項１ないし請求項２のいずれかに係わる電気掃除機である。
【００１４】
これにより、絨毯を選択した時には回転ブラシを回転させるとともに、床用吸い込み具をさらに高速に自走させて吸い付き易い絨毯の吸い付きを抑えながら、確実に掃除を行うことができる。
【００１５】
請求項４に係わる本発明は、パワー選択手段の出力とゴミセンサの出力とに対応して電動送風機の吸い込み力と床用吸い込み具の自走速度とを連動してリニヤに変えるようにした電気掃除機である。
【００１６】
これにより、吸い込み力に見合った床用吸い込み具の自走速度が設定され、パワー選択手段で選択した吸い込み力とゴミセンサの出力とに対応した自走速度により操作性をさらに向上させることができる。
【００１７】
請求項５に係わる本発明は、床用吸い込み具のローラを上下させる上下移動手段と、前記上下移動手段を駆動する上下駆動手段とを設け、電動送風機の吸い込み力に対応して、ローラを上下させるようにした電気掃除機である。
【００１８】
これにより、電動送風機の吸い込み力が大きい時にはローラを下げて床用吸い込み具を床面から離して吸い付きをなくし、吸い込み力が小さい時にはローラを上げて床用吸い込み具を床面に近づけて、操作性よく確実に掃除を行うことができる。
【００１９】
請求項６に係わる本発明は、ローラを電動送風機の吸い込み力に対応して段階的に上下させ、床面からの距離を段階的に変えるようにした請求項５に係わる電気掃除機である。
【００２０】
これにより、電動送風機の吸い込み力が大きい時には床用吸い込み具を床面から大きく離し、小さい時には少なく離すように段階的に設定でき、絨毯上でも吸い付きをなくしながら確実に掃除を行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
請求項１に係わる本発明において、ゴミセンサはホースなどの塵埃通過経路を通過する塵埃を検知する手段を意味し、実施例では発光素子と受光素子とを対向してホースの手元操作部近傍に設け、ゴミが発光素子と受光素子との間を通過することによる受光量の微小変化を増幅し、その振幅を所定電圧と比較することにより検知することができる。走行用のローラは床用吸い込み具を自走させる手段を意味し、床用吸い込み具の底部に設けられ、走行用モータに連結されて回転することにより床用吸い込み具を自走させる。
【００２２】
送風機駆動手段は電動送風機を駆動する手段を意味し、交流電圧を位相制御で前記電動送風機に印加する双方向性サイリスタと、前記双方向性サイリスタに位相制御のトリガを与えるフォトトライアックカプラとで実現できる。前記フォトトライアックカプラの１次側には信号処理手段から位相制御信号を与え、位相制御信号が与えるタイミングで２次側がスイッチング動作し、抵抗負荷に発生する信号とトリガとして前記双方向性サイリスタに出力するように構成する。
【００２３】
走行モータ駆動手段は走行用モータを駆動する手段を意味し、床用吸い込み具の押し方向に対応して正回転と逆回転とが可能なように単方向の駆動電圧を切り替えて与える。送風機駆動手段と同様にフォトトライアックカプラと双方向性サイリスタとにより整流回路に交流電圧を位相制御で供給し、前記整流回路の出力を走行用モータに供給するように構成する。なお、前記正回転と逆回転とを切り替えるために、整流回路と走行用モータとの間に極性切り替え用の反転スイッチを挿入して設ける。
【００２４】
信号処理手段はゴミセンサの出力に対応して前記送風機駆動手段および前記走行モータ駆動手段を位相制御する手段を意味し、マイクロコンピュータにより実現できる。位相制御は交流電源から生成した同期信号を基にして位相制御信号を生成し、そのタイミングをゴミセンサの出力に対応して変える。
【００２５】
請求項２に係わる本発明において、信号処理手段は、ゴミセンサの出力に対応して走行用モータの回転と電動送風機の回転との両方を制御する。
【００２６】
請求項３に係わる本発明において、床面選択手段は床面の種類を使用者が選択する手段を意味し、床面選択スイッチのオンオフで信号処理手段への信号を生成できる。実施例では直流電源装置に接続した抵抗と前記床面選択スイッチとの直列回路の共通接続点の電圧を出力とする。
【００２７】
請求項４に係わる本発明において、パワー選択手段は、電動送風機の吸い込み力を使用者が切り替え選択する手段を意味し、前記床面選択手段と同様の手段で実現できるが、１個のパワー選択スイッチで複数の選択を実現することもでき、たとえばパワー選択スイッチの押し方などと対応して信号処理手段に判断させることが可能である。ただし、この手段に限定するものではない。電動送風機の回転と走行用モータの回転とを連動してリニヤに制御する手段は、両者の回転を比例して変える手段を意味し、たとえば、送風機駆動手段への位相制御信号と走行モータ駆動手段への位相制御信号との間に比例関係を与えることで実現できる。
【００２８】
請求項５に係わる本発明において、上下移動手段は、床用吸い込み具の底面を床面から浮かせるローラを上下する手段を意味し、実施例ではソレノイドとマグネット芯とで構成し、前記ソレノイドに電圧を印加した時のマグネット芯の吸引力でローラを上下移動させる手段とする。
【００２９】
請求項６に係わる本発明において、段階的にローラの位置を切り替える手段については特に限定するものではない。
【００３０】
以下、実施例について説明する。
【００３１】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の電気掃除機の実施例１について図面を参照しながら説明する。
【００３２】
図１は本実施例における床用吸い込み具７の構成を示す平面図である。図において、３０は上部部材、３１は下部部材、３２は前縁部に設けたバンパ、３３は床用吸い込み具７を押す方向の前後に対応して極性を切り替える反転スイッチ、３４は内部に備えた走行用モータ、３５は底部に備えたローラである。
【００３３】
図２は本実施例の構成を示す回路図である。なお、図１および図１４と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。本実施例が図１４に示した従来例と異なる点は、回転ブラシモータ１２に代えて整流回路３６を接続し、その出力に反転スイッチ３３と抵抗３７とを介して走行用モータ３４を接続していることにある。なお、本実施例の構成では床面選択スイッチ９、抵抗２０、および抵抗２２を備えていない。他の構成は図１４と同じである。なお、図２においてＡは送風機駆動手段を、Ｂは走行モータ駆動手段を示す。
【００３４】
図３（ａ）はゴミセンサ１０の構成を示す断面図である。図３（ａ）に示したように、ゴミセンサ１０は手元操作部５の塵埃通過経路の一部に発光素子３８と受光素子３９とを対向して設け、直流電源装置１５から電力が供給されると、発光素子３８からの光が受光素子３９に到達する。塵埃４０が発光素子３８と受光素子３９との間を通過すると、一時的に光が遮断されて受光素子３９に到達しないことから塵埃４０を検知できる。なお、本実施例では、発光素子３８として発光ダイオード、受光素子３９としてフォトトランジスタを用いている。図３（ｂ）はゴミ検知回路の構成を示す回路図である。塵埃４０が発光素子３８の光を遮ると、受光素子３９のコレクタ電位が微小変化し、その微小変化がコンデンサ４１を介してオペアンプ４２に入力される。オペアンプ４２はその微小変化を増幅し、コンパレータ４３はオペアンプ４２の出力を所定電圧と比較してゴミを検知し、ゴミを検知しなかった時にはＨｉｇｈ信号、ゴミを検知した時にはＬｏｗ信号を出力する。
【００３５】
上記構成において、その動作を説明する。使用者がパワー選択スイッチ８を押して電気掃除機を起動すると、信号処理手段１１は第１のフォトトライアックカプラ２４の１次側に位相制御信号を出力する。第１のフォトトライアックカプラ２４の２次側はその位相制御信号が与えるタイミングでスイッチング動作を行い、抵抗２８に発生する信号を第１の双方向性サイリスタ１７のゲートにトリガとして入力する。第１の双方向性サイリスタ１７は、そのトリガが与える導通期間の交流電圧で電動送風機３を回転させる。
【００３６】
また、信号処理手段１１は、ゴミセンサ１０からゴミを検知しなかったＬｏｗ信号を入力すると、第２のフォトトライアックカプラ２６の１次側に位相制御信号を出力する。第２のフォトトライアックカプラ２６の２次側はその位相制御信号が与えるタイミングでスイッチング動作を行い、抵抗２９に発生する信号を第２の双方向性サイリスタ１８のゲートにトリガとして入力する。第２の双方向性サイリスタ１８は、そのトリガが与える導通期間で整流回路３６に交流電源１４から交流電圧を供給し、全波整流された単方向電圧により走行用モータ３４を回転させる。この時、反転スイッチ３３は床用吸い込み具７が押されている方向に対応して回転方向を正回転または逆回転に切り替える。したがって、ゴミが検知されなかった時にはローラ３５の回転により床用吸い込み具７が自走し、使用者は床用吸い込み具７を軽快に操作することができる。
【００３７】
また、信号処理手段１１は、ゴミセンサ１０からゴミを検知したＨｉｇｈ信号を入力すると、表示手段１３を点灯させるとともに、第２のフォトトライアックカプラ２６の１次側にＬｏｗ信号を出力し、第２の双方向性サイリスタ１８をオフとして走行用モータ３４の回転を停止させる。したがって、床用吸い込み具７は自走せず、使用者は床用吸い込み具７を思いのままに操作して確実に掃除することができる。
【００３８】
図４は床用吸い込み具７の動作を示す側面図である。本実施例では反転スイッチ３３はノーマルオフとし、床用吸い込み具７が押される方向により正回転オンまたは逆回転オンに切り替える。図４（ａ）は床用吸い込み具７が押されておらず、反転スイッチ３３がオフでローラ３５が回転しない状態、図４（ｂ）は床用吸い込み具７が前方に押されて反転スイッチ３３が正回転オンとなり、床用吸い込み具７が前方に自走する状態、図４（ｃ）は床用吸い込み具７が後方に引かれて反転スイッチ３３が逆回転オンとなり、床用吸い込み具７が後方に自走する状態を示す。
【００３９】
図５は本実施例の動作を示す波形図である。図５（ａ）は、パワー選択スイッチ８が押された時、電動送風機３に第１の双方向性サイリスタ１７から位相制御で供給される交流電圧の波形を示す。また、図５（ｂ）はパワー選択スイッチ８が押されたのちゴミセンサ１０によりゴミが検知されない場合、床用吸い込み具７を前方に押した時に走行用モータ３４に供給される正回転の単方向電圧を示す。この時、第２の双方向性サイリスタ１８は全導通の位相制御で整流回路３６に交流電圧を供給し、整流回路３６が全波整流した単方向電圧を走行用モータ３４に供給している。図４（ｃ）は図４（ｂ）の波形を反転スイッチ３３により切り替えた逆回転時の単方向電圧を示す。また、図４（ｄ）はゴミセンサ１０によりゴミが検知された時、走行用モータ３４に電圧が供給されないことを示す。
【００４０】
以上のように本実施例によれば、床用吸い込み具７に走行用モータ３４で駆動されるローラ３５と、その回転方向を床用吸い込み具７の押し方向に合わせて切り替える反転スイッチ３３とを設け、信号処理手段１１は、ゴミセンサ１０がゴミを検知しない時には走行用モータ３４を駆動してローラ３５を回転させ、ゴミを検知した時には走行用モータ３４の駆動を停止してローラ３５の回転を停止させるように制御することにより、ゴミが検知されない場合にはローラ３５による自走で床用吸い込み具７の操作性が向上し、また、ゴミがある場合にはローラ３５の回転が停止し、床用吸い込み具７を思いのままに操作して確実に掃除を行うことができる。
【００４１】
なお、本実施例ではゴミが検知された時に走行用モータ３４を停止させたが、走行用モータ３４への入力を小さくしてローラ３５による自走力を低減するようにしてもよいことは言うまでもない。
【００４２】
（実施例２）
以下、本発明の電気掃除機の実施例２について図面を参照しながら説明する。なお、床用吸い込み具７の構成、および回路構成については実施例１と同じである。本実施例が実施例１と異なる点は、信号処理手段１１が電動送風機３の吸い込み力をゴミセンサ１０の出力に対応して変化させるようにしたことにある。
【００４３】
上記構成において、その動作を説明する。なお、パワー選択スイッチ８を押したのち、ゴミセンサ１０がゴミを検知しなかった場合の動作は実施例１と同じであり、説明を省略する。
【００４４】
ゴミセンサ１０がゴミを検知したＬｏｗ信号を出力すると、信号処理手段１１は表示手段１３を点灯させ、また、ゴミが検知されなかった時の位相制御信号よりも早い位相角を与える位相制御信号を第１のフォトトライアックカプラ２４に出力し、電動送風機３の吸い込み力を増大させるとともに、第２のフォトトライアックカプラ２６の１次側にはＬｏｗ信号を出力して走行用モータ３４の回転を停止させる。したがって、床用吸い込み具７を思いのままに操作しながら、大きい吸い込み力で、さらに確実に掃除することができる。
【００４５】
図６（ａ）および図６（ｂ）は本実施例の動作を示す波形図である。図６（ａ）はパワー選択スイッチ８をオンとしたのち、ゴミセンサ１０がゴミを検知しなかった時に電動送風機３に供給される交流電圧の波形を示す。図６（ｂ）は、ゴミセンサ１０がゴミを検知した時に電動送風機３に供給される交流電圧の波形を示し、位相制御の位相角を早めて吸い込み力を大きくしている。
【００４６】
以上のように本実施例によれば、ゴミセンサ１０がゴミを検知しなかった場合にはローラ３５の回転により自走させて床用吸い込み具７を軽快に操作しながら掃除でき、また、ゴミを検知した時にはローラ３５の回転を停止して床用吸い込み具７を思いのままに操作しながら、かつ増大させた吸い込み力で、より確実に掃除することができる。
【００４７】
なお、ゴミを検知した時、走行用モータ３４を停止とせず、減速してローラ３５による自走力を小さくしてもよいことは言うまでもない。
【００４８】
（実施例３）
以下、本発明の電気掃除機の実施例３について図面を参照しながら説明する。図７は本実施例における床用吸い込み具の構成を示す平面図、図８は本実施例の構成を示す回路図である。なお、実施例１と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。本実施例が実施例１と異なる点は、手元操作部５には使用者が床面の種類を選択する床面選択スイッチ９を備え、床用吸い込み具７には絨毯上のゴミをかき揚げる回転ブラシ４４と、回転ブラシ４４を回転させる回転ブラシモータ１２とを備える。また、電気回路には、回転ブラシモータ１２を駆動する第３の双方向性サイリスタ４５と第３のフォトトライアックカプラ４６とを備え、信号処理手段１１が回転ブラシモータ１２の回転も制御するようにしたことにある。
【００４９】
図８において、交流電源１４に第３の双方向性サイリスタ４５を介して回転ブラシモータ１２が接続され、直流電源装置１５に床面選択スイッチ９と抵抗２０との直列回路が接続される。信号処理手段１１の入力端には抵抗２２を介して床面選択スイッチ９と抵抗２０との共通接続点が接続され、出力端には第３のフォトトライアックカプラ４６の一次側と抵抗４７との直列回路が接続される。第３の双方向性サイリスタ４５のゲートは抵抗４８を介して回転ブラシモータ１２に接続される。他の構成は実施例１と同じである。
【００５０】
上記構成において、その動作を説明する。パワー選択スイッチ８を押すと、実施例１と同様に、信号処理手段１１は第１のフォトトライアックカプラ２４の１次側に位相制御信号を出力し、第１の双方向性サイリスタ１７により電動送風機３を回転させる。また、第２のフォトトライアックカプラ２６の１次側に位相制御信号を出力し、第２の双方向性サイリスタ１８により走行用モータ３４を反転スイッチ３３の切り替えに対応して正回転または逆回転させる。
【００５１】
いま、使用者が床面選択スイッチ９を押して絨毯を選択すると、第３のフォトトライアックカプラ４６に位相制御信号を出力し、第３の双方向性サイリスタ４５により回転ブラシモータ１２を回転させ、連結されている回転ブラシ４４を回転させるとともに、第２のフォトトライアックカプラ２６には全導通の位相制御信号を出力することにより、パワー選択スイッチ８をオンとした時よりもローラ３５の回転を速くする。したがって、絨毯上での操作性がさらに向上し、床面に合った掃除を行えるようになる。他の動作は実施例１ないし実施例２のいずれかと同じとする。
【００５２】
図９（ａ）はパワー選択スイッチ８を押した時に走行用モータ３４に供給される単方向電圧の波形を示す。この場合、位相制御により全波整流電圧波形の半分だけが供給され、全力回転の状態ではない。図９（ｂ）は床面選択スイッチ９により絨毯が選択された時に走行用モータ３４に供給される単方向電圧の波形を示す。この場合には全導通の位相制御として、走行用モータ３４を全力で回転させている。なお、図９（ｃ）は回転ブラシモータ１２に供給される交流電圧波形を示す。
【００５３】
以上のように本実施例によれば、床用吸い込み具７に絨毯上のゴミをかき揚げる回転ブラシ４４と、回転ブラシ４４を回転させる回転ブラシモータ１２とを設けるとともに、手元操作部５には床面選択スイッチ９を設け、床面として絨毯が選択された時、信号処理手段１１は回転ブラシ４４を回転させるとともに、ローラ３５をさらに速く回転させるように制御することにより、絨毯上の操作性と清掃機能とを向上させることができる。
【００５４】
（実施例４）
以下、本発明の電気掃除機の実施例４について図面を参照しながら説明する。本実施例の基本構成は実施例３と同じである。本実施例が実施例３と異なる点は、電動送風機３の吸い込み力を、パワー選択スイッチ８による３段階の選択とゴミセンサ１０の出力とにより決定すること、および走行用モータ３４による床用吸い込み具７の自走力を、吸い込み力にリニヤに対応して変化させることにある。したがって、絨毯を選択した時にゴミを検知しても走行用モータ３４を停止させることはない。なお、吸い込み力の選択はパワー選択スイッチ８の押し方などで実現できるが、その手段について限定するものではない。
【００５５】
上記構成において、その動作を説明する。なお、床面選択スイッチ９を押して絨毯を選択した時に回転ブラシ４４が回転する動作は実施例３と同じである。本実施例では、電動送風機３の吸い込み力をパワー選択スイッチ８により”ハイパワー”、”自動”、”静か”の３段階に選択する。”ハイパワー”ではゴミセンサ１０の出力に関係なく電動送風機３と走行用モータ３４とをいずれも全力、すなわち位相制御を全導通として運転する。また、”自動”では電動送風機３の吸い込み力と走行用モータ３４による自走力とをゴミセンサ１０の出力に対応しながら制御し、吸い込み力と自走力とを比例的に連動させる。”静か”では”自動”よりもさらに抑えた吸い込み力と自走力とで運転する。
【００５６】
図１０は本実施例の動作を示す波形図である。図１０（ａ）はパワー選択スイッチ８により”自動”を選択し、床面選択スイッチ９により絨毯を選択し、ゴミセンサ１０がゴミを検知しなかった場合の電動送風機３に供給される交流電圧の波形を示し、図１０（ｂ）はその時に走行用モータ３４に供給される単方向電圧の波形を示す。図１０（ｃ）は上記選択時にゴミセンサ１０がゴミを検知した場合の電動送風機３に供給される交流電圧の波形、図１０（ｄ）はその時に走行用モータ３４に供給される単方向電圧の波形を示す。図からわかるように、ゴミが検知された時、電動送風機３への入力と走行用モータ３４への入力とを連動して増大させている。”静か”の場合も同様である。また、図１０（ｅ）はゴミが多量に検知された時に走行用モータ３４に供給される単方向電圧の波形を示す。この時には走行用モータ３４は全力で回転している。
【００５７】
以上のように本実施例によれば、パワー選択スイッチ８により電動送風機３の吸い込み力を３段階に切り替え、かつ電動送風機３の吸い込み力と走行用モータ３４による自走力とを比例的に連動してゴミセンサ１０の出力に対応して変えるようにしたことにより、ゴミの量に対応した吸い込み力と自走力とで軽快、かつ確実に掃除を行うことができる。
【００５８】
なお、本実施例ではゴミセンサ１０がゴミの量に対応する信号を出力するとしたが、たとえば、図３（ｂ）に示したゴミ検知回路におけるコンパレータ４３を複数個設けることにより、ゴミの量に対応して複数の信号を出力するように構成できる。
【００５９】
（実施例５）
以下、本発明の電気掃除機の実施例５について図面を参照しながら説明する。図１１は本実施例における床用吸い込み具７の動作を示す側面図、および上下移動手段４９の構成を示す模式図である。本実施例における床用吸い込み具７が実施例１ないし実施例４と異なる点は、反転スイッチ３３および走行用モータ３４に代えてソレノイド５０を用いた上下移動手段４９を備え、ローラ３５を上下させるようにしたことにある。
【００６０】
図において、床用吸い込み具７の内部にソレノイド５０を設け、図１１（ｃ）に示したように、ソレノイド５０の中心にマグネット芯５１を挿入し、マグネット芯５１には絶縁物５２を介してローラ３５を連結する。吸い込み力が所定値より大きくなるとソレノイド５０に電流が流れ、図１１（ｂ）に示したように、磁気によってマグネット芯５１が押し下げられ、マグネット芯５１に連結されたローラ３５が押し下げられるようにしている。この上下移動手段４９は一旦押し下げられると、その位置で固定され、再度、電流を流すと初期状態に復帰するロック機構を備えている。
【００６１】
図１２は本実施例の構成を示す回路図である。なお、実施例３と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。本実施例が実施例３と異なる点は、床用吸い込み具７における反転スイッチ３３および走行用モータ３４に代えてソレノイド５０が第２の双方向性サイリスタ１８に接続されること、および信号処理手段１１の動作にある。なお、図１２においてＣは上下移動手段４９を駆動する上下駆動手段を示す。
【００６２】
上記構成において、その動作を説明する。パワー選択スイッチ８が押されて起動した時の動作、および床面選択スイッチ９により絨毯が選択された時の電動送風機３の動作は実施例４と同じとする。電気掃除機を”ハイパワー”で運転すると、信号処理手段１１はゴミセンサ１０の出力に関係なく電動送風機３を全導通で回転させる。この時、第２のフォトトライアックカプラ２６に全導通の位相制御信号を一定時間出力し、第２の双方向性サイリスタ１８によりソレノイド５０に全導通の駆動電圧を供給する。その駆動電圧によりソレノイド５０に磁界が発生し、ソレノイド５０の中心にあるマグネット芯５１が押し下げられ、絶縁物５２を介して連結されたローラ３５が押し下げられてその位置でロックされ、絨毯面と床用吸い込み具７との距離を離す。
【００６３】
パワー選択スイッチ８の操作により、”静か”を選択すると、信号処理手段１１は、電動送風機３を小さい吸い込み力で運転する。この時、ゴミセンサ１０の出力に対応して吸い込み力が所定値以下に制御されると、第２のフォトトライアックカプラ２６に全導通の位相制御信号を一定時間出力する。その位相制御信号によりソレノイド５０には、再度、第２の双方向性サイリスタ１８から全導通の駆動電圧が供給され、ローラ３５の位置が初期状態に戻る。したがって、吸い込み力に応じて床用吸い込み具７の高さが変えられ、床面に吸い付くことなく操作性が向上される。
【００６４】
以上のように本実施例によれば、床用吸い込み具７にローラ３５を上下させる上下移動手段４９を設け、パワー選択スイッチ８により選択した吸い込み力とゴミセンサ１０の出力とに対応して床用吸い込み具７のローラ３５を上下させることにより、吸い込み力が大きい時には床用吸い込み具７を床面から離し、吸い込み力が小さい時には床面に近づけることにより、床用吸い込み具７の床面からの高さを吸い込み力とゴミ状態とに合わせて自動的に設定することができ、床用吸い込み具７の操作性を向上させることができる。
【００６５】
（実施例６）
以下、本発明の電気掃除機の実施例６について図面を参照しながら説明する。基本構成は実施例５と同様である。本実施例が実施例５と異なる点は、ローラ３５が保持される位置を多段階に設け、ソレノイド５０に電流を流すごとに１段階づつ位置を下に変えて固定され、最低の位置になってからは１段階づつ上に変えて固定されるロック機構と、信号処理手段１１において吸い込み力に対応してソレノイド５０に電流を流すようにしたことにある。
【００６６】
上記構成において、その動作を説明する。パワー選択スイッチ８の操作により、たとえば”自動”のモードで運転すると、ゴミが検知されていない場合は所定値以下の吸い込み力の時にローラ３５は沈んだ初期状態、すなわち上がっている状態であるが、少ないゴミを検知して多少吸い込み力を大きくするとソレノイド５０に電流を流して１段階だけローラ３５を押し下げる。ゴミを多く検知して吸い込み力がかなり大きくなると、その都度に電流を流すことによってローラ３５は最低位置まで押し下げる。その場所のゴミを収集してゴミ検知がされなくなり、吸い込み力を小さく制御すると、ローラ３５を１段階づつ徐々に上げて行き、初期状態に戻す。そのため、吸い込み力に応じて床用吸い込み具７の高さを段階的に変えるため、床用吸い込み具７が床面に吸い付くことなく操作性が向上する。
【００６７】
以上のように本実施例によれば、ローラ３５の高さを電動送風機３の吸い込み力に対応して段階的に変えるようにしたことにより、床用吸い込み具７を吸い込み力に対応して適切な高さに保ちながら快適な操作で掃除することができる。
【００６８】
【発明の効果】
請求項１及び７に係わる本発明は、床用吸い込み具を自走させる動作をゴミセンサの出力に対応して制御するようにした電気掃除機としてあるから、床用吸い込み具が自走するので軽快に操作できるとともに、ゴミを検知した時には、たとえば床用吸い込み具の自走を停止させて確実に掃除でき、使用感にあった掃除を行うことができる。
【００６９】
請求項２に係わる本発明は、電動送風機の吸い込み力をゴミセンサの出力に対応して制御するようにした請求項１に係わる電気掃除機とすることにより、ローラによる自走で軽快な操作性を実現するとともに、ゴミを検知した時には吸い込み力を増大させて集塵効率を向上させ、確実に掃除を行うことができる。
【００７０】
請求項３に係わる本発明は、床面選択スイッチと、絨毯上のゴミをかき揚げる回転ブラシと、前記回転ブラシを回転させる回転ブラシモータとを設け、床面として絨毯を選択した時には前記回転ブラシを回転させるとともに、床用吸い込み具の自走速度を制御するようにした請求項１ないし請求項２のいずれかに係わる電気掃除機とすることにより、ローラによる自走で軽快な操作性を実現するとともに、絨毯を選択した時には回転ブラシを回転させるとともに、たとえば木床面の時よりも床用吸い込み具を高速に自走させて吸い付き易い絨毯上の操作性をよくし、確実に掃除を行うことができる。
【００７１】
請求項４に係わる本発明は、パワー選択手段の出力とゴミセンサの出力とに対応して電動送風機の吸い込み力と床用吸い込み具の自走速度とをリニヤに連動して変えるようにした電気掃除機とすることにより、吸い込み力に見合った床用吸い込み具の自走速度が設定され、吸い込み力が小さい場合は低速度で自走して掃除を行うことにより集塵効率を高め、吸い込み力が大きい場合はゴミが直ちに取れるため高速度で自走して軽快に操作性よく掃除を行うことができる。
【００７２】
請求項５に係わる本発明は、床用吸い込み具のローラを上下させる上下移動手段を設け、電動送風機の吸い込み力に対応して、ローラを上下させるようにした電気掃除機とすることにより、電動送風機の吸い込み力が所定値より大きい時にはローラを下げて床用吸い込み具を床面から離して吸い付きをなくして軽快に、また、吸い込み力が小さい時にはローラを上げて床用吸い込み具を床面に近づけて集塵効率を高め、確実に掃除を行うことができる。
【００７３】
請求項６に係わる本発明は、絨毯を選択した時、ローラを電動送風機の吸い込み力に対応して段階的に上下させ、床面からの距離を段階的に変えるようにした請求項５に係わる電気掃除機とすることにより、電動送風機の吸い込み力が大きい時には床用吸い込み具を床面から大きく離し、小さい時には少なく離すように段階的に設定でき、床用吸い込み具を適切な高さで床面から離しながら快適、かつ確実に掃除を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における床用吸い込み具の構成を示す平面図
【図２】同実施例の構成を示す回路図
【図３】同実施例におけるゴミセンサの構成を示す断面図、およびゴミ検知回路の構成を示す回路図
【図４】同実施例における床用吸い込み具の動作を示す側面図
【図５】同実施例の動作を示す波形図
【図６】本発明の実施例２の動作を示す波形図
【図７】本発明の実施例３における床用吸い込み具の構成を示す平面図
【図８】同実施例の構成を示す回路図
【図９】同実施例の動作を示す波形図
【図１０】本発明の実施例４の動作を示す波形図
【図１１】本発明の実施例５における床用吸い込み具の動作を示す側面図、および上下移動手段の構成を示す模式図
【図１２】同実施例の構成を示す回路図
【図１３】電気掃除機の構成を示す外観図
【図１４】従来の電気掃除機の構成を示す回路図
【符号の説明】
１  電気掃除機本体
２  集塵室
３  電動送風機
４  ホース
５  手元操作部
６  延長管
７  床用吸い込み具
８  パワー選択スイッチ（パワー選択手段）
９  床面選択スイッチ（床面選択手段）
１０  ゴミセンサ
１１  信号処理手段
１２  回転ブラシモータ
１３  表示手段
１４  交流電源
１５  直流電源装置
１６  交流同期信号発生手段
１７  第１の双方向性サイリスタ
１８  第２の双方向性サイリスタ
１９，２０，２１，２２，２３，２５，２７，２８，２９，３７，４７，４８  抵抗
２４  第１のフォトトライアックカプラ
２６  第２のフォトトライアックカプラ
３０  上部部材
３１  下部部材
３２  バンパ
３３  反転スイッチ
３４  走行用モータ
３５  ローラ
３６  整流回路
３８  発光素子
３９  受光素子
４０  塵埃
４１  コンデンサ
４２  オペアンプ
４３  コンパレータ
４４  回転ブラシ
４５  第３の双方向性サイリスタ
４６  第３のフォトトライアックカプラ
４９  上下移動手段
５０  ソレノイド
５１  マグネット芯
５２  絶縁物
Ａ  送風機駆動手段
Ｂ  走行モータ駆動手段
Ｃ  上下駆動手段