(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塵埃通過経路に配した発光素子と受光素子を有するゴミセンサーと、前記ゴミセンサーの出力を処理する信号処理部と、前記信号処理部の信号に応じて点灯する表示素子と、床用吸い込み具の底面に配したローラーの回転に合わせて開閉するスイッチと、前記スイッチの開閉による電気信号をトリガーとするタイマー装置と、前記ゴミセンサーと前記信号処理部と前記表示素子の電源となる電池と、前記電池から前記ゴミセンサーと前記信号処理部と前記表示素子への電源供給を前記タイマー装置の出力により制御するスイッチング素子を有する電気掃除機の床用吸い込み具。
【請求項２】
塵埃通過経路に配した発光素子と受光素子を有するゴミセンサーと、前記ゴミセンサーの出力を処理する信号処理部と、前記信号処理部の信号に応じて点灯する表示素子と、前記ゴミセンサーと前記信号処理部と前記表示素子の電源となる電池と、床用吸い込み具の底面から突出するレバーにより切り替わるスイッチと、前記スイッチを前記ゴミセンサーと前記信号処理部及び前記表示素子へ前記電池から電源を供給する電源スイッチとして構成としたことを特徴とする電気掃除機の床用吸い込み具。
【請求項３】
塵埃通過経路に配した発光素子と受光素子を有するゴミセンサーと、前記ゴミセンサーの出力を処理する信号処理部と、前記信号処理部の信号に応じて点灯する表示素子と、床用吸い込み具の底面に配したローラーの回転に合わせて回転する磁石と、前記磁石の磁気により開閉するスイッチと、前記ゴミセンサーと前記信号処理部と前記表示素子の電源となる電池と、前記スイッチの開閉により制御されるスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子は前記電池から前記ゴミセンサーと前記信号処理部と前記表示素子への電源供給を制御することを特徴とする電気掃除機の床用吸い込み具。
【請求項４】
塵埃通過経路に配した発光素子と受光素子を有するゴミセンサーと、前記ゴミセンサーの出力を処理する信号処理部と、前記信号処理部の信号に応じて点灯する表示素子と、前記ゴミセンサーと前記信号処理部と前記表示素子の電源となる電池と、床用吸い込み具の往復運動を検出する運動検出センサーと、前記運動検出センサーの出力で制御されるスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子は前記電池から前記ゴミセンサーと前記信号処理部と前記表示素子への電源供給を制御し、前記運動検出センサーとして、円筒状に形成した電極と、円盤状の電極からなり、内部に導体球を有する電気掃除機の床用吸い込み具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は電池にてゴミセンサーを動作させる電気掃除機の床用吸い込み具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年電気掃除機はじゅうたん等の掃除対象の多様化に伴い、電気掃除機の手元操作部の塵埃通過経路にゴミセンサーを有し、床面等のゴミに応じて吸込力を制御したり、ゴミの有無を表示するものもある。
【０００３】
図１５は従来例の電気掃除機で１０１は掃除機本体、１０２はホース、１０３は手元操作部、１０４は延長管、１０５は床用吸い込み具である。
【０００４】
手元操作部１０３には、掃除機本体１０１からホース１０２を介して供給される電力を電源とするゴミセンサー及び表示部があり、また表示部は床用吸い込み具１０５にあり、延長管１０４内の電線で信号が送られる。
【０００５】
また、床用吸い込み具内に電池を電源としてゴミセンサーを構成し、ごみの有無を表示し、電源スイッチとして掃除機の吸い込み力を検出する圧力スイッチを有し、掃除機の使用中だけゴミセンサーや表示部に電源を供給するものも考案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術では、手元操作部のゴミセンサーや表示部の電源はホース１０２を介して掃除機本体１０１から供給されているため、電源線を内部に有する延長管でしかゴミセンサーは機能しない。
【０００７】
また、圧力スイッチを用いて電源スイッチを構成する方法では、掃除機内の集塵室にゴミが多いときや、吸い込み力を低く設定して使用しているときなどでは、圧力スイッチが確実に動作しない等の不具合があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するもので、床用吸い込み具に電池で動作するゴミセンサー及び制御回路と表示素子を有し、延長管に電線を有せずともゴミセンサーによりゴミの有無がわかると共に、掃除機の使用時にだけ確実に前記ゴミセンサーの発光素子や表示素子へ電力を供給することで、電池の消耗を抑え、電池の寿命を長くすることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明の第１の手段は、塵埃通過経路に配した発光素子と受光素子からなるゴミセンサーと、信号処理部と、前記信号処理部の信号に応じて点灯する表示素子と、電池と、ローラーの回転に合わせて開閉するスイッチと、前記スイッチの動作をトリガーとするタイマー装置と、前記ゴミセンサーと前記信号処理部と前記表示素子への電源供給を前記タイマー装置の出力により制御するスイッチング素子を有している。
【００１０】
また、第２の手段は、塵埃通過経路に配した発光素子と受光素子からなるゴミセンサーと、信号処理部と、前記信号処理部の信号に応じて点灯する表示素子と、電池と、スイッチを有しており、前記スイッチは床用吸い込み具の底面から突出するレバーにより切り替わり、前記電池と、前記ゴミセンサーと前記信号処理部及び前記表示素子との接続を開閉する構成としている。
【００１１】
さらに、第３の手段は、塵埃通過経路に配した発光素子と受光素子からなるゴミセンサーと、信号処理部と、前記信号処理部の信号に応じて点灯する表示素子と、電池と、ローラーの回転に合わせて回転する磁石と、磁気により開閉するスイッチと、前記スイッチの開閉により制御されるスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子は前記ゴミセンサーと前記信号処理部と前記表示素子への電源供給を制御する構成としている。
【００１２】
また、第４の手段は、塵埃通過経路に配した発光素子と受光素子からなるゴミセンサーと、信号処理部と、前記信号処理部の信号に応じて点灯する表示素子と、電池と、塵埃通過経路に配した発光素子と受光素子からなるゴミセンサーと、信号処理部と、前記信号処理部の信号に応じて点灯する表示素子と、電池と、床用吸い込み具の往復運動を検出する運動検出センサーと、前記運動検出センサーの出力で制御されるスイッチング素子を有し、前記スイッチング素子は前記ゴミセンサーと前記信号処理部と前記表示素子への電源供給を制御し、前記運動検出センサーは、内部に導体球と、円筒状の電極と、円盤状の電極により構成している。
【００１３】
【作用】
本発明の第１の手段によれば、延長管内に配線を必要としない電池を用いて、ゴミセンサーやその他の制御装置を動作させているためゴミの有無を表示でき、掃除機使用時の床用吸い込み具の前後運動を検出したのちの所定時間のみゴミセンサーやその他の制御回路に安定して通電できるものである。
【００１４】
本発明の第２の手段では、掃除機使用時に延長管を介して伝わる操作力や吸い込み力によって床用吸い込み具が床面に吸い着けられる力などによる力で床用吸い込み具の底面に力が加わっている時だけゴミセンサーやその他の制御回路に安定的に通電できるものである。
【００１５】
本発明の第３の手段によれば、掃除機使用時の床用吸い込み具の前後運動を床用吸い込み具の底面に配したローラーで検出してゴミセンサーやその他の制御回路に安定的に通電できるものである。
【００１６】
そのうえ磁気を検出して制御するため、リードスイッチ等を用いれば接点が露出せず、塵埃により接点の接触が不安定になるなどの問題がない。
【００１７】
本発明の第４の手段によれば、前後運動を検出してゴミセンサーやその他の制御回路に安定して通電できる。
【００１８】
そのうえ、運動検出センサーで床用吸い込み具の前後の往復運動などの運動を検出するため、凹凸の多い床面でも、ゴミセンサーやその他の制御回路に安定して電力を供給できる。
【００１９】
【実施例】
以下本発明の一実施例について説明する。
【００２０】
図２において、１は床用吸い込み具（図示せず）の上部材で、２は床用吸い込み具の底部材で、ローラー３は掃除機の使用による床用吸い込み具の前後の移動で回転し、カム４は軸５と固着され、軸５はローラー３とも固着されているのでカム４はローラー３と同様に回転する様に構成している。
【００２１】
図３に示すように、ローラー３の回転で同じく回転するカム４は同図に示すスイッチ６のレバー７０を押して同スイッチ６を開閉する位置に構成する。
【００２２】
図１は、本実施例の回路図であり、１１は電池で、タイマー装置１４や発光素子１７や受光素子１８や信号処理部２２及び表示素子２４などの電源となる。６はスイッチで、スイッチ６の開閉により、タイマー装置１４にハイレベルとローレベルの信号が送られる。スイッチング素子１６はタイマー装置１４の信号で開閉し、スイッチング素子１６がオンしているときはスイッチング素子１６に接続された信号処理部２２や発光素子１７や受光素子１８や表示素子２４などの負荷にスイッチング素子１６を通して電力が供給される構成である。また、コンデンサ２１は受光素子１８の変化分のみを信号処理部２２に伝えるための微分素子である。
【００２３】
スイッチ６の開閉状態は抵抗器１３を介してタイマー装置１４に入力される。図５はある入力に対するタイマー装置１４の入出力電圧の変化を示したタイミングチャートであり（本実施例では電源の電圧を３Ｖとしている。）、入力Ａの電圧が立ち上がった時点（Ｔ１）で、出力Ｂはローレベルからハイレベルへと変化し、所定時間ｔだけハイレベルを維持した後ローレベルになる。
【００２４】
また、入力電圧Ａの立ち上がりを検出してハイレベルとなるため、掃除機を使用していない状態でスイッチ６が閉じていたとしても遅くとも所定時間ｔの後には出力Ｂはローレベルとなる。
【００２５】
掃除機の使用により、ローラー３が回転し、同様にカム４が回転すると、スイッチ５は開閉を繰り返すと図６のように入力電圧は変化し、出力電圧Ｂはハイレベルとなり、スイッチング素子１６は導通する。
【００２６】
同図の通り所定時間ｔは入力電圧Ａの最後の立ち上がりから計時されるため、使用中一時的に床用吸い込み具の操作を止めても電力供給が停止することはない。
【００２７】
スイッチング素子１６が導通したときに、ゴミセンサーを構成する発光素子１７と受光素子１８、信号処理部２２に電力供給が行われる。
【００２８】
ゴミセンサーは床用吸い込み具の塵埃通過経路の一部に、図４のように発光素子１７と受光素子１８を用いており、発光素子１７と受光素子１８は対向して構成され、電力が供給されている間は発光素子１７からの光は同図に示すように受光素子１８に到達する。
【００２９】
塵埃２５が、発光素子１７と受光素子１８の間を通過すると、一時的に光は遮られ、発光素子１８に光が当たらなくなり、塵埃を検出できる。
【００３０】
本実施例では、発光素子１７に発光ダイオードを、受光素子１８にフォトトランジスタをそれぞれ用いた。
【００３１】
上記構成による作用は以下の通りである。
発光素子１７の光を塵埃２５が遮ると、受光素子１８のコレクタの電位が変化し、コンデンサ２１を経て、信号処理部２２に伝えられる。信号処理部２２はマイクロコンピュータ等を用いることで構成を容易にできる。塵埃を検出すると、表示素子２４（本実施例では発光ダイオードを用いて説明する。）が点灯するように信号処理部２２は出力する。
【００３２】
こうして、床用吸い込み具の動作があるときにゴミセンサーを動作させることができるので、比較的多くの電流を必要とする発光素子１７などに流す電流を短い時間にすることができ、電池の消耗を抑えることができる。
【００３３】
また、スイッチ６が閉じたまま放置されることを考慮すると、図１のＣ点にコンデンサを用いて、スイッチ６に定常的に電流が流れることを防止してもよい。
【００３４】
次に第２の実施例について説明する。なお、本実施例のゴミセンサーの構成、作用は第１の実施例と同じなので、その部分の説明を省略する。
【００３５】
図７において床用吸い込み具の底面にはレバー２６が軸３９を支点として取り付けられ、レバー２６の一端にはローラー２７が床面と接するように取り付けられている。
【００３６】
レバー２６の他端は床用吸い込み具内部にあり、スイッチ３４のスイッチレバー３６を押せるように、スイッチ３４を配置し、スイッチレバー３６の長さ形状を設定している。また、バネ２８は床用吸い込み具内部の底部材２に取り付けられ、レバー２６と底部材２に挟まれ、レバー２６に対し、同図Ｅの方向の力を加えている。
【００３７】
図８は本実施例の回路図であり、１１は電池で、発光素子１７、受光素子１８、信号処理部２２及び表示素子２３の電源であり、スイッチ３４の開閉によって電力の供給、遮断が行われる。３５はコンデンサであり、スイッチ３４においてチャタリング等が発生した場合などに接続された回路に電力を安定供給するためのものである。また、コンデンサ２１は受光素子１８の変化分のみを信号処理部２２に伝えるための微分素子である。
【００３８】
上記構成による作用は以下の通りである。
掃除中は延長管３２から操作力３３や、掃除機の吸込力により床用吸い込み具は床に密着し易くなり、軸３９を支点として床用吸い込み具の底部２に取り付けられたレバー２６は、床からの応力によりＤの矢印に示す方向に移動し、同図の位置になる。
【００３９】
この時、レバー２６によって、スイッチ３４はスイッチレバー３６を介して、スイッチボタン３７が押されて閉じている。床用吸い込み具が床上になく掃除中でないときは、バネ２８によってレバー２６はＥの方向に移動して、スイッチ３４は開く。また、バネ２８は延長管からの力３３や掃除機の吸込力がかからないときはスイッチ３４が開くようにその床用吸い込み具の重量等に応じて強度を設定する。
【００４０】
本実施例では、レバー２６と床面との摩擦を小さくする目的でレバー２６のローラー２７を設けているが、ローラー２７はなくてもよい。
【００４１】
この構成により、掃除中であれば、スイッチ３４は閉じてゴミセンサー（発光素子１７や受光素子１８などからなる）をはじめとする回路に電力が供給され、床から吸い込んだゴミを検出し、表示することができる。
【００４２】
次に第３の実施例について説明する。
本実施例のゴミセンサーの構成は、第１の実施例の動作と同じなので、その説明は省略する。
【００４３】
図９において、１は床用吸い込み具（図示せず）の上部材で、２は床用吸い込み具の底部材で、ローラー４３は掃除機の使用による床用吸い込み具の前後の移動で回転し、回転板４０は軸４４と固着され、軸４４はローラー４３とも固着されているので回転板４０はローラー４３と同様に回転する様に構成している。
【００４４】
回転板４０の円周上には磁石４１を設けており、回転板４０の円周近傍に磁気で開閉する磁気スイッチ４２を配置している。磁気スイッチ４２は、ローラー４３の回転すなわち床用吸い込み具の使用による前後の往復運動により、磁気スイッチ４２は開閉を繰り返す。
【００４５】
本実施例の回路構成を示す図１１において、磁気スイッチ４２が開閉を繰り返すことにより、磁気スイッチ４２が閉じた瞬間にコンデンサ４３、抵抗器４４、コンデンサ４５に電流が流れ、コンデンサ４５には電荷が蓄えられ端子間の電圧が上がり、スイッチング素子４７を導通させ、ゴミセンサーをはじめとする回路に通電され、ゴミを検出し、表示させることができる。
【００４６】
ローラー４３の停止時（床用吸い込み具を使用していないとき）は、コンデンサ４５に蓄えられた電荷は抵抗器４６を介して放電され、スイッチング素子４７を遮断させ、ゴミセンサーをはじめとする回路での電流消費を停止させる。磁気スイッチ４２としてガラス封入タイプのリードスイッチを用いれば、スイッチの接点部に塵埃の付着や、腐食や、酸化などがない等の点で優れる。
【００４７】
次に第４の実施例について説明する。本実施例のゴミセンサーの構成は第１の実施例と同じで、その動作も同じなのでその説明を省略する。
【００４８】
図１２に示すように床用吸い込み具（外観図示せず）の内部に運動検出センサー４９を配置している。運動検出センサー４９は図１３に示すように円筒状電極５０とその両側の底面の部分に絶縁物５４、５５をはさんで円盤状電極５１、５２を配置して、その内部には導体球５３を有する構成である。
【００４９】
図１３に示す構成により、同図の左右方向（同図矢印Ｇ）に運動検出センサー４９が運動すると、導体球５３はセンサー内部を移動し、左右の円盤状電極５１、５２に接触し、電流が円盤状電極５１または５２から導体球５３を介して円筒状電極５０に流れる。
【００５０】
運動検出センサー４９は床用吸い込み具の中に配置するに当たり、床用吸い込み具の操作による往復運動の方向、すなわち図１２の矢印Ｆと同じ方向に導体球５３が移動するように置くことで、床用吸い込み具の運動が検出でき、すなわち使用しているか否かを検出できる。床用吸い込み具が使用されているときはその前後の往復により、導体球５３が円盤状電極５１、または５２に接触したり、離れたりを繰り返す。
【００５１】
本実施例の回路構成を示す図１４において、運動検出センサー４９が開閉を繰り返すことにより、運動検出センサー４９の導体球５３が円盤状電極５１か５２に接触した瞬間にコンデンサ５７、抵抗器５８、コンデンサ５９に電流が流れ、コンデンサ５９には電荷が蓄えられ端子間の電圧が上がり、スイッチング素子５６を導通させ、ゴミセンサーをはじめとする回路に通電され、ゴミを検出し、表示させることができる。
【００５２】
導体球５３の停止時（床用吸い込み具を使用していないとき）は、コンデンサ５９に蓄えられた電荷は抵抗器６０を介して放電され、スイッチング素子５６を遮断させ、ゴミセンサーをはじめとする回路での電流消費を停止させる。
【００５３】
【発明の効果】
以上の実施例から明らかなように、本発明の第１の手段によれば、ゴミセンサーをはじめとする制御回路を電池で動作させるため、ホースや延長管に電線を用いずに床用吸い込み具で床面のゴミの有無を表示することができるとともに、使用時における電源投入等の操作の必要もなく、使用中は安定して電力を各回路に供給し、不使用時の無意味な通電もなくなるため、電池の寿命を有効に使うことができる優れた床用吸い込み具を提供することができる。
【００５４】
また、第２の手段によれば、使用時にのみ閉じるスイッチと簡便な構成で、電源投入等の操作の必要もなく安定して通電でき、非使用時の無意味な通電もなくなるため、電池の寿命を有効に使うことができる優れた床用吸い込み具を提供することができる。
【００５５】
さらに、第３の手段によれば、磁気素子を用いて床用吸い込み具運動を検出して掃除機が使用中か否かを判定するため、電源投入等の操作の必要もなく安定して通電でき、また不使用時の無意味な通電もなくなるため、電池の寿命を有効に使うことができ、運動を磁気素子を用いて検出しているため塵埃の侵入などによる不安定動作の心配がない優れた床用吸い込み具を提供することができる。
【００５６】
また、第４の手段によれば、運動検出センサーを用いて床用吸い込み具運動を検出して掃除機が使用中か否かを判定するため、電源投入等の操作の必要もなく安定して通電でき、また不使用時の無意味な通電もなくなるため、電池の寿命を有効に使うことができ、運動を運動検出センサーを用いて検出しているため凹凸の多い床面など床面の状態に左右されず安定して各回路への電力供給ができる優れた床用吸い込み具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す床用吸い込み具の制御装置の回路図
【図２】同床用吸い込み具の断面図
【図３】（ａ）同床用吸い込み具のローラーに取付けたカムとレバーとの関係を示す図（ｂ）同床用吸い込み具のローラーの取付けたカムとレバーとの関係を示す図
【図４】同床用吸い込み具のゴミセンサーの断面図
【図５】同床用吸い込み具の制御装置の動作を示すタイミングチャート
【図６】同床用吸い込み具の制御装置の動作を示すタイミングチャート
【図７】（ａ）本発明の第２の実施例を示す床用吸い込み具の側面の断面図
（ｂ）同床用吸い込み具内のスイッチの動作説明図
【図８】同床用吸い込み具の制御装置の回路図
【図９】本発明の第３の実施例を示す床用吸い込み具の側面の部分断面図
【図１０】同床用吸い込み具の回転板の外観平面図
【図１１】同床用吸い込み具の制御装置の回路図
【図１２】本発明の第４の実施例を示す床用吸い込み具の側面の断面図
【図１３】（ａ）同床用吸い込み具の運動検出センサーの断面図
（ｂ）同運動検出センサーの側面図
【図１４】同床用吸い込み具の制御装置の回路図
【図１５】従来の電気掃除機の外観図
【符号の説明】
３  ローラー
４  カム
６  スイッチ
８、４５  制御装置
１０  スイッチ端子
１１  電池
１６、４７、５６  スイッチング素子
１７  発光素子
１８  受光素子
２２  信号処理部
２４  表示素子
２６  レバー
３４  スイッチ
２８  バネ
４０  回転板
４１  磁石
４２  磁気スイッチ
４９  運動検出センサー
５０  円筒状電極
５１、５２  円盤状電極
５３  導体球
７０  レバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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