(57)【要約】【課題】吸込具に塵埃の視認性を向上させる照明手段を搭載し、被清掃面の種類に合わせて最適な照明手段の照度を設定できる使い勝手の良い電気掃除機を提供する。【解決手段】吸引風を発生させる電動送風機２を内蔵する掃除機本体１と、被清掃面を照射する照明手段１０を有し、塵埃を吸引する吸込具３と、吸込具３に内蔵された回転ブラシ７を駆動する電動機８と、一端が掃除機本体１に接続されるホース６と、一端がホース６の他端に接続され、他端が吸込具３に接続される延長管４と、照明手段１０への電力供給を制御する制御手段１４と、電動機８に供給される電流値を検出する電流検知手段１５と、を備え、制御手段１４は電流検知手段１５の出力に基づいて被清掃面の種類を判別し、判別した被清掃面の種類に応じて、照明手段１０への電力供給量を可変させる。【選択図】図２
2014217500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸引風を発生させる電動送風機を内蔵する掃除機本体と、被清掃面を照射する照明手段を有し、塵埃を吸引する吸込具と、前記吸込具に内蔵された回転ブラシを駆動する電動機と、一端が前記掃除機本体に接続されるホースと、一端が前記ホースの他端に接続され、他端が前記吸込具に接続される延長管と、前記照明手段への電力供給を制御する制御手段と、前記電動機に供給される電流値を検出する電流検知手段と、を備え、前記制御手段は前記電流検知手段の出力に基づいて被清掃面の種類を判別し、判別した被清掃面の種類に応じて、前記照明手段への電力供給量を可変させる電気掃除機。
【請求項２】
前記制御手段が前記照明手段へ供給する電力供給量をＰ、前記電流検知手段が検出した電流値をＶとし、前記電流値Ｖにあらかじめ設定可能な閾値ＶＴＨを設け、前記電流値ＶがＶＴＨ未満の時は前記電力供給量ＰをＰ１、ＶがＶＴＨ以上の場合はＰをＰ２とし、Ｐ１＜Ｐ２とすることを特徴とした請求項１記載の電気掃除機。
【請求項３】
あらかじめ設定可能な前記電力供給量Ｐの最大値をＰＭＡＸ、前記電流値Ｖの最大値をＶＭＡＸとし、前記電力供給量Ｐは下式で表されることを特徴とした請求項１記載の電気掃除機。
【数８】
2014217500.tif 000011
【請求項４】
前記掃除機本体から前記電動機に交流の電力を供給する２本の電力線と、前記ホースに設けられ前記電動送風機および前記電動機の運転動作を制御するためのスイッチを有する手元操作部と、前記操作部から発せられる操作信号を前記制御手段に送信する２本の信号線と、を備え、前記２本の信号線のうちの片側１本を前記２本の電力線のうち片側１本との共通線とし、前記共通線のインピーダンスを電流検知手段とする請求項１〜３のいずれか１項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、電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被清掃面にある塵埃の視認性を向上させるために被清掃面を照らすための照明手段を吸込具に備えたものが提案されている。（例えば、特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２４５０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術では、被清掃面の種類に応じて照明手段の照度を調整できる構成となっておらず、例えば、じゅうたんなどの凹凸が大きい被清掃面に対しては、照度が不足し塵埃の視認性が不十分であったり、逆にフローリングなどの凹凸が少ない被清掃面に対しては過度な照度で照射してしまい、無駄な電力を消費してしまう場合があった。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、被清掃面の種類を判別し、判別した被清掃面の種類に応じて吸込み具に搭載された照明手段の照度を可変させる構成とすることで、被清掃面の種類に合わせた最適な照度を設定でき、省エネ性に優れた使い勝手の良い電気掃除機を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電気掃除機は、吸引風を発生させる電動送風機を内蔵する掃除機本体と、被清掃面を照射する照明手段を有し、塵埃を吸引する吸込具と、前記吸込具に内蔵された回転ブラシを駆動する電動機と、一端が前記掃除機本体に接続されるホースと、一端が前記ホースの他端に接続され、他端が前記吸込具に接続される延長管と、前記照明手段への電力供給を制御する制御手段と、前記電動機に供給される電流値を検出する電流検知手段と、を備え、前記制御手段は前記電流検知手段の出力に基づいて被清掃面の種類を判別し、判別した被清掃面の種類に応じて、前記照明手段への電力供給量を可変させる構成としている。
【０００７】
これにより、照明手段の照度を被清掃面の種類に応じて最適に調整することができるため、省エネ性に優れた使い勝手の良い電気掃除機を提供することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電気掃除機によれば、吸込み具に搭載された照明手段の照度を被清掃面の種類に応じて最適に調整することができるため、省エネ性に優れた使い勝手の良い電気掃除機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における電気掃除機の斜視外観図
【図２】同実施の形態における制御ブロック図
【図３】同実施の形態における電気掃除機の被清掃面判別方法の回路構成図
【図４】同実施の形態における電気掃除機の被清掃面判別方法の電流検出方法の説明図
【図５】同実施の形態における被清掃面の種類と、照明手段の照度の関係を表したグラフ
【図６】同実施の形態における被清掃面の種類と、照明手段の照度の関係を表したグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１０】
第１の発明は、吸引風を発生させる電動送風機を内蔵する掃除機本体と、被清掃面を照射する照明手段を有し、塵埃を吸引する吸込具と、前記吸込具に内蔵された回転ブラシを駆動する電動機と、一端が前記掃除機本体に接続されるホースと、一端が前記ホースの他端に接続され、他端が前記吸込具に接続される延長管と、前記照明手段への電力供給を制御する制御手段と、前記電動機に供給される電流値を検出する電流検知手段と、を備え、前記制御手段は前記電流検知手段の出力に基づいて被清掃面の種類を判別し、判別した被清掃面の種類に応じて、前記照明手段への電力供給量を可変させるものである。
【００１１】
これにより、照明手段の照度を被清掃面の種類に応じて最適に調整することができるため、省エネ性に優れた使い勝手の良い電気掃除機を提供することができる。
【００１２】
第２の発明は、特に、第１の発明の制御手段が前記照明手段へ供給する電力供給量をＰ、前記電流検知手段が検出した電流値をＶとし、前記電流値Ｖにあらかじめ設定可能な閾値ＶＴＨを設け、前記電流値ＶがＶＴＨ未満の時は前記電力供給量ＰをＰ１、ＶがＶＴＨ以上の場合はＰをＰ２とし、Ｐ１＜Ｐ２とすることを特徴としたものである。
【００１３】
これにより、簡単な設定値で被清掃面の種類を判別でき、判別照明手段の照度を被清掃面の種類に応じて最適に調整することができるため、省エネ性に優れた使い勝手の良い電気掃除機を提供することができる。
【００１４】
第３の発明は、あらかじめ設定可能な前記電力供給量Ｐの最大値をＰＭＡＸ、前記電流値Ｖの最大値をＶとし、前記電力供給量Ｐは下式で表されることを特徴としたものである。
【００１５】
【数９】
2014217500.tif 000003
【００１６】
これにより、照明手段の照度を被清掃面の種類に応じて細やかに調整することができるため、より最適な照度を設定でき、省エネ性に優れた使い勝手の良い電気掃除機を提供することができる。
【００１７】
第４の発明は、特に、第３の発明の掃除機本体から前記電動機に交流の電力を供給する２本の電力線と、前記ホースに設けられ前記電動送風機および前記電動機の運転動作を制御するためのスイッチを有する操作部と、前記操作部から発せられる操作信号を前記制御手段に送信する２本の信号線と、を備え、前記２本の信号線のうちの片側１本を前記２本の電力線のうち片側１本との共通線とし、前記共通線のインピーダンスを電流検知手段としたものである。
【００１８】
これにより、上記インピーダンスを利用して電動機の電流値を検出することができるた
め、電動機の電流値を検出する専用の回路を設けることなく簡単で安価な構成で電動機の電流値を検出することができる。
【００１９】
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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態における電気掃除機の斜視外観図、図２は本発明の実施の形態における制御ブロック図を示すものである。
【００２１】
図１において、掃除機本体１は吸引風を発する電動送風機２を内蔵し、当該吸引風に含まれる塵埃を捕集する集塵室２０を設けてある。また、掃除機本体１に着脱自在に接続したホース６があり、このホース６には手元操作部５があり、各種の動作モード（例えば「強」、「弱」、「切」等の吸込み力）を選択できるようになっている。ホース６の先端部には、着脱自在に接続した延長管４があり、更に延長管４の先端には被清掃面に接触して塵埃を吸引可能な吸込具３が同じく着脱自在に接続されている。
【００２２】
吸込具３は、電動機８と、電動機８の回転力をベルト９を介して回転駆動されて被掃除面の塵埃をかきあげる効果を奏する回転ブラシ７を内蔵している。また、床ノズルの左右の先端部には被清掃面を照射するための照明手段１０が内蔵されている。
【００２３】
次に、図２を用いて、本実施の形態における電気掃除機の制御方法について説明する。
【００２４】
図２において、第１の双方向サイリスタ１２は電動送風機２の供給電力を制御する素子であり、第２の双方向サイリスタ１３は電動機８の供給電力を制御する素子であり、制御手段１４は、電動送風機２と電動機８への供給電力を制御する制御手段である。
【００２５】
制御手段１４は例えばマイクロコンピュータで構成される。制御手段１４は、商用電源のゼロクロスを検出しており、制御手段の動作として、ゼロクロスに同期して第１の双方向性サイリスタ１２と第２の双方向性サイリスタ１３を位相制御することにより、電動送風機２と電動機８への供給電力を制御している。
【００２６】
また、１７は照明手段１０への電源を供給するスイッチング電源等で構成された照明電源であり、電動機８への供給電力線から電源を供給する構成としている。
【００２７】
電流検知手段１５は電動機８に流れる電流を検出する電流検知手段であり、電流検知手段１５で検出される電流値によって、制御手段１４は被清掃面の判別を行い、その判別した被清掃面の種類に応じて照明電源１７へ信号を送り、照明手段１０のへの電力供給量を可変させる。
【００２８】
次に、図３に特に、電動機８を制御するための経路についての回路構成図を示す。
【００２９】
まず、電動機８への電力を供給する経路として、吸込具３、延長管４、ホース６には、電力供給線１８が配設されており、ホース６においては、手元操作部５の信号を制御手段１４へと送信する信号経路の片側と、電力供給線１８の片側を共通とする構成としている。
【００３０】
手元操作部５は、３つのスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を有しており、ＳＷ１は、電動送風機２と電動機８への電力供給を停止する「停止モード」へ移行させる「停止スイッチ」、ＳＷ３は、最大の吸引力と掻き上げ力を発揮するために電動送風機２と電動機８へ
の電力供給を最大とするよう制御する「強モード」と、静かさを優先したい時に使用する供給電力を低くした「弱モード」とを、操作する毎に切り替える「強／弱スイッチ」、ＳＷ２は、被清掃面の判別結果によって、電動送風機２と電動機８への供給電力を自動で切り替える「自動モード」へ移行させる「自動スイッチ」として設定している。
【００３１】
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３の前後には抵抗ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４があり、ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を操作したときの合成抵抗の変化によって、Ｖ１が変化することにより、制御手段１４は、どのスイッチが操作されたかを認識し、操作されたスイッチに対応したモードに切り替え、供給電力の制御を行う。
【００３２】
以上のように構成された電気掃除機について、以下、その動作、作用を説明する。
【００３３】
まず、電動機８に流れる電流を制御手段１４がどのように検出するかについて説明する。
【００３４】
図３において、手元操作部５の信号は制御手段１４に信号Ｖ１として入力され、ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３のいずれかを押されることにより、有効となる手元操作部５の抵抗ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４と、掃除機本体１側の抵抗ＲにてＶｄｄを分割した電圧が入力され、操作されたスイッチに対応した電圧に応じて、電動送風機２、電動機８の位相制御を行って、吸い込み能力の制御、または掻き上げ力の制御を行っている。
【００３５】
例えば、ＳＷ２が押された場合は、Ｖ１の信号電圧は、
【００３６】
【数１】
2014217500.tif 000004
【００３７】
となる。ここでＶ１の信号線上には、図３中に示すホース抵抗ｒ０とｒが存在するが、制御手段１４は、図４に示すようなタイミングＴ１で第２の双方向性サイリスタ１２のトリガオンを行って電動機８へ供給する電力を位相制御しており、トリガオフの期間のタイミングＴ２にＶ１の信号電圧に対するスイッチの判断を行っている。このタイミングでは、信号経路に流れる電流は微小であり、ｒ、ｒ０＜＜Ｒ、ｒ０、ｒ１、ｒ２となる関係で設定しているので、ｒとｒ０での電圧降下は無視できるレベルであり、ｒ、ｒ０＝０Ωとでき、Ｖ１は、
【００３８】
【数２】
2014217500.tif 000005
【００３９】
とでき、手元操作部５のスイッチの状態として、ＳＷ２が押されていることを判断できる。
【００４０】
また、手元操作部５が全く押されていないときの、Ｖ１は、
【００４１】
【数３】
2014217500.tif 000006
【００４２】
となる。
【００４３】
また、図３に示すように、信号経路の片側は、電動機８へ電力供給するための電力供給線１８の片側と共通（図３中のコモンライン）となる構成としており、制御手段１４は、電動機８がトリガオンした後のタイミングＴ３でもＶ１の電圧を判断している。
【００４４】
この時、第２の双方向性サイリスタ１３は、電動機８へ電力を供給している状態であり、電力供給線１８には、数百ｍＡ〜数Ａの電流Ｉが流れ、例えば、Ｖｄｄ＝５［Ｖ］、ｒ＝２Ω、Ｉ＝０．５Ａとした時、ｒ×Ｉ＝１［Ｖ］となり、コモンライン側のホース抵抗ｒの両端の電圧（ｒ×Ｉ）に関しては、信号電圧の大きさに対して無視できないレベルとなっており、電動機８がトリガオンした後のＶ１電圧は、制御手段１４のＧＮＤを基準とすると、手元操作部５を操作していない状態では、
【００４５】
【数４】
2014217500.tif 000007
【００４６】
となるが、電流Ｉが流れるのは、コモンライン側であり、信号経路のＶ１が制御手段１４に入力される経路には流れないので、ｒ０は前述のようにｒ０＝０Ωとすることができ、
【００４７】
【数５】
2014217500.tif 000008
【００４８】
となり、手元操作部５を操作していない状態ではＶ１には、ＡＣ電流Ｉに応じた電圧が、（数２）で示される信号に重畳した形で、図４に示すような波形があらわれる。電流Ｉは、ＡＣ電流であるので、電流ＩによるＶ１の変化成分としては、
【００４９】
【数６】
2014217500.tif 000009
【００５０】
となって、Ｖ１は電流Ｉの関数として表される関係となり、ホース６の抵抗成分を利用して、操作部が操作されていない時のＶ１をゼロクロスに対するタイミングＴ３で判断することにより、制御手段１４は、電動機８に流れる電流を検出することができる。
【００５１】
このように、電力供給線１８のインピーダンスを電流検知手段１５として利用することで、電動機８の電流値を検出する専用の回路を設けることなく簡単で安価な構成で実現できる。
【００５２】
電動機８に電力が供給され、回転ブラシ７が回転すると、被清掃面に接触し、被清掃面の塵埃を掻き上げる。このとき、フローリングのような硬質の被清掃面であれば、回転ブラシ７の接触時に、回転ブラシ７が被清掃面から受ける機械的な負荷抵抗は、比較的小さく、絨毯のような毛足があり、吸込具３が毛足に沈みがちになり、回転ブラシ７との接触面積が増えるような被清掃面では、負荷抵抗は大きくなる。そのため電動機８に流れる電流Ｉはフローリングでは小さく、絨毯では大きくなるため、検出されるＶ１の値に応じて、被清掃面の種類を判別することができる。
【００５３】
次に、判別した被清掃面の種類に応じて、どのように吸込具３に搭載された照明手段１０への電力供給量を可変させるかについて説明する。
【００５４】
まず、フローリングと絨毯といった２種類の被清掃面を判別して、照明手段１０への電力供給量を２段階調整する方法について説明する。
【００５５】
電動機８に流れる電流Ｉから検出されるＶ１に対して、あらかじめ設定可能な判別閾値ＶＴＨ（例えばＶＴＨ＝２．０Ｖ）を設ける。また、照明電源１７から照明手段１０への電力供給量をＰとすると、Ｖ１＜ＶＴＨの時は、被清掃面の種類はフローリングと判断して、照明手段１０への電力供給量ＰはＰ１（例えばＰ１＝１０ｍＡ）とし、Ｖ１≧ＶＴＨの時は絨毯と判断して、ＰはＰ２（例えばＰ２＝１５ｍＡ）と可変させる。このとき、Ｐ１＜Ｐ２となるように設定する。図５はＶ１とＰの関係を表したグラフである。
【００５６】
このような構成、制御をとることで、絨毯など凹凸が多く照明手段１０の光が届きにくく塵埃の視認性が悪い被清掃面に対しては照明手段１０の照度を増加させ、フローリングなど凹凸が少なく比較的光が届きやすく塵埃の視認性が良い被清掃面に対しては、照度を抑えることができるため、省エネ性に優れた使い勝手の良い電気掃除機を提供することができる。
【００５７】
なお、被清掃面の種類はフローリングと１種類の絨毯だけではなく、畳や毛足の長さがさまざま異なるじゅうたん等、多くの種類があると考えられる。一般的に、毛足が長くなるほど被清掃面の凹凸が多くなり、回転ブラシ７との接触面積も増え、負荷抵抗は大きくなるため、電動機８に流れる電流も比例して大きくなる。また、照明手段１０の光については凹凸が大きくなればなるほど届きにくくなり、塵埃の視認性は低下する。以上の関係より、照明手段１０への電力供給量Ｐを下記式のように制御することも有効であると考えられる。
【００５８】
【数７】
2014217500.tif 000010
【００５９】
ここで、ＰＭＡＸはあらかじめ設定可能な電力供給量の最大値（例えばＰＭＡＸ＝２０
ｍＡ）、Ｖ１ＭＡＸはあらかじめ設定可能な電流の検出値の最大値である。なお、（式８）におけるＰとＶ１の関係を表すグラフを図６に示す。図６を見ると分かるように、電動機８に流れる電流に比例して、照明手段１０への電力供給量Ｐを増加させる制御としている。
【００６０】
このような制御方法を取ることにより、照明手段１０の照度をさまざま被清掃面に対して適切に調整することができるため、より省エネ性に優れた使い勝手の良い電気掃除機を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、吸込具に塵埃の視認性を向上させる照明手段を搭載し、被清掃面の種類に合わせて最適な照明手段の照度を設定できる使い勝手の良いもので、家庭用、業務用、店舗用の各種電気掃除機に適用できる。
【符号の説明】
【００６２】
１    掃除機本体
２    電動送風機
３    吸込具
４    延長管
６    ホース
７    回転ブラシ
８    電動機
１０  照明手段
１４  制御手段
１５  電流検知手段
【図１】
2014217500.tif 000012
【図２】
2014217500.tif 000013
【図３】
2014217500.tif 000014
【図４】
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【図５】
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【図６】
2014217500.tif 000017