(57)【要約】【課題】塵埃の取れにくい被掃除面の特定の範囲を集中して行うときの集塵効率を向上させることを目的とする。【解決手段】吸込み具６の往復速度を検出する往復検出手段１１と、吸込み力を発生させる電動送風機２を備え、前記往復検出手段１１の速度が予め設定している速度よりも速くなったときは前記電動送風機２の吸込み力を向上させる構成とした。これにより、塵埃が取れにくい場所を集中的に掃除を行う際の集塵効率が向上する使用性の高い電気掃除機が実現できる。【選択図】図１
2006192044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込み具の往復速度を検出する往復検出手段と、吸込み力を発生させる電動送風機と、制御手段とを備え、前記往復検出手段で検出した往復速度が予め設定している速度よりも速くなったときは、前記制御手段が前記電動送風機の吸込み力を増大させることを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】
吸込み具の往復速度を検出する往復検出手段と、吸込み具に塵埃をかきあげるための回転ブラシと、前記回転ブラシを回転させる電動機と、制御手段とを備え、前記往復検出手段で検出した往復速度が予め設定している速度よりも速くなったときは、前記制御手段が前記電動機の回転数を増大させることを特徴とする電気掃除機。
【請求項３】
吸込み具の往復速度を検出する往復検出手段と、吸込み具に塵埃をかきあげるための回転ブラシと、前記回転ブラシの床面からの高さを可変できるブラシ移動手段と、制御手段とを備え、前記往復検出手段で検出した往復速度が予め設定している速度よりも速くなったときは、前記制御手段が前記回転ブラシを床面に近づけることを特徴とする電気掃除機。
【請求項４】
吸込み具の往復速度を検出する往復検出手段と、吸込み具の床面からの高さを可変できるノズル移動手段と、制御手段とを備え、前記往復検出手段で検出した往復速度が予め設定している速度よりも速くなったときは、前記制御手段が前記吸込み具を床面に近づけることを特徴とする電気掃除機。
【請求項５】
往復検出手段は、吸込み具の往復速度に替えて、吸込み具の加速度を検出し、検出した加速度が予め設定した加速度よりも速くなったときに、制御手段が、電動送風機の吸込み力を増大、あるいは電動機の回転数を増大、あるいは回転ブラシを床面に近づける、あるいは吸込み具を床面に近づけることを特徴とする請求項１〜４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もので、特にじゅうたんに入り込んだ塵埃の集塵効率を向上させる制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電気掃除機は、図５に示すように掃除機本体１０１に電動送風機１０２と信号処理部１０３がある制御回路１０４が内蔵され、手元操作部１０５と、掃除機本体１０１と手元操作部１０５と接続するホース１０６と、床用吸込具１０７に内蔵されている電動機１０８と、電動機によって回転する塵埃をかきあげる回転ブラシ１０９と、床用吸込具１０７と手元操作部１０５を接続する延長管１１０とから構成されており、手元操作部１０３によって電動送風機１０２の吸込み力コントロールや電動機の回転の有無を制御している。またホース１０６の芯線数を抑えるために商用電源の片側を電動機１０８まで接続し、その線を基準に電源および手元操作信号伝達を行うように構成されている。また電動機の電流を検知し、過電流時には電動機を停止させるものもある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２４８０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の構成においては、吸込み力が一定であるため塵埃が取れやすい木床などでは吸込み力を落とし、消費電力を抑え、ゴミが取れにくいじゅうたんでは吸込み力を上げて取れ性を向上させる動作を使用者が手元操作部で選択して行っていた。また、電動機も負荷が軽い木床での塵埃の吹き飛ばしがなく、じゅうたんでは塵埃がかきだせる回転数の設定や、操作性を考えた吸込み具の高さの設定など、床面は多仕様あるにもかかわらず回転数や吸込み具の高さなどが一定であるために両立できる設定を行うのは難しいものがあった。またペット毛等がじゅうたんに入り込んだ場合には現在の設定では集塵できにくいという不具合があった。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、塵埃の取れにくい場所を集中して掃除を行う場合に集塵効率を向上させる掃除性能を高めた電気掃除機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、吸込み具の往復速度を検出する往復検出手段と、吸込み力を発生させる電動送風機を備え、前記往復検出手段の速度が予め設定している速度よりも速くなったときは前記電動送風機の吸込み力を向上させることとしたものである。
【０００６】
これによってじゅうたんなどの塵埃が取れにくい場所を集中的に掃除を行う際に、複数回同じ場所を速い往復速度で吸込み具を操作した場合に吸込み力が上がる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電気掃除機は、塵埃が取れにくい場所を集中的に掃除を行う際に、吸込み力が上がるため取れにくい塵埃を集塵することができる。また通常時の往復速度では吸込み力が低いため消費電力を抑え、かつ騒音も抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は吸込み具の往復速度を検出する往復検出手段と、吸込み力を発生させる電動送風機を備え、前記往復検出手段の速度が予め設定している速度よりも速くなったときは前記電動送風機の吸込み力を向上させることにより、塵埃が取れにくい場所を集中的に掃除を行う際に、吸込み力が上がるため取れにくい塵埃を集塵することができる。また通常時の往復速度では吸込み力が低いため消費電力を抑え、かつ騒音も抑制することができる。
【０００９】
第２の発明は、吸込み具の往復速度を検出する往復検出手段と、吸込み具に塵埃をかきあげるための回転ブラシと、前記回転ブラシを回転させる電動機を備え、前記往復検出手段の速度が予め設定している速度よりも速くなったときは前記電動機の回転数を向上させることにより、塵埃が取れにくい場所を集中的に掃除を行う際に、電動機の回転数が上がり回転ブラシの塵埃のかきあげ力が上がるため取れにくい塵埃を集塵することができる。また通常時の往復速度では回転数が消費電力を抑え、かつ塵埃の吹き飛ばしも抑えることができる。
【００１０】
第３の発明は、吸込み具の往復速度を検出する往復検出手段と、吸込み具に塵埃をかきあげるための回転ブラシと、前記回転ブラシの床面からの高さを可変できるブラシ移動手段を備え、前記往復検出手段の速度が予め設定している速度よりも速くなったときは前記回転ブラシを床面に近づけることにより、塵埃が取れにくい場所を集中的に掃除を行う際に、回転ブラシが吸込み具から近づき、かきあげ力が上がるため取れにくい塵埃を集塵することができる。また通常時の往復速度では回転ブラシは吸込み具に収納されているため床の傷つきも抑制できる。
【００１１】
第４の発明は、吸込み具の往復速度を検出する往復検出手段と、吸込み具の床面からの高さを可変できるノズル移動手段を備え、前記往復検出手段の速度が予め設定している速度よりも速くなったときは前記吸込み具を床面に近づけることにより、塵埃が取れにくい場所を集中的に掃除を行う際に、吸込み具が床面に近づき、床面との負圧があがるため取れにくい塵埃を集塵することができる。また通常時の往復速度では吸込み具は床面から離れているため、操作性の軽減もできる。
【００１２】
第５の発明は、特に、第１〜４の発明のいずれか１つの発明の往復検出手段で、吸込み具に備えた加速度センサの加速度変化によって判断することにより、木床および畳等の電流負荷変化の小さな床面においても往復速度の検出ができ、すべての床面おいて確実に対応できる。
【００１３】
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。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における電気掃除機の回路ブロック図、図２に電気掃除機の外観図を示すものである。
【００１５】
図２において、１は電気掃除機本体であり、吸引力を発生させ、塵埃を集塵する集塵室（図示せず）のための電動送風機２を内蔵している。３はホースであり、前記電動送風機２の吸引力の強弱などを変化させることで、電気掃除機の運転モードを切り換える手元操作部４を有している。６は床面に接して被掃除面の塵埃等を吸引させるための吸込み具であり、被掃除面の塵埃をかきあげる回転ブラシ７と回転ブラシ７を駆動する電動機８を内蔵している。前記回転ブラシ７はベルト（図示せず）などを介して、前記電動機８により駆動されたり、あるいは前記回転ブラシ７内に電動機８を内蔵し、ギア（図示せず）などを介して前記回転ブラシ７を駆動させる方法などがある。５は延長管で、前記吸込み具６と前記ホース３とを連通させている。手元操作部４を操作し、前記電動送風機２および電動機８を駆動させることで、吸込み具６から被掃除面の塵埃はかきあげられ、前記塵埃は、延長管５、ホース３および電気掃除機本体１へと運搬され、前記塵埃は電気掃除機本体１内に内蔵された集塵室（図示せず）に集塵されるとともに、吸込み風は前記電気掃除機１より排出される。
【００１６】
また図１において、本実施の形態の電気掃除機は、電気掃除機本体１、手元操作部４を備えたホース３、延長管５、吸込み具６の４つのブロックに分けられ、１０は回転ブラシ７を回転駆動させる電動機８を位相制御するための第１の双方向性サイリスタである。１１は往復検出手段であり、本実施の形態では電動機８への電力供給路上に存在するホース３の抵抗分ｒの電圧ロスにて負荷電流Ｉを検出する電流検出手段１２で行っている。これは電動機８に流れる負荷電流によりこの抵抗分ｒで電圧ロスが発生し印加電圧が変化することにより負荷電流Ｉを検出できる。１３は吸込み力を発生させる電動送風機２を位相制御するための第２の双方向性サイリスタである。１４は電動送風機２および電動機８に供給する電力を制御する制御手段であるマイクロコンピュータであり、手元操作部４のスイッチ操作情報および電流検出手段１２の出力する電動機８の負荷電流情報を取り込み、その情報をもとに、第１の双方向サイリスタ１０および第２の双方向サイリスタ１３へ位相制御のための点弧パルスを出力し制御を行っている。１５はマイクロコンピュータの電源となる直流電源装置でコモンラインを基準に負電源で構成されている。１６は電気掃除機に電力を供給する商用電源ある。
【００１７】
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。
【００１８】
手元操作部４には、図１に示すように複数のスイッチＳＷ１〜ＳＷ３と、抵抗ｒ１〜ｒ４が内蔵されており、本体１側の回路に内蔵された抵抗Ｒとの分割電圧の変化によって手元操作がどのように行われているか認識し、第１の双方向性サイリスタ１０および第２の双方向性サイリスタ１３にマイクロコンピュータ１４信号が出力され、電動送風機２および電動機８を手元操作に応じた吸い込み力で動作を行う。電動機８が動作を行い、負荷電流が流れるとホース３の配線上の微小抵抗ｒに電流Ｉが流れるため、抵抗ｒでｒ×Ｉの電圧ロスが発生し、マイクロコンピュータ１４にはこの電圧ロスを含んで抵抗分割された図３に示すような波形にて入力される。この波形の波高値は負荷電流Ｉの変化によって変化し、電流Ｉが大きくなれば高くなり、小さくなれば低くなるのでマイクロコンピュータ１４は、電動機８の負荷電流を判断することができることになる。
【００１９】
また図３の波形からも明らかなように第１の双方向性サイリスタ１０が導通してから電圧の波高値は一定時間後になっており、そのときの変化が大きくなるため、そのタイミングにあわせて取り込むと精度が向上することは言うまでもない。またこの波形を平滑し、増幅し取り込むことでも精度の向上は行える。ここで回転ブラシ７は一方向に回転しているため、吸込み具６を押し出している場合は、被掃除面に吸込み具６が押し付けている状態となり、また引いている場合は、被掃除面に吸込み具６が離れようとする状態となるため、押し出している状態の方が引いている状態よりも電動機８の負荷電流Ｉは大きくなる。つまり、使用者の吸込み具６の往復操作による負荷電流Ｉが変動するため、あるタイミングの電圧または平滑した電圧は図４に示すように波を打ったように変化する。この波形の変化幅および絶対値は負荷電流Ｉによって変わるため木床やじゅうたんなどの被掃除面の負荷によって異なる。またこの波形の波長は往復速度によって異なってくる。
【００２０】
よってこの波形によってマイクロコンピュータ１４は被掃除面と吸込み具６の往復速度を検出することができる。使用者が塵埃が取れにくく限られた掃除範囲を集中的に掃除を行う際には往復速度は速くなるため、この往復速度をマイクロコンピュータ１４が認識し予め決められている速度以上になると、第１の双方向性サイリスタ１０の位相値を変化させ、電動機８の回転数を向上させ、さらにかきあげ力を向上させたり、第２の双方向性サイリスタ１３の位相値を変化させ、吸込み力の向上をさせ、さらに、報知手段１６によって使用者に報知を行うように動作する。また被床面も検出できているため、被床面の種類によって往復速度の速いときの電動送風機２および電動機８の電力制御は多段階で行えば省エネと集塵性能とを両立することができる。往復速度は使用者によって異なるため、記憶手段（図示せず）を用いてこの波形を常時モニターし使用頻度が高い往復速度を記憶し、予めマイクロコンピュータ１４にて決めていた速度が速いと認識する速度を補正することによって使用者の実感に合わせこむこともできる。また往復速度によって多段階に電動送風機２および電動機８の電力制御を行えば、さらに省エネと集塵性能とを両立することができることは言うまでもない。
【００２１】
本実施の形態は往復検出手段１１を電動機８の負荷電流Ｉの変化で検出することで実現していたが、吸込み具６内に加速度センサ１７および加速度センサ１７の電源となる第２の直流電源装置１８を有することで、往復動作から発生する加速度センサ１７内のピエゾ抵抗素子の変化からも吸込み具６の往復速度は検出することができる。また延長管５内に角度センサ１９および角度センサ１９の電源となる第３の直流電源装置２０を有することで、往復動作から発生する延長管５の重力方向からの角度を角度センサ１９内の錘が下限であることを基準として角度を光センサで読むことにより検出することでも吸込み具６の往復速度は検出することができる。また電流検出手段１２もカレントトランスのような専用部品で検出すればさらに容易に実現できる。
【００２２】
以上のように、本実施の形態の形態においては吸込み具６の往復動作による負荷電流Ｉの変化をホース３の導体抵抗に発生する電圧ロスを検出することで往復速度を検出し、往復速度によって電動送風機２の吸込み力向上および電動機８のかきあげ力の向上を行うことにより、限られた掃除範囲を集中的に掃除を行う際の最適制御が実現でき、集塵性能が向上する使用性の高い電気掃除機を提供することができる。
【００２３】
（実施の形態２）
図５は、本発明の第２の実施の形態における吸込み具の内部構成図を示すものである。
２１は吸込み具６の底面に配しているローラである。２２は吸込み具６隅に配されているローラ２１に連結している移動体であり、この移動体２２がノズル移動手段であるステッピングモータ２３にギア２４を介して連結されている。前記移動体２２はステッピングモータ２３の正反回転によって吸込み具６の上下方向に移動できるように取り付けてある。
【００２４】
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。
【００２５】
本実施の形態の回路構成で吸込み具６の往復速度を検出し、往復速度が速いときにはマイクロコンピュータ１４はノズル移動手段であるステッピングモータ２３に正回転方向に回転するように信号を出力し、ステッピングモータ２３が正回転することで移動体２２は吸込み具６が被掃除面に近づくように動作するため吸込み具６負圧が上がる。往復速度が遅くなったときには逆回転することで吸込み具６は被掃除面から離れるように動作するため負圧が下がる。ここで往復速度が速くなったときには吸込み具６は被床面に近づくため、床面に対する負荷が大きくなり回転ブラシ７の回転数は小さくなるが、負荷電流Ｉを検出しているため、被掃除面に対してかきあげ力を損なわないように移動距離を可変することは言うまでもない。またこの構成で移動体２２を回転ブラシ７に連結させれば、ブラシ移動手段２５として回転ブラシ７のみを被掃除面近づけることも行える。
【００２６】
以上のように、本実施の形態の形態においては吸込み具６の往復動作により、往復速度によって吸込み具６や回転ブラシ７を被掃除面に近づかせることで、被床面との負圧を上げたり、回転ブラシ７のかきあげ力を向上させたりすることにより、限られた掃除範囲を集中的に掃除を行う際の最適制御が実現でき集塵性能が向上する使用性の高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】
【００２７】
以上のように、本発明に係る電気掃除機は、塵埃が取れにくい場所を掃除する際に、吸込み具の往復速度が速くなることを応用して、吸込み力の向上等が自動的に行なえ、様々な床面のその時々の状態に対応できるため、幅広く利用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態１における電気掃除機の回路ブロック図
【図２】同実施の形態１における電気掃除機の外観図
【図３】同実施の形態１における電気掃除機の負荷電流変化の説明図
【図４】同実施の形態１における電気掃除機の吸込み具往復時の説明図
【図５】本発明の実施の形態２における吸込み具の内部構成図
【図６】従来の電気掃除機の外観図
【符号の説明】
【００２９】
２    電動送風機
６    吸込み具
７    回転ブラシ
８    電動機
１１  往復検出手段
１２  電流検出手段
１６  報知手段
１７  加速度センサ
１９  角度センサ
２３  ステッピングモータ（ノズル移動手段）
２５  ブラシ移動手段
【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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