(57)【要約】【課題】掃除の際の使用者の負担が少ない電気掃除機を提供する。【解決手段】電動送風機２を内包する掃除機本体２１と、掃除機本体２１の吸気側に接続されたホース２４と、被掃除面に接触して使用されると共に被掃除面から塵埃を吸込むための吸込み具３１と、ホース２４と吸込み具３１とを連通する伸縮自在の延長管２９と、ホース２４の延長管２９側に設けられた３軸加速度センサ（図示せず）と、延長管２９に設けられ、延長管２９を伸縮させるアクチュエータ１４とを備え、３軸加速度センサの出力に応じて、アクチュエータ１４を制御して、延長管２９を伸縮させるもので、例えば、ホース２４の延長管２９側に設けた把手２７を押した時に、延長管２９を伸ばし、把手２７を引いた時に、延長管２９を縮めるようにすれば、小さい操作で、吸込み具３１を大きく前後移動でき、掃除動作における使用者の負担を軽減することが出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動送風機を内包する掃除機本体と、前記掃除機本体の吸気側に接続されたホースと、被掃除面に接触して使用されると共に被掃除面から塵埃を吸込むための吸込み具と、前記ホースと前記吸込み具とを連通するように接続される伸縮自在の延長管と、前記ホースの前記延長管側に設けられた加速度センサと、前記延長管に設けられ、前記延長管を伸縮させるアクチュエータとを備え、前記加速度センサの出力に応じて、前記アクチュエータを制御して、前記延長管を伸縮させることを特徴する電気掃除機。
【請求項２】
加速度センサの出力から、ホースの延長管側に設けられ掃除の際に使用者が握る把手の往復操作を検出し、前記把手が押されている時には、延長管を伸ばし、前記把手が引かれている時には前記延長管を縮めることを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
加速度センサの出力から、吸込み具の持ち上げ操作を検出し、前記吸込み具を持ち上げる方向に操作した際には延長管を縮め、前記吸込み具をさげる方向に操作した際には前記延長管を伸ばすことを特徴とする請求項１または２に記載の電気掃除機。
【請求項４】
加速度センサの出力から、把手の操作速度を検出し、操作速度が速い時は、延長管の伸縮速度を速くし、操作速度が遅い時は、前記延長管の伸縮速度を遅くすることを特徴とする請求項２または３に記載の電気掃除機。
【請求項５】
吸込み具の下面に、前記吸込み具の床面への接地有無を検出するための接地検知手段を設け、前記吸込み具が床面に接地されていない時には、加速度センサの出力に基づく延長管の伸縮制御を行わない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、一般家庭などにおいて掃除に使用される電気掃除に関するもので、特に、掃除の際の負担軽減のための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、塵埃掻き上げ用の回転ブラシを内蔵した吸込み具と、延長管と、吸込み具と延長管を接続する伸縮自在のホースを備え、前記吸込み具の下面に、前記回転ブラシの回転方向を切り換える切換スイッチを設け、前記吸込み具の前後移動に伴って、前記切換スイッチが切換わるように構成し、使用者の前後操作に合わせて、前記回転ブラシの回転方向が正転／逆転と切換わり、その回転力によって、前記吸込み具が前進／後退を行うようにして、掃除動作における使用者の負担を軽減するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２５４００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載されたような従来の電気掃除機においては、使用者のわずかな操作で、吸込み具が大きく前後移動するため、掃除動作における使用者の負担は軽減するが、吸込み具の重量が重くなるため、吸込み具の取り回しが悪化するという課題や、回転ブラシの回転方向が切換わるのは、吸込み具の移動方向が変わった後になるため、方向を切り換える際に負荷が重くなるという課題があった。
【０００５】
また、近年、住居内におけるフローリングの占める割合が増加しており、そのために、床面傷つきの問題、回転ブラシが発する騒音の問題等から、前記回転ブラシのオン／オフ機能が付いている電気掃除機が一般的になってきており、回転ブラシをオフした状態では、かえって操作力が重くなるという課題もあった。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、吸込み具の取り回しを悪化させることなく、操作方向を切り換える際の負荷をも低減させると共に、回転ブラシのオン／オフに関わらず、掃除動作における使用者の負担を軽減した、使用性の高い電気掃除機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、電動送風機を内包する掃除機本体と、前記掃除機本体の吸気側に接続されたホースと、被掃除面に接触して使用されると共に被掃除面から塵埃を吸込むための吸込み具と、前記ホースと前記吸込み具とを連通するように接続される伸縮自在の延長管と、前記ホースの前記延長管側に設けられた加速度センサと、前記延長管に設けられ、前記延長管を伸縮させるアクチュエータとを備え、前記加速度センサの出力に応じて、前記アクチュエータを制御して、前記延長管を伸縮させるもので、例えば、ホースの延長管側に設けた把手が押されている時に、アクチュエータで延長管を伸ばし、把手が引かれている時に、延長管を縮めるようにすれば、使用者の小さい操作で、吸込み具を大きく前後移動させることができ、掃除動作における使用者の負担を軽減することが出来る。また、アクチュエータを設けた分、延長管の重量は増加するが、把手に近い部分であるため、吸込み具の取り回しにはほとんど影響を与えること
がない。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電気掃除機は、ホースの延長管側に設けた加速度センサの出力に応じて、延長管に設けられたアクチュエータを制御して、前記延長管を伸縮させるようにすることで、使用者の小さい動きで吸込み具を大きく往復させたり、吸込み具を持ち上げた際に、重心を把手側に移動させることにより、掃除の際の使用者の負担を軽減した、使用性の高いものである。
【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全体斜視図
【図２】同電気掃除機の回路ブロック図
【図３】（ａ）、（ｂ）同電気掃除機の加速度センサ出力波形を示す図
【図４】同電気掃除機の延長管伸縮時の様子を示す全体図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
第１の発明は、電動送風機を内包する掃除機本体と、前記掃除機本体の吸気側に接続されたホースと、被掃除面に接触して使用されると共に被掃除面から塵埃を吸込むための吸込み具と、前記ホースと前記吸込み具とを連通するように接続される伸縮自在の延長管と、前記ホースの前記延長管側に設けられた加速度センサと、前記延長管に設けられ、前記延長管を伸縮させるアクチュエータとを備え、前記加速度センサの出力に応じて、前記アクチュエータを制御して、前記延長管を伸縮させるもので、例えば、ホースの延長管側に設けた把手が押されている時に、アクチュエータで延長管を伸ばし、把手が引かれている時に、延長管を縮めるようにすれば、使用者の小さい操作で、吸込み具を大きく前後移動させることができ、掃除動作における使用者の負担を軽減することが出来る。また、アクチュエータを設けた分、延長管の重量は増加するが、把手に近い部分であるため、吸込み具の取り回しにはほとんど影響を与えることがない。
【００１１】
第２の発明は、特に、第１の発明の加速度センサの出力から、ホースの延長管側に設けられ掃除の際に使用者が握る把手の往復操作を検出し、前記把手が押されている時には、延長管を伸ばし、前記把手が引かれている時には前記延長管を縮めるもので、使用者の小さい操作で、吸込み具が大きく前後移動するようにでき、掃除動作における使用者の負担を軽減させるものである。
【００１２】
第３の発明は、特に、第１又は第２の発明の加速度センサの出力から、吸込み具の持ち上げ操作を検出し、前記吸込み具を持ち上げる方向に操作した際には延長管を縮め、前記吸込み具をさげる方向に操作した際には前記延長管を伸ばすもので、吸込み具を持ち上げて取り回しを行う際には、重心が把手に近くなるため、操作性が向上するものである。
【００１３】
第４の発明は、特に、第２又は第３の発明の加速度センサの出力から、把手の操作速度を検出し、操作速度が速い時は、延長管の伸縮速度を速くし、操作速度が遅い時は、前記延長管の伸縮速度を遅くするもので、使用者の操作に延長管の伸縮動作が追従するため、延長管の伸縮動作が、使用者の感覚に合致し、使用性が向上するものである。
【００１４】
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか一つの発明の吸込み具の下面に、前記吸込み具の床面への接地有無を検出するための接地検知手段を設け、前記吸込み具が床面に接地されていない時には、加速度センサの出力に基づく延長管の伸縮制御を行わないもので、例えば吸込み具を持ち上げての場所移動の際に、使用者の意図に反して、延長管が伸縮しないようになり、さらに使用性が向上するものである。
【００１５】
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。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電気掃除機の全体斜視図、図２は、同電気掃除機の回路ブロック図、図３は、同電気掃除機の加速度センサ出力波形、図４は、同電気掃除機の延長管伸縮時の様子を示す全体図である。図１、２において、本実施の形態における電気掃除機の掃除機本体２１は、後部に電動送風機２を内蔵した電動送風機室２２が配され、前部に、塵埃を捕集する集塵室２３が配され、掃除機本体２１の前部には、ホース２４の一端に設けた接続パイプ２５が着脱自在に接続される吸気口２６が設けられている。
【００１７】
ホース２４の他端には、掃除の際に握ると共に掃除機本体２１の運転を操作するための操作部９を有する把手２７を備えた先端パイプ２８が設けられている。前記操作部９は、操作手段として「切」スイッチ(図示せず)、「運転」スイッチ（図示せず）、及び「ブラシ切／入」スイッチ（図示せず）とで構成されており、前記把手２７には、使用者の操作状況を検出するための３軸加速度センサ１５が配されている。２９は、伸縮自在の延長管で、下流側端部が前記先端パイプ２８に着脱自在に接続され、他端は、塵埃掻き上げ用の回転ブラシ３０とその回転ブラシ３０を回転駆動する電動機１０を内蔵した吸込み具３１に着脱自在に接続される。
【００１８】
又、掃除機本体２１の後部には、コンセント（商用電源１）に接続して、掃除機本体２１に内蔵されている回路基板３２ａに電源を供給するための電源コード１３が設けられている。更に、前記吸込み具３１の底面には、被掃除面との接地の有無を検出するための接地検知手段１２が設けられており、前記延長管２９の内部には、前記延長管２９を伸縮させるためのアクチュエータ１４が設けられている。
【００１９】
次に、図２を用いて制御回路構成を説明する。回路図上の回路基板３２ａ、各ブロック３２ｂ、３２ｃ及び３２ｄは、それぞれ掃除機本体２１、ホース２４、延長管２９及び吸込み具３１に配されるものである。商用電源１には、電源波形のゼロクロスを検出するためのゼロクロス検出回路３と、信号制御手段４に電源を供給するための電源回路５と、電動送風機２と、電動機１０が接続されている。前記電動送風機２と電動機１０は、それぞれ駆動回路Ａ６と駆動回路Ｂ７を介して、前記信号制御手段４により位相制御されるように構成されている。
【００２０】
位相制御を行なうために必要となるゼロクロス検出回路３は、前記信号制御手段４に接続されている。延長管の伸縮を行うためのアクチュエータ１４は、駆動回路Ｃ８を介して、前記信号制御手段４によって制御される。把手２７の内部に配されている３軸加速度センサ１５の出力信号は、前記信号制御手段４に入力されるように接続されている。
【００２１】
１１は、前記吸込み具３１が、被掃除床面上に床面上の塵埃を吸引可能に接地（着床）されている時に閉路し、離床している時に開路するスイッチで、抵抗R１と組合せることで接地検知手段１２を構成している。尚、前記信号制御手段４は、ゼロクロスから、前記電動送風機２を駆動するまでの間に、前記接地検知手段１２からの出力をモニターすることによって、前記吸込み具３１の接地状態を判定することが可能となる。
【００２２】
以上のように構成された本実施の形態における電気掃除機の動作、作用を、図３及び図４を参照しながら説明する。３軸加速度センサ１５は、その名の通り、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に加わる加速度を検出する素子であり、その出力信号から、加速度と角度がわかるものである。また、速度や移動距離も、計算によって導き出すことができる。本実施の形態において
は、把手２７に設けた３軸加速度センサ１５から信号制御手段４に出力される信号によって常時、前記把手２７の移動速度・方向及び角度を検知している。
【００２３】
図３に、把手２７を前後に往復操作した時の３軸加速度センサ１５の出力波形と、前記３軸加速度センサ１５の出力信号から算出した速度及び、延長管２９の長さとの関係を示す。前記３軸加速度センサ１５を、Ｙ軸が把手２７の往復操作方向と一致するように配置した場合、把手２７の往復操作に合わせて、Ｙ軸の出力波形は図のように変化する。信号制御手段４は、この出力信号即ち、把手２７の加速度から、前記把手２７の操作速度を図のように算出する。次に、信号制御手段４は、算出した速度に応じて延長管２９の長さを変えるように駆動回路Ｃ８を介して、アクチュエータ１４を制御する。
【００２４】
具体的には、把手２７の操作速度が正のとき即ち、押されている時に、延長管２９を伸ばす方向に、逆に引かれている時には、延長管２９を縮める方向にアクチュエータ１４を制御し且つ、操作速度の絶対値に応じて、アクチュエータ１４への通電量を変えることで、延長管２９の伸縮速度を変えている。
【００２５】
操作速度の絶対値と、延長管２９の伸縮速度との関係は、予め決定されている値であり、図４に示すように、把手２７の操作幅に対して、吸込み具３１の往復幅が２倍になるように設定されている。尚、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す距離と同じ距離を、倍の速度で往復させた時の様子を示すものであるが、この制御によって、延長管２９の伸縮速度は、図３（ａ）の倍になるが、伸縮幅は、図３（ａ）のものと同一になる。
【００２６】
吸込み具３１の持ち上げ操作も同様に、加速度センサ１５のＺ軸（鉛直方向）または及び、Ｘ軸の出力変移によって検出できる。信号制御手段４は、吸込み具３１の持ち上げ操作を検出した場合、延長管２９を縮める方向にアクチュエータ１４を制御し、逆に吸込み具３１をおろす方向のときは、延長管２９を伸ばす方向にアクチュエータ１４を制御する。延長管２９の伸縮速度は、往復操作と同様、操作速度に応じてあらかじめ決められている値で制御される。
【００２７】
以上の構成においては、例えば、使用者が吸込み具３１を持ち上げた状態で場所を移動する場合にも、延長管２９は伸びる方向に制御されてしまう。これを防止するために、本実施の形態では、接地検知手段１２によって、吸込み具３１が接地されているか否かを検出し、前記吸込み具３１が接地されている時にのみ、把手２７の往復方向の操作に対しての延長管２９の伸縮制御を行うようにしている。
【００２８】
尚、３軸加速度センサ１５は、前述したように、加速度を検出するものであるため、吸込み具３１の持ち上げ・下げの操作は検出できるものの、吸込み具３１が接地されているかどうかまでを検出することが困難であるため、本実施の形態では、別途、吸込み具３１の接地検知手段１２を設けている。
【００２９】
以上のように、本実施の形態においては、把手２７に設けた３軸加速度センサ１５の出力に応じて、延長管２９に設けられたアクチュエータ１４を制御して、前記延長管２９を伸縮させるので、アクチュエータ１４の分、延長管２９の重量は増加するが、把手２７に近い部分であるために、取り回しにはほとんど影響を与えることなく、使用者の小さい動作で吸込み具３１を大きく動かすことができ、掃除動作における使用者の負担が軽減される。
【００３０】
また、３軸加速度センサ１５の出力から、吸込み具３１の往復操作を検出し、前記吸込み具３１が押されている時には、延長管２９を伸ばし、前記吸込み具３１が引かれている時には前記延長管２９を縮めるので、使用者の小さい操作で、吸込み具３１を大きく前後
移動させることができ、掃除動作における使用者の負担が軽減される。
【００３１】
また、吸込み具３１が持ち上げる方向に操作された際には延長管２９を縮め、前記吸込み具３１を下げる方向に操作された際には前記延長管２９を伸ばすので、吸込み具３１を持ち上げて取り回しを行う際には、重心が把手２７に近くなるため、操作性が向上する。
【００３２】
また、把手２７の操作速度に応じて、延長管２９の伸縮速度を変えるので、使用者の操作に延長管２９の伸縮動作が追従し、使用性が向上する。
【００３３】
また、吸込み具３１の下面に設けた接地検知手段１２によって、吸込み具３１が接地されているか否かを検出し、往復方向に対しての延長管２９の伸縮制御は、吸込み具３１が接地されている時のみ行うようにしているので、例えば吸込み具３１を持ち上げての場所移動の際に、使用者の意図に反して、延長管２９が伸縮しないようになり、さらに使用性が向上するものである。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上のように、本発明に係る電気掃除機は、吸込み具の取り回しを悪化させることなく、操作方向を切り換える際の負荷をも低減し、また、回転ブラシのオン／オフに関わらす、掃除動作における使用者の負担が軽減され、使用性の高いもので、家庭用だけでなく、業務用やセントラルクリーナー等、さまざまな形態の電気掃除機に応用展開可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１  商用電源
２  電動送風機
３  ゼロクロス検出回路
４  信号制御手段
５  電源回路
６  駆動回路Ａ
７  駆動回路Ｂ
８  駆動回路Ｃ
９  操作部
１０  電動機
１１  スイッチ
１２  接地検知手段
１３  電源コード
１４  アクチュエータ
１５  ３軸加速度センサ（加速度センサ）
２１  掃除機本体
２２  電動送風機室
２３  集塵室
２４  ホース
２５  接続パイプ
２６  吸気口
２７  把手
２８  先端パイプ
２９  延長管
３０  回転ブラシ
３１  吸込み具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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