(57)【要約】【課題】被清掃面の種類を短時間で精度よく識別することができる電気掃除機の提供。【解決手段】電動送風機を有する掃除機本体と、被清掃面の塵埃を吸引する吸込具と、ホースと、延長管と、吸込具に設けられており、吸込具が被清掃面上を移動する際に吸込具に生じる振動を電圧で検知する振動検知部と、振動検知部により検出される電圧により被清掃面の種類を識別する制御部と、を有する電気掃除機。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸引風を発生する電動送風機を有する掃除機本体と、
下面に吸引口が設けられており、被清掃面の塵埃を吸引する吸込具と、
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、
前記吸込具に設けられており、前記吸込具が前記被清掃面上を移動する際に前記吸込具に生じる振動を電圧で検知する振動検知部と、
前記振動検知部により検出される前記電圧により前記被清掃面の種類を識別する制御部と、
を有する電気掃除機。
【請求項２】
前記制御部には、第１の閾値が設けられており、
前記制御部は、前記振動検知部により検出される前記電圧と前記第１の閾値とにより、前記被清掃面の種類を識別する請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
前記制御部には、前記第１の閾値よりも高い第２の閾値が設けられており、
前記制御部は、前記振動検知部により検出される前記電圧値、前記第１の閾値、及び前記第２の閾値により、前記被清掃面の種類を識別する請求項２に記載の電気掃除機。
【請求項４】
前記制御部は、前記被清掃面の種類に応じて、前記電動送風機の入力を制御する請求項１〜３のうちの何れか１項に記載の電気掃除機。
【請求項５】
前記吸込具には、前記被清掃面上の塵埃を掻き上げる回転ブラシが設けられており、
前記制御部は、前記被清掃面の種類に応じて、前記電動送風機の入力及び前記回転ブラシの回転数のうちの少なくとも一方を制御する請求項１〜３にうちの何れか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、一般家庭において使用される電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電気掃除機においては、吸込具が被清掃面上を移動する際に吸込具に生じる振動を検知し、被清掃面の種類を識別する構成を有する電気掃除機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような従来の電気掃除機としては、例えば、図６に示す構成を有する電気掃除機が提案されている。
【０００４】
図６に示すように、吸込具２０８の筐体内部には、吸込具２０８の振動を検知する振動検知センサ２１２と、振動検知センサ２１２からの出力信号を処理し、床面（被清掃面）の種類を判別し、その結果を出力する判別部２１６とが設けられている。
【０００５】
そして、従来の電気掃除機は、使用者が吸込具２０８を床面上で摺動させると、振動検知センサ２１２が吸込具２０８筐体の振動を検知し、判別部２１６が、振動検知センサ２１２が検知した信号を入力し、バンドパスフィルタにより周波数帯域を５００〜１０００Ｈｚに絞った後、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行い、最大値を与えるピーク周波数を算出し、さらにこのピーク周波数を予め設定しておいた２つ以上の床材弁別用の閾値と比較することによって、床の種類を判別するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１７２２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の電気掃除機においては、被清掃面の種類を短時間で精度よく識別するという観点からは、未だ改善の余地があった。
【０００８】
すなわち、上記従来の電気掃除機においては、振動検知センサにより吸込具の振動が検知された場合、判別部は、振動検知センサが検知した信号を入力し、バンドパスフィルタにより周波数帯域を５００〜１０００Ｈｚに絞った後、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行い、ピーク周波数を算出するため、ピーク周波数が確定するまでに時間がかかる場合があり、被清掃面の種類を識別するのに時間がかかる場合があることを本発明者らは見出した。
【０００９】
また、上記従来の電気掃除機においては、振動検知センサが検知した信号を入力し、バンドパスフィルタにより周波数帯域を５００〜１０００Ｈｚに絞った後、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行う必要があるため、被清掃面の種類を識別するためのプログラムが複雑になり、被清掃面の種類を識別するまでに時間がかかる場合があることを本発明者らは見出した。
【００１０】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、被清掃面の種類を短時間で精度よく識別することができる電気掃除機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、吸引風を発生する電動送風機を有する掃除機本体と、下面に吸引口が設けられており、被清掃面の塵埃を吸引する吸込具と、一端が掃除機本体に接続されるホースと、一端がホースの他端に接続され、他端が吸込具に接続される延長管と、吸込具に設けられており、吸込具が被清掃面上を移動する際に吸込具に生じる振動を電圧で検知する振動検知部と、振動検知部により検出される電圧により被清掃面の種類を識別する制御部と、を有する電気掃除機を提供する。
【００１２】
上述のように、本発明の電気掃除機は、振動検知部が吸込具の振動を電圧で検知し、制御部がこの電圧に基づき被清掃面の種類を識別するように構成したものである。
【００１３】
これにより、制御部が、振動検知部により検知される電圧を直接処理することで被清掃面の種類を識別するため、短時間で精度よく被清掃面の種類を識別することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の電気掃除機によれば、被清掃面の種類を短時間で精度よく識別することができる電気掃除機を提供することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の電気掃除機の実施の形態１を示す概観図
【図２】本発明の電気掃除機の実施の形態１におけるブロック図
【図３】本発明の電気掃除機の実施の形態１におけるタイミングチャート
【図４】本発明の電気掃除機の実施の形態１におけるタイミングチャート
【図５】本発明の電気掃除機の実施の形態２におけるタイミングチャート
【図６】従来の電気掃除機用吸込具の側部断面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
第１の発明は、吸引風を発生する電動送風機を有する掃除機本体と、下面に吸引口が設けられており、被清掃面の塵埃を吸引する吸込具と、一端が掃除機本体に接続されるホースと、一端がホースの他端に接続され、他端が吸込具に接続される延長管と、吸込具に設けられており、吸込具が被清掃面上を移動する際に吸込具に生じる振動を電圧で検知する振動検知部と、振動検知部により検出される電圧により被清掃面の種類を識別する制御部と、を有する電気掃除機としたものである。
【００１７】
これにより、制御部が、振動検知部により検知される電圧を直接処理することで被清掃面の種類を識別するため、短時間で精度よく被清掃面の種類を識別することができる。
【００１８】
第２の発明は、特に第１の発明において、制御部には、第１の閾値が設けられており、制御部は、振動検知部により検出される電圧と第１の閾値とにより、被清掃面の種類を識別する構成としたものである。これにより、制御部は、被清掃面の種類を短時間で精度よく識別することができる。
【００１９】
第３の発明は、特に第２の発明において、制御部には、第１の閾値よりも高い第２の閾値が設けられており、制御部は、振動検知部により検出される電圧値、第１の閾値、及び第２の閾値により、被清掃面の種類を識別する構成としたものである。これにより、制御部は、被清掃面の種類をさらに短時間で精度よく識別することができる。
【００２０】
第４の発明は、特に第１〜第３の発明において、制御部は、被清掃面の種類に応じて、電動送風機の入力を制御する構成としたものである。これにより、制御部は、被清掃面の種類を短時間で精度よく識別し、被清掃面の種類に応じて電動送風機の入力を素早く制御
することができるため、無駄な電力の消費を十分に抑制することができ、効率のよい掃除が行える電気掃除機を提供することができる。
【００２１】
第５の発明は、特に第１〜第３の発明において、吸込具には、被清掃面上の塵埃を掻き上げる回転ブラシが設けられており、制御部は、被清掃面の種類に応じて、電動送風機の入力及び回転ブラシの回転数のうちの少なくとも一方を制御する構成をしたものである。これにより、制御部は、被清掃面の種類を短時間で精度よく識別し、被清掃面の種類に応じて電動送風機の入力及び回転ブラシの回転数のうちの少なくとも一方を素早く制御することができるため、無駄な電力の消費を十分に抑制することができ、効率のよい掃除が行える電気掃除機を提供することができる。
【００２２】
以下、図面を参照しながら本発明の電気掃除機の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号付し、重複する説明は省略する。
【００２３】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１について、図１〜図４を用いて説明する。
【００２４】
図１は、本発明の電気掃除機の実施の形態１を示す概観図である。また、図２は、本発明の電気掃除機の実施の形態１におけるブロック図である。さらに、図３は、本発明の電気掃除機の実施の形態１におけるタイミングチャートである。また、図４は、本発明の電気掃除機の実施の形態１におけるタイミングチャートである。
【００２５】
図１に示すように、電気掃除機１００は、主として、掃除機本体１と、ホース４と、延長管と６と、下面に吸入口（図示せず）が設けられた吸込具７とから構成されている。
【００２６】
掃除機本体１は、主として、被清掃面の塵埃を吸引する吸引風を発生させる電動送風機２と、この電動送風機２よりも吸引側に配置されており、電動送風機２によって吸引された塵埃を捕集する集塵部（図示せず）と、電動送風機２の入力を制御する制御部３とから構成されている。
【００２７】
掃除機本体１の前方には、ホース４が着脱自在に接続されている。また、ホース４の他端には、使用者が電動送風機２を動作させる運転モード（例えば強・中・弱・停止等の吸込み力）を選択する操作部５が設けられている。ホース４の操作部５が設けられている他端側には、延長管６の一端が着脱自在に接続されている。延長管６の他端は吸込具７に接続されており、吸込具７から吸込まれた塵埃を含む吸引風は、延長管６、ホース４を介して掃除機本体１内の集塵部（図示せず）に集塵される。
【００２８】
図１に示すように、吸込具７の内部には、吸込具７が被清掃面上を移動する際に吸込具７に生じる振動を電圧で検知する振動検知部８と、被清掃面の塵埃を掻き上げる回転ブラシ９とが設けられている。振動検知部８は、通常モールドされた電子部品で構成されており、振動検知部８の内部に塵埃が侵入しない構成となっている。
【００２９】
図２に示すように、制御部３は、使用者が任意に選択した電動送風機２を動作させる運転モード（例えば強・中・弱・停止等の吸込み力）の信号及び振動検知部８からの信号に基づき、電動送風機２の入力及び回転ブラシ９の回転数を制御する。
【００３０】
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。
【００３１】
通常、使用者が被清掃面の掃除を行う場合、使用者は、操作部５により電動送風機２を
動作させる運転モード（例えば強・中・弱・停止等の吸込み力）を選択し、吸込具７を被清掃面上で前後に動作させて被清掃面上の塵埃を吸引させる。このとき、吸込具７が被清掃面上を移動することにより、吸込具７には被清掃面表面の凹凸に応じた振動が加わる。吸込具７に振動が加わると、吸込具７の内部に設けられた振動検知部８にも振動が加わる。この被清掃面表面の凹凸は、被清掃面の種類ごとに異なるため、制御部は、振動検知部８により検出される振動により、被清掃面の種類を識別することができる。
【００３２】
振動検知部８に振動が加わると、振動検知部８の内部にある圧電セラミックに圧力がかかり、電荷が発生する。この電荷量は、振動検知部８に加わった振動の大きさに比例して発生する。この電荷量は、振動検知部８内で、電圧に変換及び増幅された後、振動検知部８から制御部３に送信される。制御部３には予め定められた第１の閾値が記憶されたおり、制御部３は、第１の閾値と振動検知部８からの電圧の信号とに基づき、被清掃面の種類を識別している。そして、制御部３は、被清掃面の種類に応じて、電動送風機２の入力を制御する。
【００３３】
例えば、図３に示すように、被清掃面が木床等の凹凸の小さい被清掃面の場合、吸込具７が被清掃面上を移動する際に吸込具７に生じる振動は小さくなるため、振動検知部８により検出される振動も小さくなる。この場合、振動検知部８から制御部３に送られる電圧の信号は、予め定められた第１の閾値よりも小さくなる。
【００３４】
また、図４に示すように、被清掃面が絨毯等の凹凸の大きい被清掃面の場合、吸込具７は絨毯の毛足に沿って上下に振動するため、吸込具７が被清掃面上を移動する際に吸込具７に生じる振動は大きくなり、振動検知部８により検出される振動も大きくなる。この場合、振動検知部８から制御部３に送られる電圧の信号は、予め定められた第１の閾値よりも大きくなる。
【００３５】
以上のように、制御部３は、振動検知部８からの信号が第１の閾値よりも小さい場合には、被清掃面の種類が木床等の凹凸の小さい被清掃面であると判断し、振動検知部８からの信号が第１の閾値以上である場合には、被清掃面の種類が絨毯等の凹凸の大きい被清掃面であると判断する。
【００３６】
一般的に、被清掃面が絨毯等の凹凸の大きい被清掃面である場合、絨毯の毛足内に塵埃がたまりやすく、また絨毯自体からもむだ毛等が発生する。そこで、制御部３は、被清掃面の種類が絨毯等の凹凸の大きい被清掃面であると判断した場合には、使用者により選択されている電動送風機２の入力よりも高い入力である第１の入力値となるように、電動送風機２の入力を増加させる制御を行う。これにより、塵埃を吸引する吸引力を強力にすることで掃除を効率的に行うことができるようになる。
【００３７】
ここで、「第１の閾値」は、被清掃面の種類、電動送風機の入力、吸込具が被清掃面上を移動する速度、及び吸込具が被清掃面に押し付けられる強さなどにより決定されるもので、これらを考慮して、実験、シミュレーション、及びモニターのうちの何れかにより予め求めて設定しておいてもよい。
【００３８】
また、「第１の入力値」は、被清掃面の種類、被清掃面上の塵埃量、電動送風機の入力などにより決定されるもので、これらを考慮して、実験、シミュレーション、及びモニターのうちの何れかにより予め求めて設定しておいてもよい。
【００３９】
なお、本実施の形態においては、制御部３は、被清掃面の種類が絨毯等の凹凸の大きい被清掃面であると判断した場合には、使用者により選択されている電動送風機２の入力よりも高い入力となるように、電動送風機２の入力を増加させる制御を行う構成について説
明したが、制御部３は、被清掃面の種類が絨毯等の凹凸の大きい被清掃面であると判断した場合には、使用者により選択されている電動送風機２の入力に対応する回転ブラシ９の回転数よりも高い回転数となるように、回転ブラシ９の回転数を増加させる制御を行うように構成されていてもよく、また、制御部３は、被清掃面の種類が絨毯等の凹凸の大きい被清掃面であると判断した場合には、電動送風機２の入力及び回転ブラシ９の回転数の両方を増加させる制御を行うように構成されていてもよい。
【００４０】
また、回転ブラシ９の回転数を制御する方法としては、吸込具７内に回転ブラシ９を駆動するモータ等の駆動部を設け、この駆動部により回転ブラシ９を回転駆動させる場合は、制御部３が駆動部への入力を増加させることで、回転ブラシ９の回転数を増加させるように構成されていればよく、また、吸込具７内に回転ブラシ９を駆動するモータ等の駆動部を設けず、電動送風機２の吸引風によって回転ブラシ９を回転駆動させる場合には、電動送風機２の入力を増加させることで、回転ブラシ９の回転数を増加させるように構成されていればよい。
【００４１】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について、図５を加えて説明する。なお、上述した実施の形態１と重複する構成については、説明を省略する。
【００４２】
図５は、本発明の電気掃除機の実施の形態２におけるタイミングチャートである。
【００４３】
図５に示すように、制御部３には、予め定められた第１の閾値と、第１の閾値よりも高い第２の閾値が記憶されており、制御部３は、第１の閾値、第２の閾値、及び振動検知部８からの信号に基づき、被清掃面の種類を識別している。
【００４４】
被清掃面が絨毯である場合、吸込具７に加わる振動は、絨毯の毛足の長さによって変化する。例えば、被清掃面が毛足の短い絨毯である場合、振動検知部８により検出される信号は、第１の閾値をやや超える程度の信号となる。一方、被清掃面が毛足の長い絨毯である場合、振動検知部８により検出される信号は第１の閾値を十分に超えた信号となり、毛足の短い絨毯に比べて大きくなる。したがって、振動検知部８からの信号の大きさによって、被清掃面の種類をさらに細かく識別することができる。
【００４５】
図５に示すように、制御部３には、第１の閾値よりも高い第２の閾値が予め記憶されており、制御部３は、振動検知部８からの信号が第２の閾値以上となった場合には、被清掃面が毛足の長い絨毯であると判断する。また、制御部３は、振動検知部８からの信号が第１の閾値以上で、かつ、第２の閾値未満である場合には、上述した実施の形態１と同様に、被清掃面が毛足の短い絨毯であると判断する。さらに、制御部３は、振動検知部８からの信号が第１の閾値未満である場合には、上述した実施の形態１と同様に、被清掃面が木床等の凹凸の小さい被清掃面であると判断する。
【００４６】
そして、制御部３は、振動検知部８からの信号が第１の閾値以上で、かつ、第２の閾値未満である場合には、使用者により選択されている電動送風機２の入力よりも高い入力である第１の入力値となるように、電動送風機２の入力を増加させる制御を行う。また、制御部３は、振動検知部８からの信号が第２の閾値以上となった場合には、使用者により選択されている電動送風機２の入力よりも高く、かつ、第１の入力値よりも高い入力である第２の入力値となるように、電動送風機２の入力を増加させる制御を行う。
【００４７】
ここで、「第２の閾値」は、被清掃面の種類、被清掃面の種類、電動送風機の入力、吸込具が被清掃面上を移動する速度、及び吸込具が被清掃面に押し付けられる強さなどにより決定されるもので、これらを考慮して、実験、シミュレーション、及びモニターのうち
の何れかにより予め求めて設定しておいてもよい。
【００４８】
また、「第２の入力値」は、被清掃面の種類、被清掃面上の塵埃量、電動送風機の入力などにより決定されるもので、これらを考慮して、実験、シミュレーション、及びモニターのうちの何れかにより予め求めて設定しておいてもよい。
【００４９】
なお、本実施の形態においては、制御部３は、振動検知部８からの信号が第１の閾値以上で、かつ、第２の閾値未満である場合、または、振動検知部８からの信号が第２の閾値以上となった場合には、電動送風機２の入力を増加させる制御を行う構成について説明したが、上述の実施の形態１と同様に、制御部３は、振動検知部８からの信号が第１の閾値以上で、かつ、第２の閾値未満である場合、または、振動検知部８からの信号が第２の閾値以上となった場合には、回転ブラシ９の回転数を増加させるように構成されていてもよく、また、電動送風機２の入力及び回転ブラシ９の回転数の両方を増加させるように構成されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の電気掃除機は、制御部が被清掃面の種類を判断し、それに応じて電動送風機の入力または回転ブラシの回転数のうちの少なくとも一方を制御するものであるため、家庭用の電気掃除機だけでなく、業務用の電気掃除機への応用展開も有用である。
【符号の説明】
【００５１】
１  掃除機本体
２  電動送風機
３  制御部
４  ホース
５  操作部
６  延長管
７  吸込具
８  振動検知部
９  回転ブラシ
【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１】
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【図６】
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