(57)【要約】【課題】床面の種類や状態に最適な吸引力で掃除ができる電気掃除機を提供する。【解決手段】電動送風機２を有する電気掃除機本体２１と、ホース２４等を介して電気掃除機本体２１と接続され、被掃除面の塵埃を吸引する吸込み具３１と、電動送風機２と吸込み具３１とを連通する吸気通路（図示せず）内を通過する塵埃を検出する塵埃センサ８と、吸込み具３１内に設けられ塵埃をかきあげる回転ブラシ３０を駆動する電動機１０と、電動機１０の電流を検知する電流検知手段４１とを有し、単位時間あたりの前記塵埃センサ８の出力値を所定の周期毎に集計し、その集計結果から、被掃除面の塵埃の取れやすさを指数化（以降、「床面指数」と呼ぶ）し、電流検知手段４１の出力と床面指数の出力を演算する演算手段（図示せず）で、電動送風機２への通電量を変えるもので、床面の塵埃の情報を確実に得ると共に床面の種類を推定できるので、最適な吸引力を設定できる。【選択図】図２
2011206355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動送風機を有する電気掃除機本体と、
ホース等を介して前記電気掃除機本体と接続され、被掃除面の塵埃を吸引する吸込み具と、
前記電動送風機と前記吸込み具とを連通する吸気通路内を通過する塵埃を検出する塵埃センサと、
前記吸込み具内に設けられ塵埃をかきあげる回転ブラシを駆動する電動機と、
前記電動機の電流を検知する電流検知手段と、
少なくとも前記電動送風機への通電量を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、単位時間あたりの前記塵埃センサの出力値を所定の周期毎に集計し、その集計結果から、被掃除面の塵埃の取れやすさを指数化（以降、「床面指数」と呼ぶ）し、前記電流検知手段の出力と前記床面指数の出力とを演算し、前記電動送風機への通電量を変えるようにしたことを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】
前記制御部は、前記電流検知手段の出力の所定時間ごとの出力の最大値と前記床面指数の出力とを演算し、前記電動送風機への通電量を変えるようにした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】
前記制御部は、使用者による前記吸込み具の往復動作の時間より長い時間において、前記電流検知手段の出力の最大値と前記床面指数の出力を演算し、前記電動送風機への通電量を変えるようにした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】
前記制御部は、前記電流検知手段の出力と前記床面指数の出力の論理和を演算し、前記電動送風機への通電量を変えるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項５】
前記制御部は、使用者が前記吸込み具を操作する押し込み時の前記電流検知手段の出力と前記床面指数の出力を演算する演算手段で、前記電動送風機への通電量を変えるようにしたことを特徴とする請求項１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機に関するもので、特に、電気掃除機の制御の際の、床面（被掃除面）の状態検出技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、塵埃を検知する塵埃センサを用いて床面状態検知を行うようにした電気掃除機は、単位時間あたりの塵埃センサ出力を所定周期ごとに集計し、その集計結果から、被掃除面の塵埃の取れやすさを指数化（以降、「床面指数」と呼ぶ）することで、床面の状態を推定するものであるが、主に掃除時間に対する塵埃量の減少速度から床面の状態を推定するもの（例えば、特許文献１参照）や、塵埃の分布密度から床面の状態を推定するもの（例えば、特許文献２参照）、床ノズル内のモータの電流変動値により床面を推定する（例えば、特許文献３参照）等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３１８４２７６号公報
【特許文献２】特開平４−３２７８１８号公報
【特許文献３】特許第２５３９５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実際の掃除環境下においては、局所的に塵埃が分布している状態であるので、床面の状態検知を精度よく行うために、床面指数の算出周期を長く（５秒程度）取る必要があったり、また床面の種類となると、塵埃の量によってはフローリングとじゅうたんとではまったく違う状態とはならない場合もあった。
【０００５】
そのため、従来の方式においては、運転開始時や、掃除場所の移動、例えばフローリングからじゅんたんへの移動や、その逆への移動の際等には、床面指数の追従が遅れるという課題や、エリアマットの掃除の際等、頻繁に吸込み具の接地・離床を繰り返された場合には、塵埃センサの出力が安定せずに、間違った床面指数を算出してしまうという課題を有していた。
【０００６】
さらに、塵埃が定常的に入った際には、なかなか床面指数が低下せずに、床面を移動するといった場面もあり、床面の種類をすばやく判定できないことにもなっていた。
【０００７】
あわせて、モータの電流値変化単独での床面検出に対しては、耐久面での課題がある。つまり、電流の変化としては、モータの電流変化を捉えているが、経年変化に対する問題があり、使用時間に応じて電流が大きく変化したり、床ノズルのブラシの磨耗による床面との摩擦量の変化が発生したりすることで正確な床面検知ができなくなったりする。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、運転開始時や掃除場所の移動、さらには経年変化に対しても、素早く床面指数と電流センサでの信号によって、床面の種類や状態に最適な電動送風機のコントロールが可能な、使用性の高い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】
【０００９】
前記従来の課題を解決するため、本発明の電気掃除機は、電動送風機を有する電気掃除
機本体と、ホース等を介して前記電気掃除機本体と接続され、被掃除面の塵埃を吸引する吸込み具と、前記電動送風機と前記吸込み具とを連通する吸気通路内を通過する塵埃を検出する塵埃センサと、前記吸込み具内に設けられ塵埃をかきあげる回転ブラシを駆動する電動機と、前記電動機の電流を検知する電流検知手段と、少なくとも前記電動送風機への通電量を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、単位時間あたりの前記塵埃センサの出力値を所定の周期毎に集計し、その集計結果から、被掃除面の塵埃の取れやすさを指数化（以降、「床面指数」と呼ぶ）し、前記電流検知手段の出力と前記床面指数の出力とを演算し、前記電動送風機への通電量を変えるようにしたもので、床面状態の床面指数によって、床面の塵埃の情報を確実に得ることができ、さらには、吸込み具の電動機の電流情報が得られることで、床面の種類を推定できるので、それらの情報を元に、最適な吸引力を設定でき、省エネをより推進できるとともに、確実に塵埃を吸引できる使い勝手のよい電気掃除機を提供することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電気掃除機は、吸込み具からの塵埃の情報とあわせて、吸込み具の電動機の電流によって、床の状態を検出することで、床面の塵埃情報だけでなく、床面種類をも検出できることから、塵埃が簡単に吸引できる床面かどうかなどの情報も得られることで、床面状態により合わせた電動送風機の入力制御が可能となる使用性の高い電気掃除機を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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】同電気掃除機の塵埃センサの構成を示す断面図
【図４】同電気掃除機の塵埃センサの出力波形図
【図５】同電気掃除機の制御フローチャート
【図６】同電気掃除機の回転ブラシと床面間の摩擦量と床面との関係を示す図
【図７】同電気掃除機の回路ブロック図
【図８】同電気掃除機の電流波形図
【図９】同電気掃除機の電動機の電流波形図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明は、電動送風機を有する電気掃除機本体と、ホース等を介して前記電気掃除機本体と接続され、被掃除面の塵埃を吸引する吸込み具と、前記電動送風機と前記吸込み具とを連通する吸気通路内を通過する塵埃を検出する塵埃センサと、前記吸込み具内に設けられ塵埃をかきあげる回転ブラシを駆動する電動機と、前記電動機の電流を検知する電流検知手段と、少なくとも前記電動送風機への通電量を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、単位時間あたりの前記塵埃センサの出力値を所定の周期毎に集計し、その集計結果から、被掃除面の塵埃の取れやすさを指数化（以降、「床面指数」と呼ぶ）し、前記電流検知手段の出力と前記床面指数の出力とを演算し、前記電動送風機への通電量を変えるようにしたもので、床面状態の床面指数によって、床面の塵埃の情報を確実に得ることができ、さらには、吸込み具の電動機の電流情報が得られることで、床面の種類を推定できるので、それらの情報を元に、最適な吸引力を設定でき、省エネをより推進できるとともに、確実に塵埃を吸引できる使い勝手のよい電気掃除機を提供することができる。
【００１３】
第２の発明は、特に第１の発明において、前記制御部は、前記電流検知手段の出力の所定時間ごとの出力の最大値と前記床面指数の出力とを演算し、前記電動送風機への通電量を変えるようにしたもので、電動機の電流を確実に捕らえ、さらに精度の良い床面状態の検出を行うことができることで、床面の種類や状態を確実に検知して電動送風機の入力を可変できる電気掃除機である。
【００１４】
第３の発明は、特に第１及び第２の発明において、前記制御部は、使用者による前記吸込み具の往復動作の時間より長い時間において、前記電流検知手段の出力の最大値と前記床面指数の出力を演算し、前記電動送風機への通電量を変えるようにしたもので、使用者のノズル往復動作の状況に係らず、確実に電動機の電流の最大値を検出できることから、床面の種類の検知精度をさらに向上させながら、床面状態にあった電動送風機の制御を行うことができる。
【００１５】
第４の発明は、特に第１の発明において、前記制御部は、前記電流検知手段の出力と前記床面指数の出力の論理和を演算し、前記電動送風機への通電量を変えるようにしたもので、吸込み具の操作速度が使用者ごとに変化しても、その操作での吸込み具の押し出し（押し込み）状態を確実に検出できるので、その操作周期を越える所定時間を確実に設定でき、電流の最大値を得ることが可能となる。また、急峻なモータへの負荷などが発生した場合においても確実に床面の種類や床面の塵埃量の状態にあった電動送風機の動作を行える電気掃除機を提供できる。
【００１６】
第５の発明は、前記制御部は、使用者が前記吸込み具を操作する押し込み時の前記電流検知手段の出力と前記床面指数の出力を演算する演算手段で、前記電動送風機への通電量を変えるようにしたもので、使用者の動作感覚にあった検知を行えるので、床面の種類や床面の塵埃量の状態にあった電動送風機の動作を行える電気掃除機を提供できる。また、吸込み具の操作速度が使用者ごとに変化しても、その操作での吸込み具の押し出し（押し込み）状態を確実に検出できるので、その操作周期を越える所定時間を確実に設定でき、電流の最大値を得ることが可能となる。
【００１７】
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。
【００１８】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における電気掃除機について、図１〜９を用いて説明する。図１は、本実施の形態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、同電気掃除機の塵埃センサの構成を示す断面図、図４は、同電気掃除機の塵埃センサの出力波形、図５は、同電気掃除機の制御フローチャートである。
【００１９】
図１〜３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。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。
【００２０】
操作部９は、操作手段として「切」ボタン（図示せず）、「運転」ボタン（図示せず）とにより構成されている。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。
【００２１】
上記構成により、操作部９を操作して、電動送風機２を駆動させることで、吸込み具３１で吸引された被掃除面の塵埃は、延長管２９、ホース２４を通って掃除機本体２１へと運搬され、塵埃は、掃除機本体２１内に内蔵された集塵室２３で捕集されると共に、吸込み風は、掃除機本体２１の後部より外部に排出される。
【００２２】
又、掃除機本体２１の後部には、コンセントなどの商用電源１に接続されて、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、前記吸込み具３１が被掃除面に接地したときのみＯＮするリミットスイッチにより構成された離床検知手段１１が配置されている。８は、吸引した塵埃の量を検知する塵埃センサで、吸込み具３１と掃除機本体２１を連通する吸気通路の一部である接続パイプ２５に設けられている。
【００２３】
前記塵埃センサ８は、図３に示すように、発光手段である赤外発光ダイオード１５と、前記赤外発光ダイオード１５に対向して設けられた受光手段であるフォトトランジスタ１６とを備え、被掃除面から吸引した塵埃４０が、前記赤外発光ダイオード１５とフォトトランジスタ１６の間を通過する際に、赤外発光ダイオード１５から発せられる赤外光を前記塵埃４０がさえぎることで、前記フォトトランジスタ１６の出力が変化することを利用して、塵埃を検知するようにしたものである。
【００２４】
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及び３２ｃは、それぞれ掃除機本体２１、ホース２４及び、吸込み具３１に配されるものである。
【００２５】
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。
【００２６】
この時の位相制御角は、後述する床面指数と、塵埃センサ８の出力信号に応じて決定されている。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。
【００２７】
塵埃検知部の回路として、前記フォトトランジスタ１６の出力を増幅するための増幅回路１７及び、パルス変換手段１８を有しており、前記増幅回路１７とパルス変換手段１８は、赤外発光ダイオード１５とフォトトランジスタ１６の間を、径がΦ７０μｍ以上の塵埃が通過した時に、パルスが出力されるように設定されている。又、離床検知手段１１、操作部９及び、パルス変換手段１８は、信号制御手段４と電気的に接続されている。
【００２８】
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について、図５に示す制御フローチャートを用いて、以下にその動作、作用を説明する。
【００２９】
商用電源１が投入されたとき即ち、使用者が電気掃除機の電源コード１３の電源プラグ（図示せず）をコンセントに差し込んだ段階では、電動送風機２は停止の状態である。
【００３０】
ステップ１では、操作部９の操作状況を確認し、「運転」ボタンが押されたなら、電動送風機２の運転を行い、「切」ボタンが押されたなら、電動送風機２の運転を停止させる。
【００３１】
次にステップ２では、運転中かどうかの判断を行い、運転停止中であれば、塵埃センサ８の出力データを全てリセットすると共に、次回運転開始時に、床面指数算出周期を短くするための準備として、床面検知済フラグをリセットし、タイマＡ（図示せず）に５秒をセットする。運転中であれば、ステップ３に進む。
【００３２】
尚、床面検知済フラグとは、吸込み具３１の接地即ち、塵埃センサ８の出力値リセット後、最初の床面指数算出が済んでいるかを示すフラグであり、タイマＡは、床面指数算出
周期を短くする時間（請求項２における「所定時間」）の残り時間をカウントするためのカウントダウンタイマである。
【００３３】
ステップ３では、離床検知手段１１の出力から、吸込み具３１が被掃除面に接地されている（以降、「着床」と呼ぶ）か、被掃除面から離されている（以降、「離床」と呼ぶ）かを判断し、離床であれば、離床の時間を計測するための離床タイマ（図示せず）をカウントアップすると共に、着床後に、離床中の塵埃センサ８の出力値を除外して床面指数の算出を行うための準備として、０．１秒タイマ（図示せず）及び０．１秒間の塵埃センサ８の出力パルス数をリセットする。ステップ３で着床状態であれば、ステップ４に進み、床面指数等の算出処理を行う。尚、塵埃センサ８の出力パルス数のカウント（積算）は、常時行っており、後述するステップ１０以降で、０．１秒毎のパルス数を集計している。
【００３４】
ステップ４以降は、着床の時にしか処理されない部分である。まずステップ４では、床面検知済フラグがセットされているかどうかの判定を行っている。
【００３５】
床面検知済フラグがセットされていれば、ステップ５で離床時間が第３の所定時間（たとえば、０．５秒）以上であるか判定し、第３の所定時間以上であれば、タイマＡに５秒をセットすると共に、床面指数算出用の各タイマ、カウントをリセットすることで、次のステップ７で、５秒間は床面指数の判定周期を１秒に設定するための準備を行う。離床時間が０．５秒未満であれば、床面指数の判定周期は通常通りとなる。
【００３６】
ステップ４で床面検知済フラグがセットされていなければ、ステップ６で離床時間が第２の所定時間（例えば、２秒）以上であるか判定し、第２の所定時間以上であれば、タイマＡに５秒をセットすると共に、床面指数算出用の各タイマ、カウントをリセットすることで、次のステップ７で、５秒間は、床面指数の判定周期を１秒に設定するための準備を行う。離床時間が２秒未満であれば、床面指数の判定周期は通常通りとなる。
【００３７】
更にステップ７でタイマＡが０であるとき即ち、床面指数判定周期を短くする時間（請求項２における「所定時間」）を超えている時には、ステップ８で床面指数に応じて床面指数判定周期を切り換えている。
【００３８】
即ち、床面指数が高い（被掃除面の塵埃が取れにくい）状態の時には、床面指数算出周期を２．５秒に設定し、床面指数が低い（被掃除面の塵埃が取れやすい）状態の時には、床面指数算出周期を５秒に設定している。
【００３９】
ステップ９では、離床タイマのリセット、塵埃センサ８のパルス数集計タイミング計測用の０．１秒タイマ及び、床面指数算出タイミング計測用の床面タイマ（図示せず）のカウントアップ、並びに、床面指数算出周期を短くする時間（請求項２における「所定時間」）の残り時間を計測するためのタイマＡのカウントダウンを行っている。
【００４０】
ステップ１０以降は、塵埃センサ８の出力パルスの集計処理である。ステップ１０で０．１秒タイマが０．１秒に達していれば、ステップ１１に進む。このため、ステップ１１以降は、０．１秒毎に処理されることになる。
【００４１】
ステップ１１及び１２では、０．１秒間の塵埃センサ８の出力パルスに応じて、カウンタＡ（図示せず）及びカウンタＢ（図示せず）のカウントアップを行っている。カウンタＡには、０．１秒間のパルス数が２以上であった回数が、カウンタＢには、０．１秒間のパルス数が３以上であった回数が記憶されることになる。
【００４２】
ステップ１３では、０．１秒間のパルス数と、床面指数に応じて、表１に示すテーブル
に従って、電動送風機２の制御位相角を設定している。パルス数が多い（被掃除面の塵埃が多い）時ほど、又、床面指数が高い（被掃除面の塵埃が取れにくい）ほど、位相角を小さくすることで、パワーを上げる設定になっている。
【００４３】
【表１】
2011206355.tif 000003
【００４４】
ステップ１４では、床面タイマと、ステップ７で設定された床面指数算出周期とを比較して、床面指数算出のタイミングであるかどうかの判定を行い、床面指数算出タイミングであれば、床面指数の算出を行った後、ステップ１５で各タイマ、カウンタをリセットすると共に、床面検知済フラグをセットして、ステップ１に戻る。
【００４５】
床面指数算出は、以下のように行う。
【００４６】
まず最初に、床面指数算出タイミングにおけるカウンタＡ及びカウンタＢの値を、下式に基づいて補正する。
【００４７】
カウンタＡ（補正値）＝カウンタＡの値×（５秒÷床面指数算出周期）
カウンタＢ（補正値）＝カウンタＢの値×（５秒÷床面指数算出周期）
上式から分かるように、各カウンタの補正値は、床面指数算出周期間でのカウンタ値を、５秒間でのカウンタ値相当になるように比例計算によって算出した値である。
【００４８】
次にカウンタＡ、Ｂの補正値と、表２に示すテーブルに従って、床面指数を算出する。
【００４９】
【表２】
2011206355.tif 000004
【００５０】
図４に示すように、フローリング上では、局所的に塵埃の分布があっても、短時間で塵埃が除去されるため、パルス数は単発的に増加してすぐに低下する傾向にあり、じゅうたん上では、元々むだ毛が多く存在していたり、じゅうたんの奥まで塵埃が侵入しており、塵埃の除去に長い時間がかかる等の原因によって、フローリングに比べてパルス数の絶対値が多い傾向にある。
【００５１】
カウントＡ、Ｂの値から、床面指数を算出する方式は、既に公知であるので、詳細は割愛するが、前述した各床面の特性を利用して床面指数を精度よく算出するために、パルス数の絶対値ではなく、所定値以上のパルス数の発生頻度によって床面指数を算出する方式が一般的に用いられている。
【００５２】
以上のように、本実施の形態においては、離床検知手段１１によって、吸込み具３１の離床／着床状態を検出し、前記吸込み具３１が一旦被掃除面から離されて再度接地された時、床面指数算出用としてそれまでに蓄積した前記塵埃センサ８の出力データ（カウンタＡ、Ｂ）を一旦リセットし且つ、接地後から５秒間、床面指数の算出を通常の５分の１（１秒）周期で行うため、異なる掃除面への移動の際、従来のものよりも床面指数の追従性が向上する。
【００５３】
尚、床面指数の算出を短い周期で行うので、仮にフローリングへの移動において、移動先がたまたま局所的に塵埃の多い場所であった場合、床面指数を高い側（塵埃の取れにくい床面）に間違って算出してしまうが、その場所の塵埃を吸い込んだ後すぐに正しい床面指数を算出できるし、局所的に塵埃の多い場所と、塵埃の取れにくい床面とで、電動送風機の通電量が同一即ち、どちらも集塵性能アップのために一時的にパワーを高くしても違和感はなく、むしろ掃除実感に合った制御であると言える。
【００５４】
又、吸込み具３１が、被掃除面に接地されている状態で運転を開始した時や、運転を開始した後、初めて吸込み具３１が被掃除面に接地された時も、運転開始から５秒間、床面指数の算出を通常の５分の１（１秒）周期で行うため、運転開始時の床面指数追従性も向上する。
【００５５】
又、通常時には、床面指数が高い（被掃除面の塵埃が取れにくい）状態の時には、床面指数が低い（被掃除面の塵埃が取れやすい）状態の時の半分（２．５秒）の周期で床面指数の算出を行うので、フローリングで発生しやすい床面指数の誤算出を防止しつつ、じゅうたん即ち、床面指数の高い場所から、フローリングへの移動の際に、前記吸込み具３１の離床を伴わなかった場合でも、従来よりも床面指数の追従性を向上させることができる。
【００５６】
尚、床面指数が高い被掃除面を掃除している時には、長時間同じ場所を掃除し続けない限り、塵埃センサ８の出力はあまり低下しないので、たとえ床面指数の算出を短い周期で行っても、間違って床面指数を低い側に算出することはない。
【００５７】
又、床面検知済フラグによって、吸込み具３１の離床→着床時に、最初の床面指数算出が完了しているかどうかを判定し、離床→着床のタイミングが、最初の床面指数算出前で且つ、離床時間が２秒以内であった場合には、床面指数算出用としてそれまでに蓄積した前記塵埃センサ８の出力データをリセットせずに、前記吸込み具３１が被掃除面から離されている間の塵埃センサ８の出力値のみを除外して、接地後に床面指数の算出処理を継続して行うので、例えば、エリアマット等、頻繁に吸込み具３１の接地・離床が繰り返される掃除面に移動した場合でも、前記塵埃センサ８の出力データのリセットを繰り返し行うことがなく、更に離床時即ち、塵埃センサ８の出力が不安定な状態のデータを除外して床面指数を算出するので、間違った床面指数を算出することなく素早く床面指数を追従させ
ることができる。
【００５８】
又、吸込み具３１が被掃除面から離されている時間が０．５秒未満であった場合、接地時の塵埃センサ８の出力データのリセットを行わずに、前記吸込み具３１が被掃除面から離されている間の塵埃センサ８の出力値のみを除外して、接地後に床面指数の算出処理を継続して行うので、エリアマット等、頻繁に吸込み具３１の接地・離床を繰り返された場合でも、従来よりも精度よく床面指数を算出し且つ、通常の被掃除面を掃除している時と同様に、床面指数を都度更新することができるものである。
【００５９】
このような制御を行う塵埃センサ８を利用した床面状態推定にくわえて、吸込み具３１に内蔵されている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の電流変化を利用した推定を行う。
【００６０】
ここで、この電流変化での検出は、回転ブラシ３０と床面との摩擦量に大きな関係があることになる。図６に示すように床面の種類によって、前記回転ブラシ３０と床面での摩擦量に変化が生じる。じゅうたんでも、毛の長いものと短いものでは大きく変化することになる。よって、その変化を前記電動機１０の電流変化に変えて検出を行おうとするものである。
【００６１】
しかしながら、電流の変化において、前記のように摩擦量での関係が有るということになると、摩擦により磨耗して摩擦量が変化していくことは予想されることである。そこで、前記の塵埃センサ８での推定と合わせたセンシングを行うことによって、双方の長所を最大限に生かしながら精度のよい検出を確実に行えるようになる。
【００６２】
つまり、それぞれの長所・短所を確実に理解し、長所を生かした検出を行うことで、使用者にとって使い勝手のよいものとなる。
【００６３】
塵埃センサ８による判断としては、経年変化による影響がほとんどなく、対象となる塵埃は確実に入力されるが、床面全般的な塵埃の傾向はあるが、塵埃量が変化しない場合に判断が遅れる可能性がある。
【００６４】
電流による判断としては、床面変化に対する電流の変化は早いので、判定が早期にできるが、経年変化で、検出レベルが多く変化する。この内容を生かしながら、床面状態を推定する動作を図７を参照しながら説明する。
【００６５】
前記電動機１０に流れる電流を検知する電流検知手段４１を設け、この電流検知手段４１の出力を前記信号制御手段４が入力する。入力するタイミングについては、図８の測定ポイントで示したタイミングである。
【００６６】
このタイミングについて、説明すると、電動送風機２については、電力量を調整するために位相制御をかけて動作させているのであるが、同じ電源を用いているために、電流量の多い電動送風機２の動作に、電動機１０の波形が影響を受けることがある。位相制御での電力量の制御は、図８のＡ期間であり、この期間をはずせば、基本的には影響を受けることはない。また、電動機１０の動作については、１方向での動作を行っているが、使用者の吸込み具３１を動作させる動きは往復運動であり、押し込み際には同じ方向に動作を行っている（前進の回転方向）が、引き戻す際には電送機１０と引き戻し方向は逆回転になり、電流波形にも大きな影響が出る。それが図８のＢである。この波形を見ても、測定ポイントＣにおいては、その影響がほとんどないことがわかる。
【００６７】
よって、測定ポイントは電動送風機２と逆回転の影響の小さいポイントでおこなうこと
とした。このポイントでの測定において、吸込み具３１の使用者の動作は大まか約１秒の往復運動であり、この１秒の間に押し込みと引き戻しの動作を行うことになる。この動作に対しては、前記電動機１０に流れる電流値が変化することはいうまでもなく、押し込んだ最後のタイミングが、電流値が最も高くなる傾向にあり、引き戻し時には、回転ブラシ１０が浮き気味になりながら戻ってくるために、電流値が全般的に小さくなる傾向にある。そこで、一番高い電流と一番低い電流との差での判断を行うことになると、使用者によっては、押し込む際の押し込み方と引き戻す際の回転ブラシ１０の浮き気味レベルが異なり、変動差が大きくなったり、反対に小さくなったりして安定した変動差が得られにくい場面が出てくることになる。そこで、最大値を取ることで、一方向での電流レベルを確実に得ることができるので、通常の使用状態（押し込みの力下限を気にすることのないレベル）を確認して、設定すればいいことになる。
【００６８】
そこで、まず図６のように床面での摩擦量の違いを確認し、電流レベルを確認する。その中で、じゅうたんとフローリングの検知を行うためのレベルＤを設定する。このレベルについては、前記電動機１０のばらつきなどを含めた最大レベルでの判定Ｙ、センター値Ｘ、さらには経年変化（たとえば６００時間運転）での最大変化した際のレベルＺでも、床面検知のレベルがじゅうたんとフローリングが判断できるレベルとする。
【００６９】
これによって、製品のばらつきや、使用者の操作（押し込み時と引き戻し時での個人差）などを含めたすべてのばらつきに対しても、床面状態の判定は正確に検出できるようになる。
【００７０】
押し込み時と引き戻し時とでの信号レベル差については、図９のようなイメージである。押し込み時には、使用者が回転ブラシ１０に力を入れる方向に作用されるので、電流が大きめになり、引き戻し時には、逆に浮き気味になるため空回りする方向のデータが一般的になる。
【００７１】
ここで、この電流検知手段４１と前記床面指数との出力についての処理について説明する。
【００７２】
図７に回路ブロック図を示す。電流検知手段４１にて検出された床面検知と、床面指数による床面推定とを演算する演算手段４２によって、最終の床面状態を決定する。前記演算手段４２は、両方の信号が共にフローリング、じゅうたんと判断した場合には、それぞれフローリング、じゅうたんと判断を決定する。
【００７３】
このことによって、２センサーによって確実にどちら共に検知した際の判定ができ、非常に精度のよい検出ができることになる。
【００７４】
これに対して、切り替えを早くすることに特化する場合や、各センサのそれぞれの特徴を生かすために論理和での対応を行うことで、さらに別の特徴を生み出すことができる。つまり、電動機１０に流れる電流が、経年変化で大きく変化した場合や、機器のばらつきが推定以上に大きくなったりした場合などにおいても確実に床面状態を検出できるためには、どちらかの信号を優先しておく必要がある。
【００７５】
そこでどちらかが確実にフローリングもしくはじゅうたんと判断した場合には、そちらに演算結果として判定する。基本的にはフローリングからスタートし、どちらかがフローリング判定からじゅうたんに変化した場合にはじゅうたん判定とし、じゅうたん判定からフローリングになるまで継続する。このことによって、万一電動機１０の電流がじゅうたんのレベルにならない状態の変化が起きても、従来からの床面指数は塵埃の量に応じたものであるから、使用者の掃除を行う実感にはあっているはずであり、確実な検知ができる
ことになる。さらに、逆に電動機１０の電流は、床面に吸込み具３１を置いた時点で瞬時に判断がされることから、切り替えに対する反応が非常に早くなり、使用者にとってはより使用性の高い状態が提供できることになる。
【００７６】
床面指数で、床面の塵埃量と床面を推定でき、この内容で実際の掃除に対して床面指数で電動送風機２の電力量を前記信号制御手段４からの信号でコントロールすることで、塵埃が多いときには、電動送風機２の電力量をＵＰさせ、塵埃の少ないときには電力量をセーブすることを行っているわけであるが、今回、このコントロールにあわせてさらに電流検知手段４１によって、回転ブラシ３０より床面の摩擦量に沿った電流変化を検出し、この結果も合わせて、前記電動送風機２の電力量をコントロールすることになる。
【００７７】
よって、床面状態を今までよりも早く切り替えることが電流検知手段４１の出力で行うことができ、さらに２つのセンサでより確実な検知を行え、さらに経年変化などによりセンサ出力の変化に対しても確実に対応ができる画期的な床面状態の検出が行えることになる。
【００７８】
前記床面指数の出力を演算する演算手段４２によって、前記電動送風機２への通電量を変えることで、床面の種類や床面の塵埃量の状態にあった電気掃除機を提供することができる。
【００７９】
この発明によれば、床面状態の床面指数によって、床面の塵埃の情報を確実に得ることができ、さらには、吸込み具３１の電動機１０の電流情報が得られることで、床面の種類を推定できるので、それらの情報を元に、最適な吸引力を設定でき、省エネとなる掃除を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上のように、本願発明に係る電気掃除機は、最適な吸引力を設定することが出来るもので、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】
【００８１】
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  塵埃センサ
９  操作部
１０  電動機
１１  離床検知手段
１３  電源コード
１５  赤外発光ダイオード
１６  フォトトランジスタ
１７  増幅回路
１８  パルス変換手段
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
２８  先端パイプ
２９  延長管
３０  回転ブラシ
３１  吸込み具
４１  電流検知手段
４２  演算手段
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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