(57)【要約】    【課題】吸引ホースの導線の本数を減らすために負荷への電力供給と状態検出用の電源供給に共通の導線を用いた場合でも、ノイズの影響を受けにくい構成を実現する。    【解決手段】電圧源を有する本体と、本体に一端が接続され電圧源からの電圧を他端へ導く導線を有する吸引ホースと、吸引ホースの他端側に配置される負荷と、他端側へ導かれた前記電圧をスイッチングして負荷を駆動するスイッチング素子と、吸引ホースの他端側に配置される状態検出素子と、状態検出素子が検出する状態に応じた電圧レベルを吸引ホースの他端側へ導かれた電圧から生成する状態検出回路と、スイッチング素子のスイッチングを制御し、かつ、状態検出素子が検出した状態に応じて制御を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記負荷の駆動中は前記スイッチング素子がオフの期間にのみ前記状態検出素子による状態の検出を行う電気掃除機。【選択図】図２
2019042006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧源を有する本体と、
前記本体に一端が接続され前記電圧源からの電圧を他端へ導く導線を有する吸引ホースと、
前記吸引ホースの他端側に配置される負荷と、
他端側へ導かれた前記電圧をスイッチングして負荷を駆動するスイッチング素子と、
前記吸引ホースの他端側に配置される状態検出素子と、
前記状態検出素子が検出する状態に応じた電圧レベルを前記吸引ホースの他端側へ導かれた電圧から生成する状態検出回路と、
前記スイッチング素子のスイッチングを制御し、かつ、前記状態検出素子が検出した状態に応じて制御を実行する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記負荷の駆動中は前記スイッチング素子がオフの期間にのみ前記状態検出素子による状態の検出を行う電気掃除機。
【請求項２】
前記吸引ホースの他端側の先に回転ブラシを有する吸込口体が装着され、前記負荷は前記回転ブラシを回転させるモータであり、
前記状態検出素子はユーザからの指示に係る操作の状態を検出する請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
前記吸引ホースは、他端側に複数の状態検出素子を有し、
前記状態検出回路は、何れの状態検出素子が何れの状態を検出しているかに応じて異なる電圧レベルを前記制御部に入力する請求項１または２に記載の電気掃除機。
【請求項４】
前記制御部は、前記負荷を駆動している場合、前記スイッチング素子のオフの終期またはその終期より所定の期間だけ前のタイミングで前記状態検出回路からの電圧レベルを検出する請求項１〜３の何れか一つに記載の電気掃除機。
【請求項５】
前記制御部は、前記負荷をパルス幅変調方式のスイッチングにより駆動する請求項１〜４の何れか一つに記載の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は電気掃除機に関し、より詳細には一端が本体に接続される吸引ホースの他端側に接続されてスイッチング駆動される負荷と、前記他端側に配置される状態検出素子と、前記状態検出素子のオンとオフとに応じた電圧レベルを生成する状態検出回路とを備えた電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸引用の電動送風機と集塵室とを有する本体に吸引ホースの一端が接続され、その吸引ホースをユーザが引っ張って本体を移動させるキャニスター型の掃除機が広く用いられている。
キャニスター型の掃除機では一般に、ユーザが掃除機を操作し易いようにユーザが手で持つ吸引ホースの他端部に電動送風機をオンオフさせる操作スイッチ等が配置される。
【０００３】
また、吸引ホースの他端側には、延長パイプを介して床面の塵埃を吸引する吸込口体が接続され、その吸込口体に回転ブラシが配置されたものが多い。回転ブラシは、回転して床面上の塵埃を掻き上げる。吸引の気流で回転するものもあれば、モータの駆動力で回転するものもある。床に敷かれたカーペットやラグの塵埃を掻き出す能力は、モータ駆動型の回転ブラシが気流で回転するものよりも優れている。近年はモータ駆動型回転ブラシを有する電気掃除機が多い。
これら操作スイッチやモータは本体から電源の供給を受けて動作する。吸引ホースの一端側から他端側へ電源を供給する導線は、屈曲あるいは本体を引っ張る荷重に耐えて断線や短絡が生じないようにしなければならない。そのため、弾性を有しつつ剛性に富む硬鋼線を弦巻バネ状に形成して円筒状の吸引ホース表面に複数本配置し、それぞれの硬鋼線を絶縁被覆して、導線として用いるのが一般的である。
【０００４】
硬鋼線は、銅線よりも高い剛性を有しているので断線や短絡が生じにくく、また銅線に比べて軽量で安価である。
しかし、硬鋼線は銅線に比べると抵抗率が大きい。また、吸引ホースは全長が１メートルを越え、表面に巻かれる硬鋼線の全長はそれよりもずっと長いのでノイズの影響を受けやすい。
これに関連して、吸引ホースに配置される運転スイッチからの信号を受けて電源（バッテリー）をオンオフするラッチスイッチ回路のノイズによる誤動作を防止できる構成、さらに前記信号をマイクロコンピュータへの操作入力手段に用いる構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−９７４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、吸引ホースは導線として複数の弦巻バネ状の硬鋼線を用いるが、重量や屈曲性の関係から使用できる本数には限りがある。その観点から、回転ブラシ用のモータ等、負荷への電力供給とスイッチ等の状態検出用の電源供給に共通の導線を用いて、できるだけ導線の本数を少なくすることが好ましい。
一方で、硬鋼線は抵抗率が大きく全長が長いので負荷電流の多少による電圧降下の影響を受け易く、電圧の変動はスイッチの状態検出に関してノイズの要素になる。
この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、吸引ホースの導線の本数を減らすために負荷への電力供給と状態検出用の電源供給に共通の導線を用いた場合でも、ノイズの影響を受けにくい構成を実現するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、電圧源を有する本体と、前記本体に一端が接続され前記電圧源からの電圧を他端へ導く導線を有する吸引ホースと、前記吸引ホースの他端側に配置される負荷と、他端側へ導かれた前記電圧をスイッチングして負荷を駆動するスイッチング素子と、前記吸引ホースの他端側に配置される状態検出素子と、前記状態検出素子が検出する状態に応じた電圧レベルを前記吸引ホースの他端側へ導かれた電圧から生成する状態検出回路と、前記スイッチング素子のスイッチングを制御し、かつ、前記状態検出素子が検出した状態に応じて制御を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記負荷の駆動中は前記スイッチング素子がオフの期間にのみ前記状態検出素子による状態の検出を行う電気掃除機を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
この発明による電気掃除機において、制御部は、負荷の駆動中はスイッチング素子がオフの期間にのみ状態検出回路の状態を検出するので、吸引ホースの導線の本数を減らすために負荷への電力供給と状態検出用の電源供給に共通の導線を用いた場合でも負荷の駆動に伴うノイズの影響を受けにくい構成を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この実施の形態による電気掃除機の外観斜視図である。
【図２】図１に示す電気掃除機の電気的な概略構成を示すブロック図である。（実施の形態１）
【図３】図２に示す電気掃除機において、トランジスタＱ１のコレクタ電圧Ｖｃと、アナログ入力端子の電圧レベルＶｉｎの波形を示すグラフである。
【図４】図２と異なる態様の構成を示すブロック図である。（実施の形態２）
【図５】図４と異なる態様の構成を示すブロック図である。（実施の形態３）
【図６】図２とさらに異なる態様の構成を示すブロック図である。（実施の形態４）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。
（実施の形態１）
図１は、この実施の形態による電気掃除機の外観斜視図である。図１に示すように、電気掃除機１０は、本体１１、吸引ホース２１、手元ハンドル２２、手元ハンドルに敷設された手元操作部２３、延長パイプ２４および吸込口体２５を備える。
【００１１】
吸引ホース２１は一端が本体１１の前方に離脱可能に接続され、ユーザは手元ハンドル２２を手で保持しながら延長パイプ２４の先端の吸込口体２５を床面に接触させながら移動させることができる。
本体１１は、両側面に一対のリング状車輪を、前方下部に自在車輪をそれぞれ備え、使用者が手元ハンドル２２を手で保持して移動するとき、本体１１はその移動に追随する。
本体１１は、床面の塵挨を空気と共に吸込口体２５から延長パイプ２４と吸引ホース２１を介して吸引する。
【００１２】
図２は、図１に示す電気掃除機の電気的な概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、本体は電圧源１３、制御用のマイクロコンピュータであるＭＰＵ１５、トランジスタ駆動回路１６、吸引モータ駆動回路１７および吸引モータ１８を備える。さらに、状態検出回路の要素である接地抵抗Ｒ０、スイッチング素子であるトランジスタＱ１およびフリーホイリングダイオードＦＤを備える。フリーホイリングダイオードＦＤは、インダクタンス成分を有する負荷であるブラシモータ２７の電流をトランジスタＱ１がオフする際に、急激な電流の変化に対してトランジスタＱ１の耐圧を超える高電圧がエミッタ−コレクタ間に瞬時的にかかるのを防ぐためのものである。
手元操作部２３は、操作スイッチＳＷ１と、状態検出回路の要素である抵抗Ｒ１を備える。
吸込口体２５の下面には、回転ブラシが配置されている（図１および図２に不図示）。さらに、吸込口体２５は、回転ブラシを回転させるブラシモータ２７を備える。吸込口体２５のブラシモータ２７は延長パイプ２４を介して手元操作部２３と電気的に接続されている。接続のために延長パイプ２４は、２本の導線を有するが、屈曲する吸引ホース２１と異なり延長パイプ２４の導線は直線状に形成される。
【００１３】
電圧源１３は、図示しない電源コードを介して外部の商用交流電源から電力の供給を受け直流電圧を生成する。電圧源１３が生成する直流電圧の値は、一例で１８ボルトである。あるいは、電圧源１３は、充電池であってもよい。その場合、電圧源１３としての充電地の出力電圧は満充電からの使用に伴い変動するが一例で２１Ｖ〜１５Ｖである。本体１１のＭＰＵ１５、トランジスタ駆動回路１６、吸引モータ駆動回路１７の各回路は、電圧源１３で生成された直流電圧の供給を受けて動作する。また、吸引モータ１８を駆動する電源となる。なお、変形例として吸引モータ１８は商用交流電源で回転する交流モータであってもよい。その場合でもＭＰＵ１５が制御する吸引モータ駆動回路１７は電圧源１３から直流電圧の供給を受けて動作する。
トランジスタ駆動回路１６は、ＭＰＵ１５から出力されるパルス信号出力を受けてトランジスタＱ１をドライブする。
【００１４】
ブラシモータ２７の一方の端子は、吸引ホース、延長パイプ２４を介して本体１１の電圧源１３に接続されている。他方の端子は、トランジスタＱ１のコレクタおよびエミッタを経て接地されている。ブラシモータ２７を回転させる際に、トランジスタＱ１は前記パルス信号に同期してオンおよびオフを繰り返す。一例で、トランジスタＱ１がオンおよびオフを繰り返すスイッチングの周期は２０ミリ秒である。
トランジスタＱ１がオンの期間、電圧源１３の直流電圧がブラシモータ２７の両端子間に印加される。トランジスタＱ１がオフの期間、両端子間に電圧がかからない。このスイッチングにより、ブラシモータ２７の端子には、平均すると電圧源１３に直結された場合よりも低い電圧が印加された状態になる。従って、電圧源１３に直結された場合よりも低い回転速度で回転する。
手元操作部２３には、操作スイッチＳＷ１が配置されている。この実施形態で操作スイッチＳＷ１は押されている間だけ接点が閉じるタクトスイッチである。
【００１５】
操作スイッチＳＷ１が押されると、電圧源１３から吸引ホース２１を介して供給される直流電圧が抵抗Ｒ１および接地抵抗Ｒ０を介して流れる。抵抗Ｒ１と接地抵抗Ｒ０とが接続される箇所がＭＰＵ１５のアナログ入力端子に導かれ、ＭＰＵ１５は、その箇所の電圧レベルＶｉｎを検出する。一例で、接地抵抗Ｒ０の電気抵抗は１２０ｋΩ、抵抗Ｒ１の電気抵抗は２２０ｋΩである。
操作スイッチＳＷ１の接点が開いた状態で、前述のアナログ入力端子は接地抵抗Ｒ０を介して接地され、電圧レベルＶｉｎはゼロである。操作スイッチＳＷ１が押されて接点が閉じると、抵抗Ｒ１の一端が吸引ホース２１を介して電圧源１３に接続される。電圧レベルＶｉｎは、電圧源１３の電圧が抵抗Ｒ１とＲ０とで分圧されたものになる。ＭＰＵ１５は、電圧レベルＶｉｎの値を読み取って操作スイッチＳＷ１が押された状態か否かを判断する。
なお、電圧源１３が充電池の場合、電圧源１３の電圧が使用に伴い変動することから図２に図示しない検出回路で充電池の出力電圧を検出する。あるいは、充電池が出力電圧レベルをＭＰＵ１５に提供する。ＭＰＵ１５は、検出された電圧源１３の出力電圧と電圧レベルＶｉｎとの比に基づいて操作スイッチＳＷ１が押された状態か否かを判断する。
【００１６】
この実施形態で、吸引モータ１８が停止の状態で操作スイッチＳＷ１が一度押されると、操作スイッチＳＷ１のオンを検出したＭＰＵ１５は、吸引モータ駆動回路１７を制御して吸引モータ１８を予め定められた第１速度で回転させる。
吸引モータ１８が第１速度で回転している状態で操作スイッチＳＷ１が押されると、その操作を検出したＭＰＵ１５は、吸引モータ１８を前記第１速度と異なる第２速度で回転させる。第２速度は、例えば、第１速度よりも低い速度である。
吸引モータ１８が第２速度で回転している状態で操作スイッチＳＷ１が押されると、その操作を検出したＭＰＵ１５は、吸引モータ１８を停止させる。
【００１７】
以上のように、ＭＰＵ１５は、吸引モータ１８の停止状態から操作スイッチＳＷ１が押される度に、吸引モータ１８を第１速度（強運転）、第２速度（弱運転）、停止の順に回転させあるいは停止させる。
この実施形態で、吸引モータ１８は直流モータであって、一方の端子は電圧源１３に接続されている。ＭＰＵ１５は吸引モータ駆動回路１７に対して第１速度および第２速度に対応したデューティー比のパルス信号を出力する。吸引モータ駆動回路１７は、前記パルス信号のオンオフのタイミングに同期して吸引モータ１８の他方の端子を接地電位と接続したりその接続を遮断したりする。それによって、平均すると吸引モータ１８の端子間に電圧源１３の直流電圧よりも低い電圧が印加された状態になる。ＭＰＵ１５は、前記パルス信号のデューティー比を変えて吸引モータ１８の回転速度を第１速度と第２速度とに切換える。なお、図２に不図示であるが、ブラシモータ２７と同様に吸引モータ１８にもフリーホイリングダイオードが接続されている。
【００１８】
ＭＰＵ１５は、吸引モータ１８を回転させる運転期間中、ブラシモータ２７も併せて回転させる。
吸引モータ１８と同様に、この実施形態でブラシモータ２７は直流モータである。ＭＰＵ１５は、トランジスタ駆動回路１６に対して予め定められたデューティー比のパルス信号を出力する。トランジスタ駆動回路１６は、そのパルス信号のオンオフのタイミングに同期してブラシモータ２７の端子間に印加される電圧源１３からの直流電圧をスイッチングする。
【００１９】
一例で、ブラシモータ２７に流れる平均電流は、床面がフローリングや畳の場合０．５アンペア程度であるが、絨毯やラグのような回転負荷の大きい床面を掃除する場合は２アンペア程度まで増大する。その電流の大きさは、操作スイッチＳＷ１がオンした場合に抵抗Ｒ１および接地抵抗Ｒ０を介して流れる電流よりもずっと大きい。
図３は、トランジスタＱ１のコレクタ電圧Ｖｃと、アナログ入力端子の電圧レベルＶｉｎの波形を示すグラフである。図３の電圧レベルＶｉｎの波形は、操作スイッチＳＷ１が押された状態のものである。操作スイッチＳＷ１がオフの状態で、電圧レベルＶｉｎはゼロである。
【００２０】
図３に示すグラフの横軸はいずれも時間ｔの経過を示している。縦軸は上側のグラフがコレクタ電圧Ｖｃを示し、下側のグラフがアナログ入力端子への入力電圧レベルＶｉｎを示す。
図３に示すように、トランジスタＱ１がオンすると、コレクタ電圧Ｖｃは接地電位に近くなる。トランジスタＱ１がオフすると、ブラシモータ２７のインダクタンス成分によりフリーホイリングダイオードＦＤにモータ電流が還流する。そのときのコレクタ電圧Ｖｃは、電圧源１３が出力する電圧から還流によるフリーホイリングダイオードＦＤの順電圧降下を差し引いた電圧になる。
【００２１】
ところが、吸引ホース２１の導線に幾分かの電気抵抗がある。一例で、吸引ホース２１の全長は１．２メートルであり、管径は４５ミリメートルである。吸引ホース２１の表面に螺旋状に巻かれた硬鋼線は、直径０．８ミリメートルであり、硬鋼線の１本あたりのピッチは約２５ミリメートル、従って硬鋼線の全長は約６．７メートルであり、直流抵抗は約２Ωである。吸引ホース２１を介して本体１１から手元操作部２３へ供給される電圧源１３からの直流電圧は、ブラシモータ２７に流れる電流にほぼ比例して降下する。即ち、降下電圧の大きさはブラシモータ２７に流れる電流にほぼ比例する。
トランジスタＱ１がオンの期間は、吸引ホース２１の導線にブラシモータ２７への電流が流れて電圧降下が生じる。手元操作部２３における電圧源１３からの直流電圧は本体１１における直流電圧よりも低くなる。
【００２２】
トランジスタＱ１がオフ期間は、ブラシモータ２７の電流はフリーホイリングダイオードＦＤを還流するようになり、電圧源１３から吸引ホース２１を介してブラシモータ２７に流れる電流は短期間のうちに減少する。
操作スイッチＳＷ１がオンしても、抵抗Ｒ１およびＲ０に流れる電流の大きさはトランジスタＱ１のオン時にブラシモータ２７の電流に流れる電流に比べて非常に小さい。即ち、降下電圧は吸引ホース２１を介してブラシモータ２７へ流れる電流の大きさでほぼ決まるので、トランジスタＱ１のオンおよびオフに同期して変動する。図３に示す波形のように電圧レベルＶｉｎは、トランジスタＱ１がオンの期間は前記降下電圧の影響を大きく受け、トランジスタＱ１がオフの期間は前記降下電圧の影響が小さい。
【００２３】
この実施形態においてＭＰＵ１５は、トランジスタＱ１のオフ期間に同期してアナログ入力端子の電圧レベルＶｉｎを読み取る。即ち、降下電圧の影響が少ないオフ期間にのみアナログ入力端子を読み取って、操作スイッチＳＷ１がオンかオフかの状態を判断する。
図３の波形に付記したように、トランジスタＱ１のオフ期間に同期して、ＭＰＵ１５はアナログ入力端子の電圧Ｖｉｎを読み取る。
【００２４】
ＭＰＵ１５は、トランジスタＱ１のスイッチングを制御しているので、そのオフ期間と同期してアナログ入力端子の電圧を読み取ることができる。
図３の波形に示すように、トランジスタＱ１がオフすると、吸引ホース２１からブラシモータ２７への電流が次第に小さくなり、それに対応して降下電圧が減少する。降下電圧が伝承すると、アナログ入力端子への電圧レベルＶｉｎが大きくなる。
ＭＰＵ１５は、トランジスタＱ１のオフ期間の終わりかあるいはオフ期間の終わりから所定の期間だけ前のタイミングである時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３…において電圧レベルＶｉｎを読み取る。
このようなタイミングでアナログ入力端子の電圧を読み取ることで、共通の導線に接続されるブラシモータ２７の電流による降下電圧の影響を低減し、電圧レベルＶｉｎを精度よく読み取ることができる。
【００２５】
（実施の形態２）
実施の形態１で、アナログ入力端子の電圧Ｖｉｎは、唯一つの操作スイッチＳＷ１のオンおよびオフの状態を検出したが、この実施形態では、複数の操作スイッチの状態を１つの電圧レベルＶｉｎで読み取る態様について述べる。
図４は、この実施形態に係るブロック図であり、図２と異なる態様の構成を示す。図４で、手元操作部２３に２つの操作スイッチが配置されている。操作スイッチＳＷ１は、実施の形態１と同じであり、並列に操作スイッチＳＷ２が抵抗Ｒ２を介して接地抵抗Ｒ０に接続されている。
【００２６】
前述のように、抵抗Ｒ０が１２０ｋΩ、抵抗Ｒ１が２２０ｋΩであるのに対して、抵抗Ｒ２は３６０ｋΩに設定されている。即ち、抵抗Ｒ１より大きな抵抗値に設定されている。このようにＲ１と異なるようにＲ２の抵抗値を選択することで、操作スイッチＳＷ１がオンでＳＷ２がオフの場合と、ＳＷ１がオフでＳＷ２がオンの場合とで接地抵抗Ｒ０との分圧で決まる電圧レベルＶｉｎの値が異なる。よって、ＭＰＵ１５は、アナログ入力端子の電圧Ｖｉｎを読み取ることで何れの操作スイッチがオンで何れのスイッチがオフかを判断できる。
【００２７】
操作スイッチＳＷ１とＳＷ２が同時にオンした場合にも、操作スイッチＳＷ１とＳＷ２が何れか一方あるいは両方の操作スイッチがオフの場合と異なる電圧レベルＶｉｎが読み取られる。よって、吸引ホース２１の導線の本数を増やすことなく複数の操作スイッチの状態を判別できる。
図４は、操作スイッチが２つの場合を示しているが、更にその数が増えた場合も他と異なる大きさの抵抗を介して接地抵抗Ｒ０に並列接続する構成で導線の本数を増やすことなく複数のスイッチの状態を判別できる。並列接続されるスイッチの数が増えるに従って、各スイッチのオンオフ状態で決まる電圧レベルＶｉｎの他の状態との差が小さくなるが、前述のようにＭＰＵ１５は、トランジスタＱ１のオフ期間に同期したタイミングでアナログ入力端子への電圧レベルＶｉｎを読み取ることで降下電圧の影響を低減し高い精度の読み取りを実現できる。
【００２８】
（実施の形態３）
実施の形態２では、複数の操作スイッチの状態を１つの電圧レベルＶｉｎを読み取ることで判別する構成を述べたが、検出の対象は操作スイッチに限らない。この実施形態では、操作スイッチ以外の状態を検出する例を述べる。
図５は、この実施形態に係るブロック図であり、図４と異なる態様の構成を示す。図５の回路は、図４の操作スイッチＳＷ２に代わる床検知スイッチＳＷ３と、図４の抵抗Ｒ２に代わる抵抗Ｒ３とで構成されている。図４と異なり、床検知スイッチＳＷ３および抵抗Ｒ３は吸込口体２５に配置されている。それに伴い、延長パイプ２４の導線の本数が図４の構成よりも１本多く３本である。
【００２９】
吸引口が設けられた吸込口体２５の下面が床面に接すると、床検知スイッチＳＷ３がオンして接点が閉じ、床面から離れるとオフして接点が開くように構成されている。
この実施形態でＭＰＵ１５は、運転中に床検知スイッチＳＷ３がオンするとブラシモータ２７を回転させるが、床検知スイッチＳＷ３がオフするとブラシモータ２７を停止させて、吸込口体２５の下面が持ち上がった状態で回転ブラシに付いた塵埃が回転によって飛び散らないようにする。
【００３０】
（実施の形態４）
実施の形態１〜３で、ＭＰＵ１５は、ブラシモータ２７を予め定められたデューティー比でスイッチングして駆動したが、この実施の形態では、ブラシモータ２７を駆動するデューティー比を変える態様について述べる。
図６は、この実施形態に係るブロック図であり、図２とさらに異なる態様の構成を示す。
【００３１】
図２と異なり、図６では、トランジスタＱ１のエミッタと接地電位との間に電流検出抵抗Ｒｍが挿入されている。ＭＰＵ１５は、電流検出抵抗Ｒｍにブラシモータ２７の電流が流れて生じる電位差Ｖｍを読み取ることでブラシモータ２７の電流の大きさを検出する。なお、電位差ＶｍがトランジスタＱ１の駆動に影響することにないように電流検出抵抗Ｒｍの電気抵抗は十分小さな値が選択されている。
ブラシモータ２７に流れる電流が大きい場合、回転ブラシを回転させるための機械的抵抗が大きいといえる。逆に、ブラシモータ２７の電流が小さい場合、回転ブラシを回転させるための機械的抵抗が小さいといえる。
【００３２】
ＭＰＵ１５は、ブラシモータ２７の電流の大きさを予め定められた閾値と比較することで、床面がフロアかカーペットやラグかを判断する。床面がカーペットやラグであると判断した場合、カーペットやラグの奥にある塵埃を掻き出すために床面よりも回転ブラシを速く回転させる。
【００３３】
具体的には、トランジスタ駆動回路１６へ出力するパルス信号のデューティー比を変える。それに伴って、トランジスタＱ１のデューティー比が変わり、ブラシモータ２７の速度が変わる。
なお、ＭＰＵ１５は、トランジスタＱ１のデューティー比に関わらず、トランジスタＱ１のオン期間の終期に同期したタイミングで電圧レベルＶｉｎを読み取る。
【００３４】
以上に述べたように、
（i）この発明による電気掃除機は、電圧源を有する本体と、前記本体に一端が接続され前記電圧源からの電圧を他端へ導く導線を有する吸引ホースと、前記吸引ホースの他端側に配置される負荷と、他端側へ導かれた前記電圧をスイッチングして負荷を駆動するスイッチング素子と、前記吸引ホースの他端側に配置される状態検出素子と、前記状態検出素子が検出する状態に応じた電圧レベルを前記吸引ホースの他端側へ導かれた電圧から生成する状態検出回路と、前記スイッチング素子のスイッチングを制御し、かつ、前記状態検出素子が検出した状態に応じて制御を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記負荷の駆動中は前記スイッチング素子がオフの期間にのみ前記状態検出素子による状態の検出を行うことを特徴とする。
【００３５】
この発明において、電圧源は、本体にあって負荷に電力を供給し状態検出素子が検出する状態に応じた電圧レベルを状態検出回路が生成するために用いられる電圧を提供するものである。その具体的な態様は、例えば、前述の実施形態において安定化された直流電圧を出力する直流安定化電源回路である。しかし、これに限らず電圧源は交流電圧、時間と共に変動する電圧を供給するものであってもよい。
また、導線は、電圧源からの電圧を本体に一端側が接続された吸引ホースの他端へ導く導体である。その具体的な態様は、例えば、前述の実施形態における弦巻バネ状の硬鋼線である。しかし、これに限らず例えば導線にピアノ線、アルミニウム線など他の材質が用いられてもよい。また、形状は弦巻バネ状のものに限らない。
【００３６】
さらにまた、スイッチング素子は、電圧源から負荷に供給される電力をオンおよびオフするものである。この発明におけるスイッチング素子は、負荷への電力を遮断する場合は継続的なオフ状態をとるが、負荷に電力を供給する場合は、継続的なオン状態ではなくオンおよびオフを繰り返すスイッチング動作を行う。その具体的な態様は、例えば、前述の実施形態において電圧源からの直流電圧をオンおよびオフするトランジスタ素子である。しかし、これに限らず例えば交流電圧をスイッチングするサイリスタやトライアックであってもよい。スイッチングは、スイッチング素子がオンおよびオフを繰り返すことであり、スイッチングを行って負荷に電力を供給する。
【００３７】
負荷は、吸引ホースの他端側にあって本体の電圧源から吸引ホースを介して電力の供給を受けるものである。その具体的な態様は、例えば、前述の実施形態において回転ブラシを回転させるモータである。しかし、これに限らず例えば吸込口体を走行させるモータであってもよく、モータ以外のものであってもよい。
【００３８】
また、状態検出素子は、吸引ホースの他端側にあって状態を検出するものである。その具体的な態様は、例えば、前述の実施形態における操作スイッチである。しかし、これに限らず例えば吸込口体が床面に接しているか否かを検出するスイッチやスイッチ以外のセンサであってもよい。
さらにまた、状態検出回路は、電圧源から電圧の供給を受けて状態検出素子が検出する状態に応じた電圧レベルを生成する回路である。
【００３９】
さらに、この発明の好ましい態様について説明する。
（ii）前記吸引ホースの他端側の先に回転ブラシを有する吸込口体が装着され、前記負荷は前記回転ブラシを回転させるモータであり、前記状態検出素子はユーザからの指示に係る操作の状態を検出してもよい。
このようにすれば、吸引ホースの導線の本数を減らすために回転ブラシを回転させるモータへの電力供給とユーザからの指示に係る操作の状態を検出する素子への電源供給に共通の導線を用いた場合でも前記モータの駆動に伴うノイズの影響を受けにくい操作の検出処理を実現できる。
【００４０】
（iii）前記吸引ホースは、他端側に複数の状態検出素子を有し、前記状態検出回路は、何れの状態検出素子が何れの状態を検出しているかに応じて異なる電圧レベルを前記制御部に入力してもよい。
このようにすれば、吸引ホースの他端側に複数の状態検出素子が設けられていても、制御部は、一つの導線を介して入力される前記状態検出回路の電圧レベルを検出することによって何れの前記状態検出素子が何れの状態を検出しているかを判断できる。
【００４１】
（iv）前記制御部は、前記負荷を駆動している場合、前記スイッチング素子のオフの終期またはその終期より所定の期間だけ前のタイミングで前記状態検出回路からの電圧レベルを検出してもよい。
このようにすれば、スイッチング素子がオンからオフになった後に状態が安定するまでの期間を経た、オフの終期に近い時点で状態検出回路からの電圧レベルを検出するので、オン期間中のノイズの影響を受けにくい状態検出処理が実現できる。
【００４２】
（v）前記制御部は、前記負荷をパルス幅変調方式のスイッチングにより駆動してもよい。
このようにすれば、パルス幅変調のデューティー比を選択することによって負荷に提供する実効電力をきめ細かく調整できる。
この発明の好ましい態様には、上述した複数の態様のうちの何れかを組み合わせたものも含まれる。
前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。
【符号の説明】
【００４３】
１０：電気掃除機、    １１：本体、    １３：電圧源、    １５：ＭＰＵ、    １６：トランジスタ駆動回路、    １７：吸引モータ駆動回路、    １８：吸引モータ、    ２１：吸引ホース、    ２２：手元ハンドル、    ２３：手元操作部、    ２４：延長パイプ、    ２５：吸込口体、    ２７：ブラシモータ
Ｑ１：トランジスタ、    Ｒ０：接地抵抗、    Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３：抵抗、    Ｒｍ：電流検出抵抗、    ＳＷ１，ＳＷ２：操作スイッチ、    ＳＷ３：床検知スイッチ
【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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