(57)【要約】【課題】  電気掃除機において、清掃面の塵埃の量の減少度合いを視覚的に表示する。【解決手段】  電気掃除機用制御ユニットは、電動送風機と、電動送風機によって発生する負圧によって吸引される塵埃の量を検知し検知信号を出力する塵埃検知手段と、塵埃検知手段からの検知信号と予め設定された判定値に基づいて塵埃量を算定し、該塵埃量に応じた表示信号を出力する制御部と、表示信号に応じて表示を変化させる表示部とを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動送風機と、
前記電動送風機によって発生する負圧によって吸引される塵埃の量を検知し検知信号を出力する塵埃検知手段と、
前記塵埃検知手段からの検知信号と予め設定された判定値に基づいて塵埃量を算定し、該塵埃量に応じた表示信号を出力する制御部と、
前記表示信号に応じて表示を変化させる表示部と
を有することを特徴とする電気掃除機用制御ユニット。
【請求項２】
前記制御部は、第１の所定時間の前記塵埃検知手段による塵埃量と、該第１の所定時間の塵埃量を保持しつつ、前記第１の所定時間を繰り返した第２の所定時間の前記塵埃検知手段による塵埃量に基づいて表示信号を前記表示部に出力するものであることを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機用制御ユニット。
【請求項３】
前記制御部は、前記塵埃検出手段で検出した塵埃カウンタ値と、予め設定された判定値とを比較し、前記塵埃カウンタ値が前記判定値より大きければ塵埃を検出したと判定し、該塵埃を検出したカウンタ値から前記塵埃量を算定するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気掃除機用制御ユニット。
【請求項４】
前記電動送風機に電力を供給する充電池を更に有し、
前記判定値は、前記充電池の出力電圧に応じて補正することを特徴とする電気掃除機用制御ユニット。
【請求項５】
前記請求項１から請求項４のいずれかに記載の電気掃除機用制御ユニットの制御方法であって、
第１の所定時間内に発生する前記塵埃検出手段から生成されたパルス信号をカウントし、該カウント値と第１の判定値との比較によって塵埃量の多寡を判定する判定ステップと、
前記第１の所定時間より長い第２の所定時間内に、前記塵埃量が多いと判定された回数をカウントし、前記カウント値と第２の判定値との比較によって表示信号を決定する表示決定ステップと、
前記表示信号に応じて表示を変化させる表示ステップと、
を有することを特徴とする電気掃除機用制御ユニットの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気掃除機の塵埃量を検知・判定・制御を行う制御ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気掃除機に塵埃検知センサを搭載し、床面の状態を検知し電気掃除機の制御に利用するものが多数出願されている。
【０００３】
例えば、特許文献１については、ゴミセンサによって塵埃の有無を検出し、ゴミセンサが塵埃を検知しなければ、電動送風機は弱い吸込み力で運転され、ゴミセンサが塵埃を検知した場合には所定時間に検出された塵埃量に応じて決定される時間、電動送風機の運転を行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３２８５０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１においては、清掃面の塵埃量に応じて電動送風機の運転を制御することでバッテリ寿命の延命を図ることを目的としているため、清掃面の塵埃の多寡を検知して電動送風機の運転モードを表示する表示部を有しているが、清掃面の塵埃がどのくらい減少しているのか、その変化を知ることはできなかった。
【０００６】
本発明では、掃除機内を通過する塵埃を検知することで清掃面上の塵埃量の多寡を表示部で表示する検知ユニット、さらに検知ユニットを有する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】
【０００７】
上記課題を解決するため第1の実施形態にあっては、電気掃除機用の制御ユニットは、電動送風機と、電動送風機によって発生する負圧によって吸引される塵埃の量を検知し検知信号を出力する塵埃検知手段と、塵埃検知手段からの検知信号と予め設定された判定値に基づいて塵埃量を算定し、その塵埃量に応じた表示信号を出力する制御部と、表示信号に応じて表示を変化させる表示部とを有することを特徴とするものである。
【０００８】
第２の実施形態にあっては、電気掃除機用の制御ユニットは、電動送風機と、電動送風機に電力を供給する充電池と、電動送風機によって発生する負圧によって吸引される塵埃の量を検知し検知信号を出力する塵埃検知手段と、検知信号と基準値に基づいて、塵埃量に応じた表示信号を出力する制御部と、表示信号に応じて表示を変化させる表示部とを有する制御ユニットにおいて、検知信号と比較される基準値は、充電池の出力電圧に応じて補正することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第1の実施形態における電気掃除機では、吸引される塵埃量に応じて表示部の表示が変化するため、清掃面の塵埃量の減少度合いを視覚で確認することができる。
【００１０】
さらに本発明の第２の実施形態における電気掃除機では、充電地の出力電圧によって吸引される塵埃量を判定する基準値を補正することによって、出力電圧の状態によらず清掃面の塵埃量の減少度合いを検知することができ、検知結果に基づいて視覚で確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の検知ユニットのブロック図。
【図２】本発明の第１の実施形態に関する電気掃除機の制御のタイミングチャート
【図３】本発明の第１の実施形態に関する電気掃除機の制御のタイミングチャート
【図４】本発明の第２の実施形態に関する電気掃除機の制御を説明するための充電池２４の出力電圧変化を表すグラフです。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお本実施形態は一例であり、これに限定されるものではない。
【００１３】
（第１の実施形態）
（構成）
図１を用いて、本発明の実施形態に用いる制御ユニット１０の構成について説明する。
【００１４】
制御ユニット１０は、塵埃検知手段１２、増幅ユニット１４、操作部１６、表示部１８、制御部２０、スイッチ２２、充電池２４、電動送風機２６、駆動制御部２８、電流検知部３０で構成される。
【００１５】
塵埃検知手段１２は、さらに発光部１２１と受光部１２２とから構成される。発光部１２１は制御部２０からの制御信号Ｖｓｗに基づいて発光状態または消灯状態のいずれかの状態をとる。受光部１２２は発光部１２１からの出射光を受光する位置に配置される。塵埃の検知は、塵埃が発光部１２１と受光部１２２との間を通過することで発光部１２１からの出射光を遮り受光部１２２が出射光を受光しないことで行われ、このときの信号の変化を検知信号として制御部２０へ出力する。
【００１６】
なお、塵埃検知手段１２は塵埃の通過するところであれば電気掃除機のヘッド、延長管、本体などいずれかに配置されていればよい。
【００１７】
増幅ユニット１４は、増幅器１４１、フィルタ１４２、コンパレータ１４３から構成される。受光部１２２から出力された検知信号Ｖｄｅｔは増幅器１４１に入力され、増幅器１４１で設定されている増幅率に基づいて増幅される。吸引される塵埃の大きさが１００μｍ程度の細かい塵埃にも対応可能にするため、高い感度の増幅器が用いられる。増幅器１４１は感度を高めるために、高感度の増幅器を単体で用いても良いし、複数の増幅器を使用して高感度を実現しても良い。
フィルタ１４２は、増幅器１４１からの出力信号のうち所定の周波数より小さい出力信号を通過させるものである。フィルタ１４２は、抵抗素子などの受動素子で構成されたパッシブフィルタであっても、オペアンプやトランジスタなどで構成されたアクティブフィルタであってもよい。
コンパレータ１４３はフィルタ１４２を通過した信号が入力され、基準の信号と比較し、パルス状の信号が出力される。
【００１８】
操作部１６は、スイッチが設けられていて、スイッチが押下されたことで電動送風機２６を駆動するための信号Ｖｃｏｎｔを出力する。スイッチは、電源スイッチ、運転モード切替スイッチなど複数のスイッチを設けてもよく、単独のスイッチを設けて、スイッチを押下することで運転モードを切り替えるものであっても良い。
【００１９】
表示部１８は、塵埃検知手段１２によって検知される塵埃量に基づく情報を表示する。表示部１８には例えばLEDのような発光手段が内蔵される。
本実施形態における表示部１８には、赤色と緑色のLEDが設けられ、塵埃量に応じて制御部２０から出力される表示信号ＶｄｉｓｐによってそれぞれのLEDの発光強度を制御することで、複数の色を生成することが可能な構成となっている。
【００２０】
制御部２０には、操作部１６からの信号Ｖｃｏｎｔ及び受光部１２２からの検知信号Ｖｄｅｔに基づく信号がそれぞれ入力される。制御部２０は操作部１６からの信号Ｖｃｏｎｔに基づいて電動機の動作を制御する。また、受光部１２２からの検知信号Ｖｄｅｔに基づいて表示部１８を制御する信号を生成し、出力する。
【００２１】
スイッチ２２は、発光部１２１に供給される電源と発光部１２１との間に設けられ、制御部２０からの制御信号Ｖｓｗに基づいてオン・オフが制御される。スイッチ２２がオフのときは、電源と発光部１２１とは導通しないため、発光部１２１は発光せず、塵埃検知手段１２は塵埃の検知を行わない。スイッチ２２がオンの時は、電源と発光部１２は導通するため発光部１２１は発光し、塵埃検知手段１２は塵埃の検知を行う。
【００２２】
充電池２４は、電動送風機２６を駆動する。充電池２４の電圧が低下したときは、充電池２４は充電器３２によって充電される。充電池２４の出力電圧Ｖｂａｔは、電動送風機２６に電力を供給する他に制御部２０へ出力電圧Ｖｂａｔとして出力される。
【００２３】
電動送風機２６は、充電池２４から供給される電力によって駆動される。電動送風機２６が動作することによって電気掃除機内部に負圧が発生し、塵埃を吸引する。
【００２４】
駆動制御部２８は、電動送風機２６に接続される。駆動制御部２８は、制御部２０からの駆動信号Ｖｄｒｖに基づいて電動送風機２６を制御する。電動送風機２６の駆動は例えばPWM制御で行われるが、電動送風機２６の種類に応じてその他の制御方法を採用しても良い。
【００２５】
電流検知部３０は、駆動制御部２８に接続され、電動送風機２６を流れる駆動電流の検出結果に基づく電流検出信号Ｖｃｄｅｔを制御部２０に出力する。制御部２０は、電流検出信号Ｖｃｄｅｔに基づいて駆動制御部２８へ駆動信号Ｖｄｒｖを出力し、電動送風機２６をフィードバック制御する。また、電流検出信号Ｖｃｄｅｔが基準よりも大きい場合は、制御部２０は電動送風機２６の動作が異常であると判断し電動送風機２６の動作を停止するための信号Ｖｄｒｖを駆動制御部２８へ出力する。
【００２６】
（塵埃検知方法）
次に、本発明に関する塵埃検知方法について説明する。
【００２７】
本発明に関する塵埃検知は、塵埃検知手段１２の発光部１２１と受光部１２２との間を通過する塵埃をカウントすることで塵埃の多寡を検出することで行う。
【００２８】
発光部１２１が発光しているとき、発光部１２１と受光部１２２との間を塵埃が通過しないと出射光は受光部１２２で受光される。このとき受光部１２２はHiレベルの信号を出力する。塵埃が通過したときは発光部１２１の出射光が遮られ、受光部１２２は受光できない。このとき受光部１２２はLoレベルの信号を出力する。制御部２０は、受光部１２２からの信号がHiレベルからLoレベルに変化したとき、塵埃が通過したと判定し塵埃カウンタをカウントアップする。制御部２０は塵埃カウンタの値を１００ｍｓ毎（第1の所定時間）に予め設定された判定値と比較し、カウンタの値が判定値より大きければ塵埃を検知したと判定し、塵埃検知カウンタをカウントアップする。塵埃カウンタは１００ｍｓごとにリセットされるが、塵埃検知カウンタのカウンタ値は保持される。この１００ｍｓ毎の判定を5回繰り返し、5回目終了後の塵埃検知カウンタのカウンタ値に基づいて制御部２０は表示部１８の制御を行う。
【００２９】
次に図２、図３を用いて本発明に関する第１の実施形態における塵埃検知動作を説明する。
波形（Ａ）は、制御部２０からスイッチ２２に出力され、発光部１２１を点灯させる信号（発光部制御信号）である。波形（Ｂ）は、受光部１２２からの出力信号（塵埃検知出力信号）である。波形（Ｃ）は塵埃の通過を検知した回数が設定された判定値以上となったときにカウントアップするカウンタ値である。波形（Ｄ）は、表示部１８の状態を示している。第１の実施形態では、表示部１８の色を変化させることで塵埃の多寡を表している。なお、波形（Ｃ）は実際には、制御部２０内にてソフトウェアでカウント動作が行われているが、ハードウェアで構成されたカウンタであっても良い。
【００３０】
予め設定される判定値とカウント値はそれぞれ“３”、“４”が設定される。
発光部１２１が発光状態になった後、塵埃検知手段１２は１スロット内で塵埃が通過すると塵埃検知信号がＨｉレベルからＬｏレベルに変化する。HiレベルからLoレベルに変化した回数をカウントし、３回以上変化があれば、カウンタをカウントアップする。カウンタ値が判定値に満たない場合、カウンタ値は保持される。本実施形態ではこのサイクルを５回繰り返す。５回繰り返した後、カウンタの値が４以上であれば、制御部２０は表示部１８を赤色に点灯させる。本実施形態における表示部１８は赤色LEDと緑色LEDがそれぞれ内蔵されていて、赤色LEDのみを点灯させることで実現する。
【００３１】
カウンタの値が３以下であれば、カウンタ値を３に再設定する。同様に１００ｍｓ毎に塵埃検知を行い、これを５回繰り返す。５回繰り返した後、つまり５００ｍｓ経過時（第２の所定時間）カウンタの値が３であれば、制御部２０は表示部１８を橙色に点灯させる。表示部１８は赤色LEDを５０％の明るさ、緑色LEDを１００％の明るさで駆動させることで実現する。
【００３２】
カウンタの値が２以下であれば、判定値、カウンタ値をそれぞれ“２”、“２”に再設定する。同様に１００ｍｓ毎に塵埃検知を行い、これを５回繰り返す。５回繰り返した後、カウンタの値が２以上であれば、制御部２０は表示部１８を黄色に点灯させる。表示部１８は赤色LEDを２０％の明るさ、緑色LEDを１００％の明るさで駆動させることで実現する。
【００３３】
カウンタ値の値が１以下であれば、制御部２０は赤色LED、緑色LEDをともに消灯させる。
【００３４】
このように、判定値とカウンタ値とを塵埃検知に応じて値を設定することで、清掃面の塵埃量が少なくなるに応じて赤色、橙色、黄色、消灯と変化するため、同じところを掃除したときに、塵埃の減り具合を視覚で感じることが可能となる。
【００３５】
なお、塵埃量が少なくなると最終的に消灯する制御の他に、たとえば緑色のLEDを点灯させてもよい。このようにLEDが消灯するのではなくLEDが点灯するように設定すると、LEDが点灯していることで塵埃検知手段が動作していることが使用者に分かりやすくなる。
また、LEDの色を変化させるステップ数も４段階に限らず３段階のようにステップ数を減らしても良い。更に、LEDの色を変化させるステップ数を５段階のようにステップ数を増やして、より細かい表示を実現するものであってもよい。
【００３６】
本発明の第１の実施形態の変形例として、表示部１８の表示色を変化させるのとは別に、表示部１８の点滅速度を変化させることで塵埃量の変化量を表示しても良い。
具体的には、塵埃量が多いときは表示部１８を点滅させずに点灯、塵埃量が少なくなるにつれて点滅速度を低減させ、最終的に消灯させる。
【００３７】
このように発光色ではなく点滅速度を変化させることで、表示部１８に使用するLEDを一色にすることが可能となりコストを低減させることが可能となる。
（第２の実施形態）
【００３８】
本発明に関する掃除機は充電池２４を使用するため、使用するにつれて放電され、出力電圧が低下する。出力電圧の低下に伴って電動機の回転数が低下するに伴って吸引力が低下する。
吸引力が低下すると時間当たりに塵埃検知ユニットを通過する塵埃の量が少なくなるため清掃面上の塵埃の量は多いにもかかわらず塵埃検知では少ないと判定され、正しい表示ができない。
【００３９】
本発明に関する第２の実施形態では、充電池２４の出力電圧に応じて判定値、カウンタ値の設定値を補正することを特徴としている。
【００４０】
図４を用いて、第２の実施形態について説明する。
図４は充電池２４の出力電圧Vｂａｔの時間変化を表したものである。図４に示すとおり、充電池２４の出力電圧は満充電状態後一定の期間経過後から徐々に低下する。
【００４１】
出力電圧VｂａｔがVint１まで低下するまでは、制御部２０は判定値、カウンタ値は第１の実施形態と同様の値を使用して塵埃検知動作を行う。
【００４２】
出力電圧Vｂａｔ  がVint2まで低下するまで（時間ｔ１〜ｔ２）、Vint3まで低下するまで（時間ｔ２〜ｔ３）のそれぞれの状態において、充電池２４の出力電圧低下を補うように判定値、カウンタ値の基準値を変更して塵埃検知動作を行う。
【００４３】
更に充電池２４の出力電圧が低下してVstopまで至ったときは、電動機は動作を停止し、制御部２０は表示部１８に対して充電を促す表示を行うための信号を出力する。
【００４４】
第２の実施形態においては、充電池２４の出力電圧に基づいて基準値を設定したが、これ以外にも電動送風機２６の駆動電流に基づいても良いし、電動機の回転数を検出して制御する方法などでもよい。
【００４５】
なお本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１０    制御ユニット
１２    塵埃検知手段
１２１  発光部
１２２  受光部
１４    増幅ユニット
１４１  増幅器
１４２  フィルタ
１４３  比較器
１８    表示部
２０    制御部
２２    スイッチ
２４    充電池
２６    電動送風機
２８    駆動制御部
３０    電流検知部
３２    充電器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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