(57)【要約】本発明は、ファン（２）と当該ファン（２）によって生成される負圧を決定するための圧力センサ（３）とを備える清掃装置（１）、特に家庭用真空掃除機に関する。アタッチメント（７）においてできるだけ小さな流れ抵抗で可能な最良の清掃結果を達成する清掃装置（１）を得るために、圧力センサ（３）は絶対圧センサである。また、本発明は、清掃装置（１）の吸引力が清掃装置（１）のアタッチメント（７）の決定された流れ抵抗に応じて変化する清掃装置（１）の動作方法に関する。
2018531689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファン（２）と、当該ファン（２）によって生成される負圧を決定するための圧力センサ（３）とを備える清掃装置（１）、特に家庭用真空掃除機であって、
前記圧力センサ（３）が、絶対圧センサであることを特徴とする清掃装置（１）。
【請求項２】
前記圧力センサ（３）が、アタッチメント（７）の接続領域（５）において、ファン（２）の吸引領域（６）に配置された検出領域（４）を有することを特徴とする請求項１に記載の清掃装置（１）。
【請求項３】
前記圧力センサ（３）が、前記ファン（２）の吹出し領域（８）内に、特に前記ファン（２）の吹出し領域（８）内に配置された回路基板（９）上に配置されており、
測定チャンネル（１０）が前記圧力センサ（３）と前記検出領域（４）の間に形成されており、当該測定チャンネル（１０）の第１の端部領域（１１）が前記圧力センサ（３）に配置されており、当該測定チャンネル（１０）の第２の端部領域（１２）が前記吸引領域（６）にあることを特徴とする請求項２に記載の清掃装置（１）。
【請求項４】
温度センサ（１３）が、前記接続領域（５）に配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の清掃装置（１）。
【請求項５】
前記圧力センサ（３）によって決定された負圧、現在のファンの出力、および前記ファン（２）の現在の速度に応じて前記清掃装置（１）の結果として生じる吸引力を調節するように設計された評価および制御装置を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の清掃装置（１）。
【請求項６】
前記評価および制御装置は、前記温度センサ（１３）によって測定された温度に応じて吸引力をさらに調節するように設計されていることを特徴とする請求項５に記載の清掃装置（１）。
【請求項７】
清掃装置（１）の吸引力が清掃装置（１）のアタッチメント（７）の決定された流れ抵抗に応じて変化する清掃装置（１）、特に家庭用真空掃除機の動作方法であって、
ファン（２）が止まるときに当該ファン（２）の吸引領域（６）における絶対圧力を測定するステップと、
前記ファン（２）が作動するときに前記ファン（２）の吸引領域（６）における絶対圧力を測定するステップと、
測定された前記絶対圧力の間の差から前記ファン（２）によって生成された負圧を決定するステップと、
前記ファン（２）の出力を決定するステップと、
前記ファン（２）の速度を測定するステップと、
前記ファン（２）の既知のファン特性と比較することによって、負圧、ファンの出力および速度から前記アタッチメント（７）の流れ抵抗を決定するステップと、
決定された前記流れ抵抗に応じて前記ファン（２）の速度および／または前記ファンの出力を変えることによって清掃装置（１）の吸引力を調節するステップと、
を備えることを特徴とする清掃装置（１）の動作方法。
【請求項８】
前記アタッチメント（７）の規定された最大流れ抵抗に達したとき、前記ファンの出力をさらに増加させることができないことを特徴とする請求項７に記載の清掃装置（１）の動作方法。
【請求項９】
現在使用されている前記アタッチメント（７）の流れ抵抗が、また、前記接続領域（５）で現在測定されている温度に応じて決定されることを特徴とする請求項７または８に記載の清掃装置（１）の動作方法。
【請求項１０】
前記ファン（２）の吸引領域（６）に配置されたフィルタ（１４）の充填レベルが、前記アタッチメント（７）の決定された前記流れ抵抗を前記フィルタ（１４）の特定の充填レベルにそれぞれ割り当てられている基準値と比較することによって決定されることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１項に記載の清掃装置（１）の動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファンと、ファンによって生成される負圧を決定するための圧力センサとを有する清掃装置、特に家庭用真空掃除機に関する。
【０００２】
さらに、本発明は、このような清掃装置の動作方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
上述した種類の清掃装置は、先行技術で知られている。さらに、これらは、被清掃面から吸引材料をできる限り良く除去するためにファンのファン出力を変化させるための装置を有することができる。ここでまた、清掃装置のアタッチメントの流れ抵抗に応じてファンの出力を変化させることが知られているので、被清掃面上で清掃装置を動かすことは可能な最良の清掃結果を達成するために可能な最小の滑り力を必要とする。ここで加えられる滑り力は、とりわけ、床の覆い、例えば硬質床またはカーペット敷きの床に依存する。
【０００４】
ファンによって生成される負圧を測定するために、差圧センサが先行技術で使用されている。ここで、不都合なことは、アタッチメントの流れ抵抗に寄与する絶対圧力が考慮されていないことである。これは、清掃結果に不利な影響を及ぼす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の目的は、アタッチメントの可能な最小の流れ抵抗で可能な最良の清掃結果を達成する清掃装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した目的を達成するために、本発明は、圧力センサが絶対圧センサである清掃装置を提案する。
【０００７】
本発明によれば、圧力センサは現在の絶対圧力を測定するが、絶対圧力は、清掃装置が海水位の上でどこで使用されるかや気象条件に依存して変わり得る。結果として、絶対圧力の変動が考慮され、ファンによって生成される圧力差として誤って解釈されることはない。
【０００８】
有利には、絶対圧センサは、アタッチメントのための接続領域に配置されたファンの吸引領域、すなわちファンの吸引力にさらされる領域に割り当てられた検出領域を有する。清掃装置におけるこの吸引領域は、通常、アタッチメントが清掃装置に接続される場所に配置される。この検出領域において、絶対圧センサは、一方では、ファンが止まったときの第１の測定の間に、すなわちファンによって生成された吸引空気流に検出領域をさらすことなしに、周囲の圧力を測定し、他方ではファンが作動したときの第２の測定の間に絶対圧力を測定する。これらの２つの絶対圧力から計算される圧力差は、現在の周囲温度に対して調節される。それで、清掃結果は現在の周囲温度と関係なく最適である。
【０００９】
特に単純な実施形態では、絶対圧センサの検出領域は、接続領域の吸引領域に直接絶対圧センサを配置することによって吸引領域に割り当てられる。
【００１０】
けれどもまた、別の方法として、圧力センサがファンの領域内に、特にファンの吹出し領域内に配置された回路基板上に配置されており、測定チャンネルが圧力センサと検出領域の間に形成されており、測定チャンネルの第１の端部領域が圧力センサに配置されており、測定チャンネルの第２の端部領域が吸引領域にあることが提案されることができる。この実施形態では、検出領域の位置と圧力センサの位置は異なる。結果として、ファンの吹出し領域内の圧力センサをファンの吹出し空気によって冷却することができる。ここで、吸引領域内の絶対圧力は、測定チャンネルを介して測定される。この目的を達成するために、測定チャンネルは第１および第２の端部領域を有し、第１の端部領域は、圧力センサに導かれ、特に、圧力センサが測定チャンネル内に突出するように回路基板と接触し、第２の端部領域は、 特にアタッチメントからファンまでのファンによって生成された吸引空気流の流路において、吸引領域内に突出する。
【００１１】
測定チャンネルはホース部分であることが提案される。このホース部分の第１の端部領域は、回路基板に接着されることができ、または回路基板と他の方法で接続されることができる。特に有利には、測定チャンネルの開放端は回路基板の一部によって覆われ、測定チャンネルは回路基板とできるだけ気密に接続される。ホース部分は、特にフレキシブルホース部分として設計され、吸引領域内に案内される。そこでは第２の端部領域は、また、有利には接続領域の吸引チャンネルと気密に接続される。けれどもまた、ホース部分として測定チャネルを設計する代案として、清掃装置のハウジングの一部の領域を測定チャンネルとして設計することができる。例えば、測定チャンネルは、有利には、射出成形法において清掃装置のハウジング内に形成されてもよい。同時にまた、これは、圧力センサを有する回路基板用のレセプタクルを形成することを可能にし、回路基板がレセプタクル内に配置されたときに、測定チャンネルの第１の端部領域が回路基板に接触することができる。
【００１２】
さらに、本発明は、温度センサが接続領域内に配置されることを提案する。温度センサは接続領域内の現在の温度を測定するために使用され、その温度は現在の空気密度を計算するために使われることができる。次に、空気密度はファンの体積流量を計算するために使用される。体積流量は、ファンによって生成された負圧と組み合わされて、アタッチメントの現在の流れ抵抗を決定することを可能にする。従って、吸引領域内の現在の温度を考慮することは、より信頼性のある流れ抵抗の決定を可能にする。
【００１３】
さらに、清掃装置が、圧力センサによって決定された負圧、現在のファンの出力、およびファンの現在の速度に応じて清掃装置の結果として生じる吸引力を調節するように設計された評価および制御装置を備えることが提案される。絶対圧力から決定される負圧と、それに対応し、ファンのファン特性から導き出されることができるファンの体積流量とが、アタッチメントの流れ抵抗、従ってまた、アタッチメントを動かすために加えられる滑り力を決定する。この流れ抵抗は、一方では流れ抵抗をできるだけ低く保ち、他方では可能な最良の清掃結果を達成するように、結果として得られる清掃装置の吸引力を調節するために評価および制御装置によって使用される。評価および制御装置は、特に、一定の吸引力を制御するために設定されることができる。ファンを通る体積流量は、とりわけ、現在のファンの出力に依存し、ファンの出力はファンの電流と電圧から決定されることができる。ファンの電流と電圧は、例えば、ファンの回路基板上の対応する装置によって測定される。また、ファンの速度は、回転速度計によって通常の方法で測定される。結果として、評価および制御装置は、流れ抵抗を決定するために上述した測定データとファンの既知の特性曲線とを使用することができ、流れ抵抗は清掃装置の吸引力を調節するために役立つ。
【００１４】
さらに、評価および制御装置が温度センサによって測定された温度に応じて吸引力をさらに調節するように設計されることが与えられる。これは、温度に依存する空気密度に対して評価を調整し、ファンの吸引力の最適な制御に寄与する。これは、特に、空気密度、従ってまたファンによって生成される負圧が温度に応じて変化するためである。
【００１５】
上述した清掃装置から離れて、本発明は、また、清掃装置の吸引力が清掃装置のアタッチメントの決定された流れ抵抗に応じて変化する清掃装置の動作方法を提案する。この動作方法は、
ファンが止まるときに当該ファンの吸引領域における絶対圧力を測定するステップと、
前記ファンが作動するときに前記ファンの吸引領域における絶対圧力を測定するステップと、
測定された前記絶対圧力の間の差から前記ファンによって生成された負圧を決定するステップと、
前記ファンの出力を決定するステップと、
前記ファンの速度を測定するステップと、
前記ファンの既知のファン特性と比較することによって、負圧、ファンの出力および速度から前記アタッチメントの流れ抵抗を決定するステップと、
決定された前記流れ抵抗に応じて前記ファンの速度および／または前記ファンの出力を変えることによって清掃装置の吸引力を調節するステップと、
を備える。
【００１６】
本発明に係る方法では、ファンを作動させる前に第１の絶対圧力の測定を実行し、ファンが作動した後に第２の絶対圧力の測定を実行する。第１の絶対圧力の測定は非常に短い時間、例えば３００ミリ秒で行われるので、清掃装置のユーザはファンの動作の切り替えに遅延を感じない。ファンが作動した後に、例えば毎秒１０回から２０回、好ましくは定期的に繰り返す間隔で、絶対圧力の測定を行うことができる。ファンによって生成された負圧は、ファンが動作しているときに決定された絶対圧力とファンが止まったときに測定された最初の絶対圧力とから決定される。さらに、ファンによって消費される電力が決定される。これは、ファンによって必要とされる電流と電圧を測定することによって定期的に行われる。さらに、ファンの速度が測定される。全ての測定された値、すなわち、負圧、ファンの出力、およびファンの速度が、アタッチメントの流れ抵抗を決定することに含まれる。実際には、ユーザは、被清掃面上で清掃装置またはアタッチメントを動かすために加えられる滑り力としてアタッチメントの流れ抵抗に気付く。非常に大きな流れ抵抗を有する場合、ユーザは、大きなレベルの力を働かせることによって清掃装置またはアタッチメントを被清掃面上で導くことができるのみである。これは、ファンを通る低い体積流量、従って低い吸引力によって伴われる。それから、測定されたデータは、ファンの既知のファン特性と比較される。既知のファン特性から、それぞれの流れ抵抗と圧力差で生じる体積流量を導き出すことができる。既知のファン特性の１つが測定されたデータと一致するかまたはそれに最もよく似ている場合、現在測定されている吸引力は可能な最良の清掃結果を生じるように調節される。吸引力を調節するために、ファンの速度および／またはファンの出力を変化させることができる。好ましくは、吸引力は一定量に調節される。
【００１７】
また、アタッチメントの規定された最大流れ抵抗に達したとき、ファンの出力をさらに増加させることができないことが提案される。結果として、流れ抵抗を調節することを考慮して最大消費電力が与えられる。体積流量を増加させるために、対応する最大の流れ抵抗を超えてファンの出力を大きくすることはできない。許容される最大の流れ抵抗、従ってアタッチメントを動かすために加えられる滑り力は、２０Ｎで与えられることができる。 これは、過負荷に対してファンを保護する役目を果たす。
【００１８】
さらに、現在使用されているアタッチメントの流れ抵抗が、また、接続領域で現在測定されている温度に応じて決定されることが提案される。清掃装置に関して既に説明したように、現在測定された温度を含めることは、可能な最小の流れ抵抗で最適な清掃結果の達成を可能にする。
【００１９】
最後に、ファンの吸引領域に配置されたフィルタの充填レベルが、アタッチメントの決定された流れ抵抗を各々フィルタの特定の充填レベルに割り当てられている基準値と比較することによって決定されることが提案される。流れ抵抗から充填レベルを推測するために、様々な動作モードに対して、それぞれがフィルタの特定の充填レベルに割り当てられた実験に基づく特性線または特性値が蓄えられている。また、好ましくは、フィルタの現在決定された充填レベルと関係なく、吸引力は一定に保たれる。
【００２０】
最後に、ユーザは選択手段、例えばスライドスイッチを介して清掃装置を操作することができる。例えば、スライドスイッチの第１の位置は、清掃装置の自動動作に割り当てられる。この位置では、評価および制御装置は、特定の吸引力または特定の体積流量を達成するために、決定された負圧を考慮して必要とされるファンの出力を自動的に調節する。さらに、一定のファンの出力を有する出力レベル、例えば５０Ｗの一定のファンの出力を有する出力レベルおよび３００Ｗのより高いファンの出力を有する他の出力レベルが提供されることができる。さらに、他の出力レベルが最大出力レベルとして提供されることができる。この最大出力レベルでは、ファンの出力は、検出された床の覆い、例えば硬質床またはカーペット敷きの床に応じて制御されることができる。例えば、カーペット敷きの床の清掃のために７００Ｗ、硬質床の清掃のために４５０Ｗに制御されることができる。ここで、これは純粋な制御を含むことができる。すなわち、上述した一定のファンの出力のみが提供される。流れ抵抗による調節は行われない。けれども、代わりにまた、それぞれの床の覆いにおける依存に加えて、この動作モードで生じる流れ抵抗（滑り力）における依存を提供することができる。
【００２１】
本発明は、典型的な実施形態に基づいて以下にもっと詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】アタッチメントを有する清掃装置の外観の透視図である。
【図２】清掃装置とアタッチメントの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、ここでは家庭用直立型真空掃除機として設計された清掃装置１を示す。清掃装置１は、ファン２とフィルタ１４を有するフィルタ室とを含むベース装置１５を持つ。ベース装置１５の接続領域５にはアタッチメント７が接続されている。アタッチメント７は、硬質床やカーペット敷きの床などの表面を処理するために役立つ。ファン２が作動すると、吸引材料はアタッチメント７を通ってフィルタ１４に導かれる。
【００２４】
ベース装置１５には、清掃装置１を取り扱うためのガイドロッド１９が配置されている。ガイドロッド１９は、その端部にハンドグリップ要素２０を有する。ハンドグリップ要素２０は、ユーザが清掃装置１の様々な動作モードを選択することができる操作要素１６を有する。操作要素１６は、スライドスイッチ１７とボタン１８とを有する。具体的には、スライドスイッチ１７は、４つの異なる動作モードが割り当てられる４つの異なる位置を可能にする。
【００２５】
スライドスイッチ１７の第１の位置では、清掃装置１の自動モードを設定することができる。この動作モードでは、特定の吸引力、すなわちアタッチメント７を通る特定の体積流量を達成するために、清掃装置１はファン２によって生成された負圧に応じてファン２の出力を自動的に調節する。この動作モードでは、過負荷に対してファン２を保護するために、必要なファンの出力の最大値が提供される。ファン２の出力は、この最大値を超えて高められることはできない。例えば、ファンの出力の最大値は、アタッチメント７の最大流れ抵抗が２０Ｎであるように設計することができる。この流れ抵抗は、被清掃面上にアタッチメント７を導くために費やされなければならない最大滑り力に対応する。ファン２によって生成された負圧と、アタッチメント７を通る体積流量と、アタッチメント７の滑り力または流れ抵抗との相互関係は、現在使用されているアタッチメント７に対するファン２の特性曲線から導き出されることができる。
【００２６】
自動モードに加えて、スライドスイッチ１７は、また、ファン２の一定の出力を用いる２つの動作モードを設定するために使用される。ファン２の出力は、ある動作モードでは例えば５０Ｗ、他の動作モードでは例えば３００Ｗとすることができる。
【００２７】
最後に、スライドスイッチ１７は、また、床のタイプに依存するファン２の最大出力レベルに関連する動作モードを選択するために使用されることができる。この動作モードでは、被清掃面のタイプに応じてファンの出力は自動的に設定される。例えば、カーペット敷きの床に対して７００Ｗの一定のファンの出力、および硬質床に対して４５０Ｗの一定のファンの出力が設定される。ここで、例えば、アタッチメント７の発生する滑り力、すなわち流れ抵抗に応じて、これらのファンの出力の自動調整は提供されない。 
【００２８】
さらに、操作要素１６は、操作モード「床のタイプに依存する最大出力」から硬質床とカーペット敷きの床への調節の間に手動での変更に使用されることができるボタン１８を有する。例えば、ボタン１８を作動させることは、通常はカーペット敷きの床のためにのみ使われるアタッチメント７の設定を清掃対象の硬質床のために強制することができる。
【００２９】
図２は、清掃装置１の縦断面を示す。ベース装置１５は、ファン２とフィルタ１４を有するフィルタ室とを持つ。ベース装置１５の接続領域５には、アタッチメント７が配置されている。ファン２によって吸引された空気は、アタッチメント７およびフィルタ１４を通ってファン２に達し、次に環境に至る。接続領域５は、アタッチメント７を通ってベース装置１５に達する空気がフィルタ１４に吸引される吸引領域６を有する。この吸引領域６には、温度センサ１３が配置されている。ファン２の吹出し領域８には、すなわち、 ファン２の後方の吸引空気の流れる方向には、ファン２の吹出し空気により冷却されることができる回路基板９が配置されている。この回路基板９には絶対圧センサである圧力センサ３が配置されている。圧力センサ３はさらに測定チャンネル１０に結合され、第１の端部領域１１は回路基板９上の圧力センサ３を囲み、第２の端部領域１２はファン２およびフィルタ１４を越えて吸引領域６に突出する。第２の端部領域１２は、圧力センサ３の検出領域４を決める。ファン２の吹出し領域８に配置された圧力センサ３は、測定チャンネル１０を用いて、フィルタ１４の上流に形成された吸引領域６の圧力を測定することができる。
【００３０】
さらに、清掃装置１は、清掃装置１の吸引力を調節するために役立つ評価および制御装置（望ましくは、また、回路基板９上に配置される）を有する。以下に説明するように、この調節は、圧力センサ３、場合により温度センサ１３の測定値、ファン２の記録された電力およびファン２の速度に応じて行われる。
【００３１】
本発明を、動作モード「自動」に関して説明する。自動モードを設定するために、操作要素１６のスライドスイッチ１７を対応する位置に至らせる。
【００３２】
スライドスイッチ１７を「自動」位置に動かすことにより、圧力センサ３によって最初の絶対圧力の測定が開始される。この圧力測定は、ファン２が止まるときに起こる。この時間まで清掃装置１が異なる動作モードで動作していた場合、必要ならば、ファン２が最初に止められる。
【００３３】
初期の絶対圧力の測定は、例えば３００ミリ秒という短い時間のみを必要とするので、清掃装置１のユーザは、ファン２が作動する時間までいかなる遅延も気付くことができない。この最初の絶対圧力の測定が終わった後、ファン２は、清掃装置１の評価および制御装置によって自動的に作動させられる。続いて、吸引領域６に形成される絶対圧力が動作中に決定される。ファン２が作動したときのこの測定は、有利には、例えば毎秒１０回から２０回繰り返される。それから、ファン２が作動したときに測定された絶対圧力と、ファン２が止まったときに最初に測定された絶対圧力との差が決定され、ファン２によって生成された負圧が知られる。
【００３４】
さらに、ファン２の電気供給線において通常の方法で電流と電圧が測定され、ファン２によって消費された電力が決定される。また、回転速度計がファン２の速度を測定する。それから、ファン２の決定されたファン出力、ファン２の速度、ファン２が止まったときに測定された絶対圧力、および任意に温度センサ１３によって測定された温度から、ファン２を通る体積流量が決定される。この体積流量とファン２によって生成された負圧とに基づいて、測定されたデータをファン２の既知の特性曲線と比較することによって、アタッチメント７の流れ抵抗を決定することができる。決定された流れ抵抗は、アタッチメント７を被清掃面上に押し付けるために清掃装置１のユーザによって加えられる滑り力に対応する。この流れ抵抗またはこの滑り力は清掃装置１の吸引力を調節するために使用され、吸引力は速度および／またはファンの出力を変えることによって調節される。好ましくは、吸引力は一定値に調節される。これはまた、フィルタ１４の充填レベルとは無関係に起こる。記載された方法は、吸引力の真の制御を含んでおり、単なる制御ではない。
【００３５】
例えば、アタッチメント７が被清掃面上にしっかりと吸引されているか、またはフィルタ１４が完全に充填されているために、清掃装置１の動作中に決定された流れ抵抗が規定された最大値を超える状況が生じる場合、ファン２の過負荷を避けるためにファンの出力がさらに増加することはない。規定された最大流れ抵抗または対応する最大滑り力は、例えば２０Ｎに設定されることができる。
【００３６】
フィルタ１４の充填レベルをさらに決定するために、アタッチメント７の決定された流れ抵抗を、各々フィルタ１４の特定の充填レベルに対して特徴的である基準値と比較することができる。例えば、フィルタ１４の異なる充填レベルに対して実験的に決定された特性線または特性曲線が、必要ならばまた、ファン２の様々な動作モードまたは出力レベルに関して評価のために使用される。
【符号の説明】
【００３７】
１…清掃装置
２…ファン
３…圧力センサ
４…検出領域
５…接続領域
６…吸引領域
７…アタッチメント
８…吹出し領域
９…回路基板
１０…測定チャンネル
１１…第１の端部領域
１２…第２の端部領域
１３…温度センサ
１４…フィルタ
１５…ベース装置
１６…操作要素
１７…スライドスイッチ
１８…ボタン
１９…ガイドロッド
２０…ハンドグリップ要素
【図１】
2018531689.tif 000003
【図２】
2018531689.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月4日(2017.8.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファンと、ファンによって生成される負圧を決定するための圧力センサとを有し、圧力センサが絶対圧センサである清掃装置、特に家庭用真空掃除機に関する。
【０００２】
さらに、本発明は、このような清掃装置の動作方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
上述した種類の清掃装置は、先行技術で知られている。さらに、これらは、被清掃面から吸引材料をできる限り良く除去するためにファンのファン出力を変化させるための装置を有することができる。ここでまた、清掃装置のアタッチメントの流れ抵抗に応じてファンの出力を変化させることが知られているので、被清掃面上で清掃装置を動かすことは可能な最良の清掃結果を達成するために可能な最小の滑り力を必要とする。ここで加えられる滑り力は、とりわけ、床の覆い、例えば硬質床またはカーペット敷きの床に依存する。
【０００４】
ファンによって生成される負圧を測定するために、差圧センサが先行技術で使用されている。ここで、不都合なことは、アタッチメントの流れ抵抗に寄与する絶対圧力が考慮されていないことである。これは、清掃結果に不利な影響を及ぼす。
【０００５】
測定された差圧に応じてフィルタの清掃プロセスが開始されることができる清掃装置が、特許文献１から知られる。ここでまた、圧力センサに関して絶対圧センサが提供されることができる。
【０００６】
また、フィルタ前後の差圧を測定することによってフィルタの清掃プロセスが開始されることができる清掃装置が、特許文献２から知られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国実用新案第２０  ２０１２  ００３  ２８０  Ｕ１号公報
【特許文献２】米国特許公開第２００８／０２０１８９８  Ａ１号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した先行技術に基づいて、本発明は、圧力の損失をできるだけ有利に決定することができる清掃装置を示すことに関する。その装置に関して、この目的は請求項１の主題で達成される。その目的は、圧力センサによって決定された負圧、現在のファンの出力、およびファンの現在の速度に応じて清掃装置の結果として生じる吸引力を調節するように設計された評価および制御装置を提供することである。絶対圧力から決定される負圧と、それに対応し、ファンのファン特性から導き出されることができるファンの体積流量とが、アタッチメントの流れ抵抗、従ってまた、アタッチメントを動かすために加えられる滑り力を決定する。この流れ抵抗は、一方では流れ抵抗をできるだけ低く保ち、他方では可能な最良の清掃結果を達成するように、結果として得られる清掃装置の吸引力を調節するために評価および制御装置によって使用される。評価および制御装置は、特に、一定の吸引力を制御するために設定されることができる。ファンを通る体積流量は、とりわけ、現在のファンの出力に依存し、ファンの出力はファンの電流と電圧から決定されることができる。ファンの電流と電圧は、例えば、ファンの回路基板上の対応する装置によって測定される。また、ファンの速度は、回転速度計によって通常の方法で測定される。結果として、評価および制御装置は、流れ抵抗を決定するために上述した測定データとファンの既知の特性曲線とを使用することができ、流れ抵抗は清掃装置の吸引力を調節するために役立つ。
【０００９】
有利には、絶対圧センサは、アタッチメントのための接続領域に配置されたファンの吸引領域、すなわちファンの吸引力にさらされる領域に割り当てられた検出領域を有する。清掃装置におけるこの吸引領域は、通常、アタッチメントが清掃装置に接続される場所に配置される。この検出領域において、絶対圧センサは、一方では、ファンが止まったときの第１の測定の間に、すなわちファンによって生成された吸引空気流に検出領域をさらすことなしに、周囲の圧力を測定し、他方ではファンが作動したときの第２の測定の間に絶対圧力を測定する。これらの２つの絶対圧力から計算される圧力差は、現在の周囲温度に対して調節される。それで、清掃結果は現在の周囲温度と関係なく最適である。
【００１０】
特に単純な実施形態では、絶対圧センサの検出領域は、接続領域の吸引領域に直接絶対圧センサを配置することによって吸引領域に割り当てられる。
【００１１】
けれどもまた、別の方法として、圧力センサがファンの領域内に、特にファンの吹出し領域内に配置された回路基板上に配置されており、測定チャンネルが圧力センサと検出領域の間に形成されており、測定チャンネルの第１の端部領域が圧力センサに配置されており、測定チャンネルの第２の端部領域が吸引領域にあることが提案されることができる。この実施形態では、検出領域の位置と圧力センサの位置は異なる。結果として、ファンの吹出し領域内の圧力センサをファンの吹出し空気によって冷却することができる。ここで、吸引領域内の絶対圧力は、測定チャンネルを介して測定される。この目的を達成するために、測定チャンネルは第１および第２の端部領域を有し、第１の端部領域は、圧力センサに導かれ、特に、圧力センサが測定チャンネル内に突出するように回路基板と接触し、第２の端部領域は、 特にアタッチメントからファンまでのファンによって生成された吸引空気流の流路において、吸引領域内に突出する。
【００１２】
測定チャンネルはホース部分であることが提案される。このホース部分の第１の端部領域は、回路基板に接着されることができ、または回路基板と他の方法で接続されることができる。特に有利には、測定チャンネルの開放端は回路基板の一部によって覆われ、測定チャンネルは回路基板とできるだけ気密に接続される。ホース部分は、特にフレキシブルホース部分として設計され、吸引領域内に案内される。そこでは第２の端部領域は、また、有利には接続領域の吸引チャンネルと気密に接続される。けれどもまた、ホース部分として測定チャネルを設計する代案として、清掃装置のハウジングの一部の領域を測定チャンネルとして設計することができる。例えば、測定チャンネルは、有利には、射出成形法において清掃装置のハウジング内に形成されてもよい。同時にまた、これは、圧力センサを有する回路基板用のレセプタクルを形成することを可能にし、回路基板がレセプタクル内に配置されたときに、測定チャンネルの第１の端部領域が回路基板に接触することができる。
【００１３】
さらに、本発明は、温度センサが接続領域内に配置されることを提案する。温度センサは接続領域内の現在の温度を測定するために使用され、その温度は現在の空気密度を計算するために使われることができる。次に、空気密度はファンの体積流量を計算するために使用される。体積流量は、ファンによって生成された負圧と組み合わされて、アタッチメントの現在の流れ抵抗を決定することを可能にする。従って、吸引領域内の現在の温度を考慮することは、より信頼性のある流れ抵抗の決定を可能にする。
【００１４】
さらに、評価および制御装置が温度センサによって測定された温度に応じて吸引力をさらに調節するように設計されることが与えられる。これは、温度に依存する空気密度に対して評価を調整し、ファンの吸引力の最適な制御に寄与する。これは、特に、空気密度、従ってまたファンによって生成される負圧が温度に応じて変化するためである。
【００１５】
上述した清掃装置から離れて、本発明は、また、清掃装置の吸引力が清掃装置のアタッチメントの決定された流れ抵抗に応じて変化する清掃装置の動作方法を提案する。この動作方法は、
ファンが止まるときに当該ファンの吸引領域における絶対圧力を測定するステップと、
前記ファンが作動するときに前記ファンの吸引領域における絶対圧力を測定するステップと、
測定された前記絶対圧力の間の差から前記ファンによって生成された負圧を決定するステップと、
前記ファンの出力を決定するステップと、
前記ファンの速度を測定するステップと、
前記ファンの既知のファン特性と比較することによって、負圧、ファンの出力および速度から前記アタッチメントの流れ抵抗を決定するステップと、
決定された前記流れ抵抗に応じて前記ファンの速度および／または前記ファンの出力を変えることによって清掃装置の吸引力を調節するステップと、
を備える。
【００１６】
本発明に係る方法では、ファンを作動させる前に第１の絶対圧力の測定を実行し、ファンが作動した後に第２の絶対圧力の測定を実行する。第１の絶対圧力の測定は非常に短い時間、例えば３００ミリ秒で行われるので、清掃装置のユーザはファンの動作の切り替えに遅延を感じない。ファンが作動した後に、例えば毎秒１０回から２０回、好ましくは定期的に繰り返す間隔で、絶対圧力の測定を行うことができる。ファンによって生成された負圧は、ファンが動作しているときに決定された絶対圧力とファンが止まったときに測定された最初の絶対圧力とから決定される。さらに、ファンによって消費される電力が決定される。これは、ファンによって必要とされる電流と電圧を測定することによって定期的に行われる。さらに、ファンの速度が測定される。全ての測定された値、すなわち、負圧、ファンの出力、およびファンの速度が、アタッチメントの流れ抵抗を決定することに含まれる。実際には、ユーザは、被清掃面上で清掃装置またはアタッチメントを動かすために加えられる滑り力としてアタッチメントの流れ抵抗に気付く。非常に大きな流れ抵抗を有する場合、ユーザは、大きなレベルの力を働かせることによって清掃装置またはアタッチメントを被清掃面上で導くことができるのみである。これは、ファンを通る低い体積流量、従って低い吸引力によって伴われる。それから、測定されたデータは、ファンの既知のファン特性と比較される。既知のファン特性から、それぞれの流れ抵抗と圧力差で生じる体積流量を導き出すことができる。既知のファン特性の１つが測定されたデータと一致するかまたはそれに最もよく似ている場合、現在測定されている吸引力は可能な最良の清掃結果を生じるように調節される。吸引力を調節するために、ファンの速度および／またはファンの出力を変化させることができる。好ましくは、吸引力は一定量に調節される。
【００１７】
また、アタッチメントの規定された最大流れ抵抗に達したとき、ファンの出力をさらに増加させることができないことが提案される。結果として、流れ抵抗を調節することを考慮して最大消費電力が与えられる。体積流量を増加させるために、対応する最大の流れ抵抗を超えてファンの出力を大きくすることはできない。許容される最大の流れ抵抗、従ってアタッチメントを動かすために加えられる滑り力は、２０Ｎで与えられることができる。 これは、過負荷に対してファンを保護する役目を果たす。
【００１８】
さらに、現在使用されているアタッチメントの流れ抵抗が、また、接続領域で現在測定されている温度に応じて決定されることが提案される。清掃装置に関して既に説明したように、現在測定された温度を含めることは、可能な最小の流れ抵抗で最適な清掃結果の達成を可能にする。
【００１９】
最後に、ファンの吸引領域に配置されたフィルタの充填レベルが、アタッチメントの決定された流れ抵抗を各々フィルタの特定の充填レベルに割り当てられている基準値と比較することによって決定されることが提案される。流れ抵抗から充填レベルを推測するために、様々な動作モードに対して、それぞれがフィルタの特定の充填レベルに割り当てられた実験に基づく特性線または特性値が蓄えられている。また、好ましくは、フィルタの現在決定された充填レベルと関係なく、吸引力は一定に保たれる。
【００２０】
最後に、ユーザは選択手段、例えばスライドスイッチを介して清掃装置を操作することができる。例えば、スライドスイッチの第１の位置は、清掃装置の自動動作に割り当てられる。この位置では、評価および制御装置は、特定の吸引力または特定の体積流量を達成するために、決定された負圧を考慮して必要とされるファンの出力を自動的に調節する。さらに、一定のファンの出力を有する出力レベル、例えば５０Ｗの一定のファンの出力を有する出力レベルおよび３００Ｗのより高いファンの出力を有する他の出力レベルが提供されることができる。さらに、他の出力レベルが最大出力レベルとして提供されることができる。この最大出力レベルでは、ファンの出力は、検出された床の覆い、例えば硬質床またはカーペット敷きの床に応じて制御されることができる。例えば、カーペット敷きの床の清掃のために７００Ｗ、硬質床の清掃のために４５０Ｗに制御されることができる。ここで、これは純粋な制御を含むことができる。すなわち、上述した一定のファンの出力のみが提供される。流れ抵抗による調節は行われない。けれども、代わりにまた、それぞれの床の覆いにおける依存に加えて、この動作モードで生じる流れ抵抗（滑り力）における依存を提供することができる。
【００２１】
本発明は、典型的な実施形態に基づいて以下にもっと詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】アタッチメントを有する清掃装置の外観の透視図である。
【図２】清掃装置とアタッチメントの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、ここでは家庭用直立型真空掃除機として設計された清掃装置１を示す。清掃装置１は、ファン２とフィルタ１４を有するフィルタ室とを含むベース装置１５を持つ。ベース装置１５の接続領域５にはアタッチメント７が接続されている。アタッチメント７は、硬質床やカーペット敷きの床などの表面を処理するために役立つ。ファン２が作動すると、吸引材料はアタッチメント７を通ってフィルタ１４に導かれる。
【００２４】
ベース装置１５には、清掃装置１を取り扱うためのガイドロッド１９が配置されている。ガイドロッド１９は、その端部にハンドグリップ要素２０を有する。ハンドグリップ要素２０は、ユーザが清掃装置１の様々な動作モードを選択することができる操作要素１６を有する。操作要素１６は、スライドスイッチ１７とボタン１８とを有する。具体的には、スライドスイッチ１７は、４つの異なる動作モードが割り当てられる４つの異なる位置を可能にする。
【００２５】
スライドスイッチ１７の第１の位置では、清掃装置１の自動モードを設定することができる。この動作モードでは、特定の吸引力、すなわちアタッチメント７を通る特定の体積流量を達成するために、清掃装置１はファン２によって生成された負圧に応じてファン２の出力を自動的に調節する。この動作モードでは、過負荷に対してファン２を保護するために、必要なファンの出力の最大値が提供される。ファン２の出力は、この最大値を超えて高められることはできない。例えば、ファンの出力の最大値は、アタッチメント７の最大流れ抵抗が２０Ｎであるように設計することができる。この流れ抵抗は、被清掃面上にアタッチメント７を導くために費やされなければならない最大滑り力に対応する。ファン２によって生成された負圧と、アタッチメント７を通る体積流量と、アタッチメント７の滑り力または流れ抵抗との相互関係は、現在使用されているアタッチメント７に対するファン２の特性曲線から導き出されることができる。
【００２６】
自動モードに加えて、スライドスイッチ１７は、また、ファン２の一定の出力を用いる２つの動作モードを設定するために使用される。ファン２の出力は、ある動作モードでは例えば５０Ｗ、他の動作モードでは例えば３００Ｗとすることができる。
【００２７】
最後に、スライドスイッチ１７は、また、床のタイプに依存するファン２の最大出力レベルに関連する動作モードを選択するために使用されることができる。この動作モードでは、被清掃面のタイプに応じてファンの出力は自動的に設定される。例えば、カーペット敷きの床に対して７００Ｗの一定のファンの出力、および硬質床に対して４５０Ｗの一定のファンの出力が設定される。ここで、例えば、アタッチメント７の発生する滑り力、すなわち流れ抵抗に応じて、これらのファンの出力の自動調整は提供されない。 
【００２８】
さらに、操作要素１６は、操作モード「床のタイプに依存する最大出力」から硬質床とカーペット敷きの床への調節の間に手動での変更に使用されることができるボタン１８を有する。例えば、ボタン１８を作動させることは、通常はカーペット敷きの床のためにのみ使われるアタッチメント７の設定を清掃対象の硬質床のために強制することができる。
【００２９】
図２は、清掃装置１の縦断面を示す。ベース装置１５は、ファン２とフィルタ１４を有するフィルタ室とを持つ。ベース装置１５の接続領域５には、アタッチメント７が配置されている。ファン２によって吸引された空気は、アタッチメント７およびフィルタ１４を通ってファン２に達し、次に環境に至る。接続領域５は、アタッチメント７を通ってベース装置１５に達する空気がフィルタ１４に吸引される吸引領域６を有する。この吸引領域６には、温度センサ１３が配置されている。ファン２の吹出し領域８には、すなわち、 ファン２の後方の吸引空気の流れる方向には、ファン２の吹出し空気により冷却されることができる回路基板９が配置されている。この回路基板９には絶対圧センサである圧力センサ３が配置されている。圧力センサ３はさらに測定チャンネル１０に結合され、第１の端部領域１１は回路基板９上の圧力センサ３を囲み、第２の端部領域１２はファン２およびフィルタ１４を越えて吸引領域６に突出する。第２の端部領域１２は、圧力センサ３の検出領域４を決める。ファン２の吹出し領域８に配置された圧力センサ３は、測定チャンネル１０を用いて、フィルタ１４の上流に形成された吸引領域６の圧力を測定することができる。
【００３０】
さらに、清掃装置１は、清掃装置１の吸引力を調節するために役立つ評価および制御装置（望ましくは、また、回路基板９上に配置される）を有する。以下に説明するように、この調節は、圧力センサ３、場合により温度センサ１３の測定値、ファン２の記録された電力およびファン２の速度に応じて行われる。
【００３１】
本発明を、動作モード「自動」に関して説明する。自動モードを設定するために、操作要素１６のスライドスイッチ１７を対応する位置に至らせる。
【００３２】
スライドスイッチ１７を「自動」位置に動かすことにより、圧力センサ３によって最初の絶対圧力の測定が開始される。この圧力測定は、ファン２が止まるときに起こる。この時間まで清掃装置１が異なる動作モードで動作していた場合、必要ならば、ファン２が最初に止められる。
【００３３】
初期の絶対圧力の測定は、例えば３００ミリ秒という短い時間のみを必要とするので、清掃装置１のユーザは、ファン２が作動する時間までいかなる遅延も気付くことができない。この最初の絶対圧力の測定が終わった後、ファン２は、清掃装置１の評価および制御装置によって自動的に作動させられる。続いて、吸引領域６に形成される絶対圧力が動作中に決定される。ファン２が作動したときのこの測定は、有利には、例えば毎秒１０回から２０回繰り返される。それから、ファン２が作動したときに測定された絶対圧力と、ファン２が止まったときに最初に測定された絶対圧力との差が決定され、ファン２によって生成された負圧が知られる。
【００３４】
さらに、ファン２の電気供給線において通常の方法で電流と電圧が測定され、ファン２によって消費された電力が決定される。また、回転速度計がファン２の速度を測定する。それから、ファン２の決定されたファン出力、ファン２の速度、ファン２が止まったときに測定された絶対圧力、および任意に温度センサ１３によって測定された温度から、ファン２を通る体積流量が決定される。この体積流量とファン２によって生成された負圧とに基づいて、測定されたデータをファン２の既知の特性曲線と比較することによって、アタッチメント７の流れ抵抗を決定することができる。決定された流れ抵抗は、アタッチメント７を被清掃面上に押し付けるために清掃装置１のユーザによって加えられる滑り力に対応する。この流れ抵抗またはこの滑り力は清掃装置１の吸引力を調節するために使用され、吸引力は速度および／またはファンの出力を変えることによって調節される。好ましくは、吸引力は一定値に調節される。これはまた、フィルタ１４の充填レベルとは無関係に起こる。記載された方法は、吸引力の真の制御を含んでおり、単なる制御ではない。
【００３５】
例えば、アタッチメント７が被清掃面上にしっかりと吸引されているか、またはフィルタ１４が完全に充填されているために、清掃装置１の動作中に決定された流れ抵抗が規定された最大値を超える状況が生じる場合、ファン２の過負荷を避けるためにファンの出力がさらに増加することはない。規定された最大流れ抵抗または対応する最大滑り力は、例えば２０Ｎに設定されることができる。
【００３６】
フィルタ１４の充填レベルをさらに決定するために、アタッチメント７の決定された流れ抵抗を、各々フィルタ１４の特定の充填レベルに対して特徴的である基準値と比較することができる。例えば、フィルタ１４の異なる充填レベルに対して実験的に決定された特性線または特性曲線が、必要ならばまた、ファン２の様々な動作モードまたは出力レベルに関して評価のために使用される。
【符号の説明】
【００３７】
１…清掃装置
２…ファン
３…圧力センサ
４…検出領域
５…接続領域
６…吸引領域
７…アタッチメント
８…吹出し領域
９…回路基板
１０…測定チャンネル
１１…第１の端部領域
１２…第２の端部領域
１３…温度センサ
１４…フィルタ
１５…ベース装置
１６…操作要素
１７…スライドスイッチ
１８…ボタン
１９…ガイドロッド
２０…ハンドグリップ要素
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファン（２）と、当該ファン（２）によって生成される負圧を決定するための圧力センサ（３）とを備える清掃装置（１）、特に家庭用真空掃除機であって、
前記圧力センサ（３）が、絶対圧センサであり、
前記圧力センサ（３）によって決定された負圧、現在のファンの出力、および前記ファン（２）の現在の速度に応じて清掃装置（１）の結果として生じる吸引力を調節するように設計された評価および制御装置を備える、
ことを特徴とする清掃装置（１）。
【請求項２】
前記圧力センサ（３）が、アタッチメント（７）の接続領域（５）において、ファン（２）の吸引領域（６）に配置された検出領域（４）を有することを特徴とする請求項１に記載の清掃装置（１）。
【請求項３】
前記圧力センサ（３）が、前記ファン（２）の吹出し領域（８）内に、特に前記ファン（２）の吹出し領域（８）内に配置された回路基板（９）上に配置されており、
測定チャンネル（１０）が前記圧力センサ（３）と前記検出領域（４）の間に形成されており、当該測定チャンネル（１０）の第１の端部領域（１１）が前記圧力センサ（３）に配置されており、当該測定チャンネル（１０）の第２の端部領域（１２）が前記吸引領域（６）にあることを特徴とする請求項２に記載の清掃装置（１）。
【請求項４】
温度センサ（１３）が、前記接続領域（５）に配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の清掃装置（１）。
【請求項５】
前記評価および制御装置は、前記温度センサ（１３）によって測定された温度に応じて吸引力をさらに調節するように設計されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の清掃装置（１）。
【請求項６】
清掃装置（１）の吸引力が清掃装置（１）のアタッチメント（７）の決定された流れ抵抗に応じて変化する清掃装置（１）、特に家庭用真空掃除機の動作方法であって、
ファン（２）が止まるときに当該ファン（２）の吸引領域（６）における絶対圧力を測定するステップと、
前記ファン（２）が作動するときに前記ファン（２）の吸引領域（６）における絶対圧力を測定するステップと、
測定された前記絶対圧力の間の差から前記ファン（２）によって生成された負圧を決定するステップと、
前記ファン（２）の出力を決定するステップと、
前記ファン（２）の速度を測定するステップと、
前記ファン（２）の既知のファン特性と比較することによって、負圧、ファンの出力および速度から前記アタッチメント（７）の流れ抵抗を決定するステップと、
決定された前記流れ抵抗に応じて前記ファン（２）の速度および／または前記ファンの出力を変えることによって清掃装置（１）の吸引力を調節するステップと、
を備えることを特徴とする清掃装置（１）の動作方法。
【請求項７】
前記アタッチメント（７）の規定された最大流れ抵抗に達したとき、前記ファンの出力をさらに増加させることができないことを特徴とする請求項６に記載の清掃装置（１）の動作方法。
【請求項８】
現在使用されている前記アタッチメント（７）の流れ抵抗が、また、前記接続領域（５）で現在測定されている温度に応じて決定されることを特徴とする請求項６または７に記載の清掃装置（１）の動作方法。
【請求項９】
前記ファン（２）の吸引領域（６）に配置されたフィルタ（１４）の充填レベルが、前記アタッチメント（７）の決定された前記流れ抵抗を前記フィルタ（１４）の特定の充填レベルにそれぞれ割り当てられている基準値と比較することによって決定されることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１項に記載の清掃装置（１）の動作方法。
【国際調査報告】
2018531689.tif 000005
2018531689.tif 000006
2018531689.tif 000007
2018531689.tif 000008