(57)【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内蔵する掃除機本体と、被清掃面上の塵埃を吸い込むための吸込具と、前記吸込具から吸引される吸引風を前記掃除機本体へと導く吸気経路と、前記吸込具に設けられ、前記吸込具の被清掃面との接触を検出する接触検出手段と、供給電力の異なる複数のモードを有し前記電動送風機への供給電力を制御する制御手段と、モード決定手段とを有し、前記モード決定手段は、前記接触検出手段からの、前記吸込具の被清掃面との接触時の信号と非接触時の信号の組み合わせが、前記複数のモードの各々に対応して予め設定した組み合わせの時に、前記組み合わせに対応したモードに決定する電気掃除機。
【請求項２】
モード決定手段は、予め設定した順序で複数のモードを切り替えるように決定し、接触検出手段から入力される吸込具の被清掃面との接触時の信号と非接触時の信号の組み合わせが、所定の組み合わせの時に、前記モードを切り替える請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
時間を計時するタイマ手段を有し、モード決定手段は、前記タイマ手段の計時する所定時間内に接触検出手段から入力される吸込具の被清掃面との接触時の信号と非接触時の信号の組み合わせで判断する請求項１または２に記載の電気掃除機。
【請求項４】
吸込具は、床面の塵埃を吸引する床用吸込具であり、前記床用吸込具は、前記床面側に開口部を有する吸い込み口体と、一端が前記吸い込み口体に連通して取り付けられ他端が吸気経路に連通して接続される継ぎ手部とを有し、前記吸い込み口体と前記継ぎ手部とは回動自在な構成とし、接触検出手段を前記吸い込み口体の後方に設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項５】
吸込具は、床面の塵埃を吸引する床用吸込具であり、前記床用吸込具は、前記床面側に開口部を有する吸い込み口体と、一端が前記吸い込み口体に連通して取り付けられ他端が吸気経路に連通して接続される継ぎ手部とを有し、前記吸い込み口体と前記継ぎ手部とは回動自在な構成とし、接触検出手段を前記吸い込み口体の前方に設けた請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項６】
吸込具は、床面の塵埃を吸引する床用吸込具であり、前記床面の塵埃を掻き上げる回転ブラシと、前記回転ブラシを回転駆動する電動機と、掃除機本体に電気的に接続され前記電動機へ電力を供給するための電力線と、前記電力線の途中に配され、前記床用吸込具が床面に接地されたときに閉路する開閉スイッチとを有し、前記開閉スイッチを接触検出手段とした請求項１〜５のいずれか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、一般家庭用、もしくは業務用の電気掃除機に関するもので、特に、負荷の制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な電気掃除機について、図１０及び１１を用いて説明する。図１０は、従来の電気掃除機の概略構成図、図１１は、同電気掃除機の回路構成図である。
【０００３】
図１０において、１は、掃除機本体であり、２は、掃除機本体１に内蔵され、吸い込み力を発生する電動送風機であり、３は、電動送風機２の異なった電力での動作モードを切り換える操作手段４を有したホースであり、５は、延長管であり、６は、掃除機本体１の前部に配され、吸引した塵埃を蓄積しておく集塵室であり、ホース３と集塵室６は、掃除機本体１  に設けた吸気口７を介して接続され、ホース３、または、ホース３と延長管５とで吸気経路を形成している。操作手段４は、ホース３の把持部８の近傍に設けられており、使用者が、把持部８を把持して清掃動作を行いながら、把持部位を持ち変えることなく、操作手段４を操作して動作モードが切り替えられる構成となっている。また、延長管５は、伸縮調節可能に構成されており、延長管５の長さを変えることによって、把持部８から床用吸込具９までの距離を調節でき、様々な身長や体格の使用者に対して、各々が最適な清掃動作ができるよう配慮されている。
【０００４】
９は、床面に接して床面の塵埃等を吸引するための床用吸込具であり、床面の塵埃を掻き上げる回転ブラシ１０と、回転ブラシ１０を回転駆動する電動機１１を内蔵している。
【０００５】
図１１において、１４は、制御手段であり、マイクロコンピュータ１５で構成されている。操作手段４は、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、スイッチＳＷ３の３つのスイッチと抵抗（ｒ１〜ｒ４）で構成され、それぞれのスイッチを押す事によって、操作手段４の電源ＶＤＤｓｗを、抵抗とスイッチを操作する事によって変化する各々異なる合成抵抗とで分割した電圧が、Ｖｏｕｔとして現れ、マイクロコンピュータ１５に入力される。通常この手のアナログ信号は、マイクロコンピュータ１５の機能として有するＡＤ（アナログ−ディジタル）変換ポートへ入力され、マイクロコンピュータ１５の内部で、ディジタル値に変換されて数値化され、この数値と、予め設定したスイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、スイッチＳＷ３の各々に対応した数値判定値を比較し、どのスイッチが押されたのかを判断し、各スイッチに対応したモードを決定する。
【０００６】
マイクロコンピュータ１５は、操作手段４から入力される電圧Ｖｏｕｔに応じて、電動送風機２の駆動手段である第１の双方向性サイリスタ１６と、電動機１１の駆動手段である第２の双方向性サイリスタ１７をオン・オフ、または、トリガ位相の制御による位相制御を行う事により、電動送風機２と電動機１１への供給電力を制御するようになっている。
【０００７】
ホース３又は、ホース３と延長管５とで形成された吸気経路には、掃除機本体１側から操作手段４に電力を供給し、掃除機本体１側に、操作手段４で操作されたモードに対応した信号を伝達する一対の信号線１２と、掃除機本体１から電動機１１へ電力を供給する一対の電力線１３が配置されており、掃除機本体１に設けたマイクロコンピュータ１５は、操作手段４にて設定されるモードに応じて、電動送風機２と電動機１１への供給電力を制御する。マイクロコンピュータ１５は、電動送風機２と電動機１１への印可電圧、供給電力の違いに応じて複数のモードを有して制御しているので、使用者が操作することによって、所望のモードで電気掃除機を運転できる構成となっている。
【０００８】
また、電力線１３の経路上には、床用吸込具９の内部で、電動機１１への電力供給経路を開閉する閉路手段１８が設けられており、閉路手段１８が閉路している時のみ電動機１１への電力供給が可能となる。
【０００９】
この閉路手段１８は、床用吸込具９の床面との接触面に設置されており、床用吸込具９が床面と接触しているときにのみ閉路し、床面から浮いているときは開路して、電動機１１への電力供給を強制的に遮断するようになっている。これによって、床用吸込具９が空中に浮いて、人が、露出した回転ブラシ１０に触れることが可能な状態となったときは、強制的に回転ブラシ１０の回転を停止し、安全に対して配慮した構成となっている。
【００１０】
上記のように構成された電気掃除機は、使用者が操作手段４を操作して所定のモードに設定し、マイクロコンピュータ１５が、設定されたモードに対応した電力を電動送風機２と電動機１１に供給して、電動送風機２と電動機１１への供給電力を、停止する停止モードから、電力を供給する動作モードへ移行すると、床用吸込具９から吸引された塵埃が、吸気経路を経由して集塵室６に蓄積される。
【００１１】
通常、使用者が意図的に、床面の塵埃を吸引する場合は、床用吸込具９を被清掃面である床面に接触させ、床用吸込具９の吸い込み口（図示せず）が床面に近接することによって床面上の塵埃を除塵するが、使用者が、清掃する場所を変えるために移動する場合は、床用吸込具９が空中に持ち上がられた状態となってしまう。この状態では、床用吸込具９は、被清掃面である床面から離れているため、電動送風機２が動作して、吸引風が発生していても、床面上の塵埃を除塵することはできず、電力を無駄に消費してしまうという問題がある。
【００１２】
このような問題を解決する手段として、床用吸込具を空中に持ち上げた時に、電動送風機２への供給電力を低下させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【００１３】
また、床用吸込具９が、床面に接しているかどうかを検出し、その状態に応じて電動送風機２への供給電力を制御するようにしたものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特許第３０４５８３４号公報
【特許文献２】特開２００１−２４５８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記従来の電気掃除機の構成では、操作手段４の位置は、使用者が把持部８を持って、清掃動作を行うことが前提の構成であり、把持部８以外の部位を持って清掃動作を行う使用者にとっては、操作手段４を操作しようとすると、把持位置を持ち変えなければならない。また、把持部８を握って清掃動作を行う場合でも、清掃動作を行いながら操作手段４の操作のためには、少なくとも、把持部８を握っているうちの１つの指を把持部８から放さなければならず、残りの指に負担が集中してしまうため、疲労感が増えてしまうという課題を有していた。
【００１５】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、把持部以外の部位を持って清掃動作を行っても、モードを切り替えるために把持位置を持ち変えたりする煩わしさを無くし、モード切り替えのための使用者の負担を軽減できる使い勝手の良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】
【００１６】
前記従来の課題を解決するために本発明の電気掃除機は、吸引風を発生する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、被清掃面上の塵埃を吸い込むための吸込具と、前記吸込具から吸引される吸引風を前記掃除機本体へと導く吸気経路と、前記吸込具に設けられ、前記吸込具の被清掃面との接触を検出する接触検出手段と、供給電力の異なる複数のモードを有し前記電動送風機への供給電力を制御する制御手段と、モード決定手段とを有し、前記モード決定手段は、前記接触検出手段からの、前記吸込具の被清掃面との接触時の信号と非接触時の信号の組み合わせが、前記複数のモードの各々に対応して予め設定した組み合わせの時に、前記組み合わせに対応したモードに決定するもので、使用者の意図するモードに対応した組み合わせで、吸込具を被清掃面に接触させたり離したりすることによって、接触検出手段から、その動作に対応した接触時の信号と非接触時の信号が出力され、モード決定手段が、その組み合わせを判断して、使用者の意図するモードを決定し、制御手段は、この決定されたモードに対応した供給電力で、電動送風機の運転を切り替えることにより、使用者は、把持部を持ち変えることなく、簡単にモードを切り替えることができ、手への負担も軽減することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の電気掃除機は、吸込具を床面に接触させたり、離したりする事によって、電動送風機に供給する供給電力の異なる各モードに切り替えるので、使用者は、モードを切り替えるために、把持位置を持ち変える必要はなく、また、常に、すべての指を把持のために使えるので、手への負担も軽減でき、使い勝手を向上できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
第１の発明は、吸引風を発生する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、被清掃面上の塵埃を吸い込むための吸込具と、前記吸込具から吸引される吸引風を前記掃除機本体へと導く吸気経路と、前記吸込具に設けられ、前記吸込具の被清掃面との接触を検出する接触検出手段と、供給電力の異なる複数のモードを有し前記電動送風機への供給電力を制御する制御手段と、モード決定手段とを有し、前記モード決定手段は、前記接触検出手段からの、前記吸込具の被清掃面との接触時の信号と非接触時の信号の組み合わせが、前記複数のモードの各々に対応して予め設定した組み合わせの時に、前記組み合わせに対応したモードに決定するもので、使用者の意図するモードに対応した組み合わせで、吸込具を被清掃面に接触させたり離したりすることによって、接触検出手段から、その動作に対応した接触時の信号と非接触時の信号が出力され、モード決定手段が、その組み合わせを判断して、使用者の意図するモードを決定し、制御手段は、この決定されたモードに対応した供給電力で、電動送風機の運転を切り替えることにより、使用者は、把持部を持ち変えることなく、簡単にモードを切り替えることができ、手への負担も軽減することができる。
【００１９】
第２の発明は、特に、第１の発明のモード決定手段は、予め設定した順序で複数のモードを切り替えるように決定し、接触検出手段から入力される吸込具の被清掃面との接触時の信号と非接触時の信号の組み合わせが、所定の組み合わせの時に、前記モードを切り替えるもので、使用者が操作する吸込具の被清掃面への接触と非接触の操作の組み合わせが少なく、また、簡単な組み合わせで実現できるので、モード切り替えの操作を簡単にすることができ、使用性を向上することができる。
【００２０】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明の電気掃除機は、時間を計時するタイマ手段を有し、モード決定手段は、前記タイマ手段の計時する所定時間内に接触検出手段から入力される吸込具の被清掃面との接触時の信号と非接触時の信号の組み合わせで判断するもので、モード決定手段は、前記タイマ手段の計時する時間に対して、所定時間内の接触と非接触の信号の組み合わせのみを、モード切り替えのための操作がされた信号と判断し、モードを切り替えるので、モード切り替えの判断の精度を向上させることができる。
【００２１】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の吸込具は、床面の塵埃を吸引する床用吸込具であり、前記床用吸込具は、前記床面側に開口部を有する吸い込み口体と、一端が前記吸い込み口体に連通して取り付けられ他端が吸気経路に連通して接続される継ぎ手部とを有し、前記吸い込み口体と前記継ぎ手部とは回動自在な構成とし、接触検出手段を前記吸い込み口体の後方に設けたもので、使用者が前記床用吸込具を持ち上げようとすると、前記吸い込み口体の前方下面が床面と接触しながら支点となり、前記吸い込み口体の後方が作用点となって、先に持ち上がり、前記接触検出手段が、床面との非接触を検出するので、比較的小さな力で、前記床用吸込具の床面に対する接触と非接触の操作ができ、モードの切り替え操作をし易くすることができる。
【００２２】
第５の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の吸込具は、床面の塵埃を吸引する床用吸込具であり、前記床用吸込具は、前記床面側に開口部を有する吸い込み口体と、一端が前記吸い込み口体に連通して取り付けられ他端が吸気経路に連通して接続される継ぎ手部とを有し、前記吸い込み口体と前記継ぎ手部とは回動自在な構成とし、接触検出手段を前記吸い込み口体の前方に設けたもので、前記床用吸込具が使用者の清掃動作によって、持ち上がる場合は、前記吸い込み口体の前方下面が床面と接触しながら支点となり、前記吸い込み口体の後方が作用点となって、前方が最後に持ち上がるので、使用者の清掃の動作に起因する使用者の意図しない、非接触状態の信号が発生しにくく、モード切り替えの判断の精度を向上させることができる。
【００２３】
第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明の吸込具は、床面の塵埃を吸引する床用吸込具であり、前記床面の塵埃を掻き上げる回転ブラシと、前記回転ブラシを回転駆動する電動機と、掃除機本体に電気的に接続され前記電動機へ電力を供給するための電力線と、前記電力線の途中に配され、前記床用吸込具が床面に接地されたときに閉路する開閉スイッチとを有し、前記開閉スイッチを接触検出手段としたもので、接触検出手段と開閉スイッチを別々に設ける必要が無く、簡単な構成で実現することができる。
【００２４】
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。
【００２５】
（実施の形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態における電気掃除機について、図１〜図６を参照しながら説明する。
【００２６】
図１は、本発明の第１の実施の形態における電気掃除機の回路構成図を示すものである。なお、上記従来の電気掃除機と同一構成部品については、同一符号を付し、説明を省略する。
【００２７】
図１において、９は、被清掃面から塵埃を吸込むための吸込具の一例である床用吸込具であり、床用吸込具９は、延長管５に着脱自在な構成である。床用吸込具９には、回転ブラシ１０と、回転ブラシ１０を駆動する電動機１１を内蔵しており、電動機１１には、吸気経路に設けられた電力線１３から電力が供給される。
【００２８】
掃除機本体１には、吸引風を発生する電動送風機２と塵埃を集塵する集塵室６が設けられている。電動送風機２の回転により塵埃を吸い込む空気の流れが発生すると、床用吸込み具９より被掃除面上の塵埃が吸い込まれ、延長管５、ホース３を経て掃除機本体１内の集塵室６で捕集される。塵埃を運んできた空気は、集塵室６で濾過され、塵埃が集塵室６に集積され、濾過された空気だけが掃除機本体１より外に排気される構成になっている。また、ホース３の先端部分には、使用者が電気掃除機を扱い易いように把持部８が備えられている。
【００２９】
制御手段１４は、マイクロコンピュータ２０で構成され、「動作モード」と「停止モード」を有して、電動送風機２への供給電力の制御を行う。
【００３０】
床用吸込具９には、電力線１３の途中に開閉スイッチ１８ａが設けられており、床用吸込具９が床面に接地しているときに、電力線１３の片側を閉路する構成となっている。この開閉スイッチ１８ａの両側には、掃除機本体１  側に抵抗ｒ１が、電動機１１側には抵抗ｒ２が、電力線１３に接続され、抵抗ｒ１と抵抗ｒ２は並列に挿入されている。
【００３１】
マイクロコンピュータ２０の電源供給端子Ｖｄｄは、電力線１３の片側に接続されており、また、片側が、抵抗ｒ１と抵抗ｒ２と直列に接続され、掃除機本体１内に設けた抵抗ｒ０の他端側が、マイクロコンピュータ２０のグランド端子ＧＮＤに接続されており、Ｖｄｄ−ＧＮＤ間電圧を、抵抗ｒ１と抵抗ｒ２の合成抵抗と、抵抗ｒ０で、分割した電圧Ｖ１が、マイクロコンピュータ２０に入力され、このＶ１でモードの決定を判断する。つまり、モードを決定するモード決定手段も、モードの決定を判断する時に所定時間を計時するタイマ手段も、マイクロコンピュータ２０で構成している。
【００３２】
マイクロコンピュータ２０は、電圧Ｖ１によりモードを判断し、決定されたモードが「動作モード」であれば、第１の双方向性サイリスタ１６を位相制御して予め設定した供給電力となるよう、電動送風機２へ電力供給を行い、吸引風を発生させると共に、回転ブラシ１０が所定の回転数で動作するよう電動機１１に電力を供給するよう第２の双方向性サイリスタ１７を制御する。
【００３３】
「停止モード」であれば、電動送風機２への電力供給を停止する。また、電気掃除機に電源が投入された初期状態では、「停止モード」となっている。
【００３４】
マイクロコンピュータ２０は、第１の双方向性サイリスタ１６へ送信するトリガ信号の位相タイミングを電源のゼロクロスに対して変化させることにより、電動送風機２への電力供給量の制御を行い、同様に、第２の双方向性サイリスタ１７のトリガタイミングを変えることにより、電動機１１の回転数を制御している。
【００３５】
図２に床用吸込具９の側面断面図を示す。
【００３６】
図２において、２１は、床用吸込具９の吸い込み口体であり、開口部２２を床面に対向して有しており、回転ブラシ１０を有している。２３は継ぎ手部であり、一端は延長管５に着脱自在に接続され、他端は吸い込み口体２１に連通して接続される共に、吸い込み口体２１に対して、上下の回動が自在な構成となっている。
【００３７】
また、２４は、吸い込み口体２１の下面後方に配置した上下動可能なローラーであり、図示しない付勢手段により下方向に付勢されている。開閉スイッチ１８ａの動作は、このローラー２４の上下方向の動作に連動しており、ローラー２４が、付勢手段の付勢力に抗して上方向に移動すると、開閉スイッチ１８ａを閉路し、下方向に移動すると、開閉スイッチ１８ａを開路する構成となっている。電動送風機２による吸引風が発生すると、床面上の塵埃は、図２中の矢印Ａで示す経路で吸い込まれ、延長管５へと導入される。
【００３８】
以上のように、本実施の形態では、開閉スイッチ１８ａとローラー２４とで閉路手段１８を構成し、また、閉路手段１８、抵抗ｒ０、抵抗ｒ１、抵抗ｒ２とで、接触検出手段を構成している。
【００３９】
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、以下その動作、作用を説明する。
【００４０】
使用者が、床面を清掃しようとする場合、通常、吸い込み口体２１は、床面に接地されており、ローラー２４は、床面に押されるが、付勢手段によりローラー２４に加わる付勢力は、床用吸込具９の重量より弱い力で設定されているので、床用吸込具９を床面に置くと、ローラー２４が吸い込み口体２１に対して、上方向に移動する。この時、開閉スイッチ１８ａは閉路され、電動機１１への電力供給が可能な状態となる。
【００４１】
この時、床用吸込具９内での抵抗ｒ１とｒ２の合成抵抗値ｒｎ１は、
ｒｎ１＝ｒ１・ｒ２／（ｒ１＋ｒ２）      （式１）
となる。
【００４２】
マイクロコンピュータ２０の電源端子Ｖｄｄは、電力線１３の片側に接続されており、この線が共通線となる。マイクロコンピュータ２０は、電動機１１を位相制御しており、マイクロコンピュータ２０が、第２の双方向性サイリスタ１７をオフしている期間にＶ１に現れる電圧は、マイクロコンピュータ２０のＧＮＤ端子を基準としたとき、
Ｖｏｎ＝（ｒ０／（ｒ０＋ｒｎ１＋２×ｒ））×Ｖｄｄ    （式２）
となる。ここで、ｒは、ホース３、延長管５内の電力線の有する微少な抵抗であるが、ｒ０、ｒ１、ｒ２と比較して非常に小さく無視できるので、
Ｖｏｎ＝（ｒ０／（ｒ０＋ｒｎ１））×Ｖｄｄ     （式３）
となり、
Ｖｏｎ＝（ｒ０／（ｒ０＋ｒ１・ｒ２／（ｒ１＋ｒ２）））×Ｖｄｄ      （式４）
使用者が床用吸込具９を床面から持ち上げると、付勢されたローラー２４は、吸い込み口体２１に対して、下方向に移動し、この時、開閉スイッチ１８ａは開路され、マイクロコンピュータ２０が、第２の双方向性サイリスタ１７をオンしていても、電動機１１への電力供給は強制的に遮断される。
【００４３】
使用者が、把持部８や延長管５を把持しながら、床用吸込具９を持ち上げて、床用吸込具９を離床させようとすると、延長管５に接続された継ぎ手部２３が持ち上がろうとするが、この時、吸い込み口体２１の重量により、継ぎ手２３に対して吸い込み口体２１が前下がりに回動し、継ぎ手部２３につられて、吸い込み口体２１の後方が先に持ち上がる。この時、吸い込み口体２１の前方下面は、床面に接地した状態であり、この状態までは、比較的軽い力で把持している把持部８、または、延長管５を持ち上げることができる。
【００４４】
ローラー２４の上下動の幅や、吸い込み口体２１の床面からの距離に対して、開閉スイッチ１８ａが閉路、もしくは開路する位置を調整することで、床用吸込具９の床面に対する高さに対して、どの位置で接触・非接触を検出するかの設定を行うことができ、本実施の形態においては、吸い込み口体２１の前方下面が床面に接触した状態でも、後方下面が床面から離れた状態であれば、非接触と検出するように設定している。
【００４５】
この時、床用吸込具９内での抵抗ｒ１とｒ２の合成抵抗値ｒｎ２は、
ｒｎ２＝ｒ１              （式５）
となり、
Ｖｏｆｆ＝（ｒ０／（ｒ０＋ｒ１））×Ｖｄｄ     （式６）
となる。
【００４６】
マイクロコンピュータ２０は、Ｖ１に入力される電圧がＶｏｎであるか、Ｖｏｆｆであるかにより、床用吸込具９が、床面に接地しているか、持ち上げられているかを判断することができる。また、床用吸込具９は、延長管５に着脱自在に接続されているので、床用吸込具９が外されたときは、Ｖ１の電圧は、ＧＮＤレベルとなり、着脱の判別も可能な構成としている。これにより、着脱時のＶ１の電圧レベル変化には影響されず、床用吸込具９の接地と持ち上げに対してのみ、モード決定を行えるよう判定精度を向上する構成としている。
【００４７】
マイクロコンピュータ２０では、予め、表１に示すような電動送風機２への供給電力に応じたモードと、ＶｏｎとＶｏｆｆの組み合わせによるモード移行判定パターンを有している。
【００４８】
【表１】
0004968189.tif 000002
【００４９】
表１において、強モードは、電動送風機２への供給電力を１０００Ｗとし、吸引力を強くしたモードであり、弱モードは、第１の双方向性サイリスタ１６の位相制御により、電動送風機２への供給電力を３００Ｗまで下げて、吸引力を弱くしたモードであり、停止モードは、電動送風機２への電力供給を行わないモードである。
【００５０】
表１において、各モードの移行判定パターンは、接触検出手段によって発生する、床用吸込具９が床面に接地しているか、離床しているかの情報、すなわち、ＶｏｎとＶｏｆｆの組み合わせに対して、交互に発生するＶｏｎとＶｏｆｆのレベルの数と、Ｖｏｎ、もしくはＶｏｆｆの信号の長さ（時間）を変えることによって、モードを識別するようにしている。表１に示すように、交互に発生するＶｏｎとＶｏｆｆのレベルをフェーズと定義すると、例えば強モードのモード移行判定パターンは、フェーズ１〜フェーズ４の４つのフェーズから構成され、停止モードのパターンは３つのフェーズから構成されるようにしている。
【００５１】
モード移行の判定パターンの中に、時間の要素を取り入れることにより、モードを変える場合の床用吸込具９の接地と離床の操作回数を減らして、使用性を向上すると共に、床面上に段差がある箇所や、絨毯上を清掃する際の、床面から衝撃を受けることによって発生する床用吸込具９の接地と離床によって、使用者の意図しないモード移行の発生を防止する事ができる構成としている。
【００５２】
モード移行の判定のフローチャートを図３、図４、図５、図６に示すが、図３は、モード移行判定の全体の流れを示し、図４、図５、図６は、各々、強モードへの移行、弱モードへの移行、停止モードへの移行の判定の流れを示す。
【００５３】
まず、全体の流れについて、図３を用いて説明する。
【００５４】
図３において、ステップ１では、Ｖ１の電圧レベルがＶｏｎ、つまり、床用吸込具９が接地しているか確認している。接地していれば、Ｖ１の電圧は、Ｖｏｎであり、マイクロコンピュータ２０は、計時手段の機能として、ステップ２で時間カウントをカウントアップし、そのステップ１へと戻り、Ｖ１＝Ｖｏｎが継続している間はこれを繰り返しながらＶ１＝Ｖｏｎである時間をカウントアップしている。ステップ１でＶ１がＶｏｎでなければ、ステップ３へ進み、ステップ３では、Ｖ１がＶｏｆｆ、つまり、床用吸込具９が離床しているかどうか確認する。
【００５５】
マイクロコンピュータ２０は、モードの移行判定を行う前提条件として、床用吸込具９が、接地している状態を初期状態として設定しており、１秒以上の接地状態が継続した後、モード移行の判定が可能となるようにしている。これは、使用者が意図してモードの移行させようとして、１秒以上接地させた場合のみ、モード判定を行うよう配慮したもので、床用吸込具９を操作して、床面上を移動させる際、段差などで、使用者の意図しない、短時間の離床と接地では、モード移行の判定を行わないようにしている。
【００５６】
従って、ステップ３で、Ｖ１がＶｏｆｆであった場合は、接地状態から離床状態に変化した場合であり、ステップ４へと進むが、ステップ４で、Ｖ１＝Ｖｏｆｆの状態が１秒未満であった場合は、意図したモード移行の操作によるＶ１の電圧変化ではないと判断して、ステップ１６で時間カウントをクリアした後、ステップ１から処理をやり直すようにしている。また、ステップ３において、Ｖ１＝Ｖｏｆｆではなかった場合、Ｖ１＝Ｖｏｎでもないため、明らかに、モード移行のための操作が行われた信号ではないので、同様にステップ１６に進めている。これは、床用吸込具９を延長管５に対して着脱を行う際に、発生することが考えられる。
【００５７】
ステップ４に進んだとき、時間カウントが１秒以上経過していれば、モード移行判定の準備ができており、フェーズ２の判断を行うため、ステップ５で、一旦、時間カウントをクリアし、ステップ６へと進む。
【００５８】
ステップ６では、Ｖ１＝Ｖｏｆｆ、つまり、床用吸込具９が離床状態であるかどうかを確認しており、使用者が意図して、モードの切り替えを行うよう床用吸込具９を操作しているのであれば、離床状態になっている。ステップ６で、Ｖ１＝Ｖｏｆｆであれば、ステップ７に進み、時間カウントをカウントアップし、ステップ６に戻り、Ｖ１＝Ｖｏｆｆの間、これを繰り返すことにより、時間カウントは、Ｖ１＝Ｖｏｆｆである時間をカウントすることになる。
【００５９】
Ｖ１＝Ｖｏｆｆではなくなると、ステップ８に進み、ステップ８では、Ｖ１＝Ｖｏｎであるかを確認する。この時、Ｖ１＝Ｖｏｎでなければ、Ｖ１＝Ｖｏｆｆでもなく、モード移行判定の信号と異なる信号の電圧となっているので、モード判定を中止し、ステップ１６で時間カウントをクリアした後、ステップ１へ戻って、全ての判定をやり直す。ステップ８で、Ｖ１＝Ｖｏｎであった場合は、ステップ９へ進むが、Ｖ１の電圧がＶｏｆｆから切り替わったということであり、ステップ９、１０、１１では、時間カウントを確認する。この時の時間カウントの時間は、Ｖ１＝Ｖｏｆｆであった時間であり、ステップ９では、Ｖｏｆｆであった時間が０．３秒であるかを確認する。
【００６０】
０．３秒は、表１に示すように強モードのモード移行判定パターンの最初のＶｏｆｆである期間であり、０．３秒であれば、使用者が強モードへの移行操作をしようとしていると判断し、ステップ１２の強モード判断に進む。
【００６１】
０．３秒でなければ、ステップ１０に進み、同様に、０．７秒と比較して、０．７秒であれば、ステップ１３の弱モード判断に進む。０．７秒でない場合は、ステップ１１へ進み、同様に、１秒と比較して、１秒であれば、ステップ１４の停止モード判断に進む。ステップ１１で、１秒でない場合は、どのモードの移行判定パターンにも当てはまらないため、使用者が意図しない接地と離床が発生していると判断して、ステップ１６に進む。
【００６２】
このように、時間を計時して、所定時間内での信号レベルの判定を行うことにより、モード移行の判断の精度を向上させることができる。
【００６３】
ステップ１２からステップ１４の強モード判断、弱モード判断、停止モード判断については後述するが、ステップ１５では、各々の判断での結果を判定し、モードの移行が確定すれば、そのまま処理を終了し、モード移行の判定がＮＧであれば、ステップ１６に進み、時間カウントをクリアして、ステップ１から処理をやり直す。
【００６４】
本実施の形態においては、全てのモードの初期状態（フェーズ１）をＶ１＝Ｖｏｎとし、フェーズ２の信号レベルをＶｏｆｆとすると共に、長さ（時間）をモードに応じて異ならせるモード移行判定パターンとしているので、図３に示すような簡単な処理の流れで実現することができる。
【００６５】
また、Ｖ１に現れる信号パターンは、使用者の操作の仕方等によって誤差が発生し、０．３秒、０．７秒、１秒というように、固定した判定値では、モード移行の判定に支障を来すため、現実には、公差を有する設定とする。その場合、例えば、０．３秒±０．１秒、０．７秒±０．１秒、１秒±０．１秒というように、公差を含めて各々の時間が重ならないよう設定する。
【００６６】
次に、強モード判断の詳細を、図４にて説明する。強モード判断では、フェーズ３からの判断となり、ステップ１では、一旦、時間カウントをクリアする。ステップ２では、Ｖ１＝Ｖｏｎかどうか確認し、Ｖ１＝Ｖｏｎであれば、ステップ３に進み、時間カウントをカウントアップし、ステップ２へ戻る。Ｖ１＝Ｖｏｎでなければ、ステップ４に進み、Ｖ１＝Ｖｏｆｆかどうか確認する。Ｖ１＝Ｖｏｆｆであれば、ステップ５に進むが、床用吸込具９が接地状態から離床状態に変化しており、この時の時間カウントが、フェーズ３でのＶｏｎの時間となる。ステップ４で、Ｖ１＝Ｖｏｆｆでなければ、Ｖ１＝Ｖｏｎでもなく、モード移行判定のための信号レベルではないため、ステップ１２に進み、モード切り替えは行わず、モード移行判定のＮＧ情報を設定して、強モード判断の処理を終了する。
【００６７】
ステップ５では、時間カウントが０．７秒か確認しており、０．７秒であれば、フェーズ３でのＶ１のレベルが、モード移行判定パターンと一致したと判断し、ステップ６に進み、０．７秒でなければ、使用者の意図したモード移行の動作によって発生した接地状態の信号ではないと判断して、ステップ１２へと進む。
【００６８】
ステップ６では、フェーズ４の判断を行うため、時間カウントを一旦クリアし、ステップ７へ進む。
【００６９】
ステップ７では、Ｖ１＝Ｖｏｆｆかどうか確認し、Ｖ１＝Ｖｏｆｆであれば、ステップ８に進み、時間カウントをカウントアップし、ステップ７へ戻る。Ｖ１＝Ｖｏｆｆでなければ、ステップ９に進み、Ｖ１＝Ｖｏｎかどうか確認する。Ｖ１＝Ｖｏｎであれば、ステップ１０に進むが、床用吸込具９が離床状態から接地状態に変化しており、この時の時間カウントが、フェーズ４でのＶｏｆｆの時間となる。ステップ９で、Ｖ１＝Ｖｏｎでなければ、Ｖ１＝Ｖｏｆｆでもなく、モード移行判定のための信号レベルではないため、ステップ１２に進む。
【００７０】
ステップ１０では、時間カウントが０．３秒か確認しており、０．３秒であれば、フェーズ４でのＶ１のレベルが、モード移行判定パターンと一致したと判断し、ステップ１１に進み、０．３秒でなければ、使用者の意図したモード移行の動作によって発生した接地状態の信号ではないと判断して、ステップ１２へと進む。
【００７１】
ステップ１１では、強モードのモード移行判定パターンの４つのフェーズが全て一致しており、モードを強モードに切り替えて、強モード判断を終了する。
【００７２】
次に、図５に弱モード判断のフローチャートを示すが、モード移行判定パターンは、強モードと、フェーズの設定時間が異なるのみであり、強モード判断と同様の流れで、弱モードへの切り替えの処理が行われる。
【００７３】
図６に、停止モード判断のフローチャートを示すが、図６において、ステップ１では、フェーズ３の判断を行うため、一旦、時間カウントをクリアし、ステップ２では、Ｖ１＝Ｖｏｎかどうか確認し、Ｖ１＝Ｖｏｎであれば、ステップ３に進み、時間カウントをカウントアップし、ステップ４へ進む。ステップ４では、時間カウントが１秒以上経過しているかどうか確認し、１秒経過していなければステップ２に戻って、これを繰り返す。停止モードのモード移行判定パターンは、３つのフェーズで構成されており、１秒以上経過していれば、フェーズ３が成立しており、ステップ７に進んで、停止モードへの切り替えを行い、停止モード判断を終了する。
【００７４】
ステップ２において、Ｖ１＝Ｖｏｎでなければ、ステップ５へ進み、Ｖ１＝Ｖｏｆｆかどうか確認する。ステップ５において、Ｖ１＝Ｖｏｆｆでなければ、Ｖ１＝Ｖｏｎでもなく、モード移行判定のための信号レベルではないため、ステップ８に進み、モード切り替えは行わず、モード移行判定のＮＧ情報を設定して、停止モード判断の処理を終了する。Ｖ１＝Ｖｏｆｆであれば、ステップ６へ進んで時間カウントを確認し、時間カウントが１秒以上であれば、フェーズ３が成立しているのでステップ７へ進み、１秒未満であれば、ステップ８に進んでＮＧ情報を設定する。
【００７５】
以上のように、Ｖ１の電圧が、表１で示す各モードのモード移行判定パターンとなるように、床用吸込具９を持ち上げて離床させたり、接地させたりを短時間の間に繰り返すことにより、使用者が把持位置を変えることなく、また、握りもそのままで、モードを切り替えることができ、使い勝手を向上させることができる。また、使用者の把持位置は、把持部８でも、延長管５の任意の位置でもよく、床用吸込具９により近い位置を把持して、清掃の操作を行うことにより、把持位置と床用吸込具９の距離が短くなり、持ち上げ時の重量感も、清掃動作の操作感も軽くなるので、更に疲労感を軽減でき、使用性を向上させることができる。
【００７６】
更に、吸い込み口体２１全体が床面から離れるよう持ち上げ続けると、把持位置から先の重量が全て把持している手にかかってしまうため重量が増し、モード切り替え時の操作感に影響してしまうが、ローラー２４を吸い込み口体２１の後方に配置し、吸い込み口体２１の前方下面が床面に接触した状態でも、後方下面が床面から離れた状態であれば、非接触と検出するようにしているので、軽い操作感で、モード切り替え操作を行うことができる。
【００７７】
尚、本実施の形態においては、動作モードを、電動送風機２への異なる供給電力によって区分したが、電動機１１の回転数によって区分したり、電動送風機２への供給電力と電動機１１の回転数の組み合わせで区分してもよいことは言うもでもない。
【００７８】
（実施の形態２）  
図７は、本発明の第２の実施の形態における電気掃除機のモード移行判定のフローチャート、図８は、同電気掃除機の強・弱モード判断のフローチャートを示すものである。なお、従来及び上記第１の実施の形態における電気掃除機と同一構成部品については、同一符号を付し、説明を省略する。
【００７９】
本実施の形態において、上記第１の実施の形態と異なるのは、マイクロコンピュータ２０に予め設定したモード移行判定パターンを、表２に示すように、強モードと弱モードで同じにし、モード判定移行パターンのパターン１がＶ１に入力される毎に、順番に強モードと弱モードを切り替えるようにした点である。
【００８０】
【表２】
0004968189.tif 000003
【００８１】
マイクロコンピュータ２０は、強モードと弱モードへの移行と、停止モードへの移行のモード移行判定パターンをパターン１とパターン２とで個別に有しており、各モードにおいて、表３に示すような、モード移行を行うように設定されている。
【００８２】
【表３】
0004968189.tif 000004
【００８３】
表３において、停止モードの時に、パターン１の信号がＶ１に入力されると、弱モードとなり、移行、動作モードにおいては、パターン１の信号が入力される毎に、強モードと弱モードを切り替えるように動作する。本実施の形態においては、動作モードが、強モードと弱モードの２つのモードのみであるが、３つ以上の動作モードがある場合は、マイクロコンピュータ２０に、予め、移行する順序を設定しておけば、パターン１のみで、動作モードを切り替えることができる。
【００８４】
図７において、モード移行判断の流れを説明する。
【００８５】
図７において、ステップ８までは、実施の形態１で説明したモード移行判断の流れ（図３）と同じである。ステップ９において、時間カウントが０．３秒であれば、パターン１のフェーズ２が成立しており、ステップ１１に進み、強・弱モード判断を行う。０．３秒でなければ、ステップ１０に進み、時間カウントが、１秒であるか確認し、１秒であれば、パターン２のフェーズ２が成立しているので、ステップ１２に進み、停止モード判断を行う。ステップ１０において、時間カウントが１秒でなければ、Ｖ１に入力されている信号がモード移行判定のパターンではないと判断し、ステップ１４に進んで時間カウントをクリアし、ステップ１からモード移行判定をやり直す。
【００８６】
ステップ１１とステップ１２で、強・弱モード判断と停止モード判断を行った後、ステップ１３で、モード移行が確定したか、モード判断がＮＧかどうかを確認し、ＮＧであればステップ１４に進み、モード移行が確定していれば処理を終了する。
【００８７】
図８に強・弱モード判断のフローチャートを示すが、本実施の形態におけるパターン１は、実施の形態１における強モードへの移行のパターンと同一としており、図８において、ステップ１０までは、図４におけるステップ１０までと同一の動作となる。
【００８８】
ステップ１１では、モードの移行が確定しており、ステップ１１において、現在弱モードかどうか確認し、弱モードであれば、ステップ１２に進み、強モードへの移行を確定し、処理を終了する。弱モードでなければ、現在、強モードか停止モードであるので、ステップ１３に進み、弱モードへの移行を確定し処理を終了する。
【００８９】
また、停止モード判断は、実施の形態１における停止モード判断と同一であるので説明を省略する。
【００９０】
以上の構成によって、動作モードの数に対して、モードを切り替えるための床用吸込具９の接地と離床を繰り返す操作の組み合わせの数が少なくなり、操作性を向上させることができる。
【００９１】
停止モードへの移行は、パターン２のＶ１への入力によって行う構成としているが、表３に示すように、停止モードのみ、独立したモード移行判定パターンとすることにより、どの動作モードでも、１回のモード移行判定パターンの入力で、停止することができるよう配慮している。従って、電気掃除機を停止させたいときは、どの動作モードからでも、すぐに停止させることができ、安全性も確保する事ができる。
【００９２】
（実施の形態３）
図９は、本発明の第３の実施の形態における電気掃除機の床用吸込具の動きを説明する図である。なお、従来の電気掃除機及び上記実施の形態における電気掃除機と同一構成部品については、同一符号を付し、説明を省略する。
【００９３】
図９において、上記実施の形態１と異なるのは、ローラー２４を吸い込み口体２１の前方に配置した点である。
【００９４】
以下に、本実施の形態における電気掃除機の動作について説明する。
【００９５】
使用者が把持部８や延長管５を把持しながら、清掃動作を行うとき、床用吸込具９は床面上を前後に移動する。この時、床面上に段差があったり、また、絨毯上を清掃する場合、絨毯の種類によっては、瞬間的に床用吸込具９が床面上から浮いてしまう可能性がある。
【００９６】
また、通常、使用者が床用吸込具９を前後に移動させながら清掃を行う際、使用者の立ち位置は変わらないので、床用吸込具９が使用者に近い位置にあるときと遠い位置にあるときとでは、床面と延長管５のなす角度が変わり、近い位置にあるときは角度が大きく（鈍角）なり、遠い位置にあるときは、小さく（鋭角）なる。角度が小さいときは、吸い込み口体２１と継ぎ手部２３が成す角度も小さくなり、直線に近くなる。使用者が、把持部８、または延長管５等を把持している高さは、その把持位置が固定されていれば、使用者の体格によってほぼ固定されるので、床用吸込具９が遠い位置では、把持している高さにひかれて、床用吸込具９が浮き上がりやすくなってしまう。そのため、特に、遠い位置で、段差等があった場合、瞬間的な浮き上がりの可能性が高くなる。
【００９７】
この時、吸い込み口体２１と継ぎ手部２３は回動自在であり、継ぎ手部２３は延長管５と接続されているので、吸い込み口体２１の後方がより浮き上がりやすくなる。
【００９８】
しかしながら、本実施の形態によれば、図９に示すように、ローラー２４を吸い込み口体２１の前方に配置しており、上記のような状況で、瞬間的に吸い込み口体２１の後方が浮き上がっても前方は接地しているので、開閉スイッチ１８ａは、閉路状態を維持でき、使用者の意図しないＶ１への信号の入力を防止でき、使用者がモードを切り替えたい場合は、吸い込み口体２１の前方と後方の両方が浮き上がるよう、床用吸込具９の全体を持ち上げることで、モード移行判定のパターンをＶ１に発生させられるので、特に、モード移行判定の精度を向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
以上のように本発明に係る電気掃除機は、無駄な動きをなくしながら清掃を行えると共に、掃除中の疲労感を低減する高付加価値・高機能な電気掃除機や、更には使用者が把持して使用する機器にも有用な技術である。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施の形態１における電気掃除機の回路構成図
【図２】同電気掃除機の床用吸込具の側面断面図
【図３】同電気掃除機のモード移行判定のフローチャート
【図４】同電気掃除機の強モード判断のフローチャート
【図５】同電気掃除機の弱モード判断のフローチャート
【図６】同電気掃除機の停止モード判断のフローチャート
【図７】本発明の実施の形態２における電気掃除機のモード移行判定のフローチャート
【図８】同電気掃除機の強・弱モード判断のフローチャート
【図９】本発明の実施の形態３における電気掃除機の床用吸込具の動きを説明する図
【図１０】従来の電気掃除機の概略構成図
【図１１】従来の電気掃除機の回路構成図
【符号の説明】
【０１０１】
２    電動送風機
９    床用吸込具（吸込具）
１１    電動機
１４    制御手段
１８    閉路手段
１８ａ  開閉スイッチ（閉路手段、接触検出手段）
２０    マイクロコンピュータ（モード決定手段）
２１    吸い込み口体
２３    継ぎ手部
２４    ローラー（閉路手段、接触検出手段）
【図１】
0004968189.tif 000005
【図２】
0004968189.tif 000006
【図３】
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【図４】
0004968189.tif 000008
【図５】
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【図６】
0004968189.tif 000010
【図７】
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【図８】
0004968189.tif 000012
【図９】
0004968189.tif 000013
【図１０】
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【図１１】
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