(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掃除機本体と、前記掃除機本体に連結されたホースと、前記ホースの引っ張り力を検知するホース引張力検知手段と、前記掃除機本体を走行させるための走行ローラと、前記走行ローラを回転駆動する駆動モータと、前記走行ローラと前記駆動モータとの間に配置され前記駆動モータから前記走行ローラへ動力を伝達、遮断するクラッチ手段と、前記走行ローラの回転状態を検知する回転検知手段と、前記回転検知手段からの信号に応じて前記駆動モータと前記クラッチ手段をオン、オフして、走行駆動や加速及び／又は減速やブレーキ制御を行って、前記走行ローラの回転を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記回転検知手段からの信号（回転数Ｎ）が所定の第１の閾値（Ｎ１）以上と判断した後、前記走行ローラを停止する時には、前記駆動モータをオフしてから所定時間経過後に前記クラッチ手段をオフすることを特徴とした電気掃除機。
【請求項２】
制御手段は、回転検知手段からの信号（回転数Ｎ）が所定の第２の閾値（Ｎ２）未満と判断した後、走行ローラを停止する時には、クラッチ手段と駆動モータの両方を同時にオフするか又は、前記クラッチ手段のオフを前記駆動モータのオフより先に行う請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
制御手段は、回転検知手段からの信号（回転数Ｎ）が所定の第２の閾値（Ｎ２）以上でかつ所定の第１の閾値（Ｎ１）未満と判断した後、走行ローラを停止する時には、駆動モータをオフした後に、クラッチ手段のオンとオフを所定の間繰り返してから、前記クラッチ手段を連続オフする制御を行う請求項１または２に記載の電気掃除機。
【請求項４】
制御手段は、回転検知手段からの信号（回転数Ｎ）が所定の第２の閾値（Ｎ２）以上でかつ所定の第１の閾値（Ｎ１）未満と判断した後、走行ローラを停止する時には、駆動モータをオンした状態で、クラッチ手段のオンとオフを所定の間繰り返してから前記駆動モータと前記クラッチ手段を連続オフする請求項１または２に記載の電気掃除機。
【請求項５】
制御手段は、回転検知手段からの信号（回転数Ｎ）が所定の第２の閾値（Ｎ２）未満と判断した後、再度、ホース引張力検知手段からホース引っ張り力有りの信号を検出した際には、駆動モータをオンしてから第２の所定時間経過後に、クラッチ手段をオンする制御を
行う請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気掃除機。
【請求項６】
制御手段は、駆動モータをオンしてから第３の所定時間内に回転検知手段からの信号（回転数Ｎ）が所定の第１の閾値（Ｎ１）以上と判断した後、再度、ホース引張力検知手段からホース引っ張り力有りの信号を検出した際には、前記駆動モータのオンと同時または、一定時間経過後に、クラッチ手段のオンとオフを第４の所定時間繰り返してから、前記クラッチ手段を連続オンする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電気掃除機。
【請求項７】
制御手段は、クラッチ手段をオフさせた走行ローラ停止状態では、駆動モータのオンとオフを繰り返し行い、ホース引張力検知手段からホース引っ張り力有りの信号を検出した場合に、前記クラッチ手段をオンする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気掃除機。
【請求項８】
クラッチ手段として電磁クラッチを用いた請求項１〜７のいずれか一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、自走する機能を有する電気掃除機の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の電気掃除機として、図１０に示すようなものがあった。
【０００３】
従来の電気掃除機は、電動送風機２を内蔵し集塵部３を有する掃除機本体１に、キャスタ９と走行ローラ１０を設け、吸込み具７及び延長管６を備えたホース４を掃除機本体１の前方に連結固定したものであった。ホース４の先端部分には、使用者が電気掃除機を扱い易いように手元グリップ５が備えられ、その手元グリップ５には、電動送風機２の入力の「オン」、「オフ」を設定できる操作手段８が設けられている。
【０００４】
そして、掃除中は、掃除機本体１を引っ張りながら移動するが、掃除機本体１を移動開始させるとき慣性によって最も大きな抵抗が手元グリップ５に作用し、吸込み具７のスムースな操作を邪魔するため疲れやすく、大変煩わしく感じられるものであった。特に、絨毯上では、キャスタ９及び走行ローラ１０の転がり摩擦抵抗が増大するため移動開始時の抵抗が大きくなるだけでなく、走行時の抵抗もかなり大きくなり、使用感を悪くさせるという課題を有していた。
【０００５】
これを回避する方法として、駆動モータに連結した走行ローラを備え、使用者によるホースの引っ張り力を検知して、前記駆動モータを駆動して走行ローラを回転させて掃除機本体を走行させ、掃除機本体の移動開始時の慣性による抵抗を無くして、使用者の操作力を大幅に軽減し操作性を向上させたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平２−２３２０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示されたような従来の電気掃除機によれば、使用者
の引っ張り力を検知して、駆動モータが駆動すると、掃除機本体は、操作ハンドルを握っている使用者を目掛けて直進してくるが、この時、使用者は掃除機本体を目視しない場合が殆どである。床面がフローリング等で走行ローラの滑りが良い状態では、駆動モータを停止した後、掃除機本体が惰性走行する距離が、絨毯等の床面に比べてかなり長くなり、時には、使用者に衝突し清掃作業を阻害するという課題を有していた。
【０００７】
本発明はこのような課題を解決するもので、掃除機本体が自動走行する際に、床面の違いによって掃除機本体が自走しすぎて使用者に衝突することがなく、清掃作業を素早く行うことができる使用性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】
【０００８】
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、掃除機本体と、前記掃除機本体に連結されたホースと、前記ホースの引っ張り力を検知するホース引張力検知手段と、前記掃除機本体を走行させるための走行ローラと、前記走行ローラを回転駆動する駆動モータと、前記走行ローラと前記駆動モータとの間に配置され前記駆動モータから前記走行ローラへ動力を伝達、遮断するクラッチ手段と、前記走行ローラの回転状態を検知する回転検知手段と、前記回転検知手段からの信号に応じて前記駆動モータと前記クラッチ手段をオン、オフして、走行駆動や加速及び／又は減速やブレーキ制御を行って、前記走行ローラの回転を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記回転検知手段からの信号（回転数Ｎ）が所定の第１の閾値（Ｎ１）以上と判断した後、前記走行ローラを停止する時には、前記駆動モータをオフしてから所定時間経過後に前記クラッチ手段をオフするもので、前記回転検知手段からの信号によって、前記掃除機本体が走行している床面の状態を判断して、前記駆動モータと前記クラッチ手段をオン、オフして、前記掃除機本体の移動距離を制御するので、床面の違いによって掃除機本体が自走し過ぎて使用者に衝突し清掃作業を阻害することが防げ、清掃作業を素早く行うことができる使用性の良い電気掃除機を提供することが出来る。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の電気掃除機は、自走機能を有するため掃除機本体を動かす際の操作力を軽減でき、操作性の向上が図れるとともに、自走する掃除機本体の移動距離を床面の状態に応じて制御するので、掃除機本体が、床面の違いによって自走し過ぎて使用者に衝突することがなく、清掃作業を素早く行うことができる使用性の良い電気掃除機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の発明は、掃除機本体と、前記掃除機本体に連結されたホースと、前記ホースの引っ張り力を検知するホース引張力検知手段と、前記掃除機本体を走行させるための走行ローラと、前記走行ローラを回転駆動する駆動モータと、前記走行ローラと前記駆動モータとの間に配置され前記駆動モータから前記走行ローラへ動力を伝達、遮断するクラッチ手段と、前記走行ローラの回転状態を検知する回転検知手段と、前記回転検知手段からの信号に応じて前記駆動モータと前記クラッチ手段をオン、オフして、走行駆動や加速及び／又は減速やブレーキ制御を行って、前記走行ローラの回転を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記回転検知手段からの信号（回転数Ｎ）が所定の第１の閾値（Ｎ１）以上と判断した後、前記走行ローラを停止する時には、前記駆動モータをオフしてから所定時間経過後に前記クラッチ手段をオフするもので、前記回転検知手段からの信号によって、前記掃除機本体が走行している床面の状態を判断して、前記駆動モータと前記クラッチ手段をオン、オフして、前記掃除機本体の移動距離を制御するので、床面の違いによって掃除機本体が自走し過ぎて使用者に衝突し清掃作業を阻害することが防げ、清掃作業を素早く行うことができる使用性の良い電気掃除機を提供することが出来る。
【００１１】
また、第１の発明は、駆動モータとクラッチ手段をオン、オフして、走行駆動や加速及び／又は減速やブレーキ制御を行って、走行ローラの回転を制御するもので、床面の違いによって掃除機本体の自走距離が足りなくて使用者が不満を募らせたり、逆に掃除機本体が自走し過ぎて使用者に衝突し、清掃作業を阻害することを防げ、清掃作業を素早く行うことができる使用性の良い電気掃除機を提供することが出来る。
【００１２】
さらに、第１の発明は、制御手段は、回転検知手段からの信号（回転数Ｎ）が所定の第１の閾値（Ｎ１）以上と判断した後、走行ローラを停止する時には、駆動モータをオフしてから所定時間経過後にクラッチ手段をオフするもので、滑りやすい床面であると判断した時には、クラッチ手段をオンしたまま、駆動モータをオフすることで、回転している走行ローラと駆動モータの回転軸が直結された状態なので、駆動モータに回転抵抗が生じて制動力（ブレーキ）が得られる。これにより、掃除機本体が自走し過ぎて使用者に衝突し、清掃作業を阻害することを防げ、清掃作業を素早く行うことができる使用性の良い電気掃除機を提供することが出来る。
【００１３】
第２の発明は、特に、第１の発明の制御手段は、回転検知手段からの信号（回転数Ｎ）が所定の第２の閾値（Ｎ２）未満と判断した後、走行ローラを停止する時には、クラッチ手段と駆動モータの両方を同時にオフするか又は、前記クラッチ手段のオフを前記駆動モータのオフより先に行うもので、駆動モータの回転抵抗による制動力が働かないようにしたものである。つまり、滑りにくい床面と判断した時には、クラッチ手段をオフして、走行ローラの回転をフリー状態で軽く回転するようにし、惰性で走行させるのである。これにより、掃除機本体が自走する距離が極端に短くて、使用者が不満を募らせることを防げ、清掃作業を素早く行うことができる使用性の良い電気掃除機を提供することが出来る。
【００１４】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明の制御手段は、回転検知手段からの信号（回転数Ｎ）が所定の第２の閾値（Ｎ２）以上でかつ所定の第１の閾値（Ｎ１）未満と判断した後、走行ローラを停止する時には、駆動モータをオフした後に、クラッチ手段のオンとオフを所定の間繰り返してから、前記クラッチ手段を連続オフする制御を行うもので、駆動を停止した駆動モータに対して、クラッチ手段を断続的にオンすることで、駆動モータの回転抵抗による制動力を働かせて、減速によって自走する距離を調整するようにしたものである。これにより、掃除機本体が自走し過ぎて使用者に衝突し、清掃作業を阻害することを防げ、清掃作業を素早く行うことができる使用性の良い電気掃除機を提供することが出来る。
【００１５】
第４の発明は、特に、第１または第２の発明の制御手段は、回転検知手段からの信号（回転数Ｎ）が所定の第２の閾値（Ｎ２）以上でかつ所定の第１の閾値（Ｎ１）未満と判断した後、走行ローラを停止する時には、駆動モータをオンした状態で、クラッチ手段のオンとオフを所定の間繰り返してから前記駆動モータと前記クラッチ手段を連続オフするもので、駆動した状態の駆動モータに対して、クラッチ手段を断続的にオンすることで、駆動モータの駆動力を走行ローラに断続的に伝達し、駆動力を調整することによって自走する距離及び速度を調整するようにしたものである。これにより、掃除機本体の移動速度と距離が調整可能となり、自走する距離が極端に短くて、使用者が不満を募らせることを防げ、清掃作業を素早く行うことができる使用性の良い電気掃除機を提供することが出来る。
【００１６】
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の制御手段は、回転検知手段からの信号（回転数Ｎ）が所定の第２の閾値（Ｎ２）未満と判断した後、再度、ホース引張力検知手段からホース引っ張り力有りの信号を検出した際には、駆動モータをオンしてから第２の所定時間経過後に、クラッチ手段をオンする制御を行うもので、滑りにくい床面と判断した時には、駆動モータをオンし回転数が上がり、高いトルクが出せる状態になって
からクラッチ手段をオンさせるものである。これにより、自走の為の効率良いスタートが行え、掃除機本体の使用者への追従性が上がり、単位時間内に自走する距離が極端に短くて使用者が不満を募らせることを防げ、清掃作業を素早く行うことができる使用性の良い電気掃除機を提供することが出来る。
【００１７】
第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明の制御手段は、駆動モータをオンしてから第３の所定時間内に回転検知手段からの信号（回転数Ｎ）が所定の第１の閾値（Ｎ１）以上と判断した後、再度、ホース引張力検知手段からホース引っ張り力有りの信号を検出した際には、前記駆動モータのオンと同時または、一定時間経過後に、クラッチ手段のオンとオフを第４の所定時間繰り返してから、前記クラッチ手段を連続オンするもので、滑りやすい床面と判断した時には、クラッチ手段を断続的にオンすることで、走行ローラの駆動トルクを低く抑え、走行ローラが空転して掃除機本体が前に進まない事象を抑制して、使用者の不満を募らせることを防ぎ、清掃作業を素早く行うことができる使用性の良い電気掃除機を提供することが出来る。
【００１８】
第７の発明は、特に、第１〜６のいずれか１つの発明の制御手段は、クラッチ手段をオフさせた走行ローラ停止状態では、駆動モータのオンとオフを繰り返し行い、ホース引張力検知手段からホース引っ張り力有りの信号を検出した場合に、前記クラッチ手段をオンするもので、駆動モータを断続的にオンさせることで常に待機状態として、使用者からのホース引っ張り力を検知すれば、クラッチ手段をすぐオンにして自走させて、使用者のホース引っ張り（要求）から自走開始するまでの反応時間を短くし、応答性を良くすることで、使用者の清掃作業を妨げずに清掃を素早く行うことができる使用性の良い電気掃除機を提供することが出来る。
【００１９】
第８の発明は、特に、第１〜７のいずれか１つの発明のクラッチ手段として電磁クラッチを用いたもので、電磁クラッチは、一般的に摩擦クラッチや流体クラッチに比べ、機構そのものをプーリーに内蔵できるためサイズの小型化ができ、しかも電気制御なので応答性が良い。そして、駆動モータと走行ローラとの間の連結時間を短く出来ることで、使用者の要求（ホース引っ張り）から自走開始するまでの応答時間を短くすることができるので、使用者の清掃作業を妨げずに清掃を素早く行うことができる使用性の良い電気掃除機を提供することが出来る。
【００２０】
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。
【００２１】
（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９を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は、本実施の形態における電気掃除機の側面図、図２は、同電気掃除機の上面断面図、図３は、同電気掃除機の回路構成ブロック図である。
【００２３】
本実施の形態における電気掃除機の掃除機本体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部３が内蔵されている。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、吸込み具７より、空気と共に被掃除面上の塵埃が吸い込まれ、延長管６、ホース４を経て掃除機本体１の中に入り、集塵部３で捕集される。塵埃を運んできた空気は、集塵部３を通過して掃除機本体１より外に排気される構成になっている。また、ホース４の先端部分には、使用者が電気掃除機を扱い易いように手元グリップ５が備えられている。手元グリップ５には、電動送風機２の入力の「オン」、「オフ」を設定できる操作手段８が設けられている。
【００２４】
掃除機本体１は、掃除機本体１の底部前方（ホース取付け側）に設けられ、掃除機本体１を移動させるための一輪のキャスタ９と、駆動手段１９からの供給電力で駆動される駆動モータ１４と、駆動モータ１４の回転出力を減速してクラッチ手段１６（以下、「電磁クラッチ１６」という）を介して、駆動軸１５を回転駆動する減速手段１３と、掃除機本体１の後方に設けられ、駆動軸１５の回転に合わせて、前方方向（ホース取付け側）に回転して掃除機本体１を自走させる走行ローラ１０と、駆動軸１５の回転、すなわち走行ローラ１０の回転を検知して、回転数及び回転方向に応じたＡ相及びＢ相２つの信号（エンコーダ出力信号）を、制御手段２０に出力する回転検知手段１２（以下「エンコーダ１２」という）を備えている。
【００２５】
ここで減速手段１３は、駆動モータ１４が停止している時には、駆動軸１５が回転（空転）自在になるよう電磁クラッチ１６によって分離されている。
【００２６】
駆動モータ１４が停止している時には、駆動軸１５に連結されている走行ローラ１０は、制御手段２０が電磁クラッチ１６をオフすることによって、減速手段１３と切り離され、少ない力で軽く回転する構成としている。
【００２７】
これは、駆動モータ１４が停止している時に、使用者が掃除機本体１を移動させる場合などに、減速手段１３によって走行ローラ１０の自由な回転が阻害されて、移動の妨げになること等を防止するためのものである。
【００２８】
また、制御手段２０は、操作手段８からの信号に応じて電動送風機駆動手段３１へ位相制御タイミング信号を出力する。
【００２９】
電動送風機２は、電動送風機駆動手段３１から供給される商用電源３０を位相制御した電力で運転される。１８は、商用電源３０を整流・平滑して駆動手段１９へ直流電力を出力する直流電源である。駆動手段１９には、制御手段２０からのＰＷＭタイミング信号に合わせて、前記直流電力をＰＷＭ制御して、駆動モータ１４へ供給電力を出力する。制御手段２０は、エンコーダ１２からのＡ相とＢ相から成るエンコーダ出力信号から走行ローラ１０の回転数と回転方向を検知するのが可能で、掃除機本体１の移動速度・方向も検知可能となっている。
【００３０】
図４は、本実施の形態における電気掃除機が、前方に引っ張られる時の様子を示す側面図である。図４（ａ）は、使用者が掃除を開始する時の状態である。この状態から使用者の前進によって、手元グリップ５が矢印のＹ方向に移動した場合、図４（ｂ）の状態になる。この時、手元グリップ５に連結されているホース４が引っ張られて、掃除機本体１も前方向に引っ張られる。掃除機本体１のホース４が接続されたホース接続部２４には、使用者によるホース４の引っ張り力を検知するホース引張力検知手段２６が設けている。図５がそのホース引張力検知手段２６の構成図である。
【００３１】
掃除機本体１に設けたホース接続部２４の下方向（床面側）が可動式で、コイルバネ２５によって、掃除機本体１側に常時付勢されている。ホース４が引っ張られると、ホース接続部２４も引っ張られコイルバネ２５が、図５のように収縮する。この時、コイルバネ２５の付勢力によってホース引張力検知手段２６であるスイッチをオンするように押さえていたホース接続部２４の一部（下部）が、ホース引張力検知手段２６から離れることで、ホース引張力検知手段２６であるスイッチはオフする。そして、使用者がホース４を引っ張るのを止めると、ホース４の引っ張り力がなくなり、ホース接続部２４が、掃除機本体１側に付勢しているコイルバネ２５によって、元の位置（図４（ａ））に戻る。このように、ホース引張力検知手段２６は、ホース４が引っ張られた時にオフし、引っ張られて
いないときにはオンする構成となっている。
【００３２】
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。
【００３３】
使用者が掃除中に前進して掃除機本体１から遠ざかり、ホース４を引っ張る（図４（ｂ））と、図５のようにホース接続部２４が、上部を中心に回動し、下部（床面側）がホース４の引っ張り方向（斜め上）に持ち上がり、掃除機本体１側にコイルバネ２５で付勢されていたホース接続部２４の一部が、ホース引張力検知手段２６から離れて、ホース引張力検知手段２６がオフする。
【００３４】
制御手段２０は、この情報を検知して駆動手段１９に、前進の為のＰＷＭタイミング信号を出力するとともに、電磁クラッチ１６にオン信号を出力する。駆動手段１９は、制御手段２０のＰＷＭタイミング信号に応じて、直流電源１８からの電力を駆動モータ１４が前進するように供給出力する。駆動モータ１４が前進回転を始めると同時に、電磁クラッチ１６がオンして、減速手段１３を介して、駆動軸１５と駆動モータ１４とが動力的に直結し、駆動モータ１４の回転力が、駆動軸１５に直結した走行ローラ１０に伝達されて掃除機本体１が前進方向に自走する。このようにして掃除機本体１が自走開始することで、以降、使用者の引っ張り力が低減される。
【００３５】
掃除機本体１は、自走することで使用者に近づき、ホース４が緩む（図４（ａ））ことで、コイルバネ２５の付勢力により、ホース接続部２４が元の位置（図４（ａ））に戻り、ホース引張力検知手段２６であるスイッチが押されオンする。制御手段２０は、この情報によってホース４が引っ張られていないことを認識する。
【００３６】
ここで、掃除機本体１が自走する距離は、駆動モータ１４がオンしている時間によって決まる。駆動モータ１４を長くオンすれば、長く自走するし、逆に短くオンすれば、自走する距離も短くなる。
【００３７】
しかし、走行する床面の種類が異なれば、同じ時間、駆動モータ１４をオンしても自走する距離が異なってくる。例えば、走行ローラ１０が滑りやすいフローリング等の床面では、駆動モータ１４を停止した後の惰性走行の距離が長く、自走した距離も長くなる。これに対し、走行ローラ１０が滑りにくい絨毯等の床面では、駆動モータ１４を停止した後の惰性走行の距離は殆ど無く、自走した距離は、駆動モータ１４を動作させていた間の距離となり、フローリング等の床面に比べて、自走した距離は極端に短くなる。
【００３８】
自走する距離が長くなれば、掃除機本体１が、掃除している使用者に衝突する可能性が高くなる。自走する距離が短ければ、使用者が再度、掃除機本体１を引っ張って引き寄せる行為が必要になってくる。いずれにしても使用者の清掃作業を阻害してしまうため、好ましくない。このように床面の種類による自走距離の差を無くすため、本実施の形態では、制御手段２０が、駆動モータ１４と電磁クラッチ１６の制御を以下のように行う。図６（ａ）の制御例を示すタイミングチャートと、図８の回転数と床面判定閾値の関係図を参照しながら説明を行う。
【００３９】
例えば、走行ローラ１０の摩擦抵抗が少ないフローリング等で自走させた場合、ホース４の引っ張り力検知（図６（ａ）のＴ１）すれば、電磁クラッチ１６と駆動モータ１４をオンして自走を開始する（Ｔ２）。
【００４０】
制御手段２０は、エンコーダ１２から走行ローラ１０の回転数の情報を得ており、単位時間当たりの回転数Ｎを計測することで自走の速さがわかる。例えば、既定の駆動時間を
１．０秒（Ｔ４）とすると、駆動０．８秒経過時点（Ｔ３）の回転数Ｎが、第１の閾値（図８のＮ１）以上になるように第１の閾値（Ｎ１）を予め設定しておく。この設定により、摩擦抵抗の少ない床面（フローリング等）が判別できる。摩擦抵抗が少ない床面では、自走の速度が速くなるので、駆動を停止した後の掃除機本体１の惰性走行距離が、長くなることが予想できる。
【００４１】
よって、次のように掃除機本体１の自走に対して、ブレーキ（減速）をかける制御を行う。累計１．０秒の駆動後（Ｔ４）、電磁クラッチ１６をオンしたまま、駆動モータ１４のオフ（停止）を行う。この状態では、電磁クラッチ１６によって、走行ローラ１０が駆動軸１５、減速手段１３を介して駆動モータ１４に直結しているので、メカ的負荷で走行ローラ１０の回転が重くなり、惰性走行をしている掃除機本体１にブレーキ（減速）がかかる。掃除機本体１の惰性走行を抑えることで、自走距離を抑え、自走し過ぎによる使用者への衝突が回避できる。
【００４２】
また、更に強いブレーキ（減速）が必要な場合、図９に示す回路を構成することで可能となる。図９の直流電源１８と駆動モータ１４は、回路切替手段３２で接続される。回路切替手段３２は、接点Ｓ１側に切り替えることで、駆動モータ１４をオンすることができ、接点Ｓ２側に切り替えることで、駆動モータ１４に強いブレーキ（減速）をかけることが出来る。例えば、駆動モータ１４駆動後０．８秒経過時点（Ｔ３）の回転数Ｎが、図８の閾値Ｎ０以上の時、制御手段２０は、前述した図６（ａ）のＴ４時点において、電磁クラッチ１６をオンしたまま、さらに、回路切替手段３２を接点Ｓ２側に切り替えることで、駆動モータ１４がオフし、駆動モータ１４により強いブレーキがかかる。
【００４３】
電磁クラッチ１６によって、走行ローラ１０が駆動軸１５、減速手段１３を介して駆動モータ１４に直結しているので、メカ的負荷に加え電気的負荷も加わり、より強いブレーキがかかる。これにより、摩擦抵抗の少ない床面での強い制動を実現できる。このように、掃除機本体１の惰性走行を抑えて、自走距離を抑えるので、自走し過ぎによる使用者への衝突が回避できる。
【００４４】
次に、図６（ｂ）の制御例を示すタイミングチャートと、図８の回転数と床面判定閾値の関係図を参照しながら説明を行う。摩擦抵抗が多い毛の長い絨毯上で自走させた場合、ホースの引っ張り力を検知（図６（ｂ）のＴ１）すれば、電磁クラッチ１６と駆動モータ１４をオンして自走を開始する（Ｔ２）。制御手段２０は、駆動０．８秒経過時点（Ｔ３）の回転数Ｎが、第２の閾値（図８のＮ２）未満になるように、第２の閾値（Ｎ２）を予め設定しておく。この設定により摩擦抵抗の多い床面（毛の長い絨毯等）が判別できる。摩擦抵抗が多い床面では、自走の速度が遅くなるので、駆動を停止した後の掃除機本体１の惰性走行距離が、極端に短くなることが予想できる。よって、次のように、掃除機本体１の自走に対してブレーキ（減速）をかけない制御を行う。
【００４５】
累計１．０秒の駆動時点（Ｔ４）で、駆動モータ１４のオフより先に、電磁クラッチ１６をオフする。その後、駆動モータ１４のオフ（停止）を行う。この状態では、電磁クラッチ１６を駆動モータ１４より先にオフするので、走行ローラ１０の回転は軽く、掃除機本体１にブレーキ（減速）がかかることなく、惰性走行が行われる。よって、掃除機本体１に急激なブレーキがかかることなく、スムースに自走することで、自走距離を伸ばし使用者への追従性を上げることができる。
【００４６】
次に、図６（ｃ）の制御例を示すタイミングチャートと、図８の回転数と床面判定閾値の関係図を参照しながら説明を行う。摩擦抵抗が前記の多い場合と少ない場合との中間状態の床面上で自走させた場合、ホース４の引っ張り力を検知（図６（ｃ）のＴ１）すれば、電磁クラッチ１６と駆動モータ１４をオンして自走を開始する（Ｔ２）。制御手段２０
は、駆動０．８秒経過時点（Ｔ３）の回転数Ｎが、第２の閾値（図８のＮ２）以上かつ第１の閾値（Ｎ１）未満を検出する。摩擦抵抗が多くもなく少なくもないという中間レベルの床面である。この時は、自走距離を調整するため、弱いブレーキ（弱い減速）を次のような制御で行う。累計１．０秒の駆動時点（Ｔ４）で、駆動モータ１４のオフを行う。その後、電磁クラッチ１６のオンとオフを所定の間繰り返す（Ｔ４−Ｔ５間）。電磁クラッチ１６がオンしている時は、ブレーキ（減速）がかかり、電磁クラッチ１６がオフしている時は、ブレーキが解除されている状態である。
【００４７】
これを交互に繰り返す事で、弱いブレーキ（弱い減速）を実現する。その後、電磁クラッチ１６を連続オフ（Ｔ５）する。この制御により、摩擦抵抗が中間レベルの床面に対して、掃除機本体１に弱いブレーキ（弱い減速）をかけて掃除機本体１の自走距離を調整することで、自走し過ぎによる使用者への衝突の回避しつつ、使用者への追従性も上げることができる。（駆動モータ１４をオフしたまま、電磁クラッチ１６のオンとオフを行うので、床面レベルとしては、摩擦抵抗がすこし少ないレベル（図８のＮ１．５−Ｎ１間）の制御に適している）。
【００４８】
また、前記制御の別例で、図６（ｄ）の制御例を示すタイミングチャートと、図８の回転数と床面判定閾値の関係図を参照しながら説明を行う。摩擦抵抗が前記の中間レベルの床面上で自走させた場合、ホース４の引っ張り力を検知（図６（ｄ）のＴ１）すれば、電磁クラッチ１６と駆動モータ１４をオンして自走を開始する（Ｔ２）。制御手段２０は、駆動０．８秒経過時点（Ｔ３）の回転数Ｎが、第２の閾値（図８のＮ２）以上かつ第１の閾値（Ｎ１）未満を検出する。摩擦抵抗が中間レベルの床面である。この時は、自走距離を調整するため、弱いブレーキ（弱い減速）を次のような制御で行う。駆動０．８秒経過時点（Ｔ３）で、駆動モータ１４をオンのまま、電磁クラッチ１６のオンとオフを所定の間繰り返す（Ｔ３−Ｔ５間）。電磁クラッチ１６がオンしている時は、駆動モータ１４もオンしているので、走行（加速）して、電磁クラッチ１６がオフしている時は、惰性走行の状態である。
【００４９】
これを交互に繰り返す事で、弱いブレーキ（弱い減速）を実現する。その後、駆動モータ１４と電磁クラッチ１６を連続オフする。この制御により、摩擦抵抗が中間レベルの床面に対して、掃除機本体１に弱いブレーキ（弱い減速）をかけて掃除機本体１の自走距離を調整することで自走し過ぎによる使用者への衝突を回避しつつ、使用者への追従性も上げることができる。（駆動モータ１４をオンしたまま、電磁クラッチ１６のオンとオフを行うので、床面レベルとしては、摩擦抵抗がやや多いレベル（図８のＮ２−Ｎ１．５間）の制御に適している。
【００５０】
次に、図７（ａ）の制御例を示すタイミングチャートと、図８の回転数と床面判定閾値の関係図を参照しながら説明を行う。前回の自走で、摩擦抵抗が多い床面（Ｎ２未満）と判定していた場合、次の自走も同じ摩擦抵抗の多い床面（Ｎ２未満）である可能性が高いので、自走開始時、次のような制御を行う。ホースの引っ張り力を検知（図７（ａ）のＴ１）した場合、駆動モータ１４を先にオン（Ｔ１）して第２の所定時間経過後（Ｔ２’）に、電磁クラッチ１６をオンする。これは、電磁クラッチ１６のオフ状態で、駆動モータ１４をオンする（Ｔ１）ことで駆動モータ１４を空回転させて、高いトルクが発生する回転数の状態にしておいてから、電磁クラッチ１６をオンして自走を開始する（Ｔ２’）ものである。つまり、摩擦抵抗の多い床面で、高トルクのスタートを行い、掃除機本体１を確実に自走させようとするものである。このスタート制御により、使用者への追従性を向上させることができる。そして、自走開始後は、制御手段２０が、駆動０．８秒経過時点（Ｔ３）の回転数Ｎを判断して、判断した床面レベル（図８）に応じて、その後の制御を前述してきたように行うものである。
【００５１】
次に、図７（ｂ）の制御例を示すタイミングチャートと、図８の回転数と床面判定閾値の関係図を参照しながら説明を行う。
【００５２】
前回の自走で、駆動モータ１４をオンしてから第３の所定時間（例えば、０．８秒）内に、エンコーダ１２からの信号（回転数Ｎ）が所定の第１の閾値（Ｎ１）以上で、摩擦抵抗が少ない床面（Ｎ１以上）と判定していた場合、次の自走も同じ摩擦抵抗の少ない床面（Ｎ１以上）である可能性が高いので、自走開始時、次のような制御を行う。
【００５３】
ホース４の引っ張り力を検知（図７（ｂ）のＴ１）した場合、駆動モータ１４を先にオン（Ｔ１）して一定時間経過後（Ｔ２）に、電磁クラッチ１６のオンとオフを第４の所定時間繰り返す（Ｔ２−Ｔ３’間）。これは、電磁クラッチ１６がオンしている時は、駆動モータ１４もオンしているので、走行（加速）して、電磁クラッチ１６がオフしている時は、惰性走行の状態である。これを交互に繰り返す事で、弱い走行（弱い加速）を行う。
【００５４】
つまり、低トルクのスロースタートを実現する（Ｔ２−Ｔ３’間）。その後、電磁クラッチ１６を連続オンして自走を継続する（Ｔ３’）。摩擦抵抗の少ない床面では、高トルクのスタートを行うと、走行ローラ１０が、滑ってしまい走行ローラ１０が空回転をし、掃除機本体１が自走しない状態になる。これを回避するために、前記スタート制御を行うことで、確実に掃除機本体１を自走させることができる。これにより、使用者への追従性を向上させることができる。そして、自走開始後は、制御手段２０が、駆動０．８秒経過時点（Ｔ４）の回転数Ｎを判断して、判断した床面レベル（図８）に応じて、その後の制御を前述してきたように行うものである。
【００５５】
また、前回の自走で、摩擦抵抗が多い床面（Ｎ２未満）と判定していた場合、次の自走も同じ摩擦抵抗の多い床面（Ｎ２未満）である可能性が高いので、使用者のホース４の引っ張り力を検知した際の応答性を更に向上させる制御を行う。この制御について、図７（ｃ）の制御のタイミングチャートを参照しながら説明を行う。
【００５６】
制御手段２０は、使用者のホース４の引っ張り力が無い停止状態（待機状態）で、電磁クラッチ１６をオフさせ、駆動モータ１４のオンとオフを繰り返し行い、ホース引張力検知手段２６からのホース４の引っ張り力有りの信号を待つ（Ｔ１未満）。ホース４の引っ張り力有りの信号を検出した場合、すぐに電磁クラッチ１６をオンして自走を開始する制御を行う（Ｔ１）。これにより、使用者の要求（ホースの引っ張り）に対しての自走開始の応答性が向上できる。
【００５７】
以上のように、床面の違いによって掃除機本体１の自走距離が足りなくて使用者が不満を募らせたり、逆に、掃除機本体１が自走し過ぎて使用者に衝突し、清掃作業を阻害することを防げ、清掃作業を素早く行うことができる使用性の良い電気掃除機を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
以上のように本発明にかかる電気掃除機は、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、更には使用者の移動に合わせて追従する機器にも有用な技術である。また、二次電池を搭載して自走する機能を有する機器にも有用な技術である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施の形態における電気掃除機の側面図
【図２】同電気掃除機の上面断面図
【図３】同電気掃除機の回路構成ブロック図
【図４】（ａ）、（ｂ）同電気掃除機が前方に引っ張られる時の様子を示す側面図
【図５】同電気掃除機のホース引張力検知手段の構成図
【図６】（ａ）〜（ｄ）同電気掃除機の制御例を示すタイミングチャート
【図７】（ａ）〜（ｃ）同電気掃除機の他の制御例を示すタイミングチャート
【図８】同電気掃除機の駆動モータの回転数と床面判定閾値の関係図
【図９】同電気掃除機の直流電源と駆動モータの関係を示した回路図
【図１０】従来の電気掃除機の斜視概観図
【符号の説明】
【００６０】
１    掃除機本体
４    ホース
１０  走行ローラ
１２  エンコーダ（回転検知手段）
１４  駆動モータ
１６  電磁クラッチ（クラッチ手段）
２０  制御手段
２６  ホース引張力検知手段
【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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【図１０】
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