JP2012200461A

JP2012200461A - Vacuum cleaner

Info

Publication number: JP2012200461A
Application number: JP2011068952A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Une; 正道宇根
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Electronics Holdings Corp; Toshiba Home Appliances Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2012-10-22

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vacuum cleaner detecting a dust amount with higher accuracy by reducing a blind area of a photosensor without additionally providing a photosensor.SOLUTION: The vacuum cleaner includes an air course W communicating with a suction side of an electric blower. The vacuum cleaner includes a light emitting element 35 emitting light, and a light receiving element 36 receiving the light from the light emitting element 35 through the air course W, and includes the photosensor detecting the dust amount passing through the air course W based on a light reception amount in the light receiving element 36 of the light from the light emitting element 35. The vacuum cleaner includes a light emission side reflector 39 making a cross section of the light from the light emitting element 35 larger than project areas S1, S2 of the light emitting element 35 and the light receiving element 36. The vacuum cleaner includes a light reception side reflector 42 narrowing the cross section S3 of the light emitted from the light emitting element 35 through the light emission side reflector 39 and making the light receiving element 36 receive the light.

Description

本発明の実施形態は、発光素子から発光された光の受光素子での受光量に基づき風路を通過する塵埃量を検出する光センサを備えた電気掃除機に関する。 Embodiments described herein relate generally to a vacuum cleaner including an optical sensor that detects an amount of dust passing through an air passage based on an amount of light emitted from a light emitting element at a light receiving element.

従来、電気掃除機は、電動送風機を収容した掃除機本体を備えており、電動送風機の吸込側には、塵埃を吸い込むための風路が連通して形成されている。この風路内には、塵埃を捕集するための集塵部が配置されている。そして、この風路において、集塵部の上流側には、風路を通過する塵埃量を検出する塵埃量検出手段である光センサが配置されている。この光センサは、互いに対向する発光部と受光部とを有しており、発光部からの発光の受光部での受光量に対応して風路を通過する塵埃量を検出するように構成されている。すなわち、発光部からの発光は、風路を通過する塵埃量が多くなるほど妨げられやすく、受光部に到達しにくくなるため、この光センサは、受光部での受光量の大小に対応して、風路を通過する塵埃量が多いか少ないかを検出できるようになっている。そして、このように検出した塵埃量が相対的に多い場合には、電動送風機の入力を相対的に増加させて効率よく塵埃を吸い込んで掃除するとともに、検出した塵埃量が相対的に少ない場合には、電動送風機の入力を相対的に低下させて省電力化を図っている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a vacuum cleaner includes a vacuum cleaner main body that houses an electric blower, and an air passage for sucking dust is formed on the suction side of the electric blower. A dust collection unit for collecting dust is disposed in the air passage. And in this air path, the optical sensor which is a dust amount detection means which detects the amount of dust which passes a wind path is arrange | positioned upstream of a dust collecting part. This optical sensor has a light emitting portion and a light receiving portion that face each other, and is configured to detect the amount of dust passing through the air passage corresponding to the amount of light received by the light receiving portion from the light emitting portion. ing. In other words, the light emission from the light emitting unit is more likely to be prevented as the amount of dust passing through the air passage increases, and it is difficult to reach the light receiving unit, so this optical sensor corresponds to the amount of light received by the light receiving unit, It is possible to detect whether the amount of dust passing through the air passage is large or small. And when the amount of dust detected in this way is relatively large, the input of the electric blower is relatively increased to efficiently suck in and clean the dust, and when the amount of dust detected is relatively small Is designed to save power by relatively reducing the input of the electric blower.

しかしながら、発光部と受光部とは互いに略一直線上に対向して位置しており、発光部からの発光は、受光部に直線的に向かう成分のみが受光部で受光される。そのため、発光部からの光のその他の成分は、塵埃と交差しても受光部で検出されず、光センサによって塵埃量を検出できない多くの死角が存在することになる。この点、１つの受光部に対して複数の発光部を配置したり、複数の発光部およびこれら発光部と対をなす複数の受光部などを風路に放射状に配置したりして死角を低減する構成もあるものの、比較的高価な光センサの数を増加させることは、コストの面から実用性に乏しい。 However, the light emitting unit and the light receiving unit are positioned so as to be opposed to each other on a substantially straight line, and only the component linearly directed to the light receiving unit is received by the light receiving unit. Therefore, other components of the light from the light emitting unit are not detected by the light receiving unit even if they intersect with dust, and there are many blind spots where the amount of dust cannot be detected by the optical sensor. In this regard, a plurality of light emitting units are arranged for one light receiving unit, or a plurality of light emitting units and a plurality of light receiving units that are paired with these light emitting units are arranged radially in the air path to reduce blind spots. However, increasing the number of relatively expensive photosensors is not practical in terms of cost.

特開平２−１５２４２４号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-152424 特開平１−１５１４２８号公報JP-A-1-151428

本発明が解決しようとする課題は、光センサを増設することなく光センサの検出の死角を低減して塵埃量をより精度よく検出できる電気掃除機を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a vacuum cleaner that can detect the amount of dust more accurately by reducing the blind spot of detection of an optical sensor without adding an optical sensor.

実施形態の電気掃除機は、電動送風機を収容した掃除機本体を有する。また、この電気掃除機は、電動送風機の吸込側に連通する風路を有する。さらに、この電気掃除機は、発光する発光素子、および、風路を介してこの発光素子からの発光を受光する受光素子を備え、発光素子から発光された光の受光素子での受光量に基づき風路を通過する塵埃量を検出する光センサを有する。また、この電気掃除機は、発光素子からの発光の断面積を発光素子および受光素子の投影面積より大きくする発光側光軸調整手段を有する。そして、この電気掃除機は、発光側光軸調整手段を介して発光素子から発光された光の断面積を狭くして受光素子に受光させる受光側光軸調整手段を有する。 The vacuum cleaner of the embodiment has a vacuum cleaner body that houses an electric blower. Moreover, this vacuum cleaner has an air path connected to the suction side of the electric blower. Further, the vacuum cleaner includes a light emitting element that emits light and a light receiving element that receives light emitted from the light emitting element through an air passage, and is based on the amount of light received from the light emitting element by the light receiving element. An optical sensor for detecting the amount of dust passing through the air passage is provided. The vacuum cleaner also has light emitting side optical axis adjusting means for making the sectional area of light emission from the light emitting element larger than the projected areas of the light emitting element and the light receiving element. The vacuum cleaner has light receiving side optical axis adjusting means for narrowing a sectional area of light emitted from the light emitting element via the light emitting side optical axis adjusting means and causing the light receiving element to receive light.

第１の実施形態の電気掃除機の縦断正面図である。It is a vertical front view of the vacuum cleaner of 1st Embodiment. 同上電気掃除機の一部を示す縦断側面図である。It is a vertical side view which shows a part of vacuum cleaner same as the above. 同上電気掃除機の内部構造を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of a vacuum cleaner same as the above. 同上電気掃除機を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a vacuum cleaner same as the above. 第２の実施形態の電気掃除機の一部を示す縦断正面図である。It is a vertical front view which shows a part of vacuum cleaner of 2nd Embodiment.

以下、第１の実施形態の構成を図１ないし図４を参照して説明する。 The configuration of the first embodiment will be described below with reference to FIGS.

図４において、11はいわゆるキャニスタ型の電気掃除機を示し、この電気掃除機11は、掃除機本体12と、この掃除機本体12に着脱可能に接続される管部である風路形成体13とを有している。 In FIG. 4, reference numeral 11 denotes a so-called canister-type vacuum cleaner. The vacuum cleaner 11 includes a vacuum cleaner main body 12 and an air passage forming body 13 that is a pipe part detachably connected to the vacuum cleaner main body 12. And have.

掃除機本体12は、被掃除面上を旋回および走行可能な中空状の本体ケース15を備えており、この本体ケース15の内部に電動送風機室が区画されている。この電動送風機室には、電動送風機18が収容されている。また、掃除機本体12には、この電動送風機18の吸込側に連通して、集塵部が形成されている。そして、掃除機本体12には、集塵部に連通する前部に、風路形成体13の基端側が接続される本体吸込口19が開口形成されている。 The vacuum cleaner main body 12 includes a hollow main body case 15 that can turn and run on the surface to be cleaned, and an electric blower chamber is defined in the main body case 15. An electric blower 18 is accommodated in the electric blower chamber. Further, the vacuum cleaner main body 12 has a dust collecting portion communicating with the suction side of the electric blower 18. The vacuum cleaner main body 12 is formed with an opening of a main body suction port 19 to which a proximal end side of the air passage forming body 13 is connected at a front portion communicating with the dust collection portion.

また、風路形成体13は、長尺状のホース体21と、このホース体21に着脱可能に接続される延長管22と、この延長管22に着脱可能に接続される吸込口体としての床ブラシ23とを備えており、電動送風機18の吸込側に連通する風路Ｗを内部に形成している。なお、この風路形成体13は、例えば床ブラシ23を取り外して使用することもできるし、床ブラシ23および延長管22を取り外して使用することもできる。 The air passage forming body 13 includes a long hose body 21, an extension pipe 22 that is detachably connected to the hose body 21, and a suction port body that is detachably connected to the extension pipe 22. A floor brush 23 is provided, and an air passage W communicating with the suction side of the electric blower 18 is formed inside. The air path forming body 13 can be used with the floor brush 23 removed, for example, or the floor brush 23 and the extension pipe 22 can be removed.

ホース体21は、長尺筒状のホース本体25と、このホース本体25の一端側である基端側(下流端側)に連通して形成された接続管部26と、ホース本体25の他端側である先端側(上流端側)に連通して形成され例えば風路形成体13の把持操作用の手元操作部27とを一体的に有している。 The hose body 21 includes a long cylindrical hose body 25, a connecting pipe portion 26 formed in communication with the base end side (downstream end side) which is one end side of the hose body 25, For example, a hand operating part 27 for gripping operation of the air passage forming body 13 is formed integrally with the front end side (upstream end side) which is the end side.

ホース本体25は、可撓性を有する合成樹脂などにより円筒蛇腹状に形成されており、手元操作部27側と掃除機本体12側とを電気的に接続する図示しない配線が内部でかつ風路Ｗの外部に螺旋状に取り付けられている。 The hose body 25 is formed in a cylindrical bellows shape using a flexible synthetic resin or the like, and a wiring (not shown) that electrically connects the hand operating section 27 side and the cleaner body 12 side is provided inside and the air passage. It is attached to the outside of W in a spiral shape.

接続管部26は、本体吸込口19に挿入接続される部分であり、ホース本体25よりも硬質の合成樹脂などにより円筒状に形成されている。また、この接続管部26には、ホース本体25内に配置された配線と電気的に接続された図示しない端子が配置されており、これら端子が、接続管部26を本体吸込口19に挿入接続することで掃除機本体12側と電気的に接続される。そして、接続管部26が接続される本体吸込口19の内部には、図２に示すように、風路Ｗを通過する塵埃量を検出するための塵埃量検出手段としての光センサ33が配置されている。 The connecting pipe portion 26 is a portion that is inserted and connected to the main body suction port 19 and is formed in a cylindrical shape from a synthetic resin harder than the hose main body 25. In addition, a terminal (not shown) that is electrically connected to the wiring disposed in the hose body 25 is disposed in the connecting pipe part 26, and these terminals insert the connecting pipe part 26 into the main body suction port 19. By connecting, it is electrically connected to the cleaner body 12 side. An optical sensor 33 as a dust amount detecting means for detecting the amount of dust passing through the air passage W is disposed inside the main body suction port 19 to which the connecting pipe portion 26 is connected, as shown in FIG. Has been.

ここで、光センサ33は、図１ないし図３に示すように、例えば赤外光を発光する発光素子35と、この発光素子35により発光された赤外光を受光する受光素子36とを互いに対向する位置に備えており、発光素子35からの赤外光の受光素子36での受光量によって、風路Ｗ中を通過する塵埃量に対応する信号を制御手段37に出力可能となっている。 Here, as shown in FIGS. 1 to 3, the optical sensor 33 includes, for example, a light emitting element 35 that emits infrared light and a light receiving element 36 that receives infrared light emitted by the light emitting element 35. A signal corresponding to the amount of dust passing through the air passage W can be output to the control means 37 according to the amount of infrared light received by the light receiving element 36 from the light emitting element 35. .

発光素子35は、例えば赤外光などの光を出力するＬＥＤなどであり、例えば掃除機本体12の本体吸込口19の上部に、下方に向けて配置されており、この下方へと赤外光を出力するように構成されている。また、この発光素子35は、アノード側が可変抵抗器などの抵抗器R1を介して電源部38に電気的に接続され、カソード側が接地されている。さらに、この発光素子35の下方、すなわち受光素子36側には、発光側光軸調整手段としての反射体である発光側反射体39が取り付けられている。 The light emitting element 35 is, for example, an LED that outputs light such as infrared light. For example, the light emitting element 35 is disposed on the upper portion of the main body suction port 19 of the cleaner body 12 so as to face downward. Is configured to output. The light emitting element 35 has an anode side electrically connected to the power supply unit 38 via a resistor R1 such as a variable resistor, and a cathode side grounded. Further, a light emitting side reflector 39, which is a reflector as a light emitting side optical axis adjusting means, is attached below the light emitting element 35, that is, on the light receiving element 36 side.

また、受光素子36は、発光素子35から出力された赤外光を検出するフォトトランジスタなどであり、例えば掃除機本体12の本体吸込口19の下部に、上方すなわち発光素子35側に向けて配置されており、この発光素子35から出力された赤外光を受光するように構成されている。また、この受光素子36は、電源部38に対して抵抗器R1と並列に接続された抵抗器R2とコレクタ側が電気的に接続され、エミッタ側が接地された、いわゆるエミッタ接地回路を構成しており、その出力部である抵抗器R2とコレクタ側との接続点が、例えばＯＰアンプなどにより構成された増幅部41、および、制御手段37にそれぞれ電気的に接続されている。さらに、この受光素子36の上方、すなわち発光素子35側には、受光側光軸調整手段としての反射体である受光側反射体42が取り付けられている。 The light receiving element 36 is a phototransistor or the like that detects infrared light output from the light emitting element 35. For example, the light receiving element 36 is disposed below the main body suction port 19 of the cleaner body 12 and upward, that is, toward the light emitting element 35 side. The infrared light output from the light emitting element 35 is received. The light receiving element 36 constitutes a so-called emitter grounding circuit in which the collector side is electrically connected to the resistor R2 connected in parallel to the resistor R1 to the power supply unit 38, and the emitter side is grounded. The connection point between the resistor R2 that is the output unit and the collector side is electrically connected to the amplifying unit 41 configured by, for example, an OP amplifier and the control unit 37, for example. Further, a light receiving side reflector 42, which is a reflector as a light receiving side optical axis adjusting means, is attached above the light receiving element 36, that is, on the light emitting element 35 side.

そして、発光素子35および受光素子36は、先端側が球面状に湾曲した細長い円柱状に形成されており、それぞれの投影面積S1，S2は、発光素子35および受光素子36の外径寸法を直径とする円の面積と略等しくなっている。すなわち、本実施形態において、発光素子35の投影面積S1とは、発光素子35から発光側反射体39へと出射する赤外光の断面積をいい、受光素子36の投影面積S2とは、受光素子36が受光可能な赤外光の断面積をいうものとする。換言すれば、これら投影面積S1，S2とは、発光素子35および受光素子36を、発光素子35からの発光の光軸方向(上下方向)に投影した面積をいうものとする。 The light emitting element 35 and the light receiving element 36 are formed in an elongated cylindrical shape whose tip side is curved in a spherical shape, and the projected areas S1 and S2 are the diameters of the outer diameters of the light emitting element 35 and the light receiving element 36, respectively. It is almost equal to the area of the circle. That is, in the present embodiment, the projected area S1 of the light emitting element 35 refers to the cross-sectional area of infrared light emitted from the light emitting element 35 to the light emitting side reflector 39, and the projected area S2 of the light receiving element 36 is the light receiving element. It is assumed that the cross-sectional area of infrared light that can be received by the element 36 is used. In other words, the projected areas S1 and S2 are areas where the light emitting element 35 and the light receiving element 36 are projected in the optical axis direction (vertical direction) of light emission from the light emitting element 35.

また、発光側反射体39は、発光素子35からの発光を拡散することにより、その断面積を発光素子35および受光素子36の投影面積S1，S2より大きくするもので、一端側である上端側に、発光素子35が挿入される発光素子挿入開口39aが形成され、他端側である下端側に、光が出射する出射開口39bが形成された、略円筒状であり、発光素子35側である一端側、すなわち上端側から、受光素子36側である他端側、すなわち下端側へと、徐々に拡径するように形成されている。したがって、発光素子挿入開口39aよりも出射開口39bが大きく形成されている。なお、この発光側反射体39は、例えば全体が赤外光を反射する素材により形成されていてもよいし、内周面側のみが赤外光を反射する素材により形成されていてもよい。すなわち、この発光側反射体39は、少なくとも内周面が赤外光を反射する構造となっていれば、任意の材質により構成できる。さらに、この発光側反射体39の内部には、截頭円錐形状の発光側レンズ39cが嵌合して取り付けられている。そして、この発光側反射体39の下端である出射開口39bは、風路形成体13の接続管部26の上部に配置された対向発光側レンズ44と対向して配置されている。 The light emitting side reflector 39 diffuses the light emitted from the light emitting element 35 so that its cross-sectional area is larger than the projected areas S1 and S2 of the light emitting element 35 and the light receiving element 36. In addition, a light emitting element insertion opening 39a into which the light emitting element 35 is inserted is formed, and an emission opening 39b from which light is emitted is formed on the lower end side which is the other end side. The diameter is gradually increased from one end side, that is, the upper end side, to the other end side that is the light receiving element 36 side, that is, the lower end side. Therefore, the emission opening 39b is formed larger than the light emitting element insertion opening 39a. The light-emitting side reflector 39 may be formed entirely of a material that reflects infrared light, for example, or only the inner peripheral surface side may be formed of a material that reflects infrared light. That is, the light-emitting side reflector 39 can be made of any material as long as at least the inner peripheral surface has a structure that reflects infrared light. Further, a light emitting side lens 39c having a frustoconical shape is fitted and attached inside the light emitting side reflector 39. The emission opening 39b, which is the lower end of the light-emitting side reflector 39, is disposed so as to face the counter light-emitting side lens 44 disposed at the upper part of the connecting pipe portion 26 of the air path forming body 13.

出射開口39bは、発光素子35の投影面積S1よりも大きい開口面積を有しており、受光素子36側へと照射される発光の断面積S3を設定している。すなわち、出射開口39bの開口面積が、受光素子36側へと照射される発光の断面積S3と略等しくなっている。 The exit opening 39b has an opening area larger than the projected area S1 of the light emitting element 35, and sets a cross sectional area S3 of light emitted to the light receiving element 36 side. That is, the opening area of the emission opening 39b is substantially equal to the cross-sectional area S3 of the light emitted to the light receiving element 36 side.

また、発光側レンズ39cは、透光性を有する部材により形成されており、本体吸込口19の内面に配置されている。さらに、この発光側レンズ39cの上部、すなわち発光素子35側には、発光素子挿入開口39aに挿入された発光素子35の下端側が嵌合している。 The light-emitting side lens 39c is formed of a translucent member and is disposed on the inner surface of the main body suction port 19. Further, the lower end side of the light emitting element 35 inserted into the light emitting element insertion opening 39a is fitted to the upper part of the light emitting side lens 39c, that is, the light emitting element 35 side.

また、対向発光側レンズ44は、風路形成体13の接続管部26を本体吸込口19に接続した状態で発光素子35(発光側レンズ39c)の下方に対向する位置に配置されている。この対向発光側レンズ44は、接続管部26に径方向に沿って穿設された発光側孔部45内に、この発光側孔部45を気密に閉塞するように嵌合しており、一端側が発光素子35側(発光側レンズ39c側)に臨み、他端側が風路Ｗの内部に臨んでいる。すなわち、発光側孔部45から風路Ｗ内の空気が風路Ｗの外部へと流出することはない。 Further, the counter light-emitting side lens 44 is disposed at a position facing the lower side of the light-emitting element 35 (light-emitting side lens 39c) in a state where the connection pipe portion 26 of the air passage forming body 13 is connected to the main body suction port 19. This opposing light-emitting side lens 44 is fitted in a light-emitting side hole 45 bored along the radial direction in the connecting pipe part 26 so as to air-tightly close the light-emitting side hole 45. The side faces the light emitting element 35 side (light emitting side lens 39c side), and the other end faces the inside of the air passage W. That is, the air in the air passage W does not flow out of the air passage W from the light emitting side hole 45.

また、受光側反射体42は、発光側反射体39を介して発光素子35から発光された光の断面積S3を狭くして(集約して)受光素子36に受光させるもので、発光側反射体39と上下対称で、同様(類似)、あるいは同一の構成を有している。すなわち、この受光側反射体42は、一端側である上端側に、光が入射する入射開口42aが形成され、他端側である下端側に、受光素子36が挿入される受光素子挿入開口42bが形成された、略円筒状であり、発光素子35側である一端側、すなわち上端側から、受光素子36側である他端側、すなわち下端側へと、徐々に縮径するように形成されている。したがって、受光素子挿入開口42bよりも入射開口42aが大きく形成されている。なお、この受光側反射体42は、例えば全体が赤外光を反射する素材により形成されていてもよいし、内周面側のみが赤外光を反射する素材により形成されていてもよい。すなわち、この受光側反射体42は、少なくとも内周面が赤外光を反射する構造となっていれば、任意の材質により構成できる。さらに、この受光側反射体42の内部には、截頭円錐形状の受光側レンズ42cが嵌合して取り付けられている。そして、この受光側反射体42の上端である入射開口42aは、風路形成体13の接続管部26の下部に配置された対向受光側レンズ47と対向して配置されている。 The light-receiving side reflector 42 narrows (collectively) the cross-sectional area S3 of the light emitted from the light-emitting element 35 via the light-emitting side reflector 39 and causes the light-receiving element 36 to receive the light. It is symmetrical with the body 39 and has the same (similar) or identical configuration. That is, the light receiving side reflector 42 has an incident opening 42a through which light is incident on the upper end side which is one end side, and a light receiving element insertion opening 42b in which the light receiving element 36 is inserted on the lower end side which is the other end side. Is formed in such a manner that the diameter is gradually reduced from one end side that is the light emitting element 35 side, that is, the upper end side, to the other end side that is the light receiving element 36 side, that is, the lower end side. ing. Therefore, the incident opening 42a is formed larger than the light receiving element insertion opening 42b. The light-receiving side reflector 42 may be formed entirely of a material that reflects infrared light, for example, or only the inner peripheral surface side may be formed of a material that reflects infrared light. That is, the light-receiving side reflector 42 can be made of any material as long as at least the inner peripheral surface has a structure that reflects infrared light. Further, a light receiving side lens 42c having a frustoconical shape is fitted and attached inside the light receiving side reflector 42. The incident opening 42a, which is the upper end of the light receiving side reflector 42, is disposed so as to face the counter light receiving side lens 47 disposed at the lower portion of the connecting pipe portion 26 of the air path forming body 13.

入射開口42aは、発光素子35の投影面積S1よりも大きく、発光側反射体39の出射開口39bと略等しい開口面積を有している。すなわち、入射開口42aの開口面積は、発光素子35側から照射された光の断面積S3と略等しくなっている。 The incident opening 42a is larger than the projected area S1 of the light emitting element 35, and has an opening area substantially equal to the emitting opening 39b of the light emitting side reflector 39. That is, the opening area of the incident opening 42a is substantially equal to the cross-sectional area S3 of the light emitted from the light emitting element 35 side.

また、受光側レンズ42cは、透光性を有する部材により形成されており、本体吸込口19の内面に配置されている。さらに、この受光側レンズ42cの下部、すなわち受光素子36側には、受光素子挿入開口42bに挿入された受光素子36の下端側が嵌合している。 The light-receiving side lens 42c is formed of a translucent member and is disposed on the inner surface of the main body suction port 19. Further, the lower end side of the light receiving element 36 inserted into the light receiving element insertion opening 42b is fitted to the lower part of the light receiving side lens 42c, that is, the light receiving element 36 side.

また、対向受光側レンズ47は、風路形成体13の接続管部26を本体吸込口19に接続した状態で受光素子36(受光側レンズ42c)の上方に対向する位置に配置されている。この対向受光側レンズ47は、接続管部26に径方向に沿って穿設された受光側孔部48内に、この受光側孔部48を気密に閉塞するように嵌合しており、一端側が受光素子36側(受光側レンズ42c側)に臨み、他端側が風路Ｗの内部に臨んでいる。すなわち、受光側孔部48から風路Ｗ内の空気が風路Ｗの外部へと流出することはない。 Further, the counter light-receiving side lens 47 is disposed at a position facing the light receiving element 36 (light receiving side lens 42c) in a state where the connecting pipe portion 26 of the air passage forming body 13 is connected to the main body suction port 19. This counter light-receiving side lens 47 is fitted in a light-receiving side hole 48 that is formed in the connecting pipe part 26 along the radial direction so as to air-tightly close the light-receiving side hole 48. The side faces the light receiving element 36 side (light receiving side lens 42c side), and the other end faces the inside of the air passage W. That is, the air in the air passage W does not flow out of the air passage W from the light receiving side hole 48.

また、制御手段37は、電動送風機18の動作を例えば電動送風機制御素子としてのトライアックTrを介して位相制御するもので、例えば電動送風機18の排気風路内などに配置されている。また、この制御手段37は、例えば図示しない電源コードを介して商用交流電源ｅから電源が供給される。 The control means 37 controls the phase of the operation of the electric blower 18 through, for example, a triac Tr as an electric blower control element, and is disposed in, for example, the exhaust air passage of the electric blower 18. The control means 37 is supplied with power from a commercial AC power source e via a power cord (not shown), for example.

また、電源部38は、商用交流電源ｅに電源コードが電気的に接続されたとき、すなわち電源(電圧)が印加(投入)されたとき、換言すればプラグインされたときに、商用交流電源ｅからの給電により所定の定電圧、例えば５Ｖの電圧を生成する定電圧源である。 The power supply unit 38 is connected to the commercial AC power source e when the power cord is electrically connected, that is, when power (voltage) is applied (turned on), in other words, when plugged in. This is a constant voltage source that generates a predetermined constant voltage, for example, a voltage of 5 V, by feeding from e.

増幅部41は、パルス整形器50を介して制御手段37に電気的に接続されている。 The amplifying unit 41 is electrically connected to the control means 37 via the pulse shaper 50.

また、手元操作部27は、図４に示すように、ホース本体25よりも硬質の合成樹脂などにより略円筒状に形成されており、上流端側から下流端側へと、使用者に把持される把持部51が突出して形成されている。この把持部51には、電動送風機18などの動作を制御手段37(図３)に設定するための設定手段としての複数の設定ボタン52が配置されている。これら設定ボタン52は、ホース本体25内の配線を介して掃除機本体12内の制御手段37(図３)などと電気的に接続されている。 Further, as shown in FIG. 4, the hand operating section 27 is formed in a substantially cylindrical shape by synthetic resin harder than the hose body 25, and is gripped by the user from the upstream end side to the downstream end side. A grip portion 51 is formed so as to protrude. A plurality of setting buttons 52 serving as setting means for setting the operation of the electric blower 18 and the like in the control means 37 (FIG. 3) are disposed in the grip portion 51. These setting buttons 52 are electrically connected to the control means 37 (FIG. 3) in the cleaner body 12 through wiring in the hose body 25.

また、図４に示す床ブラシ23は、風路Ｗの一部(上流端)を構成可能なものであり、延長管22の先端側(上流端側)に一端側が連通接続される接続管55と、この接続管55の他端側に、上下方向あるいは周方向などに回動可能に接続された横長のケース体56とを備えており、被掃除面上を走行可能となっている。さらに、ケース体56の床面に対向する下部には、接続管55の他端側と連通する図示しない吸込口が形成されている。 Further, the floor brush 23 shown in FIG. 4 can constitute a part (upstream end) of the air passage W, and a connecting pipe 55 whose one end side is connected to the distal end side (upstream end side) of the extension pipe 22. And a horizontally long case body 56 connected to the other end of the connecting pipe 55 so as to be rotatable in the vertical direction or the circumferential direction, and can run on the surface to be cleaned. Furthermore, a suction port (not shown) that communicates with the other end side of the connection pipe 55 is formed in the lower portion of the case body 56 that faces the floor surface.

次に、上記第１の実施形態の動作を説明する。 Next, the operation of the first embodiment will be described.

使用者が、集塵部を掃除機本体12内に取り付けた状態で、電源コードを壁面のコンセントなどに接続(プラグイン)すると、制御手段37および電源部38などに対して、商用交流電源ｅから電源(電圧)が供給(印加)される。 When the user attaches (plugs in) the power cord to a wall outlet or the like with the dust collecting unit mounted in the vacuum cleaner body 12, the commercial AC power source e is supplied to the control means 37 and the power source unit 38. Power (voltage) is supplied (applied) from

制御手段37は、設定ボタン52の操作入力待ちとなり、使用者が設定ボタン52の操作により設定した動作モードで電動送風機18を駆動、または、駆動している電動送風機18を停止する。以下、電動送風機18を自動モード、すなわち制御手段37により入力を自動制御するモードで駆動させた場合の各部の動作を説明する。 The control unit 37 waits for an operation input of the setting button 52, and drives the electric blower 18 in the operation mode set by the user by operating the setting button 52, or stops the electric blower 18 that is being driven. Hereinafter, the operation of each part when the electric blower 18 is driven in the automatic mode, that is, the mode in which the input is automatically controlled by the control means 37 will be described.

使用者は、電動送風機18が駆動した後、把持部51を介して床ブラシ23を被掃除面上で前後に走行させて、被掃除面の塵埃を、駆動した電動送風機18の負圧により風路Ｗを介して空気とともに吸い込んで集塵部に捕集する。 After the electric blower 18 is driven, the user moves the floor brush 23 back and forth on the surface to be cleaned via the grip 51, and the dust on the surface to be cleaned is blown by the negative pressure of the driven electric blower 18. The air is sucked together with the air through the path W and collected in the dust collecting part.

なお、この掃除状態において、制御手段37は、例えば光センサ33から出力される出力信号を増幅部41により増幅しパルス整形器50によりパルス整形して入力される入力信号によって、風路Ｗ内を通過する塵埃量を監視している。換言すれば、電気掃除機11は、光センサ33により塵埃量を検出している。 In this cleaning state, the control means 37, for example, amplifies the output signal output from the optical sensor 33 by the amplifying unit 41, performs pulse shaping by the pulse shaper 50, and enters the inside of the air path W by the input signal input. The amount of dust passing through is monitored. In other words, the vacuum cleaner 11 detects the amount of dust by the optical sensor 33.

すなわち、風路Ｗ内を塵埃が通過すると、発光素子35側からの発光を塵埃が遮るため、受光素子36での受光量が減少することで、風路Ｗ内を塵埃が通過していることを光センサ33により検出できる。したがって、風路Ｗ内を通過する塵埃量が多いほど、受光素子36での受光量が減少する。 That is, when dust passes through the air passage W, the dust blocks light emitted from the light emitting element 35 side, so that the amount of light received by the light receiving element 36 is reduced, so that the dust passes through the air passage W. Can be detected by the optical sensor 33. Therefore, as the amount of dust passing through the air passage W increases, the amount of light received by the light receiving element 36 decreases.

具体的に、光センサ33では、発光素子35からの発光が、発光側反射体39の内周面で乱反射されることにより、この発光側反射体39に嵌合する発光側レンズ39cを介して出射開口39bから、発光素子35の投影面積S1よりも大きく広げられた断面積S3で出射する。すなわち、発光側反射体39は、図１および図２に示すように、発光素子35からの発光を風路Ｗの軸方向(空気および塵埃の通過方向)およびこの軸方向と交差(直交)する方向に拡大する。換言すれば、発光側反射体39は、発光素子35からの発光の光軸径を太くして指向性を広げる。そして、この出射した光は、対向発光側レンズ44を介して風路Ｗ内へと照射され、風路Ｗ内を通過する塵埃量に応じて減衰されて対向受光側レンズ47に入射した後、入射開口42aを介して受光側反射体42の受光側レンズ42cに入射し、受光側反射体42の内周面で反射されて集光され、受光素子36に入射する。 Specifically, in the optical sensor 33, the light emitted from the light emitting element 35 is diffusely reflected on the inner peripheral surface of the light emitting side reflector 39, thereby passing through the light emitting side lens 39c fitted to the light emitting side reflector 39. The light is emitted from the emission opening 39b with a cross-sectional area S3 that is larger than the projected area S1 of the light emitting element 35. That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the light-emitting side reflector 39 emits light from the light-emitting element 35 in the axial direction of the air passage W (air and dust passage direction) and intersects (perpendicular) with this axial direction. Magnify in the direction. In other words, the light emitting side reflector 39 widens the directivity by increasing the optical axis diameter of light emitted from the light emitting element 35. The emitted light is irradiated into the air path W through the counter light-emitting side lens 44, attenuated according to the amount of dust passing through the air path W, and incident on the counter light-receiving side lens 47. The light enters the light-receiving side lens 42c of the light-receiving side reflector 42 through the incident opening 42a, is reflected and collected by the inner peripheral surface of the light-receiving side reflector 42, and enters the light receiving element 36.

そして、光センサ33(の受光素子36)からの出力信号が増幅部41により増幅されパルス整形器50によりパルス整形されて制御手段37に入力される入力信号が相対的に小さくなることで、制御手段37が、風路Ｗ内を通過する(掃除している被掃除面の位置での)塵埃量の寡多を、上記入力信号の大小によって判断する。 Then, the output signal from the optical sensor 33 (the light receiving element 36 thereof) is amplified by the amplifying unit 41, pulse-shaped by the pulse shaper 50, and the input signal input to the control means 37 becomes relatively small, so that control is performed. The means 37 determines the amount of dust passing through the air passage W (at the position of the surface to be cleaned being cleaned) based on the magnitude of the input signal.

すなわち、制御手段37は、例えば上記入力信号と予め設定された閾値とを比較することなどにより、光センサ33により検出した塵埃量が予め設定された所定量以上であるかどうかを判断し、所定量以上でない(所定量未満である)と判断したときには、制御手段37は、トライアックTrにより設定する電動送風機18の入力の位相角を相対的に小さくして、電動送風機18の入力を相対的に低下させる。 That is, the control means 37 determines whether or not the amount of dust detected by the optical sensor 33 is equal to or greater than a predetermined amount by comparing the input signal with a preset threshold value, for example. When it is determined that the amount is not equal to or more than the predetermined amount (less than the predetermined amount), the control unit 37 relatively reduces the input phase angle of the electric blower 18 set by the triac Tr and relatively reduces the input of the electric blower 18. Reduce.

一方、光センサ33により検出した塵埃量が所定量以上であると判断したときには、制御手段37は、トライアックTrにより設定する電動送風機18の入力の位相角を相対的に大きくして、電動送風機18の入力を相対的に増加させる。 On the other hand, when it is determined that the amount of dust detected by the optical sensor 33 is equal to or greater than the predetermined amount, the control unit 37 relatively increases the phase angle of the input of the electric blower 18 set by the triac Tr, and the electric blower 18 Increase the input of.

このように、上記第１の実施形態によれば、発光素子35からの発光の断面積を発光素子35および受光素子36の投影面積S1，S2より大きくする発光側光軸調整手段として発光側反射体39を用いるとともに、発光側反射体39を介して発光素子35から発光された光の断面積S3を狭くして受光素子36に受光させる受光側光軸調整手段として受光側反射体42を用いることにより、各光軸調整手段を簡単に構成できる。 As described above, according to the first embodiment, the light emitting side reflection is used as the light emitting side optical axis adjusting means for making the sectional area of the light emitted from the light emitting element 35 larger than the projected areas S1 and S2 of the light emitting element 35 and the light receiving element 36. The light receiving side reflector 42 is used as a light receiving side optical axis adjusting means for narrowing the cross-sectional area S3 of the light emitted from the light emitting element 35 via the light emitting side reflector 39 and causing the light receiving element 36 to receive light. Thus, each optical axis adjusting means can be configured easily.

なお、上記第１の実施形態において、図５に示す第２の実施形態のように、次に、第２の実施形態を図５を参照して説明する。なお、上記第１の実施形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。 In the first embodiment, as in the second embodiment shown in FIG. 5, the second embodiment will be described with reference to FIG. In addition, about the structure and effect | action similar to the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.

この第２の実施形態は、上記第１の実施形態の発光側反射体39、受光側反射体42、対向発光側レンズ44および対向受光側レンズ47に代えて、発光側光軸調整手段としてのレンズである凹レンズ61と、受光側光軸調整手段としてのレンズである凸レンズ62とを備えるものである。 In the second embodiment, instead of the light emitting side reflector 39, the light receiving side reflector 42, the counter light emitting side lens 44, and the counter light receiving side lens 47 of the first embodiment, the light emitting side optical axis adjusting means is used. The lens includes a concave lens 61 that is a lens and a convex lens 62 that is a lens as a light-receiving-side optical axis adjusting unit.

凹レンズ61は、例えば発光素子35側である上側が球面状に窪んだ片凹レンズなどの、負のパワーを有するレンズであり、発光側孔部45を気密に閉塞して配置され、受光素子36側である下側が風路Ｗの内部に臨んでいる。 The concave lens 61 is a lens having negative power, such as a single-concave lens whose upper side on the light emitting element 35 side is concave in a spherical shape, and is arranged with the light emitting side hole 45 closed in an airtight manner. The lower side faces the inside of the air passage W.

凸レンズ62は、例えば発光素子35側である上側および受光素子36側である下側のそれぞれが球面状に突出した両凸レンズなどの、正のパワーを有するレンズであり、受光側孔部48を気密に閉塞して配置され、上側が凹レンズ61に対向して風路Ｗの内部に臨んでいる。 The convex lens 62 is a lens having positive power, such as a biconvex lens in which each of the upper side on the light emitting element 35 side and the lower side on the light receiving element 36 side projects in a spherical shape, and the light receiving side hole 48 is hermetically sealed. The upper side faces the concave lens 61 and faces the inside of the air passage W.

そして、自動モードの掃除状態において、光センサ33では、発光素子35からの発光が、凹レンズ61により拡散され、発光素子35の投影面積S1よりも大きく広げられた断面積S3で出射する。すなわち、凹レンズ61は、発光素子35からの発光を風路Ｗの軸方向(空気および塵埃の通過方向)およびこの軸方向と交差(直交)する方向に拡大する。換言すれば、凹レンズ61は、発光素子35からの発光の光軸径を(受光素子36側へと徐々に)太くして指向性を広げる。そして、この出射した光は風路Ｗ内へと照射され、風路Ｗ内を通過する塵埃量に応じて減衰されて凸レンズ62に入射し、この凸レンズ62によって受光素子36の投影面積S2相当に集光され、受光素子36に入射する。 In the automatic mode cleaning state, in the optical sensor 33, light emitted from the light emitting element 35 is diffused by the concave lens 61 and emitted with a cross-sectional area S3 that is larger than the projected area S1 of the light emitting element 35. That is, the concave lens 61 expands the light emitted from the light emitting element 35 in the axial direction of the air passage W (air and dust passage direction) and in a direction intersecting (orthogonal) with the axial direction. In other words, the concave lens 61 widens the directivity by increasing the optical axis diameter of light emitted from the light emitting element 35 (gradually toward the light receiving element 36). The emitted light is irradiated into the air path W, is attenuated according to the amount of dust passing through the air path W, and is incident on the convex lens 62. The convex lens 62 is equivalent to the projection area S2 of the light receiving element 36. The light is condensed and enters the light receiving element 36.

そして、光センサ33(の受光素子36)からの出力信号が増幅部41により増幅されパルス整形器50によりパルス整形されて制御手段37に入力される入力信号が相対的に小さくなることで、制御手段37が、風路Ｗ内を通過する(掃除している被掃除面の位置での)塵埃量の寡多を、上記入力信号の大小によって判断し、その判断した塵埃量に対応して電動送風機18の入力を上記第１の実施形態と同様に変化させる。 Then, the output signal from the optical sensor 33 (the light receiving element 36 thereof) is amplified by the amplifying unit 41, pulse-shaped by the pulse shaper 50, and the input signal input to the control means 37 becomes relatively small, so that control is performed. The means 37 determines the amount of dust passing through the air passage W (at the position of the surface to be cleaned) based on the magnitude of the input signal, and the motor 37 is operated in accordance with the determined amount of dust. The input of the blower 18 is changed in the same manner as in the first embodiment.

このように、上記第２の実施形態によれば、発光素子35からの発光の断面積S3を発光素子35および受光素子36の投影面積S1，S2より大きくする発光側光軸調整手段として凹レンズ61を用いるとともに、凹レンズ61を介して発光素子35から発光された光の断面積を狭くして受光素子36に受光させる受光側光軸調整手段として凸レンズ62を用いることにより、各光軸調整手段を安価でかつ簡単に構成できる。 As described above, according to the second embodiment, the concave lens 61 is used as the light-emitting side optical axis adjusting means for making the sectional area S3 of the light emission from the light emitting element 35 larger than the projected areas S1 and S2 of the light emitting element 35 and the light receiving element 36. And by using the convex lens 62 as the light receiving side optical axis adjusting means for narrowing the cross-sectional area of the light emitted from the light emitting element 35 through the concave lens 61 and causing the light receiving element 36 to receive light, each optical axis adjusting means is Inexpensive and easy to configure.

そして、以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、発光素子35からの発光の断面積S3を、発光側反射体39あるいは凹レンズ61によって発光素子35および受光素子36の投影面積S1，S2よりも大きくするとともに、この発光側反射体39あるいは凹レンズ61を介して発光素子35から発光された光の断面積を、受光側反射体42あるいは凸レンズ62によって狭くして受光素子36に受光させることにより、光センサ33(発光素子35および受光素子36)を増設することなく光センサ33の検出の死角を低減して、風路Ｗ内の広い範囲で塵埃を検出できるので、塵埃の種類、塵埃の風路Ｗ内の通過位置などによらず塵埃を高確率で検出でき、塵埃量をより精度よく検出できる。 According to at least one embodiment described above, the cross-sectional area S3 of light emission from the light emitting element 35 is set to be larger than the projected areas S1 and S2 of the light emitting element 35 and the light receiving element 36 by the light emitting side reflector 39 or the concave lens 61. While increasing the cross-sectional area of the light emitted from the light emitting element 35 via the light emitting side reflector 39 or the concave lens 61, by narrowing the light receiving side reflector 42 or the convex lens 62 and causing the light receiving element 36 to receive light, The detection blind spot of the optical sensor 33 can be reduced without adding an optical sensor 33 (light emitting element 35 and light receiving element 36), and dust can be detected in a wide range in the air passage W. Dust can be detected with high probability regardless of the passage position in the road W, and the amount of dust can be detected more accurately.

また、発光側反射体39あるいは凹レンズ61は、発光素子35からの発光を風路Ｗの軸方向に対して交差(直交)する方向、特に幅方向(風路Ｗの軸方向と直交する断面に沿う方向)に大きくすることにより、光センサ33による検出の死角をより確実に低減できる。 The light-emitting side reflector 39 or the concave lens 61 crosses (perpendicularly) the light emitted from the light-emitting element 35 with respect to the axial direction of the air passage W, particularly in the width direction (cross section orthogonal to the axial direction of the air passage W). By increasing the size in the direction along, the blind spot detected by the optical sensor 33 can be more reliably reduced.

さらに、発光側反射体39あるいは凹レンズ61は、発光素子35からの発光を風路Ｗの軸方向に沿って大きくすることにより、風路Ｗ内を通過してゆく塵埃に対する光センサ33の検出時間を長くすることができるので、高速で風路Ｗを通過する塵埃あるいは大きさが小さい塵埃などでも、より確実に検出でき、塵埃量をより精度よく検出できる。 Further, the light-emitting side reflector 39 or the concave lens 61 increases the light emission from the light emitting element 35 along the axial direction of the air path W, so that the detection time of the optical sensor 33 for dust passing through the air path W is detected. Therefore, even dust that passes through the air passage W at high speed or dust that is small in size can be detected more reliably, and the amount of dust can be detected more accurately.

なお、上記第２の実施形態において、発光側光軸調整手段および受光側光軸調整手段として用いるレンズは、球面レンズに限らず、上記第２の実施形態の凹レンズ61および凸レンズ62と同様の機能を有する任意形状のレンズとすることができ、また、複数枚のレンズで構成してもよい。 In the second embodiment, the lenses used as the light emitting side optical axis adjusting unit and the light receiving side optical axis adjusting unit are not limited to spherical lenses, but have the same functions as the concave lens 61 and the convex lens 62 of the second embodiment. In addition, the lens may have any shape, and may be composed of a plurality of lenses.

また、上記各実施形態において、発光側光軸調整手段は、少なくとも風路Ｗの軸方向と交差(直交)する方向、すなわち風路Ｗの軸方向に直交する断面方向に沿って発光素子35からの光の断面積を広げることができる構成であれば、上記の各実施形態の構成に限定されるものではない。 Further, in each of the above embodiments, the light emission side optical axis adjusting means extends from the light emitting element 35 along at least a direction intersecting (orthogonal) with the axial direction of the air path W, that is, a cross-sectional direction orthogonal to the axial direction of the air path W. As long as the cross-sectional area of the light can be increased, the present invention is not limited to the configuration of each of the above embodiments.

さらに、電気掃除機11としては、キャニスタ型に限らず、上下方向に長手状の掃除機本体12の下部に床ブラシ23が接続されたアップライト型、あるいはハンディ型などでも対応して用いることができる。 Furthermore, the vacuum cleaner 11 is not limited to the canister type, and can be used in an upright type in which the floor brush 23 is connected to the lower part of the vacuum cleaner body 12 which is vertically long, or a handy type. it can.

そして、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 And although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

11 電気掃除機
12 掃除機本体
18 電動送風機
33 光センサ
35 発光素子
36 受光素子
39 発光側光軸調整手段としての反射体である発光側反射体
42 受光側光軸調整手段としての反射体である受光側反射体
61 発光側光軸調整手段としてのレンズである凹レンズ
62 受光側光軸調整手段としてのレンズである凸レンズ
Ｗ風路 11 Vacuum cleaner
12 Vacuum cleaner body
18 Electric blower
33 Light sensor
35 Light emitting element
36 Photo detector
39 Light Emitting Side Reflector which is a Reflector as Light Emitting Side Optical Axis Adjusting Mean
42 Light-receiving-side reflector as a light-receiving-side optical axis adjusting means
61 Concave lens which is a lens as light axis adjustment means
62 Convex lens that is a lens as light-receiving side optical axis adjustment means W Air path

Claims

A vacuum cleaner body containing an electric blower,
An air passage communicating with the suction side of the electric blower;
A light-emitting element that emits light, and a light-receiving element that receives light emitted from the light-emitting element through the air path, and passes through the air path based on an amount of light received by the light-receiving element. An optical sensor for detecting the amount of dust;
Light emission side optical axis adjusting means for making a cross sectional area of light emission from the light emitting element larger than a projected area of the light emitting element and the light receiving element;
A vacuum cleaner comprising: a light receiving side optical axis adjusting means for narrowing a cross-sectional area of the light emitted from the light emitting element through the light emitting side optical axis adjusting means and causing the light receiving element to receive light.

The vacuum cleaner according to claim 1, wherein the light emission side optical axis adjusting means increases a cross sectional area of light emission from the light emitting element in a direction intersecting with an axial direction of the air path.

The electric vacuum cleaner according to claim 1 or 2, wherein at least one of the light emitting side optical axis adjusting means and the light receiving side optical axis adjusting means is a reflector.

The vacuum cleaner according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one of the light emitting side optical axis adjusting means and the light receiving side optical axis adjusting means is a lens.