JP2006340828A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】床ノズルを下方に押す力が弱くなっても、床ノズルを床に密着させ、強力に塵埃を吸い込むことができる電気掃除機を提供する。
【解決手段】吸引風を発生するファンモーター１１と、ファンモーター１１の入力を制御する制御手段１０と、一端が本体に接続され、塵埃を吸引する吸気口を有するホースと、前記ホースに接続される延長管と、前記延長管に接続され、被掃除面に対して略水平から略９０度まで回動する継ぎ手を有する床ノズルと、前記継ぎ手の被掃除面に対する角度を検出する角度検出手段３０とを備え、前記継ぎ手が被掃除面に対して略水平であると前記角度検出手段３０が検出したときに、前記制御手段１０はファンモーター１１の入力を変化させることにより、床ノズルを下方に押す力が弱くなっても、ファンモーター１１の吸引力を上げて強力に塵埃を吸い込むことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気掃除機に関する。

従来技術としては、例えば、特許文献１のような電気掃除機がある。

従来の掃除機は、図８に示すように、ファンモーター（図示せず）およびその入力を制御する制御手段（図示せず）を内蔵する本体１は、ホース２を連結し、このホース２に延長管４を介して床ノズル５を連結しており、ホース２の先端の手元ハンドル３には手元操作部６を設けている。床ノズル５には、図９の床ノズル５の概略図にあるように、延長管に接続される継ぎ手８と、吸気口３１付近には電動機（図示せず）によって駆動される回転ブラシ９が設けられている。

手元操作部６は図１０に示すように、強スイッチ２１、標準スイッチ２２、弱スイッチ２３、切スイッチ２４の４つのスイッチを有し、使用者がこれらのスイッチを操作すると、制御手段１０はファンモーター１１の動作を制御する。例えば制御手段１０は、ファンモーター１１の供給電力を９００Ｗで運転する強ポジション、６００Ｗで運転する標準ポジション、２００Ｗで運転する弱ポジションの３つの動作ポジションと、ファンモーター１１への供給電力を停止する停止ポジションを有してファンモーター１１を制御し、これら４つのポジションは、使用者が手元操作部６のスイッチを操作することにより切り替えられる構成であり、強スイッチ２１を操作することにより強ポジションへ移行し、同様に標準スイッチ２２は標準ポジション、弱スイッチ２３は弱ポジション、切スイッチ２４は停止ポジションへ移行する。また、制御手段１０は停止ポジション以外のポジションでは、本体１からホース２、延長管４、床ノズル５を通じる導線（図示せず）を利用して電動機７へ電力を供給し、その電動機７の動力で回転ブラシ９を回転させて床面の塵埃を掻き出す。

このような構成において、ベッドの下などを掃除しようとすると低い姿勢で掃除するので、ホース２・延長管４・継ぎ手８が約水平方向になり、この状態では、床ノズル５を下方に押す力が弱くなり、回転ブラシ９で塵埃を掻き出す力が弱くなる。

そこで、特許文献１のような掃除機は、継ぎ手８の角度が水平に近づくことを利用して、継ぎ手の角度を検出する角度検出手段（図示せず）を設け、継ぎ手８が被掃除面に対して略水平方向であると角度検出手段が検出したときに制御手段１０が電動機７の入力を上げて回転ブラシ９の回転数を上げることで、床ノズル５を下方に押す力が弱くなっても塵埃を掻き出すことができる。
特開２０００−９３３６４号公報

しかしながら従来の発明においては、電動機の回転数が上昇するだけで、床面への吸い付き力は変わらず、十分に塵埃が吸引できない場合があった。また、電動機が無い掃除機については、効果が無いものであった。

また、障害物を移動させるときや電話に出るときなど、使用者が掃除機を運転させたままを放置したときでも、電動機の入力が上がってしまい、電力を無駄に消費しているという問題があった。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、床ノズルを下方に押す力が弱くなっても、ファンモーターの入力を上げて吸引力を上げることで、強力に塵埃を吸い込むことができ、更に不要なときには入力を上げずに無駄に電力を消費するのを防ぐことができる電気掃除機を提供する。

上記従来の課題を解決するために本発明は、本体に内蔵した吸引風を発生するファンモーターと、ファンモーターの入力を制御する制御手段と、一端が本体に接続され、塵埃を吸引する吸気口を有するホースと、前記ホースに接続する延長管と、前記延長管に接続する、略水平から略９０度まで上下する継ぎ手を有する床ノズルと、前記継ぎ手の被掃除面に対する角度を検出する角度検出手段を設け、前記継ぎ手が被掃除面に対して略水平方向であると前記角度検出手段が検出したときに、前記制御手段はファンモーターの入力を変化させることで、床ノズルを下方に押す力が弱くなっても、ファンモーターの吸引力を上げて強力に塵埃を吸い込むことができる。

本発明は、床ノズルを下方に押す力が弱くなっても、より塵埃を吸い込むことができる掃除機を提供する。

第１，２の発明は、本体に内蔵した吸引風を発生するファンモーターと、ファンモーターの入力を制御する制御手段と、一端が本体に接続され、塵埃を吸引する吸気口を有するホースと、前記ホースに接続する延長管と、前記延長管に接続する、被掃除面に対して略水平から略９０度まで上下する継ぎ手を有する床ノズルと、前記継ぎ手の被掃除面に対する角度を検出する角度検出手段を設け、前記継ぎ手が被掃除面に対して略水平方向であると前記角度検出手段が検出したときに、前記制御手段はファンモーターの入力を上げることで、床ノズルを下方に押す力が弱くなっても、ファンモーターの吸引力を上げて強力に塵埃を吸い込むことができる。

第３の発明は、継ぎ手が被掃除面に対して略水平方向であると角度検出手段が検出したときに、制御手段はファンモーターの入力を下げることで、低姿勢で見えづらい箇所を掃除しているとき、不意に塵埃以外のものを吸い込むことを防止することができる。

第４の発明は、吸引風の風量を検出する風量検出手段を有し、前記風量検出手段が検出する風量が、あらかじめ設定した設定値より低い場合には、継ぎ手が被掃除面に対して略水平方向であると角度検出手段が検出しても、制御手段はファンモーターの入力を上げないことで、消費電力を抑えて効率よく塵埃を取ることができる。

第５の発明は、吸引風の風量を検出する風量検出手段を有し、前記風量検出手段が検出する風量が、あらかじめ設定した設定値より低い場合には、制御手段は角度検出手段は低い姿勢で掃除していると検出しても、ファンモーターの入力を下げないことで、必要以上に風量を下げることが無くなり、不意に塵埃以外のものを吸ってしまわないまま、効率よく塵埃を吸い込むことができる。

第６の発明は、制御手段はファンモーターへの入力設定が異なる複数のモードを持ち、制御手段はあらかじめ設定したモードでは、継ぎ手が被掃除面に対して略水平方向であると角度検出手段が検出しても、ファンモーターの入力を変化させないことで、使用者が意図したとおりの入力に固定することで自由度を増すことができる。

第７の発明は、使用者が掃除機を使用しているかどうかを検出する状態検出手段を設け、制御手段は、前記状態検出手段が使用者が掃除機を使用していないと検出したときには、継ぎ手が被掃除面に対して略水平方向であると角度検出手段が検出しても、ファンモーターの入力を上げないことで、障害物を移動させるときや電話に出るときなど、使用者が掃除機を運転させたままを放置したときにはファンモーターの入力を上げないので、無駄に電力を消費するのを防ぐことができる。

（実施の形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、従来と同一構成の部品については同一符号を付し、説明を省略する。

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制御のブロック図を示すものである。７は回転ブラシ９を回転させる電動機、１１は吸引風を発生するファンモーター、３０は継ぎ手８の角度を検出する角度検出手段、３３はファンモーター１１の吸引風を検出する風量検出手段である。制御手段１０は角度検出手段３０と風量検出手段３３の出力に基づきファンモーター１１と電動機７と報知手段３２の動作を制御する。

図２は床ノズル５の内部構造図である。延長管４は床ノズル５と継ぎ手８を介して接続され、継ぎ手８は回転軸３６に接続されて略垂直方向から略水平方向に動作するような構造になっている。また、回転軸３６内部には、光学センサで角度を検出するための角度検出用パターン３５があり、これを角度検出手段３０である、赤外線ＬＥＤと赤外線センサで構成される光学センサが読み取ることで、継ぎ手８の角度を検出することができる。角度検出の方法は、光学センサ３０は角度検出パターン３５に赤外線ＬＥＤの光を当てており、その反射光を赤外線センサで読み取る。角度検出パターン３５は継ぎ手８の角度が水平になるにつれて、光学センサ３０の赤外線ＬＥＤの光が当たる箇所の反射率が下がるようなパターンになっており、光学センサ３０はその赤外線ＬＥＤの反射光の強さを赤外線センサで検出して回転軸３６の回転位置を検出する。図３は継ぎ手８の角度と赤外線センサの出力のグラフである。例えば、延長管４を水平になるよう（矢印方向）に動かすと、継ぎ手８に接続された床ノズルの回転軸３６は回転し、同時に角度検出用パターン３５も回転して光学センサ３０の赤外線ＬＥＤの光が当たる箇所の反射率が下がる。これを光学センサ３０の赤外線センサが読み取ることで継ぎ手８の角度を検出することができる。このように、角度検出手段３０を機械的なスイッチではなく、光学センサにすることで、センサの磨耗が無くなるので、壊れにくくすることができる。

以上のように構成された掃除機について、以下その動作、作用を説明する。

図４のように通常掃除を行っているときに、延長管４から床ノズル５に伝わる力はＡの方向であり、この力の垂直成分が床ノズルを下方に押さえる力Ｐになる。この力は図５のようなベッドの下や、棚の上などを掃除しようとして延長管４及びホース２を略水平方向にした場合、延長管４から床ノズル５に伝わる力はＡの方向からからＢの方向になってしまい、力の垂直成分が小さくなってしまうので、床ノズル５を下方に押す力Ｐが弱くなってしまい、回転ブラシ９の掻き出し作用が弱くなってしまう。また、じゅうたんを掃除するときには、図６のように床ノズル５をじゅうたんの繊維に沈み込ませる形で当てて繊維の奥の塵埃を吸引するが、下方に押す力が弱くなることにより床ノズル５の吸気口３１付近と床面の間の隙間が広くなるので、吸気口３１と床面の間の真空度が下がってしまい、塵埃が取れにくくなってしまう。

そこで本発明では延長管４及びホース２を略水平方向にした場合には継ぎ手８の角度も同じく略水平方向になることを利用して、継ぎ手８の角度を検出する角度検出手段３０を設け、継ぎ手８が被掃除面に対して略水平方向であると角度検出手段３０が検出したときに制御手段１０がファンモーター１１の入力を上げて吸引力を上昇させることで、吸気口３１と床面との密着度を上げて床ノズル５を下方に押す力が弱くなることをカバーでき、吸い込み性能を落とさずに掃除をすることが可能になる。

また、ベッドの下や棚の上などを掃除する場合には、掃除面が暗くて見づらかったり、屈んだり背伸びをしないと見えなかったりと、使用者が掃除面を見ることが難しい状況が多く、そのような掃除面に指輪などの貴重品があった場合には、使用者が気づかずに吸い込んでしまう可能性が高い。そこで、先述とは逆に継ぎ手８が被掃除面に対して略水平方向であると角度検出手段３０が検出したときに、制御手段１０がファンモーター１１の入力を下げることで、指輪などのある程度の大きな塵埃は吸わずに、埃などの細かい細塵のみを吸引できるようにすることで、不意に塵埃以外のものを吸い込むことを防止することができる。

また、継ぎ手８が被掃除面に対して略水平方向であると角度検出手段３０が検出したときに、視認性が良い光や、わかりやすく音声を用いた報知手段３２が報知することで、使用性を良くすることができる。

このような制御方法でファンモーター１１の入力を上げようとする場合、ファンモーター１１の吸引風が十分あって塵埃を吸い込むことができる場合には入力を上げる必要が無いので、風量検出手段３３を用いて風量があらかじめ設定した風量より高い場合には、継ぎ手８が被掃除面に対して略水平方向であると角度検出手段３０が検出しても、制御手段１０がファンモーター１１の入力を上げないことで、消費電力を抑えて効率よく塵埃を取ることができる。

また、ファンモーター１１の入力を下げようとする場合も同様に、ファンモーター１１の吸引風が十分低くなっている場合には、入力を下げようとすると風量が下がりすぎてしまうので、風量検出手段３３を用いて風量があらかじめ設定した風量より低い場合には、継ぎ手８が被掃除面に対して略水平方向であると角度検出手段３０が検出しても、制御手段１０がファンモーター１１の入力を下げないことで、必要以上に風量を下げることが無くなり、不意に塵埃以外のものを吸ってしまわないまま、効率よく塵埃を吸い込むことができる。

また、強・標準・弱の全動作ポジションで本実施例のようなファンモーター１１の入力を変化させるのではなく、例えば使用者が一番吸引力が欲しい場合に切り替える強ポジションや、フロアマットなどを掃除するときに吸い付きすぎないように切り替える弱ポジションである場合には、継ぎ手８が被掃除面に対して略水平方向であると角度検出手段３０が検出しても、制御手段１０がファンモーター１１の入力を変化させないことで、使用者の意図通りの掃除ができて自由度を増すことができる。

継ぎ手８が被掃除面に対して略水平方向であると角度検出手段３０が検出したときに制御手段１０がファンモーター１１の入力を上げる構成の場合、障害物を移動させるときや電話に出るときなどに使用者が掃除機を運転させたまま手元ハンドル３を床に置いて放置したときでもファンモーター１１の入力が上昇してしまい、無駄な電力を消費してしまう。そこで、図７のように使用者が掃除機を使用しているかどうかを検出するための状態検出手段３７として、掃除機の吸引風内の塵埃量を検出するゴミセンサを設け、使用者が掃除機を運転させたまま放置したときには入力を上げないように制御する。方法としては、使用者が通常掃除しているときには、ゴミセンサは一定の塵埃量を検出するが、使用者が掃除機を運転させたまま放置したときには、床ノズル５が動かずに同じ箇所を掃除しつづけるので、その箇所の塵埃は次第に減少してゴミセンサが検出する塵埃量は減少してほぼゼロになる。したがって、ゴミセンサが検出する塵埃量があらかじめ定めた量より少ない場合は使用者が掃除機を報知したと判断して、継ぎ手８が被掃除面に対して略水平方向になっても制御手段１０はファンモーターの入力を上げないようにする。以上のような制御をすることで、不必要なときにファンモーターの入力を上げて無駄に電力を消費してしまうのを防ぐことができる。また、状態検出手段としては、使用者が手元ハンドル３を持っていることを判断するためのタッチセンサを手元ハンドル３に設けたり、床ノズル５を操作しているかどうかを検出する加速度センサを床ノズル５に設けたりすることでも同様の効果が得られる。

本実施の形態では継ぎ手８が被掃除面に対して略水平方向であると角度検出手段３０が検出したときにファンモーター１１の入力を変化させているが、継ぎ手８の被掃除面に対する角度の変化に応じて段階的に入力を変化させてもよい。

以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、使用者の掃除状況に応じてファンモーターの入力を自動的に変化させるので、より使いやすい電気掃除機が生産可能になる。

本発明の第１の実施の形態における電気掃除機の制御のブロック図 本発明の第１の実施の形態における床ノズルの内部構造図 本発明の第１の実施の形態における継ぎ手の角度と赤外線センサの出力のグラフ 同、通常の掃除時の延長管と床ノズルにかかる力の図 同、低いところを掃除するときの延長管と床ノズルにかかる力の図 同、じゅうたんを掃除するときの延長管と床ノズルにかかる力の図 本発明の第１の実施の形態における状態検出手段を設けたときの電気掃除機の制御のブロック図 従来の電気掃除機の概要図 従来の電気掃除機の床ノズルの概略図 従来の電気掃除機の手元操作部の概略図

符号の説明

１ 本体
２ ホース
３ 手元ハンドル
４ 延長管
５ 床ノズル
６ 手元操作部
７ 電動機
８ 継ぎ手
９ 回転ブラシ
１０ 制御手段
１１ ファンモーター
１４ 電動機
２１ 強スイッチ
２２ 標準スイッチ
２３ 弱スイッチ
２４ 切スイッチ
３０ 角度検出手段
３１ 吸気口
３３ 風量検出手段
３５ 角度検出用パターン
３６ 回転軸
３７ 状態検出手段（ゴミセンサ）

Claims (7)

1. 吸引風を発生するファンモーターと、ファンモーターの入力を制御する制御手段と、一端が本体に接続され、塵埃を吸引する吸気口を有するホースと、前記ホースに接続される延長管と、前記延長管に接続され、被掃除面に対して略水平から略９０度まで回動する継ぎ手を有する床ノズルと、前記継ぎ手の被掃除面に対する角度を検出する角度検出手段とを備え、前記継ぎ手が被掃除面に対して略水平であると前記角度検出手段が検出したときに、前記制御手段はファンモーターの入力を変化させる電気掃除機。
2. 継ぎ手が被掃除面に対して略水平であると角度検出手段が検出したときに、制御手段がファンモーターの入力を上げる構成とした請求項１記載の電気掃除機。
3. 継ぎ手が被掃除面に対して略水平方向であると角度検出手段が検出したときに、制御手段はファンモーターの入力を下げる構成とした請求項１記載の電気掃除機。
4. 吸引風の風量を検出する風量検出手段を有し、前記風量検出手段が検出する風量が、あらかじめ設定した設定値より高い場合には、継ぎ手が被掃除面に対して略水平方向であると角度検出手段が検出しても、制御手段はファンモーターの入力を上げない構成とした請求項２記載の電気掃除機。
5. 吸引風の風量を検出する風量検出手段を有し、前記風量検出手段が検出する風量が、あらかじめ設定した設定値より低い場合には、継ぎ手が被掃除面に対して略水平方向であると角度検出手段が検出しても、制御手段はファンモーターの入力を下げない構成とした請求項３記載の電気掃除機。
6. 制御手段はファンモーターへの入力設定が異なる複数のモードを持ち、制御手段はあらかじめ設定したモードでは、継ぎ手が被掃除面に対して略水平方向であると角度検出手段が検出しても、ファンモーターの入力を変化させない請求項１記載の電気掃除機。
7. 使用者が掃除機を使用しているかどうかを検出する状態検出手段を備え、継ぎ手が被掃除面に対して略水平であると前記角度検出手段が検出したときでも、前記状態検出手段が使用者が掃除機を使用していないと検出したときには、前記制御手段はファンモーターの入力を変化させない構成とした請求項１記載の電気掃除機。

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