JP2007075581A - Electrostatic capacity sensor for household appliance and vacuum cleaner provided with it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、家電製品に付随するハンドル等が人の手で把持されているか否かを検知することができる家電製品用の静電容量式センシング装置及びそれを備えた電気掃除機に関する。 The present invention relates to a capacitive sensing device for home appliances that can detect whether or not a handle attached to the home appliance is being held by a human hand, and a vacuum cleaner including the same.
従来の電気掃除機では、ハンドル部のグリップ部に機械的なスイッチ機構を設けて、電気掃除機の運転や停止を制御していた。このような電気掃除機では、掃除機本体に集塵室と電動送風機を設け、ホースの一端を掃除機本体内の集塵室に接続し、他端をハンドル部に接続している。また、延長パイプは一端をハンドル部に接続し、他端を床ノズルに接続している。ハンドル部は延長パイプからの集塵をホース側へ通過させるハンドル内パイプを有し、このハンドル内パイプと離間するようにグリップ部を形成しており、グリップ部には握りレバーを設けている。そして、人がグリップ部を把持した場合は、握りレバーが動き、グリップ部内に配置されたレバースイッチがオンし、人がグリップ部を把持しない場合は握りレバーは元の位置に戻り、レバースイッチはオフされる。 In the conventional vacuum cleaner, a mechanical switch mechanism is provided in the grip portion of the handle portion to control operation and stop of the vacuum cleaner. In such a vacuum cleaner, a dust collecting chamber and an electric blower are provided in the cleaner body, one end of the hose is connected to the dust collecting chamber in the cleaner body, and the other end is connected to the handle portion. The extension pipe has one end connected to the handle portion and the other end connected to the floor nozzle. The handle portion has an in-handle pipe that allows dust from the extension pipe to pass to the hose side, and a grip portion is formed so as to be separated from the in-handle pipe, and a grip lever is provided in the grip portion. When the person grips the grip part, the grip lever moves, the lever switch arranged in the grip part turns on, and when the person does not grip the grip part, the grip lever returns to the original position, and the lever switch Turned off.
電気掃除機の使用者は、グリップ部を手で把持して、延長パイプを介して床ノズルを移動させる。このとき、グリップ部の握りレバーを把持することによりレバースイッチがオンし、電気掃除機は吸引動作を行う。また、電気掃除機の運転を停止したい場合は、グリップ部の握りレバーを離せばよく、レバースイッチがオフして、電気掃除機の吸引動作は停止する。また、ハンドル部に設けた手元操作部の入スイッチと切スイッチを操作することによっても、電気掃除機の運転の開始および停止を行うことができる。 The user of the electric vacuum cleaner grips the grip portion by hand and moves the floor nozzle through the extension pipe. At this time, the lever switch is turned on by gripping the grip lever of the grip portion, and the vacuum cleaner performs a suction operation. When it is desired to stop the operation of the vacuum cleaner, the grip lever of the grip portion may be released, the lever switch is turned off, and the suction operation of the vacuum cleaner is stopped. The operation of the vacuum cleaner can also be started and stopped by operating the on / off switch of the hand operating unit provided on the handle unit.
こうして、掃除中に、床においてあったものを移動させてその下を掃除したい場合には、例えば、手元操作部の切スイッチを押して運転を停止させ、ハンドルを手から離して床のものを移動させ、再びハンドルを持ち、手元操作部の入スイッチを押して運転を開始させ、掃除したい場所を掃除するという一連の動作が必要である(例えば、特許文献1参照)。 In this way, if you want to move what was on the floor and clean it under cleaning, for example, press the off switch on the hand control unit to stop the operation, move the handle away from the hand and move the thing on the floor A series of operations are required to hold the handle again, press the on / off switch of the hand operating unit to start operation, and clean the place to be cleaned (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に係る電気掃除機によれば、電気掃除機のグリップ部を使用者が把持しているかどうかを検出する場合に、検出範囲はグリップ部の定められた範囲のみに限定されるので、使用者の把持方法が拘束されて使い勝手が悪く、また、子供が操作する場合や、細かい部分や隙間を延長パイプを短くもって掃除を行う場合など、定められた位置を把持できない場合には検出ができないばかりでなく、手元操作部の操作も困難となるため、人の把持を検出する範囲を任意に設定できる検出方法が必要となる。 According to the vacuum cleaner according to Patent Document 1, when detecting whether or not the user is gripping the grip portion of the vacuum cleaner, the detection range is limited only to a predetermined range of the grip portion, If the user's gripping method is constrained and user-friendliness is poor, or if the child is operating, or when cleaning a small part or gap with a short extension pipe, the detection is not possible. In addition to being unable to do so, it is difficult to operate the hand control unit, and thus a detection method capable of arbitrarily setting a range for detecting human grip is required.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、人の手で把持されたか否かを容易に検知することができる家電製品用の静電容量式センシング装置を得ることを目的とする。
また、本発明は、人の手による把持検知の範囲をハンドル部、グリップ部および延長パイプに任意に設定することができ、様々な把持状況においても把持検知が可能な検出手段を設けて、エネルギーの無駄がなく掃除時間を短縮することができる使い勝手のよい電気掃除機を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to obtain a capacitive sensing device for home appliances that can easily detect whether or not it is grasped by a human hand. Objective.
In addition, the present invention can arbitrarily set the range of grip detection by a human hand to the handle portion, the grip portion, and the extension pipe, and is provided with detection means capable of grip detection in various gripping situations. The purpose of the present invention is to obtain an easy-to-use electric vacuum cleaner that can reduce the cleaning time without waste.
本発明に係る家電製品用の静電容量式センシング装置は、人の静電容量変化を検出する電極と、この電極により検出された静電容量変化を電気信号に変換する検出回路とからなるものである。 A capacitance sensing device for home appliances according to the present invention comprises an electrode for detecting a change in capacitance of a person and a detection circuit for converting the change in capacitance detected by the electrode into an electric signal. It is.
また、家電製品用の静電容量式センシング装置を備えた電気掃除機は、塵埃を吸引する電動送風機と、この電動送風機の吸引力が作用する床ノズルと、この床ノズルを移動させるためのハンドル部と、このハンドル部と床ノズルとの間に設けられた延長パイプと、人による把持状態を検出する検出手段とを備え、検出手段は、ハンドル部及び延長パイプの両者又はいずれか一方に設けられて人の静電容量変化を検出する電極と、この電極により検出された静電容量変化を電気信号に変換する検出回路とからなるものである。 In addition, a vacuum cleaner equipped with a capacitive sensing device for home appliances includes an electric blower that sucks dust, a floor nozzle on which the suction force of the electric blower acts, and a handle for moving the floor nozzle Part, an extension pipe provided between the handle part and the floor nozzle, and a detection means for detecting a gripping state by a person, and the detection means is provided in both or one of the handle part and the extension pipe. And an electrode that detects a change in capacitance of a person and a detection circuit that converts the change in capacitance detected by the electrode into an electric signal.
本発明に係る家電製品用の静電容量式センシング装置によれば、人の手で把持されることにより静電容量が変化し、この変化を検知することができるために、家電製品に取り付けることにより人が接触したか否かを容易に検知することが可能となる。 According to the capacitive sensing device for home appliances according to the present invention, the capacitance changes by being grasped by a human hand, and this change can be detected. Thus, it is possible to easily detect whether or not a person has touched.
また、本発明に係る電気掃除機によれば、グリップ部などの定められた範囲以外にも容易に検知範囲を設定することができ、把持の有無による運転停止操作が可能な範囲を広げたり、自由に設定することが可能となる。また、運転停止操作は、機械的スイッチによるものではないので、可動部が存在せず、繰り返し使用することによっても機械的な疲労や振動や衝撃による力伝達経路の破壊などが少なく、長期間壊れずに使用することができ、操作時の音も発生しない。さらに、静電容量の変化を検知する電極は、プラスチックなどの誘電体に被覆されていても人の把持を検知することができるので、外観上のデザインも自由に決定することができ、ほこりが侵入することもなく、壊れにくい。 In addition, according to the vacuum cleaner according to the present invention, it is possible to easily set a detection range other than a predetermined range such as the grip portion, and to expand the range in which the operation can be stopped by the presence or absence of gripping, It can be set freely. In addition, since the shutdown operation is not performed by a mechanical switch, there are no moving parts, and repeated repeated use reduces mechanical fatigue, breakage of the force transmission path due to vibration and impact, and breaks down for a long time. Can be used without any sound during operation. Furthermore, the electrodes that detect changes in capacitance can detect human grip even when covered with a dielectric material such as plastic, so the appearance design can be determined freely, and dust It does not invade and is hard to break.
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1に係る電気掃除機の斜視図、図2は図1に示した電気掃除機のハンドル部の断面図である。
このような電気掃除機の掃除機本体1は、内部の前方に集塵室2を設け、後方には電動送風機3を設けている。そして、ホース4は一端が掃除機本体1内の集塵室2に接続し、他端がハンドル部5に接続している。延長パイプ6は、一端がハンドル部5に接続し、他端が床ノズル7に接続している。ハンドル部5は延長パイプ6からの集塵をホース4側へ通過させるハンドル内パイプ5aを有しており、このハンドル内パイプ5aと離間するようにグリップ部5bが形成されており、グリップ部5bには握りレバー5cが設けられている。
Embodiment 1 FIG.
1 is a perspective view of a vacuum cleaner according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a handle portion of the vacuum cleaner shown in FIG.
The vacuum cleaner main body 1 of such a vacuum cleaner is provided with a
そして、ハンドル部5には静電容量検知用の電極10が設けられており、この電極10は、第1の電極部10a、第2の電極部10b及び第3の電極部10cからなっている。第1の電極部10aはハンドル部5の前方上部からグリップ部5bの後方上部に設置され、第2の電極部10bはグリップ部5bの後方下部からグリップ部5bの付け根下部を経由してハンドル部5の後方上部に設置されており、第3の電極部10cはハンドル部5の前方下部からハンドル部5の後方下部に設置されている。グリップ部5bの内部の付け根付近には、電極10の静電容量変化を電圧値の変化に変換する検出回路20が設けられており、第1、第2、第3の電極部10a,10b,10cと検出回路20とは接続線30により接続されている。
The
次に動作について説明する。電気掃除機の使用者が掃除を行う場合は、ハンドル部5に設けたグリップ部5bを把持して、延長パイプ6を介して接続されている床ノズル7を掃除したい場所に移動して塵埃を吸引する。このとき、グリップ部5bには静電容量検知用の電極10が設置されているため、人が把持していない場合と把持した場合の電極10の静電容量が変化する。そして、電極10は、接続線30を介して検出回路20に接続されており、検出回路20は電極10の静電容量の変化に対応した電圧値を出力する。電圧値は、人がグリップ部5bを把持した場合と把持しない場合では値が異なるため、任意のしきい値を設けて把持有無の判断を行い、電気掃除機の運転を制御することができる。
Next, the operation will be described. When the user of the vacuum cleaner performs cleaning, the
人の把持による静電容量の変化について、図3を用いて説明する。図3は、例えば面積Sの平板電極が距離D1を隔てて平行に配置されている場合を示す。図3(a)または(c)は平行平板電極40aおよび40b間に空気がある場合、図3(b)または(d)は平行平板電極40aおよび40b間に人の手に相当する誘電体が存在する場合を示す。この場合の電極間の静電容量Cは、以下の式で示される。
C=E0×Er×S/D=E×S/D ・・・・・(1)
ここに、Cは静電容量(F)、E0は真空の誘電率(F/メートル)、Erは2極間の物体の比誘電率、Sは電極面積(平方メートル)、Dは電極間距離(メートル)、Eは2極間の物体の誘電率(F/メートル)を示しており、E=E0×Erの関係がある。
A change in capacitance due to a person's grip will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a case where, for example, plate electrodes having an area S are arranged in parallel with a distance D1. 3 (a) or 3 (c) shows the case where there is air between the
C = E0 × Er × S / D = E × S / D (1)
Where C is the capacitance (F), E0 is the dielectric constant of vacuum (F / meter), Er is the relative dielectric constant of the object between the two electrodes, S is the electrode area (square meter), and D is the distance between the electrodes ( M) and E indicate the dielectric constant (F / meter) of the object between the two poles, and there is a relationship of E = E0 × Er.
図3(a)または(c)では、平行平板電極40a,40b間は空気で、空気の比誘電率は約1であることが知られており、式(1)より静電容量が定まる。一方、図3(b)または(d)の平行平板電極40a,40b間の物体41の比誘電率は、例えば水であれば約80であり、平行平板電極40a,40b間に物体41が挿入されると誘電率が大きくなり、静電容量Cが大きくなる。人の比誘電率は約50〜60であり、水の場合と同様に、平行平板電極間に挿入されれば、静電容量Cが大きく変化する。実際のハンドル部5の電極10においても、人が把持していない場合、すなわち電極10間に空気がある場合に比べ、人が把持している場合、すなわち空気に比べて比誘電率の大きいものが空気の代わりに存在する場合の方が、静電容量Cが大きくなる。従って、電極10の静電容量に相当する値を測定すれば、人が電極近傍を把持したかどうかが検出できる。
ここでは、平行平板電極を例に説明したが、一方の電極を無限遠にあるグランド(アース)としてもよく、また検出電極の形状は、平板でも、電線状でも、薄い基板のパターン状でも、金属のかたまり状でも、めっき状でもよいし、検出電極と他の電極間に比誘電率の低いプラスチックがあっても、人による把持を検知できる。
In FIG. 3 (a) or (c), it is known that the space between the
Here, the parallel plate electrode has been described as an example, but one electrode may be a ground (earth) at infinity, and the shape of the detection electrode may be a flat plate, a wire shape, a thin substrate pattern, Even if it is in the form of a metal block or plating, even if there is a plastic having a low relative dielectric constant between the detection electrode and another electrode, it is possible to detect gripping by a person.
次に、静電容量の検出方法を図4を用いて説明する。図4において、発振回路には、容量C1の容量性素子(電極)50、抵抗R1の抵抗素子51及びシュミットインバータ52がそれぞれ接続されており、シュミットインバータ52の入力電圧をVC、出力電圧をVOとする。そして、シュミットインバータ52の入力電圧VCが、CRの充放電特性により充電されて、シュミットインバータ52のHiへの反転電圧まで到達すると、出力電圧VOはHiレベルになる。次いで、入力電圧VCは、放電特性により電圧が減少してLoへの反転電圧に達すると、出力電圧VOは反転してLOレベルになる。以降、これを繰り返すことにより、出力電圧VOは方形波の発振波形となる。その周波数は、容量C1および抵抗R1と、シュミットインバータ52の反転電圧の特性により決まるが、シュミットインバータ52の特性を一定とすると、発振周波数fは、1/(C1×R1)に比例する。
Next, a capacitance detection method will be described with reference to FIG. In FIG. 4, a capacitive element (electrode) 50 having a capacitance C1, a
ハンドル部5の電極10を容量C1として図4の回路を構成すれば、人の手の把持による容量変化により容量C1は増大し、従って、回路の発振周波数は小さくなる。この周波数を測定することにより、電極10の容量変化を検出することができる。発振周波数の測定は、例えば、所定時間内の矩形波数を計数して得ることが可能である。
If the circuit of FIG. 4 is configured by using the
以上のように、本実施の形態1では、人の手の把持により静電容量が変化することを検知するため、ハンドル部5に電極10を自由に配置することが容易となる。このため、グリップ部5bなどの定められた範囲以外にも容易に検知範囲を設定することができ,把持の有無による運転停止操作が可能な範囲を広げたり、自由に設定することができる。また、機械的スイッチを使用していないので可動部が存在せず、繰り返し仕様による機械的な疲労や振動や衝撃による力伝達経路の破壊などが少なく、長期間壊れずに使用でき、操作時の音も発生しない。さらに、静電容量の変化を検知する電極10は、プラスチックなどの誘電体に被覆されていても人の把持を検知することができるので、外観上のデザインも自由にでき、ほこりの侵入などもなく、壊れにくい。
As described above, in the first embodiment, it is easy to freely dispose the
なお、静電容量変化を検出する回路20は、シュミットインバータ52による発振回路としたが、容量Cの変動により波形が変化する特性を持てばよいことはいうまでもない。例えば、発振の能動素子として、CMOS等のデジタル回路の他に、オペアンプ等のアナログIC、トランジスタやFETを用いてもよい。また、固定のCRを用いた基準発振周波数発生回路と周波数の差を取り出したり、その差信号をアナログ電圧値に変換した回路を追加してもよい。
Although the
実施の形態2.
図5は本発明の実施の形態2に係る電気掃除機のハンドル部の断面図である。本実施の形態2は、静電容量変化を検出する電極を少なくとも2以上に分割したものである。すなわち、ハンドル部5に電極を設置する場合、人の手で把持されることが稀であると判断される部位に電極を設けることは、重量も増大し、また高価となるため、必要な部分にのみ電極を設置すればよい。このため、電極は一体ではなく、少なくとも2ヶ所以上に分割した部分検出範囲を持つようにする。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the handle portion of the electric vacuum cleaner according to
静電容量変化を検出するグリップ部電極11は、ハンドル部5のグリップ部5bを把持した場合にこれを検出するための電極であり、ハンドル部前方電極12は、ハンドル部5の前方を把持した場合にこれを検出するための電極で、それぞれ検出回路20に接続線30により接続したものである。これらの電極11,12が存在しない範囲、すなわちグリップ部5bの付け根付近およびハンドル部5の後方のグリップ部5bの下部分は、人がここを把持する頻度は少ないと判断される範囲である。
以上のように、本実施の形態2では、検知範囲を必要な部分にのみ設置したので、通常の使い方における人の手の把持有無の検出においては不具合が少なく、かつこれによって軽量化でき、安価に構成することができる。また、本実施の形態2では電極11,12は2つに分割したが、さらに分割数を増やしても同様の効果を得ることができる。
The
As described above, in the second embodiment, since the detection range is installed only in a necessary portion, there are few problems in detecting the presence / absence of gripping of a human hand in a normal usage, and this can reduce the weight and can be inexpensive. Can be configured. In the second embodiment, the
実施の形態3.
図6は本発明の実施の形態3に係る電気掃除機のハンドル部及び延長パイプの説明図である。本実施の形態3は、静電容量を検出する電極を延長パイプ7にも設けたものである。すなわち、グリップ部5bにグリップ部電極13を設け、グリップ部5b下のハンドル部5にハンドル部後方電極14を設け、ハンドル部5前方にハンドル部前方電極15を設け、さらに延長パイプ6に延長パイプ電極16を設ける。このように、延長パイプ6にも延長パイプ電極16を設けて電気的に接続することにより、延長パイプ6を把持した場合にも、人の手による把持を検出することが可能となる。なお、延長パイプ6の延長パイプ電極16とハンドル部5の検出回路の電気的な接続は、例えば、従来の床ノズルのパワーブラシへの給電の配線の接合と同様にして構成すればよい。
FIG. 6 is an explanatory view of the handle portion and the extension pipe of the electric vacuum cleaner according to
以上のように、本実施の形態3によれば、延長パイプ6にも延長パイプ電極16を設置したので、背の低い子供が使用する場合や、隙間や細かい部分の掃除をする場合に把持することがある延長パイプ6でも把持の有無が検知でき、より広い範囲で把持を検知でき、検出手段が有効に機能する範囲が広がり、使い勝手がよい。
As described above, according to the third embodiment, since the
実施の形態4.
図7は本発明の実施の形態4に係る電気掃除機のハンドル部の断面図である。本実施の形態4では、少なくとも2以上の部分検知範囲を持ち、検出回路を2以上設けてある。グリップ部電極17とハンドル部後方電極18はいずれも第1の検出回路21に接続線30によって接続され、ハンドル部前方電極19は第2の検出回路22に接続線31によって接続されており、第1、第2の検出回路21,22は、それぞれに接続された電極17,18及び電極19の静電容量変化を出力するように構成されている。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the handle portion of the electric vacuum cleaner according to
次に、動作について説明する。ハンドル部前方電極19は、第2の検出回路22に1対1で接続されているために検出感度がよくなる。これは、電極が大きく相対的に人の手による把持範囲が狭い場合の容量変化率に比べて、電極が小さく相対的に人の手の把持範囲が広く、電極のほぼ全体にわたって人の手が触れるようなハンドル部前方電極19と、第2の検出回路22のような配置によると、ハンドル部前方電極19の容量変化率は大きくなるためである。また、グリップ部電極17、ハンドル部前方電極18が接続された第1の検出回路21においては、人が把持したら掃除機を運転し、ハンドル部前方電極19が接続された第2の検出回路22においては、人が把持したら掃除機を停止するように判断および制御を行えば、把持する場所別に異なった機能をもたせることができる。
Next, the operation will be described. Since the handle
以上のように、本実施の形態4によれば、電極の静電容量変化率を上げて人の把持の検出感度を向上したり、電極ごとに異なる機能を与えることが可能となり、高感度あるいは高機能な電気掃除機を提供することができる。
なお、電極の数を増やしたり、検出回路の数を増やすことで、さらに高感度化や高機能化を図ることができる。
As described above, according to the fourth embodiment, it is possible to increase the capacitance change rate of an electrode to improve the detection sensitivity of a person's grip, or to provide a different function for each electrode. A highly functional vacuum cleaner can be provided.
Note that by increasing the number of electrodes or the number of detection circuits, higher sensitivity and higher functionality can be achieved.
実施の形態5.
電気掃除機を操作する場合に、グリップ部5bや、ハンドル部5、ホース4は、その下部を下から支えるようにして常に手が接触していることが多く、上部は手のひらから離れることがあるため、上部で手の接触を感知しようとすると、検知が不安定になる。そこで、検出電極を、グリップ部5bやハンドル部5あるいはホース4の下半分の一部又は全部に設けることによって、検出に寄与しない部分の電極を割愛して軽量化でき、安価に構成することができる。
When operating the vacuum cleaner, the
実施の形態6.
図8は本発明の実施の形態6に係る電気掃除機の延長パイプの一部を拡大した断面図である。図において、延長パイプ6は上面側パーツ60と下面側パーツ61の2つのパーツに分けられており、上面側パーツ60には吸い込んだゴミを通す流路60aを形成している。また、下面側パーツ61は空間部61aを有し、上面側パーツ60の流路60aに近接する側の面には、電磁シールド用のフィルタ膜層62が設けられている。下面側パーツ61の空間部61aの下面61bとフィルタ膜層62の間には、これらに挟まれるように、任意の位置に任意の長さの静電容量用電極16aが固定配置されている。
このように、本実施の形態6は、延長パイプ6の下面側パーツ61の内部に任意の長さの静電容量用電極16aを設けたものである。
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a part of the extension pipe of the vacuum cleaner according to
As described above, in the sixth embodiment, the
次に、動作について説明する。人がパイプを把持するとき、親指f1は上面側パーツ60を把持し、他の指f2は下面側パーツ61把持して延長パイプ6の一部分を覆う。こうして、人の静電容量を検出する静電容量用電極16aを下面側パーツ61に埋め込んだ延長パイプ6によって、人が延長パイプ6を把持すると、延長パイプ6が把持されたことが確実に検知される。
Next, the operation will be described. When a person grips the pipe, the thumb f1 grips the upper
なお、電動送風機3を駆動するとゴミが吸い込まれるが、流路60a内をゴミが通過する際に、流路60a内を流れるゴミと延長パイプ6内壁との摩擦によって静電気が発生する場合がある。しかしながら、静電気を遮蔽するためのシールド用のフィルタ膜層62が空間部61a内の流路52側に設けられているため、静電気を遮蔽することができ、人の静電容量を確実に検知することが可能となる。こうして、静電容量用電極16aは、前記静電気の過渡的な信号の影響を受けて誤検知することはない。
When the
実施の形態7.
図9は本発明の実施の形態7に係る電気掃除機の延長パイプの一部を拡大した断面図である。本実施の形態7では、実施の形態6に示した延長パイプ6の上面側パーツ60の上面板材60bの任意の位置に、任意の間隔を持って1つ以上の独立した表面積を持つ運転停止用の上面側静電容量用電極16b(または機械的スイッチ70)を埋設して設置したもので、急な運転停止に対応させるためのセンサ(またはスイッチ)を構成する。
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a part of the extension pipe of the electric vacuum cleaner according to
次に、動作について説明する。下面側パーツ61に設けた静電容量用電極16aによって検知した静電容量に応じて掃除機を運転させる。この際、下面側パーツ61内に静電容量用電極16aが設けてあるため、延長パイプ6のどこを握っても運転を行うことができる。緊急の停止を行いたい場合は、上面側静電容量用電極16b(機械的スイッチ70)によって、いつでも運転停止を行うことができる。
Next, the operation will be described. The cleaner is operated according to the capacitance detected by the
実施の形態8.
図10は本発明の実施の形態8に係る電気掃除機の延長パイプの一部を拡大した断面図で、実施の形態6及び7で示した静電容量用電極16aにおいてより効率的に検知を行うことができる電極パターンを示している。
図10(a)は電極パターンのうち延長パイプ6の長手方向(図の左右方向)に電極線を長く形成した場合を示し、長手方向電極を長手方向にほぼ並行して複数併設し、隣接する長手方向電極の端部を交互に交差させて、コ字状、逆コ字状となる楔型に形成したものである。
また、図10(b)は電極パターンのうち延長パイプ6の短手方向(図の上下方向)に電極線を形成した場合を示し、短手方向電極を短手方向にほぼ並行させて複数併設し、隣接する短手方向電極の端部を交互に交差させて、コ字状、逆コ字状となる楔型に形成したものである。
Embodiment 8 FIG.
FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a part of the extension pipe of the electric vacuum cleaner according to the eighth embodiment of the present invention, and detection is performed more efficiently in the
FIG. 10A shows a case where electrode lines are formed long in the longitudinal direction (left and right direction in the figure) of the
FIG. 10B shows a case where electrode lines are formed in the short direction (vertical direction in the figure) of the
実施の形態1の式(1)に示したように、電極間の静電容量Cは、以下の式で示される。
C=E0×Er×S/D=E×S/D ・・・・・(1)
ここに、Cは静電容量(F)、E0は真空の誘電率(F/メートル)、Erは2極間の物体の比誘電率、Sは電極面積(平方メートル)、Dは電極間距離(メートル)、Eは2極間の物体の誘電率(F/メートル)を示している。
式(1)に示すように、静電容量Cは電極面積Sに比例して大きくなり、電極間距離Dに反比例して小さくなる。つまり、電極面積Sは出来る限り大きく設け、かつ電極間距離Dは小さく(狭く)することによって、静電容量Cを効率的に検知することができるのである。
As shown in Formula (1) of Embodiment 1, the capacitance C between the electrodes is expressed by the following formula.
C = E0 × Er × S / D = E × S / D (1)
Where C is the capacitance (F), E0 is the dielectric constant of vacuum (F / meter), Er is the relative dielectric constant of the object between the two electrodes, S is the electrode area (square meter), and D is the distance between the electrodes ( M) and E indicate the dielectric constant (F / meter) of the object between the two poles.
As shown in the equation (1), the capacitance C increases in proportion to the electrode area S and decreases in inverse proportion to the interelectrode distance D. That is, the capacitance C can be efficiently detected by providing the electrode area S as large as possible and decreasing (narrowing) the inter-electrode distance D.
いずれの電極パターンも、静電容量用電極16aは、プラスチック薄膜等の基材の表面に、電線状、平板状などに形成した楔型の電極線を成型する。この電極幅Aを多くして面積をかせぐと共に、電極間距離Dを狭くする形状を基材に成型したものである。
この形状によって、静電容量の変化を確実に検知することが可能となる。
In any of the electrode patterns, the
This shape makes it possible to reliably detect a change in capacitance.
実施の形態9.
図11は本発明に係る電気掃除機の電動送風機の回転状態を制御するためのスイッチの構成を示す説明図で、ハンドル部5、グリップ部5b、延長パイプ6のいずれかの任意の位置に形成されたものである。
図11(a)は、延長パイプ6の任意の位置に設けた運転動作を提示する表示デザイン部80を示している。表示デザイン部80には、静運転用マーク81、強運転用マーク83が設けられ、さらにこれらの静運転マーク81及び強運転マーク83の間には弱運転、中運転が行える中間運転用マーク82が設けられている。
図11(b)は、表示デザイン部80の下面に配置する静電容量用電極によって形成された相当パターン部85を示している。表示デザイン部80の下面には相当パターン部85が配置され、静運転用マーク81の相当パターン91、強運転用マーク83の相当パターン93が設けられ、静運転マーク81及び強運転マーク83の間の中間運転用マーク82には弱運転用の相当パターン92a、中運転用の相当パターン92bが設けられている。
Embodiment 9 FIG.
FIG. 11 is an explanatory view showing a configuration of a switch for controlling the rotation state of the electric blower of the electric vacuum cleaner according to the present invention, which is formed at any position of the
FIG. 11A shows a
FIG. 11B shows an
上記の相当パターン部85は、楔状、円形形状、四角形状などに形成され、それぞれのマークに人の指が確実に接触したことを検知するために、相当パターン部85に形成した各々の相当パターン91、92a、92b、93は、パターン間Lの任意距離を持って形成されている。
これにより、例えば、表示デザイン部80の静運転マーク81に人の指が接触したときに、静運転マーク81の下に位置する静弱運転用相当パターン91が単体で指の静電容量を検知して、近接の弱運転用の相当パターン92aが指を検知するのを防ぐ。よって、指の位置により、個々の相当パターン91、92a、92b、93が個々に指の静電容量を検知して、動作に応じた電動送風機3の回転を行う。
The
Thereby, for example, when a human finger comes in contact with the
本実施の形態1〜5において、グリップ部5bが突出していないストレートな形状のハンドル部5において電極10〜19および検出回路20〜22を構成しても、同様の効果を得ることができる。
また、従来の電気掃除機の延長パイプや、ハンドル部、ホースに内蔵して構成されている給電用の電線を、静電容量用の検出電極として構成することもできる。さらに、延長パイプ6に延長パイプ電極16を設けた場合に、延長パイプ6が取り外されていても、ハンドル部5など他の部分の電極10〜15,17〜19による検知が可能なように構成することもできる。また、検出回路20〜22および判断回路を、適宜、掃除機本体1とハンドル部5に分割して設置してもよい。さらに、電極10〜19の形状は、捩り線や単線状でもパターンのような平板上でもよいし、また被覆がなくてもよく、接地側の電極は省略してもよい。
In the first to fifth embodiments, even if the
In addition, a power supply electric wire built in an extension pipe, a handle portion, or a hose of a conventional vacuum cleaner can be configured as a detection electrode for capacitance. Furthermore, when the
上記の実施の形態1〜9では電気掃除機の場合について説明したが、電気掃除機に限らず、家電製品に付随する、人間が把持する部分に対して、静電容量を検出する電極と回路を設置することができる。例えば、電子レンジの扉の開閉用グリップに、本発明に係る静電容量を検出する電極を構成することができる。
図12(a)は電子レンジの斜視図、図12(b)は電子レンジのグリップの断面図である。図において、電子レンジの本体100の前面扉101には、前面扉101を開閉するために人の手によって把持されるグリップ103が設けられている。グリップ103内には、フィルタ膜層62に挟まれるようにして静電容量検知用の電極10が設けられている。電子レンジには強い電磁波が発生するが、フィルタ膜層62によって、電磁波の影響を受けて誤動作するのを防ぐことができる。
人間がグリップ103を保持したときに、その静電容量を静電容量検知用の電極10が検知する。人の静電容量を検知することにより、前面扉101の開閉を行うための電気的機械部のギヤ等(図示せず)が動作して、楽に且つ自動的に、前面扉101の開閉をサポートする。
In the first to ninth embodiments described above, the case of the electric vacuum cleaner has been described. However, not only the electric vacuum cleaner but also an electrode and a circuit that detect capacitance with respect to a part that is attached to a home appliance and that is held by a human being. Can be installed. For example, an electrode for detecting capacitance according to the present invention can be configured on a grip for opening and closing a door of a microwave oven.
12A is a perspective view of the microwave oven, and FIG. 12B is a cross-sectional view of the grip of the microwave oven. In the figure, the
When a human holds the
1 電気掃除機本体、2 集塵室、3 電動送風機、4 ホース、5 ハンドル部、5b グリップ部、5c 握りレバー、6 延長パイプ、7 床ノズル、10 静電容量検知用の電極、11 グリップ部電極、12 ハンドル部前方電極、13 グリップ部電極、14 ハンドル部後方電極、15 ハンドル部前方電極、16 延長パイプ電極、16a 静電容量用電極、17 グリップ部電極、18 ハンドル部後方電極、19 ハンドル部前方電極、20,21,22 検出回路、30,31 接続線、60 上面側パーツ、61 下面側パーツ、60a 流路、61a 空間部、62 フィルタ膜層、100 電子レンジの本体、103 グリップ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum cleaner body, 2 Dust collection chamber, 3 Electric blower, 4 Hose, 5 Handle part, 5b Grip part, 5c Grip lever, 6 Extension pipe, 7 Floor nozzle, 10 Capacitance detection electrode, 11 Grip part Electrode, 12 Handle part front electrode, 13 Grip part electrode, 14 Handle part rear electrode, 15 Handle part front electrode, 16 Extension pipe electrode, 16a Electrostatic capacity electrode, 17 Grip part electrode, 18 Handle part rear electrode, 19 Handle Part front electrode, 20, 21, 22 detection circuit, 30, 31 connecting line, 60 upper surface side part, 61 lower surface side part, 60a flow path, 61a space part, 62 filter membrane layer, 100 microwave oven body, 103 grip.
Claims (9)
The vacuum cleaner according to claim 7 or 8, wherein a plurality of the electrodes are provided and the electrodes are arranged at an arbitrary interval.
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