JP2007117239A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】使用時の操作性が悪くなることなく、報知したい情報を使用者が認識し易いように報知する機能を有した電気掃除機を提供することを目的とする。
【解決手段】吸引力を発生する電動送風機２と、電気掃除機の運転、停止の操作を受け付ける操作手段４と、操作手段４で受け付けた操作により発生する信号を基に電動送風機２を制御する制御手段９と、音声を出力する音声報知手段１１とを備え、音声報知手段１１は、少なくとも操作手段４により停止操作が行われたことを条件に、音声を出力する構成としたもので、騒音となる電動送風機を停止させてから音声報知を行うことにより、音声報知が受ける電動送風機から生じる運転音の影響を受けず、音声を聞き取り易くなるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は電気掃除機に関するものであり、特に音声報知機能を有する電気掃除機に関するものである。

従来この種の音声報知機能を有する電気掃除機においては、電動送風機の運転音が大きい為に、手元操作部に音声出力装置（音声報知手段）を設ける等、音声報知の可聴性を向上させる構成をとってきた（例えば、特許文献１参照）。
特開平４−１９７３２４号公報

しかしながら前記従来の構成では、音声報知の可聴性は向上するものの、電動送風機から生じる運転音が大きな例えば強い運転モードなどでは、必ずしも使用者が音声報知を聞き取ることは容易ではなかった。そのため、音声報知を聞き逃してしまうという課題を有していた。

また、手元操作部に音声出力装置を設けるため、手元操作部の体積が大きくなると共に、重量も増えるため、使用時の操作性が悪くなるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、使用時の操作性が悪くなることなく、報知したい情報を使用者が認識し易いように報知する機能を有した電気掃除機を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の電気掃除機は、吸引力を発生する電動送風機と、電気掃除機の運転、停止の操作を受け付ける操作手段と、前記操作手段で受け付けた操作により発生する信号を基に前記電動送風機を制御する制御手段と、音声を出力する音声報知手段とを備え、前記音声報知手段は、少なくとも前記操作手段により停止操作が行われたことを条件に、音声を出力することを特徴とするもので、騒音となる電動送風機を停止させてから音声報知を行うことにより、音声報知が受ける電動送風機から生じる運転音の影響をなくしたものである。

また、使用時の騒音の影響が無いので、使用者に近い手元操作手段に音声報知手段を設けなくとも電気掃除機本体に音声報知手段を設けることができ、手元操作手段を小型軽量化できるものである。

本発明は、騒音となる電動送風機を停止させてから音声報知を行うので鮮明に聞き取ることができ、使用時の操作性が損なわれない使用性の良い電気掃除機を供給することができるものである。

第１の発明は、吸引力を発生する電動送風機と、電気掃除機の運転、停止の操作を受け付ける操作手段と、前記操作手段で受け付けた操作により発生する信号を基に前記電動送風機を制御する制御手段と、音声を出力する音声報知手段とを備え、前記音声報知手段は、少なくとも前記操作手段により停止操作が行われたことを条件に、音声を出力することを特徴とするもので、電動送風機を停止させてから音声報知を行うことにより、使用者が鮮明に聞き取ることができるものである。

第２の発明は、特に第１の発明の音声報知手段による音声の出力は、操作手段により停止操作が行われた後、所定時間経過した後とすることで、停止操作後に電動送風機が惰性で回転しているときに発生する騒音の影響を受けずに、使用者が鮮明に音声報知を聞き取ることができる。

第３の発明は、特に第２の発明の所定時間を約１〜９秒、好ましくは約１〜３秒、更に好ましくは３秒とすることにより、停止操作を行ってから違和感のないタイミングであり、さらに停止操作後に電動送風機の惰性による回転で発生する騒音の影響が小さくなるタイミングなので、使用者が鮮明に音声報知を聞き取ることができる。

第４の発明は、特に第２の発明において、操作手段は電動送風機の吸引力を変化させる選択手段を備え、前記操作手段により停止操作が行われる直前の選択手段の設定を基に、音声報知手段より音声を出力する出力時間の長さを変更することで、選択手段の設定によって異なる電動送風機の完全停止時間に合わせて所定時間を変化させるので、停止操作を行ってから時間が経過し過ぎることがなく、また、停止操作後に電動送風機が惰性で回転しているときに発生する騒音の影響を受けることもなく、使用者が鮮明に音声報知を聞き取ることができる。

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り本発明が限定されるものではない。

（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。

図４は、電気掃除機の斜視外観図で、図５はその略断面図である。１は掃除機本体（以下、本体と称す）で、２は本体１内に収納される吸引力を発生させる電動送風機である。本体１にはホース３が接続され、その一部に使用者が操作する操作手段４が設けられている。また、本体１内には集塵袋５を収納した集塵室６がある。またホース３に設けられている７は後述する塵埃検出手段１５が収納されている塵埃検出部である。

次に、図１は、この電気掃除機の制御ブロック図で、８は電動送風機２を駆動するための双方向性サイリスタなどで構成された駆動手段である。９はマイクロコンピュータなどで構成される制御手段である。制御手段９は操作手段４からの操作信号を受けて判断し、駆動手段８へ駆動信号を送る。１０は、赤外発光ダイオード（発光部）とフォトトランジスタ（受光部）などで構成された塵埃検出手段で、塵埃検出信号は制御手段９へ送る。１１は、制御手段９からの電気信号を増幅するアンプとスピーカーなどで構成された音声報知手段である。従来、音声報知手段１１は操作手段４（手元操作部）に設けられていたため、操作手段４が大きくかつ重くなってしまうため、操作性を損ねるという課題を有していた。この課題を解決する方法として、ヘッドホンやイヤホンを接続するモジュラージャックを操作手段４に設けることで、小型軽量化し操作性が損なわれることを軽減しようと検討したが、使用者がヘッドホンやイヤホンを装着することの煩雑さが次なる課題となることがわかった。操作性を損ねないための根本対策として、音声報知手段１１は本体１に内蔵する構成とし、集塵室６上方（図示せず）に音声報知手段１１を設けるのが最良であるとの結論に至った。音声報知に関する報知条件や実行方法については後述する。１２は商用交流電源が流れる経路上に電気的に接続されている電流検知手段で、電動送風機２に流れる電流値を検知し、制御手段９に伝達している。１３は電動送風機２付近に取り付けられた温度検知手段で、温度によりその抵抗値が変化するサーミスタなどから構成されている。１４はＬＥＤなどで構成された検出表示手段であり、塵埃の検出状況を制御手段９からの信号を受けて表示して使用者に報知するもので、１５は集塵袋５を交換した場合に制御手段９が判断している蓄積量をクリア処理するためのスイッチなどで構成された蓄積クリア入力手段であり、この入力によって、制御手段９は蓄積量をクリアし、次の蓄積量判断を始める。

以下、その動作を説明する。

まず、本体１を商用電源（図示せず）に接続し、使用者は操作手段４によって運転を指示する。操作手段４から制御手段９に操作信号が送られ、操作された内容にしたがって、制御手段９は初期値（例えば３００Ｗ）の電力で運転が行われるように駆動手段８へ駆動信号を送る。駆動手段８は送られてきた信号によって電動送風機２への通電を行い、電動送風機２は回転を開始し、吸引力が発生する。

この吸引力によって、吸引された塵埃は、ホース３を経て本体１内の集塵室６の集塵袋５へ集塵される。この間、集塵検出部７の吸引経路内を塵埃が通過する、つまり発光部と受光部の間を塵埃が通過することで受光量が変化するので、塵埃検出手段１０は、検出信号として制御手段９に送る。制御手段９は単位時間当たりの検出信号を基に、被掃除面の汚れ具合の判定を行い、その度合いに応じた電動送風機２の電力供給量を決定して、駆動手段８への信号を送る。駆動手段８はその信号に従って電動送風機２を駆動し、塵埃量に応じた電動送風機２の運転が可能となる。

次に音声報知を行う条件について説明する。

１つ目は温度異常が発生したときである。電動送風機２の温度を検知する温度検知手段１３の抵抗値を電圧変換することで制御手段９は常に電動送風機２の温度を認識し、その電圧値が所定範囲から外れた時に温度異常と判断し温度保護停止を行う処理を行う。この場合、音声報知条件の成立と停止処理は略同時に行われることになる。

２つ目は所定の時間が経過したときである。制御手段９は、例えば不揮発性メモリで構成される記憶手段（図示せず）と、内部クロックを備えており、制御手段９の内部クロックを用いて計時される運転時間を記憶手段に記憶させることができる。そして、この総運転時間が所定時間経過する毎に、塵埃検出手段１０の発光部および受光部の汚れを拭き取るお手入れや、集塵袋５の点検や交換を促す音声報知を行う条件を成立させる。

また、塵埃検出手段１０からの信号を基に、制御手段９は集塵量を判断しており、この集塵量が所定値を越えた時に音声報知を行う条件を成立させることも可能である。

総運転時間や集塵量を基に音声報知を行う条件を成立させた後に集塵袋５が取り外された時、制御手段９は蓄積量クリア入力手段より信号を受けて、集塵袋５が取り外されたことを認識し、総運転時間や集塵量のカウントをクリアし、音声報知を行う条件を解除する。

３つ目は塵埃の蓄積による風量低下が発生したときである。電動送風機には風量と電流値の相関があることは周知であり、風量が低下する場合には電流値も低下する。この特性を利用して制御手段９は、電流検知手段１２を介して電動送風機２の電流値を検知することで集塵袋５の詰まりを検知し、所定の電流値未満になった場合に、集塵袋５の点検を促す音声報知を行う条件が成立する。

次に音声報知の実行について説明する。

音声報知を行う条件を満たしている時、制御手段９によって運転停止処理を実行してから所定の待機時間経過後に音声報知を開始する。

まず、使用者の注意を喚起させるために、電動送風機２が発する騒音とは異なる周波数であるブザーで報知を行う。例えば、電動送風機２からの騒音が１ｋＨｚであるのに対し、ブザーは２ｋＨｚとした。一般的に高齢者は２ｋＨｚをピークに最も聞き取りやすく、それ以上の周波数帯域においては、聞き取りやすさが低下し、６ｋＨｚでは殆ど聞き取れないという結果がある。一方、若年者ほど聞き取り易い周波帯域の幅が広がり、６ｋＨｚ聞き取りにくいという程度である。また、電動送風機２からの騒音と異なる周波数のブザーにより報知を行うことにより、使用者への注意を喚起する効果が高まる。

ブザーを１回鳴らした場合と３回鳴らした場合において、それぞれどういう意味をもたせるのがふさわしいか検討した結果、受付音や終了音の場合にブザーを１回鳴らすのがふさわしく、警告音の場合には３回鳴らすのがふさわしいということがわかった。そこで音声報知開始時には、ブザーを３回鳴らすことにした。図２に示すように、ブザーを３回鳴らす場合、０．３秒ずつ、ブザー、ミュートを繰り返し、最後はブザーで終り、その後１秒のミュートを経て音声報知を行うことが、聞き取り易さと認識し易さの面で最良であることがわかった。

強設定で運転中の電気掃除機の実使用状態において、使用者の耳元での騒音値は約６０ｄＢ程度のものが多いようである。検討した結果、周波数がある程度（特に２倍程度）異なるとき、同等の音量であるならば聞き取ることが可能であることがわかった。電動送風機２の強設定で騒音値が約６０ｄＢであるので、運転中に音声報知を行うためにはそれ以上のスピーカーの出力が必要である。従って、運転中に音声報知を行うには、スピーカーの出力としての狙いは約６０ｄＢ以上にする必要があることになる。しかし、家庭用電気掃除機において約６０ｄＢ程度で報知することは、周囲環境への影響や品位を欠く等の課題があり、また大音量を発する電子回路用電源のコスト、すなわちコストアップの観点から採用するには至らなかった。

上記を踏まえ、電源回路のコストを最小限に抑えつつ、可聴性を確保できる制御の検討を更に行った。その結果、電動送風機２の運転を停止してから報知することが最良であるとの結論に至った。このとき考慮すべき点は次の２点である。１つ目は電動送風機２の運転時の騒音より音声報知音の音量は略同等以上にすることである。２つ目は電動送風機２が停止してから音声報知を行うまでのタイミングは違和感がない程度にすることである。

まず、電動送風機２が完全に停止してから音声報知を開始することを検討した。詳細を以下に示す。

制御手段９は、使用者が選択した操作手段４の操作に応じて電動送風機２への入力電圧を制御することで、電動送風機２の複数の駆動モードを制御している。図３は音声報知を行う条件が成立しているときに、電動送風機２の駆動モードによって停止処理から音声報知までの待機時間を変化させることを示したフローチャートである。まず、操作手段４から得られる駆動モードの設定により、電動送風機２への入力電圧を制御して運転を行う。そして、操作手段４より停止設定が入力されたとき、現在の駆動モードから音声報知までの待機時間を決定する。電動送風機２の入力電圧が高いと回転数が高くなり、電動送風機が停止するまでの時間が長くなる。図４は、駆動モードと電動送風機２が停止するまでの時間の関係を示したものである。左の縦軸が電動送風機２の回転数を示し、横軸が時間であり、右の縦軸はモータの回転数に応じた騒音値を示している。駆動モードが強設定のときほど回転数は高く、切り操作後に停止するまでの時間も９秒と最も長くかかる。反対に駆動モードが弱の時は回転数が低く、停止するまでの時間が５秒と短くなっている。このことから、停止前の設定に対して音声報知までの待機時間を駆動モードの弱、中、強設定の順に５秒、７秒、９秒とすることで、電動送風機２が完全に停止してから音声報知を行うことができるようになるので、使用者への音声報知を正確に伝えることができる。

しかし、駆動モードにより停止処理を行ってから音声報知を開始するまでの時間が異なるため、使用者に違和感を与えるという課題があることがわかった。そこで、電動送風機からの騒音が所定の騒音値まで低下したときに音声報知を開始する方式を検討した。

音声報知手段１１を構成するスピーカーを検討した結果、入手性やコストの観点より、出力音声が５０ｄＢ程度のスピーカーを採用した。電動送風機２の運転時の騒音は強設定時に約６０ｄＢであることから、運転中は音声報知を行っても聞き取ることが困難であるのは容易に推測できる。ここで、同等の音量であれば聞き取ることが可能であるので、電動送風機２の騒音値が５０ｄＢ以下になったときに音声報知を開始すれば、使用者に対して正確に音声報知を行うことができる。図４より、スピーカーの出力音量が５０ｄＢに対し、電動送風機２から発生する騒音が５０ｄＢ以下になるのは、停止処理を行ってから駆動モードの弱、中、強設定の順に、１秒、２秒、３秒経過後である。よって、駆動モード毎に音声報知までの待機時間を設定することで、停止処理後にいち早く使用者へ音声報知を行うことができる。特に、強設定時から停止した場合、電動送風機２の完全停止まで９秒もかかるので、音声報知を行う前に、商用電源からの電力供給を遮断される可能性も高くなるが、この問題も解消される。騒音値が５０ｄＢになる時間が最も遅いのは、駆動モードが強設定のときで停止処理より３秒かかる。そこで、停止前の駆動モードに関わらず、停止処理後の待機時間を３秒にすることで、使用者への音声報知を正確に伝えることができる。さらに、停止処理後の待機時間を一律３秒にすることで統一感を持たせることができ、使用者への違和感を与えることもなくなった。

以上のように本発明にかかる電気掃除機は電動送風機が停止した状態で、音声報知を行うため、使用者に報知したい情報が伝わらないという問題を解決することができる。そのため家庭用電気掃除機だけでなく、メンテナンスがより重要となる業務用電気掃除機への応用展開も可能である。

本発明の実施の形態１における電気掃除機の制御ブロック図 同実施の形態における電気掃除機の音声報知波形を示す図 同実施の形態における電気掃除機の制御フローチャート 同実施の形態における電動送風機の回転数と騒音特性図 同実施の形態における電気掃除機の外観斜視図 同実施の形態における電気掃除機の略断面図

符号の説明

２ 電動送風機
４ 操作手段
９ 制御手段
１１ 音声報知手段

Claims (4)

1. 吸引力を発生する電動送風機と、電気掃除機の運転、停止の操作を受け付ける操作手段と、前記操作手段で受け付けた操作により発生する信号を基に前記電動送風機を制御する制御手段と、音声を出力する音声報知手段とを備え、前記音声報知手段は、少なくとも前記操作手段により停止操作が行われたことを条件に、音声を出力することを特徴とする電気掃除機。
2. 音声報知手段による音声の出力は、操作手段により停止操作が行われた後、所定時間経過した後に行なわれることを特徴とする請求項１記載の電気掃除機。
3. 所定時間は約１〜９秒、好ましくは約１〜３秒、更に好ましくは３秒であることを特徴とする請求項２記載の電気掃除機。
4. 操作手段は電動送風機の吸引力を変化させる選択手段を備え、前記操作手段により停止操作が行われる直前の選択手段の設定を基に、音声報知手段より音声を出力する出力時間の長さを変更することを特徴とする請求項２記載の電気掃除機。

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