JP2007135652A

JP2007135652A - 電気掃除機

Info

Publication number: JP2007135652A
Application number: JP2005329662A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Tsuzuki; 真一都築; Hiroo Oshima; 裕夫大島; Seiichi Ueno; 聖一上野; Masakazu Fukushima; 雅一福嶋; Kenji Sone; 健次曾根
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-11-15
Filing date: 2005-11-15
Publication date: 2007-06-07

Abstract

【課題】塵埃検出手段を有する電気掃除機において、塵埃検出手段が汚れている場合に、適正な塵埃の検出ができない。
【解決手段】吸引する塵埃を検出するために床面等から前記集塵室までの空気経路内に設けた塵埃検出手段１３と、報知手段１５とを備え、前記塵埃検出手段１３による塵埃の検出が、所定時間無い場合に、前記塵埃検出手段１３が汚れていると判断して、前記報知手段１５により報知するもので、塵埃検出手段１３が汚れた場合に、報知を介して使用者がすぐに汚れを認識できるので、塵埃検出手段１３の汚れ等を取り除くことにより、その後の適正な塵埃の検出が可能になるものである。
【選択図】図４

Description

本発明は、一般家庭などにおいて掃除に使用される電気掃除機の制御に関するものである。

近年、さまざまな機能をもつ掃除機が提案されており、塵埃が通過する空気経路内に設けた塵埃検出手段によって、塵埃量を判断し電動送風機の制御などを行うものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特公平７−２８８４７号公報

ここで図１、図３に従来構成の一例を示し、以下これらの図に基づいて説明を行う。

図１において、吸引風を発生するための電動送風機２を駆動させ床面等にある塵埃を吸引させ、床面等から集塵室６までの間の空気通路内に塵埃検出部７を配置する。また操作部４には塵埃の有無を使用者に知らせるための表示手段が備えられている。塵埃検出部７は図３に示すようにＬＥＤ等の発光部９および発光部９から出力されている光を受ける受光部１０とから構成されており、この発光部９と受光部１０の間を塵埃が通過したときに受光部が受ける信号がなくなる為塵埃の有無を判断することができる。また、操作部４は、ＬＥＤ等による表示手段が備えられており、前記塵埃検出部７により塵埃が検出された時、点滅または点灯によって塵埃の有無を表示させる構成ある。

上記構成において、前記従来の電気掃除機の構成では、塵埃の数については検出信号であるパルスの数で、その大きさについてはパルスの幅で判断しているが、この場合に塵埃の大きさをパルス幅で見るための変換部の回路特性を考慮すると、検出できる塵埃の大きさには制限があることが解かってきた。家庭内にある塵埃の大きさは、掃除機で掃除するものだけでも面積的に数千倍以上の差があり、検出回路の特性（主に、信号の増幅率やその周波数特性など）を小さな塵埃に合わせると大きめの塵埃に対し、パルス数としては反応できてもパルス幅での判断は困難であり、その逆にある程度の大きさに特性を合わせると小さい塵埃に対する反応が困難になった。

また、吸気の流速とほぼ同速で吸引される検出部より十分に小さい塵埃に対しては、その大きさがパルス信号の幅として判断できるものではなかった。例えば、通過する塵埃の大きさを直径Ｘの球体、受光部の大きさを直径Ｙの円、通過速度を吸気速度とほぼ等しいＺとすると、通過時間は（Ｘ＋Ｙ）／Ｚであるが、ここでＸ＜＜Ｙであるときには通過時間はＹ／Ｚとなり、塵埃の大きさによる通過時間の変化はほぼ無くなってしまうことになる。逆に、ある程度の大きさがあれば、通過時間にＸの数値が影響を与えるとともに、吸気速度に対してその通過速度も遅くなる傾向もでてくるため、開示されている従来技術のようにパルス信号の幅による塵埃の大きさ判断が可能になる。よって、これまではある程度の大きさの塵埃に特性を合わせており、その制御についても十分に小さな塵埃に対しての有効な電力制御や表示制御を行うことができなかった。上記のような構成において、電気掃除機を長期間使用した場合、空気通路内にはほこりなどの塵埃が付着していくことになる。また、塵埃検出部７の発行部９と受講部１０にも同じように塵埃が付着し、受講部１０の反応可能な大きさが当初のＹよりも小さくなり（大きさをＹ‘とする）、Ｙ‘上を通過するある程度の大きさを持った塵埃が少なくなるため、塵埃の検出が行いにくくなり、表示部による塵埃の有無の表示が行われなくなってしまう。その結果、使用者には、塵埃検出ができなくなったように思われる不具合となっていた。

しかし、ここで所定の大きさの塵埃に対して反応する第１塵埃検出信号と前記所定の大きさと異なる塵埃に対して反応可能な第２塵埃検出信号を出力する塵埃検出手段とを備え、第１塵埃検出手段で受けた信号を第１増幅部で増幅し、この結果が、所定の閾値を越えていれば、第１の塵埃検出信号として出力し、さらに、第１塵埃検出手段の出力結果に関わらず、第２塵埃検出手段では、受けた信号を第２増幅部での増幅し、所定の閾値を越えていれば、第２の塵埃検出信号として出力する。このとき、第２の増幅率は第１の増幅率よりも大きく設定しておくことで、比較的大きな塵埃の場合には、第１増幅率でも反応したと判定でき、第１の塵埃検出信号、第２の塵埃検出信号ともに出力される。小さな塵埃の場合には第１増幅率では判定レベルに達せず、第２増幅率でのみ反応したと判定でき、第２の塵埃検出信号のみが検出され出力される。増幅率の差で大きさ判定を分別することで、受発光部分の通過速度が等しく、パルス幅では十分な差が得られない塵埃（例えば径が０．１ｍｍの塵埃と０．０３ｍｍの塵埃）であっても、信号として区別できる。

このような細塵を検出することのできる塵埃検出部の仕様にすることで、従来のものよりも受光部１０が汚れた場合でも塵埃を検出することができるようになっている。また、塵埃検出部７の感度を自動的に調整する機能を持たすことでも塵埃の検出を行いやすくしている。

このように塵埃検出の精度を上げる仕様にすることで塵埃検出部７が汚れても確実に塵埃を検出することができるようになってきてはいるものの、塵埃検出部７が完全に塵埃でふさがれたりした場合など、塵埃の検出ができなくなる場合がある。このような場合においては使用者に塵埃検出ができなくなってしまったように思われる不具合として認識される場合がある。

本発明は、これら従来の課題を解決するもので、塵埃検出手段が汚れた場合に使用者へは異常状態となっていることを報知することにより、常に正規の状態で使用することができるように使用性を向上した電気掃除機を提供することを目的とする。

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、吸引風を発生し床面等の塵埃を吸引する電動送風機と、前記電動送風機を駆動する駆動手段と、吸引した塵埃を溜めておく為の集塵室と、吸引する塵埃を検出するために床面等から前記集塵室までの空気経路内に設けた塵埃検出手段と、報知手段とを備え、前記塵埃検出手段による塵埃の検出が、所定時間無い場合、前記塵埃検出手段が汚れていると判断して、前記報知手段により報知するようにしたものである。

これにより、塵埃検出手段が汚れた場合使用者にすぐに認識させることができるようになる。

本発明の電気掃除機は、塵埃検出手段が汚れた場合に使用者へ異常状態として報知することにより、常に正規の状態で塵埃の検出を行うことができるので、使用性を向上させるとともに省エネ性も持続する電気掃除機を提供することができる。

第１の発明は、吸引風を発生し床面等の塵埃を吸引する電動送風機と、前記電動送風機を駆動する駆動手段と、吸引した塵埃を溜めておく為の集塵室と、吸引する塵埃を検出するために床面等から前記集塵室までの空気経路内に設けた塵埃検出手段と、報知手段とを備え、前記塵埃検出手段による塵埃の検出が、所定時間無い場合、前記塵埃検出手段が汚れている為に塵埃が存在しても検出することができないと判断して、前記報知手段により前記塵埃検出手段が汚れていることを報知することにより、使用性を向上した電気掃除機を提供することができる。

第２の発明は、吸引風を発生し床面等の塵埃を吸引する電動送風機と、前記電動送風機を駆動する駆動手段と、吸引した塵埃を溜めておく為の集塵室と、吸引する塵埃を検出するために床面等から前記集塵室までの空気経路内に設けた塵埃検出手段と、報知手段とを備え、塵埃検出手段による塵埃の検出が、所定時間連続して有る場合、前記塵埃検出手段が汚れている為に常時塵埃が前記塵埃検出手段付近にあると判断して、前記報知手段により前記塵埃検出手段が汚れていることを報知することにより、使用性を向上した電気掃除機を提供することができる。

第３の発明は、塵埃検出手段により検出された塵埃量に応じて電動送風機への電力供給量を制御する制御手段を備え、前記塵埃検出手段が汚れていると判断した場合に、前期電動送風機への電力供給量を、所定時間複数回増加させ、その後も前記塵埃検出手段が汚れていると判断した場合には、報知手段により前記塵埃検出手段が汚れていることを報知することにより、使用性を向上した電気掃除機を提供することができる。

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って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１は、電気掃除機の斜視外観図で、図２はその略断面図である。図３は塵埃検出部の略図である。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装送風機２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部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１３が収納されている塵埃検出部である。図３で、８は塵埃検出部であり９は塵埃検出部８を構成している発光部であり、１０は受光部である。

次に、図４は、この電気掃除機の制御ブロック図で、１１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。１２はマイクロコンピュータなどで構成される判断制御手段である。判断制御手段１２は操作部４からの操作信号を受けて判断し、駆動手段１１へ駆動信号を送る。１３は、塵埃検出部７に収納され、赤外発光ダイオードとフォトトランジスタなどで構成された塵埃検出手段である。１４は、塵埃検出手段１３の出力信号をオペアンプやコンパレータなどで構成し、増幅機能とフィルタ機能を持たせた信号出力手段である。１５はスピーカ、アンプなどで構成された報知手段であり、電気掃除機を操作中に異常状態が発生した場合に使用者に報知するものである。１６はＬＥＤなどで構成された検出表示手段であり、塵埃の検出状況を判断制御手段１２からの信号を受けて表示して使用者に報知するものである。

図５は塵埃が塵埃検出部７を通過したときの塵埃検出手段１３が出力する信号の様子を示したものである。

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、使用者は操作部４によって運転を指示する。操作部４から判断制御手段１２に操作信号が送られ、操作された内容にしたがって、判断制御手段１２は初期値（例えば９００Ｗ）の電力で運転が行われるように駆動手段１１へ駆動信号を送る。駆動手段１１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９と受光部１０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１３は、検出信号として信号出力手段１４を経由して判断制御手段１２信号を送る。また、塵埃検出手段１３は、所定の大きさの塵埃に対して反応する第１塵埃検出信号と前記所定の大きさと異なる塵埃に対して反応可能な第２塵埃検出信号を出力する塵埃検出手段とを備えており、第１塵埃検出手段で受けた信号を第１増幅部で増幅し、この結果が、所定の閾値を越えていれば、第１の塵埃検出信号として出力し、さらに、第１塵埃検出手段の出力結果に関わらず、第２塵埃検出手段では、受けた信号を第２増幅部での増幅し、所定の閾値を越えていれば、第２の塵埃検出信号として出力する。このとき、第２の増幅率は第１の増幅率よりも大きく設定しておくことで、比較的大きな塵埃の場合には、第１増幅率でも反応したと判定でき、第１の塵埃検出信号、第２の塵埃検出信号ともに出力される。小さな塵埃の場合には第１増幅率では判定レベルに達せず、第２増幅率でのみ反応したと判定でき、第２の塵埃検出信号のみが検出され出力される。

これにより、ハウスダスト等の微細な塵埃も検出することができるようになっている。次に、判断制御手段１２が塵埃のあることを判断した場合、電動送風機２の通電量を増やし、回転数を上げ吸引力が増すように駆動手段１１へ駆動信号を送る。これにより塵埃のあるところでは吸引力を上げ、塵埃の少ないところでは低い吸引力で運転させるようになる。また、検出表示部１６も塵埃があることが判断された場合、通常消灯させているところを、点灯または点滅表示することによって使用者へ塵埃があることを報知している。

ここで、使用者が長期間電気掃除機を使用していると、吸引された塵埃のうちほこり等の微細な塵埃がホース３内及び塵埃検出部７等の空気通路内に付着していってしまう場合が考えられる。当初塵埃検出部７がまったく汚れていない場合の受光部１０の大きさをＹとし、塵埃の大きさをＸとしたときに、汚れにより受光部１０の受光可能な範囲がＸと同等の大きさになると、感度はＹ／Ｘとなる。一般的に通常の床面の場合、塵埃のある所とないところの比率は１：２０程度であることがわかっている。したがって、受光部１０の１／２０程度が塵埃等によって汚れると塵埃を検出することができなくなる場合発生してくることがわかる。そこからさらに塵埃検出部７の発光部、受光部にほこり等の塵埃が付着し全面が覆われてしまうと、発光部９から出力され受光部１０が受ける信号が遮られてしまうことになる。

図５に示すように塵埃検出部７が検出する塵埃が塵埃検出部を通過するときの受光量は通常状態塵埃検出部が汚れていない場合には図５（ａ）のようになり、塵埃が通過するごとに塵埃の大きさ、通過する早さに応じて受光量が変化する。塵埃検出部７が汚れた場合には図５（ｂ）のようになり、塵埃が通過した場合でも受光部１０の検出することのできる受光量はほとんど変化することがなくなってしまう。ここで、使用者が一部屋を掃除する時の標準的な時間を約４分程度とした場合、約１分以内には、ほこりのたまりやすい部屋の隅を掃除するようになると容易に推定することができる。一部屋掃除が終わり別の場所を掃除する場合同様の時間配分で誇りのたまりやすいところを掃除することになる。

最初に掃除を行った部屋をＡ、次に掃除を行う部屋をＢとした場合、Ａ→Ｂと掃除を行った後に再びＡを掃除したとすると、本発明の場合、ハウスダストレベルの塵埃の大きさであっても検出することができることから、空気中に舞っているハウスダストレベルの大きさの塵埃が床面に一部落ち、その塵埃を検出することができる為、三部屋分掃除した間に一度も塵埃を検出するということは非常に考えにくい状況であると推測することができる。したがって、１２分間以上塵埃検出部７で塵埃の検出が行われない場合、塵埃検出部７が汚れており、塵埃が発光部９と受光部１０の間を通過していても受光量が変わらないものと考えることができる。このようにして塵埃検出部７が汚れていることが判断できた場合、報知手段１５により報知音や音声出力により報知を行い使用者へ塵埃検出部が汚れていることを報知する。報知手段１５は電気掃除機本体１や操作部４などに配置することによって使用者に聞きやすい音声や音が発生させることができる。これにより使用者が、塵埃検出部が汚れているといった異常状態を確実に認識することができ、あわせて塵埃検出部７をウエス等で掃除するなどを促すことにより塵埃検出部７を常にきれいな状態に保つことができるようになる。

また、塵埃検出部７が汚れていると判断された場合、電動送風機２の通電量を増やし回転数を上げ、吸引力を増すように駆動手段１１へ駆動信号を送る。この制御を短時間（４〜５秒程度）を複数回数（２〜３回程度）行うようすることにより、ホース３内を通過する空気量を増加させホース３内および塵埃検出部７に付着した塵埃を空気の流量によってある程度払うことができる。この制御後塵埃検出部７の汚れの判断を行い、それでも塵埃検出部７が汚れていると判断されている場合には異常状態である報知を使用者に対して行うようにする。

また、塵埃検出部７によって塵埃があると判断したとき、電動送風機２の回転数を上げ、吸引力を増す様に駆動手段１１へ判断制御手段１２から信号を送るような制御を従来機種では行っている。これにより塵埃のあるところでは吸引力が増すために効率よく掃除を行うことができている。本発明においては、塵埃検出部７が汚れていると判断された場合、その後の塵埃検出は判断を行わないようにする。これにより電動送風機２の通電量を抑え無駄な電力を消費させないようにすることができるようになる。

さらに、検出表示手段１６は塵埃検出部７が汚れていると判断された場合に検出表示手段１６を点滅表示で連続して行う制御をさせ、報知手段１５による音だけでの報知ではなく見た目でも異常状態であることを使用者に報知することができる。

また、図６（ａ）に示すように、運転開始直後は、ホース３内の塵埃が塵埃検出手段１３を通過するため多量の塵埃の検出をする傾向にあり（領域Ａ）、運転開始から所定時間経過するとホース３内の塵埃はなくなり、床面から吸引する塵埃のみに反応していくようになる（領域Ｂ）。塵埃検出部７またはホース３が汚れている場合には図６（ｂ）に示すように運転開始から所定時間計経過後も塵埃検出部７を多量の塵埃が通過することとなる。判断制御手段１２が処理することのできる信号量としては一分間あたり２５６回のパルス処理をすることが可能であり、なおかつ一般的に床面上の塵埃のあるところと無い所の割合は、１：２０であることが知られていることから、通常１分間あたり２５６／２０＝１２．８カウントの信号があることとなる。また、使用者が一部屋を掃除する場合、塵埃の多く溜まっている部屋の隅を掃除するのは約１分程度であるため、運転開始から所定時間経過後に、前記の塵埃検出手段からの信号が一分間あたり１２．８カウント以上で一分間以上連続して続いた場合には、塵埃検出部７近辺に塵埃が残留し発光部９または受光部１０を常にさえぎった状態が続いていると考えられ、塵埃検出部７が汚れているということが判断することができる。このときに報知手段１５あるいは検出表示手段１６により使用者へ異常状態であることを報知させる。

以上のように、使用者に対して異常状態を報知させることにより、電力制御を行え、使用性の高い電気掃除機を提供することができる。

以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、塵埃検出を常時確実に行うことができるように使用者へ報知することで、より使用勝手の電気掃除機を提供することができ、塵埃検出制御を行う電気掃除機全てに特に有用である。

本発明の実施の形態１における電気掃除機の外観斜視図同電気掃除機の断面図同電気掃除機の塵埃検出手段の概略図同電気掃除機のブロック図（ａ）汚れていない塵埃検出部を、塵埃が通過するときの時間と受光量との関係を示す図（ｂ）汚れている塵埃検出部を、塵埃が通過するときの時間と受光量との関係を示す図（ａ）運転開始直後（領域Ａ）と運転開始から所定時間経過後（領域Ｂ）の、汚れていない塵埃検出部を、塵埃が通過するときの時間と受光量との関係を示す図（ｂ）運転開始直後（領域Ａ）と運転開始から所定時間経過後（領域Ｂ）の、汚れている塵埃検出部を、塵埃が通過するときの時間と受光量との関係を示す図

符号の説明

１本体
２電動送風機
３ホース
４操作部
５集塵袋
６集塵室
７塵埃検出部
８塵埃検出部
９発光部
１０受光部
１１駆動手段
１２判断制御手段
１３塵埃検出手段
１４信号出力手段
１５報知手段
１６検出表示手段

Claims

吸引風を発生し床面等の塵埃を吸引する電動送風機と、前記電動送風機を駆動する駆動手段と、吸引した塵埃を溜めておく為の集塵室と、吸引する塵埃を検出するために床面等から前記集塵室までの空気経路内に設けた塵埃検出手段と、報知手段とを備え、前記塵埃検出手段による塵埃の検出が、所定時間無い場合、前記塵埃検出手段が汚れていると判断して、前記報知手段により報知することを特徴とした電気掃除機。
吸引風を発生し床面等の塵埃を吸引する電動送風機と、前記電動送風機を駆動する駆動手段と、吸引した塵埃を溜めておく為の集塵室と、吸引する塵埃を検出するために床面等から前記集塵室までの空気経路内に設けた塵埃検出手段と、報知手段とを備え、前記塵埃検出手段による塵埃の検出が、所定時間連続して有る場合、前記塵埃検出手段が汚れていると判断して、前記報知手段により報知することを特徴とした電気掃除機。
塵埃検出手段により検出された塵埃量に応じて電動送風機への電力供給量を制御する制御手段を備え、前記塵埃検出手段が汚れていると判断した場合に、前期電動送風機への電力供給量を、所定時間複数回増加させ、その後も前記塵埃検出手段が汚れていると判断した場合には、報知手段により報知することを特徴とした請求項１または２記載の電気掃除機。