JP2007275501A

JP2007275501A - 電気掃除機

Info

Publication number: JP2007275501A
Application number: JP2006109510A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Tokuda; 剛徳田; Hiroo Oshima; 裕夫大島; Akito Ito; 昭人伊藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-04-12
Filing date: 2006-04-12
Publication date: 2007-10-25

Abstract

【課題】２０〜３０ミクロンの花粉やダニの糞などの微細なハウスダストを精度良く検知してファンモータの入力を適正なパワーに制御して省エネを図るとともに花粉症などのアレルギーの発症を抑制し清潔な掃除を実現する。
【解決手段】塵埃が流れる空気通路内に光を放つ発光部２３０と、この発光部２３０からの光を受光し受光量に応じた信号を出力する受光部２３１と、この受光部２３３１からの信号を増幅する複数の増幅手段Ａ２３２，Ｂ２３５と、ハウスダストを検知するセンサー１５と、前記センサー１５の出力により複数の増幅手段Ａ２３２，Ｂ２３５を切り替える切替え手段１６とを設けて成る電気掃除機。
【選択図】図３

Description

本発明は、電気掃除機の空気通路上を通過する塵埃を検知し捕集する電気掃除機の塵埃検知装置に関するものである。

従来のこの種の塵埃検知装置を有する電気掃除機は図７、図８に示されるように、掃除機本体２にはホース３が着脱自在に接続され、ホース３の掃除機本体２との差込口近傍にあたる部分に発光部２３０と受光部２３１からなる塵埃検知装置４が備えられている。ホース３の他端については、操作部５を形成する先端パイプ６が備えられている。先端パイプ６には延長管７と、その延長管７には吸込具８が接続され構成されている（例えば、特許文献１参照）。

掃除機本体２には、ホース３に連通して集塵手段としての紙袋２０などが収められた集塵室９が形成され、集塵室９後方には吸気部１０を集塵室９側に面するよう配されたファンモータ１１と制御手段１２と排気口１３、及びコードリール１４が備えられている。前記制御手段１２は、前記操作部５に設けられたスイッチ及び基板、塵埃検知装置４、吸引手段としてのファンモータ１１、及びコードリール１４と電気的に接続されている。

上述の電気掃除機１の塵埃検知装置４としては、図９および図１０に示すように、塵埃が通過する空気通路内に光を放つ発光部２３０と、発光部２３０からの光を受光し受光量に応じた信号を出力する受光部２３１が発光部２３０と対向して設けられている（以下、この発光部２３０と受光部２３１を合わせて塵埃検知装置４と称す）。受光部２３１からの出力Ｖｓは増幅手段Ａ２３２により増幅された後、その信号Ｖａはパルス変換手段Ａ２３３によりパルスＳａに変換され、塵埃判断手段２３４に入力される。塵埃判断手段２３４は、このパルスＳａの数を計数すると同時に、パルス幅を計測してパルス幅が広い場合、すなわち塵埃が大きい場合にはパルスＳａへ計数する数を増やすよう補正し、制御手段１２は塵埃判断手段２３４の計数が多いときにはファンモータ１１の入力を上昇させるよう制御すると同時に、使用者に塵埃の吸引状態を知らしめるために、吸引した塵埃の量や大きさを塵埃検知装置４と連動して表示するためのＬＥＤなどの発光体を具備した塵埃表示部（図示せず）を電気掃除機１の一部に設けている。こうすることで、大きな塵埃があるときには自動的に吸引力を上げて塵埃を吸引し被掃除面の塵埃分布に応じて最適な吸引力を選択するので、吸引力を使用者が調整するといったわずらわしさが解消され、また、塵埃量により吸込力が制御されるため、被掃除面がきれいな状態では吸込力がセーブされて床面に吸込具が吸着し操作が重くなるといった問題も解消することができるものであった。
特公平７−２８８４７号公報

近年、花粉症等のアレルギー症状に悩まされる人口の増加に伴い、床面上や空気中に浮遊した２０〜３０ミクロンの花粉やダニの糞などを中心としたハウスダストを検出し、それらを掃除機内に捕集すると共にその量に連動してファンモータの入力を最適な入力に自動制御できる電気掃除機が要求されている。

しかしながら従来の発明においては、パルス幅によって塵埃の大きさを判断する場合、塵埃が受光部２３１に対して十分小さい場合は塵埃の大きさが変化してもパルス幅はほとんど変化しない。例えば、円形の受光部２３１を塵埃が通過するときに、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Ｚとすると通過時間Ｔは（Ｘ＋Ｙ）／Ｚとなるが、ここでＸ＜＜Ｙであると通過時間ＴはＹ／Ｚとなり、塵埃の大きさによる通過時間の変化が非常に小さくなるため塵埃の大きさを判断することは困難であった。

また、直接Ｖａの変化を見て塵埃の大きさを判断しようとした場合でも、砂粒と花粉などの細塵を同時に見ようとすると、受光部２３１の受光量の変化は受光部２３１へ当たる光を遮る面積に比例するため、受光部２３１の大きさが砂粒より大きい場合、（砂粒の直径）：（花粉などの細塵の直径）＝１０：１とすると、受光量の変化の比率は１０²：１²＝１００：１になり、これだけの変化の幅がある塵埃の大きさを正しく検知することは困難でありハウスダストなどの微細塵がしっかり取れているかどうか判断することができなかった。

上記従来の課題を解決するために本発明は、塵埃を吸引する吸込具と、塵埃を捕捉して集塵する集塵手段と、前記集塵手段を収納する集塵室と、塵埃を吸引するための吸引手段と、吸引した空気を本体より排気する排気口と、塵埃が通過する空気通路内に光を放つ発光部と、前記発光部からの光を受光し受光量に応じた信号を出力する受光部と、前記受光部からの信号を増幅する複数の増幅手段を有した塵埃検知装置と、前記塵埃検知装置の出力に応じて前記ファンモータの入力を制御する制御手段と、塵埃の大きさが２０〜３０ミクロンの花粉やダニの糞などのハウスダストを検出できるセンサーと、前記センサーの出力に応じて前記塵埃検知装置に設けた複数の増幅手段を切替える切替え手段を設けたもので、今まで検知できなかった２０〜３０ミクロンの花粉やダニの糞などのハウスダストを検知して確実に掃除機内に捕集できるようになる。

本発明の電気掃除機によれば、掃除を行う部屋の空気中に浮遊する花粉を中心としたハウスダストを検知し、検知したハウスダストの量に応じてファンモータの入力を適切に制御して確実にハウスダストを捕集できる。

第１の発明は、塵埃を吸引する吸込具と、塵埃を捕捉して集塵する集塵手段と、前記集塵手段を収納する集塵室と、塵埃を吸引するための吸引手段と、吸引した空気を本体より排気する排気口と、塵埃が通過する空気通路内に光を放つ発光部と、前記発光部からの光を受光し受光量に応じた信号を出力する受光部と、前記受光部からの信号を増幅する複数の増幅手段を有した塵埃検知装置と、前記塵埃検知装置の出力に応じて前記吸引手段の入力を制御する制御手段と、塵埃の大きさが２０〜３０ミクロンの花粉やダニの糞などのハウスダストを検出できるセンサーと、前記センサーの出力に応じて前記塵埃検知装置に設けた複数の増幅手段を切替える切替え手段を設けたもので、今まで検知できなかった２０〜３０ミクロンの花粉やダニの糞などのハウスダストを検知して掃除機内に確実に捕集できるようになる。

第２の発明は、塵埃を吸引する吸込具と、塵埃を捕捉して集塵する集塵手段と、前記集塵手段を収納する集塵室と、塵埃を吸引するための吸引手段と、吸引した空気を本体より排気する排気口と、塵埃が通過する空気通路内に光を放つ発光部と、前記発光部からの光を受光し受光量に応じた信号を出力する受光部と、前記受光部からの信号を増幅する増幅手段を有した塵埃検知装置と、前記塵埃検知装置の出力に応じて前記吸引手段の入力を制御する制御手段と、塵埃の大きさが２０〜３０ミクロンの花粉やダニの糞などのハウスダストやホコリを検知できるセンサーを備えると共に、前記センサーの出力に応じて塵埃検知装置に設けられた増幅手段の増幅度を変化させることを特徴とするもので、塵埃の大きさが２０〜３０ミクロンの花粉やダニの糞などのハウスダストやホコリを検知できるセンサーを備えるとともに、前記センサーの出力に応じて塵埃検知装置の増幅度を自動的に変化させてハウスダストの量に応じてファンモータの最適な入力を得ることができる。

第３の発明は、室内の空気を吸引する外気吸引用ファンモータと、その吸引された空気が通る通路内に塵埃の大きさが２０〜３０ミクロンの花粉やダニの糞などのハウスダストやホコリを検知できるセンサーを設けたもので更に精度良く容易にハウスダストを検知できるものである。

第４の発明は、室内の空気を吸引する外気吸引用ファンモータを設けると共にその空気の吸引口をホース、または延長管に設けたものでより広範囲に精度良くハウスダストの量を検知できるものである。

第５の発明は、外気吸引用ファンモータを駆動するための電源として電池を設け、常時空気中のハウスダストやホコリの量を検知できることを特徴としたもので、掃除機を運転し始め時にもすぐに最適なファンモータの入力を得ることができる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１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、図２は本発明の実施の形態１における電気掃除機１の断面図であり、掃除機本体２に塵埃の大きさが２０〜３０ミクロンの花粉やダニの糞などのハウスダストやホコリを検知できるセンサー１５を備えており、前記センサー１５の出力に応じてハウスダストの表示部（図示せず）やファンモータ１１の入力を制御している。図３は塵埃検知装置４のブロック図である。

２３０は塵埃が流れる空気通路内に光を放つ発光部、２３１は発光部２３０からの光を受光し受光量に応じた信号を出力する受光部で塵埃が通過する空気通路内に発光部２３０と対向して設けられている。受光部２３１からの出力Ｖｓは増幅手段Ａ２３２と増幅手段Ｂ２３５でそれぞれ増幅される。増幅手段Ａ２３２は、増幅部Ａ２３２０と、オペアンプやＤＳＰなどの高速演算処理ＣＰＵなどで構成されるフィルター部Ａ２３２１で構成され、Ｖｓを特定の周波数帯Ａを中心に増幅した信号Ｖａを出力し、これをパルス変換手段Ａ２３３でパルスに変換しその出力Ｓａを塵埃量や塵埃の種類を判別する塵埃判別手段２３４に入力する。

増幅手段Ｂ２３５も同様に、増幅部Ｂ２３５０と、オペアンプやＤＳＰなどの高速演算処理ＣＰＵなどから成るフィルター部Ｂ２３５１で構成され、Ｖｓを特定の周波数帯Ｂを中心に増幅した信号Ｖｂを出力し、これをパルス変換手段Ｂ２３６がパルスに変換し、その出力Ｓｂが塵埃判別手段２３４に入力される。塵埃判別手段２３４はこのＳａとＳｂの２つの信号入力によって吸込具８より吸引される塵埃の大きさと量を判断している。

なお、増幅手段Ａ２３２の増幅度は直径２００ミクロン程度の砂粒より大きな塵埃を検知できるような増幅度に、増幅手段Ｂ２３５の増幅度は直径２０ミクロン程度の花粉を中心とした微細塵から増幅手段Ａ２３２の狙い２００ミクロンの大きさの塵埃をそれぞれ検知できるような増幅度になっている。

また掃除機本体２に設けた２０〜３０ミクロンの花粉やダニの糞などのハウスダストやホコリを検知できるセンサー１５の出力に応じて前記増幅手段Ａ２３２と増幅手段Ｂ２３５を切り替える切替え手段１６を設けている。また、１７は前記塵埃判別手段２３４の出力信号の変化に対応して使用者にハウスダストを含む塵埃の有無、大きさ等を知らせるための表示部である。

以上のように構成された電気掃除機の動作を下記で説明する。

電気掃除機１を運転すると、ファンモータ１１によって吸引力が発生し、塵埃などを含んだ空気は吸込具８から吸引され、延長管７、ホース３の空気通路を介して掃除機本体２の集塵室９にて塵埃などを除去した後、ファンモータ１１内へ導かれ、ファンモータ１１からの排気は排気口１３から掃除機本体２の外部へと排気される。

そして空気と共に吸い込まれたハウスダスト等を含んだ塵埃は、延長管７、ホース３を通過し、塵埃検知装置４を通過する時、塵埃検知装置４の発光部２３０からの光がこの塵埃により遮断され、受光部２３１の受光量は少なくなり出力電圧Ｖｓは小さくなる。図３のブロック図で示されるように、このＶｓは増幅部Ａ２３２０とフィルター部Ａ２３２１からなる増幅手段Ａ２３２により特定の周波数帯を中心に増幅させた信号Ｖａを出力し２００ミクロン以上の塵埃を検出できるように設定されている。

また、増幅手段Ｂ２３５は増幅手段Ａ２３２と同様にＶｓを増幅手段Ａ２３２とは異なる特定の周波数帯を中心に増幅させた信号Ｖｂを出力する構成となっており、花粉やダニの糞などのハウスダストを中心とした２０ミクロン程度の細塵を主に検知できるように設定している。

従って、掃除機本体２の運転開始直後に花粉やダニの糞などのハウスダストを中心とした微細塵が室内に少ない場合はセンサー１５の出力は低く、センサー１５と電気的に接続された切替え手段１６により増幅度の低い増幅手段Ａ２３２で塵埃を検知して制御手段１２によりファンモータ１１の入力を最適に制御する。

次に花粉やダニの糞などのハウスダストを中心とした微細塵が室内に多い場合は、センサー１５の出力が高くなり、センサー１５と電気的に接続された切替え手段１６により増幅度の高い増幅手段Ｂ２３５で塵埃を検知して制御手段１２によりファンモータ１１の入力を最適に制御すると共に、使用者にハウスダストの有無、量などを知らせて、しっかりと微細なハウスダストまで捕集することができるようになる。

以上のように、室内のハウスダストの有無、量を検知しモニターすることにより、今まで検知できなかった微細なハウスダストも検知して捕集することができるようになり、また使用者の歩行や掃除機本体からの排気等により舞い上がったハウスダスト等の微細塵も検知してハウスダストをよりしっかりと捕集することが可能となり、花粉症などのアレルギーを持つ人のアレルギー症状の発症を抑制してより清潔な掃除ができるようになる。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２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４において、２４０は増幅度が可変可能な増幅部を有する増幅手段であり、センサー１５からの信号に基づいて受光部２３１からの信号の増幅度を決定するように構成している。増幅手段２４０からの出力信号はパルス変換部２４１によりパルスに変換された後、塵埃判断手段２４２に入力されることにより、実施の形態１と同様に、掃除機本体２の運転開始直後に花粉やダニの糞などのハウスダストを中心とした微細塵が室内に少ない場合はセンサー１５の出力は低くなり、増幅手段２４０の増幅度は低く設定され、塵埃を検知して制御手段１２によりファンモータ１１の入力を最適に制御し、花粉やダニの糞などのハウスダストを中心とした微細塵が室内に多い場合は、センサー１５の出力が高くなり、増幅手段２４０の増幅度は高く設定されるので塵埃検知装置によりハウスダストを主に検知して制御手段１２によりファンモータ１１の入力を最適に制御すると共に、使用者にハウスダストの有無、量などを知らせて、しっかりと微細なハウスダストまで捕集することができるようになる。

（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３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５において１８は掃除機本体に設けた室内の空気を吸い込む小型の外気吸引用ファンモータで、その空気通路内に花粉やダニの糞などのハウスダストを中心とした微細塵を検知できるセンサー１５を設けており、強制的に室内の空気を吸い込むためハウスダストの検知精度を更に向上させることができより清潔な掃除を可能とする。

（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４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６において１９は本体に設けた小型の外気吸引用ファンモータ１８とセンサー１５を駆動させるための電源としての電池であり、常時室内の汚れ具合をモニターして掃除を始めた時にすぐに効率よく清潔な掃除ができるものである。なお、電池としては、充電式、太陽電池なども利用できることは言うまでもない。

以上のように、本発明の電気掃除機によれば、塵埃の大きさにあわせた複数の増幅度を持つ塵埃検知装置とハウスダストなどの微細塵を検知できるホコリセンサーを設けることにより、ファンモータの適正なパワーでハウスダストなどの微細塵も効率よく捕集することができるとともに、室内に浮遊した花粉を中心としたハウスダストの判別も可能で、床面だけではなく空気中の汚れ具合も判別できる掃除機として有効である。

本発明の第１の実施の形態における電気掃除機の斜視図同掃除機本体の平断面図同電気掃除機の塵埃検知装置のブロック図本発明の第２の実施の形態における電気掃除機の塵埃検知装置のブロック図本発明の第３の実施の形態における掃除機本体の平断面図本発明の第４の実施の形態における掃除機本体の平断面図従来の電気掃除機の斜視図従来の掃除機本体の平断面図従来の掃除機本体の塵埃検知装置の断面図従来の電気掃除機の塵埃検知装置のブロック図

符号の説明

１電気掃除機
２掃除機本体
３ホース
４塵埃検知装置
７延長管
８吸込具
９集塵室
１１ファンモータ（吸引手段）
１２制御手段
１３排気口
１５センサー
１６切替え手段
１７表示部（表示手段）
１８外気吸引用ファンモータ
１９電池
２０紙袋（集塵手段）
２３０発光部
２３１受光部
２３２増幅手段Ａ
２３４、２４２塵埃判断手段
２３５増幅手段Ｂ
２４０増幅手段

Claims

塵埃を吸引する吸込具と、塵埃を捕捉して集塵する集塵手段と、前記集塵手段を収納する集塵室と、塵埃を吸引するための吸引手段と、吸引した空気を本体より排気する排気口と、塵埃が通過する空気通路内に光を放つ発光部と、前記発光部からの光を受光し受光量に応じた信号を出力する受光部と、前記受光部からの信号を増幅する複数の増幅手段を有した塵埃検知装置と、前記塵埃検知装置の出力に応じて前記吸引手段の入力を制御する制御手段と、塵埃の大きさが２０〜３０ミクロンの花粉やダニの糞などのハウスダストを検出できるセンサーと、前記センサーの出力に応じて前記塵埃検知装置に設けた複数の増幅手段を切替える切替え手段を設けた電気掃除機。
塵埃を吸引する吸込具と、塵埃を捕捉して集塵する集塵手段と、前記集塵手段を収納する集塵室と、塵埃を吸引するための吸引手段と、吸引した空気を本体より排気する排気口と、塵埃が通過する空気通路内に光を放つ発光部と、前記発光部からの光を受光し受光量に応じた信号を出力する受光部と、前記受光部からの信号を増幅する増幅手段を有した塵埃検知装置と、前記塵埃検知装置の出力に応じて前記吸引手段の入力を制御する制御手段と、塵埃の大きさが２０〜３０ミクロンの花粉やダニの糞などのハウスダストやホコリを検知できるセンサーを備えると共に、前記センサーの出力に応じて塵埃検知装置に設けられた増幅手段の増幅度を変化させることを特徴とする電気掃除機。
室内の空気を吸引する外気吸引用ファンモータと、その吸引された空気が通る通路内に塵埃の大きさが２０〜３０ミクロンの花粉やダニの糞などのハウスダストやホコリを検知できるセンサーを設けた請求項１または２に記載の電気掃除機。
室内の空気を吸引する外気吸引用ファンモータを設けると共にその空気の吸引口をホース、または延長管に設けた請求項１〜３のいずれか１項記載の電気掃除機。
外気吸引用ファンモータを駆動するための電源として電池を設け、常時空気中のハウスダストやホコリの量を検知できることを特徴とした請求項３または４記載の電気掃除機。