JP2008110167A

JP2008110167A - 電気掃除機

Info

Publication number: JP2008110167A
Application number: JP2006296467A
Authority: JP
Inventors: Tomokazu Yoshioka; 友和吉岡
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Marketing Corp; Toshiba Home Appliances Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Marketing Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2008-05-15

Abstract

【課題】掃除効率を向上した電気掃除機を提供する。
【解決手段】管部の流路の流れ方向で異なる位置に設けた各赤外線センサ21，22による塵埃の通過の検出波形が所定の近似状態である際には、検出波形間の時間に対応して回転ブラシの回転力を変化させる。比較的重量が大きい塵埃に対しては、回転ブラシの回転力を相対的に増加させ、比較的重量が小さい塵埃に対しては、回転ブラシの回転力を相対的に低減させて、異なる重量の塵埃に対応して吸込力を可変でき、掃除効率を向上できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動送風機の吸込側に連通して流路が形成される電気掃除機に関する。

従来、この種の電気掃除機は、電動送風機を収容した掃除機本体を備えている。この掃除機本体には、電動送風機の吸込側に連通する集塵部が設けられている。また、掃除機本体の前部には、集塵部を介して電動送風機の吸込側に連通する本体吸込口が開口形成されている。この本体吸込口には、先端部に手元操作部を有するホース体、このホース体の先端部に接続される延長管およびこの延長管の先端部に接続される吸込口体としての床ブラシが着脱可能に順次連通接続され、これらホース体、延長管および床ブラシの内部に、電動送風機の吸込側に連通する流路が形成される。さらに、掃除機本体には、作業者からの手元操作部への入力に対応して電動送風機の動作モードを複数に選択的に設定する制御手段が設けられている。そして、床ブラシを被掃除面である床面上に載置した状態で作業者が手元操作部を操作することにより制御手段を介して電動送風機を各モードで駆動させ、床面上の塵埃を床ブラシから流路へと空気とともに吸い込み、塵埃を集塵部へと捕集する（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−１４４３６３号公報（第３−４頁、図３）

被掃除面から吸い込む塵埃は、例えば綿ごみなどの比較的軽い塵埃、あるいは砂粒などの比較的重い塵埃など、その重量が様々である。

しかしながら、上述の電気掃除機では、塵埃の種類に拘らず電動送風機の吸込力を各モードで一定に制御しているため、重量が異なる塵埃においてそれらの吸い込み方に不均等が生じ、塵埃の集塵力に差が生じることで、掃除効率を向上することが容易でないという問題点を有している。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、掃除効率を向上した電気掃除機を提供することを目的とする。

本発明は、回転清掃体およびこの回転清掃体を回転駆動させる駆動手段を有する吸込口体を先端部に備え、電動送風機の吸込側に連通して流路が形成され掃除機本体に接続可能な管部と、この管部の流路の流れ方向で異なる位置に設けられ、電動送風機の駆動による塵埃の通過を検出する複数の通過検出手段と、駆動手段の駆動を制御する制御手段とを具備し、制御手段は、各通過検出手段による塵埃の通過の検出波形が所定の近似状態である際に、これら検出波形間の時間に対応して駆動手段を介して回転清掃体の回転力を変化させるものである。

また、本発明は、電動送風機の吸込側に連通して流路が形成され掃除機本体に接続可能な管部と、管部の流路の流れ方向で異なる位置に設けられ、電動送風機の駆動による塵埃の通過を検出する複数の通過検出手段と、電動送風機の駆動を制御する制御手段とを具備し、制御手段は、各通過検出手段による塵埃の通過の検出波形が所定の近似状態である際に、これら検出波形間の時間に対応して電動送風機の入力を変化させるものである。

本発明によれば、管部の流路の流れ方向で異なる位置に設けた各通過検出手段による塵埃の通過の検出波形が所定の近似状態である際には、検出波形間の時間に対応して回転清掃体の回転力を変化させることで、異なる重量の塵埃に対応して吸込力を可変でき、掃除効率を向上できる。

また、本発明によれば、各通過検出手段による塵埃の通過の検出波形が所定の近似状態である際には、検出波形間の時間に対応して電動送風機の入力を変化させることで、異なる重量の塵埃に対応して吸込力を可変でき、掃除効率を向上できる。

以下、本発明の第１の実施の形態の電気掃除機の構成を図面を参照して説明する。

図３において、１は掃除機本体で、この掃除機本体１は、内部に収容された電動送風機２の駆動にて生じる吸気風とともに吸い込んだ塵埃を、着脱可能な集塵カップなどの集塵部Ｄにて集塵する。

また、この掃除機本体１には、外部から空気を吸引する本体吸込口３が開口されている。この本体吸込口３には、可撓性を有し湾曲可能な細長略円筒状の管部としてのホース体４が連通接続されている。このホース体４の先端には、電動送風機２の駆動状態である動作モードなどが選択可能な手元操作部５が設けられている。さらに、手元操作部５の先端には、伸縮可能な細長略円筒状の延長管８が着脱可能に連通接続されている。すなわち、延長管８は、ホース体４を介して電動送風機２の吸込側に連通接続されている。また、この延長管８の先端には、例えば室内の被掃除面としての床面の絨毯などの上に載置させて、この絨毯上の塵埃を吸い込む吸込口体としての床ブラシ９が着脱可能に連通接続されている。したがって、これらホース体４、延長管８および床ブラシ９により、電動送風機２の吸込側に連通する流路Ｗを形成する管部10が構成される。さらに、掃除機本体１内には、手元操作部５にて設定された電動送風機２の駆動状態すなわち運転モードを、複数に選択的に設定する制御手段11が設けられている。

集塵部Ｄは、空気とともに吸い込んだ塵埃を、例えば遠心分離などにより空気から分離して集塵するもので、図示しないフィルタを内部に備えている。

手元操作部５には、作業者が把持する把持部15が突設され、この把持部15には、作業者により電動送風機２などの動作が設定される設定ボタン16が複数設けられている。

床ブラシ９には、図示しない吸込口に臨んで、回転清掃体としての回転ブラシ18が回転可能に設けられている。

また、管部10内である床ブラシ９とホース体４の基端部である本体吸込口３との接続部とには、通過検出手段としての赤外線センサ21，22が設けられている。すなわち、これら赤外線センサ21，22は、管部10の流路Ｗの流れ方向で異なる位置に設けられている。

赤外線センサ21は、図２に示すように、管部10の中心軸方向に向けて所定時間ｔ(図４(a))毎に赤外線IRを発光する発光部21aと、この発光部21aから発光された赤外線IRを受光する受光部21bとを互いに対向させて構成されている。

同様に、赤外線センサ22は、管部10の中心軸方向に向けて所定時間ｔ(図５(a))毎に赤外線IRを発光する発光部22aと、この発光部22aから発光された赤外線IRを受光する受光部22bとを互いに対向させて構成されている。

そして、これら赤外線センサ21，22は、発光部21a，22aから発光され受光部21b，22bへと受光される赤外線IRが、流路Ｗを通過する塵埃により遮られることで、塵埃の通過を図４(b)および図５(b)に示す検出波形として制御手段11に出力する。

制御手段11は、図１に示すように、電源部PWから電力を供給されて駆動し、例えばＭＯＳＦＥＴなどの電力制御手段25を介して電動送風機２に電気的に接続されている。また、この制御手段11は、例えばＭＯＳＦＥＴなどの電力制御手段26を介して、回転ブラシ18を回転させる駆動手段としての電動部であるモータ27に電気的に接続されている。さらに、この制御手段11は、電流検出手段としての電流センサ28を介して電動送風機２の電流値を検出している。そして、この制御手段11は、赤外線センサ21，22に電気的に接続され、これら赤外線センサ21，22からの検出波形を、図示しない増幅器などにより増幅して検出している。

電源部PWは、例えば図示しない電源コードを介して接続される交流電源である商用電源、あるいは、直流電源である二次電池などである。

電流センサ28は、電動送風機２の電流値Ｉ(図６)を制御手段11に出力することで、電動送風機２の吸込圧力を検出可能な圧力検出手段である。

次に、上記第１の実施の形態の制御を、図７に示すフローチャートなども参照しながら説明する。

まず、作業者は、掃除機本体１の本体吸込口３に、ホース体４、延長管８および床ブラシ９を順次連通接続する。

さらに、作業者が、掃除機本体１から電源コードを引き出して図示しないコンセントに接続した後、手元操作部５の把持部15を把持して設定ボタン16を操作すると、制御手段11が、電源部PWから供給される電力を、電力制御手段25を介して制御し、電動送風機２を所定の運転モードで駆動する。

また、作業者が床面の種類などに応じて設定ボタン16を操作することで、制御手段11が、電源部PWから供給される電力を、電力制御手段26を介して制御し、モータ27により回転ブラシ18を回転駆動させる。

そして、作業者は、把持部15を把持した状態で床面上にて床ブラシ９を前後に走行させ、電動送風機２の吸込圧力、あるいは回転ブラシ18の回転力により、床ブラシ９から塵埃を空気とともに吸い込み、延長管８およびホース体４を介して、本体吸込口３から集塵部Ｄへと塵埃を運んで捕集する。

この掃除制御に平行して、制御手段11は、まず、電流センサ28により電動送風機２の電流値Ｉを読み取り、この読み取った電流値Ｉを換算することで電動送風機２の吸込圧力Ｐを検出して、この検出した電動送風機２の吸込圧力Ｐが、予め設定された所定値P_TH以上であるかどうか(電流値Ｉが予め設定された所定値I_TH以下であるかどうか)を制御手段11が判断し(ステップ１)、この吸込圧力Ｐが所定値P_TH以上でないと判断した場合には、ステップ１に戻り、この吸込圧力Ｐが所定値P_TH以上であると判断した場合には、制御手段11が、赤外線センサ21の受光部21bで受光した発光部21aからの赤外線IRの光量L1が、予め設定された所定の光量範囲LR内であるか、すなわち光量L1が予め設定された所定の光量下限値L_THL以上、かつ、予め設定された所定の光量上限値L_THU以下どうかを判断する(ステップ２)。

すなわち、受光部21bで受光した発光部21aからの赤外線IRの光量L1は、上記光量下限値L_THL未満の場合には、受光部21bからの出力を増幅する増幅器のリニアリティなどによりその出力の信頼性が充分でなく、また、光量上限値L_THUより大きい場合には、図２に示すように、発光部21aからの赤外線IRの管部10の内部での反射も重なってその出力の信頼性が充分でないため、これら光量下限値L_THL以上光量上限値L_THU以下の光量L1のみを、正しく検出した赤外線IRの波形とする。

このステップ２において、赤外線センサ21の受光部21bで受光した発光部21aからの赤外線IRの光量L1が、予め設定された所定の光量範囲LR内でないと制御手段11が判断した場合には、ステップ１に戻り、赤外線センサ21の受光部21bで受光した発光部21aからの赤外線IRの光量L1が、予め設定された所定の光量範囲LR内であると制御手段11が判断した場合には、上記ステップ２と同様に、制御手段11が、赤外線センサ22の受光部22bで受光した発光部22aからの赤外線の光量L2が、予め設定された所定の光量範囲LR以下であるかどうか、すなわち光量L2が予め設定された所定の光量下限値L_THL以上、かつ、予め設定された所定の光量上限値L_THU以下どうかを判断する判断する(ステップ３)。

すなわち、上記赤外線センサ21と同様に、受光部22bで受光した発光部22aからの赤外線IRの光量L2は、上記光量下限値L_THL未満の場合には、受光部22bからの出力を増幅する増幅器のリニアリティなどによりその出力の信頼性が充分でなく、また、光量上限値L_THUより大きい場合には、図２に示すように発光部22aからの赤外線IRの管部10の内部での反射も重なってその出力の信頼性が充分でないため、これら光量下限値L_THL以上光量上限値L_THU以下の光量L2のみを、正しく検出した赤外線IRの波形とする。

次いで、ステップ３において、赤外線センサ22の受光部22bで受光した発光部22aからの赤外線IRの光量L2が、予め設定された所定の光量範囲LR内でないと制御手段11が判断した場合には、ステップ１に戻り、赤外線センサ22の受光部22bで受光した発光部22aからの赤外線IRの光量L2が、予め設定された所定の光量範囲LR内であると制御手段11が判断した場合には、制御手段11が、赤外線センサ21，22の検出波形が所定の近似状態であるかどうかを判断する(ステップ４)。

なお、赤外線センサ21，22の検出波形が近似状態であるかどうかは、例えば、各赤外線センサ21，22のそれぞれの光量L1，L2を複数個ずつ検出し、これら複数個の光量L1による光量列と複数個の光量L2による光量列との対応する光量L1，L2が予め設定された所定の誤差範囲内であるかどうかなどにより判断するものとする。

このステップ４において、赤外線センサ21，22の検出波形が所定の近似状態でないと制御手段11が判断した場合には、ステップ１に戻り、赤外線センサ21，22の検出波形が所定の近似状態であると制御手段11が判断した場合には、この制御手段11が、赤外線センサ21，22の各検出波形の受光時間差Ｔが予め設定された所定時間T_TH以上であるかどうかを判断する(ステップ５)。

さらに、このステップ５において、赤外線センサ21，22の各検出波形の受光時間差Ｔが予め設定された所定時間T_TH以上でないと制御手段11が判断した場合には、この制御手段11が、モータ27が駆動しているかどうかを判断し(ステップ６)、赤外線センサ21，22の各検出波形の受光時間差Ｔが予め設定された所定時間T_TH以上であると制御手段11が判断した場合には、この制御手段11が、モータ27が駆動しているかどうかを判断する(ステップ７)。

ステップ６において、モータ27が駆動していないと制御手段11が判断した場合には、この制御手段11が、電力制御手段25を介して電動送風機２の入力を低減し(ステップ８)、ステップ１に戻る。

また、ステップ６において、モータ27が駆動していると制御手段11が判断した場合には、この制御手段11が、電力制御手段25，26を介して電動送風機２の入力およびモータ27の入力を低減して回転ブラシ18の回転力を低減し(ステップ９)、ステップ１に戻る。

そして、ステップ７において、モータ27が駆動していないと制御手段11が判断した場合には、この制御手段11が、電力制御手段25を介して電動送風機２の入力を増加させ(ステップ10)、ステップ１に戻る。

また、ステップ７において、モータ27が駆動していると制御手段11が判断した場合には、この制御手段11が、電力制御手段25，26を介して電動送風機２の入力およびモータ27の入力を増加させて回転ブラシ18の回転力を増加させ(ステップ11)、ステップ１に戻る。

そして、掃除を終了する際には、作業者が所定の設定ボタン16を操作することで、制御手段11が電力制御手段25を介して電動送風機２を停止させる。

上述したように、上記第１の実施の形態によれば、管部10の流路Ｗの流れ方向で異なる位置に設けた各赤外線センサ21，22による塵埃の通過の検出波形が所定の近似状態である際には、検出波形間の時間に対応して回転ブラシ18の回転力を変化させることで、吸込力が要求される比較的重量が大きい塵埃に対しては、回転ブラシ18の回転力を相対的に増加させ、比較的重量が小さい塵埃に対しては、回転ブラシ18の回転力を相対的に低減させて、異なる重量の塵埃に対応して吸込力を可変でき、掃除効率を向上できる。

同様に、各赤外線センサ21，22による塵埃の通過の検出波形が所定の近似状態である際には、検出波形間の時間に対応して電動送風機２の入力を変化させることで、吸込力が要求される比較的重量が大きい塵埃に対しては、電動送風機２の吸込力を相対的に増加させ、比較的重量が小さい塵埃に対しては、電動送風機２の吸込力を相対的に低減させて、異なる重量の塵埃に対応して吸込力を可変でき、掃除効率を向上できる。

特に、管部10の流路Ｗに吸い込んだ塵埃が細かい場合には、集塵部Ｄのフィルタの単位面積当たりの負荷が増加して、このフィルタからの漏れ(リーク)に対する抵抗力が低下するため、上記のように電動送風機２の入力を低減することで、フィルタに対する最適な粉塵負荷を確保でき、フィルタからの漏れを防止できる。

さらに、上記モータ27の制御と電動送風機２の制御とを組み合わせることで、掃除効率を、より向上できる。

そして、電動送風機２の電流値を検出することにより吸込圧力Ｐを検出可能な電流センサ28を設けることで、この電流センサ28による吸込圧力Ｐの検出による制御手段11の判断を、赤外線センサ21，22の検出波形の近似状態による制御手段11の判断に加えることで、流路Ｗを通過する塵埃の重量を、より確実に検出できる。

なお、上記第１の実施の形態において、図８のフローチャートに示す第２の実施の形態のように、ステップ15およびステップ16に示すように、モータ27の回転力のみを塵埃の重量に対応して増減させてもよい。

また、図９のフローチャートに示す第３の実施の形態のように、上記第１の実施の形態のステップ６ないしステップ11をステップ８とステップ10とのみ残して、電動送風機２の入力のみを塵埃の重量に対応して増減させてもよい。

さらに、圧力検出手段としては、電流センサ28に代えて、圧力センサでもよい。

そして、電気掃除機の細部は、上記構成に限定されるものではなく、電気掃除機としては、キャニスタ型に限らず、例えば自走式(走行補助式)や自律走行式(ロボット式)の電気掃除機などでもよく、また、例えば床ブラシ９が掃除機本体１の下面に直接形成されたアップライト型、あるいはハンディ型などであっても対応させて用いることができる。

本発明の第１の実施の形態の電気掃除機の内部構造を示すブロック図である。同上電気掃除機の通過検出手段を示す説明図である。同上電気掃除機を示す斜視図である。 (a)は同上一の通過検出手段の塵埃が通過していない状態での検出波形を示す説明図、(b)は同上一の通過検出手段の塵埃が通過している状態での検出波形の一例を示す説明図である。 (a)は同上他の通過検出手段の塵埃が通過していない状態での検出波形を示す説明図、(b)は同上他の通過検出手段の塵埃が通過している状態での検出波形の一例を示す説明図である。同上電気掃除機の電流検出手段の出力の一例を示すグラフである。同上電気掃除機の制御を示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態の電気掃除機の制御を示すフローチャートである。本発明の第３の実施の形態の電気掃除機の制御を示すフローチャートである。

符号の説明

１掃除機本体
２電動送風機
９吸込口体としての床ブラシ
10 管部
11 制御手段
18 回転清掃体としての回転ブラシ
21，22 通過検出手段としての赤外線センサ
27 駆動手段としてのモータ
Ｗ流路

Claims

電動送風機を収容した掃除機本体と、
回転清掃体およびこの回転清掃体を回転駆動させる駆動手段を有する吸込口体を先端部に備え、前記電動送風機の吸込側に連通して流路が形成され前記掃除機本体に接続可能な管部と、
この管部の流路の流れ方向で異なる位置に設けられ、前記電動送風機の駆動による塵埃の通過を検出する複数の通過検出手段と、
前記駆動手段の駆動を制御する制御手段とを具備し、
前記制御手段は、前記各通過検出手段による塵埃の通過の検出波形が所定の近似状態である際に、これら検出波形間の時間に対応して前記駆動手段を介して前記回転清掃体の回転力を変化させる
ことを特徴とした電気掃除機。
電動送風機を収容した掃除機本体と、
前記電動送風機の吸込側に連通して流路が形成され前記掃除機本体に接続可能な管部と、
前記管部の流路の流れ方向で異なる位置に設けられ、前記電動送風機の駆動による塵埃の通過を検出する複数の通過検出手段と、
前記電動送風機の駆動を制御する制御手段とを具備し、
前記制御手段は、前記各通過検出手段による塵埃の通過の検出波形が所定の近似状態である際に、これら検出波形間の時間に対応して前記電動送風機の入力を変化させる
ことを特徴とした電気掃除機。