JP2009119034A

JP2009119034A - 電気掃除機

Info

Publication number: JP2009119034A
Application number: JP2007296524A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Ishibashi; 崇文石橋; Kenji Sone; 健次曾根; Hiroo Oshima; 裕夫大島
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-11-15
Filing date: 2007-11-15
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2027-11-15
Also published as: JP5109608B2

Abstract

【課題】追従性が良く、使用者や家具等に衝突することない電気掃除機を提供する。
【解決手段】電動送風機２と塵埃を集塵する集塵部３を備えた本体１と、電動送風機２へ電力を供給する動作モードと電力を供給しない停止モードを有し、電動送風機２を制御する制御手段（図示せず）と、本体１移動用の走行ローラ１０を駆動する駆動手段（図示せず）と、走行ローラ１０の回転方向及び／又は回転数を検知する回転検知手段（図示せず）と、回転検知手段からの信号に応じて駆動手段を制御して、走行ローラ１０による本体１の移動距離を制御する駆動制御手段（図示せず）と、前記本体１の使用者への追従の開始を検出する追従検出手段とを備え、駆動制御手段は、回転検知手段の出力により本体１の移動距離を判別すると共に、追従検出手段からの出力により駆動手段の駆動を開始し、動作モードと停止モードとで、本体１の移動距離を異なる距離で制御するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、自走する機能を有する電気掃除機の制御方法に関するものである。

使用者が、床移動型の電気掃除機で掃除床面を掃除する際の本体引き回し（引っ張り）力を低減するようにしたこの種の電気掃除機として、特許文献１〜３に開示されたようなものがある。

例えば、特許文献１記載のものは、電動送風機およびこの電動送風機の吸気側に連通する集塵室を内部に設けるとともにこの集塵室に連通する接続口を外面部に設けた電気掃除機本体と、この電気掃除機本体の接続口に一端部が接続されるとともに手元把持部を他端側に有するホースと、前記掃除機本体に設けられこの掃除機本体を被掃除面上で移動可能とする走行手段と、前記掃除機本体に設けられ前記走行手段を駆動する駆動手段と、前記ホースに加えられる引張力を検出する検出手段と、この検出手段の検出信号に応じて前記駆動手段を制御する駆動制御手段とを備え、この駆動制御手段は、前記ホースに加えられる引張力が大きいほど、
（１）前記駆動手段による走行手段の駆動速度をより大きくするように制御することで、使用者は、電気掃除機のホースを強く引けば長い距離を移動させ、ホースを軽く引けば少しだけ移動させることができる。
（２）前記駆動手段による走行手段の駆動時間をより短くし、かつ、駆動速度をより大きくするように制御することで、ホースを引っ張った時に掃除機本体が移動する距離を引張力によらず同じ位にすることができる。
というもので、使用者の歩行に対する追従性が向上するというものである。

また、特許文献２に記載されたものは、吸い込みホースを引っ張ると張力検知手段が引っ張り力の大きさを検知して、引っ張り力の大きさに応じた出力を、移動制御手段を介して駆動手段に送り、本体を引っ張り力の大きさに応じた距離を走行させるものであり、使用者が吸い込みホースを介して本体を引っ張ろうと意図する力に応じた距離だけ、使用者に追従してくるというものである。

また、特許文献３に記載されたものは、本体が使用者に追従する量を、距離ではなく、移動する時間で制御するものである。
特許第２６８３４４１号公報特許第２６５８３５９号公報特許第２８９３９４１号公報

しかしながら、上記の従来の電気掃除機の構成では、使用者が、意図してホースを操作すれば、移動距離を最適にでき、追従性が向上するが、使用者の清掃動作によっても、ホースには、張力がかかるため、意図しない場合でも、本体が使用者に近づき、ぶつかってしまうという課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、清掃を行っていない停止状態では、使用者の移動に対して、高い追従性を有し、清掃中は、追従性を維持しながら、本体の使用者や周りの家具などへの衝突を抑制でき、また、移動距離を制御することにより、使用者と本体の間隔を適切に保つ事が出来、ホースを操作することによる清掃動作の操作性を向上する事が出来る、使い勝手のよい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、吸引風を発生する電動送風機と塵埃を集塵する集塵部を備えた本体と、前記電動送風機へ電力供給を行う動作モードと電力供給を行わない停止モードを有し、前記電動送風機への供給電力を制御する制御手段と、本体を移動させる回転可能な走行ローラと、前記走行ローラを駆動する駆動手段と、前記走行ローラの回転方向及び／又は回転数を検知する回転検知手段と、前記回転検知手段からの信号に応じて前記駆動手段を制御して、前記走行ローラによる前記本体の移動距離を制御する駆動制御手段と、前記本体の使用者への追従の開始を検出する追従検出手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記回転検知手段の出力により前記本体の移動距離を判別すると共に、前記追従検出手段からの出力により、前記駆動手段の駆動を開始し、前記動作モードと前記停止モードとで、前記本体の移動距離を異なる距離で制御するもので、使用者が清掃を開始する前と清掃動作中で、状況に応じた追従動作を自動で切り換える事が出来、例えば、停止モードでの移動距離を長く、動作モードでの移動距離を短く設定する事によって、使用者が清掃を開始する前に、停止モードで、機器の操作部を持って、機器を移動させようとしたときは、その動作を追従検出手段が検出し、駆動制御手段が、本体を長い距離を移動させるよう駆動手段を駆動するので、使用者が、清掃動作時と比較して、単位時間当たりの移動距離を長く移動しても、使用者の移動距離に応じた距離を移動し、操作感を損なうことなく追従することができる。

そして、使用者が清掃動作に入り、機器を動作モードで使用開始すると、使用者の単位時間当たりの移動距離は、清掃開始前の移動と比較して短くなるので、清掃動作中に、追従検出手段が、使用者の移動を検出すると、駆動制御手段は、予め設定された短い移動距離で本体を移動させるよう駆動手段を駆動する。清掃動作によって、追従検出手段が誤検知したとしても、移動距離を抑えることができ、使用者や周りの家具などへの衝突を抑制することができる。また、清掃動作中の使用者の移動は、清掃を行いながらの移動となり、清掃開始前の使用者の単位時間当たりの移動距離と比較すると短くなるため、清掃中の使用者の移動に対しても、十分な追従性を確保することができる。

本発明の電気掃除機は、自走機能を有して使用者に追従するので、本体を動かす際の操作力を軽減できると共に、使用者の動きに合った高い追従性を有しながら、使用者や周りの家具等への衝突を抑制でき、清掃動作の操作性を向上する事が出来る。

第１の発明は、吸引風を発生する電動送風機と塵埃を集塵する集塵部を備えた本体と、前記電動送風機へ電力供給を行う動作モードと電力供給を行わない停止モードを有し、前記電動送風機への供給電力を制御する制御手段と、本体を移動させる回転可能な走行ローラと、前記走行ローラを駆動する駆動手段と、前記走行ローラの回転方向及び／又は回転数を検知する回転検知手段と、前記回転検知手段からの信号に応じて前記駆動手段を制御して、前記走行ローラによる前記本体の移動距離を制御する駆動制御手段と、前記本体の使用者への追従の開始を検出する追従検出手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記回転検知手段の出力により前記本体の移動距離を判別すると共に、前記追従検出手段からの出力により、前記駆動手段の駆動を開始し、前記動作モードと前記停止モードとで、前記本体の移動距離を異なる距離で制御するもので、使用者が清掃を開始する前と清掃動作中で、状況に応じた追従動作を自動で切り換える事が出来、例えば、停止モードでの移動距離を長く、動作モードでの移動距離を短く設定する事によって、使用者が清掃を開始する前に、停止モードで、機器の操作部を持って、機器を移動させようとしたときは、その動作を追従検出手段が検出し、駆動制御手段が、本体を長い距離を移動させるよう駆動手段を駆動するので、使用者が、清掃動作時と比較して、単位時間当たりの移動距離を長く移動しても、使用者の移動距離に応じた距離を移動し、操作感を損なうことなく追従することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の追従検出手段を、回転検知手段で構成したもので、追従する方向を検出する必要がなく、簡単な構成で実現することができる。

第３の発明は、特に、第１又は第２の発明の駆動制御手段は、停止モードで本体を移動させる第２の距離を、動作モードで前記本体を移動させる第１の距離より長くなるよう制御するもので、使用者が清掃を開始する前に、停止モードで、機器の操作部を持って、清掃を行いたい場所へ、本体を大きく移動させようとしたときは、その動作を追従検出手段が検出し、駆動制御手段が、本体を長い距離を移動させるよう駆動手段を駆動するので、使用者の移動距離に応じた距離を移動し、操作感を損なうことなく追従することができる。また、本体を動作モードで使用している時は、使用者の単位時間当たりの移動距離は、清掃開始前の移動と比較して短くなるので、清掃動作中に、追従検出手段が、使用者の移動を検出すると、駆動制御手段は、予め設定された短い移動距離で本体を移動させるよう駆動手段を駆動し、清掃動作によって、追従検出手段が誤検知したとしても、移動距離を抑えることができ、使用者や周りの家具などへの衝突を抑制することができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の駆動制御手段は、駆動手段で本体を所定の距離移動させた後、追従検出手段の出力による前記本体の移動を行わない禁止期間を経た後に、再度、前記追従検知手段の出力による前記駆動手段の駆動判断を行う構成を有し、停止モードでの第２の禁止期間を、動作モードでの第１の禁止期間より短くなるよう制御するもので、停止モードでは、本体の走行終了時に追従検出手段による追従が継続して検出されている場合は、すぐに、走行を再開させて、追従性を維持でき、動作モードでは、清掃動作によって、追従検出手段が誤検知したとしても、移動距離を抑える精度を向上することが出来る。

第５の発明は、特に、第４の発明の禁止期間を距離で設定するもので、駆動制御手段が駆動手段を制御して本体を走行させる、第１の距離、もしくは、第２の距離走行後の慣性による走行期間に対して、前記禁止期間を距離で規定でき、特に、動作モード時の使用者の清掃動作による意図しない前記本体の追従の継続を防止する事が出来ると共に、使用者の意図する追従が発生する場合は、使用者の引っ張り力による前記本体の移動距離に対応して、前記禁止期間の距離を設定でき、使用者と前記本体との距離を高精度に維持しながら、追従性を向上する事が出来る。

第６の発明は、特に、第４の発明の計時手段を備え、禁止期間を前記計時手段が計時する時間で設定するもので、駆動制御手段が駆動手段を制御して本体を走行させる第１の距離、もしくは、第２の距離走行後の慣性による走行期間に対して、前記禁止期間を時間で規定でき、特に、負荷の重たい床面上を本体が移動する時や、段差等への引っかかりで、慣性による走行が行えない場合でも、追従検出手段による追従の検出が継続していれば、前記計時手段が計時する時間が前記禁止期間の時間経過すると、前記駆動手段は、前記駆動手段に、走行ローラを回転させるよう出力するので、床面の状態に対しても、追従性を向上する事が出来る。

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の実施の形態を、図１〜図７を参照しながら説明する。

図１は、本実施の形態における電気掃除機の外観側面図、図２は、同電気掃除機の側面断面図、図３は、同電気掃除機の上面断面図、図４は、同電気掃除機の回路構成ブロック図、図５は、同電気掃除機のエンコーダ出力信号波形図、図６は、同電気掃除機の追従検出判断と駆動回路出力の関係説明図、図７は、同電気掃除機の追従検出判断と駆動回路出力の関係説明図である。

図１〜７において、本実施の形態における電気掃除機の本体１には、吸引風を発生する電動送風機２と、塵埃を集塵する集塵部３が内蔵されている。電動送風機２の回転により塵埃を吸い込む空気の流れが発生すると、吸込み具７より被掃除面上の塵埃が吸い込まれ、延長管６、ホース４を経て本体１の中に入り、集塵部３で捕集される。塵埃を運んできた空気は集塵部３で濾過され、塵埃が集塵部３に集積され、濾過された空気だけが本体１より外に排気される構成になっている。

また、ホース４の先端部分には、使用者が電気掃除機を扱い易いように手元グリップ５が備えられている。手元グリップ５には、「動作モード」と「停止モード」を設定できる操作手段８が設けられている。

操作手段８での設定は、制御手段としてマイクロコンピュータ２０に入力され、マイクロコンピュータ２０は、操作手段８で設定されたモードが「動作モード」であれば、電動送風機駆動手段３１を位相制御して予め設定した供給電力となるよう、電動送風機２へ電力供給を行い、吸引風を発生させ、「停止モード」であれば、電動送風機２への電力供給を停止する。

また、本体１に電源が投入され、操作手段８が操作されていない初期状態では、「停止モード」となっている。電動送風機駆動手段３１は、交流電源によって電動送風機２等の負荷を制御する場合、双方向性サイリスタ等を使用するのが一般的である。１１は、商用電源３０へと接続され、本体１へ電源を供給する電源プラグである。

ここで、制御手段は、マイクロコンピュータ２０で構成され、また、後述する駆動制御手段としての機能も構成しており、制御手段と駆動制御手段を、以下、マイクロコンピュータ２０という。

本体１には、移動の為に、底部前方（ホース４取付け側）に一輪のキャスタ９、後方には２つの走行ローラ１０を配置している。走行ローラ１０は、駆動モータ１４によって駆動され減速手段１３を通じて、前方方向（ホース４取付け側）に回転する構成としている。

走行ローラ１０には、駆動回路１９からの供給電力で駆動される駆動モータ１４と、駆動モータ１４の回転出力を減速して駆動軸１５を回転駆動する減速手段１３と、駆動軸１５の回転に合わせて回転して本体１を自走させる走行ローラ１０と同じく駆動軸１５の回転を検知して、回転数及び回転方向に応じたＡ相及びＢ相２つの信号（エンコーダ出力信号）を駆動制御手段としてのマイクロコンピュータ２０に出力する回転検知手段（以下「エンコーダ１２」という）を備えている。駆動回路１９、駆動モータ１４、駆動軸１５、減速手段１３で駆動手段を構成している。

ここで減速手段１３は、駆動モータ１４が停止している時には、駆動軸１５が回転（空転）自在になるようクラッチ機構１６が施されていて、駆動モータ１４が停止している時には、走行ローラ１０は手で簡単に回転可能である。

これは、駆動モータ１４が停止している時に、使用者が本体１を移動させる場合など、減速手段１３によって走行ローラ１０の自由な回転が阻害されて移動の妨げになること等を防止するためのものである。

マイクロコンピュータ２０は、操作手段８からの信号に応じて電動送風機駆動手段３１へ位相制御タイミング信号を出力する。電動送風機２は、電動送風機駆動手段３１から供給される商用電源３０を位相制御した電力で運転される。１８は、電源プラグ１１を介して、商用電源３０を整流・平滑して駆動手段１９へ直流電力を出力する直流電源であり、マイクロコンピュータ２０の電源としても供給される。

駆動回路１９には、マイクロコンピュータ２０からのＰＷＭタイミング信号に合わせて直流電源１８をＰＷＭ制御して駆動モータ１４へ供給電力を出力する。マイクロコンピュータ２０は、エンコーダ１２からのＡ相とＢ相から成るエンコーダ出力信号から走行ローラ１０の回転数と回転方向を検知可能で、本体１の移動速度・方向も検知可能となっている。

また、マイクロコンピュータ２０は、エンコーダ１２から入力される信号によって、本体１の使用者への追従を判定する追従判定部（図示せず）を有しており、このマイクロコンピュータ２０で構成される追従判定部とエンコーダ１２とで、追従検出手段を構成している。

以上のように構成された本実施の形態における電気掃除機について、以下その動作、作用を説明する。

使用者が掃除場所を移動しようとしてホース４を引張ると、本体１は引張り力を受けて少し前方方向に移動する。その移動によって本体１に配設してある走行ローラ１０が回転する。走行ローラ１０の回転は、駆動軸１５によってエンコーダ１２に伝えられ、エンコーダ１２は、図５に示すようなＡ相とＢ相２つの信号を出力する。Ａ相とＢ相の２つの信号は、走行ローラ１０の回転方向即ち本体１の前後の移動方向によって信号の位相のずれ方が異なる。その関係を表１に示す。

これはエンコーダと呼ばれる回転検知手段では極めて一般的な出力信号であるため詳細な説明は省略する。マイクロコンピュータ２０は、エンコーダ１２の出力信号から、本体１の移動方向は、前進か後進かを認識し、後進の場合は何もせず、前進の場合は、使用者が、ホース４を引っ張って、本体１を移動させようとしていると判断し、本体１の使用者への追従を開始するよう、駆動回路１９にＰＷＭタイミング信号を出力する。

後進の場合に駆動回路１９で駆動モータ１４を駆動しない理由は、使用者が本体１を掃除中に足などを使って後方へ押しやった時等を想定したもので、その時に、本体１を後方へ自走させることはかえって使用感を損ねるものであるとの研究結果に基づいた制御であり、エンコーダ１２のＡ相とＢ相２つの信号を検知することで実現できる制御であることは言うまでも無い。

駆動回路１９は、マイクロコンピュータ２０から出力されるＰＷＭタイミング信号に応じて直流電源１８からの電力を駆動モータ１４へ供給出力する。駆動モータ１４が回転を始めると、減速手段１３のクラッチ機構１６が駆動軸１５に連結して駆動モータ１４の回転力が走行ローラ１０に伝達され本体１が自走する。このようにして本体１が自走開始することで、以降の使用者の引張り力が低減される。

自走は、マイクロコンピュータ２０内で予め設定した所定距離を走行すると、一旦、終了するように制御している。

エンコーダ１２が一回転する間に出力されるＡ相のパルス数をＰＡ、Ｂ相のパルス数をＰＢとすると、エンコーダ１２が一回転する間に、マイクロコンピュータ２０に入力されるパルス数Ｐは、ＰＡ＋ＰＢとなり、エンコーダ１２は、走行ローラ１０と同じ駆動軸１５に設置している事から、エンコーダ１２の１回転と走行ローラ１０の１回転は同期するので、走行ローラ１０の半径をｒとすると、単位距離当たりのパルス数Ｐｓは、
Ｐｓ＝（ＰＡ＋ＰＢ）／（２・π・ｒ）（式１）
となり、目標となる所定距離をＬとすると、所定距離に対応したパルス数Ｐｌは、
Ｐｌ＝Ｌ × Ｐｓ（式２）
となる。

マイクロコンピュータ２０は、エンコーダ１２からの入力信号により、追従判定部としての機能により、追従を検出し、駆動回路１９にＰＷＭタイミング信号を出力して、駆動モータ１４の駆動を開始したタイミングを始点として、エンコーダ１２から入力されるパルスをカウントし、カウントするパルス数が、Ｐｌとなると、本体１が、所定距離を移動したと判断して、駆動回路１９へのＰＷＭタイミング信号の出力を停止し、駆動モータ１４による走行ローラ１０の回転を停止する。

マイクロコンピュータ２０は、この移動距離に対応したパルス数に対して、「動作モード」時に本体１を移動させる所定距離である第１の距離であるＬ１と、「停止モード」時に本体１を移動させる所定距離である第２の距離であるＬ２とを、判定値として有しており、
Ｌ１＜Ｌ２（式３）
となるように有している。

また、マイクロコンピュータ２０は、Ｌ１、もしくは、Ｌ２の移動を行った後の、本体１の慣性による走行期間中の距離の間は、禁止期間として、この期間中に追従判定部が、本体１が引っ張られていると判断しても、駆動回路１９による駆動モータ１４への出力をオフにし、走行させないようにしており、その判定値として、Ｌ１に対応する第１の禁止期間Ｄ１と、Ｌ２に対する第２の禁止期間Ｄ２を、
Ｄ１＞Ｄ２（式４）
の関係となるよう、有している。

ところで、通常、使用者が清掃を開始する時は、電源プラグ１１を商用電源３０に接続した後、ホース４の手元グリップ５を持って、本体１を引っ張りながら、清掃をしたい場所へ移動する。この時、無駄な電力を消費しないように、電動送風機２への電力供給を行わない、つまり、「停止モード」での移動を行う。この時の、使用者が移動する目的は、清掃をしたい場所へ到達することであるので、出来るだけ早く到達するよう、単位時間当たりの移動距離は長くなる。

清掃したい場所へ到達すると、「動作モード」に設定し、清掃を開始するが、この時の目的は、清掃したい場所をきれいにする事であるので、清掃を行う箇所を変えるとしても、清掃を行いながらの移動となり、清掃を開始する前と比較して、単位時間当たりの移動距離は短くなる。

通常、使用者が清掃の動作を行う場合は、ホース４の手元グリップ５を持って、吸込み具７を前後方向に往復するように操作するため、その操作による力が、一時的にホース４を介して本体１に伝達し、走行ローラ１０が微小な回転をしてしまうと、その回転により、エンコーダ１２からパルスが出力され、マイクロコンピュータ２０が、追従の判断を行い、使用者が意図していないにも関わらず、追従を開始し、一時的に自走を行ってしまう。

マイクロコンピュータ２０は、「動作モード」時と、「停止モード」時で、それぞれ、Ｌ１とＤ１、Ｌ２とＤ２という判定値を有しており、「停止モード」において、使用者が、本体１を清掃したい場所に移動させるために、比較的長い距離を移動させようと本体１を引っ張ると、回転ローラ１０と同じ駆動軸１５に取り付けられたエンコーダ１２も回り、パルスが出力され、図６に示すように、マイクロコンピュータ２０の追従判定部は、安定して追従有りと判定する期間が続く。

Ｌ２は、比較的長く、Ｄ２は、比較的短く設定しており、図６中のａで示す期間においては、マイクロコンピュータ２０は、まず、Ｌ２の距離を移動するよう、駆動回路１９を制御し、その後、ｂで示す期間である、禁止期間Ｄ２となるが、Ｄ２を比較的短く設定しており、また、この間は、本体１の慣性によって、移動を継続出来る期間である。

ｂで示す禁止期間Ｄ２が終了すると、ｃで示す期間となるが、この時、追従判定部は、継続して追従有りとなっているので、再び、Ｌ２の間、駆動モータ１４を動作させるよう、駆動回路１９に出力する。

ｄの区間では、ｃと同様に、慣性で移動しているが、この期間中に、追従判定部による判定結果が、追従無しになっており、つまり、本体１が引っ張られない所まで、使用者に近づき、追従をしたので、移動を終了することができ、「停止モード」においては、使用者が移動しようとする動作に対して、精度良く追従する事が出来る。

次に、「動作モード」時であるが、使用者が「動作モード」において清掃動作中、その動作が、一時的にホース４を介して本体１に伝達し、マイクロコンピュータ２０の追従判定部が、図７に示すように、一時的に追従有りという判断になると、図７中ｅの期間では、Ｌ１の距離を移動する。

Ｌ１とＤ１は、Ｌ２とＤ２に対して、式３と式４の関係を持ちながら、Ｌ１は、比較的短く、Ｄ１は比較的長く設定している。Ｌ１を短く設定する事によって、ｅの期間で本体１が一時的に移動してしまっても、移動距離を抑える事が出来る。また、ｆの期間は、マイクロコンピュータ２０の制御による本体１の移動走行を終了し、慣性で移動してしまっているため、追従有りという判断になっているが、この期間は、禁止期間Ｄ１となっているので、マイクロコンピュータ２０は、駆動モータ１４をオフするよう、駆動回路１９に出力させる。これによって、清掃動作によって、意図しない引っ張り力が本体１に伝達し、一時的に自走したとしても、その移動距離を最小限に押さえ込む事が出来る。

しかし、清掃動作中に、意図して本体１を移動させようとした時、使用者の移動は、清掃しながらの移動となり、上述したように「停止モード」時より単位時間当たりの移動距離が短くなるので、使用者に追従するための本体１の移動は、Ｌ１の距離の自走と、それによる慣性での移動でも、十分追従性を確保することが出来る。

以上のように、本実施の形態においては、本体１の使用者への追従を、エンコーダ１２と駆動手段により、本体１の移動距離と禁止期間（距離）を制御して行う事により、使用者の移動距離に合わせて走行する高い追従性を実現できると共に、「動作モード」時の移動距離と「停止モード」時の移動距離を、「動作モード」時の移動距離が短くなるようにした事によって、使用者が移動する際の操作性を向上しながら、追従の精度を向上する事が出来る。

更に、「動作モード」時の駆動回路１９による駆動モータ１４へのオン出力後の禁止期間と「停止モード」時の禁止期間を、「動作モード」時の禁止期間が長くなるようにした事によって、追従の精度を更に向上する事が出来る。

また、エンコーダ１２のパルスにより、本体１の使用者への追従を検出する構成とする事により、専用の追従検出手段を設けることなく、簡単な構成で実現することが出来る。

尚、本実施の形態においては、所定距離をエンコーダ１２の出力で、判別して駆動手段を制御する構成としたが、本体１が自走する時の走行速度が分かれば、もしくは、予め設定できれば、時間で所定距離を設定できる事は言うまでもない。

（実施の形態２）
図８は、本発明の第２の実施の形態における電気掃除機の引張力検出手段の構成図、図９は、同電気掃除機の回路構成ブロック図である。なお上記第１の実施の形態における電気掃除機と同一部分については、同一符号を付してその説明を省略する。

本発明の第２の実施の形態について、図８、図９を参照しながら説明する。

本実施の形態において、上記実施の形態１と異なるのは、追従検出手段として、図８に示すように、ホース４の引っ張り力を検出する引張力検出手段を設けた点と、マイクロコンピュータ２０内で、時間を計時する計時手段（図示せず）を構成し、駆動回路１９による駆動モータ１４へのオン出力後の禁止期間を、マイクロコンピュータ２０が計時する時間と、予め設定した時間の比較により制御する構成とした点である。

図８に、引張力検出手段の構成図を示すが、本体１のホース接続部２４は、下方向（床面側）が可動式で、コイルバネ２５によって、本体１に付勢されており、ホース４が引っ張られると、ホース接続部２４が引っ張られコイルバネ２５が収縮する。この時、コイルバネ２５の付勢力によって引張力検出スイッチ２６をオンするように押さえていたホース接続部２４の一部が、引張力検出スイッチ２６から離れることで、引張力検出スイッチ２６がオフする。そして、ホース４の引張力がなくなると、ホース接続部２４は、本体１に付勢しているコイルバネ２５によって、元の位置に戻り、再び、引張力検出スイッチ２６をオンする。

図９において、引張力検出スイッチ２６の信号は、マイクロコンピュータ２０に入力され、マイクロコンピュータ２０は、引張力検出スイッチ２６がオフした事を検出して、所定の距離走行するよう、駆動回路１９へオン出力を行う。引張力検出スイッチ２６がオフした時点を、追従検出有りとなったタイミングとすると、第１の距離と第２の距離を走行させる制御は、実施の形態１と同様である。

マイクロコンピュータ２０は、「動作モード」で本体１を移動させる距離Ｌ１に対しての禁止時間Ｔ１と、「停止モード」で本体１を移動させる距離Ｌ２に対しての禁止時間Ｔ２とを予め設定されており、
Ｔ１＞Ｔ２（式５）
の関係を有している。

例えば、「動作モード」であれば、マイクロコンピュータ２０は、引張力検出スイッチ２６がオフした事を検出して駆動回路１９へオン信号を出力し、エンコーダ１２から入力されるパルスが距離Ｌ１相当となって、駆動回路１９へのオン出力をオフに切り換えるタイミングから、計時を開始する。計時される時間が禁止時間Ｔ１に到達していなければ、引張力検出スイッチ２６がオフしていても、駆動回路１９への出力はオフのままとし、禁止時間Ｔ１経過以降に、引張力検出スイッチ２６がオフしていれば、再び、距離Ｌ１を走行させるよう駆動回路１９へオン出力する。「停止モード」でも、距離Ｌ２と禁止時間Ｔ２について、同様に、制御を行う。

今、清掃を行う床面が絨毯等の負荷の重い床面とすると、駆動モータ１４で本体１を移動させるのに、比較的大きな駆動トルクが必要となり、マイクロコンピュータ２０による駆動回路１９へのオン出力が、同一のＰＷＭ出力である場合、負荷の軽い床面と比較して、走行時の速度が遅くなる可能性があり、また、駆動回路１９への出力オフ後の慣性によって本体１が移動する距離も短くなってしまう。

禁止期間を距離で設定する場合、使用者との距離を制御出来るというメリットがあるが、負荷の重い床面や、床面の凹凸形状等、床面の状況によって、慣性の移動では、禁止期間を設定している距離に到達できない場合が考えられる。

禁止期間を、時間Ｔ１とＴ２で設定することにより、上記のような場合でも、引張力検出スイッチ２６がオフしていれば、慣性で移動できない状況でも、再度、駆動モータ１４によって自走を行うので、床面の状況にかかわらず、追従性を向上する事が出来る。

また、（式５）に示す関係を持って、Ｔ１を比較的長く、Ｔ２を比較的短く設定することによって、清掃前の移動では、速い使用者の移動にスムーズに追従し、清掃中は、清掃動作による本体１の接触を抑えながら追従できる高い操作性を実現する事が出来る。

以上のように本発明に係る電気掃除機は、掃除中の疲労感を低減する高付加価値・高機能な電気掃除機や、更には使用者の移動に合わせて追従する機器にも有用な技術であり、清掃機能として、電動送風機による吸引機能に限定せず、電動駆動式の回転ブラシによる掻き上げ機能を有する機器にも応用できる技術である。また、二次電池を搭載して自走する機能を有する機器にも有用な技術である。

本発明の実施の形態１における電気掃除機の外観側面図同電気掃除機の側面断面図同電気掃除機の上面断面図同電気掃除機の回路構成ブロック図同電気掃除機のエンコーダ出力信号波形図同電気掃除機の追従検出判断と駆動回路出力の関係説明図同電気掃除機の追従検出判断と駆動回路出力の関係説明図本発明実施の形態２における電気掃除機の引張力検出手段の構成図同電気掃除機の回路構成ブロック図

符号の説明

２電動送風機
３集塵部
１０走行ローラ
１２エンコーダ（回転検知手段、追従検出手段）
１３減速手段（駆動手段）
１４駆動モータ（駆動手段）
１５駆動軸（駆動手段）
１９駆動回路（駆動手段）
２０マイクロコンピュータ（制御手段、駆動制御手段）
２６引張力検出スイッチ

Claims

吸引風を発生する電動送風機と塵埃を集塵する集塵部を備えた本体と、前記電動送風機へ電力供給を行う動作モードと電力供給を行わない停止モードを有し、前記電動送風機への供給電力を制御する制御手段と、本体を移動させる回転可能な走行ローラと、前記走行ローラを駆動する駆動手段と、前記走行ローラの回転方向及び／又は回転数を検知する回転検知手段と、前記回転検知手段からの信号に応じて前記駆動手段を制御して、前記走行ローラによる前記本体の移動距離を制御する駆動制御手段と、前記本体の使用者への追従の開始を検出する追従検出手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記回転検知手段の出力により前記本体の移動距離を判別すると共に、前記追従検出手段からの出力により、前記駆動手段の駆動を開始し、前記動作モードと前記停止モードとで、前記本体の移動距離を異なる距離で制御する電気掃除機。
追従検出手段を、回転検知手段で構成した請求項１に記載の電気掃除機。
駆動制御手段は、停止モードで本体を移動させる第２の距離を、動作モードで前記本体を移動させる第１の距離より長くなるよう制御する請求項１または２に記載の電気掃除機。
駆動制御手段は、駆動手段で本体を所定の距離移動させた後、追従検出手段の出力による前記本体の移動を行わない禁止期間を経た後に、再度、前記追従検知手段の出力による前記駆動手段の駆動判断を行う構成を有し、停止モードでの第２の禁止期間を、動作モードでの第１の禁止期間より短くなるよう制御する請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気掃除機。
禁止期間を距離で設定する請求項４に記載の電気掃除機。
計時手段を備え、禁止期間を前記計時手段が計時する時間で設定する請求項４に記載の電気掃除機。