JP2009240515A - Vacuum cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、手元操作管の姿勢によって電動送風機の運転出力が制御される電気掃除機に関する。 The present invention relates to a vacuum cleaner in which the operation output of an electric blower is controlled by the attitude of a hand control tube.
掃除機本体内に設けられた圧力センサや電流センサなどの検出手段によって、電動送風機に吸い込まれる空気の圧力を測定して電動送風機の運転出力を制御する電気掃除機が知られている。 2. Description of the Related Art There is known an electric vacuum cleaner that controls the operation output of an electric blower by measuring the pressure of air sucked into the electric blower by a detection unit such as a pressure sensor or a current sensor provided in the cleaner body.
また、集塵部に蓄積された塵埃の量を測定して電動送風機の運転出力を制御する電気掃除機が知られている。 There is also known a vacuum cleaner that measures the amount of dust accumulated in the dust collecting unit and controls the operation output of the electric blower.
さらに、特許文献1に記載の電気掃除機では、手元操作管に設けられた運転モード切替スイッチによって電動送風機の運転出力を制御する。
従来の電気掃除機では、被掃除面や被掃除場所として略水平な床面や天井面および略垂直な壁面のうち、いずれの向きの被掃除面や被掃除物を掃除中であるかを判別できない。 With conventional vacuum cleaners, it is possible to determine which direction of the surface to be cleaned and the object to be cleaned is being cleaned, which is the surface to be cleaned and the place to be cleaned, such as a substantially horizontal floor surface, ceiling surface, or substantially vertical wall surface. Can not.
そこで、従来の電気掃除機の使用者は、自己の判断で手元操作管に設けられた運転モード切替スイッチを操作して、電動送風機の出力を被掃除面および被掃除物に適した運転出力に制御しなければならない。 Therefore, the user of the conventional vacuum cleaner operates the operation mode switch provided on the hand control tube at his / her own judgment, and the output of the electric blower is set to the operation output suitable for the surface to be cleaned and the object to be cleaned. Must be controlled.
本発明は、被清掃面および被掃除物の向きを判別して電動送風機の運転出力を調整可能な電気掃除機を提案する。 The present invention proposes a vacuum cleaner capable of adjusting the operation output of an electric blower by discriminating the direction of the surface to be cleaned and the object to be cleaned.
前記の課題を解決するため本発明では、電動送風機を収容する掃除機本体と、前記掃除機本体に集塵ホースを介して接続された手元操作管と、前記手元操作管に設けられ、所要の方向の加速度を検出する方向検出手段とを備え、前記方向検出手段によって前記手元操作管が横向きの姿勢または上向きの姿勢であれば前記電動送風機の運転出力を抑制することを特徴とする。 In order to solve the above problems, in the present invention, a vacuum cleaner body that houses an electric blower, a hand control pipe connected to the vacuum cleaner body via a dust collecting hose, and provided in the hand control pipe, Direction detection means for detecting the acceleration in the direction, and the operation detection of the electric blower is suppressed by the direction detection means when the hand control tube is in a lateral orientation or an upward orientation.
本発明は、被清掃面および被掃除物の向きを判別して電動送風機の運転出力を調整可能な電気掃除機を提案できる。 The present invention can propose a vacuum cleaner capable of adjusting the operation output of the electric blower by determining the direction of the surface to be cleaned and the direction of the object to be cleaned.
本発明に係る電気掃除機の実施形態について図1から図3を参照して説明する。 An embodiment of a vacuum cleaner according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
図1は、本発明に係る電気掃除機の外観を示した図である。 FIG. 1 is a view showing an appearance of a vacuum cleaner according to the present invention.
図1に示すように、本実施形態に係る電気掃除機1は、掃除機本体2と、掃除機本体2に設けられた接続口2aに一端が着脱自在に接続された集塵ホース3と、集塵ホース3の他端に一端が設けられた手元操作管4と、手元操作管4の他端に一端が着脱自在に接続された延長管5と、延長管5の他端に着脱自在に接続された吸込口体6とを備える。
As shown in FIG. 1, the
掃除機本体2は、その内部に収容され、接続口2aを介して吸込口体6に負圧を作用させる電動送風機7と、電動送風機7の生じた負圧によって空気とともに吸い込んだ塵埃を空気から分離して集塵する着脱可能な塵埃分離集塵ユニット(図示省略)と、この塵埃分離集塵ユニットに塵埃が捕集された空気を電動送風機7の排気風として掃除機本体2の外部に排気する本体排気口(図示省略)とを備える。
The vacuum cleaner
手元操作管4は、電気掃除機1の使用に際し、使用者が把持して電気掃除機1を操作する部分である。手元操作管4には、電気掃除機1の運転モードが入力される操作部4aと、方向検知手段10とが設けられる。操作部4aには電気掃除機1の運転を停止させる切スイッチ4bや、電気掃除機1の運転を開始させる起動スイッチ4cなどが設けられる。
The
方向検知手段10は、手元操作管4の所望の位置を原点Oとして手元操作管4に固定された座標系XYZにおける加速度を検出する。座標系XYZは、図1に示す姿勢を基本姿勢とし、手元操作管4を把持して吸込口体6を床面などの略水平な被掃除面上で前方に動かす際に手元操作管4が移動する水平方向を+X軸方向とし、手元操作管4が移動する水平面から上方に向かう法線方向を+Z軸方向とし、X軸とZ軸と直交する手元操作管4の左方向を+Y軸方向とする。方向検知手段10はZ軸方向の加速度を検出する。すなわち、方向検知手段10はZ軸方向の加速度を検出することによって手元操作管4の姿勢を測定する。
The direction detection means 10 detects the acceleration in the coordinate system XYZ fixed to the
なお、図1に示すように、+Z軸方向が鉛直上向の近くに位置するときの手元操作管4の基本姿勢を「下向きの姿勢」と呼び、+Z軸方向が水平面の近くに傾いたときの手元操作管4の姿勢を「横向きの姿勢」と呼び、+Z軸方向が鉛直下向の近くに傾いたとき手元操作管4の姿勢を「上向きの姿勢」と呼ぶ。
As shown in FIG. 1, the basic posture of the
手元操作管4が下向きの姿勢のときは、図1に示すように手元操作管4が基本姿勢にあり、電気掃除機1によって床面などの略水平な被清掃面を掃除中であると考えられ、また、手元操作管4が上向きの姿勢のときは、電気掃除機1によって天井面などの略水平な被清掃面を掃除中であると考えられ、さらに、手元操作管4が横向きの姿勢のときは、壁面などの略垂直な被掃除面を清掃中と考えられ、特にカーテンなどのやわらかい布状の被掃除物を掃除中と考えられる。
When the
図2は、本発明に係る電気掃除機のブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram of a vacuum cleaner according to the present invention.
図2に示すように、電気掃除機1は、スイッチング素子11を介して商用交流電源Eに接続された電動送風機7と、スイッチング素子11のゲート端子に接続された制御手段12と、商用交流電源Eの電圧を5V程度に降圧させて制御手段12を駆動させる電源回路13と、制御手段12に接続された操作手段14と、制御手段12に接続された方向検知手段10とを備える。
As shown in FIG. 2, the
スイッチング素子11と電動送風機7と制御手段12と電源回路13とは掃除機本体2に収容され、操作手段14と方向検知手段10とは手元操作管4に収容される。
The
スイッチング素子11は電力制御用に双方向サイリスタや逆阻止3端子サイリスタなどの素子が用いられる。スイッチング素子11には商用交流電源Eの半サイクルごとに0VからONするまでの時間、すなわち位相角をトリガーレベル値とするトリガー信号Stが与えられて、電動送風機7の運転出力が制御される。
The
操作手段14では電気掃除機1の使用者によって操作部4aから入力された操作に基づいて、操作内容に対応させた操作信号が制御手段12に出力される。具体的には、切スイッチ4bが操作されると電気掃除機1の停止信号Soffが出力される。また、起動スイッチ4cが操作されると電気掃除機1の起動信号Sonが出力される。
In the
方向検知手段10は、Z軸方向の加速度Azを検出して+Z軸方向と鉛直下向き方向との傾斜角度θzを制御手段12に出力する。例えば、傾斜角度θzの0°から180°の角度入力を0Vから5Vの電圧信号に変換して方向検知信号Sdとして制御手段12に出力する。なお、加速度Azは重力加速度のZ軸方向の加速度成分である。
The
制御手段12は操作手段14から出力された操作信号に応じたトリガーレベル値のトリガー信号Stをスイッチング素子11に出力する。このとき、制御手段12は方向検知手段10から出力された方向検知信号Sdが所定の場合にはトリガー信号Stを抑制しつつスイッチング素子11に出力する。トリガー信号Stのトリガーレベル値によってスイッチング素子11の位相角が制御され、スイッチング素子11を介して電動送風機7の運転出力が制御される。
The
具体的には、操作信号が起動信号Sonであれば、制御手段12は方向検知手段10から出力される方向検知信号Sdを取得する。ここで、1.25V≦方向検知信号Sd≦3.75Vのとき、すなわち方向検知手段10が検出したZ軸の傾斜角度θzが45°≦傾斜角度θz≦135°のときには、制御手段12はトリガー信号Stの位相角をトリガーレベル値bとする。他方、方向検知信号Sdが0V≦方向検知信号Sd<1.25Vまたは3.75V<方向検知信号Sd≦5Vのとき、すなわち方向検知手段10が検出したZ軸の傾斜角度θzが0°≦傾斜角度θz<45°または135°<傾斜角度θz≦180°のときには、制御手段12はトリガー信号Stの位相角をトリガーレベル値aとする。
Specifically, if the operation signal is the activation signal Son, the
なお、商用交流電源Eの周波数が50Hzのときは、0≦トリガーレベル値a50<トリガーレベル値b50<10.0msec、60Hzのときは、0≦トリガーレベル値a60<トリガーレベル値b60<8.33msecとなるようそれぞれのトリガーレベル値a、bが設定される。商用交流電源Eの周波数が50Hzと60Hzとではトリガーレベル値a50、…、b60に差をつけることで50Hzと60Hzとで等価動作となる。 When the frequency of the commercial AC power supply E is 50 Hz, 0 ≦ trigger level value a50 <trigger level value b50 <10.0 msec, and when 60 Hz, 0 ≦ trigger level value a60 <trigger level value b60 <8.33 msec. The trigger level values a and b are set so that When the frequency of the commercial AC power source E is 50 Hz and 60 Hz, an equivalent operation is achieved at 50 Hz and 60 Hz by making a difference between the trigger level values a50,.
すなわち、電気掃除機1は、手元操作管4が上向きの姿勢または下向きの姿勢に位置するときは、電動送風機7を通常の出力で運転し、他方、手元操作管4が横向きの姿勢に位置するときは、電動送風機7の運転出力を下げて抑制する。
That is, the
このような電動送風機7の運転開始時の制御は、例えば制御手段12を構成するマイクロコンピュータにおけるプログラムで行われる。
Such control at the start of operation of the
電気掃除機1は、起動スイッチ4cの操作入力に基づいて起動信号Sonが操作手段14から制御手段12に出力されると電気掃除機1の運転制御を開始する。
The
図3は、本発明に係る電気掃除機の運転制御のフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart of operation control of the vacuum cleaner according to the present invention.
図3に示すように、先ず、ステップS1では、電気掃除機1が商用交流電源Eに接続されて電源が投入されると、制御手段12は初期化を行う。
As shown in FIG. 3, first, in step S1, when the
ステップS2では、制御手段12は、操作手段14から操作信号を取得する。
In step S <b> 2, the
なお、操作信号とは、電気掃除機1の使用者が操作部4aで入力した操作内容に応じた停止信号Soffおよび起動信号Sonをいう。
In addition, an operation signal means the stop signal Soff and the starting signal Son according to the operation content which the user of the
ステップS3では、制御手段12は、操作手段14から取得した操作信号が起動信号Sonか否かを判断する。操作手段14から取得した操作信号が起動信号Sonの場合は、ステップS4に進む。操作手段14から取得した操作信号が起動信号Son以外の場合は、ステップS8に進む。操作手段14から取得した操作信号が起動信号Sonの場合とは、電気掃除機1の使用者が操作部4aの起動スイッチ4cを設定した場合であり、電動送風機7を運転する場合である。
In step S <b> 3, the
ステップS4では、制御手段12は、方向検知手段10から方向検知信号Sdを取得する。
In step S <b> 4, the
ステップS5では、制御手段12は、方向検知手段10が設けられた手元操作管4が横向きの姿勢か否かを判断する。手元操作管4が横向きの姿勢の場合は、ステップS6に進む。手元操作管4が横向きの姿勢以外の場合は、ステップS7に進む。
In step S5, the control means 12 determines whether or not the
具体的には、制御手段12は方向検知手段10から出力される方向検知信号Sdが1.25V≦方向検知信号Sd≦3.75Vのとき、すなわち方向検知手段10が検出したZ軸の傾斜角度θzが45°≦傾斜角度θz≦135°のときには、手元操作管4が横向きの姿勢であると判断する。他方、方向検知信号Sdが0V≦方向検知信号Sd<1.25Vまたは3.75V<方向検知信号Sd≦5Vのとき、すなわち方向検知手段10が検出したZ軸の傾斜角度θzが0°≦傾斜角度θz<45°または135°<傾斜角度θz≦180°のときには、手元操作管4が上向きの姿勢または下向きの姿勢であると判断する。
Specifically, the
ステップS6では、制御手段12は、トリガーレベル値bのトリガー信号Stをスイッチング素子11に出力する。したがって、スイッチング素子11はトリガーレベル値bで電動送風機7に電力を供給する。電動送風機7の運転出力は抑制され、ステップS3に戻る。
In step S <b> 6, the
ステップS7では、制御手段12は、トリガーレベル値aのトリガー信号Stをスイッチング素子11に出力する。したがって、スイッチング素子11はトリガーレベル値aで電動送風機7に電力を供給する。電動送風機7は、通常出力の運転の状態になり、ステップS3に戻る。
In step S <b> 7, the
ステップS8では、制御手段12は、スイッチング素子11に与えるトリガー信号Stを停止して、電動送風機7を停止して終了する。すなわち、電気掃除機1は停止する。
In step S8, the control means 12 stops the trigger signal St given to the switching
次に、本実施形態に係る電気掃除機1の掃除動作を説明する。
Next, the cleaning operation of the
先ず、電気掃除機1の使用者は、掃除機本体2の接続口2aに集塵ホース3と手元操作管4と延長管5と吸込口体6とを順次に接続する。
First, the user of the
次に、掃除機本体2から電源コード(図示省略)を引き出して商用電源を供給するコンセント(図示省略)に接続する。
Next, a power cord (not shown) is pulled out from the
次に、手元操作管4を把持して操作部4aの起動スイッチ4cを操作する。そうすると、電動送風機7は運転を開始する。電動送風機7は吸込開口(図示省略)から空気を吸い込み、掃除機本体2に収容された塵埃分離集塵ユニットには負圧が作用する。さらに掃除機本体2の接続口2aを介して集塵ホース3と手元操作管4と延長管5と吸込口体6とにも順次に負圧が作用する。
Next, the
次いで、使用者は手元操作管4を把持して床面などの略水平な被掃除面上で吸込口体6を前後に走行する。そうすると、被掃除面上に存する塵埃は空気とともに吸込口体6に吸い込まれる。
Next, the user grasps the
このとき、手元操作管4は下向きの姿勢をとり、方向検知手段10は0°≦傾斜角度θz<45°のZ軸の傾斜角度θzを検出する。すなわち、0V≦方向検知信号Sd<1.25Vの方向検知信号Sdが制御手段12に出力される。したがって、制御手段12はトリガーレベル値aのトリガー信号Stをスイッチング素子11に出力する。そうすると、電動送風機7は通常出力で運転される。
At this time, the
吸込口体6に吸い込まれた含塵空気は延長管5と手元操作管4と集塵ホース3とを順次に経て掃除機本体2に吸い込まれる。
The dust-containing air sucked into the
掃除機本体2に吸い込まれた含塵空気は、塵埃分離集塵ユニットによって塵埃と空気とに分離される。含塵空気から分離された塵埃は塵埃分離集塵ユニットに集塵され、塵埃が分離された空気は本体排気口を通って掃除機本体2から排気される。
The dust-containing air sucked into the
次いで、天井面などの略水平な被掃除面を掃除するときは、使用者は手元操作管4から延長管5と吸込口体6を取り外して、手元操作管4の先端を天井面などの略水平な被掃除面に向ける。そうすると、被掃除面に付着した塵埃は空気とともに手元操作管4の先端に吸い込まれる。
Next, when cleaning a substantially horizontal surface to be cleaned such as a ceiling surface, the user removes the
このとき、手元操作管4は上向きの姿勢をとり、方向検知手段10は135°<傾斜角度θz≦180°のZ軸の傾斜角度θzを検出する。すなわち、3.75V<方向検知信号Sd≦5Vの方向検知信号Sdが制御手段12に出力される。したがって、制御手段12はトリガーレベル値aのトリガー信号Stをスイッチング素子11に出力する。そうすると、電動送風機7は通常出力で運転される。
At this time, the
手元操作管4の先端に吸い込まれた含塵空気は集塵ホース3を経て掃除機本体2に吸い込まれる。
The dust-containing air sucked into the tip of the
掃除機本体2に吸い込まれた含塵空気は、塵埃分離集塵ユニットによって塵埃と空気とに分離される。含塵空気から分離された塵埃は塵埃分離集塵ユニットに集塵され、塵埃が分離された空気は本体排気口を通って掃除機本体2から排気される。
The dust-containing air sucked into the
次いで、壁面などの略垂直な被掃除面、特に特にカーテンなどの略垂直なやわらかい布状の被掃除物を掃除する場合を示す。 Next, a case where a substantially vertical surface to be cleaned such as a wall surface, in particular, a substantially vertical soft cloth-like object to be cleaned such as a curtain will be shown.
図4は、本発明に係る電気掃除機を用いて略垂直な被掃除物を掃除する状態を部分的に示す図である。 FIG. 4 is a view partially showing a state in which a substantially vertical object to be cleaned is cleaned using the electric vacuum cleaner according to the present invention.
図4に示すように、壁面などの略垂直な被掃除面、特にカーテンなどの略垂直なやわらかい布状の被掃除物Cを掃除するときは、使用者はブラシなどを設けた手元操作管4の先端をカーテンなどの略垂直な被掃除物Cに向ける。そうすると、被掃除物Cに付着した塵埃は空気とともに手元操作管4の先端に吸い込まれる。
As shown in FIG. 4, when cleaning a substantially vertical surface to be cleaned such as a wall surface, particularly a substantially vertical soft cloth-like object C to be cleaned such as a curtain, the user has a
このとき、手元操作管4は横向きの姿勢をとり、方向検知手段10は45°≦傾斜角度θz≦135°のZ軸の傾斜角度θzを検出する。すなわち、1.25V≦方向検知信号Sd≦3.75Vの方向検知信号Sdが制御手段12に出力される。したがって、制御手段12はトリガーレベル値bのトリガー信号Stをスイッチング素子11に出力する。そうすると、電動送風機7は運転出力を抑制される。
At this time, the
手元操作管4の先端に吸い込まれた含塵空気は集塵ホース3を経て掃除機本体2に吸い込まれる。
The dust-containing air sucked into the tip of the
掃除機本体2に吸い込まれた含塵空気は、塵埃分離集塵ユニットによって塵埃と空気とに分離される。含塵空気から分離された塵埃は塵埃分離集塵ユニットに集塵され、塵埃が分離された空気は本体排気口を通って掃除機本体2から排気される。
The dust-containing air sucked into the
被清掃面の掃除が終わると、使用者は手元操作管4の切スイッチ4bを操作する。そうすると、電動送風機7は運転を停止する。
When the cleaning of the surface to be cleaned is finished, the user operates the
なお、方向検知手段10によって検出されるZ軸の傾斜角度θzが、0°≦傾斜角度θz<45°のときは手元操作管4が下向きの姿勢であり、45°≦傾斜角度θz≦135°のときは手元操作管4が横向きの姿勢であり、135°<傾斜角度θz≦180°のときは手元操作管4が上向きの姿勢であるとしたが、それぞれの方向の閾値はこの条件に限られるものではない。
When the tilt angle θz of the Z axis detected by the direction detection means 10 is 0 ° ≦ tilt angle θz <45 °, the
また、手元操作管4が上向きの姿勢の時にも電動送風機7の運転出力を抑制してもよい。
Further, the operation output of the
本実施形態に係る電気掃除機1によれば、手元操作管4に設けられた方向検知手段によって被掃除面や被掃除物として略水平な床面や天井面および略垂直な壁面のうち、いずれの向きの被掃除面や被掃除物を掃除中であるかを判別できる。また、電気掃除機1の使用者は、自己の判断で電動送風機7の運転出力を被掃除面および被掃除物に適した出力に制御する必要はない。特に天井面や壁面にカーテンなどのやわらかい布状の被掃除物が存する場合に、被掃除物を吸い込むことがなく、掃除が困難になることがない。
According to the
したがって、本実施形態に係る電気掃除機1によれば、被清掃面および被掃除物の向きを判別して電動送風機7の運転出力を調整できる。
Therefore, according to the
1 電気掃除機
2 掃除機本体
2a 接続口
3 集塵ホース
4 手元操作管
4a 操作部
4b 切スイッチ
4c 起動スイッチ
5 延長管
6 吸込口体
7 電動送風機
10 方向検知手段
11 スイッチング素子
12 制御手段
13 電源回路
14 操作手段
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記掃除機本体に集塵ホースを介して接続された手元操作管と、
前記手元操作管に設けられ、所要の方向の加速度を検出する方向検出手段とを備え、
前記方向検出手段によって前記手元操作管が横向きの姿勢または上向きの姿勢であれば前記電動送風機の運転出力を抑制することを特徴とする電気掃除機。 A vacuum cleaner body that houses an electric blower;
A hand control tube connected to the vacuum cleaner body via a dust collecting hose;
A direction detecting means provided on the hand control tube for detecting acceleration in a required direction;
A vacuum cleaner characterized in that the operation output of the electric blower is suppressed by the direction detection means when the hand control tube is in a horizontal posture or an upward posture.
前記手元操作管が下向きの姿勢をとったときの鉛直方向の加速度を検出して前記手元操作管の姿勢を測定することを特徴とする請求項1に記載の電気掃除機。 The direction detecting means includes
The vacuum cleaner according to claim 1, wherein the posture of the hand operating tube is measured by detecting a vertical acceleration when the hand operating tube takes a downward posture.
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