JP2010075612A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】実掃除状態に無い場合に強制停止する電気掃除機において、省電力および静音化を図りつつ、掃除のし残し箇所を作らないように使用者の実感にあった強制停止から運転への復帰を行う使い勝手の良い電気掃除機を提供すること。
【解決手段】吸込み具が被掃除面に接地しているか否かを検知する接地検知手段１３を備え、吸込み具が被掃除面から離れたことを制御手段２が検知したとき、駆動手段３１を制御して電動送風機２を強制停止させる電気掃除機において、吸込み具が接地した後、制御手段３０が着床と判断するまでの期間、電動送風機２を低入力で運転させるもので、制御手段３０は、吸込み具が着床と判断する規定時間内は、電動送風機２を低入力で運転させることで、掃除のし残し箇所を無くし、使用者の実感に合致した、強制停止から運転への復帰を実現する電気掃除機を、提供できるようになる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力消費を低減できる電気掃除機に関するものである。

従来、この種の電気掃除機としては、電気掃除機本体に電動送風機を備え、この電気掃除機本体にホースなどを介して、電動送風機により発生する吸気により塵埃を吸い込む吸込み具を接続し、この吸込み具には回転ブラシおよびこの回転ブラシを回転駆動する電動機が設けられるとともに、電気掃除機本体から吸込み具の電動機へは電源供給線が設けられ、この電源供給線にはスイッチを有し、吸込み具が被掃除面に接地されているか否かを検知する接地検知手段を備えている。そして、スイッチが閉成されて接地検知手段で吸込み具が被掃除面に接地されている状態であると電動機が駆動され、スイッチが開成されて接地検知手段で吸込口体が被掃除面に接地されていない状態であると、吸込み具の電動機が停止する。

また、接地検知手段で吸込み具が被掃除面に接地されていない状態を検知すると電動機が停止するのみならず、省電力および静音化のために、電動送風機の入力を低下あるいは停止させるものもある（例えば、特許文献１、２、３参照）。
特開平１−１９８５１９号公報 特開２００２−３６９７７７号公報 特開２００７−５４１４６号公報

しかしながら、前記従来の構成では、強制停止した状態から復帰するタイミングが、使用者の感覚と合っていないことが分かってきた。着床を検知して電動送風機の入力を復帰させるまでに、概ね１〜３秒の時間を要しており、使用者の実感とずれていることが分かってきた。例えば、使用者が掃除をしようと吸込み具を掃除面に接地させてすぐに掃除動作を行った際には、一往復ないし半往復の間、電動送風機が停止しているので、被掃除面の塵埃を吸引していないことになる。使用者の気づきがあれば、もう一度掃除が行われるが、気づきがなければ掃除が出来ていない箇所を作るという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、電動送風機の運転を自動停止して省電力および静音を図りつつ、使用者の実感にあった停止状態から運転状態への復帰を行う使い勝手の良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、前記電動送風機を駆動する駆動手段と、吸引した塵埃を検知する塵埃検知手段と、前記電動送風機への電力供給量を加減する制御手段と、前記電動送風機が発生させる吸引風によって被掃除面から塵埃を吸引する吸込み具と、前記吸込み具が被掃除面に接地しているか否かを検知する接地検知手段とを備え、前記制御手段が、前記吸込み具が被掃除面から離れたことを検知したとき、前記駆動手段を制御して前記電動送風機を強制停止させる電気掃除機において、前記吸込み具が接地した後、前記制御手段が着床と判断するまでの期間、前記塵埃検知手段が作動するのに必要な吸引力が発生するように、前記電動送風機を低入力で運転させるようにした。

これによって、使用者が掃除をしようと吸込み具を掃除面に接地させてすぐに掃除動作を行った時には、接地した時点で、塵埃検知手段が作動するのに必要な吸引力が発生するように電動送風機を低入力で運転させるので、使用者の実感とずれが生じない。またこの時、制御手段が、塵埃検知手段よりの塵埃検知を受ければ、即座に、電動送風機を強制停止前の入力に復帰させることで、掃除のし残し箇所を作らないようにすることができるため、省電力および静音化を図りつつ使用者の実感にあった停止状態から運転状態への復帰を行う使い勝手の良い電気掃除機とすることができる。

本発明の電気掃除機は、運転中に放置された場合等の吸込み具が被掃除面から浮いている状態の時には、電動送風機の運転を自動停止して省電力および静音化が図れると共に、使用者の実感にあった停止状態から運転状態への復帰ができる使い勝手の良い電気掃除機を提供できる。

第１の発明は、吸引風を発生する電動送風機と、前記電動送風機を駆動する駆動手段と、吸引した塵埃を検知する塵埃検知手段と、前記電動送風機への電力供給量を加減する制御手段と、前記電動送風機が発生させる吸引風によって被掃除面から塵埃を吸引する吸込み具と、前記吸込み具が被掃除面に接地しているか否かを検知する接地検知手段とを備え、前記制御手段が、前記吸込み具が被掃除面から離れたことを検知した時、前記駆動手段を制御して前記電動送風機を強制停止させる電気掃除機において、前記吸込み具が接地した後、前記制御手段が着床と判断するまでの期間、前記塵埃検知手段が作動するのに必要な吸引力が発生するように、前記電動送風機を低入力で運転させる。

これにより、使用者が掃除場所を変えるため、吸込み具を持上げて次の掃除場所まで移動する時、制御手段は接地検知手段の出力情報から吸込み具が被掃除面に接地していないことを検知して電動送風機を強制停止するよう制御する。次に、使用者が移動を終えて掃除を開始しようと吸込み具を、被掃除面に接地させると、制御手段は接地検知手段から接地の情報を受け、即座に電動送風機を塵埃検知手段が作動するのに必要な吸引力が発生するようかつ省電力を図った低入力で運転する。そして、制御手段は、接地検知手段から接地の情報を規定時間検知したら、吸込み具の着床と判断して、電動送風機を強制停止する前の入力に復帰させる。また、制御手段は、吸込み具の着床と判断する規定時間の間に、塵埃検知手段から塵埃検知の情報を受けた場合は、即座に電動送風機を強制停止する前の入力まで復帰させることで、塵埃の取り残しをなくす。このように省電力および静音化を図りつつ使用者の実感にあった停止状態から運転状態への復帰を行う使い勝手の良い電気掃除機とすることができる。

第２の発明は、第１の発明の吸込み具は、塵埃をかきあげるための回転ブラシと、前記回転ブラシを回転させる電動機と、前記電動機を駆動する電動機駆動手段とを具備し、制御手段は前記電動機駆動手段に信号を送信して前記電動機への電力供給量を制御すると共に、前記吸込み具が被掃除面から離れたことを制御手段が検知したとき、前記電動機駆動手段を制御して前記電動機を強制停止させる電気掃除機において、前記吸込み具が接地した後、着床と判断するまでの期間、前記回転ブラシを低回転で回転させるものである。

使用者が掃除場所を変えるため、吸込み具を持上げて次の掃除場所まで移動する時、制御手段は接地検知手段の出力情報から吸込み具が被掃除面に接地していないことを検知して電動送風機および回転ブラシを強制停止するよう制御する。次に、使用者が移動を終えて掃除を開始しようと吸込み具を、被掃除面に接地させると、制御手段は接地検知手段から接地の情報を受け、即座に電動送風機を塵埃検知手段が作動するのに必要な吸引力が発生するようかつ省電力を図った低入力で運転するとともに、回転ブラシを低回転で回す。このように、電動送風機を低回転で運転させている時に、回転ブラシも低回転で回すことで、被掃除面の塵埃をかきあげる効果があるので、塵埃検知手段が塵埃をより検知しやすくなるため、省電力および静音化を図りつつ使用者の実感にあった停止状態から運転状態への復帰を行う使い勝手の良い電気掃除機とすることができる。

第３の発明は、第１または第２の発明の吸込み具が接地した後、前記制御手段が着床と判断するまでの期間において、塵埃検知手段が、塵埃を吸引したことを検知したときは、電動送風機の入力または回転ブラシの回転数を、強制停止する前の状態に戻すもので、これにより、制御手段は、吸込み具の着床と判断する規定時間の間に、塵埃検知手段から塵埃検知の情報を受けた場合は、即座に電動送風機と回転ブラシを強制停止する前の入力および回転数まで復帰させることで、塵埃の取り残しをなくすことができる。

第４の発明は、第１または第２の発明の制御手段が、着床と判断したとき、電動送風機の入力または回転ブラシの回転数を、強制停止する前の状態に戻すもので、これにより、制御手段は、接地検知手段から接地の情報を規定時間検知したら、吸込み具の着床と判断して、電動送風機または回転ブラシを強制停止する前の入力および回転数に戻すもので、素早い復帰が実現できる。

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の実施の形態を、図１〜図３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制御ブロック図、図２は同、電気掃除機の外観斜視図を示すものである。

図２において、掃除機本体（以下、「本体」と称す）１は吸引風を発する電動送風機２を内蔵し、当該吸引風に含まれる塵埃を捕集する集塵室３を設けてある。本体１には着脱自在に接続したホース４があり、このホース４の手元には操作手段５があり、各種の動作モード（例えば「強」・「中」・「弱」・「切」等の吸込み力）を選択できるようになっている。操作手段５があるホース４の先端部には、着脱自在に接続した延長管６があり、更に延長管６の先端には被掃除面に接触して塵埃を吸引可能な吸込み具７が同じく着脱自在に接続されている。吸込み具７は、電動機１０と、電動機１０の回転力をベルト１１を介して回転駆動されて被掃除面の塵埃をかきあげる効果を奏する回転ブラシ１２を内蔵している。また、ホース４には、赤外発光ダイオード２０（以下、発光部と称す）とフォトトランジスタ２１（以下、受光部と称す）で構成された塵埃検知手段２２が収納されている。ホース４内（吸引経路内）の発光部２０と受光部２１の間を塵埃が通過することで受光部２１の受光量が変化するので、塵埃を検知できるのである。

図１は、この電気掃除機の制御ブロック図で、３１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。３２は回転ブラシ１２をベルト１１を介して回転駆動する電動機１０を位相制御するための電動機駆動手段である。１３は吸込み具７が、被掃除面に接地しているか否かを検知する接地検知手段である。３０はマイクロコンピュータなどで構成される制御手段である。制御手段３０は、操作手段５のスイッチ操作情報を取り込み、その情報を基に、電動機駆動手段３２および駆動手段３１へ位相制御ための点弧パルスを出力し制御を行っている。４０は、電気掃除機に電力を供給する商用電源である。

以上のように構成された電気掃除機について、以下その動作、作用を説明する。

まず、制御手段３０が接地検知手段１３の出力情報から吸込み具７が被掃除面に接地していないこと（スイッチ開状態）を検知すると電動送風機２を強制停止するよう制御する動作について簡単に説明する。

図２のように全ての構成要素を接続された電気掃除機において、使用者が操作手段５を操作すると制御手段３０はその操作情報信号から例えば強運転モードに操作されたことを検知すると、電動送風機２への供給電力が最大となるように駆動手段３１へ制御信号を出力すると共に電動機１０も駆動するために電動機駆動手段３２に所定の駆動信号を出力する。この時の制御状態を、図３（ａ）の制御のタイミングチャートで示す。

Ｔａ０時点では、制御手段３０は、接地検知手段１３より接地有りの情報を確定しており、電動送風機２を駆動手段３１で強運転モードにて駆動している。同時に電動機１０を電動機駆動手段３２で駆動し回転ブラシ１２を高回転で回している。

使用者により吸込み具７が被掃除面から離された場合、制御手段３０は、接地検知手段１３より接地無しの情報を得る（Ｔａ１）。制御手段３０は、接地無しの情報を規定時間（例えば１秒間）検知した時点（Ｔａ２）で、吸込み具が接地していないこと（離床）を確定し、電動送風機２と電動機１０への電力供給を強制停止するよう制御する。

この後、従来の制御では、吸込み具７が再び被掃除面に接地された場合、制御手段３０は、接地検知手段１３より接地有りの情報を得る（Ｔａ３）。そして、制御手段３０は、接地有りの情報を規定時間（例えば２秒間）検知した時点（Ｔａ４）で、吸込み具が接地したこと（着床）を確定し、電動送風機２と電動機１０への電力供給を、強制停止する前の制御（Ｔａ０時点の制御）で再開するといった制御を行う。

しかし、この制御では使用者が掃除をしようと吸込み具７を掃除面に接地させてすぐに掃除動作を行った際には、一往復ないし半往復の間、電動送風機が停止しているので、被掃除面の塵埃を吸引しておらず、使用者が、塵埃を吸引していないことを気づけば、もう一度掃除が行われるが、気づかなければ掃除が出来ていない箇所を作ってしまうというように、使用者の実感に合っていないことが分ってきた。

そこで、本発明の電気掃除機の制御を、図３（ｂ）の制御のタイミングチャートを用いて説明する。

使用者により吸込み具７が被掃除面から離された状態で、電動送風機２と電動機１０への電力供給を強制停止するよう制御する（Ｔｂ１、Ｔｂ２）までは、前述の従来制御（Ｔａ１、Ｔａ２）と同じである。

この後、吸込み具７が再び被掃除面に接地された場合、制御手段３０は、接地検知手段１３より接地有りの情報を得る（Ｔｂ３）。この時すぐに、制御手段３０は、電動送風機２と電動機１０への電力供給を行う。例えば、制御手段３０は、駆動手段３１に電動送風機２を弱モード（例えば約２００Ｗ）で運転するように駆動信号を送る。同時に電動駆動手段３２には、回転ブラシ１２を低回転で回すように電動機１０を運転するための駆動信号を送る（Ｔｂ３）。

これにより、電動送風機２が回転を開始し、吸引力が発生するとともに、電動機１０も回転を開始し、被掃除面の塵埃をかきあげる効果も発揮する。このかきあげ力と吸引力によって、制御手段３０は、着床と判断する間（Ｔｂ３−Ｔｂ４間）でも塵埃を検知できる状態なのである。この着床と判断する間に塵埃が無ければ、Ｔｂ４時点で、電動送風機２と電動機１０への電力供給を、強制停止する前の制御で再開するといった制御を行う。

次に、制御手段３０が、着床と判断する期間（Ｔｂ３−Ｔｂ４間）に塵埃を検知した場合の制御を図３（ｃ）の制御のタイミングチャートを用いて説明する。

使用者により吸込み具７が被掃除面から離された状態から、再び被掃除面に接地され、制御手段３０が、塵埃検知手段２２が最低限作動するのに必要な吸引力と被掃除面からのかきあげ力を発揮する低電力の運転モードで、電動送風機２と電動機１０への電力供給を行う制御（Ｔｃ１−Ｔｃ３間）までは、前述の制御（Ｔｂ１−Ｔｂ３間）と同じである。

制御手段３０が、着床と判断するまでの間に、塵埃検知手段２２の情報より塵埃を検知した場合（Ｔｃ４）、即座に着床を確定させて、電動送風機２と電動機１０への電力供給を、強制停止する前の制御で再開するといった制御を行う。

つまり、接地させてすぐに、強制停止していた、電動送風機２と電動機１０を、塵埃検知手段２２が、最低限作動するのに必要な吸引力を発生する運転状態（ここでは、弱モードと低回転）で運転することにより、省電力および静音化が図れると共に、使用者が接地させてすぐに掃除動作を行っても、掃除が出来ていない箇所を作らない使用者の実感にあった使い勝手の良い電気掃除機を提供できる。

また、本実施の形態では、使用者により吸込み具７が被掃除面から離された状態から、再び被掃除面に接地して、制御手段３０が、低電力の運転モードで、電動送風機２と電動機１０への電力供給を行う制御から、着床を検知するか、塵埃検知手段２２の情報より塵埃を検知した場合、電動送風機２と電動機１０への電力供給を、強制停止する前の制御で再開することを説明したが、電力供給を急に再開するのではなく、図３（ｄ）のように段階的（Ｔｄ４−Ｔｄ５間のよう）に戻すことによって、省電力および静音化が更に図ることができ、使用者の実感にあった停止状態から運転状態への復帰ができる使い勝手の良い電気掃除機を提供できる。

（実施の形態２）
図４は本発明の第２の実施の形態の電気掃除機の制御ブロック図、図５は同、掃除動作検知手段の構成を示す簡略図である。

図５に示すように掃除動作検知手段２３は吸込み具７内に備えており、円筒状電極２４とその両端の底面の部分には絶縁物２５、２６をはさんで円盤状電極２７、２８を配置して、その内部には導電球２９を有する構成になっている。図４の制御ブロック図に示すように掃除動作検知手段２３からの信号が制御手段３０ に入力されるように、掃除機本体１から吸込み具７まで信号伝達用に接続されている。また掃除動作検知手段２３の動作検知のために商用電源から直流電源を構成していることは言うまでもない。また掃除動作検知手段２３でどちらの円盤状電極２７、２８に接しているかは抵抗Ｒ７、Ｒ８、本体抵抗Ｒ４の分割電圧によって検知している。

以上のように構成された電気掃除機について、以下その動作、作用を説明する。

操作手段５からの信号によって電動送風機２および電動機１０を手元操作に応じた吸込み力で動作を行う。ここで吸込み具７を前方に押し出しているとき（以後、前方移動）には掃除動作検知手段２３の導電球２９は加速度によって延長管６側に移動し、延長管６側の円盤状電極２８に接触し、Ｒ８とＲ４の分割電圧が制御手段３０に入力され、また後ろに引いているとき（以後、後方移動）には導電球２９が円盤状電極２７に接触し、Ｒ７とＲ４の分割電圧が制御手段３０に入力されることによって、前方移動しているのか後方移動しているのかが検知できる。

次に、制御手段３０の制御を、図６の制御のタイミングチャートを用いて説明する。

電気掃除機を運転中、使用者により吸込み具７が被掃除面から離された場合、制御手段３０は、接地検知手段１３より接地無しの情報を得る（Ｔｅ１）。制御手段３０は、接地無しの情報を規定時間（例えば１秒間）検知した時点（Ｔｅ２）で、吸込み具が接地していないこと（離床）を確定し、電動送風機２と電動機１０への電力供給を強制停止する制御を行う。

この後、吸込み具７が再び被掃除面に接地された場合、制御手段３０は、接地検知手段１３より接地有りの情報を得る（Ｔｅ３）。この時すぐに、制御手段３０は、電動送風機２にのみ電力供給を行う。例えば、制御手段３０は、駆動手段３１に電動送風機２を弱モードで運転するように駆動信号を送る。これにより、電動送風機２が回転を開始し、吸引力が発生する（Ｔｅ３）。この時、電動機駆動手段３２には、駆動信号を送らないので、回転ブラシ１２は停止している。よって、被掃除面の塵埃をかきあげる効果はないが、塵埃検知手段２２が最低限作動するのに必要な吸引力を発生させている。これは、回転ブラシ１２を停止させることで、より省電力および静音化を図っている。制御手段３０は、着床と判断する（例えば約２秒）間に使用者による掃除動作（吸込み具７の前方移動または後方移動）を検知できなければ、Ｔｅ４時点で、電動送風機２と電動機１０への電力供給を、強制停止する前の制御まで段階的に戻して再開するといった制御（Ｔｅ４−Ｔｅ５間）を行う。

次に、制御手段３０が、着床と判断する間（Ｔｅ３−Ｔｅ４間）に使用者の掃除動作を検知した場合の制御を図６（ｆ）の制御のタイミングチャートを用いて説明する。

（Ｔｆ１−Ｔｆ３間）までは、前述の制御（Ｔｅ１−Ｔｅ３間）と同じである。制御手段３０が、着床と判断するまでの間に、掃除動作検知手段２３の情報より吸込み具７の前方移動または後方移動を検知した場合（Ｔｆ４）、即座に着床を確定させて、電動送風機２と電動機１０への電力供給を、強制停止する前の制御に段階的に戻す制御を行う（Ｔｆ４−Ｔｆ５間）。

つまり、接地させてすぐに、強制停止していた電動送風機２を、塵埃検知手段２２が、最低限作動するのに必要な吸引力を発生する運転状態（ここでは、弱モード）で運転することにより、省電力および静音化を図り、使用者が接地させてすぐに掃除動作を行っても、それを検知して、強制停止前の運転状態に段階的に戻すことで、掃除が出来ていない箇所を作らない使用者の実感にあった使い勝手の良い電気掃除機を提供できる。

以上のように本発明にかかる電気掃除機は、省電力および静音化が図れると共に、使用者の実感にあった停止状態から運転状態への復帰ができる使い勝手の良い電気掃除機に有用な技術である。

本発明の実施の形態１における電気掃除機の制御ブロック図 同電気掃除機の外観斜視図 （ａ）従来の電気掃除機の制御のタイミングチャート（ｂ）本発明の実施の形態１における電気掃除機の他の制御のタイミングチャート（ｃ）同電気掃除機の他の制御のタイミングチャート（ｄ）同電気掃除機の他の制御のタイミングチャート 本発明の実施の形態２における電気掃除機の制御ブロック図 （ａ）本発明の実施の形態２における掃除動作検知手段の簡略図（ｂ）同電気掃除機の掃除動作検知手段の詳細概念図（ｃ）同電気掃除機の掃除動作検知手段の円筒状電極と導電球との関係を示す図 （ａ）本発明の実施の形態２における電気掃除機の制御のタイミングチャート（ｂ）同電気掃除機の他の制御のタイミングチャート

符号の説明

２ 電動送風機
７ 吸込み具
１０ 電動機
１２ 回転ブラシ
１３ 接地検知手段
２２ 塵埃検知手段
２３ 掃除動作検知手段
３０ 制御手段
３１ 駆動手段
３２ 電動機駆動手段

Claims (4)

1. 吸引風を発生する電動送風機と、前記電動送風機を駆動する駆動手段と、吸引した塵埃を検知する塵埃検知手段と、前記電動送風機への電力供給量を加減する制御手段と、前記電動送風機が発生させる吸引風によって被掃除面から塵埃を吸引する吸込み具と、前記吸込み具が被掃除面に接地しているか否かを検知する接地検知手段とを備え、前記吸込み具が被掃除面から離れたことを制御手段が検知したとき、前記駆動手段を制御して前記電動送風機を強制停止させる電気掃除機において、前記吸込み具が接地した後、前記制御手段が着床と判断するまでの期間、前記電動送風機を低入力で運転させる電気掃除機。
2. 吸込み具は、塵埃をかきあげるための回転ブラシと、前記回転ブラシを回転させる電動機と、前記電動機を駆動する電動機駆動手段とを具備し、制御手段は、前記電動機駆動手段に信号を送信して前記電動機への電力供給量を制御すると共に、前記吸込み具が被掃除面から離れたことを検知したとき、前記電動機駆動手段を制御して前記電動機を介して回転ブラシを強制停止させる電気掃除機において、前記吸込み具が接地した後、前記制御手段が着床と判断するまでの期間、前記回転ブラシを低回転で回転させる請求項１に記載の電気掃除機。
3. 吸込み具が接地した後、前記制御手段が着床と判断するまでの期間において、塵埃検知手段が、塵埃を吸引したことを検知したときは、電動送風機の入力または回転ブラシの回転数を、強制停止する前の状態に戻す請求項１または２に記載の電気掃除機。
4. 制御手段は、着床と判断したとき、電動送風機の入力または回転ブラシの回転数を、強制停止する前の状態に戻す請求項１または２に記載の電気掃除機。

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