JP2011206132A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】塵埃検出手段の機能回復を自動化し、使い勝手の良い電気掃除機を提供する。
【解決手段】空気通路内（図示せず）に光を放つ発光部２１からの光を受け信号を出力する受光部２２と、受光部２２の出力信号の変化が汚れによるものか否かを判別する汚れ判別部３４と、発光部２１または／及び受光部２２の近傍の塵埃を除去するワイパー７１と、ワイパー７１を動作させる駆動手段７２を制御する制御手段３７とを備え、制御手段３７は、汚れ判別部３４の出力により発光部２１または／及び受光部２２が汚れていると判断した場合、駆動手段７２によって、ワイパー７１を制御時間閾値７４で定められた時間だけ動作させて、使用者にワイパー７１の動作を報知するもので、ワイパー７１により発光部２１または／及び受光部２２の塵埃が除去されるため、受光部２２が受光する光が塵埃によって遮られることがなくなり受光部２２からの信号出力レベルは落ちない。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気掃除機に関するもので、特に、空気通路内を通る塵埃を検知する塵埃検知装置を備えた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の塵埃検知装置は、図６〜８に示すような構成が一般的であった（例えば、特許文献１参照）。以下、その構成について説明する。

図６は、上記特許文献１に記載された従来の電気掃除機の吸込み口付近の断面図であり、床用吸込口１から電気掃除機本体の吸込口２に至る空気通路内３中に発光ダイオード４及びフォトトランジスタ５を設けている。なお、発光ダイオード４およびフォトトランジスタ５は塵埃からの汚れ防止のため、一般に透明なホルダー１８および１９に挿入されて設置されている。このときホルダー１８および１９は、表面が塵埃に覆われた場合も、ある程度は、吸込み風によって吹き飛ばされるよう、空気通路内３に、図のように飛び出している。

図７は、従来の電気掃除機の回路図であり、発光部２１は、塵埃が流れる空気通路内に光を放つもので、前記発光ダイオード４を用いている。受光部２２は、この発光部２１からの光を受光し、受光量に応じた信号を出力するもので、前記フォトトランジスタ５と、抵抗６、７、コンデンサ８、ＯＰアンプ９で構成される電圧増幅部とで構成している。

このフォトトランジスタ５は、清掃作業中に吸込通路を流れる吸込空気流中に塵埃が含まれていると、発光ダイオード４からの光がこの塵埃により遮断され、フォトトランジスタ５の受光量は少なくなり出力電圧は大きくなる。その結果、受光部２２の出力電圧はいったん減少した後増加する。この受光部２２の出力は、抵抗２３、２４およびＯＰアンプ２５にて構成した比較部２６に入力される。

電圧設定部２７は、受光部２２の検知レベルを設定するもので、抵抗２８、２９により構成しており、約３．１Ｖに設定されている。変化検知部３０は、受光部２２および電圧設定部２７の出力により、受光部２２の出力電圧の変化を検知するものであり、比較器３１を用いている。

つぎに、時間測定部３２は、変化検知部３０の出力により受光部２２の出力電圧が変化している時間を測定するものである。時間設定部３３は、時間測定部３２により測定する最大時間を予め設定する。汚れ判別部３４は、時間測定部３２および時間設定部３３の２つの出力の比較により、受光部２２の出力電圧の変化が汚れによるものか否かを判別する。さらに、受光電流設定部３５は、受光部２２への複数の通電電流を設定するもので、複数の抵抗群により構成されている。受光電流選択部３６は、汚れ判別部３４の出力により受光電流設定部３５の電流を選択するもので、受光部２２の出力電圧が約３Ｖになるように選択する。そして、これらの全系統は、５Ｖで動作するように設定されている。

なお、時間測定部３２、時間設定部３３、汚れ判別部３４は、制御手段３７内に構成されている。また、受光部２２の出力とＯＰアンプ２５の出力と信号を比較する比較部２６の出力は、この制御手段３７に入力され、電動送風機６２を駆動する。つまり、電動送風機６２は、受光部２２の出力、すなわち塵埃の有無により吸引力を変動させている。

そして、制御手段３７の塵埃を検知する基本時間は、０．１秒である。すなわち、制御
手段３７は、０．１秒間の受光部２２の出力の変化時間により塵埃の量を判別している。

塵埃が吸い込まれていなければ、受光部２２の出力は３Ｖ一定であり、変化検知部３０は動作しないため受光電流選択部３６からは受光部２２の出力電圧が３Ｖになるように任意の抵抗が選択出力されている（図８（ａ））。

しかし、塵埃が通過すると、受光部２２の出力は定常３Ｖからいったん０Ｖまで減少した後再び３Ｖに戻るという動作を繰り返すため、変化検知部３０の出力は’Ｌ’→’Ｈ’に変化して、時間測定部３２は、変化している時間を測定する。実際に塵埃が通過する場合には、変化検知部３０の出力は’Ｌ’→’Ｈ’→’Ｌ’という動作を繰り返すため、時間測定部３２は動作の開始、停止を繰り返し、大きな値をカウントすることはない。

時間設定部３３に予め大きな値を入力しておき、時間測定部３２の出力と比較することにより、汚れ判別部３４は動作しない。本例では、時間設定部３３の値として、制御手段３７が塵埃を検知する基本時間である０．１秒に設定している（図８（ｂ））。

一方、使用していくにつれて、空気通路内３中に突起物として存在する、発光部２１および受光部２２が取り付けられているホルダー１８、１９の表面には、塵埃による汚れが次第に付着して行くため、フォトトランジスタ５が発光ダイオード４から受け取る光量が減少し、受光部２２の出力電圧は３Ｖから次第に上昇してしまう。

すると、電圧設定部２７との比較により変化検知部３０の出力は’Ｌ’→’Ｈ’に変化し、時間測定部３２は動作を開始する（図８（ｃ）Ｔ１）。 この場合、受光部２２の出力電圧は変化しないため、時間測定部３２はその動作を継続して、ついには時間設定部３３に予め設定した値よりも大きくなる。

すると、汚れ判別部３４が動作して、受光電流選択部３６を駆動し、受光電流設定部３５の任意の値を選択する。これにより受光部２２の電圧も低下する。この動作は、変化検知部３０の出力が’Ｈ’→’Ｌ’に変化する、すなわち、受光部２２の出力が電圧設定部２７の設定電圧より小さくなるまで継続し、それらの関係が逆転した時点で停止する（図８（ｃ）Ｔ２）。

すなわち、時間測定部３２にて受光部２２の変化時間を測定することにより、受光部２２の電圧変化が塵埃検知によるものか否かを判別でき、汚れによるものと判断したときには、受光電流選択部３６を駆動して、受光部２２の出力電圧が初期値３Ｖになるように補正することができる。

よって受光部２２の出力電圧は常に測定されており、その出力に変化があった場合には、それが汚れによるものか否かを汚れ判別部３４により判別し、汚れによるものであれば、受光部２２の出力電圧は常に一定電圧になるように受光電流選択部３６にて受光電流が調整されるため、汚れによって受光部２２の電圧が上昇して塵埃が検知できなくなるということはなく、また、使用者がホルダーの汚れ掃除をする必要がなくなる。

特開平４−２７６２２６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来の電気掃除機の構成では、受光部２２
の出力の変化により、塵埃検知装置の感度を最適化することで、引き続き正常に使用することができるものの、いずれは受光部２２が塵埃で覆われてしまい、塵埃検知装置の適正な動作ができなくなる、といった課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、塵埃検知装置の機能を自動復活でき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ものである。

上記従来の課題を解決するために本発明の電気掃除機は、吸引力を発生させる電動送風機と、塵埃が流れ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け受光量に応じた信号を出力する受光部と、前記受光部の出力信号の変化が汚れによるものか否かを判別する汚れ判別部と、前記発光部または／及び前記受光部の近傍の塵埃を除去するワイパーと、前記ワイパーを動作させる駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、前記制御手段を動作させる時間を決定させる制御時間閾値と、前記ワイパーの動作を使用者に報知するワイパー動作報知手段とを備え、前記制御手段は前記汚れ判別部の出力により前記発光部または／及び前記受光部が汚れていると判断した場合、前記駆動手段によって、前記ワイパーを前記制御時間閾値で定められた時間だけ動作させると共に、使用者に前記ワイパーの動作を報知するもので、ワイパー動作によって発光部または／及び受光部の塵埃が除去されるため、受光部が受光する光が塵埃によって遮られることがなくなり受光部からの信号出力レベルは落ちない。よって使用者がわざわざ掃除を行なわなくても、受光部からの信号出力レベルが落ちずに常に正常な動作を実現でき、さらに使用者に塵埃除去中であることを報知することによって、ワイパーの動作音による違和感を除去することができ、使い勝手のよい掃除機を提供できるものである。

本発明の電気掃除機は、塵埃検出手段の自動機能回復をすることができ、使用勝手の良いものである。

本発明の実施の形態１における電気掃除機の全体図 同電気掃除機のマイクロプロセッサからなる制御手段の回路図 同電気掃除機のホースの断面斜視図 同電気掃除機のホースの断面図 同電気掃除機のホースの他の例を示す断面斜視図 従来の電気掃除機の吸込み口付近の断面図 同電気掃除機の回路図 （ａ）同電気掃除機の塵埃検知装置の空気通路内に汚れがなく塵埃が通過しないときの要部出力波形図、（ｂ）従来の電気掃除機の塵埃検知装置の空気通路内に汚れがなく塵埃通過時の要部出力波形図、（ｃ）従来の電気掃除機の塵埃検知装置の空気通路内に汚れがあるときの要部出力波形図

第１の発明は、吸引力を発生させる電動送風機と、塵埃が流れ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け受光量に応じた信号を出力する受光部と、前記受光部の出力信号の変化が汚れによるものか否かを判別する汚れ判別部と、前記発光部または／及び前記受光部の近傍の塵埃を除去するワイパーと、前記ワイパーを動作させる駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、前記制御手段を動作させる時間を決定させる制御時間閾値と、前記ワイパーの動作を使用者に報知するワイパー動作報知手段とを備え、前記制御手段は前記汚れ判別部の出力により前記発光部または／及び前記受光部が汚れていると判断した場合、前記駆動手段によって、前記ワイパーを前記制御時間閾値で定め
られた時間だけ動作させると共に、使用者に前記ワイパーの動作を報知するもので、ワイパー動作によって発光部または／及び受光部の塵埃が除去されるため、受光部が受光する光が塵埃によって遮られることがなくなり受光部からの信号出力レベルは落ちない。よって使用者がわざわざ掃除を行なわなくても、受光部からの信号出力レベルが落ちずに常に正常な動作を実現でき、さらに使用者に塵埃除去中であることを報知することによって、ワイパーの動作音による違和感を除去することができ、使い勝手のよい掃除機を提供できるものである。

第２の発明は、特に、第１の発明の空気通路内の風量を検知する風量検知手段と、風量が一定値よりも減ったことを判断する風量閾値とを備え、前記風量検知手段が検知した風量が前記風量閾値を下回った時に、ワイパーの動作時間を延ばすもので、風量低下時にはワイパーの動作で除去した塵埃を吸引する力が落ち、結果的に塵埃除去機能が低下するが、ワイパーの動作時間を延ばすことで十分な塵埃除去能力を維持し、使い勝手のよい電気掃除機を提供できるものである。

第３の発明は、特に、第１又は第２の発明のワイパー動作後の汚れ判別部の出力により、まだ発光部または／及び受光部が汚れていると判断した場合、再度ワイパーを動作させるもので、ワイパー動作後にまだ受光部の受光量が回復していない場合に、再度ワイパーを動作させることでより確実に、発光部または／及び受光部近傍の塵埃を除去することが可能となり、使い勝手のよい電気掃除機を提供できるものである。

第４の発明は、特に、第３の発明のワイパーの動作時間をカウントする動作カウンタと、前記動作カウンタが一定値を超えたことを判別する動作カウンタ閾値とを備え、前記動作カウンタのカウント時間が前記動作カウンタ閾値を超えたときは、前記ワイパーの再動作を行わないもので、ワイパーの動作時間に制限を持たせることで、ワイパーでは取れない塵埃が付着した場合に、永久にワイパーが動き続け使用者に違和感を与えることを防止することが可能となり、使い勝手のよい電気掃除機を提供できるものである。

第５の発明は、特に、第４の発明の動作カウンタのカウント時間が動作カウンタ閾値を超えたことを使用者に報知する動作カウンタ報知手段を備えたもので、ワイパーの動作制限時間を超えたときに、使用者に報知することで使用者の手での汚れ除去を促し、ワイパーでは取れない塵埃を除去することで、通常の塵埃除去機能を回復させることができ、使い勝手のよい電気掃除機を提供できるものである。

第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか一つの発明のワイパーを発光部や受光部よりも風上側に備えたもので、ワイパーをゴミ信号の風上側に配置することで、ワイパーを塵埃避けにすることが可能となり、ゴミ信号部に塵埃が堆積しにくくなり、使い勝手のよい電気掃除機を提供できるものである。

第７の発明は、特に、第１〜６のいずれか一つの発明のワイパーに毛ブラシを備えたもので、より細かいゴミまで取れるようになり、使い勝手のよい電気掃除機を提供できるものである。

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りこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態における電気掃除機について、図１〜４を用いて説明する。図１は、本実施の形態における電気掃除機の全体図である。なお、上記従来例と同じ構成のものには同一符号を付して、その説明を省略する。

掃除機本体６１は、後部に電動送風機６２を内蔵し、前部に塵埃を捕集する集塵室６３が配され、掃除機本体６１の前部には、ホース６４が設けられている。掃除機本体６１とホース６４の接続部近傍内部には、発光部２１、受光部２２の近傍の塵埃を除去するワイパー７１がある。

ホース６４の他端には、掃除機本体６１の運転の操作と運転状態の表示、使用者にワイパー７１が動作中であることを報知するワイパー動作報知手段６９ａ及び、使用者に発光部２１及び受光部２２の清掃を促す動作カウンタ報知手段６９ｂを兼ねた操作部６５が設けられている。６６は、伸縮自在の延長管で、他端は塵埃掻き上げ用の吸込み具６７に着脱自在に接続される。

又、掃除機本体６１の後部には、コンセント（商用電源）に接続して、掃除機本体６１に内蔵されている回路基板（図示せず）に電源を供給するための電源コードプラグ６８が設けられている。

次に図２は、本実施の形態における電気掃除機のマイクロプロセッサからなる制御手段３７を示すもので、ワイパー７１の動作時間を決定する制御時間閾値７４と、風量が一定値より下がったことを検知する風量閾値７５、ワイパー７１の動作時間をカウントする動作カウンタ７６、動作カウンタ７６の値が一定値を超えたことを検知する動作カウンタ閾値７７を有する。

図３は、ホース６４の断面斜視図、図４はホース６４の断面図である。

モータ等によって構成された駆動手段７２によって動作するワイパー７１は、ホース６４内部の発光部２１と受光部２２の近傍でかつ風上側に配置されおり、超音波流量計からなる風量検知手段７８も近傍に配置されている。

また駆動手段７２は制御手段３７（図示せず）に接続されており、制御手段３７からの信号を受けて動作する。

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の動作、作用を、図１〜５及び図８を参照しながら説明する。

電気掃除機を使用していくにつれて、発光部２１および受光部２２近傍には塵埃の汚れが次第に付着して行くため、フォトトランジスタ５が発光ダイオード４から受け取る光量が減少し、受光部２２の出力電圧は３Ｖから次第に上昇してしまう。

すると、電圧設定部２７との比較により変化検知部３０の出力は’Ｌ’→’Ｈ’に変化し、時間測定部３２が動作を開始する（図８（ｃ）Ｔ１）。この場合、受光部２２の出力電圧は変化しないため、時間測定部３２はその動作を継続して、ついには、時間設定部３３に予め設定した値よりも大きくなる。すると、汚れ判別部３４が動作して、制御手段３７から出力された信号によって制限時間閾値７４で設定された時間だけ駆動手段７２を動作させ、ワイパー７１が空気通路内３で回転すると同時にワイパー動作報知手段６９ａが点灯し、使用者にワイパー７１が動作中であることを報知する。

このワイパー７１の回転によって、発光部２１及び受光部２２の近傍に付着していた塵埃を除去する。その結果、フォトトランジスタ５が発光ダイオード４から受け取る光量が増加し、受光部２２の出力は、元の３Ｖ付近まで戻り、通常通りの塵埃検知が可能となり、使用者が自ら発光部２１及び受光部２２の清掃を行なう手間が省けるとともに、使用者
に塵埃除去中であることを報知することによって、ワイパー７１の動作音による違和感を除去することができて使い勝手のよい電気掃除機を提供することが可能となる。

また、風量低下時には、ワイパー７１の動作で除去した塵埃を吸引する力が落ち、結果的に塵埃除去機能が低下するが、風量検知手段７８で検知した風量が風量閾値７５を下回った場合に、ワイパー７１の動作時間を長くすることで、十分な塵埃除去能力を維持し、使い勝手のいい電気掃除機を提供できる。

また、ワイパー７１の動作後に、汚れ判別部３４の出力で再度汚れを判別し、もしまだ受光部２２の出力が、時間設定部３３の設定した値よりも大きかった場合は、再度制御手段３７を動作させ、ワイパー７１を回転させることで確実に、発光部２１及び受光部２２の近傍の塵埃を除去することが可能となり、使い勝手のよい電気掃除機を提供することが可能となる。

また、ワイパー７１の動作時間が、動作カウンタ７６で設定した動作カウンタ閾値７７を超えた時には、ワイパー７１の再動作を中止するとともに、動作カウンタ報知手段６９ｂで使用者に報知する。以上の動作によって使用者の手での汚れ除去を促し、ワイパー７１では取れない塵埃を除去することで、通常の塵埃除去機能を回復させることができ、使い勝手のよい電気掃除機を提供することが可能となる。

また、ワイパー７１を、発光部２１及び受光部２２よりも風上に配置することで、ワイパー７１を塵埃避けにすることが可能となり、発光部２１及び受光部２２に塵埃が堆積しにくくなり、使い勝手のよい電気掃除機を提供することが可能となる。

また、図５に示すように、ワイパー７１に毛ブラシ７９を備えれば、発光部２１及び受光部２２のより細かい塵埃まで取れるようになり、さらに使い勝手のよい電気掃除機を提供することが可能となる。

以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、塵埃を検出する為の発光部、受光部近傍に付着した塵埃を自動的に除去することで、使用者による電気掃除機の手入れを軽減し、より使用勝手の電気掃除機を提供することができ、塵埃検出制御を行う電気掃除機全てに特に有用である。

２１ 発光部
２２ 受光部
３４ 汚れ判別部
３７ 制御手段
６２ 電動送風機
７１ ワイパー
７２ 駆動手段
７４ 制御時間閾値
７５ 風量閾値
７６ 動作カウンタ
７７ 動作カウンタ閾値
７８ 風量検知手段
７９ 毛ブラシ

Claims (7)

1. 吸引力を発生させる電動送風機と、塵埃が流れ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け受光量に応じた信号を出力する受光部と、前記受光部の出力信号の変化が汚れによるものか否かを判別する汚れ判別部と、前記発光部または／及び前記受光部の近傍の塵埃を除去するワイパーと、前記ワイパーを動作させる駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、前記制御手段を動作させる時間を決定させる制御時間閾値と、前記ワイパーの動作を使用者に報知するワイパー動作報知手段とを備え、前記制御手段は前記汚れ判別部の出力により前記発光部または／及び前記受光部が汚れていると判断した場合、前記駆動手段によって、前記ワイパーを前記制御時間閾値で定められた時間だけ動作させると共に、使用者に前記ワイパーの動作を報知することを特徴とした電気掃除機。
2. 空気通路内の風量を検知する風量検知手段と、風量が一定値よりも減ったことを判断する風量閾値とを備え、前記風量検知手段が検知した風量が前記風量閾値を下回った時に、ワイパーの動作時間を延ばすことを特徴とした請求項１に記載の電気掃除機。
3. ワイパー動作後の汚れ判別部の出力により、まだ発光部または／及び受光部が汚れていると判断した場合、再度前記ワイパーを動作させることを特徴とした請求項１または２に記載の電気掃除機。
4. ワイパーの動作時間をカウントする動作カウンタと、前記動作カウンタが一定値を超えたことを判別する動作カウンタ閾値とを備え、前記動作カウンタのカウント時間が前記動作カウンタ閾値を超えたときは、前記ワイパーの再動作を行わないことを特徴とした請求項３に記載の電気掃除機。
5. 動作カウンタのカウント時間が動作カウンタ閾値を超えたことを使用者に報知する動作カウンタ報知手段を備えたことを特徴とした請求項４に記載の電気掃除機。
6. ワイパーを発光部や受光部よりも風上側に備えたことを特徴とした請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気掃除機。
7. ワイパーに毛ブラシを備えたことを特徴とした請求項１〜６のいずれか１項に記載の電気掃除機。