JP2011206356A - 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する電気掃除機を提供する。
【解決手段】空気通路３内に光を放つ発光部２１の光を受光し受光量に応じた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（図示せず）と、発光部２１及び／又は受光部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（図示せず）と、制御手段を動作させる時間を決定させる制御時間閾値（図示せず）とを備え、制御手段は、汚れ判別部の出力により発光部２１及び／又は受光部２２が汚れていると判断した場合、制御時間閾値で定められた時間だけ、ワイパー７１を動作させるもので、ワイパー７１によって発光部２１及び／又は受光部２２の塵埃が除去されて、受光部２２が受光する光が塵埃で遮られることが無いので、受光部２２からの信号出力レベルが落ちることが無い。
【選択図】図４

Description

本発明は、電気掃除機に関するもので、特に、空気通路を通る塵埃を検出する塵埃検出手段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に設けられた塵埃検出手段は、図６〜８に示される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具の部分断面図であり、床用吸込口１から電気掃除機本体の吸込口（図示せず）に至る空気通路内３中には、発光ダイオード４及びフォトトランジスタ５からなる塵埃検出手段を設けている。

なお、発光ダイオード４およびフォトトランジスタ５のそれぞれは、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、図６に示すように、空気通路内３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３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で構成された電圧増幅部とで構成されている。このフォトトランジスタ５は、清掃作業中に空気通路３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に入力している。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による吸引力は、受光部２２の出力、すなわち塵埃の有無により変動する。

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。例えば、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３内中に突起物として存在し、発光ダイオード４、フォトトランジスタ５が取り付けられたホルダー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。

このように、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い。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、塵埃検出手段の感度を最適化することで、引き続き、電気掃除機を正常に使用できるものの、いずれは、受光部２２が塵埃で覆われて、塵埃検出手段が適正に動作しなくなる、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、常に正常な動作をする、使い勝手のい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、前記発光部の光を受光し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、前記発光部及び／又は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及び／又は前記受光部が汚れていると判断した場合、前記制御時間閾値で定められた時間だけ、前記駆動手段によって前記ワイパーを動作させるもので、ワイパー動作によって発光部及び／又は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る為、使い勝手のいい電気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、より使用勝手の良い電気掃除機を提供することができる。

本発明の実施の形態１における電気掃除機の外観図 同電気掃除機の制御手段の回路図 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部分断面図 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空気通路内の断面図 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）同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）同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、前記発光部の光を受光し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、前記発光部及び／又は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及び／又は前記受光部が汚れていると判断した場合、前記制御時間閾値で定められた時間だけ、前記駆動手段によって前記ワイパーを動作させるもので、ワイパー動作によって発光部及び／又は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る為、使い勝手のいい電気掃除機を提供できるものである。

第２の発明は、特に、第１の発明のワイパーを、電動送風機の運転開始前に動作させるもので、最初に塵埃を除去しておくことで、電気掃除機の使用時には発光部と受光部の塵埃が既に除去され、受光部からの信号レベルが正常な状態から使用することができるため、使い勝手のい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の発明のワイパーを、電動送風機の運転停止後に動作させるもので、使用後に塵埃を除去することで、次回電気掃除機を使用するときに塵埃の除去する時間を待つことなく、受光部からの信号レベルが正常な状態から使用できるため、使い勝手のよい電気掃除機を使用者に提供できるものである。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明のワイパーを、電動送風機の運転中に動作させるもので、除去した塵埃を吸引風によって吹き飛ばすことによって、ワイパーの塵埃除去の効果をより高め、使い勝手のよい電気掃除機を使用者に提供できるものである。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか一つの発明のワイパーを複数本設けたもので、複数本のワイパーで塵埃を除去することでより効率的に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使用者に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１〜５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外観図である。なお、従来の電気掃除機と同一部品には、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の一端が接続されている。ホース６４の他端には操作部６５が配され、その操作部６５は、掃除機本体６１の運転を操作するためのスイッチ（図示せず）、掃除機本体６１の運転状態を表示する表示手段（図示せず）、使用者に発光部２１及び受光部２２の清掃を促す清掃報知手段６９などを備えている。

６６は、一端がホース６４に接続され、他端が、塵埃掻き上げ用の吸込み具６７に着脱自在に接続される伸縮自在の延長管である。

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。

また、掃除機本体６１とホース６４の接続部近傍内部にはワイパー７１がある。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の回路図
で、図３は、ホースの断面斜視図、図４は、ホース６４の断面図である。

制御手段３７は、ワイパー７１の動作時間を決定する制御時間閾値７４を有し、その他の構成は、従来の電気掃除機の制御手段３７と同一である。

ワイパー７１は、モータによって構成される駆動手段７２によって動作するもので、ホース６４の内部の発光部２１と受光部２２の近傍に配置されている。また駆動手段７２は、制御手段３７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を説明する。

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は、動作して制御手段３７から出力された信号によって、制御時間閾値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３内で回転する。

このワイパー７１の回転によって、発光部２１及び受光部２２近傍に付着していた塵埃が除去される。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、ワイパー７１の動作を電動送風機６２の動作前に行って、最初に塵埃を除去しておくようにすれば、電気掃除機の使用時には、発光部２１と受光部２２の塵埃が既に除去され、受光部２２からの信号レベルが正常な状態から使用することができるため、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の動作を電動送風機６２の動作後に行って、使用後に塵埃を除去するようにすれば、次回電気掃除機を使用するときに、塵埃を除去する時間を待つことなく、受光部２２からの信号レベルが正常な状態から使用できるため、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の動作を、電動送風機６２の動作中に行うようにすれば、ワイパー７１で除去した塵埃を吸引風によって吹き飛ばすことができ、ワイパー７１の塵埃除去の効果をより高め、使い勝手のいい電気掃除機を提供できるものである。

上記実施の形態では、１本のワイパー７１を回転させて、発光部２１と受光部２２を清掃するようにしたが、図５に示すように、発光部２１と受光部２２の近傍にワイパー７１を２本設けて、発光部２１と受光部２２を清掃するようにしても良い。それにより、効率的に塵埃を除去することが可能となり、使い勝手のいい電気掃除機を提供できるものである。

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、より使用勝手の良い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。

３ 空気通路
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

Claims (5)

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、前記発光部の光を受光し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、前記発光部及び／又は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及び／又は前記受光部が汚れていると判断した場合、前記制御時間閾値で定められた時間だけ、前記駆動手段によって前記ワイパーを動作させることを特徴とした電気掃除機。
2. ワイパーを、電動送風機の運転開始前に動作させることを特徴とした請求項１に記載の電気掃除機。
3. ワイパーを、電動送風機の運転停止後に動作させることを特徴とした請求項１又は２に記載の電気掃除機。
4. ワイパーを、電動送風機の運転中に動作させることを特徴とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気掃除機。
5. ワイパーを複数本設けたことを特徴とした請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気掃除機。