JP2011229728A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】使用環境や使用状態によらず掃除箇所における塵埃の有無を確実に報知する電気掃除機を提案する。
【解決手段】電気掃除機は、把持部を振動させる振動発生部２７と、吸気流路を通過する塵埃を検出する検出部３３と、検出部３３の塵埃検出量が予め定められた所定の閾値を超えたときに振動発生部２７を作動させて把持部２３を振動させる本体制御部９と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は電気掃除機に関する。

吸気流路を通過する塵埃を検出する検出部を備えた従来の電気掃除機が知られている。

この検出部は、吸気流路中に向かい合わせて配置された発光部および受光部を備え、受光部で捕らえられた光量の変化から吸気流路中の塵埃の通過（すなわち、掃除箇所における塵埃の有無）を検知する。

そして、従来の電気掃除機は、音もしくは光を発して吸気流路における塵埃の通過を電気掃除機のユーザへ知らせていた。

特開昭６１−２１３０３０号公報

従来の電気掃除機は、塵埃の有無を音もしくは光によって報知するため、使用環境や使用状況によっては塵埃の有無を確実に知らせることができなくなる。

本発明は、使用環境や使用状態によらず掃除箇所における塵埃の有無を確実に報知する電気掃除機を提案する。

本発明の実施形態に係る電気掃除機は、把持部と、前記把持部を振動させる振動発生部と、吸気流路を通過する塵埃を検出する検出部と、前記検出部の塵埃検出量が予め定められた所定の閾値を超えたときに前記振動発生部を作動させて前記把持部を振動させる制御部と、を備えたことを特徴とする。

本発明の実施形態に係る電気掃除機の外観を示した斜視図。 本発明の実施形態に係る電気掃除機を示したブロック図。 本発明の実施形態に係る電気掃除機による塵埃検知の報知制御を示したフローチャート。

以下、本発明に係る電気掃除機の実施の形態について図１から図３を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の外観を示した斜視図である。

図１に示す電気掃除機１は、いわゆるキャニスタ型の電気掃除機である。電気掃除機１は、被掃除面上に配置される掃除機本体２と、掃除機本体２に着脱自在に接続された管部３と、を備える。

掃除機本体２は、本体ケース５と、本体ケース５の両側方に軸支された一対の車輪６と、本体ケース５に着脱自在に装着された塵埃分離集塵部７と、塵埃分離集塵部７に連通された電動送風機８と、電動送風機８の駆動を制御する本体制御部９と、電動送風機８に電力を導く電源コード１１と、を備える。

本体ケース５は、塵埃分離集塵部７に連通された本体接続口１２を有する。

塵埃分離集塵部７は、電動送風機８が発生させた負圧によって電気掃除機１に吸い込まれる塵埃を含んだ空気から塵埃を分離し、捕集する。

車輪６は、掃除機本体２の走行用の大径の走行輪である。

本体制御部９は、予め設定された複数の運転モードを有する。また、本体制御部９は、管部３から入力される操作信号に対応させて複数の運転モードから任意の運転モードを択一的に選択し電動送風機８を駆動させる。それぞれの運転モードは、管部３から入力される操作信号に対応付けられるとともに、電動送風機８の入力値を互いに異ならせて設定される。

電源コード１１は、自由端部に電源プラグ１４を備える。

管部３は、電動送風機８の運転にともない掃除機本体２から作用する負圧によって、被掃除面から含塵空気を吸い込み掃除機本体２に案内する。管部３は、掃除機本体２の本体接続口１２に着脱自在に接続された接続管１９と、接続管１９に連通された集塵ホース２１と、集塵ホース２１に連通された手元操作管２２と、手元操作管２２から突出させて設けられた把持部２３と、把持部２３に設けられた操作部２４と、手元操作管２２に着脱自在に接続され連通された延長管２５と、延長管２５に着脱自在に接続され連通された吸込口体２６と、把持部２３を振動させる振動発生部２７と、を備える。

集塵ホース２１は、可撓性を有する細長略円筒状に形成される。集塵ホース２１の一端は、接続管１９に接続される。集塵ホース２１は、接続管１９を介して掃除機本体２の内部に連通される。

手元操作管２２の一端は、集塵ホース２１の他端に設けられる。手元操作管２２は、接続管１９および集塵ホース２１を介して掃除機本体２の内部に連通される。

把持部２３は、電気掃除機１のユーザが把持して電気掃除機１を操作するものである。把持部２３は、手元操作管２２に設けられる。

操作部２４は、それぞれの運転モードに対応させたスイッチを備える。具体的には、操作部２４は、電動送風機８の運転停止操作を受け取る停止スイッチ２４ａと、電動送風機８の運転開始操作を受け取る起動スイッチ２４ｂと、を備える。起動スイッチ２４ｂは、弱運転スイッチ（図示省略）、中運転スイッチ（図示省略）および強運転スイッチ（図示省略）を別個に備える構成にしても良い。電気掃除機１のユーザは、操作部２４を操作して電動送風機８の運転モードを択一的に選択できる。

延長管２５は、伸縮可能な細長略円筒状に形成される。延長管２５は、複数の筒状体を重ね合わせてテレスコピック構造に構成される。延長管２５の一端は、手元操作管２２の他端に着脱自在に接続される。延長管２５は、接続管１９、手元操作管２２および集塵ホース２１を介して掃除機本体２の内部に連通される。

吸込口体２６は、延長管２５の他端に着脱自在に接続される。また、吸込口体２６は、木床やカーペットなどの被掃除面上を走行自在な構造を有するとともに、走行状態において被掃除面に対向する底面に吸込口２８を有する。さらに、吸込口体２６は、吸込口体２６に軸支され吸込口２８に配置された回転清掃体２９と、回転清掃体２９を回転駆動させる電動機３１と、を備える。吸込口体２６は、延長管２５、手元操作管２２および集塵ホース２１を介して掃除機本体２の内部に連通される。

振動発生部２７は、把持部２３を振動させる加振源であり、把持部２３の内部に設けられる。なお、振動発生部２７は、発生させた振動が把持部２３に伝わる箇所に設けられていれば良く、具体的には、把持部２３の他に手元操作管２２、延長管２５および吸込口体２６に設けることができる。また、アップライト型の電気掃除機では、掃除機本体に設けても良い。

電気掃除機１は、起動スイッチ２４ｂが操作されると電動送風機８を駆動させ掃除機本体２の内部に負圧（吸込負圧）を作用させる。この負圧は、本体接続口１２から集塵ホース２１と手元操作管２２と延長管２５とを経て吸込口体２６の吸込口２８に作用する。吸込口２８に作用した負圧によって、電気掃除機１は、被掃除面に溜まった塵埃を空気とともに吸込口２８から吸い込んで被掃除面を掃除する。吸込口２８に吸い込まれた含塵空気は、掃除機本体２に収容された塵埃分離集塵部７によって空気と塵埃とに分離される。分離された塵埃は、塵埃分離集塵部７に捕集される。他方、分離された空気は、塵埃分離集塵部７を通過し電動送風機８に吸い込まれて掃除機本体２から排気される。

図２は、本発明の実施形態に係る電気掃除機を示したブロック図である。

図２に示すように、電気掃除機１は、吸気流路に吸込負圧を発生させる電動送風機８と、把持部２３を振動させる振動発生部２７と、吸気流路を通過する塵埃Ｄを検出する検出部３３と、検出部３３の塵埃検出量が予め定められた所定の閾値を超えたときに振動発生部２７を作動させて把持部２３を振動させる本体制御部９と、を備える。

ここで、吸気流路は、管部３から掃除機本体２の塵埃分離集塵部７を経て電動送風機８の吸込口に吸い込まれる空気の流路である。

電動送風機８は、スイッチング素子３４を介して商用交流電源Ｅに接続される。スイッチング素子３４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を用いて構成される。スイッチング素子３４は、本体制御部９に接続されたゲート端子を有し、本体制御部９の制御に応じて電動送風機８の入力を変化させる。

振動発生部２７は、例えば電動モータ（図示省略）と、電動モータの出力軸に設けられた振動子（図示省略）と、を備え、本体制御部９の入力にしたがい振動子を回転させて振動を発生させる。また、振動発生部２７は、圧電素子（図示省略）または超磁歪素子（図示省略）を備え、本体制御部９の入力にしたがい電圧または磁界を変化させて振動を発生させる。振動発生部２７が発生させた振動は把持部２３に伝わる。

検出部３３は、吸気流路中に向かい合わせて配置された発光部３６および受光部３７を備える。検出部３３は、発光部３６から発せられた光を受光部３７で捕らえ、両者の間を通過する塵埃Ｄに遮られた光量の変化から吸気流路中を通過する塵埃量を検知して本体制御部９へ出力する。検出部３３によって塵埃Ｄが検知されることは、すなわち、電気掃除機１による掃除箇所に塵埃Ｄが存することを意味する。発光部３６は発光ダイオードを用いて構成され、他方、受光部３７はフォトダイオードやフォトトランジスタを用いて構成される。

本体制御部９は、マイクロコンピュータからなり、中央処理部（図示省略）、メモリ（図示省略）およびＩ／Ｏ部（図示省略）を備える。メモリは、中央処理部で実行される制御プログラムや、制御プログラムの実行に必要な定数などのデータを予め記憶する。このデータは、予め設定された各運転モードに対応させた定数を含む。また、メモリは、中央処理部の演算データなどを一時記憶しておくデータ記憶領域ならびに作業領域として使用される。

また、本体制御部９は、操作部２４から入力される操作信号およびゼロクロス検出器（図示省略）が検出する商用交流電源Ｅのゼロクロスタイミングを周期的に読み取り、選択された運転モードにしたがってスイッチング素子３４のスイッチング制御（位相制御）を行い電動送風機８の入力を制御する。

さらに、本体制御部９は、例えば、弱、中および強からなる３つの運転モードを有する。それぞれの運転モードは、弱モード＜中モード＜強モードの関係で予め設定された電動送風機８の入力値に対応付けられる。そして、本体制御部９は、起動スイッチ２４ｂが運転開始操作を受け取る都度、運転モードを切り換えて電動送風機８の入力を変更しスイッチング素子３４のスイッチング制御を行う。

次に、電気掃除機１による塵埃検知の報知制御について説明する。

図３は、本発明の実施形態に係る電気掃除機による塵埃検知の報知制御を示したフローチャートである。

図３に示すように、電気掃除機１の本体制御部９は、検出部３３の塵埃検出量が予め定められた所定の閾値を超えたときに振動発生部２７を作動させて把持部２３を振動させる。

本体制御部９による塵埃検知の報知制御について詳述する。

先ず、電気掃除機１は、電源コード１１の電源プラグ１４が商用交流電源Ｅに接続されると本体制御部９が起動して待機状態になる。この後、電気掃除機１のユーザによって操作部２４が操作されると、選択された運転モードにしたがって電動送風機８の運転を開始する。

そして、ステップＳ１において、本体制御部９は、検出部３３から入力される塵埃検出量と予め定められた所定の閾値とを比較する。本体制御部９は、塵埃検出量が予め定められた所定の閾値を超えていた場合、ステップＳ２に制御を進める。その他の場合、本体制御部９はステップＳ３に制御を進める。

次に、ステップＳ２において、本体制御部９は、振動発生部２７を駆動し把持部２３を振動させる。この把持部２３の振動は電気掃除機１のユーザの手に伝わって掃除箇所における塵埃の存在を報知する。

他方、ステップＳ３において、本体制御部９は、振動発生部２７を停止させて把持部２３を非振動状態にする。この把持部２３の非振動状態は電気掃除機１のユーザの手に伝わって掃除箇所における塵埃の不存在を報知する。

これらステップＳ１からステップＳ３の制御は電動送風機８の運転中継続して行われ、その制御周期は電気掃除機１のユーザによる掃除動作（例えば、吸込口体２６の前後方向における往復運動の平均的周期）を考慮して決められる。

さらに、本体制御部９は、検出部３３から入力される塵埃検出量が多いほど把持部２３をより強く振動させる。なお、振動発生部２７によって発生される振動は、一様な正弦波状の振動の他に一定のリズムを刻む間欠的な振動や、ランダム振動を含むものである。また、振動発生部２７による振動の強さは、振幅が大きくなったり、周期が短くなったりすることである。より具体的には、本体制御部９は、振動発生部２７を構成する電動モータの回転数を上げたり、圧電素子に印加する電圧を上げたり、超磁歪素子に印加する磁場を強くしたりして、把持部２３をより強く振動させる。

さらにまた、本体制御部９は、検出部３３から入力される塵埃検出量が多いほど電動送風機８の入力を大きくして吸込負圧を増加させることができる。

このように構成された電気掃除機１は、吸込口体２６を走行もしくは移動させて被掃除面を清掃しているとき、検出部３３による塵埃検出量が所定の閾値を超えていた場合、把持部２３を振動させて電気掃除機１のユーザに当該掃除箇所に比較的多くの塵埃が存在することを知らせる。そうすると、電気掃除機１のユーザは、把持部２３の振動を感じる間は、当該掃除箇所へ吸込口体２６を移動させて重点的に掃除することができるとともに、把持部２３の振動が収まった時は、当該掃除箇所が清浄になったことを知ることができる。このことにより、電気掃除機１のユーザは、塵埃が多量にあるときは重点的な掃除を行い、清浄になれば他の掃除箇所へ移動して、同様のことを繰り返すことになり、極めて効率的に掃除をすることができる。

また、電気掃除機１は、吸込口体２６を走行もしくは移動させる際にユーザが手で握る把持部２３を振動させて掃除箇所における塵埃の存在を知らせるので、音によって知らせる場合のように電動送風機８の吸込風や排気風による騒音などによって報知音が聞き取りにくくなるようなことはない。しかも、音によって知らせる場合、静寂性を追求した電気掃除機ではその長所を阻害することになってしまうが、電気掃除機１は一般に鋭敏な触覚を有する手を振動させることで報知するので、静寂性を阻害することもない。

さらに、電気掃除機１は、光によって知らせる場合のようにユーザにとって十分な視認性が得られる箇所に光学的表示装置を設ける必要がない。しかも、掃除箇所に近い吸込口体や延長管の先端付近に光学的表示装置を設けた場合、狭隘な箇所へ吸込口体や延長管の先端を差し入れて掃除を行うときに光学的表示装置を視認できなくなってしまうが、電気掃除機１は吸込口体２６を走行もしくは移動させる際にユーザが手で握る把持部２３を振動させて掃除箇所における塵埃の存在を知らせるので、吸込口体２６や延長管２５先端の視認性にかかわらず当該掃除箇所における塵埃の存否を知ることができる。通常の床面やじゅうたんの掃除においても、吸込口体の走行方向と光学的表示装置との間で視線を往来させることはユーザを疲労させるが、電気掃除機１はユーザの手を振動させることで報知するのでそのようなこともない。

さらにまた、電気掃除機１は、鋭敏な触覚を有する手に伝える振動の強弱によって塵埃検出量を報知するので、吸込口体２６を走行もしくは移動させている掃除箇所の汚れ具合を連続的もしくは段階的に確実にユーザに伝えることができる。例えば、従来の電気掃除機のように音や光の変化によって塵埃検出量を伝える場合、電気掃除機の使用環境（周囲の明るさや騒音）や使用状況（管部や掃除機本体の姿勢、置かれている位置）によって報知の信頼性が変化（低下）してしまう。一方、電気掃除機１は、吸込口体２６を走行もしくは移動させる際にユーザが手で握る把持部２３を振動させるので、その使用環境や使用状況によらず報知の信頼性が極めて高い。

また、電気掃除機１は、塵埃検出量に応じて電動送風機８の入力を変化させる。一般に、回転慣性や消費電力の観点から頻繁かつ急激に電動送風機８の回転数を変化させることは好ましくない。すなわち、塵埃検出量に応じて刻々と電動送風機８の入力を変化させることは好ましくない。そこで、電気掃除機１は、鋭敏な触覚を有する手に伝える振動の強弱によって塵埃検出量をユーザに報知し、より多量の塵埃が存する掃除箇所へとユーザを誘引し、当該箇所を重点的に掃除させることによって電動送風機８の入力の変化させる頻度を低下させ、より効率的で電動送風機８への負担が少ない運転を可能にする。

したがって、本実施形態に係る電気掃除機１によれば、使用環境や使用状態によらず掃除箇所における塵埃の有無を確実に報知できる。

なお、本実施形態に係る電気掃除機１は、キャニスタ型の電気掃除機１に限らず、アプライト型、スティック型、あるいはハンディ型などの電気掃除機であってもよい。

１ 電気掃除機
２ 掃除機本体
３ 管部
５ 本体ケース
６ 車輪
７ 塵埃分離集塵部
８ 電動送風機
９ 本体制御部
１１ 電源コード
１２ 本体接続口
１４ 電源プラグ
１９ 接続管
２１ 集塵ホース
２２ 手元操作管
２３ 把持部
２４ 操作部
２４ａ 停止スイッチ
２４ｂ 起動スイッチ
２５ 延長管
２６ 吸込口体
２７ 振動発生部
２８ 吸込口
２９ 回転清掃体
３１ 電動機
３３ 検出部
３４ スイッチング素子
３６ 発光部
３７ 受光部

Claims (4)

1. 把持部と、
   前記把持部を振動させる振動発生部と、
   吸気流路を通過する塵埃を検出する検出部と、
   前記検出部の塵埃検出量が予め定められた所定の閾値を超えたときに前記振動発生部を作動させて前記把持部を振動させる制御部と、を備えたことを特徴とする電気掃除機。
2. 前記制御部は、前記塵埃検出量が多いほど前記把持部をより強く振動させることを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
3. 前記振動発生部は、電動モータと、電動モータの出力軸に設けられた振動子と、を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の電気掃除機。
4. 前記振動発生部は、圧電素子または超磁歪素子で構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の電気掃除機。

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