JP2012115604A

JP2012115604A - 電気掃除機

Info

Publication number: JP2012115604A
Application number: JP2010270511A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Ishizawa; 明弘石澤
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Electronics Holdings Corp; Toshiba Home Appliances Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2010-12-03
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2012-06-21

Abstract

【課題】掃除状態に対応した光センサの検出レベルを得ることができる電気掃除機を提供する。
【解決手段】電気掃除機は、電動送風機18を収容した掃除機本体を有する。電気掃除機は、把持操作用の手元操作部を備え、電動送風機18の吸込側に連通する風路を内部に区画する風路形成体を有する。電気掃除機は、風路を通過する塵埃量を検出する光センサ33を有する。電気掃除機は、光センサ33により検出した塵埃量に対応して電動送風機18の吸込力を可変させる制御手段37を有する。電気掃除機は、手元操作部の角度を検出する角度検出手段45を有する。電気掃除機は、角度検出手段45により検出した手元操作部の角度に対応して光センサ33の検出感度を調整する感度調整手段46を有する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、風路を通過する塵埃量を検出する塵埃量検出手段を備えた電気掃除機に関する。

従来、例えばキャニスタ型の電気掃除機は、電動送風機を収容した掃除機本体を備えている。この掃除機本体には、電動送風機の吸込側に連通する集塵部が設けられており、この集塵部には、電動送風機の駆動により生じた負圧によって集塵部へと塵埃を吸い込むための風路形成体が着脱可能に接続される。この風路形成体は、例えばホース体を有しており、このホース体には、延長管および吸込口体としての床ブラシを接続したり、吸込口体としての丸ブラシあるいは隙間ノズル(つる口)などを接続したりすることが可能であり、これらの接続によって、風路形成体は、集塵部を介して電動送風機の吸込側と連通する風路を内部に区画形成している。そして、この風路内を通過する塵埃量を検出する光センサなどの塵埃量検出手段を備え、この塵埃量検出手段により検出した塵埃量が所定量よりも少ない、すなわち被掃除面の塵埃量が少ないと判断した場合には、電動送風機の吸込力(入力)を低減させるように構成されている。

特開昭５９−１１８１２６号公報

一般に、電気掃除機により掃除する被掃除面は、例えば室内の床面の他に、棚の上、カーテン、あるいは天井など様々である。このように異なる被掃除面を掃除する場合、すなわち掃除状態が異なる場合、被掃除面の種類に応じて塵埃の形状および種類などが異なり、また、使用する吸込口体の種類も異なる。例えば、床面には、比較的大きい塵埃と細塵とが混在しており、主として床ブラシなどの吸込口体を用いるのに対して、カーテンなどには、細塵が多く付着しており、主として丸ブラシ、あるいは隙間ノズルなどの吸込口体を用いる。そのため、掃除状態が異なる場合、塵埃量検出手段により検出すべき塵埃レベルが異なる。したがって、このような異なる掃除状態であっても、塵埃量検出手段により精度よく塵埃量を検出できることが望まれている。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、掃除状態に対応した塵埃量検出手段の検出レベルを得ることができる電気掃除機を提供することを目的とする。

実施形態の電気掃除機は、電動送風機を収容した掃除機本体を有する。また、この電気掃除機は、把持操作用の操作部を備え、電動送風機の吸込側に連通する風路を内部に区画する風路形成体を有する。さらに、この電気掃除機は、風路を通過する塵埃量を検出する塵埃量検出手段を有する。また、この電気掃除機は、塵埃量検出手段により検出した塵埃量に対応して電動送風機の吸込力を可変させる制御手段を有する。さらに、この電気掃除機は、操作部の角度を検出する角度検出手段を有する。そして、この電気掃除機は、角度検出手段により検出した操作部の角度に対応して塵埃量検出手段の検出感度を調整する感度調整手段を有する。

一実施形態の電気掃除機の内部構造を示すブロック図である。同上電気掃除機の一部を示す縦断面図である。同上電気掃除機を示す斜視図である。同上電気掃除機の異なる掃除状態を模式的に示し、(a)は例えば床面などの被掃除面を掃除する掃除状態を示す側面図、(b)は例えばカーテンなどの被掃除面を掃除する掃除状態を示す側面図である。同上電気掃除機の制御を示すフローチャートである。

以下、一実施形態の構成を、図面を参照して説明する。

図３において、11はいわゆるキャニスタ型の電気掃除機を示し、この電気掃除機11は、掃除機本体12と、この掃除機本体12に着脱可能に接続される管部である風路形成体13とを有している。

掃除機本体12は、被掃除面上を旋回および走行可能な中空状の本体ケース15を備えており、この本体ケース15の内部に電動送風機18が収容されている。また、この本体ケース15には、フィルタ、集塵袋、あるいは集塵装置(集塵カップ)などの集塵部が配置されており、この集塵部に対して、電動送風機18の吸込側が連通している。そして、本体ケース15の前部には、集塵部に連通するとともに風路形成体13の基端側が接続される本体吸込口19が開口形成されている。

また、風路形成体13は、長尺状のホース体21を備えており、このホース体21に対して、図３に示すように、延長管22および吸込口体としての主吸込口体である床ブラシ23を順次接続したり、図４(a)に示すように、吸込口体としての補助吸込口体、すなわち付属品である丸ブラシ24などを接続したりすることが可能となっている。そして、この風路形成体13の内部には、電動送風機18の吸込側に連通する風路Ｗが区画形成されている。

ホース体21は、長尺筒状のホース本体25と、このホース本体25の一端側である基端側(下流端側)に連通して形成された接続管部26と、ホース本体25の他端側である先端側(上流端側)に連通して形成され例えば風路形成体13の把持操作用の操作部としての手元操作部27とを一体的に有している。

ホース本体25は、可撓性を有する合成樹脂などにより円筒蛇腹状に形成されており、手元操作部27側と掃除機本体12側とを電気的に接続する図示しない配線が内部でかつ風路Ｗの外部に螺旋状に取り付けられている。

接続管部26は、本体吸込口19に挿入接続される部分であり、ホース本体25よりも硬質の合成樹脂などにより円筒状に形成されている。また、この接続管部26には、ホース本体25内に配置された配線と電気的に接続された図示しない端子が配置されており、これら端子が、接続管部26を本体吸込口19に挿入接続することで掃除機本体12側と電気的に接続される。そして、接続管部26が接続される本体吸込口19の内部には、図２に示すように、風路Ｗを通過する塵埃量を検出するための塵埃量検出手段としての光センサ33が配置されている。

ここで、光センサ33は、図１および図２に示すように、例えば赤外光を発光する発光手段としての発光部35と、この発光部35により発光された赤外光を受光する受光手段としての受光部36とを互いに対向する位置に備えており、発光部35からの赤外光の受光部36での受光量によって、風路Ｗ中を通過する塵埃量に対応する信号を制御手段37に出力可能となっている。そして、この光センサ33は、発光部35からの発光を受光部36により受光し、この受光量に対応して、風路Ｗを通過する塵埃量を検出可能となっている。

発光部35は、赤外光などの光を出力するＬＥＤなどの発光素子35aと、この発光素子35aからの発光を風路Ｗ内へと導く発光側導光部材としての一方および他方の発光側レンズ35b，35cとを有している。

発光素子35aは、例えば掃除機本体12の本体吸込口19の上部に、下方に向けて配置されており、この下方へと赤外光を出力するように構成されている。

また、一方の発光側レンズ35bは、発光素子35aの赤外光の出力側である下方にて本体吸込口19の内面に配置されている。

また、他方の発光側レンズ35cは、風路形成体13の接続管部26を本体吸込口19に接続した状態で発光素子35a(発光側レンズ35b)の下方に対向する位置に配置されている。この他方の発光側レンズ35cは、接続管部26に径方向に沿って穿設された発光側孔部35d内に、この発光側孔部35dを気密に閉塞するように嵌合しており、一端側が発光素子35a側(発光側レンズ35b側)に臨み、他端側が風路Ｗの内部に臨んでいる。すなわち、発光側孔部35dから風路Ｗ内の空気が風路Ｗの外部へと流出することはない。

同様に、受光部36は、発光部35から出力された赤外光を検出するフォトトランジスタなどの受光素子36aと、発光部35から出力された光を受光素子36aへと導く受光側導光部材としての一方および他方の受光側レンズ36b，36cとを有している。

受光素子36aは、例えば掃除機本体12の本体吸込口19の下部に、上方すなわち発光素子35a側に向けて配置されており、この発光素子35aから出力された赤外光を受光するように構成されている。また、この受光素子36aは、増幅度を可変設定可能な図示しない増幅器などを介して制御手段37に電気的に接続されている。

また、一方の受光側レンズ36bは、受光素子36aに対する赤外光の入力側である上方にて本体吸込口19の内面に配置されている。

また、他方の受光側レンズ36cは、風路形成体13の接続管部26を本体吸込口19に接続した状態で受光素子36a(受光側レンズ36b)の上方に対向する位置に配置されている。この他方の受光側レンズ36cは、接続管部26に径方向に沿って穿設された受光側孔部36d内に、この受光側孔部36dを気密に閉塞するように嵌合しており、一端側が受光素子36a側(受光側レンズ36b側)に臨み、他端側が風路Ｗの内部に臨んでいる。すなわち、受光側孔部36dから風路Ｗ内の空気が風路Ｗの外部へと流出することはない。

また、制御手段37は、電動送風機18の動作を、例えばトライアックなどの電動送風機制御素子Trを導通角制御することで制御するもので、例えば電動送風機18の排気風路内などに配置されている。さらに、この制御手段37は、例えば図示しない電源コードを介して商用交流電源ｅから電源が供給される。そして、この制御手段37は、光センサ33により検出した塵埃量により、被掃除面の塵埃量の寡多を判断する。具体的に、風路Ｗを通過する塵埃量が相対的に多くなると、光センサ33の受光部36での受光量が相対的に減少することにより、光センサ33からの出力が低下する。そのため、制御手段37は、予め設定された単数、あるいは複数の閾値と光センサ33からの出力とを比較することで、塵埃量の寡多を判断できるように構成されている。

また、手元操作部27は、図３に示すように、ホース本体25よりも硬質の合成樹脂などにより略円筒状に形成されており、上流端側の上部、すなわち使用者に対向する側に、例えばＬＥＤランプなどの報知手段40が配置されているとともに、上流端側から下流端側へと、使用者に把持される把持部41が突出して形成されている。

報知手段40は、図１に示すように、例えば制御手段37に電気的に接続されており、光センサ33により検出した塵埃量に対応して例えば光量あるいは点灯状態などが変化するなど、検出した塵埃量(塵埃量の寡多など)に対応した報知を使用者に対して行うように構成されている。

また、図３に示す把持部41には、電動送風機18などの動作を制御手段37(図１)に設定するための設定手段としての複数の設定ボタン42が配置されている。これら設定ボタン42は、電動送風機18の動作モード(例えば強、中、弱などの動作モード)、あるいは停止を設定するもので、ホース本体25内の配線を介して掃除機本体12内の制御手段37(図１)などと電気的に接続されている。さらに、この把持部41の内部には、手元操作部27の角度θを検出することで掃除状態を間接的に検出するための角度検出手段45が配置されている。この角度検出手段45は、例えば加速度センサなどの既知のものであり、手元操作部27(ホース体21の先端側)の角度θを、所定の基準線、例えば水平方向Ｈを基準として検出可能となっている。なお、手元操作部27の角度θとは、この手元操作部27の先端側の中心軸Ａの側面視での上下方向の角度をいうものとする。すなわち、以下、例えば手元操作部27の先端側の中心軸Ａが側面視で水平方向Ｈに沿う場合の角度θを０°とし、水平方向Ｈに対して手許操作部27の先端側が上方を向いている状態を角度θのプラス状態、下方を向いている状態を角度θのマイナス状態とする。そして、この角度検出手段45は、図１に示すように、感度調整手段46を介して光センサ33に電気的に接続されている。

この感度調整手段46は、角度検出手段45からの出力に対応して、例えば受光素子35aからの赤外光の発光量、あるいは受光素子36aにより受光した赤外光の受光量の増幅度などを可変設定することにより、光センサ33の感度を調整可能となっている。

なお、角度検出手段45および感度調整手段46は、本実施形態において、それぞれ掃除機本体12に配置されているが、その配置は任意に設定できる。

また、床ブラシ23は、横長のケース体48と、このケース体48に回動可能に接続され延長管22の先端に対して着脱可能な接続管49とを有している。ケース体48には、風路Ｗに連通する横長の吸込口が被掃除面に対向して開口形成されており、この吸込口には、例えば回転清掃体が回転可能に配置されている。

また、丸ブラシ24は、先端側が屈曲された円筒状のブラシ本体51と、このブラシ本体51の先端の周縁全体に亘って植毛されたブラシ毛52とを有しており、手元操作部27の先端に対して延長管22(および床ブラシ23)に代えて着脱可能となっている。

次に、上記一実施形態の動作を、図５に示すフローチャートも参照しながら説明する。

使用者が電源コードを壁面などのコンセントに接続し、把持部41を把持して所望の設定ボタン42を操作すると、制御手段37が設定された動作モードに対応して電動送風機制御素子Trを導通角制御することにより、電動送風機18を設定された動作モードで動作させる(電気掃除機11の起動、ステップ１)。

次いで、角度検出手段45が、手元操作部27の角度θを検出する(ステップ２)。そして、角度検出手段45により検出した手元操作部27の角度θが０°以上であるかどうかを判定し(ステップ３)、この角度θが０°未満である場合(例えば図４(a)に示す)には、使用者が例えば床ブラシ23などの吸込口体を用いて、あるいは延長管22または手元操作部27により直接、床面などの相対的に低い(使用者の腕位置よりも低い)被掃除面、あるいは水平状の被掃除面を掃除している掃除状態に対応しているものとして、感度調整手段46により光センサ33の感度を通常感度に設定する(ステップ４)。

ここで、通常感度とは、比較的大きい塵埃(粗塵)と比較的小さい塵埃(細塵)とが混在する床面などの被掃除面を掃除する際に、光センサ33が塵埃量を適切に検出可能な感度である。すなわち、比較的大きい塵埃と比較的小さい塵埃とが混在する被掃除面の場合、これら塵埃が風路Ｗに吸い込まれると、比較的小さい塵埃は比較的大きい塵埃に混ざって一体的に風路Ｗを移動するため、光センサ33は主として比較的大きい塵埃を検出できれば塵埃量を適切に検出できる一方で、光センサ33の感度が高すぎる場合、光センサ33が塵埃量を過剰に検出するおそれがある。そのため、床面などを掃除する場合には、光センサ33の感度を、通常感度に設定することが望ましい。

また、ステップ３において、角度θが０°以上である場合(例えば図４(b)に示す)には、使用者が例えば丸ブラシ24、あるいは隙間ノズル(つる口)などの吸込口体(付属品)を用いて、あるいは延長管22または手元操作部27によりカーテン、壁面、あるいは天井などの相対的に高い(使用者の腕位置よりも高い)被掃除面、あるいは垂直上下方向に沿う被掃除面を掃除している掃除状態に対応するものとして、感度調整手段46により光センサ33の感度を通常感度よりも相対的に感度を増加させた高感度に設定する(ステップ５)。すなわち、カーテン、壁面、あるいは天井などの被掃除面では、比較的大きい塵埃(粗塵)が殆ど存在せず、比較的小さい塵埃(細塵)が多くなる。特に、カーテンなどを掃除する際には、電動送風機18の負圧により吸い込んだ空気がカーテンを透過したり、カーテン自体が変形したりすることがあり、比較的硬質で真空度を上げやすい床面などを掃除する場合と比較して、風路Ｗに塵埃を吸い込みにくい。そのため、カーテン、壁面、あるいは天井などを掃除する場合には、光センサ33の感度を増加させて比較的小さい塵埃の検出精度をより向上させることが望ましい。

そして、ステップ４、あるいはステップ５の後、光センサ33を用いた掃除制御に移行する。この掃除制御では、光センサ33により検出した塵埃量に応じて、この塵埃量が相対的に多い場合には、電動送風機18の吸込力(入力)を、各動作モードに対応して設定された範囲内で相対的に増加させ、塵埃量が相対的に少ない場合には、電動送風機18の吸込力(入力)を、各動作モードに対応して設定された範囲内で相対的に減少させる。また、光センサ33により検出した塵埃量に対応して報知手段40により使用者に報知する。なお、上記のステップ２ないしステップ５に示す感度制御は、掃除制御と同時に並行してもよいし、掃除制御の最中に所定時間毎に割り込んで行ってもよい。そして、電動送風機18の駆動により生じた負圧によって、風路Ｗに塵埃を吸い込み、集塵部に捕集する。

以上説明した一実施形態によれば、手元操作部27の角度θを角度検出手段45により検出することにより、使用者の掃除状態、例えば床ブラシ23などを用いて床面を掃除している場合、あるいは、丸ブラシ24などを用いてカーテンなどを掃除している場合などのそれぞれを検出でき、この検出した手元操作部27の角度θに対応して感度調整手段46が光センサ33の検出感度を調整することにより、検出した掃除状態に対応した光センサ33の検出レベルを得ることができる。したがって、掃除状態により生じる光センサ33の塵埃量の検出レベルの差を抑制でき、比較的大きい塵埃と比較的小さい塵埃とが混在する被掃除面を掃除する場合でも、比較的小さい塵埃が主となる被掃除面を掃除する場合でも、光センサ33を用いて適切な掃除が可能になる。

また、感度調整手段46は、角度検出手段45により検出した手元操作部27の角度θが水平方向に対して下方へと傾斜している場合に、床ブラシ23などを用いて床面の掃除をしている、通常の掃除状態であるものと判断して、光センサ33の検出感度を通常感度に設定することにより、大小様々な塵埃が混在する床面などの掃除の際に、光センサ33により塵埃量をより精度よく、かつ、確実に検出できる。

さらに、感度調整手段46は、角度検出手段45により検出した手元操作部27の角度θが水平方向に対して上方へと傾斜している場合に、丸ブラシ24などを用いてカーテン、壁面、あるいは天井などを掃除している掃除状態であるものと判断して、光センサ33の検出感度を相対的に増加させることにより、比較的大きい塵埃が少なく、比較的小さい塵埃が多いカーテンや壁面などの掃除の際に、光センサ33により塵埃量をより精度よく、かつ、確実に検出できる。

そして、角度検出手段45を、加速度センサとすることにより、回路構成を簡素化でき、手元操作部27の角度を検出する構成を容易に形成できる。

なお、上記一実施形態において、電気掃除機11は、掃除機本体12に対して風路形成体13を着脱可能に接続するキャニスタ型として説明したが、例えば掃除機本体12の下部に床ブラシ23が接続されているとともに、この床ブラシ23とは別個に掃除機本体12に対して電動送風機18の吸込側に連通接続された風路形成体13を有するアップライト型でもよいし、掃除機本体12と風路形成体13とが一体に形成されたハンディ型などでも、同様に対応できる。

また、電気掃除機11は、商用交流電源ｅを用いる交流式のものだけでなく、例えば二次電池などの電池を内蔵した電池式のものなどでも同様に対応できる。

本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

11 電気掃除機
12 掃除機本体
13 風路形成体
18 電動送風機
27 操作部としての手元操作部
33 塵埃量検出手段としての光センサ
37 制御手段
45 角度検出手段
46 感度調整手段
Ｗ風路

Claims

電動送風機を収容した掃除機本体と、
把持操作用の操作部を備え、前記電動送風機の吸込側に連通する風路を内部に区画する風路形成体と、
前記風路を通過する塵埃量を検出する塵埃量検出手段と、
この塵埃量検出手段により検出した塵埃量に対応して前記電動送風機の吸込力を可変させる制御手段と、
前記操作部の角度を検出する角度検出手段と、
この角度検出手段により検出した前記操作部の角度に対応して前記塵埃量検出手段の検出感度を調整する感度調整手段と
を具備したことを特徴とした電気掃除機。
感度調整手段は、角度検出手段により検出した操作部の角度が水平方向に対して下方へと傾斜している場合に、塵埃量検出手段の検出感度を通常感度とする
ことを特徴とした請求項１記載の電気掃除機。
感度調整手段は、角度検出手段により検出した操作部の角度が水平方向に対して上方へと傾斜している場合に、塵埃量検出手段の検出感度を相対的に増加させる
ことを特徴とした請求項１または２記載の電気掃除機。
角度検出手段は、加速度センサである
ことを特徴とした請求項１ないし３いずれか一記載の電気掃除機。