JP2012125660A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】本体引き回し時の障害物等への引っ掛かりによる労力の解消と、引っ掛り状態から容易に回避できる自走機能を備えた電気掃除機を提供すること。
【解決手段】駆動モータ１４に連結する走行ローラ１０と、電動送風機及び集塵機能を有する電気掃除機本体（以下、本体と称す）１と、本体１に連結するホースと、前記ホースの引張り力を検出する引張り力検知手段からの信号に応じて駆動モータ１４を駆動して本体１を走行制御する制御手段を備えると共に、障害物を検知する障害物検知手段２３を備え、前記制御手段は前記引張り力検知手段と障害物検知手段２３からの信号に応じて、本体１を所定時間ＴＰ又は所定距離ＬＰ、前進又は後進するよう駆動モータ１４を駆動制御するもので、本体引き回しの労力を低減できると共に、本体引き回し中の引っ掛り状態から容易に回避できる自走機能を備えた電気掃除機を提供できるようになる。
【選択図】図２

Description

本発明は、家庭用もしくは業務用の床移動型の自走機構を備えた電気掃除機に関するものである。

使用者が床移動型電気掃除機で掃除床面を掃除する際の本体引き回し（引張り）力を低減する自走機構を備えた電気掃除機の発明には、過去次のようなものがある。

例えば、下記特許文献１に開示されたものは、電動送風機およびこの電動送風機の吸気側に連通する集塵室を内部に設けるとともにこの集塵室に連通する接続口を外面部に設けた電気掃除機本体と、この電気掃除機本体の接続口に一端部が接続されるとともに手元把持部を他端側に有するホースと、前記掃除機本体に設けられこの掃除機本体を被掃除面上で移動可能とする走行手段と、前記掃除機本体に設けられ前記走行手段を駆動する駆動手段と、前記ホースに加えられる引張力を検出する検出手段と、この検出手段の検出信号に応じて前記駆動手段を制御する駆動制御手段とを備え、この駆動制御手段は、前記ホースに加えられる引張力が大きいほど、
（１）前記駆動手段による走行手段の駆動速度をより大きくするように制御することで、使用者は、電気掃除機のホースを強く引けば長い距離を移動させ、ホースを軽く引けば少しだけ移動させることができる、
（２）前記駆動手段による走行手段の駆動時間をより短くし、かつ、駆動速度をより大きくするように制御することで、ホースを引っ張った時に掃除機本体が移動する距離を引張力によらず同じ位にすることができる、
というもので、使用者の歩行に対する追従性が向上するというものである。

また、下記特許文献２に開示されたものは、走行ローラと、前記走行ローラの前進方向の回転に追随して回転し、周縁部に多数のスリットが穿設された円盤と、前記走行ローラに連結された駆動モータと、前記スリットに臨み前記円盤の両側に配設されたフォトダイオード及びフォトトランジスタと、前記円盤の回転により発生する前記フォトトランジスタからのパルス信号を入力して前記駆動モータを駆動するとともに、その駆動時間を制御する駆動モータ駆動部とを備えるようにすることで、例えばホースを一時的に引張って掃除機本体を少し移動させると、その移動量に応じて走行ローラ、すなわち円盤が回転し、その回転速度をフォトトランジスタが感知してその回転速度（即ち使用者がホースを引張る力に）に応じて駆動モータ制御回路が駆動モータの駆動とその駆動時間を制御し、走行ローラを前進回転させると共に走行距離を加減することで、使用者の歩行に対する追従性が向上するというものである。

特開平４−９２６３４号公報 特開平４−１０５６２３号公報

一般的な家庭には、コタツや机・椅子等の家具があり、床移動型電気掃除機を引き回すと多かれ少なかれそれらの家具に本体が引っ掛ることがある。そのような引っ掛りが発生した場合に使用者は、例えばホースを思い切り力尽くで引っ張って本体を障害物から離脱させるか、或いは引っ掛っている本体のそばまで行って手や足で本体を移動させて引っ掛
りの原因となっている障害物から離脱させることがある。使用者にとって前述したような引っ掛り状態を解除する煩わしさは、通常の本体引き回しでの疲労感（使勝手の悪さ）と共に解消されることが望まれているものである。

従来の自走機構を備えた電気掃除機を使用中に前述した引っ掛りが発生した場合、使用者が気づかずにホースを引っ張ると、制御手段はホースの引張り力（或いは本体の僅かな移動）を検知して駆動モータを駆動することになるので、走行ローラと床面とのグリップ力によって走行ローラが空回りしたり或いは走行ローラの回転が拘束（駆動モータ拘束）状態で駆動モータに通電されることになるが、走行ローラの空転は違和感・不快感の持たれる所であり、更に駆動モータの拘束状態での通電は、モータや駆動力伝達系の強度・耐久性確保の課題ともなっている。

これらの課題を解決するために研究を重ねていくと、電気掃除機本体が障害物に引っ掛ったことを検知する必要があること、また、そうして引っ掛りを検知したら引っ掛りを回避するための動きが必要であるこが分かってきた。

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、駆動モータに連結する走行ローラと、電動送風機及び集塵機能を有する本体と、前記本体に連結するホースと、前記ホースの引張り力を検出する引張り力検知手段からの信号に応じて前記駆動モータを駆動して前記本体を走行制御する制御手段を備えると共に、前記本体の移動を阻止する障害物を検知する障害物検知手段を備え、制御手段は引張り力検知手段と障害物検知手段からの信号に応じて、本体を所定時間ＴＰ又は所定距離ＬＰだけ前進又は後進するよう駆動モータを駆動制御しており、ホースの引張り力の有り／無しに対応した引張り力検知手段出力信号をＨ１／Ｈ２とし、障害物との接触有り／無しに対応した障害物検知手段出力信号をＢ１／Ｂ２とした場合に、前記制御手段は、前記出力信号が、「Ｈ１且つＢ１」（以下、状態Ｍ１と称す）であれば停止となるように、「Ｈ２且つＢ２」（以下、状態Ｍ２と称す）であれば停止となるように、「Ｈ１且つＢ２」（以下、状態Ｍ３と称す）であれば前進となるように、「Ｈ２且つＢ１」（以下、状態Ｍ４と称す）であれば後進となるように、それぞれ前記駆動モータを駆動制御しており、前記制御手段は、状態Ｍ３、状態Ｍ４が連続して成立している時間を計測する計時手段を備え、状態Ｍ３、状態Ｍ４が連続して成立している時間が、所定時間ＴＬを超えた場合には、前記駆動モータを停止するように制御するようにした。

まず使用者によってホースが引張られると、引張り検知手段で検知される。制御手段は引張り検知手段からの信号に応じて、電気掃除機本体が所定時間ＴＰ又は所定距離ＬＰ前進するよう駆動モータを駆動する。この制御動作によって使用者が電気掃除機本体を引き回す労力を低減することができる。次に例えば、電気掃除機本体が前進走行中に家具等に引っ掛ると障害物検知手段で検知する。制御手段は障害物検知手段からの信号に応じて、電気掃除機本体が所定時間ＴＰ又は所定距離ＬＰ後進するよう駆動モータを駆動する。この制御動作によって前進を阻害する障害物から電気掃除機本体を離脱即ち引っ掛りを解除することができる。

本発明の電気掃除機によれば、本体引き回しの労力を低減すると共に本体引き回し（走行）中の引っ掛り状態から容易に回避する快適な自走機構を備えた電気掃除機を提供できる。

本発明実施の形態１における電気掃除機まわりの概観図 同電気掃除機の内部構成を示すブロック図 同電気掃除機の引張り力を検知するときの動作説明図 同電気掃除機の引張り力検知手段の構成を示すブロック図 同電気掃除機の回路構成を示すブロック図

第１の発明は、駆動モータに連結する走行ローラと、電動送風機及び集塵機能を有する本体と、前記本体に連結するホースと、前記ホースの引張り力を検出する引張り力検知手段からの信号に応じて前記駆動モータを駆動して前記本体を走行制御する制御手段を備えると共に、前記本体の移動を阻止する障害物を検知する障害物検知手段を備え、制御手段は引張り力検知手段と障害物検知手段からの信号に応じて、本体を所定時間ＴＰ又は所定距離ＬＰだけ前進又は後進するよう駆動モータを駆動制御しており、ホースの引張り力の有り／無しに対応した引張り力検知手段出力信号をＨ１／Ｈ２とし、障害物との接触有り／無しに対応した障害物検知手段出力信号をＢ１／Ｂ２とした場合に、前記制御手段は、前記出力信号が、「Ｈ１且つＢ１」（以下、状態Ｍ１と称す）であれば停止となるように、「Ｈ２且つＢ２」（以下、状態Ｍ２と称す）であれば停止となるように、「Ｈ１且つＢ２」（以下、状態Ｍ３と称す）であれば前進となるように、「Ｈ２且つＢ１」（以下、状態Ｍ４と称す）であれば後進となるように、それぞれ前記駆動モータを駆動制御しており、前記制御手段は、状態Ｍ３、状態Ｍ４が連続して成立している時間を計測する計時手段を備え、状態Ｍ３、状態Ｍ４が連続して成立している時間が、所定時間ＴＬを超えた場合には、前記駆動モータを停止するように制御する自走機構を備えた電気掃除機とするものである。

使用者によってホースが引張られると、引張り検知手段で検知される（引張り力検知手段の構成としては、例えば特開平４−９２６３４号公報の図４、図５、図１０を参照）。制御手段は引張り検知手段からの信号に応じて、電気掃除機本体が所定時間ＴＰ又は所定距離ＬＰ前進するよう駆動モータを駆動する。この制御動作によって使用者が電気掃除機本体を引き回す労力を低減することができる。次に例えば、電気掃除機本体が前進自走中に家具等に引っ掛ると障害物検知手段がその引っ掛り（接触）を検知する。制御手段は障害物検知手段からの信号に応じて、電気掃除機本体が所定時間ＴＰ又は所定距離ＬＰ後進するよう駆動モータを駆動する。この制御動作によって前進を阻害する障害物から電気掃除機本体を離脱即ち引っ掛りを解除することができるため、使用者は引っ掛りの発生している電気掃除機本体の近くまで行って本体を手や足で移動させたり障害物を移動させたりする手間を低減できる。

また、第１の発明は、制御手段が、ホースの引張り力の有り／無しに対応した引張り力検知手段出力信号をＨ１／Ｈ２とし、障害物との接触有り／無しに対応した障害物検知手段出力信号をＢ１／Ｂ２とした場合に、前記出力信号が、「Ｈ１且つＢ１」（以下、状態Ｍ１と称す）であれば停止となるように、「Ｈ２且つＢ２」（以下、状態Ｍ２と称す）であれば停止となるように、「Ｈ１且つＢ２」（以下、状態Ｍ３と称す）であれば前進となるように、「Ｈ２且つＢ１」（以下、状態Ｍ４と称す）であれば後進となるように、それぞれ駆動モータを駆動制御することを特徴とするものである。

状態Ｍ１は、制御手段で引張り力検知手段の信号と障害物検知手段からの信号共に検知している場合即ち電気掃除機本体が使用者によって引張られていて且つ電気掃除機本体が障害物（家具等）と接触（衝突）している場合で、例えば使用者がホースを引張って移動中に電気掃除機本体が障害物（家具等）に接触（衝突）している場合である。そのような条件の場合には制御手段は駆動モータを停止制御する。

状態Ｍ２は、制御手段で引張り力検知手段の信号及び障害物検知手段の信号共に検知さ
れていない即ち電気掃除機本体が使用者によって引張られていなく且つ電気掃除機本体が障害物（家具等）と接触（衝突）していない場合で、例えば使用者がほぼ低位置で床面を掃除している場合である。そのような条件の場合には制御手段は駆動モータを停止制御する。

状態Ｍ３は、制御手段は引張り力検知手段の信号を検知し障害物検知手段からの信号は検知していない場合即ち電気掃除機本体が使用者によって引張られていて且つ電気掃除機本体が障害物（家具等）と接触（衝突）していない場合で、例えば使用者がホースを引張ってスムーズに移動している場合である。そのような条件の場合には制御手段は駆動モータを所定時間ＴＰ又は所定距離ＬＰだけ前進制御する。

状態Ｍ４は、制御手段で引張り力検知手段の信号を検知していない且つ障害物検知手段からの信号を検知している場合即ち電気掃除機本体が使用者によって引張られていない且つ電気掃除機本体が障害物（家具等）と接触（衝突）している場合で、例えば使用者がホースを引張って移動して電気掃除機本体が障害物（家具等）と接触（衝突）したために、ホースを引張ることを止めた場合である。そのような条件の場合には制御手段は駆動モータを所定時間ＴＰ又は所定距離ＬＰだけ後進制御する。

さらに、第１の発明は、制御手段が、状態Ｍ３、状態Ｍ４が連続して成立している時間を計測する計時手段を備え、状態Ｍ３、状態Ｍ４が連続して成立している時間が、所定時間ＴＬを超えた場合には、駆動モータを停止するように制御することを特徴とするものである。

状態３、状態４が連続して成立している期間が所定時間を超えた場合には、駆動モータの空転による駆動ローラでの床面損傷を回避或いは、駆動モータロック（拘束）による過熱・劣化を防止する等、電気掃除機の信頼性低下を防止できるようになる。

第２の発明は、第１の発明の制御手段が、状態Ｍ４と、状態Ｍ４以外の条件とが、所定時間ＴＡ内で繰り返し発生する回数を計数可能な計数手段を備え、計数した回数が、所定回数ＮＡを超えた場合、前記制御手段は、状態Ｍ４による後進時間又は後進距離が長くなるように、変更制御する特徴を備えた電気掃除機とするものである。

状態Ｍ４は、制御手段で引張り力検知手段の信号を検知していない且つ障害物検知手段からの信号を検知している場合即ち電気掃除機本体が使用者によって引張られていない且つ本体が障害物（家具等）と接触（衝突）している場合で、例えば使用者がホースを引張って移動して本体が障害物（家具等）と接触（衝突）したために、ホースを引張ることを止めた場合等である。そのような条件の場合には制御手段は駆動モータを所定時間ＴＰ又は所定距離ＬＰだけ後進するよう駆動モータを駆動する。この制御動作によって前進を阻害する障害物から電気掃除機本体を離脱即ち引っ掛りを解除しようとするが、その後ホースの引張り力を検出する引張り検知手段からの信号を検知（状態Ｍ３が成立）すると、制御手段は再び駆動モータを前進制御する。このとき再び障害物検知手段からの信号を制御手段で検知（状態Ｍ４が成立）すると、駆動モータを後進制御することになる。ところで、後進して障害物から離脱ができたとしても本来目的とする障害物の「回避」がうまく行かない場合などは、結局前進・後進を繰り返す（状態Ｍ４と状態Ｍ４以外の条件を繰り返す）ことになる。制御手段は計数手段で所定時間ＴＡ内で所定回数ＮＡ回以上状態Ｍ４と状態Ｍ４以外の条件が繰り返されたことを計数した場合、以降状態Ｍ４による後進時間（又は後進距離）を長くするよう制御動作を変えて障害物を「回避」できるように駆動制御する。

第３の発明は、第１または第２の発明の障害物検知手段が、本体のホース連結部近傍及
び／又は本体前面部近傍に設けられたバンパが、障害物と接触して変位する変位量を検出することで、状態変化し、前記状態変化を障害物検知信号として制御手段へ出力する電気掃除機とするものである。

床移動型電気掃除機をホースを引張りながら移動させる場合に引っ掛りが発生する部位は、多くの場合ホース連結部近傍及び／又は本体前面部近傍の外郭である。その外郭部近傍には硬質・軟質等様々な材質で障害物（家具等）及び本体への傷つき防止のためにバンパが構成されている。スイッチ手段はバンパが障害物に接触（衝突）して変形・変位することで状態が変化し、その変化を障害物検知信号として制御手段へ出力する。制御手段は前記障害物検知信号に応じて電気掃除機本体が所定時間ＴＰ又は所定距離ＬＰ後進するよう駆動モータを駆動する。この制御動作によって前進を阻害する障害物から電気掃除機本体を離脱即ち引っ掛りを解除することができるため、使用者は引っ掛りの発生している電気掃除機本体の近くまで行って本体を手や足で移動させたり障害物を移動させたりする手間を低減できる。

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り本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態を、図１〜図５を参照しながら説明する。図１は本実施の形態１における電気掃除機の概観図、図２は同電気掃除機本体の内部構成ブロック図、図５は電気掃除機の回路構成ブロック図である。

電気掃除機本体（以下、本体と称す）１には、吸引風を発生する電動送風機２と塵埃を集塵する集塵部３が内蔵されている。電動送風機２の回転により塵埃を吸い込む空気の流れが発生すると、吸込み具７より被掃除面上の塵埃が吸い込まれ、延長管６、ホース４、を経て本体１の中に入り、集塵部３で捕集される。塵埃を運んできた空気は集塵部３を通過して本体１より外に排気される。ホース４の先端部分には使用者が掃除作業を行う場合の把持部（手元グリップ５）が備えられている。手元グリップ５には、電動送風機２の運転モード（強・中・弱等）を設定可能な操作手段８が設けられており、操作手段８によって設定された運転モードは制御手段２０で検知され、制御手段２０は電動送風機駆動手段３１によって電動送風機２を設定された運転モードで運転する。

本体１の底部前方（ホース取付け側）には一輪のキャスタ９、後方には２つの走行ローラ１０を配置している。走行ローラ１０は、図２に示す駆動モータ１４による駆動が、減速手段１３、クラッチ機構１６、駆動軸１５に伝わることで回転し、電気掃除機本体１を前方（ホース取付け側）方向及び／又は後方に走行移動可能に構成されている。

本体１の前方のホース取付け部近傍には、コイルバネ２２で本体１の外側に付勢されるバンパ２１が設けてあり、家具等の障害物に接触（衝突）した場合はバンパ２１が本体１の内部側に押されて障害物検知手段２３（スイッチ手段）が閉路（前記閉路信号によって制御手段２０は障害物へ接触したことを検知）し、障害物から離脱すれば、コイルバネ２２の付勢力によりバンパ２１は本体１の外側（元の位置に）戻り、障害物検知手段２３が開路（前記開路信号によって制御手段２０は障害物から離脱したことを検知）する。

次に使用者の引張り力を検知する概要動作について、図３と図４を用いて説明する。使用者が床面等の掃除機がけ作業に伴い手元グリップ部５を持ちながら前進移動（図３（ａ）のＹ方向）すると、ホース４は図３（ａ）の状態から図３（ｂ）の状態になる。この時、ホース４には使用者の手による力と本体１の自重で引っ張り力が発生し、その引っ張り力は本体１のホース接続部２４に加わる。図４は本実施の形態のホース接続部及び引張り
検知手段周辺の構成図である。ホース４が前上方向に引っ張られるとコイルバネ２５が縮むと共に引張り検知手段２６（スイッチ手段）が閉路するよう構成している（前記閉路信号によって、制御手段２０は引張り力が加えられたことを検知）。前記コイルバネ２５のバネ定数は、検知狙いの引張り力の設定に関わるものであることは言うまでも無い。ホース４から引張り力が無くなると、コイルバネ２５の付勢力でホース接続部２４が本体１内に戻り、引張り検知手段２６が開路して元の位置（図３（ａ））に戻る（前記開路信号によって制御手段２０はホース４への引張り力が無くなったことを検知）。

走行ローラ１０には、駆動手段１９から供給される電力で正・逆転可能に駆動される駆動モータ１４と、駆動モータ１４の回転出力を減速して駆動軸１５を回転駆動する減速手段１３と、駆動軸１５の回転に合わせて回転して本体１を自走させる。ここで減速手段１３は駆動モータ１４が停止している時には、駆動軸１５が回転（空転）自在になるようクラッチ機構１６によって分離されている。駆動モータ１４が停止している時には走行ローラ１０は、クラッチ機構１６によって減速手段１３と切り離して軽く回転可能な構成としている。これは、駆動モータ１４が停止している時でも使用者が本体１を移動させる場合など、減速手段１３のメカ的負荷で走行ローラ１０の回転が重くなること等を防止するためのものである。制御手段２０は操作手段８からの信号に応じて電動送風機駆動手段３１へ位相制御タイミング信号を出力する。電動送風機２は、電動送風機駆動手段３１から供給される商用電源３０を位相制御した電力で運転される。制御手段２０は、Ｈブリッジ等によって正・負電力出力可能に構成された（図示せず）駆動手段１９で駆動モータ１４へ電力を供給し、駆動モータ１４を正・転逆転可能に制御する。

更に、制御手段２０は、ホース４の引張り力の有り／無しに対応した引張り検知手段２６の出力信号Ｈ１／Ｈ２（閉路／開路）と、障害物との接触有り／無しに対応した障害物検知手段２３の出力信号Ｂ１／Ｂ２（閉路／開路）とに対して、状態Ｍ１［Ｈ１、Ｂ１］であれば停止、状態Ｍ２［Ｈ２、Ｂ２］であれば停止、状態Ｍ３［Ｈ１、Ｂ２］であれば前進、状態Ｍ４［Ｈ２、Ｂ１］であれば後進、となるよう駆動手段１９によって駆動モータ１４を駆動制御すると共に、計時手段３０によって状態Ｍ４の連続成立している時間を計測する。又、制御手段２０は計数手段３１によって状態Ｍ４と状態Ｍ４以外の条件とが所定時間ＴＡ内で繰り返し発生する回数を計数して、計数手段３１で所定回数ＮＡ回以上計数した場合、制御手段２０は状態Ｍ４による後進時間（又は後進距離）を長くするよう変更制御するようにしている。

以上のような各構成要素を備えた電気掃除機について、以下その動作、作用を説明する。状態Ｍ２［Ｈ２、Ｂ２］で本体１が停止している状態で、使用者によってホース４が引っ張られることで引張り検知手段２６が動作（状態Ｍ３［Ｈ１、Ｂ２］）するとその動作信号を制御手段２０で検知し、制御手段２０は駆動手段１９によって駆動モータ１４を回転駆動して本体１を所定時間（又は所定距離）だけ前進自動走行させる。本体１が前進自動走行して使用者に近づくため、ホース４の引っ張り力が解消して引張り検知手段２６が開路（状態Ｍ２［Ｈ２、Ｂ２］）するため制御手段２０駆動手段１９を制御して駆動モータ１４を停止させる。

状態Ｍ２［Ｈ２、Ｂ２］で本体１が停止している状態で、使用者によってホース４が引っ張られることで引張り検知手段２６が閉路（状態Ｍ３［Ｈ１、Ｂ２］）するとその動作信号を制御手段２０で検知し、制御手段２０が駆動手段１９によって駆動モータ１４を回転駆動して本体１を所定時間（又は所定距離）だけ前進自動走行制御の最中に障害物検知手段２３が閉路するとそのタイミングによって、状態Ｍ１［Ｈ１、Ｂ１］又は状態Ｍ４［Ｈ２、Ｂ１］となる。制御手段２０は、状態Ｍ１［Ｈ１、Ｂ１］の場合（障害物に引っ掛かっているにも関わらず使用者が無理に本体１を引っ張っている場合等）は駆動モータ１４を停止させて、駆動手段１９や駆動モータ１４等の過負荷を回避し、状態Ｍ４［Ｈ２、
Ｂ１］の場合は本体１が後進するよう駆動モータ１４を所定時間（又は所定距離）駆動する。ところで、制御手段２０は、状態Ｍ３及び／又は状態Ｍ４が連続して成立している時間Ｔを計測手段３０で計測可能である。制御手段２０はホース４の引張り検知手段２６や障害物検知手段２３がＴＬ以上連続して検知していると、駆動手段１９への駆動信号を停止し、電気掃除機本体１の自動走行制御を停止するようにしている。ＴＬは例えば１秒〜３秒程度が良く、更に好ましくは１秒程度が良い。

状態Ｍ４は、制御手段２０で引張り検知手段２６の信号を検知していない且つ障害物検知手段２３からの信号を検知している場合、即ち本体１が使用者によって引張られていない且つ本体１が障害物（家具等）と接触（衝突）している場合で、例えば使用者がホース４を引張って移動して本体１が障害物（家具等）と接触（衝突）したために、ホース４を引張ることを止めた場合等である。そのような条件の場合には制御手段２０は駆動モータ１４を所定時間ＴＰ（又は所定距離ＬＰ）だけ後進制御するが、何らかの原因で、（１）本体１が後進できずに障害物に接触したままになっている、或いは（２）後進しても障害物が本体１に接触し続けているために障害物検知手段２３からの信号が無くならないような場合等は、状態Ｍ４が成立し続けることになる。計時手段３０は状態Ｍ４の成立している時間Ｔを計測して、状態Ｍ４が約１秒程度連続成立している場合、制御手段２０は駆動モータ１４を停止制御することで駆動モータ１４の空転による走行ローラ１０での床面損傷を回避或いは、駆動モータ１４ロック（拘束）による過熱・劣化を防止する等、電気掃除機の信頼性を確保できるようになる。

同様に、状態Ｍ３は、制御手段２０で引張り検知手段２６の信号を検知していて且つ障害物検知手段２３からの信号を検知していない場合即ち本体１が使用者によって引張られていて且つ本体１が障害物（家具等）と接触（衝突）していない場合で、例えば使用者がホース４を引張って移動し続けている場合等である。そのような条件の場合には制御手段２０は駆動モータを所定時間ＴＰ又は所定距離ＬＰだけ前進制御するが、何らかの原因で、（１）本体１が前進できずに例えば検知できない障害物に引っかかっている、或いは（２）前進しても使用者がホース４を引っ張り続けている場合等は引張り検知手段２６からの信号が無くならず、状態Ｍ３が成立し続けることになる。計時手段３０は状態Ｍ３の成立している時間Ｔを計測して、状態Ｍ３が約１秒程度連続成立している場合、制御手段２０へその計時情報又はタイムアウト情報を送って駆動モータ１４を停止制御する。駆動モータ１４の空転による走行ローラ１０での床面損傷を回避或いは、駆動モータ１４のロック（拘束）による過熱・劣化を防止する等、電気掃除機の信頼性低下を防止できるようになる。

更に制御手段２０は、状態Ｍ４と状態Ｍ４以外の条件とが所定時間ＴＡ内で繰り返し発生する回数を計数可能な計数手段３１を備え、計数手段３１が所定回数ＮＡ回以上計数した場合、制御手段は状態Ｍ４による後進時間又は後進距離を長くするよう変更制御する機能を備えている。所定時間ＴＡは約３秒〜５秒好ましくは３秒が良く、所定回数は３回が良い。状態Ｍ４は、制御手段２０で引張り検知手段２６の信号を検知していない且つ障害物検知手段２３からの信号を検知している場合即ち本体１が使用者によって引張られていない且つ本体１が障害物（家具等）と接触（衝突）している場合で、例えば使用者がホース４を引張って移動して本体１が障害物（家具等）と接触（衝突）したために、ホース４を引張ることを止めた場合等である。そのような条件の場合には制御手段２０は駆動モータ１４を所定時間ＴＰ又は所定距離ＬＰだけ後進するよう駆動モータ１４を駆動する。この制御動作によって前進を阻害する障害物から本体１を離脱即ち引っ掛りを解除しようとするが、その後ホースの引張り力を検出する引張り検知手段２６からの信号を検知（状態Ｍ３が成立）すると、制御手段２０は再び駆動モータ１４を前進制御する。このとき再び障害物検知手段２３からの信号を制御手段２０で検知（状態Ｍ４が成立）すると、駆動モータ１４を再び後進制御することになる。ところで、後進して障害物から離脱ができたと
しても本来目的とする障害物の「回避」がうまく行かない場合などは、結局前述したように前進・後進を繰り返す（状態Ｍ４と状態Ｍ４以外の条件を繰り返す）ことになる。制御手段２０は計数手段３１で所定時間約３秒内で所定回数３回以上状態Ｍ４と状態Ｍ４以外の条件が繰り返されたことを計数した場合、以降状態Ｍ４による後進時間（又は後進距離）を長くするよう制御動作を変えて障害物を確実に「回避」できるように駆動制御する。

ところで、本体１を障害物の引っ掛りから離脱・回避走行するためのコツとして、一旦引っ掛りが発生した場合の後進動作時に多少ホースを振って本体１の向きが変わるようにすれば更に離脱・回避しやすくなり、前進させるためのホース４の引張り方向を変えることも有効であることは言うまでもない。前述の後進時間（距離）を伸ばすことでホース４の引っ張り方向が変わる効果や、使用者がコツを身に着けて巧み的にホースを裁いて障害物からから回避できるようになることも期待できる。

更に走行ローラ１０等に操舵手段を設けて、障害物検知手段２３で障害物を検知した方向と異なる方向（本体１前面左右に配置された２つのバンパの内何れか一方が障害物を検知した場合その他の方向）へ本体１が後進可能に構成すれば、更に障害物からの離脱・回避性能が向上することは言うまでもない。

以上のように本発明によれば、コタツや机・椅子等の家具に引っ掛りが発生した場合に使用者が本体のそばまで行って手や足で本体を移動させて引っ掛りの原因となっている障害物から離脱させる煩わしさを無くすことができる。通常の本体引き回しでの疲労感（使勝手の悪さ）を解消できだけでなく、引っ掛りが発生しているにも関わらず駆動モータを無理に駆動することも防止でき、走行ローラの空転音等により違和感・不快感や、更に駆動モータの拘束状態での通電によるモータや駆動力伝達系の強度・耐久性も確保可能な快適な自走機能を備えた電気掃除機を提供できるものである。

尚、本発明の実施の形態では引張り検知手段としてスイッチ手段を用いているが、例えば圧電ゴムやストレインゲージ等を使用して使用者による引張り力をリニアに検知しても良い。検知した信号をマイコン等でソフト処理することで、使用者の操作力・操作速度を推定することも可能となり、更に使用実感に合った自走制御が可能となろう。

更に、障害物検知手段は非接触式の超音波センサや光学式測距センサ等を用いても良い。電気掃除機本体が障害物に接触するまえに回避動作するように制御可能となり、快適性が向上する。又障害物検知手段は電気掃除機本体前方以外の構造上・配置上引っ掛りが発生し易い本体部位や、前後左右方向全てに配置しても良い。

以上のように本発明は、引き回し労力を低減する高付加価値・高機能な床移動型電気掃除機や、更には使用者の移動に合わせて追従する機器にも有用な技術である。

１ 電気掃除機本体
４ ホース
１０ 走行ローラ
１４ 駆動モータ
２０ 制御手段
２１ バンパ
２３ 障害物検知手段
２６ 引張り検知手段

Claims (3)

1. 駆動モータに連結する走行ローラと、電動送風機及び集塵機能を有する本体と、前記本体に連結するホースと、前記ホースの引張り力を検出する引張り力検知手段からの信号に応じて前記駆動モータを駆動して前記本体を走行制御する制御手段を備えると共に、前記本体の移動を阻止する障害物を検知する障害物検知手段を備え、制御手段は引張り力検知手段と障害物検知手段からの信号に応じて、本体を所定時間ＴＰ又は所定距離ＬＰだけ前進又は後進するよう駆動モータを駆動制御しており、ホースの引張り力の有り／無しに対応した引張り力検知手段出力信号をＨ１／Ｈ２とし、障害物との接触有り／無しに対応した障害物検知手段出力信号をＢ１／Ｂ２とした場合に、前記制御手段は、前記出力信号が、「Ｈ１且つＢ１」（以下、状態Ｍ１と称す）であれば停止となるように、「Ｈ２且つＢ２」（以下、状態Ｍ２と称す）であれば停止となるように、「Ｈ１且つＢ２」（以下、状態Ｍ３と称す）であれば前進となるように、「Ｈ２且つＢ１」（以下、状態Ｍ４と称す）であれば後進となるように、それぞれ前記駆動モータを駆動制御しており、前記制御手段は、状態Ｍ３、状態Ｍ４が連続して成立している時間を計測する計時手段を備え、状態Ｍ３、状態Ｍ４が連続して成立している時間が、所定時間ＴＬを超えた場合には、前記駆動モータを停止するように制御する自走機構を備えた電気掃除機。
2. 制御手段は、状態Ｍ４と、状態Ｍ４以外の条件とが、所定時間ＴＡ内で繰り返し発生する回数を計数可能な計数手段を備え、計数した回数が、所定回数ＮＡを超えた場合、前記制御手段は、状態Ｍ４による後進時間又は後進距離が長くなるように、変更制御する特徴を備えた請求項１記載の電気掃除機。
3. 障害物検知手段は、本体のホース連結部近傍及び／又は本体前面部近傍に設けられたバンパが、障害物と接触して変位する変位量を検出することで、状態変化し、前記状態変化を障害物検知信号として制御手段へ出力する請求項１または２記載の電気掃除機。

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