JP2012147906A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】未だ掃除をしていない箇所へと使用者を案内して部屋中を確実に残らず掃除可能な電気掃除機を提案する。
【解決手段】電気掃除機１は、被掃除面上を走行可能な吸込口体２６と、吸込口体２６の移動量を算出可能な物理量を測定する移動量測定器３５と、移動量測定器３５の測定結果から吸込口体２６の移動量を算出する移動量算出部７１と、移動量算出部７１の算出結果から吸込口体２６の通過領域を記憶する通過領域記憶部７２と、通過領域記憶部７２が記憶する吸込口体２６の通過領域から吸込口体２６の未通過領域を特定する未通過領域特定部７３と、未通過領域特定部７３が特定した未通過領域を案内する表示を行う案内表示部３６と、を備える。
【選択図】 図６

Description

本発明の実施形態は、電気掃除機に関する。

走行装置本体の位置情報を測定する位置センサを備え、走行装置本体が走行する場所の地図を推定し、この推定地図に基づき走行装置本体の走行制御を行う自律走行装置が知られている。また、この自律走行装置を備える電気掃除機が知られている。

ところで、使用者が取り扱いながら居室などの掃除を行う非自律走行タイプの電気掃除機は、未だ主流を占める一般的な掃除機である。以下、自律走行装置を備える電気掃除機を「自律走行型電気掃除機」と呼び、非自律走行タイプの電気掃除機を単に「電気掃除機」と呼ぶ。

特開２００６−２１５８６０号公報

自律走行型電気掃除機は、部屋中を残らず掃除するために、当該部屋の大きさや形、間取りなど移動場所を、例えば地図のような形式で予め記憶しておく必要がある。

一方、電気掃除機は、使用者が取り扱いながら掃除を行うため、移動場所の大きさや形状、間取りによらず、使用者の判断で掃除を行うことができる。

しかし、考え事をしていたり、他に注意を奪われたりする不注意から使用者が掃除済みの箇所を忘却してしまうことがある。そうすると、使用者は疑心から掃除済みの箇所を再度掃除してしまったりすることがある。

そこで、本発明は、未だ掃除をしていない箇所へと使用者を案内して部屋中を確実に残らず掃除可能な電気掃除機を提案する。

前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る電気掃除機は、被掃除面上を走行可能な吸込口体と、前記吸込口体の移動量を算出可能な物理量を測定する移動量測定器と、前記移動量測定器の測定結果から前記吸込口体の移動量を算出する移動量算出部と、前記移動量算出部の算出結果から前記吸込口体の通過領域を記憶する通過領域記憶部と、前記通過領域記憶部が記憶する前記吸込口体の通過領域から前記吸込口体の未通過領域を特定する未通過領域特定部と、前記未通過領域特定部が特定した未通過領域を案内する表示を行う案内表示部と、を備えることを特徴とする。

本発明の実施形態に係る電気掃除機を示す斜視図。 本発明の実施形態に係る電気掃除機の移動量測定器を示す概念図。 本発明の実施形態に係る電気掃除機の移動量測定器の他の例を示す概念図。 本発明の実施形態に係る電気掃除機の移動量測定器の他の例を示す概念図。 本発明の実施形態に係る電気掃除機のシステム構成を示すブロック図。 本発明の実施形態に係る電気掃除機の吸込口体制御部を示すブロック図。 本発明の実施形態に係る電気掃除機の未通過領域の案内表示制御を示す概略図。 本発明の実施形態に係る電気掃除機の未通過領域の案内表示制御を示す概略図。 本発明の実施形態に係る電気掃除機の未通過領域の案内表示制御を示す概略図。

本発明に係る電気掃除機の実施形態について図１から図９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を示す斜視図である。

図１に示すように、本実施形態に係る電気掃除機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、被掃除面上を走行可能な掃除機本体２と、掃除機本体２に着脱自在に接続する管部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の両側方に位置する一対の車輪６と、本体ケース５の前半部に位置する着脱自在な塵埃分離集塵部７と、本体ケース５の後半部に位置する電動送風機８と、主に電動送風機８の運転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に着脱自在な本体接続口１２を有する。本体接続口１２は、掃除機本体２の流体的な入口である。

車輪６は、大径の走行輪である。

塵埃分離集塵部７は、電動送風機８の運転にともない発生する負圧によって掃除機本体２が吸い込む塵埃を含んだ空気（以下、「含塵空気」と呼ぶ。）から塵埃を分離し、捕集する。

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から操作信号を読み取り、この操作信号に対応する任意の運転モードを複数の運転モードから択一的に選択し、選択した運転モードにしたがって電動送風機８を運転する。予め設定された複数の運転モードは、各々、管部３から読み取る操作信号に対応付けて互いに異なる入力値（電動送風機８の入力値）を有する。

電源コード１１は、自由端部に電源プラグ１３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に着脱自在に接続する継手としての接続管１９と、接続管１９に流体的に接続する集塵ホース２１と、集塵ホース２１に流体的に接続する手元操作管２２と、手元操作管２２から突出する把持部２３と、把持部２３に位置する操作部２４と、手元操作管２２に着脱自在に接続する延長管２５と、延長管２５に着脱自在に接続する吸込口体２６と、を備える。

接続管１９は、本体接続口１２を介して塵埃分離集塵部７に流体的に接続する。

集塵ホース２１は、可撓で細長い略円筒形状のホースである。集塵ホース２１は、接続管１９に繋がる一方の端部（ここでは、後方の端部）を有する。集塵ホース２１は、接続管１９を介して塵埃分離集塵部７に流体的に接続する。

手元操作管２２は、集塵ホース２１の他方の端部（ここでは、前方の端部）に接続する一方の端部（ここでは、後方の端部）を有する。手元操作管２２は、接続管１９および集塵ホース２１を介して塵埃分離集塵部７に流体的に接続する。

把持部２３は、電気掃除機１を操作するために使用者が手で把持する部分である。把持部２３は、使用者が手で容易に把持できるよう、手に合わせた適宜の形状を有して手元操作管２２から突出する。

操作部２４は、それぞれの運転モードに対応するスイッチを備える。具体的には、操作部２４は、電動送風機８の運転停止操作の入力を受け取る停止スイッチ２４ａと、電動送風機８の運転開始操作の入力を受け取る起動スイッチ２４ｂと、を備える。操作部２４は、起動スイッチ２４ｂに代えて、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）を別個に備えていても良い。電気掃除機１の使用者は、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する。

延長管２５は、伸縮可能な細長略円筒状の管である。延長管２５は、複数の筒状体を重ね合わせたテレスコピック構造を有する。延長管２５は、手元操作管２２の他方の端部（ここでは、前方の端部）に着脱自在に接続する一方の端部（ここでは、後方の端部）を有する。延長管２５は、接続管１９、手元操作管２２および集塵ホース２１を介して塵埃分離集塵部７に流体的に接続する。

吸込口体２６は、延長管２５の他方の端部（ここでは、前方の端部）に着脱自在に接続する。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あるいは滑走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２８に位置して回転自在な回転清掃体２９と、回転清掃体２９を回転駆動する電動機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を介して塵埃分離集塵部７に流体的に接続する。

また、吸込口体２６は、吸込口体２６の移動量を算出可能な物理量を測定する移動量測定器３５と、吸込口体２６が未だ通過していない領域（未通過領域）を案内する表示を行う案内表示部３６と、吸込口体２６が掃除中の箇所（被掃除面）の清掃状態を表示する塵埃検知表示部３７と、を備える。

移動量測定器３５は、吸込口体２６の移動量を算出可能な物理量として、例えば、吸込口体２６の並進運動にともなう変位、速度または加速度、吸込口体２６の回転運動にともなう角度または角速度を測定する。ここで、吸込口体２６の移動量は、吸込口体２６の前後左右上下の３方向における並進移動量と、それぞれの並進方向まわりにおける回転角度で表す移動方向とである。

案内表示部３６は、吸込口体２６上に四方へ離間して位置し、それぞれが独立して点灯および消灯可能な複数の表示灯３８を備える。

塵埃検知表示部３７は、例えば、ＬＥＤであり、吸込口体２６の上部中央に位置して吸込口体２６が掃除中の箇所（被掃除面）の清掃状態を使用者に報知する。

電気掃除機１は、起動スイッチ２４ｂで運転開始操作を受け取ると電動送風機８の運転を開始して掃除機本体２の内部に負圧（吸込負圧）を発生する。電気掃除機１は、例えば電動送風機８が停止した状態で起動スイッチ２４ｂに運転開始操作の入力を受け取ると、先ず電動送風機８を強運転モードで運転し、次いで起動スイッチ２４ｂに運転開始操作の入力を受け取ると電動送風機８を中運転モードで運転し、さらに起動スイッチ２４ｂに運転開始操作の入力を受け取ると電動送風機８を弱運転モードで運転し、以下繰り返す。強運転モード、中運転モードおよび弱運転モードは、予め設定された複数の運転モードである。強運転モード、中運転モード、弱運転モードの順に入力値が下がる。

掃除機本体２の内部に生じた負圧は、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。このとき、電気掃除機１は、吸込口２８に吸い込んだ含塵空気を塵埃分離集塵部７によって空気と塵埃とに分離する。電気掃除機１は、含塵空気から分離した塵埃を塵埃分離集塵部７に捕集する。他方、電気掃除機１は、含塵空気から分離した空気を塵埃分離集塵部７から電動送風機８へ吸い込んだ後、掃除機本体２から排気する。

次に、移動量測定器３５の具体例について説明する。

図２は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の移動量測定器を示す概念図である。

図２に示すように、移動量測定器３５は、所謂機械式マウスのような位置検出機構を備えるものであり、吸込口体２６が被掃除面上を移動すると転動する球体４１と、球体４１の転動量を測定する複数のロータリーエンコーダ４２ａ、４２ｂと、を備える。ロータリーエンコーダ４２ａ、４２ｂは、互いに平行ではない回転軸、好ましくは直角に交わる回転軸を有する。移動量測定器３５は、球体４１の転動量をロータリーエンコーダ４２ａ、４２ｂで測定し、吸込口体２６の移動量を算出可能な物理量、具体的には吸込口体２６の並進運動にともなう変位を測定する。

図３は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の移動量測定器の他の例を示す概念図である。

図３に示すように、移動量測定器３５Ａは、所謂光学式マウスのような位置検出機構を備えるものであり、被掃除面上を照らす照明装置４５と、被掃除面による照明装置４５が発した光の反射光を測定する光センサ４６と、を備える。移動量測定器３５Ａは、照明装置４５で被掃除面を照らし、反射光を光センサ４６で測定して吸込口体２６の移動にともない変化する反射光の変化量から吸込口体２６の移動量を算出可能な物理量、具体的には吸込口体２６の並進運動にともなう変位を測定する。

図４は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の移動量測定器の他の例を示す概念図である。

図４に示すように、移動量測定器３５Ｂは、所謂６軸センサであり、吸込口体２６の加速度を測定する加速度センサ（図示省略）と、吸込口体２６の姿勢変化を測定するジャイロ（図示省略）と、をそれぞれ３軸ずつ備える。

なお、電気掃除機１は、移動量測定器３５、３５Ａ、３５Ｂのいずれか１つを備える。移動量測定器３５、３５Ａは、被掃除面上における吸込口体２６の並進運動にともなう変位、すなわち、被掃除面に広がる二次元の仮想的な座標系における吸込口体２６の並進運動にともなう変位を測定する。他方、移動量測定器３５Ｂは、吸込口体２６が被掃除面のある部屋などの空間における吸込口体２６の並進運動にともなう加速度変化および回転運動にともなう角速度変化もしくは角度変化、すなわち、被掃除面の空間に広がる三次元の仮想的な座標系における吸込口体２６の並進運動にともなう加速度変化および回転運動にともなう角速度変化もしくは角度変化を測定する。

図５は、本発明の実施形態に係る電気掃除機のシステム構成を示すブロック図である。

図５に示すように、本実施形態に係る電気掃除機１は、掃除機本体２側の本体制御回路５１と、管部３に配線された導線によって本体制御回路５１に電気的に接続する吸込口体２６側の吸込口体制御回路５２と、を備える。電気掃除機１は、操作部２４が受け取る操作の入力に応じて電動送風機８を運転し吸込負圧を生じるとともに、吸込口体２６の電動機３１を運転し回転清掃体２９を回転駆動する。

先ず、本体制御回路５１は、電動送風機８と、電動送風機８とともに商用交流電源Ｅに直列に接続する第一スイッチング素子５５と、吸込口体制御回路５２とともに商用交流電源Ｅに直列に接続する第二スイッチング素子５６と、商用交流電源Ｅに接続する本体電源部５７と、第一スイッチング素子５５および第二スイッチング素子５６のスイッチング制御を行う本体制御部９と、を備える。

第一スイッチング素子５５および第二スイッチング素子５６は、双方向サイリスタや逆阻止３端子サイリスタなどの電力制御用の素子である。第一スイッチング素子５５および第二スイッチング素子５６は、それぞれのゲート端子を本体制御部９に接続する。第一スイッチング素子５５は、本体制御部９が制御するゲート電流に応じて電動送風機８の入力のスイッチング制御（位相制御）を行う。第二スイッチング素子５６は、本体制御部９が制御するゲート電流に応じて吸込口体制御回路５２の入力のスイッチング制御（位相制御）を行う。

ここで、操作部２４は、停止スイッチ２４ａおよび起動スイッチ２４ｂの操作の入力に対応して本体電源部５７の出力電圧の分圧値を変化する電圧可変回路（図示省略）を備える。操作部２４によって変化する本体電源部５７の出力電圧の分圧値は、本体制御部９が受け取る操作信号である。

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）、Ｉ／Ｏ部（図示省略）およびタイマ（図示省略）を備える。メモリは、中央処理部が実行す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する定数を含む。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である。

また、本体制御部９は、操作部２４が出力する操作信号と、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と、を周期的に読み取り、選択中の運転モードにしたがって第一スイッチング素子５５および第二スイッチング素子５６のスイッチング制御（位相制御）を行って電動送風機８および吸込口体制御回路５２の入力を制御する。

本体制御部９は、予め設定された運転モードとして、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する電動送風機８の入力値である。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、運転モードを順次（例えば、強→中→弱→強→…）に切り換え第一スイッチング素子５５のスイッチング制御を行い電動送風機８の入力を変更するとともに、第二スイッチング素子５６のスイッチング制御を行い吸込口体制御回路５２に電力の供給を開始する。

次いで、吸込口体制御回路５２は、本体制御回路５１が供給する電圧を検出する電源検出部５８と、本体制御回路５１が供給する交流電力を直流電力に変換する吸込口体電源部６１と、吸込口体電源部６１に接続して電動機３１の入力を変化するスイッチング回路６２と、吸込口体２６が空気とともに吸い込む塵埃の量を測定する塵埃量測定部６３と、移動量測定器３５と、案内表示部３６と、塵埃検知表示部３７と、スイッチング回路６２のスイッチング制御を行う吸込口体制御部６５と、を備える。

電源検出部５８は、本体制御回路５１が供給する電圧の波形情報を検出して吸込口体制御部６５へ出力する。

案内表示部３６は、進行方向に対して横長の直方体形状を有する吸込口体２６の右前角部、左前角部、右後角部、左後角部にそれぞれ一対ずつ位置する表示灯３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ、３８ｅ、３８ｆ、３８ｇ、３８ｈである。なお、表示灯３８は、吸込口体２６の前後左右の辺の中間部分に一つずつ位置しても良い。各表示灯３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ、３８ｅ、３８ｆ、３８ｇ、３８ｈは、例えばＬＥＤである。案内表示部３６は、未通過領域に近い側の表示灯３８を点灯または点滅して使用者に未通過領域を案内する。

スイッチング回路６２は、複数のスイッチング素子（図示省略）を有するブリッジ回路である。スイッチング回路６２は、吸込口体制御部６５のスイッチング制御に応じて電動機３１の入力や回転方向を変化する。

塵埃量測定部６３は、吸込口体２６の流路内で向かい合う発光部６６および受光部６７を備える。塵埃量測定部６３は、発光部６６が発する光を受光部６７で捕らえ、吸込口体２６の流路を横切る光量の増減から両者の間を通過する塵埃量を測定して本体制御部９へ出力する。発光部６６は、例えば発光ダイオードであり、他方、受光部６７はフォトダイオードやフォトトランジスタである。

吸込口体制御部６５は、本体制御部９と同様に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）、Ｉ／Ｏ部（図示省略）およびタイマ（図示省略）を備える。メモリは、中央処理部が実行す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。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である。吸込口体制御部６５は、本体制御回路５１を商用交流電源Ｅに接続して本体制御部９が第二スイッチング素子５６のスイッチング制御を開始すると吸込口体電源部６１から電力の供給を受けて動作可能となる。

また、吸込口体制御部６５は、電源検出部５８が出力する電圧の波形情報を読み取り、スイッチング回路６２のスイッチング制御を行い電動機３１の入力や回転方向を制御する。

さらに、吸込口体制御部６５は、塵埃量測定部６３が測定する塵埃の量が予め定める所定の塵埃量よりも小さい場合、塵埃検知表示部３７を点灯して、掃除中の箇所（被掃除面）がきれいになったことを使用者に報知し、他方、塵埃量測定部６３が測定する塵埃の量が予め定める所定の塵埃量以上の場合に塵埃検知表示部３７を消灯して、掃除中の箇所（被掃除面）に未だ塵埃が存することを使用者に報知する。

さらにまた、吸込口体制御部６５は、移動量測定器３５、３５Ａ、３５Ｂの測定結果から吸込口体２６の移動量を算出し、この算出結果から吸込口体２６が既に通過した領域（通過領域）を記憶し、この通過領域から吸込口体２６の未通過領域を特定し、使用者に特定した未通過領域を案内するよう案内表示部３６の制御を行う。この制御を未通過領域の案内表示制御と呼ぶ。

吸込口体制御部６５による未通過領域の案内表示制御について詳述する。

図６は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の吸込口体制御部を示すブロック図である。

図６に示すように、本実施形態に係る吸込口体制御部６５は、移動量測定器３５、３５Ａ、３５Ｂの測定結果から吸込口体２６の移動量を算出する移動量算出部７１と、移動量算出部７１の算出結果から吸込口体２６の通過領域を記憶する通過領域記憶部７２と、通過領域記憶部７２が記憶する吸込口体２６の通過領域から吸込口体２６の未通過領域を特定する未通過領域特定部７３と、を備える。

また、吸込口体制御部６５は、塵埃量測定部６３の測定結果から通過領域記憶部７２が記憶する通過領域を消去するリセット部７５を備える。

移動量算出部７１、未通過領域特定部７３およびリセット部７５は、中央処理部が実行する制御プログラムである。通過領域記憶部７２は、中央処理部が実行する制御プログラムおよびメモリに確保するデータ記憶領域である。

移動量算出部７１は、移動量測定器３５、３５Ａ、３５Ｂの測定結果（例えば、吸込口体２６の並進運動にともなう変位、速度または加速度、吸込口体２６の回転運動にともなう角度または角速度）から吸込口体２６の移動量を算出する。

より具体的には、移動量測定器３５または移動量測定器３５Ａを移動量算出部７１に接続する場合、移動量算出部７１は、移動量測定器３５、３５Ａが測定する吸込口体２６の並進運動にともなう変位とその移動方向から吸込口体２６の移動量を算出する。このとき算出する吸込口体２６の移動量は、被掃除面に広がる二次元の仮想的な座標系で定義する。

他方、移動量測定器３５Ｂを移動量算出部７１に接続する場合、移動量算出部７１は、移動量測定器３５Ｂが測定する吸込口体２６の並進運動にともなう加速度変化および回転運動にともなう角速度変化もしくは角度変化から吸込口体２６の移動量を算出する。このとき算出する吸込口体２６の移動量は、被掃除面に広がる三次元の仮想的な座標系で定義する。移動量測定器３５Ｂを移動量算出部７１に接続する場合、移動量算出部７１は、使用者が吸込口体２６を被掃除面から持ち上げて移動しても、三次元空間における吸込口体２６の移動量を算出して吸込口体２６が再び被掃除面上に位置した領域を通過領域記憶部７２に継続的に記憶できる。

通過領域記憶部７２は、枡目状に区切る仮想的な平面Ｐ上に吸込口体２６の移動量を対応付けて吸込口体２６が通過する平面Ｐ上の枡目Ｍを通過領域として記憶する。枡目Ｍの仮想的な大きさは予め定めてあり、例えば被掃除面に対する吸込口体２６の投影と略同等の大きさや、電気掃除機１の把持部２３を握る使用者が腕を前後に振って吸込口体２６を往復動する際のストロークに吸込口体２６の横幅を掛けた大きさが望ましいが、これに限られるものではない。通過領域記憶部７２は、移動量算出部７１が刻々と算出する吸込口体２６の移動量を枡目状に区切る仮想的な平面Ｐ上に対応付け、吸込口体２６の移動の軌跡が重なる枡目Ｍを通過領域として記憶する。

通過領域記憶部７２は、平面Ｐ上の全枡目に対応するデータ記憶領域をメモリ上に予め確保するデータ構造を有し、吸込口体２６が通過した枡目Ｍと、吸込口体２６が未通過の枡目Ｍとを異なる情報（具体的には、１ビットを含むビット列）で記憶する。また、通過領域記憶部７２は、データ記憶領域を適宜に確保しつつ吸込口体２６が通過した枡目Ｍを特定可能な情報（具体的には、１ビットを含むビット列）を順次に記憶するデータ構造を有するものでも良い。

また、通過領域記憶部７２は、吸込口体２６の現在位置に対応する仮想的な平面Ｐ上の枡目Ｍの情報も記憶する。

さらに、通過領域記憶部７２は、塵埃量測定部６３が測定する塵埃の量が予め定める所定の塵埃量よりも小さいこと、すなわち、掃除中の箇所（被掃除面）がきれいになったことと、吸込口体２６の移動量が隣接する枡目Ｍに達したこととの論理積から吸込口体２６の通過領域を判定するものであっても良い。

未通過領域特定部７３は、通過領域記憶部７２を参照して吸込口体２６の現在位置に対応する枡目Ｍと通過領域とを比較し、吸込口体２６の現在位置に隣接する４つの枡目Ｍのうち、未だ通過していない枡目Ｍ（すなわち未通過領域に相当する枡目Ｍ）を探索し、特定する。

また、未通過領域特定部７３は、吸込口体２６が現在位置する枡目から見て、未通過領域として特定した枡目Ｍが位置する方向（吸込口体２６の前後左右の方向）を使用者に知らせるために、未通過領域として特定した枡目Ｍが位置する方向に対応する案内表示部３６の表示灯３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ、３８ｅ、３８ｆ、３８ｇ、３８ｈを点灯または点滅する。

リセット部７５は、塵埃量測定部６３による測定結果が予め定める所定の時間継続して予め定める所定の塵埃量よりも小さい場合、使用者が意図的に吸込口体２６を未掃除の箇所（すなわち、未通過領域）に移動する行動を取ったものと見なして、通過領域記憶部７２が記憶する通過領域を消去する。予め定める所定の塵埃量は、被掃除面を略清浄と判断可能な塵埃量である。予め定める所定の時間は、偶然にも掃除箇所の塵埃量が極めて少なかったような場合に、被掃除面が略清浄になったと誤判断してしまうことを回避するために時定数として設定するものであり、具体的には約１０秒に設定する。

また、リセット部７５は、移動量測定器３５、３５Ａの測定結果を加味して通過領域記憶部７２が記憶する通過領域を消去することもできる。

具体的には、リセット部７５は、移動量測定器３５または移動量測定器３５Ａの場合、使用者が吸込口体２６を被掃除面から持ち上げて移動すると移動量測定器３５、３５Ａの測定結果に変化が無くなり一定になることから、移動量測定器３５、３５Ａの測定結果が予め定める所定の時間継続して一定になり、かつ塵埃量測定部６３による測定結果が予め定める所定の時間継続して予め定める所定の塵埃量よりも小さい場合、使用者が意図的に吸込口体２６を未掃除の箇所（すなわち、未通過領域）に移動する行動を取ったものと見なして、通過領域記憶部７２が記憶する通過領域を消去する。

なお、移動量測定器３５Ｂの場合、使用者が吸込口体２６を被掃除面から持ち上げて移動しても、移動量算出部７１が吸込口体２６の移動量を算出して吸込口体２６が再び被掃除面上に位置した領域を通過領域記憶部７２に継続的に記憶できることから、リセット部７５を除外し、通過領域記憶部７２が記憶する通過領域を消去しなくても良い。

リセット部７５は、吸込口体２６の移動量を算出可能な物理量を測定するために移動量測定器３５、３５Ａを用いる場合に特に有効である。

次に、電気掃除機１の動作を説明する。

図７から図９は、本発明の実施形態に係る電気掃除機の未通過領域の案内表示制御を示す概略図である。

図７から図９に示すように、本実施形態に係る電気掃除機１は、使用者が部屋Ｒの被掃除面上に吸込口体２６を置いて起動スイッチ２４ｂを操作することで運転を開始する。電気掃除機１は、運転の開始と同時に仮想的な平面Ｐの基準位置Ｍ（０、０）から通過領域の記憶を始める。

ここで、仮想的な平面Ｐにおける枡目Ｍの大きさは、電気掃除機１の把持部２３を握る使用者が腕を前後に振って吸込口体２６を往復動する際のストロークに吸込口体２６の横幅を掛けた大きさとする。また、吸込口体の通過領域を”○”で示し、未通過領域を”×”で示す。通過領域記憶部７２は、部屋Ｒに対して十分に広い範囲を記憶できるよう枡目Ｍを確保する。枡目Ｍは、吸込口体２６の前後方向を行番号、左右方向を列番号で表す。例示として、基準位置を枡目Ｍ（０、０）と表し、その前方を枡目Ｍ（−１、０）、後方を枡目Ｍ（１、０）、左方を枡目Ｍ（０、−１）、右方を枡目Ｍ（１、０）と表す。

先ず、吸込口体制御部６５は、吸込口体２６の通過領域を新たに記憶するために、通過領域記憶部７２を初期化する。具体的には、平面Ｐ上の全枡目に対応するデータ記憶領域をメモリ上に予め確保するデータ構造を有する通過領域記憶部７２の場合、全枡目に未通過領域である旨の情報を記憶する。データ記憶領域を適宜に確保するデータ構造を有する通過領域記憶部７２の場合、全ての記憶内容を一旦消去する。

運転開始直後の吸込口体制御部６５（より詳しくは未通過領域特定部７３）は、基準位置Ｍ（０、０）を含める全ての枡目Ｍが未通過領域であるため、表示灯３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ、３８ｅ、３８ｆ、３８ｇ、３８ｈの全てを点灯または点滅（図中、白抜き）して使用者に全方向、すなわち枡目Ｍ（０、０）に隣接する枡目Ｍ（０、１）、枡目Ｍ（０、−１）、枡目Ｍ（−１、０）、枡目Ｍ（０、１）が未通過領域であることを案内する。

なお、吸込口体２６の前方が部屋Ｒの壁面Ｗ１であっても、吸込口体制御部６５（より詳しくは未通過領域特定部７３）は、壁面Ｗ１の存在に関知せず、枡目Ｍ（０、０）に隣接する枡目Ｍ（−１、０）が未通過領域であることを案内する。しかしながら、吸込口体２６は当然に前方へ進むことができないので、案内表示部３６による未通過領域の案内機能に支障はない。このことは、吸込口体２６の前後左右の方向に壁面がある全ての場合について共通する。

次に、吸込口体制御部６５（より詳しくは移動量算出部７１）は、吸込口体２６が移動を始めると、移動量測定器３５、３５Ａ、３５Ｂの測定結果から吸込口体２６の移動量を刻々算出する。

そして、図８に示すように、吸込口体制御部６５（より詳しくは移動量算出部７１）は、移動量の算出結果が現在位置する枡目Ｍ（０、０）から隣接する枡目Ｍ、例えば枡目Ｍ（０、１）に達すると、元居た枡目Ｍ（０、０）を通過領域として枡目Ｍ（０、０）に対応する情報を通過領域記憶部７２に記憶する。このとき、吸込口体制御部６５（より詳しくは未通過領域特定部７３）は、表示灯３８ａ、３８ｈを消灯（図中、塗りつぶし）して使用者に枡目Ｍ（０、１）に隣接する枡目Ｍ（０、０）が通過領域であることを案内する。他方、吸込口体制御部６５（より詳しくは未通過領域特定部７３）は、表示灯３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ、３８ｅ、３８ｆ、３８ｇを点灯または点滅（図中、白抜き）して使用者に枡目Ｍ（０、１）に隣接する枡目Ｍ（−１、１）、枡目Ｍ（０、２）、枡目Ｍ（１、１）が未通過領域であることを案内する。

次に、図９に示すように、通過領域が部屋Ｒの他の壁面Ｗ２に達すると、吸込口体制御部６５（より詳しくは未通過領域特定部７３）は、表示灯３８ａ、３８ｈ（図中、塗りつぶし）を消灯して使用者に枡目Ｍ（０、ｎ）に隣接する枡目Ｍ（０、ｎ−１）が通過領域であることを案内する。他方、吸込口体制御部６５（より詳しくは未通過領域特定部７３）は、表示灯３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ、３８ｅ、３８ｆ、３８ｇを点灯または点滅（図中、白抜き）して使用者に枡目Ｍ（０、ｎ）に隣接する枡目Ｍ（−１、ｎ）、枡目Ｍ（０、ｎ＋１）、枡目Ｍ（１、ｎ）が未通過領域であることを案内する。

そうすると、使用者は、表示灯３８が案内する方向のうち移動可能な枡目Ｍ（１、ｎ）へ吸込口体２６を移動して（図９中の矢印Ａ）掃除を継続する。電気掃除機１は、図７から図９に示すような動作を順次に繰り返し、使用者を部屋Ｒの隅々に案内する。

そして、１つの部屋Ｒの掃除が終わって他の部屋Ｒ’へ掃除場所を移す際、電気掃除機１は、使用者が被掃除面から吸込口体２６を持ち上げて移動すると、リセット部７５によって通過領域記憶部７２が記憶する通過領域の情報を消去し、新たに通過領域の記憶を再開して他の部屋Ｒ’でも同様に未通過領域の案内を行う。なお、吸込口体２６の移動量を算出可能な物理量を測定するために移動量測定器３５Ｂを用いる場合、吸込口体制御部６５（より詳しくは移動量算出部７１）が慣性航法によって一旦被掃除面から離れた吸込口体２６の移動量を算出可能であることから、リセット部７５による通過領域記憶部７２の消去を不要にできる。

本実施形態に係る電気掃除機１は、吸込口体２６の移動量を刻々算出して通過領域を記憶し、この記憶内容に基づいて未通過領域を特定し、案内表示部３６の表示を制御して使用者に未通過領域を刻々案内することによって、考え事をしていたり、他に注意を奪われたりする不注意から使用者が掃除済みの箇所を忘却してしまっても、使用者を未だ掃除をしていない箇所へと誘導し、使用者の疑心から掃除済みの箇所を再度掃除してしまうことを回避しつつ部屋中を掃除できる。

また、本実施形態に係る電気掃除機１は、当該部屋の大きさや形、間取りなど移動場所の状態を、例えば地図のような形式で予め記憶しておく必要がなく、吸込口体２６が移動する先々で未通過領域を適宜に使用者へ案内して部屋中を残らず掃除することができる。このことから、電気掃除機１は、吸込口体２６の移動軌跡を解析したり、部屋の大きさを測量したり、自己の移動経路を補正したりする複雑な手法を必要としない。

さらに、本実施形態に係る電気掃除機１は、所謂機械式マウスや光学式マウス、６軸センサのような簡便な構造を有する移動量測定器３５、３５Ａ、３５Ｂを用いつつ、掃除にともなって被掃除面上を走行あるいは滑走する吸込口体２６から直接的に通過領域を記憶し、この記憶内容から未通過領域を特定するため、未だ掃除をしていない箇所を特定するための特別な計測を必要とせず、吸込口体２６の構造簡略化やコスト上昇の抑制に寄与できる。

したがって、本実施形態に係る電気掃除機１によれば、未だ掃除をしていない箇所へと使用者を案内して部屋中を確実に残らず掃除できる。

なお、本発明に係る電気掃除機１は、キャニスタ型の電気掃除機１に限らず、アップライト型の電気掃除機１であってもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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。これら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。

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
１３ 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
２８ 吸込口
２９ 回転清掃体
３１ 電動機
３５、３５Ａ、３５Ｂ 移動量測定器
３６ 案内表示部
３７ 塵埃検知表示部
３８、３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ、３８ｅ、３８ｆ、３８ｇ、３８ｈ 表示灯
４１ 球体
４２ａ、４２ｂ ロータリーエンコーダ
４５ 照明装置
４６ 光センサ
５１ 本体制御回路
５２ 吸込口体制御回路
５５ 第一スイッチング素子
５６ 第二スイッチング素子
５７ 本体電源部
５８ 電源検出部
６１ 吸込口体電源部
６２ スイッチング回路
６３ 塵埃量測定部
６５ 吸込口体制御部
６６ 発光部
６７ 受光部
７１ 移動量算出部
７２ 通過領域記憶部
７３ 未通過領域特定部
７５ リセット部

Claims (10)

1. 被掃除面上を走行可能な吸込口体と、
   前記吸込口体の移動量を算出可能な物理量を測定する移動量測定器と、
   前記移動量測定器の測定結果から前記吸込口体の移動量を算出する移動量算出部と、
   前記移動量算出部の算出結果から前記吸込口体の通過領域を記憶する通過領域記憶部と、
   前記通過領域記憶部が記憶する前記吸込口体の通過領域から前記吸込口体の未通過領域を特定する未通過領域特定部と、
   前記未通過領域特定部が特定した未通過領域を案内する表示を行う案内表示部と、を備えることを特徴とする電気掃除機。
2. 前記吸込口体が吸い込む塵埃の量を測定する塵埃量測定部と、
   前記塵埃量測定部の測定結果から前記通過領域記憶部が記憶する通過領域を消去するリセット部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
3. 前記リセット部は、前記塵埃量測定部による測定結果が予め定める所定の時間継続して予め定める所定の塵埃量よりも小さい場合に前記通過領域記憶部が記憶する通過領域を消去することを特徴とする請求項２に記載の電気掃除機。
4. 前記予め定める所定の塵埃量は、前記被掃除面を略清浄と判断可能な塵埃量であることを特徴とする請求項３に記載の電気掃除機。
5. 前記案内表示部は、前記吸込口体上に四方へ離間して位置し、それぞれが独立して点灯および消灯可能な複数の表示灯を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電気掃除機。
6. 前記案内表示部は、前記未通過領域に近い側の前記表示灯を点灯または点滅して前記未通過領域を案内することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電気掃除機。
7. 前記通過領域記憶部は、枡目状に区切る仮想的な平面上に前記吸込口体の移動量を対応付けて前記吸込口体が通過した前記平面上の枡目を前記通過領域として記憶することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電気掃除機。
8. 前記移動量測定器は、前記吸込口体が前記被掃除面上を移動すると転動する球体と、前記球体の転動量を測定する複数のロータリーエンコーダと、を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の電気掃除機。
9. 前記移動量測定器は、前記被掃除面上を照らす照明装置と、前記被掃除面による前記照明装置が発した光の反射光を測定する光センサと、を備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の電気掃除機。
10. 前記移動量測定器は、前記吸込口体の加速度を測定する加速度センサと、前記吸込口体の姿勢変化を測定するジャイロと、をそれぞれ３軸ずつ備える６軸センサであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の電気掃除機。

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