JP2017080410A - 掃除機及び掃除機の動作方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明はファンと、判定及び制御装置(4)とを具備する掃除機(1)、特に家庭用真空掃除機に関する。
【解決手段】判定及び制御装置(4)は、判定及び制御装置は表面(3)に対する掃除機の配置状態に応じてファン(2)の吸引力を変化するためのものであり、掃除機の配置状態は、掃除機(1)が表面(3)に置かれている接触状態と、掃除機(1)が表面から持ち上げられている非接触状態である。判定及び制御装置(4)は、非接触状態の判定のときに接触状態の判定のときよりも吸引力を高い値に設定するように構成されている。さらに掃除機(1)の動作方法は、非接触状態と判定されたとき、接触状態と判定されたときよりも前記吸引力を高い値に設定することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ファンと、判定及び制御装置とを具備する掃除機、特に家庭用真空掃除機に関し、判定及び制御装置は、表面に対する掃除機の配置状態の判定に応じて、すなわち掃除機が表面上に置かれた接触状態であるか、又は、掃除機が表面から持ち上げられた非接触状態であるかに応じてファンの吸引力を変更するためのものである。

さらに、本発明は、掃除機の動作方法に関し、表面に対する掃除機の配置状態が判定され、すなわち掃除機が表面上に置かれた接触状態であるか、又は、掃除機が表面から持ち上げられた非接触状態であるかが判定され、そして掃除機のファンの吸引力が、判定された掃除機の配置状態に応じて変更される。

表面に対する掃除機の配置状態の判定に応じて、すなわち掃除機が表面上にあるか表面から離れているかに応じてファンの吸引力が変更される掃除機及び掃除機の動作方法は既に公知である。

特許文献１は、例えば、真空掃除機が表面から持ち上げられている真空掃除機の非使用時にファンの電力消費を低減するための手段を具備する判定及び制御装置を備えた真空掃除機を開示する。

欧州特許第2 548 491号明細書

問題点は、掃除機が表面から持ち上げられているときは常にファンの吸引力が低減されることである。その結果、例えば、部屋の天井領域の蜘蛛の巣を除去するための最適な吸引力が得られないことになる。

以上の従来技術から、本発明の目的は、例えば部屋の天井領域のような表面の無い掃除作業であっても良好に実行することができる掃除機を提供することである。

課題を解決するために本発明は、掃除機の判定及び制御装置が、接触状態と判定されたときよりも非接触状態と判定されたときに、吸引力を大きな値に設定するように構成されていることを提示する。

本発明においては、掃除機が表面から持ち上げられたとき吸引力が大きくなるように掃除機が構成され又は設定されていることにより、掃除機を用いて、いかなる通常使用とも異なり、部屋の天井の蜘蛛の巣や類似のものを除去するための最適な吸引力が得られる。上述した従来技術の掃除機においては、増大させた吸引力によりこのような表面掃除を行うことはできない。なぜなら、掃除機が持ち上げられたとき出力低下が起きるからである。本発明による掃除機は、掃除機が表面から持ち上げられている状態を検知するための装置を有する。この判定及び制御装置は、以下に説明される異なる方式で動作することができる。

判定及び制御装置は、データ記憶装置を設けられていることが好適であり、その中に、掃除機の種々の配置状態についての参照データが記憶されている。判定及び制御装置は、配置状態を示す現在の計測データを参照データと比較するように構成されている。それにより判定された配置状態に応じて、判定及び制御装置はそれに続いて掃除機のファンを制御し、その場合、対応する制御命令もまたデータ記憶装置に記憶しておくことができる。

判定及び制御装置が、掃除機のファンに生じている現在の体積流量を、特に掃除機の非接触状態に対応する予め設定された体積流量閾値と比較し、そして現在の体積流量が体積流量閾値を超えている場合はファンの吸引力を増大させるように構成されることが提示される。掃除機の接触状態においては、ファンに生じている体積流量が非接触状態のそれよりも小さく、その場合、エアは、何らの支障なく表面を通って掃除機の外部からファンへと到達することができる。従って体積流量は、掃除機と表面の間の、ファンへと流れるエアが受けるフロー抵抗に特に依存する。掃除機が表面上にない場合、エアは、より大きな体積流量をもってファンへと流れることができる。その場合の特徴的な体積流量は、判定及び制御装置の内部に配置されたデータ記憶装置に体積流量閾値として格納され得る。もし、決定された現在の体積流量がこの体積流量閾値を超えているならば、判定及び制御装置は、掃除機を非接触状態と判定し、それに応じて判定及び制御装置は、ファンの吸引力を増大させる。現時点でファンに生じている体積流量は、ファンのファン特性曲線により決定され、それはファンの稼働中に計測された圧力上昇、又は、ファンにより消費される電力を包含するものである。体積流量は、直接的に計測される必要は無く、その替わりに、他の計測パラメータ（圧力、出力等）から導出することができる。もし、現在の体積流量が予め設定された体積流量閾値を超えているならば、ファンの吸引力が増大させられることにより、例えば部屋の天井における蜘蛛の巣の除去のような表面の存在しない掃除作業であっても、十分に行うことができる。

さらに、代替的又は付加的に、掃除機が、接触状態において表面に接触するように掃除機上に配置されている接触センサを有することが提示される。掃除機の配置状態を、ファンに生じている体積流量によって間接的に決定する替わりに、接触センサが、掃除機と表面の間の接触を直接的に検知する。好適には、一般的な床面掃除の観点から、接触センサが掃除機の下面に配置されていることにより、接触センサは、掃除機が表面上に置かれたときに接触状態を直接的に検知する。接触センサは、例えば、圧力センサ、光学センサ等として構成することができる。一実施形態では、掃除機が、例えば接触センサと体積流量の決定の双方を用いることもできる。このようにして、例えば、別の理由により生じた小さい体積流量に起因して誤って接触状態と判定されることを回避できる。さらに安全性において、配置状態の判定で現在の体積流量のみが用いられるのではなく、接触センサの検知結果も用いられる。

さらに判定及び制御装置が、非接触状態と判定したときにファンの吸引力を、予め設定された最大値に増大させるように構成されていることを提示する。従って、体積流量閾値を超えた体積流量、又は、掃除機と表面の間の非接触判定が、ファンの吸引力を最大に増強させることになる。現在の体積流量の値に関係なく、吸引力が最大とされることにより、最適な掃除が常に可能となる。

さらに、掃除機が時間検知装置を有し、その装置が、掃除機の現在の配置状態の持続時間を計測するように構成されていることを提示する。その場合、判定及び制御装置は、配置状態の持続時間が予め設定された最小持続時間を超えるまでは、配置状態の持続時間に応じて吸引力を変化させないように構成されている。従って、掃除機の判定及び制御装置は、短時間表面から持ち上げられる毎に非接触状態であると判定しないように構成されている。これにより、通常の掃除機動作中、ユーザが例えば掃除機を別の方向に動かしたり、カーペットの縁のような障害物を避けたりするなどのために掃除機を表面から持ち上げることが可能となる。そのような一時的な比較的短い事象は、接触状態から非接触状態への変化と判定されるべきではない。従って、時間検知装置は、現在実現されている配置状態の持続時間を検知し、そしてそれを判定及び制御装置へ送信する。判定及び制御装置は、その持続時間を、好適にはデータ記憶装置に記憶されている最小持続時間と比較し、それについて、その状態変化が掃除機の配置状態の実際の変化として判定されるか、又は、単に掃除機の接触状態の短時間の中断があったに過ぎないかを決定可能である。例えば非接触状態の配置状態として判定される根拠となる予め設定された最小持続時間は、例えば２秒間とすることができる。その持続時間が２秒を超えたときにのみ、判定及び制御装置はファンの吸引力を増大させる。もし現在の配置状態、特に非接触状態が２秒未満の場合は、ファンの吸引力は変更されない。同じことが、非接触状態から接触状態への変化についても適用され、すなわち、非接触状態ではなくなって２秒以上持続した接触状態と判定されたときにのみ、吸引力が低下させられる。

上述した掃除機に加えて、本発明はさらに掃除機の動作方法、特に上述した掃除機の動作方法を提示する。その方法においては、表面に対する掃除機の配置状態、すなわち掃除機が表面に置かれている接触状態であるか、又は、掃除機が表面から持ち上げられている非接触状態であるかが判定され、そして、掃除機の配置状態に応じて掃除機のファンの吸引力が変更される。そしてその方法においては、非接触状態と判定されたときの吸引力が、接触状態と判定されたときよりも高い値に設定される。このようにして得られる本発明の利点は、本発明の掃除機に関して上述した通り与えられる。

さらに、現在の配置状態の判定のために、現在ファンに生じている体積流量が決定され、そして特に掃除機の非接触状態に対応する予め設定された体積流量閾値と比較され、その場合、体積流量閾値を超えたときにファンの吸引力が増大させられる。本発明の掃除機に関して上述した通り、体積流量を直接計測する必要はない。その替わりに体積流量は、現在のファンの圧力上昇から、又はファンの電流及び電圧の値からも導出される。このために、ファンのファン特性曲線が用いられる。掃除機の判定及び制御装置は、好適には、データ記憶装置にアクセスする。そのデータ記憶装置は、現在決定された体積流量の値と比較するための体積流量閾値を格納している。体積流量閾値は、好適には特に掃除機の非接触状態に対応するが、掃除機の非接触状態を確実に示す体積流量よりも小さくすることもできる。例えば体積流量閾値が、通常の掃除プロセス中の体積流量よりも大きいが、掃除機が表面から完全に持ち上げられたときの体積流量よりも小さくなるように、体積流量閾値を格納することができる。例えば掃除機がその一部のみで、例えばアタッチメントのエッジのみで表面上に置かれているときの体積流量が設定される。

さらに、現在の配置状態が掃除機の接触センサを用いて判定されることが提示される。この接触センサは、例えば圧力センサ又は光学センサとすることができる。そして本発明による方法は、同様に、接触計測及び／又は体積流量の決定を含むことができ、その場合必要に応じて、確実に判定される配置状態ではないときに更なる安全性を付与するための冗長性を設ける。

ファンの吸引力が、非接触状態と判定されたとき、予め設定された最大値に増大させられることが提示される。

最後に、掃除機の現在の配置状態の持続時間が判定されることが提示される。その場合、持続時間が予め設定された最小持続時間を超えるまでは、吸引力が変更されない。よって、本発明の掃除機に関して上記で説明した通り、時間的に短時間だけの配置状態の変化では、ファンの現在の吸引力を変更させることはできない。予め設定された最小持続時間は、例えば少なくとも２秒間とすることができ、その場合、ユーザは、天井下の蜘蛛の巣を除去するべく掃除機を床面から持ち上げるために少なくとも２秒間を必要とする。しかしながら、掃除機の目的に応じてこれ以外の最小持続時間とすることができる。

図１は、非接触状態の掃除機を示す図である。

以下、実施形態を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
図示された掃除機１は、家庭用真空掃除機として構成されており、通常、表面３の掃除のために機能する。表面３は、ここでは床面であるが、掃除機１を用いて床より上方の面を掃除することもできる。

掃除機１は、ベース装置６及びアタッチメント５を有する。アタッチメント５はベース装置６から取り外し可能であるので、ベース装置６をアタッチメント５無しで用いることもできる。ベース装置６は、好適には伸縮可能に構成された柄７を有し、それにより掃除機１のユーザは、自分がより使いやすい長さに調整することができる。柄７上には持ち手８が形成されており、それを持ってユーザは掃除動作中に掃除機１を移動させることができる。持ち手８上には、例えばオンオフスイッチのようなスイッチを配置することができる。ベース装置６内にはファン２が配置されており、ファン２が動作中に掃除機１を通過するエア流を発生することにより、吸引物がアタッチメント５を通してベース装置６内に、例えばその中に配置されたフィルタ室に送られ、清浄化されたエアのみがファン２に到達する。さらに掃除機１は、判定及び制御装置４を有し、それはここでは例えばデータ記憶装置と計時装置（ストップウォッチ、タイマー等）を備えている。

判定及び制御装置４はファン２と接続されており、そして、床面３に対する掃除機１の現在の空間的配置状態に応じてファン２の吸引力を変更するように構成されている。ここでの空間的配置状態の例は、掃除機１が表面３上に置かれているときの掃除機の接触状態である。さらに別の空間的配置状態は、掃除機１が図示のように表面３から持ち上げられているときの非接触状態である。さらに別の空間的配置状態も規定でき、例えばそれは、掃除機１の表面３に対する傾斜角を含み、すなわち、掃除機１が例えば天井の下での掃除作業において１８０°回転している状態、すなわちアタッチメント５が上を向いている状態である。

掃除機１の現在の空間的配置状態を決定するために、判定及び制御装置４は、継続的に又は所定の時間間隔で現在のファン２の動作パラメータを判定し、その動作パラメータは、掃除機１が現在表面３上に置かれているか又はこの表面から持ち上げられているかを示す。ここで、判定及び制御装置４はセンサと接続され、センサは現在ファン２に入力されている電力を計測する。その電力は、通常、電圧と実際にファン２により必要されている電流によるものである。ファン２の公知のファン特性曲線から、ファン２の現在の電力消費量を用いて、ファン２に生じている体積流量を推定することができる。この決定された体積流量は、判定及び制御装置４により、データ記憶装置に記憶されている予め設定された体積流量閾値と比較される。予め設定された体積流量閾値は、ここでは掃除機の非接触状態において生じる体積流量に対応する。もし、現在決定されたファン２の体積流量が、この予め設定された体積流量閾値より大きいか又はこの体積流量閾値と同じであるならば、それに基づいて判定及び制御装置４は、掃除機１が現在非接触状態にあると判定する。その後、判定及び制御装置４は、ファン２の吸引力が増大するようにファン２を制御する。これは、通常、ファンモータの回転速度を高めることにより行われる。ファン２は、このとき十分に大きな吸引力を有するので、掃除機１のユーザは、例えば、部屋の天井の蜘蛛の巣を除去することができる。好適には、ファン２の吸引力は、予め設定された最大値に増大させられる。

掃除機１の非接触状態のとき、センサはさらにファン２の電力消費量を計測し、それらの計測値を判定及び制御装置４に送信する。判定及び制御装置４は、これらの計測値を、予め設定された閾値と連続的に比較し、そして現在のファン２により生じている体積流量が予め設定された体積流量閾値より小さいと判定されたならば直ちにファン２の吸引力を低下させる。現在の体積流量が閾値よりも低い場合、掃除機１の接触状態が検知されることにより、その後ファン２の吸引力は低下させられる。

判定及び制御装置４がファン２の吸引力を増大させるか低下させる前に、現在の空間的配置状態が、予め設定された最小持続時間に亘ってさらに維持されなければならない。従って、掃除機１を表面３から持ち上げることは、表面３から持ち上げた瞬間に吸引力を直ちに増大させることにはならないが、この状態が予め設定された最小持続時間維持されたときに初めて増大させられる。これを行うために、判定及び制御装置４は、時間検知装置を有し、それは、現在の空間的配置状態の持続時間を判定するように構成されている。時間検知装置は、掃除機１が表面３から持ち上げられた時点からの時間、又は、掃除機１が表面３に下ろされた時点からの時間を計測する。判定及び制御装置４は、計測された持続時間を、予め設定された最小持続時間を比較する。予め設定された最小持続時間は、データ記憶装置に記憶されている。実際の持続時間が、予め設定された最小持続時間を超えていたならば、判定及び制御装置４は直ちにファン２の吸引力を変更する。

掃除機１が表面３から持ち上げられたときの状態変化に関して、持ち上げられた時点で先ず時間検知装置が始動させられる一方、吸引力はなお一定に留まる。掃除機１が持ち上げられた非接触状態が予め設定された最小持続時間よりも長く維持されるまでは、判定及び制御装置４は、ファン２の吸引力を増大させないように制御する。同様の方法により、掃除機１が非接触状態から接触状態に転換させられたときも、吸引力の変更が行われる。その場合も、予め設定された最小持続時間を超えるまでは、吸引力は低減されない。

上述したファン２に生じている体積流量を用いた空間的配置状態の判定に加えて又はそれに替えて、１又は複数の接触センサを用いて空間的配置状態を計測することもでき、それらの接触センサは、接触状態において表面３と接触するように掃除機１上に配置されている。１又は複数の接触センサは、例えば圧力センサ、光学センサ等とすることができる。

１ 掃除機
２ ファン
３ 表面
４ ファン
５ アタッチメント
６ ベース装置
７ 柄
８ 持ち手

Claims (10)

1. 家庭用真空掃除機である場合を含む掃除機（１）であって、ファン（２）と、表面（３）に対する前記掃除機（１）の配置状態の判定に応じて前記ファン（２）の吸引力を変更するための判定及び制御装置（４）と、を具備し、前記配置状態は、前記掃除機（１）が前記表面（３）に置かれている接触状態であるか、又は、前記掃除機（１）が前記表面（３）から持ち上げられている非接触状態である、前記掃除機（１）において、
   前記判定及び制御装置（４）が、非接触状態の判定のときに接触状態の判定のときよりも吸引力を高い値に設定するように構成されていることを特徴とする
   掃除機。
2. 前記判定及び制御装置（４）が、前記掃除機（１）の前記ファン（２）に生じている現在の体積流量を、前記掃除機（１）の非接触状態に対応する予め設定された体積流量閾値と比較し、そして前記現在の体積流量が前記体積流量閾値を超えているとき前記ファン（２）の吸引力を増大させるように構成されていることを特徴とする
   請求項１に記載の掃除機。
3. 接触状態において前記表面（３）に接触するように前記掃除機（１）上に配置されている接触センサを具備することを特徴とする
   請求項１又は２に記載の掃除機。
4. 前記判定及び制御装置（４）が、非接触状態と判定されたとき、前記ファン（２）の吸引力を、予め設定された最大値に増大させるように構成されていることを特徴とする
   請求項１〜３のいずれかに記載の掃除機。
5. 前記掃除機（１）の現在の配置状態の持続時間を判定するように構成された時間検知装置を具備し、前記判定及び制御装置（４）は、前記現在の配置状態の持続時間が予め設定された最小持続時間を超えたときにのみ、それに応じて吸引力を変更するように構成されていることを特徴とする
   請求項１〜４のいずれかに記載の掃除機。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の掃除機（１）の動作方法であって、掃除機（１）が前記表面（３）上に置かれている接触状態であるか、又は、前記掃除機（１）が前記表面（３）から持ち上げられている非接触状態であるかのいずれかである、前記掃除機（１）の前記表面（３）に対する配置状態が判定され、そして、判定された前記掃除機（１）の配置状態に応じて前記掃除機（１）のファンの吸引力が変更される、前記掃除機（１）の動作方法において、
   非接触状態と判定されたとき、接触状態と判定されたときよりも前記吸引力を高い値に設定することを特徴とする
   掃除機の動作方法。
7. 現在の配置状態の判定のために、前記ファン（２）に生じている現在の体積流量が決定され、そして前記現在の体積流量が、前記掃除機（１）の非接触状態に対応する予め設定された体積流量閾値と比較され、前記予め設定された体積流量閾値を超えたときに前記ファン（２）の吸引力を増大させることを特徴とする
   請求項６に記載の掃除機の動作方法。
8. 前記現在の配置状態が、前記掃除機（１）の接触センサを用いて判定されることを特徴とする
   請求項６又は７に記載の掃除機の動作方法。
9. 非接触状態と判定されたとき、前記ファン（２）の吸引力が、予め設定された最大値に増大させられることを特徴とする
   請求項６〜８のいずれかに記載の掃除機の動作方法。
10. 前記掃除機（１）の前記現在の配置状態が判定され、かつ予め設定された最小持続時間を超えるまでは吸引力が変更されないことを特徴とする
    請求項６〜９のいずれかに記載の掃除機の動作方法。

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