JP2019000441A

JP2019000441A - 電気掃除機

Info

Publication number: JP2019000441A
Application number: JP2017118729A
Authority: JP
Inventors: 智裕小柳; Tomohiro Koyanagi
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2017-06-16
Filing date: 2017-06-16
Publication date: 2019-01-10

Abstract

【課題】簡単な構成で吸込口体の動きをデータ化して有効利用することが可能な電気掃除機を提供すること。【解決手段】塵埃を吸引するための吸込口を有する吸込口体と、吸引式の集塵装置を備える掃除機本体と、前記吸込口体と前記掃除機本体との間に介在する接続管と、前記接続管の掃除機本体側の近傍に設けられ、使用者が吸込口体を床面に沿って移動させるためのハンドルと、掃除作業中に得られる前記吸込口体の移動状態を検出する検出部で検出された移動状態の時間的変化を記録する記録部を備えたことを特徴とする電気掃除機。【選択図】図３

Description

この発明は電気掃除機に関する。

この発明の背景技術としては、吸込口体に接続される吸気管の床面に対する角度に応じて、吸込口体の前進と後退の動作を自動的に切換え、吸込口体の移動操作をアシストするようにしたものが知られている（特許文献１参照）。

特許第４８１３４３３号公報

近年、このように電気掃除機における吸込口体が注目され、掃除作業中の吸込口体の動きが、使用者によって、また、掃除対象の部屋の大きさや家具の配置などによって異なるため、その動きをデータ化して有効に利用したいという要望が増えてきている。

この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、簡単な構成で吸込口体の動きをデータ化して有効利用することが可能な電気掃除機を提供するものである。

この発明は、塵埃を吸引するための吸込口を有する吸込口体と、吸引式の集塵装置を備える掃除機本体と、前記吸込口体と前記掃除機本体との間に介在する接続管と、前記接続管の掃除機本体側の近傍に設けられ、使用者が吸込口体を床面に沿って移動させるためのハンドルと、掃除作業中に得られる前記吸込口体の移動状態を検出する検出部で検出された移動状態の時間的変化を記録する記録部を備えたことを特徴とする電気掃除機を提供するものである。

この発明によれば、掃除作業中に得られる前記吸込口体の移動状態を検出する検出部と、検出された移動状態の時間的変化を記録する記録部を備えるので、記録されたデータを用いて、掃除作業における使用者の消費カロリーの算出、掃除機の移動距離や移動軌跡の解析、掃除対象の部屋のマッピングなどを容易に行うことができる。

この発明の電気掃除機の実施形態１を示す外観斜視図である。図１に示す電気掃除機の制御回路を示すブロック図である。図１に示す電気掃除機における接続管の床面に対する角度θを算出する方法を示す説明図である。図３の角度θの時間的変化を示す実測図である。この発明の実施形態１の消費カロリーの計算手順を示すフローチャートである。この発明の電気掃除機の実施形態２の要部を示す拡大斜視図である。この発明の電気掃除機の実施形態3における接続管の床面に対する角度θを算出する方法を示す説明図である。

この発明の電気掃除機の特徴は、塵埃を吸引するための吸込口を有する吸込口体と、吸引式の集塵装置を備える掃除機本体と、前記吸込口体と前記掃除機本体との間に介在する接続管と、前記接続管の掃除機本体側の近傍に設けられ、使用者が吸込口体を床面に沿って移動させるためのハンドルと、掃除作業中に得られる前記吸込口体の移動状態を検出する検出部で検出された移動状態の時間的変化を記録する記録部を備える点にある。

前記接続管が床面に平行な姿勢から垂直な姿勢まで回動できるように前記接続管の先端部と前記吸込口体とを接続する回動接続部をさらに備え、前記検出部が前記接続管と床面とのなす角度を検出する角度検出部からなり、前記記録部は掃除作業中に得られる前記角度の時間的変化を記録することが好ましい。

前記角度検出部は、前記接続管の先端部と基端部との間に設けられ、床面までの距離を求める測距センサの出力に基づいて前記角度を検出することができる。

前記角度検出部は、前記回動接続部に設けられて、回動接続部の回動角度を検出する角度検出センサから構成されてもよい。

また、前記吸込口体は吸込口体を移動可能に支持するように設けられた従動車輪を備え、前記検出部が前記従動車輪の回転数を検出する回転数検出センサを有し、前記記録部は検出された回転数に基づいて前記吸込口体の移動状態の時間的変化を記録するようにしてもよい。

さらに、前記記録部に記録された前記吸込口体の移動状態の時間的変化に基づいて、使用者の掃除作業における消費カロリーを算出するカロリー算出部と、算出された消費カロリーを表示する表示部とをさらに備えることができる。

以下、図面に示す実施形態に従って、この発明を詳述する。この実施形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施形態１）
図１はこの発明の電気掃除機の実施形態１を示す外観斜視図、図２は図１に示す電気掃除機の制御回路を示すブロック図である。

〈電気掃除機の構成〉
図１に示すように、電気掃除機１は、掃除機本体２と、吸込口体４０と、掃除機本体２と吸込口体４０とを気密的に接続する接続管４とを備える。
掃除機本体２は、接続管４の基端側に設けられ使用者が手で握るハンドル５と、ハンドル５に設けられた入力部６および表示部６ａと、接続管４の基端を受け入れて離脱可能に接続する接続部７を備える。

接続管４の先端には、吸込口体４０の接続パイプ部４２を受け入れて離脱可能に接続する接続部９が設けられている。また、吸込口体４０は、接続パイプ部４２を軸線Ｃを中心とする回転軸に支持し、吸込口体４０に対して約９０度の角度範囲で前後に回動させることが可能な、つまり、接続管４を床面に平行な位置から垂直な位置まで前後に回動させることが可能な関節式の回動接続部４２ｘを備える。なお、接続管４は、図１と図３に示すように、先端と基端との間に接続管４に直交する方向の床面Ｆまでの最短距離Ｌを測定する測距センサ２１を備える（詳細は後述する）。

掃除機本体２は、離脱可能に設置された集塵室（ダストカップ）１１、集塵室１１の下流側に設けられた集塵フィルター部１２、集塵フィルター部１２の下流側に設けられモータＭを内蔵する電動送風機１３、及びバッテリー１７を備える。

なお、バッテリー１７は、掃除機本体２の後部に離脱可能に装填され、後述する電動送風機１３のモータＭに電力を供給する。

吸込口体４０は、底部の前方に設けられ左右方向に延びる吸込口４１と、吸込口４１と接続パイプ部４２とを接続する吸引流路（図示しない）と、後方に左右方向に延びる車軸に回転自在に設けられた一対の従動車輪４３を備える。

このような構成において、使用者が入力部６（図１）において起動操作を行うと、電動送風機１３のモータＭが駆動する。そして、床面上で吸込口体４０を移動させると、塵埃を含む空気が吸込口体４０から接続管４、集塵室１１及び集塵フィルター部１２を介して電動送風機１３によって吸引される。

それによって、比較的大きい塵埃は集塵室１１に堆積されると共に、細かい塵埃（粉塵）は集塵フィルター部１２に捕獲され、浄化された空気は掃除機本体２の側面の排気口から排気される。そして、操作部６において停止操作が行われると、電動送風機１３を駆動するモータＭが停止し、掃除作業は終了する。

〈電気掃除機の制御回路〉
図２は、図１に示す電気掃除機の制御回路を示すブロック図である。
図１に示す電気掃除機１の制御回路は、図２に示すように、電動送風機１３を駆動するモータＭと、直流電力を出力するバッテリー１７と、電気掃除機１の運転条件や設定条件を入力する入力部６と、モータＭを駆動するモータドライバ回路２３と、入力部６の出力を受けて制御信号をモータドライバ回路２３に供給してモータＭを前述のように制御する制御部２５とを備えている。

制御部２５は、CPU,ROM,RAMなどからなるマイクロコンピュータを備え、掃除作業中に得られる吸込口体４０の移動状態、ここでは主に使用者の腕の動き（振り）を検出する検出部として、接続管４と床面Ｆ（図３）とのなす角度θを測距センサ２１の出力をうけて検出する角度検出部２６と、検出された角度θの時間的変化を記録する記録部２７と、角度θの時間的変化に基づいて使用者の掃除作業における消費カロリーを算出するカロリー算出部２８とを備える。

角度検出部２６は、図３に示すように、接続管４の先端部と基端部との間に設けられ床面Ｆまでの距離を求める測距センサ２１の出力に基づいて接続管４と床面Ｆとのなす角度θを次のようにして算出する。測距センサ２１の配置は、距離を測定できる位置であれば、接続管４のどの位置であってもよい。

吸込口体４０から測距センサ２１までの接続管４上の距離をＳ、測距センサによって測定される床面Ｆまでの距離をＬとすると、角度θは
θ＝arctan(L/S) …………（１）
で表される。

図４は、掃除作業中に実測した距離Ｌを用いて式（１）によって算出した角度θの時間的変化をプロットしたグラフである。図４から角度θは３７〜６０度の間を約２秒の周期で往復していることが分かる。従って、このグラフからその振幅や周期（周波数）やそれらの平均値を知ることができる。なお、測距センサ２１は、例えば、TOFレーザー測距センサから構成され、センサ駆動部３１により駆動される。

また、記録部27に記録された角度θの時間的変化を示すデータは、必要に応じてインターフェース29を介して外部装置30へ出力されて解析される。表示部6ａは記録部27に記録されたデータや、カロリー算出部２８で後述のように算出される消費カロリーを表示する。また、記録部２７は離脱可能に装着されるメモリカードやメモリスティックのようなフラッシュメモリを備え、上記の角度θに関するデータを格納し、そのデータを外部で読出して解析するようにしてもよい。

＜消費カロリーの算出＞
図２に示すカロリー算出部２８は、次の計算式（2）に基づいて使用者の掃除動作に伴う消費カロリーＣ（ｋｃaｌ）を算出する。

Ｃ＝Ｋ×Ｚ＋Ｋａ×Ａａ／Ｔａ…（２）

ここで、Kは使用者の性別、年齢、身長および体重によって定まる係数、
Zは掃除の全作業時間（min）、
KaはKの値に基づいて腕の動きを消費カロリーに換算する係数
Aaは図４に示す波形（角度θの振動波形）の振幅の平均値（deg）、
Taは図４に示す波形の周期の全作業時間Ｚにおける平均値（sec）である。
ここで、K×Zは基本的な掃除作業による消費カロリー、Ka×Aa／Taは使用者の腕の動きによる消費カロリーを表している。

図５は式（２）に基づいて、消費カロリーを算出するフローチャートである。これを用いて消費カロリーの算出手順を説明する。
まず、入力部６（図１，図２）から使用者の性別、年齢、身長および体重を入力する（ステップS１）。

予め制御部２５のROMに予め格納されているテーブルから、入力された値に基づいて係数K，Kaが選択され、決定される（ステップS２）。

次に、電気掃除機１が駆動され、掃除作業が実行される（ステップS３）。そして、掃除作業が終了すると（ステップS４）、式（２）に基づいて消費カロリーＣが算出され（ステップS５）、算出された消費カロリーＣが表示部6ａに表示される。

（実施形態２）
図６はこの発明の電気掃除機の実施形態２の吸込口体を示す拡大斜視図である。この実施形態では、実施形態１の測距センサ２１の代わりに、図６に示すように吸込口体４０の回動接続部４２ｘに接続パイプ部４２を回転可能に支持する回転軸に固定され接続パイプ部４２の回動角度、つまり接続管４と床面Ｆとのなす角度θを検出する角度検出センサ２２を備える。なお、角度検出センサ２２には、回転軸の回転位置（角度）を３６０−５００Ｐ/Ｒ程度の比較的高分解能で検出するアブソリュート形エンコーダを好適に用いることができる。

従って、この実施形態においては、角度検出センサ２２により直接検出される角度θの図４と同様の時間的変化が記録部２７に記録されると共に、検出される角度θに基づいて、式（２）により、使用者の消費カロリーが算出される。

（実施形態３）
図７はこの発明の電気掃除機の実施形態３における接続管の床面に対す角度θを算出する方法を示す説明図である。
角度θの変動は吸込口体４０の前後方向への移動距離の変動に対応するので、この実施形態では、実施形態１の測距センサ２１の代わりに、図１に示す吸込口体４０の一対の従動車輪４３の一方の車軸に回転数検出センサ（図示しない）を備え、吸込口体４０の前後移動距離を従動車輪４３の回転数で検出するようにしている。なお、この回転数検出センサには、車軸の回転量（回転数）を２５−５０Ｐ/Ｒ程度の比較的低分解能で検出するインクリメンタル形エンコーダを好適に用いることができる。

つまり、図７に示すように、接続管４の床面Ｆに対す角度θは、使用者Ｍの腕（長さＡ）の振りに対応して変化し、吸込口体４０から使用者Ｍの足もとまでの距離Ｘの単調増加関数、つまりＸの増減に対応して単調に増減する関数、
θ＝f (X) …………（３）
で表される。従って、図４に示す角度θの変化は、従動車輪４３の回転数を検出する回転数検出センサの出力から得られる距離Ｘから式（３）に基づいて算出される。なお、関数f (X)は吸込口体４０とハンドル５との距離Ｎ、使用者Ｍの身長Ｈ、およびＨに対応する腕の長さＡにより決定される。身長Ｈは前述のように入力部６から入力されている。

従って、この実施形態においては、距離Ｘの時間的変化および式（３）に基づいて算出される角度θの時間的変化が記録部２７に記録されると共に、算出される角度θの時間的変化に基づいて、式（２）により、使用者の消費カロリーが算出される。
消費カロリーの算出に関しては、掃除作業者の姿勢が影響すると考えられる。図７で説明すると、例えば、ベッドの下を掃除するときは、角度θが０度に近い状態になると考えられる。すなわち、接続管４が床面に平行に近い状態となる。その場合の掃除作業者の姿勢は、上体を傾けて低くする姿勢で作業を行なうことになる。図７のように、上体を起こした場合と、そうした上体を屈む姿勢を取った場合とを比べると、運動量も増加して消費カロリーも増えることになる。そのような掃除作業者の姿勢も考慮したより正確な消費カロリーの算出が可能となる。
なお、接続管４は、吸込口体と掃除機本体との間に介在するものであればよく、吸込口体または掃除機本体と一体であってもよい。

１電気掃除機、２掃除機本体、４接続管、５ハンドル、６入力部、６ａ表示部、７接続部、９接続部、１１集塵室、１２集塵フィルター部、１３電動送風機、１７バッテリー、２１測距センサ、２２回転数検出センサ、２３モータドライバ回路、２５制御部、２６角度検出部、２７記録部、２８カロリー算出部、２９インタ―フェース、３０外部装置、３１センサ駆動部、Ｍモータ、４０吸込口体、４１吸込口、４２接続パイプ部、４２ｘ回動接続部、４３従動車輪

Claims

塵埃を吸引するための吸込口を有する吸込口体と、
吸引式の集塵装置を備える掃除機本体と、
前記吸込口体と前記掃除機本体との間に介在する接続管と、
前記接続管の掃除機本体側の近傍に設けられ、使用者が吸込口体を床面に沿って移動させるためのハンドルと、
掃除作業中に得られる前記吸込口体の移動状態を検出する検出部で検出された移動状態の時間的変化を記録する記録部を備えたことを特徴とする電気掃除機。
前記接続管が床面に平行な姿勢から垂直な姿勢まで回動できるように前記接続管の先端部と前記吸込口体とを接続する回動接続部をさらに備え、
前記検出部が前記接続管と床面とのなす角度を検出する角度検出部からなり、
前記記録部は掃除作業中に得られる前記角度の時間的変化を記録する請求項１記載の電気掃除機。
前記角度検出部は、前記接続管の先端部と基端部との間に設けられ、床面までの距離を求める測距センサの出力に基づいて前記角度を検出する請求項２記載の電気掃除機。
前記角度検出部は、前記回動接続部に設けられて、回動接続部の回動角度を検出する角度検出センサからなる請求項２記載の電気掃除機。
前記吸込口体は吸込口体を移動可能に支持するように設けられた従動車輪を備え、
前記検出部が前記従動車輪の回転数を検出する回転数検出センサを有し、
前記記録部は検出された回転数に基づいて前記吸込口体の移動状態の時間的変化を記録する請求項１に記載の電気掃除機。
前記記録部に記録された前記吸込口体の移動状態の時間的変化に基づいて、使用者の掃除作業における消費カロリーを算出するカロリー算出部と、算出された消費カロリーを表示する表示部とをさらに備える請求項１〜５のいずれか１つに記載の電気掃除機。