JP4864618B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、吸込口体に設けられアクチュエータで駆動される清掃体の動作モードを、ホースなどの連通管に設けた設定手段で設定することができる電気掃除機に関する。

従来の電気掃除機として、例えば特許文献１に記載された電気掃除機が知られている。この電気掃除機は、吸込口体下面に形成された吸込開口に臨んで回転清掃体を設け、この回転清掃体をモータで回転させて被掃除面を清掃する構成となっている。回転清掃体を回転させるモータは、ホースや延長管に配設された電力線を介して掃除機本体から電源が供給される。また、吸込口体下面には進行方向検出手段が設けられ、この進行方向検出手段は吸込口体が前進しているか後退しているかを検出する。さらに、吸込口体上面には回転方向設定手段が設けられている。この回転方向設定手段は、吸込口体の進行方向（以下、単に進行方向という）に対する回転清掃体の回転方向を、順方向あるいは逆方向のいずれかに設定するものであり、いわば回転清掃体の動作モードを設定するものであるということができる。

このような電気掃除機においては、使用者が、回転清掃体の動作モードを選択できる。すなわち、床面上での吸込口体の移動を容易にして操作性を向上させたい場合は、回転清掃体が進行方向に対して常時順方向に回転するような動作モードに設定する一方、回転清掃体による塵埃の掻き出し効果を向上させたい場合は、回転清掃体が進行方向に対して常時逆回転するような動作モードに設定する。
特開平４−３５２９２８号公報

上記特許文献１に記載されたものは、使用者が、回転清掃体の動作モードを目的に応じて設定することができるという利点がある。しかしながら、回転清掃体の動作モードを設定するには、床面上にある吸込口体に設けられた回転方向設定手段を操作しなければならない。このため、吸込口体に設けられた清掃体の動作モードの設定操作が面倒であるという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するもので、清掃体の動作モードの設定を連通管で行えるようにし、かつ、それを実現するための構成を簡単にす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。

上記目的を達成するために、本発明の電気掃除機は、清掃体の動作モードを設定する設定手段を連通管に備え、設定手段の設定動作に応じて掃除機本体から吸込口体の電源部に印加する電圧の波形を制御する本体制御装置を掃除機本体に備え、電源部が、本体制御装置により制御されて掃除機本体から印加された電圧をアクチュエータに供給することによりこのアクチュエータを駆動し、本体制御装置で制御されて掃除機本体から電源線を介して電源部へと印加される電圧の波形を検出する検出部を有し、この検出部の検出結果に応じた動作モードで清掃体が動作するようにアクチュエータを制御する制御装置を吸込口体に備えるものである。

本発明によれば、連通管に設けられた設定手段の操作により容易に清掃体の動作モードを設定できるばかりでなく、設定手段の操作を電圧の波形によって吸込口体に伝えるので、電力線とは別に信号線が必要ないなど、それを実現するための構成を簡単なものとすることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

はじめに、図１から図４を用いて、電気掃除機の構成を説明する。電気掃除機は、掃除機本体１と、この掃除機本体１に形成された吸込口２に一端が着脱可能に接続されるホース３と、このホース３の他端に一端が着脱可能に接続される延長管４と、この延長管４の他端に着脱可能に接続される吸込口体５とからなる。ホース３と延長管４とで連通管６が構成される。

掃除機本体１は、電動送風機７、吸込口２を介してホース３と連通する集塵部としての集塵袋８を内部に設け、電動送風機７の吸気風が集塵袋８内を通過することでこの集塵袋８で塵埃を分離し集塵するようになっている。さらに、掃除機本体１の前側下面には旋回自在な旋回輪（図示せず）を、掃除機本体１の後側側面には大径の一対の従動後輪９（一方のみ図示）をそれぞれ設けている。

ホース３は、伸縮自在で湾曲可能な略円筒状からなるもので、ハンドル１０および電動送風機７の入力や後述する回転清掃体の動作モード等を設定する操作ボタン１１を備えた手元操作管１２（手元操作部）を有している。具体的には、図中に示すように、ホース３から延長管４の方向に向けて、電動送風機７の停止設定用の操作ボタン１１ａ、電動送風機７の強入力／弱入力の運転設定用の操作ボタン１１ｂ、吸込口モータ１３の運転設定用の操作ボタン１１ｃが一列に順次並んで配設されている。ここで操作ボタン１１ｃは、吸込口モータ１３の電源スイッチを兼ねるとともに、後述する４つの回転清掃体の動作モードからいずれかの動作モードを設定する設定手段を構成する。

また、ホース３には、電動送風機７の電源と吸込口体５とを接続するための一対の電力線１４が設けられている。さらに、ホース３には、掃除機本体１に設けられた後述する本体制御部と手元操作管１２とを接続する一対の信号線１５が設けられている。信号線１５の１本は電力線１４を共用している。そして、これら電力線１４と信号線１５とは、ホース３の一端から他端にわたって配設されている。

延長管４は大径管４ａとこの大径管４ａ内に挿入される小径管４ｂからなり、小径管４ｂを大径管４ａに対してスライドさせることで延長管４全体を伸縮可能にしている。これら大径管４ａと小径管４ｂとには一対の電力線１６が設けられ、この電力線１６はホース３に設けられた電力線１４と接続されている。

次に、吸込口体５の構成について詳述する。吸込口体５は、この延長管４の先端に着脱可能に取り付けられるもので、被掃除面上の塵埃を吸い込む吸込開口５ａを設けている。図２は、吸込口体５の構成を被掃除面（底面）側から見た様子を示す平面図である。また、図３は図２のＡ−Ａ断面図である。図２に示すように、吸込口体５にはアクチュエータとしての吸込口モータ１３が配設されており、この吸込口モータ１３の回転は、動力伝達機構１７により清掃体としての回転清掃体１８に伝達されるようになっている。また、吸込口体５の被掃除面（底面）側には、吸込口体５の前後移動を検出する進行方向検出手段としての方向センサ７０が配設されている。方向センサ７０は、吸込口体５の前方向移動を検出するスイッチ７１ａと、後方向移動を検出するスイッチ７１ｂ、被掃除面に接触して吸込口体５の前後移動と共に回動してスイッチ７１ａまたはスイッチ７１ｂをオンオフするリンク７２から構成される。このリンク７２は、常時は両スイッチ７１ａ、スイッチ７１ｂともオフとなる中立位置になるように、図示しないばねで付勢されている。なお、吸込口体５内には、吸込口体制御装置６０を実装した吸込口回路基板２１が組込まれている。

次に、掃除機本体１に内蔵された本体制御装置３０、吸込口体５に内蔵された吸込口体制御装置６０を含む回路構成を図４に基づいて説明する。３１は商用交流電源で、本体制御装置３０において、制御信号で駆動されるスイッチング素子、例えば双方向性サイリスタ３２、電流ヒューズ３３、および電動送風機７の一部を構成し交流電源で駆動される整流子モータ（以下、単にモータという）３４が直列に接続されている。

電動送風機７は、主にモータ３４とこのモータ３４で回転されるファン３５とから構成されている。モータ３４は、例えば、ブラシ（図示せず）と、このブラシに摺動する整流子を備えた電機子３４ａと界磁巻線３４ｂ，３４ｃとから構成されるユニバーサルモータである。ファン３５はモータ３４の回転軸に接続された遠心型ファンであり、モータ３４によりファン３５が回転すると、塵埃を含んだ空気が吸込口体５から延長管４、ホース３を介して掃除機本体１に吸い込まれる。３６はゼロクロス検出部で、モータ３４に印加する交流電源電圧のゼロクロスポイントを検出する。

また、３７は本体制御部で、そのＩ／Ｏ部３８には、手元操作管１２に接続された信号線１５が接続され、手元操作管１２からは指示信号等がＩ／Ｏ部３８に入力される。そして、本体制御部３７は、商用交流電源３１のゼロクロスタイミングの取込み、手元操作管１２からの指示信号等の取込みを行うとともに、双方向性サイリスタ３２、および電力線１４に接続された双方向性サイリスタ３９の制御端子にトリガとなる制御信号を出力するようになっている。

また、手元操作管１２の各操作ボタン１１ａ〜１１ｃとそれぞれ直列に設けられた抵抗部品１２ａ〜１２ｃは、それぞれ異なる抵抗値となっており、本体電源部４０の出力電圧の分圧値を操作ボタン１１の操作状態に応じて変化させるための回路構成（電圧可変回路）をなしている。そして、操作ボタン１１の操作状態に応じて変動する分圧値を、本体制御部３７が周期的に読取る。

本体制御部３７は、主に、中央処理部４１、メモリ４２、前述したＩ／Ｏ部３８、およびタイマ４３などから構成される。メモリ４２は、中央処理部４１が実行する制御プログラム、ならびに必要な定数などのデータが予め記憶しており、また、中央処理部４１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として使用される。

４４は電動送風機７に流れる電流を検出する電流検出部で、この電流検出部４４の出力は本体制御部３７に入力される。電流検出部４４の出力は図示しない表示部によるごみ詰まり表示等に用いられる。

次に、吸込口体５に設けられた吸込口体制御装置６０の構成を説明する。商用交流電源３１に、制御信号で駆動されるスイッチング素子、例えば、双方向性サイリスタ３９を介して、電源部としての吸込口電源部４８が接続されている。この双方向性サイリスタ３９に対する制御信号の出力タイミングは、前述したように本体制御部３７が制御する。吸込口電源部４８は、電力線１６に接続される整流部４８ａ、降圧部４８ｂ、定電圧部４８ｃなどから構成されている。整流部４８ａは例えばダイオードから構成され、定電圧部４８ｃは例えば電解コンデンサから構成されている。整流部４８ａには、トランジスタ等の４つのスイッチング素子４９ａ〜４９ｄから構成されるブリッジ回路４９が接続され、さらに、このブリッジ回路４９に吸込口モータ１３が接続されている。また、吸込口電源部４８は、制御部としての吸込口制御部５０の電源としても機能する。

吸込口制御部５０は、主に、メモリ５１、中央処理部５２、Ｉ／Ｏ部（図示せず）、およびタイマ５３から構成される。メモリ５１は、吸込口体５に設けられた吸込口モータ１３の動作に係る制御プログラム、ならびに必要な定数などのデータ、後述する回転清掃体１８の動作モードを実行するためのデータテーブルが予め記憶されている。この吸込口制御部５０には、電源検出部５４、方向センサ７０が接続される。方向センサ７０は、スイッチ７１ａとスイッチ７１ｂ、およびこれらスイッチ７１ａ，７１ｂに接続される抵抗部品７１ｃ，７１ｄとを備えている。

吸込口制御部５０には、掃除機本体１から吸込口電源部４８に印加される電圧の波形情報が、電源検出部５４より検出信号として入力される。また、方向センサ７０が吸込口制御部５０に接続され、吸込口体５の移動方向情報が入力される。吸込口制御部５０は、方向センサ７０のスイッチ７１ａとスイッチ７１ｂとの信号レベルから次のように判断する。スイッチ７１ａ、スイッチ７１ｂ共にオフで、これら各スイッチから吸込口制御部５０に入力される信号レベルがＨのとき吸込口体５は停止していると判断する。スイッチ７１ａがオフでその信号レベルがＨ、スイッチ７１ｂがオンでその信号レベルがＬのとき吸込口体５は後進していると判断する。スイッチ７１ａがオンでその信号レベルがＬ、スイッチ７１ｂがオフでその信号レベルがＨのとき吸込口体５は前進していると判断する。また、スイッチ７１ａ、スイッチ７１ｂ共に信号レベルがＬになったときは、通常では起こり得ない状態で故障や誤動作と思われるので、後述する制御によって回転清掃体１８が停止するように、吸込口体５を停止していると判断する。この波形情報と移動方向情報に応じて、吸込口制御部５０は、ブリッジ回路４９の各スイッチング素子４９ａ〜４９ｄへオン、オフの制御信号を出力して、吸込口モータ１３の回転方向を制御する。例えば、吸込口制御部５０が、スイッチング素子４９ａとスイッチング素子４９ｄをオンさせた場合は、掃除面に対して吸込口体５が前方向に進むように回転（正転）し、スイッチング素子４９ｂとスイッチング素子４９ｃをオンさせた場合は、掃除面に対して吸込口体５が後方向に進むように回転（反転）する。

なお、本体制御部３７は、コンセントが差し込まれて商用電源から電源が供給されると操作ボタン１１が操作されるまで双方向性サイリスタ３９の制御素子に所定のタイミングで制御信号を供給して、吸込口体５の吸込口電源部４８に電力を供給する。これにより、吸込口制御部５０は電源が供給されて動作可能となる。

このような構成において、手元操作管１２の操作ボタン１１が操作されると、この操作に基づいた信号が信号線１５を介して本体制御部３７に入力される。そして、電動送風機７を動作させる旨の信号である場合には、本体制御部３７から双方向性サイリスタ３２の制御端子に、例えば図５の（ｃ）に示すタイミングで制御信号が供給される。双方向性サイリスタ３２は電源電圧が反転するまで導通するので、電動送風機７の端子間には図５の（ｄ）に示す電圧が発生して電動送風機７が駆動される。図５の（ｃ）に示される遅延時間ｔａを変化させれば電動送風機７の入力を可変できる（位相制御）。なお、各操作ボタン１１ａ〜１１ｃの操作に基づく制御信号は、上述した電源投入時の制御信号とは異なるタイミングで出力されるものであり、図５の（ｃ）に示されるように次回の操作ボタン１１の操作があるまで同じタイミングで出力されるようになっている。しかしながら、操作ボタン１１の操作に基づく制御信号を操作から所定期間のみ出力し、以降は操作に基づく制御信号とは異なるタイミングの制御信号、例えば印加される電圧波形が図５（ａ）に示される交流電源波形となるような制御信号を出力することもできる。

操作ボタン１１ｃが操作されて、吸込口モータ１３を動作させる旨の信号が本体制御部３７に入力されると、本体制御部３７は双方向性サイリスタ３９の制御端子に例えば図５の（ｅ）に示すタイミングで制御信号を供給する。双方向性サイリスタ３９は電源電圧が反転するまで導通するので、吸込口体端子の間すなわち電力線１６に図５の（ｆ）に示す電圧が発生する。このとき、電源検出部５４からは、図５の（ｇ）に示す検出信号が吸込口制御部５０に入力される。図５の（ｅ）に示される遅延時間ｔｂを変化させれば、電力線１６に現れる電圧及び検出信号を変えることができる。この検出信号を波形情報として吸込口制御部５０が認識することで回転清掃体１８の動作モードが決定される。

ここで、操作ボタン１１ｃにより回転清掃体１８の動作モードは予め定められた４つの動作モードのいずれかに設定可能である。各動作モードは、図８に示すように、吸込口体５の進行方向に対して順回転して常に使用者による移動操作を補助するように回転清掃体１８の回転方向が切替わる動作モードＡ、吸込口体５の進行方向に対して逆回転して常に塵埃の掻き取り効果が高くなるように回転清掃体１８の回転方向が切替わる動作モードＢ、吸込口体５の進行方向に関わりなく回転清掃体１８の回転方向が常に一定（正転）な動作モードＣ、そして吸込口体５の進行方向に関わりなく回転清掃体１８を停止させる動作モードＤである。動作モードＡ、Ｂは、進行方向検出手段で検出される進行方向に応じて回転清掃体の駆動状態を変更させる変更モードである。

方向センサのスイッチ７１ａとスイッチ７１ｂとから吸込口制御部５０に入力される移動方向情報は、例えば図５の（ｈ）や図５の（ｉ）に示すようになる。ここでタイミングＴ１からＴ２に示すように、スイッチ７１ａ、スイッチ７１ｂ共に信号レベルがＨである場合、吸込口制御部５０は吸込口体５が停止していると判断する。そして、例えば、図５の（ｈ）に示すようにスイッチ７１ａの出力のみタイミングＴ２においてＬレベルに切替わると、吸込口制御部５０は吸込口体５が前進していると判断する。このような移動方向情報が吸込口制御部５０に入力されることにより、吸込口モータ１３の動作状態を決定する。

このように本体制御部３７は手元操作管１２の操作ボタン１１ｃの操作に応じて図５（ｅ）に示す遅延時間ｔｂを変化させる。一方、吸込口制御部５０は、遅延時間ｔｂ、または図５の（ｇ）に示している電圧入力時間ｔｃをタイマ５３で計測し、この測定値に応じて回転清掃体１８の動作モードを変える。さらに、吸込口制御部５０は、スイッチ７１ａとスイッチ７１ｂの移動方向情報から、回転清掃体１８が選択された動作モードに応じた回転となるように吸込口モータ１３の動作状態を切替える。

次に、操作ボタン１１の操作、スイッチ７１ａとスイッチ７１ｂの出力およびそれらに関連する具体的動作について、図６から図９を参照して説明する。

操作ボタン１１ｂは、前述した通り、電動送風機７の強入力／弱入力の運転設定用の操作ボタンであり、本体制御部３７は、操作ボタン１１ｂの操作を検出し、双方向性サイリスタ３２の制御信号の出力タイミングを変化させることにより導通角φを設定する。具体的には、図６に示すように、操作ボタン１１ｂが操作されるごとに電動送風機７は強運転と弱運転を切替える。これを図７のフローチャートに基づいて説明する。本体制御部３７は、ステップＳ１にて操作ボタン１１ｂの操作があったことを検出すると、ステップＳ２にて、操作ボタン１１ｂが押された回数を判別する。すなわち、操作ボタン１１ｂが押された回数が２Ｎ−１回目（Ｎ＝１、２、３、‥）の時、ステップＳ３にて、本体制御部３７は電動送風機７が強入力になるように双方向性サイリスタ３２へ周期的に制御信号を出力し、導通角φを９０％にする。逆に、操作ボタン１１ｂが押された回数が２Ｎ−１回目（Ｎ＝１、２、３、‥）ではない時、ステップＳ４にて、本体制御部３７は電動送風機７が弱入力になるように双方向性サイリスタ３２へ周期的に制御信号を出力し、導通角φを５０％にする。また、ステップＳ１にて操作ボタン１１ｂの操作があったことを検出しない場合には、ステップＳ５にて操作ボタン１１ａの操作を検出する。そして、操作ボタン１１ａの操作を検出しない場合はステップＳ１に戻り、操作を検出したときにはステップＳ６で双方向性サイリスタ３２への制御信号の出力を止めて電動送風機７を停止させる。同時に双方向性サイリスタ３９への制御信号も止めて吸込口モータ１３の動作も停止させる。

また、操作ボタン１１ｃは、前述した通り、回転清掃体１８の４つの動作モードのうちいずれかを設定するものである。本体制御部３７は操作ボタン１１ｃの操作を検出し、その操作に応じて双方向性サイリスタ３９に対して遅延時間ｔｂで制御信号を周期的に出力する。吸込口制御部５０はこの遅延時間ｔｂまたは電圧入力時間ｔｃを測定することで吸込口体５に印加される電圧の波形情報を読取って回転清掃体１８の動作モードを決定する。回転清掃体１８の動作モードが決定されると、吸込口制御部５０は決定された動作モードに従って図８の（ａ）から（ｄ）のいずれかのテーブルを参照する。そして、吸込口体５の進行方向によって吸込口モータ１３の動作状態を切替える。吸込口モータ１３の動作状態は、ブリッジ回路４９の各スイッチング素子４９ａ〜４９ｄへオンオフの制御信号を出力することによって決定する。

図６に示すように、操作ボタン１１ｃが操作されるごとに、回転清掃体１８の動作モードはモードＡ、モードＢ、モードＣ、モードＤと切替わる。これを図９ のフローチャートに基づいて説明する。図９（ａ）は本体制御部３７での処理を説明するフローチャート、（ｂ）から（ｄ）は吸込口制御部５０での処理を説明するフローチャートである。このうち（ｂ）は吸込口制御部５０の割込み待ち状態を示し、（ｃ）は操作ボタン１１ｃが押されたときの割込み処理を示す。また、（ｄ）はスイッチ７１ａ及びスイッチ７１ｂのＨ／Ｌ情報を読取るタイマ割込み処理を示している。

（ａ）において本体制御部３７は、ステップＳ１１にて操作ボタン１１ｃの操作を検出する。本体制御部３７は、ステップＳ１１にて操作ボタン１１ｃの操作があったことを検出すると、ステップＳ１２にて、操作ボタン１１ｃが押された回数が４Ｎ−３（Ｎ＝１、２、３、‥）かどうか判断する。押された回数が４Ｎ−３回目の時、ステップＳ１３にて、本体制御部３７は、遅延時間０．５ｍｓで、双方向性サイリスタ３９へ制御信号を周期的に出力する。またステップＳ１２にて、操作ボタン１１ｃが押された回数が４Ｎ−３回目ではない時、ステップＳ１５へ進み、操作ボタン１１ｃが押された回数が４Ｎ−２回目かどうか判断する。押された回数が４Ｎ−２回目の時、ステップＳ１６にて、本体制御部３７は、双方向性サイリスタ３９へ遅延時間１．０ｍｓで制御信号を周期的に出力する。またステップＳ１５にて、操作ボタン１１ｃが押された回数が４Ｎ−２回目ではない時、ステップＳ１８へ進み、操作ボタン１１ｃが押された回数が４Ｎ−１回目かどうか判断する。押された回数が４Ｎ−１回目の時、ステップＳ１９にて、本体制御部３７は、双方向性サイリスタ３９へ遅延時間１．５ｍｓで制御信号を周期的に出力する。またステップＳ１８にて、操作ボタン１１ｃが押された回数が４Ｎ−１回目ではない時、ステップＳ２１に進み、本体制御部３７は、双方向性サイリスタ３９へ遅延時間２．０ｍｓで制御信号を周期的に出力する。

一方、吸込口制御部５０においては、図９の（ｂ）に示すようにステップＳ４１にて、メインループ処理により割込み待ちの状態である。この状態で波形情報（検出信号）を吸込口制御部５０が捉えると、図９の（ｃ）の割込み処理がスタートする。この割込み処理では、ステップＳ５０にて検出信号の遅延時間ｔｂが０．５ｍｓである場合、ステップＳ５１にてメモリ５１に記憶されている動作モードＡのテーブルを参照する。ステップＳ５０にて検出信号の遅延時間ｔｂが０．５ｍｓでない場合、ステップＳ５２にて遅延時間ｔｂが１．０ｍｓであるかどうかを判断する。ステップＳ５２にて検出信号の遅延時間ｔｂが１．０ｍｓである場合、ステップＳ５３にてメモリ５１に記憶されている動作モードＢのテーブルを参照する。ステップＳ５２にて検出信号の遅延時間ｔｂが１．０ｍｓでない場合、ステップＳ５４にて遅延時間ｔｂが１．５ｍｓであるかどうかを判断する。ステップＳ５４にて検出信号の遅延時間ｔｂが１．５ｍｓである場合、ステップＳ５５にてメモリ５１に記憶されている動作モードＣのテーブルを参照する。ステップＳ５４にて検出信号の遅延時間ｔｂが１．５ｍｓでない場合、ステップＳ５６にてメモリ５１に記憶されている動作モードＤのテーブルを参照する。各ステップにて動作モードを参照したらステップＳ５７にてタイマ割込みを許可しメインループに戻る。

タイマ割込みでは一定の時間間隔、例えば１００μｓごとにスイッチ７１ａとスイッチ７１ｂのＨ／Ｌ情報を読取る。吸込口体５を動かすと、その動きに応じて方向センサのスイッチ７１ａとスイッチ７１ｂの信号レベルが変化する。タイマ割込み処理について図９の（ｄ）に基づき説明する。
設定時間（１００μｓ）経過してタイマ割込みが入ると、ステップＳ６０にてスイッチ７１ａの信号レベルが判定される。スイッチ７１ａがＨのときステップＳ６１にてスイッチ７１ｂの信号レベルが判定される。スイッチ７１ｂがＨのときステップＳ６２にて吸込口制御部５０は吸込口体５が停止していると判断し、ステップＳ６３にて各動作モードにおける停止時の制御信号を吸込口モータ１３に出力する。なお、吸込口体５が停止していると判断された場合は、いずれの動作モードであっても吸込口モータ１３を停止させる。スイッチ７１ｂがＨではないとき、ステップＳ６４にて吸込口制御部５０は吸込口体５が後進していると判断し、ステップＳ６５にて各動作モードにおける後進時の制御信号を吸込口モータ１３に出力する。ステップＳ６０にてスイッチ７１ａの信号レベルがＨではないとき、ステップＳ６６にてスイッチ７１ｂの信号レベルが判定される。スイッチ７１ｂがＨのときステップＳ６７にて吸込口制御部５０は吸込口体５が前進していると判断し、ステップＳ６８にて各動作モードにおける前進時の制御信号を吸込口モータ１３に出力する。スイッチ７１ｂがＨではないとき、ステップＳ６９にて吸込口制御部５０は吸込口体５が停止していると判断し、各動作モードにおける停止時の制御信号を吸込口モータ１３に出力する。このとき、吸込口体５が停止していると判断されるので、上記と同様に、いずれの動作モードであってもステップＳ７０にて吸込口モータ１３を停止させる。各ステップの処理後、ステップＳ７１にてメインループに戻る。そして、１００μｓ経過後、再び図９の（ｄ）の処理を繰り返す。なお、各動作モードにおける回転清掃体の動作は上述したとおりで、各動作モードごとに定められたデータテーブルは図８に示すとおりである。

ここで、タイマ割込みをつかった吸込口体５の進行方向の判断として、例えば１００μｓごとに読取ったスイッチ７１ａとスイッチ７１ｂのそれぞれの直近１０データ（１ｍｓ分）のＨ／Ｌ情報をメモリ５１に入力して保存し、この１０データを基に判断するようにすればよい。タイマ割込みの周期は商用交流電源３１の周期（２０ｍｓ、１６．７ｍｓ）に比べて短く設定する。そして、吸込口制御部５０は一度テーブルを参照すると、操作ボタン１１の操作に基づいた電圧の波形情報を再度認識するまでは同じテーブルを参照し続け、この間周期的にスイッチ７１ａとスイッチ７１ｂからのＨ／Ｌ情報を読取り続け、Ｈ／Ｌ情報に対応して吸込口モータ１３の動作状態を切替えている。

以上説明したように本実施の形態の電気掃除機によれば、使用者が掃除中に把持するホース３に設けられた操作ボタン１１により回転清掃体１８の動作モードを適宜設定することができるので、設定操作を楽に行うことができる。しかも、吸込口モータ１３の電源とするための電圧の波形を可変とし、その位相情報を利用して操作ボタン１１の操作を吸込口体５に伝えているので、電力線１４，１６とは別に信号線を設ける必要がなく、ホース３や延長管４の構成を複雑にする必要がない。

また、方向センサ７０から検出される進行方向に応じて清掃体の動作状態を変更させる変更モードを備えているので、吸込口体５の進行方向に応じて回転清掃体１８を所望の動作とすることができる。そして、方向センサ７０を吸込口体５に設けたので、方向センサ７０からのＨ／Ｌ情報を電力線１４，１６を経由しないで、すなわち、操作ボタン１１ｃの操作に基づく指示信号とは独立して吸込口制御部５０に送信できるので、信号の伝達を迅速とすることができる。

ところで、掃除時には、回転清掃体１８の動作モードを設定される機会よりも、吸込口体５の進行方向が変わる機会の方がはるかに多い。そこで、本実施の形態においては、動作モードごとに対応したデータテーブルを定めるとともにこのデータテーブルにしたがって回転清掃体１８を制御するようにして、変更モードである動作モードＡや動作モードＢにおいて回転清掃体１８の応答性をよくしている。具体的には、タイマ割込みの周期を例えば１００μｓに設定するなど、商用交流電源３１の周期（２０ｍｓ、１６．７ｍｓ）に比べて短くし、その間に周期的にスイッチ７１ａとスイッチ７１ｂからのＨ／Ｌ情報を読取っているので波形情報と進行方向情報とでは同じ時間、例えば商用交流電源３１の半周期における情報量が異なる。すなわち、操作ボタン１１の操作に基づく波形情報は交流電源の半周期にひとつの情報しか持たないが、進行方向情報は交流電源の半周期に複数の情報を持つことが可能である。このため、動作モードＡや動作モードＢにおいて頻繁にスイッチ７１ａ，７１ｂのＨ／Ｌ情報が入れ替わったとき、吸込口モータ１３の回転方向を高速に切り替えることができる。そして、使用者はこの切り替え時の遅延感覚をほとんど感じずに掃除することができる。またすべての動作モードにおいて、吸込口モータ１３の動作中に使用者が吸込口体５を持ち上げた場合、スイッチ７１ａとスイッチ７１ｂ共にオフとなり吸込口制御部５０に入力される信号レベルは即座にＨになる。これにより直ちに吸込口モータ１３を停止できるので、安全性を高めることができる。また、スイッチ７１ａ，７１ｂの複数のＨ／Ｌ情報から吸込口体５の前進／後進を判断すれば、ノイズの影響を少なくでき、進行方向の読取り誤りを減らすことができる。

さらに、吸込口制御部５０に出力された検出信号から動作モードを認識し、各動作モードに対応するテーブルを参照し、このテーブルに従ってスイッチ７１ａとスイッチ７１ｂの移動方向情報から吸込口モータ１３の動作状態を決定するため、テーブルに入力しているデータを入れ替えればたやすく別な動作状態をつくることも可能である。

また、操作ボタン１１の操作による指示を吸込口体５の吸込口制御部５０に伝達する方法として、操作ボタン１１の操作を本体制御部３７が読取って吸込口体５に制御信号を伝達しているので、手元操作管１２にこの手元操作管１２から吸込口体５に制御信号を送るための制御部を設ける必要がない。換言すれば、手元操作管１２に設けられた操作ボタン１１の操作を掃除機本体１の本体制御部３７で読取り、この本体制御部３７から電力線１４，１６を利用して吸込口体５に制御信号を送っているので、手元操作管１２と吸込口体５とを接続する新たな信号線を設けることなく、かつ、手元操作管１２にマイクロコンピュータなどの制御部を設けることなく、ホース３の手元操作管１２で吸込口体５の吸込口モータ１３を制御することができる。

また、操作ボタン１１の操作により回転清掃体１８の動作モードを自由に切替えることができるようにしているので、吸込口体５の走行性を優先したい場合はモードＡになるような操作を行い、または、吸込口体５のゴミ取り性能を優先したい場合はモードＢやモードＣを用いるといった使用方法が可能となり、使用者にとって選択幅の広い電気掃除機となる。

上記実施の形態においては、清掃体として回転清掃体１８を、アクチュエータとして吸込口モータ１３をそれぞれ用いているが、これに限るものではなく、例えば清掃体としてブラシ部材、アクチュエータとしてこのブラシ部材を駆動するソレノイドとすることもできる。また、回転清掃体１８の動作モードを４つ設定できるようにしているが、これに限られるものではない。さらに、上記実施の形態においては、進行方向検出手段を設けたものについて説明したが、必ずしも進行方向検出手段を設ける必要はない。また、進行方向検出手段として２つのスイッチを用いた方法を示しているが、速度センサや加速度センサを吸込口体５に設けてもよい。加えて、上記実施の形態における変更モードすなわち動作モードＡや動作モードＢは、吸込口体５進行方向に応じて回転清掃体１８の回転方向を切替えるようにしているが、例えば、回転清掃体１８の回転数を変えるようにしてもよい。

本発明の実施の形態に係る電気掃除機の構成を示す斜視図。 同実施の形態に係る吸込口体の構成を示す平面図。 同実施の形態に係る吸込口体の構成を示すもので、図２のＡ−Ａ断面図。 同実施の形態に係る電気掃除機の回路構成を示す図。 同実施の形態における各部の電圧、信号波形を示す図。 同実施の形態の動作状態を説明する図。 同実施の形態の本体制御部が実行する処理を示す流れ図。 同実施の形態の回転清掃体の動作モードを指示するデータテーブルを示す図。 同実施の形態の本体制御部および吸込口制御部が実行する処理を示す流れ図。

符号の説明

１ 掃除機本体
５ 吸込口体
６ 連通管
７ 電動送風機
１１ｃ 操作ボタン（設定手段）
１３ 吸込口モータ（アクチュエータ）
１４ 電力線
１６ 電力線
１８ 回転清掃体（清掃体）
３０ 本体制御装置
４８ 吸込口電源部（電源部）
５４ 電源検出部（検出部）
６０ 吸込口体制御装置（制御装置）
７０ 方向センサ（進行方向検出手段）

Claims (3)

1. 電動送風機を備えた掃除機本体と、
   この掃除機本体に接続され電力線が配設された連通管と、
   この連通管に接続され前記電動送風機の動作により塵埃を吸い込む吸込口体と、
   この吸込口体に設けられ前記電力線を介して前記掃除機本体から電圧が印加される電源部と、
   前記吸込口体に設けられ前記電源部により駆動されるアクチュエータと、
   前記アクチュエータにより駆動されるとともに複数の動作モードで駆動可能な清掃体と、
   前記連通管に設けられ前記複数の動作モードのいずれかを設定する設定手段と、
   前記吸込口体に設けられ前記設定手段で設定された動作モードで前記清掃体が駆動するよう前記アクチュエータを制御する制御装置と、
   前記掃除機本体に設けられ、前記設定手段の設定動作に応じて、この掃除機本体から前記電源部に印加する電圧の波形を制御する本体制御装置とを具備し、
   前記電源部は、前記本体制御装置により制御されて前記掃除機本体から印加された電圧を前記アクチュエータに供給することによりこのアクチュエータを駆動し、
   前記制御装置は、前記本体制御装置で制御されて前記電源部へと印加される電圧の波形を検出する検出部を有し、この検出部の検出結果により前記設定手段によって設定された動作モードを読取り、この動作モードで動作するよう前記アクチュエータを制御する
   ことを特徴とする電気掃除機。
2. 前記吸込口体の進行方向を検出する進行方向検出手段を備え、
   前記複数の動作モードの少なくとも一つは、前記進行方向検出手段で検出される進行方向に応じて前記清掃体の動作状態を変更させる変更モードである
   ことを特徴とする請求項１記載の電気掃除機。
3. 前記制御装置は、前記設定手段で前記変更モードが設定されると、この変更モードごとに定められたデータテーブルにしたがって前記進行方向検出手段で検出される進行方向に応じて前記アクチュエータを制御する
   ことを特徴とする請求項２記載の電気掃除機。

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