JP5321869B2

JP5321869B2 - 電気掃除機

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Publication number: JP5321869B2
Application number: JP2012531170A
Authority: JP
Inventors: 友和吉岡
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Consumer Electronics Holdings Corp; Toshiba Home Appliances Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Lifestyle Products and Services Corp
Priority date: 2011-03-28
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2032-03-28
Also published as: CN103476314B; JPWO2012133571A1; RU2552763C2; KR101471322B1; EP2692271B1; KR20130115390A; WO2012133571A1; EP2692271A4; EP2692271A1; RU2013143794A; CN103476314A

Description

本発明の実施形態は、電動送風機の吸込側に連通する風路を備えた電気掃除機に関する。

従来、電気掃除機は、電動送風機を収容した掃除機本体を備え、電動送風機の吸込側に、この電動送風機の駆動により塵埃が吸い込まれる風路が連通して構成されている。このような電気掃除機は、使用者の掃除の煩雑さを解消させるために、掃除達成度を報知できる構成が望まれている。

例えば掃除時間や掃除場所の情報に基づいて、掃除作業を料金化して算出し、使用者に報知する構成が知られている。

そして、電気掃除機においては、掃除達成度を使用者に対してより効果的に報知する構成が望まれている。

特開２００４−２７２６５０号公報

本発明が解決しようとする課題は、掃除達成度を使用者に対して効果的に報知できる電気掃除機を提供することである。

実施形態の電気掃除機は、電動送風機を収容した掃除機本体を有する。また、この電気掃除機は、電動送風機の吸込側に連通する風路を有する。さらに、この電気掃除機は、被掃除面上を移動可能で、風路の一部を区画する吸込部を有する。また、この電気掃除機は、電動送風機の駆動により風路内を通過する塵埃量を検出する塵埃量検出手段を有する。さらに、この電気掃除機は、塵埃量検出手段により検出した塵埃量の積算量、吸込部の被掃除面上の移動量、および、吸込部の被掃除面上の移動時間に基づいて掃除能率を算出する算出手段を有する。そして、この電気掃除機は、算出手段により算出した掃除能率を報知可能な報知手段を有する。

第１の実施形態の電気掃除機の内部構造を示すブロック図である。同上電気掃除機の一部を示す縦断面図である。同上電気掃除機を示す斜視図である。同上電気掃除機の制御全体を示すフローチャートである。同上電気掃除機の第１制御を示すフローチャートである。同上電気掃除機の第２制御を示すフローチャートである。同上電気掃除機の報知手段による報知を示す説明図である。第２の実施形態の電気掃除機の内部構造を示すブロック図である。同上電気掃除機の制御全体を示すフローチャートである。同上電気掃除機の報知手段による報知を示す説明図である。第３の実施形態の電気掃除機の内部構造を示すブロック図である。同上電気掃除機の制御全体を示すフローチャートである。第４の実施形態の電気掃除機の内部構造を示すブロック図である。同上電気掃除機を示す上面図である。同上電気掃除機を示す下面図である。同上電気掃除機の掃除制御を示すフローチャートである。

実施形態

以下、第１の実施形態の構成を図面を参照して説明する。

図３において、11はいわゆるキャニスタ型の電気掃除機を示し、この電気掃除機11は、掃除機本体12と、この掃除機本体12に着脱可能に接続される掃除機本体12と別体の管部である風路形成体13とを有している。

掃除機本体12は、被掃除面上を旋回および走行可能な中空状の本体ケース15を備えており、この本体ケース15の内部に、図示しない本体集塵室と電動送風機室とが前後に区画されている。さらに、電動送風機室には、電動送風機18が収容されており、この電動送風機18の吸込側が本体集塵室に連通している。また、本体集塵室内には、フィルタ、集塵袋、あるいは集塵装置(集塵カップ)などの集塵部が配置されている。そして、本体ケース15の前部には、本体集塵室に連通するとともに風路形成体13の基端側が接続される本体吸込口19が開口形成されている。さらに、本体ケース15の上部には、報知手段としての液晶パネルなどの表示手段20が配置されている。なお、以下、電気掃除機11(掃除機本体12)の走行方向に沿った方向を前後方向とし、この前後方向に対して交差(直交)する左右方向(両側方向)を幅方向として説明する。

また、風路形成体13は、長尺状のホース体21と、このホース体21に着脱可能に接続される延長管22と、この延長管22に着脱可能に接続される吸込部としての吸込口体である床ブラシ23とを備えており、電動送風機18の吸込側に連通する風路Ｗを内部に形成している。なお、この風路形成体13は、例えば床ブラシ23を取り外して使用することもできるし、床ブラシ23および延長管22を取り外して使用することもできる。

ホース体21は、長尺筒状のホース本体25と、このホース本体25の一端側である基端側(下流端側)に連通して形成された接続管部26と、ホース本体25の他端側である先端側(上流端側)に連通して形成され例えば風路形成体13の把持操作用の手元操作部27とを一体的に有している。

ホース本体25は、可撓性を有する合成樹脂などにより円筒蛇腹状に形成されており、手元操作部27側と掃除機本体12側とを電気的に接続する図示しない配線が内部でかつ風路Ｗの外部に螺旋状に取り付けられている。

接続管部26は、本体吸込口19に挿入接続される部分であり、ホース本体25よりも硬質の合成樹脂などにより円筒状に形成されている。また、この接続管部26には、ホース本体25内に配置された配線と電気的に接続された図示しない端子が配置されており、これら端子が、接続管部26を本体吸込口19に挿入接続することで掃除機本体12側と電気的に接続される。

また、手元操作部27は、ホース本体25よりも硬質の合成樹脂などにより略円筒状に形成されており、上流端側から下流端側へと、使用者に把持される把持部37が突出して形成されている。この把持部37には、電動送風機18などの動作を設定するための設定手段としての複数の設定ボタン38が配置されている。

また、床ブラシ23は、風路Ｗの一部(上流端)を構成可能なものであり、延長管22の先端側(上流端側)に一端側が連通接続される接続管41と、この接続管41の他端側に、上下方向あるいは周方向などに回動可能に接続された横長のケース体42と、このケース体42に回転自在に設けられ被掃除面に接地して従動回転することで床ブラシ23を被掃除面上で移動(走行)可能とする図示しない走行輪などを備えている。さらに、ケース体42の床面に対向する下部には、接続管41の他端側と連通する吸込口が形成されている。なお、床ブラシ23には、吸込口に回転清掃体としての回転ブラシが回転可能に配置され、この回転ブラシを回転駆動させる清掃体駆動手段である回転モータなどがケース体42内に配置されていてもよい。

次に、電気掃除機11の内部構造を説明する。

電気掃除機11は、本体ケース15に出し入れ可能に収納された電源コード44を介して図１に示す電源部である商用交流電源ｅから給電を受けるマイコンなどの制御手段45を備えている。なお、電源部としては、例えば掃除機本体12の本体ケース15に内蔵した二次電池などの電池を用いることも可能である。

制御手段45は、設定ボタン38と電気的に接続された操作判定手段である操作判定部51、この操作判定部51と電気的に接続され電動送風機18の動作を制御する電力制御手段である電力制御部52、電動送風機18の駆動により風路Ｗを通過する塵埃量を検出する塵埃量検出手段である光センサ53と電気的に接続された処理手段である処理部54、この処理部54に電気的に接続された塵埃量積算手段としての塵埃量積算部55、電動送風機18の運転時間(電動送風機18が駆動開始から連続駆動している時間)を検出する運転時間積算手段としての運転時間積算部56、床ブラシ23の被掃除面上の移動量(移動距離)およびその時間を積算する移動量・時間積算手段としての移動量・時間積算部57、実際に塵埃を吸い込んでいる吸込時間を積算する吸込時間積算部58、掃除能率を算出する算出手段としての掃除能率算出部59、および、この掃除能率算出部59と電気的に接続され表示手段20の動作を制御する報知制御手段としての表示制御部60などを備えている。なお、この制御手段45は、例えば床ブラシ23に上記回転モータなどが配置されている場合には、この回転モータなどの駆動を制御する清掃体駆動手段制御部などを備えていてもよい。また、制御手段45を構成する各部は、それぞれ一体でも別体でもよく、例えば掃除機本体12の本体ケース15の内部など、任意の位置に配置できる。

操作判定部51は、使用者による設定ボタン38の操作を判定することにより、これら設定ボタン38の操作に応じて、電力制御部52に対して電動送風機18の動作モードを設定するものである。

また、電力制御部52は、操作判定部51により設定された動作モードに応じて、図示しない制御素子などを介して電動送風機18を例えば位相角制御可能となっている。

また、光センサ53は、図１および図２に示すように、例えば赤外光を発光する発光手段としての発光部61と、この発光部61により発光された赤外光を受光する受光手段としての受光部62とを互いに対向する位置に備えており、発光部61からの赤外光の受光部62での受光量によって、風路Ｗ中を通過する塵埃量に対応する信号を処理部54に出力可能となっている。

発光部61は、赤外光などの光を出力するＬＥＤなどの発光素子61aと、この発光素子61aからの発光を風路Ｗ内へと導く発光側導光部材としての一方および他方の発光側レンズ61b，61cとを有している。

発光素子61aは、例えば掃除機本体12の本体ケース15の本体吸込口19の上部に、下方に向けて配置されており、この下方へと赤外光を出力するように構成されている。

また、一方の発光側レンズ61bは、発光素子61aの赤外光の出力側である下方にて本体吸込口19の内面に配置されている。

また、他方の発光側レンズ61cは、風路形成体13の接続管部26を本体吸込口19に接続した状態で発光素子61a(発光側レンズ61b)の下方に対向する位置に配置されている。この他方の発光側レンズ61cは、接続管部26に径方向に沿って穿設された発光側孔部61d内に、この発光側孔部61dを気密に閉塞するように嵌合しており、一端側が発光素子61a側(発光側レンズ61b側)に臨み、他端側が風路Ｗの内部に臨んでいる。すなわち、発光側孔部61dから風路Ｗ内の空気が風路Ｗの外部へと流出することはない。

同様に、受光部62は、発光部61から出力された赤外光を検出するフォトトランジスタなどの受光素子62aと、発光部61から出力された光を受光素子62aへと導く受光側導光部材としての一方および他方の受光側レンズ62b，62cとを有している。

受光素子62aは、例えば掃除機本体12の本体ケース15の本体吸込口19の下部に、上方すなわち発光素子61a側に向けて配置されており、この発光素子61aから出力された赤外光を受光し、この受光量に応じた信号を出力するように構成されている。

また、一方の受光側レンズ62bは、受光素子62aに対する赤外光の入力側である上方にて本体吸込口19の内面に配置されている。

また、他方の受光側レンズ62cは、風路形成体13の接続管部26を本体吸込口19に接続した状態で受光素子62a(受光側レンズ62b)の上方に対向する位置に配置されている。この他方の受光側レンズ62cは、接続管部26に径方向に沿って穿設された受光側孔部62d内に、この受光側孔部62dを気密に閉塞するように嵌合しており、一端側が受光素子62a側(受光側レンズ62b側)に臨み、他端側が風路Ｗの内部に臨んでいる。すなわち、受光側孔部62dから風路Ｗ内の空気が風路Ｗの外部へと流出することはない。

そして、光センサ53は、風路Ｗ内を通過する塵埃量が相対的に多い(少ない)場合、発光部61の発光素子61aからの発光を遮る塵埃が増加(減少)するため、受光部62の受光素子62aでの受光量が相対的に減少(増加)するので、この受光量の増減によって、風路Ｗ内を通過する塵埃量を検出できる。

また、処理部54は、発光部61の発光素子61aの発光量などを制御する発光制御部64と、受光部62からの信号を処理する受光処理部65とを有しており、塵埃量積算部55と電気的に接続されている。そして、受光処理部65は、受光量に対応して出力される受光部62の受光素子62aからの信号を増幅して掃除能率算出部59へと出力するように構成されている。

塵埃量積算部55は、処理部54の受光処理部65により処理された信号の積算によって、電動送風機18が駆動している間の塵埃量の積算量を算出するものである。

また、運転時間積算部56は、例えばタイマなどの機能を有しており、電動送風機18の駆動開始時にリセットされ、電動送風機18が駆動している時間、あるいは電動送風機18の停止までの時間を積算して算出するものである。

また、移動量・時間積算部57は、床ブラシ23に配置された接地検出部67および移動量検出部68と電気的に接続されている。接地検出部67は、床ブラシ23のケース体42の下部に突設されたスイッチなどであり、被掃除面と接触することによりオンあるいはオフされることで被掃除面への接地を検出できる。また、移動量検出部68は、例えばケース体42の走行輪の回転数あるいは回転速度などを検出することで床ブラシ23の移動速度および距離を検出可能なセンサなどである。そして、移動量・時間積算部57は、接地検出部67により床ブラシ23の接地が検出された状態で移動量検出部68により検出された床ブラシ23の移動速度および距離を積算することにより、床ブラシ23の被掃除面上の移動量を算出するとともに、接地検出部67により床ブラシ23の接地が検出された時間を積算することにより、床ブラシ23の被掃除面上の移動時間を算出する。

また、吸込時間積算部58は、例えばタイマなどの機能を有しており、電動送風機18の駆動開始時にリセットされ、光センサ53により検出した塵埃量が予め設定された所定量以上である時間を積算することにより、実際の(実質的な)塵埃の吸込時間を算出するものである。

また、掃除能率算出部59は、風路Ｗ(図３)に対する床ブラシ23の着脱を検出する機能を有し、塵埃量積算部55により算出された塵埃量の積算量、移動量・時間積算部57により算出された床ブラシ23の被掃除面上の移動量および移動時間、運転時間積算部56により算出された電動送風機18の運転時間、および、吸込時間積算部58により算出された吸込時間などに基づいて、掃除能率を算出するものである。そして、この掃除能率算出部59は、例えば不揮発性のメモリなどのデータ記憶部69と電気的に接続されており、このデータ記憶部69に記憶した以前の数回分の掃除時の掃除能率、あるいは過去一定期間の掃除時の掃除能率などの平均値に基づいて、現在の作業能率指標を算出する。

なお、床ブラシ23の着脱を検出する機能は、専用の検出部を制御手段45に設けてもよいし、制御手段45の他の各部のいずれかなどに備えていてもよい。

また、表示制御部60は、掃除能率算出部59により算出された掃除能率および作業能率指標を表示するように表示手段20を制御するものである。

次に、上記第１の実施形態の動作を、図４に示すフローチャートも参照しながら説明する。

使用者が、集塵部を掃除機本体12の本体ケース15内に取り付けた状態で、電源コード44を壁面のコンセントなどに接続(プラグイン)すると、制御手段45に対して、商用交流電源ｅから電源(電圧)が供給(印加)される。

そして、制御手段45は、設定ボタン38の操作入力待ちとなる。すなわち、制御手段45は、電気掃除機11を起動させるか、換言すれば電動送風機18を起動させる設定ボタン38が操作されたかどうかを(操作判定部51により)判断する(ステップ１)。

このステップ１において、電気掃除機11を起動させない(設定ボタン38が操作されていない)と制御手段45が判断した場合には、ステップ１を繰り返し、電気掃除機11を起動させる(設定ボタン38が操作された)と判断した場合には、制御手段45は、設定された動作モードで(電力制御部52により)電気掃除機11(電動送風機18)を起動させ(ステップ２)、風路Ｗ(延長管22の先端(上流端))に床ブラシ23が接続されているかどうかを(掃除能率算出部59により)判断する(ステップ３)。

このステップ３において、床ブラシ23が接続されていると制御手段45が判断した場合には、図５に示す第１制御を行い(ステップ４)、床ブラシ23が接続されていないと制御手段45が判断した場合には、図６に示す第２制御を行う(ステップ５)。電動送風機18の駆動により空気とともに風路Ｗ内に吸い込まれた塵埃は、風路形成体13および本体吸込口19を通過して集塵部へと流入し、この集塵部に捕集される。塵埃が捕集された空気は、電動送風機18に吸い込まれ、この電動送風機18を冷却しつつこの電動送風機18から排気されて掃除機本体12の本体ケース15の外部へと排気される。

そして、ステップ４およびステップ５の後、制御手段45は、電気掃除機11(電動送風機18)を停止させるか、換言すれば電動送風機18を停止させる設定ボタン38が操作されたかどうかを(操作判定部51により)判断する(ステップ６)。そして、このステップ６において、電気掃除機11を停止させない(設定ボタン38が操作されていない)と制御手段45が判断した場合には、ステップ３に戻り、電気掃除機11を停止させる(設定ボタン38が操作された)と判断した場合には、制御手段45が電動送風機18を(電力制御部52により)停止させて(ステップ７)、掃除を終了する。なお、本実施形態では、電気掃除機11の起動時にのみ床ブラシ23の接続あるいは取り外しを判定しているものの、この判定は、第１制御および第２制御中の任意のタイミングで割り込むことができ、そのときに判定した床ブラシ23の接続あるいは取り外しに応じて、第１制御と第２制御とを切り換えることができる。

次に、上記第１制御について図５に示すフローチャートも参照しながら説明する。

制御手段45は、表示手段20の表示を(表示制御部60により)クリアし(ステップ11)、次いで、電気掃除機11が空気を適切に吸い込んでいるか、換言すれば電動送風機18が機能しているかどうかを判断する(ステップ12)。

このステップ12において、電動送風機18が機能していない、例えば集塵部の目詰まりなどにより空気を吸い込んでいなかったり、風路Ｗが異物などにより閉塞されたりしている場合などと制御手段45が判断した場合には、ステップ12に戻り、電動送風機18が機能していると判断した場合には、制御手段45は、床ブラシ23が被掃除面に接地しているかどうかを(接地検出部67により)判断する(ステップ13)。

このステップ13において、床ブラシ23が被掃除面に接地していないと制御手段45が判断した場合には、ステップ13(またはステップ12)に戻り、床ブラシ23が被掃除面に接地していると判断した場合には、制御手段45は、床ブラシ23が予め設定された所定速度以上の速度で移動しているかどうかを(移動量検出部68により)判断する(ステップ14)。

そして、このステップ14において、床ブラシ23が予め設定された所定速度以上の速度で移動していないと制御手段45が判断した場合には、ステップ13(またはステップ12)に戻り、床ブラシ23が予め設定された所定速度以上の速度で移動していると判断した場合には、制御手段45は、床ブラシ23の被掃除面上での移動量および移動時間を(移動量・時間積算部57により)積算する(ステップ15)。

次いで、制御手段45は、光センサ53により検出した塵埃量が予め設定された所定量以上であるかどうかを判断する(ステップ16)。このステップ16において、光センサ53により検出した塵埃量が予め設定された所定量以上であると判断した場合には、制御手段45は、塵埃量を(塵埃量積算部55により)積算し(ステップ17)、ステップ18に進む。また、このステップ16において、光センサ53により検出した塵埃量が予め設定された所定量以上でないと制御手段45が判断した場合には、そのままステップ18に進む。

そして、制御手段45は、電動送風機18の運転時間を(運転時間積算部56により)積算し(ステップ18)、ステップ15で積算した床ブラシ23の被掃除面上での移動量および移動時間と、ステップ17で積算した塵埃量の積算量とに基づいて掃除能率算出部59により掃除能率を算出する(ステップ19)。具体的に、塵埃量積算部55により算出された塵埃量の積算量をＤ、移動量・時間積算部57により算出された床ブラシ23の被掃除面上の移動量をＬ、移動時間をT1としたとき、掃除能率Ｈ＝Ｄ／(Ｌ・T1)で算出する。この後、制御手段45は、データ記憶部69に平均値が記憶されているかどうかを判断する(ステップ20)。このステップ20において、データ記憶部69に平均値が記憶されていると判断した場合には、制御手段45は、作業能率指標を掃除能率算出部59により算出し、表示手段20を(表示制御部60により)制御することで、図７に示すように掃除能率とともに作業能率指標を表示し(ステップ21)、ステップ６へと進む。具体的に、掃除能率算出部59は、データ記憶部69に記憶した以前の数回分の掃除時の掃除能率、あるいは過去一定期間の掃除時の掃除能率などの平均値をＡとしたとき、作業能率指標Ｋ＝Ｈ／Ａで算出する。一方、ステップ20において、データ記憶部69に平均値が記憶されていないと判断した場合には、制御手段45は、表示手段20を(表示制御部60により)制御することで掃除能率のみを表示し(ステップ22)、ステップ６へと進む。

次に、上記ステップ５に示す第２制御について図６に示すフローチャートも参照しながら説明する。

制御手段45は、ステップ11およびステップ12と同様のステップ31およびステップ32の処理の後、制御手段45は、実際の塵埃の吸込時間を(吸込時間積算部58により)積算する(ステップ33)。

次いで、制御手段45は、光センサ53により検出した塵埃量が予め設定された所定量以上であるかどうかを(処理部54を介して)判断する(ステップ34)。このステップ34において、光センサ53により検出した塵埃量が予め設定された所定量以上であると判断した場合には、制御手段45は、塵埃量を(塵埃量積算部55により)積算し(ステップ35)、ステップ36に進む。また、このステップ34において、光センサ53により検出した塵埃量が予め設定された所定量以上でないと制御手段45が判断した場合には、そのままステップ36に進む。

そして、制御手段45は、電動送風機18の運転時間を(運転時間積算部56により)積算し(ステップ36)、ステップ33で積算した吸込時間と、ステップ35で積算した塵埃量の積算量と、ステップ36により積算した運転時間とに基づいて、掃除能率算出部59により掃除能率を算出する(ステップ37)。具体的に、掃除能率算出部59は、塵埃量積算部55により算出された塵埃量の積算量をＤ、運転時間積算部56により算出された電動送風機18の運転時間をT2、吸込時間積算部58により算出された吸込時間をT3としたとき、掃除能率Ｈ＝Ｄ／(T2・T3)で算出する。この後、制御手段45は、上記ステップ20ないしステップ22と同様のステップ38ないしステップ40の制御をした後、ステップ６へと進む。

上述したように、上記第１の実施形態によれば、掃除能率算出部59は、塵埃量の積算量を、床ブラシ23の移動量と移動時間との積によって除することにより掃除能率を算出することで、塵埃量の積算量に対して、床ブラシ23の移動量あるいは移動時間が少ないほど、算出された掃除能率が大きくなる。一般に、同じ掃除領域を掃除する際には、塵埃量の積算量には大きな変動がないことから、上記算出した掃除能率を、掃除領域を効率よく掃除できたかどうかの指標とすることができる。

また、掃除能率算出部59は、塵埃量の積算量を、電動送風機18の運転時間と実際の吸込時間との積によって除することにより掃除能率を算出することで、塵埃量の積算量に対して、電動送風機18の運転時間あるいは実際の吸込時間が少ないほど、算出された掃除能率が大きくなるので、床ブラシ23を取り外して掃除する場合でも、上記算出した掃除能率を、掃除領域を効率よく掃除できたかどうかの指標とすることができる。

次に、第２の実施形態を図８ないし図１０を参照して説明する。なお、上記第１の実施形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第２の実施形態は、上記第１の実施形態において、電気掃除機11が、掃除領域(掃除エリア)の種類を検出可能な検出手段71(図８)を備えるものである。

この検出手段71は、例えば部屋などの掃除領域毎の特定位置に配置された図示しない被検出部材、例えばバーコードあるいはＩＣタグなどを通過の際に読み取ることにより、掃除領域の種類を検出するセンサなどが用いられる。

また、この検出手段71は、制御手段45の判定部としての掃除領域判定部72と電気的に接続されている。この掃除領域判定部72は、掃除能率算出部59と電気的に接続されており、検出手段71により検出された掃除領域の種類を判定し、その判定結果を掃除能率算出部59へと出力可能である。

そして、図９に示すフローチャートのように、ステップ２とステップ３との間において、制御手段45は、検出手段71によって掃除領域の種類を検出して、(掃除領域判定部72により)その種類を判定する(ステップ45)。この結果、第１制御および第２制御のそれぞれにおいて、掃除領域の種類毎に掃除能率、あるいは作業能率指標を表示する。例えば図１０では、各掃除領域の掃除能率および作業能率指標を上下に並べて表示している。

このように、第２の実施形態によれば、検出手段71によって検出した掃除領域の種類毎に掃除能率、あるいは作業能率指標を掃除能率算出部59によって算出し、この算出した掃除能率、あるいは作業能率指標を表示手段20で表示することにより、個々の掃除領域毎のデータを蓄積して、掃除達成度をより確実に評価および報知できる。

また、検出手段71は、使用者が掃除をするだけで自動的に掃除領域の種類を検出するので、入力作業などが不要となり、使い勝手がより向上する。

なお、上記第２の実施形態において、検出手段71は、例えば被掃除面の種類、例えば被掃除面がフローリング、絨毯、あるいは畳などのいずれであるかを検出してもよいし、この被掃除面の種類と掃除領域とのそれぞれを検出してもよい。そして、これら検出した被掃除面の種類と掃除領域の種類との少なくともいずれか一方のそれぞれに対応して表示手段20により掃除能率、あるいは作業能率指標を表示することで、上記第２の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

次に、第３の実施形態を図１１および図１２を参照して説明する。なお、上記各実施形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第３の実施形態は、上記第１の実施形態において、電気掃除機11が、掃除領域(掃除エリア)の種類を使用者が手動で可能な設定手段75(図１１)を備えるものである。

この設定手段75は、例えば手元操作部27、あるいは掃除機本体12の本体ケース15の上部などに配置されており、制御手段45の操作判定部51と電気的に接続されている。この操作判定部51は、設定ボタン38および設定手段75のそれぞれの設定操作を判定し、設定ボタン38の設定操作の結果は電力制御部52へと出力し、設定手段75の設定操作の結果は掃除領域判定部72へと出力する。この掃除領域判定部72は、設定手段75により検出された掃除領域の種類を判定し、その判定結果を掃除能率算出部59へと出力可能である。例えば、この設定手段75は、使用者が掃除領域毎に特定できる名称を番号などで決め、それを入力する操作キーなどが用いられる。

そして、図１２に示すフローチャートのように、ステップ２とステップ３との間において、設定手段75を介して使用者により入力された被掃除面の種類を、制御手段45が、(操作判定部51および掃除領域判定部72により)判定する(ステップ47)。この結果、第１制御および第２制御のそれぞれにおいて、上記第２の実施形態と同様に、掃除領域の種類毎に掃除能率、あるいは作業能率指標を表示する。

このように、上記第３の実施形態によれば、設定手段75によって入力した掃除領域の種類毎に掃除能率、あるいは作業能率指標を掃除能率算出部59によって算出し、この算出した掃除能率、あるいは作業能率指標を表示手段20で表示することにより、個々の掃除領域毎のデータを蓄積して、掃除達成度をより確実に評価および報知できる。

また、設定手段75は、使用者が掃除領域を直接入力するので、掃除領域をより確実に判定できる。

なお、上記第３の実施形態において、設定手段75は、例えば被掃除面の種類、例えば被掃除面がフローリング、絨毯、あるいは畳などのいずれであるかを入力可能としてもよいし、この被掃除面の種類と掃除領域とのそれぞれを入力可能としてもよい。そして、これら設定した被掃除面の種類と掃除領域の種類との少なくともいずれか一方のそれぞれに対応して表示手段20により掃除能率、あるいは作業能率指標を表示することで、上記第３の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、上記各実施形態において、上記ステップ13ないしステップ15の処理よりも前にステップ16およびステップ17の処理をしてもよい。すなわち、これらステップ13ないしステップ15の処理と、ステップ16およびステップ17の処理との順番は問わない。

そして、以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、掃除能率算出部59は、床ブラシ23を風路Ｗに対して取り外した状態では、電動送風機18の運転時間、予め設定された所定量以上の塵埃を風路Ｗに吸い込んだ実際の吸込時間、および、光センサ53により検出した塵埃量の積算量に基づいて掃除能率を算出することで、床ブラシ23を取り外して掃除する場合でも、床ブラシ23を用いて掃除する場合と同様に掃除達成度を効果的に使用者に報知できる。

さらに、上記掃除能率および作業能率指標によって使用者の掃除達成度を表現でき、達成感を与えることができるので、掃除作業の煩雑さを解消させることできるだけでなく、掃除能率などの改善を促すことができ、省エネルギ化に寄与できる。

次に、第４の実施形態を図１３ないし図１６を参照して説明する。なお、上記各実施形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第４の実施形態の電気掃除機11は、上記各実施形態の掃除機本体12および風路形成体13(床ブラシ23)に代えて、吸込部としての掃除機本体77を備える、いわゆるロボット型(自律移動(自律走行)型)の電気掃除機である。

すなわち、この掃除機本体77は、図１３ないし図１６に示すように、例えば中空状の本体ケース81と、この本体ケース81内に収容された電動送風機18と、この電動送風機18の吸込側に連通して本体ケース81に設けられた集塵部82と、掃除機本体77を自律走行させる、すなわち自律走行用の例えば複数の駆動部としての駆動輪83と、これら駆動輪83を駆動させる駆動手段としてのモータ84と、本体ケース81の下部に旋回可能に取り付けられた旋回輪85と、本体ケース81に取り付けられた複数の検出手段としてのセンサ86と、制御手段45と、電源部を構成する電池である二次電池87とを備えている。なお、掃除機本体77には、本体ケース81の下部に、旋回清掃部としてのサイドブラシなどをさらに備えていてもよい。また、掃除機本体77は、例えば図１４および図１５の上下方向を前後方向とする。

本体ケース81は、例えば合成樹脂などにより平坦な円柱状(円盤状)などに形成されており、円形状の下面81aの後部寄りの幅方向中央部に、幅方向に長手状、すなわち横長の集塵口としての吸込口91が開口形成されている。また、本体ケース81の上部の例えば中央部には、表示手段20および操作部92などが配置されている。この操作部92は、使用者が外部入力操作するためのものであり、例えばタッチパネルなどによって構成されている。

吸込口91は、集塵部82に連通している。さらに、この吸込口91には、回転清掃体としての軸状の回転ブラシ93が回転可能に軸支されており、この回転ブラシ93は、本体ケース81内に取り付けられた清掃体駆動手段としての回転モータ94によって回転駆動される。

回転ブラシ93は、例えば長尺の軸部の外周面に、径方向に螺旋状に複数の清掃体部が壁状に突出して取り付けられて構成されている。そして、この回転ブラシ93は、下側が吸込口91から本体ケース81の下面81aの下方へと突出しており、電気掃除機11を被掃除面上に載置した状態で下側に位置する清掃体部の先端が被掃除面に接触するように構成されている。

集塵部82は、電動送風機18の駆動により吸込口91から吸い込まれた塵埃を捕集するものであり、例えば紙パックなどの集塵袋やフィルタにより塵埃を濾過捕集する構成、あるいは遠心分離(サイクロン分離)や直進分離などの慣性分離により塵埃を分離して捕集する構成など、任意の構成を用いることができる。また、この集塵部82は、吸込口91の上方である本体ケース81の後部に位置しており、本体ケース81に対して着脱可能となっている。さらに、この集塵部82と吸込口91との間の位置には、光センサ53が配置されている。

各駆動輪83は、少なくとも下側が本体ケース81の下面81aから下方へと突出しており、電気掃除機11を被掃除面上に載置した状態で被掃除面に接触して回転可能となっている。また、これら駆動輪83は、例えば吸込口91の前方である本体ケース81の前後方向の略中央部の両側に位置し、前後方向に沿って回転するように構成されている。

各モータ84は、例えば駆動輪83のそれぞれに対応して配置されており、各駆動輪83を独立して駆動させることが可能となっている。これらモータ84は、各駆動輪83に直接接続されていてもよいし、ギヤ、あるいはベルトなどの図示しない伝達手段を介して各駆動輪83と接続されていてもよい。

旋回輪85は、本体ケース81の幅方向の略中央部で、かつ、前部に位置しており、被掃除面に沿って旋回可能な従動輪である。

また、センサ86は、例えば超音波センサ、あるいは赤外線センサなどの測距センサ、あるいは障害物に直接接触することでバンパとなる接触センサなどであり、掃除機本体77(本体ケース81)の前部、側部、あるいは下部などに配置され、掃除機本体77(本体ケース81)の前方の障害物(壁)、側方の障害物(壁)、あるいは下部の障害物(段差)などの有無、およびそれらと掃除機本体77(本体ケース81)との距離などをそれぞれ検出可能となっている。

また、制御手段45は、電動送風機18、回転モータ94、各モータ84、および、センサ86などと電気的に接続され、センサ86による検出結果に基づいて、電動送風機18、回転モータ94および各モータ84などの駆動を制御可能である。さらに、この制御手段45には、電気掃除機11の複数の掃除モードが設定されており、これらの掃除モードは、使用者による操作部92の外部入力によって選択することが可能となっている。これら掃除モードとしては、例えば掃除領域全体を自律移動(自律走行)しつつ掃除する主掃除モードである通常掃除モード、掃除領域全体を自律移動(自律走行)しつつ複数回、例えば２回掃除する強化掃除モードである入念掃除モード、および、掃除領域の所定箇所のみをスポット的に掃除する部分掃除モードなどが予め記憶されている。なお、入念掃除モードにおいては、掃除時毎に(１回目の掃除時と２回目の掃除時とで)電気掃除機11(掃除機本体77)の移動(走行)パターンを例えば互いに交差(直交)する方向などに変えて、より効果的に掃除するようにすることもできる。

そして、制御手段45は、上記電力制御部52、処理部54、塵埃量積算部55、運転時間積算部56、移動量・時間積算部57、吸込時間積算部58、掃除能率算出部59、表示制御部60、データ記憶部69などの他に、操作部92と電気的に接続された操作判定部96、回転モータ94の動作を制御する清掃体駆動手段制御部としての回転モータ制御部97、各モータ84の動作を制御することで電気掃除機11(掃除機本体77)の移動(走行)を制御する移動制御部である走行制御部98、および、センサ86と電気的に接続された走行処理部99などを備えている。なお、制御手段45を構成する各部は、それぞれ一体でも別体でもよく、例えば掃除機本体12の本体ケース15の内部など、任意の位置に配置できる。

操作判定部96は、操作部92の操作を判定することにより、電力制御部52、回転モータ制御部97および走行制御部98に対して掃除モードを設定するものである。

また、回転モータ制御部97は、操作判定部96により設定された掃除モードに応じて、図示しない制御素子などを介して回転モータ94を例えば位相角制御可能となっている。

また、移動量・時間積算部57は、例えば回転モータ制御部97と電気的に接続されており、被掃除面に接地した状態でこの回転モータ制御部97によって駆動された回転モータ94(駆動輪83)の回転数あるいは回転速度などを検出することで電気掃除機11(掃除機本体77)の移動速度および距離を検出可能な回転数検出手段としてのセンサなどである。そして、移動量・時間積算部57は、検出された電気掃除機11(掃除機本体77)の移動速度および距離を積算することにより、電気掃除機11(掃除機本体77)の被掃除面上の移動量を算出し、電気掃除機11(掃除機本体77)の被掃除面上の移動時間を算出する。なお、各駆動輪83が被掃除面に対して接地したかどうかについては、例えば回転モータ94の負荷電流値を検出することなどによって検出したり、接地検出部を本体ケース81の下面81aなどに別個に設けて検出したりすることが可能である。

また、掃除能率算出部59は、塵埃量積算部55により算出された塵埃量の積算量、移動量・時間積算部57により算出された電気掃除機11(掃除機本体77)の被掃除面上の移動量および移動時間、運転時間積算部56により算出された電動送風機18の運転時間、および、吸込時間積算部58により算出された吸込時間などに基づいて、掃除能率を算出するものである。

また、二次電池87は、制御手段45、電動送風機18、回転モータ94、各モータ84およびセンサ86などに給電するものである。この二次電池87は、例えば旋回輪85の後方の位置に配置されている。そして、この二次電池87は、旋回輪85の両側にて本体ケース81の下面81aに位置する充電端子101，101と電気的に接続されており、例えば室内(部屋)の所定位置などに設置された所定の図示しない充電台に対して充電端子101，101が接続されることによって充電可能となっている。

次に、上記第４の実施形態の動作を、図１６に示すフローチャートも参照しながら説明する。

使用者が、図示しない電源スイッチをオンした状態、あるいは、この電源スイッチがオンされた状態で予め設定された所定の時刻になった場合など、電気掃除機11が起動する状態になると、制御手段45は、設定された掃除モードで(電力制御部52により)電動送風機18を起動させ(ステップ51)、センサ86により検出した障害物との距離などの情報を(走行処理部99により)処理しつつ、(走行制御部98により)モータ84，84を駆動させることで駆動輪83，83を駆動させて、設定された掃除モードに対応して電気掃除機11(掃除機本体77)を自律移動(自律走行)させる(ステップ52)。

次いで、制御手段45は、表示手段20の表示を(表示制御部60により)クリアし(ステップ53)、電気掃除機11が空気を適切に吸い込んでいるか、換言すれば電動送風機18が機能しているかどうかを判断する(ステップ54)。

このステップ54において、電動送風機18が機能していない、例えば集塵部82の目詰まりなどにより空気を吸い込んでいなかったり、吸込口91が異物などにより閉塞されたりしている場合などと制御手段45が判断した場合には、ステップ54に戻り、電動送風機18が機能していると判断した場合には、制御手段45は、電気掃除機11(掃除機本体77)が予め設定された所定速度以上の速度で移動しているかどうかを(移動量検出部68により)判断する(ステップ55)。なお、電動送風機18の駆動により空気とともに吸込口91から吸い込まれた塵埃は、集塵部82に捕集される。塵埃が捕集された空気は、電動送風機18に吸い込まれ、この電動送風機18を冷却しつつこの電動送風機18から排気されて掃除機本体77の本体ケース81の外部へと排気される。

そして、ステップ55において、電気掃除機11(掃除機本体77)が予め設定された所定速度以上の速度で移動していないと制御手段45が判断した場合には、ステップ55(またはステップ54)に戻り、電気掃除機11(掃除機本体77)が予め設定された所定速度以上の速度で移動していると判断した場合には、制御手段45は、電気掃除機11(掃除機本体77)の被掃除面上での移動量および移動時間を(移動量・時間積算部57により)積算する(ステップ56)。

次いで、制御手段45は、光センサ53により検出した塵埃量が予め設定された所定量以上であるかどうかを判断する(ステップ57)。このステップ57において、光センサ53により検出した塵埃量が予め設定された所定量以上であると判断した場合には、制御手段45は、塵埃量を(塵埃量積算部55により)積算し(ステップ58)、電動送風機18の運転時間を(運転時間積算部56により)積算する(ステップ59)。また、このステップ57において、光センサ53により検出した塵埃量が予め設定された所定量以上でないと制御手段45が判断した場合には、そのままステップ59に進む。

そして、制御手段45は、電気掃除機11(電動送風機18)を引き続き運転させるかどうかを判断し(ステップ60)、運転させると判断した場合には、ステップ54に戻る。また、このステップ60で運転を終了すると判断した場合には、電動送風機18を停止させるとともに、電気掃除機11(掃除機本体77)を充電台まで移動させ、充電端子101，101を充電台に接続した状態で掃除を終了する(ステップ61)。次いで、制御手段45は、ステップ56で積算した電気掃除機11(掃除機本体77)の被掃除面上での移動量および移動時間と、ステップ58で積算した塵埃量の積算量とに基づいて掃除能率算出部59により掃除能率を算出する(ステップ62)。このステップ62での掃除能率の算出方法は、上記ステップ19と同様であるため省略する。この後、制御手段45は、データ記憶部69に平均値が記憶されているかどうかを判断する(ステップ63)。このステップ63において、データ記憶部69に平均値が記憶されていると判断した場合には、制御手段45は、作業能率指標を掃除能率算出部59により算出し、表示手段20を(表示制御部60により)制御することで、掃除能率とともに作業能率指標を表示する(ステップ64)。このステップ64での作業能率指標の算出方法は、上記ステップ21と同様であるため省略する。一方、ステップ63において、データ記憶部69に平均値が記憶されていないと判断した場合には、制御手段45は、表示手段20を(表示制御部60により)制御することで掃除能率のみを表示する(ステップ65)。

このように、第４の実施形態によれば、掃除能率算出部59は、塵埃量の積算量を、掃除機本体77の移動量と移動時間との積によって除することにより掃除能率を算出することで、塵埃量の積算量に対して、掃除機本体77の移動量あるいは移動時間が少ないほど、算出された掃除能率が大きくなる。一般に、同じ掃除領域を掃除する際には、塵埃量の積算量には大きな変動がないことから、上記算出した掃除能率を、掃除領域を効率よく掃除できたかどうかの指標とすることができる。

そして、上記掃除能率および作業能率指標によって掃除達成度を表現できるので、使用者に対して、掃除モードの設定を変更することなどによる掃除能率などの改善を促すことができ、省エネルギ化に寄与できる。すなわち、例えば入念掃除モードでの掃除能率が比較的低い場合、あるいは通常掃除モードでの掃除能率が比較的低い場合には、掃除機本体77の自律移動距離に無駄が生じているものと判断できるので、例えば通常掃除モードに設定する、あるいは部分掃除モードに設定するなど、掃除モードの設定の変更によって掃除能率を高めることができ、適切な掃除モードを選択できる。

なお、上記第４の実施形態において、掃除モードは、予め記憶されたものから選択するだけでなく、例えば使用者が任意に設定してもよい。また、掃除モードの設定には、掃除機本体77の移動(走行)パターンの設定だけでなく、電動送風機18の入力(動作モード)の設定などを含んでもよい。

さらに、上記第２および第３の実施形態と同様に、掃除領域(掃除エリア)の種類を、自動で検出したり、使用者が手動で入力したりするように構成し、掃除領域の種類毎に掃除能率、あるいは作業能率指標を掃除能率算出部59によって算出し、この算出した掃除能率、あるいは作業能率指標を表示手段20で表示してもよい。この場合にも、上記第２および第３の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

そして、電気掃除機11(掃除機本体77)が自律移動(自律走行)する構成とは、センサ86によって障害物などを検出しつつ移動(走行)をする構成だけでなく、例えば予め設定した移動(走行)パターンに沿って自動的に移動(走行)する構成(自走する構成)なども含むものとする。

また、自律移動(自律走行)する電気掃除機11(掃除機本体77)は、リモコンなどを用いて手動操作できるようにしてもよい。

そして、以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、光センサ53により検出した塵埃量の積算量、床ブラシ23あるいは掃除機本体77の被掃除面上の移動量、および、床ブラシ23あるいは掃除機本体77の被掃除面上の移動時間に基づいて、掃除能率算出部59により掃除能率を算出し、この算出した掃除能率を表示手段20により表示することで、この掃除能率によって使用者に掃除達成度を効果的に報知できる。

さらに、掃除能率算出部59は、データ記憶部69に記憶した以前の数回分の掃除時の掃除能率、あるいは過去一定期間の掃除時の掃除能率などの平均値がある場合には、この平均値で掃除能率を除することにより作業能率指標を算出し、この算出した作業能率指標を表示手段20により表示することで、過去の掃除時と比較して掃除能率が改善したかどうかを使用者に認識させることができ、掃除達成度をより効果的に使用者に報知できる。

なお、上記各実施形態において、表示手段20は、掃除能率および作業能率指標をそれぞれ掃除中にリアルタイム表示したが、掃除終了時、すなわち電動送風機18(電気掃除機11)を停止させたときに表示するように構成してもよい。

また、報知手段は、視覚的に表示する表示手段20以外でも、例えば音声などによって聴覚的に報知する報知手段、あるいはそれらの組み合わせなどを用いることができる。

さらに、制御手段45は、光センサ53により検出した塵埃量に対応して電動送風機18、あるいは床ブラシ23のモータなどの入力を自動制御してもよい。

そして、電動送風機18の運転中などに、光センサ53により検出した塵埃量の寡多を、表示手段20などに表示してもよい。

さらに、電気掃除機11は、キャニスタ型あるいはロボット型に限らず、掃除機本体12の下部に床ブラシ23が接続されたアップライト型のものやハンディ型のものなどでも対応して用いることができる。

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。

Claims

電動送風機を収容した掃除機本体と、
前記電動送風機の吸込側に連通する風路と、
被掃除面上を移動可能で、前記風路の一部を区画する吸込部と、
前記電動送風機の駆動により前記風路内を通過する塵埃量を検出する塵埃量検出手段と、
この塵埃量検出手段により検出した塵埃量の積算量、前記吸込部の被掃除面上の移動量、および、前記吸込部の被掃除面上の移動時間に基づいて掃除能率を算出する算出手段と、
この算出手段により算出した掃除能率を報知可能な報知手段と
を具備したことを特徴とした電気掃除機。
吸込部は、被掃除面上を自律移動可能な前記掃除機本体である
ことを特徴とした請求項１記載の電気掃除機。
吸込部は、掃除機本体と別体で風路の一部を区画し、被掃除面上を移動可能な吸込口体である
ことを特徴とした請求項１記載の電気掃除機。
吸込口体は、風路に対して着脱可能であり、
算出手段は、前記吸込口体を前記風路に対して取り外した状態では、電動送風機の運転時間、予め設定された所定量以上の塵埃を前記風路に吸い込んだ吸込時間、および、塵埃量検出手段により検出した塵埃量の積算量に基づいて掃除能率を算出する
ことを特徴とした請求項３記載の電気掃除機。
被掃除面の種類と掃除領域の種類との少なくともいずれか一方を検出可能な検出手段を具備し、
算出手段は、前記検出手段により検出した被掃除面の種類と掃除領域の種類との少なくともいずれか一方のそれぞれに対応して掃除能率を算出し、
報知手段は、前記算出手段により算出した各掃除能率を報知可能である
ことを特徴とした請求項１ないし４いずれか一記載の電気掃除機。
被掃除面の種類と掃除領域の種類との少なくともいずれか一方を設定可能な設定手段を具備し、
算出手段は、前記設定手段により設定された被掃除面の種類と掃除領域の種類との少なくともいずれか一方のそれぞれに対応して掃除能率を算出し、
報知手段は、前記算出手段により算出した各掃除能率を報知可能である
ことを特徴とした請求項１ないし５いずれか一記載の電気掃除機。