JP6731273B2

JP6731273B2 - 電気掃除機

Info

Publication number: JP6731273B2
Application number: JP2016083057A
Authority: JP
Inventors: 雅倫坪井; 松本　正士; 松本　　正士
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2016-04-18
Filing date: 2016-04-18
Publication date: 2020-07-29
Anticipated expiration: 2036-04-18
Also published as: JP2017192438A

Description

この発明は、吸引路を通過する塵埃を検出する機能を備えた電気掃除機に関する。

電気掃除機は、吸い込むゴミを判定するセンサー（以下、ダストセンサーと呼ぶ）を有しているものがある。
ダストセンサーを用いることで、例えばゴミの量が多いと判定した時は吸引モータの出力を上げ、逆にゴミの量が少ないと判定した時は吸引モータの出力を維持、あるいは下げるといった制御を行い、効率の良い運転を行うことができる。
ダストセンサーは、発光素子と受光素子の一対の光素子（ＬＥＤとフォトセンサーなど）が用いられることが一般的である。ダストセンサーが設置される場所の一例は、吸引されたゴミが通過するパイプ（吸引ダクト）の内壁部である（例えば、特許文献１、２参照）。
ダストセンサーは適当な期間をおいてキャリブレーションが必要である。なぜなら、使用時間の経過によってダストセンサーにゴミが付着し、発光素子側の発光量や受光素子側の受光量が徐々に落ちたり、変化したりするためである。キャリブレーションは、ダストセンサーの出力を調整して、ダストセンサーが設置された箇所を塵埃が通過しない状態の出力を検出して無塵レベルとして記憶あるいは更新する処理である。以後、塵埃の多少はこの無塵レベルを基準に判断する。

特公平７−２８８４７号公報特開２０１３−２２３６２９号公報

しかし、ダストセンサーのキャリブレーションを吸引モータの動作開始前に行う場合、動作開始前にキャリブレーションの期間を確保しなければならない。すると、ユーザーが掃除機の運転を開始する操作を行ってから、吸引モータが起動するまでの間に、キャリブレーションの期間だけ応答遅延が生じてしまう。応答遅延がユーザーに違和感を与える程大きくなると、製品としての品位が低く評価されてしまう。
特に近年は、省電力が重視される。そのため運転停止の状態で操作がされないまま一定期間が経過すると吸引モータやダストセンサーの動作を制御するマイクロコンピュータの電源を遮断する構成が多い。その場合、運転開始の操作がなされたときにマイクロコンピュータおよびダストセンサーに給電する。電池を電源とする電気掃除機ではそのような構成が一般的である。
その場合、運転開始の操作がなされてからキャリブレーションが開始されるまでの間に、以下の期間が必要になる。即ち、操作がされてからマイクロコンピュータの電源が立ち上がるまでの期間、電源が立ち上がってからマイクロコンピュータが処理を実行開始するまでの期間である。また、マイクロコンピュータは処理実行開始後にまずワークメモリーや出力信号の初期設定等、いわゆる初期化処理を行う。この初期化処理の期間がさらに必要である。即ち、運転開始操作から吸引モータ起動までの遅延要素としては、キャリブレーションのみならず、マイクロコンピュータの電源立ち上がり期間、電源立ち上がりから処理開始までの期間および初期化処理の期間が含まれる。
この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、ユーザーに応答遅延による違和感を与えずに、ダストセンサーのキャリブレーションを吸引モータの起動前に実行する電気掃除機を提供するものである。

この発明は、塵埃吸引除去用の気流を発生する電動送風機と、前記電動送風機の起動操作を受付ける起動停止ボタンと、前記気流が通過する管状の吸引路と、前記吸引路に配置され、前記気流と共に通過する塵埃を検出するダストセンサーと、前記起動停止ボタンが受け付けた操作に基づいて前記電動送風機を起動し、前記ダストセンサーの検出に基づいて前記電動送風機の吸引強さを制御し、前記電動送風機の停止時に前記ダストセンサーを塵埃が通過しない無塵レベルを記憶する制御部とを備え、前記制御部は、前記電動送風機の停止時に前記起動停止ボタンが押された操作に応答して前記ダストセンサーに前記無塵レベルを検出させて記憶し、押されていた前記起動停止ボタンが解除された操作に応答して前記電動送風機を起動させる電気掃除機を提供する。

この発明による電気掃除機において、制御部は、前記電動送風機の停止時に前記起動停止ボタンが押された操作に応答して前記ダストセンサーに前記無塵レベルを検出させて記憶するキャリブレーション処理を完了し、前記起動停止ボタンが解除された操作に応答して前記電動送風機を起動させるので、ユーザーに電動送風機起動の応答遅延を意識させることなく、ダストセンサーのキャリブレーションを吸引モータの起動前に実行できる。

本発明の電気掃除機の実施形態１を示す右側面図である。実施形態１の電気掃除機の平面図である。実施形態１の電気掃除機の正面図である。実施形態１の電気掃除機の背面図である。図２のI-I線断面矢視図である。図２のII-II線断面矢視図である。実施形態１の電気掃除機におけるダストカップユニットの着脱機構を説明する分解斜視図である。実施形態１の電気掃除機の内部構造を説明する分解斜視図である。実施形態１の電気掃除機の自立状態を示す斜視図である。図９に示す吸込口体の清掃作業中の姿勢を示す断面図である。図９に示す吸込口体の自立状態の姿勢を示す断面図である。図１０Ａに示す姿勢検知スイッチと接続部の部分を拡大した説明図である。図１０Ｂに示す姿勢検知スイッチと接続部の部分を拡大した説明図である。実施形態１の電気掃除機の動作回路を示す回路図である。実施形態１で起動停止ボタンの操作に応答してマイクロコンピュータが実行する処理を示すフローチャートである。

以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の電気掃除機の一態様（実施形態１）を示す右側面図であり、図２は実施形態１の電気掃除機の平面図であり、図３は実施形態１の電気掃除機の正面図である。また、図４は実施形態１の電気掃除機の背面図であり、図５は図２のI-I線断面矢視図であり、図６は図２のII-II線断面矢視図である。図７は実施形態１の電気掃除機におけるダストカップユニットの着脱機構を説明する分解斜視図であり、図８は実施形態１の電気掃除機の内部構造を説明する分解斜視図である。

この電気掃除機１は、電動送風機４１を内蔵する掃除機本体１０と、掃除機本体１０に着脱可能に装着されるダストカップユニット２０およびバッテリー３０と、掃除機本体１０およびダストカップユニット２０にそれぞれ設けられた第１ロック機構５１および第２ロック機構５２とを備える。この電気掃除機１において、ダストカップユニット２０が取り外された掃除機本体１０は略ピストル形である。

掃除機本体１０は、ダストカップユニット２０を保持する前後方向に長いダストカップ保持部１２と、バッテリー３０を着脱可能に装着するバッテリー装着部１３と、後部に設けられたハンドル１４と、ハンドル１４に設けられた起動停止ボタン１５ａと吸引力切換ボタン１５ｂとを有する操作部１５とを有する。さらに操作部１５は、バッテリー３０の残量や電気掃除機１の動作状態を示す表示ランプ（図示せず）を有する。
これらダストカップ保持部１２、バッテリー装着部１３およびハンドル１４は筐体１１によって形成されている。なお、本明細書において、前後左右上下の方向とは、ハンドル１４を握ってダストカップ保持部１２が水平方向に沿うように構えた状態の電気掃除機１についてダストカップ保持部１２の先端が前側、それに対してハンドル１４が後側とし、前方に向かって上下左右の方向を指す（図４および図５参照）。

筐体１１内には、電動送風機４１（図５参照）、前記起動停止ボタン１５ａ、吸引力切換ボタン１５ｂ（図４および図８参照）、回路基板４２（図５参照）、バッテリー３０の正負極端子と電気的に接触可能な端子部４３（図８参照）等が収納されている。

ダストカップ保持部１２は、その内部に気流を通過させる前後方向に延びるパイプ部１２ａと、パイプ部１２ａの後端部から下方に向けて設けられた垂下壁部１２ｂとを有してなる（図７参照）。また、パイプ部１２ａにおいて、その前端部には前方開口状の吸気口１２ａ₁が設けられると共に、後方下部には下方開口状の第１接続孔部１２ａ₂が設けられている（図７参照）。パイプ部１２ａの吸気口１２ａ₁から第１接続孔部１２ａ₂に至る管路は、掃除機本体１０の吸引路を構成する。
吸気口１２ａ₁の近傍のパイプ部１２ａには、ダストセンサー１００が配置されている。

ダストセンサーは、パイプ部１２ａの内壁に対向して配置されたダスト発光基板１０１ａとダスト受光基板１０１ｂから構成される。ダスト発光基板１０１ａにはＬＥＤが実装されており、そのＬＥＤからの光を対向するダスト受光基板１０１ｂに実装されたフォトトランジスタが受光する。図５には、前記ＬＥＤがパイプ部１２ａの内壁に僅かに露出する孔をダストセンサー１００として示している。図５に示す孔の奥側にＬＥＤが配置されており、手前側に対向して図示しないフォトトランジスタが配置されている。パイプ部１２ａを通過してダストカップ２１へ流入する塵埃が多いと、前述のＬＥＤからの光が塵埃に遮られるためフォトトランジスタに届く光が弱くなる。

垂下壁部１２ｂには前方に開口する格子状の第２接続孔部１２ｂ₁（図７参照）が設けられると共に、筐体１１の右側面には排気口１２ｂ₂（図１、図８参照）が設けられている。なお、排気口１２ｂ₂はその内側に設けられたメッシュおよびフィルターにて覆われている。
筐体１１の下部には、室内の壁などに取り付けたフックに引っ掛けることができるＵ形のフック掛け部材１６が設けられている。

パイプ部１２ａの前端部には、ハンディタイプとして電気掃除機１を使用する場合のブラシ部材１７が折り畳み可能に取り付けられている。
また、この電気掃除機１は、付属品として、細長いノズル体、延長パイプ、吸込口体等を備えている。掃除機本体１０に延長パイプ６１を介して吸込口体６２を取り付けて床面を掃除できる。
掃除中にユーザーが一時的に掃除する場所から離れなければならなくなると掃除機本体１０に延長パイプ６１および吸込口体６２を取り付けた状態で、電気掃除機１を自立させておくことができる。

図９は実施形態１の電気掃除機の自立状態を示す斜視図である。
図１０Ａおよび図１０Ｂは、図９に示す吸込口体６２が清掃作業中の姿勢および自立状態の姿勢をとる場合をそれぞれ示す断面図である。
図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、吸込口体６２は、吸込口本体６２ａ、および関節部６２ｃを備え、吸込口本体６２ａに当接する側の関節部６２ｃの先端は、球面上の接続部６２ｂを有する。吸込口本体６２ａには前記接続部を受容して関節部６２ｃの可動範囲を規制する回転止め機構が設けられている。この回転止め機構によって接続部６２ｂは後方から前記回転止めの位置まで起き上がる。これにより、電気掃除機１の自立状態では、ハンドル１４の中心点と回転止めの位置とを結ぶ線は床面前方の水平面に対して９０°より僅かに小さい約８０°の角度で前方へ傾斜する。それによって延長パイプ６１が垂直状態よりも吸込口本体６２ａ側に僅かに傾斜した自立状態で維持される。

吸込口体６２は、床面に対向する底面にパワーブラシ６２ｄ、自走ローラ６２ｅおよび持上検知スイッチ６５が露出する。パワーブラシ６２ｄは、吸込口に配置されて後述するパワーブラシモータ６３により駆動されて回転し、床面上の塵埃を吸込口に掃き上げる。自走ローラ６２ｅは、後述する自走モータ６４により駆動されて回転し、軽い力で吸込口体６２が床面上を移動可能とする。
持上検知スイッチ６５は吸込口体６２が床面から持上げられた状態で、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すようにアクチュエータの先端が吸込口本体６２ａの底面から突出する。この状態で持上検知スイッチ６５はオフし、パワーブラシモータ６３および自走モータ６４への電源供給が遮断される。吸込口本体６２ａが床面上に置かれると、アクチュエータの先端が吸込み口本体６２ａに没入し、持上検知スイッチ６５がオンする。パワーブラシモータ６３および自走モータ６４への電源供給路が掃除機本体１０と接続される。なお、持上検知スイッチ６５とは別に、掃除機本体１０内にパワーブラシモータ６３および自走モータ６４への電源供給をオンおよびオフするスイッチ回路がある（後述する図１２参照）。

図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、接続部６２ｂを受容する部分の吸込口本体６２ａに、姿勢検知スイッチ６６が配置されている。
図１１Ａおよび図１１Ｂは、図１０Ａおよび図１０Ｂに示す姿勢検知スイッチ６６と接続部６２ｂとの部分を拡大した説明図である。接続部６２ｂには姿勢検知スイッチ６６のレバー６６ａを押し込む突起部が形成されている。図１１Ａに示すように、関節部６２ｃの軸方向が床面に垂直な方向より後方へ傾いた状態では、姿勢検知スイッチ６６のレバー６６ａは押し込まれずスイッチは解除されている。この状態でパワーブラシモータ６３および自走モータ６４への電源供給路は持上検知スイッチ６５を介して掃除機本体１０と接続されている。
図１１Ｂに示すように関節部６２ｃが吸込口本体６２ａ側に倒れて自立姿勢をとると前記レバー６６ａが押し込まれてスイッチが切り換わる。パワーブラシモータ６３および自走モータ６４への電源供給路が掃除機本体１０から遮断される。即ち、自立姿勢をとるとパワーブラシモータ６３および自走モータ６４は停止する。

また、掃除機本体１０が備える第１ロック機構５１および第２ロック機構５２は、掃除機本体１０のダストカップ保持部１２にダストカップユニット２０の一端部とその反対側の他端部の２箇所を着脱可能に固定する機能を有する。

ダストカップ保持部１２の垂下壁部１２ｂの後方には電動送風機４１および回路基板４２が収納され（図５参照）、電動送風機４１の上方かつダストカップ保持部１２のパイプ部１２ａの延長線上にバッテリー装着部１３が設けられている（同図参照）。
ダストカップユニット２０は、フィルターユニットＦと、フィルターユニットＦを着脱可能に装着する開口部を有する前記ダストカップ２１とを備える（図７参照）。ダストカップ２１は、底壁２１ａおよび周囲壁２１ｂを有する円筒形に形成され、その軸心方向において低壁２１ａの反対側は解放された開口部（図示せず）となっており、その開口部の近傍には第１接続孔部１２ａ₂と連通する流入口２１ｄ（図８参照）が設けられている。
第１ロック機構５１は、ダストカップ保持部１２の垂直壁部１２ｂに設けられた第１係止凹部１１ｄ₄に、ダストカップユニット２０にスライド可能に設けられた係止部材２４ｃの第１係止爪２４ｃ₁が挿入されることで、ダストカップユニット２０の一端部をロックする機構である。
また、第２ロック機構５２は、ダストカップ２１に設けられた第２係止凹部２１ｆ₁に、ダストカップ保持部１２に設けられた第２係止爪５２ａが挿入されることで、ダストカップユニット２０の他端部をロックする機構である。

フィルターユニットＦは、ダストカップ２１の開口部と気密に嵌合し、ダストカップ２１の軸心部に位置する第１フィルター部２２と、内部にプリーツ状のフィルター本体２３ａを有する第２フィルター部２３と、カップカバー２４とを備える。第１フィルター部２２は、筒状のメッシュフィルター２２ｂと、メッシュフィルター２２ｂを支持する内筒体２２ｃと、内筒体２２ｃの一端に連結しかつダストカップ２１の低壁２１ａに当接する円筒状支持部２２ｄとを有する。
バッテリー装着部１３は、バッテリー３０を収めるバッテリー収納凹部１３ａと、このバッテリー収納凹部１３ａに開閉可能に設けられたバッテリーカバー１３ｂと、バッテリー収納凹部１３ａの奥部に設けられてバッテリー３０の正負極端子と電気的に接触可能な前記端子部４３とを有する。

＜電気掃除機の動作＞
この電気掃除機１を用いて室内の掃除を行う際には、操作部１５の起動停止ボタン１５ａを押した後に放す（即ち解除する）。この操作に応答して電動送風機４１が起動する。電動送風機４１が動作すると、図５に太線矢印に示すように、塵埃を含む気流が掃除機本体１０のパイプ部１２ａの内部を通過して流入口２１ｄからダストカップ２１内に流入する。ダストカップ２１内に流入した塵埃を含む空気はダストカップ２１内を旋回する。それによって質量の大きな塵埃は遠心分離されてダストカップ２１の底壁２１ａへ寄せられる。

図５に示すように、大きな塵埃が遠心分離された空気は第１フィルター部２２のメッシュフィルター２２ｂを通過して第２フィルター部２３へ抜ける。メッシュフィルター２２ｂの網目よりも大きい塵埃はダストカップ２１内に留まる。メッシュフィルター２２ｂの網目よりも小さな塵埃は、第２フィルター部２３のフィルター本体２３ａで捕捉される。フィルター本体２３ａを通過して塵埃をほぼ含まない状態になった気流は電動送風機４１内に流入し、電動送風機４１を通って排気口１２ｂ₂から外部に排出される。

＜電気掃除機の動作回路＞
図１２は、この実施形態に係る電気掃除機の動作回路の一例を示す回路図である。図１２に示すように、電気掃除機１の動作回路は、掃除機本体１０内の回路基板４２を中心に、ダストセンサー基板１０１、キー基板１０２、ＬＥＤ基板１０３、および吸込口体６２内のパワーブラシ基板１０４に分散して実装されている。
回路基板４２は、掃除機本体１０内に配置されている。回路基板４２にはこの発明に係る制御部に相当するマイクロコンピュータ１１０が実装されている。

図１２において、一部の回路素子には参照の便宜上、トランジスタにＱ、抵抗にＲ、タクトスイッチにＳＷ、発光ダイオードにＬＥＤの文字を先頭に付し、その後に素子個有の番号を付している。
前記マイクロコンピュータ１１０は、ダストセンサー１００のキャリブレーションを実行し、そのダストセンサー１００による塵埃の検出に基づいて電動送風機４１の吸引強さを制御する。

パイプ部１２ａの吸気口１２ａ₁付近の内壁には、対向するようにダスト発光基板１０１ａとダスト受光基板１０１ｂとが配置されている。両者を合わせてダストセンサー基板１０１と呼ぶ。
キー基板１０２およびＬＥＤ基板１０３は、操作部１５に配置されている。図１２でキー基板１０２に実装された２つのタクトスイッチであるＳＷ１０４およびＳＷ１０２は、それぞれ起動停止ボタン１５ａおよび吸引力切換ボタン１５ｂに対応している。
図１２において回路基板４２の左端にはバッテリー３０と電気的に接続される端子部４３が設けられている。Ｌ１端子は、バッテリー３０からの電圧出力Ｂ＋（定格は２０．５Ｖ）を受ける接続端子である。Ｌ２端子は接地（ＧＮＤ）の接続端子である。

Ｌ１およびＬ２端子から供給されるバッテリー３０の出力電圧Ｂ＋は、スイッチとしてのトランジスタであるＱ４を経て電動送風機４１へ供給される。Ｑ４のオンオフは、マイクロコンピュータ１１０が出力する「吸込駆動」信号によって制御される。この実施形態で電動送風機４１は、ＤＣブラシレスモータである。なお、この実施形態において電動送風機４１を駆動する「吸込駆動」信号は、パルス状の信号であってそのオンデューティー比を変えることにより電動送風機４１の速度、即ち吸引力を変えることが可能である。
バッテリー３０からの出力電圧Ｂ＋は、キー基板１０２にも供給される。さらにまた、前記出力電圧は、ラッチ回路１０６を経て、５Ｖ電源を出力する安定化電源回路１１１の入力として供給される。

ラッチ回路１０６は、５Ｖの安定化電源をオンおよびオフする回路である。５Ｖ電源は、マイクロコンピュータ１１０をはじめとして、ドライバ回路１１２、ダスト検出回路１１４、増幅回路１１３、ダストセンサー基板のＬＥＤ５０１およびフォトトランジスタのＱ６０１等を動作させる電源である。なお、電圧値の５Ｖは一例に過ぎない。
さらに、バッテリー３０の出力電圧Ｂ＋は、吸込口体６２内のパワーブラシ基板１０４に供給されて吸込口体６２のパワーブラシモータ６３および自走モータ６４を回転させる。ただし、マイクロコンピュータ１１０から出力される「ＰＢ駆動信号」によって駆動されるトランジスタのＱ１０によって、パワーブラシモータ６３および自走モータ６４への電圧Ｂ＋の供給がオンおよびオフされる。

マイクロコンピュータ１１０は、「ＫＥＹ１」信号のレベルの変化で起動停止ボタン１５ａ（ＳＷ１０４）または吸引力切換ボタン１５ｂ（ＳＷ１０２）が押されたことを認識する。いずれかのボタンが押された場合の「ＫＥＹ１」信号の電圧レベルは、抵抗のＲ１０２、Ｒ１０７およびＲ５２の分圧比で決まる。何れのボタンが押されたかによって「ＫＥＹ１」信号のレベルが異なる。なお、「ＫＥＹ１」信号のレベルを判定する際、マイクロコンピュータ１１０は同じ電源に接続された「ＫＥＹ２」信号のレベルを基準として参照する。

起動停止ボタン１５ａおよび吸引力切換ボタン１５ｂが受け付けた操作に応答して、マイクロコンピュータ１１０は電気掃除機１の各部の動作を制御する。例えば、マイクロコンピュータ１１０が出力する「吸込駆動」信号によってトランジスタのＱ４をオンおよびオフし、電動送風機４１を起動および停止させる。さらに、ＬＥＤ１〜３の各信号によってＬＥＤ基板１０３のＬＥＤ２０１、ＬＥＤ２０２およびＬＥＤ２０３を点灯および消灯させる。

パワーブラシ基板１０４に流れる電流は、電流検出抵抗のＲ５８を流れ、電流の大きさに比例した電圧が抵抗両端に発生する。増幅回路１１３はその電圧を増幅して「ＰＢ電流検知」信号をマイクロコンピュータ１１０に提供する。マイクロコンピュータ１１０は、「ＰＢ電流検知」信号のレベルを監視する。
吸込口体６２がユーザーによって床面から持上げられると、吸込口体６２の下面に設けられた持上検知スイッチ６５（図１２のＳＷ３０１に対応）がオフしてパワーブラシモータ６３および自走モータ６４への電流が回路的に遮断される。また、姿勢検知スイッチ６６（図１２のＳＷ３０２に対応）が自立姿勢を検知すると、パワーブラシモータ６３および自走モータ６４への電流路からＲ３０４への電流路へ回路が切換わる。すると、電流検出抵抗のＲ５８に定常電流が流れる。Ｒ３０４の抵抗値は、パワーブラシモータ６３および自走モータ６４が動作中および停止中（即ち、電流値ゼロ）のいずれとも異なる電流値が得られるように設定されている。

マイクロコンピュータ１１０は、ＰＢ電流検知信号のレベルを監視することによって、パワーブラシモータ６３および自走モータ６４が動作中か、停止中か、あるいは吸込口体６２が自立姿勢か、持上げかを認識する。
以下の表１は、持上検知スイッチ６５および姿勢検知スイッチ６６の状態に応じた電動送風機４１、パワーブラシモータ６３および自走モータ６４の状態と、「ＰＢ電流検知」信号のレベルを示している。
マイクロコンピュータ１１０は、「ＰＢ電流検知」信号のレベルがＲ３０４に流れる定常電流であると判定したら、自立姿勢状態であるとして電動送風機４１を停止させる。「ＰＢ電流検知」信号のレベルがパワーブラシモータ６３および自走モータ６４の動作中または停止中の何れかと判定したら（運転中に起動停止ボタン１５ａが押されて停止指示を受けた状態を除き）電動送風機４１を動作させる。

表１に示すように、吸込口体６２が床面から持上げられて持上検知スイッチ６５がオフし、パワーブラシモータ６３および自走モータ６４が停止した状態であってもマイクロコンピュータ１１０は電動送風機４１を動作させる。
例えば、ユーザーが吸込口体６２を外し、ブラシ部材１７を用いてハンディタイプの電気掃除機として使用する場合を考える。吸込口体６２が外されると、持上検知スイッチ６５がオフした場合と同様、「ＰＢ電流検知」の信号レベルはゼロになる。マイクロコンピュータ１１０は、吸込口体６２が外されたことを直接認識はしないが、電流値がゼロであっても電動送風機４１を動作させるので電気掃除機として使用可能である。

このように、持上げ検知スイッチ６５および姿勢検知スイッチ６６の状態、あるいは吸込口体６２の着脱状態をマイクロコンピュータ１１０が認識するための配線がなくても、状況に応じて電動送風機４１を適切に動作および停止させる。この実施形態によれば、掃除機本体１０と吸込口体６２とを結ぶ配線は、パワーブラシモータ６３と自走モータ６４とを共通で駆動する２本の電源線のみである。掃除機本体１０から延長パイプを経て吸込口体６２に至る接続機構は、スイッチ類の配線が不要なために単純な構成にできる。
即ち、吸込口体６２が装着され、自立姿勢でなく、持上げ状態でなければ電動送風機４１は動作する（表１の第４行目参照）。吸込口体６２が取外された場合、パワーブラシモータ６３および自走モータ６４が接続されない。よって、電流検出抵抗のＲ５８には電流が流れない（ゼロ電流）。ゼロ電流の状態は、表１の最下行の状態（持上げ状態でかつ倒れた姿勢）に等しい。マイクロコンピュータ１１０は、吸込口体６２が取り外されたこと自体は認識しないが、「ＰＢ電流検知」信号のレベルがゼロ電流であることに基づいて電動送風機４１を動作させる。
以上のように、２本の電源線のみの単純な構成であっても、マイクロコンピュータ１１０は、吸込口体６２が装着されていれば持上検知および姿勢検知に応じて電動送風機４１を動作または停止させ、吸込口体６２が取り外されている場合は電動送風機４１を動作させるので、吸込口体６２の着脱にかかわらず電気掃除機として使用可能である。

なお、この実施形態において姿勢検知スイッチ６６は、吸込口体６２の前後方向において延長パイプ６１の伸びる方向が前方床面の水平面に対して８５°±５°の角度をなす状態になると電流路をＲ３０４の側へ切替える。マイクロコンピュータ１１０は「ＰＢ電流検知」信号のレベルがその状態に対応した範囲になったことを認識して自立姿勢と判断する。

また、マイクロコンピュータ１１０は「ＤＵＳＴ＿ＬＥＤ」信号を出力し、ダストＬＥＤ駆動回路１１５を介してダスト発光基板１０１ａのＬＥＤ５０１の発光をオンおよびオフする。
ＬＥＤ５０１からの光はパイプ部１２ａの対向する内壁に配置されたダスト受光基板１０１ｂのフォトトランジスタのＱ６０１に届く。Ｑ６０１は、塵埃が多くてＱ６０１に届く光が弱い場合と、塵埃が少なくてＱ６０１に至る光が強い場合とで異なるレベルの「ＤＵＳＴ＿ＤＥＴＥＣＴ」信号を出力する。マイクロコンピュータ１１０は、「ＤＵＳＴ＿ＶＣＨＥＣＫ」信号のレベルに応じて塵埃の多少を認識する。なお、塵挨の多少を判断するための閾値の設定をユーザーが変更できるようにしてもよい。これは、例えば、塵挨の量が少なめのときは、塵挨を検出する感度を低めに設定し、塵挨の量が多めのときは、塵挨を検出する感度を高めに設定するなど、任意に感度を変えることができるものである。
マイクロコンピュータ１１０は、塵埃の多少に応じて電動送風機４１の吸引力を制御する。

マイクロコンピュータ１１０は、電動送風機４１の起動前であって塵埃がダストセンサー１００を通過しない無塵状態における「ＤＵＳＴ＿ＶＣＨＥＣＫ」信号レベルを記憶する（無塵レベル）。そして、電動送風機４１の起動後に塵埃の多少を判断する際の基準とする。

続いて、電源オンの状態から電源をオフする場合の回路動作について述べる。電源オフは、動作中のマイクロコンピュータ１１０が「ＰＯＷ＿ＯＦＦ」信号を出力することにより開始される。マイクロコンピュータ１１０は、例えば、起動停止ボタン１５ａが押されて電動送風機４１を停止させてから予め定められた期間操作がなかった場合に「ＰＯＷ＿ＯＦＦ」信号を出力する。あるいは、姿勢検知スイッチ６６が自立姿勢になってから予め定められた期間操作がなかった場合に「ＰＯＷ＿ＯＦＦ」信号を出力する。

マイクロコンピュータ１１０から「ＰＯＷ＿ＯＦＦ」信号がワンショットで出力されると、それをトリガとしてスイッチングトランジスタのＱ１をオンしているラッチ回路がオフする。Ｑ１がオフすると、ＩＣ２に供給されるバッテリー出力電圧Ｂが遮断されて安定化電源回路１１１に供給されなくなる。その結果、５Ｖ電源がオフする。
続いて、電源オフ状態から電源オン状態へ遷移する場合の回路動作について述べる。電源オフ状態では５Ｖ電源が遮断されており、マイクロコンピュータ１１０は動作していない。ただし、バッテリー３０からの出力電圧Ｂ＋は、キー基板１０２に供給されている。

起動停止ボタン１５ａ（ＳＷ１０４）または吸引力切換ボタン１５ｂ（ＳＷ１０２）の何れかが押されると、オンされたスイッチを介してラッチ回路１０６にラッチオンの信号が入力される（図１２に示すＳＷ信号）。これをトリガとしてラッチ回路１０６がオンし、オフしていたＱ１をオンする。Ｑ１がオンすると、安定化電源回路１１１に電圧が供給され、５Ｖ電源が立ち上がる。
５Ｖ電源が立ち上がると、マイクロコンピュータ１１０の電源であるＶＤＤ端子に５Ｖ電圧が供給されると共に、ＲＥＳＥＴ端子に接続されたＣ１６がＲ５０を介して充電され、やがてリセットが解除される。このようにしてマイクロコンピュータ１１０の処理が開始される。

また、５Ｖ電源が立ち上がると、ドライバ回路１１２、ダスト検出回路１１４、増幅回路１１３、ダストセンサー基板のＬＥＤ５０１およびフォトトランジスタのＱ６０１等に電源が供給されてそれぞれの回路が動作する。その結果、マイクロコンピュータ１１０は起動停止ボタン１５ａおよび吸引力切換ボタン１５ｂのユーザーによる操作が検出可能になり、その操作に応じてＬＥＤ２０１〜２０３を点灯および消灯することができる。また、電動送風機４１の動作を制御できるようになる。さらに、ダストセンサー１００のキャリブレーションを行い、清掃時に塵埃を検出できるようになる。さらにまた、「ＰＢ電流検知」信号のレベルを読み取ってパワーブラシモータ６３および自走モータ６４が動作しているか停止しているか、吸込口体６２が自立姿勢にあるか否かを検出できるようになる。

起動停止ボタン１５ａが押されて電動送風機４１が停止してから何も操作されないままで予め定められた期間（例えば３分）が経過したら、マイクロコンピュータ１１０は「ＰＯＷ＿ＯＦＦ」信号を出力して５Ｖ電源をオフする。また、電源オンの状態で吸込口体６２が自立姿勢になってから、何も操作されないまま前記期間が経過した場合も、「ＰＯＷ＿ＯＦＦ」信号を出力して５Ｖ電源をオフする。これによって、待機中にマイクロコンピュータ１１０や他の回路を動作させるために消費されるバッテリー３０の電力が低減される。
ラッチ回路１０６および安定化電源回路１１１は、この発明に係る電源部を構成する。

＜起動停止ボタンの操作に係る制御およびダストセンサーのキャリブレーション＞
起動停止ボタン１５ａまたは吸引力切換ボタン１５ｂが押された操作に応答してマイクロコンピュータ１１０が、実行する処理、特にダストセンサー１００のキャリブレーションの処理について説明する。
この実施形態で、マイクロコンピュータ１１０は、起動停止ボタン１５ａまたは吸引力切換ボタン１５ｂが押された後、電動送風機４１を起動する前にダストセンサー１００のキャリブレーションを実行する。使用時間の経過に伴ってダストセンサー１００のＬＥＤ５０１の発光部表面やフォトトランジスタのＱ６０１の受光部表面にゴミが付着して無塵状態においてＱ６０１の受光量が変化するので、その影響を相殺するためである。マイクロコンピュータ１１０は、電動送風機４１が停止中でダストセンサー１００を塵埃が通過しない状態での「ＤＵＳＴ＿ＶＣＨＥＣＫ」信号のレベルを無塵レベルとして記憶し、あるいはすでに記憶した無塵レベルを更新する。以後、次のキャリブレーションで更新するまで、ここで記憶した無塵レベルを基準に塵埃の多少を判断する。

図１３は、この実施形態において起動停止ボタン１５ａまたは吸引力切換ボタン１５ｂの操作に応答してマイクロコンピュータ１１０が実行する処理を示すフローチャートである。
電気掃除機１の５Ｖ電源がオフの状態で、例えば起動停止ボタン１５ａが押されると、上述のように５Ｖ電源が立ち上がりマイクロコンピュータ１１０のＶＤＤ端子に電源が供給されると共にリセットが解除される。マイクロコンピュータ１１０は処理の実行を開始する。図１３に示すようにマイクロコンピュータ１１０は、処理実行を開始するとまず、ワークメモリー領域や出力信号の初期設定等、いわゆる初期化処理を行う（ステップＳ１１）。その後、「ＫＥＹ１」信号のレベルを判定して起動停止ボタン１５ａが押されているか否かを調べる（ステップＳ１２）。
マイクロコンピュータ１１０は予め定められた第１期間を超えて起動停止ボタン１５ａが押され続けるまでは、押された状態であると確定せずに判断を留保する。逆に、あらかじめ定められた第２期間を超えて起動停止ボタン１５ａが解除され続けるまでは解除された状態と確定せずに判断を留保する。第１期間または第２期間の何れかが経過した時点で起動停止ボタン１５ａの状態を確定する。チャタリングによる誤判定を防止するためである。

起動停止ボタン１５ａが押されていないと判断したら（ステップＳ１２のＮｏ）、押されるまで待機する。なお、図１３は起動停止ボタン１５ａの操作に関する処理のみを示している。実際には吸引力切換ボタン１５ｂの判断や他の処理がマルチタスクで同時に並行して実行される。
起動停止ボタン１５ａが押されていると判断したら（ステップＳ１２のＹｅｓ）、マイクロコンピュータ１１０は、電動送風機４１が停止の状態か否かを判断する（ステップＳ１３）。この実施形態では起動停止ボタン１５ａが押される度に電動送風機４１をオンまたはオフさせる。そこで、電動送風機４１が現在動作中であれば（ステップＳ１３のＮｏ）、「吸込駆動」信号をオフして電動送風機４１を停止させて終了する（ステップＳ１４）。

一方、電動送風機４１が現在停止中であれば（ステップＳ１３のＹｅｓ）、マイクロコンピュータ１１０は電動送風機４１を起動する前にまずダストセンサー１００のキャリブレーションを開始する（ステップＳ１５）。即ち、「ＤＵＳＴ＿ＬＥＤ」信号をオンしてＬＥＤ５０１を点灯させる。その後のキャリブレーションの手順としてはその後予め定められ期間が経過してＬＥＤの発光量が安定したら、「ＤＵＳＴ＿ＶＣＨＥＣＫ」信号のレベルを複数回サンプリングする。
ステップＳ１５でＬＥＤ５０１を点灯させたらマイクロコンピュータ１１０は、押された起動停止ボタン１５ａが解除されたか否かを調べ（ステップＳ１６）、解除されるまでキャリブレーションを継続しつつ待機する（ステップＳ１６のＮｏ）。なお、ステップＳ１６における起動停止ボタン１５ａの状態判定は、ステップＳ１２と同様に第１期間または第２期間の何れかが経過するのを待って確定させる。

起動停止ボタン１５ａが解除されたら（ステップＳ１６のＹｅｓ）、マイクロコンピュータ１１０は、この時点でキャリブレーションが完了しているかを確認する（ステップＳ１７）。キャリブレーションが完了していなければ（ステップＳ１７のＮｏ）、キャリブレーションを継続し（ステップＳ１８）、ルーチンはステップＳ１７へ戻ってキャリブレーションの完了を待つ。
この実施形態で、キャリブレーションに要する期間は長くとも約１５０ミリ秒である。これに対して起動停止ボタン１５ａが押されてから解除されるまでの操作はユーザーの状況や癖により変わるが、通常１００〜３００ミリ秒である。多くの場合はこの時点でキャリブレーションは完了している。しかし、念のためにキャリブレーション完了を待つ処理を行っている。

キャリブレーションが完了したら（ステップＳ１７のＹｅｓ）、マイクロコンピュータ１１０は、「吸込駆動」信号をオンして電動送風機４１を起動する（ステップＳ１９）。その後、ルーチンはステップＳ１２へ戻り、起動停止ボタン１５ａの次の操作が行われるまで待機する。
以上が、起動停止ボタンの操作に係る処理の手順である。

（実施の形態２）
実施の形態１では、起動停止ボタン１５ａを押すことによって５Ｖ電源が立ち上がり、マイクロコンピュータ１１０が起動した後、電動送風機４１の起動前にダストセンサー１００のキャリブレーションを開始する。ただし、この発明の本質はそのような電源構成に依存するものでない。
例えば、起動停止ボタン１５ａと別に電源スイッチがあって、電源スイッチをオンするとマイクロコンピュータ１１０が動作する構成であってもよい。起動ボタンと停止ボタンが別のボタンの構成であってもよい。さらに、バッテリー３０に代えて交流電源を電源とし、ＡＣプラグが商用交流電源に接続されたらマイクロコンピュータ１１０が動作する構成であってもよい。
いずれの電源構成でも、制御部は電動送風機の停止時に起動停止ボタン１５ａが押された操作に応答してダストセンサーのキャリブレーションを実行する。そして、押されていた前記起動停止ボタン１５ａが解除された操作に応答して前記電動送風機を起動させる。
即ち、実施形態１において電源オン状態で起動停止ボタン１５ａが押された場合と同様の処理を行う。

（実施の形態３）
実施の形態１では、ダストセンサー１００のキャリブレーションを実行して無塵レベルを記憶することを述べた。
この実施形態において、キャリブレーションを実行して得られた無塵レベルが予め定められた範囲内にない場合、無塵レベルを記録することに代えてユーザーに報知を行う。報知は例えばＬＥＤ基板１０３の何れかのＬＥＤを点滅させることによって行う。
無塵レベルが予め定められた範囲にない場合とは、たとえばダストセンサー１００の部分にティッシュペーパー等の異物が詰まった状態を想定している。あるいは、ダストＬＥＤ駆動回路やＬＥＤ５０１が故障したり、フォトトランジスタのＱ６０１やダスト検出回路１１４が故障したりする場合を想定している。

以上に述べたように、
（i）この発明による電気掃除機は、塵埃吸引除去用の気流を発生する電動送風機と、前記電動送風機の起動操作を受付ける起動停止ボタンと、前記気流が通過する管状の吸引路と、前記吸引路に配置され、前記気流と共に通過する塵埃を検出するダストセンサーと、前記起動停止ボタンが受け付けた操作に基づいて前記電動送風機を起動し、前記ダストセンサーの検出に基づいて前記電動送風機の吸引強さを制御し、前記電動送風機の停止時に前記ダストセンサーを塵埃が通過しない無塵レベルを記憶する制御部とを備え、前記制御部は、前記電動送風機の停止時に前記起動停止ボタンが押された操作に応答して前記ダストセンサーに前記無塵レベルを検出させて記憶し、押されていた前記起動停止ボタンが解除された操作に応答して前記電動送風機を起動させることを特徴とする。
この発明において、ダストセンサーは、吸引路を通過する塵埃を検出するものである。その具体的な態様は、例えば、前記吸引路を挟んで対向する発光部と受光部からなる光センサーである。ただし、この構成に限らない。例えば反射型の光センサーと反射板を用いた構成であってもよい。
また、制御部は、例えば電気掃除機の動作を制御するマイクロコンピュータである。

さらに、この発明の好ましい態様について説明する。
（ii）この発明による電気掃除機が、バッテリーを含み前記起動停止ボタンの操作に応答して前記電動送風機、前記ダストセンサーおよび前記制御部に電源を供給して動作させる電源部をさらに備え、前記電源部は、電源オフ時に前記起動停止ボタンが押されたら前記ダストセンサーおよび前記制御部に電源を供給して動作させ、前記制御部は、電源が供給されて動作を開始したら前記ダストセンサーの無塵レベルを記憶し、その後に前記起動停止ボタンの解除に応答して前記電動送風機を起動させてもよい。
このようにすれば、電源部は、電源オフ時に前記起動停止ボタンが押されたら前記ダストセンサーおよび前記制御部に電源を供給して動作させ、前記制御部は、電源が供給されて動作を開始したら前記ダストセンサーの無塵レベルを記憶してキャリブレーション処理を完了し、前記起動停止ボタンが解除された操作に応答して前記電動送風機を起動させるので、ユーザーに応答遅延による違和感を与えずに、制御部を動作させてダストセンサーのキャリブレーションを吸引モータの起動前に実行できる。

（iii）前記ダストセンサーは、前記吸引路を挟んで対向する発光部と受光部とを有する光センサーにより通過する塵埃を検出してもよい。

（iv）前記制御部は、予め定められた第１期間を超えて前記起動停止ボタンが押され続けた場合に前記起動停止ボタンが押されたと認識し、押されていた前記起動停止ボタンが予め定められた第２期間を超えて解除され続けた場合に前記起動停止ボタンが解除されたと認識してもよい。
このようにすれば、第１および第２期間の判定によって起動停止ボタンが操作された場合のチャタリングを除去し、ユーザーの操作に確実に応答できる。さらに、チャタリング防止のための第１および第２期間を含めて、ユーザーに応答遅延による違和感を与えずに、ダストセンサーのキャリブレーションを吸引モータの起動前に実行できる。

（v）前記制御部は、前記無塵レベルが予め定められた範囲にないときはユーザーに報知を行ってもよい。
このようにすれば、制御部は前記電動送風機の停止時に前記起動停止ボタンが押された操作に応答して前記ダストセンサーに前記無塵レベルを検出させてキャリブレーション処理を実行し、その際に無塵レベルが予め定められた範囲にないときは前記ダストセンサーの異常または前記吸引路の閉塞と判断し、ユーザーに報知を行って対処を促すことができる。
この発明の好ましい態様には、上述した複数の態様のうちの何れかを組み合わせたものも含まれる。
前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。

１：電気掃除機、１０：掃除機本体、１１：筐体、１１ｄ₄：第１係止凹部、１２：ダストカップ保持部、１２ａ：パイプ部、１２ａ₁：吸気口、１２ａ₂：第１接続孔部、１２ｂ：垂下壁部、１２ｂ₁：第２接続孔部、１２ｂ₂：排気口、１３：バッテリー装着部、１３ａ：バッテリー収納凹部、１３ｂ：バッテリーカバー、１４：ハンドル、１５：操作部、１５ａ：起動停止ボタン、１５ｂ：吸引力切換ボタン、１６：フック掛け部材、１７：ブラシ部材、２０：ダストカップユニット、２１：ダストカップ、２１ａ：底壁、２１ｂ：周囲壁、２１ｄ：流入口、２１ｆ₁：第２係止凹部、２２：第１フィルター部、２２ｂ：メッシュフィルター、２２ｃ：内筒体、２２ｄ：円筒状支持部、２３：第２フィルター部、２３ａ：フィルター本体、２４：カップカバー、２４ｃ：係止部材、２４ｃ₁：第１係止爪、３０：バッテリー、４１：電動送風機、４２：回路基板、４３：端子部、５１：第１ロック機構、５２：第２ロック機構、５２ａ：第２係止爪、６１：延長パイプ、６２：吸込口体、６２ａ：吸込口本体、６２ｂ：接続部、６２ｃ：関節部、６２ｄ：パワーブラシ、６２ｅ：自走ローラ、６３：パワーブラシモータ、６４：自走モータ、６５：持上検知スイッチ、６６：姿勢検知スイッチ
１００：ダストセンサー、１０１：ダストセンサー基板、１０１ａ：ダスト発光基板、１０１ｂ：ダスト受光基板、１０２：キー基板、１０３：ＬＥＤ基板、１０４：パワーブラシ基板、１０６：ラッチ回路、１１０：マイクロコンピュータ、１１１：安定化電源回路、１１２：ドライバ回路、１１３：増幅回路、１１４：ダスト検出回路、１１５：ダストＬＥＤ駆動回路
Ｆ：フィルターユニット

Claims

塵埃吸引除去用の気流を発生する電動送風機と、
前記電動送風機の起動操作を受付ける起動停止ボタンと、
前記気流が通過する管状の吸引路と、
前記吸引路に配置され、前記気流と共に通過する塵埃を検出するダストセンサーと、
前記起動停止ボタンが受け付けた操作に基づいて前記電動送風機を起動し、前記ダストセンサーの検出に基づいて前記電動送風機の吸引強さを制御し、前記電動送風機の停止時に前記ダストセンサーを塵埃が通過しない無塵レベルを記憶する制御部と、
バッテリーと、
前記ダストセンサーおよび前記制御部に前記バッテリーから電源を供給して動作させる電源回路と、
前記電源回路から前記ダストセンサーおよび前記制御部への電源供給のオンおよびオフを切り替える電源遮断回路とを備え、
前記電源遮断回路は、前記電源供給がオフの状態で前記起動停止ボタンが押された操作に応答して前記ダストセンサーおよび前記制御部への電源供給をオンし、
前記制御部は、前記電源回路からの電源供給がオンになり処理を開始してから前記起動停止ボタンが押されているか否かを判断し、押されていれば前記ダストセンサーに前記無塵レベルを検出させて記憶し、押されていた前記起動停止ボタンが解除された操作に応答して前記電動送風機を起動させる電気掃除機。
前記起動停止ボタンの操作に応答して前記電動送風機に前記バッテリーからの電源を供給して動作させるドライバ回路をさらに備える請求項１に記載の電気掃除機。
前記ダストセンサーは、前記吸引路を挟んで対向する発光部と受光部とを有する光センサーにより通過する塵埃を検出する請求項１または２に記載の電気掃除機。
前記制御部は、予め定められた第１期間を超えて前記起動停止ボタンが押され続けた場合に前記起動停止ボタンが押されたと認識し、押されていた前記起動停止ボタンが予め定められた第２期間を超えて解除され続けた場合に前記起動停止ボタンが解除されたと認識する請求項１〜３の何れか一つに記載の電気掃除機。
前記制御部は、前記無塵レベルが予め定められた範囲内にないときはユーザーに報知を行う請求項１〜４の何れか一つに記載の電気掃除機。