JP2012125308A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】使用者の掃除の仕方に関係なく、確実に掃除ができる電気掃除機を提供する。
【解決手段】吸引風を発生させる電動送風機と、使用者の操作により移動し、前記電動送風機の吸引風により塵埃を吸引する吸込具と、吸引した塵埃を検知し被掃除面の塵埃量レベルを出力する塵埃検知手段５と、前記塵埃検知手段５の塵埃量レベルを補正する補正手段２１と、掃除中の前記吸込具の移動速度を検知する速度検知手段６２とを備え、前記補正手段２１は、前記速度検知手段６２が出力する移動速度検知信号に基づき前記塵埃検知手段５の塵埃量レベルを補正するもので、使用者の掃除の仕方に応じた適切な感度を設定でき、塵埃の取り残しが無いより確実な掃除ができる電気掃除機を提供することが可能になる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気掃除機に関するもので、特に、吸引した塵埃を検知する塵埃検知手段を備えた掃除機に関するものである。

近年、ハウスダストに対する関心が高まってきており、ハウスダストを除去するための商品が数多く販売されている。そのなかで、電気掃除機においては、特許文献１に記載されたように、吸込具によって吸引した塵埃を検知する塵埃検知手段を備え、吸引した塵埃量に応じた表示や吸引力の制御を行って塵埃を確実に除去するものがあり、これらの電気掃除機においては、従来から、特許文献２に開示されたように、床面の種類に応じて塵埃検知手段の塵埃検知感度を調整し、床面の種類に応じた最適な感度で塵埃を検知するようにしたものがある。

特公平７−２８８４７号公報 特公平８−２４６５２号公報

しかしながら、上記特許文献１や特許文献２に開示されているような電気掃除機では、吸引した塵埃量に応じて表示や吸引力の制御を行っているため、使用者が直接吸込具を動かして塵埃を吸引する方式の電気掃除機の場合、この制御方式では、被掃除面の塵埃量が同じであっても使用者の吸込具の動かし方によって塵埃の吸引量が変わってしまうことには対応できていなかった。

例えば、塵埃を吸引するための吸込具を遅く移動させた場合、その分単位時間あたりの掃除面積は狭くなるため塵埃の吸引量も落ち、また逆に、吸込具を早く移動させた場合は、単位時間あたりの掃除面積は広くなるが、塵埃を被掃除面から吸い取る前に吸込具が移動してしまうため、塵埃が吸いきれず、結果として塵埃の吸引量が落ちてしまう場合がある。このような場合、表示手段で使用者に報知できなかったり、電動送風機の入力を上げる制御ができなかったりする為、塵埃の取り残しが発生してしまうという課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、使用者の掃除の仕方に応じた適切な感度を設定でき、塵埃の取り残しが無いより確実な掃除ができる電気掃除機を提供することを目的とするものである。

前記従来の課題を解決するために本発明の電気掃除機は、吸引風を発生させる電動送風機と、使用者の操作により移動し、前記電動送風機の吸引風により塵埃を吸引する吸引口と、吸引した塵埃を検知し被掃除面の塵埃量レベルを出力する塵埃検知手段と、前記塵埃検知手段の塵埃量レベルを補正する補正手段と、掃除中の前記吸引口の移動速度を検知する速度検知手段とを備え、前記補正手段は、前記速度検知手段が出力する移動速度検知信号に基づき前記塵埃検知手段の塵埃量レベルを補正するもので、使用者の掃除の仕方に応じた適切な感度を設定でき、塵埃の取り残しが無いより確実な掃除ができる電気掃除機を提供することが可能になる。

本発明の電気掃除機は、使用者の掃除の仕方に応じた適切な感度を設定でき、塵埃の取り残しが無いより確実な掃除ができる電気掃除機を提供するものである。

本発明の実施の形態１における電気掃除機の概略図 同電気掃除機の制御ブロック図 同電気掃除機の計測手段の塵埃量レベルの判定表図 （ａ）〜（ｄ）同電気掃除機の表示手段の塵埃量レベル毎の表示概略図 同電気掃除機の吸込具の移動速度と０．５秒あたりの塵埃の吸引量のグラフ 同電気掃除機の補正手段の補正係数表図 （ａ）、（ｂ）同電気掃除機の補正手段による補正がされた際の計測手段の塵埃量レベルの判定表図 本発明の実施の形態２における電気掃除機の吸込具の移動速度と０．５秒あたりの塵埃の吸引量との関係を示すグラフ 同電気掃除機の補正手段の補正係数表図 （ａ）、（ｂ）同電気掃除機の補正手段による補正がされた際の計測手段の塵埃量レベルの判定表図 本発明の実施の形態３における電気掃除機の制御ブロック図 本発明の実施の形態４における電気掃除機の制御ブロック図

第１の発明は、吸引風を発生させる電動送風機と、使用者の操作により移動し、前記電動送風機の吸引風により塵埃を吸引する吸引口と、吸引した塵埃を検知し被掃除面の塵埃量レベルを出力する塵埃検知手段と、前記塵埃検知手段の塵埃量レベルを補正する補正手段と、掃除中の前記吸引口の移動速度を検知する速度検知手段とを備え、前記補正手段は、前記速度検知手段が出力する移動速度検知信号に基づき前記塵埃検知手段の塵埃量レベルを補正するもので、使用者の掃除の仕方に応じた適切な感度を設定でき、塵埃の取り残しが無いより確実な掃除ができる電気掃除機を提供することが可能になる。

第２の発明は、特に、第１の発明の補正手段は、移動速度について予め設定した閾値を持ち、速度検知手段の検知する移動速度がこの閾値を越えた場合に塵埃検知手段の塵埃量レベルが高くなるよう補正させるもので、塵埃の吸引量が低下しても、被掃除面の塵埃量に応じた正しい塵埃量レベルの判断ができるようになり、塵埃の取り残しが無い確実な掃除ができる。

第３の発明は、特に、第１の発明の補正手段は、移動速度について予め設定した閾値を持ち、速度検知手段の検知する移動速度がこの閾値を越えた場合に塵埃検知手段の塵埃量レベルが低くなるよう補正させるもので、塵埃量レベルが不要に高く表示され、使用者が必要以上に掃除して無駄なエネルギーを消費してしまうということを防ぐことができる。

第４の発明は、特に、第１の発明の補正手段は、移動速度について予め設定した標準的な移動速度としての速度範囲を備え、速度検知手段の検知する移動速度がこの速度範囲外になった時に塵埃検知手段の塵埃量レベルが高くなるよう補正させるもので、使用者の掃除の仕方に応じた適切な感度を設定でき、塵埃の取り残しが無いより確実な掃除ができる電気掃除機を提供することが可能になる。

第５の発明は、特に、第２又は第３の発明の補正手段は、吸引口の状態に応じた複数の閾値および塵埃量レベル補正のための補正係数を備え、前記吸引口の状態に応じてその閾値および補正係数を切り替えるもので、吸引口毎に速度検知手段を設ける必要が無いので
、低コストで、使用者の掃除の仕方に応じて塵埃の取り残しが無い電気掃除機を提供することが可能になる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における電気掃除機について、図１〜７を用いて説明する。図１は、本実施の形態における電気掃除機の概略図である。図１において、１は、掃除機本体（以下「本体１」という）であり、２は、本体１に内蔵され吸引風を発生させる電動送風機であり、電動送風機２の吸引風は、ホース４と延長管７を通じて吸引口の一つである吸込具８へ伝わり床面の塵埃を吸引する。本体１とホース４、ホース４と延長管７、延長管７と吸込具８はそれぞれ着脱可能であり、ホース４と延長管７との接続部については、延長管７を外してホース４側から、延長管７と吸込具８の接続部については、吸込具８を外して延長管７側から塵埃を吸引することができる。

ホース４と本体１との接続部近傍には、吸引した塵埃を検知し被掃除面の塵埃量レベルを算出する塵埃検知手段５を備えている。またホース４の延長管７との接続部には、使用者が持つための把手部６を備え、把手部６には、電動送風機２の動作および停止を指示するための操作部６１、吸込具８の移動速度を検知する速度検知手段６２、塵埃検知手段５が算出した塵埃量レベルを使用者に知らせるための表示手段６３を備えている。

図２は、同電気掃除機の制御ブロック図である。図２において、塵埃検知手段５は、赤外線発光部５０、赤外線受光部５１、信号増幅手段５３、パルス変換手段５４、計測手段５５で構成されており、赤外線発光部５０より照射された赤外線が、赤外線受光部５１で受光され、この２つの間を塵埃が通過したときの受光量を電気信号に変換する。この変換された電気信号は、受光量によって変化するため、通過した塵埃が大きいほど電気信号の変化は大きくなる。

信号増幅手段５３は、赤外線受光部５１からの電気信号の変化量を増幅しパルス変換手段５４に伝達する。パルス変換手段５４は、信号増幅手段５３で増幅された赤外線受光部５１からの電気信号の変化量が所定以上であった場合にパルス信号を計測手段５５に出力する。計測手段５５は、パルス変換手段５４から受け取ったパルス信号の数を計測し、０．５秒毎にその間のパルス数から塵埃量のレベルを算出する。

図３にその塵埃量レベルの判定表を示す。０．５秒間のパルス数が９以下だと塵埃量レベル０（ごみ無し）と判断し、パルス数が増える毎に、塵埃量レベル１，２，３（ごみ有り）へと塵埃量レベルが変化する。

表示手段６３は、この算出された塵埃量レベルを、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように段階的に表示し、使用者に、塵埃が被掃除面にどれだけ存在するかを知らせる。この表示を見ながら掃除を行うことで、塵埃が無い箇所を掃除して無駄な電力を消費したり、塵埃が多い箇所をあまり掃除しないで塵埃を取り残したりすることなく、省エネを実現しつつ塵埃の取り残しが無い確実な掃除をすることが可能になる。

次に、速度検知手段６２の動作について説明する。速度検知手段６２は、加速度を検知する加速度検知手段６２１と、加速度検知手段６２１の加速度検知信号から速度を計算する速度算出手段６２２で構成される。使用者は、掃除の際に把手部６を持って前後させると、吸込具８も前後し被掃除面の塵埃を吸引する。速度算出手段６２２は、この把手部６の加速度から吸込具８の移動速度を算出する。

なお、速度検知手段６２が出力する速度信号の更新間隔は２．５秒である。これは使用者が吸込具８を操作する際には往復運動を行うことが多く、その往復運動の往復時間よりも十分長くすることで、速度検知の精度を確保できるようにしている。

以上のように構成された本実施の形態における電気掃除機について、以下その動作、作用を説明する。

先述の通り塵埃検知手段５は、０．５秒毎に吸引した塵埃量によって被掃除面の塵埃量レベルを算出し出力するものであるが、この塵埃量レベルを決定する為の０．５秒毎の塵埃吸引量は、被掃除面毎の電気掃除機の塵埃除去性能と、使用者の掃除の仕方によって決定される。このうち、被掃除面毎の電気掃除機の塵埃除去性能については、吸引力や吸込具８の性能、すなわち電気掃除機の製造者側で決定されるものであり、その精度は、確保可能であるが、使用者の掃除の仕方については、掃除をする際の動作、すなわち使用者側で決定されるため、その精度は保証できないものである。

この使用者の掃除の仕方の目安として、吸込具８の移動速度をモニターした結果、最大値１．７ｍ／ｓ、最小値０．７ｍ／ｓ、平均値１．１ｍ／ｓ、であり、移動速度には、使用者によって約２．４倍の差があることがわかった。

次に、図５に、所定量の塵埃を撒いた床面に対して、吸込具８の移動速度を変えながら掃除した際の０．５秒あたりの塵埃の吸引量を測定した結果を示す。電気掃除機の塵埃除去性能は、モニター平均である１．１ｍ／ｓに合わせて最大の塵埃除去性能が発揮できるように設計しているため、それより移動速度が速すぎる場合は、塵埃が取れずに０．５秒あたりの塵埃の吸引量が低下し、逆に遅すぎる場合は、塵埃は取れるが掃除面積が狭いため０．５秒あたりの塵埃除去性能が低下することが分かる。

このように塵埃除去性能が低下した場合、図３の判定表によって算出する塵埃量レベルが下がり、被掃除面の塵埃について実際よりも少ないと判断してしまい、表示手段６３が表示する塵埃量レベルが下がってしまうことで、被掃除面の塵埃量に対して十分な吸引力が得られないため、塵埃の取り残しが生じてしまう恐れがある。

これに対して本実施の形態では、速度検知手段６２の検知速度に応じて補正手段２１が塵埃検知手段５の塵埃検知感度を補正する。感度の補正は、補正手段２１が、移動速度に応じた補正係数を計測手段５５に出力し、計測手段５５はその補正係数を、図３の判定表の０．５秒間のパルス数の閾値に乗算することで実現する。

図６にその補正係数表を、図７（ａ）、（ｂ）に補正後の判定表を示す。０．５秒あたりの塵埃の吸引量の低下が少ない移動速度が０．６ｍ／ｓ以上、１．５ｍ／ｓ未満の場合を標準的な移動速度範囲として設定し、図３の判定表の閾値をそのまま用いる。この移動速度範囲外になる場合、すなわち塵埃の吸引量の低下が大きい移動速度が１．５ｍ／ｓ以上や０．６ｍ／ｓ未満の場合は、判定表のパルス数の閾値を下げることで、塵埃量レベルが高めになるように補正することができ、塵埃の吸引量が低下しても、被掃除面の塵埃量に応じた正しい塵埃量レベルの判断ができるようになる。この補正係数は、移動速度に応じたパルス数の変化、被掃除面の塵埃の残存量、使用者の使用実感等により決定されるものである。

以上のような制御を行うことで、使用者の掃除の仕方に応じた適切な感度を設定でき、塵埃の取り残しが無い、より確実な掃除ができる電気掃除機を提供することが可能になる。

なお、本実施の形態では吸込具８の移動速度について述べたが、塵埃の吸引口は、吸込具８以外にも吸込具８と延長管７との接続部や、延長管７とホース４との接続部に切り替え可能であるため、その箇所の移動速度を検知し、塵埃量レベルを補正することで同様の効果を得ることが出来る。

この場合、吸引口の移動速度と、０．５秒あたりの集塵量は、図５とは異なるため、吸引口の状態に合わせて補正手段２１の補正係数を切り替えることで、より確実に塵埃量レベルの補正が可能になる。

また、本実施の形態では、速度検知手段６２を把手部６に設置しているが、これは吸引口が吸込具８、吸込具８と延長管７との接続部、延長管７とホース４との接続部のどの場合であっても速度検知を可能にするためのもので、これにより、吸引口毎に速度検知手段を設ける必要が無く低コスト化が可能になるからである。

（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２における電気掃除機の吸込具の移動速度と０．５秒あたりの塵埃の吸引量との関係を示すグラフ、図９は、同電気掃除機の補正手段の補正係数表、図１０（ａ）、図１０（ｂ）は、同電気掃除機の補正手段による補正がされた際の計測手段の塵埃量レベルの判定表である。なお、上記実施の形態１と同一構成部品については同一符号を付し、その説明を省略する。

本実施の形態における電気掃除機の実施の形態１のそれと異なる点は、図８に示すように吸込具８の移動速度が速い方が０．５秒あたりの塵埃の吸引量が多くなることである。これは、吸込具８や電動送風機２の性能が高く、吸込具８の移動速度が速くても塵埃除去性能が十分に確保できる場合に起こる現象である。

この場合は、補正係数を、図９のように移動速度が１．５ｍ／ｓ以上の場合に１．１にし、図１０（ａ）のように塵埃量レベルが上がりにくくすることで、塵埃量レベルを不要に高く表示してしまい、使用者が必要以上に掃除して無駄なエネルギーを消費してしまうということを防ぐことができる。

（実施の形態３）
図１１は、本発明の実施の形態３における電気掃除機の制御ブロック図である。なお、上記実施の形態１と同一構成部品については同一符号を付し、説明を省略する。本実施の形態における電気掃除機の上記実施の形態１のそれと異なる点は、塵埃検知手段５の感度の補正方法として、信号増幅手段５３の信号増幅度を変化させ、検知可能な塵埃の大きさを補正することである。その制御ブロック図を図１１に示す。

以下補正方法の具体的な動作を説明する。０．５秒あたりの塵埃の吸引量の低下が大きい１．５ｍ／ｓ以上や０．６ｍ／ｓ未満の場合、補正手段２１は、信号増幅手段５３の信号増幅度を上げるよう補正信号を出力する。信号増幅手段５３は、その信号を受け、信号の増幅度を上げる。これにより、より小さな塵埃でもパルス変換手段５４がパルスを出力するようになるため、０．５秒間のパルス数が増加する。その結果、移動速度要因でのパルス数の減少をカバーすることができ、塵埃量レベルを補正することができる。

なお、検知可能な塵埃の大きさを補正する方法としては、他に赤外線発光部５０の光量を変化させて塵埃通過時の光量の変化を補正したり、パルス変換手段５４のパルスを出力する基準とする信号変化量の大きさを補正させたりする方法がある。

（実施の形態４）
図１２は、本発明の実施の形態４における電気掃除機の制御ブロック図である。なお、上記実施の形態と同一構成部品については同一符号を付し、説明を省略する。本実施の形態における電気掃除機の上記実施の形態のそれと異なる点は、図１２に示すように速度検知手段６２の速度検知方法に、加速度検知手段６２１ではなく、往復運動を検知する往復検知手段６２３を用いたことである。

この往復検知手段６２３は、例えば、ホール素子（図示せず）と磁石（図示せず）で構成され、往復運動時の運動方向の向きの変化を検出し、往復運動にかかる時間を信号として出力するものである。

速度算出手段６２２は、この往復運動時間と、予めモニターなどで測定した吸込具８の標準的な往復距離から吸込具８の移動速度を計算し、補正手段２１に出力する。

このような構成にすることで、加速度を検知するための高価な回路を用いることなく、塵埃量レベルの補正を安価に実現することが可能になる。

以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、使用者の掃除の仕方に応じた適切な塵埃検知感度を設定でき、塵埃の取り残しが無いより確実な掃除ができるものであるため、家庭用・業務用問わず使用者が吸引口を移動させる方式の掃除機全般に利用が可能である。

１ 掃除機本体（本体）
２ 電動送風機
４ ホース
５ 塵埃検知手段
６ 把手部
７ 延長管
８ 吸込具（吸引口）
２１ 補正手段
５０ 赤外線発光部
５１ 赤外線受光部
５３ 信号増幅手段
５４ パルス変換手段
５５ 計測手段
６１ 操作部
６２ 速度検知手段
６３ 表示手段
６２１ 加速度検知手段
６２２ 速度算出手段
６２３ 往復検知手段

Claims (5)

1. 吸引風を発生させる電動送風機と、使用者の操作により移動し、前記電動送風機の吸引風により塵埃を吸引する吸引口と、吸引した塵埃を検知し被掃除面の塵埃量レベルを出力する塵埃検知手段と、前記塵埃検知手段の塵埃量レベルを補正する補正手段と、掃除中の前記吸引口の移動速度を検知する速度検知手段とを備え、前記補正手段は、前記速度検知手段が出力する移動速度検知信号に基づき前記塵埃検知手段の塵埃量レベルを補正することを特徴とする電気掃除機。
2. 補正手段は、移動速度について予め設定した閾値を持ち、速度検知手段の検知する移動速度がこの閾値を越えた場合に塵埃検知手段の塵埃量レベルが高くなるよう補正させることを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
3. 補正手段は、移動速度について予め設定した閾値を持ち、速度検知手段の検知する移動速度がこの閾値を越えた場合に塵埃検知手段の塵埃量レベルが低くなるよう補正させることを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
4. 補正手段は、移動速度について予め設定した標準的な移動速度としての速度範囲を備え、速度検知手段の検知する移動速度がこの速度範囲外になった時に塵埃検知手段の塵埃量レベルが高くなるよう補正させることを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
5. 補正手段は、吸引口の状態に応じた複数の閾値および塵埃量レベル補正のための補正係数を備え、前記吸引口の状態に応じてその閾値および補正係数を切り替えることを特徴とする請求項２又は３に記載の電気掃除機。