| 【発明の名称】 |
電気掃除機 |
| 【発明者】 |
【氏名】宇根 正道
【住所又は居所】神奈川県秦野市堀山下４３番地 東芝テック株式会社秦野工場内
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| 【要約】 |
【課題】被清掃面の種類を判断して、これがフローリングなどの床面の場合には艶出しを行うなど、床磨きを効果的に行う吸込口体を備えた電気掃除機を提供する。
【解決手段】掃除機本体に収容された電動送風機と、この電動送風機の吸引力により塵埃を収集する集塵室と、前記掃除機本体に直接または間接に連通接続された吸込口体と、この吸込口体に取り付けられ磨き部材を有する回転清掃体と、この回転清掃体を回転する清掃体モータと、被清掃面の種類を判別する被清掃面判別手段と、前記清掃体モータの回転数を制御する制御手段とを備え、磨きを必要とする種類の被清掃面であると前記被清掃面判別手段が判別した場合には前記制御手段が前記清掃体モータの回転数を増加させることを特徴とする電気掃除機。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掃除機本体に収容された電動送風機と、この電動送風機の吸引力により塵埃を収集する集塵室と、前記掃除機本体に直接または間接に連通接続された吸込口体と、この吸込口体に取り付けられ磨き部材を有する回転清掃体と、この回転清掃体を回転する清掃体モータと、被清掃面の種類を判別する被清掃面判別手段と、前記清掃体モータの回転数を制御する制御手段とを備え、磨きを必要とする種類の被清掃面であると前記被清掃面判別手段が判別した場合には前記制御手段が前記清掃体モータの回転数を増加させることを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】
被清掃面判別手段として、電流検出手段を使用したことを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
この発明は、移動式の掃除機本体または住宅の一部に集中して設けたセントラルクリーナ方式等の掃除機本体に直接または間接に接続され、床面などの被清掃面を移動させて空気とともに塵埃を吸引する吸込口体を備えた電機掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気掃除機本体に吸込ホースや延長管を介して接続される吸込口体は、例えば、床面の種類により駆動モータの入力電力を制御し、回転ブラシの回転数を変化させるものがある。すなわち、床面の種類を検出手段によって検出し、回転ブラシを回転させる駆動モータに与える入力電力を、床面がフローリングや畳の場合はゼロ、じゅうたんなどの毛足の長いものほど大としている。これにより、前者の場合は回転ブラシを回転させず、後者の場合はじゅうたんの毛足の長いものほど高速回転をさせて、ごみのかき出しが充分行われるようにしているものがある。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
また、従来の他の吸込口体においては、検出手段により床面の種類を検出し、回転ブレードの回転を、床面がじゅうたんの場合はフルパワーで高速回転させ、畳の場合は中回転、フローリングなどの床面の場合は低回転とするものがある。そして、この床面を清掃する際に、小石や豆などの比較的径の大きな異物が落ちている場合には、回転ブレードを低回転から中回転に切り替えて、これらを確実に床面から吸い込んで除去できるようにしている。（例えば、特許文献２参照）
【０００４】
【特許文献１】特開平５−９５８８２号公報
【特許文献２】特開平６−１３３９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの従来技術においては、吸込口体に設けた回転ブラシや回転ブレードの回転数を、床面がじゅうたんの場合に高速回転とし、フローリングの場合に低速回転とするものである。しかし、近年においては、吸込口体に床磨き機能を有するものが開発されてきているため、上記のような制御方法では、床面が木またはプラスチック等からなるフローリングである場合に艶出しなどの床磨きが効果的に行われない、という問題点があった。
【０００６】
この発明は、上記事情に鑑みなされたものであって、床面の種類を判別し、これがフローリングなどである場合には回転清掃体の回転数を増加するなど、被清掃面の磨きを効果的に行う吸込口体を備えた電気掃除機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、電気掃除機において、掃除機本体に収容された電動送風機と、この電動送風機の吸引力により塵埃を収集する集塵室と、前記掃除機本体に直接または間接に連通接続された吸込口体と、この吸込口体に取り付けられ磨き部材を有する回転清掃体と、この回転清掃体を回転する清掃体モータと、被清掃面の種類を判別する被清掃面判別手段と、清掃体モータの回転数を制御する制御手段とを備え、磨きを必要とする種類の被清掃面であると前記被清掃面判別手段が判別した場合には前記制御手段が前記清掃体モータの回転数を増加させることを主要な特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の電気掃除機は、吸込口体により磨きが必要な被清掃面を検出した場合に、磨き部材を備えた回転清掃体の回転数を増加するようにして、磨き効果を向上させたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明による電気掃除機の実施態様について、図１から図６を参照して説明する。これらは、この発明を実施した電気掃除機を示すものであるが、これによってこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１０】
図１は、この発明の１つの実施形態に係る電気掃除機を示す。１は掃除機本体で、この掃除機本体１は、被清掃面である床面から吸引した塵埃と空気から塵埃を捕捉して空気のみを外部に排気するもので、両側に設けた一対の車輪２により床面を移動可能となっている。
【００１１】
この掃除機本体１は、空気とともに吸引された塵埃をろ過するフィルターが設けられた集塵室である中空のケース体３と、このケース体３の上面開口を覆う開閉自在な蓋体４とを有し、またケース体３に近接して電動送風機が内蔵されている。掃除機本体１の前方には塵埃を含んだ空気の流入口を有する本体接続管５が、後方には電動送風機から出た排気風を外部に放出する排気口６が設けられている。
【００１２】
前記本体接続管５には、螺旋状のワイヤーを被覆して外周に巻きつけた可撓性のある吸込ホース７の一端部が、本体クランプ装置８により着脱可能に接続され、この吸込ホース７の他端部には、手元操作部９が取り付けられている。この手元操作部９は、操作回路の一部が収容され、操作ボタン１０により掃除機本体１に内蔵された電動送風機等を制御することが可能となっている。さらにこの手元操作部９には、２本の長い管により伸縮可能に形成された延長管１１の一端部が挿脱可能に嵌合され、この延長管１１の反対側の他端部１２には、吸込口体１３の端部が挿脱可能に嵌合して取り付けられている。この吸込口体１３からは、前記電動送風機の回転により生じた吸引力により塵埃が空気とともに吸込まれるようになっている。
【００１３】
図２および図３は、この発明の１つの実施形態に係る電気掃除機の吸込口体１３を示すものである。この吸込口体１３は、主要部が上ケース１５と下ケース１６とによって覆われ、下ケース１６に設けた一対の車輪１７を利用して床面を主として前後方向に移動可能となっている。回転清掃体１８は、床面に近接する下ケース１６の下面に開口した吸込口１９に位置して配置され、両端が下ケース１６に回転自在に支持された回転軸２０の外周囲には、２種類の清掃部材２１が８列となって螺旋状に取り付けられている。
【００１４】
回転軸２０は、動力源である清掃体モータ２３の駆動力によりタイミングベルト２４を介して回転される。吸込口１９から吸引された塵埃を含む空気は、吸込口体１３の内部を通過して接続管２５の流出口２６から延長管１１に流入していくようガイド壁２７が設けられている。清掃体モータ２３を制御する信号や電力が送られる一連のリード線２８は、接続管２５に備えたコネクター２９から延長管１１、および吸込ホース７に埋設された図示しないリード線を経由して、掃除機本体１に有する主制御回路に接続されている。
【００１５】
前記清掃部材２１は、軟質塩化ビニルなどのプラスチックまたは天然ゴムからなる板状のブレード３０と、回転軸２０の表面からブレード３０の約２倍近くの高さを有し、芯となる柔軟な補強材の表面をポリエステル製で一面に起毛を有する細長板状の起毛布で覆った磨き部材としての床磨部材３３とからなっている。このブレード３０と床磨部材３３とは、４本ずつが交互に螺旋状となって回転軸２０の外周面に等間隔で配置され、その端部は回転軸２０に埋設して固定されている。床磨部材３３は、矢印Ａの方向に回転中その遠心力により放射方向に引き伸ばされているが、その先端が吸込口１９から突出して床面に接触した部分は折れ曲がることにより床面との接触面積が広くなり、床磨きの効果を増すことになる。
【００１６】
次に、機能ブロック図である図４により、吸込口体１３に設けられた回転清掃体１８を回転する清掃体モータ２３の制御を含み、電気掃除機全体を制御する制御回路につき説明する。３５は交流電源であり、この交流電源３５にコンセントを介して前記掃除機本体１に備えた図示しない電気コードのプラグを接続し、手元操作部９の電源スイッチをオンの位置とすることにより、掃除機本体１に内蔵の電動送風機３６および吸込口体１３の清掃体モータ２３などに電力が供給可能となる。３７は、直流５ボルトの制御用電源で、これから得られる電力により制御回路を機能させている。３８は、操作ボタン１０など前記手元操作部９に配線されている手元操作手段である。
【００１７】
３９は、清掃体モータ２３に流れている電流の波形を検出する電流検出手段で、一般に電流センサとも呼ばれている。この電流検出手段３９は、これにより測定された電圧値により被清掃面である床面の種類を判別する被清掃面判別手段となるものである。また、制御手段４０は、マイクロコンピュータなどで電気掃除機全体の電気回路を制御するものである。４１、４２は、サイリスタやトライアックなどからなる送風機用制御素子および清掃体用制御素子で、制御手段４０から送信される信号により電動送風機３６ならびに清掃体モータ２３に与える電圧を制御して、これらの起動・停止や回転数を変化させるものである。
【００１８】
次に図５および図６により、清掃体モータ２３の回転数の制御につき具体的に説明する。手元操作部１０の清掃体ボタンを押すと、清掃体用制御素子４２に第１のゲート信号を制御手段４０から与えることになり、５０％の電圧が清掃体モータ２３の駆動回路に供給され、清掃体モータ２３が回転を開始する。
【００１９】
そして、清掃体モータ２３に流れている電流の波形が安定したｔ１の状態から、所定時間ごとに電流検出手段３９により清掃体モータ２３に流れる電流を電圧に変換し、その時の出力電圧が図５に見られるしきい値Ｖ１の例えば０．５ボルトより低いか高いかを比較する。そして、しきい値Ｖ１より高かった場合には、被清掃面がじゅうたんの床面であると判断し、制御手段４０から清掃体用制御素子４２に与えるゲート信号を一定にして、清掃体モータ２３に供給される電圧を５０％に維持する。この電流検出手段３９により測定された出力電圧がしきい値Ｖ１よりも高くなる現象は、回転清掃体１８と例えば毛足の長いじゅうたん等との摩擦抵抗により、清掃体モータ２３に対する負荷が大きくなることによるものである。この状態で回転清掃体１８の回転数を増加して高速回転を継続した場合、負荷が過大になってしまうため清掃体モータ２３を焼損させる原因になりかねない、というおそれがある。
【００２０】
一方、清掃体モータ２３にかかる負荷が少ないことにより、しきい値Ｖ１より低いか等しくなった場合には、被清掃面が摩擦抵抗の低い床面、例えば木製やプラスチック製のフローリングであると判断し、制御手段４０から清掃体用制御素子４２に第２のゲート信号を与えて、清掃体モータ２３に供給される電圧を１００％供給し、回転清掃体１８の回転数を所定値まで増加させる。その後所定の高速回転を継続しても、床面の摩擦抵抗が低い状態であるためしきい値Ｖ１を超えることはないが、もし吸込口１９に何らかの異物が詰まるなどの事態が生じて清掃体モータ２３の負荷が増すことによりしきい値Ｖ１を超えた場合には、制御信号によって電圧供給が下げられ低速回転に移行するので、過負荷による焼損等のおそれを未然に防止することができる。
【００２１】
以上のように、電流検出手段３９により検出された電圧がしきい値Ｖ１より高いか低いかにより、制御手段４０により清掃体用制御素子４２に与える制御信号を変化させ、清掃体モータ２３に与える電圧を切り替えて、回転清掃体１８の回転数を調整しているものである。これにより、じゅうたんのように回転清掃体１８の摩擦抵抗が大きい床面の場合は、回転数を低く抑えて吸込口１９による塵埃の吸引を充分に行い、フローリングなどの回転清掃体１８の摩擦抵抗が少なく床磨きが必要な床面の場合は、回転数を増やして艶出し効果などを高めることができる。また、畳のような比較的摩擦抵抗の少ない床面の場合には、床磨部材３３による汚れの拭き取り効果を増すためにじゅうたんとフローリングとの中間的な速度の回転となるように、制御手段４０から清掃体用制御素子４２に制御信号を送信することも可能である。
【００２２】
上記の実施例においては、電流検出手段３９からなる被清掃面判別手段により被清掃面の種類を判断したが、この被清掃面判別手段は、これに限らず床面からの反射光の強弱によりじゅうたんかフローリングかを判断する被清掃面判別手段や、自重で床面に向かって出没可能な剛球を吸込口体１３に取り付け、この剛球が床面に沈み込む量によってじゅうたんかフローリングかを判断する被清掃面判別手段であっても良いものである。このように、いずれの被清掃面判別手段であっても、その結果を反映する制御手段によって清掃体モータ２３の回転数を調整することができる。
【００２３】
また、前記清掃部材２１は、ブレード３０と起毛布を有する床磨部材３３とから構成したが、これらに限らずブレード３０を設けずに全てを磨き部材である床磨部材３３で構成することや、一部の床磨部材３３に研磨剤や光沢発生剤を含浸させることもできる。さらに、被清掃面は床面に限らず、例えば窓ガラス面や壁面であっても良い。
【００２４】
さらに吸込口体１３は、吸込ホース７や延長管１１を介して掃除機本体１に接続したが、これに限らずスティックタイプなど手持の縦型掃除機や、無人で自由に移動して清掃を行うロボットクリーナの場合は、直接掃除機本体に接続することができる。また、１軒の家屋の機械室などに設けた掃除機本体に電動送風機および集塵室を設け、これらに連通接続した配管を各部屋の壁に埋設して、この各部屋の配管に吸込ホース、延長管、吸込口体を順次接続して清掃を可能にするような、セントラルクリーナ方式の電気掃除機にもこの発明が適用できるものである。なお、この集塵室は、掃除機本体に設けずに、配管と吸込ホース、または吸込ホースと延長管との間に着脱自在に取り付けるようにすれば、一部屋掃除の後に集塵室を取り外して、容易に内部に収集された塵埃を廃棄することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による１実施例の電気掃除機の斜視図である。（実施例１）
【図２】図１に示す電気掃除機の吸込口体から上ケースを外した斜視図である。
【図３】図２に示す吸込口体の断面図である。
【図４】図１に示す電気掃除機の電気回路の機能ブロック図である。
【図５】図４に示す電流検出手段の出力電圧に基づく説明図である。
【図６】図１に示す電気掃除機の制御状態のフローチャートである。
【符号の説明】
【００２６】
１ 掃除機本体
３ ケース体（集塵室）
９ 手元操作部
１３ 吸込口体
１８ 回転清掃体
２３ 清掃体モータ
３３ 床磨部材（磨き部材）
３９ 電流検出手段（被清掃面判別手段）
４０ 制御手段
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３５６２
【氏名又は名称】東芝テック株式会社
【住所又は居所】東京都品川区東五反田二丁目１７番２号
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| 【出願日】 |
平成１５年１２月５日（２００３．１２．５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０７９２８
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 正則
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| 【公開番号】 |
特開２００５−１６０９５８（Ｐ２００５−１６０９５８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１７年６月２３日（２００５．６．２３） |
| 【出願番号】 |
特願２００３−４０７８０２（Ｐ２００３−４０７８０２） |
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