JP2004033628A

JP2004033628A - 電気掃除機

Info

Publication number: JP2004033628A
Application number: JP2002197755A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Ikegami; 池上　達也
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2002-07-05
Filing date: 2002-07-05
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】壁等の障害物が吸込口体の前進方向にあっても、吸込口体が駆動輪の前進移動力により障害物に衝突するのを回避できる電気掃除機を提供すること。
【解決手段】この電気掃除機は、下面に吸込開口１６が開口する吸込口体８と、吸込口体８に取り付けられて吸込口体８の下面から下方に突出する駆動輪１９と、駆動輪１９を前進回転又は後退回転させる駆動モータ２２を有する。また、この電気掃除機は、吸込口体８の前進・後退を検出する移動方向検出手段３２と、前記吸込口体に設けられて前進方向にある障害物を非接触で検出する非接触検出手段（障害物センサ４１〜４３）と、前記吸込口体８の前進操作又は後退操作が前記移動方向検出手段３２により検出されたとき、前記駆動輪１９を前進回転又は後退回転させるように前記駆動モータ２２を回転制御し、前記非接触検出手段（障害物センサ４１〜４３）が障害物を検出したとき前記駆動モータ２２を停止させる制御手段（制御回路４４）を備える。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、吸込口体の前進操作又は後退操作の補助を吸込口体に設けた駆動輪により行うようにした電気掃除機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電気掃除機には、集塵室及びこの集塵室に吸込負圧を作用させる電動送風機が設けられた掃除機本体と、この集塵室に接続された集塵ホースと、集塵ホースの自由端部に取り付けられた手元操作パイプと、手元操作パイプに接続された延長管と、延長管に接続された吸込口体を備えるものがある。
【０００３】
また、この種の電気掃除機としては、絨毯等を掃除する際の吸込口体の移動を補助するために、駆動モータにより回転駆動される駆動輪を吸込口体の底壁に装着すると共に、この吸込口体の前進操作又は後退操作を検出する移動方向検出手段を設けて、前記移動方向検出手段からの検出信号により前記駆動モータの回転方向の制御を制御手段により行う様にしたものが知られている。
【０００４】
しかも、この電気掃除機では、手元操作パイプを掴んで吸込口体を延長管を介して前側に押すと、この吸込口体が前進移動させられ、この前進移動が移動方向検出手段により検出される。そして、制御手段は、この前記吸込口体の前進操作が移動方向検出手段により検出されたときに、前記駆動モータを制御して前記駆動輪を前進回転させ、駆動輪により吸込口体に前進移動させることにより、前記手元操作パイプによる吸込口体の前進移動の補助を行う様になっている。
【０００５】
一方、手元操作パイプを掴んで吸込口体を延長管を介して後側に引くと、この吸込口体が後退移動させられ、この後退移動が移動方向検出手段により検出される。そして、制御手段は、この前記吸込口体の後退操作が移動方向検出手段により検出されたときに、前記駆動モータを制御して前記駆動輪を後退回転させ、駆動輪により吸込口体に後退移動させることにより、前記手元操作パイプによる吸込口体の後退移動の補助を行うようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この様な電気掃除機においては、駆動輪による吸込口体の前進移動時に、吸込口体を例えば壁等の障害物の近くまで移動させて清掃しようとした場合、吸込口体が駆動輪の前進移動力により壁に衝突することがある。この場合には、この衝撃力が手元操作パイプから使用者の手に伝わり、使用者に不快感を与えたり、或いは壁等の障害物を損傷したり、吸込口体内に制御回路のＰＣ基板等がある場合には、このＰＣ基板等に取り付けられる抵抗器やコンデンサ等の電子部品の脚（端子）等に無理な力が衝撃的に作用したりする虞があった。
【０００７】
そこで、この発明は、例えば壁等の障害物が吸込口体の前進方向にあっても、吸込口体が駆動輪の前進移動力により障害物に衝突するのを回避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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、この発明の電気掃除機は、下面に吸込開口が開口する吸込口体と、前記吸込口体に取り付けられて前記吸込口体の下面から下方に突出する駆動輪と、前記駆動輪を前進回転又は後退回転させる駆動モータと、前記吸込口体の前進・後退を検出する移動方向検出手段と、前記吸込口体に設けられて前進方向にある障害物を非接触で検出する非接触検出手段を備えている。また、この電気掃除機は、前記吸込口体の前進操作又は後退操作が前記移動方向検出手段により検出されたとき、前記駆動輪を前進回転又は後退回転させるように前記駆動モータを回転制御し、前記非接触検出手段が障害物を検出したとき前記駆動モータを停止させる制御手段を備えている。
【０００９】
また、前記制御手段は、前記非接触検出手段が障害物を検出している状態において、前記移動方向検出手段が前記吸込口体の後退操作を所定時間以上検出したとき、前記駆動輪を後退回転させるように前記駆動モータを作動制御する様にすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［構成］
図１において、１は掃除機本体である。この掃除機本体１内には、集塵室２が形成されていると共に、集塵室２内に吸込負圧を作用させる電動送風機３が内蔵されている。４は集塵室２内に配設された集塵袋（集塵フィルタ）としての紙パックフィルタ、５は集塵ホースである。
【００１１】
この集塵ホース５は、一端部が掃除機本体１に接続されて紙パックフィルタ４に連通している。また、この集塵ホース５の他端部には手元操作パイプ６が取り付けられ、手元操作パイプ６には延長管７を介して吸込口体８が接続されている。６ａは手元操作パイプ６の操作用の握り部である。
【００１２】
９は手元操作パイプ６に設けられた操作パネル、１０〜１２は操作パネル９に設けられたスイッチで、スイッチ１０は電源ＯＦＦ用の「切り」スイッチである。また、スイッチ１１は、電源をＯＮさせると共に、押す毎に吸込風量を「中」と「弱」との間で切り換えるスイッチである。更に、スイッチ１２は電源をオンさせると共に吸込風量を「強」とさせるスイッチである。
【００１３】
また、吸込口体８は、左右に延びる吸込口本体１３と、吸込口本体１３の後縁部の左右方向中央部に前後方向軸線を中心に回転可能に取り付けられた回転管（回転リング即ち環状体）１４と、この前後方向軸線と直交（交差）する軸線を中心に回転可能に回転管１４に保持された接続パイプ１５を有する。尚、吸込口体８の接続パイプ１５は延長管７に接続されている。
【００１４】
この吸込口本体１３の底壁１３ａの下面には、図２に示したように、吸込口本体１３内の吸込室（詳細図示せず）の吸込開口１６が左右に向けて開口している。この吸込室には、吸込開口１６に沿って左右に延びる回転清掃体１７が配設されている。この回転清掃体１７は、回転軸１７ａに可撓性のあるブレード１７ｂを螺旋状に突設したものである。
【００１５】
また、吸込口本体１３内の前後方向中央には、左右に延び且つ底壁１３ａに回転自在に保持された回転軸１８が配設さている。この回転軸１８には、長手方向間隔をおいて配設した駆動輪１９，１９が取り付けられている。この駆動輪１９，１９は、吸込開口１６に隣接して底壁１３ａの左右の部分に形成した駆動輪挿通孔２０，２０から下方に突出させられている。
【００１６】
更に、吸込口本体１３内には、回転清掃体駆動用の駆動モータ（駆動手段）２１及び駆動輪駆動用の駆動モータ（駆動手段）２２が取り付けられている。この駆動モータ２１の回転は動力伝達手段２３を介して回転清掃体１７に伝達されるようになっていると共に、駆動モータ２２の回転は動力伝達手段２４を介して回転軸１８に伝達されるようになっている。
【００１７】
この動力伝達手段２３は、駆動モータ２１の出力軸２１ａに取り付けられたプーリ２５と、回転清掃体１７の回転軸１７ａに取り付けられたプーリ２６と、プーリ２５，２６に掛け渡されたベルト２７を有する。この駆動モータ２１の回転は、プーリ２５，ベルト２７，プーリ２６を介して回転清掃体１７の回転軸１７ａに伝達されて、回転清掃体１７が回転させられる。
【００１８】
また、動力伝達手段２４は、駆動モータ２２の出力軸２２ａに取り付けられたプーリ２８と、回転軸１８の端部に取り付けられたプーリ２９と、プーリ２８，２９に掛け渡されたベルト３０を有する。この駆動モータ２２の回転は、プーリ２８，ベルト３０，プーリ２９を介して回転軸１８に伝達されて、駆動輪１９，１９が回転させられる。
【００１９】
更に、吸込口本体１３の底壁１３ａには、凹部３１が形成されていると共に、吸込口体８の前進・後退を検出する移動方向検出手段３２が取り付けられている。この移動方向検出手段３２は、凹部３１内に左右に向けて配設され且つ底壁１３ａに回転自在保持された回転軸３３と、回転軸３３に一体に設けられ且つ凹部３１に配設された検出ローラ３４を有する。この回転軸３３の一端部は吸込口本体１３内に配設されている。また、検出ローラ３４は、凹部３１から下方に即ち底壁１３ａの下面から下方に突出している。この検出ローラ３４の下方への突出量と駆動輪１９の下方への突出量は略同じに設定されている。
【００２０】
しかも、移動方向検出手段３２は、吸込口本体１３内に配設され且つ回転軸３３の一端部に固定された回転円板３５と、回転円板３５を挟む位置に配設された発光素子３６及び受光素子３７を有する。そして、回転円板３５には半径方向に延びる多数のスリット（図示せず）が形成されていて、発光素子３６からの光をスリットを介して受光素子３７で受光することにより、受光素子３７からの光検出信号から回転円板３５の回転方向が検出できるようになっている。この構成には周知の構成が採用できるので、その詳細な説明は省略する。
【００２１】
３８，３８は吸込口本体１３の前縁部の両側部に取り付けられた前輪、３９，３９は吸込口本体１３の後縁部に取り付けられた後輪である。そして、前輪３８，３８及び後輪３９，３９を介して吸込口本体１３を畳やフローリング等の清掃面に載置したときには、駆動輪１９及び検出ローラ３４が清掃面から上方に僅かに離れた状態となっている。また、吸込口本体１３を絨毯等の清掃面に載置したときには、駆動輪１９及び検出ローラ３４が清掃面に接触する様になっている。
【００２２】
更に、吸込口本体１３の前面には、図１，図３に示したように、前進方向にある障害物を非接触で検出する非接触検出手段４０が設けられている。この非接触検出手段４０には、レーザー光を用いた多数（本実施例では３つ）の障害物検出センサ（非接触式センサ）４１，４２，４３が用いられている。この障害物検出センサ４１，４３は吸込口本体１３の前面の両側部に設けられ、障害物検出センサ４２は吸込口本体１３の前面の左右方向の中央部に設けられている。尚、障害物検出センサ４１〜４３には、超音波等を用いて障害物を検出するようにした非接触式センサを用いることもできる。
【００２３】
また、図４の演算制御回路４４には、上述したスイッチ１０〜１２からのＯＮ・ＯＦＦ信号、移動方向検出手段３２の受光素子３７からの移動方向検出信号（回転方向検出信号）、障害物検出センサ４１〜４３からの検出信号が入力されるようになっている。そして、この演算制御回路４４は、電動送風機３および駆動モータ２１，２２を作動制御するようになっている。尚、吸込口本体１３内には、駆動モータ２１，２２の電源回路を含む制御回路のＰＣ基板（図示せず）が設けられるが、その図示は省略する。そして、演算制御回路４４は、この吸込口本体１３内の制御回路（図示せず）を介して駆動モータ２１，２２の駆動制御を行うようになっている。この構成には周知の構成が採用できるので、その説明は省略する。
［作用］
次に、この様な構成の電気掃除機の作用を図５のフローチャートを用いて説明する。
ステップＳ１
この様な構成において、スイッチ１１又はスイッチ１２を押すと、ステップＳ１において電動送風機３が作動させられステップＳ２に移行する。この際、電動送風機３の吸込負圧が集塵室２，集塵ホース５，手元操作パイプ６及び延長管７を介して吸込口体８作用する。
【００２４】
そして、この吸込負圧により塵埃がエアと共に吸込開口１６から吸込口体８の吸込口本体１３内に吸い込まれる。この吸い込まれた塵埃及びエアは、延長管７，手元操作パイプ６及び集塵ホース５を介して集塵室２内の紙パックフィルタ４内に流入する。この流入した塵埃は紙パックフィルタ４に補足される一方、流入したエアは、紙パックフィルタ４内を透過して電動送風機３内に吸い込まれ、電動送風機３内を冷却した後、図示しない排気出口から排気される。
【００２５】
この様な状態において、手元操作パイプ６の握り部６ａを掴んで吸込口体８を前後移動操作することにより、清掃面の清掃を行う。この清掃面が畳やフローリング等の清掃面の場合には、回転清掃体１７及び検出ローラ３４が清掃面に接することはない。
【００２６】
また、清掃面が絨毯等の清掃面である場合、前輪３８及び後輪３９が絨毯内に沈んで回転清掃体１７及び検出ローラ３４が清掃面に接することになる。
ステップＳ２
このステップにおいて演算制御回路４４は、吸込口体８が絨毯等の清掃面上に載置されて前進操作がされ、吸込口体８に設けた移動方向検出手段３２の検出ローラ３４が前進回転させられているか否かを受光素子３７の検出信号から判断する。
【００２７】
即ち、演算制御回路４４は、受光素子３７が吸込口体８の前進時の検出ローラ３４の回転方向と一致する回転方向の信号を検出しているか否かを判断する。
【００２８】
この判断において演算制御回路４４は、受光素子３７が吸込口体８の前進時の検出ローラ３４の回転方向と一致する回転方向の信号を検出している場合に、吸込口体８が前進操作させられていると判断してステップＳ３に移行する。
【００２９】
また、演算制御回路４４は、受光素子３７が吸込口体８の前進時の検出ローラ３４の回転方向と一致する回転方向の信号を検出していない場合に、吸込口体８が前進操作させられていないと判断してステップＳ７に移行する。
ステップＳ３
このステップにおいて演算制御回路４４は、駆動モータ２１を作動制御して、回転清掃体１７を検出ローラ３４の回転方向と同じ方向となるように回転させて、清掃面の塵埃を後上方に向けて掻き上げさせ、ステップＳ４に移行する。
ステップＳ４
このステップにおいて演算制御回路４４は、駆動モータ２２を作動制御して、駆動輪１９，１９の回転が回転清掃体１７及び検出ローラ３４の回転方向と同じ方向となるように回転させて、ステップＳ５に移行する。この駆動輪１９，１９は、絨毯に接触して吸込口体８を前進する方向に駆動させる。従って、使用者が手元操作パイプ６の握り部６ａを掴んで前進操作する際の、前進操作力が非常に軽くなり、掃除がし易くなる。
ステップＳ５
このステップにおいて演算制御回路４４は、吸込口体８が壁等の障害物に対して所定距離（たとえば５〜１０ｃｍ）に接近したか否かを、障害物センサ４１〜４３からの検出信号から判断する。この際、障害物センサ４１〜４３は、壁等の障害物に対して所定距離、たとえば５〜１０ｃｍに接近したときに障害物検出信号を出力するようすることもできる。また、障害物センサ４１〜４３は障害物までの距離を検出していて、演算制御回路４４が障害物センサ４１〜４３からの検出信号に基づいて吸込口体８が障害物に対して所定距離、たとえば５〜１０ｃｍに接近したか否かを判断するようにすることもできる。
【００３０】
そして、演算制御回路４４は、障害物センサ４１〜４３からの検出信号に基づいて、吸込口体８が壁等の障害物に対して所定距離（たとえば５〜１０ｃｍ）に接近した判断した場合にステップＳ６に移行し、吸込口体８が壁等の障害物に対して所定距離（たとえば５〜１０ｃｍ）に接近していない場合にステップＳ１に戻ってループする。
【００３１】
尚、３つの障害物センサ４１，４３を吸込口本体１３の前縁の両側部に設けることで、吸込口本体１３の前縁が壁等に対して傾斜した状態で壁等に接近しても、障害物センサ４１，４３のうち最も接近した側のものが壁等を検出することができる。
ステップＳ６
このステップにおいて演算制御回路４４は、駆動モータ２２の作動を停止させて、駆動輪１９の回転を停止させ、ステップＳ７に移行する。この駆動輪１９の停止により、吸込口体８の前進操作力が急に重くなり、吸込口体８を壁等の障害物に対して前進移動させる移動速度が遅くなる。この結果、吸込口体８が壁等の障害物に対して強い力で衝突するようなことを回避できる。
【００３２】
この状態では、吸込口体８を前後に微小移動させることにより、壁際の絨毯の塵埃を吸い込むことができる。この際、回転清掃体１７は駆動モータ２１により回転駆動させられているので、絨毯等の清掃面の塵埃が掻き上げられて吸込口体８内に吸い込まれる。
【００３３】
しかも、吸込口体８と壁等の障害物との距離が所定距離の範囲内（５ｃｍの範囲内又は１０ｃｍの範囲内）において、吸込口体８を１秒程度の間隔（駆動輪１９を作動させるに必要な時間よりも短い時間間隔）で前後に微動させたとき、検出ローラ３４が前後に回転させられて受光素子３７からの検出信号にが変化しても、この受光素子３７からの検出信号を受ける演算制御回路４４は駆動モータ２２を停止させた状態を維持して、駆動輪１９の回転を停止させた状態とする
。
ステップＳ７
このステップにおいて演算制御回路４４は、吸込口体８が所定時間（例えば２秒以上）だけ（又は所定距離だけ＝例えば１０ｃｍ以上）後退操作され、吸込口体８に設けた移動方向検出手段３２の検出ローラ３４が後退回転させられているか否かを受光素子３７の検出信号から判断する。
【００３４】
即ち、演算制御回路４４は、受光素子３７が吸込口体８の後退時の検出ローラ３４の回転方向と一致する回転方向の信号を所定時間（例えば２秒以上）だけ（或いは所定回転数だけ）検出しているか否かを判断する。
【００３５】
この判断において演算制御回路４４は、受光素子３７が吸込口体８の後退時の検出ローラ３４の回転方向と一致する回転方向の信号を所定時間（又は所定回転数＝所定距離に対応）だけ検出している場合に、吸込口体８が手元操作パイプ６の握り部６ａを握っている作業者により後退操作させられていると判断してステップＳ８に移行する。
【００３６】
また、演算制御回路４４は、受光素子３７が吸込口体８の後退時の検出ローラ３４の回転方向と一致する回転方向の信号を所定時間（又は所定回転数）だけ検出していない場合に、吸込口体８が後退操作させられていないと判断してステップＳ１に移行し、ループする。
ステップＳ８
このステップにおいて演算制御回路４４は、駆動モータ２１を逆転させて回転清掃体１７を逆転させ、ステップＳ９に移行する。
ステップＳ９
このステップにおいて演算制御回路４４は、駆動モータ２２を逆転させて駆動輪１９を逆転させ、ステップＳ１０に移行する。これにより、駆動輪１９，１９が吸込口体８を後退する側に駆動するので、作業者は握り部６ａを掴んで吸込口体８を軽い力で後方に引くことができる。
ステップＳ１０
このステップにおいて演算制御回路４４は、スイッチ１０が押されて電源ＯＦＦ操作がされた否かを判断し、押されていなければステップＳ１に戻ってループし、押されていれば電源をＯＦＦして電動送風機３を停止させ終了する。
【００３７】
以上説明したように、この発明の実施の形態の電気掃除機は、下面に吸込開口１６が開口する吸込口体８と、吸込口体８に取り付けられて吸込口体８の下面から下方に突出する駆動輪１９と、駆動輪１９を前進回転又は後退回転させる駆動モータ２２を有する。また、この電気掃除機は、吸込口体８の前進・後退を検出する移動方向検出手段３２と、前記吸込口体に設けられて前進方向にある障害物を非接触で検出する非接触検出手段（障害物センサ４１〜４３）と、前記吸込口体８の前進操作又は後退操作が前記移動方向検出手段３２により検出されたとき、前記駆動輪１９を前進回転又は後退回転させるように前記駆動モータ２２を回転制御し、前記非接触検出手段（障害物センサ４１〜４３）が障害物を検出したとき前記駆動モータ２２を停止させる制御手段（制御回路４４）を備える。
【００３８】
この発明の実施の形態によれば、駆動輪１９による吸込口体８の前進動時に、吸込口体８を例えば壁等の障害物の近くまで移動させて清掃しようとした場合でも、吸込口体８が壁に対して所定距離になると、例えば吸込口体８が壁に対して５〜１０ｃｍの範囲に近づくと、駆動輪１９の前進駆動が停止させられるので、吸込口体８が駆動輪１９の前進移動力により壁に衝突することを回避できる。
【００３９】
この結果、壁等の障害物が吸込口体８の前進方向にあっても、吸込口体８が駆動輪１９の前進移動力により障害物に衝突するのを回避できる。この場合、障害物が壁である場合、壁を損傷したりするのが回避できる。
【００４０】
また、本実施例の場合、吸込口体８内に駆動モータ２１，２２の電源回路を有する制御回路のＰＣ基板（図示せず）が設けられるが、このＰＣ基板等に取り付けられる抵抗器やコンデンサ等の電子部品の脚（端子）等に無理な力が衝撃的に作用するのを未然に回避できる。
【００４１】
また、この発明の実施の形態の電気掃除機の制御手段（演算制御回路４４）は、前記非接触検出手段（障害物センサ４１〜４３）が障害物を検出している状態において、前記移動方向検出手段３２が前記吸込口体８の後退操作を所定時間以上（例えば２秒以上）検出したとき、前記駆動輪１９を後退回転させるように前記駆動モータ２２を作動制御する様になっている。
【００４２】
従って、吸込口体８を所定時間よりも短い時間で前後操作することにより、駆動輪１９が停止している状態で、障害物の付近の清掃を行うことができる。そして、吸込口体８を所定時間以上、例えば２秒以上後方に引っ張って後退移動させることにより、制御手段（演算制御回路４４）は移動方向検出手段３２からの検出信号に基づいて駆動モータ２２を作動制御して、駆動輪１９を後退回転させる。
【００４３】
【発明の効果】
この発明は、以上説明した様に構成したので、壁等の障害物が吸込口体の前進方向にあっても、吸込口体が駆動輪の前進移動力により障害物に衝突するのを回避できる。この結果、壁等の障害物を損傷したり、或いは吸込口体を損傷したり、吸込口体内の制御回路にダメージを与えたりするのを未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る電気掃除機の概略斜視図である。
【図２】図１に示した吸込口体の面図である。
【図３】図１の吸込口体の正面図である。
【図４】図１〜図３の電気掃除機の制御回路図である。
【図５】図２の駆動輪の駆動制御のためのフローチャートである。
【符号の説明】
８・・・吸込口体
９・・・駆動輪
１６・・・吸込開口
２２・・・駆動モータ
３２・・・移動方向検出手段
４１〜４３・・・障害物センサ（非接触検出手段）
４４・・・演算制御回路（制御手段）

Claims

下面に吸込開口が開口する吸込口体と、
前記吸込口体に取り付けられて前記吸込口体の下面から下方に突出する駆動輪と、
前記駆動輪を前進回転又は後退回転させる駆動モータと、
前記吸込口体の前進・後退を検出する移動方向検出手段と、
前記吸込口体に設けられて前進方向にある障害物を非接触で検出する非接触検出手段と、
前記吸込口体の前進操作又は後退操作が前記移動方向検出手段により検出されたとき、前記駆動輪を前進回転又は後退回転させるように前記駆動モータを回転制御し、前記非接触検出手段が障害物を検出したとき前記駆動モータを停止させる制御手段を備えることを特徴とする電気掃除機。
前記制御手段は、前記非接触検出手段が障害物を検出している状態において、前記移動方向検出手段が前記吸込口体の後退操作を所定時間以上検出したとき、前記駆動輪を後退回転させるように前記駆動モータを作動制御することを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。