JP2012024188A - 電気掃除機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電動送風機9を内蔵した電気掃除機本体5と、電気掃除機本体5に一端が取り付けられたホース4と、ホース4の他端に取り付けられた手元ホース3と、手元ホース3に取り付けられホース4に連通する延長パイプ2と、延長パイプ2に取り付けられた吸込具1とを有する電気掃除機において、手元ホース4に設けられ手元ホース4における振動を検出する掃除状態検出センサ部31と、掃除状態検出センサ部31の出力に基づいて電動送風機9を制御する制御手段29とを備え、掃除状態検出センサ部31は、手元ホース4の筐体に対し弾性体56を介して支持されるとともに、弾性体56の弾性定数が手元ホース3の筐体の弾性定数よりも小さいものである。
【選択図】図7
Description
[電気掃除機の構成]
図1はこの発明に係る電気掃除機の外観斜視図である。図1に示すように、電気掃除機100は、吸込具1と、延長パイプ2と、手元ホース3と、ホース4と、掃除機本体5とを備えている。吸込具1は、床面上等の塵埃を空気とともに吸い込む。床面やじゅうたん等の被掃除面の塵埃をかきあげる回転ブラシ(図示せず)と、この回転ブラシを駆動するブラシモータである電動機19を内蔵している。回転ブラシには被掃除面に接触し塵埃をかきあげる植毛(図示せず)がある。回転ブラシはベルトなどを介して、電動機19により駆動される。
次に、この発明の要部である掃除状態検出センサについて図4から図8を用いて説明する。
図4はこの発明の実施の形態1に係る手元ホース3を示す外観斜視図、図5は図4の縦断面図で、手元ホース3は、接続管51と、握り部52と、蓋部53から成っている。接続管51は、ホース4が接続されるホース接続部51aと、延長パイプ2が接続される延長パイプ接続部51bから成り、54は縦割りに2分割されたホースカバーである。掃除状態検出センサ32は、手元ホース3に内蔵される。
図5、図6、図7、に示すように、掃除状態検出センサ32が搭載された掃除状態検出基板58は、掃除状態検出センサ32が搭載される面の反対側(裏面)に、支持壁59(ダンパー手段の一部)と紙面と直交する方向(Z方向)に摺動可能に当接する。また、掃除状態検出基板58は、下端を接続管51から蓋部53側に突出した下押さえリブ55(ダンパー手段の一部、案内壁)の段部底面55a及び段部側面55bとZ方向に摺動可能に当接し、上端をたとえばウレタンなどの弾性体を材料とした上押さえ保持具56(弾性体)によって支持されている。下押さえリブ55及び支持壁59は、掃除状態検出基板58に対し、掃除状態検出基板58の動く速度に比例した摩擦力が生じ、掃除状態検出基板58の動きを抑制するダンパー手段である。上押さえ保持具56は、手元ホース3の筐体の一部を構成する蓋部53から接続管51側に突出した上押さえリブ57によって(上押さえリブ57を介して)支持されている。上押さえ保持具56は掃除状態検出基板58または上押さえリブ57のどちらか一方あるいは両方と両面テープなどによって粘着しても良い。
図11はこの発明の実施の形態1に係わる電気掃除機の回路構成図である。
本実施の形態の電気掃除機は、電気掃除機本体5、手元ホース3+ホース4、延長パイプ2、吸込具1の4つのブロックで構成されている。
SW1は、電動機19の切、入を行うスイッチである。SW2は、この発明の掃除動作の中断状態、掃除動作の再開状態を検出して、掃除動作中断中に不要な電力供給を抑制するように電動送風機9と電動機19を制御するECOモード動作スイッチである。ECOモード動作スイッチには、ECO強モードとECO弱モードがあり、スイッチの押下により切り替え可能である。ECO強モードは、掃除動作時は消費電力約1000Wで運転し、掃除動作中断を検出すると、消費電力を約100Wにパワーダウンするとともに電動機19を停止させる。また、掃除動作中断検出状態(消費電力約100W)から掃除動作再開状態を検出すると、消費電力を約1000Wにパワーアップするとともに電動機19を回転させる。SW3は、この発明の掃除動作の中断状態、掃除動作の再開状態を検出しないで、電動送風機9と電動機19を制御する標準モード動作スイッチである。標準モード動作スイッチには、標準強モードと標準弱モードがあり、スイッチの押下により切り替え可能である。標準強モードは、消費電力が約1000W一定で運転し、電動機19を回転させる。標準強モードは、消費電力約500W一定で運転し、電動機19を回転させる。SW4は、電動送風機9と電動機19の停止を行うスイッチである。
掃除状態検出センサ32の二つの電極37、38が可動接片40を介して接続されると、掃除状態検出センサ32に直列に接続される抵抗R5と操作スイッチ8側の並列抵抗とが並列に接続される。そして、これらの並列合成抵抗と掃除機本体5側に設けられる抵抗R4とで、定電圧電源28が供給する直流電圧を分圧した電圧がコンパレータCPとマイクロコンピュータ29へ供給される。
電気掃除機100を使用する際には、集塵部接続口15と集塵部流入口21とを接続するとともに、本体流入口17と集塵部流出口22とを接続するようにして集塵部20を本体ケース10の上面に載置し、集塵部固定部23と集塵部固定穴18とにより集塵部20を本体ケース10に固定する。そして、操作スイッチ8を操作して本体ケース10内に収容された電動送風機9を駆動させると、電動送風機9の吸引力により吸引された含塵空気は、ホース接続口13を経て本体パイプ14に侵入し、集塵部接続口15と集塵部流入口21を経て集塵部20に取り込まれる。集塵部20に取り込まれた空気に含まれる塵埃は、集塵部20に捕集される。集塵部20で塵埃を捕集された後の空気は、集塵部流出口22と本体流入口17を通って本体ケース10内に侵入し、1次フィルター41及び2次フィルター42を通過する。このとき、空気に含まれる微細な塵埃が1次フィルター41及び2次フィルター42に捕集される。1次フィルター41及び2次フィルター42を通過した空気は、電動送風機9に達し、さらに図示しない内部通路を経て排気孔16から排気される。集塵部20に塵埃が溜まった場合には、集塵部20を本体ケース10から取り外して溜まった塵埃を廃棄する。
md2Z/dt2=−μdZ/dt−kZ+F (式1)
左辺は質点の質量mとZの時間tに関する2階微分の積、右辺第1項は摩擦力であり、、質点の速度(Zの時間tに関する1階微分)と摩擦係数との積、右辺第2項は復元力であり、質点の平衡点からのZ方向の変位と弾性定数との積、右辺第3項は振動を表す外力であり、正弦的に変化する周期的な力である。
d2Z/dt2+2bdZ/dt+(ω0)2Z=F0cos(pt) (式2)
ここで、
2b=μ/m (式3)
(ω0)2=k/m (式4)
F=mF0cos(pt) (式5)
である。式5に示すように、外力Fは角周波数p(外力Fの周波数の2π倍)の正弦的に変化する振動とする。
Z=Aexp(−bt)cos(ωt+α)+Bcos(pt−β) (式6)
ここで、
ω2=(ω0)2−b2 (式7)
B=F0/√((ω0)2−p2)2+(2bp)2) (式8)
tan(β)=2bp/((ω0)2−p2) (式9)
である。式6の右辺第1項のexpは、eを底とする指数関数を表す。
実施の形態1と同じ部分には同じ符号を付し、説明を省略する。
図13は、実施の形態2に係る手元ホース3の縦断面図である。実施の形態1では、掃除状態検出基板58はZ方向に往復移動可能に配設されていたが、実施の形態2では、手元ホース3の筐体に弾性体を介して回転軸72に枢支される。したがって、掃除動作に伴う前後方向(Z方向)の動きに対し、掃除状態検出基板58は、回転軸72の周りにYZ面内で揺動する。YZ面内で揺動するので、掃除状態検出基板58の前後方向(Z方向)の動きを感度よく検出できる。
図14(a)は、回転軸72が手元ホース3の筐体に固定されてX方向に設けられる。回転軸72の周りに、手元ホース3の筐体の弾性定数よりも小さい弾性定数を有する軸カバー72a(弾性体)を設ける。この軸カバー72aの外周が、掃除状態検出基板58に設けた軸受72cを枢支する。このように、掃除状態検出センサ部は、手元ホースの筐体に対し弾性体を介して枢支されるとともに、弾性体の弾性定数が手元ホースの筐体の弾性定数よりも小さいので、実施の形態1で説明したのと同様に、高い周波数の外力である掃除動作中断中の振動は、回転軸カバーで吸収され、掃除状態検出基板58及び掃除状態検出センサ32に伝わりにくくなる。その結果、掃除中の動作に伴わない振動の検出を抑制することができる。掃除動作時の手元ホースにおける振動よりも高い周波数の振動である掃除動作中断中の振動の検出を抑制することができる。
実施の形態1及び実施の形態2では、手元ホースの内部に1つ備えていたが、実施の形態3では、図15に示すように、掃除状態検出センサを2個備え、それぞれの掃除状態検出センサの対向する電極の方向(X方向)が互いに直交するように配置したものである。
。
6 車輪、7 電源コード、8 操作スイッチ、9 電動送風機、10 本体ケース、
11 下ケース、12 上ケース、13 ホース接続口、14 本体パイプ、
15 集塵部接続口、16 排気孔、17 本体流入口、18 集塵部固定穴、
19 電動機、20 集塵部、21 集塵部流入口、22 集塵部流出口、
23 集塵部固定部、24 商用電源、25 15Aヒューズ、26 4Aヒューズ、
27 直流12V電源、28 定電圧電源、29 マイクロコンピュータ(制御手段)、30 接続部品、31 掃除状態検出センサ部、32 掃除状態検出センサ、
33 掃除状態検出手段、34 本体駆動用トライアック、
35 電動機駆動用トライアック、36 安全スイッチ、37 電極、
37a 電極側面部、37b 電極側面部、37c 電極平面部、37d リード線、
38 電極、38a 電極側面部、38b 電極側面部、38c 電極平面部、
38d リード線、39 モールド、40 可動接片(可動体)、
41 1次フィルター、42 2次フィルター、51 接続管、51a ホース接続部、
51b 延長パイプ接続部、52 握り部、53 蓋部、54 ホースカバー、
55 下押さえリブ(ダンパー手段の一部、案内壁)、55a 段部下面、
55b 段部側面、56 上押さえ保持具(弾性体)、57 上押さえリブ、
58 掃除状態検出基板、59 支持壁(ダンパー手段の一部)、64 動作空間、
72 回転軸、72a 軸カバー、72b 軸カバー、72c 軸受、
73a 動作制限リブ(規制手段)、73b 動作制限リブ、100 電気掃除機。
Claims (8)
- 電動送風機を内蔵した電気掃除機本体と、
該電気掃除機本体に一端が取り付けられたホースと、
該ホースの他端に取り付けられた手元ホースと、
該手元ホースに取り付けられ前記ホースに連通する延長パイプと、
該延長パイプに取り付けられた吸込具とを有する電気掃除機において、
前記手元ホースに設けられ前記手元ホースにおける振動を検出する掃除状態検出センサ部と、
該掃除状態検出センサ部の出力に基づいて前記電動送風機を制御する制御手段とを備え、
前記掃除状態検出センサ部は、前記手元ホースの筐体に対し弾性体を介して支持されるとともに、前記弾性体の弾性定数が前記手元ホースの筐体の弾性定数よりも小さいことを特徴とする電気掃除機。 - 掃除状態検出センサ部は、手元ホースの筐体に対し弾性体を介して枢支されるとともに、前記弾性体の弾性定数が前記手元ホースの筐体の弾性定数よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の電気掃除機。
- 掃除状態検出センサ部は、電気掃除機の掃除動作中における手元ホースの動く方向に基づいて変位する可動体を有する掃除状態検出センサを備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電気掃除機。
- 電気掃除機の掃除動作中における手元ホースの動きに基づいた掃除状態検出センサ部の動きを抑制するダンパー手段を設けたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の電気掃除機。
- 電気掃除機の掃除動作中における手元ホースの動きに基づいた掃除状態検出センサ部の動きを規制する規制手段を設けたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の電気掃除機。
- 掃除状態検出センサ部は、両側で支持され一側が手元ホース内壁に設けられた案内壁と摺動可能に支持され、他側が弾性体によって支持され、
掃除状態検出センサは、
間隙をもって対向する電極と、
該電極と摺動可能または前記電極および電極周縁に連続した電極側面部によって形成される動作空間で転動可能で導電性を有する可動体である可動接片を有し、
前記電極は鉛直かつ電気掃除機の掃除動作中における手元ホースの動く方向に直交する方向に対向し、
前記動作空間は前記電極をそれぞれ底面と上面とする高さ方向よりも直径方向が長い略円筒状を成すことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の電気掃除機。 - 掃除状態検出センサ部は、電極の対向する方向と平行な軸によって揺動可能に枢支され、
該揺動運動は前記手元ホース内壁から突出した凸部によって制限され、
掃除状態検出センサは、
間隙をもって対向する電極と、
該電極と摺動可能または前記電極および電極周縁に連続した側面部によってできる動作空間で転動可能で導電性を有する可動体である可動接片を有し、
前記電極は鉛直かつ電気掃除機の掃除動作中における手元ホースの動く方向に直交する方向に対向し、
前記動作空間は前記電極をそれぞれ底面と上面とする高さ方向よりも直径方向が長い略円筒状を成すことを特徴とする請求項5に記載の電気掃除機。 - 掃除状態検出センサを2個備え、各掃除状態検出センサの電極の対向する方向が互いに直交するように配設したことを特徴とする請求項6または請求項7に記載の電気掃除機。
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JP2006277812A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Mitsubishi Electric Corp | データ記憶装置 |
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