JP5741632B2 - 塵埃検知装置及びこれを搭載した電気掃除機 - Google Patents

Description

この発明は、塵埃検知装置及びこれを搭載した電気掃除機に関するものである。

例えば、特許文献１においては、比重が変わらない塵埃モデルに基づいて塵埃の大きさを推定する塵埃検知装置を搭載した電気掃除機が提案されている。当該電気掃除機は、塵埃検知装置の推定結果に基づいて動作する。

特許第４６５４７９３号公報

しかしながら、実際の塵埃の比重は、塵埃の種類に応じて異なる。このため、特許文献１に記載のものにおいては、塵埃の種類の検知精度が低い。

この発明は、上述の課題を解決するためになされた。すなわち、この発明の目的は、塵埃の種類の検知精度を向上することができる塵埃検知装置及びこれを搭載した電気掃除機を提供することである。

この発明に係る塵埃検知装置は、塵埃が旋回する集塵容器の外側に設けられ、前記集塵容器内に向けて光を発し、当該光が前記集塵容器内の塵埃で反射した際に、反射した光を検知する検知部と、前記検知部に検知された光の状態に基づいて、塵埃の大きさと重量とを識別する識別部と、を備え、前記識別部は、反射した光のスポット径の値が第１閾値よりも小さくて反射した光の強度の値が第２閾値よりも大きい場合に当該塵埃は小さくて重いと判定し、反射した光のスポット径の値が前記第１閾値よりも小さくて反射した光の強度の値が前記第２閾値よりも小さい場合に当該塵埃は小さくて軽いと判定し、反射した光のスポット径の値が前記第１閾値よりも大きくて反射した光の強度の値が前記第２閾値よりも大きい場合に当該塵埃は大きくて重いと判定し、反射した光のスポット径の値が前記第１閾値よりも大きくて反射した光の強度の値が前記第２閾値よりも小さい場合に当該塵埃は大きくて軽いと判定する。

この発明に係る電気掃除機は、前記塵埃検知装置と、前記塵埃検知装置に識別された塵埃の大きさと重量とに基づいて動作するブロワモータ及び床ブラシモータの少なくとも一方と、を備えた。

この発明によれば、塵埃の種類の検知精度を向上することができる。

この発明の実施の形態１における電気掃除機の斜視図である。 この発明の実施の形態１における電気掃除機の本体の斜視図である。 この発明の実施の形態１における電気掃除機の本体から集塵ユニットを取り外した状態を示す斜視図である。 図２の平面Ａにおける断面図である。 この発明の実施の形態１における塵埃検知装置の配置を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１における塵埃検知装置の透視方向Ｂの透視図である。 この発明の実施の形態１における塵埃検知装置の平面Ｃにおける断面図である。 この発明の実施の形態１における塵埃検知装置の透視方向Ｂの透視図である。 この発明の実施の形態１における塵埃検知装置の平面Ｃにおける断面図である。 この発明の実施の形態１における塵埃検知装置の受光素子の受光状態を示す図である。 この発明の実施の形態１における塵埃検知装置が検出する塵埃が比較的大きい場合を示す図である。 この発明の実施の形態１における塵埃検知装置が検出する塵埃が比較的小さい場合を示す図である。 この発明の実施の形態１における塵埃検知装置の受光素子が出力する電圧信号を示す図である。 この発明の実施の形態１における塵埃検知装置が検出する塵埃の粒径とスポット径の関係を示す図である。 この発明の実施の形態１における塵埃検知装置が比較的遠くで塵埃を検出する場合を示す図である。 この発明の実施の形態１における塵埃検知装置が比較的近くで塵埃を検出する場合を示す図である。 この発明の実施の形態１における塵埃検知装置の受光素子が出力する電圧信号を示す図である。 この発明の実施の形態１における塵埃検知装置と塵埃との距離に対する出力信号を示す図である。 この発明の実施の形態１における塵埃検知装置が検出するスポット径とスポット強度との関係を示す図である。 この発明の実施の形態１における電気掃除機の動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態１における電気掃除機のブロワモータと床ブラシモータとの制御内容の一例を説明するための図である。 この発明の実施の形態１における電気掃除機の塵埃種判別処理を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態１における塵埃種検知装置による塵埃の粒径の識別処理を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態１における塵埃種検知装置による塵埃の重量の識別処理を説明するためのフローチャートである。

この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。各図中、同一又は相当する部分には同一の符号が付される。当該部分の重複説明は適宜に簡略化ないし省略される。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における電気掃除機の斜視図である。

図１の電気掃除機の集塵方式は、サイクロン方式である。電気掃除機において、掃除機本体１の後部両側には、車輪２が取り付けられる。掃除機本体１の内部には、図示しない制御回路基板、図示しないコードリールが収容される。コードリールには、電源コード３が巻き付けられる。

掃除機本体１の前端には、サクションホース４の後端が接続される。サクションホース４は、蛇腹状に形成される。サクションホース４は、可撓性を有する。サクションホース４の前端には、接続パイプ５の後端が接続される。接続パイプ５は、中途で折れ曲がるように形成される。接続パイプ５の前端側には、取手６が設けられる。取手６には、操作部７、表示部８が設けられる。操作部７には、図示しない操作スイッチが設けられる。接続パイプ５の前端には、吸引パイプ９の後端が接続される。吸引パイプ９は、中空円筒状に形成される。吸引パイプ９の前端には、吸込口体１０が接続される。吸込口体１０の下面には、図示しない吸込口が形成される。吸込口体１０内には、床ブラシモータが設けられる。床ブラシモータの出力軸には、床ブラシが設けられる。

掃除機本体１は、電源コード３が外部電源に接続されることで通電する。この状態で操作スイッチが操作されることにより、掃除機本体１が制御される。当該制御により、掃除機本体１内の気圧が低下する。当該気圧の低下は、サクションホース４、接続パイプ５、吸引パイプ９へと伝播する。当該気圧の低下は、最終的に吸込口体１０へと至る。その結果、吸込口において、空気の吸引力が発生する。

当該吸引力は、床面上に作用する。当該吸引力により、空気は、ごみと塵埃とともに吸込口に吸い込まれる。含塵空気は、吸込口体１０、吸引パイプ９、接続パイプ５、サクションホース４を通過して掃除機本体１に達する。当該含塵空気は、掃除機本体１内を通過する。この際、掃除機本体１は、当該含塵空気からごみと塵埃とを分離する。ごみと塵埃とは、掃除機本体１に捕集される。空気は、掃除機本体１から排出される。

次に、図２〜図４を用いて、掃除機本体１を説明する。
図２はこの発明の実施の形態１における電気掃除機の本体の斜視図である。図３はこの発明の実施の形態１における電気掃除機の本体から集塵ユニットを取り外した状態を示す斜視図である。図４は図２の平面Ａにおける断面図である。

図２に示すように、掃除機本体１の前端部には、ホース接続部１１が設けられる。ホース接続部１１は、サクションホース４の後端が接続し得るように形成される。掃除機本体１の側面の一方には、吸引風路１２が設けられる。吸引風路１２の前端は、ホース接続部１１とつながる。

掃除機本体１の後部側には、ブロワモータ収容部１３が設けられる。掃除機本体１の上部側には、集塵ユニット収容部１４が設けられる。集塵ユニット収容部１４は、傾斜状に形成される。集塵ユニット収容部１４は、前方側が低く後方にいくほど高くなる。集塵ユニット収容部１４の前方側には、収容部材１５が設けられる。

集塵ユニット収容部１４には、集塵ユニット１６が着脱自在に収容される。集塵ユニット１６の下側のほぼ半分は、収容部材１５に覆われる。集塵ユニット１６には、図示しない流入口が設けられる。

図３に示すように、吸引風路１２の後端には、流出口１７が設けられる。流出口１７は、集塵ユニット１６が集塵ユニット収容部１４に収容された際に、集塵ユニット１６の流入口と接合するように形成される。集塵ユニット収容部１４の後方側には、排気風路１８が形成される。

図４に示すように、集塵ユニット１６は、集塵容器１９を備える。集塵容器１９は、透過率の高い材料で形成される。集塵容器１９は、旋回部１９ａと集塵部１９ｂとを備える。旋回部１９ａと集塵部１９ｂとは、略円筒状に形成される。旋回部１９ａには、流入口２０が設けられる。流入口２０は、流出口１７と接合する。

集塵容器１９の内部には、排出管２１が設けられる。排出管２１は、略円筒状に形成される。排出管２１は、集塵容器１９と略同心に配置される。排出管２１の側壁の一部には、メッシュ部材２２が設けられる。メッシュ部材２２は、集塵容器１９と排出管２１とをつなぐ連通部２３となる。メッシュ部材２２の後方には、フィルタ２４が設けられる。フィルタ２４の後方には、排出口２５が形成される。排出口２５は、排気風路１８に接続する。排気風路１８の下方には、ブロワモータ２６が収容される。

集塵ユニット収容部１４の傾斜面の略中央には、光学式検知装置２７が設けられる。光学式検知装置２７は、集塵容器１９の外側に位置する。光学式検知装置２７は、排出管２１の水平方向の最下部を通る水平面と集塵容器１９の側壁が交差する位置の延長上に位置する。光学式検知装置２７には、信号処理部２８が接続される。

ブロワモータ２６が駆動すると、ブロワモータ収容部１３の気圧が低下する。当該気圧の低下は、排気風路１８、集塵容器１９、吸引風路１２へと伝播する。その結果、ホース接続部１１には、含塵空気が流入する。当該含塵空気は、吸引風路１２を通過する。吸引風路１２は、吸込口体１０、吸引パイプ９、接続パイプ５、サクションホース４とともに、含塵空気を掃除機本体１の外部から内部に流入させる吸引経路の一部として機能する。

当該含塵空気は、流入口２０を経由して集塵容器１９に流入する。当該含塵空気は、旋回部１９ａの側壁に対して略接線方向に流入する。その結果、当該含塵空気は、旋回気流となる。当該含塵空気には、強制渦領域と準自由渦領域とが形成される。強制渦領域は、中心軸近傍に形成される。準自由渦領域は、強制渦領域の外周側に形成される。

当該含塵空気は、集塵容器１９の経路構造と自らの重力とにより下向きに流れる。この際、ごみと塵埃とには、遠心力が作用する。このため、ごみと塵埃とは、旋回部１９ａの側壁の内面に押し付けられる。その結果、ごみと塵埃とは、空気から分離される。

その後、ごみと塵埃とは、旋回気流に乗って旋回部１９ａの下方に進む。その後、ごみと塵埃とは、集塵部１９ｂに捕集される。この際、隔壁は、旋回部１９ａから集塵部１９ｂへの空気の流入を妨げる。その結果、集塵部１９ｂに集積したごみの再飛散が抑制される。

空気は、メッシュ部材２２を通過する。その後、空気は、排出管２１に流入する。その後、空気は、フィルタ２４を通過する。この際、フィルタ２４は、旋回部１９ａで分離できなかった微細塵を捕集する。その後、空気は、排出口２５から排気風路１８へと排出される。その後、空気は、ブロワモータ２６を通過する。その後、空気は、図示しない排気口を経由して掃除機本体１の外部へ排出される。この際、排気風路１８と排気口は、排気経路として機能する。

掃除機本体１の動作中において、光学式検知装置２７は、塵埃の検知部として動作する。具体的には、光学式検知装置２７は、集塵容器１９内に向けて光を発する。光学式検知装置２７は、当該光が集塵容器１９内の塵埃で反射した際に、反射した光を検知する。

この際、信号処理部２８は、塵埃の識別部として動作する。具体的には、信号処理部２８は、光学式検知装置２７に検知された光の状態に基づいて、塵埃の粒径と重量とを識別する。

次に、図５〜図７を用いて、光学式検知装置２７を説明する。
図５はこの発明の実施の形態１における塵埃検知装置の配置を示す斜視図である。図６はこの発明の実施の形態１における塵埃検知装置の透視方向Ｂの透視図である。図７はこの発明の実施の形態１における塵埃検知装置の平面Ｃにおける断面図である。

図５に示すように、光学式検知装置２７の透視方向はＢで定義される。集塵容器１９の軸と直交する平面はＣと定義される。

図６と図７とに示すように、光学式検知装置２７は、発光素子２７ａ、光学レンズ２７ｂ、受光素子２７ｃを備える。発光素子２７ａ、光学レンズ２７ｂ、受光素子２７ｃは、予め設定された位置に設けられる。発光素子２７ａ、光学レンズ２７ｂ、受光素子２７ｃは、図示しない支持部材に固定される。

発光素子２７ａは、ＬＥＤ等の半導体等からなる。発光素子２７ａは、放射状の光を発する。当該光の強度が最も強い部分は、発光素子２７ａの光軸２９ａと定義される。

光学レンズ２７ｂは、ポリカーボネート等の透過率が高い樹脂又は蛍石、ガラス等の透過率が高い無機物で形成される。光学レンズ２７ｂは、予め設定された曲面を有する。光学レンズ２７ｂは、入射された光を透過させる。光学レンズ２７ｂは、当該光を予め設定された角度で屈折させる。その結果、例えば、光学レンズ２７ｂは、平行光を放射する。当該光の強度が最も部分は、光学レンズ２７ｂの光軸２９ｂと定義される。

受光素子２７ｃは、ＣＣＤ等の半導体等からなる。受光素子２７ｃは、複数の画素を有する。各画素は、受光量に応じて電位を変化させる最小単位である。複数の画素は、直線状に並ぶ。各画素は、平板状に形成される。各画素の垂線は、受光素子２７ｃの光軸２９ｃと定義される

例えば、図７に示すように、旋回部１９ａの空間の排出管２１側において、光軸２９ｂと光軸２９ｃとは交差する。なお、旋回部１９ａの空間の光学式検知装置２７側において、光軸２９ｃと光軸２９ｂとがはねじれの関係にあってもよい。

次に、図８と図９とを用いて、塵埃の検知方法を説明する。
図８はこの発明の実施の形態１における塵埃検知装置の透視方向Ｂの透視図である。図９はこの発明の実施の形態１における塵埃検知装置の平面Ｃにおける断面図である。

図８と図９とに示すように、発光素子２７ａは、光を発する。当該光は、光学レンズ２７ｂを透過する。当該光は、集塵容器１９の側壁を透過する。当該光は、旋回部１９ａ内の塵埃に照射される。この際、照射光の一部は塵埃を透過する。当該光は、排出管２１の方向に進む。照射光の一部は塵埃に吸収される。照射光の一部は塵埃の表面で反射する。当該光は、光学式検知装置２７の方向に進む。当該光の一部は、集塵容器１９の側壁を透過する。当該光は、受光素子２７ｃに入射する。この際、受光素子２７ｃの各画素は、入射光の量に応じた電圧信号を出力する。信号処理部２８は、受光素子２７ｃの各画素からの電圧信号に基づいて塵埃を検知する。

次に、図１０を用いて、受光素子２７ｃの受光状態を説明する。
図１０はこの発明の実施の形態１における塵埃検知装置の受光素子の受光状態を示す図である。図１０の横軸は受光素子２７ｃの端部の画素を基準にしたときの他の画素までの距離である。図１０の縦軸は各画素が出力する電圧信号である。図１０において、縦軸と横軸の交点は横軸の中心に位置する。

図１０に示すように、電圧信号は、各画素に入射した光の強度に比例する。このため、反射光が入射した画素の電圧信号は、反射光が入射しない画素の電圧信号に比べて大きい。この際、電圧信号の最大値と電圧信号の最小値との差は、スポット強度３０と定義される。

スポット強度３０に応じて、スポット径３１が定義される。スポット径３１は、スポット強度３０とスポット径計算用閾値とを乗じた値に電圧信号の最小値を加えた値よりも大きな値をとる連続した画素間の距離の最大値として定義される。この際、スポット径計算用閾値は、０より大きく１より小さい値に設定される。例えば、スポット径計算用閾値は、０．５に設定される。

次に、図１１〜図１４を用いて、塵埃の粒径の識別方法を説明する。
図１１はこの発明の実施の形態１における塵埃検知装置が検出する塵埃が比較的大きい場合を示す図である。図１２はこの発明の実施の形態１における塵埃検知装置が検出する塵埃が比較的小さい場合を示す図である。図１３はこの発明の実施の形態１における塵埃検知装置の受光素子が出力する電圧信号を示す図である。図１４はこの発明の実施の形態１における塵埃検知装置が検出する塵埃の粒径とスポット径との関係を示す図である。

図１１に示すように、塵埃の粒径が比較的大きい場合は、被検出物径φＭは比較的大きい。図１２に示すように、塵埃の粒径が比較的小さい場合は、被検出物径φＳは比較的小さい。

図１３に示すように、塵埃の粒径が比較的大きい場合は、スポット径ＣφＭｉｄは比較的大きい。塵埃の粒径が比較的小さい場合は、スポット径ＣφＳｍｌは比較的小さい。

図１４に示すように、塵埃の粒径とスポット径とはほぼ比例の関係にある。信号処理部２８は、受光素子２７ｃから取得した電圧信号を数値処理することによりスポット径Ｃφを得る。信号処理部２８は、スポット径Ｃφを閾値Ｃφｔｈｒと比較する。スポット径Ｃφが閾値Ｃφｔｈｒよりも大きい場合、信号処理部２８は、塵埃の粒径が大きいと判定する。スポット径Ｃφが閾値Ｃφｔｈｒよりも小さい場合、信号処理部２８は、塵埃の粒径が小さいと判定する。

次に、図１５〜図１８を用いて、塵埃の重量の識別方法を説明する。
図１５はこの発明の実施の形態１における塵埃検知装置が比較的遠くで塵埃を検出する場合を示す図である。図１６はこの発明の実施の形態１における塵埃検知装置が比較的近くで塵埃を検出する場合を示す図である。図１７はこの発明の実施の形態１における塵埃検知装置の受光素子が出力する電圧信号を示す図である。図１８はこの発明の実施の形態１における塵埃検知装置と塵埃との距離に対する出力信号を示す図である。

塵埃が旋回部１９ａ内で旋回する際、塵埃に加わる遠心力の大きさは塵埃の重量に比例する。その結果、塵埃の旋回半径は、塵埃の重量に応じて変化する。

図１５に示すように、塵埃の重量が比較的小さい場合、塵埃は、集塵容器１９の側壁から遠い位置で旋回する。その結果、塵埃と光学式検知装置２７との間の距離Ｄｍｉｄは長くなる。図１６に示すように、塵埃の重量が比較的大きい場合、塵埃は、集塵容器１９の側壁に近い位置で旋回する。その結果、塵埃と光学式検知装置２７との間の距離Ｄｓｈｏｒｔは短くなる。

図１７に示すように、塵埃と光学式検知装置２７との間の距離が長い場合、スポット強度ＰＤｍｉｄは弱い。塵埃と光学式検知装置２７との間の距離が短い場合、スポット強度ＰＤｓｈｏｒｔは強い。

図１８に示すように、信号処理部２８は、受光素子２７ｃから取得した電圧信号を数値処理することによりスポット強度ＰＤを得る。信号処理部２８は、スポット強度ＰＤを閾値ＰＤｔｈｒと比較する。スポット強度ＰＤが閾値ＰＤｔｈｒよりも大きい場合は、信号処理部２８は、塵埃が重いと判定する。スポット強度ＰＤが閾値ＰＤｔｈｒよりも小さい場合は、信号処理部２８は、塵埃が軽いと判定する。

次に、図１９を用いて、塵埃の種類の判別方法を説明する。
図１９はこの発明の実施の形態１における塵埃検知装置が検出するスポット径とスポット強度との関係を示す図である。

図１９に示すように、スポット径が小さく、スポット強度が強い場合、当該塵埃は小さくて重いと判定される。スポット径が小さく、スポット強度が弱い場合、当該塵埃は小さくて軽いと判定される。スポット径が大きく、スポット強度が強い場合、当該塵埃は大きくて重いと判定される。スポット径が大きく、スポット強度が弱い場合、当該塵埃は大きくて軽いと判定される。

次に、図２０を用いて、電気掃除機の動作を説明する。
図２０はこの発明の実施の形態１における電気掃除機の動作を説明するためのフローチャートである。

ステップＳ１では、電気掃除機は、お任せ制御モード運転を開始する。例えば、操作部７の操作スイッチの操作により、お任せ制御モード運転が開始される。例えば、電気掃除機の起動時に、お任せ制御モード運転が開始される。

その後、ステップＳ２に進み、電気掃除機は、お任せ制御モード起動時の制御で運転される。この際、信号処理部２８は、お任せ制御モード起動時の制御信号として予め設定された制御信号をブロワモータ２６と床ブラシモータとに送る。その後、ステップＳ３に進み、ブロワモータ２６と床ブラシモータとは、制御信号に基づいて制御される。

その後、ステップ４に進み、お任せ制御モード運転が予め設定された時間だけ継続する。その後、ステップＳ５に進み、信号処理部２８は、塵埃種識別処理を行う。その後、ステップＳ３に戻り、信号処理部２８は、識別結果に応じた制御信号をブロワモータ２６と床ブラシモータとに送る。その後、ステップＳ３に戻り、ブロワモータ２６と床ブラシモータとは、制御信号に基づいて制御される。

ステップＳ２〜Ｓ５の際、操作部７の操作スイッチの操作により、お任せ制御モード以外の運転モードが設定された場合は、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、電気掃除機は、お任せ制御モード運転の停止後、設定内容に基づいて動作する。

ステップＳ２〜Ｓ５の際、操作部７の操作スイッチの操作により、電気掃除機の停止が設定された場合は、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、電気掃除機は、お任せ制御モード運転を停止する。

次に、図２１を用いて、ブロワモータ２６と床ブラシモータとの制御内容の一例を説明する。
図２１はこの発明の実施の形態１における電気掃除機のブロワモータと床ブラシモータとの制御内容の一例を説明するための図である。

図２１に示すように、塵埃が砂塵、米粒等の場合、当該塵埃は比較的重い。この場合、当該塵埃の粒径に関わらず、床ブラシモータは、駆動を開始したり回転数を上げたりする。その結果、床ブラシが床面をたたく。この際、床面上の塵埃は、衝撃を受ける。当該衝撃により、塵埃は浮く。この際、ブロワモータ２６は、回転数を上げる。その結果、塵埃の吸引力が強くなる。当該吸引力により、塵埃が回収される。

塵埃が花粉、粉塵等の場合、当該塵埃は比較的軽い。当該塵埃は比較的小さい。この場合、床ブラシモータは、停止したり回転数を下げたりする。このため、床上の塵埃は舞い上がらない。この際、ブロワモータ２６は回転数を下げる。その結果、塵埃は、舞い上がらずに回収される。

塵埃が綿埃、毛玉、ペットの毛等の繊維質の場合、当該塵埃は比較的軽い。当該塵埃は比較的大きい。この場合、床ブラシモータは、駆動を開始したり回転数を上げたりする。このため、床ブラシは当該塵埃を巻き込む。この際、ブロワモータ２６は回転数を下げる。その結果、塵埃は、小さい吸引力で回収される。

軽くて大きい塵埃が予め設定された回数だけ連続して識別された場合、ブロワモータ２６は、予め設定された時間毎に一度だけ回転数を上げる。その結果、集塵容器１９内の塵埃が圧縮される。この場合、集塵容器１９内の塵埃を除去する際に塵埃が舞い上がることはない。

なお、塵埃が重い場合も、塵埃の粒径に応じてブロワモータ２６と床ブラシモータとの動作を変更してもよい。

次に、図２２を用いて、塵埃種判別処理を説明する。
図２２はこの発明の実施の形態１における電気掃除機の塵埃種判別処理を説明するためのフローチャートである。

図２２に示すように、ステップＳ１１では、信号処理部２８は、受光素子２７ｃから電圧信号を取得する。その後、ステップＳ１２とステップＳ１３とに進む。ステップＳ１２では、信号処理部２８は、取得した電圧信号に基づいて塵埃の粒径識別処理を行う。ステップＳ１３では、信号処理部２８は、取得した電圧信号に基づいて塵埃の重量識別処理を行う。

ステップＳ１２とステップＳ１３との後は、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、信号処理部２８は、得られた識別結果に応じた塵埃識別の結果信号を生成する。その後、ステップＳ１５とステップＳ１６とに進む。

ステップＳ１５では、信号処理部２８は、結果信号を表示部８に出力する。表示部８は、当該結果信号に基づいて塵埃の種類を使用者に報知する。ステップＳ１６では、信号処理部２８は、結果信号を図示しない制御部に出力する。ブロワモータ２６と床ブラシモータとは、当該結果信号に基づいて動作する。

次に、図２３を用いて、塵埃の粒径の識別処理を説明する。
図２３はこの発明の実施の形態１における塵埃種検知装置による塵埃の粒径の識別処理を説明するためのフローチャートである。

図２３に示すように、ステップＳ２１では、信号処理部２８は、前処理を行う。具体的には、信号処理部２８は、受光素子２７ｃから取得した電圧信号に対して、ノイズ除去、不要な周波数データの除去等を行う。その後、ステップＳ２２に進み、信号処理部２８は、前処理をした電圧信号に基づいてスポット径Ｃφｘを求める。その後、ステップＳ２３に進み、信号処理部２８は、得られたスポット径Ｃφｘと閾値Ｃφｔｈｒとを比較する。

ステップＳ２３でスポット径Ｃφｘが閾値Ｃφｔｈｒ以上の場合は、ステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、信号処理部２８は、塵埃が大きいと判定する。その後、信号処理部２８は、対応する塵埃の粒径識別結果信号を生成する。その後、信号処理部２８内部のメモリは、生成した塵埃の粒径識別結果信号を保管する。

ステップＳ２３でスポット径Ｃφｘが閾値Ｃφｔｈｒよりも小さい場合は、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２５では、信号処理部２８は、塵埃が小さいと判定する。その後、信号処理部２８は、対応する塵埃の粒径識別結果信号を生成する。その後、信号処理部２８内部のメモリは、生成した塵埃の粒径識別結果信号を保管する。

信号処理部２８は、予め設定された時間の間に蓄積された塵埃の粒径識別結果信号群に基づいて別途定める方法で１つの塵埃の粒径識別決定信号を生成する。例えば、信号処理部２８は、粒径識別結果信号群の中で最も多い粒径識別結果信号を粒径識別決定信号とする。

次に、図２４を用いて、塵埃の重量の識別処理を説明する。
図２４はこの発明の実施の形態１における塵埃種検知装置による塵埃の重量の識別処理を説明するためのフローチャートである。

図２４に示すように、ステップＳ３１では、信号処理部２８は、前処理を行う。具体的には、信号処理部２８は、受光素子２７ｃから取得した電圧信号に対して、ノイズ除去、不要な周波数データの除去等を行う。その後、ステップＳ３２に進み、信号処理部２８は、前処理をした電圧信号に基づいてスポット強度ＰＤｘを求める。その後、ステップＳ３３に進み、信号処理部２８は、得られたスポット強度ＰＤｘと閾値ＰＤｔｈｒとを比較する。

ステップＳ３３でスポット強度ＰＤｘが閾値ＰＤｔｈｒ以上の場合は、ステップＳ３４に進む。ステップＳ３４では、信号処理部２８は、塵埃が重いと判定する。その後、信号処理部２８は、対応する塵埃の重量識別結果信号を生成する。その後、信号処理部２８内部のメモリは、生成した塵埃の重量識別結果信号を保管する。

ステップＳ３３でスポット強度ＰＤｘが閾値ＰＤｔｈｒよりも小さい場合、ステップＳ３５に進む。ステップＳ３５では、信号処理部２８は、塵埃が軽いと判定する。その後、信号処理部２８は、対応する塵埃の重量識別結果信号を生成する。その後、信号処理部２８内部のメモリは、生成した塵埃の重量識別結果信号を保管する。

信号処理部２８は、予め設定された時間の間に蓄積された塵埃の重量識別結果信号群から別途定める方法で１つの塵埃の重量識別決定信号を生成する。例えば、信号処理部２８は、重量識別結果信号群の中で最も多い重量識別結果信号を重量識別決定信号とする。

以上で説明した実施の形態１によれば、信号処理部２８は、光学式検知装置２７に検知された光の状態に基づいて、塵埃の大きさと重量とを識別する。具体的には、信号処理部２８は、受光素子２７ｃに検出された光のスポット径に基づいて塵埃の大きさを識別する。信号処理部２８は、受光素子２７ｃに検出された光のスポット強度に基づいて塵埃の重量を識別する。このため、塵埃の種類の検知精度を向上することができる。

この際、受光素子２７ｃの画素は直線状に配置される。このため、受光素子２７ｃは、２次元的に画素が連なった撮像素子よりも安価に実現できる。

また、光学式検知装置２７は、排出管２１の水平方向の最下部を通る水平面と集塵容器１９の側壁が交差する位置の延長上に位置する。このため、集塵容器１９内に回収して堆積した塵埃により、塵埃の種類の検知精度が低下することを防止できる。

また、ブロワモータ２６と床ブラシモータの少なくとも一方は、信号処理部２８による塵埃の識別結果に基づいて動作する。このため、使用者が電気掃除機の吸引方法を操作することなく、自動的に塵埃の種類に合った集塵制御が適切になされる。その結果、電気掃除機の操作性を向上することができる。また、電気掃除機の過剰な運転が抑制される。このため、電気掃除機の消費エネルギーを削減することができる。実使用環境において電気掃除機の騒音を抑制することができる。

また、床ブラシモータは、塵埃が大きい場合に駆動を開始する。このため、大きい塵埃を確実に回収することができる。

また、床ブラシモータは、塵埃が小さい場合に駆動を停止する。このため、床ブラシモータの無用な回転を防止することができる。

また、床ブラシモータは、塵埃が大きい場合に回転数を上げる。このため、大きい塵埃を確実に回収することができる。

また、床ブラシモータは、塵埃が小さい場合に回転数を下げる。このため、床ブラシモータの無用な回転を防止することができる。

また、ブロワモータ２６は、塵埃が重い場合に回転数を上げる。このため、重い塵埃を確実に回収することができる。

また、ブロワモータ２６は、塵埃が軽い場合に回転数をさげる。このため、ブロワモータ２６の無用な回転を防止することができる。

なお、サイクロン方式以外の集塵方式の掃除機に対して光学式検知装置２７と信号処理部２８を適用してもよい。

１ 掃除機本体、 ２ 車輪、 ３ 電源コード、 ４ サクションホース、 ５ 接続パイプ、 ６ 取手、 ７ 操作部、 ８ 表示部、 ９ 吸引パイプ、 １０ 吸込口体、 １１ ホース接続部、 １２ 吸引風路、 １３ ブロワモータ収容部、 １４ 集塵ユニット収容部、 １５ 収容部材、 １６ 集塵ユニット、 １７ 流出口、 １８ 排気風路、 １９ 集塵容器、 １９ａ 旋回部、 １９ｂ 集塵部、 ２０ 流入口、 ２１ 排出管、 ２２ メッシュ部材、 ２３ 連通部、 ２４ フィルタ、 ２５ 排出口、 ２６ ブロワモータ、 ２７ 光学式検知装置 ２７ａ 発光素子、 ２７ｂ 光学レンズ、２７ｃ 受光素子、 ２８ 信号処理部、２９ａ〜２９ｃ 光軸、 ３０ スポット強度、 ３１ スポット径

Claims (8)

1. 塵埃が旋回する集塵容器の外側に設けられ、前記集塵容器内に向けて光を発し、当該光が前記集塵容器内の塵埃で反射した際に、反射した光を検知する検知部と、
   前記検知部に検知された光の状態に基づいて、塵埃の大きさと重量とを識別する識別部と、
   を備え、
   前記識別部は、反射した光のスポット径の値が第１閾値よりも小さくて反射した光の強度の値が第２閾値よりも大きい場合に当該塵埃は小さくて重いと判定し、反射した光のスポット径の値が前記第１閾値よりも小さくて反射した光の強度の値が前記第２閾値よりも小さい場合に当該塵埃は小さくて軽いと判定し、反射した光のスポット径の値が前記第１閾値よりも大きくて反射した光の強度の値が前記第２閾値よりも大きい場合に当該塵埃は大きくて重いと判定し、反射した光のスポット径の値が前記第１閾値よりも大きくて反射した光の強度の値が前記第２閾値よりも小さい場合に当該塵埃は大きくて軽いと判定する塵埃検知装置。
2. 請求項１に記載の塵埃検知装置と、
   前記塵埃検知装置に識別された塵埃の大きさと重量とに基づいて動作するブロワモータ及び床ブラシモータの少なくとも一方と、
   を備えた電気掃除機。
3. 前記床ブラシモータは、前記塵埃検知装置により塵埃が大きいと判定された場合に駆動を開始する請求項２に記載の電気掃除機。
4. 前記床ブラシモータは、前記塵埃検知装置により塵埃が小さいと判定された場合に駆動を停止する請求項３に記載の電気掃除機。
5. 前記床ブラシモータは、前記塵埃検知装置により塵埃が大きいと判定された場合に、回転数を上げる請求項２に記載の電気掃除機。
6. 前記床ブラシモータは、前記塵埃検知装置により塵埃が小さいと判定された場合に、回転数を下げる請求項５に記載の電気掃除機。
7. 前記ブロワモータは、前記塵埃検知装置により塵埃が重いと判定された場合に、回転数を上げる請求項２〜請求項６のいずれか一項に記載の電気掃除機。
8. 前記ブロワモータは、前記塵埃検知装置により塵埃が軽いと判定された場合に、回転数を下げる請求項２〜請求項７のいずれか一項に記載の電気掃除機。

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