JPH0751205A - Vacuum cleaner - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide a vacuum cleaner capable of accurately discriminating a type of a surface to be cleaned. CONSTITUTION:Light beams projected by a light emitting element 10 incorporated in a floor nozzle are received by a light receiving element 11, only a change quantity is detected by a signal processing part 9, and a type of a surface to be cleaned is discriminated based on a pattern of this detection signal so as to driving-control a motor driving part 6.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、清掃面の種類を正確に
識別することができるようにした電気掃除機に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric vacuum cleaner capable of accurately identifying the type of cleaning surface.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来の電気掃除機には、絨毯面と畳面等
の清掃面の種類を識別するために、発光素子と受光素子
から成る反射型ホトセンサを使用しているものがある。
この構成のものは、清掃面で反射された発光素子の反射
光を受光素子が受けて、この受光量に対応する信号を検
知して清掃面の種類を識別しているものである。また清
掃面の種類の識別を、受光量の初期レベルだけでなく、
初期レベルと時間変化量の両方を用いて行うようにして
いるものもある。2. Description of the Related Art Some conventional electric vacuum cleaners use a reflective photosensor consisting of a light emitting element and a light receiving element to identify the type of cleaning surface such as carpet surface and tatami surface.
In this structure, the light receiving element receives the reflected light of the light emitting element reflected on the cleaning surface, and detects the signal corresponding to the received light amount to identify the type of the cleaning surface. In addition to identifying the type of cleaning surface, not only the initial level of the received light level,
Some of the methods use both the initial level and the amount of change over time.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、以上述べた
ような従来の技術では清掃面の種類の識別を正確にする
ことはできないという課題を有している。However, the conventional technique as described above has a problem that the type of the cleaning surface cannot be accurately identified.

【０００４】従来の技術は、絨毯と畳と板床の反射光量
を比較したときには、絨毯＜畳＜板床の順に大きくなる
という清掃面の反射率の違いを応用しているものであ
る。しかし、この反射率は清掃面の色による影響を受け
るものである。この色による影響について、従来の技術
では考えていないものであった。例えば、発光素子と受
光素子とをぴったりと清掃面に近付けたときには、赤い
色の絨毯は畳と同じだけの反射光量を持っているもので
ある。The conventional technique applies the difference in the reflectance of the cleaning surface, in which the carpet, tatami, and the floor are larger in the order of carpet <tatami <board floor when compared with each other. However, this reflectance is affected by the color of the cleaning surface. The influence of this color has not been considered in the conventional technology. For example, when the light emitting element and the light receiving element are brought close to the cleaning surface, the red carpet has the same reflected light amount as the tatami mat.

【０００５】そこで本発明はこのような従来の課題を解
決しようとするものであり、清掃面の様々な因子による
反射光への影響を考慮した上で、清掃面の種類を正確に
識別し、清掃面に応じた床ブラシの駆動が自動的に出来
る電気掃除機を提供することを第一の目的としている。Therefore, the present invention is intended to solve such a conventional problem, and in consideration of the influence of various factors of the cleaning surface on the reflected light, the type of the cleaning surface is accurately identified, A first object of the present invention is to provide an electric vacuum cleaner capable of automatically driving a floor brush according to a cleaning surface.

【０００６】さらにこの電気掃除機の清掃面の種類の識
別をより正確に、単純に行うことができる電気掃除機を
提供することを第二の目的としているものである。A second object of the present invention is to provide an electric vacuum cleaner capable of more accurately and simply identifying the type of cleaning surface of the electric vacuum cleaner.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】第一の目的を達成する本
発明の第一の手段は、光を照射する発光素子とその反射
光を受光する受光素子と、この受光素子の出力の変化量
を検出し清掃面の種類を識別する信号処理部と、信号処
理部の信号を受けて床ブラシモータを駆動するモータ駆
動部と、モータ駆動部によって駆動される床ブラシモー
タとを有する電気掃除機とするものである。The first means of the present invention for achieving the first object is to provide a light emitting element for irradiating light, a light receiving element for receiving the reflected light thereof, and an amount of change in the output of the light receiving element. Vacuum cleaner having a signal processing unit for detecting the type of cleaning surface to detect the type of cleaning surface, a motor driving unit for driving the floor brush motor by receiving a signal from the signal processing unit, and a floor brush motor driven by the motor driving unit It is what

【０００８】第二の目的を達成するための本発明の第二
の手段は、光を照射する発光素子とその反射光を受光す
る受光素子と、この受光素子からの出力の変化量を検出
し清掃面の種類を識別する信号処理部と、信号処理部の
信号を受けて床ブラシモータを駆動するモータ駆動部
と、モータ駆動部によって駆動される床ブラシモータ
と、床ブラシの底面に設けた床スイッチとを有する電気
掃除機とするものである。A second means of the present invention for achieving the second object is to detect a light emitting element that emits light, a light receiving element that receives the reflected light thereof, and an amount of change in output from the light receiving element. A signal processing unit that identifies the type of cleaning surface, a motor drive unit that receives a signal from the signal processing unit and drives the floor brush motor, a floor brush motor that is driven by the motor drive unit, and a bottom brush provided on the bottom surface of the floor brush. An electric vacuum cleaner having a floor switch.

【０００９】[0009]

【作用】本発明の第一の手段は、信号処理部が、受光素
子が受光する光量に応じた信号の変化量を検知して、変
化量が小さいときは畳、大きいときは絨毯と清掃面の種
類を識別するように作用するものである。つまり、受光
素子が受光する発光素子からの反射光の特性は、色や距
離によって初期レベルは大小するが、全体の形状はこれ
らの影響を受けないものである。本発明はこの特性を利
用して、変化量だけを取ることによって、清掃面の種類
の正確な識別を可能としているものである。According to the first means of the present invention, the signal processing unit detects the amount of change in the signal according to the amount of light received by the light receiving element, and when the amount of change is small, the tatami mat is used. When the amount of change is large, the carpet and the cleaning surface are used. It acts to identify the type of. That is, the characteristics of the reflected light from the light emitting element received by the light receiving element have an initial level that varies depending on the color and distance, but the overall shape is not affected by these. The present invention takes advantage of this characteristic and enables accurate identification of the type of cleaning surface by taking only the amount of change.

【００１０】本発明の第二の手段は、床ノズルの底面に
取り付けた床スイッチが、絨毯面には触れたときには確
実にオンし板床にはオンしないように作用して、清掃面
のより正確な識別を単純な機構で行うことができるもの
である。According to the second means of the present invention, the floor switch attached to the bottom surface of the floor nozzle acts so as to be surely turned on when the carpet surface is touched and not turned on to the plate floor, so that the cleaning surface of the cleaning surface is more accurate. It is possible to make a simple identification with a simple mechanism.

【００１１】[0011]

【実施例】【Example】

（実施例１）以下本発明の第一の手段の実施例につい
て、図１・図２に基づいて説明する。本実施例の電気掃
除機は、本体１と、本体１に接続したホースに設けてい
る手元部２と、手元部２と延長管によって接続した床ノ
ズル３とを備えている。前記床ノズル３は、清掃面の種
類を識別する識別信号を発生するためのセンサ部４と、
センサ部４の信号を受けて床ブラシモータ５を制御する
モータ駆動部６と、床ブラシモータ５により回転される
床ブラシ７とを備えている。(Embodiment 1) An embodiment of the first means of the present invention will be described below with reference to FIGS. The vacuum cleaner of the present embodiment includes a main body 1, a hand portion 2 provided on a hose connected to the body 1, and a floor nozzle 3 connected to the hand portion 2 by an extension pipe. The floor nozzle 3 includes a sensor unit 4 for generating an identification signal for identifying the type of cleaning surface,
A motor drive unit 6 that receives a signal from the sensor unit 4 to control the floor brush motor 5 and a floor brush 7 that is rotated by the floor brush motor 5 are provided.

【００１２】前記センサ部４は、図３に示すような構成
となっている。すなわち、床ノズル３の底面に設けた清
掃面Ａに向かって赤外線を発生する発光素子１０と、清
掃面で反射されたこの赤外線を受光する可視光カットフ
ィルタ付きの受光素子１１とを内部に組み込んだ反射型
ホトセンサにより主体が構成され、前記受光素子１１の
出力の変化量を検出し床面の種類を信号処理部９により
識別するように構成されている。本実施例においては信
号処理部９は、図３に示すように、ハイパスフィルタ１
２と増幅回路１３と比較回路１４によって構成してい
る。The sensor section 4 is constructed as shown in FIG. That is, the light emitting element 10 that emits infrared rays toward the cleaning surface A provided on the bottom surface of the floor nozzle 3 and the light receiving element 11 with a visible light cut filter that receives the infrared rays reflected by the cleaning surface are incorporated inside. The main body is composed of a high reflection type photo sensor, and the signal processing unit 9 identifies the type of floor surface by detecting the amount of change in the output of the light receiving element 11. In the present embodiment, the signal processing unit 9 uses the high pass filter 1 as shown in FIG.
2, the amplifier circuit 13, and the comparison circuit 14.

【００１３】以下本実施例の動作について、図５に示し
ているフローチャートに基づいて説明する。ステップ３
で、使用者が手元部２に設けた図示していないスイッチ
を操作して、吸い込み力の制御方法にフルオートを選択
したとする。この場合はステップ４へ進んで、モータ駆
動部６が信号処理部９の信号に応じて床ブラシ７の回転
を制御する自動制御モードとなるものである。この状態
で床ノズル３が清掃面上を動くと、ステップ５に示して
いるように、センサ部４は清掃面の種類が絨毯であるか
畳・板床であるかを識別して、この信号をモータ駆動部
６に伝達する。ステップ６で、モータ駆動部６はこの信
号を受けて清掃面が絨毯であれば、ステップ８へ進んで
床ブラシ７を回転させ、畳・板床であればステップ９へ
進んで床ブラシ７を回転させないように制御するもので
ある。The operation of this embodiment will be described below with reference to the flow chart shown in FIG. Step 3
Then, it is assumed that the user operates a switch (not shown) provided on the hand portion 2 to select the full-auto as the suction force control method. In this case, the process proceeds to step 4, and the motor drive unit 6 enters the automatic control mode in which the rotation of the floor brush 7 is controlled according to the signal from the signal processing unit 9. When the floor nozzle 3 moves on the cleaning surface in this state, as shown in step 5, the sensor unit 4 discriminates whether the cleaning surface is a carpet or tatami / board floor, and outputs this signal. It is transmitted to the motor drive unit 6. In step 6, the motor drive unit 6 receives this signal and proceeds to step 8 to rotate the floor brush 7 if the cleaning surface is a carpet, and proceeds to step 9 to rotate the floor brush 7 in the case of tatami / board floor. The control is performed so as not to allow it.

【００１４】次に、本実施例の清掃面の識別基準につい
て説明する。本実施例では、センサ部４は、図４に示し
ているような特性を持つ反射型ホトセンサを使用してい
る。横軸は清掃面と反射型ホトセンサとの距離ｄ、つま
り反射点までの距離を、縦軸は発光素子１０が発した赤
外光の内の受光素子１１が受光した割合で、反射型ホト
センサの出力を示すものである。この図より明らかなよ
うに、清掃面の種類によって受光素子１１の受光特性は
異なったものとなっているものである。特に領域１とし
て示した部分は、絨毯面と畳面との違いが顕著なもので
あり、この領域においては畳面においては多少の凸凹は
あるが出力はほぼ一定となっている。また、絨毯面にお
いては距離ｄが大きくなるほど出力は小さくなっている
ものである。つまり、清掃面Ａが畳であれば出力の変化
量はほとんど無く、絨毯であれば変化量は大きいもので
ある。Next, the criteria for identifying the cleaning surface of this embodiment will be described. In this embodiment, the sensor unit 4 uses a reflective photosensor having the characteristics shown in FIG. The horizontal axis represents the distance d between the cleaning surface and the reflective photosensor, that is, the distance to the reflection point, and the vertical axis represents the ratio of the light-receiving element 11 of the infrared light emitted from the light-emitting element 10 to the reflective photosensor. It shows the output. As is clear from this figure, the light-receiving characteristics of the light-receiving element 11 differ depending on the type of cleaning surface. In particular, in the portion shown as the region 1, the difference between the carpet surface and the tatami surface is remarkable, and in this region, the tatami surface has some irregularities, but the output is almost constant. On the carpet surface, the larger the distance d, the smaller the output. That is, if the cleaning surface A is tatami, there is almost no change in the output, and if it is a carpet, the change is large.

【００１５】ここで色による出力への影響を考えると、
影響が一番大きいのは絨毯である。畳は一般的に一色で
あるが、絨毯の色は千差万別であり、模様のあるものも
あるからである。従って、色による影響を考える必要の
ある清掃面は絨毯である。しかし本実施例では、受光量
の変化を採って判別を行っているため、色による影響は
この中に含まれることになって誤判断の要因にはなり得
ないものである。また、可視光遮断フィルタ付きの素子
を使用しているため、蛍光灯や外光など、可視光による
影響もほとんど無いと考えられる。Considering the influence of color on the output,
The carpet has the greatest impact. The tatami mat is generally one color, but the color of the carpet varies, and some carpets have patterns. Therefore, the cleaning surface that needs to consider the influence of color is a carpet. However, in the present embodiment, the determination is made by taking the change in the amount of received light, and therefore the influence of color is included in this and cannot be a factor of erroneous determination. Further, since the device with the visible light blocking filter is used, it is considered that there is almost no influence of visible light such as fluorescent light and external light.

【００１６】次に、反射点までの距離の変化による影響
について説明する。床ノズル３を動かしたとき、畳面は
ある程度の剛性を備えているため、反射点までの距離の
変化は畳表面の一定の凹凸によるものだけとなるもので
ある。この凹凸はどのような畳に於いても同じであり、
焦点をずらすことにより出力に影響を与えないように出
来る。また、受光素子のホトトランジスタを飽和させる
ことによって前記図４に示した特性を得ることが出来
る。しかし絨毯面である場合は、床ノズル３の押しつけ
方、絨毯の毛の状態等によって、この距離は変化するも
のである。この絨毯面の場合の反射点までの距離の変化
による影響は、反射型ホトセンサの出力の変化として現
れるものである。つまり畳面では出力はほぼ一定、絨毯
面では出力は大きく変化するものとなる。Next, the influence of the change in the distance to the reflection point will be described. When the floor nozzle 3 is moved, since the tatami surface has a certain degree of rigidity, the change in the distance to the reflection point is due only to the certain unevenness of the tatami surface. This unevenness is the same on any tatami mat,
The output can be prevented from being affected by shifting the focus. Further, the characteristics shown in FIG. 4 can be obtained by saturating the phototransistor of the light receiving element. However, in the case of a carpet surface, this distance varies depending on how the floor nozzle 3 is pressed, the condition of the carpet bristles, and the like. The influence of the change in the distance to the reflection point in the case of this carpet surface appears as a change in the output of the reflective photosensor. In other words, the output is almost constant on the tatami mat and changes greatly on the carpet.

【００１７】従って本実施例では、前述した領域１での
特性を使用して、反射型ホトセンサの出力に変化があれ
ば絨毯面、変化が無ければ畳面と識別しているものであ
る。このため、前記色による影響や距離による影響によ
る誤判断は生じないものである。Therefore, in the present embodiment, the characteristics in the area 1 described above are used to identify the carpet surface if there is a change in the output of the reflective photosensor and the tatami surface if there is no change. Therefore, erroneous judgment due to the influence of the color and the influence of the distance does not occur.

【００１８】なおまた本実施例では、前記領域１を指定
するために、信号処理部９の構成を工夫しているもので
ある。つまり、ハイパスフィルタ１２を設けてＤＣ成分
をカットし、この信号を増幅回路１３で増幅して、比較
回路１４から出力するようにしているものである。比較
回路１４は、図示していないがワンショットマルチと積
分回路とコンパレータから構成している。ワンショット
マルチは、入力された信号に変化があるときだけオンを
出力し、積分回路で積分して、コンパレータで基準電圧
と比較しているものである。このコンパレータの出力が
信号処理部９の出力になる。これがモータ駆動部６に入
力されて、床ブラシモータ５を制御するものである。Further, in this embodiment, in order to specify the area 1, the configuration of the signal processing unit 9 is devised. That is, the high-pass filter 12 is provided to cut the DC component, the amplification circuit 13 amplifies this signal, and the comparison circuit 14 outputs it. Although not shown, the comparison circuit 14 includes a one-shot multi circuit, an integration circuit, and a comparator. In the one-shot multi, ON is output only when there is a change in the input signal, integration is performed by the integrating circuit, and comparison is performed with the reference voltage by the comparator. The output of this comparator becomes the output of the signal processing unit 9. This is input to the motor drive unit 6 to control the floor brush motor 5.

【００１９】（実施例２）次に、本発明の第二の手段の
実施例について説明する。本実施例では前記実施例の構
成に加えて、図２に示している床スイッチ８を設けてい
るものである。床スイッチ８として本実施例ではマイク
ロスイッチを使用しており、床ノズル３の底面に水平に
取り付けており、床ノズル３の清掃面Ａへの潜り込み方
の違いによってオンオフするものである。清掃面が絨毯
・畳の場合には、床ノズル３が清掃面に僅かに潜り込
み、床ノズルの底面と清掃面の距離ｄが小さくなるため
に、床スイッチ８が清掃面に触れてオンとなり、硬く平
らな板床では清掃面に触れないためオフを維持している
ものである。なおその他の構成については、前記実施例
と同一であり説明を省略する。(Embodiment 2) Next, an embodiment of the second means of the present invention will be described. In this embodiment, a floor switch 8 shown in FIG. 2 is provided in addition to the structure of the above embodiment. In this embodiment, a micro switch is used as the floor switch 8, which is mounted horizontally on the bottom surface of the floor nozzle 3 and is turned on / off depending on the way the floor nozzle 3 dives into the cleaning surface A. When the cleaning surface is a carpet or tatami mat, the floor nozzle 3 slightly dives into the cleaning surface, and the distance d between the bottom surface of the floor nozzle and the cleaning surface becomes small, so that the floor switch 8 touches the cleaning surface and turns on. The hard and flat floor keeps it off because it does not touch the cleaning surface. The rest of the configuration is the same as that of the above-mentioned embodiment, and the explanation is omitted.

【００２０】以下本実施例の動作について、図６に示し
ているフローチャートを基に説明する。ステップ３で、
使用者が手元部２を使用して吸い込み量の制御方法とし
てフルオートを選択したとする。このときは、ステップ
５での床スイッチ８の状態がオンとなっている場合に
は、ステップ６以下に進んで清掃面の種類の識別を前記
実施例と同様に行うものである。またステップ５での床
スイッチ８の状態がオフとなっている場合には、清掃面
は板床であって、ステップ１１へ進んで床ブラシ７は非
回転とするものである。The operation of this embodiment will be described below with reference to the flow chart shown in FIG. In step 3,
It is assumed that the user selects full auto as the method of controlling the suction amount using the hand portion 2. At this time, if the state of the floor switch 8 in step 5 is ON, the process proceeds to step 6 and subsequent steps to identify the type of cleaning surface in the same manner as in the above embodiment. Further, when the state of the floor switch 8 in step 5 is off, the cleaning surface is a plate floor, and the process proceeds to step 11 where the floor brush 7 is not rotated.

【００２１】以上のように本実施例にれば、床スイッチ
８を設けているため、実施例１よりもより正確に清掃面
の種類を識別することが可能となるものである。As described above, according to this embodiment, since the floor switch 8 is provided, the type of cleaning surface can be identified more accurately than in the first embodiment.

【００２２】[0022]

【発明の効果】本発明の第一の手段によれば、光を照射
する発光素子とその反射光を受光する受光素子と、この
受光素子の出力の変化量を検出し清掃面の種類を識別す
る信号処理部と、信号処理部の信号を受けて床ブラシモ
ータを駆動するモータ駆動部と、モータ駆動部によって
駆動される床ブラシモータとを有する構成として、特に
絨毯面の色や模様、凹凸状態の変化等による反射特性へ
の影響を避けて、清掃面の種類を正確に識別し、清掃面
に応じた床ブラシの駆動が自動的にできる電気掃除機を
提供できるものである。According to the first means of the present invention, the type of the cleaning surface is identified by detecting the light emitting element that emits light, the light receiving element that receives the reflected light, and the change amount of the output of the light receiving element. And a floor brush motor driven by the motor drive unit to receive the signal of the signal processing unit, and a floor brush motor driven by the motor drive unit. It is possible to provide an electric vacuum cleaner that can accurately identify the type of the cleaning surface and automatically drive the floor brush according to the cleaning surface while avoiding the influence on the reflection characteristics due to a change in the state.

【００２３】本発明の第二の手段によれば、光を照射す
る発光素子とその反射光を受光する受光素子と、この受
光素子からの出力の変化量を検出し清掃面の種類を識別
する信号処理部と、信号処理部の信号を受けて床ブラシ
モータを駆動するモータ駆動部と、モータ駆動部によっ
て駆動される床ブラシモータと、床ブラシの底面に設け
た床スイッチとを有する構成として、前記本発明の第一
の手段によるよりも正確に、特に板床の色による影響を
受けずに、清掃面の種類を識別することができる電気掃
除機を提供することができるものである。According to the second means of the present invention, the type of the cleaning surface is identified by detecting the light emitting element that emits light, the light receiving element that receives the reflected light, and the change amount of the output from this light receiving element. As a configuration including a signal processing unit, a motor driving unit that receives a signal from the signal processing unit and drives the floor brush motor, a floor brush motor driven by the motor driving unit, and a floor switch provided on the bottom surface of the floor brush. Therefore, it is possible to provide an electric vacuum cleaner capable of identifying the type of the cleaning surface more accurately than by the first means of the present invention, particularly without being affected by the color of the floor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の第一の手段及び第二の手段の実施例で
ある電気掃除機の全体構成を示す斜視図FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of an electric vacuum cleaner that is an embodiment of first means and second means of the present invention.

【図２】同床ノズルの構成を示す平面図FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the same floor nozzle.

【図３】同センサ部を示す構成図FIG. 3 is a configuration diagram showing the sensor unit.

【図４】同センサ部の受光ー距離特性図[Fig. 4] Light receiving-distance characteristic diagram of the same sensor unit

【図５】本発明の第一の手段の実施例であるフローチャ
ートFIG. 5 is a flowchart showing an embodiment of the first means of the present invention.

【図６】本発明の第二の手段の実施例であるフローチャ
ートFIG. 6 is a flowchart showing an embodiment of the second means of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

５ 床ブラシモータ ６ モータ駆動部 ８ 床スイッチ ９ 信号処理部 １０ 発光素子 １１ 受光素子 5 Floor brush motor 6 Motor drive unit 8 Floor switch 9 Signal processing unit 10 Light emitting element 11 Light receiving element

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 光を照射する発光素子とその反射光を受
光する受光素子と、この受光素子の出力の変化量を検出
し清掃面の種類を識別する信号処理部と、信号処理部の
信号を受けて床ブラシモータを駆動するモータ駆動部
と、モータ駆動部によって駆動される床ブラシモータと
を有する電気掃除機。1. A light emitting element that emits light, a light receiving element that receives the reflected light, a signal processing section that detects the amount of change in the output of the light receiving element and identifies the type of cleaning surface, and a signal of the signal processing section. An electric vacuum cleaner having a motor drive unit that receives the drive force and drives the floor brush motor, and a floor brush motor that is driven by the motor drive unit. 【請求項２】 光を照射する発光素子とその反射光を受
光する受光素子と、この受光素子からの出力の変化量を
検出し清掃面の種類を識別する信号処理部と、信号処理
部の信号を受けて床ブラシモータを駆動するモータ駆動
部と、モータ駆動部によって駆動される床ブラシモータ
と、床ブラシの底面に設けた床スイッチとを有する電気
掃除機。2. A light emitting element for irradiating light, a light receiving element for receiving the reflected light thereof, a signal processing section for detecting the amount of change in the output from the light receiving element to identify the type of cleaning surface, and a signal processing section An electric vacuum cleaner including a motor drive unit that receives a signal to drive a floor brush motor, a floor brush motor driven by the motor drive unit, and a floor switch provided on the bottom surface of the floor brush.