JPH0838409A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 清掃面の種類を正確に判別して、床ブラシモ
ータの制御を行うことができる電気掃除機を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 床ノズル部の底面に水平に配置され、小孔８
ａによって赤外光を清掃面に発光する発光素子９と、清
掃面からの反射光を小孔８ｂを通して受光する受光素子
１０と、清掃面までの距離に応じて上下する床検出手段
１４と、ノズルの動作状態を検出する状態検出手段１７
と、受光素子１０と床検出手段１４と状態検出手段１７
の出力を検出し、清掃面の種類を識別する信号処理部１
８と、信号処理部１８の出力によって清掃面の種類に応
じた床ブラシモータの制御するモータ駆動部と、床ブラ
シモータにより回転される床ブラシとを有する構成であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、清掃面の種類を正確に
識別できる電気掃除機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】清掃面の種類を識別する電気掃除機とし
て従来使用されているものに、反射型ホトセンサを利用
したものがある。これは、発光素子が赤外光を放射して
清掃面で反射した赤外光を受光素子が受けるときの、受
光特性に応じて清掃面の種類を識別しているものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術は、清
掃面の種類を正確に識別することができないという課題
を有しているものである。つまり従来の技術のものは、
絨毯と畳と板床の反射光量が絨毯＜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。しかしこの光の反射率は、色による影響を大き
く受けるものである。すなわち前記従来の技術のもの
は、この色による影響を考慮していないものである。

【０００４】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、清掃面の色等による影響を受ける
ことなく、清掃面の種類を正確に識別することができる
電気掃除機を提供することを目的としている。

【０００５】

【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、床ノズルに設けた小孔を介して清
掃面に赤外光を照射する発光素子と、清掃面からの前記
発光素子の反射光を小孔を介して受光する受光素子と、
清掃面の表面までの距離に応じて上下する床検出手段
と、ノズルの前後の動作により内蔵の球が前後する状態
検出手段と、受光素子の出力と床検出手段の出力と状態
検出手段の出力により清掃面の種類を識別を行う信号処
理部と、信号処理部の出力により制御される床ブラシモ
ータとを備え、ノズルの動作状態に合わせて、清掃面に
最適なノズルの制御を行うものである。

【０００６】また、本発明の第二の手段は、床ノズルに
設けた小孔を介して清掃面に赤外光を照射する発光素子
と、清掃面からの前記発光素子の反射光を小孔を介して
受光する受光素子と、清掃面の表面までの距離に応じて
上下する床検出手段と、ノズルの前後の動作を車輪の軸
回転から検出する回転方向検出手段と、受光素子の出力
と床検出手段の出力と回転方向検出手段の出力により清
掃面の種類を識別を行う信号処理部と、信号処理部の出
力により制御される床ブラシモータとを備え、ノズルの
動作状態に合わせて、清掃面に最適なノズルの制御を行
うものである。

【０００７】また、本発明の第三の手段は、床ノズルに
設けた小孔を介して清掃面に赤外光を照射する発光素子
と、清掃面からの前記発光素子の反射光を小孔を介して
受光する受光素子と、清掃面の表面までの距離に応じて
上下し、且つノズルの前後の動作により内蔵の球が前後
する床スイッチと、受光素子の出力と床スイッチの出力
により清掃面の種類を識別を行う信号処理部と、信号処
理部の出力により制御される床ブラシモータとを備え、
ノズルの動作状態に合わせて、清掃面に最適なノズルの
制御を行うものである。

【０００８】

【作用】本発明の第一の手段は、発光素子と受光素子が
小孔を介することにより、一点の清掃面の状態を捕らえ
るようにして、清掃面の色による影響を受けることな
く、清掃面の凹凸、特に畳の凹凸を正確に識別できるよ
うにし、また床検出手段では清掃面までの距離の違いを
利用して木床を正確に識別できるようにすることによ
り、木床と絨毯と畳の識別を行い、さらにノズルの動き
を検出することによって、全ての清掃面とノズルの動き
に最適なパワーブラシの制御をするように作用するもの
である。

【０００９】本発明の第二の手段は、本発明の第一の手
段と同様の清掃面の識別を行い、ノズルの前後いずれの
方向への動きかを基本構成となっている車輪の軸の回転
を利用して検出できるようにしており、これによって第
一の手段よりもより正確にノズルの前後方向への動きを
検出するものである。

【００１０】本発明の第三の手段は、本発明の第一の手
段と同様の畳の凹凸の識別を行い、木床の識別とノズル
の前後の動きを同時に行える床スイッチによって、２つ
の素子というより簡単な構成で清掃面の種類を識別とパ
ワーブラシの制御を行えるものである。

【００１１】

【実施例】

（実施例１）以下本発明の第一の手段の実施例について
説明する。

【００１２】本実施例の電気掃除機の基本構成を図２に
示す。図２において、１はファンモータを有する掃除機
本体で、ホースを介して吸い込み力の制御方法を選択す
る手元部２を接続している。また手元部２には、延長管
が接続され、この延長管の先端に床ノズル３を接続して
いる。

【００１３】床ノズル３の基本構成を図３に示す。図に
おいて、４は清掃面を識別するためのセンサ部で、セン
サ部４の信号は床ブラシモータ５を制御するモータ駆動
部６に伝達されている。７は床ブラシモータ５によって
駆動される床ブラシである。

【００１４】次に、センサ部４の基本構成を図１に示
す。図に示すように、赤外光を照射する発光素子９と、
発光素子９の赤外光を受光する受光素子１０とからなる
ホトセンサ部１１を有している。また、清掃面までの距
離に応じて接触部１２の上下移動を検出するホトインタ
ラプタ１３とを備えた床検出手段１４、内蔵の玉１５の
前後方向への動きを検出するホトインタラプタ１６とを
備えた状態検出手段１７、前記ホトセンサ部１１と床検
出手段１４と状態検出手段１６とからの信号を処理する
信号処理部１８とを備えている。

【００１５】前記ホトセンサ部１１は、発光素子９が照
射する赤外光を清掃面に反射させるための小孔８ａと、
小孔８ｂから清掃面で反射された赤外光を受光する小孔
８ｂとを備えている。本実施例ではこの小孔８ａと８ｂ
は、直径で約１mmの大きさとしているものである。

【００１６】また、信号処理部１８は図４に示すような
構成となっている。図において、１９は受光素子１０の
信号を増幅する増幅部で、２０は直流成分をカットする
フィルタである。また２１は前記フィルタ２０を通った
信号を一定時間積分する積分部、２２は前記積分部２１
を通った信号を基準値と比較する比較部である。比較部
２２の出力は判別部２３に伝達される。また、２４はホ
トインタラプタ１３の信号を一定時間積分する積分部、
２５は前記積分部２４を通った信号を基準値と比較する
比較部である。比較部２５の出力は判別部２３に伝達さ
れる。２６はホトインタラプタ１６の信号の直流成分を
カットするフィルタで、２７は前記フィルタ２６を通っ
た信号を一定時間積分する積分部、２８は積分部２７を
通った信号を基準値と比較する比較部である。比較部２
８の出力は判別部２３に伝達される。比較部２８は前記
の３入力から清掃面の種類を判別し、制御信号が出力さ
れるものである。

【００１７】以下、本実施例の動作について説明する。
使用者が手元部２の設定をファジィとすると、モータ駆
動部６は信号処理部１８の信号に応じて床ブラシ７の回
転を制御するモードになる。同時に発光素子９は赤外光
の発光開始する。この状態で使用者が清掃面上で床ノズ
ル３を移動させると、センサ部４のホトセンサ部１１を
構成する受光素子１０は発光素子９から照射されて清掃
面で反射した反射光を、小孔８ａ・８ｂを介して受光す
る。この構成によりホトセンサ部１１は図５（ａ）のよ
うな特性を有している。つまり、小孔により焦点が極め
て狭いものになっており、反射光を受光できるのは畳の
凹のときのみであり、絨毯や木床及び畳の凸のときには
反射光を受光できない。よって受光素子１０からは、畳
の場合は凹凸により０と１とのパルス信号が、絨毯や木
床の場合には０の信号が信号処理部１８に伝達される。

【００１８】一方、床検出手段１４の接触部１２は清掃
面までの距離により上下に移動する。ここで木床の場合
は接触部１２が木床に触れないために下にあるが、絨毯
の場合はノズルの車輪が絨毯の毛の間に沈み込むために
接触部１２が絨毯の毛先に触れ、上に押し上げられる。
この接触部の動きをホトインタラプタ１３で検出する。
このホトインタラプタ１３は図５（ｂ）のような特性を
有するものであり、反射面との距離がない場合、すなわ
ち木床の場合には出力が０であるが、反射面との距離が
１ｍｍ程度ある場合、すなはち絨毯の場合には出力が１
である。このホトインタラプタ１３の出力が信号処理部
１８に伝達される。

【００１９】さらに、状態検出手段１７の内蔵の玉はノ
ズルの前後の動きに合わせて状態検出手段１７のケース
内を前後に動き、この動きを前記と同様の図５（ｂ）の
ような特性を有するホトインタラプタ１６により検出す
る。すなわち玉が前後に動いているときには０と１のパ
ルス信号を、玉が止まっているときには０か１かのいず
れか一方の信号を信号処理部１８に出力する。また、い
たずら等でノズルを逆さまにした時には玉は上段に移動
するので出力は０となる。

【００２０】信号処理部１８は、この受光素子１０とホ
トインタラプタ１３およびホトインタラプタ１７から受
けた信号を処理する。受光素子１０の信号は増幅部１９
で増幅され、フィルタ２０で直流成分をカットされ、積
分部２１で一定時間積分され、比較部２２により基準値
と比較される。この比較部２２で畳の場合は０、それ以
外の絨毯や木床の場合は１が判別部２３に出力される。
また、ホトインタラプタ１３の信号は、積分部２４によ
り一定時間積分され、比較部２５で基準値と比較され
る。比較部２５では木床の場合は０、それ以外の絨毯や
畳の場合は１が判別部２３に出力される。さらにホトイ
ンタラプタ１６の信号は、フィルタ２６で直流成分をカ
ットされ、積分部２７で一定時間積分され、比較部２８
で基準値と比較される。比較部２８ではノズルが前後に
動いている場合には１、ノズルが停止している場合やノ
ズルが逆さまの場合には０が判別部２３に出力される。

【００２１】判別部２３は前記の３入力がすべて１の場
合すなはち絨毯で且つノズルが動いている場合には床ブ
ラシモータ５を動かす信号を、その他の場合には床ブラ
シモータ５を停止させる信号をモータ駆動部６に出力す
る。モータ駆動部６はこの信号を受けて、床ブラシモー
タ５の制御を行う。

【００２２】以上のように本実施例は、発光素子９が発
光する赤外光と受光素子１０が受光する反射光とを小孔
を介することにより、受光素子１０が一点の清掃面の状
態を捕らえることにより畳の凹凸の判別を、清掃面から
の距離を検出することにより木床の検出を行うように作
用しているものである。このため清掃面の色による影響
を受けることなく、清掃面の木床と畳と絨毯の識別が正
確に行えるものである。

【００２３】（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、センサ部を図
６に示すように構成しているものである。すなわち前記
実施例と同様のホトセンサ部３２と床検出手段３４と、
車輪３５の軸に取り付けられた動作方向検出手段３８
と、これらの信号から清掃面の種類を判断する信号処理
部３９とから成っているものである。ホトセンサ部３２
は、前記実施例と同様に赤外光を照射する発光素子３０
と発光素子３０の赤外光を受光する受光素子３１と小孔
２９ａと小孔２９ｂを備えている。床検出手段３４は、
前記実施例と同様に清掃面までの距離に応じて接触部３
２の上下移動を検出するホトインタラプタ３３とを備え
ている。

【００２４】動作方向検出手段３８は車輪３５の軸に取
り付けられた大きさの異なる二枚の扇形回転部３６とそ
の扇形回転部３６の動きを検出するホトインタラプタ３
７とを備えている。

【００２５】以下本実施例の動作について説明する。前
記実施例と同様、使用者が手元部２の設定をファジィと
して床ノズル３の駆動を開始すると、同時に発光素子３
０と受光素子３１は作動を開始する。本実施例の発光素
子３０と受光素子３１は、前記図５（ａ）と同様の特性
を有している。つまり、畳の凹凸の場合にのみ０と１と
のパルス出力となり、それ以外の絨毯や木床の場合は０
の出力となる。この信号は図６に示しているように信号
処理部３９に伝達される。また、床検出手段３４では木
床の場合は接触部３２が押されず、絨毯や畳では押され
るために、図５（ｂ）と同様の特性を有するホトインタ
ラプタ３３は、木床の場合には０、絨毯や畳の場合には
１を信号処理部３９に出力する。

【００２６】つぎに動作方向検出手段３８は、扇形回転
部３６が図５（ｂ）と同様の特性を持つホトインタラプ
タ３７の正面にきた場合に１を出力する。この際、車輪
３５の軸には異なる大きさの二枚の扇形回転部と二カ所
の空白部とが交互に配されているために、ホトインタラ
プタ２８はノズルの前進と後進とで別のパルスパターン
を出力する。このパルスパターンが信号処理部３９に出
力される。

【００２７】信号処理部３９では、図７に示すように、
受光素子３１からの入力は増幅部４０で増幅され、フィ
ルタ４１によって直流成分をカットされ、積分部４２に
よって一定時間積分され、比較部４３で基準値と比較さ
れる。この比較部４３で畳の場合は０、それ以外の絨毯
や木床の場合は１が判別部４４に出力される。またホト
インタラプタ３３からの入力は、積分部４５によって一
定時間積分され、比較部４６によって基準値と比較され
る。比較部４６では木床の場合は０、それ以外の絨毯や
畳の場合は１が判別部４４に出力される。

【００２８】さらにホトインタラプタ３７からの入力
は、パルスパターンがそのまま判別部４４に出力され
る。判別部４４は前記の比較部４３と比較部４６とから
の入力がすべて１の場合でかつホトインタラプタ３７か
らの入力がパルスパターンの時、すなわち絨毯で且つノ
ズルが動いている場合には床ブラシモータ５を動かす信
号を、その他の場合には床ブラシモータ５を停止させる
信号をモータ駆動部６に出力する。この際パルスパター
ンの違いによりノズルの前進か後進かに合わせてモータ
ーの回転方向を制御する信号も出力する。モータ駆動部
６はこの信号を受けて、床ブラシモータ５の制御を行
う。

【００２９】以上のように本実施例によれば、車輪の軸
に取り付けた扇形回転部によりノズルの動作状態および
進行方向を前記実施例より正確に検出できるため、清掃
面の判別を正確に行えかつブラシの回転方向の制御も行
えるものである。

【００３０】（実施例３）次に、本発明の第三の手段の
実施例について説明する。本実施例では、センサ部を図
８に示すように構成しているものである。すなわちホト
センサ部５０と床スイッチ５８と、これらの出力により
清掃面の種類を判断する信号処理部５９とから成ってい
るものである。ホトセンサ部５０は、前記実施例と同様
に赤外光を照射する発光素子４８と発光素子４８の赤外
光を受光する受光素子４９と小孔４７ａと小孔４７ｂを
備えている。床スイッチ５８は、清掃面までの距離に応
じて変化する接触部５１の上下移動を、接触部に取り付
けられたレバー５２の動きによりマイクロスイッチ５３
によって検出する。さらに床スイッチ５８には状態検出
手段として球５４と移動部５５と安全棒５６ホトインタ
ラプタ５７とを備えている。

【００３１】以下本実施例の動作について説明する。前
記実施例と同様、使用者が手元部２の設定をファジィと
して床ノズル３の駆動を開始すると、同時に発光素子４
８と受光素子４９は作動を開始する。本実施例の発光素
子４８と受光素子４９は、前記図５（ａ）と同様の特性
を有している。つまり畳の凹凸の場合にのみ０と１との
パルス出力となり、それ以外の絨毯や木床の場合は０の
出力となる。この信号は信号処理部５９に伝達される。

【００３２】また、床スイッチ５８では木床の場合は接
触部５１が押されないためマイクロスイッチ５３がオン
せず、絨毯や畳では接触部５１が押されて、マイクロス
イッチ５３がオンするようにマイクロスイッチ５３の性
能および取り付け位置を決定している。このため木床の
場合には０を絨毯や畳の場合には１を信号処理部５９に
出力する。

【００３３】床スイッチ５８の状態検出部は、ノズルの
前後の動きによって移動部５５内を球５４が前後し、図
５（ｂ）と同様の特性を持つホトインタラプタ５７がノ
ズルが動いているときには０と１のパルス信号を、ノズ
ルが停止しているときには０か１かいずれか一方の出力
をする。この出力が信号処理部５９に伝達される。また
ノズルを逆さまにした場合には球５４がノズルの上部に
位置することによって、安全棒５６に当たるためスイッ
チが押せないようになっている。

【００３４】信号処理部５９では、受光素子４９からの
入力は増幅部６０で増幅され、フィルタ６１によって直
流成分がカットされ、積分部６２によって一定時間積分
され、比較部６３で基準値と比較される。この比較部６
３で畳の場合は０、それ以外の絨毯や木床の場合は１が
判別部６４に出力される。また床スイッチ５８からの入
力は、床の検出信号と状態検出信号とがあり、床の検出
信号はすなわちマイクロスイッチ５３からの信号であ
り、木床の場合は０、それ以外の絨毯や畳の場合は１が
判別部６４に出力される。

【００３５】さらに状態検出信号であるホトインタラプ
タ５７からの入力は、フィルタ６５で直流成分がカット
され、積分部６６で一定時間積分され、比較部６７で基
準値と比較される。比較部６７ではノズルが前後に動い
ている場合には１、ノズルが停止している場合やノズル
が逆さまの場合には０が判別部６４に出力される。判別
部６４は前記の３入力がすべて１の場合、すなわち絨毯
で且つノズルが動いている場合には床ブラシモータ５を
動かす信号を、その他の場合には床ブラシモータ５を停
止させる信号をモータ駆動部６に出力する。モータ駆動
部６はこの信号を受けて、床ブラシモータ５の制御を行
う。

【００３６】以上のように本実施例によれば、清掃面か
らの距離をマイクロスイッチによって検出しかつノズル
の動作状態をホトインタラプタによって同時に検出でき
るようにして、小型でしかも機構的に木床を検出できる
ように作用しているものである。

【００３７】

【発明の効果】本発明の第一の手段は、床ノズルに設け
た小孔を介して赤外光を照射する発光素子とこの発光素
子の光を小孔を介して受光する受光素子と、清掃面の表
面までの距離に応じて上下する床検出手段と、ノズルの
前後の動作により内蔵の球が前後する状態検出手段と、
受光素子の出力と床検出手段の出力と状態検出手段の出
力により清掃面の種類を識別を行う信号処理部と、信号
処理部の出力により制御される床ブラシモータとを備
え、発光素子が発光する赤外光と受光素子が受光する反
射光とを小孔を介することにより、受光素子が一点の清
掃面の状態を捕らえることにより畳の凹凸の判別を、清
掃面からの距離を検出することにより木床の検出を行う
ようにしているものである。このため清掃面の色による
影響を受けることなく、清掃面の判別を正確に行え、ノ
ズルの動作状態に合わせて、清掃面に最適なノズルの制
御を行うことができ、効果は大なものがある。

【００３８】本発明の第二の手段は、床ノズルに設けた
小孔を介して赤外光を照射する発光素子とこの発光素子
の光を小孔を介して受光する受光素子と、清掃面の表面
までの距離に応じて上下する床検出手段と、ノズルの前
後の動作を車輪の軸回転から検出する回転方向検出手段
と、受光素子の出力と床検出手段の出力と回転方向検出
手段の出力により清掃面の種類を識別を行う信号処理部
と、信号処理部の出力により制御される床ブラシモータ
とを備え、車輪の軸に取り付けた扇形回転部によりノズ
ルの動作状態および進行方向を前記実施例より正確に検
出できるため、清掃面の判別を正確に行え、かつブラシ
の回転方向の制御も行えるものであって、その効果は大
である。

【００３９】本発明の第三の手段は、床ノズルに設けた
小孔を介して赤外光を照射する発光素子とこの発光素子
の光を小孔を介して受光する受光素子と、清掃面の表面
までの距離に応じて上下し、且つノズルの前後の動作に
より内蔵の球が前後する床スイッチと、受光素子の出力
と床スイッチの出力により清掃面の種類を識別を行う信
号処理部と、信号処理部の出力により制御される床ブラ
シモータとを備え、清掃面からの距離をマイクロスイッ
チによって検出しかつノズルの動作状態をホトインタラ
プタによって同時に検出できるようにして、小型でしか
も機構的に木床を検出し、かつノズルの状態も検出でき
るようにしているものであって、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の手段の実施例である電気掃除機
のセンサ部のブロック図

【図２】同電気掃除機の外観斜視図

【図３】同床ノズルの底面図

【図４】同信号処理部を示すブロック図

【図５】（ａ）同受光素子の受光特性を示す特性図 （ｂ）同ホトセンサの特性を示す特性図

【図６】本発明の第二の手段の実施例である電気掃除機
のセンサ部のブロック図

【図７】同信号処理部を示すブロック図

【図８】本発明の第三の手段の実施例である電気掃除機
のセンサ部のブロック図

【図９】同信号処理部を示すブロック図

【符号の説明】 ３ 床ノズル ５ 床ブラシモータ ６ モータ駆動部 ８ａ・８ｂ 小孔 １１・３２・５０ ホトセンサ部 １３・１６・３３・３７・５７ ホトインタラプタ １８・３９・５９ 信号処理部 ５８ 床スイッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 床ノズルに設けた小孔を介して清掃面に
   赤外光を照射する発光素子と、清掃面からの前記発光素
   子の反射光を小孔を介して受光する受光素子と、清掃面
   の表面までの距離に応じて上下する床検出手段と、ノズ
   ルの前後の動作により内蔵の球が前後する状態検出手段
   と、受光素子の出力と床検出手段の出力と状態検出手段
   の出力により清掃面の種類を識別を行う信号処理部と、
   信号処理部の出力により制御される床ブラシモータとを
   備え、ノズルの動作状態に合わせて、清掃面に最適なノ
   ズルの制御を行う電気掃除機。
2. 【請求項２】 床ノズルに設けた小孔を介して清掃面に
   赤外光を照射する発光素子と、清掃面からの前記発光素
   子の反射光を小孔を介して受光する受光素子と、清掃面
   の表面までの距離に応じて上下する床検出手段と、ノズ
   ルの前後の動作を車輪の軸回転から検出する回転方向検
   出手段と、受光素子の出力と床検出手段の出力と回転方
   向検出手段の出力により清掃面の種類を識別を行う信号
   処理部と、信号処理部の出力により制御される床ブラシ
   モータとを備え、ノズルの動作状態に合わせて、清掃面
   に最適なノズルの制御を行う電気掃除機。
3. 【請求項３】 床ノズルに設けた小孔を介して清掃面に
   赤外光を照射する発光素子と、清掃面からの前記発光素
   子の反射光を小孔を介して受光する受光素子と、清掃面
   の表面までの距離に応じて上下し、且つノズルの前後の
   動作により内蔵の球が前後する床スイッチと、受光素子
   の出力と床スイッチの出力により清掃面の種類を識別を
   行う信号処理部と、信号処理部の出力により制御される
   床ブラシモータとを備え、ノズルの動作状態に合わせ
   て、清掃面に最適なノズルの制御を行う電気掃除機。