JPH05245080A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 掃除床面の種類や質と掃除機のごみ詰まり量
を検出し、各種床面とごみ詰まり量に応じて吸込力を制
御する、使い勝手の良い電気掃除機を提供する。 【構成】 ごみ吸い込みのためのファンモータ９と、ホ
ース、延長管を備え、延長管の先端には電動で回転する
回転ブラシを具備した電動式床用吸い込み具１を有する
構成であって、床面の状態および種類を検出するため
に、掃除床面と接触したときの圧力変化を抵抗値変化と
して出力するリップ２、電動式床用吸い込み具１に設
け、さらにファンモータ９の前部と大気との差圧を検出
する圧力センサ５を掃除機本体内に設け、リップ２およ
び圧力センサ５の検出値からファジィ推論によりファン
モータ９の吸込力を決定するファジィ推論器８を備え
る。この構成によれば、掃除床面の種類や質と掃除機の
ごみ詰まり量を検出し、各種床面とごみ詰まり量に応じ
て吸込力を制御する、使い勝手の良い電気掃除機を提供
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は床面の種類・質および掃
除機のごみ詰まり量を検出して、ファンモータの吸込力
および電動式床用吸い込み具の回転ブラシの回転数を自
動的に調整する電気掃除機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電気掃除機は吸引するご
み量などを検知することによって間接的に床面の種類や
質を検出し、電気掃除機の吸込力を多段階に自動設定す
るものであった。また、床や畳、絨毯の毛足の長さなど
の床面の状態によって吸込力を設定するものもあるが、
これも床面の状態を３段階程度しか見分けることができ
なかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の電気掃除機では、下記のような課題があった。すな
わち、ごみ量や床面の状態というのは、単純に３〜４段
階に設定できるものではなく連続的に変化するものであ
り、床面の状態によって設定される吸込力も多段階に設
定しなければならない。しかし、従来の電気掃除機で
は、ごみ詰まり量や、床面の状態によって適切な吸い込
み量を設定できないという問題があった。

【０００４】本発明はこのような課題を解決するもの
で、床面の種類や質と掃除機のごみ詰まり量をより精度
良く検出し、各種床面とごみ詰まり量に応じて吸込力を
きめ細かく設定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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、ごみ吸い込みのためのファンモータと、
ホース、延長管を備え、延長管の先端には電動で回転す
る回転ブラシを具備した電動式床用吸い込み具を有する
電気掃除機において、電動式床用吸い込み具に床面の状
態および種類を検出するために、掃除床面と接触したと
きの圧力変化を抵抗値変化として出力するリップ、およ
びファンモータの前部と大気との差圧を検出する圧力セ
ンサを設け、リップおよび圧力センサの検出値からファ
ジィ推論によりファンモータの吸込力を決定するファジ
ィ推論器を備えるようにしたものである。

【０００６】また、ファジィ推論器が電動式床用吸い込
み具の回転ブラシの回転数を決定する機能をも備えるよ
うにしたものである。

【０００７】

【作用】この構成によれば、リップおよび圧力センサの
検出値から信号を入力してファジィ推論により、ファン
モータの吸込力を制御するものであり、また、リップお
よび圧力センサの検出値から信号を入力してファジィ推
論によりファンモータの吸込力および電動式床用吸い込
み具の回転ブラシの回転数を制御するものである。

【０００８】

【実施例】以下に本発明の一実施例の電気掃除機につい
て図面を参照しながら説明する。

【０００９】図１に本実施例の電気掃除機の構成を示
す。図に示すように、電動式床用吸い込み具１は、掃除
する床面と接触したときの押圧力変化を電気抵抗値変化
として出力するリップ２を備えている。リップ２は、床
面の凹凸状態を検出するものである。抵抗値の絶対量検
出手段３は、リップ２より出力される電気抵抗値の絶対
量を検出する。抵抗値の変化量検出手段４は、抵抗値の
時間的変化量を算出する。また、圧力センサ５は掃除機
本体（図示せず）のファンモータ９の前面に配設されて
いて、掃除機本体内と大気圧との圧力差を検出し、集塵
室内の塵埃量および電動式床用吸い込み具１と床面との
密着度合いを圧力の変化（絶対値）として検出し、圧力
の変化を電気的信号に変換するものであり、時間的に比
例したアナログ出力を得る構成となっている。圧力セン
サ５の出力は圧力量絶対値積算手段６と圧力変化率算出
手段７で演算され、ファジィ推論器８ではリップ２の抵
抗値の絶対量検出手段３の出力と抵抗値の変化量検出手
段４の出力および圧力センサ５の圧力量絶対値積算手段
６と圧力変化率算出手段７の入力から床質と床面の種
類、およびごみ詰まり状態に最適なファンモータ９の出
力パワーを推論する。１０は制御手段で、推論された出
力パワーから位相制御量を算出し、ファンモータ９を駆
動する。

【００１０】上記のファジィ推論器８のリップ２と圧力
センサ５に対する演算手段は、図２に示すよう構成され
ている。図に示すように、リップ２、抵抗値の絶対量検
出手段３からの入力と絶対量メンバーシップ関数記憶手
段１１に記憶されているメンバーシップ関数に対する適
合度を両者のＭＡＸをとることにより求める絶対量適合
度演算手段１２と、抵抗値の変化量検出手段４からの入
力と抵抗値変化量メンバーシップ関数記憶手段１３に記
憶されているメンバーシップ関数に関して同様に適合度
を求める変化量適合度演算手段１４と、圧力センサ５の
圧力量絶対値積算手段６からの入力と圧力量メンバーシ
ップ関数記憶手段１５に記憶されているメンバーシップ
関数に対する適合度を両者のＭＡＸをとることにより求
める圧力量適合度演算手段１６と、圧力量の変化率算出
手段７からの入力と圧力変化率メンバーシップ関数記憶
手段１７に記憶されているメンバーシップ関数に関して
同様に適合度を求める圧力変化率適合度演算手段１８
と、前記４つの適合度のＭＩＮを取り前件部の適合度と
する前件部ミニマム演算手段１９と、吸い込みパワー推
論ルール記憶手段２０に記憶されているルールに従い、
前件部適合度と吸い込みパワーメンバーシップ関数記憶
手段２１に記憶されている後件部の吸い込みパワーメン
バーシップ関数のＭＩＮをとってそのルールの結論とす
る後件部ミニマム演算手段２２と、全てのルールについ
てそれぞれの結論を求めたのち全結論のＭＡＸをとり、
その重心を計算することにより、最終的に吸い込みパワ
ーを求める重心演算手段２３とから構成されている。

【００１１】このファジィ推論器８はマイクロコンピュ
ータにより容易に実現できる。なお、制御手段１０では
決定された吸い込みパワーに基づき、ファンモータ９の
位相制御量を算出し制御を行う。

【００１２】つぎに、上記のように構成された電気掃除
機の動作について説明する。一般に掃除する床面が絨毯
である場合には床面の凹凸は大きく、掃除する床面とリ
ップ２が接触したときの電気抵抗値は大きくなり電気抵
抗値の変化量も大きくなる傾向がある。

【００１３】また、掃除する床面が木床やたたみなどの
ように平坦な場合には、床面の凹凸は比較的小さいため
リップ２から出力される電気抵抗値は小さくなり、電気
抵抗値の変化量も小さくなる傾向がある。したがって、
リップ２の出力より床面の種類と質を判別することがで
きる。

【００１４】このようにリップ２の電気抵抗値の絶対量
と変化量を絶対量検出手段３と抵抗値変化量検出手段４
により算出すると、現在、掃除をしている床面の特性が
どんなものであるか推定することができる。

【００１５】また、圧力センサ５により圧力量の積算値
と変化量を検出することにより、掃除機本体内でのごみ
の詰まり状態と、ある程度の床質を検知することができ
る。このように、床面の種類、質、ごみ詰まりの状態が
特定できれば、最適な吸い込みパワーは決まるものであ
り、これはファジィ推論器８で推論する。

【００１６】つぎに、吸い込みパワーを推論する過程に
ついて説明する。本実施例のファジィ推論は「リップ２
の抵抗値が小さく、かつ凹凸が小さい床面（抵抗値の変
化量が小さい）でかつ圧力センサ５の圧力値変化率が少
なく、圧力絶対値量が低い状態であれば掃除する床面は
床（木床など）であり、吸い込みパワーを小さくす
る」、また「リップ２の抵抗値が小さくかつ凹凸が小さ
い床面（抵抗値の変化量が小さい）でかつ圧力センサ５
の圧力値変化率が少なく、圧力絶対値量が多い状態であ
れば掃除する床面は床（木床など）であり、掃除機本体
の集塵室にごみが多く貯まっている状態であり吸い込み
パワーをやや高くする」。「リップ２の抵抗値が高くか
つ凹凸が大きい床面（抵抗値の変化量が大きい）でかつ
圧力センサ５の圧力値変化率が大きく、圧力絶対値量が
小さければ掃除する床面は絨毯であり、掃除機本体の集
塵室にごみが少ない状態であり、吸い込みパワーをやや
高くする」。さらに「リップ２の抵抗値が高くかつ凹凸
が大きい床面（抵抗値の変化量が大きい）でかつ圧力セ
ンサ５の圧力値変化率が大きく、圧力量が少なければ掃
除する床面は絨毯であり、絨毯面にごみが少なく分布し
ている状態であり、吸い込みパワーを普通程度にする」
といった一般的な判断を基に行われる。推論のルールは
数個のルールからなる。抵抗値が「高め」とか、抵抗値
の変化量が「小さい」とか、吸い込みパワーを「とても
多め」といった定性的な概念は図３（ａ）〜（ｃ）に示
すようなメンバーシップ関数により定量的に表現され
る。ファジィ推論器８は、リップ２の抵抗値の絶対量適
合度演算手段１２では、抵抗値の絶対量検出手段３から
の入力と絶対量メンバーシップ関数記憶手段１１に記憶
されているメンバーシップ関数に対する適合度を両者の
ＭＡＸをとることにより求める。抵抗値の変化量適合度
演算手段１４では、抵抗値の変化量検出手段４からの入
力と抵抗値変化量メンバーシップ関数記憶手段１３に記
憶されているメンバーシップ関数に関して同様に適合度
を求める。圧力センサ５についても同様の演算を行う。
前件部ミニマム演算手段１９では、前記４つの適合度の
ＭＩＮをとり前件部の適合度とする。後件部ミニマム演
算手段２２では、吸い込みパワー推論ルール記憶手段２
０に記憶されているルールに従い、前件部適合度と吸い
込みパワーメンバーシップ関数記憶手段２１に記憶され
ている後件部の吸い込みパワーメンバーシップ関数のＭ
ＩＮをとってそのルールの結論とする。

【００１７】全てのルールについて、それぞれの結論を
求めたのち、重心演算手段２３では全結論のＭＡＸをと
り、その重心を計算することにより、最終的に吸い込み
パワーが求まる。制御手段１０では決定された吸い込み
パワーに基づき、ファンモータ９の位相制御量を算出し
ファンモータの制御を行う。

【００１８】また、図４に別の実施例を示す。図４に示
すように、ファジィ推論器により電動式床用吸い込み具
１の回転ブラシ用のモータ２４をも制御するものであ
る。すなわち、推論ルールは、例えば「リップ２の抵抗
値が高くかつ凹凸が大きい床面（抵抗値の変化量が大き
い）で、かつ圧力センサ５の圧力値変化率が大きく、圧
力絶対値量がやや高ければ掃除床面は絨毯であり、吸い
込みパワーをやや高くするとともに電動式床用吸い込み
具１の回転ブラシの回転数を高くする」、さらに「リッ
プ２の抵抗値が高くかつ凹凸が大きい床面（抵抗値の変
化量が大きい）で、かつ圧力センサ５の圧力値変化率が
大きく、圧力絶対値量が少なければ、掃除する床面は木
床に近いニールパンチ絨毯などであり、吸い込みパワー
を普通程度にするとともに電動式床用吸い込み具１の回
転ブラシの回転数を低くする」といった一般的な判断を
基に行われる。

【００１９】なお、本実施例では推論方法の中にＭＡＸ
−ＭＩＮ合成法、重心法を用いているが、その他の推論
方法でも可能であり、また後件部である吸い込みパワー
をメンバーシップ関数で表現したが、実数値や線形式で
も表現することができることはいうまでもない。上記構
成によれば、絨毯の種類などをリップ２および圧力セン
サ５が見分け、掃除床面に最適な回転数になるよう回転
ブラシ用のモータ２４を制御することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなように
本発明の電気掃除機によれば、電動式床用吸い込み具に
取り付けた掃除床面と接触したときの圧力変化を電気抵
抗値変化として出力するリップおよび圧力センサの検出
値からファンモータの出力を決定するファジィ推論器を
備えているので、下記の効果が得られる。すなわち、電
気掃除機で掃除を行う場合には、ごみが効率よくとれる
ことはいうまでもないが、重要な項目に操作性がある。
掃除機の持つ吸い込みパワーは年々上昇する傾向にあ
り、現在では３５０Ｗ程度が標準である。しかし、すべ
ての掃除床面でこの吸い込みパワーで掃除を行うと、絨
毯などからなる掃除床面では、強い吸込力により床ノズ
ルが掃除床面に吸いついてしまうため、操作感が非常に
悪くなる。本発明では、掃除床面と接触したときの圧力
変化を、抵抗値変化として出力するリップ、および圧力
センサとの複合センサにより掃除床面の種類と掃除機本
体内の集塵量に合わせて最適な吸込力が持続するよう、
ファジィ推論によって吸込力をきめ細かく決定してい
る。そのため、掃除を行う床面が何であっても効率よく
ごみがとれ、しかも非常に操作感のよい電気掃除機を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電気掃除機の制御方法の構
成を示すブロック図

【図２】同掃除機に用いるファジィ推論器の構成を示す
ブロック図

【図３】（ａ）〜（ｃ）は同掃除機のメンバーシップ関
数を示す図

【図４】同別の実施例の電気掃除機の制御方法の構成を
示すブロック図

【符号の説明】

１ 電動式床用吸い込み具 ２ リップ ５ 圧力センサ ８ ファジィ推論器 ９ ファンモータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ごみ吸い込みのためのファンモータと、ホ
   ースと、延長管とを備え、延長管の先端には電動で回転
   する回転ブラシを設けた電動式床用吸い込み具を有する
   構成であって、前記電動式床用吸い込み具に、床面の状
   態および床種類を検出するために、掃除する床面と接触
   したときの圧力変化を抵抗値変化として出力するリッ
   プ、および前記ファンモータの前部と大気との差圧を検
   出する圧力センサを設け、前記リップおよび圧力センサ
   の検出値から、ファジィ推論により前記ファンモータの
   吸込力を決定するファジィ推論器を備えた電気掃除機。
2. 【請求項２】ファジィ推論器は、電動式床用吸い込み具
   の回転ブラシの回転数を決定する機能をも備えている請
   求項１記載の電気掃除機。