JPH0646975A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、掃除機本体から運転状態情報を赤外
線によりホース手元部にそれぞれ送信するようにした電
気掃除機を提供するにある。 【構成】本発明の要旨は、使用者によって入力される前
記スイッチ手段によるスイッチ情報を前記ホース手元部
から前記掃除機本体に光学的に送信する第１赤外線発光
手段と、前記掃除機本体に設けられ、かつ、前記第１赤
外線発光手段から送信されてきたスイッチ情報を受信す
る第１赤外線受光手段と、前記掃除機本体の運転状態情
報を前記掃除機本体から前記ホース手元部に光学的に送
信する第２赤外線発光手段と、この第２赤外線発光手段
から送信されてきた運転状態情報を受信する第２赤外線
受光手段と、この第２赤外線受光手段が受信した前記運
転状態情報を表示する表示手段とを設けたところにあ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気掃除機に関し、特
に、使用者により入力されるホース手元部のスイッチ情
報を赤外線により掃除機本体に送信するとともに、掃除
機本体から、運転状態情報を赤外線によりホース手元部
に送信して表示するようにした電気掃除機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気掃除機は、ホース手元のスイ
ッチを有するホース手元制御回路と掃除機本体の本体制
御回路とは、ホースに埋設された配線により接続されて
いた。そのためホースの重量が増し、操作性が悪くなっ
ていた。またコストも割高となっていた。

【０００３】そこで従来ホース内の配線により伝送して
いたスイッチ信号を赤外線により伝送する電気掃除機が
提案されている。

【０００４】なお、この種の装置として関連するものに
は、特開昭58−221924号公報，特開昭61−87527 号公
報，特開昭62−207427号公報等が挙げられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、ホ
ース手元部の赤外線送信部を掃除機本体方向に向けなけ
ればならず、電気掃除機の使用に対して重大な障害とな
る欠点があった。また、電気掃除機の場合、ホース手元
部に対して掃除機本体が常に一定の方向にあるわけでは
なく、かつホース手元部と掃除機本体の間に使用者が介
在する可能性が大きいため、ホース手元部から掃除機本
体の制御が不可能になる場合が多いという欠点があっ
た。

【０００６】このため、光ファイバーをホース内に埋設
する構造も提案されているが、コストの点や、掃除機本
体とホース接続部での赤外線結合方法が困難であるとい
う欠点があった。

【０００７】本発明の目的は、ホース手元部の赤外線送
信部を掃除機本体方向に向けなくても、またホース手元
部と掃除機本体の間に使用者が介在していても、ホース
手元部から掃除機本体の制御を可能にし、また逆に掃除
機本体からホース手元部へ運転状態情報を送信して表示
することにより、ホースの軽量化による操作性向上と同
時に使い勝手を向上させた電気掃除機を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、吸引力を発
生する電動送風機と、この電動送風機を制御する本体制
御回路を設けた掃除機本体と、この掃除機本体に接続さ
れるホースのホース手元部と、このホース手元部に設け
られ、かつ、前記掃除機本体の運転を制御するためのス
イッチ手段を含むホース手元制御回路とを備えた電気掃
除機において、使用者によって入力される前記スイッチ
手段によるスイッチ情報を前記ホース手元部から前記掃
除機本体に光学的に送信する第１赤外線発光手段と、前
記掃除機本体に設けられ、かつ、前記第１赤外線発光手
段から送信されてきたスイッチ情報を受信する第１赤外
線受光手段と、前記掃除機本体の運転状態情報を前記掃
除機本体から前記ホース手元部に光学的に送信する第２
赤外線発光手段と、この第２赤外線発光手段から送信さ
れてきた運転状態情報を受信する第２赤外線受光手段
と、この第２赤外線受光手段が受信した前記運転状態情
報を表示する表示手段とを設け、この表示手段を前記ホ
ース手元部に配置するとともに、前記第２赤外線発光手
段は、前記運転状態情報を室内の天井や壁に反射させて
前記ホース手元部の前記第２赤外線受光手段に受信させ
る構成とすることにより、達成される。

【０００９】

【作用】ホース手元部のスイッチを使用者が押したこと
をホース手元制御回路が検出し、押されたスイッチに応
じたスイッチ情報を生成する。このスイッチ情報をホー
ス手元部に配置した略鉛直上方を向いた第１赤外線発光
手段から送信する。送信された赤外線は室内の天井や壁
で反射して掃除機本体上部の第１赤外線受光手段に到達
し受信される。受信されたスイッチ情報は掃除機本体に
内蔵された本体制御回路で変換され電動送風機を制御す
る。これにより、ホース手元部と掃除機本体の位置関係
に関わらず、またホース手元部と掃除機本体の間に使用
者が入っても赤外線伝送の障害とならず、掃除機本体の
リモートコントロールが可能となる。また掃除機本体か
らは運転状態を表わす情報が掃除機本体上面に配置した
第２赤外線発光手段から送信される。送信された赤外線
は同様にして室内の天井や壁で反射してホース手元部の
第２赤外線受光手段に到達し受信される。受信されたホ
ース手元部のホース手元制御回路で変換され、表示手段
にその内容が表示され、使用者が掃除機本体の運転状態
をホース手元部で確認することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従い説明す
る。

【００１１】図１に本発明による電気掃除機の外観を示
す。１は掃除機本体、２はホース、３はホース手元部Ａ
に配置されたスイッチ操作部、４は赤外線受発光部であ
り赤外線を透過するプラスチックレンズにより構成さ
れ、内部には赤外線発光ダイオード、及び赤外線受光フ
ォトダイオードを備えている。５はホース手元部Ａに配
置されたもう１つの赤外線受発光部で、ホース手元部Ａ
の把手部の掃除機本体側後端に位置している。６は延長
管、７は吸口、８は掃除機本体１の上部に配置された赤
外線受発光部であり、ホース手元Ａと同様に赤外線を透
過するプラスチックレンズにより構成され、内部には赤
外線発光ダイオード及び赤外線受光フォトダイオードを
備えている。図１の符号９は室内天井を示している。

【００１２】図２は本実施例による電気掃除機の制御回
路全体のブロック図を示す。制御回路は２つの部分より
構成され、一方はホース手元制御回路１０１、他方は本
体制御回路１０２である。次に各々の制御回路について
詳しく述べる。

【００１３】ホース手元制御回路１０１はマイクロプロ
セッシングユニット（以下マイコンと略す）１０３を中
心に構成され、電源は電池１０４により供給される。マ
イコン１０３の入出力には、掃除機使用者が運転指示を
与えるスイッチ１０５、そのスイッチ情報を掃除機本体
１に送信するための第１赤外線発光手段となる赤外線発
光ダイオード１０６，１０７、およびこれらの赤外線発
光ダイオード１０６，１０７をマイコンにより駆動する
ためのトランジスタ１０８，１０９、掃除機本体１から
の運転状態情報を受信する第２赤外線受光手段となる赤
外線受光フォトダイオード１１０、および赤外線受光フ
ォトダイオード１１０が受光した信号をデジタルコード
に変換してマイコンに入力する受信ユニット１１１、さ
らにこのコードによりホース手元部Ａに掃除機本体１の
運転状態を表示する表示手段となる可視光発光ダイオー
ド１１２からなる。

【００１４】次に、本体制御回路１０２もマイコン１１
３を中心に構成され、ホース手元部Ａからのスイッチ情
報は第１赤外線受光手段となる赤外線受光フォトダイオ
ード１１４で受光され、受信ユニット１１５によりデジ
タルコードに変換されてマイコン１１３に入力される。
このスイッチ情報に基づき、吸引力を発生せしめる電動
送風機１１６を双方向性スイッチング素子(以下トライ
アックと称す)１１７により位相制御して吸引力を増減
し制御する。トリガ回路１１８はマイコン１１３からの
位相制御信号をトライアック１１７のゲートに印加する
ためのインタフェース回路である。また本体制御回路１
０２の電源は、交流商用電源１１９から電源回路１２０
により作られ、制御回路全体に供給される。１２１はセ
ンサ回路であり、掃除機本体の状態、たとえば真空度や
吸込風量などを検出し、これをマイコン１１３に入力す
るものであり、これらの情報をもとに掃除機本体１の状
態に合わせて吸引力を自動制御し、最適な吸込力にコン
トロールするためのものである。またセンサ回路１２１
の出力からマイコン１１３により、フィルタ（図示しな
い）の目づまり度合を判断し、これと併せて、電動送風
機１１６のパワーの状態もデジタルコード化し、マイコ
ン１１３からトランジスタ１２３を駆動して第２赤外線
発光手段となる赤外線発光ダイオード１２４より送信
し、前記ホース手元制御回路１０１で受信して表示す
る。これにより使用者は、その手元部Ａで掃除機本体１
の吸込力やフィルタの目づまり度合を振り返って掃除機
全体１を見なくても確認することができる。スイッチ１
２２は本体制御回路１０２に設けられたスイッチであ
る。通常の使用においては、掃除機使用者はホース手元
制御回路１０１のスイッチ１０５により掃除機の運転を
行なうが、万一ホース手元制御回路１０１内の電池１０
４の消耗により、ホース手元制御回路１０１が動作不良
を生じたとき、使用者が掃除機の運転が可能なように掃
除機本体１に設けたスイッチである。

【００１５】次にホース手元本体制御回路１０２の動作
を説明する。掃除機使用者がホース手元部Ａのスイッチ
１０５を押すと、マイコン１０３がこれを検出し、押さ
れたスイッチに従った信号コードを生成する。次に赤外
線発光ダイオード１０６，１０７を発光させ、前記信号
コードを赤外線信号として放射する。この際、赤外線発
光ダイオード１０６，１０７の発光は同時に行なわず、
まず赤外線発光ダイオード１０６を発光させ信号を送信
した後、赤外線発光ダイオード１０７を発光させて同様
に信号を送信する（この逆でももちろん可能）というよ
うに順次行なう。これは、同時に発光させた場合にはそ
れぞれの赤外線信号が掃除機本体１の赤外線受光フォト
ダイオード１１４に到達するのに、一方は直接到達し、
他方は天井や壁に反射して到達するため相互の干渉によ
る誤受信を防止し、また同時に２個の赤外線発光ダイオ
ード１０６，１０７を発光させるためには一度に大きな
電流を消費するためのホース手元制御回路１０１の電池
１０４の消耗を早めることになる。２個の赤外線発光ダ
イオードを順次発光させることは、電池１０４の寿命を
伸ばすことにも効果がある。赤外線発光ダイオードのう
ち少なくとも１個は、通常の使用状態では略鉛直上方を
向いているため、上方に放射された赤外線は部屋の天井
に当って反射し掃除機本体１の赤外線受光フォトダイオ
ード１１４に到達する。ここで受信ユニット１１５によ
りデジタルコードに変換され、マイコン１１３に入力さ
れる。マイコン１１３はこの信号コードに従ってトリガ
回路１１８を介してトライアック１１７を制御し電動送
風機１１６を運転する。一方、掃除機本体１の本体制御
回路１０１からは前述の如く電動送風機１１６のパワー
の状態や、フィルタの目づまり度合に応じた信号コード
がマイコン１１３により生成され、赤外線発光ダイオー
ド１２４を発光させ、赤外線信号として放射する。赤外
線発光ダイオード１２４は、掃除機本体１上面に取り付
けられ、略鉛直上方を向いているため上方に放射された
赤外線は部屋の天井９に当って反射しホース手元制御回
路１０１の赤外線受光フォトダイオード１１０に到達す
る。ここで、受信ユニット１１１によりデジタルコード
に変換され、マイコン１０３に入力される。マイコン１
０３はこの信号コードに従って可視光発光ダイオード11
2を点灯制御し、使用者に掃除機本体１のパワーの状態
やフィルタの目づまり度合を表示する。なお、本実施例
では表示手段として可視光発光ダイオードを示している
が、消費電力の小さい液晶表示素子を使うことももちろ
ん可能である。

【００１６】次に、ホース手元部Ａの赤外線発光ダイオ
ード１０６，１０７および、赤外線受光フォトダイオー
ド１１０の取付位置を図３（ａ)，(ｂ）により説明す
る。赤外線発光ダイオード１０６と赤外線受光フォトダ
イオード１１０は手元スイッチ１０５の操作ボタン１２
５〜１２７より延長管６側に取付ける。該赤外線発光ダ
イオード１０６と赤外線受光フォトダイオード１１０は
赤外線透過レンズによりカバーされている。また赤外線
発光ダイオード１０６と赤外線受光フォトダイオード１
１０の方向は、両者共、通常の使用状態において略鉛直
上方に向いている。この取付位置は使用者がホースのグ
リップ部１２８を持って操作ボタン１２５〜１２７を操
作しても赤外線透過レンズを手で覆いかくすことがない
ようにするためである。また赤外線発光ダイオード１０
６と赤外線受光フォトダイオード１１０をグリップ部１
２８から離すことにより、ホース手元部Ａが送信する赤
外線信号および、掃除機本体１から送信され、天井９で
反射して入信してくる赤外線信号が使用者の上半身にさ
えぎられることが少なくなり、より確実に送受信でき
る。ホース手元部Ａのもう１個の赤外線発光ダイオード
１０７は、ホースのグリップ部１２８の後端に取付けら
れ、赤外線透過レンズによりカバーされている。この赤
外線発光ダイオード１０７の赤外線放射方向は水平より
下向きになっており、通常の使用状態で掃除機本体１が
使用者の後側にあるとき、赤外線信号を天井や壁に反射
させることなく直接掃除機本体１の受発光部８に到達さ
せる目的のものである。一方、本体制御回路１０２の赤
外線発光ダイオード１２４と赤外線受光フォトダイオー
ド１１４は掃除機本体１上面に位置し、赤外線透過レン
ズによりカバーされている。これらの発光および受光の
方向は、掃除機本体１が通常の水平に置かれている場合
は略鉛直上方を向いている。

【００１７】次に、ホース手元部Ａの赤外線発光ダイオ
ード１０６，１０７の赤外線指向角（発光出力相対値が
０.５ になる光軸に対する傾き角）を図４により説明す
る。赤外線発光ダイオード１０６は、前述の如く通常の
使用状態において略鉛直上方を向くように取付け、かつ
指向角２０１が狭い(２５°以下)ものを使用する。これ
は、天井９に反射して掃除機本体１の受光部に到達する
ための赤外線の伝送距離が長くなることと、赤外線発光
ダイオード１０６の指向角は狭くとも、天井９で反射す
る際にほぼ乱反射して、そこで指向角が広がるためであ
る。ホース手元部Ａのもう１つの赤外線発光ダイオード
１０７は前述の如くホース手元のグリップ部１２８の後
端に水平より下向きに取付け、赤外線指向角２０２は広
い（25°より大きい）ものを使用する。これは赤外線発
光ダイオード１０７と掃除機本体１の受光部との距離
は、ホース２の長さにより制限されるため、赤外線到達
距離よりも動作範囲の拡大を図ることを目的とするため
である。

【００１８】次に、ホース手元部Ａの赤外線受光フォト
ダイオード１１０と掃除機本体１の赤外線受光フォトダ
イオード１１４の受光角（感度が光軸上の値に対し半減
する角度）を図５を用いて説明する。これらの赤外線受
光フォドダイオード１１０，１１４は通常の使用状態に
おいて略鉛直上方を向けて取付け、かつその受光角を広
くする（４０°以上）ことにより確実に天井９から反射
してくる赤外線信号を受光することができる。

【００１９】次に、赤外線信号の送受信について図６を
用いて説明する。ホース手元部Ａおよび掃除機本体１側
の各々の送信，受信の方法は同一なので、ここでは本体
制御回路１０２についてのみ述べる。赤外線を用いたリ
モートコントロールシステムでは、外来ノイズによる誤
動作を避けるためにデータ２０３に示すように、データ
をパルス位置変調方式で変調し、さらに副搬送波２０４
により振幅変調される。通常、副搬送波２０４の周波数
は３３ｋＨｚ以上４０ｋＨｚ以下が選ばれる。本実施例
では４０ｋＨｚとする。変調されたデータはマイコン１
１３からトランジスタ１２３を用いて赤外線発光ダイオ
ード１２４を駆動する。一方、受信ユニット１１５は赤
外線受光フォトダイオード１１４が受光した赤外線信号
を電気信号に変換し、４０ｋＨｚのバンドパスフィルタ
（以下ＢＰＦと略す）により搬送波成分のみを増幅した
後、信号成分を検波しデータ２０３をマイコン１１３へ
伝送する。このように受信ユニット１１５には４０ｋＨ
ｚのＢＰＦが内蔵されているため、副搬送波２０４の基
本波成分しか受信に寄与しない。そこで副搬送波のデュ
ーティ比をデューティ比＝Ｔｏｎ（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）
と定義するとデューティ比５０％のときが最も基本波成
分４０ｋＨｚが多くなる。しかし、特に手元制御回路１
０１において電池の寿命の問題や赤外線発光ダイオード
の熱破壊の問題から副搬送波２０４のデューティ比を３
５％以上，５０％以下にする。

【００２０】次に、本実施例による掃除機のホース手元
部Ａと掃除機本体１との間の通信方法について図７を用
いて説明する。本実施例では以上に述べてきた如く、ホ
ース手元部と掃除機本体１との両者には各々赤外線送信
部および受信部があり双方向通信を行なう。この際、送
受信のタイミングが合わないと正常な送受信ができなく
なる。例えばホース手元部からスイッチ情報を送信して
いる際、ホース手元部にある受信部には自ら送信したデ
ータが天井で反射して入力されてくる。自ら送信したデ
ータを受信しても無意味であるし、また送信処理と受信
処理（受信処理は割込みにて行なう）を併行して実行す
ることはマイコンのソフトウェアが複雑になることか
ら、送信処理中は受信割込みは無効としている。する
と、このときに掃除機本体１側から運転状態情報がもし
送信されてきても、ホース手元で受信処理が行なわれ
ず、正常なデータ受信ができない。

【００２１】このため図７に示すような通信方法を設け
る。まず、ホース手元部から掃除機本体１に送信するホ
ース手元部のスイッチ情報は、使用者がスイッチ１０５
を押し、ホース手元のマイコンがこれを検出したら直ち
に掃除機本体に送信する必要がある。このため掃除機本
体側の受信割込みは常に有効としておき、いつでも受信
できるようにしておく。

【００２２】一方、掃除機本体１からホース手元部に送
信する運転状態情報は、上述のスイッチ情報がホース手
元部Ａから掃除機本体１に送信されてくるタイミングを
避けなければならない。このため、ホース手元部Ａから
運転状態情報要求信号を定期的に送信し、これを掃除機
本体１が受信したら、その要求信号に対する返信として
運転状態情報を送信するようにする。ホース手元部Ａで
は、運転状態情報要求信号を送信後、掃除機本体１から
の返信を受信すべく受信割込みを有効とし、受信可能な
状態とする。また、運転状態情報要求信号と、それに対
する運転状態情報のやりとり中にホース手元部Ａのスイ
ッチ情報の送信要求が発生した場合には、運転状態情報
のやりとり後にスイッチ情報の送信を行なえばよい。

【００２３】これによって、ホース手元部Ａと掃除機本
体１との間の送受信処理は正常に行なわれる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明の如く本発明によれば、ホース
手元部から送信されたスイッチ情報を含む赤外線信号
が、室内の天井や壁で反射して掃除機本体上部の受信部
に到達し受信されるため、ホース手元部と掃除機本体の
位置関係に関わらず、またホース手元部と掃除機本体の
間に使用者が入っても赤外線伝送の障害とならず、掃除
機本体のリモートコントロールが可能となり、従来ホー
スに埋設されていた配線が不要になり、ホースを軽量化
し操作性を良くすることができる。

【００２５】また、同様にして掃除機本体からホース手
元へ、本体の運転状態情報を送信し表示することによ
り、使用者がその手元部で本体の状態を知ることがで
き、より使い勝手を向上させた掃除機を実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による電気掃除機の外観図。

【図２】電気掃除機用制御システムの概略構成を示すブ
ロック図。

【図３】赤外線発光ダイオードの取付け場所を示す図。

【図４】赤外線発光ダイオードの赤外線指向角を示す
図。

【図５】赤外線受光フォトダイオードの受光角を示す
図。

【図６】赤外線発光ダイオードの駆動方法を示す図。

【図７】赤外線信号の通信方法を示す図。

【符号の説明】

１…掃除機本体、２…ホース、３…ホース手元部に配置
されたスイッチ操作部、８…第１赤外線受光手段、９…
室内の天井、１０６，１０７…第１赤外線発光手段、１
１０…第２赤外線受光手段、１１２…表示手段、１１４
…第１赤外線受光手段、１２４…第２赤外線発光手段、
Ａ…ホース手元部。

フロントページの続き (72)発明者 田島 泰治 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所映像メディア研究所内 (72)発明者 金子 稔 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所内 (72)発明者 海野 尭 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸引力を発生する電動送風機と、この電動
   送風機を制御する本体制御回路を設けた掃除機本体と、
   この掃除機本体に接続されるホースのホース手元部と、
   このホース手元部に設けられ、かつ、前記掃除機本体の
   運転を制御するためのスイッチ手段を含むホース手元制
   御回路とを備えた電気掃除機において、使用者によって
   入力される前記スイッチ手段によるスイッチ情報を前記
   ホース手元部から前記掃除機本体に光学的に送信する第
   １赤外線発光手段と、前記掃除機本体に設けられ、か
   つ、前記第１赤外線発光手段から送信されてきたスイッ
   チ情報を受信する第１赤外線受光手段と、前記掃除機本
   体の運転状態情報を前記掃除機本体から前記ホース手元
   部に光学的に送信する第２赤外線発光手段と、この第２
   赤外線発光手段から送信されてきた運転状態情報を受信
   する第２赤外線受光手段と、この第２赤外線受光手段が
   受信した前記運転状態情報を表示する表示手段とを設
   け、この表示手段を前記ホース手元部に配置するととも
   に、前記第２赤外線発光手段は、前記運転状態情報を室
   内の天井や壁に反射させて前記ホース手元部の前記第２
   赤外線受光手段に受信させる構成にしたことを特徴とす
   る電気掃除機。
2. 【請求項２】前記第２赤外線発光手段は、前記スイッチ
   情報が室内の天井に向って放射されるように、前記掃除
   機本体の上面に設けたことを特徴とする請求項１記載の
   電気掃除機。
3. 【請求項３】前記第１赤外線発光手段は、２個の赤外線
   発光ダイオードからなり、そのうち１個の赤外線発光ダ
   イオードは赤外線が室内の天井に向って放射されるよう
   に前記ホース手元部の上面に配設し、かつ、他の赤外線
   発光ダイオードは赤外線が水平より下方であってしかも
   前記掃除機本体に向って放射されるように前記ホース手
   元部に配設したことを特徴とする請求項１記載の電気掃
   除機。
4. 【請求項４】前記第１赤外線発光手段は、複数個の赤外
   線発光ダイオードから構成するとともに、前記複数個の
   赤外線発光ダイオードを順次発光させることによって前
   記スイッチ情報を送信する構成にしたことを特徴とする
   請求項１記載の電気掃除機。
5. 【請求項５】前記掃除機本体の電動送風機を制御する本
   体制御回路に、前記掃除機本体の運転を制御するための
   スイッチ手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の
   電気掃除機。