JPH07250794A - 電気掃除機の床用吸い込み具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 掃除機の使用状態を自動的に検出して、運転
時のみに制御回路に通電して電池の消耗を防止する。 【構成】 塵埃通過経路に設けられ、発光素子１７と受
光素子１８からなるゴミセンサーからの出力を処理する
信号処理部２２と、表示素子２４と、床用吸い込み具の
底面に配したローラーの回転に応じて開閉するスイッチ
６と、タイマー装置１４と、前記信号処理部２２と表示
素子２４の電源となる電池１１と、電池１１から信号処
理部２２と表示素子２４への電源供給を前記タイマー装
置１４の出力により制御するスイッチング素子１６を設
けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電池にてゴミセンサーを
動作させる電気掃除機の床用吸い込み具に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年電気掃除機はじゅうたん等の掃除対
象の多様化に伴い、電気掃除機の手元操作部の塵埃通過
経路にゴミセンサーを有し、床面等のゴミに応じて吸込
力を制御したり、ゴミの有無を表示するものもある。

【０００３】図１５は従来例の電気掃除機で１０１は掃
除機本体、１０２はホース、１０３は手元操作部、１０
４は延長管、１０５は床用吸い込み具である。

【０００４】手元操作部１０３には、掃除機本体１０１
からホース１０２を介して供給される電力を電源とする
ゴミセンサー及び表示部があり、また表示部は床用吸い
込み具１０５にあり、延長管１０４内の電線で信号が送
られる。

【０００５】また、床用吸い込み具内に電池を電源とし
てゴミセンサーを構成し、ごみの有無を表示し、電源ス
イッチとして掃除機の吸い込み力を検出する圧力スイッ
チを有し、掃除機の使用中だけゴミセンサーや表示部に
電源を供給するものも考案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術では、手元操作部のゴミセンサーや表示部の電
源はホース１０２を介して掃除機本体１０１から供給さ
れているため、電源線を内部に有する延長管でしかゴミ
センサーは機能しない。

【０００７】また、圧力スイッチを用いて電源スイッチ
を構成する方法では、掃除機内の集塵室にゴミが多いと
きや、吸い込み力を低く設定して使用しているときなど
では、圧力スイッチが確実に動作しない等の不具合があ
った。

【０００８】本発明は、上記問題点を解決するもので、
床用吸い込み具に電池で動作するゴミセンサー及び制御
回路と表示素子を有し、延長管に電線を有せずともゴミ
センサーによりゴミの有無がわかると共に、掃除機の使
用時にだけ確実に前記ゴミセンサーの発光素子や表示素
子へ電力を供給することで、電池の消耗を抑え、電池の
寿命を長くすることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の第１の手段は、塵埃通過経路に配した発光素
子と受光素子からなるゴミセンサーと、信号処理部と、
前記信号処理部の信号に応じて点灯する表示素子と、電
池と、ローラーの回転に合わせて開閉するスイッチと、
前記スイッチの動作をトリガーとするタイマー装置と、
前記ゴミセンサーと前記信号処理部と前記表示素子への
電源供給を前記タイマー装置の出力により制御するスイ
ッチング素子を有している。

【００１０】また、第２の手段は、塵埃通過経路に配し
た発光素子と受光素子からなるゴミセンサーと、信号処
理部と、前記信号処理部の信号に応じて点灯する表示素
子と、電池と、スイッチを有しており、前記スイッチは
床用吸い込み具の底面から突出するレバーにより切り替
わり、前記電池と、前記ゴミセンサーと前記信号処理部
及び前記表示素子との接続を開閉する構成としている。

【００１１】さらに、第３の手段は、塵埃通過経路に配
した発光素子と受光素子からなるゴミセンサーと、信号
処理部と、前記信号処理部の信号に応じて点灯する表示
素子と、電池と、ローラーの回転に合わせて回転する磁
石と、磁気により開閉するスイッチと、前記スイッチの
開閉により制御されるスイッチング素子を有し、前記ス
イッチング素子は前記ゴミセンサーと前記信号処理部と
前記表示素子への電源供給を制御する構成としている。

【００１２】また、第４の手段は、塵埃通過経路に配し
た発光素子と受光素子からなるゴミセンサーと、信号処
理部と、前記信号処理部の信号に応じて点灯する表示素
子と、電池と、塵埃通過経路に配した発光素子と受光素
子からなるゴミセンサーと、信号処理部と、前記信号処
理部の信号に応じて点灯する表示素子と、電池と、床用
吸い込み具の往復運動を検出する運動検出センサーと、
前記運動検出センサーの出力で制御されるスイッチング
素子を有し、前記スイッチング素子は前記ゴミセンサー
と前記信号処理部と前記表示素子への電源供給を制御
し、前記運動検出センサーは、内部に導体球と、円筒状
の電極と、円盤状の電極により構成している。

【００１３】

【作用】本発明の第１の手段によれば、延長管内に配線
を必要としない電池を用いて、ゴミセンサーやその他の
制御装置を動作させているためゴミの有無を表示でき、
掃除機使用時の床用吸い込み具の前後運動を検出したの
ちの所定時間のみゴミセンサーやその他の制御回路に安
定して通電できるものである。

【００１４】本発明の第２の手段では、掃除機使用時に
延長管を介して伝わる操作力や吸い込み力によって床用
吸い込み具が床面に吸い着けられる力などによる力で床
用吸い込み具の底面に力が加わっている時だけゴミセン
サーやその他の制御回路に安定的に通電できるものであ
る。

【００１５】本発明の第３の手段によれば、掃除機使用
時の床用吸い込み具の前後運動を床用吸い込み具の底面
に配したローラーで検出してゴミセンサーやその他の制
御回路に安定的に通電できるものである。

【００１６】そのうえ磁気を検出して制御するため、リ
ードスイッチ等を用いれば接点が露出せず、塵埃により
接点の接触が不安定になるなどの問題がない。

【００１７】本発明の第４の手段によれば、前後運動を
検出してゴミセンサーやその他の制御回路に安定して通
電できる。

【００１８】そのうえ、運動検出センサーで床用吸い込
み具の前後の往復運動などの運動を検出するため、凹凸
の多い床面でも、ゴミセンサーやその他の制御回路に安
定して電力を供給できる。

【００１９】

【実施例】以下本発明の一実施例について説明する。

【００２０】図２において、１は床用吸い込み具（図示
せず）の上部材で、２は床用吸い込み具の底部材で、ロ
ーラー３は掃除機の使用による床用吸い込み具の前後の
移動で回転し、カム４は軸５と固着され、軸５はローラ
ー３とも固着されているのでカム４はローラー３と同様
に回転する様に構成している。

【００２１】図３に示すように、ローラー３の回転で同
じく回転するカム４は同図に示すスイッチ６のレバー７
０を押して同スイッチ６を開閉する位置に構成する。

【００２２】図１は、本実施例の回路図であり、１１は
電池で、タイマー装置１４や発光素子１７や受光素子１
８や信号処理部２２及び表示素子２４などの電源とな
る。６はスイッチで、スイッチ６の開閉により、タイマ
ー装置１４にハイレベルとローレベルの信号が送られ
る。スイッチング素子１６はタイマー装置１４の信号で
開閉し、スイッチング素子１６がオンしているときはス
イッチング素子１６に接続された信号処理部２２や発光
素子１７や受光素子１８や表示素子２４などの負荷にス
イッチング素子１６を通して電力が供給される構成であ
る。また、コンデンサ２１は受光素子１８の変化分のみ
を信号処理部２２に伝えるための微分素子である。

【００２３】スイッチ６の開閉状態は抵抗器１３を介し
てタイマー装置１４に入力される。図５はある入力に対
するタイマー装置１４の入出力電圧の変化を示したタイ
ミングチャートであり（本実施例では電源の電圧を３Ｖ
としている。）、入力Ａの電圧が立ち上がった時点（Ｔ
１）で、出力Ｂはローレベルからハイレベルへと変化
し、所定時間ｔだけハイレベルを維持した後ローレベル
になる。

【００２４】また、入力電圧Ａの立ち上がりを検出して
ハイレベルとなるため、掃除機を使用していない状態で
スイッチ６が閉じていたとしても遅くとも所定時間ｔの
後には出力Ｂはローレベルとなる。

【００２５】掃除機の使用により、ローラー３が回転
し、同様にカム４が回転すると、スイッチ５は開閉を繰
り返すと図６のように入力電圧は変化し、出力電圧Ｂは
ハイレベルとなり、スイッチング素子１６は導通する。

【００２６】同図の通り所定時間ｔは入力電圧Ａの最後
の立ち上がりから計時されるため、使用中一時的に床用
吸い込み具の操作を止めても電力供給が停止することは
ない。

【００２７】スイッチング素子１６が導通したときに、
ゴミセンサーを構成する発光素子１７と受光素子１８、
信号処理部２２に電力供給が行われる。

【００２８】ゴミセンサーは床用吸い込み具の塵埃通過
経路の一部に、図４のように発光素子１７と受光素子１
８を用いており、発光素子１７と受光素子１８は対向し
て構成され、電力が供給されている間は発光素子１７か
らの光は同図に示すように受光素子１８に到達する。

【００２９】塵埃２５が、発光素子１７と受光素子１８
の間を通過すると、一時的に光は遮られ、発光素子１８
に光が当たらなくなり、塵埃を検出できる。

【００３０】本実施例では、発光素子１７に発光ダイオ
ードを、受光素子１８にフォトトランジスタをそれぞれ
用いた。

【００３１】上記構成による作用は以下の通りである。
発光素子１７の光を塵埃２５が遮ると、受光素子１８の
コレクタの電位が変化し、コンデンサ２１を経て、信号
処理部２２に伝えられる。信号処理部２２はマイクロコ
ンピュータ等を用いることで構成を容易にできる。塵埃
を検出すると、表示素子２４（本実施例では発光ダイオ
ードを用いて説明する。）が点灯するように信号処理部
２２は出力する。

【００３２】こうして、床用吸い込み具の動作があると
きにゴミセンサーを動作させることができるので、比較
的多くの電流を必要とする発光素子１７などに流す電流
を短い時間にすることができ、電池の消耗を抑えること
ができる。

【００３３】また、スイッチ６が閉じたまま放置される
ことを考慮すると、図１のＣ点にコンデンサを用いて、
スイッチ６に定常的に電流が流れることを防止してもよ
い。

【００３４】次に第２の実施例について説明する。な
お、本実施例のゴミセンサーの構成、作用は第１の実施
例と同じなので、その部分の説明を省略する。

【００３５】図７において床用吸い込み具の底面にはレ
バー２６が軸３９を支点として取り付けられ、レバー２
６の一端にはローラー２７が床面と接するように取り付
けられている。

【００３６】レバー２６の他端は床用吸い込み具内部に
あり、スイッチ３４のスイッチレバー３６を押せるよう
に、スイッチ３４を配置し、スイッチレバー３６の長さ
形状を設定している。また、バネ２８は床用吸い込み具
内部の底部材２に取り付けられ、レバー２６と底部材２
に挟まれ、レバー２６に対し、同図Ｅの方向の力を加え
ている。

【００３７】図８は本実施例の回路図であり、１１は電
池で、発光素子１７、受光素子１８、信号処理部２２及
び表示素子２３の電源であり、スイッチ３４の開閉によ
って電力の供給、遮断が行われる。３５はコンデンサで
あり、スイッチ３４においてチャタリング等が発生した
場合などに接続された回路に電力を安定供給するための
ものである。また、コンデンサ２１は受光素子１８の変
化分のみを信号処理部２２に伝えるための微分素子であ
る。

【００３８】上記構成による作用は以下の通りである。
掃除中は延長管３２から操作力３３や、掃除機の吸込力
により床用吸い込み具は床に密着し易くなり、軸３９を
支点として床用吸い込み具の底部２に取り付けられたレ
バー２６は、床からの応力によりＤの矢印に示す方向に
移動し、同図の位置になる。

【００３９】この時、レバー２６によって、スイッチ３
４はスイッチレバー３６を介して、スイッチボタン３７
が押されて閉じている。床用吸い込み具が床上になく掃
除中でないときは、バネ２８によってレバー２６はＥの
方向に移動して、スイッチ３４は開く。また、バネ２８
は延長管からの力３３や掃除機の吸込力がかからないと
きはスイッチ３４が開くようにその床用吸い込み具の重
量等に応じて強度を設定する。

【００４０】本実施例では、レバー２６と床面との摩擦
を小さくする目的でレバー２６のローラー２７を設けて
いるが、ローラー２７はなくてもよい。

【００４１】この構成により、掃除中であれば、スイッ
チ３４は閉じてゴミセンサー（発光素子１７や受光素子
１８などからなる）をはじめとする回路に電力が供給さ
れ、床から吸い込んだゴミを検出し、表示することがで
きる。

【００４２】次に第３の実施例について説明する。本実
施例のゴミセンサーの構成は、第１の実施例の動作と同
じなので、その説明は省略する。

【００４３】図９において、１は床用吸い込み具（図示
せず）の上部材で、２は床用吸い込み具の底部材で、ロ
ーラー４３は掃除機の使用による床用吸い込み具の前後
の移動で回転し、回転板４０は軸４４と固着され、軸４
４はローラー４３とも固着されているので回転板４０は
ローラー４３と同様に回転する様に構成している。

【００４４】回転板４０の円周上には磁石４１を設けて
おり、回転板４０の円周近傍に磁気で開閉する磁気スイ
ッチ４２を配置している。磁気スイッチ４２は、ローラ
ー４３の回転すなわち床用吸い込み具の使用による前後
の往復運動により、磁気スイッチ４２は開閉を繰り返
す。

【００４５】本実施例の回路構成を示す図１１におい
て、磁気スイッチ４２が開閉を繰り返すことにより、磁
気スイッチ４２が閉じた瞬間にコンデンサ４３、抵抗器
４４、コンデンサ４５に電流が流れ、コンデンサ４５に
は電荷が蓄えられ端子間の電圧が上がり、スイッチング
素子４７を導通させ、ゴミセンサーをはじめとする回路
に通電され、ゴミを検出し、表示させることができる。

【００４６】ローラー４３の停止時（床用吸い込み具を
使用していないとき）は、コンデンサ４５に蓄えられた
電荷は抵抗器４６を介して放電され、スイッチング素子
４７を遮断させ、ゴミセンサーをはじめとする回路での
電流消費を停止させる。磁気スイッチ４２としてガラス
封入タイプのリードスイッチを用いれば、スイッチの接
点部に塵埃の付着や、腐食や、酸化などがない等の点で
優れる。

【００４７】次に第４の実施例について説明する。本実
施例のゴミセンサーの構成は第１の実施例と同じで、そ
の動作も同じなのでその説明を省略する。

【００４８】図１２に示すように床用吸い込み具（外観
図示せず）の内部に運動検出センサー４９を配置してい
る。運動検出センサー４９は図１３に示すように円筒状
電極５０とその両側の底面の部分に絶縁物５４、５５を
はさんで円盤状電極５１、５２を配置して、その内部に
は導体球５３を有する構成である。

【００４９】図１３に示す構成により、同図の左右方向
（同図矢印Ｇ）に運動検出センサー４９が運動すると、
導体球５３はセンサー内部を移動し、左右の円盤状電極
５１、５２に接触し、電流が円盤状電極５１または５２
から導体球５３を介して円筒状電極５０に流れる。

【００５０】運動検出センサー４９は床用吸い込み具の
中に配置するに当たり、床用吸い込み具の操作による往
復運動の方向、すなわち図１２の矢印Ｆと同じ方向に導
体球５３が移動するように置くことで、床用吸い込み具
の運動が検出でき、すなわち使用しているか否かを検出
できる。床用吸い込み具が使用されているときはその前
後の往復により、導体球５３が円盤状電極５１、または
５２に接触したり、離れたりを繰り返す。

【００５１】本実施例の回路構成を示す図１４におい
て、運動検出センサー４９が開閉を繰り返すことによ
り、運動検出センサー４９の導体球５３が円盤状電極５
１か５２に接触した瞬間にコンデンサ５７、抵抗器５
８、コンデンサ５９に電流が流れ、コンデンサ５９には
電荷が蓄えられ端子間の電圧が上がり、スイッチング素
子５６を導通させ、ゴミセンサーをはじめとする回路に
通電され、ゴミを検出し、表示させることができる。

【００５２】導体球５３の停止時（床用吸い込み具を使
用していないとき）は、コンデンサ５９に蓄えられた電
荷は抵抗器６０を介して放電され、スイッチング素子５
６を遮断させ、ゴミセンサーをはじめとする回路での電
流消費を停止させる。

【００５３】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明の第１の手段によれば、ゴミセンサーをはじめとする
制御回路を電池で動作させるため、ホースや延長管に電
線を用いずに床用吸い込み具で床面のゴミの有無を表示
することができるとともに、使用時における電源投入等
の操作の必要もなく、使用中は安定して電力を各回路に
供給し、不使用時の無意味な通電もなくなるため、電池
の寿命を有効に使うことができる優れた床用吸い込み具
を提供することができる。

【００５４】また、第２の手段によれば、使用時にのみ
閉じるスイッチと簡便な構成で、電源投入等の操作の必
要もなく安定して通電でき、非使用時の無意味な通電も
なくなるため、電池の寿命を有効に使うことができる優
れた床用吸い込み具を提供することができる。

【００５５】さらに、第３の手段によれば、磁気素子を
用いて床用吸い込み具運動を検出して掃除機が使用中か
否かを判定するため、電源投入等の操作の必要もなく安
定して通電でき、また不使用時の無意味な通電もなくな
るため、電池の寿命を有効に使うことができ、運動を磁
気素子を用いて検出しているため塵埃の侵入などによる
不安定動作の心配がない優れた床用吸い込み具を提供す
ることができる。

【００５６】また、第４の手段によれば、運動検出セン
サーを用いて床用吸い込み具運動を検出して掃除機が使
用中か否かを判定するため、電源投入等の操作の必要も
なく安定して通電でき、また不使用時の無意味な通電も
なくなるため、電池の寿命を有効に使うことができ、運
動を運動検出センサーを用いて検出しているため凹凸の
多い床面など床面の状態に左右されず安定して各回路へ
の電力供給ができる優れた床用吸い込み具を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す床用吸い込み具の
制御装置の回路図

【図２】同床用吸い込み具の断面図

【図３】（ａ）同床用吸い込み具のローラーに取付けた
カムとレバーとの関係を示す図 （ｂ）同床用吸い込み具のローラーの取付けたカムとレ
バーとの関係を示す図

【図４】同床用吸い込み具のゴミセンサーの断面図

【図５】同床用吸い込み具の制御装置の動作を示すタイ
ミングチャート

【図６】同床用吸い込み具の制御装置の動作を示すタイ
ミングチャート

【図７】（ａ）本発明の第２の実施例を示す床用吸い込
み具の側面の断面図 （ｂ）同床用吸い込み具内のスイッチの動作説明図

【図８】同床用吸い込み具の制御装置の回路図

【図９】本発明の第３の実施例を示す床用吸い込み具の
側面の部分断面図

【図１０】同床用吸い込み具の回転板の外観平面図

【図１１】同床用吸い込み具の制御装置の回路図

【図１２】本発明の第４の実施例を示す床用吸い込み具
の側面の断面図

【図１３】（ａ）同床用吸い込み具の運動検出センサー
の断面図 （ｂ）同運動検出センサーの側面図

【図１４】同床用吸い込み具の制御装置の回路図

【図１５】従来の電気掃除機の外観図

【符号の説明】

３ ローラー ４ カム ６ スイッチ ８、４５ 制御装置 １０ スイッチ端子 １１ 電池 １６、４７、５６ スイッチング素子 １７ 発光素子 １８ 受光素子 ２２ 信号処理部 ２４ 表示素子 ２６ レバー ３４ スイッチ ２８ バネ ４０ 回転板 ４１ 磁石 ４２ 磁気スイッチ ４９ 運動検出センサー ５０ 円筒状電極 ５１、５２ 円盤状電極 ５３ 導体球 ７０ レバー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塵埃通過経路に配した発光素子と受光素
   子を有するゴミセンサーと、前記ゴミセンサーの出力を
   処理する信号処理部と、前記信号処理部の信号に応じて
   点灯する表示素子と、床用吸い込み具の底面に配したロ
   ーラーの回転に合わせて開閉するスイッチと、前記スイ
   ッチの開閉による電気信号をトリガーとするタイマー装
   置と、前記ゴミセンサーと前記信号処理部と前記表示素
   子の電源となる電池と、前記電池から前記ゴミセンサー
   と前記信号処理部と前記表示素子への電源供給を前記タ
   イマー装置の出力により制御するスイッチング素子を有
   する電気掃除機の床用吸い込み具。
2. 【請求項２】 塵埃通過経路に配した発光素子と受光素
   子を有するゴミセンサーと、前記ゴミセンサーの出力を
   処理する信号処理部と、前記信号処理部の信号に応じて
   点灯する表示素子と、前記ゴミセンサーと前記信号処理
   部と前記表示素子の電源となる電池と、床用吸い込み具
   の底面から突出するレバーにより切り替わるスイッチ
   と、前記スイッチを前記ゴミセンサーと前記信号処理部
   及び前記表示素子へ前記電池から電源を供給する電源ス
   イッチとして構成としたことを特徴とする電気掃除機の
   床用吸い込み具。
3. 【請求項３】 塵埃通過経路に配した発光素子と受光素
   子を有するゴミセンサーと、前記ゴミセンサーの出力を
   処理する信号処理部と、前記信号処理部の信号に応じて
   点灯する表示素子と、床用吸い込み具の底面に配したロ
   ーラーの回転に合わせて回転する磁石と、前記磁石の磁
   気により開閉するスイッチと、前記ゴミセンサーと前記
   信号処理部と前記表示素子の電源となる電池と、前記ス
   イッチの開閉により制御されるスイッチング素子を有
   し、前記スイッチング素子は前記電池から前記ゴミセン
   サーと前記信号処理部と前記表示素子への電源供給を制
   御することを特徴とする電気掃除機の床用吸い込み具。
4. 【請求項４】 塵埃通過経路に配した発光素子と受光素
   子を有するゴミセンサーと、前記ゴミセンサーの出力を
   処理する信号処理部と、前記信号処理部の信号に応じて
   点灯する表示素子と、前記ゴミセンサーと前記信号処理
   部と前記表示素子の電源となる電池と、床用吸い込み具
   の往復運動を検出する運動検出センサーと、前記運動検
   出センサーの出力で制御されるスイッチング素子を有
   し、前記スイッチング素子は前記電池から前記ゴミセン
   サーと前記信号処理部と前記表示素子への電源供給を制
   御し、前記運動検出センサーとして、円筒状に形成した
   電極と、円盤状の電極からなり、内部に導体球を有する
   電気掃除機の床用吸い込み具。