JPH0779790B2 - 電気掃除機 - Google Patents

電気掃除機

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JPH0779790B2
JPH0779790B2 JP63184343A JP18434388A JPH0779790B2 JP H0779790 B2 JPH0779790 B2 JP H0779790B2 JP 63184343 A JP63184343 A JP 63184343A JP 18434388 A JP18434388 A JP 18434388A JP H0779790 B2 JPH0779790 B2 JP H0779790B2
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vacuum cleaner
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俊一郎 田中
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、床面を自動的に検知して、モータの回転数
や、電動ノズルの駆動,停止,ノズルのブラシの上げ下
げ等を制御する電気掃除機に関するものである。
従来の技術 従来の電気掃除機では、使用者が掃除する床面に合わせ
て、モータの回転数を調整したり、電動ノズルの駆動停
止を手動で行っていた。
発明が解決しようとする課題 従来の電気掃除機では前述の如く、使用者が掃除しよう
とする床面に合わせて、その都度手動で各操作を行わね
ばならず、非常に面倒であるという問題点があった。
本発明は、上記問題点に鑑み、自動的に床面を検知し掃
除しようとする床面に応じて最適に制御できる電気掃除
機を提供しようとすることを目的としている。
課題を解決するための手段 上記目的を達する為に、本発明の第1の手段は、ノズル
内部に、振動検知棒と、この振動検知棒の振動状態を検
知する振動検知素子と、前記振動検知棒を上下させる機
構と、前記振動検知素子の出力信号により掃除しようと
する床面の種類を検知する検知回路と、この検知回路に
よる結果を入力信号としてモータ回転数、電動ノズルの
回転ブラシの回転の駆動、停止、ノズルのブラシの上げ
下げ等の少なくとも1つの制御するものである。
また、本発明の第2の手段は、上記第1の手段におい
て、検知回路として、振動検知素子の出力信号を微分す
る基準信号と比較することで、床面の種類を検知するも
のである。
また、本発明の第3の手段は、上記第1の手段におい
て、検知回路として、振動検知素子の出力信号を積分す
る回路を備え、その積分信号のレベルを予め定めた基準
信号と比較することで、床面の種類を検知するものであ
る。
また、本発明の第4の手段は、上記第1の手段におい
て、検知回路として、振動検知素子の出力信号を積分す
る回路およびその積分信号が予め定められた基準レベル
を越えた時間を測定するタイマー回路を備えたものであ
る。
さらに、本発明の第5の手段は、上記第1の手段におい
て、検知回路として、振動検知素子の出力信号を周波数
帯域により選別する複数個の帯域通過フィルタと、その
出力信号のレベルにより床面を推定する床面推定回路と
を備えたものである。
さらに、本発明の第6の手段は、片面にブラシを、他の
面に磁石を取付けた可動板と、前記磁石と対向して設け
られた磁石検知素子とからなる摩擦力検知手段と、前記
磁石検知素子からの出力信号により、モータ回転数、電
動ノズルの回転ブラシの回転の駆動、停止、ノズルのブ
ラシの上げ下げ等の少なくとも1つを制御するものであ
る。
さらには、本発明の第7の手段は、上記第6の手段にお
いて、出力信号による摩擦力検知手段にワンシャットマ
ルチ等の一定時間タイマーを有したものである。
作用 本発明は、上記した構成により、振動検知棒が床面に衝
突した時に発生する振動検知棒の振動を、振動検知素子
により検知し、その出力信号を、上記した第1の手段で
は、床面判定のスピードを早くする為に、信号の立上り
部分を利用する目的で、出力信号を微分して床面を判別
するものであり、第2の手段では、雑音や、床面にある
床面とは異なる固さの物に振動検知棒が当った場合によ
る誤動作をさけることを着目し、出力信号を積分して床
面を判別しようとするものであり、第3の手段では、更
に判別できる床面の種類を多くするために、積分した信
号が、基準レベルをこえた時間を計測し、この時間の大
小により、床面を判別しようとするものである。第4の
手段では、判別できる床面の種類を多くする他の方法と
して、信号の周波数特性を用いてその特性の特徴により
床面を判別するものである。第5の手段ではノズルに設
けた可動板に取付けた磁石が、床面との摩擦抵抗により
掃除中動くことを磁気検知素子で検出し、その信号の大
小により床面の種類を判別するものである。第6の手段
は、第5の手段と同様な構成であり、その信号出力が、
判別レベルをこえた後、一定時間各被制御要素を駆動す
るものである。
実 施 例 以下その実施例について図面を用いて説明する。第1図
において、1は振動検知棒であり、電磁ソレノイド3と
連係した連結棒7,8により駆動され、上下に動き、床面
に衝突をくり返す。2は振動検知素子であり(例えば圧
電型セラミック振動子等)、振動検知棒1に固定されて
いる。4は検知回路であり、振動検知素子2の出力信号
を入力信号として、信号処理を行い、床面の種類を検知
し、出力制御装置5により掃除機のいくつかの制御要素
を駆動する。
上記構成において、第2図は床面がじゅうたんの場合の
振動検知素子2の出力信号波形であり、第3図は床面が
木床の場合の波形である。第4図は検知回路4の具体的
回路構成である。振動検知素子2は、初段増幅器10に接
続されている。11はコンデンサであり、12はボルテージ
フォロワを構成したバッファアンプである。13はコンパ
レータであり、その基準値は接続点15の電圧V15であ
る。入力信号は、初段増幅器10で増幅された後、コンデ
ンサ11で微分される。第5図,第6図はそれぞれ床面が
じゅうたんと木床の場合のバッファアンプ12の出力端14
での信号波形である。これらの電圧は、コンパレータ13
の基準値V15と比較され、次段の出力制御装置の入力信
号となる。じゅうたんの場合、第2図の如く、表面に弾
力性があるために微分波形は小さくなる。一方、木床
等、床面が固い場合、振動検知棒1が床面に衝突した時
の波形は第3図の如くピーク値が高く減衰が早い。この
ため微波形も木床の場合、ピーク値が高くなり、じゅう
たんの場合と明らかな差が生じている。これにより基準
値V15より高いか低いかで床面を検知することができ
る。
第7図は第2の手段における検知回路図である。振動検
知素子2は初段増幅器10に接続されている。16はダイオ
ードであり、17はコンデンサである。12はボルテージフ
ォロワを構成したバッファアンプである。13はコンパレ
ータであり、その基準値は接続点15の電圧V15である。
入力信号は初段増幅器10で増幅された後ダイオード16で
整流され、コンデンサ17で積分される。第8図,第9図
はそれぞれ床面が、じゅうたんと木床の場合のバッファ
アンプ12の出力端子14での信号波形である。これらの電
圧は、コンパレータの基準電圧V15と比較され次段の出
力制御装置の入力信号となる。じゅうたんの場合、第8
図の如く積分波形は第2図のピークの包絡線の形になる
ために、ゆっくり上昇してゆく。一方木床の場合は、第
3図の如く、検知棒が床に衝突した時のピーク値は高く
なるが、減衰も早いため、第9図のごとく、積分波形は
ピークが低いものになる。これを基準値V15と比較する
ことにより床面を検知することができる。積分波形を用
いることにより、上記特徴により信号波形の包絡線を用
いるため、雑音など他の要因又は床面からの極く一瞬だ
けの信号を用いず、平滑された信号を用いるため、誤動
作に対し強い機能を有することになる。
第10図は、第3の手段における検知回路図である。コン
パレータ13までは第7図と全く同様である。第3の手段
では、このコンパレータ13の次段にタイマー回路18を配
置した構成となっている。以上の構成で、V15の基準値
を低く設定し、この基準値をこえた時間を第11図,第12
図のt1,t2のごとく測定すると、各種床面の特徴に応じ
て時間tが予め設定できるために、多種類の床を判別可
能となり、この出力信号により出力制御装置を駆動する
ことでより細かな制御が可能となる。
第13図は第4の手段における検知回路図である。初段の
増幅器までは、第1〜3の手段と同様である。この後、
並列におかれた複数個の帯域通過フィルタ19〜21が接続
され、この出力は次段の床面検知回路22に接続されてい
る。この構成になる検知回路4は、信号の周波数特性と
着目してこの特徴により床面を検知しようとするもので
ある。第14図は各帯域通過フィルタの周波数特性であ
る。第15図はじゅうたん,木床の場合の信号の周波数特
性を示している。じゅうたんは弾力性があるために、そ
の周波数特性は低い方にかたよって特徴を示している。
一方固い木床では、弾力性が少いため、高い周波数にそ
のピークが存在する特徴を示している。これらの特徴を
予め基準として、床面検知回路22の内部に記憶設定して
おき、帯域通過フィルタ19〜21の出力信号と比較し、床
面を検知,推定することが可能となる。
この場合は、予め設定できる周波数特性のパターン数に
より多くの種類の床面を検知できることが可能である。
第16図は第5の手段の基本構成図である。31はノズル外
壁である。26はブラシ、30は磁石であり、共に可動板27
に互に反対の面に固定されている。29はバネであり、可
動板27をノズル外壁31へ接続し、この可動板27がノズル
の進行方向と同一方向前後に移動できる様に設置してあ
る。28は磁気検知素子であり、磁石30の移動に応じて出
力信号を発生する。この出力信号は、検知回路32へ接続
され、床面を検知し、それに対応した信号を出力する。
出力制御装置33はこの入力信号により、モータの入力
や、パワーノズルのON−OFF等被制御要素を駆動する。
上記構成において、第17図,第18図は、それぞれ床面が
じゅうたん,木床の場合の磁気検出素子(例えばホール
素子等)の出力信号である。じゅうたんでは第17図のご
とく、ブラシ26と床面との摩擦が大きいため、その信号
は大きくなり、平らな木床,タイル等では第18図の如く
ブラシ26の摩擦力が小さい為、出力信号は小さくなる。
検知回路32は、この出力信号を判定レベルと比較し、床
面を検知する。
第19図は第6の手段の出力制御装置の実施例のブロック
図である。34はタイマー回路であり、一度判定レベル以
上の信号が入力されると、一定時間(約5〜10秒間)そ
の状態を維持するワンショットマルチバイブレータ等で
構成される。この一定の床面を掃除している間は、その
最適の制御状態を維持することができるため、モータ入
力が大きく変動することも、パワーノズルの駆動がON−
OFFを繰返すことも防ぐことができ実感に合った快適な
掃除をすることができる。
実施例1における検知棒の上下の駆動用電磁ソレノイド
は、モータや他の駆動方式で同様の目的を達することが
出来るのは明白である。また、ブラシとの摩擦の大小を
検出する方法で移動量の検出方法として第5,第6の手段
では、磁石とホール素子の例を述べたが、磁石とコイ
ル,スライドボリウム,圧電素子等の他の移動量の検知
方式で同じ効果を得られるのは明白である。
発明の効果 以上のように、本発明の検知棒が床面に衝突した時の振
動波形を使用するものでは簡単な構成で、床面を信号を
微分する方法では速かに検知できるために掃除の対象の
床面に応じてモータ入力やパワーノズル等を最適に制御
することが可能である。また、入力信号を積分して検知
信号とするものでは、雑音等による誤動作に強い装置を
構成することができる。また、積分波形が基準レベルを
こえた時間を測定する方法では、多くの種類の床面の判
別を可能とすることができる。周波数特性を検出する方
法では、更に細かく床面の種類を判別することを可能で
ある。
また、ノズルに床面検知用ブラシを設けその床面との摩
擦による移動量を使用する方法では、更に簡単な構成
で、安価に同じ目的を達成することが可能である。
また、これらの手段により得られた信号で床面を検知し
た時、一定時間その状態を維持する方法では、制御状態
が度々変ることがなく快適な掃除を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例における検知棒を用いるものの
概略構成図、第2図はじゅうたんへの検知棒が衝突した
時の振動波形図、第3図は木床の場合の同様な波形図、
第4図は検知回路のブロック図、第5図,第6図はそれ
ぞれじゅうたん,木床の場合のバッファアンプの出力波
形図、第7図は積分を用いるものの検知回路のブロック
図、第8図,第9図はバッファアンプの出力波形図、第
10図はタイマー回路を用いたものの検知回路のブロック
図、第11図,第12図はそのタイマー回路の検知時間の波
形図、第13図は周波数特性を用いるものの検知回路のブ
ロック図、第14図は帯域通過フィルタの周波数特性図、
第15図は各床面の振動波形の周波数特性図、第16図はブ
ラシを用いるものの概略構成図、第17図,第18図は各床
面に対応する磁気検知素子の出力波形図、第19図はタイ
マー回路を用いた出力制御装置のブロック図である。 1……振動検知棒、2……振動検知素子、4……検知回
路、5……出力制御回路、11……コンデンサ、10……増
幅器。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ノズル内部に、振動検知棒と、この振動検
    知棒の振動状態を検知する振動検知素子と、前記振動検
    知棒を上下させる機構と、前記振動検知素子の出力信号
    により掃除しようとする床面の種類を検知する検知回路
    と、この検知回路による結果を入力信号としてモータ回
    転数、電動ノズルの回転ブラシの回転の駆動、停止、ノ
    ズルのブラシの上げ下げ等の少なくとも1つを制御する
    ことを特徴とする電気掃除機。
  2. 【請求項2】検知回路として、振動検知素子の出力信号
    を微分する基準信号と比較することで、床面の種類を検
    知することを特徴とした請求項1記載の電気掃除機。
  3. 【請求項3】検知回路として、振動検知素子の出力信号
    を積分する回路を備え、その積分信号のレベルを予め定
    めた基準信号と比較することで、床面の種類を検知する
    ことを特徴とした請求項1記載の電気掃除機。
  4. 【請求項4】検知回路として、振動検知素子の出力信号
    を積分する回路およびその積分信号が予め定められた基
    準レベルを越えた時間を測定するタイマー回路を備えた
    ことを特徴とした請求項1記載の電気掃除機。
  5. 【請求項5】検知回路として、振動検知素子の出力信号
    を周波数帯域により選別する複数個の帯域通過フィルタ
    と、その出力信号のレベルにより床面を推定する床面推
    定回路とを備えたことを特徴とした請求項1記載の電気
    掃除機。
  6. 【請求項6】片面にブラシを、他の面に磁石を取付けた
    可動板と、前記磁石と対向して設けられた磁石検知素子
    とからなる摩擦力検知手段と、前記磁石検知素子からの
    出力信号により、モータ回転数、電動ノズルの回転ブラ
    シの回転の駆動、停止、ノズルのブラシの上げ下げ等の
    少なくとも1つを制御することを特徴とする電気掃除
    機。
  7. 【請求項7】出力信号による摩擦力検知手段にワンシャ
    ットマルチ等の一定時間タイマーを有したことを特徴と
    した請求項6記載の電気掃除機。
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