(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0010】
この発明を上記の図面を用いて説明する。各図において同符号は同一部分又は相当部分を示しており、その重複説明は適宜に簡略化又は省略する。
【0011】
実施の形態1
図1において、1は、この発明の実施の形態1に係る電気掃除機である。この電気掃除機1には、床面上のごみや塵埃を含んだ空気(含塵空気)の吸込口を有し、床面上の塵埃を掻きあげる回転ブラシ(図示せず)を有する吸込口体2が備えられている。この吸込口体2には、中空円筒状の吸引パイプ3の一端が接続されている。この吸引パイプ3の他端には、電気掃除機1の運転状態を変更するための操作スイッチ部4aが配置された把持部4cを有する手元操作部4が設けられている。また、吸引パイプ3の他端には、中途で折曲された形状の手元操作部4を介して、可撓性を有する蛇腹状のホース5の一端(前端)が接続されている。
【0012】
ホース5の他端(後端)には、掃除機本体6が接続されている。
図2から
図4に、この掃除機本体6の外観を示す。ホース5の他端は、掃除機本体6の前端部に設けられたホース接続部7に接続されている。掃除機本体6には、ホース接続部7と連通された吸引風路11が設けられている。
【0013】
また、掃除機本体6の内部には吸引風を発生する電動送風機9や制御回路基板や電源コードのコードリール等が収容されている。掃除機本体6の後部両側には、車輪10が取り付けられている。なお、掃除機本体6は、電源コードが外部電源に接続されることで通電し、電動送風機9が駆動されて吸引動作を行う。吸込口体2、吸引パイプ3、手元操作部4及びホース5並びに吸引風路11は、含塵空気を掃除機本体6の外部から内部に流入させるための吸引経路の一部を構成している。
【0014】
集塵ユニット8は、掃除機本体6上部側に形成された集塵ユニット収納部6aに装着・収容される。この際、集塵ユニット8は、掃除機本体6から延設され、集塵ユニット8の外周に配置された収容部材12により、集塵ユニット8の下側のほぼ半分が覆われた状態で所定の位置に収容される。この集塵ユニット収容部6aに集塵ユニット8が収容された状態の掃除機本体6を、
図5を参照しながら説明する。集塵ユニット8は、略円筒形状の旋回部13a及び集塵部13bで構成される集塵容器13を有している。また、集塵ユニット8には、吸引風路11を経て集塵容器13内に含塵空気を取り込むための流入口(図示せず)が設けられている。集塵容器13の旋回部13aは、流入口から流れ込んだ含塵空気を旋回させて空気とごみ(塵埃)を分離するものである。そして、集塵部13bは、この旋回部13aにより含塵空気から分離されたごみ(塵埃)を捕捉するものである。
【0015】
集塵容器13の内部には、略円筒形状の排出管15が、集塵容器13の略円筒形に対して略同心に配設されている。この排出管15は、その側壁の一部にメッシュ部材15aを備え、このメッシュ部材15aによって、集塵容器13と排出管15とを連通する連通部16が構成されている。また、集塵ユニット8には、旋回部13a等で除去しきれなかった微細塵を捕集するフィルター17、及び、旋回部13a等で含塵空気から塵埃が分離した空気を排出する排出口18が、備えられている。
【0016】
さらに、集塵容器13の内部には、排出管15の側壁又は底壁から集塵容器13の内壁に向かって延在し、かつ、集塵容器13の内壁との間に間隙が形成された状態で配置された隔壁19aが設けられている。そして、この隔壁19aによって集塵容器13の旋回部13aと集塵部13bとが区画される。また、この隔壁19aによって、旋回部13aから集塵部13bへと空気が流入することが抑制され、集塵部13bに集積した塵埃が旋回部13a内に再飛散されることが防止される。
【0017】
吸引風路11の後方側の端部には流出口(図示せず)が設けられており、集塵ユニット8が掃除機本体6の集塵ユニット収容部6aに装着・収容されると、この吸引風路11の流出口と集塵ユニット8の流入口とが接合され、吸引風路11と集塵容器13の旋回部13aとが連通される。また、掃除機本体6の上部後方寄りには、排気風路20が設けられている。そして、集塵ユニット8が集塵ユニット収容部6aに収容された状態では、集塵ユニット8の排出口18がこの排気風路20へと接続されるようになっている。
【0018】
掃除機本体6内部の排気風路20の先には、電動送風機9が収容された電動送風機収容部6bが配設されている。そして、この電動送風機9が、集塵ユニット8の集塵容器13内への含塵空気埃の吸引を駆動する。すなわち、電動送風機9が動作すると、この電動送風機9が収容された電動送風機収容部6bの気圧が低下する。この気圧の低下が電動送風機収容部6bから排気風路20、排出口18、集塵容器13、吸引風路11へと伝播していく。そして、この気圧の低下が最終的に吸込口体2へと至って、吸込口体2における空気の吸引力となる。
【0019】
こうして、電動送風機9により駆動された吸引力により、吸込口体2を経由して空気とともに吸引された塵埃を含む含塵空気は、吸引パイプ3、手元操作部4及びホース5を通って掃除機本体6に達する。掃除機本体6に達した含塵空気は、掃除機本体6の吸引風路11を通り、集塵ユニット8の流入口から、集塵容器13の旋回部13a内へと流入する。この含塵空気は、旋回部13aの側壁に対し略接線方向に流入し旋回気流となる。そして、中心軸近傍の強制渦領域とその外周側の準自由渦領域とを形成しながら、その経路構造と重力とにより下向きに流れていく。このとき、空気中のごみ(塵埃)には遠心力が作用するため、旋回部13aの内壁に押し付けられて空気から分離される。
【0020】
含塵空気から分離された塵埃は、下降する旋回気流に乗って旋回部13aの下方に進んだ後、集塵部13bに捕集される。この際、隔壁19aにより旋回部13aから集塵部13bへの風(空気)の流入が妨げられ、集塵部13bに溜まったごみの再飛散が抑制される。ごみ(塵埃)が除去された空気は、旋回部13aから連通部16を通って排出管15に流入する。排出管15に流入した空気は、旋回部13aで分離できなかった微細塵がフィルター17で除去された後、排出口18から排気風路20へと排出される。その後、該空気は、排気風路20及び図示しない排気口からなる排気経路を経て掃除機本体6の外部に排出される。
【0021】
図6はこの発明の実施の形態1に係る電気掃除機のブロック図である。
図7は、後述する携帯情報端末24のブロック図である。
電気掃除機1は、掃除機本体6、ホース5、手元操作部4、吸引パイプ3及び吸込口2のブロックから構成される。
掃除機本体6は、電動送風機9及び制御基板22を備える。
制御基板22は、本体制御部26及び双方向サイリスタ14を備える。
携帯情報端末24は、表示部24a、入力部24b、制御部24c、通信送受信部24d及び近距離通信送受信部24eを備える。
手元操作部4は、操作スイッチ部4a(図示せず)、加速度センサー4b、手元制御部4d及び無線タグ21を備える。
無線タグ21は、アンテナ部28、通信制御部29及び情報記憶部30を備える(
図8参照)。
【0022】
電動送風機9は商用交流電源27に双方向性サイリスタ14を介して接続されている。本体制御部26は双方向サイリスタ14と接続される。本体制御部26が双方向性サイリスタ14に対して制御信号を送信し、電流の位相角が調整されて通電制御された電流により電動送風機9を駆動する。
【0023】
無線タグ21は例えばNFCタグで構成される。
図8は無線タグのブロック図である。無線タグ21は手元操作部4に設けられる。手元操作部4には携帯端末かざし位置表示部25が設けられ、無線タグ21は携帯端末かざし位置表示部25に近接して配置される(
図1参照)。携帯端末かざし位置表示部25は、携帯情報端末を近接してかざす(接触してもよい)位置を手元操作部4の外部に印刷や刻印等で表示する部分であり、把持部4cの前方に設けられる。
情報記憶部30は請求項2に記載の記憶手段であり、後述する累積掃除面積情報が日付情報と関連付けられて記憶される。
通信制御部29は、情報記憶部30に記憶される前記情報を携帯情報端末24側へ送信することを指令する送信指令信号を携帯情報端末24から受信する受信処理と、送信指令信号に応じて情報記憶部30に記憶される前記情報を携帯情報端末24側へ送信する送信処理とを実行する。
アンテナ部28は、通信制御部29や情報記憶部30を構成する無線タグICチップ31の周囲を取り巻くように配設されるループアンテナにより構成される。アンテナ部28は、携帯情報端末24からの送信指令信号を含む無線信号を受信し、携帯情報端末24側へ前記情報を含む無線信号を送信する。
無線タグ21は、制御基板22から電源供給線(図示せず)により電源が供給される。
【0024】
携帯情報端末24は例えばスマートフォンである。
図7に携帯情報端末のブロック図を示す。
入力部24bは、携帯情報端末24で通話する場合の電話番号入力やweb接続などの操作に用いる他、情報記憶部30に記憶される前記情報を携帯情報端末24側へ送信することを指令する送信指令信号を無線タグ21に送信するための入力を行うものであり、表示部24aをタッチ入力することにより入力ができ、表示部24aが入力部24bを兼ねる。
表示部24aは、入力の際の画面表示の他に、無線タグ21のアンテナ部28から携帯情報端末24の近距離通信送受信部24eを経由して受信されたアンテナ部28を介して携帯情報端末24側へ送信された、情報記憶部30に記憶される前記情報を表示する。
制御部24cは、入力部24bの入力処理、表示部24aの表示処理、無線タグ21との間の近距離通信送受信処理及び通話処理やweb接続処理などを実行する。
通信送受信部24dは携帯情報端末24の外部(無線タグ21、基地局側等)との無線通信の送受信を行う。通信送受信部24dには無線タグ21との間で近距離無線送受信を行う近距離通信送受信部24eを含む。
【0025】
手元操作部4の操作スイッチ部4aは、電動送風機27の駆動開始、停止や、出力の制御(例えば、「強」、「中」、「弱」)を指令するものである。
【0026】
次に、累積掃除面積の算出方法について説明する。
累積掃除面積は、電気掃除機1の使用者が把持部4cを把持して手元操作部4を例えば前後方法に往復移動させる際に、加速度センサー4bが検出する前後方向の加速度の
正弦的変化の情報と、吸込口体2の底面の横幅情報から算出する。手元操作部4が往復移動すると、手元操作部4と吸引パイプ3を介して接続される吸込口体2も往復移動する。ここで、吸込口体2の往復移動は手元操作部4の往復移動と同じと仮定する。
【0027】
図9(a)は、電気掃除機1の使用者が把持部4cを把持して手元操作部4を例えば前後方法に移動する往復動作をさせる際に、加速度センサー4bが検出する前後方向の加速度の
正弦的変化を示す。縦軸は加速度、横軸は時間である。
図9(b)は、
図9(a)における横軸を拡大したものであり、往復移動の1周期分の加速度の変化を説明する図である。
【0028】
図9(a)に示すように、掃除動作が時刻t1から開始され時刻t2で停止すると、その間の加速度は概ね正弦波状に変化する。そして、掃除動作時間TS(=t2−t1)が加速度検出期間に相当する。
図9(b)に示すように、往復動作1周期分の波形は、加速度の振幅がaで周期がTである。周期Tは、加速度センサーが検出する加速度の周波数をfとすると、T=1/fで算出される。
【0029】
この波形が掃除動作時間TSに亘り繰り返されるとすると、加速度A(t)は次式で表現できる。
A(t)=a×sin(2πt/T) (式1)
加速度A(t)を時間tで積分すると、次式のように速度V(t)が得られる。
V(t)=−a×(T/(2π))×cos(2πt/T) (式2)
速度V(t)を時間tで積分すると、次式のように往復動作の基準位置からの前後方向の変位量X(t)が得られる。
X(t)=−a×(T/(2π))^2×sin(2πt/T) (式3)
ここで、^はべき乗を表す。
式(3)における
a×(T/(2π))^2=A (式4)
が往復動作の変位量の片側の振幅であり、往復振幅情報に相当する。つまり、4Aが吸込口体2の1往復移動したとき(T秒間)の、累積移動距離に相当する。
したがって、掃除動作時間TSにおける吸込口体2の累積移動距離XTは、次式のようになる。
XT=4A×TS/T (式5)
そして、累積移動距離XTに吸込口体2の底面の横幅寸法Wを乗じたものが掃除動作時間TSの間に吸込口体2が掃除した累積掃除面積STとなり、次式のように表現できる。
ST=XT×W=4A×TS/T×W
=4a×(T/(2π))^2×TS/T×W (式6)
掃除動作した当日(今日)において、掃除動作を断続的に行う場合、式6であらわされる累積掃除面積STを足し合わせたものが、当日の累積掃除面積STとなる。
【0030】
手元制御部4dは、加速度センサー4bが検出する手元操作部4の加速度の
正弦的変化と吸込口体2の底面の横幅寸法Wから累積掃除面積STを算出し、無線タグ21の情報記憶部30に記憶する。情報記憶部30には、掃除動作した当日(今日)の累積掃除面積情報の他、1週間の各日にち毎の累積掃除面積情報や、1か月間の各週毎の累積掃除面積情報が記憶される。そして、手元制御部4d記無線タグ21が携帯情報端末24の近接を検出すると、無線タグ21が手元制御部4dから受信した累積掃除面積情報を携帯情報端末30へ無線送信して表示部24aへ表示させる
。
【0031】
次に、動作について説明する。
図11は、この発明の実施の形態1に係る各部の通信制御のフロー説明図である。
手元操作部4に設けた携帯端末かざし位置表示部25に近距離通信機能を備えた携帯情報端末24を近接させると、無線タグ21内のアンテナ部28が携帯情報端末24の近距離無線送受信部24eからの無線信号を受信して、携帯情報端末24の近接を検出する。この無線信号には、無線タグ21の情報記憶部30に記憶される累積掃除面積情報を携帯情報端末24側へ送信することを指令する送信指令信号が含まれる。この無線信号に含まれる送信指令信号の情報は通信制御部29で受信処理される。通信制御部29は情報記憶部30に記憶される累積掃除面積情報を、アンテナ部28を介して携帯端末かざし位置表示部25に近接されている携帯情報端末24側に送信処理する。そして累積掃除面積情報は、携帯情報端末24の近距離通信送受信部24eで受信される。制御部24cは、受信された情報を表示部24aへ表示する。このように、情報記憶部30に記憶される累積掃除面積情報を携帯情報端末24の表示部24aで表示することが可能となる。
【0032】
図10は、携帯情報端末24の表示部24aに表示させる情報として、累積掃除面積情報を示している。今日の掃除面積(累積掃除面積)を畳1枚の面積を単位として表示する。また、今週分や今月分のこれまでの累積(累積面積情報)をテニスコート1面の面積を単位として表示する。
【0033】
このように、実施の形態1の電気掃除機によれば、吸引風を発生する電動送風機及び前記電動送風機を制御する本体制御部を有する掃除機本体と、後端が前記掃除機本体に接続されるホースと、前記ホースの前端に設けられ、把持部を有する手元操作部と、前記手元操作部の風上側に設けられる吸込口体と、前記手元操作部に設けられ、掃除動作中に前記手元操作部に加わる加速度の正弦的変化を検出する加速度センサーと、前記加速度センサーの出力が入力される手元制御部と、近距離無線通信機能と表示部とを備えた携帯情報端末と前記手元制御部からの出力情報を無線通信する無線タグとを備え、前記手元制御部は、前記加速度センサーが検出した前記加速度の正弦的変化の加速度振幅情報と加速度周期情報から前記手元操作部の
正弦的な往復動作の往復振幅情報を算出し、この往復振幅情報と前記加速度の正弦的変化の加速度検出時間情報と前記吸込口体の底面の横幅情報から前記吸込口体の累積掃除面積を算出して、この累積掃除面積情報を前記無線タグへ送信し、 前記手元制御部は前記無線タグが前記携帯情報端末の近接を検出すると、前記無線タグが前記手元制御部から受信した前記累積掃除面積情報を前記携帯情報端末へ無線送信して前記表示部へ表示させるように構成したので、累積掃除面積情報を掃除機本体とは別の外部装置である携帯情報端末に表示させることにより、使用者が携帯情報端末上の表示情報を容易に視認できる。また、掃除機本体に表示部が不要となり、掃除機本体の小型化、軽量化、コスト低減、組立て性向上を実現できる。さらに、累積掃除面積情報を表示することで、敬遠されがちな家事の一つである掃除を楽しく続けることができる。
【0034】
また、吸引風を発生する電動送風機及び前記電動送風機を制御する本体制御部を有する掃除機本体と、後端が前記掃除機本体に接続されるホースと、前記ホースの前端に設けられ、把持部を有する手元操作部と、前記手元操作部の風上側に設けられる吸込口体と、前記手元操作部に設けられ、掃除動作中に前記手元操作部に加わる加速度の正弦的変化を検出する加速度センサーと、前記加速度センサーの出力が入力される手元制御部と、近距離無線通信機能と表示部とを備えた携帯情報端末と前記手元制御部からの出力情報を無線通信する無線タグと、記憶手段とを備え、前記手元制御部は、前記加速度センサーが検出した前記加速度の正弦的変化の加速度振幅情報と加速度周期情報から前記手元操作部の
正弦的な往復動作の往復振幅情報を算出し、この往復振幅情報と前記加速度の正弦的変化の加速度検出時間情報と前記吸込口体の底面の横幅情報から前記吸込口体の累積掃除面積を算出して、この累積掃除面積情報を前記記憶手段へ日付情報と関連付けて記憶し、前記手元制御部は前記無線タグが前記携帯情報端末の近接を検出すると、前記記憶手段に記憶された累積掃除面積情報を前記無線タグを介して前記携帯情報端末へ無線送信して前記表示部へ表示させるように構成したので、累積掃除面積情報の履歴が容易に確認でき、敬遠されがちな家事の一つである掃除を一層楽しく続けることができる。
【0035】
また、無線タグを、使用者により把持される把持部を有する手元操作部に配設したので、使用者は掃除動作中に携帯情報端末を無線タグに近接させる際に屈むことなく近接操作を行うことが可能となり、使い勝手のよい電気掃除機が得られる。
【0036】
また、無線タグ21を国際標準規格である近距離無線通信技術NFC(Near Field Communication)で構成することにより、NFC機能が搭載された一般的な携帯情報端末を使用し、この携帯情報端末に無線タグを経由した送受信専用アプリケーションをインストールするだけで電気掃除機1と携帯情報端末24の情報の相互通信が可能となり、専用の携帯情報端末を新たに用意する必要がない。
【0037】
また、本実施例では報知手段として携帯情報端末24の表示部を採用したものについて説明したが、使用者に対して報知することができる手段であれば他の報知手段を採用したものであってもよい。
【0038】
また、本実施例では通信制御部29と情報記憶部30を分割して説明したが、通信制御部29と情報記憶部30を一つのマイクロコンピュータなどで構成したものであってもよい。
【0039】
また、本実施例ではアンテナ部28は、通信制御部29や情報記憶部30を構成する無線タグICチップ31の周囲を取り巻くように配設されるループアンテナにより構成されているものについて説明したが、アンテナ部28の外部に無線タグICチップ31が配置されたものであってもよい。
【0040】
また、本実施例では、手元制御部4dは無線タグ21が携帯情報端末24の近接を検出すると、記憶手段である情報記憶部30に記憶された累積掃除面積情報をアンテナ部28を介して携帯情報端末24へ無線送信して表示部24aへ表示させるように構成したものについて説明した。これに限らず、累積掃除面積情報を記憶する記憶手段を、無線タグ21を除く手元操作部4内の例えば手元制御部4dに、または掃除機本体6内の例えば本体制御部26の中に構成してもよい。そして、手元制御部4dによる携帯情報端末24の近接の検出のタイミングとは無関係に、例えば、電気掃除機1の電源を停止又は、電動送風機9の動作を停止させた際、又は一定時間経過毎に、手元制御部4dが前記記憶手段に記憶される累積掃除面積情報を無線タグ21の情報記憶部30へ記憶させるようにしてもよい。そして、携帯情報端末24の近接を無線タグ21が検出すると、手元制御部4dは情報記憶部30に記憶される累積掃除面積情報を携帯情報端末24へ無線送信して表示部24aへ表示させるように構成したものであってもよい。
【0041】
また、本実施例では集塵方式としてサイクロン式を採用したものについて説明したが、近距離通信機能を備えた携帯情報端末24と通信可能な無線タグ21を搭載した掃除機であればサイクロン式に限らず、他の集塵方式を採用したものであってもよい。
【0042】
また、本実施例では前記ホース5、前記吸引パイプ3、前記吸込口体2が搭載されたものについて説明したが、前記ホース5、前記吸引パイプ3、前記吸込口体2が搭載されていないものであってもよい。
また、以上に示したようなキャニスタータイプの電気掃除機に限られるものでもない。