特許 7486181 掃除機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-09

(45)【発行日】2024-05-17

(54)【発明の名称】掃除機

(51)【国際特許分類】

   A47L 9/04 20060101AFI20240510BHJP

   A47L 9/28 20060101ALI20240510BHJP

【ＦＩ】

A47L9/04 A

A47L9/28 M

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2020163471

(22)【出願日】2020-09-29

(65)【公開番号】P2022055821

(43)【公開日】2022-04-08

【審査請求日】2023-02-10

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100157808

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 耕平

(72)【発明者】

【氏名】別府 秀峰

(72)【発明者】

【氏名】妹尾 裕之

(72)【発明者】

【氏名】小泉 仁世

(72)【発明者】

【氏名】守屋 浩史

(72)【発明者】

【氏名】樽谷 隆夫

(72)【発明者】

【氏名】笹尾 雅規

(72)【発明者】

【氏名】土屋 武士

【審査官】粟倉 裕二

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－１１０３４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１０５８４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ４７Ｌ ９／０４

Ａ４７Ｌ ９／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

塵埃を吸引する吸引力を発生する掃除機本体を有している掃除機であって、
前記掃除機本体に取り付けられているとともに塵埃を吸引する吸込空間を形成している吸込ハウジングと、前記吸込空間内で左右に並んで配置されているとともに前記吸込ハウジングにより回転可能にそれぞれ保持された一対の掻取ローラと、を有している吸込具と、
前記一対の掻取ローラをそれぞれ回転させる駆動力を発生させる一対のモータと、
前記一対の掻取ローラの周速差を増減可能に前記一対のモータを個別に制御するように構成された電力制御部と、を備え、
前記掃除機本体は、使用者によって保持される保持部と、前記保持部の左右方向の移動に応じて左右方向に傾動可能に前記吸込ハウジングに接続された傾動接続部を含み、
前記掃除機は、前記傾動接続部の傾動方向を検出する傾動検出部を更に備え、
前記電力制御部は、前記傾動検出部が左方への傾動を検出したとき、右側の掻取ローラの周速が左側の掻取ローラの周速よりも高くなるように前記一対のモータのうち少なくとも一方を制御し、前記傾動検出部が右方への傾動を検出したとき、前記左側の掻取ローラの周速が前記右側の掻取ローラの周速よりも高くなるように前記一対のモータのうち少なくとも一方を制御するように構成されており、
前記一対のモータを駆動する駆動電流は、交流電流であり、
前記一対のモータは、前記駆動電流の量が増えれば増えるほど、対応する掻取ローラを高い周速で回転させるように構成されており、
前記電力制御部は、前記傾動検出部によって検出された前記傾動方向に基づき前記一対のモータへの電力供給を制御するように構成され、
前記電力制御部は、前記交流電流の正成分の量を調整しながら前記一対のモータのうち一方の駆動に用いられる前記駆動電流として前記交流電流の前記正成分を流すとともに、前記交流電流の負成分の量を調整しながら他方のモータ用の前記駆動電流として前記交流電流の前記負成分を流すように構成されている、掃除機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、塵埃を掻き取りながら吸引する掃除機に関する。

【背景技術】

【0002】

塵埃を掻き取りながら吸引する様々な掃除機が開発されている（特許文献１を参照）。特許文献１の掃除機は、塵埃を吸引する吸引力を発生する掃除機本体を有している。掃除機本体は、塵埃の吸引経路を形成している管部材を含み、管部材の先端には吸込具が取り付けられている。吸込具は、管部材によって形成された吸引経路よりも幅広の吸込空間を形成している。吸込具は、モータによって駆動されて床面上を転動しながら塵埃を掻き取る掻取ローラを有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１１－１８８９５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の掻取ローラは、床面上を転動するので、床面上の塵埃を掻き取るだけでなく、吸込具の直進移動を補助する。一方、掻取ローラは、吸込具の右方又は左方への方向転換を補助しない。

【0005】

本発明は、吸込具の方向転換を補助することができる掃除機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0016】

本発明の更に他の局面に係る掃除機は、塵埃を吸引する吸引力を発生する掃除機本体を有している。掃除機は、前記掃除機本体に取り付けられているとともに塵埃を吸引する吸込空間を形成している吸込ハウジングと、前記吸込空間内で左右に並んで配置されているとともに前記吸込ハウジングにより回転可能にそれぞれ保持された一対の掻取ローラと、を有している吸込具と、前記一対の掻取ローラをそれぞれ回転させる駆動力を発生させる一対のモータと、前記一対の掻取ローラの周速差を増減可能に前記一対のモータを個別に制御するように構成された電力制御部と、を備えている。前記掃除機本体は、使用者によって保持される保持部と、前記保持部の左右方向の移動に応じて左右方向に傾動可能に前記吸込ハウジングに接続された傾動接続部を含んでいる。前記掃除機は、前記傾動接続部の傾動方向を検出する傾動検出部を更に備えている。前記電力制御部は、前記傾動検出部が左方への傾動を検出したとき、右側の掻取ローラの周速が左側の掻取ローラの周速よりも高くなるように前記一対のモータのうち少なくとも一方を制御し、前記傾動検出部が右方への傾動を検出したとき、前記左側の掻取ローラの周速が前記右側の掻取ローラの周速よりも高くなるように前記一対のモータのうち少なくとも一方を制御するように構成されている。前記一対のモータを駆動する駆動電流は、交流電流である。前記一対のモータは、前記駆動電流の量が増えれば増えるほど、対応する掻取ローラを高い周速で回転させるように構成されている。前記電力制御部は、前記傾動検出部によって検出された前記傾動方向に基づき前記一対のモータへの電力供給を制御するように構成されている。前記電力制御部は、前記交流電流の正成分の量を調整しながら前記一対のモータのうち一方の駆動に用いられる前記駆動電流として前記交流電流の前記正成分を流すとともに、前記交流電流の負成分の量を調整しながら他方のモータ用の前記駆動電流として前記交流電流の前記負成分を流すように構成されている。

【0017】

上述の構成によれば、電力制御部は、１つの交流電流を正成分と負成分とに分けて、正成分で一方のモータを駆動し、負成分で他方のモータを駆動する。このとき、電力制御部が交流電流の正成分の量が負成分の量より多くなるような調整を行えば、一方のモータに対応する掻取ローラが他方のモータに対応する掻取ローラよりも高い周速で回転する。逆に、電力制御部が交流電流の負成分の量が正成分の量より多くなるような調整を行えば、他方のモータに対応する掻取ローラが一方のモータに対応する掻取ローラよりも高い周速で回転する。この結果、一対の掻取ローラは、吸込具の方向転換を補助することができる。

【発明の効果】

【0018】

上述の掃除機は、吸込具の方向転換を補助することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】第１実施形態の掃除機の概略的な側面図である。

【図2】掃除機に取付可能に構成された吸込具の概略的な展開斜視図である。

【図3】吸込具の掻取ローラの概略的な平面図である。

【図4】吸込具の内部の概略的な平面図である。

【図5】吸込具を制御する制御部の概略的な回路図である。

【図6】制御部の動作の概略的なフローチャートである。

【図7】制御部への制御対象電流（交流電流）、制御部内のタイミング信号及びモータへの駆動電流の間の関係を表す概略的なタイミングチャートである。

【図8】制御部への制御対象電流（交流電流）、制御部内のタイミング信号及びモータへの駆動電流の間の関係を表す概略的なタイミングチャートである。

【図9】制御部への制御対象電流（交流電流）、制御部内のタイミング信号及びモータへの駆動電流の間の関係を表す概略的なタイミングチャートである。

【図10】制御部の動作の概略的なフローチャートである。

【図11】第２実施形態の掃除機に用いられる制御部の概略的な回路図である。

【図12】制御部の動作の概略的なフローチャートである。

【図13】第３実施形態の掃除機の概略的な斜視図である。

【図14】第３実施形態の掃除機に用いられる制御部の概略的な回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の掃除機１０１の概略的な側面図である。図２は、掃除機１０１の先端部分を構成している吸込具１００の概略的な展開斜視図である。図１及び図２を参照して、掃除機１０１を説明する。

【0021】

掃除機１０１は、吸引力を発生する掃除機本体１０２と、塵埃が吸い込まれる吸込空間１１０（図２を参照）を形成するとともに掃除機本体１０２に取り付け可能に構成された吸込具１００と、を備えている。

【0022】

掃除機本体１０２は、塵埃を吸引するための吸引力を発生させる吸引源１０３と吸引源１０３から延設されたホース１０４とを含む本体部２０１を有している。掃除機本体１０２は、ホース１０４の先端に設けられた接続管２０２と、接続管２０２を介してホース１０４に接続された傾動接続部１０７と、を更に有している。接続管２０２には、使用者によって保持される保持部１０５が設けられている。保持部１０５は、接続管２０２の外周面から延出し、且つ、使用者が把持するのに適した形状の部分である。保持部１０５には、使用者によって操作される操作部１０８（たとえば、掃除機本体１０２及び吸込具１００を起動及び停止させるためのボタンなど）が設けられている。

【0023】

傾動接続部１０７は、ホース１０４よりも高い剛性の管状の部材であり、ホース１０４及び接続管２０２とともに塵埃の吸引経路を形成している。傾動接続部１０７の先端は、傾動接続部１０７が左右方向（図１の紙面に対して直角の方向）に傾動できるように吸込具１００に接続されている。傾動接続部１０７は、使用者が保持部１０５を左方に移動することにより左方に傾動し、使用者が保持部１０５を右方に移動することにより右方に傾動する。

【0024】

傾動接続部１０７の傾動方向（すなわち、左方又は右方）を検出するために、傾動検出部１８０が設けられている。傾動検出部１８０は、傾動接続部１０７の傾動方向を検出するとともに傾動方向を表す傾動信号を出力するように構成されている。本実施形態において、傾動検出部１８０は、ジャイロセンサにより構成されている。傾動検出部１８０は、例えば、図１に示されるように接続管２０２の内部に取り付けられていてもよい。代替的に、傾動検出部１８０は、傾動接続部１０７の傾動方向を検出可能に構成された他のセンサ素子であってもよい。傾動接続部１０７の傾動方向に関する情報は、吸込具１００に対する制御に利用される。傾動検出部１８０の傾動信号に基づく制御は、別途詳述される。

【0025】

吸込具１００は、図２に示されるように、吸込ハウジング１２０と、吸込ハウジング１２０によって回転可能に保持された一対の掻取ローラ１３１，１３２と、を備えている。

【0026】

吸込ハウジング１２０は、傾動接続部１０７、接続管２０２及びホース１０４によって形成された流路よりも左右方向に広い吸込空間１１０を得るために前後方向よりも幅方向に広い形状を有している。吸込ハウジング１２０は、平面視において前方に開口した略Ｃ字形状を有しているハウジング本体１２１と、ハウジング本体１２１に取り付けられるように構成されたカバー部材１２２と、を含んでいる。

【0027】

ハウジング本体１２１は、左右方向に互いに離間した位置に設けられた側部１２３，１２４と、側部１２３，１２４の後側（すなわち、掃除機本体１０２側）に位置し、これらの側部１２３，１２４を繋ぐ後部１２５と、を含んでいる。側部１２３，１２４及び後部１２５は、全体として中空構造を有している。側部１２３，１２４及び後部１２５の中には、掻取ローラ１３１，１３２を駆動するための駆動機構１５０（図４を参照）が収容されている。駆動機構１５０は、別途詳述される。

【0028】

後部１２５及び側部１２３，１２４によって、床面上の塵埃を吸い込むための吸込空間１１０が形成されている。すなわち、後部１２５の前端、左側の側部１２３の右端及び右側の側部１２４の左端によって吸込空間１１０が区画されている。この吸込空間１１０に掻取ローラ１３１，１３２が左右に並んで配置され、側部１２３，１２４は、これらの掻取ローラ１３１，１３２をそれぞれ支持している。詳細には、側部１２３，１２４の内壁部（すなわち、吸込空間１１０に臨む壁部）には、掻取ローラ１３１，１３２を保持する軸受（図示せず）が設けられている。

【0029】

後部１２５は、傾動接続部１０７の先端と接続可能に構成されている。後部１２５内には、傾動接続部１０７、接続管２０２及びホース１０４によって形成された流路と吸込空間１１０とを繋ぐ流路（図示せず）が形成されている。

【0030】

カバー部材１２２は、吸込空間１１０を上側から塞ぐように構成されている。カバー部材１２２の左右の端部は、側部１２３，１２４上に載置された状態で側部１２３，１２４に固定されるように構成されている。

【0031】

掻取ローラ１３１，１３２は、吸込空間１１０内において左右に並んで回転可能に保持されている。掻取ローラ１３１，１３２は、駆動機構１５０によって駆動されて床面上で転動しながら床面上の塵埃を掻き取るように構成されている。左側の掻取ローラ１３１は、左側の側部１２３によって片持ち支持され、吸込空間１１０内で側部１２３から右方に延設されている。右側の掻取ローラ１３２は、右側の側部１２４によって片持ち支持され、吸込空間１１０内で側部１２４から左方に延設されている。掻取ローラ１３１，１３２の先端は、吸込具１００の幅方向において互いに離間している。

【0032】

右側の掻取ローラ１３２は、掻取ローラ１３１と左右対称の構造を有しているので、ここでは、左側の掻取ローラ１３１の構造についてのみ以下に説明する。

【0033】

掻取ローラ１３１は、図３に示されるように、接続シャフト２５０と、接続シャフト２５０と略同軸回転するように接続シャフト２５０に接続されたローラ部３１１と、ローラ部３１１の外周面上で螺旋状に延びる複数のブラシ列３１２と、を含んでいる。

【0034】

接続シャフト２５０は、ハウジング本体１２１内に収容された駆動機構１５０（図４を参照）の駆動力をローラ部３１１に伝達するために設けられている。接続シャフト２５０は、側部１２３の内壁部に設けられた軸受に嵌入され、接続シャフト２５０の基端部は、ハウジング本体１２１の側部１２３内に配置されている。接続シャフト２５０の基端部には、駆動機構１５０の駆動力を受けるためにプーリ２５１（図４を参照）が取り付けられる。

【0035】

接続シャフト２５０の先端部は、駆動機構１５０の駆動力をローラ部３１１に伝達するために、ローラ部３１１内に挿入され、ローラ部３１１の内部に接続されている。

【0036】

ローラ部３１１は、先端に向けて細くなる外周面を有している。すなわち、ローラ部３１１は、円錐台状の外形を有している。

【0037】

ブラシ列３１２は、ローラ部３１１の基端から先端までの区間に亘ってローラ部３１１の外周面上で螺旋状に延設されている。ブラシ列３１２の螺旋の向きは、掻取ローラ１３１が図２に示される方向に回転したときに、ブラシ列３１２に接触した塵埃がローラ部３１１の先端側に送り出されるように設定されている。

【0038】

駆動機構１５０は、図４に示されるように、一対のモータ１５１，１５２と、一対の駆動ベルト１５３，１５４と、制御部１６０と、を備えている。モータ１５１及び駆動ベルト１５３は、掻取ローラ１３１を駆動するために設けられている。モータ１５２及び駆動ベルト１５４は、掻取ローラ１３２を駆動するために設けられている。制御部１６０は、モータ１５１，１５２を個別に制御するために設けられている。

【0039】

モータ１５２及び駆動ベルト１５４は、モータ１５１及び駆動ベルト１５３と左右対称の構造を有しているので、ここでは、モータ１５１及び駆動ベルト１５３についてのみ以下に説明する。

【0040】

モータ１５１は、家庭用の電源（図５に示されている電源１７０）から交流電流を受けて掻取ローラ１３１を回転させる駆動力を発生させるように構成されており、ハウジング本体１２１の後部１２５の内部空間において左側の部分に配置されている。モータ１５１は、モータ本体１５５と、モータ本体１５５から左方に突出したモータシャフト１５６と、を有している。

【0041】

モータ本体１５５は、モータ本体１５５へ電力供給量が増えれば増えるほど、モータシャフト１５６の回転数が上がるように構成されている。また、モータシャフト１５６の回転に対する負荷が大きくなればなるほど、モータ本体１５５は、インピーダンスを下げ、大きな交流電流が流れるように構成されている。

【0042】

モータシャフト１５６には、プーリ２５２が取り付けられている。モータシャフト１５６に取り付けられたプーリ２５２と掻取ローラ１３１の接続シャフト２５０に取り付けられたプーリ２５１とには、駆動ベルト１５３が掛け回されている。

【0043】

モータ１５１，１５２への電力供給回路が図５に示されている。電力供給回路は、電源１７０から制御部１６０を介してモータ１５１，１５２へ電力を供給するように構成されている。詳細には、電源１７０及び制御部１６０は、電力線１７３により接続されており、制御部１６０及びモータ１５１，１５２は、電力線１７６，１７５により接続されている。電力線１７３は、吸込具１００内の制御部１６０から傾動接続部１０７、接続管２０２及びホース１０４に沿って配線され、電源１７０と電気的に接続されている。電力線１７６，１７５は、吸込具１００内で配線されている。電力線１７３を流れる交流電流は、制御部１６０による制御対象となるので、以下の説明において「制御対象電流」と称される。電力線１７６，１７５を流れる交流電流は、モータ１５１，１５２の駆動に利用されるので、「駆動電流」と称される。

【0044】

これらの電力線１７３，１７５，１７６に加えて、制御部１６０に傾動検出部１８０の傾動信号を伝達するために信号線１７４が配線されている。信号線１７４は、傾動検出部１８０から傾動接続部１０７に沿って延設され、制御部１６０に接続されている。

【0045】

制御部１６０は、傾動信号に基づいてモータ１５１，１５２への電力供給量を個別に調整することにより、モータ１５１，１５２を個別に制御するように構成されている。また、制御部１６０は、制御対象電流が過度に大きくなった場合には、モータ１５１，１５２への電力供給を停止するように構成されている。

【0046】

詳細には、制御部１６０は、電流検出部１６２（電流計）と、判定部１６６と、電力制御部１６７と、を有している。

【0047】

電流検出部１６２は、制御対象電流の大きさをモニタするために設けられている。電流検出部１６２は、検出された制御対象電流の大きさの情報を判定部１６６に出力するように構成されている。

【0048】

判定部１６６は、モータ１５１，１５２に対する過電流を防ぐために設けられている。詳細には、判定部１６６は、電流検出部１６２によって検出された制御対象電流の大きさを所定の第１電流閾値と比較し、制御対象電流の大きさと第１電流閾値との間の大小関係に関する情報（判定結果）を電力制御部１６７に出力するように構成されている。

【0049】

電力制御部１６７は、指示部１６１と、トライアック１６３と、第１半波整流器１６４と、第２半波整流器１６５と、モータ１５１用の電力線１７６に接続された供給経路１７１と、モータ１５２用の電力線１７５に接続された供給経路１７２と、を有している。

【0050】

トライアック１６３は、第１半波整流器１６４及び第２半波整流器１６５よりも電流検出部１６２側に配置されている。トライアック１６３と電流検出部１６２との間では制御対象電流が流れる。また、トライアック１６３は、指示部１６１からの指示の下で駆動電流をトライアック１６３とモータ１５１，１５２との間で流すように構成されており、トライアック１６３と第１半波整流器１６４及び第２半波整流器１６５との間では駆動電流が流れる。詳細には、トライアック１６３は、指示部１６１からの指示に応じてゲート電圧を印加するように構成されており、ゲート電圧の印加時刻から制御対象電流（交流電流）がその後略ゼロの値を取るまでの期間において交流電流の流れを許容する素子である。すなわち、交流電流の正成分が流れているときにトライアック１６３がゲート電圧を印加すると、トライアック１６３は、上述の期間において、トライアック１６３とモータ１５１，１５２との間で正成分の交流電流が駆動電流として流れることを許容する。逆に、交流電流の負成分が流れているときにトライアック１６３がゲート電圧を印加すると、トライアック１６３は、上述の期間において、トライアック１６３とモータ１５１，１５２との間で負成分の交流電流が駆動電流として流れることを許容する。

【0051】

指示部１６１は、判定部１６６による判定結果に基づいて、トライアック１６３にゲート電圧を印加させるか否かを決定するように構成されている。詳細には、制御対象電流の大きさが第１電流閾値を超えているとの判定結果が得られると、指示部１６１は、トライアック１６３にゲート電圧に印加を指示しないことを決定する。逆に、制御対象電流の大きさが第１電流閾値以下であるとの判定結果が得られると、指示部１６１は、傾動検出部１８０からの傾動信号に基づいて、トライアック１６３にゲート電圧の印加を指示するタイミングを決定するように構成されている。

【0052】

供給経路１７１，１７２は、モータ１５１，１５２へ個別に電力供給するために設けられており、駆動電流は、供給経路１７１，１７２を流れる。供給経路１７１上には、第１半波整流器１６４が設けられており、供給経路１７２上には、第２半波整流器１６５が設けられている。第１半波整流器１６４及び第２半波整流器１６５は、駆動電流（交流電流）に対して半波整流をするように構成されている。

【0053】

詳細には、駆動電流が交流電流の正成分であれば、第１半波整流器１６４は、トライアック１６３とモータ１５２との間での駆動電流の流れを許容するように構成されている。逆に、駆動電流が交流電流の負成分であれば、第１半波整流器１６４は、トライアック１６３とモータ１５２との間での駆動電流の流れを遮断する。

【0054】

駆動電流が交流電流の負成分であれば、第２半波整流器１６５は、トライアック１６３とモータ１５１との間での駆動電流の流れを許容するように構成されている。逆に、駆動電流が交流電流の正成分であれば、第２半波整流器１６５は、トライアック１６３とモータ１５１との間での駆動電流の流れを遮断する。

【0055】

掃除機１０１の動作が以下に説明される。

【0056】

保持部１０５に設けられた操作部１０８が操作されると、掃除機本体１０２及び吸込具１００が作動し、吸引力がホース１０４、接続管２０２及び傾動接続部１０７を通じて吸込具１００の吸込空間１１０に作用する。この結果、床面上の塵埃は、吸込空間１１０、傾動接続部１０７、接続管２０２及びホース１０４を通じて吸引源１０３に集塵される。

【0057】

この間、吸込具１００に内蔵されたモータ１５１，１５２が作動し、モータ１５１，１５２の駆動力は、駆動ベルト１５３，１５４により掻取ローラ１３１，１３２に伝達される。この結果、掻取ローラ１３１，１３２は、床面に接触しながら回転し、床面上の塵埃を掻き取る。

【0058】

掻取ローラ１３１，１３２の周速は、制御部１６０により以下のように個別に変更される。制御部１６０による制御の概略的なフローチャートが図６に示されている。制御部１６０による制御が、図５及び図６を参照して説明される。

【0059】

操作部１０８への操作により吸込具１００が作動すると、指示部１６１はゲート電圧の印加をトライアック１６３に指示する。これにより、交流電流が制御部１６０を流れる。このとき、電流検出部１６２は、制御対象電流の大きさを検出し、検出結果が判定部１６６へ出力される。判定部１６６は、電流検出部１６２が検出した制御対象電流の大きさが第１電流閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ１１０）。

【0060】

制御対象電流が第１電流閾値を超えているとの判定結果が得られると（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、指示部１６１は、トライアック１６３でのゲート電圧の印加の指示を停止する。この場合、制御対象電流（交流電流）の値が略ゼロになった後には、モータ１５１，１５２への電力供給は停止される。この結果、モータ１５１，１５２は、停止する（ステップＳ１２０）。

【0061】

交流電流が第１電流閾値以下であれば（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、指示部１６１は、傾動検出部１８０からの検出信号に基づき、トライアック１６３のゲート電圧の印加タイミングを決定する（ステップＳ１３０）。決定された印加タイミングは、図７～図９に示されるように、指示部１６１からタイミング信号Ｓ１～Ｓ８をトライアック１６３へ出力することによりトライアック１６３に通知される。言い換えると、タイミング信号Ｓ１～Ｓ８により、モータ１５１，１５２への電力供給タイミングが決定される。

【0062】

傾動接続部１０７が、中立位置にあれば（すなわち、左右に傾動していない状態）、指示部１６１は、掻取ローラ１３１，１３２の周速差が略ゼロになるように、ゲート電圧の印加タイミングを決定する（ステップＳ１４０）。

【0063】

詳細には、傾動接続部１０７が、中立位置であるとき、指示部１６１は、図７に示されるように、交流電流の半周期に略等しい一定の時間間隔でタイミング信号Ｓ１～Ｓ４を順次出力する。この場合、例えば、タイミング信号Ｓ１，Ｓ３は、交流電流の正成分が制御部１６０を流れているときに出力される。一方、タイミング信号Ｓ２，Ｓ４は、交流電流の負成分が制御部１６０を流れているときに出力される。

【0064】

タイミング信号Ｓ１，Ｓ３が指示部１６１から出力されたとき、トライアック１６３は、タイミング信号Ｓ１，Ｓ３の出力時刻から交流電流が略ゼロになるまでの期間（図７の「通過」で示されている期間）において交流電流の流れを許容する。また、交流電流が略ゼロになった時刻から次のタイミング信号Ｓ２，Ｓ４の出力があるまでの期間（図７の「遮断」で示されている期間）において交流電流の流れを遮断する。トライアック１６３は、タイミング信号Ｓ２，Ｓ４に応じて、交流電流の流れを再度許容する。交流電流の流れを許容している期間は、交流電流が略ゼロになるまで続く。

【0065】

タイミング信号Ｓ１，Ｓ３の出力に応じて、トライアック１６３がゲート電圧を印加すれば、交流電流の正成分が駆動電流になる。この場合、交流電流の正成分（駆動電流）は、第１半波整流器１６４を流れるが、第２半波整流器１６５では遮断される。したがって、交流電流の正成分（駆動電流）は、第１半波整流器１６４に対応しているモータ１５２の駆動にのみ利用される。

【0066】

タイミング信号Ｓ２，Ｓ４の出力に応じて、トライアック１６３がゲート電圧を印加すれば、交流電流の負成分が駆動電流になる。この場合、交流電流の負成分（駆動電流）は、第２半波整流器１６５を流れるが、第１半波整流器１６４では遮断される。したがって、交流電流の負成分は、第２半波整流器１６５に対応しているモータ１５１の駆動にのみ利用される。

【0067】

タイミング信号Ｓ１～Ｓ４間の時間間隔は、交流電流の半周期に略等しいので、トライアック１６３が交流電流の通過を許容している期間の長さは、交流電流の正成分及び負成分の間で略等しくなっている。したがって、交流電流の１周期において、モータ１５１，１５２への電力供給量は、互いに略等しくなっている。この結果、モータ１５１，１５２間において、モータシャフト１５６の回転数は略等しくなり、モータ１５１，１５２によって駆動される掻取ローラ１３１，１３２の周速差は略ゼロになる。掻取ローラ１３１，１３２の周速差が略ゼロになっている状態で掻取ローラ１３１，１３２が床面上で転動すれば、掻取ローラ１３１，１３２は、吸込具１００の直進を補助する。

【0068】

傾動接続部１０７が、左方に傾動した姿勢をとっているとき、制御部１６０は、右側の掻取ローラ１３２が左側の掻取ローラ１３１よりも高い周速で回転するようにモータ１５１，１５２を制御する（ステップＳ１５０）。詳細には、指示部１６１は、図８に示されるように、交流電流の正成分が制御部１６０を流れている間において、タイミング信号Ｓ１，Ｓ３に代えて、タイミング信号Ｓ１，Ｓ３よりも早いタイミングでタイミング信号Ｓ５，Ｓ７を出力する。なお、交流電流の負成分に対応するタイミング信号Ｓ２，Ｓ４の出力タイミングは、傾動接続部１０７が中立位置にあるときと同じである。

【0069】

この場合、トライアック１６３が交流電流の正成分の流れを許容している期間は、トライアック１６３が交流電流の負成分の流れを許容している期間よりも長くなる。この結果、交流電流の１周期において、モータ１５２への電力供給量は、モータ１５１への電力供給量よりも多くなり、モータ１５２のモータシャフト１５６は、モータ１５１のモータシャフト１５６よりも高い回転数で回転する。したがって、モータ１５２によって駆動される掻取ローラ１３２の周速は、モータ１５１によって駆動される掻取ローラ１３１の周速よりも高くなる。掻取ローラ１３２の周速が掻取ローラ１３１の周速よりも高くなっている状態で掻取ローラ１３１，１３２が床面上で転動すれば、掻取ローラ１３１，１３２は、吸込具１００が左方に方向転換することを補助する。

【0070】

傾動接続部１０７が、右方に傾動した姿勢をとっているとき、制御部１６０は、左側の掻取ローラ１３１が右側の掻取ローラ１３２よりも高い周速で回転するようにモータ１５１，１５２を制御する（ステップＳ１６０）。詳細には、指示部１６１は、図９に示されるように、交流電流の負成分が制御部１６０を流れている間において、タイミング信号Ｓ２，Ｓ４に代えて、タイミング信号Ｓ２，Ｓ４よりも早いタイミングでタイミング信号Ｓ６，Ｓ８を出力する。なお、交流電流の正成分に対応するタイミング信号Ｓ１，Ｓ３の出力タイミングは、傾動接続部１０７が中立位置にあるときと同じである。

【0071】

この場合、トライアック１６３が交流電流の負成分の流れを許容している期間は、トライアック１６３が交流電流の正成分の流れを許容している期間よりも長くなる。この結果、交流電流の１周期において、モータ１５１への電力供給量は、モータ１５２への電力供給量よりも多くなり、モータ１５１のモータシャフト１５６は、モータ１５２のモータシャフト１５６よりも高い回転数で回転する。したがって、モータ１５１によって駆動される掻取ローラ１３１の周速は、モータ１５２によって駆動される掻取ローラ１３２の周速よりも高くなる。掻取ローラ１３１の周速が掻取ローラ１３２の周速よりも高くなっている状態で掻取ローラ１３１，１３２が床面上で転動すれば、掻取ローラ１３１，１３２は、吸込具１００が右方に方向転換することを補助する。

【0072】

タイミング信号Ｓ１～Ｓ８の出力の後、保持部１０５の操作部１０８において停止ボタンが操作されておらず、交流電流が制御部１６０を流れ続けている場合（ステップＳ１７０：Ｙｅｓ）、上述の制御（ステップＳ１１０～Ｓ１６０）が継続される。保持部１０５の操作部１０８において停止ボタンが操作されれば、制御部１６０を介したモータ１５１，１５２への電力供給が停止される（ステップＳ１７０：Ｎｏ）。

【0073】

上述の実施形態では、掻取ローラ１３１，１３２は、吸込空間１１０内で左右に並んで配置されており、モータ１５１，１５２によってそれぞれ個別に駆動される。モータ１５１，１５２は、制御部１６０によって個別に制御され、掻取ローラ１３１，１３２の周速が個別に変更され得る。掻取ローラ１３１，１３２間において周速差が略ゼロであれば、掻取ローラ１３１，１３２は、床面上を転動しながら吸込具１００の直進移動を補助する。

【0074】

使用者が、保持部１０５を左方に移動させると、傾動接続部１０７は、吸込具１００に対して左方に傾く。このとき、傾動検出部１８０は、傾動接続部１０７の左方の傾動を検出し、傾動接続部１０７が左方に傾動していることを表す傾動信号を出力する。この傾動信号に応じて、制御部１６０は、右側の掻取ローラ１３２の周速が左側の掻取ローラ１３１の周速よりも高くなるようにモータ１５１，１５２を制御する。この結果、掻取ローラ１３１，１３２は、吸込具１００を左方に向かわせる力を生じさせる。逆に、傾動接続部１０７が右方に傾けば、左側の掻取ローラ１３１の周速が右側の掻取ローラ１３２の周速よりも高くされ、掻取ローラ１３１，１３２は、吸込具１００を右方に向かわせる力を生じさせる。掻取ローラ１３１，１３２の周速差により生じた力によって、吸込具１００の方向転換が補助される。すなわち、使用者は、周速差で生じた力の分だけ低減された力で吸込具１００を所望の方向に移動させることができる。

【0075】

掻取ローラ１３１，１３２による補助方向は、保持部１０５の移動方向に一致している。したがって、使用者は、吸込具１００を移動させたい方向に保持部１０５を移動することにより、吸込具１００の方向転換を掻取ローラ１３１，１３２の周速差で補助することができる。

【0076】

上述の実施形態では、トライアック１６３、第１半波整流器１６４及び第２半波整流器１６５を用いることにより、モータ１５２を交流電流の正成分で駆動し、モータ１５１を交流成分の負成分で駆動することが可能になる。この場合、タイミング信号の出力間隔を交流電流の半周期に略等しくすれば、掻取ローラ１３１，１３２を略等しい周速で回転させることが可能になる。また、タイミング信号の出力間隔を交流電流の半周期とは異なる値にすれば、掻取ローラ１３１，１３２との間で周速差を生じさせることができる。

【0077】

また、交流電流を正成分と負成分とに分けてモータ１５２，１５１を駆動する構成を採用することにより、２つの電力線１７５，１７６を用いてこれらのモータ１５２，１５１に電力を供給することができる。一般的に、２つのモータを駆動するためには、４本の電力線が必要とされるが、上述の実施形態では、２つの電力線１７５，１７６だけでモータ１５２，１５１へ駆動電力を供給することができる。したがって、吸込具１００内における配線が簡素化される。

【0078】

上述の実施形態において、傾動検出部１８０は、吸込具１００に対する傾動接続部１０７の傾動方向の情報を制御部１６０に与えている。加えて、傾動検出部１８０は、吸込具１００に対する傾動接続部１０７の傾動量の情報を制御部１６０に与えてもよい。この場合、制御部１６０は、傾動量の大きさに応じて掻取ローラ１３１，１３２の周速差の大きさが変わるようにモータ１５１，１５２を制御してもよい。たとえば、傾動量が大きければ大きいほど、制御部１６０は、掻取ローラ１３１，１３２の周速差が大きくなるようにモータ１５１，１５２を制御してもよい。

【0079】

上述の実施形態において、制御部１６０は、掻取ローラ１３１，１３２のうち一方を増速させることにより、これらの掻取ローラ１３１，１３２の周速差を作り出している。代替的に、制御部１６０は、掻取ローラ１３１，１３２のうち一方を減速又は停止させることにより、周速差を作り出してもよい。あるいは、制御部１６０は、掻取ローラ１３１，１３２のうち一方を増速させる一方で、他方を減速又は停止させることにより周速差を作り出してもよい。

【0080】

上述の実施形態において、第１電流閾値を超える大きさの制御対象電流が流れた場合には、指示部１６１は、タイミング信号Ｓ１～Ｓ８を出力せず、トライアック１６３で交流電流の流れを遮断した状態を維持している。これにより、モータ１５１，１５２は、過度に大きな駆動電流から保護される。この保護制御に加えて、制御部１６０は、第１電流閾値を超えるほどではないが長い期間に亘ってモータ１５１，１５２へ流れることが望ましくない大きさの交流電流からモータ１５１，１５２を保護するような制御を行ってもよい。

【0081】

この場合、図１０に示すように、判定部１６６は、電流検出部１６２によって検出された制御対象電流に対して、第２電流閾値と期間閾値とを用いて所定の判定処理を行う（ステップＳ１１２，Ｓ１１４）。第２電流閾値は、第１電流閾値よりも小さな値に設定されているが、長期に亘ってモータ１５１，１５２へ流れることが望ましくない大きさの交流電流（制御対象電流）が流れているか否かを判定可能な値に設定されている。期間閾値は、第１電流閾値と第２電流閾値との間の大きさの交流電流（制御対象電流）が継続して流れることが望ましくない時間長さであるか否かを判定可能な値に設定されている。

【0082】

判定部１６６は、第１電流閾値を用いた判定処理を行い（ステップＳ１１０）、制御対象電流が第１電流閾値以下の大きさであれば（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、第２電流閾値を用いた判定処理を行う（ステップＳ１１２）。制御対象電流が第２電流閾値以下の大きさであれば（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、電力制御部１６７は、傾動接続部１０７の傾動方向に基づく掻取ローラ１３１，１３２の周速制御を行う（ステップＳ１３０～Ｓ１６０）。

【0083】

制御対象電流の大きさが第２電流閾値を超えていれば（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）、判定部１６６は、第１電流閾値と第２電流閾値との間の大きさの制御対象電流が期間閾値を超える時間長さに亘って検出されているか否かを判定する（ステップＳ１１４）。この制御対象電流の検出期間が、期間閾値を超えていれば（ステップＳ１１４：Ｙｅｓ）、指示部１６１は、トライアック１６３へのタイミング信号Ｓ１～Ｓ８の出力を停止する（ステップＳ１２０）。制御対象電流の検出期間が、期間閾値以下であれば（ステップＳ１１４：Ｎｏ）、電力制御部１６７は、傾動接続部１０７の傾動方向に基づく掻取ローラ１３１，１３２の周速制御を行う（ステップＳ１３０～Ｓ１６０）。

【0084】

第２電流閾値及び期間閾値を用いた判定処理（ステップＳ１１２，Ｓ１１４）により、大きな駆動電流が長期に亘ってモータ１５１，１５２を流れることが防止される。

【0085】

第２電流閾値は、モータ１５１，１５２への電力供給の即時停止が必要とされるほどではないが長期に亘る供給が望ましくない大きさの制御対象電流をターゲットにして設定されている。したがって、第１電流閾値は、このような大きさの制御対象電流をターゲットにして設定されなくてもよい。すなわち、第１電流閾値を、モータ１５１，１５２への電力供給を即時に停止すべき大きさの制御対象電流をターゲットにして設定することができる。

【0086】

＜第２実施形態＞
吸込具１００において、左側の掻取ローラ１３１と右側の掻取ローラ１３２のうちいずれか一方に対する負荷が高くなることが生じうる。たとえば、左側の掻取ローラ１３１に毛髪が絡みつき、この掻取ローラ１３１の回転抵抗が、右側の掻取ローラ１３２の回転抵抗よりも高くなることが生じうる。この場合、左側の掻取ローラ１３１において異常が生じていることを表すエラーメッセージを使用者に表示できれば、使用者によるトラブルシューティングは容易になる。そこで、第２実施形態の掃除機１０１は、使用者に対するエラーメッセージの表示機能を有するように構成される。

【0087】

図１１に示すように、使用者へのエラーメッセージの表示機能を得るために、掃除機１０１は、表示部１９０を有している。表示部１９０は、例えば、操作部１０８に設けられていてもよい。表示部１９０は、制御部１６０からの指令に基づいてエラーメッセージを表示するように構成されている。

【0088】

制御部１６０は、電流検出部１６２と、判定部１６６と、表示制御部１９１と、電力制御部１６７と、を含んでいる。なお、電力制御部１６７は、第１実施形態と同じ構成を有している。

【0089】

電流検出部１６２は、モータ１５１，１５２を駆動する駆動電流の大きさを個別に検出するように構成されている。詳細には、電流検出部１６２は、モータ１５１用の供給経路１７１に設けられた電流計２６３と、モータ１５２用の供給経路１７２に設けられた電流計２６４と、を含んでいる。電流計２６３は、供給経路１７１を流れる駆動電流の大きさを検出する。電流計２６４は、供給経路１７２を流れる駆動電流の大きさを検出する。

【0090】

判定部１６６は、電流計２６３，２６４が検出した駆動電流の大きさに関する情報を受け取るとともに、電流計２６３，２６４が検出した駆動電流の大きさを第１電流閾値と個別に比較するように構成されている。

【0091】

表示制御部１９１は、判定部１６６の比較結果に基づいて、エラーメッセージを表示させるための指令を表示部１９０に出力するように構成されている。

【0092】

制御部１６０の動作が、図１２を参照して以下に説明される。

【0093】

判定部１６６は、電流計２６３，２６４が検出した駆動電流の大きさを第１電流閾値と個別に比較する（ステップＳ１１０）。電流計２６３，２６４が検出した駆動電流のいずれもが第１電流閾値以下であれば（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、傾動接続部１０７の傾動姿勢に基づく制御（ステップＳ１３０～Ｓ１６０）が実行される。一方、電流計２６３，２６４のうち少なくとも一方が第１電流閾値よりも大きな駆動電流を検出すれば（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、指示部１６１は、ゲート電圧の印加についての指示を止め、モータ１５１，１５２を停止させる（ステップＳ１２５）。このとき、表示制御部１９１は、エラーメッセージの表示のために指令を出力する。この指令に応じて、表示部１９０は、エラーメッセージを表示する。エラーメッセージは、モータ１５１，１５２のいずれに過電流の問題（すなわち、第１電流閾値より大きな交流電流の供給）が生じたかを使用者に特定させることができれば、どのような形式で表示されてもよい。

【0094】

たとえば、モータ１５１に対する交流電流の大きさが第１電流閾値を超えているとの判定結果が得られた場合には、表示部１９０には、モータ１５１及び／又は掻取ローラ１３１の負荷が高いことを表すエラーメッセージが表示されてもよい。モータ１５２に対する交流電流の大きさが第１電流閾値を超えているとの判定結果が得られた場合には、表示部１９０には、モータ１５２及び／又は掻取ローラ１３２の負荷が高いことを表すエラーメッセージが表示されてもよい。

【0095】

表示部１９０にエラーメッセージが表示されることにより、使用者は、掻取ローラ１３１，１３２のいずれに問題が生じているかを特定することができる。

【0096】

上述の実施形態では、第１電流閾値を用いて判定処理が実行されている。これに加えて、第２電流閾値及び期間閾値を用いた判定処理が実行されてもよい。この場合、第１電流閾値と第２電流閾値との間の大きさの交流電流が期間閾値によって定められた期間を超えて流れても、表示部１９０にエラーメッセージが表示されてもよい。

【0097】

＜第３実施形態＞
掻取ローラ１３１，１３２に対する上述の制御は、ステッキ型の掃除機１０１（図１３を参照）にも適用可能である。

【0098】

図１３の掃除機１０１は、掃除機本体１０２と、吸込具１００と、表示部１９０と、を備えている。掃除機本体１０２は、傾動接続部１０７と、本体部２０１と、を含んでいる。傾動接続部１０７は、吸込具１００の吸込空間１１０に繋がる流路を形成している。

【0099】

本体部２０１は、吸引源１０３と、吸引源１０３の上側に搭載された二次電池２０３と、吸引源１０３及び二次電池２０３を外周面において支持するように構成された棒状の支持ステッキ２０４と、を含んでいる。吸引源１０３及び二次電池２０３は、支持ステッキ２０４の長手方向に沿って並んで配置されている。

【0100】

支持ステッキ２０４の下端は、傾動接続部１０７と接続可能に構成されており、支持ステッキ２０４及び傾動接続部１０７は直線的に並んでいる。詳細には、支持ステッキ２０４の下部は、傾動接続部１０７によって形成された流路に繋がる内部空間を形成するように構成されている。この内部空間は、吸引源１０３によって作り出された吸引力により吸い込まれた塵埃を吸引源１０３内に流入させるために利用される。

【0101】

支持ステッキ２０４の上端部には、保持部１０５が設けられている。保持部１０５は、支持ステッキ２０４の上端部から屈曲したＬ字状の部材である。

【0102】

使用者が、保持部１０５を左方に動かせば、支持ステッキ２０４及び傾動接続部１０７は、一体的に左方に傾動する。使用者が、保持部１０５を右方に動かせば、支持ステッキ２０４及び傾動接続部１０７は、一体的に右方に傾動する。

【0103】

傾動接続部１０７の傾動方向を検出する傾動検出部１８０は、支持ステッキ２０４に設けられていてもよい。傾動検出部１８０からの傾動信号に応じて、モータ１５１，１５２を制御する制御部１６０の概略的なブロック図が図１４に示されている。図１４を参照して制御部１６０を説明する。

【0104】

制御部１６０は、ＰＭＷ制御を行うことにより、モータ１５１，１５２を個別に制御するように構成されている。詳細には、制御部１６０は、電力制御部１６７と、電流検出部１６２と、判定部１６６と、表示制御部１９１と、を有している。なお、モータ１５１，１５２は、直流電流の供給下で動作するように構成されている（直流モータ）。また、表示制御部１９１は、第２実施形態と同じ構成を有している。

【0105】

電力制御部１６７は、スイッチ２６６と、モータ１５１用の指示部２６１と、モータ１５２用の指示部２６２と、を含んでいる。指示部２６１は、傾動検出部１８０からの傾動信号に基づき、モータ１５１に対してモータシャフト１５６の回転数を指示するように構成されている。指示部２６１は、傾動検出部１８０からの傾動信号に基づき、モータ１５１に対してモータシャフト１５６の回転数を指示するように構成されている。スイッチ２６６は、判定部１６６による判定結果に応じて開閉するように構成されている。

【0106】

直流電流をモータ１５１，１５２に個別に流すために、直流電流の流れ方向においてスイッチ２６６の下流側にモータ１５１用の供給経路１７１及びモータ１５２用の供給経路１７２が設けられている。

【0107】

供給経路１７１には電流計２６３が設けられ、供給経路１７２には電流計２６４が設けられている。これらの電流計２６３，２６４は、電流検出部１６２を構成している。

【0108】

判定部１６６は、電流計２６３，２６４によって検出された駆動電流の大きさに基づいて、スイッチ２６６を制御するように構成されている。

【0109】

制御部１６０の動作は、第２実施形態における制御（図１２を参照）と同様である。

【0110】

上述の実施形態では、第１電流閾値を用いて判定処理が実行されている。これに加えて、第２電流閾値及び期間閾値を用いた判定処理が実行されてもよい。この場合、第１電流閾値と第２電流閾値との間の大きさの交流電流が期間閾値によって定められた期間を超えて供給されても、表示部１９０にエラーメッセージが表示されてもよい。

【0111】

上述の実施形態では、傾動接続部１０７の傾動方向に基づいて掻取ローラ１３１，１３２の周速が制御されている。代替的に、掻取ローラ１３１，１３２の周速を制御するためのスイッチが掃除機１０１に設けられていてもよい。この場合、使用者がスイッチを操作することにより、掻取ローラ１３１，１３２が互いに異なる周速で回転されてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0112】

本実施形態の原理は、清掃作業に用いられる装置に好適に利用される。

【符号の説明】

【0113】

１００・・・・・吸込具
１０１・・・・・掃除機
１０２・・・・・掃除機本体
１０５・・・・・保持部
１０７・・・・・傾動接続部
１０８・・・・・操作部
１１０・・・・・吸込空間
１２０・・・・・吸込ハウジング
１３１・・・・・掻取ローラ
１３２・・・・・掻取ローラ
１５１・・・・・モータ
１５２・・・・・モータ
１６０・・・・・制御部
１６２・・・・・電流検出部
１６６・・・・・判定部
１６７・・・・・電力制御部
１８０・・・・・傾動検出部
１９０・・・・・表示部
１９１・・・・・表示制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】