JP2956236B2 - 電気掃除機の塵埃検知装置 - Google Patents

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の空気通路上
を通過する塵埃を検知する電気掃除機の塵埃検知装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電気掃除機の塵埃検知装
置は図７および図８に示すような構成が一般的であっ
た。以下、その構成について説明する。

【０００３】図に示すように、電気掃除機の床用吸込口
１から掃除機本体の吸込口２に至る吸込通路３中に発光
ダイオード４を設け、この発光ダイオード４に対向して
フォトトランジスタ５を設け、発光ダイオード４からの
光を受光していた。このフォトトランジスタ５は清掃作
業中に吸込通路３を流れる吸込空気流中に塵埃が含まれ
ていると、発光ダイオード４からの光がこの塵埃により
遮断され、フォトトランジスタ５の受光量は少なくなり
出力電圧は大きくなる。その結果、抵抗６、７およびコ
ンデンサ８、ＯＰアンプ９で構成される電圧変化増幅部
１０の出力電圧は、いったん減少した後増加する。した
がって、抵抗１１、１２、およびＯＰアンプ１３にて構
成された比較部１４の出力電圧は定常時は５Ｖである
が、塵埃が通過するごとに、いったん０Ｖまで減少した
後再び５Ｖに戻る、という動作を繰り返す。この比較部
１４の出力はマイクロプロセッサ１５に入力され、ファ
ンモータ１６を駆動したり、表示部１７を駆動したりす
る。そして、マイクロプロセッサ１５の塵埃を検知する
基本時間は0.1 秒である。すなわち、マイクロプロセッ
サ１５は0.1 秒間の変化回数により塵埃の量を判別して
いる。

【０００４】なお、発光ダイオード４およびフォトトラ
ンジスタ５は塵埃からの汚れ防止のため、一般に透明な
ホルダー１８および１９に挿入されて設置されている。
さらに、発光ダイオード４、フォトトランジスタ５およ
びそれらが設置されたホルダー１８および１９を含めた
センサー部のばらつきを補正するために、発光電流を調
整できるように可変抵抗器２０が用いられ、フォトトラ
ンジスタ５の出力電圧が３Ｖになるように調整されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のこ
のような電気掃除機の塵埃検知装置では、清掃時間の増
加とともに、ホルダー１８および１９の表面への塵埃の
付着量が増加するため、発光ダイオード４の光はフォト
トランジスタ５に次第に届かなくなり、フォトトランジ
スタ５の電圧は初期３Ｖであっても４Ｖ以上に上昇し、
塵埃の検知感度が低くなってしまい、使用者はホルダー
１８および１９の汚れを掃除せざるを得ないなど、せっ
かくの機能を充分に活かすことができていなかった。

【０００６】本発明は上記課題を解決するもので、受光
部の出力に変化があった場合に、それが汚れによるもの
か否かを判別し、汚れによるものであれば、受光部の増
幅度を調整し、塵埃が検知できなくなるのを防止し、使
用性、耐久性を向上することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、塵埃が流れる空気通路内に光を放つ発光部
と、前記発光部の光を受光し受光量に応じた信号を出力
する受光部と、前記受光部の検知レベルを設定する電圧
設定部と、前記受光部および電圧設定部の出力により前
記受光部の出力電圧の変化を検知する変化検知部と、前
記変化検知部が変化を検知している時間を測定する時間
測定部と、予め設定した時間設定部と、前記時間測定部
および時間設定部の出力により前記受光部の出力電圧の
変化が汚れによるものか否かを判別する汚れ判別部と、
前記受光部の複数の増幅度を設定する増幅度設定部と、
前記増幅度設定部の増幅度を選択する増幅度選択部とを
備え、前記増幅度選択部は前記汚れ判別部の出力により
前記増幅度設定部の増幅度を選択するようにしたことを
第１の課題解決手段としている。

【０００８】また、塵埃が流れる空気通路内に光を放つ
発光部と、前記発光部の光を受光し受光量に応じた信号
を出力する受光部と、前記受光部の上限の検知レベルを
設定する上限電圧設定部と、前記受光部の下限の検知レ
ベルを設定する下限電圧設定部と、前記受光部および上
限電圧設定部または下限電圧設定部の出力比較により前
記受光部の出力電圧の変化を検知する変化検知部と、前
記変化検知部が変化を検知している時間を測定する時間
測定部と、予め設定した時間設定部と、前記時間測定部
および時間設定部の出力により前記受光部の出力電圧の
変化が汚れによるものか否かを判別する汚れ判別部と、
前記受光部の複数の増幅度を設定する増幅度設定部と、
前記増幅度設定部の増幅度を選択する増幅度選択部とを
備え、前記増幅度選択部は前記汚れ判別部の出力により
前記増幅度設定部の増幅度を選択するようにしたことを
第２の課題解決手段としている。

【０００９】

【作用】本発明は上記した第１の課題解決手段により、
受光部の出力電圧は常に測定されており、その出力に変
化があった場合には、それが汚れによるものか否かを汚
れ判別部により判別し、汚れによるものであれば増幅度
選択部にて受光部の増幅度を調整でき、汚れによって塵
埃が検知できなくなることがない。

【００１０】また、第２の課題解決手段により、受光部
の出力電圧は常に測定されており、その出力に変化があ
った場合には、それが汚れによるものか否かを汚れ判別
部により判別し、汚れによるものであれば受光部の出力
電圧が設定電圧の下限から上限になるように、増幅度選
択部にて増幅度を調整でき、汚れによって塵埃が検知で
きなくなることがない。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１に基づいて説
明する。なお、従来例と同じ構成のものは同一符号を付
して説明を省略する。

【００１２】図に示すように、発光部２１は塵埃が流れ
る空気通路内に光を放つもので、発光ダイオード４を用
いている。受光部２はこの発光部２１からの光を受光
し、受光量に応じた信号を出力するもので、フォトトラ
ンジスタ５と、抵抗６、７、コンデンサ８、ＯＰアンプ
９で構成される電圧増幅部とで構成している。このフォ
トトランジスタ５は清掃作業中に吸込通路を流れる吸込
空気流中に塵埃が含まれていると、発光ダイオード４か
らの光がこの塵埃により遮断され、フォトトランジスタ
５の受光量は少なくなり出力電圧は大きくなる。その結
果、受光部２２の出力電圧はいったん減少した後増加す
る。この受光部２２の出力は抵抗２３、２４およびＯＰ
アンプ２５にて構成した比較部２６に入力している。電
圧設定部２７は受光部２２の検知レベルを設定するもの
で、抵抗２８、２９により構成しており、約3.1 Ｖに設
定されている。変化検知部３０は受光部２２および電圧
設定部２７の出力により、受光部２２の出力電圧の変化
を検知するものであり、比較器３１を用いている。

【００１３】つぎに、時間測定部３２は変化検知部３０
の出力により受光部２２の出力電圧が変化している時間
を測定するものである。時間設定部３３は時間測定部３
２により測定する最大時間を予め設定する。汚れ判別部
３４は時間測定部３２および時間設定部３３の比較によ
り、受光部２２の出力電圧の変化が汚れによるものか否
かを判別する。さらに、増幅度設定部３５は受光部２２
への複数の増幅度を設定するもので、複数の抵抗群によ
り構成されている。増幅度選択部３６は汚れ判別部３４
の出力により増幅度設定部３５の増幅度を選択するもの
である。そして、これらの全系統は５Ｖで動作するよう
に設定されている。

【００１４】なお、時間測定部３２、時間設定部３３、
汚れ判別部３４および増幅度選択部３６はマイクロプロ
セッサ３７内に構成されている。また、比較部２６の出
力はこのマイクロプロセッサ３７に入力され、ファンモ
ータ１６を駆動したり、表示部１７を駆動したりする。
そして、マイクロプロセッサ３７の塵埃を検知する基本
時間は0.1 秒である。すなわち、マイクロプロセッサ３
７は0.1 秒間の変化回数により塵埃の量を判別してい
る。

【００１５】上記構成において図２および図３を参照し
ながら動作を説明すると、塵埃が吸い込まれていなけれ
ば、受光部２２の出力は従来例と同様に３Ｖ一定であ
り、変化検知部３０は動作しないため増幅度選択部３６
からは受光部２２の出力電圧が３Ｖになるように任意の
抵抗が選択出力されている（図２(a)）。 しかし、塵埃
が通過すると、受光部２２の出力は定常３Ｖからいった
ん０Ｖまで減少した後再び３Ｖに戻るという動作を繰り
返すため、変化検知部３０の出力は’Ｌ’→’Ｈ’に変
化して、時間測定部３２は変化している時間を測定す
る。実際に塵埃が通過する場合には、変化検知部３０の
出力は’Ｌ’→’Ｈ’→’Ｌ’という動作を繰り返すた
め、時間測定部３２は動作の開始、停止を繰り返し、大
きな値をカウントすることはない。時間設定部３３に予
め大きな値を入力しておき、時間測定部３２の出力と比
較することにより、汚れ判別部３４は動作しない。本実
施例では時間設定部３３の値として、マイクロプロセッ
サ３７が塵埃を検知する基本時間である0.1 秒に設定し
ている（図２(b)）。

【００１６】一方、使用していくにつれて、発光部２１
および受光部２２が取り付けてあるホルダー（図示せ
ず）の表面には塵埃の汚れが次第に付着して行くため、
受光部２２の出力電圧は３Ｖから次第に上昇してしま
う。すると、電圧設定部２７との比較により変化検知部
３０の出力は’Ｌ’→’Ｈ’に変化し、時間測定部３２
は動作を開始する（図２(c)Ｔ１）。 この場合、受光部
２２の出力電圧は変化しないため、時間測定部３２はそ
の動作を継続して、ついには時間設定部３３に予め設定
した値よりも大きくなる。すると、汚れ判別部３４は動
作して増幅度選択部３６を駆動し、増幅度設定部３５の
任意の値を選択する。これにより、受光部２２の電圧も
低下する。この動作は、変化検知部３０の出力が’Ｈ’
→’Ｌ’に変化する、すなわち、受光部２２の出力が電
圧設定部２７の設定電圧より小さくなるまで継続し、そ
れらの関係が逆転した時点で停止する（図２(c)Ｔ
２）。

【００１７】すなわち、時間測定部３２にて受光部２２
の変化時間を測定することにより、受光部２２の電圧変
化が塵埃検知によるものか否かを判別でき、汚れによる
ものと判断したときには、増幅度選択部３６を駆動し
て、受光部２２の出力電圧が初期値３Ｖになるように補
正することができる。

【００１８】つぎに、本発明の他の実施例を図４に基づ
いて説明する。なお、上記実施例と同じ構成のものは同
一符号を付して説明を省略する。

【００１９】図に示すように、上限電圧設定部３８と下
限電圧設定部３９は、抵抗４０、４１、４２により構成
され、受光部２２の出力電圧と比較している。また、上
限電圧比較部４３と下限電圧比較部４４はそれぞれ比較
器４５、４６により構成している。変化検知部４７は上
限電圧比較部４３、下限電圧比較部４４の出力のＯＲ演
算により受光部２２の変化を検知するようにしている。
なお、本実施例では上限電圧を3.1 Ｖに設定し、下限電
圧を2.9 Ｖに設定している。このため、受光部２２の出
力電圧は通常３Ｖとなっている。このとき、上限電圧比
較部４３および下限電圧比較部４４はともに’Ｌ’であ
るので、変化検知部４７の出力は’Ｌ’である。

【００２０】上記構成において図５および図６を参照し
ながら動作を説明すると、塵埃が吸い込まれていないと
き、および塵埃が通過したときの動作は上記実施例と同
じである（図５(a)、(b)）。一方、使用していくにつれ
て、発光部２１および受光部２２が取り付けてあるホル
ダー（図示せず）の表面には塵埃の汚れが次第に付着し
て行くため、受光部２２の出力電圧は３Ｖから次第に上
昇してしまう。そして、3.1 Ｖを超えると、上限電圧設
定部３８との比較により上限電圧比較部４３の出力は’
Ｌ’→’Ｈ’となり、変化検知部４７が動作し、時間測
定部３２は動作を開始する。この場合、受光部２２の出
力電圧は変化しないため、時間測定部３２はその動作を
継続して、ついには時間設定部３３に予め設定した値よ
りも大きくなる。すると、汚れ判別部３４は動作して増
幅度選択部３６を駆動し、増幅度設定部３５の任意の値
を選択する。これにより受光部２２の電圧は次第に低下
する。この動作は、変化検知部４３が動作を停止する、
すなわち、受光部２２の出力が上限電圧設定部３８の設
定電圧3.1Ｖより小さくなるまで継続し、それらの関係
が逆転した時点で停止する（図５(c)）。

【００２１】つぎに、使用している際、任意の時間だけ
強い外光の影響により受光部２２の電圧が低下する場合
がある。このときは受光部２２の出力が2.9 Ｖより小さ
くなると、下限電圧設定部３９との比較により変化検知
部４３が動作し、時間測定部３２が動作を開始する。こ
の場合、受光部２２の出力電圧は変化しないため、時間
測定部３２はその動作を継続して、ついには時間設定部
３３に予め設定した値よりも大きくなる。すると、汚れ
判別部３４は動作して増幅度選択部３６を駆動し、増幅
度設定部３５の任意の値を選択する。これにより受光部
２２の電圧は次第に上昇する。この動作は、変化検知部
４３が動作を停止する、すなわち、受光部２２の出力が
下限電圧設定部３９の設定電圧2.9Ｖより大きくなるま
で継続し、それらの関係が逆転した時点で停止する（図
５(d)）。

【００２２】すなわち、時間測定部３２にて受光部２２
の変化時間を測定することにより、受光部２２の電圧変
化が塵埃検知または外光の影響によるものか否かを判別
でき、汚れまたは外光によるものと判断したときには、
増幅度選択部３６を駆動して、受光部２２の出力電圧が
初期値３Ｖになるように補正することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、塵埃が流れる空気通路内に光を放つ発光部
と、前記発光部の光を受光し受光量に応じた信号を出力
する受光部と、前記受光部の検知レベルを設定する電圧
設定部と、前記受光部および電圧設定部の出力により前
記受光部の出力電圧の変化を検知する変化検知部と、前
記変化検知部が変化を検知している時間を測定する時間
測定部と、予め設定した時間設定部と、前記時間測定部
および時間設定部の出力により前記受光部の出力電圧の
変化が汚れによるものか否かを判別する汚れ判別部と、
前記受光部の複数の増幅度を設定する増幅度設定部と、
前記増幅度設定部の増幅度を選択する増幅度選択部とを
備え、前記増幅度選択部は前記汚れ判別部の出力により
前記増幅度設定部の増幅度を選択するようにしたから、
受光部の出力電圧は常に測定されており、その出力に変
化があった場合には、それが汚れによるものか否かを汚
れ判別部により判別し、汚れによるものであれば、増幅
度選択部により増幅度が調整されるため、汚れによって
塵埃が検知できなくなるということはない。また、使用
者もホルダーの汚れ掃除を行なう必要もない。

【００２４】また、受光部の上限の検知レベルを設定す
る上限電圧設定部と、前記受光部の下限の検知レベルを
設定する下限電圧設定部と、前記受光部および上限電圧
設定部または下限電圧設定部の出力比較により前記受光
部の出力電圧の変化を検知する変化検知部と、前記変化
検知部が変化を検知している時間を測定する時間測定部
と、予め設定した時間設定部と、前記時間測定部および
時間設定部の出力により前記受光部の出力電圧の変化が
汚れによるものか否かを判別する汚れ判別部と、前記受
光部の複数の増幅度を設定する増幅度設定部と、前記増
幅度設定部の増幅度を選択する増幅度選択部とを備え、
前記増幅度選択部は前記汚れ判別部の出力により前記増
幅度設定部の増幅度を選択するようにしたから、受光部
の出力電圧は常に測定されており、その出力に変化があ
った場合には、それが汚れまたは外光によるによるもの
か否かを汚れ判別部により判別し、汚れまたは外光によ
るものであれば、受光部の出力電圧は常に一定電圧にな
るように、増幅度選択部により増幅度が調整されるた
め、汚れによって塵埃が検知できなくなるということ
も、任意の時間だけ強い外光の影響により誤動作するこ
ともない。また、使用者もホルダーの汚れ掃除を行なう
必要もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電気掃除機の塵埃検知装置
のブロック回路図

【図２】(a) 同電気掃除機の塵埃検知装置の空気通路内
に汚れがなく塵埃が通過しないときの要部出力波形図 (b) 同電気掃除機の塵埃検知装置の空気通路内に汚れが
なく塵埃通過時の要部出力波形図 (c) 同電気掃除機の塵埃検知装置の空気通路内に汚れが
あるときの要部出力波形図

【図３】同電気掃除機の塵埃検知装置のフローチャート

【図４】本発明の他の実施例の電気掃除機の塵埃検知装
置のブロック回路図

【図５】(a) 同電気掃除機の塵埃検知装置の空気通路内
に汚れがなく塵埃が通過しないときの要部出力波形図 (b) 同電気掃除機の塵埃検知装置の空気通路内に汚れが
なく塵埃通過時の要部出力波形図 (c) 同電気掃除機の塵埃検知装置の空気通路内に汚れが
あるときの要部出力波形図 (d) 同電気掃除機の塵埃検知装置の空気通路内に外光の
影響があるときの要部出力波形図

【図６】同電気掃除機の塵埃検知装置のフローチャート

【図７】従来の電気掃除機の塵埃検知装置のブロック回
路図

【図８】同電気掃除機の塵埃検知装置の要部断面図

【符号の説明】

２１ 発光部 ２２ 受光部 ２７ 電圧設定部 ３０ 変化検知部 ３２ 時間測定部 ３３ 時間設定部 ３４ 汚れ判別部 ３５ 増幅度設定部 ３６ 増幅度選択部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A47L 9/28

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塵埃が流れる空気通路内に光を放つ発光
   部と、前記発光部の光を受光し受光量に応じた信号を出
   力する受光部と、前記受光部の検知レベルを設定する電
   圧設定部と、前記受光部および電圧設定部の出力により
   前記受光部の出力電圧の変化を検知する変化検知部と、
   前記変化検知部が変化を検知している時間を測定する時
   間測定部と、予め設定した時間設定部と、前記時間測定
   部および時間設定部の出力により前記受光部の出力電圧
   の変化が汚れによるものか否かを判別する汚れ判別部
   と、前記受光部の複数の増幅度を設定する増幅度設定部
   と、前記増幅度設定部の増幅度を選択する増幅度選択部
   とを備え、前記増幅度選択部は前記汚れ判別部の出力に
   より前記増幅度設定部の増幅度を選択するようにしてな
   る電気掃除機の塵埃検知装置。
2. 【請求項２】 塵埃が流れる空気通路内に光を放つ発光
   部と、前記発光部の光を受光し受光量に応じた信号を出
   力する受光部と、前記受光部の上限の検知レベルを設定
   する上限電圧設定部と、前記受光部の下限の検知レベル
   を設定する下限電圧設定部と、前記受光部および上限電
   圧設定部または下限電圧設定部の出力比較により前記受
   光部の出力電圧の変化を検知する変化検知部と、前記変
   化検知部が変化を検知している時間を測定する時間測定
   部と、予め設定した時間設定部と、前記時間測定部およ
   び時間設定部の出力により前記受光部の出力電圧の変化
   が汚れによるものか否かを判別する汚れ判別部と、前記
   受光部の複数の増幅度を設定する増幅度設定部と、前記
   増幅度設定部の増幅度を選択する増幅度選択部とを備
   え、前記増幅度選択部は前記汚れ判別部の出力により前
   記増幅度設定部の増幅度を選択するようにしてなる電気
   掃除機の塵埃検知装置。
3. 【請求項３】 時間設定部の設定時間は、塵埃を検知す
   るための基本時間またはそれ以上の時間とした請求項１
   または請求項２記載の電気掃除機の塵埃検知装置。