(57)【要約】【課題】  バッテリで長時間駆動することができる電気掃除機を提供する。【解決手段】  本発明にかかる電気掃除機は、直流電源で駆動する電動送風機４０と、ゴミ吸引経路に設けられて吸引されるゴミの量を検出する検出部２０と、検出部２０が検出したゴミの量に従って電動送風機４０の回転数が異なる探知モードと吸込モードとに切り替える制御部３０と、電動送風機４０の電源として使用するバッテリ５０と、を含む。制御部３０は、検出部２０が所定量以上のゴミの量を検出したときに探知モードから吸込モードに切り替えて、探知モードにおける電動送風機の回転数よりも高い回転数に設定する。【選択図】図１
2014236780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源で駆動する電動送風機と、
ゴミ吸引経路に設けられて吸引されるゴミの量を検出する検出部と、
前記検出部が検出したゴミの量に従って前記電動送風機の回転数が異なる探知モードと吸込モードとに切り替える制御部と、
前記電動送風機の電源として使用するバッテリと、
を含み、
前記制御部は、前記検出部が所定量以上のゴミの量を検出したときに前記探知モードから前記吸込モードに切り替えて、前記探知モードにおける前記電動送風機の回転数よりも高い回転数に設定することを特徴とする、電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリで長時間駆動することができる電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光装置と受光装置を向い合せに配置して掃除機の空気通路上のゴミを検知することにより、吸引すべきゴミの残量や集塵袋の異常等を検知するゴミ検知装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、このようなゴミ検知装置を用いた電気掃除機が多数提案されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００４】
一方、内蔵バッテリによって駆動する電気掃除機が発売されているが、バッテリの容量と電動送風機の消費電力との関係から使用時間が比較的短いものが多く、バッテリで長時間駆動することができる電気掃除機は提案されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−２１３０３０号公報
【特許文献２】特開昭６２−２６１０８８号公報
【特許文献３】特開昭６２−２６１０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、バッテリで長時間駆動することができる電気掃除機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる電気掃除機は、
直流電源で駆動する電動送風機と、
ゴミ吸引経路に設けられて吸引されるゴミの量を検出する検出部と、
前記検出部が検出したゴミの量に従って前記電動送風機の回転数が異なる探知モードと吸込モードとに切り替える制御部と、
前記電動送風機の電源として使用するバッテリと、
を含み、
前記制御部は、前記検出部が所定量以上のゴミの量を検出したときに前記探知モードから前記吸込モードに切り替えて、前記探知モードにおける前記電動送風機の回転数よりも高い回転数に設定することを特徴とする。
【０００８】
本発明の電気掃除機によれば、検出部が所定量以上のゴミの量を検出しなければ、電動送風機の回転数の低い探知モードを用いて掃除することでバッテリによる電気掃除機の使用時間を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる電気掃除機を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる電気掃除機に用いる検出部を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる電気掃除機のブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかる電気掃除機の動作状態を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
本発明の一実施の形態にかかる電気掃除機は、直流電源で駆動する電動送風機と、ゴミ吸引経路に設けられて吸引されるゴミの量を検出する検出部と、前記検出部が検出したゴミの量に従って前記電動送風機の回転数が異なる探知モードと吸込モードとに切り替える制御部と、前記電動送風機の電源として使用するバッテリと、を含み、前記制御部は、前記検出部が所定量以上のゴミの量を検出したときに前記探知モードから前記吸込モードに切り替えて、前記探知モードにおける前記電動送風機の回転数よりも高い回転数に設定することを特徴とする。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態にかかる電気掃除機１０を示す斜視図である。図２は、本発明の一実施形態にかかる電気掃除機１０に用いる検出部２０を示す断面図である。図３は、本発明の一実施形態にかかる電気掃除機１０のブロック図である。図４は、本発明の一実施形態にかかる電気掃除機１０の動作状態を示すグラフである。
【００１３】
図１に示すように、電気掃除機１０は、直流電源で駆動して吸引風を発生させる電動送風機４０を内蔵する本体１と、被清掃面のゴミを吸引するヘッド５と、一端がヘッド５に接続され他端が操作部４に接続される延長管３と、延長管３とホース２とを連結する操作部４と、一端が操作部４に接続され他端の接続部６が本体１に着脱自在に接続されるホース２と、を有している。電動送風機４０で発生した吸引風は、本体１からホース２、操作部４及び延長管３で構成される連通路７（図２においてその一部を示す。）を通ってヘッド５へ伝えられ、ヘッド５における吸引力となる。ヘッド５及び連通路７は、電気掃除機１０のゴミ吸引経路を形成する。
【００１４】
ヘッド５は、下面に吸引口が開口し、電動送風機４０による吸引風によって被清掃面である例えば床面のゴミを吸引する。
【００１５】
延長管３は、一端がヘッド５に対し着脱自在であって、他端が操作部４に対し着脱自在である。また、延長管３は、伸縮可能な構造であるか又は連結分離可能な構造を有している。
【００１６】
ホース２は、一端が操作部４に固定され、他端の接続部６が本体１に着脱自在に固定された蛇腹状の管体である。
【００１７】
操作部４は、内部における中空の管状部分と、使用者が把持する把持部２６と、使用者が各種運転モードを選択する操作スイッチ２８が設けられている。また、図２に示すように、操作部４の内部には、連通路７を挟んで一方に発光部２２と他方に受光部２４とを対向配置した検出部２０を有する。発光部２２は発光ダイオードなどを用いることができ、受光部２４はフォトトランジスタなどを用いることができる。発光部２２から出射された光は、受光部２４で受光されて受光部２４からその受光量に応じた出力信号が出力される。検出部２０において、受光部２４からの出力信号は、例えば、図示しない増幅器でその信号変化量に基づいたパルス信号として増幅し、整流平滑回路で整流して直流電流を得ることができる。受光部２４における出力信号は、連通路７内を通過するゴミの量によって変化する。すなわち、ゴミの量が少なければ受光部２４が受光する光の量が多くなって出力信号が大きくなり、ゴミの多ければゴミによって光が遮られるため受光部２４が受光する光の量が少なくなって出力信号が小さくなる。
【００１８】
本体１には、吸引風を発生させる電動送風機４０と、電動送風機４０の上流側に配置されるとともに、吸引風によって吸引されたゴミを捕集する図示しない集塵室と、操作部４で設定された運転モード及び検出部２０の出力により電動送風機４０を制御する制御部３０と、商用電源によって充電されるバッテリ５０と、が内蔵されている。また、バッテリ５０を商用電源によって充電するための図示しない充電回路、電源コード及びその電源コードを巻き取るコードリールが内蔵されている。なお、電源コードは本体に対して電気的接点をもって着脱可能に取り付けることも可能であり、その場合にはコードリールを内蔵する必要はない。
【００１９】
電気掃除機１０は、基本的に未使用時に商用電源からバッテリ５０に充電し、使用時にはバッテリ５０を直流電源として使用して電動送風機４０を駆動する。バッテリ５０による電気掃除機１０の使用態様は、商用電源の位置に束縛されることなく、使用者が自在に移動して掃除をすることができることで有用である。しかしながら、従来のバッテリ駆動による電気掃除機においては、比較的長い時間充電しなければならないのにもかかわらず、使用可能な時間が短いことから一般的な電源コード式の電気掃除機に比べて普及していない。内蔵バッテリ駆動型の電気掃除機の普及には一回の充電に対する使用可能時間の長時間化が普及の鍵となっている。
【００２０】
そこで、本実施の形態における電気掃除機１０は、制御部３０が検出部２０で検出したゴミの量に従って電動送風機４０の回転数が異なる探知モードと吸込モードとに切り替えることによって、電気掃除機１０の長時間使用を可能とする。より詳細には、制御部３０は、検出部２０が所定量以上のゴミの量を検出したときに探知モードから吸込モードに切り替えて、探知モードにおける電動送風機４０の回転数よりも高い回転数に設定することができる。すなわち、通常の使用状態においては、電動送風機４０の回転数が低い探知モードを採用することで、バッテリ５０の消耗が少なく、長時間の使用を可能とする。
【００２１】
図３に示すように、制御部３０は、操作部４、検出部２０、バッテリ５０及び電動送風機４０に電気的に接続されている。例えば、使用者による操作部４の操作によって探知モードが選択されると、制御部３０内で探知モードにおける電力をバッテリ５０から電動送風機４０へ供給することができる。検出部２０の出力は常に制御部３０へ送られても良いし、所定の条件を満たしたときにのみ出力を制御部３０へ送っても良い。制御部３０は、検出部２０からの出力に応じて探知モードから吸込みモードに切り替えることができる。
【００２２】
探知モードは、吸込みモードに比べて電動送風機４０の回転数が低いので、ヘッド５における吸引力が小さい。しかしながら、例えば、一般的な家庭における使用環境においては、比較的軽量で小さなゴミ（例えば、被服からでる繊維の断片、人の皮膚やフケ、外気から導入された細かい砂埃など）の除去を目的とする場合がほとんどであり、大きな吸引力が必要とされる場面も少ない。探知モードは、被清掃面におけるゴミの有無を判別するために、少なくとも目視できない程度のゴミを検出部２０まで吸い上げることが可能な吸引力であることができ、バッテリ５０の消耗が少ない回転数に電動送風機４０を設定することができる。また、探知モードは、電動送風機４０の回転数が低いため、例えばアイドリングモードと呼ぶこともできる。
【００２３】
吸込みモードは、電動送風機４０の回転数が高く、ヘッド５における吸引力が大きい。吸込みモードにおける吸引力は、被清掃面におけるゴミの量が多い場合においても十分なゴミ除去能力を有することができる。吸込みモードにおける吸込仕事率は、バッテリ駆動式の電気掃除機の強モードあるいはターボモードと呼ばれる高い吸込仕事率の動作モードと同じ程度に設定することができ、例えば、６０Ｗ以上２００Ｗ以下であることができ、さらに好ましくは６５Ｗ以上１２５Ｗ以下であることができる。
【００２４】
探知モードにおける吸込仕事率は、例えば、吸込みモードにおける吸込仕事率の１／３以下であることができ、さらに好ましくは吸込みモードにおける吸込仕事率の１／４以下であることができる。探知モードにおける吸込仕事率は、例えば、１０Ｗ以上４０Ｗ以下であることができ、さらに好ましくは２５Ｗ以上３５Ｗ以下であることができる。
【００２５】
電気掃除機１０について、以下その動作、作用を説明する。
【００２６】
まず、電気掃除機１０を商用電源に接続してバッテリ５０を充電する。使用者は、充電完了した状態で電気掃除機１０を用いて清掃を行うことができる。
【００２７】
次に、使用者は、操作部４を操作して運転モードを選択する。運転モードは、通常、バッテリ５０の使用可能時間を最大限にするため、探知モードが選択される。制御部３０は、バッテリ５０から電動送風機４０に電源を供給するとともに、検出部２０にも電源を供給する。
【００２８】
図４に示すように、時間０−時間ｘ１の間は、探知モードによって、電動送風機４０が回転数Ａで吸引風を発生し、被清掃面におけるゴミはヘッド５内へと吸引され、延長管３、操作部４及びホース２を介して本体１内へと流入し、特に操作部４の検出部２０でゴミの有無又は量を判別しながら、ゴミを集塵室で捕集している。すなわち、探知モードにおける電動送風機４０の回転数Ａは、被清掃面におけるゴミの有無を判断するためにゴミを検出部２０まで移送することができればよい。
【００２９】
時間ｘ１において、検出部２０を通過するゴミの量が多いと、受光部２４が受光する光が遮られることによって受光部２４の出力信号が小さくなり、あらかじめ設定された出力信号より低いと制御部３０が判断すると、制御部３０は動作モードを吸込みモードに自動的に切り替える。吸込みモードにおける電動送風機４０の回転数は、例えば回転数Ｂであり、探知モードにおける回転数Ａよりも高くなる。
【００３０】
時間ｘ２において、検出部２０を通過するゴミの量が少なくなったと判断すると、制御部３０は動作モードを探知モードに切り替えて、電動送風機４０の回転数を回転数Ａに戻す。
【００３１】
また、図４においては、さらに高い回転数である回転数Ｃの動作モードを設定することができることを示しており、例えば時間ｘ３におけるゴミの検出量が著しく多い場合には電動送風機４０を回転数Ｃに設定してもよい。
【００３２】
図４における回転数Ｂ，Ｃの時間に比べると回転数Ａの時間があまり長くないようにみえるがこれは説明のための便宜的なものであり、実際の一般家庭における掃除においては、回転数Ａの時間がもっと長く、ほとんどの時間が探知モードによる吸込仕事率で足りるため、バッテリ５０による電気掃除機１０の動作時間を長くすることができる。
【００３３】
なお、上記のように本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。例えば、本実施の形態において検出部２０は操作部４に設けたが、これに限らず、ゴミ吸引経路上の任意の位置に検出部２０を配置することができ、ヘッド５の内部やホース２の接続部６内に配置しても良い。また、本実施の形態において電気掃除機１０は床移動型（キャニスター型）の掃除機を用いて説明したが、これに限らず、例えば片手で持ち運んで使用することができるハンディ型の掃除機に採用することもできる。ハンディ型の掃除機においては、掃除機の重量の制約がありバッテリの大型化は難しいため、バッテリによる動作時間を長くする本発明を用いることは特に有利である。
【符号の説明】
【００３４】
１  本体、２  ホース、３  延長管、４  操作部、５  ヘッド、６  接続部、７  連通路、１０  電気掃除機、２０  検出部、２２  発光部、２４  受光部、３０  制御部、４０  電動送風機、５０  バッテリ、Ａ，Ｂ，Ｃ  回転数
【図１】
2014236780.tif 000003
【図２】
2014236780.tif 000004
【図３】
2014236780.tif 000005
【図４】
2014236780.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成26年7月4日(2014.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−２１３０３０号公報
【特許文献２】特開平０１−１０４２２８号公報
【特許文献３】特開平０１−１０４２２９号公報
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月16日(2014.10.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源で駆動する電動送風機と、
ゴミ吸引経路に設けられて吸引されるゴミの量を検出する検出部と、
前記検出部が検出したゴミの量に従って前記電動送風機の回転数が異なる探知モードと吸込モードとに切り替える制御部と、
前記電動送風機の電源として使用するバッテリと、
を含み、
前記制御部は、前記検出部が所定量以上のゴミの量を検出したときに前記探知モードから前記吸込モードに切り替えて、前記探知モードにおける前記電動送風機の回転数よりも高い回転数に設定し、
前記探知モードにおける吸込仕事率は、前記吸込みモードにおける吸込仕事率の１／３以下であることを特徴とする、電気掃除機。
【請求項２】
請求項１において、
前記吸込みモードにおける吸込仕事率は、６０Ｗ以上２００Ｗ以下であり、
前記探知モードにおける吸込仕事率は、１０Ｗ以上４０Ｗ以下であることを特徴とする、電気掃除機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明にかかる電気掃除機は、
直流電源で駆動する電動送風機と、
ゴミ吸引経路に設けられて吸引されるゴミの量を検出する検出部と、
前記検出部が検出したゴミの量に従って前記電動送風機の回転数が異なる探知モードと吸込モードとに切り替える制御部と、
前記電動送風機の電源として使用するバッテリと、
を含み、
前記制御部は、前記検出部が所定量以上のゴミの量を検出したときに前記探知モードから前記吸込モードに切り替えて、前記探知モードにおける前記電動送風機の回転数よりも高い回転数に設定し、
前記探知モードにおける吸込仕事率は、前記吸込みモードにおける吸込仕事率の１／３以下であることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の電気掃除機によれば、検出部が所定量以上のゴミの量を検出しなければ、電動送風機の回転数の低い探知モードを用いて掃除することでバッテリによる電気掃除機の使用時間を長くすることができる。
本発明にかかる電気掃除機において、前記吸込みモードにおける吸込仕事率は、６０Ｗ以上２００Ｗ以下であり、前記探知モードにおける吸込仕事率は、１０Ｗ以上４０Ｗ以下であることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の一実施の形態にかかる電気掃除機は、直流電源で駆動する電動送風機と、ゴミ吸引経路に設けられて吸引されるゴミの量を検出する検出部と、前記検出部が検出したゴミの量に従って前記電動送風機の回転数が異なる探知モードと吸込モードとに切り替える制御部と、前記電動送風機の電源として使用するバッテリと、を含み、前記制御部は、前記検出部が所定量以上のゴミの量を検出したときに前記探知モードから前記吸込モードに切り替えて、前記探知モードにおける前記電動送風機の回転数よりも高い回転数に設定し、前記探知モードにおける吸込仕事率は、前記吸込みモードにおける吸込仕事率の１／３以下であることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
探知モードにおける吸込仕事率は、吸込みモードにおける吸込仕事率の１／３以下である。探知モードにおける吸込仕事率は、好ましくは吸込みモードにおける吸込仕事率の１／４以下であることができる。探知モードにおける吸込仕事率は、例えば、１０Ｗ以上４０Ｗ以下であることができ、さらに好ましくは２５Ｗ以上３５Ｗ以下であることができる。