(57)【要約】【課題】充電式の電気掃除機において、充放電のサイクル寿命を低下させることなく、吸引力を向上させても、本体質量が増加せず、本体が小型化し、携帯性や収納性を向上させること。【解決手段】掃除機本体１は電動送風機２および電動送風機２を駆動する複数のキャパシタ６を備え、電動送風機２への入力は通常使用状態と高吸込力状態を手元操作部で選択できるようなっており、高吸込力状態の入力を通常使用状態の入力の略１．５倍以上とすることで、キャパシタ６の本数を増やすことなく高吸込力を確保することができる。また、キャパシタ６を電源としているため、発熱がほとんどなく、寿命を低下させることなく、２次電池より大きな放電電流を得ることが可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電源としてキャパシタを備え、前記電動送風機への入力を、運転開始時から一定時間だけ高くして高吸込力状態の入力とし、その後、通常使用状態の入力に変更させる電気掃除機。
【請求項２】
高吸込力状態の吸込仕事率を、通常使用状態の吸込仕事率の略１．２倍以上とした請求項１記載の電気掃除機。
【請求項３】
高吸込力状態の入力を、通常使用状態の入力の略１．５倍以上とした請求項１記載の電気掃除機。
【請求項４】
電動送風機への入力を、運転開始時から１０秒間以上高くして、高吸込力状態の入力とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項５】
高吸込力状態の入力から通常使用状態の入力まで変更後、再び高吸込力状態に変更可能な請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項６】
高吸込力状態の入力から通常使用状態の入力まで、段階的に変更する請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項７】
高吸込力状態の入力から、高吸込力状態の入力と通常使用状態の入力との中間入力までは、各入力段階における運転時間を徐々に短くしながら変更し、中間入力以降は各入力段階における運転時間を徐々に長くしながら変更する請求項６記載の電気掃除機。
【請求項８】
キャパシタ残量に応じて、高吸込力状態の運転時間を変更する請求項１〜７のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項９】
キャパシタ残量が所定以下に低下した時点で、制御回路の消費電力を低下させる請求項１〜８のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般家庭において使用する充電式の電気掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電気掃除機について説明する。
【０００３】
従来、化学反応により電気を蓄える２次電池を電源とする充電式電気掃除機が知られている。図４に示すように、掃除機本体内には電動送風機を配し、電動送風機の吸引側には集塵室を設けている。掃除機本体内に電動送風機を回転させるための２次電池を設けており、２次電池としてはニッケル水素電池やニッカド電池あるいはリチウムイオン電池などを使用している。また、充放電の際、２次電池は化学反応により発熱し、充放電サイクルの低下が生じるため、電動送風機の吸気あるいは排気を２次電池にあてることにより、２次電池の温度上昇を抑え、充放電サイクルの低下を抑制する構造をとった電気掃除機もある(例えば、特許文献１参照)。
【特許文献１】特開２００２−２９１６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の電気掃除機に使用されている２次電池は、吸込み力を高くしようとすると電池本数を増加させて電圧を増加させるか、放電電流を大きくする必要があり、電池本数を増加させると本体質量が大幅に増加し、さらに本体が大きくなり携帯性や収納性が低下するという課題が発生し、一方、放電電流を大きくすると電池の内部抵抗による発熱が増加し、充放電のサイクル寿命が短くなってしまうという課題があった。発熱を抑えるために電動送風機の排気あるいは吸引風を電池に当てて冷却するという構造の充電式の電気掃除機も知られているが、本体構造が複雑になりコストも増加する傾向にあった。
【０００５】
本発明は上記課題を解決するもので、充放電のサイクル寿命を低下させることなく、吸引力を向上させても、本体質量が増加せず、本体を小型化でき、携帯性や収納性が向上する電気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】
【０００６】
上記従来の課題を解決するために本発明は、電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電源であるキャパシタを備え、前記電動送風機への入力を、運転開始時から一定時間だけ高くして高吸込力状態の入力とし、その後、通常使用状態の入力に変更させる電気掃除機としたので、掃除開始時の初期集塵性を向上させることで、効率良く塵埃を捕集し、使用可能時間をさらに延長することができる。また、従来の２次電池では放電電流を大きくすると、発熱量も大きくなり、それによる電池寿命が低下するという課題があったが、キャパシタの場合、発熱がほとんどないため、寿命を低下させることなく、２次電池より大きな放電電流を得ることが可能であり、さらに高吸込力状態を可能とする。また、発熱を抑えるために電動送風機の排気あるいは吸引風を電池に当てて冷却するという構造も不要となるため、本体を小型化することが可能になる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、充放電のサイクル寿命を低下させることなく、吸引力を向上させても、本体質量が増加せず、本体を小型化でき携帯性や収納性が向上する電気掃除機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電源としてキャパシタを備え、前記電動送風機への入力を、運転開始時から一定時間だけ高くして高吸込力状態の入力とし、その後、通常使用状態の入力に変更させる電気掃除機としたので、掃除開始時の初期集塵性が向上し、効率良く塵埃を捕集し、使用可能時間をさらに延長することができる。また、従来の２次電池では放電電流を大きくすると、発熱量も大きくなり、それによる電池寿命が低下するという問題があったが、キャパシタの場合、発熱がほとんどないため、寿命を低下させることなく、２次電池より大きな放電電流を得ることが可能であり、さらに高吸込力状態を可能とする。また、発熱を抑えるために電動送風機の排気あるいは吸引風を電池に当てて冷却するという構造も不要となるため、本体を小型化することができる。
【０００９】
第２の発明は、高吸込力状態の吸込仕事率を、通常使用状態の吸込仕事率の略１．２倍以上としたもので、電源が従来の２次電池としたときに比べて、高吸込力状態と通常使用状態の仕事率差をさらに大きくでき、より効率良く塵埃を捕集し、快適な掃除実感が得られる。
【００１０】
第３の発明は、高吸込力状態の入力を、通常使用状態の入力の略１．５倍以上としたもので、高吸込力状態より通常使用状態の入力をこのように小さくすることにより、キャパシタ本数を増やすことなく高吸込力状態を確保すると同時に使用可能時間の短縮を最小限にすることができる。従って、吸引力を向上させても、本体質量が増加せず本体を小型化でき携帯性や収納性が向上した電気掃除機を提供できる。
【００１１】
第４の発明は、高吸込力状態の入力を、１０秒以上、継続したもので、高吸込力状態の時間を長く維持することによって紙袋を大きく開くことができ、集塵量の向上が実現できる。
【００１２】
第５の発明は、高吸込力状態の入力から通常使用状態の入力まで変更後、再び高吸込力状態に変更可能なもので、高吸込力状態から通常使用状態に移行後、使用者が再び高吸込力を必要な時にいつでも戻すことができ、より使用者に使いやすい掃除が実現できる。
【００１３】
第６の発明は、高吸込力状態の入力から通常使用状態の入力まで、段階的に変更するもので、入力を一度に通常使用状態まで下げると差が大きく使用実感として不自然であり、段階的に下げることでより自然な使用実感が得られる。
【００１４】
第７の発明は、高吸込力状態の入力から高吸込力状態の入力と通常使用状態の入力の中間入力までは、各入力段階における運転時間を徐々に短くしながら変更し、中間入力以降は各入力段階における運転時間を徐々に長くしながら変更するもので、高吸込力状態の入力を使用実感が不自然にならない程度に長く維持することにより十分な初期集塵性能を実現し、さらに中間入力を使用実感が不自然にならない程度に短く維持することによりさらに使用時間を延長し、最終の通常使用状態の入力付近では長く維持しより自然な使用実感を得ることができる。
【００１５】
第８の発明は、キャパシタ残量に応じて、高吸込力状態の運転時間を変更するもので、キャパシタ残量が少ない状態では高吸込力状態を短くしより使用時間の延長が実現できる。またキャパシタ残量が多い状態では高吸込力状態を長く維持し、初期集塵性能を向上させることができる。
【００１６】
第９の発明は、キャパシタ残量が所定以下に低下した時点で、制御回路の消費電力を低下させるもので、キャパシタ残量が低下することに伴う自然電圧低下による吸込力の低下を検知し導通量を低下させることにより、さらに使用時間を延長することができる。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
以下に、本発明の第１の実施の形態を、図１〜図３を用いて説明する。図１〜図３に示すように、掃除機本体１は電動送風機２を内蔵し、本体１に一端を接続されるホース３とホース３の他端に接続される延長管４と吸込具５から構成され、掃除機本体１には図２に示すように電動送風機２を駆動する複数のキャパシタ６を備えている。また、電動送風機２はインバーターモーターとしており駆動回路を内蔵し、発熱部品を電動送風機２内の吸気通路に備えることで電動送風機２も小型化を図っている。ホース３の先端パイプ１０に手元操作部１１を備え、手元操作部１１で操作を行うことで、電動送風機２を動作させる制御回路（図示せず）が掃除機本体１に内蔵されている。
【００１９】
キャパシタ６は電動送風機２の下方部にあり、充電端子も本体後方下部に備えてある。キャパシタ６の総質量は掃除機本体１の質量の略３０％とし、電動送風機２への入力は制御回路により複数段階で制御できるようにしており、電動送風機２の最低消費電力を１００Ｗ以上とし、吸込仕事率を１５Ｗ以上、最高吸込仕事率時点の真空度を３０００Ｐａ以上、集塵前の開放風量を０．４ｍ3／分以上、電流値を１５Ａ以下となるような構成としている。電動送風機２への入力は、手元操作部１１からの入力を得て制御回路が決定するが、吸込具５に床面の状態を検知する床面検知手段（図示せず）、塵埃通過経路内に塵埃の有無を検知する塵埃検知手段（図示せず）、あるいは制御回路内に集塵室内の塵埃の量を電動送風機２の回転数または電流値変化の検知を介して推定する塵埃量検知手段（図示せず）を備え、それぞれの信号を受け電動送風機２や吸込具５に内蔵してある回転ブラシを回転させる電動機を複数段階で制御するようにしている。
【００２０】
またキャパシタ電圧が放電終止電圧以下になると、電動送風機２を停止し、充電の必要性を使用者に知らせた後、制御回路を遮断するようにしている。電動送風機２への入力は通常使用状態と高吸込力状態を手元操作部１１で選択できるようなっており、高吸込力状態の入力を通常使用状態の入力の略１．５倍以上とし、また高吸込力状態の吸込仕事率を通常使用状態の吸込仕事率の略１．２倍以上とし、高吸込力状態で１０秒間運転後は自動的に段階的にその時々の入力時間を短くしながら通常使用状態に移行するようにしている。  また、高吸込力状態で集塵室内の真空度、または電動送風機２の電流値あるいは回転数を検知し、集塵室内の塵埃の量を使用者に知らせる表示装置７を本体１の表面に設けている。また、電動送風機２への入力が、吸込具５または延長管４と吸込具５をホースから外すと、吸い込み力が上昇するようにしている。また、床面の種類、床面の塵埃の有無、あるいは集塵室内の塵埃の量を検知して、または電気掃除機本体１の電源が切られていた時間に応じて、またはキャパシタの残量に応じて、高吸込力状態の入力から通常使用状態の入力までの移行方法を変えるようにしている。
【００２１】
上記構成による作用は以下の通りである。
【００２２】
電源として、キャパシタ６を用いているため、電気エネルギーをエネルギー変換することなく蓄えられ、化学反応に要する時間を必要とせず、充電時間を大幅に短くすることができる。また、２次電池のように充放電時に発熱することがほとんどないため、従来のように、発熱による充放電のサイクル寿命の低下を抑制するために、２次電池を電動送風機の吸気あるいは排気で冷却する必要がなく、そのための冷却風通路を設けなくてよいため、本体の小型化を図ることができる。さらに、床面の状態、塵埃の有無、あるいは集塵室内の塵埃の量を検知して電動送風機への入力を複数段階で制御することにより、吸込力や使用可能時間を最適に調整できる。また、メモリー効果がないため掃除機動作による放電直後に充電が開始できるため、使用したいときに充電できていないという問題が生じにくいという利点もある。
【００２３】
さらに、電池電圧が放電終止電圧以下になると、保護回路２１にて電動送風機２を停止し充電の必要性を使用者に知らせた後回路を遮断するようにしたため、吸込力が低下して掃除に支障をきたす前に使用者に知らせることができる。電動送風機２への入力を通常使用状態の入力と高吸込力状態の入力とが選択できるよう制御し、前記高吸込力状態の入力を通常使用状態の入力の略１．５倍以上とし、また高吸込力状態の吸込仕事率を通常使用状態の吸込仕事率の略１．２倍以上とし、高吸込力状態で１０秒間運転後は自動的に通常使用状態に移行するようにしたことにより、キャパシタ本数を増やすことなく高吸込力を確保すると同時に使用可能時間が短くなることを最小限にすることができる。
【００２４】
２次電池では、高入力状態にするために、放電電流を大きくすると、発熱量も大きくなり、それによる電池寿命が低下する課題があったが、キャパシタの場合、発熱がほとんどないため、寿命を低下させることなく、２次電池より大きな放電電流を得ることが可能である。
【００２５】
また、高吸込力状態で集塵室内の真空度、または電動送風機の電流値あるいは回転数を検知し、集塵室内の塵埃の量を使用者に知らせる表示装置７を設けたため、通常使用状態では入力や回転数、真空度が低くてこれらの変化が捉えにくいが、高入力状態を設けることで、入力や回転数、真空度の変化を容易に捕らえ、的確に集塵室内の塵埃の量を使用者に知らせることができる。
【００２６】
また、従来、充電式電機掃除機では隙間を掃除する時など、吸込力が少ないため塵埃を十分捕集できなかったが、吸込具または延長管と吸込具をホースから外すと電動送風機への入力が自動的に上昇することにより、高吸込力を確保でき、十分塵埃を捕集できる。その結果、吸引力を向上させ、使用時間を長くしても、本体質量が増加せず本体を小型化でき携帯性や収納性が向上し、使用者のライフサイクルに合わせた電気掃除機を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、充放電のサイクル寿命を低下させることなく、吸引力を向上させても、本体質量の増加を少なくし、本体を小型化でき携帯性や収納性が向上するので、家庭、業務用等の用途に適応できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態１を示す電気掃除機の全体外観図
【図２】同電気掃除機の断面図
【図３】同電気掃除機の運転時の入力値変化図
【図４】従来の電気掃除機の構成図
【符号の説明】
【００２９】
１  掃除機本体
２  電動送風機
３  ホース
４  延長管
５  吸込具
６  キャパシタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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