(57)【要約】【課題】電動送風機の排気による温度上昇を少なくして駆動電用充電式電池の破損や動作不良が生じないものを提供すること。【解決手段】電動送風機と、該電動送風機の駆動用充電式電池と、この駆動用充電式電池と交流電源とを切り替える交流／直流の切替スイッチ、前記電動送風機の運転制御を含む制御をするマイコン等の制御回路と、この制御回路と前記切替スイッチとの間に備わる整流回路とを有する電気掃除機において、前記制御回路に供給する電圧を一定電圧に保つ直流定電圧回路を前記整流回路と前記制御回路との間に備えた。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動送風機と、該電動送風機の駆動用充電式電池と、この駆動用充電式電池と交流電源とを切り替える交流／直流の切替スイッチ、前記電動送風機の運転制御を含む制御をするマイコン等の制御回路と、この制御回路と前記切替スイッチとの間に備わる整流回路とを有する電気掃除機において、
前記制御回路に供給する電圧を一定電圧に保つ直流定電圧回路を前記整流回路と前記制御回路との間に備えた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、前記直流定電圧回路は、直列に設けるスイッチングトランジスターおよびコイルと、スイッチングトランジスターのベースにスイッチング信号を加えるスイッチング回路と、前記コイルのエネルギーを放出するダイオードを有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】
本発明は電動送風機の駆動用充電式電池を備えた床移動型の電気掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来床移動型の電気掃除機においては、その吸込み力の必要性から家電品としては比較的に消費電力が大きく、一般的に５００〜１０００Ｗ程度の機種が主流になっている。駆動用充電式電池を搭載した従来技術としては、特開平7−39483号公報に示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平7−39483号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の電気掃除機にあっては、駆動用充電式電池が電動送風機から排出される排気を受けて高温になり、駆動用充電式電池が動作不良を起こす。
本発明は、上記の問題に対処し、電動送風機の排気による温度上昇を少なくして駆動用充電式電池の破損や動作不良が生じないもの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】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明の特徴とするところは、電動送風機と、該電動送風機の駆動用充電式電池と、この駆動用充電式電池と交流電源とを切り替える交流／直流の切替スイッチ、前記電動送風機の運転制御を含む制御をするマイコン等の制御回路と、この制御回路と前記切替スイッチとの間に備わる整流回路とを有する電気掃除機において、前記制御回路に供給する電圧を一定電圧に保つ直流定電圧回路を前記整流回路と前記制御回路との間に備えたことにある。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、駆動用充電式電池の温度上昇を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態について、図面を引用して説明する。
【０００８】
図１、２に示すように掃除機本体１には、掃除機本体１の前側に接続された可撓性を有するホース２と、ホース２の掃除機本体１との接続部に設けられた前ハンドル３と、前ハンドル３に備わる支持部４に取り付けられた延長管５と、延長管５の先端に備わる吸口６が取り付けられる。充電台７には、掃除機本体１を立てた状態で収納される。またこの状態で掃除機本体１に備わる駆動用充電式電池への充電が行われる。充電台７の上面には、充電供給接続台８が備わる。この充電供給接続台８については、後でさらに詳しく述べる。
【０００９】
掃除機本体１は、図４、５、６に示すような構成になっている。
【００１０】
掃除機本体１の外郭は、合成樹脂の下ケース９、合成樹脂の上ケース１０、合成樹脂の前側外カバー２０、合成樹脂の後側外カバー２１で形成される。上.下ケース９,１０は断面がＵ字状で前後方向に延びた形状をしている。上.下ケース９,１０を上下に重ね合わせることにより、内部に空洞が形成される。前側外カバー２０の内側には、内側カバー２２が取り付けられる。掃除機本体１の後側両側部には走行用の後車輪２３が、前側低部には走行用の前車輪２４が備わる。
【００１１】
掃除機本体１の内部には、集塵ケース２５、電動送風機２６等が備わる。電動送風機２６は電動送風機収納室２７に収納される。集塵ケース２５は電動送風機２６の前側に配置される。集塵ケース２５の内側には集塵袋２８が取り外し自在に置かれる。掃除機の制御回路が載置された制御基盤２９は集塵ケース２５の上側に取り付けられる。
【００１２】
掃除機本体１の内部に設けられる電動送風機収納室２７は、横置きに配置される円筒部４０と、該円筒部４０の後端に設けられる縦の仕切壁４１とで形成される。円筒部４０と上.下ケース１０,９の外壁との間には環状の排気流路が形成される。円筒部４０の上部に設けた通り抜け孔４２で、円筒部４０の内側と環状排気流路が連通する。この環状排気流路の底部には細塵フィルタ４３が収納されるフイルタ室４５が設けられる。フィルタ室４５は仕切壁４１の後側に設けられる排気室４６に連通孔４７をもって連通する。排気室４６は後側外カバー２１の上側に設けた外部排気穴４８によって外気に連通するように構成される。
【００１３】
電動送風機２３は、ファン部６０と電動機６１を有する。ファン部６０に備わるファン６２は電動機６１の回転軸に固定支持されている。ファン部６０の外周はファンパッキング６３を介して電動送風機収納室２７に支持される。電動機６１のハウジング６４に設けた軸受部６５は軸受パッキング６６を介して仕切壁４１に支持される。ファンパッキング６３と軸受パッキング６６は気密シールと弾性支持の機能が備わる。
【００１４】
後側外カバー２１には、上部内側に電気部品が配置収納され、下側に電池収納部７０が設けられる。電池収納部７０は掃除機本体１の内方に向かって凹み、かつ横方向に長く延在する横溝状の形をしている。電池収納部７０は排気室４６を流れる排気を遮る壁をもって形成されている。この電池収納部７０は合成樹脂で形成され、かつ後側外カバー２１と一体に形成されている。後側外カバー２１とは別体に形成した電池収納部７０を備えることも可能であるが、一体の方が生産性の面で有利である。また、電池収納部４０は下ケース９と一体に形成することも可能である。
【００１５】
駆動用充電式電池７１は電池収納部７０に収納される。この棒体のような形をしている駆動用充電式電池７１は、ＮｉＣｄ電池あるいはニッケル水素やリチウムイオン電池といった電池を使用する。電池収納部７０は前述のように排気室４６を流れる排気を遮る壁をもって形成されているので、電動送風機２３から排気される高温の排気で駆動式電池７１が加熱されることが抑えられる。また電池収納部７０の内側面には断熱材７２が貼付けられているので加熱抑制はさらに向上する。断熱材７２は電池収納部７０の外側面に設けても良い。
【００１６】
電池収納部７０は、出し入れ口７３が設けられる。この出し入れ口７３には電池蓋７４が着脱自在に備わる。電池蓋７４の下部に設けられている係止部７５は出し入れ口７３の下側口縁部に係止される。電池蓋７４の上部に設けた二つの係止爪７６は出し入れ口の上側口縁部に係止される。電池蓋７４は係止部７５と係止爪７６で取り付けられる。この電池蓋７４で、駆動用充電式電池７１の電池収納部７０からの脱落は抑えられる。電池収納部７０の底部が下側口縁部より上げられているので、電池蓋７４をしない場合でも駆動用充電式電池７１は簡単に脱落しないのである。
【００１７】
次に掃除機の電気回路について、図１１，１２に沿い述べる。
【００１８】
交流電源に接続するプラグ８０は、ヒューズ８１を介し交流／直流の切替スイッチ８２の交流受側端子に接続される。充電受接続端子８４は、前記充電台７の充電回路８３の充電供給接続端子に接続される。充電受接続端子８４は一方がダイオード８５,ヒューズ８６を、他方が充電用スイッチ８７を介して交流／直流の切替スイッチ８２の直流受側端子に接続される。交流／直流の切替スイッチ８２の出力側端子は、交流側と直流側を選択切り替えできるようになっている。
【００１９】
充電受接続端子８４は、本来、２本で済むが、３本になっている。追加された充電受接続端子８４は駆動用充電式電池７１の内部に備わるサーミスタ８８を充電回路８３と接続するものである。サーミスタ８８は充電時に駆動用充電式電池７１が異常に温度上昇するのを抑える温度検知手段になるもので、充電中に駆動用充電式電池７１が所定の温度を越えたら充電を止めるようにしている。
【００２０】
駆動用充電式電池７１は、充電受接続端子側にコネクターを介して接続される。このコネクターは、充電受接続端子側の雌コネクター１００と駆動用充電式電池７１側の雄コネクター１０１が備わる。駆動用充電式電池７１のプラス電極側はコネクターを介してダイオード８５のプラス端子側に接続される。駆動用充電式電池７１のマイナス電極側はコネクターを介して充電用スイッチ８７の充電受接続端子側に接続される。
【００２１】
駆動用充電式電池７１のサーミスタ８８は、一端がマイナス電極側に接続され、他端はコネクター、充電受接続端子、充電供給接続端子を介して充電回路の（Ａ）点に接続される。この（Ａ）点と充電回路８３のプラス電極側間に固定抵抗１０２が接続される。このようにサーミスタ８３と固定抵抗１０２は直列になっているので、駆動用充電式電池７１の温度上昇に伴うサーミスタ８３の抵抗増加で（Ａ）点の電位が低下する。所定の電位以下になったら充電回路８３の充電を止めるようにしている。充電停止温度は約６０℃に設定している。また放電中においても同様に所定温度以上で停止するように構成すれば信頼性が向上する。
【００２２】
交流／直流の切替スイッチ８２の出力側端子側は、整流回路１１０、直流定電圧回路１１１を介してマイコン等の主なる制御回路１１２に接続される。また、その出力側端子側は電動機駆動回路１１３を介して電動機２８に接続されている。
【００２３】
整流回路１１０は、整流用ダイオード１１４、平滑用コンデンサー１１５を有する。直流定電圧回路１１１はトランジスター１１６、スイッチング回路１１７、コイル１１８、ダイオード１１９を有する。この直流定電圧回路１１１は、入力側の直流電圧が多様であっても５Vの定電圧を出力するようになっている。交流／直流の切替スイッチ８２の出力側端子側で交流を選択したときは１４１の直流が、交流／直流の切替スイッチ８２の出力側端子側で直流を選択したときは２４Ｖの直流が供給されるが、いずれも直流定電圧回路１１１は制御回路１１２に５Ｖを出力するようになっている。
【００２４】
直流定電圧回路１１１の動作を簡単に説明する。トランジスター１１６をオンにする信号をベースに、スイッチング回路１１７から受けると、トランジスター１１６は通電しコイル１１８にエネルギーが蓄積される。エネルギーが蓄積されたら、スイッチング回路１１７からオフの信号を受けてトランジスター１１６はオフする。トランジスター１１６がオフになると、コイル１１８に蓄えられていたエネルギーがダイオード１１９を介して放出され、制御回路１１２に供給される。制御回路１１２に供給される電圧が常に５Ｖになるようにスイッチング回路１１７のスイッチングタイミングが仕組まれているのである。
【００２５】
電動機駆動回路１１３は、ＦＬＳ１３０（スイッチング素子）は電動機２８と直列に接続されている。ＦＬＳ１３０のゲートにはＦＬＳ駆動回路１４０が接続されている。ＦＬＳ駆動回路の駆動信号で、ＦＬＳ１３０の通電が調整され、電動機の速度制御が行われる。ゼロクロス検知回路１３１は、電動機２８に供給される交流のゼロクロス点を検知してＦＬＳ１３０が交流に同期した通電制御が行われるようにしたものである。
【００２６】
ＦＬＳ１３０には並列に電動機のスイッチ１３２が備わる。電動機２８を交流で運転するときはスイッチ１３２が開かれる。直流で運転するときは閉じられる。スイッチ１３２の開閉は、切り替え回路１３３によって行われる。
【００２７】
発振回路１３４は、マイコンの駆動パルス信号を供給する。手元表示回路１３５は、ホース２に備わる手元表示部の表示制御を行う。本体表示回路１３６は、図９に示した 電池残量を表示する本体表示部１３７の表示制御を行うものである。
【００２８】
この本体表示部１３７の表示は、駆動用充電式電池７１の電池残量を多い、中、少ないの三段階で表すようにしている。表示仕方は、適宜採用できる。この表示は、充電中に表示が行われないようにしている。充電している間は、表示をしないことにより、電気の無駄をなくすことができるとともに充電時間を早めることができるのである。
【００２９】
この充電非表示は、充電用スイッチ８７を設けて充電中には制御回路側への電気の供給が止められるようにしている。他の非表示としては制御回路のソフト的な対応でも可能であるが、充電用スイッチ８７によるものが簡単で、かつ電気消費の無駄が少ない。
【００３０】
駆動用充電式電池７１は、電池の使用に伴って低下した電圧が電池の使用停止で回復する特性がある。この使用停止に伴う自然回復の電圧に応じた電池残量を本体表示部１３７に表示すると、あたかも電池残量がまだ多くあるように思われ、掃除途中で電池が切れになってしまう恐れがある。そこで、ラッチ回路等を利用して充電が行われるまでは、自然回復の電圧に基づく残量表示はしないようにしている。こうすることで、こまめに充電をするようになるので、掃除中の電池切れは解消される。
【００３１】
次にプラグ８０、充電受接続端子８４、コネクターについて、これらに関連するところを含めて図３、６、７、８、１０を引用して述べる。
【００３２】
プラグ８０は、後側外カバー２１の上部内側に差し込み口が上向きになるように取り付けられる。後側外カバー２１の上部には、プラグ８０の差し込み口に対向するところが開口部１５０になっている。開口部１５０にはシャッター１５１が備わる。このシャッター１５１は摺動自在に設けられ、開口部１５０を閉じたり、開いたりできる。
【００３３】
交流／直流の切替スイッチ８２はプラグ８０に隣接して配置される。交流／直流の切替スイッチ８２には切り替えつまみ１５２が設けられ、この切り替えつまみ１５２は前記シャッター１５１に係止している。このため、シャッター１５１を摺動することで、交流／直流の切替スイッチ８２は、交流側と直流側の切り替えが行われる。開口部１５０を閉じるように、シャッター１５１をセットしたときは直流側が選択され、開口部１５０を開くようにシャッター１５１をセットしたときは交流側が選択される。直流側を選択したときは、開口部１５０がシャッター１５１で閉じられるので、誤ってプラグ８０に交流電源が接続されることは防止され、安全である。
【００３４】
充電用スイッチ８７は、後側外カバー２１の上部内側に取り付けられる。この充電用スイッチ８７には、押ボタン１５３が設けられる。押ボタン１５３を雄と押すと、充電用スイッチ８７は開くようになっている。
【００３５】
掃除機本体の後部には、充電受接続凹部１５４が設けられている。この充電受接続凹部１５４の内側には、前述した３本の充電受接続端子８４が備わる。また充電受接続端子８４には、前述した充電用スイッチ８７の押ボタン１５３が突き出すようにおかれる。
【００３６】
前述した充電供給接続台８は３本の充電供給接続端子（図示せず）が備わる。充電供給接続台８は、前記充電接続凹部１５４に着脱自在に嵌合する。この嵌合で、充電供給接続端子は充電受接続端子８４には接続される。図１に示すように充電台７に掃除機本体１を載置することにより、充電供給接続台８に前記充電接続凹部１５４が嵌合し、充電供給接続端子が充電受接続端子８４に接続されるとともに押ボタン１５３が押されて充電用スイッチ８７は開かれるのである。前述べたように充電台７に掃除機本体１を載置して充電するときは、充電用スイッチ８７の開放で、電池への充電以外は電気の供給は行われない。
【００３７】
充電受接続端子８４につながっている雌コネクタ−１００は、前記電池収納部７０に引き出せるように置かれる。駆動用充電式電池７１につながっている雄コネクター１０１は前記雌コネクター１００に接続される。コネクターの着脱は、電池の交換または点検時に行われる。雌コネクター１００は電池収納部７０内に引き出せるように置かれているので、コネクターの着脱は容易にでき、しかも、しまうのも用意に行うことができる。
【００３８】
電気部品カバー１５５は、プラグ８０、充電受接続端子８４、交流／直流の切替スイッチ８２等を覆うものである。この電機部品カバー１５５で電動送風機２３からの排気を遮ることで、電機部品の汚れを少なくできる。
【００３９】
次に電動送風機の２３の運転に伴う排気について述べる。
【００４０】
電動送風機２３の運転により、塵埃ともに吸引された空気は集塵袋２８を通過し、さらにファン部６０および電動機６１を通過して電動送風機収納室２７は排気される。この排気は電動機６１を冷却しているので、高温になっている。排気は通り抜け孔４２から環状の排気流路（筒部４０と上.下ケース１０,９の外壁との間に形成されている）に流れ込む。環状排気路を流れて消音された排気はフイルタ室４５の細塵フィルタ４３を通過する。細塵フィルタ４３で排気中の細塵が除去された排気は、仕切壁４１で隔てられた排気室４６に連通孔４７から流れ込む。ここで排気の消音はさらに行われて外部排気穴４８より外部に排出される。
【００４１】
かかる排気は高温であるが、排気を遮る壁で遮断されて駆動用充電式電池７１にはあたらない。駆動用充電式電池７１が排気で高温に加熱されることはない。また電池収納部７０に断熱材７２が備わるので、さらに熱の伝わりは抑えられる。
駆動用充電式電池７１の温度上昇による破損や動作不良が生じないのである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係るもので、掃除機本体を充電台に載置した充電ないし収納状態を示す外観斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るもので、掃除機本体を縦に置いて状態を示す外観斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るもので、充電台の外観斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るもので、掃除機本体の縦断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るもので、掃除機本体の分解斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るもので、図５の要部拡大図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るもので、掃除機本体を後方から見た斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るもので、電池蓋を外した掃除機本体を後方から見た斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るもので、掃除機本体の表示部を示す拡大図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るもので、接続具の雄／雌コネクターの接続状態を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係るもので、掃除機本体に備わる全体の回路図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係るもので、充電の温度保護回路を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…掃除機本体、２…ホース、７０…電池収納部、７１…駆動用充電式電池。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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