(57)【要約】【課題】充放電のサイクル寿命を低下させることなく充電時間を短くでき、また、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充電式電気掃除機を提供することを目的とする。【解決手段】電動送風機２を内蔵する掃除機本体１と、前記掃除機本体１に内蔵され前記電動送風機２を駆動する電源とを備え、前記電源をキャパシタ６とする構成とした。これにより、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等の２次電池のように電気エネルギーをエネルギー変換する必要がなくなり、化学反応に要する時間を省略でき、充電時間を大幅に短縮することができる。【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、前記掃除機本体に内蔵され前記電動送風機を駆動する電源とを備え、前記電源をキャパシタとするとともに、前記電動送風機への入力を通常使用状態と高吸込力状態に選択可能とした充電式電気掃除機。
【請求項２】
高吸込力状態で所定時間運転後は自動的に通常使用状態に移行する請求項１記載の充電式電気掃除機。
【請求項３】
電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記掃除機本体に内蔵され前記電動送風機を駆動する電源とを備え、前記電源をキャパシタとするとともに、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できるようにした充電式電気掃除機。
【請求項４】
充電時には一度全放電することなく再充電することとした請求項１または３記載の充電式電気掃除機。
【請求項５】
キャパシタの充電の必要性を知らせる表示装置を備え、電源電圧が放電終止電圧以下になると、電動送風機を停止し、前記表示装置を作動させた後、回路負荷を遮断するようにした請求項１または３記載の充電式電気掃除機。
【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、電気エネルギーを化学反応により化学エネルギーに変換して蓄える方式のため、化学反応に要する時間が必要であり、充電時間が長くなるという課題があった。充電時間を短くするためには充電電流を増加させればよいが、化学反応による発熱や、電池の内部抵抗による発熱も増加するため充放電のサイクル寿命が短くなってしまい、大幅に充電時間を短くすることは困難であった。
【０００５】
また、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必要があるが、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してしまっていた。さらに化学反応のため、低温では十分に反応がすすまず、充放電効率が低下するという現象も生じる可能性もあった。また、ニカド電池やニッケル水素電池では使用形態によっては、メモリー効果により電圧低下や容量低下が生じるという課題もある。
【０００６】
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充電時間を短くでき、また、吸引力を向上させても長時間使用でき、かつ、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】
【０００７】
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、前記掃除機本体に内蔵され前記電動送風機を駆動する電源とを備え、前記電源をキャパシタとするとともに、前記電動送風機への入力を通常使用状態と高吸込力状態に選択可能としたので、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がなく充電時間を大幅に短くすることができる。また、化学反応による発熱もないため充放電のサイクル寿命も向上でき、る。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、充放電のサイクル寿命を低下させることなく充電時間を短くでき、また、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】
【０００９】
第１の発明は、電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記掃除機本体に内蔵され前記電動送風機を駆動する電源とを備え、前記電源をキャパシタとしたことを特徴とする充電式電気掃除機としたので、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がなく充電時間を大幅に短くすることができる。また、化学反応による発熱もないので充放電のサイクル寿命も向上でき、かつ通常使用状態と高吸込力状態に選択可能としているので使用時間も長くすることができる。
【００１０】
第２の発明は、上記第１の発明において、高吸込力状態で所定時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ものであり、更に使用時間の長時間化が可能となる。
【００１１】
第３の発明は、電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記掃除機本体に内蔵され前記電動送風機を駆動する電源とを備え、前記電源をキャパシタとするとともに、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できるようにしたので、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、塵埃を捕集しにくいじゅうたんでは入力を上げ、捕集しやすいフローリングなどでは入力を下げる、あるいは塵埃の多少によって入力を最適に制御することによりキャパシタ本数を減らして、本体を大型化することなく使用可能時間を最大限延長できるよう調整できる。また、集塵室内の塵埃の量がある一定量より多くなると入力を低下させて電動送風機の過度の温度上昇を防止できる。
【００１２】
第４発明は、上記第１、第３の発明において、電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記掃除機本体に内蔵され前記電動送風機を駆動する電源とを備え、前記電源をキャパシタとしたことを特徴とする充電式電気掃除機において、充電時には一度全放電することなく再充電することとした電気掃除機であり、キャパシタは、２次電池特有のメモリー効果がなく使用直後にすぐに再充電することができるため、使用したいときに充電できていないということもない。
【００１３】
第５の発明は、上記第１、第３の発明において、電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記掃除機本体に内蔵され前記電動送風機を駆動する電源とを備え、前記電源をキャパシタとしたことを特徴とする充電式電気掃除機において、電源電圧が放電終止電圧以下になると、電動送風機を停止し、充電の必要性を使用者に知らせる表示装置を作動させた後、回路負荷を遮断するようにした電気掃除機としたので、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。
【００１４】
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、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
（実施の形態１）
以下に本発明の第１の実施例を図１、図２、図３を用いて説明する。図１、図２、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も小型化を行っている。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。
【００１６】
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１２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。
【００１７】
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、塵埃通過経路内に塵埃の有無を検知する塵埃検知手段、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を検知する塵埃量検知手段を備え、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。
【００１８】
またキャパシタの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、高吸込力状態で所定時間、例えば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制御回路が制御するようにしている。
【００１９】
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手段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。
【００２０】
上記構成による作用は以下の通りである。
【００２１】
電源として、キャパシタを用いているため、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がなく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、本体の小型化を計ることができる。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。
【００２２】
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。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。
【００２３】
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。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手段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。
【００２４】
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】
【００２５】
以上のように、本発明にかかる充電式電気掃除機は、充放電のサイクル寿命を低下させることなく充電時間を短くでき、また、吸引力を向上させても長時間使用でき、かつ、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】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態１を示す充電式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】従来の充電式電気掃除機の構成図
【符号の説明】
【００２７】
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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