(57)【要約】【課題】二次電池の充電時間を短縮できる電気掃除機を提供する。【解決手段】電源コード35を商用電源に接続した状態で、商用電源からの上限電力から電動送風機２の平均駆動電力を減じた電力で充電電源手段を介して二次電池41を充電する。電動送風機２を各動作モードとして電源コード35を介して商用電源で駆動している状態で、その動作モードでの最大余剰電力量にて二次電池41を充電できるので、二次電池41の充電時間を短縮できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動送風機を収容した掃除機本体と、
前記電動送風機に商用電源から給電可能にする電源接続手段と、
前記電動送風機に給電可能な二次電池と、
この二次電池を充電可能な充電電源手段とを具備し、
前記充電電源手段は、前記電源接続手段を前記商用電源に接続した状態で、この商用電源からの上限電力から前記電動送風機の入力を減じた電力で前記二次電池を充電する
ことを特徴とした電気掃除機。
【請求項２】
電動送風機の入力を複数設定することでこの電動送風機を複数の駆動状態で動作させる制御手段を具備し、
充電電源手段は、電源接続手段を商用電源に接続した状態で、この商用電源からの上限電力から、前記各駆動状態で動作する前記電動送風機の入力を減じた電力で二次電池を充電する
ことを特徴とした請求項１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、電動送風機に給電可能な二次電池を備えた電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電気掃除機は、電動送風機を収容した掃除機本体を備えている。この掃除機本体には、電動送風機の吸込側に連通してホース体、延長管および吸込口体としての床ブラシが順次連通接続される。また、掃除機本体内には、電動送風機に給電する二次電池が設けられている。この二次電池は、電源接続手段としての電源コードを介して商用電源に接続された充電装置である充電台に掃除機本体を装着することで、この充電台に設けられた所定の充電電源手段を介して、商用電源から給電されることにより充電可能となっている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−２１５８９８号公報（第４頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、電動送風機の吸込力を充分に得るために、通常の掃除の際には電源コードを用いて商用電源からの電力により電動送風機を駆動させ、電源コードが届かない位置を掃除する際には、二次電池からの電力により電動送風機を駆動させて掃除する、いわゆる充交式の電気掃除機があり、このような電気掃除機においては、上記充電電源手段を掃除機本体に設けることが考えられる。
【０００４】
しかしながら、このような電気掃除機では、充電電源手段を介して二次電池へと供給される電力が一定であることにより、二次電池の充電時間の短縮が容易でないという問題点を有している。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、二次電池の充電時間を短縮でき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】
本発明は、電動送風機に商用電源から給電可能にする電源接続手段と、電動送風機に給電可能な二次電池と、この二次電池を充電可能な充電電源手段とを具備し、充電電源手段は、電源接続手段を商用電源に接続した状態で、この商用電源からの上限電力から電動送風機の入力を減じた電力で二次電池を充電するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電源接続手段を商用電源に接続した状態では、商用電源からの上限電力から電動送風機の入力を減じた電力で充電電源手段が二次電池を充電するため、二次電池の充電時間を短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施の形態の電気掃除機の構成を、図面を参照して説明する。
【０００９】
図１において、１は掃除機本体で、この掃除機本体１は、内部に収容された電動送風機２の駆動にて生じる吸気風とともに吸い込んだ塵埃を集塵する、いわゆるキャニスタ型の電気掃除機である。
【００１０】
すなわち、掃除機本体１は、前側に位置した集塵用の前ケース３と、この前ケース３の後側に位置し電動送風機２を収容する後ケース４とを備え、前ケース３の下部に車輪である旋回輪５が旋回可能に設けられ、かつ、後ケース４の両側に車輪である従動輪６が回転自在に設けられて、被掃除面である床面上を走行可能となっている。
【００１１】
前ケース３は、内部に集塵室10を区画するもので、後側から前側へと絞られた略筒状の前ケース本体11を備えている。すなわち、この前ケース本体11は、前端部に、外部から空気を吸引する本体吸込口12が開口形成され、後部に、電動送風機２の吸込側に連通する後部開口13が形成されている。また、前ケース本体11の上部には、ループ状の取手14が突設され、前ケース本体11の内部には、前ケース本体11内の後側寄りの位置に、フィルタ15が取り付けられる保持壁部16が突設され、かつ、前ケース本体11の後端部の下部には、後ケース４に対して係合される係合突部17が突設されている。
【００１２】
本体吸込口12には、可撓性を有し湾曲可能な細長略円筒状の管部であるホース体21が着脱可能に接続される。このホース体21の先端側には、電動送風機２の動作モードなどが選択可能な図示しない手元操作部が設けられ、この手元操作部には、掃除する際に作業者が把持する把持部が突設され、この把持部に、動作モード設定用の複数の設定ボタンが設けられている。また、手元操作部の先端には、延長管および吸込口体である床ブラシが順次連通接続される。
【００１３】
取手14の上部には、前ケース３を後ケース４に対して着脱可能に係止する図示しないクランプ部を操作するためのクランプボタン23が突設されている。
【００１４】
フィルタ15は、電動送風機２の駆動により本体吸込口12から集塵室10へと吸い込まれた空気が通過する際に、この空気に含まれる塵埃を集塵室10内に捕集するものである。
【００１５】
保持壁部16の中央部には、後部開口13に連通する開口部25が設けられ、この開口部25を覆ってフィルタ15が取り付けられている。
【００１６】
一方、後ケース４は、筒状の後ケース本体31を備え、この後ケース本体31の前端部を閉塞して前壁部32が設けられ、かつ、この後ケース本体31の後端部を閉塞して後壁部33が設けられている。また、後ケース本体31内には、電動送風機２を収容する電動送風機室34と、電動送風機２に商用電源ｅ(図２)から給電可能な電源接続手段としての電源コード35を巻回したコード巻取手段としてのコードリール36を収容するコードリール室37とが左右両側に区画され、電動送風機２の駆動などを制御する制御ユニット38を収容したユニット収容室39と、電動送風機２に給電可能な二次電池41を収容する二次電池室42とがそれぞれ上下に区画形成され、さらに、電動送風機室34の後部に、排気室43が区画形成されている。さらに、後ケース本体31の上部には、前ケース３の取手14に対応する取手44が設けられている。そして、後ケース本体31の前端部の下部には、前ケース３の係合突部17を係合する係合凹部45が突設されている。
【００１７】
前壁部32は、前ケース３を後ケース４に係止した状態で前ケース３の後部開口13およびフィルタ15に対向するもので、上側から上下方向の中央部に亘って吸入開口46が格子状に開口形成されている。これら吸入開口46は、電動送風機室34を後ケース４の前側に連通させるものである。
【００１８】
後壁部33は、掃除機本体１の後端部に位置しており、排気孔48が格子状に開口形成されている。これら排気孔48は、排気室43を掃除機本体１の外部に連通するものである。
【００１９】
電動送風機室34は、ユニット収容室39との間に位置する上部区画壁部51、二次電池室42との間に位置する下部区画壁部52、排気室43との間に位置する後部区画壁部53、および、前壁部32により区画された空間部であり、後部区画壁部53の前方に設けられた送風機保持壁部54により電動送風機２が略水平に保持されている。また、この電動送風機室34の下流側は、排気室43に連通し、電動送風機２の排気が排気室43へと流入可能に構成されている。
【００２０】
上部区画壁部51は、後ケース本体31内の上部にユニット収容室39を区画するように、断面Ｕ字状に形成されている。
【００２１】
下部区画壁部52は、前壁部32の吸入開口46の下方の位置から後壁部33の排気孔48の下方の位置まで、略水平状に設けられている。
【００２２】
後部区画壁部53は、上部区画壁部51から下部区画壁部52に亘って上下方向に沿って設けられている。また、この後部区画壁部53の前部には、電動送風機２の後端部に当接して電動送風機２を支持するリブ55が突設されている。
【００２３】
送風機保持壁部54は、後ケース本体31内の上部と下部区画壁部52との間に亘って設けられ、前側に段差状に突出した突出保持部56を有し、この突出保持部56の中央部に、吸入開口46の下流側に連通する連通口57が開口形成されている。そして、電動送風機２は、前端部の周囲に取り付けられた保持部材である円環状のサポートゴム58を介して、突出保持部56に保持され、吸込側が連通口57に気密に接続されている。さらに、電動送風機２の後側の周囲には、電動送風機２の駆動による騒音を低減するための消音筒59が配設されている。
【００２４】
また、コードリール室37は、例えばコードリール36の軸方向が掃除機本体１の左右方向に沿うようにコードリール36を回転自在に収容しており、側部後側が排気室43に連通して、電動送風機２の排気の一部がコードリール36に当たるように構成されている。なお、このコードリール36に巻回された電源コード35は、先端部に図示しないコンセントが設けられ、このコンセント側が、後壁部33に設けられた図示しないコード導出口を介して掃除機本体１の外部へと導出可能となっている。
【００２５】
二次電池室42は、後ケース本体31の下部、下部区画壁部52、前壁部32および後壁部33の間に区画されており、後壁部33に接続開口61が開口形成されている。この接続開口61には、制御ユニット38に電気的に接続された給電手段としての給電接続部62が設けられている。この給電接続部62は、掃除機本体１を図示しない充電装置としての充電台に装着した際に、この充電台側からの電力を二次電池41に供給して、この二次電池41を充電台により充電可能とするための端子部である。
【００２６】
次に、上記一実施の形態の内部構成を、図２を参照して説明する。
【００２７】
掃除機本体１内には、電動送風機２に対して商用電源ｅから供給される電力を制御する第１電力制御手段としての交流電力制御手段であるＡＣ電力制御手段65と、二次電池41から供給される電力を制御する第２電力制御手段としての直流電力制御手段であるＤＣ電力制御手段66と、二次電池41の充電用の充電電源手段67と、電力制御手段65，66および充電電源手段67などの駆動を制御する制御手段68とがそれぞれ設けられている。
【００２８】
充電電源手段67は、商用電源ｅからの電力を二次電池41に供給することでこの二次電池41を充電するものである。
【００２９】
そして、制御手段68は、図示しないタイマ、メモリなどを備えたＣＰＵなどであり、商用電源ｅに対して電源コード35が電気的に接続されている場合には、ＡＣ電力制御手段65の駆動を制御し、商用電源ｅに対して電源コード35が電気的に接続されていない場合には、ＤＣ電力制御手段66の駆動を制御することで、電動送風機２を複数の動作モードで制御可能である。また、この制御手段68は、二次電池41の容量を検出するとともに、検出手段としてのセンサ69を介して電動送風機２の入力電流を検出しており、商用電源ｅに対して電源コード35が電気的に接続されている状態で、センサ69で検出した入力電流の大きさに応じて充電電源手段67から二次電池41へと供給する電力を制御する。
【００３０】
具体的に、制御手段68は、商用電源ｅから電源コード35を介して取ることが可能な上限電力に対して、センサ69により検出した電動送風機２の入力である平均駆動電力を減じた電力で充電電源手段67から二次電池41へと給電するように、充電電源手段67の駆動を制御する。
【００３１】
次に、上記一実施の形態による掃除動作を、図３に示すフローチャートも参照しながら説明する。
【００３２】
まず、前ケース３と後ケース４とを係合突部17と係合凹部45とで接続し、クランプ部で前ケース３と後ケース４とを係合する。
【００３３】
さらに、作業者は、本体吸込口12にホース体21、延長管および床ブラシを順次連通接続し、手元操作部の把持部を把持して、設定ボタンを操作して電動送風機２の動作を設定する(ステップ１)ことで、電動送風機２の動作を設定する信号が制御手段68へと入力される。
【００３４】
制御手段68は、この信号によって電動送風機２を停止させる切モードが設定されたかどうかを判断し(ステップ２)、切モードに設定されたと判断した場合には、電動送風機２を停止させ(ステップ３)、ステップ１に戻る。
【００３５】
一方、ステップ２において、切モードに設定されていないと制御手段68が判断した場合には、制御手段68は、電源コード35が商用電源ｅに電気的に接続されているかどうかを判断する(ステップ４)。
【００３６】
このステップ４において、電源コード35が商用電源ｅに電気的に接続されていると制御手段68が判断した場合には、ＡＣ電力制御手段65を駆動させて商用電源ｅからの給電により電動送風機２を設定された動作モードで駆動し(ステップ５)、ステップ１に戻る。
【００３７】
一方、ステップ４において、電源コード35が商用電源ｅに電気的に接続されていないと制御手段68が判断した場合には、制御手段68が二次電池41の残容量を検出し(ステップ６)、この検出した二次電池41の残容量が予め設定された所定の閾値以上であるかどうかを制御手段68が判断する(ステップ７)。
【００３８】
このステップ７において、二次電池41の残容量が予め設定された所定の閾値以上であると制御手段68が判断した場合には、この制御手段68がＤＣ電力制御手段66を駆動させ、二次電池41からの給電により電動送風機２を設定された動作モードで動作させ(ステップ８)、ステップ１に戻る。
【００３９】
一方、ステップ７において、二次電池41の容量が予め設定された所定の閾値以上でないと制御手段68が判断した場合には、電動送風機２を動作させることなくステップ１に戻る。
【００４０】
そして、作業者は、床ブラシを床面上で前後に走行させ、床面上の塵埃を、電動送風機２の駆動により生じた負圧の作用によって床ブラシから空気とともに吸い込む。
【００４１】
この吸い込まれた空気は吸気風となり、塵埃とともに延長管、ホース体21および本体吸込口12を介して集塵室10内へと吸い込まれ、比較的大きい塵埃である粗塵は集塵室10内に溜まり、比較的小さい塵埃である細塵は吸気風がフィルタ15を通過する際に、このフィルタ15により捕集される。
【００４２】
吸気風は、フィルタ15を通過した後、開口部25および後部開口13を通過して電動送風機室34に流入し、さらに、吸入開口46および連通口57を通過して電動送風機２に吸い込まれて排気風となった後、排気室43へと流入し、一部が排気孔48から掃除機本体１の外部へと排気され、他部がコードリール室37に流入してコードリール36に巻回された電源コード35の一部を冷却した後、掃除機本体１の外部へと排気される。
【００４３】
ここで、電気掃除機の掃除動作と並行して制御手段68により行われる二次電池41の充電制御を図４に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４４】
制御手段68は、まず、二次電池41の残容量を検出し(ステップ11)、この二次電池41の残容量が予め設定された所定の容量閾値以下であるか、すなわち、二次電池41の充電が必要であるかどうかを判断する(ステップ12)。
【００４５】
このステップ12において、二次電池41の残容量が予め設定された所定の容量閾値以上である、すなわち二次電池41の充電が必要ないと制御手段68が判断した場合には、ステップ11に戻る。
【００４６】
一方、ステップ12において、二次電池41の残容量が予め設定された所定の容量閾値未満である、すなわち二次電池41の充電が必要であると制御手段68が判断した場合には、制御手段68は、電源コード35を商用電源ｅに接続しているかどうか、すなわち電動送風機２をＡＣ駆動中であるかどうかを判断する(ステップ13)。なお、このＡＣ駆動とは、電源コード35を商用電源ｅに電気的に接続して電動送風機２を停止させた状態も含むものとする。
【００４７】
このステップ13において、電動送風機２がＡＣ駆動中でないと制御手段68が判断した場合には、ステップ11に戻る。
【００４８】
一方、ステップ13において、電動送風機２がＡＣ駆動中であると制御手段68が判断した場合には、センサ69を介して電動送風機２の入力を測定し(ステップ14)、商用電源ｅから取ることが可能な上限電力に対して、センサ69により検出した電動送風機２の平均駆動電力を減じた電力を充電電源手段67に設定する(ステップ15)。
【００４９】
そして、充電電源手段67が充電を開始し(ステップ16)、二次電池41を充電する。このとき、制御手段68は、図示しないタイマなどにより充電開始からの時間を計測する。
【００５０】
ここで、制御手段68はセンサ69などを介して電動送風機２の駆動状態をモニタリングしており、電動送風機２のＡＣ駆動に変更があるかどうかを判断している(ステップ17)。
【００５１】
このステップ17において、電動送風機２のＡＣ駆動に変更があると制御手段68が判断した場合には、ステップ２に戻る。
【００５２】
一方、ステップ17において、電動送風機２のＡＣ駆動に変更がないと制御手段68が判断した場合には、二次電池41の残容量を制御手段68が検出し(ステップ18)、この検出した二次電池41の残容量が予め設定された容量下限閾値以上であるかどうかを制御手段68が判断する(ステップ19)。
【００５３】
このステップ19において、二次電池41の残容量が予め設定された容量下限閾値以上であると制御手段68が判断した場合には、二次電池41の充電量が所定の下限まで確保できたと制御手段68が判断し、ステップ１に戻る。
【００５４】
一方、二次電池41の残容量が予め設定された容量下限閾値以上でないと制御手段68が判断した場合には、充電開始から予め設定した所定時間が経過したかどうかを制御手段68が判断する(ステップ20)。
【００５５】
このステップ20において、充電開始から所定時間が経過していないと制御手段68が判断した場合には、ステップ18へと戻る。
【００５６】
一方、ステップ20において、充電開始から所定時間が経過したと制御手段68が判断した場合には、充電電源手段67による充電を制御手段68が一時的に中止させ(ステップ21)、この中止状態で、予め設定された設定時間まで待って(ステップ22)、ステップ11に戻る。
【００５７】
なお、この設定時間は、二次電池41の温度が所定の正常温度まで低下する時間とする。
【００５８】
そして、掃除が終了した際には、作業者が所定の設定ボタンを操作することで、制御手段68がＡＣ電力制御手段65、あるいはＤＣ電力制御手段66の動作を停止させ、電動送風機２を停止させる。
【００５９】
さらに、作業者は、例えばごみ箱の上方などにおいて、クランプボタン23を操作して前ケース３を後ケース４に対して開け、さらにフィルタ15を集塵室10から取り外すことで、集塵室10内に捕集した粗塵をごみ箱へと廃棄するとともに、フィルタ15を掃除することで、このフィルタ15にて捕集した細塵をごみ箱へと廃棄する。
【００６０】
そして、フィルタ15を前ケース３内に再度取り付け、前ケース３を後ケース４に接続することで、電気掃除機の再度の使用が可能になる。
【００６１】
上述したように、上記一実施の形態では、電源コード35を商用電源ｅに接続した状態で、商用電源ｅからの上限電力から電動送風機２の平均駆動電力を減じた電力で充電電源手段67を介して二次電池41を充電する構成とした。
【００６２】
このため、電動送風機２を各動作モードとして電源コード35を介して商用電源ｅで駆動している状態で、その動作モードでの最大余剰電力量にて二次電池41を充電できるので、二次電池41の充電量を常に大きく確保でき、二次電池41の充電時間を短縮できる。
【００６３】
特に、電源コード35による商用電源ｅからの電力と二次電池41からの電力とのいずれでも電動送風機２を駆動させることが可能な充交式の電気掃除機においては、まず商用電源ｅを用いて電動送風機２を駆動させて掃除した後、電源コード35が届かないような位置を、二次電池41を用いて電動送風機２を駆動させて掃除し、さらに、他の場所に移動して商用電源ｅを用いて電動送風機２を動作させ、また、電源コード35が届かないような位置に対しては二次電池41を用いて電動送風機２を駆動させる必要が生じる場合などがあり、このような場合に、一旦使用した二次電池41の充電が、次に二次電池41を用いるまでに追いつかないと、使い勝手が良好でないので、上記のように構成することで、電動送風機２を動作させることが可能な充電量を早く確保でき、使い勝手を確保できる。
【００６４】
また、二次電池41を短時間で使用可能な状態まで充電できるので、二次電池41を用いる際の電気掃除機の機能の拡大を図ることができるだけでなく、二次電池41の容量および大きさを小さくしても、容量が大きいものと同等の作業に対応でき、掃除機本体１の小型化および軽量化をも図ることができる。
【００６５】
そして、二次電池41を充電開始から所定時間まで充電した際に、二次電池41の容量が容量下限閾値まで確保されないときには、二次電池41の使用時間が長く、上記充電でも追いつかない場合、あるいは、二次電池41の異常温度上昇などが、その原因として考えられる。このため、所定時間まで充電しても容量下限閾値まで二次電池41の容量が確保されない場合には、充電を一旦中止し、二次電池41の温度が正常温度に回復するまで設定時間待った後、再度充電するかどうかを判断することにより、二次電池41内の化学変化などに伴う上記異常温度上昇などによる二次電池41の充放電性能の悪化の際などでも、二次電池41を破損したりすることなく確実に充電できる。
【００６６】
なお、上記一実施の形態において、電動送風機２は、例えばオンおよびオフのみの運転モードのものでも、上記一実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００６７】
また、電源接続手段としては、電源コード35に代えて、例えば掃除機本体１から端子を突出させてこの端子を直接商用電源ｅに接続する構成など、電源コード35以外の様々な構成が可能である。
【００６８】
さらに、電源接続手段を商用電源ｅに電気的に接続した状態で、商用電源ｅからの上限電力から電動送風機２の平均駆動電力を減じた電力で二次電池41を充電可能な構成であれば、電気掃除機の細部は、上記構成に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の一実施の形態の電気掃除機を示す縦断面図である。
【図２】同上電気掃除機を示すブロック図である。
【図３】同上電気掃除機の掃除制御を示すフローチャートである。
【図４】同上電気掃除機の二次電池の充電制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７０】
１    掃除機本体
２    電動送風機
35    電源接続手段としての電源コード
41    二次電池
67    充電電源手段
68    制御手段
ｅ    商用電源
【図１】
2008086346.tif 000003
【図２】
2008086346.tif 000004
【図３】
2008086346.tif 000005
【図４】
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