(57)【要約】【課題】充電式掃除機として、充電器を別途必要とせずコストを抑えることができ、交流で掃除を行っている間に充電もできるため時間的にも無駄を削減することができる交流直流両用掃除機を提供することを目的とする。【解決手段】第１の電動送風機４を商用電源使用時に駆動させる第１の電動送風機駆動手段１２と、直流電源となる２次電池２と、前記第１の電動送風機４を駆動させる駆動信号を出力する第１の制御手段１４を備え、前記第１の制御手段１４に供給された電力が交流であると判断した場合に、前記第１の電動送風機４と第１の電動送風機駆動手段１２と２次電池２とが直列に電気的に接続されることで、商用電源で前記第１の電動送風機が運転しているときでも、２次電池２の充電を行うことができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸引力を発する第１の電動送風機と、前記第１の電動送風機を商用電源使用時に駆動させる第１の電動送風機駆動手段と、直流電源となる２次電池と、前記第１の電動送風機を駆動させる駆動信号を出力する第１の制御手段を備え、前記第１の制御手段に供給された電力が交流であると判断した場合に、前記第１の電動送風機と第１の電動送風機駆動手段と２次電池とが直列に電気的に接続されることで、商用電源で前記第１の電動送風機が運転しているときでも、２次電池の充電を行うことができる電気掃除機。
【請求項２】
２次電池には接続されず、第１の電動送風機駆動手段と並列に第１の電動送風機に接続される第２の電動送風機駆動手段を備え、充電時には第１の電動送風機駆動手段側で前記第１の電動送風機を駆動させ、充電が完了した後には前記第２の電動送風機駆動手段側に切り替えて前記第１の電動送風機の運転を行う請求項１記載の電気掃除機。
【請求項３】
２次電池の温度を検出する温度検出手段または２次電池電圧検出手段と、前記温度検出手段または前記２次電池電圧検出手段の出力から２次電池の充電状態を判断する充電状態判断手段を備え、前記２次電池の充電状態から、第１の電動送風機駆動手段と第２の電動送風機駆動手段の接続比率を変えて第１の電動送風機の運転及び２次電池の充電を行う請求項２記載の電気掃除機。
【請求項４】
第１の電動送風機の運転始動時には、第２の電動送風機駆動手段側で前記第１の電動送風機の運転を行う請求項２または３記載の電気掃除機。
【請求項５】
第１の電動送風機駆動手段による第１の電動送風機の運転と、第２の電動送風機駆動手段による前記第１の電動送風機の運転との接続切り替えを、徐々に行う請求項２〜４のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項６】
掃除機本体内に２次電池または制御手段を冷却する第２の電動送風機と、前記第２の電動送風機を運転させる第３の電動送風機駆動手段を備え、２次電池と第１の電動送風機駆動手段からなる直列回路と、第２の電動送風機と第３の電動送風機駆動手段の直列回路とが並列に第１の電動送風機に接続されるとともに、前記第１の電動送風機駆動手段と前記第３の電動送風機駆動手段との接続比率を変えて、前記第１の電動送風機の運転、２次電池の充電、２次電池または制御手段の冷却を行う請求項１記載の電気掃除機。
【請求項７】
第３の電動送風機と前記第３の電動送風機を運転させる第４の電動送風機駆動手段を備え、第１の電動送風機と第１の電動送風機駆動手段の直列回路と、第３の電動送風機と第４の電動送風機駆動手段の直列回路とが、２次電池に並列に接続されるとともに、急速充電時には、２次電池と前記第１の電動送風機駆動手段を接続して充電を行い、通常充電時または補充電時には、２次電池と第４の電動送風機駆動手段を接続して充電を行う請求項１記載の電気掃除機。
【請求項８】
第１の電動送風機が停止状態にある場合には、第２の電動送風機を運転する請求項６記載の電気掃除機。
【請求項９】
第３の電動送風機が動作することで、空気清浄機能を満たす請求項７記載の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般家庭で使用される商用電源と２次電池のどちらかを電源として運転できる交流直流両用掃除機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ニッケル水素二次２次電池、あるいはニッケルカドミウム二次２次電池に代表される二次２次電池（以降２次電池という）は携帯用電話機や携帯型撮影機など各種の機器システムの作動電源として、広く実用化されている。また、近年大電流が放電可能となり掃除機の電源としての利用も広まってきている。その中で、交流である商用電源と２次電池の直流電源のどちらでも使える、交流直流両用掃除機も現れている。この種の交流直流両用掃除機の構成を、図６及び図７を参照しながら説明する。
【０００３】
図６は制御回路ブロック図、図７は電気掃除機の外観斜視図である。ここで、１０１は交流電源である商用電源、１０２は直流電源である２次電池を示す。１０３は掃除機本体で、１０４は吸引力を発生する電動送風機である。１０５は一端を掃除機本体１０３に接続するホースで、１０６はホース１０５のもう一端に接続される延長管で、１０７は延長管１０６に接続される床用吸込具である。１０８は２次電池１０２を充電するための充電器である。また、１１０は商用電源１０１からの交流波形を整流する整流手段で、１１１は電源が交流か直流かによって制御回路の電源を切り替える電源切り替え手段である。１１２は交流の場合に電動送風機１０４を駆動する第２の電動送風機駆動手段で、１１３は２次電池の場合に電動送風機１０４を駆動する第５の電動送風機駆動手段である。１１４は第２の電動送風機駆動手段１１２及び第５の電動送風機駆動手段１１３へ駆動信号を出力する制御手段である。以下、動作を説明する。
【０００４】
商用電源１０１に接続された場合には、整流手段１１０を経て、電源切り替え手段１１１が交流側から電力の供給を行うようにし、制御手段１１４は電源が交流である判断をした上で、使用者の操作（図示せず）によって運転指示があれば第２の電動送風機駆動手段１１２へ駆動信号を出力する。これにより電動送風機１０４が運転を始め、吸引力が発生し、塵埃が床用吸込具１０７から延長管１０６とホース１０５を介して掃除機１０３へ吸引される。２次電池１０２に接続された場合には、電源切り替え手段１１１が２次電池１０２側から電力の供給を行うようにし、制御手段１１４は電源が２次電池１０２である判断をした上で、使用者の操作（図示せず）によって運転指示があれば第５の電動送風機駆動手段１１３へ駆動信号を出力する。また、２次電池１０２を充電する場合には掃除機本体１０４（または２次電池１０２のみでもよい）を充電器１０８に接続させて充電を行うものが一般的であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の構成では、充電器が必要なためコスト的にも高く、交流でも直流でも使える利点を用いるために交流で掃除した後に商用電源から抜いて掃除したくなった場合でも、充電ができていなければ再度充電器にセットして充電が完了するまでの長時間を待たなければならなかった。
【０００６】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、充電式掃除機として、充電器を別途必要とせずコストを抑えることができ、交流で掃除を行っている間に充電もできるため時間的にも無駄を削減することができる交流直流両用掃除機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する目的を達成するために本発明は、吸引力を発する第１の電動送風機と、前記第１の電動送風機を商用電源使用時に駆動させる第１の電動送風機駆動手段と、直流電源となる２次電池と、前記第１の電動送風機を駆動させる駆動信号を出力する第１の制御手段を備え、前記第１の制御手段に供給された電力が交流であると判断した場合に、前記第１の電動送風機と第１の電動送風機駆動手段と２次電池とが直列に電気的に接続されることで、商用電源で前記第１の電動送風機が運転しているときでも、２次電池の充電を行うことができるもので、充電器を別途必要とせずコストを抑えることができ、交流で掃除を行っている間に充電もできるため時間的にも無駄を削減することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、吸引力を発する第１の電動送風機と、前記第１の電動送風機を商用電源使用時に駆動させる第１の電動送風機駆動手段と、直流電源となる２次電池と、前記第１の電動送風機を駆動させる駆動信号を出力する第１の制御手段を備え、前記第１の制御手段に供給された電力が交流であると判断した場合に、前記第１の電動送風機と第１の電動送風機駆動手段と２次電池とが直列に電気的に接続されることで、商用電源で前記第１の電動送風機が運転しているときでも、２次電池の充電を行うことができるもので、充電器を別途必要とせずコストを抑えることができ、交流で掃除を行っている間に充電もできるため時間的にも無駄を削減することができる。
【０００９】
本発明の請求項２記載の発明は、２次電池には接続されず、第１の電動送風機駆動手段と並列に第１の電動送風機に接続される第２の電動送風機駆動手段を備え、充電時には第１の電動送風機駆動手段側で前記第１の電動送風機を駆動させ、充電が完了した後には前記第２の電動送風機駆動手段側に切り替えて前記第１の電動送風機の運転を行うもので、交流で使用する間に充電を行うとともに、２次電池への電流を止めて２次電池が過充電されないようにすることができ、２次電池の寿命を長くすることができる。
【００１０】
本発明の請求項３記載の発明は、２次電池の温度を検出する温度検出手段または２次電池電圧検出手段と、前記温度検出手段または前記２次電池電圧検出手段の出力から２次電池の充電状態を判断する充電状態判断手段を備え、前記２次電池の充電状態から、第１の電動送風機駆動手段と第２の電動送風機駆動手段の接続比率を変えて第１の電動送風機の運転及び２次電池の充電を行うもので、２次電池の充電状態が空に近ければ、第１の電動送風機駆動手段を長く接続し、満充電状態に近づけば、徐々に第２の電動送風機駆動手段への接続比率を増す。これにより、交流で使用する間に充電を行うとともに、充電電流を変化させ、短時間で効率のよい充電制御ができる。
【００１１】
本発明の請求項４記載の発明は、第１の電動送風機の運転始動時には、第２の電動送風機駆動手段側で前記第１の電動送風機の運転を行うもので、始動後電流が安定するまでは、第２の電動送風機駆動手段側に電流を流す。これにより、交流で使用する間に充電を行うとともに、安定後に２次電池へ電流を流すため２次電池へ過大な電流を流して性能を劣化させることがないようにできる。
【００１２】
本発明の請求項５記載の発明は、第１の電動送風機駆動手段による第１の電動送風機の運転と、第２の電動送風機駆動手段による前記第１の電動送風機の運転との接続切り替えを、徐々に行うもので、これにより、交流で使用する間に充電を行うとともに、第１の電動送風機駆動手段で運転した場合と、第２の電動送風機駆動手段で運転した場合の電動送風機にかかる電圧の差によって、電動送風機の動作が不安定にならないように接続の切り替えを行い、安定した運転が行えるようにできる。
【００１３】
本発明の請求項６記載の発明は、掃除機本体内に２次電池または制御手段を冷却する第２の電動送風機と、前記第２の電動送風機を運転させる第３の電動送風機駆動手段を備え、２次電池と第１の電動送風機駆動手段からなる直列回路と、第２の電動送風機と第３の電動送風機駆動手段の直列回路とが並列に第１の電動送風機に接続されるとともに、前記第１の電動送風機駆動手段と前記第３の電動送風機駆動手段との接続比率を変えて、前記第１の電動送風機の運転、２次電池の充電、２次電池または制御手段の冷却を行うもので、これにより、交流で使用する間に充電を行うとともに、２次電池が高温で充電されることによる充電効率の低下を防ぐことができ、あるいは制御回路の冷却を兼ねることで、制御回路の素子の高温使用条件に対する負担の軽減及び素子の冷却構成の簡素化をすることができる。
【００１４】
本発明の請求項７記載の発明は、第３の電動送風機と前記第３の電動送風機を運転させる第４の電動送風機駆動手段を備え、第１の電動送風機と第１の電動送風機駆動手段の直列回路と、第３の電動送風機と第４の電動送風機駆動手段の直列回路とが、２次電池に並列に接続されるとともに、急速充電時には、２次電池と前記第１の電動送風機駆動手段を接続して充電を行い、通常充電時または補充電時には、２次電池と第４の電動送風機駆動手段を接続して充電を行うもので、より効率のよい充電を行うことができる。
【００１５】
本発明の請求項８記載の発明は、第１の電動送風機が停止状態にある場合には、第２の電動送風機を運転するもので、交流で使用する間に充電を行うとともに、停止中には第１の電動送風機を運転せず、静かに充電するので、使用勝手をよくすることができる。
【００１６】
本発明の請求項９記載の発明は、第３の電動送風機が動作することで、空気清浄機能を満たすもので、交流で使用する間に充電を行うとともに、電力を効率的に使い、空気清浄機能をもたせ、機能的に充実した掃除機を提供できる。
【００１７】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の第１の実施例について図１及び図２面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１は制御回路ブロック図、図２は交流直流両用掃除機の外観斜視図である。ここで、１は交流電源である商用電源、２は直流電源である２次電池を示す。３は掃除機本体で、４は吸引力を発生する電動送風機である。５は一端を掃除機本体３に接続するホースで、６はホース５のもう一端に接続される延長管で、７は延長管６に接続される床用吸込具である。また、１０は商用電源１からの交流波形を整流する整流手段で、１１は電源が交流か直流かによって制御回路の電源を切り替える電源切り替え手段である。１２は交流の場合に電動送風機４を駆動し、かつ２次電池２の充電を行う第１の電動送風機駆動手段で、１５は、交流の場合に電動送風機４の駆動のみ行う第２の電動送風機駆動手段である。１３は２次電池の場合に電動送風機４を駆動する第５の電動送風機駆動手段である。１４は第１の電動送風機駆動手段１２、第２の電動送風機駆動手段１５、及び第５の電動送風機駆動手段１３へ駆動信号を出力する第１の制御手段である。
【００１９】
以下、動作を説明する。
【００２０】
商用電源１に接続された場合には、整流手段１０を経て、電源切り替え手段１１が交流側から第１の制御手段１４への電力の供給を行うようにし、第１の制御手段１４は電源が交流である判断をした上で、使用者の操作（図示せず）によって運転指示があれば第１の電動送風機駆動手段１２へ駆動信号を出力する。これにより電動送風機４が運転を始め、吸引力が発生し、塵埃が床用吸込具７から延長管６とホース５を介して掃除機３へ吸引される。同時に、電動送風機４を流れた電流は２次電池２へ充電電流として入り、２次電池２の充電も行われる。
【００２１】
２次電池２に接続された場合には、電源切り替え手段１１が２次電池２側から第１の制御手段１４への電力の供給を行うようにし、第１の制御手段１４は電源が２次電池２である判断をした上で、使用者の操作（図示せず）によって運転指示があれば第５の電動送風機駆動手段１１３へ駆動信号を出力する。この構成をとることにより、充電器を別途必要とせずコストを抑えることができ、交流で掃除を行っている間に充電もできるため時間的にも無駄を削減することができる。
【００２２】
また、この構成において２次電池２の充電が完了した後は、第２の電動送風機駆動手段１５で電動送風機４を運転させることで、２次電池２の過充電を防ぎ、２次電池２の劣化を抑えることもできる。
【００２３】
（実施例２）
次に、本発明の第２の実施例について図３を用いて説明する。なお、第１の実施例と同一構成部品には同一符号を付与し、説明は省略する。
【００２４】
１６は、２次電池２の電圧を検出する２次電池電圧検出手段であり、１７は２次電池電圧検出手段１６の出力から２次電池２の充電状態を判断しつつ、電動送風機４を運転させるために第１の電動送風機駆動手段１２、第２の電動送風機駆動手段１５、及び第５の電動送風機駆動手段１３へ駆動信号を出力する第２の制御手段である。以下、動作を説明する。
【００２５】
第１の実施例と同様に、第２の制御手段は交流であることを判断した後に２次電池２の充電状態を判断し、２次電池電圧が低いすなわち充電量が少ない場合には第１の電送機駆動手段１２の通電割合を高くして充電電流を多くし、２次電池電圧が高くすなわち充電量が多くなってきた場合には、第２の電動送風機駆動手段１５の通電割合を高くしていき、充電電流を小さくすることで、２次電池２の充電量に応じた充電電流を設定することができ、充電効率を高めることができる。
【００２６】
また、この構成において電動送風機４を停止から始動する場合には第２の電動送風機駆動手段１５から通電を開始して、電動送風機４に生じる突入電流を２次電池２へ流さないことで過充電を防ぎ、２次電池２の劣化を抑えることができる。
【００２７】
また、第１の電動送風機駆動手段１２で通電した場合と、第２の電動送風機駆動手段１５で通電した場合に２次電池電圧分だけ電動送風機４へかかる電圧が変化するため、不規則に変化させた場合、動作として若干の不安定な変動が生じるおそれがあるが、これを防ぐように切替タイミングを徐々に行うようにすれば、動作を安定させることができる。
【００２８】
（実施例３）
次に、本発明の第３の実施例について図４を用いて説明する。なお、第１の実施例及び第２の実施例と同一構成部品には同一符号を付与し、説明は省略する。
【００２９】
１８は、掃除機本体３内の冷却を行う第２の電動送風機であり、１９は第２の電動送風機１８を駆動する第３の電動送風機駆動手段である。２０は、第１の電動送風機駆動手段１２及び第３の電動送風機駆動手段１９へ駆動信号を出力する第３の制御手段である。以下、動作を説明する。
【００３０】
第１の実施例と同様に、第３の制御手段は交流であることを判断した後に２次電池２の充電状態を判断し、２次電池電圧が低いすなわち充電量が少ない場合には第１の電送機駆動手段１２の通電割合を高くして充電電流を多くし、２次電池電圧が高くすなわち充電量が多くなってきた場合には、第３の電動送風機駆動手段１９の通電割合を高くしていき、充電電流を小さくすることで、２次電池２の充電量に応じた充電電流を設定するとともに、第２の電動送風機による冷却で温度上昇を防ぐことができ、さらに充電効率を高めることができる。
【００３１】
また、掃除機本体３内の温度に応じて第１の電動送風機駆動手段と第３の電動送風機駆動手段を切り替えて高温時には充電をしないようにすることで、２次電池寿命を延ばすことができる。
【００３２】
（実施例４）
次に、第４の実施例について図５を用いて説明する。なお、第１の実施例及び第２の実施例と同一構成部品には同一符号を付与し、説明は省略する。
【００３３】
２１は、冷却などに用いられる第３の電動送風機であり、２２は第３の電動送風機２１を駆動する第４の電動送風機駆動手段である。２３は、第１の電動送風機駆動手段１２及び第４の電動送風機駆動手段２２へ駆動信号を出力する第４の制御手段である。以下、動作を説明する。
【００３４】
第１の実施例と同様に、第４の制御手段は交流であることを判断した後に２次電池２の充電状態を判断し、２次電池電圧が低いすなわち充電量が少なく急速充電する場合には、第１の電送機駆動手段１２の通電割合を高くして充電電流を多くし、２次電池電圧が高くすなわち充電量が多くなって通常充電または補充電を行う場合には、第４の電動送風機駆動手段２２の通電割合を高くして冷却を行いつつ充電電流を小さくして充電効率を高めることができる。
【００３５】
また、第３の電動送風機を空気清浄用のものを用いることで、通常充電または補充電を行う際に空気清浄機能を持たせることもできる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、充電式掃除機として、充電器を別途必要とせずコストを抑えることができ、交流で掃除を行っている間に充電もできるため時間的にも無駄を削減することができる交流直流両用掃除機が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の交流直流両用掃除機の回路ブロック図
【図２】同交流直流両用掃除機の外観斜視図
【図３】本発明の第２の実施例の交流直流両用掃除機の回路ブロック図
【図４】本発明の第３の実施例の交流直流両用掃除機の回路ブロック図
【図５】本発明の第４の実施例の交流直流両用掃除機の回路ブロック図
【図６】従来例の交流直流両用掃除機の回路ブロック図
【図７】同交流直流両用掃除機の外観斜視図
【符号の説明】
１　商用電源
２　２次電池
３　掃除機本体
４　第１の電動送風機
１２　第１の電動送風機駆動手段
１３　第５の電動送風機駆動手段
１４　第１の制御手段
１５　第２の電動送風機駆動手段
１６　２次電池電圧検出手段
１７　第２の制御手段
１８　第２の電動送風機
１９　第３の電動送風機駆動手段
２０　第３の制御手段
２１　第３の電動送風機
２２　第４の電動送風機駆動手段
２３　第４の制御手段
【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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