(57)【要約】【課題】二次電池の保護機能にかかわらず電動送風機を適正に運転できる電気掃除機を得ることにある。【解決手段】電動送風機１６に電力を供給する二次電池１５の電圧を検出し、その電圧が、予め定められた基準電圧以下になった場合に、二次電池１５の放電を自動的に停止させるようにした充電式電気掃除機１を前提とする。電動送風機１６を制御する制御手段１７に、操作部１３での電動送風機１６を起動する操作を基準に所定時間の間、電池電圧検出回路２１から入力される検出信号を受付けないようにする無効化部２４を設ける。この無効化部２４により、起動直後に電池電圧が一時的に基準電圧以下になっても、この電圧で制御手段１７が二次電池１５の放電を停止させないようにしている。【選択図】　　図１
2004057367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作部での操作に応じて制御される電動送風機が設けられた掃除機本体と、
この本体に設けられて前記電動送風機を駆動する電力を放出する二次電池と、
この二次電池の電圧を検出する電池電圧検出手段と、
この電池電圧検出手段が検出した電圧が予め定められた基準電圧になった際に前記電動送風機の運転を停止させる停止制御部、前記操作部での前記電動送風機を起動する操作又は前記電動送風機の入力を高くする操作を基準に所定時間の間、前記電池電圧検出手段から入力される検出信号を受付けないようにする無効化部を有する制御手段と、
を具備した電気掃除機。
【請求項２】
操作部での操作に応じて制御される電動送風機が設けられた掃除機本体と、
この本体に設けられて前記電動送風機を駆動する電力を放出する二次電池と、
この二次電池の電圧を検出する電池電圧検出手段と、
この電池電圧検出手段が検出した電圧が予め定められた基準電圧になった際に前記電動送風機の運転を停止させる停止制御部、前記操作部での前記電動送風機を起動する操作又は前記電動送風機の入力を高くする操作を基準に所定時間の間、前記基準電圧を下げる基準電圧変更部を有する制御手段と、
を具備した電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次電池の放出電力で電動送風機を駆動して真空吸引式の掃除をする電気掃除機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二次電池は過放電になると損傷することがある。このため、充電式電気掃除機では、電池電圧を検出し、その電圧が、予め定められたある値（基準電圧）以下になった場合に、二次電池からの放電を停止させる自動制御を行って、二次電池を保護している。
【０００３】
ところで、電気掃除機用の二次電池の電力で駆動される電動送風機の入力を高くすることは、吸塵性能を向上する上で好ましい。これに対応して二次電池には例えばニッケル水素電池が使用されているとともに、その電圧を更に高めることが要請されている。例えば、二次電池の満充電状態での電圧を数十ボルトにすることも検討されている。
【０００４】
ところで、電動送風機は抵抗などの部品と異なり駆動するのに高い電流を要するモータを備えている。このため、電動送風機の起動時の突入電流値は高く、それに対応して二次電池の電圧が大きく下がる傾向がある。なお、突入電流を緩和すべく、電動送風機をソフトスタート回路を用いて起動させることもあるが、この場合にも、電動機の駆動電流と電池電圧とは前記と同様に変化する傾向がみられる。又、同様な傾向は、電動送風機の起動時だけではなく、電動送風機の入力を高くする操作例えば「弱運転」から「強運転」に切換えた際にも、これら両運転間の電圧差が大きな場合にみられることがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように電動送風機の起動時等には二次電池の電圧が短時間の間に急激に下がるので、それが前記基準電圧以下になると、二次電池を保護するための既述の放電停止制御が自動的に行われて、二次電池の電力が電動送風機に供給されなくなる。それにより、電動送風機の起動直後等に運転が停止されてしまうという恐れがある。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、二次電池の保護機能にかかわらず電動送風機を適正に運転できる電気掃除機を得ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電動送風機に電力を供給する二次電池の電圧が、予め定められた基準電圧以下になった場合に、二次電池の放電を自動的に停止させる電気掃除機を前提とする。そして、前記課題を解決するために、電動送風機を制御する制御手段に、操作部での電動送風機を起動する操作又は電動送風機の入力を高くする操作を基準に所定時間の間、電池電圧検出手段から入力される検出信号を受付けないようにする無効化部、若しくは前記基準電圧を下げる基準電圧変更部を設けている。
【０００８】
本発明では、二次電池の電圧が充分な状態下で電動送風機の起動直後等に電池電圧が短時間の間基準電圧以下になっても、この時の電池電圧についての検出信号を、制御手段の無効化部で所定時間の間は受付けないようにでき、若しくは、電動送風機の起動直後等に制御手段の基準電圧変更部で基準電圧を一時的に下げて、この下がった基準電圧以下に電池電圧が下がらないようにしたので、前記起動直後等に二次電池の放電が自動的に停止されないようにできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図１及び図２を参照して本発明の第１実施形態を説明する。
【００１０】
図１中符号１１は充電式の電気掃除機を示している。この掃除機１１は、掃除機本体１２、この掃除機本体１２の吸塵口に着脱可能に接続された可撓性吸塵ホース、このホースの先端に着脱可能に接続される延長管、この延長管の先端に着脱可能に接続される吸込み口体等を備えている。吸塵ホース、延長管、及び吸込み口体はいずれも図示しない。掃除機本体１２又は吸塵ホースの握り部の内の少なくとも一方には操作部１３が設けられている。この操作部１３でのスイッチ操作により、後述の電動送風機の起動、停止、強弱運転の切換など所望する運転指令を後述の制御手段に与えることができるようになっている。
【００１１】
掃除機本体１２には、二次電池１５、この電池１５から放出される電力で駆動される電動送風機１６、及びこの送風機１６の運転等の制御を司る制御手段１７等が夫々内蔵されている。二次電池１５には、例えばニッケル水素電池、ＮｉＣｄ電池、リチウムイオン電池等を使用でき、図示例のニッケル水素電池の満充電状態での電池電圧は例えば２５ボルト〜３５ボルトである。
【００１２】
電動送風機１６には、入力が高いものが採用されていて、この電動送風機１６の送風作用により電気掃除機１１は真空吸引式の掃除動作を営むことができる。
【００１３】
制御手段１７と操作部１３とは電気的に接続されている。操作部１３で指定される運転指示信号に応じて制御手段１７は、電動送風機１６の駆動回路に直列に挿入された電流制御素子例えばＦＥＴ１８でのデューテー比制御を行わせて、電動送風機１６に供給される電流の大きさを、前記運転指示信号に応じて変え、それにより、吸塵力の変更や起動・停止をするようになっている。
【００１４】
二次電池１５には、電池電圧検出手段、例えば抵抗１９、２０を直列に接続してなる電池電圧検出回路２１が並列に接続されている。抵抗１９と抵抗２０との間の電圧が検出信号として制御手段１７に入力されるように、抵抗１９、２０間の接続点が制御手段１７に接続されている。
【００１５】
マイクロプロセッサからなる制御手段１７は、操作信号検出部２２、停止制御部２３、及び無効化部２４を有している。
【００１６】
操作信号検出部２２は、操作部１３での運転指示信号を検出する機能を有している。各種の運転指示信号の内で、電動送風機１６を起動する運転指示信号、及び「弱運転」から「強運転」を指定して電動送風機１６の入力を高くするように運転を切換える運転指示信号は、無効化部２４の機能を開始させる基準信号として用いられる。
【００１７】
停止制御部２３は、二次電池１５の過放電を防止するための所定の電圧である基準電圧Ｖ１（図２参照）を基準値として予め設定して、この電圧Ｖ１より二次電池１５の電圧が下がった場合に、前記ＦＥＴ１８を介して電動送風機１６の運転を停止させる機能を有している。
【００１８】
無効化部２４は、操作部１３で電動送風機１６を起動する操作が行われた時、又は既述のように電動送風機１６の入力を高くする操作が行われた時に、この時点、言い換えれば、前記基準信号の検出時点から所定時間ｔ１（例えば３〜７秒）の間、電池電圧検出回路２１から制御手段１７に入力される検出信号を無効にする機能、つまり、電池電圧検出回路２１の検出信号を前記所定時間ｔ１の間は制御手段１７の停止制御部２３が受付けないようにする機能を有している。
【００１９】
前記構成を備えた電気掃除機１１はその操作部１３での操作により電動送風機１６を起動して使用される。この起動時には、図２中２点鎖線で示すように電動送風機１１には高い電流が突入する一方で、それに対応して二次電池１５の放出電力が一時的に多くなるので、図２中実線で示すように二次電池１５の電圧は大きく下がる。この急激な電圧低下により二次電池１５の電圧が基準電圧Ｖ１より低くなることがある。
【００２０】
ところで、前記構成の電気掃除機１１が備える制御手段１７は、その操作信号検出部２２によって、電動送風機１６を起動するための操作部１３でした運転指示信号（操作信号）を検出するとともに、無効化部２４によって、前記操作信号の検出時点を基準として所定時間ｔ１（例えば３〜７秒）の間、電池電圧検出回路２１から制御手段１７に入力される電池電圧の検出信号が取込まれないようにしている。そして、この所定時間ｔ１内で既述のように電池電圧が一時的に基準電圧Ｖ１より下がる現象が発生する。
【００２１】
このため、起動開始直後に基準電圧Ｖ１より一時的に下がった二次電池１５の電圧が電池電圧検出回路２１で検出されても、その検出信号は制御手段１７の停止制御部２３に入力されない。したがって、二次電池１５の電圧が実際には基準電圧Ｖ１より一時的に下がっているにも拘らず、それによって停止制御部２３が電動送風機１６の運転を停止させてしまうことがない。
【００２２】
二次電池１５の電圧は前記所定時間ｔ１を過ぎると安定するので、これ以降は、電池電圧検出回路２１が検出した信号に基づいて電動送風機１６が運転される。
【００２３】
この運転において、電動送風機１６への入力を高くする方向の操作入力が操作部１３から与えられる場合に、二次電池１５の電圧が急激に低下することがある。しかし、この場合にも、操作信号検出部２２によって、操作部１３においてした入力を高める運転指令信号（操作信号）が検出されるとともに、無効化部２４によって、前記操作信号の検出時点を基準として所定時間ｔ１（例えば３〜７秒）の間、電池電圧検出回路２１から制御手段１７の停止制御部２３に電池電圧の検出信号が取込まれることはない。
【００２４】
このため、前記入力を高める操作の直後に電池電圧が一時的に基準電圧Ｖ１より下がることがあっても、その時に電池電圧検出回路２１が検出した信号によって、停止制御部２３を介して電動送風機１６の運転が停止されることがない。
【００２５】
又、電気掃除機１１が使用されることによって、その二次電池１５の電圧は次第に低下する。このため、やがて、図２中ｔｅ時点で示すように二次電池１５の電圧が、停止制御部２３に予め設定されている基準電圧Ｖ１以下になったことが電池電圧検出回路２１により検出されるようになる。この場合、制御手段１７の停止制御部２３の機能によって、二次電池１５の過放電を防止すべく、電動送風機１６の運転を停止することができる。
【００２６】
以上のように前記構成の電気掃除機１１では、二次電池１５の電圧が一時的に急激に低下しても、二次電池１５の過放電を防止する保護機能で二次電池１５の放電が停止されないようにしたので、起動直後等における二次電池１５の一時的な電圧低下にかかわらず、電動送風機１６を適正に運転できる。
【００２７】
図３及び図４を参照して本発明の第２実施形態を説明する。この実施形態は基本的には第１実施形態と同じであるので、同じ構成について第１実施形態と同じ符号を付して、その構成および作用の説明を省略し、以下異なる部分について説明する。
【００２８】
第２実施形態では、制御手段１７が基準電圧変更部２５を有している。この変更部２５は、第１実施形態での無効化部に代えて設けられるものであって、２字電池１５の過放電を防止するための所定の電圧である基準電圧のレベルを変更する機能を有している。つまり、操作部１３での電動送風機１６を起動する操作又は弱運転から強運転のように電動送風機１６の入力を高くする操作時点を基準に所定時間ｔ１（例えば３〜７秒）の間、予め設定した定常時の基準電圧Ｖ１を、これより低い基準電圧Ｖ２に下げる機能を有している。基準電圧Ｖ２は、電動送風機１６の起動時又は入力を高くする操作に伴う一時的な電圧降下の想定値より小さい。これに関連して、停止制御部２３は、電動送風機１６の起動時又は入力を高くした操作時点から所定時間ｔ１の間は、基準電圧Ｖ２より電池電圧が下がった時に電動送風機１６の運転を停止させる機能と、前記所定時間ｔ１以外の運転期間では、基準電圧Ｖ２よりも高い定常時基準電圧Ｖ１より電池電圧が下がった時に電動送風機１６の運転を停止させる機能とを有している。なお、以上説明した点以外の構成は第１実施形態と同じである。
【００２９】
前記構成を備えた第２実施形態の電気掃除機１１は、その操作部１３での操作により電動送風機１６を起動して使用される。この起動時には、図４中２点鎖線で示すように電動送風機１１には高い電流が突入する一方で、それに対応して二次電池１５の放出電力が一時的に多くなるので、図４中実線で示すように二次電池１５の電圧は大きく下がる。
【００３０】
ところで、前記構成の電気掃除機１１が備える制御手段１７は、その操作信号検出部２２によって、電動送風機１６を起動するための操作部１３での運転指示信号（操作信号）を検出するとともに、基準電圧変更部２５によって、前記操作信号の検出時点を基準として所定時間ｔ１（例えば３〜７秒）の間、基準電圧をＶ２に下げる。そして、この所定時間ｔ１内で既述のように電池電圧が一時的に下がる現象が発生する。
【００３１】
このため、一時的に下がった二次電池１５の電圧が起動開始直後に変更された基準電圧Ｖ２を下回らないようにできるので、二次電池１５の電圧が実際には通常時基準電圧Ｖ１より一時的に下がっているにも拘らず、それによって停止制御部２３が電動送風機１６の運転を停止させてしまうことがない。
【００３２】
前記所定時間ｔ１を過ぎると、電池電圧が安定するとともに、基準電圧がＶ２からＶ１に戻されるので、これ以降は、電池電圧検出回路２１が検出した信号に基づいて電動送風機１６が運転される。
【００３３】
この運転において、電動送風機１６への入力を高くする方向の操作入力が操作部１３から与えられる場合に、二次電池１５の電圧が急激に低下することがある。しかし、この場合にも、操作信号検出部２２によって、操作部１３でした入力を高める運転指令信号（操作信号）が検出されるとともに、基準電圧変更部２５によって、前記操作信号の検出時点を基準として所定時間ｔ１（例えば３〜７秒）の間、基準電圧がＶ１からＶ２に下げられる。このため、前記入力を高める操作の直後に電池電圧が一時的に基準電圧Ｖ１より下がることがあっても、その時の電池電圧を電池電圧検出回路２１が検出した信号によって、停止制御部２３を介して電動送風機１６の運転が停止されることがない。
【００３４】
又、電気掃除機１１が使用されることによって、その二次電池１５の電圧は次第に低下する。このため、やがて、図４中ｔｅ時点で示すように二次電池１５の電圧が、停止制御部２３に予め設定されている基準電圧Ｖ１以下になったことが電池電圧検出回路２１により検出されるようになる。この場合、制御手段１７の停止制御部２３の機能によって、二次電池１５の過放電を防止すべく、電動送風機１６の運転を停止することができる。
【００３５】
以上のように第２実施形態の電気掃除機１１でも、二次電池１５の電圧が一時的に急激に低下しても、二次電池１５の過放電を防止する保護機能で二次電池１５の放電が停止されないようにしたので、起動直後等における二次電池１５の一時的な電圧低下にかかわらず、電動送風機１６を適正に運転できる。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１、２の発明によれば、電動送風機が起動された直後等の電池電圧の一時的な低下を原因として二次電池の放電を停止させないようにしたので、二次電池の保護機能にかかわらず電動送風機を適正に運転できる電気掃除機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電気掃除機の電気回路の構成を示す図。
【図２】図１の電気掃除機の二次電池の電圧変化と電動送風機の電流変化との関係を示すグラフ。
【図３】本発明の第２実施形態に係る電気掃除機の電気回路の構成を示す図。
【図４】図３の電気掃除機の二次電池の電圧変化と電動送風機の電流変化との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１１…電気掃除機
１２…掃除機本体
１３…操作部
１５…二次電池
１６…電動送風機
１７…制御手段
２１…電池電圧検出回路（電池電圧検出手段）
２２…操作信号検出部
２３…停止制御装置
２４…無効化部
２５…基準電圧変更部
Ｖ１、Ｖ２…基準電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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