(57)【要約】【課題】電気掃除機を使用する際の手元部を前後に動かす運動を利用して、効率的により多くの電力を発電することができる電気掃除機を提供する。【解決手段】電気掃除機において、電動送風機を有する掃除機本体と、含塵空気の吸込口を有する吸込口体と、清掃時に前記吸込口体を被清掃面に沿った所定の方向に移動させるための把持部及び前記電動送風機の動作状態を操作するための操作部を有する手元部と、前記手元部内に設けられた発電部と、を備え、前記発電部は、中空柱状の柱状管と、前記柱状管の少なくとも略中央部の外周に巻回されたコイルと、前記柱状管内に移動自在に設けられた可動磁石と、を有し、前記柱状管の両端は、前記所定の方向に沿って配置され、前記発電部は、前記可動磁石を前記略中央部側へと付勢する力を生じさせる付勢手段をさらに有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動送風機を有する掃除機本体と、
含塵空気の吸込口を有する吸込口体と、
清掃時に前記吸込口体を被清掃面に沿った所定の方向に移動させるための把持部及び前記電動送風機の動作状態を操作するための操作部を有する手元部と、
前記手元部内に設けられた発電部と、を備え、
前記発電部は、
中空柱状の柱状管と、
前記柱状管の少なくとも略中央部の外周に巻回されたコイルと、
前記柱状管内に移動自在に設けられた可動磁石と、を有し、
前記柱状管の両端は、前記所定の方向に沿って配置され、
前記発電部は、前記可動磁石を前記略中央部側へと付勢する力を生じさせる付勢手段をさらに有することを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】
前記付勢手段は、前記柱状管の両端部に設けられ、前記両端部に接近した前記可動磁石を前記略中央部側へと押し返す力を生じさせる反発部材を有することを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
前記反発部材は、弾性体からなることを特徴とする請求項２に記載の電気掃除機。
【請求項４】
前記反発部材は、前記可動磁石と反発する向きに配置された固定磁石からなることを特徴とする請求項２に記載の電気掃除機。
【請求項５】
前記付勢手段は、前記柱状管の前記略中央部を、前記柱状管の両端部よりも鉛直下方に位置するように配置した構成を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の電気掃除機。
【請求項６】
前記柱状管は、前記柱状管の前記略中央部が、前記柱状管における鉛直最下方に位置するように配置された略Ｕ字状に形成されたことを特徴とする請求項５に記載の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気掃除機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来における電気掃除機においては、移動操作を行う取手部及び電動送風機を操作する信号を発信する発信部を有する手元部に、棒状の磁石の周囲にコイルを可動自在に設けた発電機ユニットを設け、この発電機ユニットで発電された電力を用いて発信部を駆動するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−０７８６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示された従来における電気掃除機は、電気掃除機を使用する際に手元部を前後に動かす運動を利用して発電するものである。しかしながら、一般に電気掃除機を使用する際の手元部の動きは緩やかであるため、発信部を駆動するために必要な電力を十分に得ることができず、発信部を駆動することができない、あるいは、充電池を利用した場合でも発信部を駆動可能なまでに電力を蓄えるまでに時間を要するおそれがあるという課題がある。
【０００５】
また、特許文献１に示された従来における電気掃除機が備える発電機ユニットは、棒状の磁石の周囲にコイルを可動自在に設けたものである。発電機ユニットで発電された電力を利用するためには起電力が生じるコイルと発信部あるいは充電池とを配線で接続する必要がある。しかし、コイルは可動自在に設けられているため、配線の一端側は発信部等に固定される一方で、当該配線の他端側はコイルとともに可動する。このために、発電時のコイルの移動に伴って当該配線にストレスがかかり、断線等の不具合が発生するおそれがあるという課題もある。
【０００６】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、電気掃除機を使用する際の手元部を前後に動かす運動を利用して、効率的により多くの電力を発電することができる電気掃除機を得るものである。
【０００７】
また、第２の目的は、電気掃除機を使用する際の手元部を前後に動かす運動を利用して発電する時に可動する箇所に配線する必要がなく、断線等の可能性を低減することができる電気掃除機を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る電気掃除機においては、電動送風機を有する掃除機本体と、含塵空気の吸込口を有する吸込口体と、清掃時に前記吸込口体を被清掃面に沿った所定の方向に移動させるための把持部及び前記電動送風機の動作状態を操作するための操作部を有する手元部と、前記手元部内に設けられた発電部と、を備え、前記発電部は、中空柱状の柱状管と、前記柱状管の少なくとも略中央部の外周に巻回されたコイルと、前記柱状管内に移動自在に設けられた可動磁石と、を有し、前記柱状管の両端は、前記所定の方向に沿って配置され、前記発電部は、前記可動磁石を前記略中央部側へと付勢する力を生じさせる付勢手段をさらに有する構成とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る電気掃除機においては、電気掃除機を使用する際の手元部を前後に動かす運動を利用して、効率的により多くの電力を発電することができるという効果を奏する。また、電気掃除機を使用する際の手元部を前後に動かす運動を利用して発電する時に可動する箇所に配線する必要がなく、断線等の可能性を低減することができるという効果も併せ奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１及び実施の形態２に係る電気掃除機の全体構成を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る図１中のＡ部を拡大した断面図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係る図１中のＡ部を拡大した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
この発明を添付の図面に従い説明する。各図を通じて同符号は同一部分又は相当部分を示しており、その重複説明は適宜に簡略化又は省略する。
【００１２】
実施の形態１．
図１及び図２は、この発明の実施の形態１に係るもので、図１は電気掃除機の全体構成を示す斜視図、図２は図１中のＡ部を拡大した断面図である。
【００１３】
図１において、１は、電気掃除機の掃除機本体である。この掃除機本体１の前端部には、可撓性を有する蛇腹状のホース２の一端が着脱自在に接続されている。このホース２の他端には、中空円筒状の延長管３の一端が着脱自在に接続されている。延長管３の他端には、床面等の被清掃面上のごみや塵埃を含んだ空気（含塵空気）の吸込口を底面に有する吸込口体４が着脱自在に接続されている。
【００１４】
掃除機本体１の上部には、集塵室１ａが着脱自在に装着されている。掃除機本体１に接続されたホース２の前記一端側は、この集塵室１ａへと連通している。そして、吸込口体４、延長管３及びホース２により、含塵空気を吸込口から集塵室１ａ内へと流入させるための吸引経路が構成されている。
【００１５】
また、掃除機本体１の内部には、図示しない電動送風機、制御回路基板や電源コードのコードリール等が収容されている。掃除機本体１は、電源コードの端部に設けられた電源プラグ５が外部電源（コンセント）に接続されることで通電し、電動送風機が駆動されて吸引動作を行う。
【００１６】
延長管３の前記一端側とホース２の前記他端側との接続部分には、電気掃除機の使用者が持つための把持部６及び掃除機本体１の運転状態（電動送風機の動作状態）を操作するためのスイッチ等を有する操作部７が設けられている。以後、これらの把持部６と操作部７とを併せて手元部という。
【００１７】
この手元部（把持部６及び操作部７）の断面を拡大して示すのが図２である。手元部内には、操作部７のスイッチや運転状態を表示するためのＬＥＤ等が取り付けられた基板や、操作部７になされた操作に従い操作信号を掃除機本体１へと例えば無線通信により送信したり、操作部７のＬＥＤの表示状態等を制御したりするための制御部８に加え、制御部８の動作に必要な電力を発電して供給する発電部が収容されている。
【００１８】
発電部は、柱状管９、コイル１０、可動磁石１１及び反発部材１２から構成されている。柱状管９は、中空柱状の管体であり、ここでは略円柱状のものが用いられている。柱状管９の外側の少なくとも略中央部には、コイル１０が巻回されている。このコイル１０を構成する電気導線は制御部８に接続されている。
【００１９】
柱状管９内には、可動磁石１１が柱状管９内において移動自在に設けられている。この可動磁石１１の形状は、柱状管９の内径よりも小さい外径寸法を持つ略円柱状又は略球状である。柱状管９の両端部には、接近してきた可動磁石１１を柱状管９の中央側の方向へと押し返す反発部材１２が取り付けられている。この反発部材１２は、具体的には、バネ、ゴム等の弾性体や可動磁石１１と反発する向きに配置された固定磁石等が用いられる。
【００２０】
柱状管９は、被清掃面に対して略平行となるように配置されている。通常においては、被清掃面は略水平面であることが多く、すなわち、被清掃面が略水平面である場合には、柱状管９も略水平に配置されることとなる。
【００２１】
また、さらに、柱状管９の両端が、清掃時における手元部の移動方向である所定の方向に沿って配置されるようにもなっている。清掃時（電気掃除機の使用時）においては、使用者は把持部６を持って吸込口体４が前後方向（図２に図面に向かって左右方向）に移動するように動かすのが通常であるから、柱状管９の両端が吸込口体４の前後方向に沿った方向に位置するように、柱状管９が配置される。
【００２２】
このように構成された電気掃除機を用いて清掃を行う際には、使用者は、把持部６を持ち、吸込口がある吸込口体４の底面を被清掃面に沿わせた状態で、吸込口体４を前後方向に往復運動させるように、吸込口体４、延長管３及び手元部を一体として動かす。すると、柱状管９及びコイル１０は、手元部内に固定された収容されているため、手元部とともに前後方向に往復運動する。
【００２３】
可動磁石１１は、柱状管９内に可動に設けられているため、慣性によって柱状管９及びコイル１０に対して、前後方向に相対運動する。すると、コイル１０内を通る磁束が変化して、コイル１０に電磁誘導による起電力が発生する。こうして、使用者が把持部６を持ち前後させることにより発電部において起電力が発生し発電が行われる。
【００２４】
ここで、柱状管９内を前後に移動する可動磁石１１が、柱状管９の一端に接近すると反発部材１２の作用により柱状管９の中央側すなわち他端側へと押し返される。また、可動磁石１１が柱状管９の他端に接近した場合も同様に反発部材１２の作用により一端側へと押し返される。
【００２５】
このようにして、柱状管９内を前後に移動して柱状管９の端部に接近した可動磁石１１は、反発部材１２の作用により反対側へと押し返されるため、可動磁石１１の移動速度が速くなり、また、可動磁石１１がコイル１０内を通過する回数も多くなる。起電力は磁束の時間変化率に比例するため、可動磁石１１の移動速度が速くなることでコイル１０で発生する起電力は大きくなる。また、一定時間内にコイル１０内を可動磁石１１が通過する回数が多くなれば、当然、コイル１０で発生する電力量も大きくなる。
【００２６】
したがって、柱状管９の両端部に設けられた反発部材１２の作用により、手元部の前後往復運動により引き起こされた可動磁石１１の前後移動がより速い速度で、より多い回数行われるようになり、より効率的により多くの電力量を発電することができる。
【００２７】
なお、発電部で発電された電力は、制御部８に供給される。発電部より制御部８に供給された電力は、例えば、制御部８に搭載されたマイコンの駆動電源、操作部７のＬＥＤ等のための電源、無線通信手段の駆動電源、光学式センサや振動検出センサ等の各種センサ用の電源などとして用いることができる。
【００２８】
また、発電部で発電された電力を蓄積しておく二次電池をさらに備えることにより、発電部で発電された余剰の電力を二次電池に蓄積しておき、発電部での発電力が必要とする電力量よりも少なくなった際に二次電池の電力も使用するようにすることで、発電された電力をより有効に活用することが可能である。
【００２９】
以上のように構成された電気掃除機は、電動送風機を有する掃除機本体と、含塵空気の吸込口を有する吸込口体と、清掃時に吸込口体を被清掃面に沿った所定の方向に移動させるための把持部及び前記電動送風機の動作状態を操作するための操作部を有する手元部と、手元部内に設けられた発電部と、を備えている。そして、発電部は、中空柱状の柱状管と、柱状管の少なくとも略中央部の外周に巻回されたコイルと、柱状管内に移動自在に設けられた可動磁石と、を有し、柱状管の両端は、前記所定の方向に沿って配置されている。その上で、発電部は、可動磁石を前記略中央部側へと付勢する力を生じさせる付勢手段である反発部材をさらに有するものである。
【００３０】
このため、電気掃除機を使用する際の手元部を前後に動かす運動を利用して発生させる可動磁石の往復運動を、付勢手段である反発部材により促進し、効率的により多くの電力を発電することが可能である。また、コイルが可動しないため、断線等の可能性を低減することができる。
【００３１】
実施の形態２．
図１及び図３は、この発明の実施の形態２に係るもので、図１は電気掃除機の全体構成を示す斜視図、図３は図１中のＡ部を拡大した断面図である。
【００３２】
ここで説明する実施の形態２は、前述した実施の形態１の構成において、柱状管の端部に達した可動磁石を柱状管９の中央部へと引き戻す復元力として、可動磁石に働く重力を利用することができるように、柱状管の形状を略Ｕ字状としたものである。
【００３３】
すなわち、図３に示すように、電気掃除機の手元部内に収容された発電部の柱状管９の形状は、柱状管９の略中央部が柱状管９の両端部よりも鉛直下方に位置するように、滑らかに曲げられて略Ｕ字状となっている。そして、柱状管９の略中央部が、柱状管９における鉛直最下方に位置するようになっており、柱状管９の少なくともこの略中央部の外周に、コイル１０が巻回されている。
【００３４】
柱状管９の断面は略円形状であり、柱状管９内に可動に配置される可動磁石１１の形状は、柱状管９の内径よりも小さい外径寸法を持つ略球状である。そして、略水平面である被清掃面に吸込口体４の底面を沿わせた状態で使用者が把持部６を持ち、静止した状態では、可動磁石１１は柱状管９の略Ｕ字状の最下部（すなわち、柱状管９の略中央部）に位置するようになっている。
【００３５】
また、柱状管９の両端部には、実施の形態１と同様、接近してきた可動磁石１１を柱状管９の中央側の方向へと押し返す反発部材１２が取り付けられている。
なお、他の構成については、実施の形態１と同様であって、その説明は省略する。
【００３６】
このように構成された電気掃除機を用いて清掃を行う際には、先に説明した実施の形態と同様、使用者は、把持部６を持ち、吸込口がある吸込口体４の底面を被清掃面に沿わせた状態で、吸込口体４を前後方向に往復運動させるように、吸込口体４、延長管３及び手元部を一体として動かす。すると、柱状管９及びコイル１０は、手元部内に固定された収容されているため、手元部とともに前後方向に往復運動する。
【００３７】
可動磁石１１は、柱状管９内に可動に設けられているため、慣性によって柱状管９及びコイル１０に対して相対運動する。この際の可動磁石１１の移動経路は、柱状管９の形状に沿って略Ｕ字状になる。このコイル１０に対する可動磁石１１の相対運動により、コイル１０内を通る磁束が変化して、コイル１０に起電力が発生する。こうして、使用者が把持部６を持ち前後させることにより発電部において起電力が発生し発電が行われる。
【００３８】
ここで、柱状管９内を移動する可動磁石１１が、柱状管９における鉛直最下位である略中央部よりも端部側に位置している場合には、可動磁石１１に働く重力が、可動磁石１１を柱状管９の略中央部へと引き戻すような復元力として作用する。
【００３９】
そして、この復元力により、柱状管９（及びコイル１０）に相対的な可動磁石１１の往復運動が促進され、可動磁石１１の移動速度が速くなり、また、可動磁石１１がコイル１０内を通過する回数も多くなる。したがって、コイル１０で発生する起電力・電力量が大きくなり、実施の形態１と同様により効率的により多くの電力を発電部において発生することができる。
【００４０】
また、ここでは、以上に併せて実施の形態１と同様の反発部材１２を柱状管９の両端に設けているため、この反発部材１２の作用によっても、手元部の前後往復運動により引き起こされた可動磁石１１の前後移動がより速い速度で、より多い回数行われるようになり、さらに効率的にさらに多くの電力量を発電することができる。
【００４１】
以上のように構成された電気掃除機は、実施の形態１の構成において、発電部が有する可動磁石を略中央部側へと付勢する力を生じさせる付勢手段を、柱状管の略中央部を、柱状管の両端部よりも鉛直下方に位置するように配置することにより構成したものである。具体的には、柱状管を、柱状管の略中央部が柱状管における鉛直最下方に位置するように配置された略Ｕ字状に形成している。
【００４２】
このため、略Ｕ字状の柱状管内の可動磁石に働く重力が、可動磁石を柱状管の略中央部へと復元する力として作用するため、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００４３】
なお、ここでは電気掃除機の型式として、床移動型（キャニスター型）を例に挙げて説明したが、縦型（ほうき型、スティック型）やハンディ型であっても適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１    掃除機本体
１ａ  集塵室
２    ホース
３    延長管
４    吸込口体
５    電源プラグ
６    把持部
７    操作部
８    制御部
９    柱状管
１０    コイル
１１    可動磁石
１２    反発部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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