JP2005110815A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転清掃体を駆動する駆動手段の回転数制御を無段階に実施することができ、かつ、駆動手段に印加する直流電源の電圧を降圧する降圧運転モードと駆動手段に印加する直流電源の電圧を降圧しない非降圧運転モードとの切替え時の回転数制御もスムーズに実施することができる電気掃除機を提供する。
【解決手段】 スイッチング制御手段３５によってスイッチング素子４１を制御して直流電源１０から磁気部品４２へのエネルギーの蓄積と放出とを繰返して直流電源１０の電圧を降圧させる。これにより、回転清掃体を回転駆動する駆動手段２０の回転数制御を無段階に実施することができ、かつ、駆動手段２０に印加する直流電源１０の電圧を降圧する降圧運転モードと駆動手段２０に印加する直流電源１０の電圧を降圧しない非降圧運転モードとの切替え時の回転数制御もスムーズに実施することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電気掃除機に関し、特に電気掃除機の回転清掃体を駆動する電動機の駆動制御に関する。

従来の電気掃除機において、床ブラシ（吸込口体）に電動機を搭載して、この電動機によって回転ブラシ（回転清掃体）を回転させることにより、ゴミ吸取り能力（出力）を向上させる技術が、例えば特許文献１に開示されている。

ところで、特許文献１において開示されている方法によれば、リレーの切り替えによって抵抗を切り替えて電圧を降圧させることにより床ブラシ（吸込口体）のモータに対するパワー制御を行っている。より具体的には、ダイオードブリッジで整流された直流電源を抵抗により降圧する回路側と無抵抗回路側とをリレーによって切替えて、電動機に供給している。すなわち、床ブラシ（吸込口体）の回転ブラシ（回転清掃体）の掃除性能を向上させたい時は、リレーを無抵抗回路側に切替えて電動機の回転数を高めるようにしている。

しかしながら、このような降圧手法によれば、無段階の回転数制御を実現するような場合には、抵抗により降圧する降圧回路の経路を複数設けることになり、リレーと抵抗素子が増加することになるので、実際上は実施が困難である。

特開平２−１３１７３４号公報

従来の方法によれば、リレーを降圧回路側から無抵抗回路側への切替え時、または、無抵抗回路側から降圧回路側への切替え時における、電動機の回転数制御がしづらいといった課題を有している。例えば、降圧回路側から無抵抗回路側への切替える時に電動機の回転数を徐々に上げたり、または、無抵抗回路側から降圧回路側への切替える時に電動機の回転数を徐々に下げたりする場合などである。電動機の急激な回転数変化は、振動や騒音を発生し、電気掃除機の使用者に不快感を与えるといった不具合を生じてしまう。

本発明は、回転清掃体を駆動する電動機の回転数制御を無段階に実施することができ、かつ、電動機に印加する直流電源の電圧を降圧する降圧運転モードと電動機に印加する直流電源の電圧を降圧しない非降圧運転モードとの切替え時の回転数制御もスムーズに実施することができる電気掃除機を提供することを目的とする。

本発明の電気掃除機（例えば、コードレスのキャニスタ型やアップライト型の電気掃除機）は、直流電源と、回転駆動可能な回転清掃体（回転ブラシ）を有する吸込口体と、前記吸込口体に設けられ、前記直流電源を駆動源として前記回転清掃体を回転駆動する駆動手段と、前記直流電源の出力電圧を降圧させて前記駆動手段に印加する降圧手段と、を備え、前記降圧手段は、前記直流電源及び前記駆動手段と直列に接続された磁気部品（例えば、リアクトル）と、前記直流電源及び前記駆動手段と直列に接続されていて制御端子を有するスイッチング素子と、このスイッチング素子にスイッチング信号を入力してスイッチング制御するスイッチング制御手段と、前記直流電源及び前記駆動手段と並列に接続された整流部品（例えば、ダイオードやＭＯＳＦＥＴ）と、前記直流電源及び前記駆動手段と並列に接続された容量性部品（例えば、コンデンサ）とを含み、前記スイッチング制御手段によって前記スイッチング素子を制御することにより、前記直流電源から前記磁気部品へのエネルギーの蓄積と放出とを繰返して前記直流電源の電圧を降圧する。

本発明によれば、回転清掃体を駆動する駆動手段の回転数制御を無段階に実施することができ、かつ、駆動手段に印加する直流電源の電圧を降圧する降圧運転モードと駆動手段に印加する直流電源の電圧を降圧しない非降圧運転モードとの切替え時の回転数制御もスムーズに実施することができる。

本発明の第一の実施の形態を図１ないし図８に基づいて説明する。

［１．電気掃除機の構成］
［１−１．電気掃除機の外観構成］
図１は本実施の形態の電気掃除機１の外観構成を概略的に示す斜視図である。

本発明の実施形態として、コードレスのキャニスタ型の電気掃除機１を用いた。その本体ケース２の本体吸込口１１に対して可撓性を有するホース体５が着脱自在に取り付けられていて、そのホース体５に対して先端部に吸込口体３を着脱自在に備えた伸縮可能な接続管としての延長管４が着脱自在に接続されている構成となっている。詳細は後述するが、吸込口体３には、電動で回転する回転清掃体（回転ブラシ）２１（図２参照）などが備えられている。

本体ケース２内には、電動送風機６及び直流電源１０（図３参照）が内蔵されており、この本体ケース２の上面には、取手手段としてのハンドル８が設けられている。このハンドル８は、平面視略Ｙ字状に形成されている。また、このハンドル８の近傍には、複数の発光ダイオードを備えた表示手段１４が配置されている。

本体ケース２の内部、ホース体５の内部、及び延長管４の内部は、電動送風機６の動作によって負圧となる空間を構成する。したがって、吸込口体３は、そのような空間に連通している。また、本体ケース２の後面略中央には、充電台（図示せず）にセットして直流電源１０に電力を供給させて、直流電源１０を充電させるための充電端子（図示せず）が設けられている。

ホース体５は、その基端が、集塵室としてのダストカップ１２を介して電動送風機６の吸込側に連通するように本体吸込口１１に着脱可能に接続されている。本体ケース２の側板部には、電動送風機６に連通して略前側側方に向けて開口する排気口１３が複数穿設されている。

また、ホース体５の先端には、略“く”の字状に屈曲した操作手段としての手元操作部７が設けられている。この手元操作部７には、操作者の指で操作可能な位置に操作部としての運転モード切替操作部９が設けられている。この運転モード切替操作部９は、電動送風機６の電源スイッチを兼ね、この電動送風機６をそれぞれ異なる駆動状態にする複数種類の運転モードを選択することができるように構成されている。具体的には、図３中に示すように、ホース体５から延長管４の方向に向けて、運転モードである停止設定用の操作ボタン（停止用のスイッチ）９ａ、運転モードである弱運転設定用の操作ボタン９ｂ、運転モードである強運転設定用の操作ボタン９ｃが一列に順次並んで配設されている。

［１−２．吸込口体の構成］
次に、吸込口体３の構成について詳述する。図２は、吸込口体３の構成を掃除面（底面）側から見た様子を示す平面図である。図２に示すように、吸込口体３には駆動手段としての電動機２０が配設されており、この電動機２０の回転は、動力伝達機構２２により回転清掃体２１に伝達されるようになっている。この動力伝達機構２２は、電動機２０の出力軸２０ａに取り付けられたタイミングプーリ等のプーリ２２ａと、回転清掃体２１の支持軸２1ａに取り付けられたタイミングプーリ等のプーリ２２ｂと、これらプーリ２２ａ、２２ｂに掛け渡されたタイミングベルト等のベルト２２ｃとで構成されている。すなわち、電動機２０の回転は、出力軸２０ａ、プーリ２２ａ、ベルト２２ｃ、プーリ２２ｂを介して回転清掃体２１に伝達される。この回転清掃体２１には、例えば、可撓性のブレードと毛群の列とを交互に、かつ、螺旋状に配設してなる払式部材２１ｂが設けられている。なお、払式部材２１ｂとしては通常のブラシ等であってもよい。さらに、吸込口体３の掃除面（底面）側には、電動機２０のスイッチとして機能する掃除面スイッチ２３が配設されている。

［２．制御回路］
［２−１．制御回路の構成及びその作用］
次に、このような構造の電気掃除機１における電動送風機６に対する制御回路の構成及びその作用について説明する。

ここで、図３は電気掃除機１の制御回路を示す回路図である。図３に示すように、電気掃除機１の本体ケース２内に配設された電動送風機６は、充電端子（図示せず）を介して充電可能な直流電源１０と、電動送風機スイッチ３１とに接続されている。この電動送風機スイッチ３１は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）やバイポーラトランジスタなどの制御端子を有するスイッチである。このような電動送風機スイッチ３１は、運転モード切替操作部９の操作ボタンの操作に従い、電気掃除機１全体を制御する電気掃除機制御手段３３を構成する電動送風機制御部３２によりオンオフ制御される。このようにして電動送風機スイッチ３１をオンオフ制御することにより、電動送風機６の出力を制御することが可能になっている。

一方、吸込口体３内に配設された電動機２０は、直流電源１０と、降圧手段３４を構成するものであって直流電源１０の出力電圧を降圧して電動機２０に出力する降圧手段主回路部３４ａとに接続されている。また、掃除面スイッチ２３が、降圧手段主回路部３４ａと電動機２０との間に接続されている。

電気掃除機１全体を制御する電気掃除機制御手段３３は、前述した電動送風機制御部３２のほかに、降圧手段制御部３５、記憶手段３６及び電圧読取部３７などから構成されている。また、この電気掃除機制御手段３３には、前述した手元操作部７の運転モード切替操作部９、本体ケース２上部に配設された複数の発光ダイオードを備えた表示手段１４のほかに、直流電源１０の電圧検出部３８及び降圧回路の出力電圧検出部３９などが接続されている。このような電気掃除機制御手段３３は、複数の回路部品及び複数のマイクロコンピュータから構成され、または、１個のマイクロコンピュータを中心に構成されている。

電力を供給する直流電源１０は、例えば、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などの電池を複数本直列に接続した二次電池１０ａ、サーミスタ（図示せず）、二次電池識別手段（図示せず）及びサーモスタット（図示せず）などから構成されている。

［２−２．降圧手段］
次に、電気掃除機１における電動機２０に対する降圧手段３４について詳述する。

降圧手段３４は、主に、ＦＥＴまたはバイポーラトランジスタなどの制御端子を有するスイッチング素子４１、エネルギーの蓄積と放出の役割をなす磁気部品として用いられるリアクトル４２、整流部品であるダイオード４３、容量性部品であるコンデンサ４４及び降圧手段制御部３５などにより構成されている。なお、スイッチング素子４１、リアクトル４２、ダイオード４３及びコンデンサ４４は、降圧手段主回路部３４ａの構成部品である。

リアクトル４２は、主に、巻線（コイル）と磁性材料からなるコアから構成され、巻線の中にコアが挿入されている。このようなリアクトル４２のコア材料は、フェライト、センダスト、パーマロイ、アモルファス合金などの磁性材料であり、コアの形状は、ソレノイド形状やトロイド形状などである。このリアクトル４２の巻線に流れる電流はスイッチング素子４１をオンオフ制御することによって制御され、このような動作により、リアクトル４２はエネルギーの蓄積と放出を行う。

降圧手段制御部３５は、スイッチング制御手段として機能するものであり、降圧手段３４に設けられているスイッチング素子４１のオンオフ動作を制御する。より具体的には、降圧手段制御部３５は、オンオフのパルス信号の周波数を設定し、パルス信号のパルス幅（オン時間／（オン時間＋オフ時間）＝デューティ）を変化させ、そしてそのパルス信号を出力する機能を備えている。したがって、降圧手段３４を構成する降圧手段主回路部３４ａの出力電圧は、降圧手段制御部３５から出力されるパルス信号のパルス幅によって制御されることになる。なお、直流電源１０の出力電圧に対する降圧手段３４により降圧された出力電圧の比を、降圧率と呼ぶ（降圧率＝降圧手段３４により降圧された出力電圧／直流電源１０の出力電圧）。

ここで、降圧手段制御部３５から出力するパルス信号の周波数の設定方法及びパルス幅を変調する具体的な方法について説明する。ここで、図４は降圧手段制御部３５の構成例を示す回路図である。まず、図４において、運転モード切替操作部９の操作により降圧手段制御部３５を動作させる。この降圧手段制御部３５において、誤差増幅器５１に対しては、基準電圧部５２と入力電圧部５３とからそれぞれ信号が入力される。そして、その誤差増幅器５１の出力信号と、発振部５４から発振される三角波信号とが信号比較部５５にそれぞれ入力される。なお、三角波信号を発振する発振部５４としては、周知のものを用いれば良い。そして、信号比較部５５からパルス信号が出力され、スイッチング素子４１のオンオフを制御する。ここで、発振部５４から発振される三角波信号の周波数を適宜設定することによりパルス信号の周波数を可変することができる。また、図４に例示する回路構成によれば、スイッチ５６を適宜スイッチングすることにより、入力電圧部５３の電圧値を変化させることができるので、信号比較部５５から出力されるパルス信号のパルス幅を変化させることができる。なお、スイッチ５６のスイッチング方法は、記憶手段３６に記憶させている。パルス信号の周波数は、電動機２０（回転清掃体２１）の回転周波数よりも高く設定し、降圧手段３４の出力電圧のリップルによる電動機２０の回転への影響を減ずるようにすることができる。さらに、このパルス信号の周波数を、電動機２０（回転清掃体２１）の回転周波数の１０倍以上に設定することにより、出力電圧リップルによる電動機２０（回転清掃体２１）の振動はほとんどなくなり、またその振動に伴う騒音も気にならないレベルに効果的に低減することができることが明らかになった。したがって、このような条件に設定することにより、操作者はその振動および騒音による不快感を受けることなく掃除機を使用することができる。

ところで、降圧手段制御部３５から出力するパルス信号の周波数の可変方法及びパルス幅の変調方法の別の具体例として、マイクロコンピュータ（以下、マイコンという。）等を利用したディジタル処理によっても実現可能である。この場合、電気掃除機１がマイコン（図示せず）を備えていることが前提となる。ここで、図５はマイコンで処理される三角波信号とパルス信号との関係を示すタイミングチャートである。図５中の三角波信号は、マイコンのタイマカウンタを利用してディジタル的に生成された信号である。そこで、マイコンにおけるアップ／ダウンカウンタモードでは、カウンタ値の最大値ＴＣｐ１を予め設定することにより、パルス信号の周期Ｔｐ（ｋ）は、
Ｔｐ（ｋ）＝２×ＴＣｐ１×タイマカウンタクロック［ｓｅｃ］
となる。よって、パルス信号の周波数ｆｐ（ｋ）は、
ｆｐ（ｋ）＝１／（２×ＴＣｐ１×タイマカウンタクロック）［Ｈｚ］
として設定できる。そこで、記憶手段３６に記憶された設定値Ｓ（ｋ）とタイマカウンタの値である三角波信号とを比較し、タイマカウンタ値（三角波信号）が設定値Ｓ（ｋ）を超えたときにスイッチング素子４１に入力するパルス信号がオンになるようにプログラミングする。具体的には、このような設定値Ｓを、記憶手段内３６にデータテーブルか関係式のような形式で記憶させておけば良い。そして、電気掃除機１の状態に応じた設定値Ｓを選択または算出し、タイマカウンタ値（三角波信号）と比較することによって、パルス幅ＰＷ（ｋ）［sec］を変化させる。設定値Ｓの選択方法は、あらかじめ記憶手段３６に記憶させておく。これによって、パルス幅ＰＷ（ｋ）が決定されるため、スイッチング素子４１に入力するデューティＤｕ（ｋ）を、
Ｄｕ（ｋ）＝ＰＷ（ｋ）／（２×ＴＣｐ１×タイマカウンタクロック）［％］
として設定することができる。

このような降圧手段３４の降圧手段主回路部３４ａは、例えば、直流電源１０側に接続される入力端子Ｐａと、共通端子Ｐｂと、電動機２０側に接続される出力端子Ｐｃとを有している。入力端子Ｐａは、スイッチング素子４１（ここではＰチャネルＭＯＳＦＥＴ）のソース端子に接続されている。一方、スイッチング素子４１のドレイン端子は、ダイオード４３のカソード端子が接続されている。また、スイッチング素子４１のゲート端子には、降圧手段制御部３５が接続されている。そして、スイッチング素子４１とダイオード４３との接続点とリアクトル４２の一方の端子とが接続されており、ダイオード４３のアノード端子が共通端子Ｐｂに接続されている。また、リアクトル４２の他方の端子とコンデンサ４４の一方の端子が接続されている。さらに、コンデンサ４４の他方の端子と共通端子Ｐｂが接続されていて、リアクトル４２とコンデンサ４４との接続点が出力端子Ｐｃに接続されている。降圧手段３４は、このような構成により、出力端子Ｐｃと共通端子Ｐｂとの間に、直流電源１０の降圧された電圧を出力するように構成されている。

ここで、降圧手段３４の降圧動作を説明する。降圧手段制御部３５から出力されるパルス信号によりスイッチング素子４１をオンにすると降圧手段主回路部３４ａには、リアクトル４２にエネルギーを蓄積し、かつコンデンサ４４を充電する電流と、コンデンサ４４から放電される電流とが流れる。次に、降圧手段制御部３５によりスイッチング素子４１をオフにすると降圧手段主回路部３４ａには、リアクトル４２に蓄積されていたエネルギーの放出によってコンデンサ４４を充電する電流と、コンデンサ４４から放電される電流とが流れる。さらに、このままスイッチング素子４１のオフ状態を継続していると、降圧手段主回路部３４ａには、コンデンサ４４から放電される電流のみが流れる。このように、降圧手段制御部３５がスイッチング素子４１を連続的にオンオフさせることによって、リアクトル４２へのエネルギー蓄積とリアクトル４２からのエネルギー放出との繰返しを実現する。これにより、コンデンサ４４の電圧は直流電源１０よりも低い電圧で充電され、電動機２０に対して供給されることになる。

上述したような構成によれば、スイッチング素子４１と電動機２０とが直列に接続されていることから、スイッチング素子４１は、リアクトル４２へのエネルギーの蓄積と放出を調整する役割だけでなく、電動機２０の電源スイッチとしての役割も兼ねることになる。したがって、電動機２０の電源スイッチを別途用意する必要がなくなるので、余分な部品を使用する必要がない。

［２−３．降圧手段による効果］
以上のような手法によれば、パルス信号の周波数を設定し、パルス幅を変化させることによって、降圧手段３４の降圧率を制御することができる。例えば、図６（ａ）に示すように、電動機２０に印加する直流電源１０の電圧を降圧する降圧運転モードから電動機２０に印加する直流電源１０の電圧を降圧しない非降圧運転モード（スイッチング素子４１を常時オンにするモード）に切替える際には、降圧手段制御部３５から出力するパルス信号のパルス幅を短く（デューティを小さく）することにより、降圧率が小さく（電動機２０に供給される電圧が低く）なるので、回転清掃体２１の回転数を遅くすることができる。また、図６（ｂ）に示すように、非降圧運転モード（スイッチング素子４１を常時オンにするモード）から降圧運転モードに切替える際には、降圧手段制御部３５から出力するパルス信号のパルス幅を長く（デューティを大きく）することにより、降圧率が大きく（電動機２０に供給される電圧が高く）なるので、回転清掃体２１の回転数を速くすることができる。このように、降圧手段３４において降圧運転モードと非降圧運転モードを切替える際に、降圧手段制御部３５から出力するパルス信号のパルス幅を徐々に変化させるだけで、回転清掃体２１の回転数制御を無段階に容易に実現することができる。よって、様々な掃除状況に対応可能な電気掃除機１を実現できる。なお、このようなパルス幅の変調方法は、予め記憶手段３６に記憶させておく。

ところで、降圧手段３４により直流電源１０の出力電圧を降圧する場合は、降圧手段主回路部３４ａを構成する回路部品等による電力損失をきたす。この電力損失は、降圧手段主回路部３４ａの出力電力に依存する。一方、回転清掃体２１の清掃性能を高めたい時には、大きな電力を電動機２０に供給して電動機２０の回転数を速くする必要がある。大きな電力は、二次電池１０ａの一充電当りの使用時間を短くする。そこで、図７に示すように、非降圧運転モード（スイッチング素子４１を常時オンにする）時に、回転清掃体２１の回転数が最大回転数（Ｎ３）になるように、電気掃除機１の運転モード（最大出力運転モード）を設定する。このようにして、回転清掃体２１の清掃性能を高める時に電力損失が小さい非降圧運転モードにすることにより、最大出力運転モード時の二次電池１０ａの一充電当りの使用時間を長くすることができる。

また、直流電源１０の出力電圧と降圧率との関係を、図８に示すようなテーブルデータや関係式の形式で、記憶手段３６に記憶させておく。直流電源１０として二次電池１０ａを使用する場合、充電後、電気掃除機１の使用に伴って電池電圧が低下してくる。よって、直流電源１０の出力電圧を電圧検出部（電圧検出手段）３８で検出し、その出力電圧毎に降圧率を設定することによって、多種の仕様の運転モードを容易に実現することができる。例えば、一充電当りの連続使用時間が長い運転モードとか、ゴミ集塵力の強さを重視した運転モードなど、である。

ここに、スイッチング制御手段である降圧手段制御部３５によってスイッチング素子４１を制御して直流電源１０から磁気部品であるリアクトル４２へのエネルギーの蓄積と放出とを繰返して直流電源１０の電圧を降圧させることにより、回転清掃体（回転ブラシ）２１を回転駆動する電動機２０の回転数制御を無段階に実施することが可能になり、かつ、電動機２０に印加する直流電源１０の電圧を降圧する降圧運転モードと電動機２０に印加する直流電源１０の電圧を降圧しない非降圧運転モードとの切替え時の回転数制御もスムーズに実施可能となる。

次に、本発明の第二の実施の形態を図９に基づいて説明する。なお、前述した第一の実施の形態と同じ部分は同じ符号で示し説明も省略する。本実施の形態は、第一の実施の形態で示した降圧手段主回路部３４ａの変形例である。

図９は、本発明の第二の実施の形態の降圧手段主回路部３４ａの構成例を示す回路図である。図９に示すように、本実施の形態の降圧手段主回路部３４ａでは、整流部品としてＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor）４５が用いられている。第一の実施の形態のように整流部品としてダイオード４３を使用する場合、アノードとカソードとの間に電位差が存在する。この電位差はダイオードを並列に接続しても小さくならないため、損失の低減化に一定の限界が存在する。一方、ＭＯＳＦＥＴ４５を整流部品として用いた場合、並列に接続（低オン抵抗化）することによって、理論的に、損失を限りなく小さくすることが可能である。したがって、二次電池１０ａの利用効率が上がるだけでなく、降圧手段主回路部３４ａの放熱設計が容易になり、また、小型化することができる。

［変形例］
なお、各実施の形態においては、いわゆるキャニスタ型の電気掃除機１への適用例を説明したが、いわゆるアップライト型の電気掃除機に適用することも可能である。ここで、アップライト型の電気掃除機６０について図１０を参照しつつ簡単に説明する。図１０に示す電気掃除機６０は、いわゆる循環式かつサイクロン式であるアップライト型の掃除機である。この電気掃除機６０は、ケース体としての掃除機本体６１を備えており、この掃除機本体６１は、前後方向に対する左右方向に向けて分割可能に形成されており、内部に電動送風機６が収容される中空なモータケース部６２を有している。このモータケース部６２は、截頭円錐体の上端面を互いに対向させて接触させた形状に形成されている。そして、特に図示しないが、このモータケース部６２内には、電動送風機６の吸込側を一端である下端側に向けた状態で、この電動送風機６が収容されている。

さらに、モータケース部６２の後側の側面部には、中空な細長略角筒状の風路としての風路ケース部６３が並設されている。また、モータケース部６２は、風路ケース部６３の軸方向に軸方向を沿わせた状態で、この風路ケース部６３の前側でかつ軸方向における中間域に一体的に取り付けられている。さらに、モータケース部６２の長手方向における一端面である上端面における前側には、一端部が風路ケース部６３の前側の上端域に一体的に接続された取手部６４の他端部が、このモータケース部６２の前側の側面部に渡って一体的に取り付けられている。この取手部６４は、掃除機本体６１を持ち運ぶ際に用いられる把持部であり、細長棒状体を円弧状に湾曲させた状態で取り付けられている。

そして、風路ケース部６３の上端面における後側には、この風路ケース部６３の軸方向に対して、この風路ケース部６３の後側に向けて折り曲げ可能な細長略棒状のハンドル体６５が突設されている。このハンドル体６５は、風路ケース部６３の後側に向けて折り曲げて風路ケース部６３に固定させることが可能になっている。

次いで、このハンドル体６５は、先端に向けて徐々に細くなる先細状に形成されており、このハンドル体６５の先端部には、このハンドル体６５の長手方向に対してこのハンドル体６５の後方に向けて屈曲した長手方向を有する細長略棒状の手許操作部６６が一体的に設けられている。この手許操作部６６は、使用者が把持してハンドル体６５を容易に操作できるような形状に形成されている。また、この手許操作部６６の基端域であるハンドル体６５の前側には、電動送風機６の駆動をオンオフさせる操作手段としての操作スイッチ６７が取り付けられている。

一方、風路ケース部６３の内部には、モータケース部６２に連通して、このモータケース部６２内の電動送風機６の排気側に連通する外部風路としての循環風路である排気風路（図示せず）が形成されている。この排気風路は、風路ケース部６３内の略全域に亘って、この風路ケース部６３の長手方向に沿って形成されている。そして、この排気風路は、吸込口体３の吸込口６９に連通しており、電動送風機６からの排気風を風路ケース部６３の下端部から吸込口体３の吸込口６９へと循環させる。

また、風路ケース部６３の下端部には、吸込口体３に代えて使用されるものであって可撓性を有する湾曲可能な細長円筒状のホース体７０が、風路ケース部６３の排気風路に対して着脱自在に設けられている。図１０に示すように、このホース体７０を使用しない場合には、このホース体７０を掃除機本体６１に保持させておく。

加えて、モータケース部６２の下側には、電動送風機６による吸気とともに吸い込まれた塵埃を分離して捕捉する塵埃分離部としての集塵カップ７１が着脱可能に取り付けられている。より詳細には、この集塵カップ７１は、風路ケース部６３の長手方向における側方、具体的には、風路ケース部６３の前側に配設される。また、この集塵カップ７１は、吸込風とともに吸い込んだ塵埃を集塵する略有底円筒状の集塵部としてのカップ部７２を備えている。

なお、各実施の形態において、直流電源として二次電池１０ａを用いた場合を例示したが、図１１に示すような通常の商用電源８０から整流回路による直流電源を同様に用いても良い。図１１に示すように、電動送風機６は、交流電力を与えることにより回転する電動機に送風機をとりつけた構造であり、電動送風機６を動作させるためのスイッチはトライアック８１を用いている。直流変換部８２は、商用電源８０から直流電圧を得る回路ブロックである。

本発明の第一の実施の形態の電気掃除機の外観構成を概略的に示す斜視図である。 吸込口体の構成を掃除面（底面）側から見た様子を示す平面図である。 電気掃除機の制御回路を示す回路図である。 降圧手段制御部の構成例を示す回路図である。 マイコンで処理される三角波信号とパルス信号との関係を示すタイミングチャートである。 降圧手段により降圧運転モードと非降圧運転モードを切替える際における降圧手段制御部から出力するパルス信号のパルス幅の変化を示すタイミングチャートである。 電気掃除機の運転モードと回転清掃体の回転数との関係を示すグラフである。 直流電源の出力電圧と降圧率との関係を示すテーブルである。 本発明の第二の実施の形態の降圧手段主回路部の構成例を示す回路図である。 アップライト型の電気掃除機の外観構成を概略的に示す斜視図である。 商用電源から整流回路による直流電源を用いた電気掃除機の制御回路を示す回路図である。

符号の説明

１，６０ 電気掃除機
３ 吸込口体
１０ 直流電源
２０ 駆動手段
２１ 回転清掃体
３４ 降圧手段
３５ スイッチング制御手段
３８ 電圧検出手段
４１ スイッチング素子
４２ 磁気部品
４３，４５ 整流部品
４４ 容量性部品

Claims (6)

1. 直流電源と、
   回転駆動可能な回転清掃体を有する吸込口体と、
   前記吸込口体に設けられ、前記直流電源を駆動源として前記回転清掃体を回転駆動する駆動手段と、
   前記直流電源の出力電圧を降圧させて前記駆動手段に印加する降圧手段と、
   を備え、
   前記降圧手段は、前記直流電源及び前記駆動手段と直列に接続された磁気部品と、前記前記直流電源及び駆動手段と直列に接続されていて制御端子を有するスイッチング素子と、このスイッチング素子にスイッチング信号を入力してスイッチング制御するスイッチング制御手段と、前記直流電源及び前記駆動手段と並列に接続された整流部品と、前記直流電源及び前記駆動手段と並列に接続された容量性部品とを含み、前記スイッチング制御手段によって前記スイッチング素子を制御することにより、前記直流電源から前記磁気部品へのエネルギーの蓄積と放出とを繰返して前記直流電源の電圧を降圧する、
   ことを特徴とする電気掃除機。
2. 前記スイッチング制御手段は、前記スイッチング素子のスイッチング周波数を、前記回転清掃体の回転周波数の１０倍以上に設定する、
   ことを特徴とする請求項１記載の電気掃除機。
3. 前記スイッチング素子が前記駆動手段の電源スイッチを兼ねる、
   ことを特徴とする請求項１記載の電気掃除機。
4. 前記降圧手段は、前記駆動手段に印加する前記直流電源の電圧を降圧する降圧運転モードと、前記駆動手段に印加する前記直流電源の電圧を降圧しない非降圧運転モードと、を有し、
   前記非降圧運転モードは、前記駆動手段の最大出力運転モードである、
   ことを特徴とする請求項１記載の電気掃除機。
5. 前記直流電源の電圧を検出する電圧検出手段を備え、前記直流電源の電圧に応じて前記降圧手段の出力電圧を制御する、
   ことを特徴とする請求項１記載の電気掃除機。
6. 前記整流部品は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Silicon Field Effect Transistor）である、
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一記載の電気掃除機。
   

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