JP2006122463A

JP2006122463A - 電気掃除機

Info

Publication number: JP2006122463A
Application number: JP2004316385A
Authority: JP
Inventors: Susumu Hoshino; 享星野; Noriyuki Kumakawa; 敬之熊川
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2006-05-18

Abstract

【課題】使い勝手を向上した電気掃除機を提供する。
【解決手段】二次電池15の電圧が切換電圧より大きい場合には、通常モードで電動送風機２を制御するとともに、二次電池15の電圧が切換電圧となると、制御手段16が二次電池15からの電動送風機２への給電を遮断し、かつ、遮断状態で予備バッテリスイッチ17を操作すると、放電終止電圧まで二次電池15から電動送風機２へと給電する予備バッテリモードで電動送風機２を駆動させることで、１つの二次電池15を、２つのモードに分けて使用し、不意に二次電池15の容量がなくなって掃除を中途半端な状態で終了せざるを得なくなってしまったりすることを確実に防止でき、使い勝手を向上できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動送風機に給電する電池を備えた電気掃除機に関する。

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、この掃除機本体には、電動送風機に給電する二次電池が着脱可能に設けられている。

しかしながら、このような電気掃除機では、二次電池を使い切ってしまうと電気掃除機の運転ができず、掃除のやり残しを生じるおそれがあるので、作業者が二次電池の残量を認識可能となるようにすることが望ましい。

そこで、二次電池の電圧が所定の電圧以下に低下すると、表示器に表示する二次電池のシステムがある（例えば、特許文献１参照。）。

そして、このような二次電池のシステムを電気掃除機に用いる際には、一般に、ＬＥＤランプなどの表示器を掃除機本体に設ける。

しかしながら、このような電気掃除機では、掃除作業中に作業者が目視する機会が比較的少ない掃除機本体に表示器が設けられているので、表示器に表示された二次電池の容量低下を作業者に確実かつ迅速に報知することが容易でないという問題点を有している。

そこで、負荷に給電する主電池と予備電池とを本体内に備え、主電池の容量が低下すると、予備電池から負荷に給電するように切り換え可能な電気機器（例えば、特許文献２参照）を、電気掃除機に適用することも考えられる。
特表平１０−５０７５２８号公報（第２頁、図１）特開平６−４５００７号公報（第２−３頁、図１）

しかしながら、電気掃除機の電動送風機は、比較的出力が大きいため、一般に多数のセルを直列に接続した比較的大型の二次電池を主電池として用いる場合が多い。一方で、予備の電池の容量を主電池よりも小さくすると、電池同士の容量差が大きくなり、制御が複雑化するという問題があるため、予備の電池をこのような主電池と同様の容量のものとすると、掃除機本体内に大きなスペースが必要となる。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、使い勝手を向上した電気掃除機を提供することを目的とする。

本発明は、電動送風機に給電する電池と、電池の電圧が、予め設定された放電終止電圧よりも大きい所定の切換電圧となると電池から電動送風機への給電を遮断する制御手段と、この遮断状態でのみ放電終止電圧まで電池から電動送風機へと給電可能とするスイッチと具備したものである。

本発明によれば、電池の電圧が所定の切換電圧より大きい場合には、通常通り電動送風機を制御するとともに、電池の電圧が所定の切換電圧となると、制御手段が電池からの電動送風機への給電を遮断し、かつ、この遮断状態でスイッチを操作すると、放電終止電圧まで電池から電動送風機へと給電可能とすることで、１つの電池を複数のモードで使用可能とし、使い勝手を向上できる。

以下、本発明の第１の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。

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部３にてサイクロン分離して集塵する電気掃除機である。また、この掃除機本体１には、図示しない旋回輪および走行輪1aが設けられ、掃除機本体１が被掃除面としての床面上を走行可能となっている。

さらに、掃除機本体１の前部には、外部から空気を吸引する本体吸込口４が開口されている。この本体吸込口４には、可撓性を有し湾曲可能な細長略円筒状のホース体５が連通接続されている。このホース体５の先端には、電動送風機２の動作モードなどが選択可能な手元操作部６が設けられている。この手元操作部６には、電動送風機２を、強、中、弱、切などの複数の動作モードに設定する複数の設定ボタン７が設けられているとともに、掃除する際に作業者が把持する把持部８が基端側に向けて突設されている。

また、手元操作部６の先端には、伸縮可能な細長略円筒状の延長管９が着脱可能に連通接続されている。さらに、この延長管９の先端には、例えば室内の床面の絨毯などの上に載置させて、この絨毯上の塵埃を吸い込む吸込口体としての床ブラシ10が着脱可能に連通接続されている。

そして、掃除機本体１の内部には、電動送風機２に給電する電池としての例えば一系統の二次電池15と、設定ボタン７の操作にて設定された動作モードに応じて電動送風機２の駆動を制御する制御手段16とが収容され、掃除機本体１の上部には、設定ボタン７と別個のスイッチとしての予備バッテリスイッチ17が設けられている。

二次電池15は、図示しないが、例えば２４本のセルを直列に接続した電池パックであり、電動送風機２および制御手段16などに給電するもので、掃除機本体１に対して例えば着脱可能であるとともに、図示しない充電台などに掃除機本体１を接続することで充電可能となっている。

そして、制御手段16は、図２および図３に示すように、二次電池15の電圧Ｖを検知するとともに、この電圧Ｖが予め設定された所定の切換電圧Ｖ_Ｃとなったときに、二次電池15から電動送風機２への給電を遮断して電気掃除機の運転を停止させるもので（通常モード）、この停止状態で作業者が予備バッテリスイッチ17をオンすることで、二次電池15の電圧Ｖが放電終止電圧Ｖ_Ｅとなるまで、電動送風機２を設定ボタン７により電気掃除機を再度操作可能となる（予備バッテリモード）。

また、この制御手段16は、二次電池15の電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃとなるまでは、予備バッテリスイッチ17の操作を無視している。

なお、切換電圧Ｖ_Ｃは、放電終止電圧Ｖ_Ｅよりも大きい電圧であれば、任意に設定可能であるが、二次電池15の電圧Ｖは、放電終止電圧Ｖ_Ｅの近傍で急激に低下する傾向を示すので、その急激な電圧Ｖの低下が始まる電圧値よりも若干大きい電圧値に設定することが好ましい。

より具体的には、予備バッテリモードの総運転時間が長くなり過ぎると電気掃除機の通常モードでの総運転時間が過剰に短くなり、また、通常モードの総運転時間が長くなり過ぎると予備バッテリモードでの総運転時間が過剰に短くなって、それぞれ使い勝手が良好でないので、それぞれの総運転時間が適度な長さとなるように、例えば通常モードの総運転時間が予備バッテリモードの総運転時間の８０％程度となるように適宜設定する。

なお、図３においては、便宜的に、二次電池15の満充電の状態から、電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃとなる時間t1まで通常モードで連続運転し、時間t2にて予備バッテリスイッチ17を操作した後、電圧Ｖが放電終止電圧Ｖ_Ｅとなる時間t3まで予備バッテリモードで連続運転した状態を示しているので、通常モードの総運転時間がt1、予備バッテリモードの総運転時間がΔｔ（＝t3-t2）となっている。

そして、予備バッテリスイッチ17は、二次電池15の電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃとなって制御手段16により二次電池15から電動送風機２への給電が遮断された状態、すなわち通常モードの終了状態でのみ、予備バッテリモードを使用可能とするもので、二次電池15の電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃとなると点灯するインジケータ18を備えている。

次に、上記第１の実施の形態の制御手段16の制御を図４に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、制御手段16は、予備バッテリスイッチ17がオンされたかどうかを判断する（ステップ１）。

このステップ１において、予備バッテリスイッチ17がオンされていないと制御手段16が判断した場合には、二次電池15の電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃよりも大きいかどうかを制御手段16が判断する（ステップ２）。

このステップ２において、二次電池15の電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃよりも大きくない、すなわち二次電池15の電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃ以下であると制御手段16が判断した場合には、ステップ１に戻り、二次電池15の電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃよりも大きいと制御手段16が判断した場合には、所定の設定ボタン７がオンされたかどうかを制御手段16が判断する（ステップ３）。

このステップ３において、所定の設定ボタン７がオンされていないと制御手段16が判断した場合にはステップ１に戻り、所定の設定ボタン７がオンされたと制御手段16が判断した場合には、制御手段16が電動送風機２を駆動させる（ステップ４）。

次いで、制御手段16は、設定ボタン７がオフ、すなわち切ボタンが押されたかどうかを判断する（ステップ５）。

このステップ５において、設定ボタン７をオフしたと制御手段16が判断した場合には、電動送風機２を停止させ（ステップ６）、ステップ１に戻る。

一方、ステップ５において、設定ボタン７をオフしていないと制御手段16が判断した場合には、二次電池15の電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃ以下となったかどうかを制御手段16が判断する（ステップ７）。

このステップ７において、二次電池15の電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃ以下となっていると制御手段16が判断した場合にはステップ６に進み、二次電池15の電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃ以下となっていないと制御手段16が判断した場合には、ステップ５に戻る。

一方、ステップ１において、予備バッテリスイッチ17がオンされていると制御手段16が判断した場合には、二次電池15の電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃ以下、かつ、放電終止電圧Ｖ_Ｅよりも大きいかどうかを制御手段16が判断する（ステップ８）。

このステップ８において、二次電池15の電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃよりも大きい、あるいは放電終止電圧Ｖ_Ｅ以下であると制御手段16が判断した場合にはステップ１に戻り、二次電池15の電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃ以下、かつ、放電終止電圧Ｖ_Ｅよりも大きいと制御手段16が判断した場合には、所定の設定ボタン７がオンされたかどうかを制御手段16が判断する（ステップ９）。

このステップ９において、所定の設定ボタン７がオンされていないと制御手段16が判断した場合にはステップ１に戻り、所定の設定ボタン７がオンされたと制御手段16が判断した場合には、制御手段16が電動送風機２を駆動させる（ステップ10）。

次いで、制御手段16は、設定ボタン７がオフ、すなわち切ボタンが押されたかどうかを判断する（ステップ11）。

このステップ11において、設定ボタン７をオフしたと制御手段16が判断した場合には、ステップ６に進む。

一方、ステップ11において、設定ボタン７をオフしていないと制御手段16が判断した場合には、二次電池15の電圧Ｖが放電終止電圧Ｖ_Ｅ以下となったかどうかを制御手段16が判断する（ステップ12）。

このステップ12において、二次電池15の電圧Ｖが放電終止電圧Ｖ_Ｅ以下となっていると制御手段16が判断した場合には電動送風機２を停止させて（ステップ13）終了し、二次電池15の電圧Ｖが放電終止電圧Ｖ_Ｅ以下となっていないと制御手段16が判断した場合には、ステップ11に戻る。

次に、上記第１の実施の形態による掃除動作を説明する。

まず、作業者は、掃除機本体１の本体吸込口４に、ホース体５、延長管９および床ブラシ10を順次連通接続する。

この状態で、作業者が把持部８を把持して所定の設定ボタン７を操作すると、この設定ボタン７により設定された動作モードに応じて制御手段16が電動送風機２を駆動する。

さらに、作業者は、把持部８を把持して床面上で床ブラシ10を前後に走行させ、床ブラシ10の吸込口から床面の塵埃を吸い込む。

また、二次電池15の電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃとなると、制御手段16が電動送風機２を停止させ、インジケータ18を点灯させる。

この状態で、作業者が予備バッテリスイッチ17を押すと、予備バッテリモードに切り換わり、設定ボタン７の操作によって電気掃除機を予備バッテリモードの総運転時間の間、使用することが可能になる。

そして、床ブラシ10の吸込口から空気とともに吸い込まれた塵埃は、床ブラシ10から延長管９およびホース体５を順次通過した後、掃除機本体１の本体吸込口４へと導かれて、集塵部３内でサイクロン分離されて捕集される。

上述したように、上記第１の実施の形態では、二次電池15の電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃより大きい場合には、通常モードで電動送風機２を制御するとともに、二次電池15の電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃとなると、制御手段16が二次電池15からの電動送風機２への給電を遮断し、かつ、この状態で予備バッテリスイッチ17を操作すると、放電終止電圧Ｖ_Ｅまで二次電池15から電動送風機２へと給電する予備バッテリモードで電動送風機２を駆動させる構成とした。

すなわち、１つの二次電池15を、２つのモードに分けて使用することにより、あたかもメインの電池と別の予備の電池があるかのように電気掃除機を使用可能となり、例えば１つの二次電池を１つのモードで使用する場合と比較して、不意に二次電池15の容量がなくなって掃除を中途半端な状態で終了せざるを得なくなってしまったりすることを確実に防止でき、使い勝手を向上できる。

特に、電気掃除機では、２４本のセルを直列に接続した二次電池15を使用するから、予備バッテリモード用の予備の電池を別個に搭載すると、電池同士の容量差が大きく制御が容易でないので、上記のように１つの二次電池15を複数の電池のように使用することで、使い勝手を向上しつつ、制御が複雑化することをも防止できる。

また、二次電池15の充電時期が近いことを通常モードの終了により報知することで作業者が確実に認識できるので、作業者に二次電池15の充電を促すことができるとともに、例えばＬＥＤランプなどの報知手段により作業者に充電時期を報知する場合と比較して、充電時期の報知に二次電池15の電力を必要としないので、二次電池15の容量を効率よく使用でき、かつ、予備バッテリモードでは、例えば掃除残しがある床面を手際よく掃除したり、あるいは床面のメインで掃除したい部分を優先的に掃除したりするなど、予備バッテリモードの総運転時間を作業者が必要に応じて有効に利用することが可能となり、使い勝手がより向上する。

次に、第２の実施の形態を図５および図６を参照して説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様の構成、作用およびステップ番号については、同一符号を付してその説明を省略する。

この図５および図６に示す実施の形態では、予備バッテリスイッチ17が例えば設定ボタン７の近傍に、これら設定ボタン７と同列に配置されている。

また、制御手段16は、二次電池15の電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃよりも大きい通常モード時には、設定ボタン７により電動送風機２を動作可能とし、二次電池の電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃ以下、かつ放電終止電圧Ｖ_Ｅよりも大きい予備バッテリモード時には、予備バッテリスイッチ17により電動送風機２を駆動させるようにする。

具体的には、図６に示すように、制御手段16が、設定ボタン７と予備バッテリスイッチ17とのいずれが押されたかを判断する（ステップ21）。

このステップ21において、設定ボタン７と予備バッテリスイッチ17とのいずれも押されていないと制御手段16が判断した場合（Ａ）には、ステップ21に戻る。

また、ステップ21において、設定ボタン７が押されたと制御手段16が判断した場合（Ｂ）には、二次電池15の電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃよりも大きいかどうかを制御手段16が判断し（ステップ22）、二次電池15の電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃよりも大きくない、すなわち二次電池15の電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃ以下であると制御手段16が判断した場合には、ステップ21に戻り、二次電池15の電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃよりも大きいと制御手段16が判断した場合には、上記第１の実施の形態のステップ４ないしステップ７と同様の制御をする。

さらに、ステップ21において、予備バッテリスイッチ17が押されたと制御手段16が判断した場合（Ｃ）には、二次電池15の電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃ以下、かつ、放電終止電圧Ｖ_Ｅよりも大きいかどうかを制御手段16が判断し（ステップ23）、二次電池15の電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃよりも大きい、あるいは放電終止電圧Ｖ_Ｅ以下であると制御手段16が判断した場合にはステップ21に戻り、二次電池15の電圧Ｖが切換電圧Ｖ_Ｃ以下、かつ、放電終止電圧Ｖ_Ｅよりも大きいと制御手段16が判断した場合には、上記第１の実施の形態のステップ10ないしステップ13と同様の制御をする。

このように、通常モード時には設定ボタン７にて電気掃除機を運転し、予備バッテリモード時には予備バッテリスイッチ17で電気掃除機を運転するようにしても、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することが可能になる。

また、設定ボタン７および予備バッテリスイッチ17のいずれか一方のオンオフと、二次電池15の電圧Ｖの検知とだけで上記第１の実施の形態と同様に制御できるので、制御を簡略化できる。

なお、上記各実施の形態において、電池としては、一時電池を使用することも可能である。

さらに、予備バッテリスイッチ17は、通常モードと予備バッテリモードとを切り換え可能な例えばスライドスイッチなどのスイッチとして、設定ボタン７と共用してもよい。

そして、電気掃除機としては、キャニスタ型の電気掃除機に限らず、床ブラシ10が掃除機本体１の下面に直接形成されたアップライト型、あるいは、ハンディ型などであっても対応させて用いることができる。

本発明の第１の実施の形態の電気掃除機を示す斜視図である。同上電気掃除機を示すブロック図である。同上電気掃除機の運転時間と電圧との関係を示すグラフである。同上電気掃除機の制御を示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態の電気掃除機を示す斜視図である。同上電気掃除機の制御を示すフローチャートである。

符号の説明

１掃除機本体
２電動送風機
15 電池としての二次電池
16 制御手段
17 スイッチとしての予備バッテリスイッチ
Ｖ電圧
Ｖ_Ｃ所定の切換電圧としての切換電圧
Ｖ_Ｅ放電終止電圧

Claims

電動送風機を収容した掃除機本体と、
前記電動送風機に給電する電池と、
前記電池の電圧が、予め設定された放電終止電圧よりも高い所定の切換電圧となると前記電池から前記電動送風機への給電を遮断する制御手段と、
この遮断状態でのみ前記放電終止電圧まで前記電池から前記電動送風機へと給電可能とするスイッチと
を具備したことを特徴とした電気掃除機。