JP2014217502A - 充電式電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】ホースと本体の接続部に塵埃検出手段を備えることができ、塵埃検出感度も安定して行うことができる。さらに手元操作部にも報知手段を備えることができ、接点部の信頼性を向上することができる使い勝手のよい充電式電気掃除機を提供する。
【解決手段】電動送風機２と、電源となる二次電池３４と、塵埃を検出する塵埃検出手段４７と、手元操作を行う手元操作部２５と、第１の直流電源手段４４と、二次電池の電圧を検出する電池電圧検出手段４１と、電池電圧が高いときに降圧する降圧手段４２と、電池電圧が低いときには昇圧する昇圧手段４３を備え、二次電池３４の電圧が変化した場合でも一定電圧を出力する電源を有する構成とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、二次電池を電源として動作する充電式電気掃除機に関するものである。

従来、この種の充電式電気掃除機として、二次電池を電源として、電動送風機と、吸引される塵埃を検知する塵埃検知手段と、塵埃検知手段の出力に応じて表示を行う表示部を動作させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−６１７３９号公報

しかしながら、前記従来の構成では、二次電池を電源として、塵埃検出手段により塵埃を検出すると共に、手元操作部で塵埃の有無を報知するように動作させているため、２次電池の容量が放電によって減少すると、二次電池の電圧が変化するため、塵埃検出感度が安定しない課題があった。

また、検出感度を安定させるために、二次電池から降圧した直流電源装置により塵埃検出手段を動作させることも考えられるが、電池電圧が低い場合には、直流電源装置からの出力も低下するため、塵埃検出手段と報知手段への供給電力が不足したり、手元操作部と制御手段との信号伝達ができなくなり、手元操作部の操作により掃除機本体が確実に操作されない虞があり、信頼性が低い課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、二次電池の電圧変化に係らず安定した動作を行うことのできる充電式電気掃除機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電気掃除機は、電動送風機と、電源となる二次電池と、塵埃を検出する塵埃検出手段と、手元操作を行う手元操作部と、前記二次電池から給電され、前記塵埃検出手段の電源となる第１の直流電源出段と、前記二次電池の電圧を検出する電池電圧検出手段と、前記電池電圧検出手段の検出した前記二次電池の電池電圧が高いときに降圧する降圧手段と、前記電池電圧検出手段の検出した前記二次電池の電池電圧が低いときに昇圧する昇圧手段を備えるものである。

本発明の充電式電気掃除機は、二次電池の電圧が変化した場合でも一定電圧を出力することができ、二次電池の電圧変化に係らず安定した動作を行うことができる。

本発明の実施の形態１における充電式電気掃除機の外観斜視図 同実施の形態における電気掃除機の電気掃除機本体から集塵容器を分離した状態の外観斜視図で、（ａ）は斜め前方から見た外観斜視図、（ｂ）は斜め後方から見た外観斜視図 同実施の形態における制御回路図 同実施の形態における二次電池の放電特性図

第１の発明は、電動送風機と、電源となる二次電池と、塵埃を検出する塵埃検出手段と、手元操作を行う手元操作部と、前記二次電池から給電され、前記塵埃検出手段の電源となる第１の直流電源出段と、前記二次電池の電圧を検出する電池電圧検出手段と、前記電池電圧検出手段の検出した前記二次電池の電池電圧が高いときに降圧する降圧手段と、前記電池電圧検出手段の検出した前記二次電池の電池電圧が低いときに昇圧する昇圧手段を備えるものである。

この構成により、二次電池の電圧が変化した場合でも一定電圧で塵埃検出手段等を作動させることができ、安定した塵埃検出感度を得ることができると共に、報知手段により確実な報知が行うことができる。また、手元操作部の操作信号を確実に出力することができ、動作の信頼性を向上することができる。

第２の発明は、前記塵埃検出手段の信号を処理し、前記電動送風機の制御を行う制御手段と、前記制御手段の電源となる第２の直流電源手段を備え、前記第２の直流電源手段は定電圧である前記第１の直流電源手段から給電することにより、制御手段は安定した電圧が確保でき、通信精度を向上することができる。

第３の発明は、前記塵埃検出手段と前記手元操作部は前記第１の直流電源手段から給電し、前記制御手段は前記第２の直流電源手段から給電することにより、塵埃検出を安定して行うことができると共に、手元操作信号を安定して制御手段に伝達することができる。

第４の発明は、前記第１の直流電源手段が、手元操作部を操作された際に出力を開始することにより、手元操作されていないときには第１の直流電源手段での消費電流がなく、二次電池の消費を抑えることで、二次電池の過放電を抑制することができる。

第５の発明は、前記第１の直流電源手段が、前記電動送風機の停止後予め設定した時間が経過したときに出力停止されることにより、掃除していないときには第１の直流電源手段での消費電流がなく、二次電池の消費を抑えることで、二次電池の過放電を抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１及び図２は、本発明の実施の形態における充電式電気掃除機の外観斜視図であり、図３は同実施の形態における制御回路図を示すものである。

図１において、充電式電気掃除機は、吸込具２３を、延長管２８及びホース２７を介して掃除機本体１に連結している。ホース２７は、一端に各種の動作モード（例えば強・中・弱・停止等の吸込み力）を選択する手元操作部２５を、他端に掃除機本体１に連結するホース接続部２６を備えている。

掃除機本体１は、後部に吸引風を発生する電動送風機２、二次電池３４及び回路基板（図示せず）を内蔵すると共に、前部に塵埃を分離捕集する集塵容器３が着脱自在に取り付けられており、掃除機本体１の後面には、二次電池３４を充電する充電端子３５を有している。

掃除機本体１は、図示しない充電台に載置された状態で、充電端子３５が充電台の充電
台充電端子に接続されて二次電池３４に充電するようになっている。

次に、図３に基づいて、本実施の形態における充電式電気掃除機の制御回路について説明する。

図３において、二次電池３４の電圧を電池電圧検出手段４１により検出する。電池電圧検出手段４１の検出した二次電池３４の電圧が、予め設定した所定電圧（例えば３２Ｖ）以上の電圧の場合には、降圧手段４２により降圧され、所定電圧未満の場合には、昇圧手段４３で昇圧されて、第１の直流電源手段４４に給電される。第１の直流電源手段４４には、二次電池３４の電圧にかかわらず一定電圧が給電される。

第２の直流電源手段４５は、制御手段４６用の電源であり、予め設定した電圧（例えば５Ｖ）が出力されている。

ホース接続部２６には、ホース接続部２６内を通過する吸引空気中に含まれる塵埃を検出する塵埃検出手段４７が備えられており、塵埃検出手段４７は第１の直流電源手段４４に接続され、制御手段４６によって給電制御されている。塵埃検出手段４７の検出信号は電源線を介して制御手段４６に出力されている。

手元操作部２５には、第１の直流電源手段４４から電力が供給されている。手元操作部２５には、手元操作するための複数のスイッチ手段４８と、塵埃検出手段４７で塵埃を検出したことを使用者に報知をする報知手段４９とを備えている。スイッチ手段４８から手元操作信号を出力するために各スイッチ手段４８に異なる抵抗値の抵抗が接続され、制御手段４６は電圧変化によってどのスイッチ手段４８が操作されたかを認識する。また、制御手段４６は塵埃検出手段４７からの信号により塵埃があることを検出すると、報知手段４９を動作させる信号を出力する。塵埃検出手段４７の検出信号と、スイッチ手段４８の手元操作信号は、電源線を介して制御手段４６に出力されている。

制御手段４６は、手元操作部２５の操作による操作情報に基づいて、電動送風機２のパワー制御するためのＰＷＭ等の点弧パルスを電動送風機駆動手段５０に出力し、操作情報に基づいて、電源立ち上げ手段５１を介して第１の直流電源手段４４の電力を出力すると共に、塵埃検出手段４７に電力を出力し、塵埃検出手段４７からの塵埃検知信号に基づいて電動送風機２の吸込み力を可変させる制御を行っている。

以上のように構成された充電式電気掃除機について、以下、図４を用いて、その動作、作用を説明する。

充電式電気掃除機の非使用状態においては、掃除機本体１は充電台に搭載され、二次電池３４の充電状態となっており、二次電池３４が満充電になると、二次電池３４の充電を停止するようになっている。この非使用状態では、第１の直流電源手段４４からは出力されておらず、二次電池３４の消費電流が抑制されている。

掃除機本体１を充電台から取り外して手元操作部２５を操作し、例えば、「中」を選択すると、電源立ち上げ手段５１が第１の直流電源手段４４の電力を出力させる。二次電池３４の満充電状態では、二次電池３４の電圧は４２Ｖになっており、電池電圧検出手段４１で予め設定した所定電圧である３２Ｖよりも高いため、降圧手段４２にて降圧されて３２Ｖが出力される。第１の直流電源手段４４からの電力の出力に伴い、第２の直流電源手段４５から予め設定した電圧である５Ｖが出力され、制御手段４６が制御可能な状態となる。

制御手段４６は、第１の直流電源手段に電力の出力を継続するように信号を出力する。その後手元操作信号を検出し、「中」ポジションが選択されたことを認識すると、電動送風機駆動手段５０に点弧パルス信号を出力し、電動送風機２を駆動して吸込み力を発生させる。制御手段４６は、点弧パルス信号のＯＮ／ＯＦＦ幅を可変することにより吸込み力を制御している。

また、第１の直流電源手段４４から塵埃検出手段４７に電源供給を行い、塵埃検出手段４７を動作させる。制御手段４６は、塵埃検出手段４７からの塵埃検出信号が入力されると、電動送風機２の吸込み力を上げるように点弧パルス信号のＯＮ／ＯＦＦ幅を可変すると共に、手元操作部２５に配設した報知手段４９を動作させて使用者に塵埃を吸い込んでいることを報知する。

掃除動作の経過と共に、図４に示すように、二次電池３４の電圧が低下する。二次電池３４の電圧が低下し、電池電圧検出手段４１で予め設定した所定電圧である３２Ｖよりも低くなると、昇圧手段４３にて昇圧され、第１の直流電源手段４４から３２Ｖの出力を継続させる。

掃除が終了し、手元操作部２５の「切」が操作されると、制御手段４６は、塵埃検出手段４７の電源供給出力と、電動送風機駆動手段５０の点弧パルス信号出力を停止させ、運転停止状態にする。その後、予め設定した時間（例えば５分）が経過すると、第１の直流電源手段４４の電圧継続出力信号を停止させ、二次電池３４の消費電流を抑制する。

また、制御手段４６は、手元操作部２５の「切」が操作されない場合でも、二次電池３４の電圧が予め設定する電圧（例えば２５Ｖ）になると、運転停止状態にして、二次電池３４の過放電を防止する。

以上のように、本実施の形態においては、二次電池３４の電圧が変化した場合でも一定電圧を出力する第１の直流電源手段４４を設けることにより、安定した塵埃検出及び塵埃検出時の報知を行うことができる。

また、第２の直流電源手段４５は、定電圧である前記第１の直流電源手段４４から予め設定した電圧が供給されるので、安定した電圧を確保でき、通信精度を向上することができる。

さらに、第１の直流電源手段４４は、手元操作部２５が操作された際に出力を開始し、電動送風機２が動作している間出力を継続するため、非掃除状態における二次電池３４の消費を抑制でき、二次電池３４の過放電を防止することができる。

第２の直流電源手段４５は、制御手段４６の電源として用いるものであり、電源容量が小さいため、制御基板を大きくすることなく、実現可能であり、さらに、予め定めた電圧を二次電池３４の満充電時から放電末期の間の電圧とすることで、入出力の電圧変化が小さく、効率も良くなり発熱も抑えることができるため、掃除機本体１の小型・軽量化を行うことができる。

以上のように、本発明に係る充電式電気掃除機は、二次電池の電圧を検出し、昇圧あるいは降圧して一定電圧を出力することができ、塵埃検出手段の供給電源が安定するため、塵埃検出精度を安定させることができると共に、塵埃検出したことを報知する報知手段を安定して動作させることができる、使い勝手の良いもので、家庭用、業務用、店舗用の各種電気掃除機に適用できる。

１ 掃除機本体
２ 電動送風機
２５ 手元操作部
３４ 二次電池
４１ 電池電圧検出手段
４２ 降圧手段
４３ 昇圧手段
４４ 第１の直流電源手段
４５ 第２の直流電源手段
４７ 塵埃検出手段
４９ 報知手段

Claims (5)

1. 電動送風機と、電源となる二次電池と、塵埃を検出する塵埃検出手段と、手元操作を行う手元操作部と、前記二次電池から給電され、前記塵埃検出手段の電源となる第１の直流電源出段と、前記二次電池の電圧を検出する電池電圧検出手段と、前記電池電圧検出手段の検出した前記二次電池の電池電圧が高いときに降圧する降圧手段と、前記電池電圧検出手段の検出した前記二次電池の電池電圧が低いときに昇圧する昇圧手段を備えることを特徴とする充電式電気掃除機。
2. 前記塵埃検出手段の信号を処理し、前記電動送風機の制御を行う制御手段と、前記制御手段の電源となる第２の直流電源手段を備え、前記第２の直流電源手段は定電圧である前記第１の直流電源手段から給電することを特徴とする請求項１記載の充電式電気掃除機。
3. 前記塵埃検出手段と前記手元操作部は前記第１の直流電源手段から給電し、前記制御手段は前記第２の直流電源手段から給電することを特徴とする請求項１から２記載の充電式電気掃除機。
4. 前記第１の直流電源手段は、手元操作部を操作された際に出力を開始することを特徴とする請求項１から３記載の充電式電気掃除機。
5. 前記第１の直流電源手段は、前記電動送風機の停止後予め設定した時間が経過したときに出力停止されることを特徴とする請求項１から４記載の充電式電気掃除機。

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