JP2019092827A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】二次電池を電源として運転する電気掃除機が運転可能な時間を維持する。【解決手段】掃除機１００は、塵埃を吸い込むための気流を発生させる電動送風機４１と、電動送風機４１を駆動させるための電力である駆動電力を供給する二次電池４４と、二次電池４４の劣化の度合である電池劣化度合を検出する二次電池劣化検出部５８と、駆動電力を、電池劣化度合に応じて低減するように制御する制御部５７および電動送風機駆動部５１ａと、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、電気掃除機に関するものである。

特許文献１に、電気掃除機の一例として、充電式掃除機が記載されている。この充電式掃除機は、残容量に応じて出力電圧が変わる蓄電池と、この蓄電池を電源とする電動送風機と、を備えている。蓄電池は、充放電する二次電池である。

特開２０１６−１５２８８７号公報

特許文献１においては、電動送風機へ供給される電力は、一定になるように制御される。このため、特許文献１に記載された充電式掃除機が運転可能な時間は、二次電池である蓄電池の劣化に伴って短くなってしまう。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、二次電池を電源として運転する電気掃除機が運転可能な時間を、当該二次電池が劣化しても維持することである。

本発明に係る電気掃除機は、塵埃を吸い込むための気流を発生させる電動送風機と、電動送風機を駆動させるための電力である駆動電力を当該電動送風機へ供給する二次電池と、二次電池の劣化の度合である電池劣化度合を検出する劣化検出手段と、駆動電力を、電池劣化度合に応じて低減するように制御する制御手段と、を備える。
また、本発明に係る電気掃除機は、被清掃面を清掃するための回転ブラシを回転させる電動機と、電動機を駆動させるための電力である駆動電力を当該電動機へ供給する二次電池と、二次電池の劣化の度合である電池劣化度合を検出する劣化検出手段と、駆動電力を、電池劣化度合に応じて低減するように制御する制御手段と、を備える。

本発明に係る電気掃除機は、二次電池の劣化の度合である電池劣化度合を検出する劣化検出手段と、駆動電力を、電池劣化度合に応じて低減するように制御する制御手段と、を備える。このため、本発明に係る電気掃除機の運転時間は、二次電池が劣化しても維持される。

実施の形態１の掃除機および充電台の側面図である。 実施の形態１の掃除機の側面図である。 実施の形態１の充電台を前方から見た斜視図である。 実施の形態１の充電台を後方から見た斜視図である。 実施の形態１の掃除機および充電台の構成を模式的に示すブロック図である。 実施の形態１の駆動電力の制御を示すイメージ図である。 実施の形態１の二次電池の出力電圧の特性の一例を示すイメージ図である。 制御装置の各部の機能を実現する処理回路の構成例を示す図である。 実施の形態２の駆動電力の制御を示すイメージ図である。 実施の形態３の駆動電力の制御の第１の例を示すイメージ図である。 実施の形態３の駆動電力の制御の第２の例を示すイメージ図である。 実施の形態３の駆動電力の制御の第３の例を示すイメージ図である。 実施の形態３の駆動電力の制御の第４の例を示すイメージ図である。

以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。各図における同一の符号は、同一の部分または相当する部分を示す。本開示では、重複する説明については、適宜に簡略化または省略する。なお、本開示は、以下の各実施の形態で示す構成のあらゆる組み合わせを含み得るものである。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１の掃除機１００および充電台１１０の側面図である。図２は、実施の形態１の掃除機１００の側面図である。図３は、実施の形態１の充電台１１０を前方から見た斜視図である。図４は、実施の形態１の充電台１１０を後方から見た斜視図である。本実施の形態では、電気掃除機の一例として、コードレスタイプのスティック型の掃除機１００を示す。なお、課題を解決するための電気掃除機は、本実施の形態で示す掃除機１００に限られず、例えば、充電式のキャニスター型または充電式のロボット型などであってもよい。

掃除機１００は、例えば、吸込口体１、パイプ２０および掃除機本体４０を備える。吸込口体１は、例えば、床面等の被清掃面を清掃するために用いられる。吸込口体１の底面には、塵埃および空気を吸込むための吸込口２が形成される。パイプ２０は、吸込口体１と掃除機本体４０との間に設けられる。図１に示す状態において、吸込口体１と掃除機本体４０とは、パイプ２０を介して接続されている。パイプ２０の一側端部は、吸込口体１に着脱可能に接続される。パイプ２０の他側端部は、掃除機本体４０に着脱可能に接続される。

上述したように、パイプ２０は、吸込口体１および掃除機本体４０に着脱可能である。換言すると、吸込口体１は、パイプ２０に着脱可能である。また、掃除機本体４０は、パイプ２０に着脱可能である。吸込口体１は、パイプ２０を介して、掃除機本体４０に対して着脱可能である。なお、吸込口体１は、パイプ２０を介さず、直接的に掃除機本体４０に着脱可能であってもよい。掃除機１００は、パイプ２０を備えていなくてもよい。

吸込口体１およびパイプ２０内には、外部から掃除機本体４０に塵埃を含む空気を流入させるための風路が形成される。なお、本開示では、ごみ、塵、埃、毛髪、繊維等のように、掃除機１００の清掃対象となるものを総称して、「塵埃」と称する。また、本開示では、塵埃を含む空気を、「含塵空気」と称する。

掃除機本体４０は、例えば、電動送風機４１および集塵部４２を有する。電動送風機４１は、塵埃を吸い込むための気流を発生させるものである。集塵部４２は、含塵空気から塵埃を分離して、当該塵埃を捕集する装置である。

また、掃除機本体４０は、操作表示部４３を有する。操作表示部４３は、使用者が掃除機１００を操作するためのものである。操作表示部４３には、例えば、掃除機１００の運転を制御するための複数のボタンが含まれる。また、操作表示部４３は、掃除機１００の状態を使用者に対して表示するものでもある。操作表示部４３には、例えば、ランプおよび液晶画面等が含まれる。

電動送風機４１は、使用者からの操作表示部４３に対する操作に応じて、予め設定された動作を行う。電動送風機４１が動作することにより、塵埃を吸い込むための気流が発生する。塵埃および空気は、吸込口体１の吸込口２から吸い込まれる。塵埃および空気、すなわち含塵空気は、吸込口体１およびパイプ２０内の風路を通り、掃除機本体４０の集塵部４２へ送られる。集塵部４２へ送られた含塵空気は、塵埃と空気とに分離される。当該塵埃は、集塵部４２に捕集される。集塵部４２によって塵埃と分離された空気は、掃除機本体４０から排出される。

また、掃除機１００は、二次電池４４を備える。二次電池４４は、掃除機１００が動作するために必要な電力を供給する電源である。二次電池４４は、掃除機１００に備えられた各機器へ電力を供給する。二次電池４４は、例えば、電動送風機４１を駆動させるための電力を供給する。二次電池４４は、例えば、掃除機本体４０へ着脱自在に設けられる。なお、二次電池４４は、掃除機本体４０に固定されていてもよい。

また、充電台１１０は、凹部１１１、電源ケーブル１１２および電源プラグ１１３を備える。掃除機本体４０は、凹部１１１と嵌め合うように形成された凸部４５を有している。掃除機本体４０は、凸部４５が充電台１１０の凹部１１１に嵌め合わせられることによって、充電台１１０に取り付けられる。掃除機本体４０が充電台１１０に取り付けられている際、二次電池４４は、凸部４５と凹部１１１と電源ケーブル１１２とを介して、電源プラグ１１３と電気的に接続される。この状態で電源プラグ１１３が外部の商用電源等に接続されると、二次電池４４は充電され得る。

また、図３および図４に示すように、充電台１１０は、台座部１１４と支柱部１１５とを備える。台座部１１４は、掃除機１００の吸込口体１を下方から支持し得るように設けられる。支柱部１１５は、台座部１１４から直立する。支柱部１１５は、掃除機１００の要部を下方から支持し得るように設けられる。

また、掃除機１００は、一例として、回転ブラシ３を備えている。回転ブラシ３は、回転することによって被清掃面上の塵埃を掻き取るものである。回転ブラシ３は、吸込口体１に設けられる。一例として、回転ブラシ３は、吸込口体１に対して着脱自在である。回転ブラシ３は、吸込口２を臨むようにして、回転可能に設けられている。

図５は、実施の形態１の掃除機１００および充電台１１０の構成を模式的に示すブロック図である。図５に示すように、掃除機１００は、電動機４を有する。電動機４は、回転ブラシ３を回転させるためのものである。電動機４を駆動させるための電力は、二次電池４４から供給される。電動機４の駆動力は、例えば、ベルト等の部材を介して回転ブラシ３へと伝えられる。電動機４が駆動すると、回転ブラシ３は回転する。

また、図５に示すように、掃除機１００は、制御装置５０を備える。制御装置５０は、例えば、掃除機本体４０に設けられる。制御装置５０は、掃除機１００に備えられた各機器を制御するためのものである。電動機４および電動送風機４１の動作は、制御装置５０によって制御される。

制御装置５０は、例えば、電動送風機駆動部５１ａ、電動機駆動部５１ｂ、二次電池電圧検出部５２、充電台接続検出部５３、充電電流検出部５４、充電電流制御部５５、充電制御部５６および制御部５７を備える。

電動送風機駆動部５１ａは、電動送風機４１を駆動する機能を有する。また、電動送風機駆動部５１ａは、二次電池４４から電動送風機４１へ供給される電力を制御する機能を有する。電動機駆動部５１ｂは、電動機４を駆動する機能を有する。電動機駆動部５１ｂは、二次電池４４から電動機４へ供給される電力を制御する機能を有する。

二次電池電圧検出部５２は、二次電池４４の出力電圧を検出する機能を有する。二次電池電圧検出部５２は、二次電池４４の出力電圧を検出する電圧検出手段の一例である。充電台接続検出部５３は、掃除機１００が充電台１１０に接続されたことを検出する機能を有する。充電電流検出部５４は、充電台１１０から二次電池４４への電流を検出する機能を有する。充電電流制御部５５は、充電台１１０から二次電池４４への電流を制御する機能を備える。充電制御部５６は、充電電流制御部５５に対し、充電台接続検出部５３の検出結果と充電電流検出部５４の検出結果とに基づいて、充電台１１０から二次電池４４へ電流の制御を指示する機能を有する。

制御部５７は、電動送風機駆動部５１ａおよび電動機駆動部５１ｂを制御する機能を有する。制御部５７は、例えば、使用者による操作表示部４３の操作に応じて、電動送風機駆動部５１ａおよび電動機駆動部５１ｂを制御する。制御部５７は、電動送風機駆動部５１ａに対し、当該電動送風機駆動部５１ａの動作を制御するための指示をする。電動送風機駆動部５１ａは、制御部５７からの指示に応じて、二次電池４４から電動送風機４１へ供給される電力を制御する。また、制御部５７は、電動機駆動部５１ｂに対し、当該電動機駆動部５１ｂの動作を制御するための指示をする。電動機駆動部５１ｂは、制御部５７からの指示に応じて、二次電池４４から電動機４へ供給される電力を制御する。

また、制御部５７は、使用者による操作表示部４３の操作に応じて、充電制御部５６を制御する機能を備える。例えば、使用者は、操作表示部４３を操作して充電完了時刻を設定する。制御部５７は、この充電完了時刻までに二次電池４４の充電が完了するように充電制御部５６を制御する。充電制御部５６は、充電完了時刻までに二次電池４４の充電が完了するように、充電電流制御部５５に対して充電台１１０から二次電池４４へ電流の制御を指示する。また、制御部５７は、二次電池４４の充電が完了すると、操作表示部４３にその旨を報知させる機能を有している。

また、充電台１１０は、電源部１１６を備える。電源部１１６は、二次電池４４に電力を供給する機能を備える。電源部１１６から二次電池４４へ電流が流れると、充電台接続検出部５３は掃除機１００が充電台１１０に接続されたことを検出する。

さらに、本実施の形態の制御装置５０は、図５に示すように、二次電池劣化検出部５８を備える。二次電池劣化検出部５８は、二次電池４４の劣化の度合を検出する機能を有する。本開示では、二次電池４４の劣化の度合を、「電池劣化度合」と称する。

二次電池４４の劣化には、例えば、二次電池４４の容量の低下が含まれる。また、二次電池４４の劣化には、二次電池４４の内部抵抗の増加が含まれる。本開示では、二次電池４４の容量の低下および内部抵抗の増加等をまとめて、単に、「劣化」とも称することとする。二次電池劣化検出部５８は、この「劣化」の度合である「電池劣化度合」を検出する。二次電池劣化検出部５８は、電池劣化度合を検出する劣化検出手段の一例である。

掃除機１００が運転を開始すると、二次電池４４の状態に応じた電圧が当該二次電池から出力される。掃除機１００が運転を開始した時点では、二次電池４４から電動送風機４１と電動機４とへ、それぞれ所定の電流が流れる。一例として、二次電池劣化検出部５８は、掃除機１００が運転を開始した後、二次電池４４の出力電圧、電動送風機４１を流れる電流および電動機４を流れる電流等に基づいて、電池劣化度合を検出する。

制御部５７は、電動送風機駆動部５１ａに対し、二次電池劣化検出部５８の検出結果に基づいて、二次電池４４から電動送風機４１へ供給される電力の制御を指示する。電動送風機駆動部５１ａは、制御部５７からの指示に基づき、二次電池４４から電動送風機４１へ供給される電力を、電池劣化度合に応じて低減するように制御する。また、制御部５７は、電動機駆動部５１ｂに対し、二次電池劣化検出部５８の検出結果に基づいて、二次電池４４から電動機４へ供給される電力の制御を指示する。電動機駆動部５１ｂは、制御部５７からの指示に基づき、二次電池４４から電動機４へ供給される電力を、電池劣化度合に応じて低減するように制御する。

上記のように、制御部５７および電動送風機駆動部５１ａは、二次電池４４から電動送風機４１へ供給される電力を、二次電池劣化検出部５８が検出した電池劣化度合に応じて低減するように制御する。制御部５７および電動機駆動部５１ｂは、二次電池４４から電動機４へ供給される電力を、二次電池劣化検出部５８が検出した電池劣化度合に応じて低減するように制御する。ここで、本開示では、二次電池４４から電動送風機４１へ供給される電力と二次電池４４から電動機４へ供給される電力とを、「駆動電力」と称することとする。すなわち、制御部５７、電動送風機駆動部５１ａおよび電動機駆動部５１ｂは、駆動電力を、電池劣化度合に応じて低減するように制御する。本実施の形態における制御部５７、電動送風機駆動部５１ａおよび電動機駆動部５１ｂは、駆動電力を制御する制御手段の一例である。

図６は、実施の形態１の駆動電力の制御を示すイメージ図である。図６中には、電池劣化度合および駆動電力が実線で示されている。また、図６中には、二次電池４４が満充電である時点で掃除機１００が運転を開始してから当該掃除機１００が運転を停止するまでの時間である「運転時間」も実線で示している。運転時間は、掃除機１００が連続して運転可能な時間を意味する。図６は、電池劣化度合と駆動電力と運転時間との関係を示すものである。

また、図６における横軸は、掃除機１００の二次電池４４が満充電から満放電になることを１サイクルとした際のサイクル数を示している。満放電とは、放電の完了を意味する。本開示では、このサイクルを「充放電サイクル」とも称する。図６における横軸は、充放電サイクルの繰り返し回数を示している。充放電サイクルの繰り返し回数は、新品の掃除機１００が使用されてからの「時間経過」と相関がある。

上記の時間経過が進むほど、二次電池４４の劣化は進行する。一例として、図６に示すように、二次電池４４の容量は、主に充放電サイクルの繰り返し回数が多くなるほど減少する。駆動電力は、図６に示すように、電池劣化度合に応じて低減させられる。一例として、駆動電力は、二次電池４４の容量が小さいほど小さくなるように制御される。駆動電力は、例えば、電動送風機４１へ流れる電流または電動機４へ流れる電流が低減させられることによって低減する。駆動電力が電池劣化度合に応じて低減することで、運転時間が維持される。一例として、運転時間は、図６に示すように、一定に維持される。このように、本実施の形態の掃除機１００の運転時間は、二次電池４４が劣化しても維持される。

本実施の形態では、電動送風機４１を駆動させるための電力が、電池劣化度合に応じて低減する。電動送風機４１が駆動することによる消費電力は、掃除機１００全体の消費電力の大部分を占める。本実施の形態によれば、掃除機１００全体の消費電力を効果的に低減させ、運転時間をより効果的に維持することができる。

また、本実施の形態では、電動機４を駆動させるための電力が、電池劣化度合に応じて低減する。電動機４へ供給される電力が低減されたとしても、掃除機１００が塵埃を吸引する性能に大きく影響する電動送風機４１の風量は維持される。本実施の形態によれば、掃除機１００が塵埃を吸引する性能と運転時間との両立も可能である。

なお、掃除機１００は、電動送風機４１および電動機４の少なくとも一方への駆動電力が電池劣化度合に応じて低減するように構成されればよい。掃除機１００は、例えば、回転ブラシ３および電動機４を備えていなくてもよい。

また、図７は、実施の形態１の二次電池４４の出力電圧の特性の一例を示すイメージ図である。また、図７における横軸は、二次電池４４が満充電である時点で掃除機１００が運転を開始してからの経過時間である「運転経過時間」を示している。図７は、二次電池４４から一定の電流が流れたと仮定した場合における、当該二次電池４４の出力電圧の特性のイメージを示している。図７中には、新品、すなわち初期の状態の二次電池４４の出力電圧の特性のイメージと劣化した状態の二次電池４４の出力電圧の特性のイメージとが、実線で示されている。

図７に示すように、初期の状態の二次電池４４の出力電圧の特性と劣化した状態の二次電池４４の出力電圧の特性とは異なるものとなる。二次電池４４の出力電圧は、運転経過時間とともに降下する。初期の状態の二次電池４４の出力電圧の降下の度合と、劣化した状態の二次電池４４の出力電圧の降下の度合とは、図７に示すように異なる。具体的には、初期の状態の二次電池４４の出力電圧の降下速度よりも劣化した状態の二次電池４４の出力電圧の降下速度の方が大きい傾向がある。これは、初期の状態の二次電池４４よりも劣化した状態の二次電池４４のほうが、その内部抵抗が大きくなるためである。

二次電池劣化検出部５８は、例えば、二次電池４４が満充電状態から駆動電力を供給した場合の当該二次電池４４の出力電圧の降下の度合に基づいて電池劣化度合を検出するように構成される。二次電池劣化検出部５８は、二次電池４４が満充電状態から放電を完了した際の、二次電池４４の出力電圧の降下の度合に基づいて電池劣化度合を検出するように構成されてもよい。二次電池劣化検出部５８は、例えば、二次電池４４の出力電圧の降下の速度が大きいほど当該二次電池４４の劣化が進んでいるものとして、電池劣化度合を検出する。二次電池４４の出力電圧は、上述したように、例えば、二次電池電圧検出部５２によって検出される。本実施の形態であれば、例えば、電池劣化度合の検出を、複雑な制御を必要とすることなく行うことができる。

また、二次電池劣化検出部５８は、二次電池４４が満充電状態から駆動電力を供給し始めてから当該二次電池４４の出力電圧が予め設定された値になるまでの時間に基づいて電池劣化度合を検出するように構成されてもよい。図７においては、この予め設定された値を、「基準値」と表記している。図７に示すように、初期の状態の二次電池４４の出力電圧が予め設定された値になるまでの時間ｔ１は、劣化した状態の二次電池４４の出力電圧が予め設定された値になるまでの時間ｔ２よりも長い。このように、二次電池４４の出力電圧が予め設定された値になるまでの時間は、容量の低下および内部インピーダンスの増加などによる電池劣化度合によって変化する。本例においても、出力電圧に基づいて、複雑な制御を必要とすることなく電池劣化度合の検出を行うことができる。

なお、劣化検出手段の一例である二次電池劣化検出部５８による電池劣化度合の検出の方法は、上記した各例に限られない。例えば、二次電池劣化検出部５８は、二次電池４４の容量を算出する機能を備えていてもよい。例えば、二次電池劣化検出部５８は、二次電池４４が満充電である時点で掃除機１００が運転を開始してから当該掃除機１００が運転を停止するまで期間における、当該二次電池４４の出力電圧と出力電流と駆動電力が供給された時間とを積算することによって、容量を算出する。二次電池劣化検出部５８は、算出した容量の変化に基づいて、電池劣化度合を検出してもよい。このように、電池劣化度合の検出の方法は、本実施の形態で示した例以外の任意の方法でもよい。

掃除機１００の運転が開始した後、二次電池４４が一定以上の電力を放出すると、当該掃除機１００の運転は自動的に停止する。一例として、制御手段の一例である制御部５７、電動送風機駆動部５１ａおよび電動機駆動部５１ｂは、二次電池４４の出力電圧が停止電圧になると当該二次電池４４からの駆動電力の供給を停止させるように、構成される。掃除機１００の運転が開始した後、二次電池４４の出力電圧が停止電圧になると、当該掃除機１００の運転は自動的に停止する。

上記の停止電圧は、例えば、初期の状態の二次電池４４を備えた掃除機１００の運転時間が一定時間ｔ３だけ確保されるように、予め設定される。制御部５７は、この停止電圧を変化させる機能を有していてもよい。制御部５７は、電池劣化度合に応じて当該停止電圧を低下させるように構成されていてもよい。例えば、二次電池４４が劣化した状態における停止電圧は、図７に示すように、一定時間ｔ３だけ確保されるように低下させられる。本例であれば、二次電池４４の劣化の度合いに応じて停止電圧が調節される。例えば、二次電池４４が初期の状態である場合、停止電圧は高く維持される。停止電圧を過度に低くする必要がなくなることによって、二次電池４４の劣化が抑制される。

なお、制御手段の一例である制御部５７、電動送風機駆動部５１ａおよび電動機駆動部５１ｂと劣化検出手段の一例である二次電池劣化検出部５８等の各部を備える制御装置５０の構成は、上記の実施の形態で示した例に限られない。制御装置５０は、電池劣化度合に応じて駆動電力を制御するように構成されればよい。図８は、制御装置５０の各部の機能を実現する処理回路の構成例を示す図である。

制御装置５０の各部の機能は、例えば、処理回路により実現される。処理回路は、専用ハードウェア２００であってもよい。処理回路は、プロセッサ２０１およびメモリ２０２を備えていてもよい。処理回路の一部が専用ハードウェア２００として形成され、且つ、当該処理回路は更にプロセッサ２０１およびメモリ２０２を備えていてもよい。図６に示す例において、処理回路の一部は専用ハードウェア２００として形成されている。また、図６に示す例において、処理回路は、専用ハードウェア２００に加えて、プロセッサ２０１およびメモリ２０２を更に備えている。

一部が少なくとも１つの専用ハードウェア２００である処理回路には、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらを組み合わせたものが該当する。処理回路が少なくとも１つのプロセッサ２０１および少なくとも１つのメモリ２０２を備える場合、制御装置５０の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。

ソフトウェアおよびファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ２０２に格納される。プロセッサ２０１は、メモリ２０２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。プロセッサ２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータあるいはＤＳＰともいう。メモリ２０２には、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭおよびＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性または揮発性の半導体メモリ、または磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスクおよびＤＶＤ等が該当する。

このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、制御装置５０の各部の機能を実現することができる。なお、掃除機１００の動作の制御は、単一の制御装置５０によってではなく、複数の装置によって行われてもよい。例えば、電動機４および電動送風機４１は、単一の制御装置５０によってではなく、それぞれ異なる装置によって制御されてもよい。

実施の形態２．
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態１と同一または相当する部分については、説明を簡略化および省略する。図９は、実施の形態２の駆動電力の制御を示すイメージ図である。図９は、実施の形態１で示した図６と同様、電池劣化度合と駆動電力と運転時間との関係を示すものである。

本実施の形態において、駆動電力は、図９に示すように、駆動電力下限値以上に制御される。換言すると、制御手段の一例である制御部５７、電動送風機駆動部５１ａおよび電動機駆動部５１ｂは、本実施の形態においては、駆動電力を、駆動電力下限値以上に制御するように構成される。駆動電力下限値は、電動送風機４１および電動機４の少なくとも一方の能力が一定以上確保されるように、予め設定される。

本実施の形態において、駆動電力は、駆動電力下限値を下回らない。すなわち、電動送風機４１および電動機４の少なくとも一方への駆動電力は、一定以上に保たれる。これにより、上述したように、電動送風機４１および電動機４の少なくとも一方の能力が一定以上確保される。本実施の形態であれば、二次電池４４が劣化した場合における運転時間を従来よりも長い時間に維持しつつ掃除機１００の能力も保つことができる。なお、駆動電力下限値は、常に一定でなく可変であってもよい。

実施の形態３．
次に、実施の形態３について説明する。実施の形態１および実施の形態２と同一または相当する部分については、説明を簡略化および省略する。制御手段の一例である制御部５７、電動送風機駆動部５１ａおよび電動機駆動部５１ｂは、実施の形態１で示した例と同様、二次電池４４の出力電圧が停止電圧になると当該二次電池４４からの駆動電力の供給を停止させるように、構成される。掃除機１００の運転が開始した後、二次電池４４の出力電圧が停止電圧になると、当該掃除機１００の運転は自動的に停止する。

さらに、制御部５７、電動送風機駆動部５１ａおよび電動機駆動部５１ｂは、本実施の形態においては、二次電池４４が駆動電力を供給し始めてから二次電池４４の出力電圧が停止電圧になるまでの時間が一定以上になるように駆動電力を制御するように構成される。換言すると、実施の形態において、駆動電力は、掃除機１００の運転時間が一定以上確保されるように制御される。本実施の形態であれば、掃除機１００の運転時間は、電池劣化度合に応じて一定以上確保される。

図１０は、実施の形態３の駆動電力の制御の第１の例を示すイメージ図である。図１１は、実施の形態３の駆動電力の制御の第２の例を示すイメージ図である。図１２は、実施の形態３の駆動電力の制御の第３の例を示すイメージ図である。図１３は、実施の形態３の駆動電力の制御の第４の例を示すイメージ図である。

図１０から図１３は、二次電池４４が満充電である時点で掃除機１００が運転を開始してから当該掃除機１００が運転を停止するまでの１サイクルの間での駆動電力の制御の例を示している。図１０から図１３における横軸は、図７と同様、運転経過時間を示している。図１０から図１３において、点線は、二次電池４４が初期の状態である際の駆動電力の制御の例を示している。図１０から図１３において、点線は、二次電池４４が劣化した際の駆動電力の制御の例を示している。

図１０から図１３は、駆動電力と出力電流と出力電圧との関係を示すものである。図１０から図１３における出力電流とは、二次電池４４から駆動電力が供給されている際に当該二次電池４４から出力される電流である。図１０から図１３における出力電圧とは、二次電池４４から駆動電力が供給されている際に当該二次電池４４から出力される電圧である。二次電池４４の出力電圧は、二次電池４４の残容量と相関がある。

まず、図１０を参照し、実施の形態３の駆動電力の制御の第１の例を説明する。図１０に示す第１の例では、二次電池４４が新品であるか劣化しているかに依らず、１サイクルの間での駆動電力は一定に制御される。二次電池４４が劣化している際の駆動電力は、二次電池４４が新品である際の駆動電力よりも低減させられる。出力電流は、二次電池４４の残容量および出力電圧の降下とともに上げられる。二次電池４４が劣化している際の出力電流は、二次電池４４が新品である際の出力電流よりも小さい。図１０に示す第１の例であれば、１サイクルの間における掃除機１００の能力が維持され、かつ、二次電池４４が劣化しても掃除機１００の運転時間が維持される。

次に、図１１を参照し、実施の形態３の駆動電力の制御の第２の例を説明する。図１１に示す第２の例では、二次電池４４が新品である場合、第１の例と同様、１サイクルの間での駆動電力は一定に制御される。二次電池４４が新品である場合、出力電流は、二次電池４４の残容量および出力電圧の降下とともに上げられる。

また、図１１に示す第２の例では、二次電池４４が劣化している場合には、１サイクルの間での駆動電力が変化する。二次電池４４が劣化している場合の駆動電力は、１サイクルの初期においては、二次電池４４が新品である場合と同程度に制御される。これにより、１サイクルの初期においては、二次電池４４が劣化していても掃除機１００の性能が維持される。また、図１１に示す第２の例では、二次電池４４が劣化している場合、１サイクルの開始時点から一定時間経過後に駆動電力が低減させられる。これにより、二次電池４４が劣化している場合の掃除機１００の運転時間が一定以上確保される。

劣化している二次電池４４からの駆動電力と新品の二次電池４４からの駆動電力が同じ場合、劣化している二次電池４４の出力電圧の降下の度合は、新品の二次電池４４の出力電圧の降下の度合よりも大きくなる。このため、図１１に示す第２の例では、二次電池４４が劣化している場合、出力電流は、１サイクルの初期においては大きな値となる。一方、１サイクルの後半では、駆動電力の低減のために出力電流が下げられる。

次に、図１２を参照し、実施の形態３の駆動電力の制御の第３の例を説明する。図１２に示す第３の例では、二次電池４４が新品であるか劣化しているかに依らず、１サイクルの間での出力電流は、一定に制御される。駆動電力は、二次電池４４の残容量および出力電圧の降下とともに下がる。二次電池４４が劣化している際の出力電流は、二次電池４４が新品である際の出力電流よりも低減させられる。これにより、二次電池４４が劣化している際の駆動電力は、二次電池４４が新品である際の駆動電力よりも低減する。図１２に示す第３の例では、１サイクルの間において出力電流を変化させる必要がない。

次に、図１３を参照し、実施の形態３の駆動電力の制御の第４の例を説明する。第４の例は、第２の例と第３の例を組み合わせたものに相当する。図１３の示す第３の例では、二次電池４４が新品である場合には、１サイクルの間での出力電流は、一定に制御される。二次電池４４が新品である場合、駆動電力は、二次電池４４の残容量および出力電圧の降下とともに下がる。

一方、二次電池４４が劣化している場合には、出力電流は１サイクルの間で変化する。二次電池４４が劣化している場合の出力電流は、１サイクルの初期においては、二次電池４４が新品である場合よりも大きくなるように制御される。これにより、二次電池４４が劣化している場合の駆動電力は、１サイクルの初期においては、二次電池４４が新品である場合と同程度に制御される。１サイクルの初期においては、二次電池４４が劣化していても掃除機１００の性能が維持される。

そして、図１３に示す第４の例では、二次電池４４が劣化している場合、１サイクルの開始時点から一定時間経過後に出力電流が大きく低減させられる。これにより、１サイクルの後半においては、二次電池４４が劣化している場合の駆動電力は二次電池４４が新品である場合の駆動電力よりも大きく低減する。１サイクルの後半においては、掃除機１００の運転時間が一定以上確保されるように、駆動電力が制御される。

上記の各例のように、駆動電力および出力電流は、種々の方法で制御され得る。掃除機１００の運転時間は、駆動電力および出力電流を種々の方法で制御することによって、一定以上確保される。

１ 吸込口体、２ 吸込口、 ３ 回転ブラシ、 ４ 電動機、 ２０ パイプ、 ４０ 掃除機本体、 ４１ 電動送風機、 ４２ 集塵部、 ４３ 操作表示部、 ４４ 二次電池、 ４５ 凸部、 ５０ 制御装置、 ５１ａ 電動送風機駆動部、 ５１ｂ 電動機駆動部、 ５２ 二次電池電圧検出部、 ５３ 充電台接続検出部、 ５４ 充電電流検出部、 ５５ 充電電流制御部、 ５６ 充電制御部、 ５７ 制御部、 ５８ 二次電池劣化検出部、 １００ 掃除機、 １１０ 充電台、 １１１ 凹部、 １１２ 電源ケーブル、 １１３ 電源プラグ、 １１４ 台座部、 １１５ 支柱部、 １１６ 電源部、 ２００ 専用ハードウェア、２０１ プロセッサ、 ２０２ メモリ

Claims (8)

1. 塵埃を吸い込むための気流を発生させる電動送風機と、
   前記電動送風機を駆動させるための電力である駆動電力を前記電動送風機へ供給する二次電池と、
   前記二次電池の劣化の度合である電池劣化度合を検出する劣化検出手段と、
   前記駆動電力を、前記電池劣化度合に応じて低減するように制御する制御手段と、
   を備える電気掃除機。
2. 被清掃面を清掃するための回転ブラシを回転させる電動機と、
   前記電動機を駆動させるための電力である駆動電力を前記電動機へ供給する二次電池と、
   前記二次電池の劣化の度合である電池劣化度合を検出する劣化検出手段と、
   前記駆動電力を、前記電池劣化度合に応じて低減するように制御する制御手段と、
   を備える電気掃除機。
3. 前記劣化検出手段は、前記二次電池が満充電状態から前記駆動電力を供給した場合の前記二次電池の出力電圧の降下の度合に基づいて前記電池劣化度合を検出する請求項１または請求項２に記載の電気掃除機。
4. 前記劣化検出手段は、前記二次電池が満充電状態から放電を完了した際の、前記二次電池の出力電圧の降下の度合に基づいて前記電池劣化度合を検出する請求項１または請求項２に記載の電気掃除機。
5. 前記劣化検出手段は、前記二次電池が満充電状態から前記駆動電力を供給し始めてから前記二次電池の出力電圧が予め設定された値になるまでの時間に基づいて前記電池劣化度合を検出する請求項１または請求項２に記載の電気掃除機。
6. 前記制御手段は、前記駆動電力を、駆動電力下限値以上に制御する請求項１から請求項５の何れか１項に記載の電気掃除機。
7. 前記制御手段は、前記二次電池の出力電圧が停止電圧になると前記二次電池からの前記駆動電力の供給を停止させ、前記二次電池が前記駆動電力を供給し始めてから前記二次電池の出力電圧が前記停止電圧になるまでの時間が一定以上になるように、前記駆動電力を制御する請求項１から請求項６の何れか１項に記載の電気掃除機。
8. 前記制御手段は、前記二次電池の出力電圧が停止電圧になると前記二次電池からの前記駆動電力の供給を停止させ、前記電池劣化度合に応じて前記停止電圧を低下させる請求項１から請求項６の何れか１項に記載の電気掃除機。

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