JP6314098B2 - 充電式掃除機 - Google Patents

Description

本発明は、スティック型およびハンディ型として使用可能な充電式掃除機に関する。

従来の充電式電気掃除機では、集塵室へ吸気負圧を作用させる電動送風機の駆動電流を一定値に制御するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。これらの充電式電気掃除機では、電池の電圧低下や集塵室の目詰まり等に拘わらず電動送風機に供給される駆動電流の低減が防止され、これにより吸い込み性能の低下が防止される。
詳しくは、先行技術では、電池の電圧低下や集塵室の目詰まり等により電動送風機の駆動電流が低下したことを検出した場合に、駆動電流の減少に応じて駆動電流パルスのデューティ比を増大して電動送風機に供給される駆動電流の低減が防止している。

特開２００４−０２４４９１号公報

充電式電気掃除機に使用している充電式のリチウムイオン電池、ニッケル水素電池又はニッカド電池では、放電時間の経過、つまり電池残量の低下に伴って、電池の出力電圧が徐々に低下し、最終的に放電終止電圧（再充電電圧）となる放電特性をもつことが知られている。
上記の先行技術によれば、満充電後の使用開始時の出力電圧が高い状況における駆動電流の制御については考慮されていない。このため、使用開始時の充電式電気掃除機は、上記の駆動電流の制御が行われる時より、大きな吸い込み性能で駆動されている。
使用開始時の電池の出力電圧に合わせて、上記の先行技術を適用することもできるが、この場合には、駆動電流パルスのデューティ比の調整範囲が広くなる問題がある。

本発明の目的は、電池残量の低下に伴って出力電圧が徐々に低下する充電式電池の使用に適した制御を行う充電式掃除機を提供することにある。

前記課題を解決するため、本発明の充電式掃除機は、残容量に応じて出力電圧が変わる蓄電池と、前記蓄電池を電源とする吸引用の電動送風機と、前記蓄電池の出力電圧を検出する電圧検知手段と、前記電圧検知手段の検出値に基づいて前記電動送風機の駆動電力が一定になるように前記電動送風機の電流指令値を求めて、前記電動送風機の駆動を電力一定制御するとともに、定格動作時の電流指令値で前記電動送風機を駆動する電流一定制御とにより、前記電動送風機の駆動を制御する制御部と、を備え、充電式掃除機は、標準運転モードと、前記標準運転モードより前記電動送風機の駆動電流が大きい強運転モードとを有し、前記制御部は、前記強運転モードのときに、前記電力一定制御と前記電流一定制御で前記電動送風機を駆動し、前記標準運転モードのときに、前記電流一定制御で前記電動送風機を駆動するようにした。

本発明によれば、満充電後の放電初期の状態における過剰性能な運転を抑制することができ、充電式掃除機の駆動時間を延ばすことができる。

充電式掃除機をスティック型構成とした時の外観図である。 充電式掃除機をハンディ型構成とした時の外観図である。 掃除機本体の中央断面図である。 充電式掃除機の操作ボタンと本体ＬＥＤを説明する図である。（ａ）はハンディ型構成時の操作ボタンであり、（ｂ）はスティック型構成時の操作ボタンであり、（ｃ）は本体ＬＥＤである。 本体基板の構成を説明する図である。 制御部の機能ブロックを示すブロック図である。 電動送風機の動作条件を示した図である。 電動送風機の動作状態を説明する図である。 定格駆動時の電動送風機の制御フロー図である。 警報期間の電動送風機の制御フロー図である。 電力一定制御時のバッテリ電圧と電流指令値の関係を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施例の充電式掃除機１００は、スティック型・ハンディ型両用可能な電気掃除機となっており、図１にスティック型構成とした時の外観図を、図２にハンディ型構成とした時の外観図を示している。

図１に示すように、充電式掃除機１００は、掃除機本体１およびダストケース２（集塵装置）を備えて構成されている。なお、図１では、充電式掃除機１００に吸口体３を取り付けた場合を示しているが、隙間ノズル４（図２参照）等の各種の吸口に適宜切り替えて使用できる。さらに、回転ブラシ８０が掃除機本体１に回動自在に取り付けられている。
なお、以下では、前後上下左右の方向として、スティック型およびハンディ型として使用する場合には、図１に示す前後上下左右方向を基準として説明する。

掃除機本体１は、本体部１０、伸縮パイプ２０および回転ハンドル３０を備えて構成されている。ダストケース２および吸口体３は、掃除機本体１に着脱自在に取り付けられる。吸口体３は、パワーブラシ式のものである。

本体部１０は、モータケース１１、蓄電池ケース１２およびパイプケース１３を備えている。また、本体部１０には、ダストケース２が着脱自在に取り付けられるとともに、吸口体３から吸い込まれた塵挨を含む空気をダストケース２に送り込む導入路１４を備えている。

モータケース１１には電動送風機４０（図３参照）が内包され、蓄電池ケース１２には蓄電池６０（図３参照）が内包され、パイプケース１３には伸縮パイプ２０が内包される。

掃除機本体１の前端には、吸口体着脱ボタン１６が設けられている。この吸口体着脱ボタン１６を押下することで吸口体３の取り外しが可能となる。

伸縮パイプ２０は、掃除機本体１に設けられたパイプケース１３内に伸縮自在に支持されている。また、伸縮パイプ２０は、本体部１０の後面から後方に向けて引き出されるようになっている。本体部１０の側面に設けられたプッシュボタン２４ｅを押下することで、伸縮パイプ２０を前後方向に伸縮させることができる。また、使用者が掃除機本体１を使用している際に、伸縮パイプ２０が縮むことがないようにロック機構を備えている。

回転ハンドル３０は、使用者が手で握る部分であり、伸縮パイプ２０の先端部の回転機構部３３により回動自在に支持されている。また、回転ハンドル３０は、側面視において略レーストラック形状且つ環状に形成されている。また、回転ハンドル３０は、スティック型として使用する際に使用者が手で握る部分となるグリップ部３０ｓと、ハンディ型として使用する際に使用者が手で握る部分となるグリップ部３０ｔと、を有している。

また、回転ハンドル３０は、操作ボタン３１ａ，３１ｂ（図３参照）を備えている。操作ボタン３１ａは、スティック型として使用する場合に操作され、グリップ部３０ｓの外面（図１の上面）に設けられている。操作ボタン３１ｂ（図３参照）は、ハンディ型として使用する場合に操作され、グリップ部３０ｔの外面（図２の上面）に設けられている。

操作ボタン３１ａは、スティック状態で使用されるものであり、図４（ｂ）に示すように、「強」、「標準」、「切」の３つのボタンで構成されている。操作ボタン３１ｂ（後述の図２参照）は、ハンディ状態で使用されるものであり、図４（ａ）に示すように、ひとつのボタンで、「強」、「標準」、「切」がサイクリックに動作するように構成されている。このように、操作ボタン３１ｂをひとつのボタンで構成することで間違って押されるのを無くすことができる。

図２は充電式掃除機１００をハンディ型として使用する際の全体を示す左側面図である。なお、図２は、吸口体３（図１参照）に替えて、隙間ノズル４を装着した状態を示しているが、吸口体３や隙間ノズル４を装着せずに使用してもよい。
図２に示すように、伸縮パイプ２０は、該伸縮パイプ２０のほぼ全体が本体部１０内に収納されるようになっている。

パイプケース１３は、前後方向に延在し、パイプケース１３の後端部から前方に向けて伸縮パイプ２０が挿入され、パイプケース１３の前端部に隙間ノズル４が接続される。

モータケース１１は、パイプケース１３の長手方向の略中央部から後方且つパイプケース１３の下側に位置している。また、モータケース１１の前方には、ダストケース２が設けられている。

蓄電池ケース１２は、長手方向（前後方向）の略中央部から後方且つモータケース１１の下側に位置している。

回転ハンドル３０は、伸縮パイプ２０の伸縮方向（前後方向）に回動自在に構成されている。また、回転ハンドル３０は、図２の側面視において、細長い形状の開口部３２を有する略レーストラック形状を呈している。この開口部３２は、伸縮パイプ２０をパイプケース１３に収納し且つ回転ハンドル３０を伸縮パイプ２０の上側に重なるように折り畳んだときに、開口部３２の長手方向が伸縮パイプ２０の軸方向（伸縮方向）と平行になっている。

また、グリップ部３０ｓ，３０ｔには、開口部３２側の面に指固定凹部３２ａ，３２ｂが形成されている。これにより、掃除機本体１をハンディ型として、使用者がグリップ部３０ｔを把持した場合、指固定凹部３２ａに指を掛けて使用できる。また掃除機本体１をスティック型として（図１参照）使用者がグリップ部３０ｓを把持した場合、指固定凹部３２ｂに指を掛けて使用できる。これにより、回転ハンドル３０をしっかりと握ることができる。また、グリップ部３０ｓ，３０ｔ内において前後に位置を変えることができるように、指固定凹部３２ａ，３２ｂが前後の２ケ所に形成されている。また、回転ハンドル３０の表面は、使用者が手で持ちやすいよう熱可塑性樹脂等の柔らかい素材で構成されていてもよい。

回転ハンドル３０は、細長く形成された開口部３２の周囲にグリップ部３０ｓ，３０ｔを有し、伸縮パイプ２０が本体部１０におけるパイプケース部１３に収納され且つ回転ハンドル３０が伸縮パイプ２０側に回動した状態で、開口部３２は、電動送風機４０の略上方向に位置する。また、伸縮パイプ２０が本体部１０におけるパイプケース部１３に収納され且つ回転ハンドル３０が伸縮パイプ２０側に回動した状態で、開口部３２は、蓄電池（蓄電装置）６０（図３参照）の略上方向に位置する。

図３は図２に示す掃除機本体の中央断面図である。なお、図３は、掃除機本体１に吸口体３および隙間ノズル４が装着されていない状態を図示している。
図３に示すように、本体部１０のモータケース部１１には、電動送風機４０が収容されている。また、モータケース部１１内には、電動送風機４０を固定するための固定ケース１１ａが設けられている。固定ケース１１ａ内には、電動送風機４０の後方に、掃除機本体１を制御する本体基板５０（制御基板）が固定されている。この固定ケース１１ａを覆う形でモータケース部１１が構成されている。

電動送風機４０は、回転駆動軸４０ａが伸縮パイプ２０の下方において伸縮パイプ２０と平行となるように配置されている。また、電動送風機４０から排出された空気は、電動送風機４０の後方に配置された本体基板５０に流れて、本体基板５０を冷却するようになっている。

本体基板５０は、上下に分割して配置され、対向する面に部品が実装されている。電動送風機４０から排出された空気のほとんどは、各本体基板５０の対向配置された部品（発熱部品）を冷却するように流れる。

本体部１０の蓄電池ケース部１２には、蓄電池６０が収容され、蓄電池６０が電動送風機４０の下方に隣接するように配置されている。この蓄電池６０は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池など充電可能なもので構成されている。ここで、本実施形態における蓄電池６０とは単電池を複数用いてパックした組電池である。なお、使用条件等によっては単電池でもよい。

ダストケース２は、サイクロン方式のものであり、モータケース部１１の前方に配置され、略円柱形状を呈している。また、ダストケース２の前端がパイプケース部１３に形成されたダストケース固定突起１３ａと嵌合し、ダストケース２の後端がスライド自在に構成されたロックボタン１１９によって蓄電池ケース部１２と係合してロックされる。

また、本体部１０のパイプケース部１３の上面には、充電式掃除機１００をハンディ型として使用する際に、回転ハンドル３０の前端をクランプするハンドルクランプ２５（クランプ手段）が設けられている。操作ボタン３１ｂは、ハンディ型として使用する際に、上向きとなり、容易に電源の入り切りが可能となる。

また、本体部１０には、本体基板５０の後方に、本体ＬＥＤ５１を備える。本体ＬＥＤ５１は、図４（ｃ）に示すように、赤と緑の２色を点灯することができ、掃除機本体１の運転状態や蓄電池６０の充電状態の表示ができる。また、本体ＬＥＤ５１の色数は１色や２色以上でもよく、点灯や点滅との組み合わせによって、蓄電池６０の充電完了状態や掃除機本体１の運転エラー状態を表示してもよく、また意匠として点灯または点滅してもよい。

つぎに、図５により、掃除機本体１を駆動制御する本体基板５０（制御基板）の構成について説明する。
本体基板５０（制御基板）は、蓄電池６０の充電制御を行う電池充電制御部５０９と、蓄電池６０を電源にして電動送風機４０を駆動するインバータ回路５０１と、前記インバータ回路５０１をドライブするドライブ回路５０５を備えている。

さらに、電動送風機４０の駆動制御を行うために、蓄電池６０の出力電圧を検知する電圧検知手段５１２と、蓄電池６０から電動送風機４０に供給される駆動電流を検知する電流検知手段５１３と、が設けられ、制御部５００により制御される。
また、掃除機本体１の運転状態や蓄電池６０の充電状態を表示する本体ＬＥＤ５１である表示部５０６と、スティック型として使用する場合に操作される操作ボタン３１ａおよびハンディ型として使用する場合に操作される操作ボタン３１ｂであるスイッチ５０７と、が設けられ、使用者の操作指令の検出や、掃除機本体１の状態を使用者に通知する。

この他、基板サーミスタ５０８が設けられ、電動送風機４０から排出された空気による冷却状態を監視している。
吸口制御部５１４は、パワーブラシ等の吸口体３の制御を行う。後述するが、本実施例の充電式掃除機１００は、パワーブラシが装着されているときと、回転ブラシ８０や隙間ノズルや応用吸口体を装着したときで、異なる動作モードで吸込みを行う。このため、吸口制御部５１４は、パワーブラシ等の吸口体３の装着の有無を判定する。
また、吸口制御部５１４は、回転ブラシモータの電流検知や回転ブラシモータのＰＷＭ（pulse width modulation）信号を出力する。

より詳しくは、電動送風機４０は、３相のブラシレスＤＣモータ５０２と送風ファン５０３とで構成される。３相のブラシレスＤＣモータ５０２は、蓄電池６０の直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を出力するインバータ回路５０１により、駆動される。インバータ回路５０１には、平滑コンデンサ５０４により平滑された蓄電池６０の直流電源が接続されている。

制御部５００は、マイクロコンピュータとメモリにより構成され、図示しない内蔵ＲＯＭ（Read Only Memory）に格納されているプログラムとデータにより、その機能を実現している。
例えば、制御部５００は、スイッチ５０７を介して、使用者の「強」または「標準」の動作モードによる検知すると、ドライブ回路５０５を介してインバータ回路５０１を制御し、動作モードに対応する所定の吸込仕事率を得られるように、電動送風機４０を制御・駆動する。

このとき、制御部５００は、電圧検知手段５１２を介して蓄電池６０の出力電圧を監視し、掃除機本体１の動作中に電動送風機４０が所定の吸込仕事率で駆動されるようにインバータ回路５０１を駆動する。これにより、電動送風機４０の入力電力が一定となり、蓄電池６０の出力電力も一定となる。
また、電動送風機４０の駆動に並行して、電圧検知手段５１２の検出電圧（蓄電池６０の出力電圧）に従って、表示部５０６に掃除機本体１の運転状態や蓄電池６０の充電状態を表示する。
以下に、制御部５００の制御内容をより詳細に説明する。

図６は、制御部５００の機能ブロックを示すブロック図である。
運転モード制御部６００は、モータ駆動電流・モータ印加電圧（電池電圧）、運転モードを示すスイッチ信号、電池残量、吸口有無に基づいて、本実施例の充電式掃除機１００の運転モードを判定し、運転モードと動作状態ごとに所定の吸込仕事率に対応したモータ駆動指令（電流指令値）を出力する。

ドライバ制御部６０１は、運転モード制御部６００からのモータ駆動指令（電流指令値）と、ブラシレスＤＣモータ５０２のロータ位置に基づいて電動送風機４０が所定の吸込仕事率を得るようにインバータ駆動信号を出力し、インバータ回路５０１の上アームと下アームのオン／オフを制御して３相のブラシレスＤＣモータ５０２の相電流を切換える。

電池残量判定部６０３は、電圧検知手段５１２で検出した蓄電池６０の電池電圧（出力電圧）に基づいて、蓄電池６０が、充電を必要する状態であるか、または、過放電を防止するために掃除機本体１の動作を停止する状態にあるかを判定する。
運転モード制御部６００は、電池残量判定部６０３の動作停止の判定結果に基づいて、掃除機本体１の動作を停止する。

電池残量判定部６０３は、蓄電池６０の電池電圧（出力電圧）に基づいて判定を行うようにしているが、蓄電池６０の内部抵抗が大きな場合には、「強」または「標準」の動作モードにより、判定の閾値電圧が異なってくる。このため、運転モード制御部６００で判定した運転モードに応じて、判定の閾値電圧を変えるとよい。

電池残量表示制御部６０２は、電池残量判定部６０３の「充電を必要する状態」の判定により、本体ＬＥＤ５１を緑色に点滅して、使用者に使用可能な時間が短いことを通知し、充電を促す。また、電池残量表示制御部６０２は、図示していないが、電池充電制御部５０９（図５参照）の充電動作により本体ＬＥＤ５１を赤色に点灯し、電池充電制御部５０９が充電完了すると本体ＬＥＤ５１を消燈する。

スイッチ信号判定部６０４は、操作ボタン３１ａと操作ボタン３１ｂであるスイッチ５０７の状態を監視し、使用者の操作指令を取得する。運転モード制御部６００は、取得した操作指令に基づいて、制御を行う。
詳しくは、操作ボタン３１ａでは、「強」、「標準」、「切」の３つのボタンを監視して、使用者の押下したボタンにより、操作指令を判別する。また、操作ボタン３１ｂでは、ボタンを監視して、使用者のボタン押下の度に、操作指令を「標準」、「強」、「切」の順にサイクリックに変更する。
このスイッチ信号の判定は、電動送風機４０の駆動制御や蓄電池６０の充電中、充電式掃除機１００の放置中にも行う。

目詰まり検知部６０５は、電流検知手段５１３で取得した電動送風機４０の駆動電流と、モータ駆動指令（電流指令値）を比較し、電動送風機４０の駆動電流がモータ駆動指令（電流指令値）より小さいか否かを判定する。
目詰まりが発生すると、電動送風機４０の吸込風量が低下して電動送風機４０の駆動電流も小さくなる。このため、目詰まり検知部６０５は、目詰まりを検知することができる。
運転モード制御部６００は、「強」の動作モードで制御中に、目詰まり検知部６０５で目詰まり検知すると、動作モードを「標準」に変更して、電動送風機４０や本体基板５０（制御基板）の過熱を防止する。

つぎに、図７と図８により、電動送風機４０の駆動状態を詳細に説明するが、その前に、蓄電池６０（バッテリ）の放電特性について説明する。
蓄電池６０（バッテリ）は、バッテリの残量低下に伴い、バッテリの出力電圧は低下する特性をもっている。このため、満充電状態の蓄電池６０（バッテリ）の出力電圧は、定格状態の動作点より高い出力電圧となっている。この状態で、電動送風機４０を定格動作のモータ駆動指令（電流指令値）により駆動すると、定格値より大きな吸込仕事率が生じることとなる

この状態は、性能過多と言うことができ、必要以上に蓄電池６０（バッテリ）のエネルギを使用することでエネルギ利用効率を低下させている。このため、本実施例では、以下のように電動送風機４０の駆動制御をおこなって、吸込仕事率の最適化を図り、充電式掃除機１００のバッテリ動作の長時間化を図るようにした。

図７は、電動送風機４０の動作条件を示した図である。
電動送風機４０の動作条件は、充電式掃除機１００の「強」「標準」の運転モードと、吸口体３（パワーブラシ）の有無、「定格」「警報」の動作状態との組み合わせに応じて、図の電流指令値の内容に設定されている。ここで、「警報」の動作状態とは、蓄電池６０の電池残量が、所定残量より少なくなり（所定の検知電圧値より低くなり）、使用可能な時間が短いことを使用者に通知している状態を意味する。

図７では、吸口有無が、吸口体３（パワーブラシ）が装着されている「有」のときより「無」のときの方が、電流指令値の内容が大きくなっている。これは、吸口体３（パワーブラシ）によるゴミの掻きだし機能により、電動送風機４０の吸込仕事率を低下できることと、吸口体３（パワーブラシ）の内蔵モータへの電力供給のために、電動送風機４０の消費電力を小さくしているためである。したがって、吸口有無による電動送風機４０の動作条件は、これに限定されるものではない。

また、「標準」の運転モードでは、「定格」「警報」の動作状態の電流指令値の内容を同一とし、「強」の運転モードでは、「警報」の動作状態の電流指令値の内容を、「定格」の動作状態の電流指令値の内容より、小さくしている。これは、「強」の運転モードにおける警報期間を、「標準」の運転モードの警報期間に近づけるために、「警報」の動作状態の電流指令値の内容を変更して、電動送風機４０の消費電力を小さくするためである。「標準」の運転モードで、「警報」の動作状態の電流指令値の内容を変更してもかまわない。
なお、「強」の運転モードでの警報の動作状態の電流指令値の内容の設定については後述する。

図８は、図７に対応した電動送風機４０の動作状態を説明する図である。
図８（ａ）は、「強」の運転モードで、吸口体３が装着されていない吸口無のときの、電動送風機４０の駆動電流の時間変化を示す図である。（ｂ）は、「強」の運転モード・吸口有のときの、電動送風機４０の駆動電流の時間変化を示し、（ｃ）は、「標準」の運転モードで、吸口無と吸口有のときを合わせて、電動送風機４０の駆動電流の時間変化を表わしたものである。

図８（ａ）（ｂ）（ｃ）のそれぞれは、蓄電池６０（バッテリ）は満充電後の放電初期の状態で、操作ボタン３１ａまたは操作ボタン３１ｂの「強」「標準」ボタンのどちらかが押下されて、電動送風機４０が駆動を開始し、蓄電池６０（バッテリ）の出力電圧が放電終止検知電圧に達して、電動送風機４０が停止するまでの、電動送風機４０の駆動電流の時間変化を表わしたものである。

図の横軸の運転時間ｔは、絶対時間を示すものではなく、それぞれの動作のバッテリ動作時間が紙面の幅に合わせて記載されている。また、運転時刻ｔ₀は、駆動開始タイミングを示し、運転時刻ｔ₁は駆動モードを変更したタイミングを示している。運転時刻ｔ₂は、電池残量判定部６０３が電池残量少検知電圧を検出して、「警報」の動作状態に移行したタイミングになっている。運転時刻ｔ₃は、電池残量判定部６０３が放電終止検知電圧を検出して、電動送風機４０の駆動を停止するタイミングになっている。また、符号Ｐは電流の変化点を表わしている。
以下に、それぞれの動作状態を説明する。

図８（ａ）は、「強」の運転モードで、吸口体３が装着されていない吸口無のときの、電動送風機４０の駆動電流の時間変化を示す図である。
図７に示したように、定格動作状態では、電流指令値の内容を17.0Ａの電流一定として電動送風機４０を駆動する。この状態は、図８（ａ）のＰa1からＰa2に対応する。

前述のとおり、満充電状態の蓄電池６０（バッテリ）の出力電圧は、定格状態の動作点より高い出力電圧となっているので、運転時刻ｔ₁（Ｐa1）以前では、電動送風機４０の駆動電力が一定になるように、電動送風機４０の電流指令値の内容を蓄電池６０（バッテリ）の出力電圧値により変更する。これにより、運転時刻ｔ₀からｔ₁（Ｐa0からＰa1）では、電動送風機４０を電力一定制御し、蓄電池６０（バッテリ）の出力電力を一定にする。
図では、運転時刻ｔ₀からｔ₁（Ｐa0からＰa1）の電流変化が直線で表示されているが、蓄電池６０（バッテリ）の放電特性に合わせて曲線変化する場合もある。

詳細は後述するが、上記の電動送風機４０の電流指令値の内容の電力一定制御は、蓄電池６０（バッテリ）の出力電圧が所定の閾値より大きいときに開始し、徐々に出力電圧が低下し、それに従って、電動送風機４０の電流指令値の内容を大きくする。これにより、電動送風機４０の入力電力を一定にし、略一定の吸込仕事率を得るようにした。
そして、電力一定制御で駆動中に、モータ駆動電流が所定の値（定格電流）以上になると、電動送風機４０の駆動を電流一定制御に移行する（図のＰa1に対応）。

電動送風機４０の電流一定制御の駆動では、17.0Ａの駆動電流となる電流指令値の内容を設定する。
そして、電流一定制御の駆動では、蓄電池６０（バッテリ）の出力電圧を監視し、出力電圧が電池残量少検知電圧になると、「警報」の動作状態の制御に移行する（図のＰa2に対応）。

運転時刻ｔ₂からｔ₃の「警報」の動作状態（Ｐa3からＰa4に対応）では、電流指令値の内容を14.0Ａの電流一定として電動送風機４０を駆動する。このとき、駆動電流の変化による吸込仕事率の変化を小さくするため、所定の割合で電流指令値の内容を減少させ、一定時間後に、電流指令値の内容が14.0Ａになるように制御する。これにより、目詰まりによる吸込音の変化等と異なる吸込音の変化となり、使用者への違和感を低減することができる。

運転時刻ｔ₂からｔ₃の「警報」の動作状態（Ｐa3からＰa4に対応）でも、蓄電池６０（バッテリ）の出力電圧を監視し、出力電圧が放電終止検知電圧になると、電動送風機４０への電力供給を停止し、電動送風機４０の運転を終了する（Ｐa4に対応）。

上記のように電動送風機４０の駆動電流を制御することで、満充電後の放電初期の過剰性能な運転を適性化して、バッテリの使用効率を向上することができる。

図８（ｂ）は、「強」の運転モードで、吸口体３が装着されている吸口有のときの、電動送風機４０の駆動電流の時間変化を示す図である。
図７に示したように、定格動作状態では、電流指令値の内容を15.0Ａの電流一定として電動送風機４０を駆動する。この状態は、図８（ｂ）のＰb1からＰb2に対応する。

図８（ｂ）の運転時刻ｔ₀からｔ₂（Ｐb0からＰb2）の電動送風機４０の駆動方法は、図８（ａ）の電力一定制御と電流一定制御と制御内容と同じため、ここでは説明を省略する。
図８（ｂ）は、図８（ａ）と、運転時刻ｔ₂からｔ₃（Ｐb2からＰb3）の「警報」の動作状態における駆動方法が異なる。

15.0Ａの電流一定制御の駆動で、蓄電池６０（バッテリ）の出力電圧が、電池残量少検知電圧になると、「警報」の動作状態の制御に移行（図のＰb2に対応）し、蓄電池６０（バッテリ）の出力電圧が、放電終止検知電圧になるまで、所定の時間割合で電流指令値の内容を減少させて電動送風機４０を駆動する電流可変制御をおこなう。そして、蓄電池６０（バッテリ）の出力電圧が、放電終止検知電圧になると、電動送風機４０への電力供給を停止し、電動送風機４０の運転を終了する（Ｐb3に対応）。
このように、徐々に電流指令値の内容を減少させることで、電動送風機４０の吸込仕事率を小さくする。これにより、警報期間の延長を図るようにした。

図８（ｃ）は、「標準」の運転モードで、吸口無と吸口有の電動送風機４０の駆動電流の時間変化を合わせて表わしたものである。
図７に示したように、「標準」の運転モードで吸口無の場合には、電動送風機４０の駆動電流を4.6Ａの電流指令値とし、「標準」の運転モードで吸口有の場合には、電動送風機４０の駆動電流を3.4Ａの電流指令値とする。
図８（ｃ）では、蓄電池６０（バッテリ）が満充電後の放電初期から放電終止検知電圧になるまで（運転時刻ｔ₀からｔ₃）、電動送風機４０を電流一定制御で駆動する。

言うまでもないが、「標準」の運転モードでも、蓄電池６０（バッテリ）が満充電後の放電初期に、電動送風機４０を電力一定制御で駆動するようにしてもよい。
本実施例では、蓄電池６０（バッテリ）の内部抵抗による電流損失が大きな「強」運転モードで、満充電後の放電初期に電動送風機４０の電力一定制御を行うことにより、蓄電池６０（バッテリ）の出力電流を低減して、蓄電池６０（バッテリ）の内部抵抗による電力損失の低減を図っている。

また、本実施例では、充電式掃除機１００の定格動作時に電動送風機４０を電流一定制御で駆動するようにし、蓄電池６０（バッテリ）が満充電後の放電初期に電動送風機４０を電力一定制御で駆動するようにしたが、常に、電動送風機４０を電力一定制御で駆動するようにしてもよい。特に、蓄電池６０（バッテリ）が、バッテリの残量低下による出力電圧の低下が大きい特性をもつバッテリの場合に好ましい。

つぎに、図８に示した電動送風機４０の駆動電流を制御する運転モード制御部６００の制御フローを図９Ａと図９Ｂにより説明する。
まず、運転モード制御部６００は、スイッチ信号判定部６０４の出力から電動送風機４０の動作モードを判定する（Ｓ９０１）。
ステップＳ９０１で、電動送風機４０の動作モードが標準運転モードの場合（Ｓ９０１の標準運転）には、ステップＳ９１０に進む。

ステップＳ９０１で、電動送風機４０の動作モードが強運転の場合（Ｓ９０１の強運転）には、蓄電池６０（バッテリ）の出力電圧が、満充電状態の判定閾値電圧である初期電圧より大きいか否かの比較を行う（Ｓ９０２）。
ここでの電圧判定は、電動送風機４０を駆動していない状態の蓄電池６０（バッテリ）の出力電圧により行う。

ステップＳ９０２で、蓄電池６０（バッテリ）の出力電圧を判定し、蓄電池６０（バッテリ）の出力電圧が初期電圧以下の場合（Ｓ９０２のＮｏ）には、ステップ９１０に進む。
ステップＳ９０２で、蓄電池６０（バッテリ）の出力電圧が、初期電圧より大きい場合（Ｓ９０２のＹｅｓ）には、吸口体３の装着の有無を判定する（Ｓ９０３）。
ステップＳ９０３で、吸口体３の装着の有無を判定し、吸口体３が装着されている場合（Ｓ９０３の有）には、ステップＳ９０４に移行し、吸口体３が装着されていない場合（Ｓ９０３の無）には、ステップＳ９０６に移行する。

ステップＳ９０４で、運転モード制御部６００は、蓄電池６０（バッテリ）の出力電圧を取得し、この電圧に応じて電動送風機４０を吸口有時の電力一定制御で駆動する電流指令値を設定する。この電流指令値の設定は、予め、図１０に示すような電力一定となるバッテリ電圧と強運転（吸口有）の電流指令値の関係を求めてメモリ（図示せず）にテーブル記憶し、バッテリ電圧をキーにテーブル参照することによりおこなえばよい。
なお、ステップＳ９０４の初回の処理では、電動送風機４０を駆動していない無負荷の蓄電池６０（バッテリ）の出力電圧を参照する。

つぎに、運転モード制御部６００は、設定した電流指令値によるモータ駆動指令をドライバ制御部６０１に出力し、電動送風機４０を電力一定制御で駆動する（Ｓ９０５）。
そして、ステップ９０８に移行する。

ステップＳ９０６では、運転モード制御部６００は、蓄電池６０（バッテリ）の出力電圧を取得し、この電圧に応じて電動送風機４０を吸口無時の電力一定制御で駆動する電流指令値を設定する。この電流指令値の設定は、予め、図１０に示すような電力一定となるバッテリ電圧と強運転（吸口有）の電流指令値の関係を求めて、メモリ（図示せず）にテーブル記憶し、バッテリ電圧をキーにテーブル参照することによりおこなえばよい。
なお、ステップＳ９０６の初回の処理では、電動送風機４０を駆動していない無負荷の蓄電池６０（バッテリ）の出力電圧を取得する。

つぎに、運転モード制御部６００は、設定した電流指令値によるモータ駆動指令をドライバ制御部６０１に出力し、電動送風機４０を電力一定制御で駆動する（Ｓ９０７）。
そして、ステップ９０８に移行する。

ステップＳ９０８では、運転モード制御部６００は、スイッチ信号判定部６０４の出力から、使用者の「切」操作の有無を判定する。
「切」操作されていない場合には（Ｓ９０８のＮｏ）、ステップＳ９０９に進む。
「切」操作されている場合には（Ｓ９０８のＹｅｓ）、図９ＢのステップＳ９２1に移行し、モータ停止指令をドライバ制御部６０１に出力し、電動送風機４０を停止する。これにより、充電式掃除機１００の吸込動作が終了する。

ステップＳ９０９では、電動送風機４０の駆動電流が、電動送風機４０の定格動作時の駆動電流（定格電流）以上であるか否かを判定する。
ステップＳ９０９で、駆動電流＜定格電流の場合（Ｓ９０９のＮｏ）には、ステップＳ９０３に戻り、電動送風機４０の電力一定制御を継続する。この繰り返し周期は、約１００ｍｓ程度であればよい。
ステップＳ９０９で、駆動電流≧定格電流の場合（Ｓ９０９のＹｅｓ）には、電動送風機４０の電力一定制御を終わり、電動送風機４０の電流一定制御をおこなうために、ステップＳ９１０に進む。

上記のステップＳ９０１からＳ９０９により、図８の運転時刻ｔ₀からｔ₁の電力一定制御による電動送風機４０の駆動をおこなう。つぎの、ステップＳ９１０からの処理は、図８の運転時刻ｔ₁からｔ₂の電動送風機４０の定格動作時の電流一定制御をおこなう処理になっている。

まず、ステップＳ９１０で、吸口体３の装着の有無を判定し、吸口体３が装着されている場合（Ｓ９１０の有）には、ステップＳ９１１に移行し、吸口体３が装着されていない場合（Ｓ９１０の無）には、ステップＳ９１３に移行する。

ステップＳ９１１で、運転モード制御部６００は、図７に示した電流指定値を設定し、設定した電流指令値によるモータ駆動指令をドライバ制御部６０１に出力し、電動送風機４０を電流一定制御で駆動する（Ｓ９１２）。
そして、ステップ９１５に移行する。

ステップＳ９１３で、運転モード制御部６００は、図７に示した電流指定値を設定し、設定した電流指令値によるモータ駆動指令をドライバ制御部６０１に出力し、電動送風機４０を電流一定制御で駆動する（Ｓ９１４）。
そして、ステップ９１５に移行する。

ステップＳ９１５では、運転モード制御部６００は、スイッチ信号判定部６０４の出力から、使用者の「切」操作の有無を判定する。
「切」操作されていない場合（Ｓ９１５のＮｏ）には、ステップＳ９１６に進む。
「切」操作されている場合（Ｓ９１５のＹｅｓ）には、図９ＢのステップＳ９２1に移行し、モータ停止指令をドライバ制御部６０１に出力し、電動送風機４０を停止する。これにより、充電式掃除機１００の吸込動作が終了する。

ステップＳ９１６では、運転モード制御部６００は、蓄電池６０（バッテリ）の出力電圧を取得し、バッテリ出力電圧が電池残量少検知電圧に達したか判定する。バッテリ出力電圧が電池残量少検知電圧以下であれば（Ｓ９１６のＹｅｓ）、図９ＢのステップＳ９１７に進み、電動送風機４０の電流一定制御を終了する。
ステップＳ９１６で、バッテリ出力電圧が電池残量少検知電圧より大であれば（Ｓ９１６のＮｏ）、ステップＳ９１０に戻り、電動送風機４０の電流一定制御による駆動を継続する。

上記のステップＳ９１０からＳ９１６により、図８の運転時刻ｔ₁からｔ₂の電流一定制御による電動送風機４０の駆動をおこなう。
以後、図９Ｂにより、充電式掃除機１００の「警報」の動作状態（図８の運転時刻ｔ₂からｔ₃）における電動送風機４０の駆動制御フローを説明する。
ステップＳ９１７で、電池残量表示制御部６０２は、本体ＬＥＤ５１の緑色点滅を開始して、使用者に使用可能な時間が短いことを通知し、充電を促す。

ステップＳ９１８では、運転モード制御部６００は、スイッチ信号判定部６０４の出力から、使用者の「切」操作の有無を判定する。
「切」操作されていない場合（Ｓ９１８のＮｏ）には、ステップＳ９１９に進む。
「切」操作されている場合（Ｓ９１８のＹｅｓ）には、ステップＳ９２０に進み、本体ＬＥＤ５１の消燈処理をおこなった後に、モータ停止指令をドライバ制御部６０１に出力し（Ｓ９２１）、電動送風機４０を停止する。これにより、充電式掃除機１００の吸込動作が終了する。

ステップＳ９１９では、運転モード制御部６００は、蓄電池６０（バッテリ）の出力電圧を取得し、バッテリ出力電圧が放電終止検知電圧に達したか判定する。バッテリ出力電圧が放電終止検知電圧より大であれば（Ｓ９１９のＮｏ）、ステップＳ９２２に進む。
バッテリ出力電圧が放電終止検知電圧以下であれば（Ｓ９１９のＹｅｓ）、ステップＳ９２０に進み、本体ＬＥＤ５１の消燈処理をおこなった後に、モータ停止指令をドライバ制御部６０１に出力し（Ｓ９２１）、電動送風機４０を停止する。これにより、充電式掃除機１００の吸込動作が終了する。

ステップＳ９２２では、運転モード制御部６００は、スイッチ信号判定部６０４の出力から電動送風機４０の動作モードを判定し、電動送風機４０の運転モードが強運転モードの場合（Ｓ９２２の強）には、ステップＳ９２８に進む。
電動送風機４０の運転モードが標準運転モードの場合（Ｓ９２２の標準）には、ステップＳ９２３に進む。

ステップＳ９２３では、吸口体３の装着の有無を判定し、吸口体３が装着されている場合（Ｓ９２３の有）には、ステップＳ９２４に移行し、吸口体３が装着されていない場合（Ｓ９２３の無）には、ステップＳ９２６に移行する。

ステップＳ９２４で、運転モード制御部６００は、図７に示した電流指定値を設定し、設定した電流指令値によるモータ駆動指令をドライバ制御部６０１に出力し、電動送風機４０を電流一定制御で駆動する（Ｓ９２５）。
そして、ステップ９１８に戻り、標準運転モードの吸口有における電動送風機４０の「警報」の動作状態の駆動制御を継続する。この繰り返し周期は、約１００ｍｓ程度であればよい。

ステップＳ９２６で、運転モード制御部６００は、図７に示した電流指定値を設定し、設定した電流指令値によるモータ駆動指令をドライバ制御部６０１に出力し、電動送風機４０を電流一定制御で駆動する（Ｓ９２７）。
そして、ステップ９１８に戻り、標準動作モードの吸口無における電動送風機４０の「警報」の動作状態の駆動制御を継続する。この繰り返し周期は、約１００ｍｓ程度であればよい。

ステップＳ９２８以降の処理は、図８の強運転モードでの「警報」の動作状態（図８の運転時刻ｔ₂からｔ₃）における電動送風機４０の駆動制御フローになっている。
ステップＳ９２８では、吸口体３の装着の有無を判定し、吸口体３が装着されている場合（Ｓ９２８の有）には、ステップＳ９２９に移行し、吸口体３が装着されていない場合（Ｓ９２８の無）には、ステップＳ９３１に移行する。

ステップＳ９２９では、運転モード制御部６００は、バッテリ出力電圧が放電終止検知電圧に達するまで定率減少する電流指定値を設定し、設定した電流指令値によるモータ駆動指令をドライバ制御部６０１に出力し、電動送風機４０を電流一定制御で駆動する（Ｓ９３０）。
そして、ステップ９１８に戻り、強運転動作モードの吸口有における電動送風機４０の「警報」の動作状態の駆動制御を継続する。この繰り返し周期は、約１００ｍｓ程度であればよい。

ステップＳ９３１では、電動送風機４０の駆動電流が、「警報」の動作状態の設定電流以上であるか否かを判定する。
ステップＳ９３１で、駆動電流＜設定電流の場合（Ｓ９３１のＮｏ）には、定率減少する電流指定値を設定し、設定した電流指令値によるモータ駆動指令をドライバ制御部６０１に出力し、電動送風機４０を電流一定制御で駆動する（Ｓ９３３）。
そして、ステップ９１８に戻り、強運転動作モードの吸口無における電動送風機４０の「警報」の動作状態の駆動制御を継続する。この繰り返し周期は、約１００ｍｓ程度であればよい。

ステップＳ９３１で、駆動電流≧設定電流の場合（Ｓ９３１のＹｅｓ）には、「警報」の動作状態の設定電流の電流指令値を設定し、設定した電流指令値によるモータ駆動指令をドライバ制御部６０１に出力し、電動送風機４０を電流一定制御で駆動する（Ｓ９３５）。
そして、ステップ９１８に戻り、強運転動作モードの吸口無における電動送風機４０の「警報」の動作状態の駆動制御を継続する。この繰り返し周期は、約１００ｍｓ程度であればよい。

以上の制御フローにより、実施例の充電式掃除機１００は、図８に示した駆動電流により吸込み動作を行う。これにより、蓄電池６０（バッテリ）の満充電後の放電初期の過剰性能な運転を適性化して、バッテリの使用効率を向上することができる。

本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施例は本発明で分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。

４０ 電動送風機
５０ 本体基板（制御基板）
６０ 蓄電池
５００ 制御部
５０１ インバータ回路
５０２ ブラシレスＤＣモータ
５０３ 送風ファン
５０４ 平滑コンデンサ
５０５ ドライブ回路
５０６ 表示部
５０７ スイッチ
５０８ 基板サーミスタ
５０９ 電池充電制御部
５１２ 電圧検知手段
５１３ 電流検知手段
５１４ 吸口制御部

Claims (3)

1. 残容量に応じて出力電圧が変わる蓄電池と、
   前記蓄電池を電源とする吸引用の電動送風機と、
   前記蓄電池の出力電圧を検出する電圧検知手段と、
   前記電圧検知手段の検出値に基づいて前記電動送風機の駆動電力が一定になるように前記電動送風機の電流指令値を求めて、前記電動送風機の駆動を電力一定制御するとともに、定格動作時の電流指令値で前記電動送風機を駆動する電流一定制御とにより、前記電動送風機の駆動を制御する制御部と、
   を備え、
   充電式掃除機は、標準運転モードと、前記標準運転モードより前記電動送風機の駆動電流が大きい強運転モードとを有し、
   前記制御部は、前記強運転モードのときに、前記電力一定制御と前記電流一定制御で前記電動送風機を駆動し、
   前記標準運転モードのときに、前記電流一定制御で前記電動送風機を駆動する
   ことを特徴とする充電式掃除機。
2. 請求項１に記載の充電式掃除機において、
   前記蓄電池から前記電動送風機に供給される駆動電流を検出する電流検知手段を有し、
   前記制御部は、前記電流検知手段により検出した駆動電流が、定格動作時の前記電動送風機の定格電流以上になったことを判定したときに、前記電動送風機の駆動を電力一定制御から電流一定制御に変える
   ことを特徴とする充電式掃除機。
3. 請求項１に記載の充電式掃除機において、
   前記制御部は、前記電動送風機の駆動が電力一定となるバッテリ電圧と電流指令値の関係を記憶するメモリを備える
   ことを特徴とする充電式掃除機。

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