JP2004000800A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】吸引力を向上させ、使用時間を長くしても、本体質量の増加を少なくし、本体を小型化でき携帯性や収納性が向上する電気掃除機を提供することを目的とする。
【解決手段】電動送風機２を内蔵する掃除機本体１と、前記電動送風機２を駆動する電池６とを備え、前記電動送風機２の排気を、前記電池６に当てる構成としたもので、電動送風機２の排気を電池に当てることにより、電池２の温度上昇を低減することができ、電池２の寿命も増加する。
【選択図】図２

Description

　本発明は、一般家庭において使用する電気掃除機に関するものである。

　従来の電気掃除機は図４に示すものが一般的であり、以下図面にしたがって説明する。

　従来、２次電池を電源とする電気掃除機が知られている。図３に示すように、掃除機本体１内には電動送風機２を配し、電動送風機２の吸引側には集塵室８を配し、集塵室８内には吸引された塵埃等を含む汚れた空気を清浄化する集塵袋９を有する。また、掃除機本体１内に電動送風機２を回転させるための２次電池１０を設けており、２次電池としてはニッカド電池あるいは鉛電池を使用している。

　このような従来の電気掃除機では、ニッカド電池や鉛電池からなる２次電池の電気容量が小さいため、掃除機の使用時間を長くしたり、吸引力を高くしようとすると、電池の本数を増加させる必要があり、本体質量が大幅に増加し、さらに本体が大きくなり携帯性や収納性が低下するという課題があった。また、ハンディタイプでは、ニッケル水素電池を使用した充電式電気掃除機が知られているが、ハンディタイプのような小型軽量の電気掃除機では、ニッケル水素電池でも使用本数を増加させると質量、本体の大きさが大きく増加し、吸引力を向上させる限界があった。

　本発明は上記課題を解決するもので、吸引力を向上させ、使用時間を長くしても、本体質量の増加を少なくし、本体を小型化でき携帯性や収納性が向上する電気掃除機を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために本発明は、電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池とを備え、前記電動送風機の排気を、前記電池に当てる構成としたもので、電動送風機の排気を電池に当てることにより、電池の温度上昇を低減することができ、電池寿命も増加する。

　本発明によれば、本体の小型、軽量化を達成し、本体を小型化でき携帯性や収納性が向上する電気掃除機を提供できる。

　第１の発明は、電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池とを備え、前記電動送風機の排気を、前記電池に当てる構成としたもので、電動送風機の排気を電池に当てることにより、電池の温度上昇を低減することができ、電池寿命も増加する。

　第２の発明は、電動送風機をインバータモータとしたもので、電動送風機の発熱が少なく、電池と電動送風機を近接して配置することが可能であり、本体の小型化を一層計ることができる。また、電動送風機の排気温度も低いため、排気を電池に当てることにより電池の温度上昇を低減することができ、電池寿命も増加する。

　（実施の形態１）
　以下に本発明の実施の形態１を、図１、図２、図３を用いて説明する。図１、図２に示すように、掃除機本体１は電動送風機２を内蔵し、本体１に一端を接続されるホース３とホース３の他端に接続される延長管４と吸込具５から構成され、掃除機本体１には電動送風機２を駆動するＨＲ２３／４３形のニッケル水素電池６を２４本備えている。また、電動送風機２はインバーターモータとしている。ニッケル水素電池６の総質量は掃除機本体１の質量の略４０％とし、電動送風機２への入力は複数段階で制御できるようにしており、電動送風機２の最低消費電力を１００Ｗ以上とし、吸込仕事率を２０Ｗ以上、最高吸込仕事率時点の真空度を３０００Ｐａ以上、集塵前の開放風量を０．４ｍ³／ｍｉｎ以上、電流値を１５Ａ以下となるような構成としている。電動送風機２への入力は、床面の状態、塵埃の有無、あるいは集塵室（図示せず）内の塵埃の量を電動送風機２の回転数変化を検知して複数段階で制御できるようにしている。

　充電時にはメモリー効果による電圧挙動を排除するため一度全放電した後、再充電する、あるいは一度全放電することなく再充電することを使用者が選択できるように充電選択スイッチを設け（図示せず）、電池電圧が放電終止電圧以下になると、回路を遮断して電動送風機２を停止し、充電の必要性を使用者に知らせるようにしている。

　電動送風機２への入力は通常使用状態と高吸込力状態を選択できるよう制御し、高吸込力状態の入力を通常使用状態の入力の略１．５倍以上とし、また高吸込力状態の吸込仕事率を通常使用状態の吸込仕事率の略１．２倍以上とし、高吸込力状態で１０秒間運転後は、自動的に段階的にその時々の入力時間を短くしながら通常使用状態に移行するようにし、電池６の残量が所定以下に低下した時点で制御回路（図示せず）の消費電力を低下させている。

　また、高吸込力状態で集塵室内の真空度、または電動送風機２の電流値あるいは回転数を検知し、集塵室内の塵埃の量を使用者に知らせる表示手段７を本体１の表面に設けている。また、電動送風機２への入力が、吸込具５または延長管４と吸込具５をホースから外すと上昇するようにしている。また、床面の種類、床面の塵埃の有無、あるいは集塵室内の塵埃の量を検知して、または電気掃除機本体１の電源が切られていた時間に応じて、または電池残量に応じて高吸込力状態の入力から通常使用状態の入力までの移行方法を変えるようにしている。

　上記構成による作用は以下の通りである。

　ニッケル水素電池６は、従来の２次電池として知られる鉛電池やニッカド電池と比較すると、同じ大きさでも質量が軽く、電池容量も多いため、従来と同じ吸引力を保ったまま本体１を軽量化し、使用時間を長くする、あるいは、同じ質量でも吸引力を向上させ、使用時間を長くするということが可能である。また、電池本数を２４本使用することで、消費電力８０Ｗ以上、使用可能時間を２５分以上を実現し、本体質量４０００ｇ以下を達成できている。さらに、床面の状態、塵埃の有無、あるいは集塵室内の塵埃の量を検知して電動送風機２への入力を複数段階で制御することにより、吸込力や使用可能時間を最適に調整できる。また、使用者の掃除をする時間にあわせて、使用者が充電方法を選択でき、使用したいときに充電できていないという問題が生じにくいという利点もある。

　さらに、電池６の電圧が放電終止電圧以下になると、回路を遮断して電動送風機２を停止し、充電の必要性を使用者に知らせるようにしたため、吸込力が低下して掃除に支障をきたす前に使用者に知らせることができ、また、過放電することなく電池寿命を悪化させることがない。

　さらに、電動送風機２をインバーターモータにしたため、電動送風機２の発熱が少なく、電池６と電動送風機２を近接して配置することが可能であり、本体１の小型化を一層図ることができる。また、電動送風機２の排気温度は通常３０℃〜４０℃で、充電時あるいは放電時には４０℃〜６０℃ある電池６の温度より低いため、排気を電池６に当てることにより電池６の温度上昇を低減することができ、電池寿命も増加する。

　また、電動送風機２への入力を通常使用状態の入力と高吸込力状態の入力とが選択できるよう制御し、前記高吸込力状態の入力を通常使用状態の入力の略１．５倍以上とし、高吸込力状態で一定時間運転後は自動的に通常使用状態に移行するようにしたことにより、電池６の本数を増やすことなく高吸込力を確保すると同時に使用可能時間が短くなることを最小限にすることができる。

　高吸込力状態で集塵室内の真空度、または電動送風機２の電流値あるいは回転数を検知し、集塵室内の塵埃の量を使用者に知らせる表示手段７を設けたため、通常使用状態では入力や回転数、真空度が低くてこれらの変化が捉えにくいが、高入力状態を設けることで、入力や回転数、真空度の変化を容易に捕らえ、的確に集塵室内の塵埃の量を使用者に知らせることができる。

　また、従来、充電式電気掃除機では隙間を掃除する時など、吸込力が少ないため塵埃を十分捕集できなかったが、ニッケル水素電池６を使用することと、吸込具５または延長管４と吸込具５をホース３から外すと電動送風機２への入力が自動的に上昇することにより、高吸込力を確保でき、十分塵埃を捕集できる。また、高吸込力状態の入力を通常使用状態の入力の略１．５倍以上とし、また高吸込力状態の吸込仕事率を通常使用状態の吸込仕事率の略１．２倍以上とし、電池残量が所定以下に低下した時点で制御回路の消費電力を低下させるため電池本数を増やすことなく高吸込力状態を確保すると同時に使用可能時間の短縮を最小限にすることができる。

　さらに、高吸込力状態の入力を１０秒間一定とし、高吸込力状態の時間を長く維持することによって集塵室内の紙袋（図示せず）を大きく開くことができ、集塵量の向上が実現できる。また、図３のように、高吸込力状態の入力から通常使用状態の入力まで段階的に移行させることにより、入力を一度に通常使用状態まで下げることによる使用実感としての不自然さをなくし、段階的にその時々の入力時間を短くしながら移行する下げることでより、高吸込力状態の入力を使用実感が不自然にならない程度に長く維持し、自然な使用実感が得られ十分な初期集塵性能の維持を実現できる。

　さらに本実施の形態では、高吸込力状態の入力から通常使用状態の入力までその時々の入力値における運転時間を短くしながら入力値を移行させたが、逆にその時々の入力値の運転時間を長くしながら移行させれば高吸込力状態の入力を使用実感が不自然にならない程度に短く維持することによりさらに使用時間を延長させることができる。さらに、高吸込力状態の入力から高吸込力状態の入力と通常使用状態の入力の中間入力までは徐々にその時々の入力時間を短くしながら移行し、中間入力以降は徐々にその時々の入力時間を長くしながら移行させれば、高吸込力状態の入力を使用実感が不自然にならない程度に長く維持することにより十分な初期集塵性能を実現し、さらに中間入力を使用実感が不自然にならない程度に短く維持することによりさらに使用時間を延長し、最終の通常使用状態の入力付近では長く維持しより自然な使用実感を得ることができるものである。

　また、床面の種類、床面の塵埃の有無、あるいは集塵室内の塵埃の量を検知して高吸込力状態の入力から通常使用状態の入力までの移行方法を変化させ、塵埃が捕集しにくいじゅうたん上、あるいは塵埃が多い箇所ではできるかぎり高吸込力状態を維持することにより、使用可能時間の短縮を最小限に抑え効率的に塵埃を捕集することができる。さらに集塵室での塵埃量が多いほど高吸込力状態を短くすることにより電動送風機２の過度の温度上昇を防止することができる。また、電気掃除機本体１の電源が切られていた時間に応じて高吸込力状態の入力から通常使用状態の入力までの移行方法を変化させ、電源が切られて間もないときは初期の高吸込力状態まで戻さずに電源が切られる直前の入力を再現し、より使用時間の延長を実現できる。

　また、電源が切られてある程度時間が経つ場合は掃除場所を変えたと判断し、高吸込力状態まで入力を戻し、初期集塵性能を向上させることができる。また、電池残量に応じて高吸込力状態の入力から通常使用状態の入力までの移行方法を変化させ、電池残量が少ない状態では高吸込力状態を短くすることで使用時間の延長が実現できる。また電池残量が多い状態では高吸込力状態を長く維持し、初期集塵性能を向上させることができる。その結果、吸引力を向上させ、使用時間を長くしても、本体１の質量が増加せず本体１を小型化でき携帯性や収納性が向上し、使用者のライフサイクルに合わせた電気掃除機を提供できる。

　以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、本体の小型、軽量化を達成し、本体を小型化でき携帯性や収納性が向上するので、充電式の電気掃除機の集塵性能および使用性の向上に有用である。

本発明の第１の実施の形態を示す電気掃除機の全体図 同電気掃除機の断面図 同電気掃除機の運転時の入力値変化図 従来の電気掃除機の構成図

符号の説明

　１　本体
　２　電動送風機
　３　ホース
　４　延長管
　５　吸込具
　６　ニッケル水素電池

Claims (2)

1. 電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池とを備え、前記電動送風機の排気を、前記電池に当てる構成とした電気掃除機。
2. 電動送風機をインバータモータとした請求項１記載の電気掃除機。

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