JP2014200379A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】電気掃除機本体の二次電池の充電効率を落とすことなく予備の二次電池の充電が行える電気掃除機を提供する。
【解決手段】電動機１１２を含む電動吸引部１１０と、第１の接点２０１と、電動吸引部１１０に装着され、電動機１１２を駆動する第１の二次電池１４０と、第１の接点２０１と接続され、第１の二次電池１４０の充電を制御する第１の充電制御部１０８と、を有する掃除機本体１００と、掃除機本体１００が配置されると第１の接点２０１と接触する第２の接点２０２と、第２の二次電池１４２を装着する装着部１４４と、装着部１４４に装着された第２の二次電池１４２の充電を制御する第２の充電制御部２０８と、を有する充電用スタンド２００と、を有する電気掃除機１。
【選択図】図１

Description

本発明は、二次電池を装着した電気掃除機に関する。

従来の充電式のハンディタイプの電気掃除機は、例えば特許文献１に示すように電気掃除機本体に二次電池を装着し、電気掃除機本体を充電用スタンドに置くことにより、電気掃除機本体の二次電池を充電する。電気掃除機本体は、充電後、充電用スタンドから取り外し、電気掃除機本体だけで掃除をすることができるようになる。しかしながら、従来のハンディタイプの電気掃除機では、掃除中に二次電池の充電量が減少することにより十分な電力を供給できなくなると、再び充電しなければ掃除を続けることができなくなるという問題がある。

この問題を解決するために、例えば特許文献２に示すように充電用スタンドで予備の二次電池を充電できるようにし、電気掃除機本体の二次電池の充電量が減少したら予備に使われる二次電池と交換することにより掃除を続けられるようにすることが開示されている。

特開２０００-１８９３６７号公報 特開２００１-１４９２８９号公報

しかしながら、従来の方法では、電気掃除機本体が充電用スタンドに置かれている場合、電気掃除機本体の二次電池と充電用スタンドに置かれた予備の二次電池との両方を並行して充電することになり、１つの二次電池に対する充電時間が２倍に延びてしまうという問題がある。

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、充電用スタンドに予備の二次電池を装着した状態で電気掃除機本体が充電用スタンドに配置されても、電気掃除機本体に装着された二次電池の充電効率を落とすことなく予備に使われる二次電池の充電が行える電気掃除機を提供することである。

本発明のある態様による電気掃除機は、電動機を含む電動吸引部と、第１の接点と、前記電動吸引部に装着され、前記電動機を駆動する第１の二次電池と、前記第１の接点と接続され、前記第１の二次電池の充電を制御する第１の充電制御部と、を有する掃除機本体と、前記掃除機本体が配置されると前記第１の接点と接触する第２の接点と、第２の二次電池を装着する装着部と、前記装着部に装着された前記第２の二次電池の充電を制御する第２の充電制御部と、を有する充電用スタンドと、を有することを特徴とする。

この構成によれば、充電用スタンドに予備に使われる第２の二次電池を装着した状態で掃除機本体が充電用スタンドに配置されても、第１の二次電池と第２の二次電池とを独立して充電することができるので、第１の二次電池が放電しても第２の二次電池に交換することにより電気掃除機を継続して使用することができる。

上記電気掃除機において、前記第１の充電制御部が前記第１の二次電池を充電する電流量と、前記第２の充電制御部が前記第２の二次電池を充電する電流量と、は異なるようにしてもよい。

こうすれば、充電用スタンドに予備に使われる第２の二次電池を装着した状態で掃除機本体が充電用スタンドに配置され、電源が２個の二次電池を平行して充電するのに必要な出力を有しない場合でも、第１の二次電池を充電する電流量を多くし、第２の二次電池を充電する電流量を少なくすれば、２個の二次電池の充電が可能になり、第１の二次電池が放電しても第２の二次電池に交換することにより電気掃除機を継続して使用することができる。

上記電気掃除機において、前記第１の充電制御部は、前記第１の二次電池を急速充電し、前記第２の充電制御部は、前記第２の二次電池をトリクル充電するようにしてもよい。

こうすれば、充電用スタンドに予備に使われる第２の二次電池を装着した状態で掃除機本体が充電用スタンドに配置され、電源が２個の二次電池を平行して充電するのに必要な出力を有しない場合でも、第１の二次電池は急速充電し、第２の二次電池はトリクル充電で時間をかけて充電することができるので、第１の二次電池が放電しても第２の二次電池に交換することにより電気掃除機を継続して使用することができる。

本発明の他の態様による電気掃除機は、電動機を含む電動吸引部と、第１の接点と、前記電動吸引部に装着され、前記電動機を駆動する第１の二次電池と、前記第１の接点と接続され、前記第１の二次電池の充電を制御する第１の充電制御部と、を有する掃除機本体と、電源からの電源電流が供給される電源入力端子と、前記電源入力端子と第１の配線によって接続され、前記掃除機本体が配置されると前記第１の接点と接触する第２の接点と、第２の二次電池を装着する装着部と、前記電源入力端子と第２の配線によって接続され、前記装着部に装着された前記第２の二次電池の充電を制御する第２の充電制御部と、を有する充電用スタンドと、を有し、前記第２の充電制御部は、前記第１の配線に流れる電流量を検出し、前記電流量が所定の値未満である場合は、前記第２の二次電池を急速充電し、前記第１の電流量が所定の値以上である場合は、前記第２の二次電池をトリクル充電する、ことを特徴とする。

この構成によれば、充電用スタンドに予備に使われる第２の二次電池を装着した状態で掃除機本体が充電用スタンドに配置されても、第１の二次電池が優先的に急速充電され、第２の充電制御部は第１の二次電池が満充電状態になったことを検知することにより、以降は第２の二次電池を急速充電することができるので、第１の二次電池と第２の二次電池とを切り替えて急速充電することができ、より短時間に第２の二次電池を準備できるので、第１の二次電池が放電しても第２の二次電池に交換することにより電気掃除機を継続して使用することができる。

上記電気掃除機において、前記第２の充電制御部は、トリクル充電を開始後、所定の時間が経過したらトリクル充電を停止し、前記所定の時間が経過後さらに所定の期間が経過したら再度充電を開始するようにしてもよい。

本発明によれば、充電用スタンドに予備に使われる第２の二次電池を装着した状態で掃除機本体が充電用スタンドに配置されても、第１の二次電池と第２の二次電池とを独立して充電することができるので、第１の二次電池が放電しても第２の二次電池に交換することにより電気掃除機を継続して使用することができる。

本発明の第１の実施形態に係る電気掃除機の構成を示す側面断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る電気掃除機の回路の構成を示す概略回路図である。 本発明の第１の実施形態に係る第１の充電制御部及び第２の充電制御部の動作を示すタイミング図である。 本発明の第２の実施形態に係る電気掃除機の回路の構成を示す概略回路図である。 本発明の第２の実施形態に係る第１の充電制御部及び第２の充電制御部の動作を示すタイミング図である。

以下、電気掃除機の実施形態について図面に従って説明する。以下に参照する各図において、他の図と同等部分は同一符号を付して説明する。
（第１の実施形態）
先ず、第１の実施形態に係る電気掃除機の構成について、図１を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る電気掃除機の構成を示す側面断面図である。図１に示すように、電気掃除機１は、掃除機本体１００とＡＣアダプタ１５０と充電用スタンド２００とから構成されている。

掃除機本体１００は、電動吸引部１１０と延長パイプ１２０とノズル部１３０とから構成されている。電動吸引部１１０は、上部に取っ手１０２を有し、取っ手１０２を握った状態で操作できる位置にスイッチ１０４が配置されている。
電動吸引部１１０は、第１の二次電池１４０と電動機であるモーター１１２とファン１１４と集塵室１１６と回路基板１０６と第１の接点２０１とを有する。モーター１１２の軸にはファン１１４が取り付けられ、ファン１１４の向かいに集塵室１１６が設けられている。電動吸引部１１０は、集塵室１１６と繋がる吸引口１１８を有する。延長パイプ１２０は、一端が吸引口１１８に接続され、他端がノズル部１３０に接続されている。回路基板１０６には、第１の二次電池１４０の充電などを制御する第１の充電制御部１０８が実装されている。第１の充電制御部１０８は、電動吸引部１１０に装着されている第１の二次電池１４０の充電を制御する。

ＡＣアダプタ１５０は、商用電源の交流電力から直流電力を出力するための変圧器や整流器などで構成された電源装置である。ＡＣアダプタ１５０は、充電用スタンド２００の電源入力端子１５１に着脱可能に接続することができる。

充電用スタンド２００は、掃除機本体１００を安定して立て掛けて配置することができ、掃除機本体１００の第１の接点２０１と相互に接触する位置に充電用の第２の接点２０２を有する。掃除機本体１００は、充電用スタンド２００にＡＣアダプタ１５０が接続された状態で掃除機本体１００を立て掛けて配置することにより、電動吸引部１１０に装着された第１の二次電池１４０を充電することができる。第１の二次電池１４０は、電気掃除機１用のモーター１１２の駆動時に必要な出力を供給可能である。

充電用スタンド２００は、さらに、第１の二次電池１４０の予備電池となる第２の二次電池１４２を装着部１４４に装着することができる。また、充電用スタンド２００には、第２の充電制御部２０８が実装された回路基板２０６が内蔵されている。
第２の充電制御部２０８は、充電用スタンド２００に第２の二次電池１４２が装着されている場合に、第２の二次電池１４２の充電を制御する。

次に、第１の実施形態に係る電気掃除機の回路の構成について、図２を参照して説明する。図２は、第１の実施形態に係る電気掃除機の回路の構成を示す概略回路図である。図２に示すように、充電用スタンド２００に掃除機本体１００を配置すると、電動吸引部１１０の第１の接点２０１と充電用スタンド２００の第２の接点２０２とが接触する。

電動吸引部１１０は、第１の接点２０１と回路基板１０６上にある第１の充電制御部１０８のｉｎ端子とが接続され、第１の充電制御部１０８のｏｕｔ端子と第１の二次電池１４０とが接続されている。また、電動吸引部１１０は、第１の二次電池１４０とモーター１１２の＋端子との間にスイッチ１０４が接続されている。モーター１１２の−端子は、接地されている。

充電用スタンド２００は、電源入力端子１５１と第２の接点２０２とが第１の配線１６１によって接続されている。また、充電用スタンド２００は、電源入力端子１５１と回路基板２０６上にある第２の充電制御部２０８のｉｎ端子とが第２の配線１６２によって接続されている。また、充電用スタンド２００は、第２の充電制御部２０８のｏｕｔ端子と装着部１４４とが接続されている。ＡＣアダプタ１５０は、電源入力端子１５１に着脱可能に接続されている。

次に、第１の実施形態に係る電気掃除機１の動作について、図３を参照して説明する。図３は、第１の実施形態に係る第１の充電制御部及び第２の充電制御部の動作を示すタイミング図である。図３では、時点ｔ０において、第２の二次電池１４２は、装着部１４４に装着されていないものとする。また、ＡＣアダプタ１５０は、第１の二次電池１４０を充電する電流量と第２の二次電池１４２を充電する電流量とを合計した電流量以上の出力ＡＤＰＯを有するものとする。

図３に示すように、時点ｔ０でＡＣアダプタ１５０が接続されると、ＡＣアダプタ１５０からの出力ＡＤＰＯが第１の配線１６１を介して第１の充電制御部１０８のｉｎ端子に出力され、第２の配線１６２を介して第２の充電制御部２０８のｉｎ端子に出力される。

第１の充電制御部１０８は、時点ｔ０から、第１の二次電池１４０を急速充電するための定電圧定電流（ＣＶＣＣ：Constant Voltage. Constant Current）の出力ＯＵＴ１をｏｕｔ端子から出力する。第１の二次電池１４０は、第１の充電制御部１０８のｏｕｔ端子からの出力ＯＵＴ１により急速充電され、時点ｔ２で満充電状態となる。第１の充電制御部１０８は、第１の二次電池１４０が満充電状態となったことを検知し、時点ｔ２以降は、ｏｕｔ端子からトリクル充電に必要な電流量の出力ＯＵＴ１を出力する。なお、トリクル充電に必要な電流量は、急速充電するための電流量（定電圧定電流）よりも少ない。

第２の充電制御部２０８は、時点ｔ１で装着部１４４に第２の二次電池１４２が装着されると、第２の二次電池１４２をトリクル充電するために必要な電流量の出力ＯＵＴ２をｏｕｔ端子から出力する。第２の充電制御部２０８は、第２の二次電池１４２を時点ｔ１から時点ｔ３までの所定の時間（例えば４８時間）、出力ＯＵＴ２によりトリクル充電する。第２の充電制御部２０８は、所定の時間が経過した時点ｔ３で第２の二次電池１４２のトリクル充電を停止する。第２の充電制御部２０８は、時点ｔ３から時点ｔ４までの所定の期間（例えば１ヶ月）が経過したら、第２の二次電池１４２の充電を再開する。再開後に行われる第２の二次電池１４２の充電は、トリクル充電であっても急速充電であってもよい。

以上に述べた第１の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
第１の実施形態では、充電用スタンド２００に予備に使われる第２の二次電池１４２を装着した状態で掃除機本体１００が充電用スタンド２００に配置されても、第１の二次電池１４０と第２の二次電池１４２とを独立して充電することができるので、第１の二次電池１４０が放電しても第２の二次電池１４２に交換することにより電気掃除機を継続して使用することができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、第１の充電制御部１０８は、第１の二次電池１４０を急速充電し、第２の充電制御部２０８は、第２の二次電池１４２をトリクル充電するように説明したが、第２の充電制御部２０８は第１の二次電池１４０が満充電状態になったか否かを監視し、第１の二次電池１４０が満充電状態になるまでは第２の二次電池１４２をトリクル充電し、第１の二次電池１４０が満充電状態になったら第２の二次電池１４２を急速充電するようにしてもよい。

次に、第２の実施形態に係る電気掃除機の回路の構成について、図４を参照して説明する。図４は、第２の実施形態に係る電気掃除機の回路の構成を示す概略回路図である。

図４に示すように、充電用スタンド２００は、第１の配線１６１に電流検出回路１６３が並列に接続されている。第２の充電制御部２０８は、電流検出回路１６３が検出する第１の配線１６１に流れる電流量Ｉを監視する。第１の充電制御部１０８は、第１の二次電池１４０が満充電状態になると出力ＯＵＴ１をトリクル充電に必要な電流に切り替えるので、第１の配線１６１に流れる電流量Ｉは、第１の二次電池１４０が満充電状態になった時点で減少する。第２の充電制御部２０８は、電流量Ｉが所定の値Ｉｔｈ以上の場合はトリクル充電に必要な電流量の出力ＯＵＴ２を出力し、電流量Ｉが所定の値Ｉｔｈ未満の場合は急速充電に必要な電流量の出力ＯＵＴ２に切り替える。

次に、第２の実施形態に係る電気掃除機の動作について、図５を参照して説明する。図５は、第２の実施形態に係る第１の充電制御部及び第２の充電制御部の動作を示すタイミング図である。図５では、時点ｔ０において、第２の二次電池１４２は、装着部１４４に装着されていないものとする。

図５に示すように、時点ｔ０でＡＣアダプタ１５０が接続されると、ＡＣアダプタ１５０からの出力ＡＤＰＯが第１の配線１６１を介して第１の充電制御部１０８のｉｎ端子に出力され、第２の配線１６２を介して第２の充電制御部２０８のｉｎ端子に出力される。

第１の充電制御部１０８は、時点ｔ０から、第１の二次電池１４０を急速充電するための定電圧定電流の出力ＯＵＴ１をｏｕｔ端子から出力する。第１の二次電池１４０は、第１の充電制御部１０８のｏｕｔ端子からの出力ＯＵＴ１により急速充電され、時点ｔ２で満充電状態となる。第１の充電制御部１０８は、第１の二次電池１４０が満充電状態となったことを検知し、時点ｔ２以降は、ｏｕｔ端子からトリクル充電に必要な電流量の出力ＯＵＴ１を出力する。

第２の充電制御部２０８は、第１の配線１６１に流れる電流量Ｉが所定の値Ｉｔｈ以上か否かを監視している。第２の二次電池１４２は、時点ｔ１で装着部１４４に装着される。第２の充電制御部２０８は、時点ｔ１で電流量Ｉが所定の値Ｉｔｈ以上なので、第２の二次電池１４２をトリクル充電に必要な電流量の出力ＯＵＴ２をｏｕｔ端子から出力する。

第２の充電制御部２０８は、時点ｔ２で第１の二次電池１４０が満充電状態となったことを、電流量Ｉが所定の値Ｉｔｈ未満となったことで検知する。第２の充電制御部２０８は、時点ｔ２以降、第２の二次電池１４２を急速充電するための定電圧定電流の出力ＯＵＴ２をｏｕｔ端子から出力する。第２の充電制御部２０８は、時点ｔ３で第２の二次電池１４２が満充電状態となったことを検知し、時点ｔ３以降は、ｏｕｔ端子からトリクル充電に必要な電流量の出力ＯＵＴ２を出力する。第２の充電制御部２０８は、第２の二次電池１４２を時点ｔ３から出力ＯＵＴ２によりトリクル充電する。

以上に述べた第２の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
第２の実施形態では、充電用スタンド２００に予備に使われる第２の二次電池１４２を装着した状態で掃除機本体１００が充電用スタンド２００に配置されても、第１の二次電池１４０が優先的に急速充電され、第２の充電制御部２０８は第１の二次電池１４０が満充電状態になったことを検知することにより、以降は第２の二次電池１４２を急速に充電することができるので、第１の二次電池１４０と第２の二次電池１４２とを切り替えて急速充電することができ、より短時間に第２の二次電池１４２を準備できるので、第１の二次電池１４０が放電しても第２の二次電池１４２に交換することにより電気掃除機を継続して使用することができる。

（変形例１）
第２の実施形態では、充電用スタンド２００に掃除機本体１００が配置されている場合について説明したが、充電用スタンド２００に掃除機本体１００が配置されていない場合は、電流量Ｉが所定の値Ｉｔｈ未満となるので、第２の充電制御部２０８は、第２の二次電池１４２を急速充電するための定電圧定電流の出力ＯＵＴ２を出力するので、第２の二次電池１４２を急速充電することができる。

（変形例２）
第２の実施形態では、充電用スタンド２００に予備に使われる二次電池を１個だけ装着する場合について説明したが、充電用スタンド２００に予備に使われる二次電池を２個以上装着できるようにしてもよい。この場合、第２の充電制御部２０８は、各々の予備の二次電池への配線経路の電流量を監視するように構成すればよい。

（変形例３）
第１の実施形態及び第２の実施形態では、第１の二次電池１４０の充電を第１の充電制御部１０８で行うように説明したが、第２の充電制御部２０８で第１の二次電池１４０の充電を行ってもよい。こうすれば、第１の充電制御部１０８の回路構成を小さくすることができる。

なお、本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち、特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。

本発明は、充電用スタンドに予備の二次電池を装着でき、電気掃除機本体に二次電池を装着した電気掃除機に利用することができる。

１ 電気掃除機
１００ 掃除機本体
１０２ 取っ手
１０４ スイッチ
１０６ 回路基板
１０８ 第１の充電制御部
１１０ 電動吸引部
１１２ モーター
１１４ ファン
１１６ 集塵室
１１８ 吸引口
１２０ 延長パイプ
１３０ ノズル部
１４０ 第１の二次電池
１４２ 第２の二次電池
１４４ 装着部
１５０ ＡＣアダプタ
１５１ 電源入力端子
１６１ 第１の配線
１６２ 第２の配線
１６３ 電流検出回路
２００ 充電用スタンド
２０１ 第１の接点
２０２ 第２の接点
２０６ 回路基板
２０８ 第２の充電制御部

本発明のある態様による電気掃除機は、電動機と、前記電動機を駆動する第１の二次電池と、前記第１の二次電池を制御する第１の充電制御部と、前記第１の充電制御部と接続される第１の接点と、を有する掃除機本体と、前記掃除機本体が配置されると前記第１の接点に接触する第２の接点と、前記第２の接点と接続される第１の配線と、前記第１の配線と接続されるとともに、商用電源が供給される電源入力端子と、前記電源入力端子と接続される第２の配線と、前記第２の配線と接続される第２の充電制御部と、前記第２の充電制御部によって制御される第２の二次電池と、を有する充電用スタンドと、からなることを特徴とする。

本発明の他の態様による電気掃除機は、電動機と、前記電動機を駆動する第１の二次電池と、前記第１の二次電池を制御する第１の充電制御部と、前記第１の充電制御部と接続される第１の接点と、を有する掃除機本体と、前記掃除機本体が配置されると前記第１の接点に接触する第２の接点と、前記第２の接点と接続される第１の配線と、前記第１の配線と接続されるとともに、商用電源が供給される電源入力端子と、前記電源入力端子と接続される第２の配線と、前記第２の配線と接続される第２の充電制御部と、前記第２の充電制御部によって制御される第２の二次電池と、を有する充電用スタンドと、を有し、前記第２の充電制御部は、前記第１の配線に流れる電流量を検出し、前記電流量が所定の値未満である場合は、前記第２の二次電池を急速充電し、前記第１の電流量が所定の値以上である場合は、前記第２の二次電池をトリクル充電する、ことを特徴とする。

Claims (5)

1. 電動機を含む電動吸引部と、
   第１の接点と、
   前記電動吸引部に装着され、前記電動機を駆動する第１の二次電池と、
   前記第１の接点と接続され、前記第１の二次電池の充電を制御する第１の充電制御部と、
   を有する掃除機本体と、
   前記掃除機本体が配置されると前記第１の接点と接触する第２の接点と、
   第２の二次電池を装着する装着部と、
   前記装着部に装着された前記第２の二次電池の充電を制御する第２の充電制御部と、
   を有する充電用スタンドと、
   を有することを特徴とする電気掃除機。
2. 前記第１の充電制御部が前記第１の二次電池を充電する電流量と、前記第２の充電制御部が前記第２の二次電池を充電する電流量と、は異なることを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
3. 前記第１の充電制御部は、前記第１の二次電池を急速充電し、前記第２の充電制御部は、前記第２の二次電池をトリクル充電する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の電気掃除機。
4. 電動機を含む電動吸引部と、
   第１の接点と、
   前記電動吸引部に装着され、前記電動機を駆動する第１の二次電池と、
   前記第１の接点と接続され、前記第１の二次電池の充電を制御する第１の充電制御部と、
   を有する掃除機本体と、
   電源からの電源電流が供給される電源入力端子と、
   前記電源入力端子と第１の配線によって接続され、前記掃除機本体が配置されると前記第１の接点と接触する第２の接点と、
   第２の二次電池を装着する装着部と、
   前記電源入力端子と第２の配線によって接続され、前記装着部に装着された前記第２の二次電池の充電を制御する第２の充電制御部と、
   を有する充電用スタンドと、
   を有し、
   前記第２の充電制御部は、
   前記第１の配線に流れる電流量を検出し、
   前記電流量が所定の値未満である場合は、前記第２の二次電池を急速充電し、前記第１の電流量が所定の値以上である場合は、前記第２の二次電池をトリクル充電する、
   ことを特徴とする電気掃除機。
5. 前記第２の充電制御部は、トリクル充電を開始後、所定の時間が経過したらトリクル充電を停止し、前記所定の時間が経過後さらに所定の期間が経過したら再度充電を開始する、ことを特徴とする請求項３または４に記載の電気掃除機。