CN105338871B

CN105338871B - 电动吸尘器

Info

Publication number: CN105338871B
Application number: CN201480036471.6A
Authority: CN
Inventors: 小泉仁世; 中尾浩; 渡部健二; 伊藤昭人
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-08-21
Filing date: 2014-07-24
Publication date: 2017-10-24
Anticipated expiration: 2034-07-24
Also published as: WO2015025470A1; CN105338871A; JP2015061587A; JP6492282B2

Abstract

第一驱动部(17)和第一开关部(15)与第二驱动部(18)和第二开关部(16)并联连接。在用商用电源(8)驱动电动鼓风机(2)的情况下，控制部(13)将第一驱动部(17)和第一开关部(15)控制为接通状态，将第二驱动部(18)和第二开关部(16)控制为断开状态。在用二次电池(9)驱动电动鼓风机(2)的情况下，控制部(13)将第一驱动部(17)和第一开关部(15)控制为断开状态，将第二驱动部(18)和第二开关部(16)控制为接通状态。由此，防止由交流和直流电源切换部的火花导致的劣化。

Description

电动吸尘器

技术领域

本发明涉及一种用商用电源和二次电池这两种电源进行动作的交流直流两用的电动吸尘器。

背景技术

以往，关于这种交流直流两用的电动吸尘器，提出了一种用切换部自动地切换交流和直流电源的结构。由此，使用者省去了特意手动地切换的麻烦，提高了使用者的可用性。

也就是说，以往的电动吸尘器的交流和直流电源的切换部例如由继电器等单个开关元件构成。通过商用电源的供给来将单个开关元件接通而使其与交流电路连接，通过切断商用电源来将单个开关元件断开而使其与直流电路连接。另外，作为交流和直流电源的切换部，公开了一种由机械开关构成的结构，该机械开关通过与吸尘器主体连接的电源线的根部侧的电源连接器部和吸尘器主体的电源连接器部的装卸来进行切换(例如，参照专利文献1)。

然而，在使用机械开关的电动吸尘器的情况下，吸尘器主体大型化。

因此，使用单个开关元件作为交流和直流电源的切换部的方式能够使吸尘器主体小型化，因此是优选的，且使用者的可用性良好。

但是，上述结构的电动吸尘器在用商用电源进行运转时，如果违反使用者的意图地拔掉电源线而切断商用电源的供给，则会自动地切换为利用直流电源进行运转。因此，二次电池等直流电源的电池寿命缩短。因此，在正用商用电源使电动吸尘器进行运转时切断了商用电源的供给的情况下，期望使电动鼓风机的运转停止。

下面，使用图5对使用单个开关元件的以往的交流直流两用的电动吸尘器的电路动作进行说明。图5是以往的电动吸尘器的控制框图。

如图5所示，以往的电动吸尘器利用单个开关元件22实现了交流和直流电源的切换。

具体地说，通过商用电源8的供给来将单个开关元件22接通而使其与交流电路连接。另一方面，在切断了商用电源8的情况下，将单个开关元件22断开而使其与直流电路(直流电源)连接。

然而，上述结构的电动吸尘器利用单个开关元件22来对交流电路(商用电源)和直流电路(二次电池等直流电源)进行切换。因此，在使用电动吸尘器的过程中施加了振动的情况下，开关元件22有可能因振动而脱离触点。特别是，由继电器等构成的开关元件22在断开状态下比在接通状态下更易于因振动而脱离触点。也就是说，在开关元件22以断开状态与直流电路连接的情况下，开关元件22易于因对电动吸尘器施加的振动而脱离触点。其结果，存在以下问题：在触点与开关元件22之间产生火花，开关元件22劣化。

专利文献1：日本特开2001-321307号公报

发明内容

本发明提供一种即使在对电动吸尘器施加了振动的情况下也能够减少开关从触点脱离的状况的吸尘器。

也就是说，本发明的电动吸尘器具备：吸尘器主体，其内置有电动鼓风机；二次电池，其内置于吸尘器主体；第一驱动部，其从商用电源向电动鼓风机供给电力；以及第二驱动部，其从二次电池向电动鼓风机供给电力。还具备：第一开关部，其与第一驱动部串联连接；第二开关部，其与第二驱动部串联连接；以及控制部，其控制第一驱动部、第二驱动部、第一开关部以及第二开关部。而且，第一驱动部和第一开关部与第二驱动部和第二开关部并联连接。并且，在用商用电源驱动电动鼓风机的情况下，控制部将第一驱动部和第一开关部控制为接通状态，并且将第二驱动部和第二开关部控制为断开状态，在用二次电池驱动电动鼓风机的情况下，控制部将第一驱动部和第一开关部控制为断开状态，并且将第二驱动部和第二开关部控制为接通状态。

根据该结构，在用商用电源驱动电动鼓风机和用二次电池驱动电动鼓风机的任一种情况下，均能够以将第一开关部和第二开关部中的任一个接通的状态来进行使用。因此，即使在对电动吸尘器施加了振动的情况下，第一开关部和第二开关部也不易脱离触点。由此，能够抑制在触点与第一开关部及第二开关部之间产生火花。其结果，能够实现一种抑制第一开关部和第二开关部的劣化且可靠性高的电动吸尘器。

附图说明

图1是本发明的实施方式的电动吸尘器的外观立体图。

图2是正在利用商用电源使该电动吸尘器进行运转的状态的控制框图。

图3是正在利用二次电池使该电动吸尘器进行运转的状态的控制框图。

图4是说明该电动吸尘器的控制动作的流程图。

图5是以往的电动吸尘器的控制框图。

具体实施方式

下面，参照附图详细地说明本发明的电动吸尘器的最佳的实施方式。此外，在以下的说明中，对相同或者相当部分附加相同的附图标记，并省略重复的说明。另外，本发明并不限定于该实施方式。

(实施方式)

下面，使用图1对本发明的实施方式的电动吸尘器的结构进行说明。

图1是本发明的实施方式的电动吸尘器的外观立体图。

如图1所示，本实施方式的电动吸尘器至少包括吸尘器主体1、软管4、延长管6以及抽吸件7等。

吸尘器主体1内置有电动鼓风机2、集尘容器3、电源线23以及二次电池(未图示)等。电动鼓风机2内置于吸尘器主体1的后部，产生用于吸入灰尘的抽吸风。集尘容器3配置于吸尘器主体1的前部且电动鼓风机2的上游侧，收集通过抽吸风抽吸来的灰尘。电源线23以能够拉出的方式设置于吸尘器主体1的后部，经由插座(未图示)与商用电源8连接。而且，电源线23从商用电源8向内置于吸尘器主体1的控制基板(未图示)供给电力。

另外，软管4的一端侧与吸尘器主体1连接，软管4的另一端侧与延长管6的一端侧连接。在软管4的另一端侧的前端部设置有能够选择各种动作模式(例如，强·弱·停止等抽吸力)的近身操作部5。

而且，本实施方式的电动吸尘器通过近身操作部5的选择操作，来与切换后述的交流和直流电源的开关部(未图示)的切换状态相应地，利用商用电源8或者二次电池9使电动鼓风机2进行旋转。由此，构成为将灰尘从地面等清扫面经由抽吸件7、延长管6以及软管4引导到集尘容器3来进行集尘。

下面，使用图2和图3对本实施方式的电动吸尘器的交流和直流下的控制动作进行说明。

图2是正在利用商业电源使该电动吸尘器进行动作的状态的控制框图。图3是正在利用直流电源使该电动吸尘器进行动作的状态的控制框图。

如图2和图3所示，本实施方式的电动吸尘器的控制模块构成为在控制基板10上至少具备控制部13、第一开关部15、第一驱动部17、第二开关部16、第二驱动部18、零交叉检测部12、电源电路11以及近身操作部接收部14等。控制部13例如由微型计算机(以下，记载为“微机”)等构成，控制电动吸尘器的整体动作。第一开关部15和第一驱动部17从作为交流电源的商用电源8向电动鼓风机2供给电力。此外，第一驱动部17例如由双向晶闸管17等构成，以下记载为“双向晶闸管”来进行说明。第二开关部16和第二驱动部18从作为直流电源的二次电池9向电动鼓风机2供给电力。此外，第二驱动部18由MOS-FET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)等构成，以下记载为“MOS-FET”来进行说明。零交叉检测部12在从商用电源8供给了电源时检测零交叉。电源电路11生成微机13、继电器用的电源。近身操作部接收部14接收来自设置于图1所示的软管4的近身操作部5的指示。

而且，第一开关部15与双向晶闸管17串联连接。同样地，第二开关部16与MOS-FET18串联连接。并且，双向晶闸管17和第一开关部15与MOS-FET18和第二开关部16并联连接。

另外，如图2和图3所示，第一开关部15和第二开关部16在接通状态时与触点连接，而且，构成为在断开状态时不与任何触点连接。具体地说，图2示出了第一开关部15在接通状态下与触点连接，第二开关部16在断开状态下不与任何触点连接的状态。另一方面，图3示出了第二开关部16在接通状态下与触点连接，第一开关部15在断开状态下不与任何触点连接的状态。

接着，使用图2对用交流使电动吸尘器进行动作时的电路结构进行说明。

在从商用电源8供给了电源的情况下，如图2的粗实线所示那样连接各构成要素。

具体地说，首先，当微机13从近身操作部5接收到运转的指示时，微机13利用零交叉检测部12检测零交叉。由此，微机13判断为从商用电源8供给了电源。

然后，微机13使第一开关部15为接通状态，使双向晶闸管17为接通状态。由此，从商用电源8向电动鼓风机2供给电力来使电动吸尘器进行动作。

此外，在本实施方式中，第一开关部15和第二开关部16使用继电器。关于继电器，要考虑以下情况：在电动吸尘器进行运转时，如果对电动吸尘器施加振动，则开关以脱离或者接触触点的方式进行切换。特别是在开关没有电接触式地靠近触点的断开状态时容易发生。

但是，在本实施方式中，即使在例如由于电动吸尘器的振动而使第二开关部16从断开状态变为接通状态的情况下，也由于MOS-FET 18为断开状态而不会流通电流。另一方面，第一开关部15是接通状态，因此开关电接触式地靠近触点。因此，即使在对电动吸尘器施加振动的情况下，开关也不易于脱离触点。也就是说，不易于在触点与开关之间产生火花。其结果，能够防止第一开关部15的开关的劣化。

接着，使用图3来详细地说明用直流使电动吸尘器进行动作时的电路结构。

在没有从商用电源8供给电源的情况下，如图3的粗实线所示那样连接各构成要素。

具体地说，首先，当微机13从近身操作部5接收到运转的指示时，微机13检测到利用零交叉检测部12没有检测出零交叉。由此，微机13判断为从二次电池9供给了电源。

然后，微机13使第二开关部16为接通状态，使MOS-FET18为接通状态。由此，从二次电池9向电动鼓风机2供给电力来使电动吸尘器进行动作。

此时，在本实施方式中，即使在第一开关部15由于电动吸尘器的振动而从断开状态变为接通状态的情况下，也由于双向晶闸管17为断开状态而不会流通电流。另一方面，第二开关部16为接通状态，因此开关电接触式地靠近触点。因此，即使在对电动吸尘器施加了振动的情况下，开关也不易脱离触点。也就是说，不易在触点与开关之间产生火花。其结果，能够防止第二开关部16的开关的劣化。

如上所述，本实施方式的电动吸尘器无论在用商用电源8进行动作的情况下，还是用二次电池9进行动作的情况下，都不易在触点与开关之间产生火花。因此，能够防止第一开关部15和第二开关部16的开关的劣化。

本实施方式的电动吸尘器如以上那样构成并进行动作。

下面，使用图4对本实施方式的电动吸尘器的动作和作用进行说明。

图4是说明该电动吸尘器的控制动作的流程图。

如图4所示，首先，微机13当利用近身操作部5指示电动吸尘器进行运转(步骤S1)时，判断是否通过零交叉检测部12检测出零交叉(步骤S2)。此时，在检测出零交叉的情况下(步骤S2：“是”)，微机13判断为用商用电源8进行运转，利用商用电源8使电动吸尘器开始运转(步骤S3)。

接着，微机13判断是否由近身操作部5指示电动吸尘器停止运转(步骤S4)。此时，在指示停止运转的情况下(步骤S4：“是”)，使电动吸尘器停止运转(步骤S9)。

另一方面，在没有指示停止运转的情况下(步骤S4：“否”)，判断是否检测出零交叉(步骤S5)。此时，在检测出零交叉的情况下(步骤S5：“是”)，返回到步骤S3并反复进行之后的步骤的动作。

另一方面，在没有检测出零交叉的情况下(步骤S5：“否”)，尽管使用者没有进行停止运转的操作，微机13也判断为在利用商用电源8进行运转时拔出了电源线23。然后，停止电动吸尘器的运转动作(步骤S9)。

此外，在步骤S2中没有检测出零交叉的情况下(步骤S2：“否”)，微机13判断为利用二次电池9进行运转，从而利用二次电池9使电动吸尘器开始运转(步骤S6)。

接着，微机13判断是否利用近身操作部5指示电动吸尘器停止运转(步骤S7)。此时，在指示了停止运转的情况下(步骤S7：“是”)，使电动吸尘器停止运转(步骤S9)。

另一方面，在没有指示停止运转的情况下(步骤S7：“否”)，微机13判断是否检测出零交叉(步骤S8)。此时，在没有检测出零交叉的情况下(步骤S8：“否”)，返回到步骤S6并反复进行之后的步骤的动作。

另一方面，在检测出零交叉的情况下(步骤S8：“是”)，微机13判断为使用者在利用二次电池9进行运转时将电源线23插入到插座。然后，停止电动吸尘器的运转动作(步骤S9)。

如上所述，根据本实施方式，在正在利用商用电源8使电动吸尘器进行运转时，违背使用者的意图地拔出电源线23而切断了商用电源8的供给的情况下，停止电动吸尘器的运转。同样地，在正在利用二次电池9使电动吸尘器进行运转时，将电源线23插入商用电源8来进行商用电源8的供给的情况下，停止电动吸尘器的运转。因此，防止在用商用电源8使电动吸尘器进行运转的过程中自动地切换为利用直流电源进行运转。由此，能够抑制二次电池9等直流电源的电池寿命缩短。

另外，例如在电源线的电源插头处于半插入插座状态的情况下，反复进行商用电源8的供给和切断。在该情况下，本实施方式的电动吸尘器停止运转。由此，能够防止在插头间、触点与各开关部之间产生火花。其结果，能够实现一种可靠性高的电动吸尘器。

并且，微机13在接收到近身操作部5的运转指示之后，使第一开关部15和第二开关部16中的任一个为接通状态。因此，在不想驱动电动鼓风机2的情况下，不需要向各开关部供给电力。其结果，能够实现一种待机电力少的电动吸尘器。

如以上所说明的那样，本发明的电动吸尘器具备：吸尘器主体，其内置有电动鼓风机；二次电池，其内置于吸尘器主体；第一驱动部，其从商用电源向电动鼓风机供给电力；以及第二驱动部，其从二次电池向电动鼓风机供给电力。还具备：第一开关部，其与第一驱动部串联连接；第二开关部，其与第二驱动部串联连接；以及控制部，其控制第一驱动部、第二驱动部、第一开关部以及第二开关部。而且，第一驱动部和第一开关部与第二驱动部和第二开关部并联连接。并且，控制部也可以构成为：在用商用电源驱动电动鼓风机的情况下，将第一驱动部和第一开关部控制为接通状态，并且将第二驱动部和第二开关部控制为断开状态，在用二次电池驱动电动鼓风机的情况下，将第一驱动部和第一开关部控制为断开状态，并且将第二驱动部和第二开关部控制为接通状态。

根据该结构，在用商用电源驱动电动鼓风机和用二次电池驱动电动鼓风机的任一种情况下，均能够使第一开关部和第二开关部中的任一个以接通状态进行使用。因此，即使在对电动吸尘器施加了振动的情况下，第一开关部和第二开关部也不易脱离触点。由此，能够抑制在触点与第一开关部及第二开关部之间产生火花。其结果，能够实现一种抑制了第一开关部和第二开关部的劣化且可靠性高的电动吸尘器。

另外，本发明的电动吸尘器的吸尘器主体具备检测商用电源的零交叉的零交叉检测部。而且，在利用零交叉检测部检测出零交叉的情况下，控制部判断为用商用电源进行驱动，将第一驱动部和第一开关部控制为接通状态，并且将第二驱动部和第二开关部控制为断开状态。另一方面，也可以是，在利用零交叉检测部没有检测出零交叉的情况下，控制部判断为用二次电池进行驱动，将第一驱动部和第一开关部控制为断开状态，并且将第二驱动部和第二开关部控制为接通状态。

由此，使用者不用手动地选择是用商用电源使电动吸尘器进行动作还是用二次电池使电动吸尘器进行动作，就能够执行使用者期望的运转。

另外，本发明的电动吸尘器的控制部在正在用商用电源驱动电动鼓风机的状态下切断了商用电源向电动鼓风机的供给的情况下，将第一驱动部和第一开关部控制为断开状态，并且将第二驱动部和第二开关部控制为断开状态，从而使电动鼓风机停止。另一方面，也可以是，在正在用二次电池驱动电动鼓风机的状态下被进行了商用电源的供给的情况下，控制部将第一驱动部和第一开关部控制为断开状态，并且将第二驱动部和第二开关部控制为断开状态，从而使电动鼓风机停止。

由此，在电源插头以半插入状态插入插座来反复进行商用电源的供给和切断的情况下，能够使电动鼓风机的运转停止。其结果，能够防止在插头间、触点与各开关部之间产生火花。

另外，本发明的电动吸尘器的控制部也可以在没有驱动电动鼓风机的情况下，将第一开关部和第二开关部控制为断开状态。

由此，在不想驱动电动鼓风机的情况下，不需要向各开关部供给电力。其结果，能够减少待机电力。

另外，本发明的电动吸尘器也可以是，第一驱动部包括双向晶闸管，第二驱动部包括MOS-FET，第一开关部和第二开关部包括继电器。

由此，能够用控制部容易地控制接通和断开。并且，对于第一开关部和第二开关部，不使用通过装卸来进行切换的机械开关，而使用单个开关元件，因此能够使电动吸尘器小型化。

产业上的可利用性

在交流直流两用的电动吸尘器中，本发明能够与使用者的电动吸尘器的使用方式无关地防止火花的产生、电池寿命的缩短，来提高可靠性。因此，能够适用于一般家庭用和工业用的交流直流两用的电动吸尘器等。

附图标记说明

1：吸尘器主体；2：电动鼓风机；3：集尘容器；4：软管；5：近身操作部；6：延长管；7：抽吸件；8：商用电源；9：二次电池；10：控制基板；11：电源电路；12：零交叉检测部；13：控制部(微机)；14：近身操作部接收部；15：第一开关部；16：第二开关部；17：第一驱动部(双向晶闸管)；18：第二驱动部(MOS-FET)；22：开关元件；23：电源线。

Claims

1.一种电动吸尘器，具备：

吸尘器主体，其内置有电动鼓风机；

二次电池，其内置于所述吸尘器主体；

第一驱动部，其从商用电源向所述电动鼓风机供给电力；

第二驱动部，其从所述二次电池向所述电动鼓风机供给电力；

第一开关部，其与所述第一驱动部串联连接；

第二开关部，其与所述第二驱动部串联连接；以及

控制部，其控制所述第一驱动部、所述第二驱动部、所述第一开关部以及所述第二开关部，

其中，所述第一驱动部和所述第一开关部与所述第二驱动部和所述第二开关部并联连接，

在用商用电源驱动所述电动鼓风机的情况下，所述控制部将所述第一驱动部和所述第一开关部控制为接通状态，并且将所述第二驱动部和所述第二开关部控制为断开状态，

在用所述二次电池驱动所述电动鼓风机的情况下，所述控制部将所述第一驱动部和所述第一开关部控制为断开状态，并且将所述第二驱动部和所述第二开关部控制为接通状态。

2.根据权利要求1所述的电动吸尘器，其特征在于，

所述吸尘器主体具备检测所述商用电源的零交叉的零交叉检测部，

在利用所述零交叉检测部检测出零交叉的情况下，所述控制部判断为用所述商用电源进行驱动，来将所述第一驱动部和所述第一开关部控制为接通状态，并且将所述第二驱动部和所述第二开关部控制为断开状态，

在利用所述零交叉检测部未检测出零交叉的情况下，所述控制部判断为用所述二次电池进行驱动，来将所述第一驱动部和所述第一开关部控制为断开状态，并且将所述第二驱动部和所述第二开关部控制为接通状态。

3.根据权利要求1或2所述的电动吸尘器，其特征在于，

在正在用所述商用电源驱动所述电动鼓风机的状态下切断了商用电源向所述电动鼓风机的供给的情况下，所述控制部将所述第一驱动部和所述第一开关部控制为断开状态，并且将所述第二驱动部和所述第二开关部控制为断开状态，从而使所述电动鼓风机停止，

在正在用所述二次电池驱动所述电动鼓风机的状态下被进行了商用电源的供给的情况下，所述控制部将所述第一驱动部和所述第一开关部控制为断开状态，并且将所述第二驱动部和所述第二开关部控制为断开状态，从而使所述电动鼓风机停止。

4.根据权利要求1所述的电动吸尘器，其特征在于，

在没有驱动所述电动鼓风机的情况下，所述控制部将所述第一开关部和所述第二开关部控制为断开状态。

5.根据权利要求1所述的电动吸尘器，其特征在于，

所述第一驱动部包括双向晶闸管，所述第二驱动部包括金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第一开关部和所述第二开关部包括继电器。