JP2003290100A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気掃除機の信頼性及びゴミ吸込性能を向上
させる。 【解決手段】 直流電源１０を駆動源として駆動される
電動送風機６を昇圧コンバータ回路３３によって昇圧動
作する。直流電源１０から電動送風機６への電圧供給経
路中において、昇圧コンバータ回路３３を作動させない
非昇圧運転モードと作動させる昇圧運転モードとが選択
可能である。昇圧運転モードの開始時には、非昇圧運転
モードを経過した後に昇圧運転モードに移るように制御
され、あるいは、昇圧運転モードの停止時に、昇圧運転
モードの停止後に非昇圧運転モードを経過するように制
御され、これによって昇圧コンバータ回路３３と電気掃
除機１の運転動作との協調、昇圧コンバータ回路３３と
電気掃除機１を構成する各部品との協調を実現させ、電
気掃除機１の信頼性及びゴミ吸込性能を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気掃除機、特に
電池式の電気掃除機に関する。

【０００２】

【従来の技術】電池式の電気掃除機の電動送風機の出力
を上げてゴミ吸取り能力を向上させる方法としては、電
動送風機への入力を増加させる方法が一般的である。具
体的には、電動送風機の巻線を変更したり、電動送風機
への入力電流を増やしたり、電源電圧を上げたりして、
電動送風機への入力を増やしている。

【０００３】電動機送風機が整流子電動機で構成されて
いる場合には、入力電流を増やそうとすると、整流子に
接触するブラシ部分のカーボンが磨耗、及び整流子での
スパークなどにより破損し易くなり、信頼性の確保がし
にくい。

【０００４】そこで、電源電圧を上げる方法が考えられ
る。電池式の電気掃除機の場合、電源電圧を上げる方法
としては、電池本数を増やす方法が最も簡便である。し
かしながら、高い電圧を必要とする場合に、電池だけで
これを実現しようとすると、電池が大型化してしまう。
そこで、これを解決するために、昇圧コンバータ回路を
用いて高い電圧を得る方法が、例えば特開平８−２２４
１９８号公報や特開２００１−１６８４５公報に提案さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】直流電源を駆動源と
し、昇圧コンバータ回路を搭載した電気掃除機において
は、このような電気掃除機を実用化するに当り、昇圧コ
ンバータ回路と電気掃除機の運転動作とを協調させた
り、あるいは、昇圧コンバータ回路と電気掃除機を構成
する各部品とを協調させたりして、信頼性及びゴミ吸込
性能を向上させる技術を実現させることが重要である。
このような技術の例としては、例えば、昇圧コンバータ
回路の動作に伴う電気掃除機の異常状態の回避、昇圧コ
ンバータ回路動作異常時に対する直流電源や各構成電子
部品の保護、昇圧コンバータ回路動作の電動送風機への
影響、及び、昇圧コンバータ回路動作とゴミ吸込力との
関係などを挙げることができる。

【０００６】しかしながら、特開平８−２２４１９８号
公報には、電動送風機に電力を供給する電源を、商用電
源と二次電池とのどちらかに切替える切替手段を備え、
昇圧時に昇圧電圧を徐々に低電圧から所定の電圧にあげ
ているという記載があるのみで、直流電源を駆動源とす
る昇圧コンバータ回路動作と電気掃除機の保護システム
との関係や、昇圧コンバータ回路動作とゴミ吸込力との
関係等に関する開示がなく、また示唆もない。

【０００７】同様に、特開２００１−１６８４５公報に
も、それらの技術に関する開示が一切なされていない。

【０００８】本発明の目的は、直流電源を駆動源とし昇
圧コンバータ回路を搭載した電気掃除機において、昇圧
コンバータ回路と電気掃除機の運転動作とを協調させ、
あるいは、昇圧コンバータ回路と電気掃除機を構成する
各部品とを協調させ、これによって電気掃除機の信頼性
及びゴミ吸込性能を向上させる技術を提供することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
直流電源を駆動源とし、この直流電源の出力電圧を昇圧
する電圧変換手段、例えば昇圧コンバータ回路を搭載し
た電気掃除機であって、この電気掃除機は、運転モード
切替操作部の操作に応じて制御手段が制御する切替手段
の切替え動作によって、直流電源から電動送風機への電
圧供給経路中で電圧変換手段を作動させない非昇圧運転
モードと作動させる昇圧運転モードとが選択可能であ
る。制御手段は、昇圧運転モードの開始時に、非昇圧運
転モードを経過した後に昇圧運転モードに移るように切
替手段を制御し、これによって昇圧コンバータ回路と電
気掃除機の運転動作との協調、昇圧コンバータ回路と電
気掃除機を構成する各部品との協調を実現する。

【００１０】請求項２記載の発明は、直流電源を駆動源
とし、この直流電源の出力電圧を昇圧する電圧変換手
段、例えば昇圧コンバータ回路を搭載した電気掃除機で
あって、この電気掃除機は、運転モード切替操作部の操
作に応じて制御手段が制御する切替手段の切替え動作に
よって、直流電源から電動送風機への電圧供給経路中で
電圧変換手段を作動させない非昇圧運転モードと作動さ
せる昇圧運転モードとが選択可能である。制御手段は、
昇圧運転モードの停止時に、昇圧運転モードの停止後に
非昇圧運転モードを経過するように切替手段を制御し、
これによって昇圧コンバータ回路と電気掃除機の運転動
作との協調、昇圧コンバータ回路と電気掃除機を構成す
る各部品との協調を実現する。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１ないし
図１８に基づいて説明する。

【００１２】［電気掃除機の部品構成］図１は本実施の
形態の電気掃除機の外観構成を示す斜視図である。本実
施の形態の電気掃除機１は、その本体ケース２の本体吸
込口１１に対して、先端部に吸込口体３を着脱自在に備
えた伸縮可能な接続管としての延長管４が着脱自在に接
続されるホース体５が着脱自在に取り付けられて構成さ
れている。本体ケース２内には、電動送風機６と直流電
源１０（図３参照）が内蔵されており、この本体ケース
２の上面には、取手手段としてのハンドル８が設けられ
ている。このハンドル８は、平面視略Ｙ字状に形成され
ている。また、このハンドル８近傍には、複数の発光ダ
イオードを備えた表示手段１４が配置されている。

【００１３】また、本体ケース２の後面略中央には、充
電台にセットして直流電源１０に電力を供給させて、直
流電源１０を充電させるための充電端子（図示せず）が
設けられている。

【００１４】また、可撓性を有するホース体５は、その
基端が、有底円筒状の集塵室としてのダストカップ１２
（図２参照）を介して電動送風機６の吸込側に連通する
ように本体吸込口１１に着脱可能に接続されている。本
体ケース２の側板部には、電動送風機６に連通して略前
側側方に向けて開口する排気口１３が複数穿設されてい
る。

【００１５】また、ホース体５の先端には、略“く”の
字状に屈曲した操作手段としての手元操作部７が設けら
れている。この手元操作部７には、操作者の指で操作可
能な位置には操作部としての運転モード切替操作部９が
設けられている。

【００１６】また、図２に示すように、ダストカップ１
２は有底の構造で、ダストカップ１２の側壁に沿うよう
にダストカップ吸込口１６を備えている。このダストカ
ップ１２の略中央上部には、通気性を有する網目部材に
て形成されたプレフィルタ１５が着脱自在に取り付けら
れており、さらにその上部にはダストカップ排気口１７
が設けられている。そして、このダストカップ排気口１
７は、電動送風機６に連通している。よって、このよう
な構造のダストカップ１２は、電動送風機６を動作させ
ることによって空気をサイクロン状に回転させ、遠心力
によってゴミと空気を分離する集塵室として機能する。
なお、集塵方式としては、紙パックを用いた集塵方式を
用いることも可能である。

【００１７】また、運転モード切替操作部９は、電動送
風機６の電源スイッチを兼ね、この電動送風機６をそれ
ぞれ異なる駆動状態にする複数種類の運転モードを選択
することができるように構成されている。具体的には、
図３中に示すように、ホース体５から延長管４の方向に
向けて運転モードである停止設定用の操作ボタン９ａ、
運転モードである弱運転設定用の操作ボタン９ｂ、運転
モードである中運転設定用の操作ボタン９ｃ、運転モー
ドである強運転設定用の操作ボタン９ｄが一列に順次並
んで配設されている。

【００１８】［制御回路］このような構造の電気掃除機
１における電動送風機６に対する制御回路の構成及びそ
の作用を図３〜図１０を参照して説明する。

【００１９】本体ケース２内に配設された電動送風機６
は、充電端子（図示せず）を介して充電可能な直流電源
１０と、この直流電源１０の出力電圧を昇圧して電動送
風機６に出力する電圧変換手段３３とにより構成されて
いる電源回路に接続されている。また、この電動送風機
６の低圧側には、スイッチング部品（Ａ）２４であるＭ
ＯＳＦＥＴのドレイン端子が接続されており、そのゲー
ト端子には、電気掃除機１内に内蔵されている電気掃除
機制御手段２５が接続されている。スイッチング部品
（Ａ）２４は、ＭＯＳＦＥＴだけではなく、バイポーラ
トランジスタ又はＩＧＢＴなどの半導体スイッチング素
子や、電磁式リレーなどのスイッチング部品でも実現可
能であることは言うまでもない。但し、ＭＯＳＦＥＴ、
バイポーラトランジスタ又はＩＧＢＴなどの半導体スイ
ッチング素子は、電磁式リレーよりも低電力で高速にス
イッチングできるので、電池式の電気掃除機におけるス
イッチング部品として適している。

【００２０】この電気掃除機制御手段２５は、電動送風
機制御手段３０、電圧変換制御手段２８、直流電源監視
手段２７、記憶手段２６、タイマ２９、電圧読取手段３
１、及びＡＤコンバータ３２などから構成され、手元操
作部７の運転モード切替操作部９や本体ケース２上部に
配設された複数の発光ダイオードを備えた表示手段１
４、直流電源１０の温度測定用のサーミスタ２１、二次
電池識別手段３４、電圧変換手段入力電圧検出部２２、
電圧変換手段出力電圧検出部２３などが接続されてお
り、電気掃除機１全体を制御している。この意味で、電
気掃除機制御手段２５は、制御手段を構成する。電気掃
除機制御手段２５は、複数の回路部品及び複数のマイコ
ンから構成したり、ワンチップのマイコンを中心に構成
したりする。

【００２１】また、二次電池１０ａの両端間には、抵抗
Ｒ１および抵抗Ｒ２の直列回路が接続されている。そし
て、これら抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２間の電圧変換手段入
力電圧検出部２２には電気掃除機制御手段２５が接続さ
れており、抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２で分圧された電圧が
電気掃除機制御手段２５に印加される。

【００２２】また、同様に、電動送風機６の両端間に
は、抵抗Ｒ３及び抵抗Ｒ４の直列回路が接続されてい
る。そして、これら抵抗Ｒ３及び抵抗Ｒ４間の電圧変換
手段出力電圧検出部２３には電気掃除機制御手段２５が
接続されており、抵抗Ｒ３及び抵抗Ｒ４で分圧された電
圧が電気掃除機制御手段２５に印加される。

【００２３】電動送風機制御手段３０は、運転モード切
替操作部９の操作ボタンの操作によりスイッチング部品
２４をスイッチングし、電動送風機６の出力を制御す
る。

【００２４】［直流電源］電力を供給する直流電源１０
は、例えば、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電
池、リチウムイオン電池などの電池を複数本直列に接続
した二次電池１０ａ、サーミスタ２１、二次電池識別手
段３４としての抵抗Ｒ０、及びサーモスタット３５など
から構成されている。

【００２５】また、二次電池１０ａのプラス端子は、サ
ーモスタット３５の一端に接続されており、このサーモ
スタット３５の他端は、抵抗Ｒ０の一端に接続されてい
る。

【００２６】［運転モード切替操作部］次に、運転モー
ド切替操作部９の具体的な構成及び作用について説明す
る。

【００２７】電気掃除機制御手段２５内において、基準
電圧Ｖ１の分圧値が、運転モード切替操作部９の操作状
態に応じて変化するように構成され、こうして変動する
分圧値がアナログ・デジタル変換器であるＡＤコンバー
タ３２によってデジタル信号に変換された後に電圧読取
手段３１によって読み取られるように構成されている。

【００２８】基準電圧Ｖ１の分圧値を運転モード切替操
作部９の操作状態に応じて変化させるための回路構成
（電圧可変回路）として、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６との間で
検出することのできる電圧をＡＤコンバータ３２に入力
するようにしつつ、運転モード切替操作部９の各操作ボ
タン９ａ、９ｂ、９ｃ及び９ｄが操作されることで切替
えられるスイッチ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ及び３６ｄを
運転モード切替操作部９に設け、これらの各スイッチ３
６ａ、３６ｂ、３６ｃ及び３６ｄの切替状態に応じて、
それぞれ値が異なる抵抗Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９及びＲ１０に
並列接続されているような回路構成が設けられている。

【００２９】そして、電気掃除機制御手段２５内に設け
られた記憶手段２６には、運転モード切替操作部９で弱
用の操作ボタン９ｂが操作されることにより、電圧読取
手段３１にて読み取られる電圧値に対応する制御プログ
ラムや制御値などが記憶されている。

【００３０】さらに、記憶手段２６には、同様に、運転
モード切替操作部９にて強用の操作ボタン９ｄ（昇圧運
転用のスイッチ）が操作されることにより、電圧読取手
段３１にて読み取られる電圧値に対応する制御プログラ
ムや制御値などが記憶されている。

【００３１】このように、運転モード切替操作部９は複
数の電圧を選択設定可能で、運転モード切替操作部９に
て設定された電圧を電圧読取手段３１で読み取り、この
読み取った電圧に従って、複数の電気掃除機運転モード
を切替える。このため、運転モード切替操作部９とＡＤ
コンバータ３２の信号線を増やすことなく、安価に運転
モードの追加を実現可能にする。

【００３２】［電圧変換手段］次に、電気掃除機１にお
ける電動送風機６に対する電圧変換手段３３の構成例を
図４に示す。電圧変換手段３３は、エネルギーの蓄積と
放出の役割をなす磁気部品としてのリアクトル４０、Ｍ
ＯＳＦＥＴ、バイポーラトランジスタ又はＩＧＢＴなど
半導体スイッチング素子を用いたスイッチング部品
（Ｑ）４１、エネルギーの逆流を防止する逆流防止部品
としてのダイオード４２、容量性インピーダンス部品素
子であるコンデンサ４３及び電圧変換制御手段２８など
により構成されている。

【００３３】磁気部品として用いるリアクトル４０は、
主に巻線（コイル）と磁性材料からなるコアから構成さ
れ、巻線の中にコアを挿入し、巻線に電流を流すことに
よってエネルギーを蓄積し、そのエネルギーをスイッチ
ング部品（Ｑ）４１のオン・オフ動作により放出する。
このリアクトルは、フェライト、ダスト、パーマロイ、
アモルファス合金などの磁性材料からなるコアと巻線な
どから構成される。コアの形状は、ソレノイド形状やト
ロイド形状などである。

【００３４】電圧変換制御手段２８は、二次電池１０ａ
の出力電圧を昇圧させるスイッチング部品（Ｑ）４１の
動作、すなわちオン・オフのパルス信号の周波数と、オ
ン時間／（オン時間＋オフ時間）で定義されるデューテ
ィとを設定して出力する機能を備えている。この電圧変
換制御手段２８から出力されるパルス信号の周波数又は
デューティによって、電圧変換手段主回路３３ａの出力
電圧（昇圧率）を調整する。直流電源１０の出力電圧に
対する、電圧変換手段３３により昇圧された出力電圧の
比を昇圧率と呼ぶ（昇圧率＝電圧変換手段３３により昇
圧された出力電圧／直流電源１０の出力電圧）。また、
この電圧変換制御手段２８は、電動送風機制御手段３０
と連携して動作する。

【００３５】この電圧変換手段３３は、より詳細には、
直流電源１０側に接続される入力端子Ｐａと、共通端子
Ｐｂと、電動送風機６側に接続される出力端子Ｐｃとを
有している。入力端子Ｐａは磁気部品であるリアクトル
４０の一方の端子に接続され、リアクトル４０の他方の
端子とスイッチング部品（Ｑ）４１のドレイン端子が接
続され、スイッチング部品（Ｑ）４１のソース端子と共
通端子Ｐｂが接続され、スイッチング部品（Ｑ）４１の
ゲート端子に電圧変換制御手段２８が接続され、リアク
トル４０とスイッチング部品（Ｑ）４１との接続点とダ
イオード４２のアノード端子が接続され、ダイオード４
２のカソード端子とコンデンサ４３の一方の端子が接続
され、コンデンサ４３の他方の端子と共通端子Ｐｂが接
続されダイオード４２とコンデンサ４３との接続点が出
力端子Ｐｃに接続され、出力端子Ｐｃと共通端子Ｐｂと
の間に直流電源１０の電圧を昇圧した電圧を出力するよ
うに構成されている。

【００３６】ここで、この電圧変換手段３３の昇圧動作
を説明する。電圧変換制御手段２８から出力されるパル
ス信号によりスイッチング部品（Ｑ）４１をオンにする
とスイッチング部品（Ｑ）に電流Ｉｓが流れ、電流ＩＬ
によりリアクトル４０にエネルギーが蓄えられる。次
に、電圧変換制御手段２８によりスイッチング部品
（Ｑ）４１をオフにすると、リアクトル４０に蓄積され
ているエネルギーは、ダイオード４２を経て電流Ｉｄと
して電動送風機６側に流れ、コンデンサ４３に充電され
る。このように電圧変換制御手段２８によりスイッチン
グ部品（Ｑ）４１のオン・オフを連続的に行うことによ
って、直流電源１０からリアクトル４０へのエネルギー
の蓄積と放出との繰返しを実現する。

【００３７】また、コンデンサ４３に蓄えられているエ
ネルギーは、ダイオード４２によってリアクトル４０側
に戻ることはない。そして、コンデンサ４３の電圧は、
直流電源１０よりも高い電圧で充電され、電動送風機６
に供給される。

【００３８】次に、図５を参照して、電圧変換制御手段
２８から出力するパルス信号の周波数とデューティを調
整する具体的な方法を説明する。

【００３９】図５において、運転モード切替操作部９の
操作により、電圧変換制御手段２８を動作させる。この
電圧変換制御手段２８において、誤差増幅器５１に、基
準電圧部５２と入力電圧部５３からそれぞれ信号が入力
され、その出力信号と、発振器５４から発振される三角
波信号が信号比較部５５に入力される。三角波信号を発
振する発振器５４は、従来から知られている方法であ
る。そして、信号比較部５５からパルス信号が出力さ
れ、スイッチング部品（Ｑ）４１のオン・オフを制御す
る。

【００４０】ここで、発振部４４から発振される三角波
信号の周波数を適宜設定することによりパルス信号の周
波数を制御することができ、さらに、電圧Ｖ２と、分圧
比Ｒ１１／Ｒ１２を適宜設定することによりパルス信号
のデューティを制御することができる。

【００４１】また、パルス信号の周波数やデューティの
制御方法としては、マイコンのプログラミング処理でも
実現可能である。マイコンにおける、三角波信号とパル
ス信号の周波数やデューティの関係を図６にタイミング
チャートとして示す。三角波信号は、タイマカウンタを
利用してデジタル的に作られ、例えば、アップ／ダウン
カウンタモードでは、カウンタ値の最大値ＴＣｐ１を設
定することによって、パルス信号の周期Ｔｐ（ｋ）は、 Ｔｐ（ｋ）＝２×ＴＣｐ１×タイマカウンタクロック
［ｓｅｃ］ となる。よって、パルス信号の周波数ｆｐ（ｋ）は、 ｆｐ（ｋ）＝１／（２×ＴＣｐ１×タイマカウンタクロ
ック）［Ｈｚ］ となる。

【００４２】さらに、記憶手段２６に記憶された設定値
Ｓ（ｋ）とタイマカンタの値とを比較し、タイマカウン
タ値（三角波信号）が設定値Ｓ（ｋ）以上になると、パ
ルス信号がオンになるようにする。これによって、パル
ス幅ＰＷ（ｋ）［sec］が決まり、よって、デューティ
Ｄｕ（ｋ）は、 Ｄｕ（ｋ）＝ＰＷ（ｋ）／（２×ＴＣｐ１×タイマカウ
ンタクロック）［％］ となる。

【００４３】よって、タイマカウンタ値の最大値ＴＣｐ
１や設定値Ｓ（ｋ）を変更することによって、パルス信
号の周波数ｆｐ（ｋ）やデューティＤｕ（ｋ）を制御す
る。

【００４４】よって、図５及び図６に示すように、パル
ス信号の周波数とデューティの少なくとも一方を制御す
ることによって、電圧変換手段３３の昇圧率を制御する
ことができる。例えば、デューティを大きくすることに
より昇圧率を大きくし、逆に、デューティを小さくする
ことによって昇圧率を小さくする。

【００４５】［電池識別手段］次に電池識別手段につい
て説明する。二次電池１０ａを識別する二次電池識別手
段３４としての抵抗Ｒ０に流れる電流値を電気掃除機制
御手段２５にて検知させて、二次電池１０ａの種類、例
えば電池電圧や容量（アンペアパワー容量。単位Ａ
ｈ）、電池特性などを識別し、この識別情報に応じて電
圧変換手段３３の昇圧率を決定する。

【００４６】なお、本実施の形態では、直流電源１０に
取り付けた抵抗Ｒ０で二次電池１０ａの種類を識別して
いるが、例えば、この二次電池１０ａに突起などを設け
て、この突起の位置や形状などで二次電池１０ａの種類
が識別できる構成や、また、電圧変換手段入力電圧検出
部２２により直流電源１０の出力電圧を検出し、この出
力電圧により二次電池１０ａの種類が識別できる構成で
あっても、本実施の形態と同様の作用効果を奏すること
ができる。

【００４７】［電池のサーミスタ］さらに、二次電池１
０ａの近傍には、この二次電池１０ａの温度を検出する
温度検出部品としてのサーミスタ２１が配設されてい
る。このサーミスタ２１は、二次電池１０ａの温度変化
に応じて抵抗値が変化する。このサーミスタ２１の使用
の一例としては、サーミスタ２１の両端は、電気掃除機
制御手段２５に接続されており、この電気掃除機制御手
段２５は、サーミスタ２１により、二次電池１０ａの近
傍の温度変化が検知され、そのサーミスタの抵抗変化に
応じて、電圧変換手段３３の昇圧率を決定したり、ま
た、運転モードを昇圧運転モードから非昇圧運転モード
に切替えたりする。

【００４８】またさらに、電気掃除機制御手段２５は、
抵抗Ｒ０に流れる電流値及びサーミスタ２１の温度情報
のそれぞれを検知して、これら電流値及び温度情報から
二次電池１０ａの放電情報を検出して、この検出した放
電情報、すなわち二次電池１０ａに残っている容量に応
じて、電圧変換手段３３の昇圧率を決定したり、また、
運転モードを昇圧運転モードから非昇圧運転モードに切
替えたりする。

【００４９】［タイマ］次に、タイマ２９の使用形態の
例を説明する。タイマ２９の使用形態の一例としては、
電気掃除機制御手段２５は、昇圧運転モード時に、電動
送風機６の駆動時間を測定し、この駆動時間が記憶手段
２６に記憶された設定時間を経過すると、電圧変換手段
３３の昇圧率を低下させたり、または、昇圧運転モード
から非昇圧運転モードに切替えたりする。また、非昇圧
運転モード時の電動送風機６の駆動時間を測定し、この
駆動時間に応じて、その後の昇圧運転モード時の昇圧率
を決定する。昇圧率の決定方法に関しては、記憶手段２
６などに記憶されている。

【００５０】［動作説明］ここで、図４に示す電圧変換
手段を適用した図３に示す制御回路の運転モード切替操
作部９において、弱用の操作ボタン９ｂ、中用の操作ボ
タン９ｃ及び強用の操作ボタン９ｄが操作された場合の
電気掃除機１及び電圧変換手段３３の動作を、スイッチ
ング部品（Ｑ）４１、及び、スイッチング部品（Ａ）２
４の動作と共に図７を参照して詳しく説明する。

【００５１】停止状態にある電気掃除機１において、ま
ず弱用の操作ボタン９ｂを操作すると、電動送風機制御
手段３０からオン・オフ信号が出力され、その信号に基
づきスイッチング部品（Ａ）２４がそれぞれオン・オフ
動作を繰り返し、電動送風機６が回転を始め、ゼロ出力
から、予め設定された弱運転モード出力Ｗ１まで、電気
掃除機１の出力が上昇する。

【００５２】この状態から中用の操作ボタン９ｃを操作
すると、電動送風機制御手段３０により、弱運転モード
の時よりもオン時間の割合が大きい信号が出力され、そ
の信号に基づきスイッチング部品（Ａ）２４のオン・オ
フ動作が繰り返され、予め設定された中運転モード出力
Ｗ２まで、電気掃除機１の出力が上昇する。

【００５３】このように、弱用の操作ボタン９ｂ、及び
中用の操作ボタン９ｄが操作された場合には、電圧変換
手段３３は動作せず、従って、電圧変換手段主回路３３
ａを経由して昇圧された出力電圧が電動送風機６に供給
されない。

【００５４】さらに、この状態から、強用の操作ボタン
９ｄが操作されると、電動送風機制御手段３０から常時
オン（デューティ１００％）のパルス信号が出力され、
その信号に基づきスイッチング部品（Ａ）２４が常時オ
ンの動作をすると共に、電圧変換制御手段２８からスイ
ッチング部品（Ｑ）４１にパルス信号が出力され、これ
によって電圧変換手段主回路３３ａが動作し、これによ
って二次電池１０ａの出力電圧が電圧変換手段主回路３
３ａを経て昇圧され電動送風機６に印加される。従っ
て、電圧変換手段３３により昇圧された出力電圧が電動
送風機６に供給され、予め設定された強運転モード出力
Ｗ３まで、電動送風機６の出力が上昇する。この強運転
モード出力Ｗ３の強出力運転モードは、電気掃除機１に
用意された運転モードの中で最大出力の運転モードであ
り、消費電力も大きく、最もごみ吸込み能力が高い。

【００５５】そして、この状態から、停止用の操作ボタ
ン９ａが操作されると、電圧変換制御手段２８から出力
されていたパルス信号が止まりスイッチング部品（Ｑ）
４１がオフになり、これによって電圧変換手段主回路３
３ａが停止すると共に、電動送風機制御手段３０から出
力されていたパルス信号も止まり、スイッチング部品
（Ａ）２４がオフになり、電動送風機６の動作が停止す
る。

【００５６】この動作例で示すように、スイッチング部
品（Ｑ）４１についてのスイッチング動作の制御処理
は、直流電源１０の出力電圧および電圧変換手段３３の
出力電圧のいずれか一方を切替えることにより実現す
る。このとき、スイッチング部品（Ｑ）４１は切替手段
を構成する。

【００５７】また、スイッチング部品（Ａ）２４は、電
圧変換手段３３により昇圧された出力電圧の、前記電動
送風機への供給を、直接制御可能な部品である。

【００５８】もっとも、本実施の形態によれば、強用の
操作ボタン９ｄが操作された時に、電圧変換手段３３で
昇圧された出力電圧を電動送風機６へ供給する。このた
め、非昇圧運転モードは、電気掃除機１の弱、中、強と
いう運転モードの中の弱運転モード及び中運転モードに
おいて設定されることになり、昇圧運転モードは、電気
掃除機１の弱、中、強という運転モードの中の強運転モ
ードにおいて設定されることになる。この意味で、弱運
転設定用の操作ボタン９ｂ及び中運転設定用の操作ボタ
ン９ｃは、非昇圧運転モードを選択するための操作部と
して機能し、強運転設定用の操作ボタン９ｄは、昇圧運
転モードを選択するための操作部として機能する。ま
た、停止用の操作ボタン９ａは、電動送風機６の回転駆
動を停止させるための停止用操作部として機能する。

【００５９】なお、図７に基づいて前述した説明では、
停止状態から弱用の操作ボタン９ｂ、中用の操作ボタン
９ｃ、及び強用の操作ボタン９ｄが順に操作された例で
説明したため、非昇圧運転モードから昇圧運転モードに
切替った例を示しているが、停止状態でいきなり強用の
操作ボタン９ｄを操作した場合には、停止状態から直接
的に昇圧運転モードになる。

【００６０】このように、直流電源１０の出力電圧を電
動送風機６に供給する非昇圧運転モードと、直流電源１
０の出力電圧を電圧変換手段３３により昇圧させた出力
電圧を電動送風機６に供給する昇圧運転モードとを予め
用意しておき、それらの運転モードを切替えるための切
替手段、及び、その切替手段を動作させるための運転モ
ード切替操作部９を設けることにより、使用者本人が、
直接切替を実施することができる。

【００６１】電気掃除機において、例えば、大きな出力
でゴミ吸収能力が必要な場合は、電動送風機の出力を増
大するために、大きな容量の電池を用いるか、または、
本願発明で上記に説明したような電圧変換手段による電
源電圧の昇圧が必要になる。

【００６２】容量の大きな電池を用いる手法は、直接に
その電池により電動送風機を駆動させるため、電源回路
自身の電力損失は極めて軽微であるが、電池のサイズ及
び重量が大きくなることになり、その結果、電気掃除機
が大型化し、使用時や持ち運び等に支障をきたすという
欠点がある。また、それほどゴミ吸引能力が必要でない
場合も、常に大きな電池が電気掃除機に搭載されている
ことになるので、上記と同様な支障をきたすということ
になる。

【００６３】一方、電圧変換手段により電源電圧を昇圧
する場合は、電圧変換回路を構成する回路部品等による
電力損失をきたすので、直接電池で駆動する場合に比較
して無駄な電力を使わざるを得ない欠点がある。しか
し、電池容量を大型化する場合に比べて、電源部を大幅
に小型・軽量化することができるという特徴がある。

【００６４】また、電圧変換手段により電池電圧を昇圧
する場合で、電圧変換手段を常時動作させる構成にする
と、使用者が高いゴミ吸収能力を必要でない場合も、電
圧変換手段を使用することとなり、電圧変換回路による
電力損失を被り、電池の使用時間を短くしてしまう。電
池が二次電池の場合、一回の充電当りの使用時間を短く
してしまうことになる。

【００６５】以上述べたような要件を勘案して、電気掃
除機の特有の使用形態、すなわち、使用者の欲するゴミ
吸引能力の程度や一回の充電当りの使用時間の長さの程
度にあわせて、使用者が、直接、電気掃除機の運転モー
ドを選択することができる構成は、使用者にとって大き
な効果を有している。

【００６６】すなわち、本実施の形態の構成のように、
ゴミ吸引能力がそれほど必要でない場合、又は電池の使
用時間（二次電池の場合は、一回の充電当りの使用時
間）を長くしたい場合用として、電池のみの出力電圧に
より電動送風機を駆動する（非昇圧運転モード）手段
と、高いゴミ吸引能力が必要な場合用として、電圧変換
手段により昇圧された出力電圧で電動送風機を駆動する
（昇圧運転モード）手段とを、電動送風機の出力制御手
段として備え、さらに、それらの出力制御手段を随時切
替えることができる切替手段を設けることにより、使用
者の多様な状況に応じて、使用者が運転モードを選択す
ることができる。

【００６７】よって、このような構成を用いることによ
り電気掃除機を小型・軽量化することができ、また同時
に、高いゴミ吸引能力を必要とする場合にのみ、昇圧運
転モードを動作させることができるので、電圧変換手段
を使用することによる電力損失を必要最小限に抑えるこ
とができるようになる。

【００６８】また、本願発明の係る直流電源を駆動源と
する電気掃除機の一使用形態として挙げられるコードレ
ス型電気掃除機の場合は、特に小型・軽量化で、しかも
必要な場合のみ昇圧運転モードが使用できるという利便
性があるので特に好適である。

【００６９】［昇圧運転モード開始動作］次に、図３及
び図４に示す制御回路において、昇圧運転モードの開始
動作手順について、図８を参照して説明する。停止状態
にある電気掃除機１の運転モード切替操作部９の強用の
操作ボタン９ｄを操作することによって、昇圧運転モー
ドが始動する時に、スイッチング部品（Ａ）２４のスイ
ッチング開始動作を、スイッチング部品（Ｑ）４１のス
イッチング開始動作よりも早くするように制御する。こ
のようなシーケンスの制御をすることにより、電動送風
機６に電流が流れ始め、非昇圧運転モードを経過した後
に、昇圧運転モードに移ることになる。電動送風機６に
電流が流れない状態で、電圧変換手段３３を動作させる
と、電動送風機６で電力が消費されないので、いわゆる
無負荷状態になり、電圧変換手段主回路３３ａからの昇
圧された電圧が、異常に高くなったりするといった不安
定な状態に陥ることになる。また、このようなシーケン
スプログラムは、記憶手段２６等に記憶されている。

【００７０】また、昇圧された電圧が異常に高くなる
と、電圧変換手段主回路３３ａを構成する電子部品、例
えば、コンデンサ４３の信頼性や寿命などを大きく低下
させることになる。

【００７１】よって、昇圧運転モードの始動時に、電気
掃除機１を非昇圧運転モードで運転し、電動送風機６に
電流を流し、その後に、昇圧運転モードに切替えるよう
なシーケンスの制御を行い、上記のような不安定な状態
を回避する。

【００７２】また、電動送風機６への入力電力変化時に
は、その変化に起因して電動送風機６の振動や騒音が発
生する。この振動は、特に、使用者がハンドル８を持っ
て掃除している時は、使用者に対して不快感を与える。
しかしながら、非昇圧運転モードを経過した後に昇圧運
転モードに移るというシーケンスにすることによって、
電動送風機６への入力される電力は段階的に大きくな
る。よって、昇圧運転モード開始時における電動送風機
６への入力電力変化の度合が緩和されるので、電動送風
機６の振動や騒音を減ずることができる。

【００７３】さらに、図２に示すような、空気をサイク
ロン状に回転させ、遠心力によってゴミと空気を分離す
る集塵方式を利用した場合、電気掃除機１が運転を始め
る時に大きな電力を急激に電動送風機６に投入すると、
ダストカップ１２内の気流が乱れ、ゴミと空気を分離す
る効果を弱めてしまったり、また、ダストカップ内に集
めたゴミ等を舞い上げてプレフィルタ１５を汚す速度を
速めてしまうといった問題を有している。しかしなが
ら、非昇圧運転モードを経過した後に昇圧運転モードに
移るというシーケンスの制御を行うことによって、電動
送風機６への入力される電力は段階的に大きくなり、こ
れらの問題を顕著化させることがない。

【００７４】また、ここで、昇圧運転モード開始時に、
電圧変換制御手段２８からスイッチング部品（Ｑ）４１
へ出力されるパルス信号のデユーティを徐々に大きくす
る手段に関して図５及び図９を参照して説明する。図５
において、昇圧運転モード開始時に、電源Ｖ３から抵抗
Ｒ１３を介してコンデンサ５６に充電され、コンデンサ
端子入力部５７の電圧が上昇する。このコンデンサ端子
入力部５７の電圧信号は、信号比較部５５に入力され、
パルス信号のデューティが決まる。この時のパルス信号
の様子を図９に示す。例えば、誤差増幅器５１から出力
される信号と、コンデンサ端子入力部５７の電圧信号の
うち低い電圧の信号が優先され、この優先された電圧信
号が発振器５４から出力される三角波信号より低くなる
と、パルス信号がオンになるようにする。

【００７５】このように、昇圧運転モード開始時に、非
昇圧運転モードを経過した後に昇圧運転モードに移ると
いうシーケンスの制御と、電圧変換手段３３の昇圧率を
徐々に上げていくという制御を組み合わせると、電動送
風機６へ入力される電力は、より滑らかに大きくなるの
で、よりいっそう効果的である。

【００７６】また、図示しないが、図９のようなパルス
信号作成方法を、マイコンのプログラミング処理で、デ
ジタル的に実現することも可能である。基本的な考え方
は、図６に示す通りである。

【００７７】［昇圧運転モード停止動作］次に、図４に
示す電圧変換手段を適用した図３に示す制御回路におい
て、昇圧運転モードの停止動作手順について、図１０を
参照して説明する。図１０に示すように、昇圧運転モー
ドの停止時においても、スイッチング部品（Ｑ）４１の
スイッチング停止動作をスイッチング部品（Ａ）２４の
スイッチング停止動作よりも早めるシーケンスの制御を
行う。このような昇圧運転モードの停止後に非昇圧運転
モードを経過するというシーケンスにすることによっ
て、電圧変換手段主回路３３ａが無負荷状態で動作する
タイミングがなくなるので、電圧変換手段３３により昇
圧された電圧が異常に高くなったりするといった不安定
な状態に陥ることがなく、安全に安定して動作する。

【００７８】［動作の他の一例］次に、図３及び図４に
示す制御回路の運転モード切替操作部９が操作された場
合の電気掃除機１の動作の別の一例を図１１を参照して
詳しく説明する。この例では、中運転モードにおけるス
イッチング部品（Ａ）２４の動作が図７に示した動作例
と異なっている。図７に示す動作例では、中運転モード
時に、電動送風機制御手段３０から出力されるオン・オ
フ信号によってスイッチング部品（Ａ）２４がオン・オ
フ動作を繰り返している。一方、図１１に示す例では、
中運転モード時に、電動送風機制御手段３０から常時オ
ン（デューティ１００％）のパルス信号が出力され、そ
の信号に基づきスイッチング部品（Ａ）２４がそれぞれ
常時オンの動作をしている。しかし、どちらにしても、
スイッチング部品（Ｑ）４１にオン信号を出力せず、電
圧変換手段１９は動作させない。

【００７９】また、図３及び図４に示す制御回路におい
て、スイッチング部品（Ａ）２４は、電圧変換手段３３
により昇圧された出力電圧の、前記電動送風機への供給
を、直接制御可能な部品であるが、昇圧運転モード時
に、このスイッチング部品（Ａ）２４をオン・オフ動作
状態にすると、スイッチング部品（Ｑ）４１もオン・オ
フを繰り返す動作状態にあるため、電動送風機６への入
力電圧リップルが大きくなり振動や騒音の原因となって
しまう。従って、図７と図１１に示す動作例のように、
昇圧運転モード時におけるスイッチング部品（Ａ）２４
の動作状態としては、常時オンの制御をすることによっ
て、電動送風機６の振動や騒音が減ずることができる。
また、スイッチング部品（Ａ）２４のスイッチング動作
による損失を除去できるので、電池の使用時間を長くす
ることができる。

【００８０】［制御回路の他の構成例］次に、電気掃除
機１における電動送風機６に対する他の制御回路を図１
２に示す。

【００８１】図３に示す制御回路では、スイッチング部
品（Ａ）として、電動送風機６の低圧側にスイッチング
部品（Ａ）２４が設けられているのに対して、図１２に
示す制御回路では、電動送風機６の高圧側にスイッチン
グ部品（Ａ）２４が設けられている。このスイッチング
部品（Ａ）２４は、昇圧運転モード始動時及び昇圧運転
モード終了時に、図３に示す制御回路のスイッチング部
品（Ａ）２４と同様な動作をし、同様な効果を得ること
ができる。

【００８２】［制御回路の他の構成例］次に、電気掃除
機１における電動送風機６に対する他の制御回路を図１
３に示す。図１３に示す制御回路では、二つのスイッチ
ング部品であるスイッチング部品（Ａ）２４及びスイッ
チング部品３７が配置されている。電動送風機６は、ス
イッチング部品（Ａ）２４を介して電圧変換手段主回路
３３ａに接続され、さらに、電動送風機６は、スイッチ
ング部品３７を介して直流電源１０に接続されている。
これら、スイッチング部品（Ａ）２４ａ及びスイッチン
グ部品３７を電動送風機制御手段３０によってスイッチ
ングすることにより、電動送風機６の入力元を切替え
る。スイッチング部品３７は、バイポーラトランジスタ
などの半導体スイッチング素子だけではなく、前記電磁
式リレーなどのスイッチング部品でも実現可能であるこ
とは言うまでもない。但し、バイポーラトランジスタな
どの半導体スイッチング素子は、電磁式リレーよりも低
電力で高速にスイッチングできるので、電池式の電気掃
除機における、スイッチング部品として、とても適して
いる。

【００８３】図１３に示す制御回路では、電動送風機６
に故障などの不具合が生じても、スイッチング部品
（Ａ）２４及びスイッチング部品３７により、電動送風
機６を回路的に隔離できるので、例えば電動送風機６に
短絡故障が発生しても、大電流が流れることを防ぐこと
ができるので、直流電源１０及び電圧変換手段主回路３
３ａを保護することができる。

【００８４】［動作の他の一例］次に、図１３に示す制
御回路の電圧変換手段３３として図４に示す電圧変換手
段１９を適用した制御回路において、運転モード切替操
作部９において、弱用の操作ボタン９ｅ、中用の操作ボ
タン９ｆ及び強用の操作ボタン９ｇが操作された場合の
電気掃除機１の動作を、スイッチング部品（Ｑ）４１、
スイッチング部品（Ａ）２４、及びスイッチング部品３
７の動作と共に図１４を参照して詳しく説明する。

【００８５】停止状態にある電気掃除機１において、ま
ず、弱用の操作ボタン９ｂを操作すると、電動送風機制
御手段３０からオン・オフ信号が出力され、その信号に
基づきスイッチング部品３７オン・オフ動作を繰り返
し、電動送風機６が回転を始め、ゼロ出力から、予め設
定された弱運転モード出力Ｗ１６まで、電気掃除機１の
出力が上昇する。電動送風機６の出力は、パルス信号の
デューティなどによって調整可能である。

【００８６】この状態から中用の操作ボタン９ｃを操作
すると、電動送風機制御手段３０により、弱運転モード
の時よりもデューティが大きいパルス信号が出力され、
その信号に基づきスイッチング部品３７のオン・オフ動
作が繰り返され、予め設定された中運転モード出力Ｗ１
８まで、電気掃除機１の出力が上昇する。

【００８７】このように、弱用の操作ボタン９ｂ又は中
用の操作ボタン９ｃが操作された場合には、スイッチン
グ部品（Ａ）２４及びスイッチング部品（Ｑ）４１は動
作させず、従って、電圧変換手段３３により昇圧された
出力電圧が電動送風機６に供給されない。

【００８８】さらに、この状態から、強用の操作ボタン
９ｄが操作されると、スイッチング部品３７がオフにな
り、その後、スイッチング部品（Ａ）２４がオンにな
り、さらに、電圧変換制御手段２８からスイッチング部
品（Ｑ）４１にパルス信号が出力され、これによって電
圧変換手段主回路３３ａが動作し、これによって二次電
池１０ａの出力電圧が電圧変換手段主回路３３ａを経て
昇圧され電動送風機６に印加される。従って、電圧変換
手段３３の出力電圧が電動送風機６に供給され、予め設
定された強運転モード出力Ｗ２０まで、電動送風機６の
出力が上昇する。この強運転モード出力Ｗ２０の強出力
運転モードは、電気掃除機１に用意された運転モードの
中で最大出力の運転モードであり、電気掃除機１におい
て最もごみ吸込み能力が高い。

【００８９】なお、スイッチング部品（Ｑ）４１、スイ
ッチング部品（Ａ）２４、及び、スイッチング部品３７
についてのスイッチング動作の制御処理は、直流電源１
０の出力電圧および電圧変換手段３３の出力電圧のいず
れか一方を切替えることによって実行される。このと
き、スイッチング部品（Ｑ）４１、スイッチング部品
（Ａ）２４、及び、スイッチング部品３７は、切替手段
を構成する。

【００９０】もっとも、本実施の形態によれば、強用の
操作ボタン９ｄが操作された時に、電圧変換手段３３の
出力電圧を電動送風機６へ供給する。このため、非昇圧
運転モードは、電気掃除機１の弱、中、強という一般的
な運転モードの中の弱運転モード又は中運転モードにお
いて設定されることになり、昇圧運転モードは、電気掃
除機１の弱、中、強という一般的な運転モードの中の強
運転モードにおいて設定されることになる。この意味
で、弱運転設定用の操作ボタン９ｂ及び中運転設定用の
操作ボタン９ｃは、非昇圧運転モードを選択するための
操作部として機能し、強運転設定用の操作ボタン９ｄ
は、昇圧運転モードを選択するための操作部として機能
する。また、停止用の操作ボタン９ａは、電動送風機６
の回転駆動を停止させるための停止用操作部として機能
する。

【００９１】なお、図１４に基づいて前述した説明で
は、停止状態から弱用の操作ボタン９ｂ、中用の操作ボ
タン９ｃ及び強用の操作ボタン９ｄが順に操作された例
で説明したため、非昇圧運転モードから昇圧運転モード
に切替った例を示しているが、停止状態でいきなり強用
の操作ボタン９ｄを操作した場合には、停止状態から直
接的に昇圧運転モードになる。

【００９２】また、図４の電圧変換手段を用いた図１３
に示す制御回路においても、図８に示すような、昇圧運
転モードの開始動作手順をとる。停止状態にある電気掃
除機１の運転モード切替操作部９の強用の操作ボタン９
ｄを操作することによって、昇圧運転モードが始動する
時に、スイッチング部品（Ａ）２４のスイッチング開始
動作を、スイッチング部品（Ｑ）４１のスイッチング開
始動作よりも早くするように制御する。このようなシー
ケンスの制御をすることにより、電動送風機６に電流が
流れ始め、非昇圧運転モードを経過した後に、昇圧運転
モードになる。

【００９３】また、無負荷タイミングの不安定性回避
や、入力電力変化度合の緩和による電動送風機６の振動
や騒音の減少や、ダストカップ１２内の集塵などに関す
る効果は、前述した通りである。

【００９４】さらに、昇圧運転モードの停止動作手順に
ついても、図１０に示すように、スイッチング部品
（Ｑ）４１のスイッチング停止動作をスイッチング部品
（Ａ）２４のスイッチング停止動作よりも早める。

【００９５】［制御回路の他の構成例］また、電気掃除
機１における電動送風機６に対する他の制御回路を図１
５に示す。この制御回路が、図１３に示す制御回路と異
なっている点は、直流電源１０と電圧変換手段主回路３
３ａとが、スイッチング部品（Ａ）２４を介して接続さ
れていることである。よって、このスイッチング部品
（Ａ）２４及びスイッチング部品３７を電動送風機制御
手段３０によってスイッチングし、電動送風機６の入力
元を切替える。

【００９６】図１５に示す制御回路では、電気掃除機１
の不使用時に、スイッチング部品（Ａ）２４をオフにす
れば、電圧変換手段主回路３３ａに無効な電流が流れ
ず、無効な電力消費が少ない。さらに、直流電源１０に
故障などの不具合が生じても、スイッチング部品（Ａ）
２４及びスイッチング部品３７より直流電源１０を回路
的に隔離できるので、電動送風機６及び電圧変換手段主
回路３３ａを保護することができる。

【００９７】また、図４の電圧変換手段を用いた図１５
に示す制御回路においても、図８に示すような、昇圧運
転モードの開始動作手順をとる。停止状態にある電気掃
除機１の運転モード切替操作部９の強用の操作ボタン９
ｄを操作することによって、昇圧運転モードが始動する
時に、スイッチング部品（Ａ）２４のスイッチング開始
動作を、スイッチング部品（Ｑ）４１のスイッチング開
始動作よりも早くするように制御する。このようなシー
ケンスの制御をすることにより、電動送風機６に電流が
流れ始め、非昇圧運転モードを経過した後に、昇圧運転
モードになる。この場合、電圧変換手段主回路３３ａが
入力電圧ゼロ状態で動作するタイミングがなくなるの
で、スイッチング部品４１（Ｑ）へのパルス信号のデュ
ーティが異常に大きくなるといった状態を回避できるの
で、電圧変換手段３３が安全に安定して動作する。

【００９８】さらに、昇圧運転モードの停止動作手順に
ついても、図１０に示すように、スイッチング部品
（Ｑ）４１のスイッチング停止動作をスイッチング部品
（Ａ）２４のスイッチング停止動作よりも早める。

【００９９】また、入力電力変化度合の緩和による、電
動送風機６の振動や騒音の減少や、ダストカップ１２内
の集塵などに関する効果は、前述した通りである。

【０１００】また、昇圧運転モードの停止動作手順につ
いもて、前述したように、スイッチング部品（Ｑ）４１
のスイッチング停止動作をスイッチング部品（Ａ）２４
のスイッチング停止動作よりも早める。このような昇圧
運転モードの停止後に非昇圧運転モードを経過するとい
うシーケンスにすることによって、電圧変換手段主回路
３３ａが入力電圧ゼロ状態で動作するタイミングがなく
なるので、スイッチング部品４１（Ｑ）へのパルス信号
のデューティが異常に大きくなるといった状態を回避で
きるので、電圧変換手段３３が安全に安定して動作す
る。

【０１０１】［電圧変換手段の他の構成例］次に、電気
掃除機１における電動送風機６に対する電圧変換手段の
他の構成例を図１６を参照して説明する。本実施の形態
の電圧変換手段６０では、磁気部品として、一次巻線６
１ａ、二次巻線６１ｂを有するトランス６１が用いられ
ている。このトランス６１の一次巻線６１ａと二次巻線
６１ｂは逆接続されている。

【０１０２】この電圧変換手段６０は、より詳細には、
直流電源１０に接続される入力端子Ｐａ及び入力側共通
端子Ｐｄと、電動送風機６側に接続される出力端子Ｐｃ
及び出力側共通端子Ｐｅを有し、入力端子Ｐａとトラン
ス６１の一次巻線６１ａの一方の端子が接続され、トラ
ンス６１の一次巻線６１ａの他方の端子とスイッチング
部品（Ｑ）４１のドレイン端子が接続され、スイッチン
グ部品（Ｑ）４１のソース端子と入力側共通端子Ｐｄが
接続され、スイッチング部品（Ｑ）４１の制御端子に対
して電圧変換制御手段２８の出力側が接続され、トラン
ス６１の二次巻線６１ｂの一方の端子がダイオード４２
のアノード端子に接続され、ダイオード４２のカソード
端子とコンデンサ４３の一方の端子が接続され、コンデ
ンサ４３の他方の端子とトランス６１の二次巻線６１ｂ
の他方の端子が接続され、ダイオード４２とコンデンサ
４３との接続点が出力端子Ｐｃに接続され、コンデンサ
４３とトランス６１の二次巻線６１ｂとの接続点が出力
側共通端子Ｐｅに接続され、出力端子Ｐｃと出力側共通
端子Ｐｅとの間に直流電源１０の出力電圧を昇圧した電
圧を出力するように構成されている。

【０１０３】このような電圧変換手段６０の昇圧動作を
説明する。電圧変換制御手段２８から出力されるパルス
信号によりスイッチング部品（Ｑ）４１をオンにする
と、電流IＴ１が流れ、トランス６１にエネルギーが蓄
えられる。この時、トランス６１において一次巻線６１
ａと二次巻線６１ｂとは逆接続されているので、ダイオ
ード４２により二次側に電流は流れない。

【０１０４】次に、電圧変換制御手段２８によりスイッ
チング部品（Ｑ）４１をオフすると、トランス６１の巻
線には逆起電圧が発生し電位が反転するので、トランス
６１に蓄積されているエネルギーは、ダイオード４２を
経て電流ＩＴ２として二次巻線６１ｂ側（電動送風機６
側）に放出される。そして、コンデンサ４３に直流電源
１０よりも高い電圧が充電され、電動送風機６に供給さ
れる。

【０１０５】［運転モード切替操作部］次に、本発明の
運転モード切替操作部の他の構成例を図１７に基づいて
説明する。図１７は、運転モード切替操作部７１の一例
を示す正面図である。

【０１０６】本実施の形態の運転モード切替操作部７１
は、停止設定用の操作ボタン７１ａ、弱運転設定用の操
作ボタン７１ｂ、中運転設定用の操作ボタン７１ｃの他
に、パワー運転設定用の操作ボタン７１ｄを備え、これ
らの操作ボタン７１ａ、７１ｂ、７１ｃ及び７１ｄが一
列に順次並んで配設されている。これらの各操作ボタン
７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄによって設定される運
転モードにおいて、弱運転設定用の操作ボタン７１ｂ、
及び中運転設定用の操作ボタン７１ｃによって設定され
る、「弱」及び「中」の運転モードは、電圧変換手段３
３及び６０により昇圧された出力電圧を電動送風機６へ
供給しない非昇圧運転モードである。これに対し、パワ
ー運転設定用の操作ボタン７１ｄによって設定されるパ
ワー運転モードは、電圧変換手段３３及び６０により昇
圧された出力電圧を電動送風機６へ供給する昇圧運転モ
ードである。このため、中運転モードよりもパワー運転
モードの方が、直流電源１０の消費電力が大きく、電動
送風機６の出力が大きく、ゴミ吸込能力が高い。

【０１０７】この意味で、本実施の形態においては、弱
運転設定用の操作ボタン７１ｂ、及び中運転設定用の操
作ボタン７１ｃは、非昇圧運転モードを選択するための
操作部として機能し、パワー運転設定用の操作ボタン７
１ｄは、昇圧運転モードを選択するための操作部として
機能し、運転モード切替操作部７１は昇圧運転モードと
非昇圧運転モードの切替操作部として機能する。そこ
で、本実施の形態ではパワー運転設定用（昇圧運転用）
の操作ボタン７１ｄが、電動送風機６の駆動力の強弱を
指定するための通常の操作ボタン７１ｂ、７１ｃと別個
で異なるボタン形状として設けられていることになる。

【０１０８】従って、本実施の形態では、電圧変換手段
３３及び６０を動作させる操作ボタン７１ｄ（昇圧運転
モード用操作部）と動作させない操作ボタン７１ｂ、７
１ｃ（非昇圧運転モード用操作部）とを、使用者に分か
りやすく示すことができる。

【０１０９】ここで、電圧変換手段３３及び６０により
昇圧された出力電圧を電動送風機６へ供給する昇圧運転
モードであることをより使用者に分かり易くし、操作ボ
タン９ｄが、直流電源１０の消費電力が大きく、電動送
風機６の最大出力運転モードで、ゴミ吸込み能力を最大
レベルにするボタンである事を、より意識させ易くする
ための具体的な手段としては、以下のような手段が有効
である。

【０１１０】（１）電圧変換手段３３及び６０により昇
圧された出力電圧を電動送風機６へ供給する操作ボタン
７１ｄと、直流電源１０の出力電圧を直接的に電動送風
機６へ供給する操作ボタン７１ｂ及び７１ｃとを別個に
設ける。

【０１１１】（２）電圧変換手段３３及び６０により昇
圧された出力電圧を電動送風機６へ供給する操作ボタン
７１ｄの表記文字を「強」のように、「中」、「弱」と
の関連を連想させる文字を使用せずに、「パワー」のよ
うな全く態様の異なる文字を使用する。

【０１１２】（３）電圧変換手段３３及び６０により昇
圧された出力電圧を電動送風機６へ供給する操作ボタン
７１ｄと、直流電源１０の出力電圧を直接的に電動送風
機６へ供給する操作ボタン７１ｂ及び７１ｃとの表記文
字の様態（色やフォントなど）、背景の様態（色や模
様）などを変える。

【０１１３】（４）電圧変換手段３３及び６０により昇
圧された出力電圧を電動送風機６へ供給するパワー運転
設定用の操作ボタン７１ｄを、図１７（ａ）に示すよう
に停止設定用の操作ボタン７１ａに対して、非昇圧運転
モードを選択する「弱」７１ｂ、及び「中」７１ｃの操
作ボタンを介して配置する。このような配置を採用する
ことにより、図１７（ａ）に示しているようにパワー操
作ボタンが停止操作ボタンから離反させているので、安
易に昇圧運転モードを使用することを防止するという効
果をもたらすことが可能である。すなわち、前述したよ
うな直流電源１０の消費電力が大きい昇圧運転モードを
必要最小限に使用することになるからである。

【０１１４】（５）図１７（ａ）の変形例として、上記
運転モード切替操作部７１の形状的制約がある場合は、
図１７（ｂ）に示すような操作ボタンの配置としても同
様な効果を得ることができる。

【０１１５】（６）他の形態として図１８に示すよう
に、停止設定用の操作ボタン７１ａを挟んで、その両側
に非昇圧運転モードを選択する操作ボタン（７１ｂ，７
１ｃ）と昇圧運転モードを選択する操作ボタン７１ｄを
配置する。このような配置をすることにより、これらの
モードの使用をする電気掃除機の使用者に意識的に区別
させる作用をもたらし、不用意な昇圧運転モードの使用
を防止する効果を有する。図１８（ａ）の変形例とし
て、上記運転モード切替操作部７１の形状的制約がある
場合は、図１８（ｂ）に示すような操作ボタンの配置と
しても同様な効果を得ることができる。

【０１１６】

【発明の効果】本願発明によれば、直流電源を駆動源と
して昇圧コンバータ回路を搭載した電気掃除機におい
て、電気掃除機の信頼性向上及びゴミ吸込性能向上を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の電気掃除機の外観を示す
回路図である。

【図２】本発明の実施の形態のダストカップを示す断面
図である。

【図３】本発明の実施の形態の電気掃除機の制御回路の
一例を示す回路図である。

【図４】本発明の実施の形態の電気掃除機の電圧変換手
段の回路を示す回路図である。

【図５】本発明の実施の形態の電気掃除機の電圧変換制
御手段の構成例を示す回路図である。

【図６】パルス信号及び三角波を示すタイミングチャー
トである。

【図７】本発明の実施の形態の電気掃除機の動作制御例
の一例を示す説明図である。

【図８】電気掃除機の昇圧運転モード始動時の動作制御
例の一例を示す説明図である。

【図９】電気掃除機の昇圧運転モード始動時の誤差増幅
器信号、三角波信号、コンデンサ端子入力部電圧信号お
よびパルス信号を示すタイミングチャートである。

【図１０】電気掃除機の昇圧運転モード停止時の動作制
御例の一例を示す説明図である。

【図１１】本発明の実施の形態の電気掃除機の動作制御
例の他例を示す説明図である。

【図１２】本発明の実施の形態の電気掃除機の制御回路
の他例を示す回路図である。

【図１３】本発明の実施の形態の電気掃除機の制御回路
の他例を示す回路図である。

【図１４】本発明の実施の形態の電気掃除機の動作制御
例の他例を示す説明図である。

【図１５】本発明の実施の形態の電気掃除機の制御回路
の他例を示す回路図である。

【図１６】本発明の実施の形態の電気掃除機の電圧変換
手段の回路の他例を示す回路図である。

【図１７】本発明の実施の形態の電気掃除機の運転モー
ド切替操作部の他例を示す正面図である。

【図１８】本発明の実施の形態の電気掃除機の運転モー
ド切替操作部の他例を示す正面図である。

【符号の説明】

６ 電動送風機 ９ 運転モード切替操作部（操作ボタン） ９ａ 停止用操作部（操作ボタン） ９ｂ、９ｃ 非昇圧運転用操作部（操作ボタン） ９ｄ 昇圧運転用操作部（操作ボタン） １０ 直流電源 １２ 集塵室（ダストカップ） ２４ 切替手段（スイッチング部品（Ａ）） ２５ 制御手段（電気掃除機制御手段） ３３ 電圧変換手段 ３７ 切替手段（スイッチング部品） ４１ 切替手段（スイッチング部品（Ｑ）） ７１ 運転モード切替操作部（操作ボタン） ７１ａ 停止用操作部（操作ボタン） ７１ｂ、７１ｃ 非昇圧運転用操作部（操作ボタン） ７１ｄ 昇圧運転用操作部（操作ボタン）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高野瀬 剛 静岡県三島市南町６番78号 東芝テック株 式会社三島事業所内 (72)発明者 吉岡 友和 静岡県三島市南町６番78号 東芝テック株 式会社三島事業所内 Ｆターム(参考） 3B057 DA01 DE03 3B062 AH02 AH05

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源を駆動源として駆動される電動
   送風機と、 前記直流電源の出力電圧を昇圧させて前記電動送風機に
   電力を供給する電圧変換手段と、 前記直流電源から前記電動送風機への電圧供給経路中に
   おいて、前記電圧変換手段を作動させない非昇圧運転モ
   ードと前記電圧変換手段を作動させる昇圧運転モードと
   を切替える切替手段と、 前記非昇圧運転モードと前記昇圧運転モードとを選択操
   作するための運転モード切替操作部と、 前記運転モード切替操作部の操作に応じて前記切替手段
   を制御し、前記運転モード切替操作部の操作に応じた運
   転モードを実現する制御手段と、 を具備し、前記制御手段は、前記昇圧運転モードの開始
   時に、前記非昇圧運転モードを経過した後に前記昇圧運
   転モードに移るように前記切替手段を制御する電気掃除
   機。
2. 【請求項２】 直流電源を駆動源として駆動される電動
   送風機と、 前記直流電源の出力電圧を昇圧させて前記電動送風機に
   電力を供給する電圧変換手段と、 前記直流電源から前記電動送風機への電圧供給経路中に
   おいて、前記電圧変換手段を作動させない非昇圧運転モ
   ードと前記電圧変換手段を作動させる昇圧運転モードと
   を切替える切替手段と、 前記非昇圧運転モードと前記昇圧運転モードとを選択操
   作するための運転モード切替操作部と、 前記運転モード切替操作部の操作に応じて前記切替手段
   を制御し、前記運転モード切替操作部の操作に応じた運
   転モードを実現する制御手段と、 を具備し、前記制御手段は、前記昇圧運転モードの停止
   時に、前記昇圧運転モードの停止後に前記非昇圧運転モ
   ードを経過するように前記切替手段を制御する電気掃除
   機。
3. 【請求項３】 前記昇圧運転モードは、前記電動送風機
   の最大出力運転モードである請求項１又は２記載の電気
   掃除機。
4. 【請求項４】 前記昇圧運転モードの開始時に、前記電
   圧変換手段によって昇圧された出力電圧を低電圧から高
   電圧に徐々に上げる手段を備える請求項１記載の電気掃
   除機。
5. 【請求項５】 前記電動送風機によりサイクロン作用を
   発生させ、そのサイクロン作用により塵埃と空気とを分
   離する集塵室を備える請求項１又は２記載の電気掃除
   機。
6. 【請求項６】 前記運転モード切替操作部は、前記非昇
   圧運転モードを選択するための非昇圧用操作部と独立さ
   せて、前記昇圧運転モードを選択するための昇圧用操作
   部を有する請求項１又は２記載の電気掃除機。
7. 【請求項７】 前記昇圧用操作部は、前記非昇圧用操作
   部と異なる態様で設けられている請求項６記載の電気掃
   除機。
8. 【請求項８】 前記昇圧用操作部は、前記電動送風機の
   回転駆動を停止させるための停止用操作部に対して、前
   記非昇圧用操作部を介在させた位置に配置されている請
   求項６記載の電気掃除機。
9. 【請求項９】 前記昇圧用操作部は、前記非昇圧用操作
   部に対して、前記電動送風機の回転駆動を停止させるた
   めの停止用操作部を介在させた位置に配置されている請
   求項６記載の電気掃除機。