JP2005118096A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】 電気掃除機の基体をなすハウジングと吸込口体の間を中継する延長部材に設けられた手元操作部による吸込口体の直流電動機の制御を簡単な回路構成で実現する。
【解決手段】 直流電動機３３と手元操作部１１ｂとを電源供給電線により並列接続し、昇圧手段１８により直流電源１０の出力電圧を昇圧する昇圧運転モードと昇圧しない非昇圧運転モードとによって切り替えられて直流電動機３３に印加される電源供給電線からの電圧に応じ、出力を変化させる電圧検知部３２と、直流電動機３３に直列接続され、電圧検知部３２の検知電圧に基づいて直流電動機３３をオン／オフ制御する直流電動機駆動スイッチ３４と、を備える。これにより、延長部材３，４に配設する電線を２本のみとすることができ、手元操作部１１ｂによる吸込口体５の直流電動機３３の制御を簡単な回路構成で実現することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電気掃除機に関し、特にキャニスタ型の構造を有する電気掃除機に関する。

一般に普及している電気掃除機の一つには、電気掃除機本体と床ブラシ（吸込口体）とを延長管及びホースにより連結し、ホースの先端側であって延長管との接続部に設けられた手元操作部により電気掃除機の所定操作を行うようにしたものがある。このような電気掃除機は、“キャニスタ型”と称されている。

また、このようなキャニスタ型の電気掃除機において、床ブラシ（吸込口体）に直流電動機を搭載して、この直流電動機によって回転ブラシ（回転清掃体）を回転させることにより、集塵能力（出力）を向上させるようにしたものが、特許文献１に開示されている。

特許文献１に記載されているような電気掃除機の本体に搭載された電源部から床ブラシ（吸込口体）に設けられた回転清掃体を駆動する直流電動機に対しては、電気掃除機の本体の制御回路部と上述した手元操作部の制御回路とを経由して、制御信号を送受信する制御配線及び電源配線を配設する必要がある。

特開平２−１３１７３４号公報

近年においては、直流電動機に印加する電源部の出力電圧を昇圧する昇圧運転モードと昇圧しない非昇圧運転モードとに切り替え可能とし、これらのモード切替えに応じて直流電動機を制御するようにした電気掃除機が考えられている。

ところが、このような直流電動機に印加する電源部の出力電圧に関するモード切替え機能を電気掃除機本体と床ブラシ（吸込口体）の間を中継するホースに設けられた手元操作部で操作可能にする場合には、回路構成が複雑になるとともに床ブラシ（吸込口体）に対する制御線も増加するため、制御線等が配設される延長管及びホースの重量が増加して使い勝手が悪くなり、製造コストも増加するという問題が生じている。

本発明は、電気掃除機の基体をなすハウジングと吸込口体の間を中継する延長部材に設けられた手元操作部による吸込口体の直流電動機の制御を簡単な回路構成で実現することを目的とする。

本発明の電気掃除機は、直流電源を有し、基体をなすハウジングと、回転駆動可能な回転清掃体と前記直流電源を駆動源として前記回転清掃体を回転駆動する直流電動機とを有する吸込口体と、操作者による各種操作を受け付ける手元操作部を有し、前記ハウジングと前記吸込口体との間を中継する延長部材と、前記直流電動機と前記手元操作部とを並列接続する電源供給電線と、前記直流電源の出力電圧を昇圧させる昇圧手段と、この昇圧手段により前記直流電源の出力電圧を昇圧する昇圧運転モードと昇圧しない非昇圧運転モードとに切り替える切り替え手段と、前記吸込口体に設けられ、昇圧運転モード／非昇圧運転モードによって切り替えられて前記直流電動機に印加される前記電源供給電線からの電圧に応じ、出力を変化させる電圧検知部と、前記直流電動機に直列接続され、前記電圧検知部の検知電圧に基づいて前記直流電動機をオン／オフ制御する直流電動機駆動スイッチと、を備える。

本発明によれば、電気掃除機の基体をなすハウジングと吸込口体の間を中継する延長部材に設けられた手元操作部による吸込口体の直流電動機の制御を簡単な回路構成で実現することができる。

［第一の実施の形態］
本発明の第一の実施の形態を図１ないし図６に基づいて説明する。

［１．電気掃除機の構成］
図１は本実施の形態の電気掃除機１の外観構成を概略的に示す斜視図、図２は吸込口体５の構成を掃除面（底面）側から見た様子を示す平面図である。

電気掃除機１は、コードレスのキャニスタ型であって、基体をなすハウジング２に対して着脱自在にホース３が接続されている。また、このホース３の先端部には延長管４が着脱自在に接続され、延長管４の先端部には吸込口体５が着脱自在に取付けられている。つまり、ホース３及び延長管４によって、ハウジング２と吸込口体５との間を中継する延長部材が構成されている。ハウジング２の後方下部には走行用の一対の車輪６が取付けられ、ハウジング２の前方下部には走行用の一個の車輪（図示せず）が取付けられている。ハウジング２のホースと３の接続部近傍には、受光素子７が設けられている。

ハウジング２の内部には、電力が供給されることにより回転する電動送風機８（図３参照）と、充電端子（図示せず）を介して充電可能であって電動送風機８に電力を供給する直流電源１０（図３参照）と、この電気掃除機１を制御するための制御基板９（図３参照）とが収納されている。

ホース３は、その基端が集塵室（図示せず）を介して電動送風機８の吸込側に連通するようにハウジング２に接続されており、ホース３の先端側であって延長管４との接続部には、握り部１１ａと、この握り部１１ａを握った操作者の指で操作可能な範囲に位置する手元操作部１１ｂとが設けられている。この手元操作部１１ｂには、電動送風機８の電源スイッチを兼ね、この電動送風機８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設定することができる手元スイッチ１２が設けられている。具体的には、握り部１１ａから延長管４の方向に向けて、停止設定用の停止スイッチ１２ａ、運転モードの一つである床運転設定用の床スイッチ１２ｂ、運転モードの一つである絨毯運転設定用の絨毯スイッチ１２ｃが一列に順に並べられて配設されている。また、手元スイッチ１２の近傍には、発光素子１３が配設されている。

ここで、吸込口体５の構成について詳述する。図２に示すように、吸込口体５には駆動手段としての直流電動機３３が配設されており、この直流電動機３３の回転は、動力伝達機構５１により回転清掃体（回転ブラシ）５２に伝達されるようになっている。この動力伝達機構５１は、直流電動機３３の出力軸３３ａに取り付けられたタイミングプーリ等のプーリ５１ａと、回転清掃体５２の支持軸５２ａに取り付けられたタイミングプーリ等のプーリ５１ｂと、これらプーリ５１ａ、５１ｂに掛け渡されたタイミングベルト等のベルト５１ｃとで構成されている。すなわち、直流電動機３３の回転は、出力軸３３ａ、プーリ５１ａ、ベルト５１ｃ、プーリ５１ｂを介して回転清掃体５２に伝達される。この回転清掃体５２には、例えば、可撓性のブレードと毛群の列とを交互に、かつ、螺旋状に配設してなる払式部材５２ｂが設けられている。なお、払式部材５２ｂとしては通常のブラシ等であってもよい。

［２．制御回路］
次に、このような構造の電気掃除機１における制御回路の構成及びその作用について説明する。

ここで、図３は電気掃除機１の制御回路を示す回路図である。図３に示すように、電気掃除機１のハウジング２内に配設された電動送風機８は、電動送風機８を動作させるためのスイッチである電動送風機スイッチ１５とともに、直流電源１０の２端子Ｐａ，Ｐｂ間に直列接続されている。これらの電動送風機８、電動送風機スイッチ１５及び後述する電動送風機制御部３６により、電動送風機回路１６が構成されている。なお、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１４、サーミスタ（図示せず）、二次電池識別手段（図示せず）及びサーモスタット（図示せず）などと熱収縮チューブで一つに纏めて構成されている。また、電動送風機８は、直流電力を２端子間に供給することにより回転力を得る直流電動機に送風機を取付けた構造である。さらに、電動送風機スイッチ１５は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果トランジスタ）やバイポーラトランジスタなどの制御端子を有するスイッチである。

また、本実施の形態の電気掃除機１の制御回路においては、上述したような電動送風機回路１６に対して並列に、電圧変換前回路１７、電圧変換回路１８及び電圧変換後回路１９が構成されている。

電圧変換前回路１７には、電圧変換回路１８の入力端子側Ａ点までの回路を表しており、電動送風機回路１６及び電圧変換回路１８をオンオフするスイッチとして働く電圧変換回路スイッチ２４が接続されている。

電圧変換回路１８には、図４に示すような昇圧回路を用いる。電圧変換回路１８は、昇圧手段として機能するものであって、磁気エネルギーの蓄積と放出の役割をなす磁気部品として用いられるリアクトル２６、制御端子を有するスイッチング素子２７、整流部品であるダイオード２８、容量性部品である平滑コンデンサ２９からなる。この回路は昇圧回路であるので、電圧変換回路１８が動作しているときの電圧の関係は、
入力端子側Ａ点電圧＜出力端子側Ｂ点電圧
である。

電圧変換後回路１９は、ホース３の先端側に設けられている手元操作部１１ｂに配置される手元操作部回路２０と、吸込口体５側に配置される直流電動機駆動回路２１とで構成されている。このような電圧変換後回路１９においては、出力端子Ｂ点から手元操作部回路２０までは２本の電源供給電線がホース３の周面に沿って螺旋状に巻装されている。また、手元操作部回路２０から直流電動機駆動回路２１にかけては、延長管４の内部を２本の電源供給電線が配設されている。

手元操作部回路２０に設けられる手元電源部２５は、電圧変換回路１８の出力端子側Ｂ点に供給される電圧を入力電圧として一定電圧を出力することのできる電源であり、例えば３端子レギュレータＩＣが使われる。３端子レギュレータＩＣは広い入力電圧範囲をもち、常に一定の電圧を出力できる素子である。手元電源部２５にとっての負荷は、手元操作部回路２０を構成する各素子である。また、手元操作部回路２０には、操作者に押された手元スイッチ１２（１２ａ〜１２ｃ）の検出を行ない、それに応じた出力を手元トランジスタ３０のベース端子に出力する手元制御部３１が設けられている。手元トランジスタ３０は、発光素子１３をオンオフするスイッチである。このように手元電源部２５に広い入力電圧範囲を持つ３端子レギュレータを使うことによって、手元スイッチ１２（１２ａ〜１２ｃ）に対する操作を常時受け付けることができる。

直流電動機駆動回路２１には、分圧抵抗Ｒ９、Ｒ１０が設けられており、分圧抵抗Ｒ９、Ｒ１０の接続点Ｃには電圧に応じて出力を変化させる電圧検知部３２の入力側が接続される。一方、電圧検知部３２の出力側は、吸込口体５に配置される直流電動機３３に直列接続された直流電動機駆動スイッチ３４に接続されている。すなわち、電圧検知部３２は、分圧抵抗Ｒ９、Ｒ１０で分圧した電圧Ｃを入力とし、その電圧に対応した信号を直流電動機駆動スイッチ３４のベース端子に出力するものである。ここで直流電動機駆動スイッチ３４は、オンとオフのみで制御される構成である。

加えて、本実施の形態の電気掃除機１の制御回路においては、電圧変換後回路１９への電源供給スイッチである電源供給スイッチ２２と抵抗Ｒ５とによる手元操作部電源供給回路２３が構成されている。

なお、電動送風機回路１６、電圧変換前回路１７、電圧変換回路１８及び手元操作部電源供給回路２３は、電気掃除機１のハウジング２に収納される制御基板９に実装されている。

このような電気掃除機１の全体を制御する電気掃除機制御手段３５は、電動送風機制御部３６、電圧変換制御部３７及び記憶手段３８などから構成されている。電気掃除機制御手段３５は、複数の回路部品及び複数のマイクロコンピュータから構成され、または、１個のマイクロコンピュータを中心に構成されている。また、この電気掃除機制御手段３５には、前述した受光素子７に接続された受光情報変換部３９からの信号を受け付ける受光情報入力部４０が設けられている。

電圧変換制御部３７は、図５に示すように、誤差増幅器４２に基準電圧部４３と入力電圧部４４からそれぞれ信号が入力され、その出力信号と発振部４５から発振される三角波信号が比較器４６に入力される。発振部４５は、従来から知られている方法により三角波信号を発信するものである。そして、比較器４６からパルス信号が出力され、スイッチング素子２７のオンオフを制御する。ここで、入力電圧部４４の電圧を適宜設定することにより、比較器４６に入力する電圧を変化させることでパルス信号のデューティ比を制御することが可能である。入力電圧部４４の電圧は、記憶手段３８に記憶されている。

記憶手段３８には、入力電圧部４４の電圧の他、各種の情報が記憶保持されている。記憶手段３８に記憶保持されている情報としては、図６に示すようなデータテーブルＴがある。このデータテーブルＴは、電動送風機スイッチ１５、電圧変換回路スイッチ２４、電源供給スイッチ２２、スイッチング素子２７の各状態を、手元スイッチ１２（１２ａ〜１２ｃ）の操作に対応させて格納している。また、データテーブルＴは、各部（Ａ点、Ｂ点、Ｃ点）の電圧を、手元スイッチ１２（１２ａ〜１２ｃ）の操作に対応させて格納している。ここで、図６に示すように、絨毯スイッチ１２ｃが１回操作された場合は、電動送風機８を動作させながら電圧変換回路１８を動作させて直流電動機３３に加える電圧を二次電池１４の電圧ａＶからｂＶに昇圧し、連続して二度操作された場合は、電圧変換回路１８を動作させて直流電動機３３に加える電圧（出力側電圧Ｂ）をｃＶに昇圧する。なお、
出力電圧ｂＶ＜出力電圧ｃＶ
である。

例えば、停止スイッチ１２ａが操作された場合には、電動送風機スイッチ１５、電圧変換回路スイッチ２４及びスイッチング素子２７はオフ状態、電源供給スイッチ２２はオン状態である。このようにしたのは、操作者が電気掃除機１を使い始める以前、すなわちハウジング２にホース３と延長管４と吸込口体５が接続された状態で収納される状態においては、電動送風機８及び直流電動機３３に対して電源が供給されてはならず、また、手元操作部回路２０には電源が供給されていなければならないからである。すなわち、手元操作部回路２０に電源を供給するための電源供給スイッチ２２を常時オンにしておくことで、二次電池１４の電圧はＢ点を介してホース３から手元操作部回路２０にある手元電源部２５に供給され、手元電源部２５は手元操作部回路２０の電源として、常時機能することになる。これにより、停止中に手元スイッチ１２（１２ａ〜１２ｃ）の何れかが操作されたことを検出することができる。

なお、Ｂ点電圧は、延長管４を経由して吸込口体５側、すなわち直流電動機駆動回路２１に供給されることになるが、直流電動機駆動回路２１の入力側には抵抗Ｒ９とＲ１０とが直列接続されており、両者の接点における電圧Ｃは電圧検知部３２に入力する。本実施の形態においては、このような状態では電圧検知部３２がローレベルの信号を出力するようにＲ９：Ｒ１０が設定されており、直流電動機駆動スイッチ３４はオフ状態を保つため直流電動機３３は回転しない。

また、床スイッチ１２ｂが操作された場合には、電動送風機スイッチ１５及び電源供給スイッチ２２はオン状態、電圧変換回路スイッチ２４及びスイッチング素子２７はオフ状態である。したがって、電源供給スイッチ２２は既にオン状態であるので、新たに電動送風機スイッチ１５がオンされることとなり、電動送風機８によって塵埃を吸込みつつ、手元操作部回路２０には手元操作部電源供給回路２３から電源供給されている状態になる。このようにしたのは、床掃除においては回転清掃体５２を回転させてしまうと床面に傷がついてしまうため、電動送風機８だけが動作するようにして床への傷つきを防止するためである。なお、電源供給スイッチ２２がオンされた状態を継続するのは、電動送風機８により発生するノイズを抵抗Ｒ５で抑制しつつ手元操作部回路２０に電源を供給し、床掃除中に手元スイッチ１２を検出可能な状態にするためである。

さらに、絨毯スイッチ１２ｃが操作された場合には、電動送風機スイッチ１５、電圧変換回路スイッチ２４は、オン状態及びスイッチング素子２７はＰＷＭ制御、電源供給スイッチ２２はオフ状態である。このようにしたのは、電圧変換回路スイッチ２４とスイッチング素子２７は、後述する電圧変換回路１８による電圧変換動作、及び直流電動機３３が動作中に手元操作部回路２０に電源を供給するために必要な経路であり、Ｂ点には電圧変換回路１８により昇圧された後の電圧が生じるため、Ｂ点の電圧を電源として手元電源部２５は一定の電圧を手元操作部回路２０に与え続けることができるので、電源供給スイッチ２２はオフ状態にできるからである。

なお、本実施の形態においては、絨毯スイッチ１２ｃが操作された場合として、絨毯スイッチ１２ｃが１回操作された場合と絨毯スイッチ１２ｃが２回操作された場合を設定している。絨毯スイッチ１２ｃが１回操作された場合と絨毯スイッチ１２ｃが２回操作された場合との差異は、電圧変換回路１８のリアクトル２６に磁気エネルギーを蓄える期間と放出する期間を変えて、電圧変換回路１８による変換後の電圧が異なる点である。このような磁気エネルギーを蓄える期間と放出する期間はデューティ比を変えることで制御され、電圧変換回路１８を動作させるためのスイッチング素子２７に与える制御信号のデューティ比αは、デューティ比βよりも小さく設定されてデータテーブルＴに記憶されている。

［３．電気掃除機の動作］
続いて、電気掃除機１の動作について説明する。

まず、電気掃除機制御手段３５は、ハウジング２に対してホース３が切り離されていると判断した場合には、安全のために電動送風機スイッチ１５、電圧変換回路スイッチ２４、電源供給スイッチ２２、スイッチング素子２７は全てオフとする。

次に、電気掃除機制御手段３５が、ハウジング２に対してホース３が接続されていると判断した場合の各種動作について説明する。

ハウジング２に対してホース３が接続されている場合に、操作者により手元スイッチ１２（１２ａ〜１２ｃ）の何れかが操作され、手元操作部回路２０にある手元制御部３１がこれを検知した場合には、手元制御部３１は、手元トランジスタ３０のベース端子に対し、手元スイッチ１２（１２ａ〜１２ｃ）の何れか一つが操作されたという情報を出力する。このときの出力は、３つの手元スイッチ１２ａ〜１２ｃにそれぞれ対応するものである。このような手元制御部３１からの出力によって発光素子１３は、各手元スイッチ１２ａ〜１２ｃに対応した情報を発する。この情報は例えば、各手元スイッチ１２ａ〜１２ｃに対応した周波数を持つ信号である。このようにして発光素子１３から発せられた信号は、ハウジング２側に設けられている受光素子７によって受信される。受光素子７によって受信された信号は、受光情報変換部３９を介して電気掃除機制御手段３５の受光情報入力部４０に入力される。なお、このような発光素子１３及び受光素子７を用いた手元スイッチ１２（１２ａ〜１２ｃ）の情報を伝達する手段は、従来から知られている方法である。

このようにして操作者により手元スイッチ１２ａ〜１２ｃのうちの何れか一つが操作され、手元スイッチ１２（１２ａ〜１２ｃ）が操作されたという情報が電気掃除機制御手段３５の受光情報入力部４０に入力すると、電気掃除機制御手段３５は、これを検出して記憶手段３８に記憶保持されているデータテーブルＴを参照し、手元スイッチ１２（１２ａ〜１２ｃ）の操作に対応した電動送風機スイッチ１５、電圧変換回路スイッチ２４、電源供給スイッチ２２、スイッチング素子２７の各状態を取得する。

まず、手元スイッチ１２のうち停止スイッチ１２ａが操作された場合、電気掃除機制御手段３５は、受光情報入力部４０で検出した信号に基づいて記憶手段３８に記憶保持されているデータテーブルＴの情報を参照し、停止スイッチ１２ａに対応した運転をする。前述したように停止スイッチ１２ａが操作された場合には、電動送風機スイッチ１５、電圧変換回路スイッチ２４及びスイッチング素子２７はオフ状態、電源供給スイッチ２２はオン状態になるような情報がデータテーブルＴに設定されていることから、電気掃除機制御手段３５は、電気掃除機１を停止させる。

停止スイッチ１２ａが選択された場合、図３中のＡ点、Ｂ点、Ｃ点の電圧はデータテーブルＴに示すようになる。すなわち、Ａ点は不定状態、Ｂ点は二次電池１４の電圧であるａＶを抵抗Ｒ５＋電源供給スイッチ２２のコレクタエミッタ間電圧と電圧変換後回路１９で分圧した値であり、通常、トランジスタのＶｃｅは小さいのでほぼ無視できる。電圧Ｃは電圧Ｂを抵抗Ｒ９とＲ１０とで分圧した値である。Ｃ点電圧は電圧検知部３２の入力側に接続され、Ｂ点電圧が二次電池１４の電圧よりも低くなっている状態である。このときには電圧検知部３２の出力側は常にオフ状態を保つ。このため直流電動機３３は回転しない。

次に、停止状態から床スイッチ１２ｂが操作された場合について説明する。停止状態から床スイッチ１２ｂが操作された場合、電気掃除機制御手段３５は、受光情報入力部４０で検出した信号に基づいて記憶手段３８に記憶保持されているデータテーブルＴの情報を参照し、床スイッチ１２ｂに対応した運転をする。前述したように床スイッチ１２ｂが操作された場合には、電動送風機スイッチ１５及び電源供給スイッチ２２はオン状態、電圧変換回路スイッチ２４及びスイッチング素子２７はオフ状態になるような情報がデータテーブルＴに設定されていることから、電気掃除機制御手段３５は、電動送風機８のみ運転し、直流電動機３３は動作しない。

床スイッチ１２ｂが選択された場合、図３中のＡ点、Ｂ点、Ｃ点の電圧はデータテーブルＴに示すようになる。すなわち、Ａ点は不定状態、Ｂ点は二次電池１４の電圧であるａＶを抵抗Ｒ５＋電源供給スイッチ２２のコレクタエミッタ間電圧と電圧変換後回路１９で分圧した値であり、通常、トランジスタのＶｃｅは小さいのでほぼ無視できる。電圧Ｃは電圧Ｂを抵抗Ｒ９とＲ１０とで分圧した値である。Ｃ点電圧は電圧検知部３２の入力側に接続され、Ｂ点電圧が二次電池１４の電圧よりも低くなっている状態である。このときには電圧検知部３２の出力側は常にオフ状態を保つ。このため直流電動機３３は回転しない。

なお、床掃除が終了し停止スイッチ１２ａが操作されると、電気掃除機制御手段３５は停止スイッチ１２ａが操作されたことを検出してデータテーブルＴの情報に従って電動送風機スイッチ１５をオフ状態に、つまり停止状態とする。

続いて、絨毯スイッチ１２ｃが操作された場合について説明する。停止状態から絨毯スイッチ１２ｃが操作された場合、電気掃除機制御手段３５は、受光情報入力部４０で検出した信号に基づいて記憶手段３８に記憶保持されているデータテーブルＴの情報を参照し、絨毯スイッチ１２ｃに対応した運転をする。絨毯スイッチ１２ｃに対応した運転は、電動送風機スイッチ１５と電圧変換回路スイッチ２４をオン、スイッチング素子２７をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御することで昇圧し、電源供給スイッチ２２をオフとするものである。これにより、電動送風機８と直流電動機３３の双方が回転動作することになり、回転清掃体５２が回転することで塵埃を掻き揚げながら掃除する。そして、データテーブルＴに記憶されているように、絨毯スイッチ１２ｃが１回操作されたときは二次電池１４の電圧ａＶを電圧変換回路１８においてｂＶに、もう１回操作されたときにはｃＶまで昇圧するという動作をする。

より詳細には、電圧変換回路スイッチ２４のオン状態でスイッチング素子２７をＰＷＭ動作させるとＡ点の電圧を昇圧した電圧がＢ点に出力する。昇圧動作は、リアクトル２６に磁気エネルギーを蓄える期間と放出する期間を設けることにより行なわれる。この磁気エネルギーを蓄える期間と放出する期間を設けるためにパルス発生回路が用いられる。また、絨毯スイッチ１２ｃがもう一度操作されたときには更に高い電圧（ｃＶ）まで電圧を上昇させるようにする。このとき磁気エネルギーを蓄える期間と放出する期間は、デューティ比を変えることで制御している。

デューティ比を変える具体的方法について説明する。絨毯スイッチ１２ｃが１回操作されたことを検出した電気掃除機制御手段３５は、データテーブルＴのデューティ欄αを参照し、図５の入力電圧部４４に加える電圧をデューティαに対応する電圧とする。これによって比較器４６の出力はスイッチング素子２７をデューティαでＰＷＭ制御するようになり、これによって電圧変換回路１８は変換後電圧ＢをｂＶまで昇圧することができる。また、絨毯スイッチ１２ｃが２回以上押されたことを検出した電気掃除機制御手段３５は、データテーブルＴのデューティ欄βを参照し、図５の入力電圧部４４に加える電圧をデューティβに対応する電圧とする。これによって比較器４６の出力はスイッチング素子２７をデューティβでＰＷＭ制御するようになり、これによって電圧変換回路１８は変換後電圧ＢをｃＶまで昇圧する。なお、絨毯スイッチ１２ｃが１回だけ操作されたときと同様に、手元操作部回路２０の手元電源部２５にはｃＶの電圧が加わっているため、この電圧を電源として常に一定の電圧が手元電源部２５でつくられ、電気掃除機１が動作中であり次の運転状態を得たいときには手元スイッチ１２（１２ａ〜１２ｃ）による操作者の手元操作を検出できる。

また、絨毯スイッチ１２ｃが１回以上操作されて二次電池１４の電圧よりもＢ点の電圧が上昇する場合、Ｃ点の電圧も同時に上昇する。Ｃ点がある電圧を超えたところで直流電動機駆動スイッチ３４のベースに対してオン信号が出力される。このように動作させるためにはＲ９とＲ１０が適宜設定されていればよい。このようにして、絨毯スイッチ１２ｃが押されたときのみ直流電動機３３が動作し、回転清掃体５２が回転する。

絨毯の掃除が終了したら、停止スイッチ１２ａが操作されることにより、再び電動送風機スイッチ１５、電圧変換回路スイッチ２４、スイッチング素子２７をオフ、電源供給スイッチ２２はオン状態として、手元スイッチ１２（１２ａ〜１２ｃ）の操作を待つ状態となる。

以上のように本実施の形態によれば、直流電動機３３と手元操作回路２０とを電源供給電線により並列接続し、電圧変換回路１８により直流電源１０の出力電圧を昇圧する昇圧運転モードと昇圧しない非昇圧運転モードとによって切り替えられて直流電動機３３に印加される電源供給電線からの電圧に応じ、出力を変化させる電圧検知部３２と、直流電動機３３に直列接続され、電圧検知部３２の検知電圧に基づいて直流電動機３３をオン／オフ制御する直流電動機駆動スイッチ３４と、を備える。これにより、延長部材（ホース３及び延長管４）に配設する電線を２本のみとすることができ、昇圧モードと非昇圧モードを持ちながら、手元操作部１１ｂによる吸込口体５の直流電動機３３の制御を簡単な回路構成で実現することができる。すなわち、ホース３の重量を軽くできるため使い勝手が向上し、コストを削減できるという効果を有している。

また、回転清掃体５２を駆動する必要があるときは必ず電圧変換回路１８を動作させている。電圧変換回路１８を動作させることによって、必要なときのみ直流電動機３３に電源を供給することにより、二次電池１４の有効利用を図ることができる。特に、昇圧回路は動作による損失が発生するため、必要の無いときには使わないことが望ましい。本実施の形態のように絨毯スイッチ１２ｃが押されたときのみ昇圧回路を動作させることにより、損失を大きくしてでも直流電動機３３の電圧を高め、塵埃の掻きだし能力を高めるようにしている。このようにすることで、掃除機能を向上させること、充電一回当たりの電気掃除機の使用時間を長くさせることの両方の効果を得るようにしている。

また、このように２本の電線を用いるだけの構成であっても停止中に直流電動機３３に電力が加わらないようにするために、電圧検知部３２を設けた。電圧検知部３２はＩＣで簡単に構成されることから、吸込口体５の重量が大きく増加することなく、停止時（収納時）に確実に直流電動機３３をオフ状態に保つことができる。しかも、昇圧したときには必ずオン状態となるようにあらかじめ回路素子で設定しており、電源電圧に従った制御を可能とさせる。

さらに、手元スイッチ１２のうちいずれかを検出した場合、記憶手段３８にあるデータテーブルＴの情報を参照しているので、回路構成を複雑にすることなく簡単な構成で電気掃除機１を制御でき、コスト削減に効果がある。特に、データテーブルＴに入力する条件をより多くすることにより、よりきめ細かい多種の運転モードを実現することができる。

さらにまた、電圧変換回路１８中に制御端子を有するスイッチング素子２７が用いられ、制御に際してデューティ比を変えることによりｂＶ及びｃＶに電圧を昇圧している。入力電圧部４４に与える電圧を、電気掃除機制御手段３５の記憶手段３８のデータテーブルＴにより多く入力しておけば、様々な状況、例えば二次電池１４の電圧が下がってきたときの昇圧のさせ方への対応可能な電気掃除機１を簡単に実現できる。

手元電源部２５に、入力電圧に関わらず常に一定の電圧（例えば５Ｖ）を出力可能な３端子レギュレータＩＣを用いることにより、入力（Ｂ点）電圧が切り替わってもいつでも手元操作を受付けることのできる構成となっている。

［第二の実施の形態］
次に、本発明の第二の実施の形態を図７に基づいて説明する。なお、前述した第一の実施の形態と同じ部分は同じ符号で示し説明も省略する。本実施の形態の電気掃除機は、商用電源を電源に用いた点で、第一の実施の形態の電気掃除機１とは異なるものである。

［１．制御回路］
本実施の形態の電気掃除機６０における制御回路の構成及びその作用について説明する。

ここで、図７は電気掃除機６０の制御回路を示す回路図である。図７に示すように、電気掃除機６０のハウジング２内に配設された電動送風機８は、交流電力を与えることにより回転する電動機に送風機をとりつけた構造であり、電動送風機８を動作させるためのスイッチはトライアック６２を用いている。直流変換部６３は、商用電源６１から直流電圧を得る回路ブロックである。直流変換部６３の出力電圧Ｄは、電圧変換前回路１７の電圧変換回路スイッチ２４と手元操作部電源供給回路２３の抵抗Ｒ５へそれぞれ接続されている。ここで、電動送風機回路１６、電圧変換回路１８、手元操作部電源供給回路２３及び直流変換部６３までが制御基板９に実装され、ハウジング２内に収納される。

［２．電気掃除機の動作］
続いて、電気掃除機６０の動作について説明する。

操作者が電源プラグ（図示しない）をコンセント（図示しない）に差込み商用電源６１が回路に供給されるようになると同時に、手元操作部電源供給回路２３へ直流電圧が加わることにより手元スイッチ１２は入力待ちの状態となる。そのためには商用電源６１が回路に供給されると、電気掃除機制御手段３５にも電源が供給されなければならない。

この状態において床スイッチ１２ｂ又は絨毯スイッチ１２ｃが操作者により操作されたことを検知した電気掃除機制御手段３５は、第一の実施の形態と同様に電気掃除機６０を動作させることができる。

第二の実施の形態においてもホースに用いる電線を２本のみとすることにより、従来から用いられている、電源２本と手元スイッチの情報を送信する電線１本の合計３本という構成に比べ、ホースの重量を軽くできるため使い勝手が向上する。また、この構成においては、直流変換部６３において商用電源６１側の電動送風機回路１６とその他の回路を絶縁する構成になっている。このように絶縁構造をとることにより安全性を高めることができる。

本発明の第一の実施の形態の電気掃除機の外観構成を概略的に示す斜視図である。 吸込口体の構成を掃除面（底面）側から見た様子を示す平面図である。 電気掃除機の制御回路を示す回路図である。 電圧変換回路を示す回路図である。 電圧変換制御部を示す回路図である。 データテーブルのデータ構成を示す説明図である。 本発明の第二の実施の形態の電気掃除機の制御回路を示す回路図である。

符号の説明

１，６０，７０ 電気掃除機
２ ハウジング
３，４ 延長部材
５ 吸込口体
１０ 直流電源
１１ｂ 手元操作部
１８ 昇圧手段
２５ 手元電源部
３２ 電圧検知部
３３ 直流電動機
３４ 直流電動機駆動スイッチ
５２ 回転清掃体
Ｔ データテーブル

Claims (3)

1. 直流電源を有し、基体をなすハウジングと、
   回転駆動可能な回転清掃体と前記直流電源を駆動源として前記回転清掃体を回転駆動する直流電動機とを有する吸込口体と、
   操作者による各種操作を受け付ける手元操作部を有し、前記ハウジングと前記吸込口体との間を中継する延長部材と、
   前記直流電動機と前記手元操作部とを並列接続する電源供給電線と、
   前記直流電源の出力電圧を昇圧させる昇圧手段と、
   この昇圧手段により前記直流電源の出力電圧を昇圧する昇圧運転モードと昇圧しない非昇圧運転モードとに切り替える切り替え手段と、
   前記吸込口体に設けられ、昇圧運転モード／非昇圧運転モードによって切り替えられて前記直流電動機に印加される前記電源供給電線からの電圧に応じ、出力を変化させる電圧検知部と、
   前記直流電動機に直列接続され、前記電圧検知部の検知電圧に基づいて前記直流電動機をオン／オフ制御する直流電動機駆動スイッチと、
   を備えることを特徴とする電気掃除機。
2. 前記手元操作部を介して受け付けた操作者による各種操作に対応するデータテーブルを有し、
   このデータテーブルに格納された情報を参照して各部を制御する、
   ことを特徴とする請求項１記載の電気掃除機。
3. 前記手元操作部に対して、入力電圧に関わらず一定電圧を出力する手元電源部を備える、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の電気掃除機。
   

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