JP2006110088A - Vacuum cleaner - Google Patents

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fets
secondary battery
control
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Akihiro Ishizawa
明弘 石澤
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Toshiba TEC Corp
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Toshiba TEC Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vacuum cleaner capable of saving a space and suppressing production cost. <P>SOLUTION: A control means 16 controlling a power supply from secondary batteries 15 to an electric blower to control the driving of the electric blower 2 is provided with a pair of FETs (Field Effect Transistors) 17 and 17 in parallel so that a loss can be distributed to the respective FETs 17 and 17. This constitution dispenses with enlargement of heat sinks of the FETs 17 and 17 so as to save the space, and enables to use the respective FETs 17 and 17 having large on-resistances and produced at relatively low cost to suppress production cost. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電動送風機に給電する二次電池を備えた電気掃除機に関する。   The present invention relates to a vacuum cleaner including a secondary battery that supplies power to an electric blower.

従来、この種の電気掃除機は、電動送風機を収容した掃除機本体を備えている。この掃除機本体には、電動送風機の吸込側に連通して、ホース体、延長管および床ブラシが順次連通接続される。また、掃除機本体内には、電動送風機に給電する二次電池と、この二次電池から電動送風機への電力を制御して電動送風機の駆動を制御する制御手段が設けられている。この制御手段は、電動送風機に電気的に接続された単独のトライアックにより電動送風機の駆動を制御する(例えば、特許文献1参照。)。
特公平1−40613号公報(第2頁、第2図)
Conventionally, this type of electric vacuum cleaner includes a vacuum cleaner body that houses an electric blower. A hose body, an extension pipe, and a floor brush are sequentially connected to the vacuum cleaner main body in communication with the suction side of the electric blower. Further, in the cleaner body, there are provided a secondary battery for supplying power to the electric blower, and a control means for controlling the drive of the electric blower by controlling the electric power from the secondary battery to the electric blower. This control means controls the driving of the electric blower by a single triac electrically connected to the electric blower (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Examined Patent Publication No. 1-40613 (Page 2, Figure 2)

一般に、二次電池を電源とする電気掃除機は、その消費電力が300W〜500Wであり、吸い込み性能を表す吸込仕事率が100W程度である。これに対して、商用(交流)電源を用いる電気掃除機では、消費電力が1000Wであり、吸込仕事率が500W〜600Wである。すなわち、二次電池を電源とする電気掃除機は、吸込力が比較的弱いことが欠点である。   Generally, a vacuum cleaner using a secondary battery as a power source has a power consumption of 300 W to 500 W, and a suction work rate representing a suction performance of about 100 W. On the other hand, in a vacuum cleaner using a commercial (alternating current) power supply, the power consumption is 1000 W, and the suction power is 500 W to 600 W. In other words, a vacuum cleaner that uses a secondary battery as a power source has a drawback that the suction force is relatively weak.

このため、二次電池を電源とする電気掃除機で商用電源を用いる電気掃除機と同等の吸い込み性能を出すためには、消費電力が1000W程度必要となる。   For this reason, in order to produce the suction performance equivalent to the vacuum cleaner which uses a commercial power supply with the vacuum cleaner which uses a secondary battery as a power supply, about 1000 W of power consumption is required.

そのためには、電池容量が限られた二次電池においては、放電電流を従来に比べ非常に大きくしなければならない。   For this purpose, in a secondary battery with a limited battery capacity, the discharge current must be much larger than in the past.

しかしながら、上述の電気掃除機では、単独のトライアックにより電動送風機の駆動を制御しているので、電動送風機の放電電流が大きくなると、トライアックの損失が大きくなり、このトライアックの放熱用の放熱板を大きくしたり、トライアックに代えて低損失で単価が高い制御素子を使用したりしなければならず、スペースの確保および製造コストの抑制が容易でないという問題点を有している。   However, in the above vacuum cleaner, since the drive of the electric blower is controlled by a single triac, if the discharge current of the electric blower increases, the loss of the triac increases, and the heat dissipation plate for heat dissipation of this triac increases. However, it is necessary to use a control element with a low loss and a high unit price instead of a triac, and there is a problem that it is not easy to secure a space and to suppress a manufacturing cost.

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、省スペース化および製造コストの抑制が可能な電気掃除機を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a point, and it aims at providing the vacuum cleaner which can save space and can suppress manufacturing cost.

本発明は、電動送風機に給電する二次電池と、この二次電池から電動送風機への給電を制御して電動送風機の駆動を制御する制御手段とを具備し、制御手段が、並列に接続された複数の制御素子を備えているものである。   The present invention includes a secondary battery that supplies power to the electric blower, and a control unit that controls power supply from the secondary battery to the electric blower to control driving of the electric blower, and the control means are connected in parallel. A plurality of control elements.

本発明によれば、二次電池から電動送風機への給電を制御して電動送風機の駆動を制御する制御手段が複数の制御素子を並列に備えることで、損失を複数の制御素子に分散できるので、例えば制御素子の放熱用の放熱板などを大きくする必要がなく、省スペース化できるとともに、それぞれの制御素子は安価なものを使用することが可能となるため、製造コストを抑制できる。   According to the present invention, since the control means for controlling the power supply from the secondary battery to the electric blower to control the driving of the electric blower includes the plurality of control elements in parallel, the loss can be distributed to the plurality of control elements. For example, it is not necessary to increase the heat dissipation plate for heat dissipation of the control element, and the space can be saved. In addition, since it is possible to use inexpensive control elements, the manufacturing cost can be suppressed.

以下、本発明の一実施の形態の電気掃除機の構成を図面を参照して説明する。   Hereinafter, the configuration of a vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図2において、1は掃除機本体で、この掃除機本体1は、内部に収容された直流の電動送風機2の駆動にて生じる吸気風とともに吸い込んだ塵埃を集塵部3にてサイクロン分離して集塵する電気掃除機である。また、この掃除機本体1には、図示しない旋回輪および走行輪が設けられ、掃除機本体1が被掃除面としての床面上を走行可能となっている。   In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a vacuum cleaner main body. The vacuum cleaner main body 1 performs cyclone separation in the dust collecting unit 3 on dust sucked together with intake air generated by driving a DC electric blower 2 housed therein. A vacuum cleaner that collects dust. The cleaner body 1 is provided with swirling wheels and traveling wheels (not shown) so that the cleaner body 1 can travel on the floor as a surface to be cleaned.

さらに、掃除機本体1の前部には、外部から空気を吸引する本体吸込口4が開口されている。この本体吸込口4には、可撓性を有し湾曲可能な細長略円筒状のホース体5が連通接続されている。このホース体5の先端には、電動送風機2の動作モードなどが選択可能な手元操作部6が設けられている。この手元操作部6には、電動送風機2などを複数の駆動モードに設定する複数の設定ボタン7が設けられているとともに、掃除する際に作業者が把持する把持部8が基端側に向けて突設されている。   Furthermore, a main body suction port 4 for sucking air from the outside is opened at the front portion of the cleaner body 1. An elongated substantially cylindrical hose body 5 that is flexible and can be bent is connected to the main body suction port 4. At the tip of the hose body 5, a hand operation unit 6 that can select an operation mode of the electric blower 2 is provided. The hand operating unit 6 is provided with a plurality of setting buttons 7 for setting the electric blower 2 and the like to a plurality of driving modes, and a gripping unit 8 gripped by an operator when cleaning is directed toward the base end side. Projecting.

さらに、この手元操作部6の先端には、伸縮可能な細長略円筒状の延長管9が着脱可能に連通接続されている。またさらに、この延長管9の先端には、例えば室内の床面の絨毯などの上に載置させて、この絨毯上の塵埃を吸い込む吸込口体としての床ブラシ10が着脱可能に連通接続されている。   Furthermore, an elongated, substantially cylindrical extension tube 9 that can be extended and retracted is detachably connected to the distal end of the hand operation unit 6. Furthermore, the extension brush 9 is detachably connected to a floor brush 10 that is placed on a carpet on the floor of the room, for example, and sucks dust on the carpet. ing.

次に、上記一実施の形態の内部構成を説明する。   Next, the internal configuration of the above embodiment will be described.

図1に示すように、掃除機本体1内には、電動送風機2と、この電動送風機2に給電する二次電池15と、この二次電池15から電動送風機2への給電を制御してこの電動送風機2の駆動を制御する制御手段16との直列回路が設けられている。   As shown in FIG. 1, in the cleaner body 1, an electric blower 2, a secondary battery 15 that feeds power to the electric blower 2, and power feeding from the secondary battery 15 to the electric blower 2 are controlled. A series circuit with a control means 16 for controlling the driving of the electric blower 2 is provided.

二次電池15は、複数本のセルを直列に接続した電池パックであり、負極側が接地されている。   The secondary battery 15 is a battery pack in which a plurality of cells are connected in series, and the negative electrode side is grounded.

また、制御手段16は、並列に接続された制御素子としての複数、例えば一対のFET17,17と、これらFET17,17に接続された制御部としてのCPU18とを有している。   Further, the control means 16 has a plurality of, for example, a pair of FETs 17 and 17 as control elements connected in parallel, and a CPU 18 as a control unit connected to these FETs 17 and 17.

FET17は、例えばパワーMOSFETなどであり、それぞれのゲートがCPU18に電気的に接続されている。さらに、各FET17は、互いに同一定格のものであり、略等しいオン抵抗を有している。なお、このオン抵抗は、各FET17,17での損失を決定するものであり、本実施の形態では、一対のFET17,17を並列に接続しているので、FETなどの制御素子を一つ使用する場合と比較して、それぞれのFET17,17に流れる電流値が半分となるから、各FET17,17としては、一つの制御素子を使用する場合の2倍未満のオン抵抗を有するものを選択する。   The FET 17 is a power MOSFET, for example, and each gate is electrically connected to the CPU 18. Further, the FETs 17 have the same rating and have substantially the same on-resistance. This on-resistance determines the loss in each of the FETs 17 and 17, and in this embodiment, since a pair of FETs 17 and 17 are connected in parallel, one control element such as an FET is used. Since the current value flowing through each FET 17 and 17 is halved as compared with the case where each of the FETs 17 and 17 is used, each FET 17 and 17 is selected to have an ON resistance less than twice that when one control element is used. .

そして、CPU18は、設定ボタン7により設定された電動送風機2の動作モードに応じてFET17,17のゲート電圧を制御し、各FET17,17のオン時間を制御することで、電動送風機2の駆動を制御している。   Then, the CPU 18 controls the gate voltage of the FETs 17 and 17 according to the operation mode of the electric blower 2 set by the setting button 7 and controls the ON time of each FET 17 and 17 to drive the electric blower 2. I have control.

次に、上記一実施の形態の動作を説明する。   Next, the operation of the above embodiment will be described.

まず、作業者は、掃除機本体1の本体吸込口4に、ホース体5、延長管9および床ブラシ10を順次連通接続する。   First, the operator sequentially connects the hose body 5, the extension pipe 9 and the floor brush 10 to the main body suction port 4 of the cleaner body 1.

この状態で、作業者が把持部8を把持して所定の設定ボタン7を操作すると、この設定ボタン7により設定された動作モードに応じてCPU18がFET17,17のゲート電圧を制御し、各FET17,17のオン時間を制御して二次電池15から電動送風機2へと供給される電力を制御して、電動送風機2を駆動する。   In this state, when the operator grips the grip portion 8 and operates a predetermined setting button 7, the CPU 18 controls the gate voltages of the FETs 17 and 17 in accordance with the operation mode set by the setting button 7, and each FET 17 , 17 is controlled to control the electric power supplied from the secondary battery 15 to the electric blower 2 to drive the electric blower 2.

このとき、二次電池15から電動送風機2に供給された電流は、各FET17,17のそれぞれに半分ずつ分流し、それぞれのFET17で損失が発生する。   At this time, the current supplied from the secondary battery 15 to the electric blower 2 is diverted by half to each of the FETs 17 and 17, and a loss occurs in each FET 17.

さらに、作業者は、把持部8を把持して床面上で床ブラシ10を前後に走行させ、床ブラシ10の吸込口から床面の塵埃を吸い込む。   Further, the operator grips the grip portion 8, causes the floor brush 10 to run forward and backward on the floor surface, and sucks dust on the floor surface from the suction port of the floor brush 10.

そして、床ブラシ10の吸込口から空気とともに吸い込まれた塵埃は、床ブラシ10から延長管9およびホース体5を順次通過した後、掃除機本体1の本体吸込口4へと導かれて、集塵部3内に捕集される。   And the dust sucked together with air from the suction port of the floor brush 10 is sequentially guided from the floor brush 10 to the main body suction port 4 of the cleaner body 1 after passing through the extension tube 9 and the hose body 5 in order. It is collected in the dust part 3.

上述したように、上記一実施の形態によれば、二次電池15から電動送風機2への給電を制御して電動送風機2の駆動を制御する制御手段16がFET17,17を並列に備えることで、損失を各FET17,17に分散できるので、FET17,17の放熱用の放熱板などを大きくする必要がなく、省スペース化できるとともに、それぞれのFET17,17は、一つの制御素子を使用する場合と比較してオン抵抗が大きく安価なものを使用することが可能となるため、製造コストを抑制できる。   As described above, according to the above-described embodiment, the control means 16 that controls the power supply from the secondary battery 15 to the electric blower 2 to control the drive of the electric blower 2 includes the FETs 17 and 17 in parallel. Since the loss can be distributed to each FET 17, 17, there is no need to increase the heat dissipation plate for heat dissipation of FET 17, 17 and space can be saved, and each FET 17, 17 uses a single control element. Compared to the above, it is possible to use an inexpensive one having a large on-resistance, so that the manufacturing cost can be suppressed.

具体的には、各FET17,17のオン抵抗を、一つの制御素子を使用する場合の2倍未満とすることで、分流により電流値が半分となった各FET17,17での損失が1/2未満となるから、両FET17,17での損失を合わせても一つの制御素子での損失より小さくすることができる。   Specifically, by making the on-resistance of each FET 17, 17 less than twice that when one control element is used, the loss in each FET 17, 17 whose current value is halved by the shunt is reduced to 1 / Since it is less than 2, even if the losses in both FETs 17 and 17 are combined, it can be made smaller than the loss in one control element.

特に、二次電池15から電動送風機2に給電する場合は、商用交流電源にて同程度の出力の電動送風機を駆動させる場合と比較して電圧が小さくなる分、電流を大きくする必要があるから、上記のように構成することで、省スペース化および低コスト化が確実に可能になるとともに、電動送風機2に大きい電流を流す場合でも、各FET17,17に流れる電流はその半分程度となるので、FET17,17の耐久性をも確保できる。   In particular, when power is supplied from the secondary battery 15 to the electric blower 2, it is necessary to increase the current by the amount that the voltage is smaller than when the electric blower having the same output is driven by a commercial AC power supply. By configuring as described above, space saving and cost reduction can be surely achieved, and even when a large current flows through the electric blower 2, the current flowing through the FETs 17 and 17 is about half that. Further, the durability of the FETs 17 and 17 can be secured.

また、二次電池15は、その電池容量が限られているため、上記のように構成することで、損失を抑制して効率を高くし、二次電池15の限られた電池容量を効率よく利用できる。   Further, since the battery capacity of the secondary battery 15 is limited, by configuring as described above, the loss is suppressed and the efficiency is increased, and the limited battery capacity of the secondary battery 15 is efficiently obtained. Available.

なお、上記一実施の形態において、制御素子の個数は、それぞれの単価を考慮して製造コストを抑制できるように適宜設定すればよく、例えば3つ以上とすることも可能である。この場合には、制御素子のオン抵抗が一つの制御素子で制御する場合よりも大きくならないように選択する。   In the above-described embodiment, the number of control elements may be set as appropriate so that the manufacturing cost can be suppressed in consideration of each unit price, and can be set to three or more, for example. In this case, the selection is made so that the on-resistance of the control element does not become larger than when the control element is controlled by one control element.

また、電気掃除機としては、キャニスタ型の電気掃除機に限らず、床ブラシ10が掃除機本体1の下面に直接形成されたアップライト型、その他、掃除機本体1と床ブラシ10とが一体化された自走式の電気掃除機あるいはハンディ型などであっても対応させて用いることができる。   Further, the vacuum cleaner is not limited to the canister type vacuum cleaner, but is an upright type in which the floor brush 10 is directly formed on the lower surface of the vacuum cleaner body 1, and the vacuum cleaner body 1 and the floor brush 10 are integrated. Even a self-propelled electric vacuum cleaner or a handy type can be used correspondingly.

本発明の一実施の形態の電気掃除機を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the vacuum cleaner of one embodiment of this invention. 同上電気掃除機を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a vacuum cleaner same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

1 掃除機本体
2 電動送風機
15 二次電池
16 制御手段
17 制御素子としてのFET
1 Vacuum cleaner body 2 Electric blower
15 Secondary battery
16 Control means
17 FET as control element

Claims (1)

電動送風機を収容した掃除機本体と、
前記電動送風機に給電する二次電池と、
この二次電池から前記電動送風機への給電を制御して前記電動送風機の駆動を制御する制御手段とを具備し、
前記制御手段は、並列に接続された複数の制御素子を備えている
ことを特徴とした電気掃除機。
A vacuum cleaner body containing an electric blower,
A secondary battery for supplying power to the electric blower;
Control means for controlling power feeding from the secondary battery to the electric blower to control driving of the electric blower,
The said control means is provided with the some control element connected in parallel. The vacuum cleaner characterized by the above-mentioned.
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