JP2015039463A - Vacuum cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般家庭の商用電源と2次電池のどちらでも運転可能な交流直流両用の電気掃除機に関するものである。 The present invention relates to an AC / DC vacuum cleaner that can be operated with either a commercial power source or a secondary battery in a general household.
電気掃除機に内蔵されている電動送風機の電源として、交流の商用電源と2次電池等の直流電源のどちらでも使用できる交流直流両用の電気掃除機については、以前から多く考えられてきた。その中での課題のひとつとして、交流電源と直流電源の切替えに関するものがあり、大別すると、インバータ回路等を利用して、電源自体を交流と直流に変換することで、電動送風機への電源供給経路を交流と直流で共用するもの(例えば特許文献1参照)と、電源の変換は行わずに、電動送風機への電源供給経路を交流と直流とで切替えるもの(例えば特許文献2参照)とがある。 Many AC / DC vacuum cleaners that can be used with either an AC commercial power supply or a DC power supply such as a secondary battery have been considered for the power supply of the electric blower built in the vacuum cleaner. One of the issues is related to switching between AC power supply and DC power supply. Broadly speaking, the power supply itself can be converted into AC and DC by using an inverter circuit, etc. A power supply path shared between alternating current and direct current (for example, see Patent Document 1), and a power supply path to the electric blower that is switched between alternating current and direct current without converting power (for example, see Patent Document 2) There is.
電気掃除機に限らず、交流直流両用の機器において、駆動する電動機を交流電源と直流電源で共用している以上、電動機への電源供給経路の一部または全部は、交流と直流とで共用することになる。また、電動機への電源供給経路か電源回路への電源供給経路かは別にして、経路の切替え手段は不可欠である。 Not only in vacuum cleaners, but in AC / DC dual-purpose equipment, since the motor to be driven is shared between AC power and DC power, part or all of the power supply path to the motor is shared between AC and DC It will be. Further, apart from the power supply path to the electric motor or the power supply path to the power circuit, the path switching means is indispensable.
ここで特許文献1に代表される方式においては、インバータ回路等の電源回路が必要となり、制御回路は高価で複雑なものになってしまうという課題がある。 Here, in the system represented by Patent Document 1, a power supply circuit such as an inverter circuit is required, and there is a problem that the control circuit becomes expensive and complicated.
特許文献2に代表される方式では、比較的単純な回路構成で実現できるが、電源供給経路を確実に切替えるための工夫が必要となる。例えば特許文献2に提案されているように、交流用スイッチング素子を確実にオフするために、直流に切替った後、直流用スイッチング素子を所定時間オンさせる等である。
The method represented by
しかしながら、これはあくまで、前記交流用スイッチング素子が正常である前提でのみ成り立つものであり、例えば前記交流用スイッチング素子が何らかの原因によってショート破壊している場合には、例え直流用スイッチング素子をオンしても、前記交流用スイッチング素子は通電され続けることになり、従って2次電池が空になるまでの間は電動送風機を停止させる手段がなくなってしまうし、最悪、収納時即ち、電源プラグをコンセントに挿していない状態であっても、外来ノイズ等によって交流用スイッチング素子が1度でもオンしてしまうと、同様に2次電池が空になるまでの間は電動送風機が動き続けるということも考えられる。 However, this is true only on the assumption that the AC switching element is normal. For example, when the AC switching element is short-circuited for some reason, the DC switching element is turned on. However, the AC switching element continues to be energized, and therefore there is no means to stop the electric blower until the secondary battery is empty. Even if the AC switching element is turned on even once due to external noise or the like, the electric blower may continue to move until the secondary battery becomes empty. It is done.
更にスイッチング素子がショート破壊している場合には、回路構成によっては、商用電源(交流100V)と2次電池との短絡や、経路切り替え手段の電気接点溶着等にもつながる可能性があり、この場合、2次電池の劣化や回路素子の破壊等、様々な不具合が発生することが推察される。 Furthermore, when the switching element is short-circuited, depending on the circuit configuration, there is a possibility that this may lead to a short circuit between the commercial power supply (AC 100V) and the secondary battery, welding of electrical contacts of the path switching means, etc. In this case, it is presumed that various problems such as deterioration of the secondary battery and destruction of the circuit element occur.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、電動送風機駆動用のスイッチング素子がショート破壊している場合でも確実に電動送風機を停止することができ、2次電池の劣化や回路素子の破壊等、2次災害を防止する信頼性の高い電気掃除機を提供するものである。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and even when the switching element for driving the electric blower is short-circuited, the electric blower can be stopped reliably, and the secondary battery is deteriorated or the circuit element is destroyed. Therefore, the present invention provides a highly reliable vacuum cleaner that prevents secondary disasters.
前記従来の課題を解決するために本発明は、掃除機本体に少なくとも電動送風機と、商用電源に接続可能な電源コードと、2次電池と、前記電源コードの商用電源への接続有無を検出する接続検知手段と、前記電動送風機に流れる電流を検出する電流検知手段とを内蔵し、更に使用者が掃除の際に握る把手部と、前記把手部に設けられ、電気掃除機の運転操作を行うための操作手段とを有し、前記2次電池から前記電動送風機への電源供給経路と、前記電源コードから前記電動送風機への電源供給経路の一部を共用すると共に、各経路個別の開閉手段として、半導体スイッチング素子と電磁リレーとを直列に各々設け、運転停止中は、前記開閉手段の全てをオフし、運転中は、商用電源が接続されていれば商用電源経路上の開閉手段をオンにし、接続されていなければ2次電池経路上の開閉手段をオンにすることで、商用電源接続時には商用電源から、非接続時には2次電池から前記電動送風機に電源供給されるように構成すると共に、前記開閉手段のオンとオフ切替えの際には、電磁リレーのオンとオフ切替え前に半導体スイッチング素子のオンとオフを行うように制御しかつ、電源供給経路上の電磁リレーがオンかつ同経路上の半導体スイッチング素子がオフしている時の電流が略ゼロでない場合には半導体スイッチング素子の異常であると判断し、同経路上の電源リレーをオフすると共に、以降、商用電源の接続有無及び操作手段からの指示有無に関わらず、全ての開閉手段をオンしないよう構成した。 In order to solve the conventional problems, the present invention detects at least an electric blower in a cleaner body, a power cord connectable to a commercial power source, a secondary battery, and whether or not the power cord is connected to a commercial power source. Built-in connection detection means and current detection means for detecting the current flowing through the electric blower, and further provided with a grip portion that is gripped by a user during cleaning, and operated to operate the vacuum cleaner Operating means for sharing the power supply path from the secondary battery to the electric blower and a part of the power supply path from the power cord to the electric blower, and opening / closing means for each path individually The semiconductor switching element and the electromagnetic relay are respectively provided in series. When the operation is stopped, all of the opening / closing means are turned off. During operation, the opening / closing means on the commercial power supply path is turned on if a commercial power source is connected. In If not connected, the opening / closing means on the secondary battery path is turned on so that the electric blower is supplied with power from the commercial power source when connected to the commercial power source and from the secondary battery when not connected, When the switching means is switched on and off, the semiconductor switching element is controlled to be turned on and off before the electromagnetic relay is turned on and off, and the electromagnetic relay on the power supply path is turned on and on the same path. If the current when the semiconductor switching element is off is not substantially zero, it is determined that the semiconductor switching element is abnormal, and the power supply relay on the same path is turned off. Regardless of whether or not there is an instruction from the means, all the opening and closing means are not turned on.
これにより、電磁リレーがオンかつ半導体スイッチング素子がオフの状態での電流検知によって、電半導体スイッチング素子のショート破壊を検出し、以降全ての開閉手段をオンしないようにしているので、従来のように電動送風機が意図せず動き続けるケースを劇的に減少させることができる。 As a result, short-circuit breakdown of the electronic semiconductor switching element is detected by current detection in a state where the electromagnetic relay is on and the semiconductor switching element is off, and all the switching means are not turned on thereafter. The number of cases where the electric blower keeps moving unintentionally can be dramatically reduced.
また、各電源供給経路上にそれぞれ電気接点式の開閉器である電磁リレーと半導体のスイッチング素子を直列に入れているために、外来ノイズによって半導体スイッチング素子が意図せずオンした場合でも、電源経路に電流が流れることはなく、交流電源経路上の半導体スイッチング素子に双方向性サイリスタを用いれば、たとえ電磁リレーの電気接点が溶着している場合であっても、同経路に電流が流れ続けることはない。更に床面の段差乗り越し時の衝撃によって電磁リレーの接点が意図せず瞬間的に閉じてしまった場合であっても、電源経路に電流が流れることがないので、電流スパークによる電磁リレーの接点溶着も発生しない。 In addition, an electromagnetic relay, which is an electrical contact type switch, and a semiconductor switching element are placed in series on each power supply path, so even if the semiconductor switching element is unintentionally turned on due to external noise, the power supply path If a bidirectional thyristor is used for the semiconductor switching element on the AC power supply path, the current will continue to flow through the same path even if the electrical contacts of the electromagnetic relay are welded. There is no. In addition, even if the contact of the electromagnetic relay is unintentionally closed due to an impact when stepping over the floor, no current flows through the power supply path, so the contact of the electromagnetic relay contacts by current sparks. Does not occur.
従って商用電源(交流100V)と2次電池との短絡や、経路切り替え手段の電気接点溶着等の発生確率も劇的に減少させることができる。 Accordingly, the probability of occurrence of a short circuit between the commercial power source (AC 100 V) and the secondary battery, welding of electrical contacts of the path switching means, and the like can be dramatically reduced.
本発明によれば、電動送風機駆動用のスイッチング素子がショート破壊している場合でも確実に電動送風機を停止することができ、2次電池の劣化や回路素子の破壊等、2次災害を防止する信頼性の高い電気掃除機を提供できる。 According to the present invention, even when a switching element for driving an electric blower is broken short-circuited, the electric blower can be stopped reliably, and secondary disasters such as secondary battery deterioration and circuit element destruction are prevented. A highly reliable vacuum cleaner can be provided.
第1の発明は、掃除機本体に少なくとも電動送風機と、商用電源に接続可能な電源コードと、2次電池と、前記電源コードの商用電源への接続有無を検出する接続検知手段と、前記電動送風機に流れる電流を検出する電流検知手段とを内蔵し、更に使用者が掃除の際に握る把手部と、前記把手部に設けられ、電気掃除機の運転操作を行うための操作手段とを有し、前記2次電池から前記電動送風機への電源供給経路と、前記電源コードから前記電動送風機への電源供給経路の一部を共用すると共に、各経路個別の開閉手段として、半導体スイッチング素子と電磁リレーとを直列に各々設け、運転停止中は、前記開閉手段の全てをオフし、運転中は、商用電源が接続されていれば商用電源経路上の開閉手段をオンにし、接続されていなければ2次電池経路上の開閉手段をオンにすることで、商用電源接続時には商用電源から、非接続時には2次電池から前記電動送風機に電源供給されるように構成すると共に、前記開閉手段のオンとオフ切替えの際には、電磁リレーのオンとオフ切替え前に半導体スイッチング素子のオンとオフを行うように制御しかつ、電源供給経路上の電磁リレーがオンかつ同経路上の半導体スイッチング素子がオフしている時の電流が略ゼロでない場合には半導体スイッチング素子の異常であると判断し、同経路上の電源リレーをオフすると共に、以降、商用電源の接続有無及び操作手段からの指示有無に関わらず、全ての開閉手段をオンしないようにする交流直流両用の電気掃除機である。 The first invention includes at least an electric blower, a power cord connectable to a commercial power source, a secondary battery, a connection detection means for detecting whether the power cord is connected to a commercial power source, and the electric motor. A current detection means for detecting the current flowing through the blower, and a handle portion that is gripped by the user during cleaning, and an operation means for operating the vacuum cleaner provided on the handle portion. The power supply path from the secondary battery to the electric blower and a part of the power supply path from the power cord to the electric blower are shared, and a semiconductor switching element and an electromagnetic Each relay is provided in series, and when the operation is stopped, all of the open / close means are turned off. During operation, if the commercial power supply is connected, the open / close means on the commercial power supply path is turned on, and if not connected 2 By turning on the opening / closing means on the battery path, power is supplied to the electric blower from the commercial power supply when the commercial power supply is connected, and from the secondary battery when the commercial power supply is not connected. In this case, control is performed so that the semiconductor switching element is turned on and off before switching the electromagnetic relay on and off, and the electromagnetic relay on the power supply path is turned on and the semiconductor switching element on the same path is turned off. If the current is not substantially zero, it is determined that the semiconductor switching element is abnormal, the power supply relay on the same path is turned off, and thereafter, regardless of whether the commercial power supply is connected and whether there is an instruction from the operating means This is an AC / DC vacuum cleaner that prevents all the opening / closing means from being turned on.
これにより、電磁リレーがオンかつ半導体スイッチング素子がオフの状態での電流検知によって、半導体スイッチング素子のショート破壊を検出し、以降全ての開閉手段をオンしないようにしているので、従来のように電動送風機が意図せず動き続けるケースを劇的に減少させることができる。 As a result, short-circuit breakdown of the semiconductor switching element is detected by current detection in a state where the electromagnetic relay is on and the semiconductor switching element is off, and thereafter all the switching means are not turned on. The case where the blower keeps moving unintentionally can be dramatically reduced.
また、各電源供給経路上にそれぞれ電気接点式の開閉器である電磁リレーと半導体のスイッチング素子を直列に入れているために、外来ノイズによって半導体スイッチング素子が意図せずオンした場合でも、電源経路に電流が流れることはなく、交流電源経路上の半導体スイッチング素子に双方向性サイリスタを用いれば、たとえ電磁リレーの電気接点が溶着している場合であっても、同経路に電流が流れ続けることはない。更に床面の段差乗り越し時の衝撃によって電磁リレーの接点が意図せず瞬間的に閉じてしまった場合であっても、電源経路に電流が流れることがないので、電流スパークによる電磁リレーの接点溶着も発生しない。 In addition, an electromagnetic relay, which is an electrical contact type switch, and a semiconductor switching element are placed in series on each power supply path, so even if the semiconductor switching element is unintentionally turned on due to external noise, the power supply path If a bidirectional thyristor is used for the semiconductor switching element on the AC power supply path, the current will continue to flow through the same path even if the electrical contacts of the electromagnetic relay are welded. There is no. In addition, even if the contact of the electromagnetic relay is unintentionally closed due to an impact when stepping over the floor, no current flows through the power supply path, so the contact of the electromagnetic relay contacts by current sparks. Does not occur.
従って商用電源(交流100V)と2次電池との短絡や、経路切り替え手段の電気接点溶着等の発生確率も劇的に減少させることができる。 Accordingly, the probability of occurrence of a short circuit between the commercial power source (AC 100 V) and the secondary battery, welding of electrical contacts of the path switching means, and the like can be dramatically reduced.
第2の発明は、特に第1の発明において、少なくとも2次電池で運転中に、電源コードが商用電源に接続された時には、運転を停止することを特徴とするものである。 The second invention is characterized in that, in the first invention, the operation is stopped when the power cord is connected to the commercial power supply during operation with at least the secondary battery.
これにより、電源供給経路を直流電源と交流電源と切替えた時に運転を停止することは公知であるが、本発明はそれに加え、停止の際に第1の発明と同様に、半導体スイッチング素子のショート破壊を検出し、以降全ての開閉手段をオンしないようにできるので、操作手段による運転停止指示が行われずに電源コードが商用電源に接続された時でも確実に電動送風機を停止でき、商用電源(交流100V)と2次電池との短絡や、経路切り替え手段の電気接点溶着等の発生確率も劇的に減少させることができる。尚、運転停止の条件を2次電池運転中の電源コード接続時に限定しているのは、後述する実施の形態のように、商用電源での運転中に商用電源との接続が外れた場合には、たとえ商用電源供給経路上の半導体スイッチング素子がショート破壊していても、同経路上に電流が流れない回路構成も考えられるためである。 As a result, it is known that the operation is stopped when the power supply path is switched between the DC power supply and the AC power supply. However, the present invention additionally adds a short circuit of the semiconductor switching element at the time of the stop as in the first invention. Since the breakage is detected and all the opening / closing means can be prevented from being turned on thereafter, the electric blower can be reliably stopped even when the power cord is connected to the commercial power supply without being instructed to stop the operation by the operating means, and the commercial power supply ( The probability of occurrence of a short circuit between the AC 100V) and the secondary battery, welding of electrical contacts of the path switching means, etc. can be dramatically reduced. Note that the operation stop condition is limited to when the power cord is connected during the operation of the secondary battery when the connection with the commercial power source is disconnected during the operation with the commercial power source as in the embodiment described later. This is because even if the semiconductor switching element on the commercial power supply path is short-circuited, a circuit configuration in which no current flows on the path can be considered.
第3の発明は、特に第1または第2の発明において、運転中、電源供給経路上の電磁リレーはオンしたままで、定期的に同経路上の半導体スイッチング素子を短期間オフすることを特徴とするものである。これにより、運転中でも半導体スイッチング素子のショート破壊を検知できるので、第2の発明で述べたように商用電源での運転中に商用電源との接続が外れた場合でも確実に商用電源経路上の半導体スイッチング素子のショート破壊を検知できる。 The third invention is characterized in that, in particular, in the first or second invention, during operation, the electromagnetic relay on the power supply path remains on, and the semiconductor switching element on the same path is periodically turned off for a short period of time. It is what. This makes it possible to detect a short circuit failure of the semiconductor switching element even during operation, so that even if the connection with the commercial power source is disconnected during operation with the commercial power source as described in the second invention, the semiconductor on the commercial power source path is surely Can detect short circuit failure of switching elements.
第4の発明は、特に第1〜3のいずれか1つの発明において、運転停止中、電磁リレーを全てオフしたままで、電源供給経路上の半導体スイッチング素子を短期間オンし、その時の電流が略ゼロでない場合には電磁リレーの異常であると判断すると共に、以降、商用電源の接続有無及び操作手段からの指示有無に関わらず、少なくとももう一方の経路上の開閉手段をオンしないことを特徴とするものである。これにより、電磁リレーの接点溶着を検知できるので、更に信頼性の高い電気掃除機を提供できる。 According to a fourth aspect of the invention, in particular, in any one of the first to third aspects, the semiconductor switching element on the power supply path is turned on for a short period of time with all the electromagnetic relays turned off during operation stop. When it is not substantially zero, it is determined that the electromagnetic relay is abnormal, and thereafter, at least the opening / closing means on the other path is not turned on regardless of whether the commercial power supply is connected or not, and whether there is an instruction from the operating means. It is what. Thereby, since contact welding of an electromagnetic relay can be detected, a more reliable vacuum cleaner can be provided.
第5の発明は、特に第1〜4のいずれか1つの発明において、不揮発性の記憶手段を設け、各経路上の電磁リレー及び半導体スイッチング素子の異常情報を前記記憶手段に記憶すると共に、前記記憶手段に記憶されている異常情報に従って、開閉手段の制御を行うことを特徴とするものである。これにより、不揮発性の記憶手段に異常情報を記憶しているので、たとえ商用電源との接続が外されかつ2次電池が空になった後、即ち制御回路への電源供給が断たれても異常情報がリセットされることなく、従って電源再投入時には確実に第1〜4のいずれか1つの発明と同等の制御が行える。 According to a fifth aspect of the invention, in particular, in any one of the first to fourth aspects of the invention, a nonvolatile storage unit is provided, and abnormality information of electromagnetic relays and semiconductor switching elements on each path is stored in the storage unit. The opening / closing means is controlled in accordance with the abnormality information stored in the storage means. As a result, the abnormality information is stored in the non-volatile storage means, so even if the connection with the commercial power source is disconnected and the secondary battery is emptied, that is, the power supply to the control circuit is cut off. The abnormality information is not reset, and therefore, control equivalent to that of any one of the first to fourth inventions can be reliably performed when the power is turned on again.
第6の発明は、特に第1〜5のいずれか1つの発明において、開閉手段の異常を検知した場合もしくは記憶手段に異常情報がある場合に、その旨を表示する表示手段または、報知する報知手段の少なくともどちらか一方を設けたことを特徴とするものである。これにより、開閉手段の異常を使用者に伝えることができるので、適切な対応を促すことができる。 The sixth aspect of the invention relates to a display means for displaying an abnormality or a notification for notifying when an abnormality of the opening / closing means is detected or when there is abnormality information in the storage means in any one of the first to fifth inventions. At least one of the means is provided. Thereby, since the abnormality of the opening / closing means can be transmitted to the user, an appropriate response can be promoted.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
本発明の実施の形態における電気掃除機について、図1〜図4を用いて説明する。図2は、本実施の形態における電気掃除機の全体斜視図である。
(Embodiment 1)
The vacuum cleaner in embodiment of this invention is demonstrated using FIGS. 1-4. FIG. 2 is an overall perspective view of the electric vacuum cleaner according to the present embodiment.
図2において、掃除機本体21は、後部に電動送風機2を内蔵した電動送風機室22が配され、その両側にはそれぞれ2次電池6と電源コード13が配されている。前記掃除機本体21前部には、塵埃を捕集する集塵室23が配され、さらにその前側には、ホース24の一端に設けた接続パイプ25が着脱自在に接続される吸気口26が設けられている。
In FIG. 2, the vacuum cleaner
ホース24の他端には、掃除の際に握ると共に掃除機本体21の運転を操作するための操作手段9と異常情報の表示手段である異常ランプ18を有する把手27を備えた先端パイプ28が設けられている。前記操作手段9は、「切」ボタン(図示せず)と「運転」ボタン(図示せず)とにより構成されている。
At the other end of the
29は伸縮自在の延長管で、下流側端部が前記先端パイプ28に着脱自在に接続され、他端は、底面に吸込み口を有する吸込み具30に着脱自在に接続されている。尚、前記電源コード13は、通常は掃除機本体21後部に収納されているが、引き出してコンセント(商用電源1)に接続することも可能である。
次に、図1を用いて制御回路構成を説明する。2次電池6と電源コード13は共に、信号制御手段14に電源を供給するための電源回路7に接続されており、前記電源回路7は、前記電源コード13が商用電源1に接続された時には商用電源から電源を作り、商用電源1に接続されていない時には、前記2次電池6から電源を作るように構成されている。
Next, the configuration of the control circuit will be described with reference to FIG. Both the
前記電源コード13には更に、商用電源波形のゼロクロス点(電圧がゼロになるタイミング)を検出するためのゼロクロス検出回路8が接続されていると共に、直列接続された電磁リレーA3a及び半導体スイッチング素子A(以降、双方向性サイリスタと呼ぶ)3bとから構成される開閉手段A3を介して、電動送風機2が接続されている。
The
一方、前記2次電池6にも同様に、直列接続された電磁リレーB4a及び半導体スイッチング素子B(以降、MOSFETと呼ぶ)4bとから構成される開閉手段B4を介して、前記電動送風機2に接続されている。
On the other hand, the
前記電源コード13及び2次電池6の片側から、前記電動送風機2を介して前記開閉手段A3及び前記開閉手段B4に至るまでの経路は、商用電源1と2次電池6とで共用される電源供給経路となり、その経路上には、前記電動送風機2に流れる電流を検出するための電流検知手段5が配されている。
A path from one side of the
また、前記電磁リレーA3a,双方向性サイリスタ3b,電磁リレーB4a及び、MOSFET4bはそれぞれ電磁リレーA駆動回路11,駆動回路A15,電磁リレーB駆動回路12及び駆動回路B16を介して、前記信号制御手段14に接続され、制御されており、これにより前記電動送風機2が駆動制御されている。
The electromagnetic relay A3a, the
更に、前記ゼロクロス検出回路8、不揮発性の記憶手段19、操作手段9及び、異常ランプ18も、前記信号制御手段14に接続され、制御されている。
Further, the zero
電気掃除機の運転は、以下のようにして行われる。 The operation of the vacuum cleaner is performed as follows.
操作手段9の「運転」ボタンを操作すると、電動送風機2が回転を始め、電気掃除機が運転を開始し、逆に運転中に前記操作手段9の「切」ボタンを操作すると、前記電動送風機2が停止する。この時、電源コード13が商用電源1(コンセント)に接続されていれば、制御回路基板32及び、電動送風機2への電力供給源は商用電源1となり、電源コード13が商用電源1に接続されていなければ、制御回路基板32及び、電動送風機2への電力供給源は2次電池6となる。また、運転中に電源コード13の抜き/挿しを行った時にも、電動送風機2は停止する。
When the “operation” button of the operation means 9 is operated, the
電動送風機2の駆動制御は、電力供給源が商用電源1の場合には位相制御で行い、2次電池6の場合には、PWM制御で行う。尚、前記位相制御及びPWM制御は一般的な制御であるため、その詳細は割愛するが、簡単に説明すると、位相制御とは、交流電源を用いた負荷への通電量を制御する方式のひとつで、サイリスタ等を用いて交流半周期中の何割かをオフし、そのオフの割合を変えることで通電量を変える方式であり、PWM制御とは、直流電源を用いた負荷への通電量を制御する方式のひとつで、一定周期で通電のオン/オフを繰り返し、その中のオフ期間の割合を変えることで通電量を変える制御である。
The drive control of the
運転中、電動送風機2に流れる電流は、電流検知手段5を介して信号制御手段14のA/D端子に入力され、信号制御手段14内で演算される。前記電動送風機2の位相制御角(通電量)及び、PWMデューティー(通電量)は、この演算結果によって決定されるが、本発明とは無関係の内容であり、その詳細は割愛する。
During operation, the current flowing through the
以上のように構成された電気掃除機について、図3と図4及び図5に示す制御フローチャートを用いて、以下にその動作、作用を説明する。 About the vacuum cleaner comprised as mentioned above, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below using the control flowchart shown in FIG.3 and FIG.4 and FIG.5.
制御回路基板32に電源が投入されていない状態すなわち、2次電池6が空でかつ、電源コード13が商用電源1に接続されていない状態から、初めて電源が投入された時には、最初に信号制御手段14が、記憶手段19に記憶されているデータの読込みを行う。以降、ステップ10からは、制御回路基板32に電源が投入されている間は常に処理される内容である。
When the
まず図3に示すようにステップ10で、異常情報があるかどうかの判断を行い、異常があればステップ15で運転中であるかどうかの判断を行う。運転中であれば停止指示を出して(操作手段9の判断を行わずに)ステップ12へ進む。運転中でなければ異常情報を記憶するとともに異常ランプ18を点灯させて異常である旨を使用者に報知する。
First, as shown in FIG. 3, in
ステップ10で異常がなければ続けてステップ11に進み、操作手段9の判断を行う。ステップ11では運転中に「切」ボタン9aが押された場合には停止指示を、停止中に「運転」ボタン9bが押されていたら運転開始指示を出す。
If there is no abnormality in
次にステップ12では、電源コード13が商用電源1に接続されているかどうかの判断を行う。商用電源1に接続されているかどうかの判断は、ゼロクロス検出回路8で行う。すなわちゼロクロスが所定の周期で発生していれば商用電源1に接続されていると判断し、ゼロクロスが所定時間発生していなければ商用電源1に接続されていないという判断になる。商用電源1に接続されていればAC接続フラグをセットし、接続されていなければ同フラグをクリアする。尚、このフラグは、後述する開閉手段の異常判断に用いることになる。
Next, in
次にステップ13では2次電池6で運転している最中に電源コード13が商用電源1に接続されたかどうかの判断を行っており、ステップ14では逆に商用電源1で運転している最中に電源コード13が商用電源1から外れたかどうかの判断を行っている。即ち、前記ステップ12で商用電源1が接続されておりかつ運転中であるのに、2次電池6の電源供給経路用の開閉手段B4がオンしているのであれば、2次電池6で運転している最中に電源コード13が商用電源1に接続されたと判断できるし、逆に商用電源1が接続されておらずかつ運転中であるのに、商用電源1の電源供給経路用の開閉手段A3がオンしているのであれば、商用電源1で運転している最中に電源コード13が商用電源1から外れたと判断できる。ここではどちらのケース即ち、運転中に電源コード13の着/脱が行われた際に、停止指示を出している。
Next, in
図4に示すように次のステップ20以降では、運転開始指示及び停止指示に従って開閉手段を制御すると共に、前記開閉手段の異常検知を行っている。 As shown in FIG. 4, in the next step 20 and subsequent steps, the opening / closing means is controlled according to the operation start instruction and the stop instruction, and the abnormality of the opening / closing means is detected.
ステップ20では、停止指示がある場合、運転開始指示がある場合、どちらの指示もない場合それぞれに応じて処理内容が分岐している。 In step 20, if there is a stop instruction, if there is an operation start instruction, and if neither instruction is present, the processing contents are branched accordingly.
停止指示がある場合にはステップ21に進み、運転指示がある場合にはステップ25に進み、どちらの指示もない場合には図5に示すステップ30に進む。 If there is a stop instruction, the process proceeds to step 21; if there is a driving instruction, the process proceeds to step 25; otherwise, the process proceeds to step 30 shown in FIG.
ステップ21即ち停止指示があった場合、まずステップ21で双方向性サイリスタ3b及びMOSFET4bをオフする。その1秒後に、ステップ22で、その時の電流検知手段5の出力が略ゼロ即ち電動送風機2に電流が流れていなければ正常、流れていれば異常
と判断し、ステップ23に進む。
In
ステップ23ではステップ12でセットしたAC接続フラグの有無に応じて異常フラグのセットを行っている。商用電源1が接続されていれば商用電源1側の半導体スイッチング素子である双方向性サイリスタ3bが異常であり、商用電源1が接続されていなければ2次電池6側の半導体スイッチング素子であるMOSFET4bが異常であるという判断になる。異常の有無に関わらず、ステップ24で電磁リレーA3a及び電磁リレーB4aをオフすることで停止制御完了となる。
In
ステップ25即ち運転開始指示がある場合、前述の停止処理とほぼ逆の制御を行っている。まず電磁リレーをオンし、1秒後に電流を測定して異常判定し、正常ならば半導体スイッチング素子をオンして運転開始制御完了。異常ならば異常フラグをセットする。この時、異常フラグは停止処理の時同様に、AC接続フラグの有無に応じてセットを行い、更に電磁リレー及び半導体スイッチング素子のオンも、AC接続フラグの有無に応じて、商用電源1接続時には商用電源1側のオンを、商用電源1非接続時には2次電池6側のオンを行っている。
In
最後に図5に示すステップ30、即ち停止指示、運転開始指示どちらもない場合即ち完全停止中か定常運転中の処理について説明する。完全停止中はステップ33へ、定常運転中はステップ31に進む。 Finally, step 30 shown in FIG. 5, that is, processing when there is neither a stop instruction nor an operation start instruction, that is, complete stop or steady operation will be described. The process proceeds to step 33 during a complete stop, and to step 31 during steady operation.
ステップ31即ち定常運転中は、商用電源1接続中は位相制御のオフ期間で、商用電源1非接続中は、PWM制御のオフ期間で、電流検知手段5の出力値を取り込んでいる。その時の値が略ゼロ即ち電動送風機2に電流が流れていなければ正常、流れていれば異常と判断しステップ32に進む。ステップ32ではステップ12でセットしたAC接続フラグの有無に応じて異常フラグのセットを行っている。セットの方法は前述したステップ23と同一なので、説明は割愛する。
In step 31, that is, during steady operation, the output value of the current detection means 5 is captured in the phase control off period when the commercial power source 1 is connected and in the PWM control off period when the commercial power source 1 is not connected. If the value at that time is substantially zero, that is, if current does not flow through the
ステップ33即ち完全停止中は、1秒周期で電磁リレーの異常判定を行っている。異常判定周期の計測タイマは常時カウントアップしている。タイマが0.9秒に達すると、ステップ37で半導体スイッチング素子をオンする。この時も、AC接続フラグに従って、商用電源1が接続されていれば商用電源1側の素子である双方向性サイリスタ3bをオンにし、接続されていなければ2次電池6側の素子であるMOSFET4bをオンにする。
In step 33, that is, during complete stop, abnormality determination of the electromagnetic relay is performed at a cycle of 1 second. The measurement timer of the abnormality determination cycle is always counting up. When the timer reaches 0.9 seconds, in step 37, the semiconductor switching element is turned on. Also at this time, according to the AC connection flag, if the commercial power source 1 is connected, the
その0.1秒後、即ち、タイマが1秒に達した時点で、電流検知手段5の出力値を取り込み、その時の値が略ゼロ即ち電動送風機2に電流が流れていなければ正常、流れていれば異常と判断しステップ35に進む。
0.1 seconds after that, that is, when the timer reaches 1 second, the output value of the current detection means 5 is taken in. The value at that time is substantially zero, that is, if the current does not flow through the
商用電源1が接続されていれば商用電源1側の電磁リレーA3aの異常であり、接続されていなければ2次電池6側の電磁リレーB4aの異常であると判断する。この後、ステップ36で異常の有無に関わらず、半導体スイッチング素子をオフすると共にタイマをリセットする。
If the commercial power source 1 is connected, it is determined that the electromagnetic relay A3a on the commercial power source 1 side is abnormal, and if not connected, it is determined that the electromagnetic relay B4a on the
上記の処理が全て終了すると、再びステップ10に戻り、同様の処理を行う。 When all the above processes are completed, the process returns to step 10 and the same process is performed.
以上のように、本実施の形態によれば、運転開始時、運転中、停止中、電源コード13の着脱時、即ち、電源供給経路が切り替わる時のいずれの場合においても、電磁リレーがオンかつ半導体スイッチング素子がオフの状態での電流検知によって、半導体スイッチング素子のショート破壊を検出しており、また電磁リレーがオフかつ半導体スイッチング素子がオンの状態での電流検知によって、電磁リレーのショート破壊を検出して、いずれか
のショート破壊がある場合には、以降全ての開閉手段をオンしないようにしているので、従来のように電動送風機2が意図せず動き続けるケースを減少させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the electromagnetic relay is turned on at any time when the operation is started, during operation, during stoppage, when the
更に、その異常情報を不揮発性の記憶手段19に記憶しているので、たとえ商用電源1との接続が外されかつ2次電池6が空になった後、即ち制御回路基板32への電源供給が断たれても異常情報がリセットされることがなく、信頼性の高い電気掃除機を提供できるものである。
Further, since the abnormality information is stored in the nonvolatile storage means 19, even after the connection with the commercial power source 1 is disconnected and the
以上のように、本願発明に係る電気掃除機は、交流直流両用の電気掃除機に対して効果を発揮するものであり、家庭用だけでなく、業務用やビルトインタイプ(セントラルクリーナー)等、さまざまな形態の電気掃除機に応用展開可能である。 As described above, the vacuum cleaner according to the present invention is effective for both AC and DC vacuum cleaners, and not only for home use but also for business use and built-in type (central cleaner). It can be applied to various types of vacuum cleaners.
1 商用電源
2 電動送風機
3 開閉手段A
3a 電磁リレーA
3b 半導体スイッチング素子A(双方向性サイリスタ)
4 開閉手段B
4a 電磁リレーB
4b 半導体スイッチング素子B(MOSFET)
5 電流検知手段
6 2次電池
7 電源回路
8 ゼロクロス検出回路(商用電源接続検知手段)
9 操作手段
9a 「切」ボタン
9b 「運転」ボタン
11 電磁リレーA駆動回路
12 電磁リレーB駆動回路
13 電源コード
14 信号制御手段
15 駆動回路A
16 駆動回路B
18 異常ランプ(表示手段)
19 記憶手段
21 掃除機本体
22 電動送風機室
23 集塵室
24 ホース
25 接続パイプ
26 吸気口
27 把手
28 先端パイプ
30 吸込み具
32 制御回路基板
1
3a Electromagnetic relay A
3b Semiconductor switching element A (bidirectional thyristor)
4 Opening / closing means B
4a Electromagnetic relay B
4b Semiconductor switching element B (MOSFET)
5 Current detection means 6
9 Operation means 9a "Off" button 9b "Run"
16 Drive circuit B
18 Abnormal lamp (display)
DESCRIPTION OF
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013171024A JP2015039463A (en) | 2013-08-21 | 2013-08-21 | Vacuum cleaner |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPWO2016185579A1 (en) * | 2015-05-20 | 2018-03-15 | 日産自動車株式会社 | Power supply control apparatus and method |
-
2013
- 2013-08-21 JP JP2013171024A patent/JP2015039463A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPWO2016185579A1 (en) * | 2015-05-20 | 2018-03-15 | 日産自動車株式会社 | Power supply control apparatus and method |
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