JP2015163020A

JP2015163020A - バッテリー駆動式電子機器

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Publication number: JP2015163020A
Application number: JP2014038395A
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Inventors: 一良中村; Kazuyoshi Nakamura
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Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2014-02-28
Publication date: 2015-09-07
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Abstract

【課題】バッテリー駆動式の電子機器において、専用のセンサやスイッチを用いない単純な構成でバッテリーの装着を検知する。【解決手段】本体に着脱可能なバッテリーと、本体に配置され前記バッテリーからの電源電圧で動作するコンピュータと、前記バッテリーと前記コンピュータとの間に接続され前記コンピュータへの電源電圧をオンおよびオフする自己保持型のラッチスイッチと、前記バッテリーの装着に応答して前記ラッチスイッチをオン状態にする装着検出回路とを備えるバッテリー駆動式電子機器。【選択図】図１

Description

この発明は、バッテリー駆動式電子機器に関し、より詳細には本体に着脱可能なバッテリーから提供される電圧で動作するコンピュータとその電圧をオンおよびオフするラッチスイッチとを備えた電子機器に関する。

バッテリーを電源とし、マイクロコンピュータ等のコンピュータを搭載した種々の電子機器が知られている。近年は電池の進歩により小型軽量で大容量のものが安価で入手できるようになっている。それに伴い、比較的消費電力の小さい携帯電話等の情報処理機器に限らず、モータを搭載した掃除機などにもバッテリー駆動式のものが増えつつある。しかし、大小の差はあってもバッテリーの容量に限りがある以上、消費電力の低減は常に課題となる。
コンピュータを搭載したバッテリー駆動式の電子機器では、コンピュータが動作（処理実行）するためにバッテリーから電力を供給する必要がある。なお、バッテリーは使用に伴ってその端子電圧が降下するところ、コンピュータを安定して動作させるためにバッテリーからの電源は電源ＩＣ（ＩＣ１）で電圧を安定化したうえでコンピュータに供給される。

しかし、電子機器を動作させない期間、コンピュータに電力を供給し続けるのは待機電力の消費低減の観点から好ましくない。この無駄に消費される電力を削減することに着目し、コンピュータ等の電子回路が動作していないときに電力源と電子回路との間を完全に遮断するためにスイッチング手段を設け、さらに環境エネルギーを電気エネルギーに変換する発電源と、前記発電源の電力で駆動されてラッチ式または切り替え式のスイッチング手段を制御するスイッチ制御回路とを備えた電子装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、前記発電源および前記スイッチ制御回路に代えて、前記コンピュータが作業を終えたときに自ら前記スイッチング手段をオフできるように前記スイッチング手段にラッチスイッチを適用し、待機状態に入るとコンピュータが前記ラッチスイッチをオフにして前記コンピュータへのバッテリーの電力を遮断するように構成したものが知られている。

図８は、コンピュータが自らラッチスイッチをオフしてバッテリーの電力を遮断し得るようにした構成の一例を示す回路図である。図８で、鎖線で囲んだ部分がラッチスイッチＳＷ１３１である。ＭＰＵ１２３は、マイクロコンピュータである。図８に示すように、バッテリー１１３からＭＰＵ１２３への電源は、Ｑ１０１のパワーＭＯＳＦＥＴでオンおよびオフする。トランジスタＱ１３１またはＱ１３２の何れか一方をオンにすると他方にベース電流が流れ両者はオンになる。そしてＱ１０１のゲート端子の電位が下がりＱ１はオンになる。ラッチスイッチＳＷ１３１がオフの初期状態では両者がオフである。例えば、トランジスタＱ１３２がオフであり、従ってトランジスタＱ１３１のベースに電流は流れずＱ１３１はオフのままである。見方を変えれば、トランジスタＱ１３１がオフであり、従ってトランジスタＱ１３２のベースに電流は流れずＱ１３２はオフのままである。トランジスタＱ１３１およびＱ１３２が共にオフであれば、Ｑ１０１のゲート端子は電位が下がらずＱ１０１はオフしている。

その状態でモーメンタリー型のスイッチＳＷ１３０が一瞬オンすると、トランジスタＱ１３２のベースに電圧がかかり、Ｑ１３２がオンする。すると、Ｑ１３２のコレクタに接続された抵抗Ｒ１３３の一端の電位が下がる。抵抗Ｒ１３３の他端はＱ１３１のベースに接続されているので、Ｑ１３１にベース電流が流れてＱ１３１がオンする。Ｑ１３１がオンすると、そのコレクタから抵抗Ｒ１３４を経てＱ１３２のベースに電流が流れるので、スイッチＳＷ１３０がオフになってもＱ１３２はオンの状態を維持する。Ｑ１３２がオンを維持するとＱ１３１のベース電流が継続しＱ１３１もオンの状態を維持する。Ｑ１３１およびＱ１３２のオン状態が続くと、Ｑ１０１のゲート端子の電位が下がりＱ１０１のオンが続く。これがラッチ状態である。

Ｑ１３３のベースは、抵抗Ｒ１３６を介してＭＰＵ１２３の出力ポートの一つに接続されている。ラッチスイッチＳＷ１３１がオンのラッチ状態にあるとき、ＭＰＵ１２３がその出力ポートをハイにするとＱ１３３がオンになる。すると、Ｑ１３２のベースがＱ１３３を介して接地される。よって、Ｑ１３２がオフ状態になる。すると、Ｑ１３１のベース電流が遮断されてＱ１３１がオフする。Ｑ１３２およびＱ１３１がオフになるとＱ１０１がオフ状態になる。このようにＭＰＵからの出力によって、ラッチスイッチＳＷ１３１のラッチ状態が解除される。
なお、図８において各抵抗に付した英文字「Ｒ」とそれに続く３桁の数字は抵抗素子の符号を表し、各符号の下の数値は抵抗値（単位はオーム）の一例を表している。各コンデンサに付した英文字「Ｃ」とそれに続く３桁の数字は各素子の符号を表し、符号の下の数値は容量（単位はファラッド）の一例を表している。

特開２００７−４３７９３号公報

バッテリーのエネルギーは有限のため、交換や充電のため本体に着脱可能とした電子機器が多い。それらの電子機器でバッテリーが本体に正しく装着されないと、本来の性能が発揮できないばかりかバッテリーを電源として動作するコンピュータに正規の電源電圧が提供されず、動作しなかったり不安定な動作をしたりするなど誤動作の虞がある。
そこで、バッテリーが装着される部分は確実かつ安全にバッテリーが装着されるように機構的に配慮されているが、さらに、バッテリーが装着されたことを電気的に検知してユーザに報知するものがある。バッテリーが装着されるとコンピュータが動作するので、コンピュータが表示、音（音声を含む）などでバッテリーが正常に装着されたことをユーザに知らせる。報知がなされたことでユーザはバッテリーの装着が完了したことを認識することができ、バッテリー装着に係るユーザの誤操作を防止できる。

しかし、バッテリーの装着を電気的に検知するために、専用のセンサやスイッチが用いるとコストが上昇する。専用のセンサやスイッチを用いずともバッテリーの装着を検出できる手法が望まれている。
この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、搭載されたコンピュータへの電力供給をラッチスイッチでオンオフするバッテリー駆動式の電子機器において専用のセンサやスイッチを用いない単純な構成でバッテリーの装着を検知できる手法を提供するものである。

この発明は、本体に着脱可能なバッテリーと、本体に配置され前記バッテリーからの電源電圧で動作するコンピュータと、前記バッテリーと前記コンピュータとの間に接続され前記コンピュータへの電源電圧をオンおよびオフする自己保持型のラッチスイッチと、前記バッテリーの装着に応答して前記ラッチスイッチをオン状態にする装着検出回路とを備えることを特徴とするバッテリー駆動式電子機器を提供する。

この発明によるバッテリー駆動式電子機器は、バッテリーの装着に応答して前記ラッチスイッチをオン状態にする装着検出回路を備えるので、専用のセンサやスイッチを用いない単純な構成でバッテリーの装着を検知できる。前記装着検出回路はバッテリーの装着を検知に応答してラッチスイッチをオン状態にするので、バッテリーの電圧がコンピュータに提供されてコンピュータが動作する。そして、コンピュータは、バッテリーが装着された旨をユーザに報知することができる。

この発明の電子機器の一態様であるバッテリー駆動式の掃除機の電気的構成例を示す説明図である。この発明に係る装着検出回路を有するラッチスイッチの構成を示す回路図である。（実施の形態１）この発明に係る装着検出回路を有するラッチスイッチの異なる構成を示す回路図である。（実施の形態２）この発明に係る装着検出回路を有するラッチスイッチのさらに異なる構成を示す回路図である。（実施の形態３）この発明の実施形態において、ＭＰＵが実行する処理を示すフローチャートである。（処理開始の初期段階）この発明の実施形態において、ＭＰＵが実行する処理を示すフローチャートである。（運転中および待機中その１）この発明の実施形態において、ＭＰＵが実行する処理を示すフローチャートである。（運転中および待機中その２）従来のラッチスイッチの構成例を示す回路図である。

以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。

（実施の形態１）
≪バッテリー駆動式掃除機の構成≫
図１は、この発明の電子機器の一形態として、バッテリー駆動式の掃除機の電気的な構成を示す説明図である。分かり易くするためにこの発明と関連の深い部分のみを抽出しており、いくつかの周知の要素は省略している。掃除機１１は、この実施形態においてはキャニスター型の掃除機であり、掃除機本体、吸引ホース１７およびバッテリー１３に大別される。バッテリー１３および吸引ホース１７は、掃除機本体に着脱可能であり、電気的にはコネクタを介して接続される。なお、バッテリー１３は、バッテリー端子１３ａおよび１３ｂを有し、バッテリー端子１３ａおよび１３ｂを介して掃除機本体に接続される。バッテリー１３は、リチウムイオン電池等の二次電池を想定しているが、それに限定されるものでない。バッテリー１３は、掃除機本体に装着された状態で掃除機本体の内部に収容され蓋で覆われていてもよいし、掃除機本体の外側に露出していてもよい。

図１で、制御回路１５は、掃除機本体に配置される。運転強／弱スイッチ３０は、モーメンタリー型のスイッチであって吸引ホース１７に配置されている。運転強／弱スイッチ３０は、この発明に係る作業開始スイッチに該当する。ただし、図１は単なる一例に過ぎず、例えば運転強／弱スイッチ３０は、吸引ホース１７ではなく掃除機本体にあってもよい。さらに、掃除機１１はキャニスター型に限定されず、例えば吸引ホース１７を持たない自走式掃除機やハンディータイプの掃除機であってもよい。さらにいえば、この発明の電子機器は掃除機に限定されるものでない。

図１の説明に戻る。制御回路１５は、ラッチスイッチ３１、電源ＩＣ２１、ＭＰＵ２３およびモータ駆動回路２５を備える。モータ駆動回路２５は、掃除機本体に配置された電動送風機２９のモータを駆動する。
この実施形態においてラッチスイッチ３１は、図８に示すラッチスイッチＳＷ１３１の機能に加えて、この発明に係る装着検出回路の機能を有している。即ち、バッテリー１３が掃除機本体に装着されたことに応答してオン状態にトリガされる構成を有している。詳細は後述する。電源ＩＣ２１は、図８の電源ＩＣ（ＩＣ１）と同様のものである。ＭＰＵ２３はこの発明のコンピュータに該当する。ＭＰＵ２３は、モータ駆動回路２５を制御する。また、運転強／弱スイッチ３０および切スイッチ３２のオンオフおよび吸引ホース１７の着脱の状態を読み取る。

制御回路１５内にある抵抗Ｒ１１および抵抗Ｒ１２は分圧回路を構成する。抵抗Ｒ１１の一端は、ラッチスイッチ３１を介してバッテリー端子１３ａに接続されている。バッテリー端子１３ａの電圧が抵抗Ｒ１１とＲ１２により分圧されて信号Ｖｉｎが生成され、ＭＰＵ２３に入力されて内部でＡ／Ｄ変換される。即ち、ＭＰＵ２３はバッテリー端子１３ａの電圧が分圧された電圧レベルを読み取る。電源ＩＣ２１が降圧型安定化電源回路の場合、ＭＰＵ２３はバッテリー１３の出力電圧よりも低い電源電圧で動作する。よって、バッテリー端子１３ａの電圧を分圧せずに入力するとＡ／Ｄ変換の上限を超えてしまい、バッテリー１３の出力電圧を正しく読取ることができない。抵抗Ｒ１１およびＲ１２の分圧回路は、バッテリー端子１３ａの電圧をＭＰＵ２３が正しく読み取れる範囲の電圧Ｖｉｎに変換する。バッテリー１３の定格電圧は、一例で１８Ｖである。電源ＩＣ２１の出力電圧は一例で５Ｖである。

また、制御回路１５内にある抵抗Ｒ１３および抵抗Ｒ１４は分圧回路を構成し、その分圧回路はこの発明のスイッチ読取回路に該当する。抵抗Ｒ１３の一端（図１にラッチオン信号で示す箇所）は、運転強／弱スイッチ３０を介してバッテリー端子１３ａに接続されている。ラッチオン信号の電位は運転強／弱スイッチ３０がオンのときはバッテリー端子１３ａの出力電圧に等しいが、運転強／弱スイッチ３０がオフのときはグランド電位になる。このラッチオン信号はラッチスイッチ３１に接続されており、運転強／弱スイッチ３０が押下されてオンするとラッチスイッチ３１がラッチ状態になってオンを維持し、ＭＰＵ２３に電力が供給される。
また、抵抗Ｒ１３とＲ１４によりラッチオン信号が分圧されて電圧信号Ｖ１が生成され、ＭＰＵ２３に入力されて内部でＡ／Ｄ変換される。抵抗Ｒ１３およびＲ１４の分圧回路は、ラッチオン信号の電圧をＭＰＵ２３が正しく読み取れる範囲の電圧信号Ｖ１に変換する。

ＭＰＵ２３の出力ポートの一つは、ラッチスイッチ３１に接続されている（図１にラッチ解除信号で示す）。ＭＰＵ２３がその出力ポートをハイにすると、ラッチスイッチ３１のラッチ状態が解除される。この部分は、この発明のラッチ解除回路に該当する。
この実施形態において、掃除機１１が電源オフの状態にあるとき運転強／弱スイッチ３０が押されると、ラッチスイッチ３１がオンのラッチ状態になり、ＭＰＵ２３に電力が供給される。すると、ＭＰＵ２３は予め定められた制御プログラムの実行（処理）を開始する。処理の初期段階で、ＭＰＵ２３は、入力信号ＶｉｎおよびＶ１の電圧レベルを読み取る。

抵抗Ｒ１１とＲ１２による分圧比と抵抗Ｒ１３とＲ１４による分圧比とを等しく設定することが好ましい。両者の分圧比を等しくすることで、ＶｉｎとＶ１との電圧レベルの比較が容易になる。Ｒ１１とＲ１３の抵抗値を互いに等しくし、Ｒ１２とＲ１４の抵抗値を互いに等しくすれば容易に実現できる。

抵抗Ｒ１５の一端および切スイッチ３２の一端はいずれも、吸引ホース１７と掃除機本体とを接続するコネクタ１７ａを介してバッテリー端子１３ａに接続されている。抵抗Ｒ１６とＲ１７の接続ポイントの電圧信号Ｖ２はＭＰＵ２３に入力される。
バッテリー端子１３ａの電圧が抵抗Ｒ１５〜Ｒ１７で分圧され電圧信号Ｖ２となる。電圧信号Ｖ２は、ＭＰＵ２３に入力されてＡ／Ｄ変換される。抵抗Ｒ１５〜Ｒ１７の分圧回路は、バッテリー１３ａの端子電圧をＭＰＵ２３が正しく読み取れる範囲の電圧信号Ｖ２に変換する。切スイッチ３２がオンの場合とオフの場合とで分圧比が変わり、それに応じてＶ２の電圧レベルが変わる。

抵抗Ｒ１５〜Ｒ１７の分圧回路は、切スイッチ３２のオンおよびオフと吸引ホース１７の装着状態の検出の２つの検出を可能にする。
吸引ホース１７が装着されているとＶ２の電位はバッテリー端子１３ａの電圧が抵抗Ｒ１５とＲ１７で分圧されたレベルになる。吸引ホース１７が抜けると、Ｖ２は接地電位になる。さらに、切スイッチ３２がオンすると、Ｖ２の電位はバッテリー端子１３ａの電圧が抵抗Ｒ１５およびＲ１６の並列抵抗とＲ１７とで分圧されたレベルになる。

以上のように、吸引ホース１７の挿抜と切スイッチ３２のオンオフの組合せによりＶ２は３つのレベルをとる。ＭＰＵ２３は、Ｖ２の電圧レベルをモニタして吸引ホース１７の抜けおよび切スイッチの操作を認識する。ＭＰＵ２３は、運転中にＶ２の電圧レベルを逐次モニタする。

ＭＰＵ２３は、Ｖｉｎの電圧レベルを基準にＶ２の電圧レベルを判断する。
実際には、回路素子の特性のバラツキやノイズに起因する測定誤差等があるので、（１）吸引ホース１７が抜けた状態、（２）吸引ホース１７が装着されかつ切スイッチ３２がオフの状態、（３）吸引ホース１７が装着されかつ切スイッチ３２がオンの状態のそれぞれに対応する３つのウインドウを予め定めておく。Ｖ２の電圧レベルが何れかのウインドウの範囲内にあれば、その状態であると認識するがＶ２がいずれのウインドウにも収まらないときはノイズであるとして無視する。

切スイッチ３２のオフを検出すると、ＭＰＵ２３は運転停止の指示を受けたと判断し、図示しない電動送風機２９を停止させて待機状態に移る。待機状態で、予め定められた期間を超えて何も操作がされなかったときはラッチ解除信号をハイにする。これによってラッチスイッチ３１がオフし、ＭＰＵ２３への電源供給が遮断される。

運転強／弱スイッチ３０の操作は人が行う。人が行う操作の感覚として一瞬のオンであっても、以下の回路動作に比べると十分長い期間が経過する。即ち、運転強／弱スイッチ３０が押されたら、ラッチスイッチ３１がオンし、ＭＰＵ２３が処理を開始してＶｉｎおよびＶ１の電圧レベルを読み取る回路動作である。従って、ＭＰＵ２３が動作開始後ＶｉｎおよびＶ１の電圧レベルを読み取るときには、まだ運転強／弱スイッチ３０が押されてオンが継続しているとの想定が成り立つ。
また、運転強／弱スイッチ３０のオンからＶｉｎおよびＶ１の電圧レベルの読み取りまでに時間を要することが想定される場合、Ｖ１に遅延回路２５を挿入してもよい。遅延回路２５の単純な構成は抵抗とコンデンサで実現できる。遅延回路２５は必須の構成要素でないため鎖線で示している。このように、回路構成を工夫することで、ＭＰＵ２３が動作開始後ＶｉｎおよびＶ１の電圧レベルを読み取るときに、運転強／弱スイッチ３０のオンが継続しているとの想定が成り立つ。

ＭＰＵ２３は、ＶｉｎおよびＶ１の電圧レベルを読み取って以下の判断を行う。運転強／弱スイッチ３０がオンのとき、ラッチオン信号はバッテリー端子１３ａの電圧に等しい。従って、Ｖ１とＶｉｎの電圧レベルは略等しくなければならない。もし、Ｖ１とＶｉｎの電圧レベルが異なる場合は、ラッチオン信号に外乱ノイズが重畳されてラッチスイッチ３１がオンしたものと考えられる。そこで、Ｖ１とＶｉｎの電圧レベルが異なると判断した場合、ＭＰＵ２３は、ラッチ解除信号をハイにしてラッチスイッチ３１のラッチ状態を解除してもよい。そうすると、ＭＰＵ２３への電力供給が遮断されて処理が停止する。このようにして、外乱ノイズの影響でユーザが意図しないときにラッチスイッチ３１がオンしても、ＭＰＵ２３が処理を開始した初期段階で自らラッチスイッチ３１を遮断することが可能になる。よって、誤動作による電源オンを防止できると共に、バッテリー１３の無駄な電力消費を抑制できる。

さらに、正常な電源オンによりラッチスイッチ３１がラッチ状態になり掃除機１１の運転が開始された場合、運転中に運転強／弱スイッチ３０がオンされてもラッチスイッチ３１の状態に影響はない。一方、ＭＰＵ２３は、運転中もＶ１を逐次モニタすることで、運転強／弱スイッチ３０のオンおよびオフ状態を認識できる。この実施形態で、運転中に運転強／弱スイッチ３０がオンされると、ＭＰＵ２３はそれを認識し、モータ駆動回路２５を制御して電動送風機２９の回転速度を「強」に対応する高速から「弱」に対応する低速へ、あるいはその逆へと切換える。運転中に運転強／弱スイッチ３０のオンおよびオフの状態を判定するため、ＭＰＵ２３はＶｉｎとＶ１とを逐次比較して判断を行う。そして、両者が略等しければ運転強／弱スイッチ３０がオン状態であると認識する。

現実には、回路素子の特性のバラツキや測定誤差があるので、運転強／弱スイッチ３０が予め定められたレベルの範囲（オンのウインドウ）に入っていればオンであると判断し、別に予め定められたレベルの範囲（オフのウインドウ）に入っていればオフであると判断する。
バッテリー端子１３ａの電圧は使用に伴って低下する。それに伴ってＶｉｎのレベルも低下するが、同様に運転強／弱スイッチ３０がオンのときのＶ１のレベルも低下する。

ＭＰＵ２３はＶｉｎとＶ１の電圧レベルを読み取り、Ｖ１の電圧レベルをＶｉｎのレベルと比較して運転強／弱スイッチ３０がオンのウインドウに入っているか、あるいはオフのウインドウに入っているかを判断する。よって、バッテリー端子１３ａの電圧が使用に伴って変化しても、運転強／弱スイッチ３０のオンおよびオフを正しく認識できる。
Ｖ１の電圧レベルがオン、オフ何れのウインドウにも収まっていなければ、ＭＰＵ２３はラッチオン信号にノイズが重畳されたと認識できる。処理開始の初期段階ではノイズと認識するとラッチ解除信号を出力してもよい。運転中は、操作が行われず運転強／弱スイッチ３０はオフであるとして無視してもよい。

以上のように、運転強／弱スイッチ３０は、ラッチスイッチ３１をオンさせるハードウェアとしての機能と、ＭＰＵ２３にオンおよびオフの状態をモニタさせてソフトウェア処理に対する指示を与える手段としての機能を兼ね備える。

≪バッテリー装着時のラッチスイッチの動作≫
続いて、この発明に係る装着検出回路の構成を説明する。
図２は、この発明に係る装着検出回路を有するラッチスイッチＳＷ３１の構成を示す回路図である。なお、ラッチスイッチＳＷ３１は図２において一点鎖線で囲んだ矩形の内部である。周囲との接続関係を分かり易くするためにバッテリー１３、電源ＩＣ２１およびＭＰＵ２３等を記している。図８の従来構成と図２を対比させると装着検出回路の構成が分かり易いであろう。図８と同様の構成については重複を避けるために説明を省略し、図８と異なる部分について説明する。
図２のコンデンサＣ１３１に対応するものを図８の構成では取り除いている。さらに、コンデンサＣ３３を追加している。コンデンサＣ３３の一端はトランジスタＱ３１のベースに接続され、他端は接地されて抵抗Ｒ３３およびトランジスタＱ３２と並列に接続されている。

バッテリー１３が掃除機本体に装着されると、抵抗Ｒ３１を介してＱ３１のエミッタにバッテリー１３の電圧がかかり、ステップ状の急峻な電圧の立ち上がりが生じる。一方、トランジスタＱ３１のベースにはコンデンサＣ３３が接続されている。その容量成分ために、Ｑ３１のベースの電圧はエミッタ側の急峻な電圧の立ち上がりに追従できない。エミッタに対して抵抗Ｒ３１とコンデンサＣ３３で決まる時定数の遅延が生じ、その遅延によってトランジスタＱ３１のエミッタとベースの間に電位差が生じる。この電位差によって、トランジスタＱ３１のベースに順方向の電流が流れトランジスタＱ３１がオンする。

トランジスタＱ３１がオンするとＱ３１のコレクタの電位が上昇する。抵抗Ｒ３４を介してＱ３１のコレクタに接続されたトランジスタＱ３２のベースに電圧がかかる。その電圧によってＱ３２がオンする。Ｑ３２がオンすると、図８の説明と同様、Ｑ３１のベースとエミッタの間の抵抗Ｒ３３に電流が流れる。よって、トランジスタＱ３１のエミッタの電圧がバッテリー１３の電圧まで立ち上がった後も、Ｑ３１はオンの状態を維持する。Ｑ３１およびＱ３２のオン状態が続くと、Ｑ１のゲート端子の電位が下がりＱ１のオンが続く。ラッチ状態である。

以上のように、コンデンサＣ３３を挿入したことにより、掃除機本体へのバッテリー１３の装着時にラッチスイッチＳＷ３１がオン状態になる。コンデンサＣ３３は、この発明に係る装着検出回路に該当する。
なお、抵抗Ｒ１３２と並列なコンデンサ（図８のＣ１３１に相当するもの）を図２の回路では取り除いている。仮にコンデンサが抵抗Ｒ１３２と並列に接続されていると、パワーＭＯＳＦＥＴのＱ１を介してＱ３１のエミッタとベースが交流的に接続される。掃除機本体へのバッテリー１３の装着に伴ってトランジスタＱ３１のエミッタ電圧が急峻に立ち上がるとき、Ｑ３１のエミッタとベースに電位差が生じにくくなる。よって、Ｑ３１がオンしにくくなる。これを避けるために、抵抗Ｒ１３２と並列なコンデンサを取り除いている。

（実施の形態２）
図２に示す装着検出回路の異なる態様について説明する。
図３は、この発明に係る装着検出回路の図２と異なる構成例を示す回路図である。
図３に示す回路では、図２におけるコンデンサＣ３３に相当するものを取り除いている。また、図８と対比すると、図８におけるコンデンサＣ１３１に相当するものを取り除いている。なお、図３において図２に対応する回路構成要素には同じ符号を付している。

実施の形態１で述べたように、仮に図８のＣ１３１に相当するコンデンサが接続されていると、バッテリー１３が装着されトランジスタＱ３１のエミッタ電圧が急峻に立ち上がるとき、Ｑ３１のエミッタとベースに電位差が生じにくくなる。よって、Ｑ３１がオンしにくくなる。
逆をいえば、図８のＣ１３１を取り除くだけで、バッテリー１３の装着時にＱ３１がオンし易くなる。トランジスタＱ３２は容量成分を有しており、その容量成分は図２に示すＣ３３と同様の作用効果を生じさせる。回路素子としてコンデンサＣ３３を接続せずとも、トランジスタＱ３２の容量成分が装着検出回路として機能する場合が図３に示す構成である。

（実施の形態３）
装着検出回路のさらに異なる態様について説明する。
図４は、この発明に係る装着検出回路のさらに異なる構成例を示す回路図である。
図８と対比すると、コンデンサＣ３５およびダイオードＤ１を追加している点が異なる。ダイオードＤ１のカソードはトランジスタＱ３２のベースに接続され、アノードはコンデンサＣ３５を介してバッテリー１３に接続されている。コンデンサＣ３５とダイオードＤ１とは微分回路を形成し、掃除機本体へのバッテリー１３の装着により生じる電圧の立ち上がりに応答する。

即ち、掃除機本体にバッテリー１３が装着されると、バッテリー１３に接続されたコンデンサＣ３５の端子に電圧がかかりステップ状の急峻な立ち上がりが生じる。コンデンサＣ３５の容量成分のためにその電圧の立ち上がりでダイオードＤ１のアノード端子の電位が上昇し、Ｄ１に順方向の電流が流れる。これによって、トランジスタＱ３２のベースの電位が上昇し、Ｑ３２がオンする。すると、Ｑ３１のベースに接続された抵抗Ｒ３３に電流が流れ、Ｑ３１がオンする。Ｑ３１がオンすると、Ｑ３１のコレクタの電位が上昇し、抵抗Ｒ３４を経てＱ３２のベースに電流が流れる。よって、掃除機本体へのバッテリー１３の装着に伴って電圧が立ち上がった後もＱ３２はオンの状態を維持する。よって、Ｑ３１もオンの状態を維持する。Ｑ３１およびＱ３２のオン状態が続くと、Ｑ１のゲート端子の電位が下がりＱ１のオン（ラッチ状態）が続く。なお、ダイオードＤ１は、逆流防止用に挿入されている。即ち、掃除機本体にバッテリー１３が装着された状態で、運転強／弱スイッチ３０が押下されてオンすると、ダイオードＤ１のカソードの電位は、そのオンに伴ってステップ状に上昇する。そのとき、コンデンサＣ３５の放電電流がバッテリー１３の側に流れるのを防止する。
この態様によれば、掃除機本体へのバッテリー１３の装着に伴う電圧の立ち上がりによりＱ３２のベースに電流が流れてＱ３２がまずオンする。Ｑ３２のオンに伴ってＱ３１がオンする。図８と同様、抵抗Ｒ３２と並列にコンデンサＣ３１を接続しても、その動作に支障はない。

≪フローチャート≫
以下、フローチャートを用いてＭＰＵ２３が実行する処理を説明する。
図５〜図７は、この実施形態においてＭＰＵ２３が実行する処理の手順を示すフローチャートである。
図５はＭＰＵ２３に電力が供給されて処理の実行を開始する初期段階の処理であり、図６および図７は初期段階を経て待機状態および運転中にあるときの処理である。いずれも、この発明に関連の深い処理を示しており、その他の処理を省略している。

ラッチスイッチ３１がオンになりバッテリー１３から電力が供給されて処理を開始したＭＰＵ２３は、まず、メモリや入出力ポートの初期設定等制御回路を動作させるうえで必要とされる初期化処理を実行する（図５のステップＳ１１）。
その後、ＭＰＵ２３は、バッテリー端子１３ａの電圧を分圧したＶｉｎの電圧を読み取る（ステップＳ１３）。Ｖｉｎの電圧は、Ｖ１およびＶ２のレベルを判定する際に基準とする電圧である。

続いてＭＰＵ２３は、運転強／弱スイッチ３０のオンおよびオフの状態を示す電圧信号Ｖ１のレベルを読み取る（ステップＳ１５）。そして、Ｖ１のレベルがＶｉｎのレベルに対して予め定められた範囲（ウインドウ）にあるか否かを調べる（ステップＳ１７）。その範囲とは、運転強／弱スイッチ３０がオンであると認識すべきものとして予め定められた範囲の電圧である。
Ｖ１のレベルがオンのウインドウ内にあれば（ステップＳ１７のＹｅｓ）、ＭＰＵ２３は、運転強／弱スイッチ３０が押下されたことにより自身が起動されたと判断する。その場合ＭＰＵ２３は、続いて電圧信号Ｖ２のレベルを読み取る（ステップＳ１９）。そして、Ｖ２のレベルが、吸引ホース１７が装着されていると判定する予め定められた範囲にあるか否かを判定する（ステップＳ２１）。Ｖ２のレベルが、吸引ホース１７が装着されていると判定すべきウインドウ内にあれば（ステップＳ２１のＹｅｓ）、電動送風機２９を「強」で回転させるようにモータ駆動回路２５を制御する（ステップＳ２３）。そして、ルーチンは図６のステップ３１以降に示す待機状態および運転中の処理へ進む。

一方、前記ステップＳ２１でＶ２のレベルが、吸引ホース１７が装着されていると判定すべきウインドウ内になければ（ステップＳ２１のＮｏ）、電動送風機２９を回転させることなくルーチンは図６のステップ３１以降に示す待機状態および運転中の処理へ進む。
説明を前記ステップＳ１７へ戻す。ステップＳ１７で、Ｖ１のレベルがオンのウインドウ内にないとき（ステップＳ１７のＮｏ）、ＭＰＵ２３は、自身がバッテリーの１３の装着によって起動されたと判断する。そして、バッテリーが装着された旨をユーザに報知する（図６のステップＳ２５）。その後、ルーチンはステップ３１以降に示す待機状態および運転中の処理へ進む。

ステップＳ３１で、ＭＰＵ２３は、基準とするＶｉｎの電圧を改めて読み取る（ステップＳ３１）。
続いてＭＰＵ２３は、運転強／弱スイッチ３０の状態を示すＶ１のレベルを読み取る（ステップＳ３３）。そして、運転強／弱スイッチ３０がオンであると認識すべき電圧として予め定められたウインドウ内にＶ１のレベルがあるか否かを調べる（ステップＳ３５）。

Ｖ１のレベルがオンのウインドウ内にあれば（ステップＳ３５のＹｅｓ）、ＭＰＵ２３は、運転強／弱スイッチ３０が改めて押下されたと判断する。そして、Ｖ２のレベルを読み取り（ステップＳ３７）、そのレベルが、吸引ホース１７が装着されていると判定する予め定められた範囲にあるか否かを判定する（ステップＳ３９）。Ｖ２のレベルが、吸引ホース１７が装着されていると判定すべきウインドウ内にあれば（ステップＳ３９のＹｅｓ）、電動送風機２９が「強」で運転中か否かを調べる（ステップＳ４３）。強で運転中の場合は、「弱」に切り換えるようにモータ駆動回路２５を制御する（ステップＳ４５）。その後、ルーチンは前述のステップＳ３１へ戻る。

一方、電動送風機２９が「強」で運転中でないとき（ステップＳ４３のＮｏ）、ＭＰＵ２３は、電動送風機２９を「強」で回転させるようにモータ駆動回路２５を制御する（ステップＳ４７）。その後、ルーチンは前述のステップＳ３１へ戻る。
また、前記ステップＳ３９で、吸引ホースが装着されていないと判断した場合（ステップＳ３９のＮｏ）、ＭＰＵ２３は、電動送風機２９を停止させるようにモータ駆動回路２５を制御する（ステップＳ４１）。その後、ルーチンは前述のステップＳ３１へ戻る。

説明をステップＳ３５に戻す。ステップＳ３５で、Ｖ１のレベルがオンのウインドウ内になければ（ステップＳ３５のＮｏ）、ルーチンは図７のステップＳ５１へ進む。
図７のステップＳ５１で、ＭＰＵ２３はＶ２のレベルが切スイッチ３２が押されたと判断すべきウインドウ内にあるか否かを判断する。切スイッチ３２が押されたと判断したとき（ステップＳ５１のＹｅｓ）、ＭＰＵ２３は電動送風機２９の回転を停止させるようにモータ駆動回路２５を制御する（ステップＳ５３）。その後、ルーチンは図６のステップＳ３１へ戻る。

一方、切スイッチ３２が押されていないと判断したとき（ステップＳ５１のＮｏ）、続いてＭＰＵ２３は、Ｖ２のレベルが、吸引ホース１７が装着されていると判定する予め定められた範囲にあるか否かを判定する（ステップＳ５７）。Ｖ２のレベルが、吸引ホース１７が装着されていると判定すべきウインドウ内にあるときは（ステップＳ５７のＹｅｓ）、電動送風機２９の状態を維持したままでルーチンはステップＳ６１へ進む。
一方、Ｖ２のレベルが、吸引ホース１７が装着されていると判定すべきウインドウ内になければ（ステップＳ５７のＮｏ）、電動送風機２９の回転を停止させるようにモータ駆動回路２５を制御し（ステップＳ５９）、ルーチンはステップＳ６１へ進む。

ステップＳ６１で、ＭＰＵ２３は、運転強／弱スイッチ３０および切スイッチ３２のいずれも操作がされない無操作状態のまま、予め定められた期間が経過したか否かを調べる。その期間の一例は３０秒であるが、これに限定されるものでない。無操作状態のまま予め定められた期間が経過したら（ステップＳ６１のＹｅｓ）、ＭＰＵ２３はラッチ解除信号をハイにする（ステップＳ６３）。これによって、ラッチスイッチ３１のラッチ状態が解除されてオフになる。その結果、ＭＰＵ２３がバッテリー１３から遮断されて電源電圧がなくなり、ＭＰＵ２３は処理を停止する。
一方、無操作状態が継続しても予め定められた期間に満たないとき（ステップＳ６１のＮｏ）、ルーチンは図６のステップＳ３１へ戻る。
以上、ＭＰＵ２３が実行する処理の手順を説明した。

以上に述べたように、
（ｉ）この発明によるバッテリー駆動式電子機器は、本体に着脱可能なバッテリーと、本体に配置され前記バッテリーからの電源電圧で動作するコンピュータと、前記バッテリーと前記コンピュータとの間に接続され前記コンピュータへの電源電圧をオンおよびオフする自己保持型のラッチスイッチと、前記バッテリーの装着に応答して前記ラッチスイッチをオン状態にする装着検出回路とを備えることを特徴とする。

さらに、この発明の好ましい態様について説明する。
（ii）前記コンピュータからの出力に応答して前記ラッチスイッチをオフさせるラッチ解除回路と、前記ラッチスイッチにオン状態へのトリガを与えるモーメンタリー型の作業開始スイッチと、前記作業開始スイッチがオンかオフかを前記コンピュータに読み取らせるスイッチ読取回路とをさらに備え、前記コンピュータは、前記バッテリーから電源電圧が提供されて動作を開始したときに前記作業開始スイッチがオンかオフを判定し、オンと判定したときは前記作業開始スイッチに対応付けられた作業を開始するがオフと判定したときはその作業を開始しないように構成してもよい。
このようにすれば、前記コンピュータは電源が立ち上がって動作、即ち処理の実行を開始したときに作業開始スイッチの状態を判定し、作業開始スイッチのオンによりラッチスイッチがオン状態になり動作を開始したのか、または、バッテリーの装着によってラッチスイッチがオン状態になり動作を開始したのかを正しく認識できる。その結果に応じて、実行すべき処理を正しく選択できる。

（iii）前記装着検出回路は、前記バッテリーが本体に装着されたときに生じる電圧の立ち上がりをトリガとして前記ラッチスイッチをオン状態にしてもよい。
このようにすれば、バッテリー装着の際に生じる電圧の立ち上がりを利用する単純な構成の回路でラッチスイッチをオン状態にすることができる。

（iv）前記コンピュータは、前記バッテリーから電源電圧が提供されて動作を開始したときに前記作業開始スイッチがオフと判定した場合は、前記バッテリーが装着された旨の報知を行うようにしてもよい。
このようにすれば、バッテリーが装着されたことを正しく認識してその装着をユーザに報知できる。

（ｖ）前記作業開始スイッチは、オンにより前記バッテリー端子の電圧を前記ラッチスイッチに導いて、前記ラッチスイッチをオン状態にするトリガを与え、前記スイッチ読取回路は、前記作業開始スイッチがオンのとき前記バッテリー端子の電圧を前記コンピュータの入力へ導くように構成されてもよい。
この態様によれば、前記コンピュータは、前記作業開始スイッチがオンされてラッチスイッチがオン状態になりコンピュータが動作を開始したとき、および、バッテリーが装着されてコンピュータが動作を開始したとき、前記作業開始スイッチのオンおよびオフの状態を正しく認識して動作開始のトリガがいずれであったのかを判断できる。
この発明の好ましい態様には、上述した複数の態様のうちの何れかを組み合わせたものも含まれる。
前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。

１１：掃除機、１３、１１３：バッテリー、１３ａ、１３ｂ：バッテリー端子、１５：制御回路、１７：吸引ホース、２１：電源ＩＣ、２３，１２３：ＭＰＵ、２５：モータ駆動回路、２７：遅延回路、２９：電動送風機、３０：運転強／弱スイッチ、ＳＷ１３０：スイッチ、ＳＷ３１，ＳＷ１３１：ラッチスイッチ、３２：切スイッチ、Ｃ３１，Ｃ３３、Ｃ３５、Ｃ１３１：コンデンサ、Ｄ１：ダイオード、Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５，Ｒ１６，Ｒ１７：抵抗、Ｑ３１、Ｑ３２：トランジスタ、Ｖ１、Ｖ２：電圧信号

Claims

本体に着脱可能なバッテリーと、
本体に配置され前記バッテリーからの電源電圧で動作するコンピュータと、
前記バッテリーと前記コンピュータとの間に接続され前記コンピュータへの電源電圧をオンおよびオフする自己保持型のラッチスイッチと、
前記バッテリーの装着に応答して前記ラッチスイッチをオン状態にする装着検出回路とを備えることを特徴とするバッテリー駆動式電子機器。
前記コンピュータからの出力に応答して前記ラッチスイッチをオフさせるラッチ解除回路と、
前記ラッチスイッチにオン状態へのトリガを与えるモーメンタリー型の作業開始スイッチと、
前記作業開始スイッチがオンかオフかを前記コンピュータに読み取らせるスイッチ読取回路とをさらに備え、
前記コンピュータは、前記バッテリーから電源電圧が提供されて動作を開始したときに前記作業開始スイッチがオンかオフを判定し、オンと判定したときは前記作業開始スイッチに対応付けられた作業を開始するがオフと判定したときはその作業を開始しない請求項１に記載の電子機器。
前記装着検出回路は、前記バッテリーが本体に装着されたときに生じる電圧の立ち上がりをトリガとして前記ラッチスイッチをオン状態にする請求項１または２に記載の電子機器。
前記コンピュータは、前記バッテリーから電源電圧が提供されて動作を開始したときに前記作業開始スイッチがオフと判定した場合は、前記バッテリーが装着された旨の報知を行う請求項２に記載の電子機器。
前記作業開始スイッチは、オンにより前記バッテリーの電圧を前記ラッチスイッチに導いて、前記ラッチスイッチをオン状態にするトリガを与え、
前記スイッチ読取回路は、前記作業開始スイッチがオンのとき前記バッテリーの電圧を前記コンピュータの入力へ導く請求項２または４に記載の電子機器。