JP3831675B2 - Vacuum cleaner - Google Patents

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Description

【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８−２２４１９８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スイッチング部品（Ｑ）からな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、停止状態にある前記電動送風機の昇圧運転モードでの始動指示時に、前記直流電源と前記電動送風機とを接続させるスイッチング部品（Ａ）のスイッチング開始動作を前記スイッチング部品（Ｑ）のスイッチング開始動作よりも早めることにより、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スイッチング部品（Ｑ）からな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、昇圧運転モードで動作している前記電動送風機の停止指示時に、前記直流電源と前記電動送風機とを接続させるスイッチング部品（Ａ）のスイッチング停止動作を前記スイッチング部品（Ｑ）のスイッチング停止動作よりも早めることにより、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１２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１７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ＭＯＳＦＥＴ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３１、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１４、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３６ａ、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、ＭＯＳＦＥＴ、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）４１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ＴＣｐ１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Ａｈ）、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１０ａ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２６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）２４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３３ａ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３３ａ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１０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１２に示す。
【００８１】
図３に示す制御回路では、スイッチング部品（Ａ）２４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１３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３３ａ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３７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Ｗ１８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１５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３３ａ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（Ｑ）４１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（Ｑ）４１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６１ａ、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６１ａ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７１ｄ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、７１ｃ（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，７１ｃ）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）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vacuum cleaner, and more particularly to a battery-powered vacuum cleaner.
[0002]
[Prior art]
As a method for increasing the output of the electric blower of the battery-type vacuum cleaner and improving the dust suction capability, a method of increasing the input to the electric blower is common. Specifically, the input to the electric blower is increased by changing the winding of the electric blower, increasing the input current to the electric blower, or increasing the power supply voltage.
[0003]
When the motor blower is composed of a commutator motor, if the input current is increased, the carbon of the brush part that contacts the commutator is likely to be damaged due to wear, sparks, etc. It is difficult to secure.
[0004]
Therefore, a method of increasing the power supply voltage can be considered. In the case of a battery-type vacuum cleaner, the most convenient way to increase the power supply voltage is to increase the number of batteries. However, when a high voltage is required, if it is attempted to realize this with only the battery, the battery becomes large. In order to solve this problem, methods for obtaining a high voltage using a boost converter circuit have been proposed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 8-224198 and 2001-16845.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In a vacuum cleaner that uses a DC power source as a drive source and is equipped with a boost converter circuit, in putting such a vacuum cleaner into practical use, the boost converter circuit and the operation of the vacuum cleaner are coordinated, or It is important to realize a technology for improving the reliability and dust suction performance by coordinating the boost converter circuit and the components constituting the vacuum cleaner. Examples of such technologies include, for example, avoiding abnormal conditions of the vacuum cleaner associated with the operation of the boost converter circuit, protecting the DC power supply and each component electronic component when the boost converter circuit operates abnormally, and driving the boost converter circuit operation. Examples include the influence on the blower and the relationship between the boost converter circuit operation and the dust suction force.
[0006]
However, Japanese Patent Laid-Open No. 8-224198 includes switching means for switching the power source for supplying power to the electric blower to either a commercial power source or a secondary battery, and the boosted voltage is gradually increased from a low voltage to a predetermined value during boosting. Disclosure of the relationship between the boost converter circuit operation using a DC power source as a drive source and the vacuum cleaner protection system, the relationship between the boost converter circuit operation and the dust suction force, etc. There is no and no suggestion.
[0007]
Similarly, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-16845 does not disclose any of those techniques.
[0008]
An object of the present invention is to coordinate a boost converter circuit and an operation of the vacuum cleaner in a vacuum cleaner using a DC power source as a drive source and mounting the boost converter circuit, or configure the boost converter circuit and the vacuum cleaner. It is to provide a technology for coordinating each component and thereby improving the reliability and dust suction performance of the vacuum cleaner.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The invention described in claim 1 is a vacuum cleaner having a DC power source as a drive source and voltage conversion means for boosting the output voltage of the DC power source, for example, a boost converter circuit, the vacuum cleaner having an operation mode Control means controls according to the operation of the switching operation unit Consists of switching parts (Q) By the switching operation of the switching means, it is possible to select a non-boosting operation mode in which the voltage conversion means is not operated and a boost operation mode in which the voltage converting means is operated in the voltage supply path from the DC power supply to the electric blower. The control means, at the start instruction in the boost operation mode of the electric blower in the stopped state, By switching the switching start operation of the switching component (A) that connects the DC power supply and the electric blower earlier than the switching start operation of the switching component (Q), The switching means is controlled so as to shift to the boosting operation mode after the non-boosting operation mode has elapsed, thereby coordinating the operation of the boosting converter circuit and the vacuum cleaner, and the components constituting the boosting converter circuit and the vacuum cleaner, Realize cooperation.
[0010]
The invention described in claim 2 is a vacuum cleaner having a DC power source as a drive source and voltage conversion means for boosting the output voltage of the DC power source, for example, a boost converter circuit, the vacuum cleaner having an operation mode Control means controls according to the operation of the switching operation unit Consists of switching parts (Q) By the switching operation of the switching means, it is possible to select a non-boosting operation mode in which the voltage conversion means is not operated and a boost operation mode in which the voltage converting means is operated in the voltage supply path from the DC power supply to the electric blower. The control means, at the time of stop instruction of the electric blower operating in the boost operation mode, By accelerating the switching stop operation of the switching component (A) for connecting the DC power source and the electric blower to the switching stop operation of the switching component (Q), The switching means is controlled so that the non-boosting operation mode elapses after the boosting operation mode is stopped, thereby coordinating the operation of the boosting converter circuit and the vacuum cleaner, and the components constituting the boosting converter circuit and the vacuum cleaner, Realize cooperation.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0012]
[Part structure of the vacuum cleaner]
FIG. 1 is a perspective view showing an external configuration of the electric vacuum cleaner of the present embodiment. In the vacuum cleaner 1 according to the present embodiment, an extension pipe 4 as an extendable connection pipe having a suction port body 3 detachably attached to a tip portion thereof is detachable with respect to the main body suction port 11 of the main body case 2. The hose body 5 connected to is detachably attached. An electric blower 6 and a DC power source 10 (see FIG. 3) are built in the main body case 2, and a handle 8 as a handle means is provided on the upper surface of the main body case 2. The handle 8 is formed in a substantially Y shape in plan view. Further, in the vicinity of the handle 8, display means 14 having a plurality of light emitting diodes is arranged.
[0013]
In addition, a charging terminal (not shown) for charging the DC power supply 10 by being set on a charging stand and supplying power to the DC power supply 10 is provided at the center of the rear surface of the main body case 2.
[0014]
The flexible hose body 5 has a base end that communicates with the suction side of the electric blower 6 via a dust cup 12 (see FIG. 2) as a bottomed cylindrical dust collection chamber. The suction port 11 is detachably connected. A plurality of exhaust ports 13 communicating with the electric blower 6 and opening toward the substantially front side are formed in the side plate portion of the main body case 2.
[0015]
Further, a hand operating portion 7 is provided at the tip of the hose body 5 as an operating means bent in a substantially “<” shape. The hand operation unit 7 is provided with an operation mode switching operation unit 9 as an operation unit at a position where it can be operated with an operator's finger.
[0016]
As shown in FIG. 2, the dust cup 12 has a bottomed structure and includes a dust cup suction port 16 along the side wall of the dust cup 12. A pre-filter 15 formed of a mesh member having air permeability is detachably attached to a substantially upper center portion of the dust cup 12, and a dust cup exhaust port 17 is provided on the upper portion thereof. The dust cup exhaust port 17 communicates with the electric blower 6. Therefore, the dust cup 12 having such a structure functions as a dust collection chamber that rotates the air in a cyclone shape by operating the electric blower 6 and separates dust and air by centrifugal force. As the dust collection method, a dust collection method using a paper pack can also be used.
[0017]
The operation mode switching operation unit 9 also serves as a power switch for the electric blower 6 and is configured to be able to select a plurality of types of operation modes for setting the electric blower 6 in different driving states. Specifically, as shown in FIG. 3, the operation button 9a for stop setting that is an operation mode from the hose body 5 toward the extension pipe 4, the operation button 9b for weak operation setting that is an operation mode, An operation button 9c for medium operation setting which is an operation mode and an operation button 9d for strong operation setting which is an operation mode are sequentially arranged in a line.
[0018]
[Control circuit]
The structure and operation of the control circuit for the electric blower 6 in the vacuum cleaner 1 having such a structure will be described with reference to FIGS.
[0019]
The electric blower 6 disposed in the main body case 2 includes a DC power supply 10 that can be charged via a charging terminal (not shown), and a voltage that boosts the output voltage of the DC power supply 10 and outputs the boosted voltage to the electric blower 6. It is connected to a power supply circuit constituted by the conversion means 33. Further, a drain terminal of a MOSFET which is a switching component (A) 24 is connected to the low pressure side of the electric blower 6, and a vacuum cleaner control built in the vacuum cleaner 1 is connected to the gate terminal. Means 25 is connected. It goes without saying that the switching component (A) 24 can be realized not only by a MOSFET but also by a semiconductor switching element such as a bipolar transistor or IGBT, or a switching component such as an electromagnetic relay. However, semiconductor switching elements such as MOSFETs, bipolar transistors, or IGBTs can be switched at high speed with lower power than electromagnetic relays, and are therefore suitable as switching parts in battery-powered vacuum cleaners.
[0020]
The vacuum cleaner control means 25 includes an electric blower control means 30, a voltage conversion control means 28, a DC power supply monitoring means 27, a storage means 26, a timer 29, a voltage reading means 31, an AD converter 32, and the like. Display unit 14 having a plurality of light emitting diodes disposed on the operation mode switching operation unit 9 of the unit 7 and the upper part of the main body case 2, the thermistor 21 for measuring the temperature of the DC power supply 10, the secondary battery identification unit 34, voltage conversion Means input voltage detector 22, voltage conversion means output voltage detector 23, etc. are connected to control the entire vacuum cleaner 1. In this sense, the vacuum cleaner control means 25 constitutes a control means. The vacuum cleaner control means 25 is composed of a plurality of circuit components and a plurality of microcomputers, or is composed mainly of a one-chip microcomputer.
[0021]
A series circuit of a resistor R1 and a resistor R2 is connected between both ends of the secondary battery 10a. A vacuum cleaner control means 25 is connected to the voltage conversion means input voltage detector 22 between the resistors R1 and R2, and the voltage divided by the resistors R1 and R2 is the vacuum cleaner control means 25. To be applied.
[0022]
Similarly, a series circuit of a resistor R3 and a resistor R4 is connected between both ends of the electric blower 6. And the vacuum cleaner control means 25 is connected to the voltage conversion means output voltage detection part 23 between these resistors R3 and R4, and the voltage divided by the resistors R3 and R4 is the vacuum cleaner control means 25. To be applied.
[0023]
The electric blower control means 30 switches the switching component 24 by operating the operation button of the operation mode switching operation unit 9 and controls the output of the electric blower 6.
[0024]
[DC power supply]
The DC power supply 10 that supplies power includes, for example, a secondary battery 10a in which a plurality of batteries such as a nickel cadmium battery, a nickel hydride battery, and a lithium ion battery are connected in series, a thermistor 21, and a resistor R0 as a secondary battery identification unit 34. And a thermostat 35.
[0025]
Further, the positive terminal of the secondary battery 10a is connected to one end of the thermostat 35, and the other end of the thermostat 35 is connected to one end of the resistor R0.
[0026]
[Operation mode switching operation section]
Next, a specific configuration and operation of the operation mode switching operation unit 9 will be described.
[0027]
In the vacuum cleaner control means 25, the partial pressure value of the reference voltage V1 is configured to change according to the operation state of the operation mode switching operation section 9, and the partial pressure value thus changing is an analog / digital converter. The digital signal is converted into a digital signal by an AD converter 32 and then read by the voltage reading unit 31.
[0028]
As a circuit configuration (voltage variable circuit) for changing the divided voltage value of the reference voltage V1 according to the operation state of the operation mode switching operation unit 9, a voltage that can be detected between the resistor R5 and the resistor R6 is AD The switches 36a, 36b, 36c, and 36d that are switched by operating the operation buttons 9a, 9b, 9c, and 9d of the operation mode switching operation unit 9 are input to the operation mode switching operation unit 9 while being input to the converter 32. A circuit configuration is provided in which the resistors R7, R8, R9, and R10 having different values are connected in parallel according to the switching states of the switches 36a, 36b, 36c, and 36d.
[0029]
The storage means 26 provided in the vacuum cleaner control means 25 has a voltage value read by the voltage reading means 31 by operating the weak operation button 9b in the operation mode switching operation section 9. Corresponding control programs and control values are stored.
[0030]
Further, the storage means 26 similarly has a voltage value read by the voltage reading means 31 when the strong operation button 9d (switch for boosting operation) is operated by the operation mode switching operation section 9. Corresponding control programs and control values are stored.
[0031]
As described above, the operation mode switching operation unit 9 can select and set a plurality of voltages, the voltage set by the operation mode switching operation unit 9 is read by the voltage reading unit 31, and a plurality of electric cleanings are performed according to the read voltage. Switch the machine operation mode. For this reason, the operation mode can be added at low cost without increasing the signal lines of the operation mode switching operation unit 9 and the AD converter 32.
[0032]
[Voltage conversion means]
Next, the structural example of the voltage conversion means 33 with respect to the electric blower 6 in the vacuum cleaner 1 is shown in FIG. The voltage conversion means 33 includes a reactor 40 as a magnetic component that plays a role of storing and releasing energy, a switching component (Q) 41 using a semiconductor switching element such as a MOSFET, a bipolar transistor, or an IGBT, and a backflow prevention for preventing a backflow of energy. It is composed of a diode 42 as a component, a capacitor 43 which is a capacitive impedance component element, a voltage conversion control means 28 and the like.
[0033]
The reactor 40 used as a magnetic component is mainly composed of a winding (coil) and a core made of a magnetic material. The core 40 is inserted into the winding and current is passed through the winding to store energy. Is released by the on / off operation of the switching component (Q) 41. The reactor includes a core made of a magnetic material such as ferrite, dust, permalloy, and amorphous alloy, a winding, and the like. The shape of the core is a solenoid shape or a toroid shape.
[0034]
The voltage conversion control means 28 is defined by the operation of the switching component (Q) 41 that boosts the output voltage of the secondary battery 10a, that is, the frequency of the on / off pulse signal and the on time / (on time + off time). It has a function to set and output the duty. The output voltage (step-up rate) of the voltage conversion means main circuit 33a is adjusted by the frequency or duty of the pulse signal output from the voltage conversion control means 28. The ratio of the output voltage boosted by the voltage conversion means 33 to the output voltage of the DC power supply 10 is called a boost ratio (boost ratio = output voltage boosted by the voltage conversion means 33 / output voltage of the DC power supply 10). The voltage conversion control means 28 operates in cooperation with the electric blower control means 30.
[0035]
More specifically, the voltage conversion means 33 has an input terminal Pa connected to the DC power supply 10 side, a common terminal Pb, and an output terminal Pc connected to the electric blower 6 side. The input terminal Pa is connected to one terminal of the reactor 40, which is a magnetic component, the other terminal of the reactor 40 is connected to the drain terminal of the switching component (Q) 41, and the source terminal and the common terminal of the switching component (Q) 41 are connected. Pb is connected, the voltage conversion control means 28 is connected to the gate terminal of the switching component (Q) 41, the connection point between the reactor 40 and the switching component (Q) 41 and the anode terminal of the diode 42 are connected, The cathode terminal and one terminal of the capacitor 43 are connected, the other terminal of the capacitor 43 and the common terminal Pb are connected, the connection point between the diode 42 and the capacitor 43 is connected to the output terminal Pc, and the output terminal Pc and the common terminal Pb And a voltage obtained by boosting the voltage of the DC power supply 10 between the two.
[0036]
Here, the boosting operation of the voltage converting means 33 will be described. When the switching component (Q) 41 is turned on by the pulse signal output from the voltage conversion control means 28, the switching component (Q) 41 Current Is flows, and energy is stored in reactor 40 by current IL. Next, when the switching component (Q) 41 is turned off by the voltage conversion control means 28, the energy accumulated in the reactor 40 flows to the electric blower 6 side as the current Id through the diode 42 and is charged in the capacitor 43. . In this way, the switching of the switching component (Q) 41 is continuously turned on and off by the voltage conversion control means 28, thereby realizing the repetition of accumulation and release of energy from the DC power supply 10 to the reactor 40.
[0037]
Further, the energy stored in the capacitor 43 does not return to the reactor 40 side by the diode 42. The voltage of the capacitor 43 is charged with a voltage higher than that of the DC power supply 10 and supplied to the electric blower 6.
[0038]
Next, a specific method for adjusting the frequency and duty of the pulse signal output from the voltage conversion control means 28 will be described with reference to FIG.
[0039]
In FIG. 5, the voltage conversion control means 28 is operated by operating the operation mode switching operation unit 9. In this voltage conversion control means 28, the error amplifier 51 is supplied with signals from the reference voltage unit 52 and the input voltage unit 53, and the output signal and the triangular wave signal oscillated from the oscillator 54 are input to the signal comparison unit 55. The The oscillator 54 that oscillates a triangular wave signal is a conventionally known method. Then, a pulse signal is output from the signal comparison unit 55 to control on / off of the switching component (Q) 41.
[0040]
Here, the frequency of the pulse signal can be controlled by appropriately setting the frequency of the triangular wave signal oscillated from the oscillating unit 44. Further, the pulse signal can be controlled by appropriately setting the voltage V2 and the voltage dividing ratio R11 / R12. The duty can be controlled.
[0041]
The pulse signal frequency and duty control method can also be realized by a microcomputer programming process. FIG. 6 is a timing chart showing the relationship between the frequency and duty of the triangular wave signal and pulse signal in the microcomputer. The triangular wave signal is generated digitally using a timer counter. For example, in the up / down counter mode, by setting the maximum counter value TCp1, the cycle Tp (k) of the pulse signal is
Tp (k) = 2 × TCp1 × timer counter clock [sec]
It becomes. Therefore, the frequency fp (k) of the pulse signal is
fp (k) = 1 / (2 × TCp1 × timer counter clock) [Hz]
It becomes.
[0042]
Further, the set value S (k) stored in the storage means 26 is compared with the value of the timer counter so that the pulse signal is turned on when the timer counter value (triangular wave signal) exceeds the set value S (k). To do. Thus, the pulse width PW (k) [sec] is determined, and therefore the duty Du (k) is
Du (k) = PW (k) / (2 × TCp1 × timer counter clock) [%]
It becomes.
[0043]
Therefore, the frequency fp (k) and the duty Du (k) of the pulse signal are controlled by changing the maximum value TCp1 of the timer counter value and the set value S (k).
[0044]
Therefore, as shown in FIGS. 5 and 6, the step-up rate of the voltage conversion means 33 can be controlled by controlling at least one of the frequency and duty of the pulse signal. For example, the boost rate is increased by increasing the duty, and conversely, the boost rate is decreased by decreasing the duty.
[0045]
[Battery identification means]
Next, the battery identification means will be described. The electric current value flowing in the resistor R0 as the secondary battery identification unit 34 for identifying the secondary battery 10a is detected by the vacuum cleaner control unit 25, and the type of the secondary battery 10a, for example, battery voltage or capacity (ampere power capacity). Unit Ah), battery characteristics, etc. are identified, and the boosting rate of voltage conversion means 33 is determined according to this identification information.
[0046]
In the present embodiment, the type of the secondary battery 10a is identified by the resistor R0 attached to the DC power supply 10. For example, the secondary battery 10a is provided with a protrusion, and the position and shape of the protrusion. In such a configuration that the type of the secondary battery 10a can be identified by the above, or the output voltage of the DC power source 10 is detected by the voltage conversion means input voltage detector 22, and the type of the secondary battery 10a can be identified by this output voltage Even if it exists, there can exist an effect similar to this Embodiment.
[0047]
[Battery thermistor]
Further, a thermistor 21 as a temperature detection component for detecting the temperature of the secondary battery 10a is disposed in the vicinity of the secondary battery 10a. The resistance value of the thermistor 21 changes according to the temperature change of the secondary battery 10a. As an example of the use of the thermistor 21, both ends of the thermistor 21 are connected to the vacuum cleaner control means 25. The vacuum cleaner control means 25 uses the thermistor 21 to change the temperature in the vicinity of the secondary battery 10a. Is detected, and the step-up rate of the voltage conversion means 33 is determined according to the resistance change of the thermistor, and the operation mode is switched from the step-up operation mode to the non-step-up operation mode.
[0048]
Furthermore, the vacuum cleaner control means 25 detects the current value flowing through the resistor R0 and the temperature information of the thermistor 21, and detects the discharge information of the secondary battery 10a from these current value and temperature information. Depending on the detected discharge information, that is, the capacity remaining in the secondary battery 10a, the step-up rate of the voltage conversion means 33 is determined, and the operation mode is switched from the step-up operation mode to the non-step-up operation mode.
[0049]
[Timer]
Next, an example of how the timer 29 is used will be described. As an example of the usage pattern of the timer 29, the vacuum cleaner control means 25 measures the drive time of the electric blower 6 in the boost operation mode, and when this drive time has passed the set time stored in the storage means 26, The step-up rate of the voltage conversion means 33 is reduced, or the step-up operation mode is switched to the non-step-up operation mode. Further, the driving time of the electric blower 6 in the non-boosting operation mode is measured, and the boosting rate in the subsequent boosting operation mode is determined according to the driving time. The boosting rate determination method is stored in the storage means 26 or the like.
[0050]
[Description of operation]
Here, in the operation mode switching operation portion 9 of the control circuit shown in FIG. 3 to which the voltage conversion means shown in FIG. 4 is applied, the weak operation button 9b, the middle operation button 9c, and the strong operation button 9d are operated. The operation of the electric vacuum cleaner 1 and the voltage conversion means 33 in this case will be described in detail with reference to FIG. 7 together with the operations of the switching component (Q) 41 and the switching component (A) 24.
[0051]
In the vacuum cleaner 1 in the stopped state, when the weak operation button 9b is first operated, an on / off signal is output from the electric blower control means 30, and the switching component (A) 24 is turned on / off based on the signal. The operation is repeated, and the electric blower 6 starts rotating, and the output of the electric vacuum cleaner 1 increases from zero output to a preset weak operation mode output W1.
[0052]
When the middle operating button 9c is operated from this state, the electric blower control means 30 outputs a signal having a larger on-time ratio than in the weak operation mode, and the switching component (A) 24 is turned on based on the signal. -The off operation is repeated, and the output of the vacuum cleaner 1 rises to the preset intermediate operation mode output W2.
[0053]
Thus, when the weak operation button 9b and the middle operation button 9d are operated, the voltage conversion means 33 does not operate, and therefore the voltage is boosted via the voltage conversion means main circuit 33a. The output voltage is not supplied to the electric blower 6.
[0054]
Furthermore, when the strong operation button 9d is operated from this state, a pulse signal that is always on (duty 100%) is output from the electric blower control means 30, and the switching component (A) 24 is always turned on based on this signal. The voltage conversion control means 28 outputs a pulse signal to the switching component (Q) 41, thereby operating the voltage conversion means main circuit 33a, whereby the output voltage of the secondary battery 10a is converted into a voltage. The voltage is boosted through the means main circuit 33 a and applied to the electric blower 6. Therefore, the output voltage boosted by the voltage conversion means 33 is supplied to the electric blower 6, and the output of the electric blower 6 rises to the preset strong operation mode output W3. The strong output operation mode of the strong operation mode output W3 is an operation mode with the maximum output among the operation modes prepared for the vacuum cleaner 1, has a large power consumption, and has the highest dust suction capability.
[0055]
When the stop operation button 9a is operated from this state, the pulse signal output from the voltage conversion control means 28 stops and the switching component (Q) 41 is turned off, whereby the voltage conversion means main circuit is turned off. While 33a stops, the pulse signal output from the electric blower control means 30 also stops, the switching component (A) 24 is turned off, and the operation of the electric blower 6 stops.
[0056]
As shown in this operation example, the control process of the switching operation for the switching component (Q) 41 is realized by switching one of the output voltage of the DC power supply 10 and the output voltage of the voltage conversion means 33. At this time, the switching component (Q) 41 constitutes a switching means.
[0057]
The switching component (A) 24 is a component that can directly control the supply of the output voltage boosted by the voltage conversion means 33 to the electric blower.
[0058]
However, according to the present embodiment, the output voltage boosted by the voltage converting means 33 is supplied to the electric blower 6 when the strong operation button 9d is operated. For this reason, the non-boosting operation mode is set in the weak operation mode and the intermediate operation mode in the operation modes of weak, medium, and strong of the vacuum cleaner 1, and the boost operation mode is set in the vacuum cleaner 1. It is set in the strong driving mode among the driving modes of weak, medium and strong. In this sense, the weak operation setting operation button 9b and the medium operation setting operation button 9c function as an operation unit for selecting the non-boosting operation mode, and the strong operation setting operation button 9d is the boost operation. Functions as an operation unit for selecting a mode. The stop operation button 9a functions as a stop operation unit for stopping the rotational drive of the electric blower 6.
[0059]
In the above description based on FIG. 7, the weak operation button 9b, the middle operation button 9c, and the strong operation button 9d are sequentially operated from the stop state. However, when the strong operation button 9d is suddenly operated in the stop state, the boost operation mode is directly entered from the stop state.
[0060]
Thus, the non-boosting operation mode in which the output voltage of the DC power supply 10 is supplied to the electric blower 6 and the boosting operation mode in which the output voltage obtained by boosting the output voltage of the DC power supply 10 by the voltage conversion means 33 is supplied to the electric blower 6. Are prepared in advance, and the user himself / herself performs the direct switching by providing the switching means for switching the operation modes and the operation mode switching operation unit 9 for operating the switching means. be able to.
[0061]
In vacuum cleaners, for example, when dust output is required with a large output, a battery with a large capacity is used to increase the output of the electric blower, or a voltage conversion as described above in the present invention. The power supply voltage must be boosted by means.
[0062]
In the method using a battery with a large capacity, since the electric blower is directly driven by the battery, the power loss of the power supply circuit itself is very small, but the size and weight of the battery are increased. There is a drawback that the vacuum cleaner becomes large and interferes with use and carrying. Even when the dust suction capability is not so necessary, a large battery is always mounted on the vacuum cleaner, which causes the same trouble as described above.
[0063]
On the other hand, when the power supply voltage is boosted by the voltage conversion means, it causes power loss due to the circuit components constituting the voltage conversion circuit, etc., so it is necessary to use wasted power compared to the case of driving directly with a battery. There is. However, compared with the case where the battery capacity is increased, there is a feature that the power supply unit can be significantly reduced in size and weight.
[0064]
In addition, when the battery voltage is boosted by the voltage conversion means, and the voltage conversion means is always operated, the voltage conversion means is used even when the user does not need a high dust absorption capability. Power loss due to battery life, shortening the battery usage time. When the battery is a secondary battery, the usage time per charge is shortened.
[0065]
In consideration of the requirements as described above, the vacuum cleaner should be used according to the specific usage pattern of the vacuum cleaner, that is, the degree of dust suction capability desired by the user and the length of usage time per charge. The configuration in which the user can directly select the operation mode of the vacuum cleaner has a great effect on the user.
[0066]
That is, as in the configuration of the present embodiment, when the dust suction capacity is not so necessary, or when the usage time of the battery (the usage time per charge in the case of a secondary battery) is to be increased, The electric blower is driven by the output voltage boosted by the voltage conversion means for the case where the electric blower is driven only by the output voltage of the battery (non-boosting operation mode) and the case where high dust suction capability is required (the boosting operation mode) ) Means as output control means of the electric blower, and further, by providing switching means that can switch these output control means at any time, the user can change the operation mode according to various situations of the user. You can choose.
[0067]
Therefore, by using such a configuration, the vacuum cleaner can be reduced in size and weight, and at the same time, the boost operation mode can be operated only when high dust suction capability is required. The power loss due to the use of the conversion means can be minimized.
[0068]
Further, in the case of a cordless type vacuum cleaner that can be cited as one use form of a vacuum cleaner that uses a DC power source as a drive source according to the present invention, it is particularly compact and lightweight, and the boost operation mode can be used only when necessary. This is particularly suitable.
[0069]
[Step-up operation start mode]
Next, in the control circuit shown in FIGS. 3 and 4, the start operation procedure of the boost operation mode will be described with reference to FIG. 8. When the boost operation mode is started by operating the strong operation button 9d of the operation mode switching operation unit 9 of the vacuum cleaner 1 in the stopped state, the switching start operation of the switching component (A) 24 is changed to the switching component. (Q) Control is performed so as to be faster than the switching start operation of 41. By controlling the sequence as described above, a current starts to flow through the electric blower 6, and after the non-boosting operation mode has elapsed, the operation proceeds to the boosting operation mode. If the voltage conversion means 33 is operated in a state where no current flows in the electric blower 6, no electric power is consumed in the electric blower 6, so that a so-called no-load state occurs, and the boosted voltage from the voltage conversion means main circuit 33a is , It will fall into an unstable state, such as abnormally high. Such a sequence program is stored in the storage means 26 or the like.
[0070]
Further, when the boosted voltage becomes abnormally high, the reliability and life of the electronic components that constitute the voltage conversion means main circuit 33a, such as the capacitor 43, are greatly reduced.
[0071]
Therefore, at the start of the step-up operation mode, the vacuum cleaner 1 is operated in the non-step-up operation mode, a current is supplied to the electric blower 6, and then the sequence is switched to the step-up operation mode. Avoid unstable conditions.
[0072]
Further, when the input power to the electric blower 6 is changed, vibration and noise of the electric blower 6 are generated due to the change. This vibration is uncomfortable for the user, particularly when the user is cleaning with the handle 8. However, the electric power input to the electric blower 6 increases stepwise by making a sequence of shifting to the boosting operation mode after the non-boosting operation mode has elapsed. Therefore, since the degree of change in the input power to the electric blower 6 at the start of the boost operation mode is reduced, vibration and noise of the electric blower 6 can be reduced.
[0073]
Furthermore, when using a dust collection system in which air is rotated in a cyclone and separating dust and air by centrifugal force as shown in FIG. 2, a large electric power is suddenly applied to the electric blower when the vacuum cleaner 1 starts operation. 6, the airflow in the dust cup 12 is disturbed, weakening the effect of separating dust and air, and increasing the speed at which the prefilter 15 is soiled by raising the dust collected in the dust cup. Have the problem of However, by performing the sequence control of shifting to the boosting operation mode after the non-boosting operation mode has elapsed, the power input to the electric blower 6 increases stepwise, and these problems do not become prominent. .
[0074]
Here, means for gradually increasing the duty of the pulse signal output from the voltage conversion control means 28 to the switching component (Q) 41 at the start of the step-up operation mode will be described with reference to FIGS. In FIG. 5, at the start of the step-up operation mode, the capacitor 56 is charged from the power source V3 via the resistor R13, and the voltage at the capacitor terminal input unit 57 rises. The voltage signal of the capacitor terminal input unit 57 is input to the signal comparison unit 55, and the duty of the pulse signal is determined. The state of the pulse signal at this time is shown in FIG. For example, the signal output from the error amplifier 51 and the voltage signal of the capacitor terminal input unit 57 are prioritized, and the lower voltage signal is prioritized. When this prioritized voltage signal becomes lower than the triangular wave signal output from the oscillator 54, the pulse Make sure the signal is on.
[0075]
Thus, when the control of the sequence of shifting to the boosting operation mode after passing the non-boosting operation mode at the start of the boosting operation mode and the control of gradually increasing the boosting rate of the voltage conversion means 33 are combined, the electric blower The power input to 6 is more effective because it increases more smoothly.
[0076]
Although not shown, the pulse signal generation method as shown in FIG. 9 can be digitally realized by a programming process of a microcomputer. The basic idea is as shown in FIG.
[0077]
[Step-up operation stop operation]
Next, in the control circuit shown in FIG. 3 to which the voltage conversion means shown in FIG. 4 is applied, the stop operation procedure in the step-up operation mode will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 10, even when the step-up operation mode is stopped, the sequence control is performed so that the switching stop operation of the switching component (Q) 41 is earlier than the switching stop operation of the switching component (A) 24. By setting the sequence in which the non-boosting operation mode elapses after the stop of the boosting operation mode, there is no timing for the voltage converting means main circuit 33a to operate in a no-load state, so the voltage boosted by the voltage converting means 33 It operates safely and stably without falling into an unstable state such as abnormally high.
[0078]
[Another example of operation]
Next, another example of the operation of the vacuum cleaner 1 when the operation mode switching operation unit 9 of the control circuit shown in FIGS. 3 and 4 is operated will be described in detail with reference to FIG. In this example, the operation of the switching component (A) 24 in the middle operation mode is different from the operation example shown in FIG. In the operation example shown in FIG. 7, the switching component (A) 24 repeats the on / off operation by the on / off signal output from the electric blower control means 30 in the middle operation mode. On the other hand, in the example shown in FIG. 11, in the middle operation mode, a pulse signal that is always on (duty 100%) is output from the electric blower control means 30, and the switching component (A) 24 is always turned on based on the signal. I am doing. However, in any case, an ON signal is not output to the switching component (Q) 41, and the voltage conversion means 19 is not operated.
[0079]
In the control circuit shown in FIGS. 3 and 4, the switching component (A) 24 is a component that can directly control the supply of the output voltage boosted by the voltage conversion means 33 to the electric blower. When the switching component (A) 24 is turned on / off in the step-up operation mode, the switching component (Q) 41 is also turned on / off repeatedly, so that the input voltage ripple to the electric blower 6 increases. It will cause vibration and noise. Therefore, as in the operation example shown in FIGS. 7 and 11, as the operation state of the switching component (A) 24 in the step-up operation mode, the vibration and noise of the electric blower 6 are reduced by controlling the always-on state. be able to. Further, since the loss due to the switching operation of the switching component (A) 24 can be removed, the battery usage time can be extended.
[0080]
[Other configuration examples of control circuit]
Next, another control circuit for the electric blower 6 in the electric vacuum cleaner 1 is shown in FIG.
[0081]
In the control circuit shown in FIG. 3, the switching component (A) 24 12 is provided with the switching component (A) 24 on the low pressure side of the electric blower 6, whereas the control circuit shown in FIG. 12 has the switching component (A) 24 on the high pressure side of the electric blower 6. Yes. The switching component (A) 24 operates in the same manner as the switching component (A) 24 of the control circuit shown in FIG. 3 at the start of the boost operation mode and at the end of the boost operation mode, and the same effect can be obtained.
[0082]
[Other configuration examples of control circuit]
Next, another control circuit for the electric blower 6 in the electric vacuum cleaner 1 is shown in FIG. In the control circuit shown in FIG. 13, a switching component (A) 24 and a switching component 37, which are two switching components, are arranged. The electric blower 6 is connected to the voltage conversion means main circuit 33 a via the switching component (A) 24, and the electric blower 6 is connected to the DC power supply 10 via the switching component 37. By switching the switching component (A) 24a and the switching component 37 by the electric blower control means 30, the input source of the electric blower 6 is switched. It goes without saying that the switching component 37 can be realized not only by a semiconductor switching element such as a bipolar transistor but also by a switching component such as an electromagnetic relay. However, semiconductor switching elements such as bipolar transistors are very suitable as switching components in battery-powered vacuum cleaners because they can switch at high speed with lower power than electromagnetic relays.
[0083]
In the control circuit shown in FIG. 13, even if a malfunction such as a failure occurs in the electric blower 6, the electric blower 6 can be isolated from the circuit by the switching component (A) 24 and the switching component 37. Even if a failure occurs, it is possible to prevent a large current from flowing, so that the DC power supply 10 and the voltage conversion means main circuit 33a can be protected.
[0084]
[Another example of operation]
Next, in the control circuit to which the voltage conversion means 19 shown in FIG. 4 is applied as the voltage conversion means 33 of the control circuit shown in FIG. 13, in the operation mode switching operation section 9, the weak operation button 9e, the middle operation button. The operation of the vacuum cleaner 1 when the operation button 9g and the strong operation button 9g are operated will be described in detail with reference to FIG. 14 together with the operations of the switching component (Q) 41, the switching component (A) 24, and the switching component 37. explain.
[0085]
In the vacuum cleaner 1 in the stopped state, first, when the weak operation button 9b is operated, an on / off signal is output from the electric blower control means 30, and the switching component 37 on / off operation is repeated based on the signal, The electric blower 6 starts rotating, and the output of the electric vacuum cleaner 1 increases from zero output to a preset weak operation mode output W16. The output of the electric blower 6 can be adjusted by the duty of the pulse signal.
[0086]
When the middle operation button 9c is operated from this state, the electric blower control means 30 outputs a pulse signal having a duty larger than that in the weak operation mode, and the switching component 37 is repeatedly turned on / off based on the signal. As a result, the output of the vacuum cleaner 1 increases up to the preset middle operation mode output W18.
[0087]
As described above, when the weak operation button 9b or the middle operation button 9c is operated, the switching component (A) 24 and the switching component (Q) 41 are not operated. The boosted output voltage is not supplied to the electric blower 6.
[0088]
Further, when the strong operation button 9d is operated from this state, the switching component 37 is turned off, and then the switching component (A) 24 is turned on. Further, the voltage conversion control means 28 switches the switching component ( Q) A pulse signal is output to 41, whereby the voltage conversion means main circuit 33a operates, whereby the output voltage of the secondary battery 10a is boosted through the voltage conversion means main circuit 33a and applied to the electric blower 6. Therefore, the output voltage of the voltage conversion means 33 is supplied to the electric blower 6, and the output of the electric blower 6 rises to the preset strong operation mode output W20. The strong output operation mode of the strong operation mode output W20 is the maximum output operation mode among the operation modes prepared in the vacuum cleaner 1, and the vacuum cleaner 1 has the highest dust suction capability.
[0089]
In the switching operation control process for the switching component (Q) 41, the switching component (A) 24, and the switching component 37, one of the output voltage of the DC power supply 10 and the output voltage of the voltage conversion means 33 is switched. Is executed by. At this time, the switching component (Q) 41, the switching component (A) 24, and the switching component 37 constitute a switching unit.
[0090]
However, according to the present embodiment, the output voltage of the voltage conversion means 33 is supplied to the electric blower 6 when the strong operation button 9d is operated. For this reason, the non-pressurization operation mode is set in the weak operation mode or the medium operation mode in the general operation modes of the vacuum cleaner 1 such as weak, medium, and strong. It is set in the strong operation mode among the general operation modes of weak, medium and strong of the machine 1. In this sense, the weak operation setting operation button 9b and the medium operation setting operation button 9c function as an operation unit for selecting the non-boosting operation mode, and the strong operation setting operation button 9d is the boost operation. Functions as an operation unit for selecting a mode. The stop operation button 9a functions as a stop operation unit for stopping the rotational drive of the electric blower 6.
[0091]
In the above description based on FIG. 14, since the weak operation button 9b, the middle operation button 9c, and the strong operation button 9d are sequentially operated from the stop state, the non-boosting operation mode is started. Although an example of switching to the boost operation mode is shown, when the strong operation button 9d is suddenly operated in the stop state, the boost operation mode is directly entered from the stop state.
[0092]
Further, in the control circuit shown in FIG. 13 using the voltage conversion means shown in FIG. 4, the start operation procedure of the step-up operation mode as shown in FIG. 8 is taken. When the boost operation mode is started by operating the strong operation button 9d of the operation mode switching operation unit 9 of the vacuum cleaner 1 in the stopped state, the switching start operation of the switching component (A) 24 is changed to the switching component. (Q) Control is performed so as to be faster than the switching start operation of 41. By controlling the sequence as described above, a current starts to flow through the electric blower 6, and after the non-boosting operation mode has elapsed, the boosting operation mode is entered.
[0093]
In addition, the effects of avoiding instability at no-load timing, reducing vibration and noise of the electric blower 6 by reducing the degree of change in input power, and collecting dust in the dust cup 12 are as described above.
[0094]
Further, with regard to the stop operation procedure in the step-up operation mode, as shown in FIG.
[0095]
[Other configuration examples of control circuit]
Moreover, the other control circuit with respect to the electric blower 6 in the vacuum cleaner 1 is shown in FIG. The control circuit is different from the control circuit shown in FIG. 13 in that the DC power supply 10 and the voltage conversion means main circuit 33a are connected via the switching component (A) 24. Therefore, the switching component (A) 24 and the switching component 37 are switched by the electric blower control means 30 to switch the input source of the electric blower 6.
[0096]
In the control circuit shown in FIG. 15, if the switching component (A) 24 is turned off when the vacuum cleaner 1 is not used, an invalid current does not flow in the voltage conversion means main circuit 33a, and the invalid power consumption is small. Furthermore, even if a failure such as a failure occurs in the DC power supply 10, the DC power supply 10 can be isolated from the switching component (A) 24 and the switching component 37 in a circuit, so that the electric blower 6 and the voltage conversion means main circuit 33a are protected. be able to.
[0097]
Also in the control circuit shown in FIG. 15 using the voltage conversion means of FIG. 4, the start operation procedure of the step-up operation mode as shown in FIG. 8 is taken. When the boost operation mode is started by operating the strong operation button 9d of the operation mode switching operation unit 9 of the vacuum cleaner 1 in the stopped state, the switching start operation of the switching component (A) 24 is changed to the switching component. (Q) Control is performed so as to be faster than the switching start operation of 41. By controlling the sequence as described above, a current starts to flow through the electric blower 6, and after the non-boosting operation mode has elapsed, the boosting operation mode is entered. In this case, there is no timing for the voltage conversion means main circuit 33a to operate in a state where the input voltage is zero, so that the switching component (Q) 41 Therefore, the voltage conversion means 33 operates stably and stably.
[0098]
Further, with regard to the stop operation procedure in the step-up operation mode, as shown in FIG.
[0099]
Further, the effects relating to the reduction in vibration and noise of the electric blower 6 and the collection of dust in the dust cup 12 due to the relaxation of the degree of change in input power are as described above.
[0100]
Further, as described above, the switching stop operation of the switching component (Q) 41 is made earlier than the switching stop operation of the switching component (A) 24 with respect to the stop operation procedure in the boost operation mode. By making such a sequence that the non-boosting operation mode elapses after the stop of the boosting operation mode, there is no timing for the voltage conversion means main circuit 33a to operate in a state where the input voltage is zero. (Q) 41 Therefore, the voltage conversion means 33 operates stably and stably.
[0101]
[Other configuration examples of voltage conversion means]
Next, another configuration example of voltage conversion means for the electric blower 6 in the electric vacuum cleaner 1 will be described with reference to FIG. In the voltage conversion means 60 of the present embodiment, a transformer 61 having a primary winding 61a and a secondary winding 61b is used as a magnetic component. The primary winding 61a and the secondary winding 61b of the transformer 61 are reversely connected.
[0102]
More specifically, the voltage conversion means 60 has an input terminal Pa and an input side common terminal Pd connected to the DC power supply 10, and an output terminal Pc and an output side common terminal Pe connected to the electric blower 6 side. The input terminal Pa is connected to one terminal of the primary winding 61a of the transformer 61, the other terminal of the primary winding 61a of the transformer 61 is connected to the drain terminal of the switching component (Q) 41, and the switching component (Q). 41 is connected to the input side common terminal Pd, the output side of the voltage conversion control means 28 is connected to the control terminal of the switching component (Q) 41, and one terminal of the secondary winding 61b of the transformer 61 is connected. The anode terminal of the diode 42 is connected, the cathode terminal of the diode 42 and one terminal of the capacitor 43 are connected, and the other terminal of the capacitor 43 is connected to the transistor. 61, the other terminal of the secondary winding 61b is connected, the connection point between the diode 42 and the capacitor 43 is connected to the output terminal Pc, and the connection point between the capacitor 43 and the secondary winding 61b of the transformer 61 is the output side. It is connected to the common terminal Pe, and is configured to output a voltage obtained by boosting the output voltage of the DC power supply 10 between the output terminal Pc and the output side common terminal Pe.
[0103]
The boosting operation of the voltage conversion means 60 will be described. When the switching component (Q) 41 is turned on by the pulse signal output from the voltage conversion control means 28, the current IT1 flows and energy is stored in the transformer 61. At this time, since the primary winding 61 a and the secondary winding 61 b are reversely connected in the transformer 61, no current flows to the secondary side by the diode 42.
[0104]
Next, when the switching component (Q) 41 is turned off by the voltage conversion control means 28, a counter electromotive voltage is generated in the winding of the transformer 61 and the potential is inverted. After that, the current IT2 is discharged to the secondary winding 61b side (electric blower 6 side). The capacitor 43 is charged with a voltage higher than that of the DC power supply 10 and supplied to the electric blower 6.
[0105]
[Operation mode switching operation section]
Next, another configuration example of the operation mode switching operation unit of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a front view illustrating an example of the operation mode switching operation unit 71.
[0106]
The operation mode switching operation unit 71 of the present embodiment includes an operation button 71d for power operation setting in addition to an operation button 71a for stop setting, an operation button 71b for weak operation setting, and an operation button 71c for intermediate operation setting. These operation buttons 71a, 71b, 71c, and 71d are sequentially arranged in a line. In the operation mode set by each of these operation buttons 71a, 71b, 71c, 71d, “weak” and “medium” set by the operation button 71b for weak operation setting and the operation button 71c for medium operation setting. This operation mode is a non-boosting operation mode in which the output voltage boosted by the voltage conversion means 33 and 60 is not supplied to the electric blower 6. On the other hand, the power operation mode set by the operation button 71d for power operation setting is a boost operation mode in which the output voltage boosted by the voltage conversion means 33 and 60 is supplied to the electric blower 6. For this reason, in the power operation mode, the power consumption of the DC power supply 10 is larger, the output of the electric blower 6 is larger, and the dust suction capability is higher than in the middle operation mode.
[0107]
In this sense, in the present embodiment, the weak operation setting operation button 71b and the medium operation setting operation button 71c function as an operation unit for selecting the non-boosting operation mode, and are for power operation setting. The operation button 71d functions as an operation unit for selecting the boost operation mode, and the operation mode switching operation unit 71 functions as a switching operation unit between the boost operation mode and the non-boosting operation mode. Therefore, in the present embodiment, the operation button 71d for setting the power operation (for boost operation) is provided as a separate and different button shape from the normal operation buttons 71b and 71c for designating the strength of the driving force of the electric blower 6. Will be.
[0108]
Therefore, in the present embodiment, the operation buttons 71d (step-up operation mode operation unit) for operating the voltage conversion means 33 and 60 and the operation buttons 71b and 71c (non-step-up operation mode operation unit) that are not operated are provided to the user. Can be shown in an easy-to-understand manner.
[0109]
Here, it is easier for the user to understand that the output voltage boosted by the voltage conversion means 33 and 60 is supplied to the electric blower 6, and the operation button 9d increases the power consumption of the DC power supply 10. The following means are effective as specific means for making it easier to recognize that the button is a button that maximizes the dust suction capacity in the maximum output operation mode of the electric blower 6.
[0110]
(1) An operation button 71d for supplying the output voltage boosted by the voltage conversion means 33 and 60 to the electric blower 6, and operation buttons 71b and 71c for supplying the output voltage of the DC power supply 10 directly to the electric blower 6. Separately provided.
[0111]
(2) The character of the operation button 71d that supplies the output voltage boosted by the voltage conversion means 33 and 60 to the electric blower 6 is a character reminiscent of the relationship between “medium” and “weak”, such as “strong”. Without using, use a completely different character such as “power”.
[0112]
(3) An operation button 71d for supplying the output voltage boosted by the voltage conversion means 33 and 60 to the electric blower 6, and an operation button 71b and 71c for supplying the output voltage of the DC power supply 10 directly to the electric blower 6. Change the appearance of characters (colors, fonts, etc.) and the background (colors, patterns, etc.).
[0113]
(4) The operation button 71d for power operation setting for supplying the output voltage boosted by the voltage conversion means 33 and 60 to the electric blower 6 is provided for the operation button 71a for stop setting as shown in FIG. Thus, they are arranged via the “weak” 71b and “medium” 71c operation buttons for selecting the non-boosting operation mode. By adopting such an arrangement, the power operation button is separated from the stop operation button as shown in FIG. 17 (a), so that it is possible to easily prevent the boost operation mode from being used. It is possible to bring That is, the boost operation mode in which the power consumption of the DC power supply 10 is large as described above is used to the minimum necessary.
[0114]
(5) As a modification of FIG. 17 (a), when there is a geometric limitation of the operation mode switching operation unit 71, the same effect can be obtained even when the operation buttons are arranged as shown in FIG. 17 (b). Can do.
[0115]
(6) As another form, as shown in FIG. 18, the operation buttons 71a and 71c for selecting the non-boosting operation mode on both sides of the operation button 71a for setting the stop and the operation for selecting the boosting operation mode. A button 71d is arranged. Such an arrangement has an effect of consciously distinguishing the user of the vacuum cleaner who uses these modes, and has an effect of preventing the use of an unintentional boost operation mode. As a modification of FIG. 18A, when there is a geometric limitation of the operation mode switching operation unit 71, the same effect can be obtained even when the operation buttons are arranged as shown in FIG.
[0116]
【The invention's effect】
According to the present invention, in a vacuum cleaner equipped with a boost converter circuit using a DC power source as a drive source, it is possible to improve the reliability of the vacuum cleaner and improve the dust suction performance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an appearance of a vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a dust cup according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an example of a control circuit of the electric vacuum cleaner according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a circuit of voltage conversion means of the electric vacuum cleaner according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of voltage conversion control means of the electric vacuum cleaner according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a timing chart showing a pulse signal and a triangular wave.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating an example of operation control of the electric vacuum cleaner according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of operation control when the vacuum cleaner is started in a boosting operation mode.
FIG. 9 is a timing chart showing an error amplifier signal, a triangular wave signal, a capacitor terminal input voltage signal, and a pulse signal when the electric vacuum cleaner is started in a boosting operation mode.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of operation control when the vacuum cleaner is stopped in a boosting operation mode.
FIG. 11 is an explanatory diagram showing another example of the operation control example of the electric vacuum cleaner according to the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a circuit diagram showing another example of the control circuit of the electric vacuum cleaner according to the embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a circuit diagram showing another example of the control circuit of the electric vacuum cleaner according to the embodiment of the present invention.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing another example of the operation control example of the electric vacuum cleaner according to the embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a circuit diagram showing another example of the control circuit of the electric vacuum cleaner according to the embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a circuit diagram showing another example of the circuit of the voltage conversion means of the electric vacuum cleaner according to the embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a front view showing another example of the operation mode switching operation unit of the electric vacuum cleaner according to the embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a front view showing another example of the operation mode switching operation unit of the electric vacuum cleaner according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
6 Electric blower
9 Operation mode switching operation section (operation buttons)
9a Stop operation unit (operation buttons)
9b, 9c Non-boosting operation part (operation buttons)
9d Operation unit for boost operation (operation button)
10 DC power supply
12 Dust collection chamber (dust cup)
24 switching means (switching component (A))
25 Control means (electric vacuum cleaner control means)
33 Voltage conversion means
37 Switching means (switching parts)
41 Switching means (switching parts (Q))
71 Operation mode switching operation section (operation buttons)
71a Stop operation unit (operation buttons)
71b, 71c Non-step-up operation unit (operation buttons)
71d Operation unit for boost operation (operation button)

Claims (9)

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スイッチング部品（Ｑ）からなる切替手段と、
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、停止状態にある前記電動送風機の前記昇圧運転モードでの始動指示時に、前記直流電源と前記電動送風機とを接続させるスイッチング部品（Ａ）のスイッチング開始動作を前記スイッチング部品（Ｑ）のスイッチング開始動作よりも早めることにより、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。An electric blower driven using a DC power source as a drive source;
Voltage conversion means for boosting the output voltage of the DC power supply and supplying power to the electric blower;
Switching means comprising a switching component (Q) for switching between a non-boosting operation mode in which the voltage converting means is not operated and a boosting operation mode in which the voltage converting means is operated in a voltage supply path from the DC power source to the electric blower. ,
An operation mode switching operation unit for selecting and operating the non-boosting operation mode and the boosting operation mode;
Control means for controlling the switching means according to the operation of the operation mode switching operation section, and realizing an operation mode according to the operation of the operation mode switching operation section;
And the control means switches the switching start operation of the switching component (A) for connecting the DC power supply and the electric blower when the electric blower in a stopped state is instructed to start in the boost operation mode. A vacuum cleaner that controls the switching means so as to shift to the step-up operation mode after the non-step-up operation mode has elapsed by accelerating the switching start operation of the component (Q) . 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スイッチング部品（Ｑ）からなる切替手段と、
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で動作している前記電動送風機の停止指示時に、前記直流電源と前記電動送風機とを接続させるスイッチング部品（Ａ）のスイッチング停止動作を前記スイッチング部品（Ｑ）のスイッチング停止動作よりも早めることにより、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。An electric blower driven using a DC power source as a drive source;
Voltage conversion means for boosting the output voltage of the DC power supply and supplying power to the electric blower;
Switching means comprising a switching component (Q) for switching between a non-boosting operation mode in which the voltage converting means is not operated and a boosting operation mode in which the voltage converting means is operated in a voltage supply path from the DC power source to the electric blower. ,
An operation mode switching operation unit for selecting and operating the non-boosting operation mode and the boosting operation mode;
Control means for controlling the switching means according to the operation of the operation mode switching operation section, and realizing an operation mode according to the operation of the operation mode switching operation section;
And the control means performs a switching stop operation of a switching component (A) for connecting the DC power source and the electric blower when a stop instruction for the electric blower operating in the boost operation mode is provided. A vacuum cleaner that controls the switching means so that the non-boosting operation mode elapses after the boosting operation mode is stopped by accelerating the switching stopping operation of (Q) . 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。  The vacuum cleaner according to claim 1 or 2, wherein the boosting operation mode is a maximum output operation mode of the electric blower. 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。  The electric vacuum cleaner according to claim 1, further comprising means for gradually increasing the output voltage boosted by the voltage conversion means from a low voltage to a high voltage at the start of the boost operation mode. 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。  The vacuum cleaner according to claim 1 or 2, further comprising a dust collecting chamber that generates a cyclone action by the electric blower and separates dust and air by the cyclone action. 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。  The said operation mode switching operation part has the operation part for pressure | voltage rise for selecting the said pressure | voltage rise operation mode independently of the operation part for non pressure | voltage rises for selecting the said non-pressure | voltage rise operation mode. Electric vacuum cleaner. 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。  The electric vacuum cleaner according to claim 6, wherein the step-up operation unit is provided in a mode different from the non-step-up operation unit. 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。  The vacuum cleaner according to claim 6, wherein the boosting operation unit is disposed at a position where the non-pressurization operation unit is interposed with respect to a stop operation unit for stopping the rotational drive of the electric blower. . 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。  The vacuum cleaner according to claim 6, wherein the boosting operation unit is disposed at a position where a stop operation unit for stopping the rotational drive of the electric blower is interposed with respect to the non-pressurization operation unit. .
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