(57)【要約】【課題】交流・直流両用の電気掃除機において、２次電池の消費電力を少なくし、２次電池の容量低下や性能劣化を防止すること。【解決手段】電気掃除機は、電源コード（２）から電源回路（１３）への電源供給経路と、２次電池（１２）から電源回路（１３）への電流供給経路の一部を共用し、２次電池（１２）から電源回路（１３）への電源供給経路に半導体スイッチング素子（２０）を設ける。そして、交流電源（１１）からの電力供給がない時は、トリガ回路用電源（１６）を電源とする操作入力により半導体スイッチング素子（２０）がオンして電源回路（１３）を起動させる。一方、操作入力がない時は、トリガ回路用電源（１６）にのみ２次電池（１２）から電源供給する。これにより、２次電池（１２）の消費電力少なくし、２次電池（１２）の容量低下や性能劣化を防止実現する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掃除機本体と、把手部と、前記把手部に設けられ、運転操作を入力する操作入力受付部と、を備え、
前記掃除機本体内に、少なくとも電動送風機と、
交流電源に接続可能な電源コードと、
２次電池と、
前記電源コードの前記交流電源への接続有無を検出するＨｚ信号検出部と、
前記電動送風機の制御および前記Ｈｚ信号検出部による検知を行う信号制御部と、
前記信号制御部の電源回路と、
前記２次電池から電源が供給されるトリガ回路用電源と、
前記トリガ回路用電源を電源とするトリガ回路と、を有し、
前記電源コードから前記電源回路への電源供給経路と、前記２次電池から前記電源回路への供給経路の一部を共用し、前記２次電池から前記電源回路への前記電源供給経路の開閉部として半導体スイッチング素子を設け、
前記交流電源からの電力供給が断たれている時は、前記操作入力受付部からの前記トリガ回路用電源を電源とする操作入力による前記トリガ回路からの主電源起動信号により前記半導体スイッチング素子がオンして、前記電源回路が起動されて前記信号制御部が運転を開始し、操作入力がない時は前記トリガ回路用電源にのみ前記２次電池から電源供給をする電気掃除機。
【請求項２】
前記トリガ回路用電源の出力平滑コンデンサにセラミックコンデンサを適用した請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
前記２次電池と直列に接続されるように前記トリガ回路用電源にツェナダイオードを接続した請求項１または２に記載の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用電源と２次電池の両方で動作する交流直流両用の電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、交流電源と直流電源（２次電池）とを選択的に切り替えて運転される電気掃除機が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の交流直流両用の電気掃除機は、交流周波数信号（以下、「Ｈｚ信号」と記す）の有無により、交流電源と直流電源（２次電池）とを選択的に切り替える。そして、制御回路を制御する制御回路用電源回路に電源を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３２１３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の従来の電気掃除機の構成は、Ｈｚ信号がなくなったことを検知した時に、２次電池で制御回路用電源回路に電源を供給している。この場合、電気掃除機を運転していない時（収納時を含む）も制御回路用電源回路に電源を供給している。そのため、常に、２次電池の電力を消費し、２次電池の電池容量が低下する。
【０００６】
これにより、一定期間、２次電池で電気掃除機を使用していなかったユーザが２次電池で電気掃除機を運転する場合、運転時間が短くなるといった問題があった。さらに、長期間保管した場合、２次電池は過放電状態となる。これにより、２次電池の寿命が低下する虞があった。
【０００７】
本発明は、２次電池の容量低下や性能劣化を防止できる電気掃除機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電気掃除機は、掃除機本体と、把手部と、把手部に設けられ、運転操作を入力する操作入力受付部と、を備える。掃除機本体内に、少なくとも電動送風機と、交流電源に接続可能な電源コードと、２次電池と、電源コードの交流電源への接続有無を検出するＨｚ信号検出部と、電動送風機の制御およびＨｚ信号検出部による検知を行う信号制御部と、信号制御部の電源回路と、２次電池から電源が供給されるトリガ回路用電源と、トリガ回路用電源を電源とするトリガ回路と、を有する。そして、電源コードから電源回路への電源供給経路と、２次電池から電源回路への供給経路の一部を共用し、２次電池から電源回路への電源供給経路の開閉部として半導体スイッチング素子を設ける。そして、交流電源からの電力供給が断たれている時は、操作入力受付部からのトリガ回路用電源を電源とする操作入力によるトリガ回路からの主電源起動信号により半導体スイッチング素子がオンして、電源回路が起動されて信号制御部が運転を開始し、操作入力がない時はトリガ回路用電源にのみ２次電池から電源供給する構成を備える。
【０００９】
この構成によれば、交流電源から２次電池に電源供給が切り替わった場合、操作入力によるトリガ回路からの主電源起動信号がない間は、電源回路に電力を供給しない。これに
より、無負荷時において、消費電力の極めて小さいトリガ回路用電源にのみ電源を供給する。その結果、２次電池の電池容量の低下を低減できる。また、長期間保管による２次電池の過放電を抑制できる。その結果、信頼性に優れた電気掃除機を実現できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電気掃除機は、２次電池の容量低下や性能劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る電気掃除機の外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、同実施の形態に係る電気掃除機の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１３】
（実施の形態）
以下に、本発明の実施の形態の電気掃除機について、図１を用いて、説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態に係る電気掃除機の外観を示す斜視図である。  図１に示すように、本実施の形態の電気掃除機は、少なくとも電動送風機を内蔵した掃除機本体１と、電源コード２と、ホース３と、手元ハンドル４と、手元操作部５（手元スイッチ部）と、延長管６と、床面吸込み具７などから構成されている。電源コード２は、掃除機本体１に、例えば商用電源などの交流電源を供給する。ホース３は、掃除機本体１に接続される。手元ハンドル４は、ホース３に連通・接続される。手元操作部５は、手元ハンドル４に設けられる。延長管６は、手元ハンドル４に連通・接続される。床面吸込み具７は、延長管６に連通・接続される。
【００１５】
また、掃除機本体１には、２次電池などの蓄電池からなる直流電源が内蔵もしくは外付けされている。
【００１６】
以下に、本実施の形態の電気掃除機の動作について、説明する。
【００１７】
まず、交流周波数信号の有無により、電動送風機を、交流電源または直流電源のどちらで駆動するか判定する。
【００１８】
つぎに、判定結果に基づいて、手元操作部５の運転指示スイッチの操作により、交流電源または直流電源で電動送風機を回転させる。これにより、床面などの清掃面から空気流とともに塵埃を、床面吸込み具７から吸い込む。そして、床面吸込み具７から吸い込んだ塵埃を、延長管６、手元ハンドル４、ホース３を経由して、掃除機本体１内の集塵室に導いて、集塵する。
【００１９】
以上のように、本実施の形態の電気掃除機は構成され、動作する。
【００２０】
以下に、本実施の形態の電気掃除機の制御について、図２を用いて説明する。
【００２１】
図２は、同実施の形態の電気掃除機の回路図である。なお、図２には、主に、本実施の形態の電気掃除機の電源制御系について、示している。
【００２２】
図２に示すように、電気掃除機の電源制御系は、交流電源１１（商用電源）、直流電源を構成する２次電池１２、操作入力受付部１８、信号制御部を構成するマイクロコンピュ
ータ１９（以下、「マイコン」と記す）、主電源を構成する電源回路１３、Ｈｚ信号検出部１４、主電源起動回路１５、トリガ回路用電源１６、トリガ回路１７などから構成されている。操作入力受付部１８は、手元操作部５からの入力信号を受け付ける。マイコン１９は、システム全体を統括制御する。電源回路１３は、マイコン１９などに電源を供給する。Ｈｚ信号検出部１４は、交流周波数信号（Ｈｚ信号）の有無を検知する。主電源起動回路１５は電源回路１３と直列に接続され、２次電池から電源回路１３への電源の供給をオン／オフする。具体的には、主電源起動回路１５は、後述する主電源起動信号により半導体スイッチング素子２０をオン／オフさせて、上記動作を実現する。
【００２３】
また、トリガ回路用電源１６は、２次電池１２により電源が供給され、後述する主電源起動信号の電源供給を担う。具体的には、トリガ回路用電源１６は、無負荷時の電池の消費電力を極めて小さくするために、漏れ電流２μＡ以下（２次電池１２の電池電圧が５０．４Ｖ時）の電源回路で構成されている。なお、トリガ回路用電源１６は、本実施の形態の場合、電源ラインＡに対して、−２０Ｖを出力している。
【００２４】
トリガ回路１７は、トリガ回路用電源１６を電源として、主電源起動回路１５の半導体スイッチング素子２０をオンさせるためのトリガ信号を発生する。
【００２５】
つぎに、上記ように構成された電気掃除機の電源制御系の動作について、説明する。
【００２６】
まず、電源コード２が抜かれている状態の場合、主電源起動回路１５の半導体スイッチング素子２０はオフしている。このとき、無負荷時の２次電池の消費電力が極めて小さいトリガ回路用電源１６のみに２次電池１２から電源が供給されている。そのため、信号制御部を構成するマイコン１９は動作していない。
【００２７】
そして、トリガ回路用電源１６は、ツェナダイオード３２のツェナ電圧と、ＦＥＴ３５（電界効果型トランジスタ：Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）のスレッショルド電圧（閾値電圧）により決定される電圧を、出力平滑コンデンサ３４の両極間に出力している。なお、出力平滑コンデンサ３４は、例えば電解コンデンサやセラミックコンデンサなどから構成され、上記電圧の変動を平滑化する。このとき、出力平滑コンデンサ３４をセラミックコンデンサで構成すると、漏れ電流が少なくなるので、より好ましい。これにより、ツェナ電圧以下になると、トリガ回路用電源１６の動作を停止する。その結果、２次電池の電池容量の低下のさらなる低減、および過放電までの時間をさらに延ばすことができる。
【００２８】
このとき、トリガ回路用電源１６の抵抗３３は、例えば１ＭΩ程度の高抵抗で設けられ、ツェナダイオード３２に流れる電流を制限する。これにより、無負荷時の電流を極力小さくして、２次電池１２の消費電力を抑制している。
【００２９】
さらに、トリガ回路用電源１６は、制限抵抗３１と、ダイオード３０を備えている。制限抵抗３１は、負荷電流を制限する。ダイオード３０は、商用電源に電源コード２が接続された時に、２次電池１２を介して交流電源１１より電流が流れ込むのを防止する。
【００３０】
このとき、操作入力受付部１８のスイッチ５２、５３、５４、５５のいずれかがオンすると、電源ラインＡから操作入力受付部１８を経てトリガ回路１７のダイオード４１、抵抗４２、トランジスタ４３のベース−エミッタ間に電流が流れる。これにより、トランジスタ４３のコレクタ−エミッタ間がオンする。そして、主電源起動回路１５を起動する主電源起動信号が流れる。このとき、電源回路１３は、起動していない。そのため、トリガ回路１７からダイオード５０を介して抵抗５１には、電流は流れない。
【００３１】
これにより、主電源起動信号の電流が、電源ラインＡから主電源起動回路１５のトランジスタ２１のベース−エミッタ間、抵抗２５、トリガ回路１７のトランジスタ４３のコレクタ−エミッタ間を介して流れる。さらに、主電源起動回路１５のトランジスタ２１のエミッタ−コレクタ間、抵抗２２、抵抗２３に電流が流れる。その結果、主電源起動回路１５の半導体スイッチング素子２０がオンする。
【００３２】
半導体スイッチング素子２０がオンすると、主電源である電源回路１３に電源が供給される。これにより、電源回路１３が起動するとともに、マイコン１９が起動する。
【００３３】
つぎに、マイコン１９が起動すると、マイコン１９は、Ｈｚ信号検出部１４により交流周波数信号の入力の有無を判定する。このとき、交流周波数信号の入力がない場合、マイコンは、２次電池１２による電源起動であると判定する。そして、マイコン１９は、トリガ回路１７のトランジスタ４０をオンさせて、電源ラインＡから引き続きトリガ回路１７の抵抗４２、トランジスタ４３のベース−エミッタ間に電流を流す。これにより、２次電池１２から電源回路１３への電源供給を維持する。同時に、ダイオード４１のカソード側が電源ラインＡと同じ電圧になることにより、マイコン１９に所定の電圧が取り込まれる。そして、マイコン１９に取り込まれた入力信号に相当する電圧に応じて、電気掃除機は動作する。ここで、上記所定の電圧とは、電源回路１３の出力電圧からダイオード５０の順方向電圧を減算した電圧を、操作入力受付部１８のオンされたスイッチで形成される抵抗４５、４６、４７、４８による合成抵抗と抵抗５１とで分圧した電圧である。
【００３４】
なお、操作入力受付部１８のスイッチをオンしてから入力信号を読み込むまでの上記一連の制御は、人がスイッチを押している期間（例えば、１５０ｍｓ以内）に行わなければならない。
【００３５】
つぎに、電気掃除機の動作を停止する場合、まず、操作入力受付部１８からの運転停止信号により運転を停止する。その後、トリガ回路１７のトランジスタ４０をオフし、主電源起動回路１５の半導体スイッチング素子２０をオフする。これにより、再び、トリガ回路用電源１６にのみ、２次電池１２から電源が供給される。その結果、無負荷時の２次電池１２の消費電力を極めて小さく抑制できる。
【００３６】
つぎに、電源コード２が接続された場合の動作について、以下に説明する。
【００３７】
まず、交流電源１１より主電源である電源回路１３に電源が供給される。これにより、電源回路１３やマイコン１９が起動する。
【００３８】
つぎに、マイコン１９は、Ｈｚ信号検出部１４により交流周波数信号の入力の有無を判定する。上記の場合、交流周波数信号の入力があるので、マイコン１９は、交流電源１１による電源起動であると判定する。そして、マイコン１９は、主電源起動回路１５のトランジスタ２６をオンさせて、トリガ回路１７のトランジスタ４０をオンする。
【００３９】
このとき、トリガ回路の１７のトランジスタ４０がオンして、電源ラインＡからトリガ回路１７の抵抗４２、トランジスタ４３のベース−エミッタ間に電流が流れる。しかし、主電源起動回路１５のトランジスタ２６がオンしている。そのため、トランジスタ２１のベース−エミッタ間が同電位となる。これにより、トランジスタ２１はオンせず、半導体スイッチング素子２０がオフとなる。
【００４０】
以上で説明したように、本発明の電気掃除機は、掃除機本体と、把手部と、把手部に設けられ、運転操作を入力する操作入力受付部と、を備える。掃除機本体内に、少なくとも電動送風機と、交流電源に接続可能な電源コードと、２次電池と、電源コードの交流電源
への接続有無を検出するＨｚ信号検出部と、電動送風機の制御およびＨｚ信号検出部による検知を行う信号制御部と、信号制御部の電源回路と、２次電池から電源が供給されるトリガ回路用電源と、トリガ用電源を電源とするトリガ回路と、を有する。そして、電源コードから電源回路への電源供給経路と、２次電池から電源回路への供給経路の一部を共用し、２次電池から電源回路への電源供給経路の開閉部として半導体スイッチング素子を設ける。そして、交流電源からの電力供給が断たれている時は、操作入力受付部からのトリガ回路用電源を電源とする操作入力によるトリガ回路からの主電源起動信号により半導体スイッチング素子がオンして、主電源が起動されて信号制御部が運転を開始し、操作入力がない時はトリガ回路用電源にのみ２次電池から電源供給する構成を備えてもよい。
【００４１】
この構成によれば、交流電源から２次電池に電源が切り替わった場合、トリガ回路からの主電源起動信号がない間は電源回路に電力を供給しない。これにより、無負荷時においては、消費電力の極めて小さいトリガ回路用電源にのみ電源を供給する。その結果、２次電池の電池容量の低下を低減できる。また、長期間保管による２次電池の過放電を抑制できる。その結果、信頼性に優れた電気掃除機を実現できる。
【００４２】
また、本発明の電気掃除機は、トリガ回路用電源の出力平滑コンデンサをセラミックコンデンサで構成してもよい。これにより、トリガ回路用電源の漏れ電流を小さくできる。その結果、２次電池の電池容量の低下を、さらに低減できる。
【００４３】
また、本発明の電気掃除機は、２次電池と直列に接続されるようにトリガ回路用電源にツェナダイオードを接続してもよい。これにより、２次電池の電池電圧が低い場合に、トリガ回路用電源が起動しないようにできる。そのため、２次電池の電池電圧がツェナダイオードのツェナ電圧以下になると、トリガ回路用電源の動作を停止する。その結果、２次電池の電池容量の低下のさらなる低減、および過放電までに時間をさらに延ばすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、交流直流両用で駆動される、家庭用、業務用やビルトインタイプ（セントラルクリーナー）など、さまざまな形態の電気掃除機に適用可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  掃除機本体
２  電源コード
３  ホース
４  手元ハンドル
５  手元操作部
６  延長管
７  床面吸込み具
１１  交流電源（商用電源）
１２  直流電源（２次電池）
１３  電源回路（主電源）
１４  Ｈｚ信号検出部
１５  主電源起動回路
１６  トリガ回路用電源
１７  トリガ回路
１８  操作入力受付部
１９  信号制御部（マイコン）
２０  半導体スイッチング素子
２１，２６，４０，４３  トランジスタ
２２，２３，２５，３３，４２，４５，４６，４７，４８，５１  抵抗
３０，４１，５０  ダイオード
３１  制限抵抗
３２  ツェナダイオード
３４  出力平滑コンデンサ
３５  ＦＥＴ
５２，５３，５４，５５  スイッチ
【図１】
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【図２】
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