(57)【要約】【課題】簡単な構成でリーク電流による好ましくない影響を抑制できる電気掃除機を提供する。【解決手段】リーク電流を検知するリーク検知手段17を設ける。管部Ｐを制御手段14と電気的に接続した状態で制御手段14と手元操作部５との間に接続するインピーダンス23，23を設ける。閉状態でインピーダンス23，23をバイパスするスイッチ22，22を設ける。リーク検知手段17によりリーク電流を検知すると、スイッチ22，22が開放してインピーダンス23，23のバイパスを解除する。簡単な構成でリーク部分と作業者Ｈ側との電位差を抑制し、リーク電流による好ましくない影響を抑制できる。【選択図】図１
2007330340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源からの給電を受ける電動送風機と、この電動送風機を互いに異なる複数の動作モードで選択的に動作させる制御手段とを収容した掃除機本体と、
前記電動送風機の吸込側に連通接続される管部と、
この管部に設けられ、手動操作により前記電動送風機の動作モードを設定可能な操作部と、
前記管部を前記制御手段と電気的に接続した状態で前記制御手段と前記操作部との間に接続される抵抗手段と、
リーク電流を検知するリーク検知手段と、
閉状態で前記操作部と前記制御手段との間で前記抵抗手段をバイパスするとともに、前記リーク検知手段によりリーク電流を検知した場合に開状態となって前記バイパスを解除する開閉手段と
を具備したことを特徴とした電気掃除機。
【請求項２】
操作部と制御手段との間の不平衡電流を検知する不平衡電流検知手段を具備し、
リーク検知手段は、前記不平衡電流検知手段である
ことを特徴とした請求項１記載の電気掃除機。
【請求項３】
制御手段は、リーク検知手段によりリーク電流を検知した状態で、このリーク電流値に対応して電動送風機の動作モード数を制限する
ことを特徴とした請求項１または２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、電動送風機を互いに異なる複数の動作モードで選択的に動作させる制御手段を備えた電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電気掃除機は、電動送風機、および、この電動送風機を互いに異なる複数脳動作モードで選択的に動作させる制御手段としての電子回路である制御回路を収容した掃除機本体を備えている。この掃除機本体には、電動送風機の吸込側に連通してホース体、延長管、および、吸込口体としての床ブラシが連通接続される。また、ホース体の先端部には、作業者が把持する把持部を備えた手元操作部が形成され、この手元操作部には、作業者が電動送風機の動作モードなどを制御回路に対して設定する設定ボタンを備えた基板部が配設されている。
【０００３】
このような電気掃除機において、近年、制御回路などの電子制御ユニットへの直流電源を簡略化するために、商用交流電源を段間絶縁することなく直接直流変換し、降圧回路を介して直流電源を得るようになってきた。この直流電源は、設定ボタンを備えた基板部などへも印加される。
【０００４】
そして、操作部と制御回路側とが直結あるいは最小限のインピーダンスを介して接続される場合、祖設定ボタン、ホース体の絶縁被覆、あるいは各接続点など、操作部と制御回路との間の経路でリークなどが生じた場合、操作部と作業者の等価的なグランドとの間に電位差が生じた際に、作業者が操作部に触れると、例えば電撃など、作業者に好ましくない影響を与えるおそれがある。
【０００５】
そこで、リーク電流による設定ボタン操作への影響を抑制するために、操作部の設定ボタンに流れる電流を制限するインピーダンスを設けたものが知られている。この電気掃除機では、インピーダンスにより低下する信号電流を増幅するために、２つのトランジスタをダーリントン接続している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第２６４７０８９号公報（第２頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の電気掃除機では、リーク電流による好ましくない影響に対しては一定の効果を得ることができるものの、設定ボタンに常時接続されたインピーダンスにより信号電流が低下することで制御面において不利となることから、この低下する信号電流を増幅するためのトランジスタが必要となったり、制御回路側の感度を高めなければならなくなったりするなど、構成の簡略化が容易でないという問題点を有している。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、簡単な構成でリーク電流による好ましくない影響を抑制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】
本発明は、外部電源からの給電を受ける電動送風機と、この電動送風機を互いに異なる複数の動作モードで選択的に動作させる制御手段とを収容した掃除機本体と、電動送風機の吸込側に連通接続される管部に設けられ、手動操作により電動送風機の動作モードを設定可能な操作部と、管部を制御手段と電気的に接続した状態で制御手段と操作部との間に接続される抵抗手段と、リーク電流を検知するリーク検知手段と、閉状態で操作部と制御手段との間で抵抗手段をバイパスするとともに、リーク検知手段によりリーク電流を検知した場合に開状態となってバイパスを解除する開閉手段とを具備したものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、操作部と制御手段との間に設けた抵抗手段を閉状態でバイパスする開閉手段が、リーク検知手段によりリーク電流を検知すると開状態となってバイパスを解除することで、簡単な構成でリーク部分と作業者側との電位差を抑制し、リーク電流による好ましくない影響を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の第１の実施の形態の電気掃除機の構成を図面を参照して説明する。
【００１１】
図２において、１は掃除機本体で、この掃除機本体１は、内部に収容された電動送風機２の駆動にて生じる吸気風とともに吸い込んだ塵埃を、着脱可能な図示しない集塵パックにて集塵する電気掃除機である。
【００１２】
掃除機本体１の前部には、外部から空気を吸引する本体吸込口３が開口されている。この本体吸込口３には、可撓性を有し湾曲可能な細長略円筒状のホース体４が連通接続されている。このホース体４の先端には、電動送風機２の動作モードなどが選択可能な操作部としての手元操作部５が設けられている。この手元操作部５には、掃除する際に作業者が把持する把持部６が基端側に向けて突設され、この把持部６には、掃除機本体１内の電動送風機２などを複数の駆動モードに設定する複数の設定ボタン７が設けられている。
【００１３】
手元操作部５の先端には、伸縮可能な細長略円筒状の延長管８が着脱可能に連通接続され、この延長管８の先端には、例えば室内の床面の絨毯などの上に載置させて、この絨毯上の塵埃を吸い込む吸込口体としての床ブラシ９が着脱可能に連通接続されている。そして、これらホース体４、延長管８および床ブラシ９により、管部Ｐが構成されている。
【００１４】
次に、上記第１の実施の形態の内部構造を図１を参照して説明する。
【００１５】
掃除機本体１には、図示しない商用交流電源に電気的に接続される電源コード11が導出可能に設けられている。この電源コード11は、ホット側の端子HTと、コールド（グランド）側の端子CTとを有し、この端子CTは、アースＧに電気的に接続されている。
【００１６】
また、電源コード11には、商用交流電源を直接直流変換する変換手段12が電気的に接続され、この変換手段12には、変換された直流電圧を所定の電圧まで降圧する降圧手段13が電気的に接続されている。
【００１７】
さらに、降圧手段13には、電動送風機２の動作を制御する制御手段14が電気的に接続されている。
【００１８】
この制御手段14には、掃除機本体１に接続されたホース体４の手元操作部５の各設定ボタン７（図２）の操作が、操作入力手段15を介して入力され、この入力された操作に応じて、例えばトライアックなどの制御素子16に制御手段14がトリガ電圧を加えることで制御素子16の動作を制御することにより、電動送風機２が所定の動作モードで動作するように構成されている。
【００１９】
また、操作入力手段15には、アースＧに対するリーク電流を検出するリーク検知手段17が電気的に接続され、このリーク検知手段17には、手元操作部５側に電気的に接続された切換手段18が電気的に接続されている。
【００２０】
さらに、変換手段12、降圧手段13および制御手段14は、それぞれグランド線ELに電気的に接続され、このグランド線ELは、電源コード11の端子CTに電気的に接続されている。したがって、変換手段12、降圧手段13および制御手段14の全てが、商用交流電源の電位を得るように構成されている。
【００２１】
そして、制御手段14、操作入力手段15、リーク検知手段17および切換手段18などにより、本体制御手段19が構成されている。
【００２２】
一方、手元操作部５には、操作入力手段15に電気的に接続される２本の信号線21，21が設けられ、各信号線21，21には、開閉手段としての常閉のスイッチ22と抵抗手段としてのインピーダンス23との並列回路がそれぞれ設けられている。また、信号線21，21間には、常時インピーダンス24と、設定ボタン７（図２）のそれぞれに対応した操作可変抵抗である複数の操作インピーダンス25とが電気的に接続されている。
【００２３】
各信号線21，21は、掃除機本体１側と手元操作部５側とを電気的に接続するとともに、ホース体４（図２）内にて絶縁被覆されて螺旋状に配設されることで、このホース体４を補強するものである。
【００２４】
各スイッチ22は、それぞれ切換手段18に電気的に接続されており、リーク検知手段17によりリーク電流を検知していない通常の状態では閉成されて各インピーダンス23をバイパスするとともに、リーク検知手段17によりリーク電流を検知すると、切換手段18からの信号により開放することで、上記バイパスを解除するものである。
【００２５】
各インピーダンス23は、スイッチ22の開放時の手元操作部５側の電流を制限する保護抵抗であり、スイッチ22の開放時の手元操作部５側の電流値が所定値、例えば１ｍＡ以下となるように、例えば数百ｋΩ程度の高インピーダンス値に設定されている。
【００２６】
また、常時インピーダンス24は、制御手段14側からの電圧の印加に対して電流が発生することで、ホース体４が掃除機本体１に接続されているかどうかを判定するためのものである。
【００２７】
さらに、各操作インピーダンス25には、設定ボタン７（図２）の操作により開閉される図示しない操作スイッチが電気的に並列にそれぞれ接続され、設定ボタン７（図２）の操作に伴う操作スイッチの閉成により、常時インピーダンス24との並列回路を信号線21，21間に形成し、制御手段14側から電圧が印加されることにより、電動送風機２の動作モードに対応して電流値が変化することで、各動作モードに対応した設定信号を信号線21，21に発生させるものである。
【００２８】
そして、これらインピーダンス24，25のインピーダンス値、および、各動作モードに対応する読み取り基準値となる各動作モード用の閾値は、本体制御手段19に予め設定されている。
【００２９】
次に、上記第１の実施の形態の制御を図３に示すフローチャートを参照して説明する。
【００３０】
まず、常時インピーダンス24と操作インピーダンス25とへの電圧の印加に対する電流値を操作入力手段15が読むことで、これらインピーダンス24，25の合成抵抗値を読み（ステップ１）、この読み取った合成抵抗値を予め設定された閾値と比較することで、ホース体４が掃除機本体１に接続されているかどうかを判定する（ステップ２）。
【００３１】
このステップ２において、ホース体４が接続されていないと判定した場合には、ステップ１に戻り、ホース体４が接続されていると判定した場合には、リーク検知手段17によりリーク電流を検知したかどうかを判定する（ステップ３）。ここで、このようなリーク電流の原因としては、例えばホース体４の被覆摩耗、各接続点における何らかの不良、水分の浸入、あるいはリーク電流を引き起こす有機剤の浸入などが考えられる。
【００３２】
ステップ３において、リーク検知手段17で検知したリーク電流が所定値以下である場合には、リーク電流を検知していないと判定し、この判定の場合には、制御手段14が切換手段18から信号を出力させて各スイッチ22を閉成して各インピーダンス23をバイパスし（ステップ４）、操作入力手段15での動作モードの読み取り基準値すなわち各動作モード用の閾値を通常値に設定し（ステップ５）、ステップ１で読んだ合成抵抗値に基づき、作業者Ｈの操作により設定された電動送風機２の動作モードを識別する（ステップ６）。
【００３３】
一方、ステップ３において、リーク検知手段17で検知したリーク電流が所定値より大きい場合には、リーク電流を検知したと判定し、この判定の場合には、制御手段14が切換手段18から信号を出力させて各スイッチ22を図１に示す想像線のように開放して各インピーダンス23のバイパスを解除し（ステップ７）、操作入力手段15での動作モードの読み取り基準値をリーク時値に設定して（ステップ８）、ステップ６に進む。このように読み取り基準値すなわち各動作モード用の閾値をリーク時値に設定することで、インピーダンス23により微小電流となった動作モード信号の操作入力手段15での読み取りを可能にする。
【００３４】
さらに、ステップ６において、動作モードを識別できない場合には、多くの動作モードの識別に失敗したかどうかを判定し（ステップ９）、このステップ９で多くの動作モードの識別に失敗していないと判定した場合には、ステップ５に戻り、このステップ９で多くの動作モードの識別に失敗したと判定した場合には、識別可能な動作モード数を制限して（ステップ10）、ステップ５に戻る。
【００３５】
なお、ステップ９においては、例えば複数の異なる電流値を検知しているにも拘らず所定回数以上動作モードの識別ができなかった場合に、多くの動作モードの識別に失敗したと判定する。
【００３６】
また、ステップ10での動作モードの制限においては、例えば６モード以上識別していたものを、２モード、あるいは３モード程度に設定する。
【００３７】
一方、ステップ６において、電動送風機２の動作モードの切り換えの多くを識別できる場合には、識別した動作モードを記憶する（ステップ11）とともに、操作入力手段15から制御手段14へと、識別した動作モード信号を送る（ステップ12）。
【００３８】
そして、ステップ12にて入力された動作モード信号に応じて、制御手段14が電動送風機２を駆動させ（ステップ13）、ステップ１に戻る。
【００３９】
次に、上記第１の実施の形態の掃除動作を説明する。
【００４０】
まず、作業者は、掃除機本体１の本体吸込口３に、ホース体４、延長管８および床ブラシ９を順次連通接続する。
【００４１】
さらに、作業者が、掃除機本体１から電源コードを引き出して図示しないコンセントに接続した後、把持部６を把持して所定の設定ボタン７を操作すると、この設定ボタン７により設定された動作モードに応じて電動送風機２が駆動される。
【００４２】
そして、作業者は、把持部６を把持して床面上で床ブラシ９を前後に走行させ、この床ブラシ９の先端から床面の塵埃を吸い込む。
【００４３】
この後、床ブラシ９から空気とともに吸い込まれた塵埃は、床ブラシ９から延長管８およびホース体４を順次通過した後、掃除機本体１の本体吸込口３へと導かれて、この掃除機本体１内に収容された図示しない集塵パックに捕集される。
【００４４】
塵埃が捕集された空気は、電動送風機２へと吸気されて排気風となり、掃除機本体１の図示しない排気口から外部へと排気される。
【００４５】
上述したように、上記第１の実施の形態によれば、手元操作部５と制御手段14との間のインピーダンス23，23を閉状態でバイパスするスイッチ22，22が、リーク検知手段17によりリーク電流を検知すると開放され、インピーダンス23，23のバイパスを解除することで、簡単な構成でリーク部分と作業者Ｈ側との電位差を抑制し、リーク電流による好ましくない影響を抑制できる。
【００４６】
すなわち、掃除機本体１内部の配線は、掃除機本体１の強度が比較的大きいことで、剥き出しになることはあまりないものの、ホース体４は可撓性を有するため、使用するにつれて破れ、信号線21，21が剥き出しになってしまうおそれがあるから、スイッチ22，22がインピーダンス23，23のバイパスを解除してインピーダンス23，23を有効とし、これらインピーダンス23，23により手元操作部５側の電圧を降下させることで、手元操作部５と作業者Ｈの等価的なグランドG1との間の電位差を抑制し、リーク電流が発生した際に作業者Ｈが信号線21，21に触れた場合などでも、作業者Ｈが電撃を受けることがない。
【００４７】
特に、近年、電気掃除機の小型軽量化および製造コストの低減を目的として、変換手段12、降圧手段13および制御手段14などが商用交流電源の電位を得るように電源構成を簡略化する構成が多用されているため、リーク電流が生じた場合には、これら電源側に対して絶縁されていない手元操作部５側において作業者Ｈとの等価的なグランドG1との間に電位差が発生するおそれがあるから、上述の構成を用いることで、このような小型軽量化および製造コストの低減にも対応できる。
【００４８】
しかも、リーク電流が生じた際に手元操作部５と作業者Ｈの等価的なグランドG1との間の電位差を抑制するための高インピーダンス値のインピーダンスを常時挿入すると、手元操作部５での設定ボタン７の操作に伴う電流値の変化が小さくなるなど、制御に不都合となるため、リーク電流を検知しない通常の場合には、インピーダンス23，23をバイパスするようにスイッチ22，22を閉じておくことで、設定ボタン７の操作に伴う電流値の変化を確保し、通常時の電気掃除機の制御に容易に対応できる。
【００４９】
また、リーク検知手段17がリーク電流を検知しない場合には、動作モードの読み取り基準値を通常値に設定することで、リーク検知手段17がリーク電流を検知して動作モードの読み取り基準値がリーク時値に制限されていた場合でも、リーク電流が解消すれば通常時の電気掃除機の制御に戻るため、使い勝手がより向上する。
【００５０】
さらに、リーク電流を検知した際に電源を遮断する従来の場合では、リーク電流を検知すると電気掃除機としての機能が停止してしまい、リーク電流が解消するまで不便を強いられるのに対して、上記第１の実施の形態では、リーク電流を検知するような不測の事態でも電気掃除機が安全にかつ基本機能を満たした状態で動作するため、リーク電流などを直ちに解消することが容易でない使用条件下であっても有効に利用できる。
【００５１】
次に、第２の実施の形態を図４を参照して説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５２】
この第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態のリーク検知手段17に変えて、リーク検知手段としての漏電検知手段である不平衡電流検知手段28を設けたものである。
【００５３】
この不平衡電流検知手段28は、信号線21，21のそれぞれの電流値を検知し、それらの電流値が平衡していない場合には、リーク電流が生じていると判定して制御手段14に出力する。
【００５４】
そして、このように構成することで、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することが可能であるとともに、不平衡電流検知手段28によりリーク電流を検知するので、リーク検知手段を、より簡単に構成できる。
【００５５】
なお、上記各実施の形態において、図５に示す第３の実施の形態のように、ステップ４とステップ５との間に、電動送風機２の動作モード数を通常に設定するステップ15を設け、ステップ７とステップ８との間に、リーク電流の程度に応じて電動送風機２の動作モードを制限するステップ16を設けることも可能である。すなわち、本実施の形態では、ステップ16とステップ８とにより、リーク電流値に対応して電動送風機２の動作モードを制限する、すなわち動作モード識別仕様を変更することで、インピーダンス23，23により手元操作部５側の電流値が低下し、手元操作部５側からの異なる信号電流を識別可能な区分を多くできないので、動作が不安定にならない、予め設定された識別可能な範囲に動作モードを制限する。具体的には、動作モード数が最も多い通常の状態から、リーク電流が大きくなると、動作モードの可変範囲をなくし、オンオフの識別程度まで落とす。この結果、インピーダンス23，23の接続時の誤動作をなくし、最低限の動作をさせることができる。
【００５６】
また、電気掃除機としては、キャニスタ型に限らず、床ブラシ９が掃除機本体１の下面に直接形成されたアップライト型、その他、ハンディ型などであっても対応させて用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施の形態の電気掃除機を示すブロック図である。
【図２】同上電気掃除機を示す斜視図である。
【図３】同上電気掃除機の制御を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態の電気掃除機を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態の電気掃除機の制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５８】
１    掃除機本体
２    電動送風機
５    操作部としての手元操作部
14    制御手段
17    リーク検知手段
22    開閉手段としてのスイッチ
23    抵抗手段としてのインピーダンス
28    リーク検知手段としての不平衡電流検知手段
Ｐ    管部
【図１】
2007330340.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2007330340.tif 000006
【図５】
2007330340.tif 000007