專利名稱：吸塵器的制作方法
技術領域：
本發明涉及吸塵器，特別涉及電池式的吸塵器。
背景技術：
在配有電動送風機的電池式的吸塵器中，作為提高電動送風機的輸出而提高灰塵吸取能力的方法，一般方法是增加對電動送風機的輸入。具體地說，有變更電動送風機的繞組，并且增加對電動送風機的輸入電流，同時提高電源電壓，從而增加對電動送風機的輸入的方法。
在電動送風機由整流子電動機構成的情況下，如果這樣增加輸入電流，則接觸到整流子的碳刷部分的碳產生磨損消耗，因整流子中的打火等容易造成碳刷部分損壞。因此，難以確保可靠性。
在電池式的吸塵器的情況下，作為提高電源電壓的方法，最簡便的方法是增加電池數。但是，在需要高電壓時，如果僅用電池來實現，則電池會大型化。
因此，為了解決這樣的不適應情況，以往，提出使用升壓變換電路來獲得高電壓的方法(例如，JP7-322971、JP8-224198)。
例如，在JP8-224198中，公開了以下技術配有將供給吸塵器的電力的電源切換為商用電源和二次電池的其中之一的切換部件，在升壓時將升壓電壓緩慢地從低電壓提高到規定的電壓。
但是，在搭載了升壓變換電路的吸塵器中，使升壓變換電路和吸塵器的使用狀態協調，提高灰塵吸入性能的技術非常重要。
例如，已知電動送風機的負載根據吸塵器的吸入口和掃除對象的關系而變動很大。
在搭載了升壓變換電路的吸塵器中，已知在使升壓變換電路工作時的電壓升壓過程中，存在因升壓電路的開關元件等而產生電力損失的缺點。
因此，為了提高灰塵吸入性能，延長電池每次充電的使用時間，需要根據吸塵器的負載狀態，使升壓變換電路有效地工作，克服上述電力損失等缺點。
但是，在上述JP8-224198中記載的技術中，僅記載了配有將供給吸塵器的電力的電源切換為商用電源和二次電池的其中之一的切換部件，在升壓時將升壓電壓緩慢地從低電壓提高到規定的電壓，而沒有公開負載的狀態和升壓變換電路的工作相關。而且也沒有暗示。
發明內容
本發明的目的在于，在將直流電源作為驅動源，搭載了升壓變換電路的吸塵器中，根據吸塵器的負載狀態而使升壓變換電路高效率地工作，從而提高吸塵器的灰塵吸入性能，延長電池每次充電的使用時間。
在將直流電源作為驅動源，搭載了升壓變換電路的吸塵器中，參照可減小灰塵吸入能力變動的預先輸入到存儲部件中的關系，根據電動送風機的負載狀態來確定應升壓的輸出電壓，根據該確定結果使輸出電壓升壓，進行驅動控制，以將電力供給電動送風機，從使升壓變換電路高效率地工作。
在將直流電源作為驅動源，搭載了升壓變換電路的吸塵器中，根據吸塵器的負載狀態來使升壓變換電路高效率地工作，從而可提高吸塵器的灰塵吸入性能，延長電池每次充電的使用時間。
圖1是表示作為本發明一實施例的吸塵器的外觀斜視圖。
圖2是表示吸塵器的控制電路一例的電路圖。
圖3是表示吸塵器的電壓變換部件的電路的電路圖。
圖4是表示吸塵器的電壓變換控制部件的結構例的電路圖。
圖5是表示脈沖信號和三角波的時序圖。
圖6是表示吸塵器的工作控制一例的說明圖。
圖7是表示吸塵器特性的曲線圖。
圖8是表示吸塵器的內部結構的縱剖側面圖。
圖9是用于說明存儲部件中存儲的數據表的模式圖。
圖10是用于說明存儲部件中存儲的數據表的模式圖。
圖11是表示吸塵器的升壓率控制一例的流程圖。
圖12是用于說明存儲部件中存儲的數據表的模式圖。
圖13是表示吸塵器的升壓率控制一例的流程圖。
圖14是有關吸入口體的圖，圖14(a)是其底面圖，圖14(b)是用于檢測其拆裝的電路圖。
圖15是有關吸入口體的圖，圖15(a)是其底面圖，圖15(b)是用于檢測其拆裝的電路圖。
圖16是吸入口體上安裝的縫隙噴嘴和刷子的斜視圖。
圖17是表示吸塵器中的電壓變換部件的另一例的電路圖。
具體實施例方式
下面參照圖1至圖17來說明本發明的第1實施例。
圖1是表示本發明實施例的吸塵器的外觀結構的斜視圖。如圖1所示，本實施例的吸塵器1對著設置于機身2上的吸入口3，配有可自由拆裝的軟管體4。
在機身2內，設置作為集塵室的灰塵杯5、電動送風機6、以及直流電源7(參照圖2)。在機身2的側板部，穿透設置多個在連通電動送風機6大致面向前側方開口的排氣口8。在機身2的上表面中，設置作為把手部件的把手9。該把手9從平面看是略Y字形的結構。在該把手9的附近，配置包括多個發光二極管的顯示部件10。
在機身2的后面大致中央部，設置充電端子(未圖示)，用于安裝在充電臺上將電力供給直流電源7，使直流電源7充電。
軟管體4包括設置于前端的吸入口體11、以及連通該吸入口體11和吸入口3的延長管12。軟管體4可拆裝地連接到吸入口3，以使軟管體4的基端通過作為集塵室的灰塵杯5連通到電動送風機6的吸入側。延長管12是可伸縮的連接管。由此，軟管體4具有撓性。在吸入口體11中，配有在電動或空氣的流動下旋轉的未圖示的旋轉清掃體(旋轉刷)等。
在軟管體4中，設有作為具有彎曲形狀的操作部件的手邊操作部件13。在該手邊操作部件13中，在可用操作者的手指進行操作的位置設置作為操作部件的運轉模式切換操作部件14。
運轉模式切換操作部件14兼用作電動送風機6的電源開關，可以選擇使該電動送風機6為各個不同的驅動狀態的多種運轉模式。具體地說，在運轉模式切換操作部件14中，如圖2所示，從軟管體4向延長管12的方向一列地依次并排配置運轉模式的停止設定用的操作按鈕(停止開關)14a、運轉模式的弱運轉設定用的操作按鈕14b、以及運轉模式的強運轉設定用的操作按鈕14c。
在本實施例中，機身2的內部和包含延長管12的內部的軟管體4的內部通過電動送風機6的工作成為負壓的空間。因此，吸入口體11連通到因電動送風機6的工作而產生的負壓空間。
下面，參照圖2至圖6來說明吸塵器1中的對電動送風機6的控制電路的結構及其作用。
機身2內配置的電動送風機6連接到由直流電源7和電壓變換部件33構成的電源電路。直流電源7可通過上述的充電端子(未圖示)來充電。電壓變換部件33將直流電源7的輸出電壓進行升壓并輸出到電動送風機6。
在直流電源7和電壓變換部件主電路33a之間，連接開關部件(A)24。該開關部件(A)24是電磁式繼電器或雙極晶體管等半導體開關元件。開關部件(A)24由吸塵器控制部件25控制。
吸塵器控制部件25由電動送風機控制部件30、電壓變換控制部件28、直流電源監視部件27、存儲部件26、負載檢測部件29、電壓讀取部件31、以及AD變換器32等構成，對吸塵器1整體進行控制。在該吸塵器控制部件25中，連接運轉模式切換操作部件14、顯示部件10、直流電源7的溫度測定用的熱敏電阻21、二次電池識別部件34、電壓變換部件輸入電壓檢測部件(二次電池輸出電壓檢測部件)22、電壓變換部件輸出電壓檢測部件(電動送風機輸入電壓檢測部件)23、電流檢測部件37、以及具有作為負載檢測部件29功能的真空度檢測部件39(參照圖8)等。有關真空度檢測部件39將后述。
吸塵器控制部件25由多個電路部件和多個微計算機構成，可將單芯片的微計算機構成為中心。
后面還要論述，直流電源7配有二次電池7a，在該二次電池7a上，連接電阻R1和電阻R2的串聯電路。在這些電阻R1和電阻R2間設置的電壓變換部件輸入電壓檢測部件22上，連接吸塵器控制部件25。由電阻R1和電阻R2分壓的電壓被輸入到吸塵器控制部件25。
在電動送風機6的兩端間，同樣連接電阻R3和電阻R4的串聯電路。在這些電阻R3和電阻R4間的電壓變換部件輸出電壓檢測部件23上，連接吸塵器控制部件25。由此，電阻R3和電阻R4分壓的電壓被輸入到吸塵器控制部件25。
電動送風機控制部件30根據運轉模式切換操作部件14的操作按鈕的操作而接通開關部件24，控制電動送風機6的輸出。
下面，說明直流電源7。供給電力的直流電源7例如由串聯連接多個鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池等電池的二次電池7a、熱敏電阻21、二次電池識別部件34的電阻R0、以及恒溫器35等構成。
二次電池7a的正端子連接到恒溫器的一端。該恒溫器35的另一端連接到電阻R0的一端。
下面，說明運轉模式切換操作部件14的具體結構和作用。
在吸塵器控制部件25內，基準電壓V1的分壓值隨著運轉模式切換操作部件14的操作狀態而變化。在吸塵器控制部件25內，隨著操作狀態而變化的分壓值通過模擬-數字變換器的ADC32變換成數字信號，然后可由電壓讀取部件31讀取。
以下論述基準電壓V1的分壓值隨著運轉模式切換操作部件14的操作狀態而變化的電路結構(電壓可變電路)。首先，電阻R5和電阻R6之間的分壓值被輸入到ADC32。然后，通過操作運轉模式切換操作部件14的各操作按鈕14a、14b及14c來設置切換的開關36a、36b及36c。連接到這些各開關36a、36b及36c的各自值不同的電阻R7、R8及R9并聯連接到電阻R6。因此，根據運轉模式切換操作部件14的各操作按鈕14a、14b、14c的操作，基準電壓V1的分壓值發生變化。
然后，在設置于吸塵器控制部件25內的存儲部件26中，存儲與電壓讀取部件31讀取的電壓值對應的控制程序和控制值等。因此，吸塵器1對應于運轉模式切換操作部件14的各操作按鈕進行工作。
這樣，運轉模式切換操作部件14可選擇設定多個電壓。然后，電壓讀取部件3 1讀取由運轉模式切換操作部件14設定的電壓。根據該讀取的電壓，可切換多個吸塵器運轉模式。因此，可廉價地實現運轉模式的追加，而不增加運轉模式切換操作部件14和ADC32的信號線。
吸塵器1中的對于電動送風機6的電壓變換部件33的結構例示于圖3。電壓變換部件33由具有能量存儲和釋放作用的電抗器等磁性部件40、MOSFET、雙極晶體管或使用IGBT等半導體開關元件的開關部件(Q)41、防止能量逆流的逆流防止部件42(二極管)、電容性阻抗部件元件的電容器43及電壓變換部件28等構成。
用作磁性部件40的電抗器主要由繞組(線圈)和磁性材料構成的磁心構成，磁心插入到繞組之中。通過將開關部件(Q)41導通-截止，來控制流過繞組的電流。通過該動作，電抗器進行能量的存儲和釋放。該電抗器的磁心材料為鐵氧體、鐵硅鋁磁性合金、坡莫合金、非晶態合金等的磁性材料，磁心的形狀為圓筒形狀或圓環形狀等。
電壓變換控制部件28控制使二次電池7a的輸出電壓升壓的開關部件(Q)41的工作。即，電壓變換部件28具有設定導通-截止的脈沖信號的頻率和按導通-截止的脈沖信號的導通時間/(截止時間+導通時間)定義的占空率，并輸出該脈沖信號的功能。根據從該電壓變換控制部件28輸出的脈沖信號的頻率或占空率，來調整電壓變換部件主電路33a的輸出電壓。再有，將電壓變換部件33升壓的的輸出電壓與來自直流電源7的輸出電壓(輸入電壓)之比稱為升壓率。即，升壓率表示為(升壓率)＝(電壓變換部件33升壓的的輸出電壓)/(直流電源7的輸出電壓)。這里，如果直流電源7的輸出電壓來自電壓變換部件33，則為輸入電壓。因此，升壓率也可表示為(電壓變換部件33升壓的的輸出電壓)/(對電壓變換部件33的輸入電壓)。
更詳細地說，該電壓變換部件33有連接到直流電源7的輸入端子Pa、共用端子Pb、以及連接到電動送風機6側的輸出端子Pc。輸入端子Pa連接到磁性部件(電抗器)40的一個端子。磁性部件(電抗器)40的另一端子與開關部件(Q)41的漏極端子連接。開關部件(Q)41的源極端子與共用端子Pb連接。在開關部件(Q)41的柵極端子上連接電壓變換控制部件28。電抗器40和開關部件(Q)41的連接點與二極管42的陽極端子連接。二極管42的陰極端子與電容器43的一個端子連接。二極管42的陰極端子與電容器43的一個端子連接。電容器43的另一端子和共用端子Pb連接。將二極管42和電容器43的連接點連接到輸出端子Pc。在輸出端子Pc和共用端子Pb之間，輸出直流電源7升壓的的電壓。
這里，說明該電壓變換部件33的升壓動作。根據從電壓變換控制部件28輸出的脈沖信號，如果開關部件(Q)41導通，則電流Is流動，通過電流IL將能量存儲在電抗器40上。接著，如果電壓變換控制部件28使開關部件(Q)41截止，則電抗器40中存儲的能量經由二極管42作為電流Id流過電動送風機6側，使電容器43充電。這樣，通過電壓變換控制部件28使開關部件(Q)41連續地導通-截止，重復進行對電抗器40的能量存儲和電抗器40的能量釋放。
電容器43中存儲的能量不通過二極管42返回到電抗器40側。然后，電容器43的電壓按比直流電源7高的電壓充電，供給電動送風機6。
下面，參照圖4，說明調整從電壓變換控制部件28輸出的脈沖信號的頻率和占空率的具體方法。
在圖4中，根據運轉模式切換操作部件14的操作，使電壓變換控制部件28工作。在該電壓變換控制部件28中，從基準電壓部件52和輸入電壓部件53向誤差放大器51輸入各自信號。然后，該誤差放大器51的輸出信號和振蕩部件54振蕩的三角波信號被輸入到信號比較部件55。使三角波信號進行振蕩的振蕩部件54是已知的方法。然后，從信號比較部件55輸出脈沖信號，控制開關部件(Q)41的導通-截止。
這里，通過適當設定振蕩部件44振蕩的三角波信號的頻率，可以控制脈沖信號的頻率。而通過將開關部件56適當開關，可改變輸入電壓部件53的電壓值。因此，可以控制從信號比較部件55輸出的脈沖信號的占空率。開關部件56的開關方法被存儲在存儲部件26中。
作為向開關部件(Q)41輸入的脈沖信號的頻率和占空率的控制方法，也可用微計算機的程序處理來實現。微計算機中的三角波信號和脈沖信號的頻率及占空率的關系示于圖5的時序圖。三角波信號利用計時器數字式地形成。例如，在增/減計數器模式中，通過設定計數器值的最大值TCp1，脈沖信號的周期Tp(k)為Tp(k)＝2×TCp1×定時計數器時鐘[sec]。因此，脈沖信號的頻率fp(k)為fp(k)＝1/2(2×TCp1×定時計數器時鐘)[Hz]
而且，比較存儲部件26中存儲的設定值S(k)和定時計數器的值，如果定時計數器值(三角波信號)在設定值S(k)以上，則脈沖信號導通。由此，確定脈沖寬度PW(k)[sec]，因此，占空率Du(k)為Du(k)＝PW(k)/(2×TCp1×定時計數器時鐘)[％]通過變更定時計數器值的最大值TCp1和設定值S(k)，來控制脈沖信號的頻率f1p(k)和占空率Du(k)。這些設定值的變更方法被存儲在存儲部件26中。
這樣，如圖4和圖5所示，通過控制脈沖信號的頻率和占空率的至少其中一個，可以控制電壓變換部件33的升壓率。例如，通過增大占空率來增大升壓率，相反，通過減小占空率來減小升壓率。
這里，采用圖3所示的電壓變換部件，在圖2所示的控制電路的運轉模式切換操作部件14中，將對弱使用操作按鈕14b、強使用操作按鈕14c和停止用操作按鈕14a進行操作情況下的吸塵器1及電壓變換部件33的工作與開關部件(Q)41、以及開關部件(A)24的工作一起參照圖6詳細地說明。
在停止狀態的吸塵器1中，首先，如果操作弱使用操作按鈕14b，則從電動送風機控制部件30輸出導通信號。根據該信號進行開關部件(A)24的導通動作，電動送風機6開始旋轉。然后，電動送風機6的輸出從零輸出上升到預先設定的弱運轉模式輸出P1。
接著，如果該狀態下操作強使用操作按鈕14c，則從電壓變換控制部件28向開關部件(Q)41輸出脈沖信號。然后，根據該脈沖信號，存儲部件主電路33a開始工作，使二次電池7a的輸出電壓升壓并施加在電動送風機6上。然后，電動送風機6的輸出上升到預先設定的強運轉模式輸出P2。
然后，如果在該狀態下操作停止用操作按鈕14a，則電壓變換控制部件28停止脈沖信號的輸出。然后，開關部件(Q)41截止，由此使電壓變換部件主電路33a停止工作。而且，電動送風機控制部件30使開關部件(A)24截止，停止電動送風機6的工作。
如該工作例所示，有關開關部件(Q)41的轉換動作的控制處理與開關部件(Q)41一起，構成對直流電源7的輸出電壓及電壓變換部件33升壓的輸出電壓的其中之一進行切換的切換部件。
根據本實施方式，在進行強操作按鈕14c的操作時，將電壓變換部件33升壓的輸出電壓供給電動送風機6。因此，非升壓運轉模式設定在吸塵器1的弱、強運轉模式中的弱運轉模式中。另一方面，升壓運轉模式設定在在吸塵器1的弱、強運轉模式中的強運轉模式中。在這種意義下，弱運轉設定用操作按鈕9具有用于選擇非升壓運轉模式的操作部件功能。另一方面，強運轉設定用操作按鈕14c具有用于選擇升壓運轉模式的操作部件功能。而停止用按鈕14a具有用于停止電動送風機6的旋轉驅動的停止用操作部件功能。
雖沒有特別圖示，但在非升壓運轉模式時，不使用電壓變換部件主電路33a的路徑，可設置將直流電源7的電壓直接供給電動送風機6的旁路路徑。這種情況下，可以沒有圖3所示的電壓變換部件主電路33a的電抗器40和二極管42的損失。
下面，說明圖6的升壓運轉模式中的電壓變換部件33的控制方法的例子。用戶在各種各樣的狀況下使用吸塵器。例如，在地毯的上進行清掃，在日式草墊上進行清掃，在床上進行清掃，或卸下吸入口體11和延長管12進行清掃。因這樣的清掃對象的不同，吸塵器1的負載狀態變化，然后，吸塵器1的輸出狀態也變化。
圖7表示改變電壓變換部件33的升壓率時的吸塵器1的風量Q-真空度H特性、以及風量Q-工作效率P特性。吸塵器1的工作效率P可以根據風量Q和真空度H來計算。用戶感覺的吸塵器1的吸入力依賴于該工作效率的大小。因清掃對象的不同來確定吸塵器1的風量(負載狀態)，所以例如圖7中的工作點H1、P1為升壓率為e時的某個清掃對象(風量Q1)的工作點。因此，如果清掃對象改變，則該工作點也移動。
如圖7所示，對于電壓變換部件33的每個升壓率，吸塵器1的特性有所不同。因此，在本發明中，由負載檢測部件29檢測負載的狀態，根據其檢測值來改變電壓變換部件33的升壓率，使吸塵器1的工作點移動到其他升壓率的特性上。
在圖7中，作為其控制的一例，示出以下控制例如果改變風量Q，吸塵器1的工作效率P下降，則升壓率上升，使吸塵器1的工作效率P維持在某個固定水平。在圖中，示出五種升壓率的特性。當然，通過細致地變化升壓率，工作點的描繪軌跡變得平滑。
在吸塵器的使用中，將吸入口體11和延長管12按壓在清掃對象面上或與其分離。該動作使風量Q變化。因此，作為負載檢測部件29，即使從必要時獲得大的吸入力的觀點來說，求出風量Q，根據求出的風量Q來自動地增減電壓變換部件33的升壓率，控制吸塵器1的工作效率P也是有效的。而且，由于沒有始終以高升壓率使電動送風機6工作，所以還可抑制電池能量的消耗，延長每次充電的連續使用時間。
作為負載檢測部件29的吸塵器1的負載狀態的檢測方法，有檢測吸塵器1內的風量Q和真空度H的方法，或檢測流過電動送風機6的電流的方法等。例如，將具有作為負載檢測部件29功能的真空度檢測部件39設置在電動送風機6的上流風路中。更具體地說，如圖8所示，將真空度檢測部件39(39a)設置在吸入口3和灰塵杯5之間的風路上，或將真空度檢測部件39(39b)設置在灰塵杯5和電動送風機6之間的風路上。真空度檢測部件39例如可由壓力傳感器等來實現。再有，在本實施例中，示出了旋流集塵方式的灰塵杯5，而作為集塵方式，也可以是紙袋式等方法。
根據圖7所示的關系，將圖9所示的表示每個升壓率的真空度和風量的對應關系的數據表預先存儲在存儲部件26中。通過參照該數據表，可以根據真空度檢測部件39檢測出的真空度來掌握風量。除了圖9所示的數據表之外，也可以使用關系式來定義真空度和風量的關系。將這樣的數據表或關系式存儲在存儲部件26中。
這里，電壓變換部件33的輸入電壓、升壓率及風量范圍值的數據表的例子示于圖10。在該數據表中，根據電壓變換部件33的輸入電壓來設定升壓率。作為直流電源7，在使用二次電池7a時，在充電后，隨著吸塵器1的使用，電池電壓不斷下降。因此，通過對于電壓變換部件33的每個輸入電壓設定升壓率，可容易地實現多種規格的運轉模式。
例如，在重視吸入力大小的運轉模式中，即使電壓變換部件33的輸入電壓下降，也不減小變更升壓率。
此外，例如，在重視吸入力大小的運轉模式中，即使降低電壓變換部件33的輸入電壓，也不減小變更升壓率。
圖11表示使用圖9或圖10所示的數據表，根據吸塵器1的負載狀態來改變電壓變換部件33的升壓率的控制流程的一例。
首先，設定最大真空度Hmax(步驟S101)。接著，設定電壓變換部件33的最大輸出電壓Voutmax(步驟S102)，檢測電壓變換部件33的輸入電壓Vin(步驟S103)。如果檢測的結果是電壓變換部件33的輸入電壓Vin大于下限電壓Vd(步驟S104中為“是”)，則根據其值檢索數據表(步驟S105)，設定升壓率(占空率)和風量范圍Qdwn及Qup(步驟S106)。然后，開始升壓動作(步驟S107)。
然后，對電壓變換部件33的輸出電壓Vout進行檢測(步驟S108)，如果其輸出電壓Vout大于上限電壓Voutmax(步驟S109中為“是”)，則檢測真空度H1(步驟S110)。接著，在該真空度值H1大于預先設定的Hmax時(步驟S111中為“否”)，停止升壓動作(步驟S115)。更具體地說，該動作假設為吸塵器1的風路因灰塵大等而被堵塞情況等異常狀態。如果吸塵器1的風路被大的灰塵等堵塞，則吸塵器1內的真空度上升。因此，通過該動作，可以抑制無用的電力消耗。
另一方面，對真空度H1進行檢測(步驟S110)，在其檢測值小于預先設定的Hmax時(步驟S111中為“是”)，根據該檢測值H1和圖9所示的數據表來估計風量Q1(步驟S112)。
然后，如果估計的風量Q1比范圍值Qdwn大，并且比Qup小(步驟S113中為“是”)，則不變更升壓率。
相反，如果估計的風量Q1比范圍值Qdwn小，并且比Qup大(步驟S113中為“否”)，則將升壓率變更為大的值(步驟S114)，返回到步驟S106。這樣，通過增大升壓率，可增加吸塵器1的工作效率P，增大吸引力。就增大升壓率的值而言，例如通過增大從電壓變換控制部件28輸出的脈沖信號的占空率來實施。重復執行這樣的控制流程。
這樣，根據負載的狀態，自動地增減電壓變換部件33的升壓率，對吸塵器1的工作效率P進行控制，即使從必要時可獲得大的吸入力的觀點來看，也是有效的。
而且，由于沒有始終以大的升壓率來使電動送風機6工作，所以還可以抑制電池能量的消耗，延長每次充電的連續使用時間。
這里，在吸塵器的使用方式中，將吸入口體11按壓在清掃對象面上的狀態是時常的狀況。將吸入口體11按壓在清掃對象面上的狀態與吸入口體11從清掃對象面分離的狀態相比，風量Q減小，真空度H增大。
因此，對于用戶來說，此時吸入力的大小是最重要的性能之一。因此，在將吸入口體11按壓在清掃對象面上時，在風量Q變小時，自動地提高電壓變換部件33的升壓率，提高工作效率P，對于清掃者來說最有效。
作為其他控制例，通過檢測電動送風機6中流過的電流來掌握負載的狀態，根據該電流值，也可以控制電壓變換部件33的輸出電壓。在該控制中使用的電壓變換部件33的輸入電壓、升壓率、以及電流范圍值的數據表的例子示于圖12。將這樣的表數據或關系式保存在存儲部件26中。
如圖2所示，例如由變流器和分流電阻構成的電流檢測部件37來檢測電動送風機6中流過的電流。
圖13表示使用圖12所示的數據表，根據吸塵器1的負載狀態來改變電壓變換部件33的升壓率的控制流程的另一例子。
首先，設定最小電流Imin、最大電流Imax、以及電壓變換部件33的最大輸出電壓Voutmax(步驟S201、202)。接著，檢測電壓變換部件33的輸入電壓Vin(步驟S203)，如果該輸入電壓Vin大于下限電壓Vd(步驟S204中為“是”)，則根據該電流檢測值Vin，設定升壓率(占空率)和電流范圍Idwn及Iup(步驟S206)。然后，開始升壓動作(步驟S207)。然后，對電壓變換部件33的輸出電壓Vout進行檢測(步驟S208)，如果該檢測值小于最大輸出電壓Voutmax(步驟S209中為“是”)，則檢測電流I1(步驟S210)。接著，在該檢測值I1小于預先設定的Imin、或大于Imax時(步驟S211中為“否”)，停止升壓動作(步驟S214)。該動作假設吸塵器1陷于異常狀態的情況。
另一方面，對電流值I1進行檢測，在該檢測值大于預先設定的Imin，并且小于Imax時(步驟S211中為“是”)，與電流范圍值進行比較(步驟S212)。
如果該電流檢測值I1大于范圍值Idwn，并且小于Iup(步驟S212中為“是”)，則不變更升壓率。
相反，如果該電流檢測值I1小于范圍值Idwn，或大于Iup(步驟S212中為“否”)，則將升壓率變更為大的值(步驟S213)。
這樣，通過增大升壓率，增加吸塵器1的工作效率，增大吸引力。
如上所述，根據負載的狀態，自動地增減電壓變換部件33的升壓率，對吸塵器1的工作效率P進行控制，即使從必要時可獲得大的吸入力的觀點來看，也是有效的。
而且，由于沒有始終以大的升壓率來使電動送風機6工作，所以還可以抑制電池能量的消耗，延長每次充電的連續使用時間。
如圖14所示，也可以在風路前端安裝的吸入口體11的吸入側設置清掃面檢測部件80。例如，如果由機械式開關構成該清掃面檢測部件80，將吸入口體11按壓在清掃對象面上，則開關接通，使信號輸入到吸塵器控制部件25。電壓變換控制部件28根據該輸入信號，來控制升壓率。
作為控制的一例，在清掃中，如果信號從清掃面80輸入，則吸塵器控制部件25判斷為風量Q減小而真空度H增大，進行提高升壓率的控制。
由此，吸塵器控制部件25根據清掃面檢測部件80的信號，可以間接地掌握負載的狀態。
再有，作為清掃面檢測部件80，也可以是光學式開關等其他方式的開關。
如上所述，在吸塵器的使用方式中，有將風路前端安裝的吸入口體11按壓清掃對象面上的狀態是常有的狀況。
對于用戶來說，將吸入口體11按壓在清掃對象面上的狀態下的吸入力的大小是最重要的性能之一。
因此，在將吸入口體11按壓在清掃對象面上時，自動地提高電壓變換部件33的升壓率，對于清掃者來說是最有效的。
而且，在吸入口體11不接觸清掃面時沒有過大地提高升壓率，所以可以延長每次充電的連續使用時間。
這里，使升壓率上升的比例可以固定，即按固定的比例上升，也可以根據電壓變換部件33的輸入電壓來改變使升壓率上升的比例。在固定的情況下，即在按固定的比例使升壓率上升時，可以簡化升壓率的控制。
在吸入口體11不接觸清掃面時，也可進行控制，不進行基于吸塵器控制部件25的電壓變換部件33的升壓動作。具體地說，在將吸入口體11從清掃面分離，機械式開關斷開的情況下，吸塵器控制部件25自動地停止升壓動作。
這樣，沒有始終進行升壓動作，僅在必要時進行升壓動作，從而可以延長每次充電的連續使用時間。
通過檢測如圖15所示的吸入口體11是否連接到延長管12、軟管體4、或機體2等，可間接地掌握負載的狀態，控制升壓率。具體地說，將吸入口體11中設置的連接塞頭81從延長管12、軟管體4等中拆下，從而改變布線的電阻。通過吸塵器控制部件25檢測該電阻變化，可檢測吸入口體11是否連接到延長管12、軟管體4、或機體2等。這里，執行拆裝檢測部件的功能。
這樣，通過配有拆裝部件來檢測風路前端的吸入口體11的拆裝狀態的有無，可根據該拆裝檢測部件的信號，通過吸塵器控制部件25使升壓率上升。
例如，如果拆下吸入口體11，吸塵器控制部件25進行控制，使電壓變換部件33的升壓率上升。如圖16所示，在吸塵器的使用方式中，拆下吸入口體11，在延長管12或軟管體4等風路的前端安裝間隙噴嘴90和刷子91進行清掃的狀態是常見的狀況。而且，對于使用者來說，此時的吸入力的大小最重要的性能之一。因此，在拆下吸入口體11時，自動地提高電壓變換部件33的升壓率是最有效的。升壓率的上升率可以固定，也可以根據電壓變換部件33的輸入電壓來改變升壓率的上升率。在固定的情況下，可以簡化升壓率的控制。
根據圖6，上述實施方式是從停止狀態依次操作弱使用操作按鈕14b和強使用按鈕9d的例子，是從非升壓運轉模式切換成升壓運轉模式的例子。當然，也可以在停止狀態下直接操作強操作按鈕9d，這種情況下，從停止狀態直接變為升壓運轉模式。
這樣，預先準備將直流電源7的輸出電壓供給電動送風機6的非升壓運轉模式、以及將直流電源7的輸出電壓通過電壓變換部件33升壓后的輸出電壓供給電動送風機6的升壓運轉模式，設置用于切換這些運轉模式的運轉模式切換操作部件、以及操作該切換部件的運轉模式切換操作部件，用戶可實施直接切換。
另一方面，在由電壓變換部件33將電源電壓進行升壓時，由于構成電壓變換電路的電路部件等產生電力損失，所以與直接用電池驅動的情況比較，有浪費電力的缺點。
但是，與電池容量大型化的情況相比，具有將電源部件大幅度地小型、輕量化的特征。
在通過電壓變換部件將電池電壓升壓的情況下，如果使電壓變換部件始終工作，則即使在用戶不需要強的灰塵吸引能力的狀況下，也使用電壓變換部件，承受電壓變換電路造成的電力損失，會縮短電池的使用時間。在電池為二次電池的情況下，會縮短每次充電的使用時間。
相反，如本實施例那樣，作為電動送風機的輸出控制部件，包括在灰塵吸引能力不需要達到那種程度時或想延長電池的使用時間(二次電池的情況下，每充電一次的使用時間)時，僅通過電池的輸出電壓來驅動電動送風機(非升壓運轉模式)的部件，以及在需要大的灰塵吸引能力時，以電壓變換部件升壓后的輸出電壓來驅動電動送風機(升壓運轉模式)的部件，而且通過可隨時切換這些輸出控制部件的切換部件，根據用戶的各種狀況，用戶可選擇運轉模式。
當然，也可以是無論操作弱使用操作按鈕14b和強使用操作按鈕14c的某一個按鈕，都成為升壓運轉模式的結構。這種情況下，在各個操作按鈕使用上，配有圖9、圖10、或圖12所示的數據表，或在操作某一個操作按鈕時，使升壓率固定。
下面，參照圖13來說明吸塵器1的對于電動送風機6的電壓變換部件的另一結構例。在本實施方式的電壓變換部件60中，作為磁性部件，使用具有一次繞組61a、二次繞組61b的變壓器61。將該變壓器61的一次繞組61a和二次繞組61b相反連接。
更詳細地說，該電壓變換部件60具有連接到直流電源7的輸入端子Pa和輸入側共用端子Pd、以及連接到電動送風機6側的輸出端子Pc和輸出側共用端子Pe，輸入端子Pa和變壓器61的一次繞組61a的一個端子連接，變壓器61的一次繞組61a的另一端子和開關部件(Q)41的漏極端子連接，開關部件(Q)41的源極端子和輸入側共用端子Pd連接，電壓變換控制部件28的輸出側連接到開關部件(Q)41的控制端子，變壓器61的二次繞組61b的一個端子連接到二極管42的陽極端子，二極管42的陰極端子與電容器43的一個端子連接，電容器43的另一端子與與變壓器61的二次繞組61b的另一端子連接，二極管42和電容器43的連接點連接到輸出端子Pc，電容器43和變壓器61的二次繞組61b的連接點連接到輸出側共用端子Pe，在輸出端子Pc和輸出側共用端子Pe之間輸出將直流電源7的輸出電壓升壓的電壓。
下面說明這樣的電壓變換部件60的升壓工作。根據從電壓變換控制部件28輸出的脈沖信號，如果開關部件(Q)41導通，則電流IT1流動，將能量存儲在變壓器61中。此時，在變壓器61中，一次繞組61a和二次繞組61b相反連接，所以通過二極管42在二次側不流過電流。
接著，如果電壓變換控制部件28使開關部件(Q)41截止，則在變壓器61的繞組上產生反向電壓，電位進行反轉，所以變壓器61中存儲的能量經由二極管42作為電流IT2輸出到二次繞組61b側(電動送風機6側)。然后，電容器43充電到比直流電源7高的電壓，供給電動送風機6。
權利要求
1.一種吸塵器，包括電動送風機，將直流電源作為驅動源并被驅動；電壓變換部件，使所述直流電源的輸出電壓升壓并將電力供給所述電動送風機；負載檢測部件，檢測所述電動送風機的負載狀態；存儲部件，對于所述電動送風機的負載狀態和所述電壓變換部件應該升壓的輸出電壓的關系，存儲減少灰塵吸入能力變動的關系；以及吸塵器控制部件，參照所述存儲部件中存儲的關系，根據所述負載檢測部件檢測出的所述電動送風機的負載狀態來確定所述電壓變換部件應該升壓的輸出電壓，根據該確定結果來控制所述電壓變換部件的輸出電壓。
2.如權利要求1所述的吸塵器，其中，所述負載檢測部件通過檢測所述吸塵器的吸風量來檢測所述電動送風機的負載狀態。
3.如權利要求1所述的吸塵器，其中，所述負載檢測部件通過檢測所述吸塵器中流過的電流來檢測所述電動送風機的負載狀態。
4.如權利要求1所述的吸塵器，其中，包括吸入口體，連通到通過所述電動送風機的驅動成為負壓的空間，并可接觸清掃面；以及清掃面檢測部件，判定清掃面與所述吸入口體有無接觸；所述吸塵器控制部件在所述清掃面檢測部件判定為所述吸入口體接觸清掃面時，通過所述電壓變換部件來提高所述直流電源的輸出電壓的升壓率。
5.如權利要求1所述的吸塵器，其中，包括吸入口體，連通到通過所述電動送風機的驅動成為負壓的空間，并可接觸清掃面；以及清掃面檢測部件，判定清掃面與所述吸入口體有無接觸；所述吸塵器控制部件在所述清掃面檢測部件判定為所述吸入口體不接觸清掃面時，使所述電壓變換部件不工作。
6.如權利要求1所述的吸塵器，其中，包括吸入口體，可自由拆裝地連通到通過所述電動送風機的驅動成為負壓的空間，并可接觸清掃面；以及拆裝檢測部件，判定所述吸入口體與所述吸塵器本體有無脫離；所述吸塵器控制部件在所述拆裝檢測部件判定為所述吸入口體脫離所述空間時，通過所述電壓變換部件提高所述直流電源的輸出電壓，從而提高升壓率，升壓率是輸出電壓與輸入電壓之比。
7.如權利要求6所述的吸塵器，其中，所述吸塵器控制部件在所述拆裝檢測部件判定為所述吸入口體脫離所述空間時，將所述電壓變換部件控制的升壓率的上升比例固定。
8.如權利要求1所述的吸塵器，其中，包括切換部件，將所述電壓變換部件切換為工作狀態的升壓運轉模式和將所述電壓變換部件切換為非工作狀態的非升壓運轉模式；以及運轉模式切換操作部件，接受用于選擇所述吸塵器的運轉模式的操作；所述吸塵器控制部件根據所述運轉模式切換操作部件的操作來控制所述切換部件，實現與所述運轉模式切換操作部件對應的運轉模式。
全文摘要
在將直流電源作為驅動源并搭載了升壓變換電路的吸塵器中，通過參照可減少灰塵吸入能力變動的關系，根據電動送風機的負載狀態來確定應該升壓的輸出電壓，根據該確定結果進行驅動控制，使輸出電壓升壓并將電力供給電動送風機，使升壓變換電路高效率地工作，從而提高吸塵器的灰塵吸入性能，延長電池每次充電的使用時間。
文檔編號A47L9/28GK1496701SQ0315845
公開日2004年5月19日 申請日期2003年9月10日 優先權日2002年10月17日
發明者櫛田博之, 櫻井修 申請人:東芝泰格有限公司