JP2019051043A

JP2019051043A - 電気掃除機

Info

Publication number: JP2019051043A
Application number: JP2017177254A
Authority: JP
Inventors: 裕輝守屋; Hiroki Moriya; 小森　啓礼; Hironori Komori; 啓礼小森; 翔太橋本; Shota Hashimoto; 俊祐沖原; Shunsuke Okihara
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Priority date: 2017-09-15
Filing date: 2017-09-15
Publication date: 2019-04-04

Abstract

【課題】電池組の状態に応じた運転制御が可能な電気掃除機の提供。
【解決手段】電気掃除機本体と、該電気掃除機本体に取付ける充電式の電池組とを有する電気掃除機であり、該電池組内部に制御基板を設け、該制御基板は、マイコンと、外部との通信手段と、通信用の回路を設け、前記電気掃除機の使用の有無を判断し、前記電気掃除機を使用していない状態で、前記電池組の電圧が低下した場合、前記マイコン及び前記通信用の回路への電力供給を遮断する機能を持。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気掃除機に関する。

従来のハンディタイプの充電式掃除機は二次電池組（以下、電池組という）を用いている。

特開2013-230302号公報

充電式掃除機は、電池組の保護用に制御基板（電池組保護用制御基板）を電池組に搭載している。電池組の状態によっては、電気掃除機本体の制御を行うことが難しかった。電池組の状態に応じた運転制御が可能な電気掃除機の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、電気掃除機本体と、該電気掃除機本体に取付ける充電式の電池組とを有する電気掃除機であり、該電池組内部に制御基板を設け、該制御基板は、マイコンと、外部との通信手段と、通信用の回路を設け、前記電気掃除機の使用の有無を判断し、前記電気掃除機を使用していない状態で、前記電池組の電圧が低下した場合、前記マイコン及び前記通信用の回路への電力供給を遮断する機能を持つことで達成する。

電池組の状態に応じた運転制御が可能な電気掃除機を提供することができる。

ハンディタイプ電気掃除機の正面図である。ハンディタイプ電気掃除機の側面図である。ハンディタイプ電気掃除機の内部構造側面図である。電池組の側面図である。本体と電池組の回路ブロック図である。

以下、実施例を、図面を用いて説明する。

以下、本発明を下記の実施例にもとづいて説明する。

図1と2は本発明の掃除機の全体を示す図である。

図2は二次電池と二次電池を電力源とする充電式ハンディタイプの掃除機の側面図である。本体１と、電池組２とで構成されており、本体１の操作スイッチ３を押下することで、スイッチに対応した運転モードで本体の電動送風機を駆動させ、運転する。図3は本体の内部概略図である。本体の内部にはモータ組４(電動送風機)と、電動送風機の回転数を制御するためのメイン基板５(制御基板)、スイッチ基板と、メイン基板５及びモータ組４の電源となる電池組２がある。電池組は本体と着脱可能であり、接続部は電力供給のための端子と、通信用の端子とで構成している。

図5は電池制御基板の回路ブロック図である。電池セルの電力供給によって、電池保護用の回路と通信回路及びマイコンを駆動させる。

本発明においては、電池組２の内部に通信回路を設け、本体１の制御基板と電池組２の制御基板との間で通信することで、電池組２の状態に応じた運転制御が可能となる。しかし通信回路を設けた場合、通信に使用する電子部品への電力供給が必要であり、その分の電力が本体１を運転するための電力に加わるため、消費電流は大きくなる。結果電池の容量は早く消耗し、運転時間が短いといった製品の不具合につながる。また、リチウムイオン二次電池については過放電状態になると安全性の問題で充電できなくなるため、製品を充電しなくてもいい期間を長く設ける必要がある。

電池組２の内部に設けた制御基板に通信回路への電力を供給するための配線に、電流を遮断できる素子(MOS-FET)を実装し、規定時間内に一定の割合で電力を供給する。通信回路に通電がされ、通信が確立した際には基板内のマイコン制御によって通信回路への電力供給を継続し、本体１の運転途中に通信が遮断されないようにする。この制御によって待機時(本体１を運転しない時)の消費電流は低減し、電池の容量低下の速度を遅くすることができる。また、過放電を防ぐため、電池電圧が一定の値以下になった時、制御基板内のマイコンへの電力供給を遮断し、消費電流を低減することで、電池の消耗速度をさらに緩め、電池が過放電状態になるまでの時間を長くすることができる。

掃除機本体１の運転を行わない時、または掃除機本体１から電池組２が取り外されている時、電池組２で消費される電力は、電池内部の制御基板の消費電流に起因する。消費電流が一定であれば、電池容量に対し、電池容量[mAh]÷消費電流[mA]=消費時間[h]の関係によって、電池が消耗する。消費時間が短い場合には、製品を充電せずに放置していた場合、すぐに電池の容量がなくなることになる。基板の消費電流で主に大きいものは、制御ICと、マイコンを含む通信回路である。特に通信回路の消費電流を低減することにより、消費時間を延ばすことができる。実施例として、10sごとに100msだけ、通信回路に通電する制御仕様とする。この時の通信回路の消費電流は100ms/10s=0.01となるため、十分な消費時間を確保できる。

上記の機能により消費電流を低減させた状態においても、長期間の放置状態においては、電池が消耗するため、電池電圧が低下する。二次電池の中でも現在主流となっているリチウムイオン電池は、電池の電圧が極端に低くなるまで放電した場合、安全性の観点から、再度充電してはならない。このことから電池電圧が再充電不可能な領域に達するまでの時間を確保するためにも消費電流低減が要求される。本実施例においては、再充電不可能となる領域の前段階に電圧閾値を設け、閾値電圧に達した場合、電池の制御基板内で消費電流の大きいマイコンへの電力供給を遮断する。以下にその流れを示す。制御ICは電池セルの電圧を観測している。電池セルが過放電保護電圧に達すると、マイコンに電力供給するためのレギュレータへのポート信号をHIからLOに切り替える。レギュレータはイネーブル端子を持ち、端子電圧がHIの場合には駆動し、LOの場合には停止する。この特性を利用して、電池セルが閾値電圧以下になった場合、レギュレータを停止させ、マイコンへの供給を遮断することで消費電流を極端に低下することができる。

１本体
２電池組
３操作スイッチ
４モータ組
５メイン基板

Claims

電気掃除機本体と、該電気掃除機本体に取付ける充電式の電池組とを有する電気掃除機であり、該電池組内部に制御基板を設け、該制御基板は、マイコンと、外部との通信手段と、通信用の回路を設け、前記電気掃除機の使用の有無を判断し、前記電気掃除機を使用していない状態で、前記電池組の電圧が低下した場合、前記マイコン及び前記通信用の回路への電力供給を遮断する機能を持つ電気掃除機。
前記マイコンへの電力供給を遮断する前の状態において、前記通信回路用の電源を一定時間毎にオン／オフする機能を持つ請求項１に記載の電気掃除機。