JPH071986B2 - 電気掃除機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、二次電池を内蔵した電気掃除機に関するも
のである。

［従来の技術］ 従来、第11図に示すように、電動送風機80を駆動する二
次電池81を内蔵した電気掃除機があるが、この二次電池
81を充電するための充電回路82において、ACアダプター
83からの充電電流は、トランジスタ素子84からダイオー
ド85、スイッチ86へと流れ、二次電池81に充電される。
二次電池81が規定の電圧値まで充電されると、過充電防
止回路87がこの電圧値を検出して充電電流を制御してい
る。

この際、二次電池81の充電中は、LED88には、充電電流
の一部が流れて点燈して数mmWの電力が消費されてい
る。

充電完了時には、充電電流は過充電防止回路87に流れ、
LED88には流れないので、LED88は消灯する。

［発明が解決しようとする問題点］ このように、二次電池81の充電中は、LED88が、充電中
であることの表示素子として使用されているので、LED8
8が点燈中は、ここで数mmWの電力が消費され、この分電
力が無駄に消費されているとともに、LED88を回路内に
組込むために特別な配線が必要であった。

又、過充電防止回路87内に使用されているパワースイッ
チング素子に電流が流れることによる熱損失が問題であ
った。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、充電回路にはパワースイッチング素子を介
して二次電池に充電電流を流すとともに、パワースイッ
チング素子を本体の内部裏面に接近させて設置し、パワ
ースイッチング素子に対向位置する本体の外面に、パワ
ースイッチング素子の温度上昇を感知する温度センサー
を配設し、 この温度センサーとパワースイッチング素子との間に介
在する本体外壁に開口部を設け、パワースイッチング素
子に充電電流が流れた時の温度上昇を温度センサーで感
知するようにして、パワースイッチング素子の熱損失を
利用して充電中、充電完了等の表示をするようにしたも
のである。

［作用］ パワースイッチング素子に二次電池の充電電流が流れる
と、パワースイッチング素子が発熱し、周囲の空気が暖
められる。この暖められた空気は、本体に設けられてい
る開口部を通過し、パワースイッチング素子に対向位置
して設けられている温度センサーにより感知され、温度
センサーが充電中であることを表示する。

二次電池が規定の電圧まで充電されると、この電圧を過
充電防止回路が検出し、パワースイッチング素子はオフ
となり、充電電流は過充電防止回路に流れるから、パワ
ースイッチング素子の温度が下り、この温度を感知した
温度センサーには充電完了の表示がなされる。

［実施例］ この発明の実施例を第１図〜第９図に基づいて詳細に説
明する。

第１図〜第３図において、１は二次電池２を内蔵した電
気掃除機の本体で、内部には電動送風機３が配設されて
おり、側壁の内部裏面近傍には、放熱板４が取付けられ
ている。

放熱板４は熱伝導率の高いアルミニュウムを含んだ材料
で形成されており、温度は位置によりばらつきのないも
のが用いられている。放熱板４の両端には、第４図に示
すように、充電用のパワースイッチング素子５と放電用
のパワートランジスタ６とが接続されており、それぞれ
充電電流あるいは放電電流が流れることによるパワース
イッチング素子５、パワートランジスタ６の発生熱を放
射している。

７は温度センサーで、パワースイッチング素子５に対向
位置する本体１の外面に配設されているとともに、温度
センサー７とパワースイッチング素子５との間に介在す
る本体１外壁には、開口部８で設けられており、パワー
スイッチング素子５の温度上昇が正確に温度センサー７
で感知されるように構成されている。

温度センサー７としては、液晶温度センサーが用いら
れ、これは、第５図に示すように、38℃〜58℃までの温
度を２℃の間隔で感知した温度を数字で表示するデジタ
ルサーモテープが用いられている。

この温度センサー７（デジタルサーモテープ）は、第６
図に示すように、充電完了を表示する表示部17と充電中
を表示する表示部18とに分割されてパワースイッチング
素子５に対向位置して本体１に貼着されている。充電中
の表示部18には、０、20、40、60、80％の数字が付され
て充電状態を示す表示が付されており、充電完了の表示
部17には、100％の数字が付されており、それぞれの状
態におけるパワースイッチング素子５の発生熱を感知し
て表示するように構成されている。

なお、第７図は、温度センサー７としてデジタルサーモ
テープを使用して、充電中から充電完了までの表示をす
る表示部18aを示すもので、充電中から充電完了までの
表示を温度によって複数段に分割表示されている。

このような表示にすることにより、充電のすすみ具合を
目で明確に把握することが出来る。

第２図は、充放電回路９を示すもので、ACアダプター10
とパワースイッチング素子５とダイオード11と充電時と
放電時とを切換えるスイッチ12と二次電池２とを直列に
接続して充電回路が構成されているとともに、パワース
イッチング素子５のエミッタとベース間には過充電防止
回路13が接続されて、充電電流を制御している。

一方、二次電池２の＋端子にはスイッチ12を介して放電
用のパワートランジスタ６が接続されて放電回路が構成
されているとともに、このパワートランジスタ６のベー
スには可変抵抗14を介して無段変速パワーコントロール
回路15が接続されて放電電流を制御している。

まず、二次電池２を充電する場合について説明する。

第２図において、充電中では、スイッチ12は充電側（ダ
イオード11側）にオンとなっている。そこで、ACアダプ
ター10からの充電電流は、パワースイッチング素子５の
コレクタからエミッタへと流れ、エミッタに接続されて
いるダイオード11を介して二次電池２に流れ込み、これ
を充電している。この際、充電電流はほとんどパワース
イッチング素子５に流れ、抵抗16から過充電防止回路13
側へは流れない。

二次電池２の両端間の電圧が、規定の電圧まで充電され
ると、過充電防止回路13がこの電圧を検知して充電電流
は制御される。即ち、パワースイッチング素子５はオフ
するとともに、充電電流は、抵抗16を介して過充電防止
回路13に流れ、二次電池２には充電電流が流れることは
ない。

パワースイッチング素子５に充電電流が流れると、素子
自体が発熱するが、この熱は、第１図に示すように、放
熱板４から放熱され開口部８を介して本体１の外部に放
熱されて温度センサー７で感知され、この温度センサー
７により充電中であることが表示される。

ここで、本体１は合成樹脂で形成されているので、熱伝
導率は一般に悪いが、開口部８が設けられているので、
充電時のパワースイッチング素子５の発生熱を正確に温
度センサー７に感知させ、表示させることが出来る。

第８図は、パワースイッチング素子５としてトランジス
タを使用した場合を示すもので、時間ｔに対するパワー
スイッチング素子５の温度特性Ｓ、二次電池２の両端の
電圧特性Ｖ、充電電流特性Ｉをそれぞれ示すもので、こ
れらの特性曲線Ｓ、Ｖ、Ｉから明らかなように、充電開
始時から二次電池２の両端の電圧が規定の電圧値に達す
るまでの時間ｔ′までは、十分大きな充電電流が流れる
ので、パワースイッチング素子５の発熱量は大となり、
温度センサー７はこれを感知して発熱量に対応する表示
が、充電中を表示する表示部18に表示されている。

時間ｔ′の後、充電電流はもう１度ピーク値を示すの
で、発生熱もピーク値を示し、その後、充電電流は指数
関数的に降下し、時間ｔ″でほぼ充電完了時となるか
ら、パワースイッチング素子５の発熱量もそれにつれ
て、急激に降下し、正確な充電完了時が表示部17に表示
される。

ここで、温度センサー７の感知温度が、充電完了時に40
℃以上であれば、外気温で反応することもなく正確な充
電完了時が表示される。

発明者の実験結果によれば、温度センサー７の感知温度
は、時間ｔ′では約50℃であり、充電完了時の時間ｔ″
では、約45℃であった。

従来のように、LED88で充電完了時を表示している場合
には、時間ｔ′でLED88が充電完了時を表示するように
構成されているので対して、この発明の実施例では、使
用されているパワースイッチングトランジスタに流れる
電流による発熱量を温度センサー７で感知して充電完了
時を表示するように構成されている。

第９図は、パワースイッチング素子５としてサイリスタ
を使用した場合を示している。サイリスタの場合には、
時間ｔ′でサイリスタがオフすると、充電電流が急激に
流れなくなるので、発生熱も急激に降下し、充電完了時
が明確に表示される。

発明者の実験結果によれば、サイリスタを使用した場合
の充電完了時（時間ｔ″）における温度センサー７の感
知温度は、外気温度より少し高めの程度であった。

第10図は、二次電池２が放電中、即ち、電気掃除機の運
転中において、電気掃除機の吸込仕事率Ｐ（Ｗ）に対す
る放電電流特性ｉ、放電用パワートランジスタ６の温度
特性ｓ、風量Ｑをそれぞれ示すもので、吸込仕事率Ｐは
風量Ｑに比例する。

そこで、風量Ｑが大になればそれだけ電動送風機３の回
転数も上昇しているので、放電用のパワートランジスタ
６を流れる放電電流は多くなるから、発熱量も大とな
る。この熱は開口部８を介して本体１の外部に貼着され
ている温度センサー７により感知されるから、運転中の
吸引力を温度センサー７で表示することが出来る。

又、放電中の表示がなされるとともに、二次電池２の容
量が少なくなると放電電流が減少するので、この状態は
温度センサー７により表示され、二次電池２の充電時期
も温度センサー７により、上記充電中の場合と同様にし
て表示される。

［発明の効果］ この発明は、充電回路にはパワースイッチング素子を介
して二次電池に充電電流を流すとともに、パワースイッ
チング素子を本体の内部裏面に接近させて設置し、パワ
ースイッチング素子に対向位置する本体の外面に、パワ
ースイッチング素子の温度上昇を感知する温度センサー
を配設し、この温度センサーとパワースイッチング素子
との間に介在する本体外壁に開口部を設け、パワースイ
ッチング素子に充電電流が流れた時の温度上昇を温度セ
ンサーで感知して充電中、充電完了等の表示をしたの
で、従来のようにLEDを使用する必要がないから、その
ための特別な配線をする必要がなくなるとともに、LED
により無駄に消費されていた電力が節約出来る。

その上、本来無駄に消費されていたパワースイッチング
素子の発生熱を利用することが出来るので、効率的であ
る。

又、従来、LEDにより単に点燈、消灯の二態様でのみ表
示されていた充放電の表示を、充電完了の表示と、充電
中の表示とを用いるとともに、この充電中の表示を数段
階で表示したので、充電の進み具合を目で正確に見るこ
とが出来る。

又、複数段の温度を感知可能な温度センサーを用いて充
電中から充電完了までの表示を温度によって数段階に分
割表示したので、充電の進み具合を目で見ることが出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図はこの発明の実施例を示すもので、第１
図は電気掃除機の本体１の断面図、第２図は二次電池２
の充放電回路図、第３図は本体の要部断面図、第４図は
放熱板４の平面図、第５図は温度センサー７の平面図、
第６図、第７図は温度センサー７の平面図、第８図、第
９図はそれぞれパワースイッチング素子５としてトラン
ジスタとサイリスタを用いた場合の時間に対する温度特
性、電圧特性、充電電流特性を示す図、第10図は放電時
における吸込仕事率に対する放電電流特性、温度特性、
風量特性を示す図、第11図は従来例を示す充放電回路図
である。 １……電気掃除機の本体 ２……二次電池 ３……電動送風機 ５……パワースイッチング素子 ７……温度センサー ８……開口部 ９……二次電池の充放電回路 13……過放電防止回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】本体に内蔵した電動送風機と、この電動送
   風機を駆動する二次電池と、この二次電池の充電電流を
   制御する過充電防止回路を有する充電回路と、 を備えた電気掃除機において、 前記充電回路にはパワースイッチング素子を介して前記
   二次電池に充電電流を流すとともに、前記パワースイッ
   チング素子を前記本体の内部裏面に接近させて設置し、 前記パワースイッチング素子に対向位置する前記本体の
   外面に、前記パワースイッチング素子の温度上昇を感知
   する温度センサーを配設し、 この温度センサーと前記パワースイッチング素子との間
   に介在する前記本体外壁に開口部を設け、 前記パワースイッチング素子に充電電流が流れた時の温
   度上昇を前記温度センサーで感知して充電中、充電完了
   等の表示をしたこと を特徴とする電気掃除機。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、温度セン
   サーの表示は、充電中のパワースイッチング素子の温度
   を感知する温度センサーと、充電完了時の前記パワース
   イッチング素子の温度を感知する温度センサーとを用
   い、前記２つの温度センサーにそれぞれ充電中と充電完
   了との表示を付すとともに、前記充電中の表示を数段階
   に表示したこと を特徴とする電気掃除機。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項において、複数段の
   温度を感知可能な温度センサーを用いて、充電中から充
   電完了までの表示を温度によって複数段に分割表示した
   こと を特徴とする電気掃除機。