JP5937418B2 - 流体装置 - Google Patents

Description

本発明は、気体を吸引又は吐出する流体装置に関する。

従来、流体装置としては、外気を吸引することにより粉塵を集める集塵装置や、気体を吐出する送風機が知られている。また集塵装置としては、一般に、掃除機や空気清浄機等が知られており、送風機としては、例えば１０ｋＰａ以上の高圧空気を吐出するブロワや、ブロワよりも低圧力の空気を吐出する送風用ファンが知られている。

ところで、この種の流体装置には、充電可能なバッテリを搭載し、流体装置の動力源であるモータには、バッテリから電力供給を行うことにより、モータを駆動するように構成されたものが知られている。

そして、このようにバッテリを備えた流体装置には、バッテリを構成する複数のセルの接続点から給電用の電力線を引き出すことで、モータの駆動電圧として、バッテリ両端のバッテリ電圧を利用するか、バッテリの一端と上記電力線との間の中間電圧を利用するかを、切り換えるように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

つまり、この特許文献１に記載のものは、モータをバッテリ電圧にて駆動するか、中間電圧にて駆動するかを、通電経路切換用のスイッチを介して切り換えることにより、モータの回転速度（換言すれば気体の吸引量又は吐出量）を変更できるようにしている。

米国特許第５５４４２７４号明細書

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、モータの回転速度を切り換えるために、モータの駆動電源であるバッテリのセルの数を変更する。
このため、バッテリを構成する複数のセルの間で電力バランス（以下、セルバランスともいう）が崩れ、バッテリが劣化し易くなるという問題がある。

また、特許文献１に記載の技術では、モータへの通電経路が一旦高速側に設定されると、その後、使用者がスイッチを操作して、モータへの通電経路を低速側に切り換えるまでは、モータが高速回転されてしまう。

このため、上記特許文献１に記載の技術では、モータを高速回転させる必要がない場合であっても、モータが高速回転されて、バッテリ電力が不必要に消費されてしまい、バッテリを満充電してから流体装置を使用し得る期間が短くなるという問題もある。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、モータの回転により気体を吸引又は吐出する流体装置において、バッテリのセルバランスを崩すことなくモータの回転速度を切り換えることができ、しかも、その切り換えを効率よく行うことでバッテリの消費電力を低減できるようにすることを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の流体装置においては、外部から駆動指令を受けると、第１駆動手段が、電流制限素子を介してバッテリからモータに第１駆動電流を流し、モータを通常回転させる。

また、操作スイッチが使用者により操作されている間、第２駆動手段が、バッテリからモータへ、第１駆動電流よりも大きい第２駆動電流を流し、モータを高速回転させる。
従って、本発明の流体装置によれば、使用者は、モータを高速回転させて、気体の吸引量又は吐出量を通常時よりも増加させるときには、操作スイッチを操作すればよく、モータを通常回転に戻すときには、操作スイッチの操作を止めればよい。

そして、このように、本発明の流体装置によれば、モータを高速回転させる期間が、使用者が操作スイッチを操作している期間に制限されることから、その高速回転期間を必要最小限に抑えることができる。

よって、本発明の流体装置によれば、モータの高速回転によって生じるバッテリの消費電力を低減することができ、バッテリを満充電してから流体装置を使用し得る期間を長くすることができる。

また、本発明の流体装置において、第１駆動手段は、バッテリからモータへの通電経路に設けられた電流制限素子を利用して、モータに流れる電流を第１駆動電流に制限することで、モータを通常回転させる。

このため、本発明の流体装置によれば、モータの回転速度を切り換えることによって、バッテリのセルバランスが崩れ、バッテリが劣化するのを抑制できる。
ここで、第１駆動手段が、モータに第１駆動電流を流すのに用いる電流制限素子としては、例えば、抵抗を用いることができる。

そして、この場合、第２駆動手段は、電流制限素子としての抵抗をバイパスする電流経路と、この電流経路を、使用者による操作スイッチの操作状態に応じて導通・遮断させる回路とで構成することができる。

また、操作スイッチが、使用者による操作時にオン状態となる常開型（換言すればａ接点）のスイッチであり、オン状態であるときに第２駆動電流を流すことができる場合（換言すれば、操作スイッチの電流容量が大きい場合）には、抵抗をバイパスする電流経路に操作スイッチを設けて、操作スイッチにより電流経路を導通・遮断するようにしても、第２駆動手段を構成できる。

しかし、電流制限素子として、抵抗を用いた場合、抵抗には第１駆動電流が流れることから、抵抗にてバッテリ電力が消費されることになる。また、抵抗は、モータに流れる電流を制限することはできても、その電流の大きさを制御することはできない。

このため、請求項２に記載のように、電流制限素子は、バッテリからモータへの通電経路に流れる電流を制御可能な半導体素子にて構成し、第１駆動手段及び第２駆動手段は、それぞれ、半導体素子を介してバッテリから前記モータに流れる電流を制御するように構成するとよい。

つまり、このようにすれば、第１駆動手段及び第２駆動手段は、半導体素子を介して、モータに流れる電流を第１駆動電流若しくは第２駆動電流に制御でき、しかも、電流制限素子として抵抗を用いた場合に比べて、電流制限素子（つまり半導体素子）で生じる電力損失を低減できる。

次に、流体装置を、請求項２に記載のように構成する場合、第１駆動手段及び第２駆動手段は、それぞれ、マイクロコンピュータの一機能として実現することができる。
すなわち、請求項３に記載の流体装置は、操作スイッチが接続されたマイクロコンピュータを備える。

そして、このマイクロコンピュータは、操作スイッチが使用者に操作されたときに、駆動指令が入力されたと判断して、モータに第１駆動電流が流れるように半導体素子を制御する、第１制御処理を実行する。

また、マイクロコンピュータは、操作スイッチの使用者による操作が所定の設定時間以上継続すると、その後、操作スイッチの使用者による操作が終了するまで、モータに第２駆動電流が流れるように半導体素子を制御する、第２制御処理を実行する。

このため、請求項３に記載の流体装置において、第１駆動手段及び第２駆動手段としての機能は、マイクロコンピュータが実行する上記各制御処理にて実現されることになる。
また、請求項３に記載の流体装置によれば、マイクロコンピュータは、使用者による操作スイッチの操作状態に応じて、第１制御処理及び第２制御処理を実行するか否かを判断することから、使用者は、操作スイッチを操作するだけで、流体装置を駆動し、流体装置による気体の吸引量又は吐出量を切り換えることができる。

次に、請求項２又は請求項３に記載の流体装置において、第１駆動手段及び第２駆動手段は、半導体素子を請求項４に記載のように制御することで、モータの駆動電流を制御するように構成するとよい。

すなわち、請求項４に記載の流体装置において、第１駆動手段は、駆動指令に対応したデューティ比のパルス幅変調信号にて半導体素子をスイッチング駆動することにより、モータに第１駆動電流を流す。

また、第２駆動手段は、第１駆動手段が半導体素子をスイッチング駆動するのに用いるパルス幅変調信号よりもデューティ比が大きい駆動信号にて、半導体素子を駆動することにより、モータに第２駆動電流を流す。

そして、第１駆動手段及び第２駆動手段をこのように構成すれば、半導体素子に出力する制御信号を、ハイ・ロー何れかの２値信号にすればよく、制御信号を簡単に生成することができる。

つまり、半導体素子を介してモータに流れる駆動電流は、例えば、半導体素子の制御端子に印加する制御信号の電圧を制御することによっても制御できる。しかし、このように制御信号の電圧を制御するには、電圧制御用のアナログ回路が必要となる。

これに対し、請求項４に記載のように、半導体素子をスイッチング駆動する場合、パルス幅変調信号を用いればよく、このパルス幅変調信号は、デューティ比が制御された２値信号であることから、マイクロコンピュータ等のデジタル回路にて簡単に生成できる。

よって、請求項４に記載の流体装置によれば、半導体素子を介して、モータに流れる駆動電流を制御するために、アナログ回路を用いて制御信号を生成する必要がなく、装置構成を簡素化できる。

次に、本発明（請求項１〜請求項４）は、請求項５に記載の集塵装置であっても、或いは、請求項６に記載の送風機であっても、適用することができる。
そして、特に、本発明の流体装置は、バッテリを備えることから、本発明は、使用時に電源コードを介して外部電源（商用電源等）に接続する必要のない充電式の流体装置、例えば、充電式クリーナ、充電式ブロワ等に適用できる。

実施形態のハンディクリーナの外観を表す斜視図である。 バッテリパック及び制御回路基板の構成を表すブロック図である。 スイッチ操作に伴い切り換えられる動作モードの遷移を表す遷移図である。 制御回路にて実行される動作モード設定処理を表すフローチャートである。 変形例の充電式ブロワの外観を表す斜視図である。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
本実施形態は、バッテリを備えた集塵装置の一つである充電式のハンディクリーナ２に本発明を適用したものである。

図１に示すように、本実施形態のハンディクリーナ２は、筒状に形成されたケース３の先端部分に、外気を吸引する吸引口４を備え、ケース３の側壁に、粉塵が除去された空気を排出する排出口６を備え、ケース３の後端側に、使用者が手で持つための把持部８を備える。

また、把持部８の上端部分には、使用者が把持部８を握った状態で操作できるように、電子スイッチ１０が設けられており、電子スイッチ１０の前方には、ハンディクリーナ２の動作時に点灯するＬＥＤ１４が設けられている。

なお、電子スイッチ１０には、使用者が操作（押下）しているときにオン状態となり、使用者が操作していないときにオフ状態となる、常開型の２つの操作スイッチが備えられている。そして、一方の操作スイッチは、駆動指令を入力するための駆動スイッチ１１、他方の操作スイッチは、停止指令を入力するための停止スイッチ１２、として設定されている。

次に、ハンディクリーナ２のケース３内には、図２に示す吸引用ファン１５、モータ１６、バッテリパック２０、及び、制御回路基板３０が設けられている。
吸引用ファン１５は、吸引口４からケース３内に外気を吸引して排出口６から排出させるためのものであり、吸引した外気から粉塵を除去するフィルタ（図示せず）を挟んで、吸引口４との対向位置に配置されている。

また、モータ１６は、直流モータであり、吸引用ファン１５の吸引口４とは反対側に配置されている。そして、モータ１６の回転軸には、吸引用ファン１５が連結されている。このため、モータ１６は、自身の回転により吸引用ファン１５を回転させて、外気をケース３内に吸引させることができる。

次に、バッテリパック２０は、充放電可能な複数（図では３個）のセル２１、２２、２３を直列接続してなるバッテリ２６と、バッテリ２６のセル２１〜２３の温度を検出するセル温度検知用サーミスタ２８とを備え、これらを合成樹脂製のパッケージ内に収納することにより構成されている。

そして、このバッテリパック２０は、ケース３の下方後端側に収納されている。なお、ハンディクリーナ２において、把持部８の下端部分には蓋体９が設けられており、バッテリパック２０は、この蓋体９を外すことにより、ケース３内に着脱自在に収納されている（図１参照）。

次に、制御回路基板３０は、ケース３内で、モータ１６とバッテリパック２０との間に配置されている。
そして、制御回路基板３０には、ＡＣアダプタ６０から電力供給を受けてバッテリ２６への充電を行うと共に、バッテリ２６から電源供給を受けて、モータ１６への放電（換言すればモータ１６の駆動）を行うための各種電子部品が組み付けられている。

なお、ＡＣアダプタ６０は、交流電源から電源供給を受けて、バッテリ２６充電用の直流電圧を生成し、制御回路基板３０を介して一定の充電電流を供給するためのものであり、ハンディクリーナ２とは別体で構成されている。

このため、ケース３の側壁上部で、ＬＥＤ１４との近傍位置には、ＡＣアダプタ６０から引き出された電源コードの先端に設けられたＤＣプラグ（図示せず）を差し込み、ＡＣアダプタ６０から直流電圧を供給するためのＤＣジャック１８が設けられている。

次に、制御回路基板３０の回路構成について説明する。
図２に示すように、制御回路基板３０には、バッテリ２６の正極側からモータ１６を介してバッテリ２６の負極側へ電流を流す放電経路が形成されており、その放電経路でモータ１６の負極側には、バッテリ２６からモータ１６への放電電流（つまり、モータ１６の駆動電流）を制御する放電制御用ＦＥＴ３２が設けられている。

また、制御回路基板３０には、ＡＣアダプタ６０の正極側端子（＋）をバッテリ２６の正極側に接続し、ＡＣアダプタ６０の負極側端子（−）をバッテリ２６の負極側に接続する充電経路が形成されている。

そして、この充電経路の内、ＡＣアダプタ６０の正極側端子（＋）からバッテリ２６の正極側に至る充電経路上には、充電制御用ＦＥＴ３４と、バッテリ２６を過電流から保護するための充電保護用ＦＥＴ３６とが設けられている。

放電制御用ＦＥＴ３２、充電制御用ＦＥＴ３４、及び充電保護用ＦＥＴ３６は、それぞれ、放電経路若しくは充電経路を導通・遮断するスイッチング素子であり、バッテリ２６への充放電を制御する制御回路４０により駆動される。

制御回路４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を中心に構成されるマイクロコンピュータ（マイコン）からなり、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従い、上記各ＦＥＴ３２〜３６をオン・オフさせることで、モータ１６の駆動及びバッテリ２６への充電を行う。

つまり、制御回路４０は、駆動スイッチ１１を介して使用者から入力される駆動指令に応じて、所定デューティ比のＰＷＭ信号（パルス幅変調信号）を生成し、放電制御用ＦＥＴ３２に出力することで、モータ１６を駆動指令に応じた速度で回転させる。

また、制御回路４０は、停止スイッチ１２を介して使用者から停止指令が入力されると、放電制御用ＦＥＴ３２をオフ状態にして、モータ１６の駆動を停止する。
また、制御回路４０は、モータ１６の駆動停止時に、ＡＣアダプタ６０が接続されていて、バッテリ２６からの出力電圧が充電開始判定用の閾値電圧よりも低い場合には、充電制御用ＦＥＴ３４及び充電保護用ＦＥＴ３６をオフ状態からオン状態に切り換えることで、バッテリ２６への充電を開始する。

また、制御回路４０によるバッテリ２６への充電制御は、バッテリ２６が満充電状態になるまで継続され、バッテリ２６が満充電状態になると、充電制御用ＦＥＴ３４及び充電保護用ＦＥＴ３６がオフ状態に切り換えられて、バッテリ２６への充電が完了する。

また、制御回路４０は、こうした充放電制御を行う際には、バッテリ２６からの出力電圧に加えて、バッテリ２６を構成する各セル２１〜２３の出力電圧や、バッテリ２６の温度を監視し、これら各パラメータの異常時には、充電保護用ＦＥＴ３６や放電制御用ＦＥＴ３２をオフ状態にして、バッテリ２６への充放電を停止させる。

このため、制御回路基板３０には、バッテリ２６の各セル２１〜２３の出力電圧を検出するセル電圧検出部４２が設けられており、制御回路４０には、セル電圧検出部４２から、各セル２１〜２３の電圧を表す検出信号が入力される。

また、制御回路基板３０には、バッテリ２６の各セル２１〜２３からの電圧を取り込み、その電圧が、制御回路４０による充電時の過電圧判定値よりも高い閾値に達したとき（つまり、制御回路４０による過電圧保護が正常に機能しなかったとき）に、充電制御用ＦＥＴ３４を強制的にオフさせる保護回路４６も設けられている。

また、制御回路基板３０には、バッテリ２６内での各セル２１〜２３の接続部分を所定電位にすることで、セル電圧検出部４２で検出されるセル電圧から、バッテリ２６内での断線を検出する断線検出部４４も設けられている。

そして、制御回路４０は、この断線検出部４４を利用してバッテリ２６内での断線を検出すると、バッテリ２６の充放電を禁止する。
なお、制御回路４０は、バッテリ２６の温度を、バッテリパック２０内に設けられたセル温度検知用サーミスタ２８を用いて監視する。このため、制御回路基板３０には、セル温度検知用サーミスタ２８の一端をグランドラインに接地し、セル温度検知用サーミスタ２８の他端を、抵抗４８を介して電源ラインに接続する、温度検出用回路が形成されている。

この結果、バッテリ２６の温度は、セル温度検知用サーミスタ２８の両端電圧を検出電圧として、制御回路４０に取り込まれる。
また、制御回路基板３０には、制御回路４０に、動作用の電源電圧（直流定電圧）を供給するためのレギュレータ５０が設けられている。

このレギュレータ５０は、２つのダイオード５２、５４を介して、バッテリ２６とＡＣアダプタ６０との両方から直流電圧を供給できるようになっており、その何れかから供給される直流電圧を用いて、制御回路４０駆動用の直流定電圧を生成する。

そして、制御回路４０は、このレギュレータ５０から電源供給を受けて、バッテリ２６に対する充電制御を行っているとき、ケース３に設けられたＬＥＤ１４を点灯させて、使用者にその旨を報知する。

次に、制御回路４０が、駆動スイッチ１１からの駆動指令に応じて、モータ１６を駆動する際の制御手順について、図３に示す遷移図及び図４に示すフローチャートを用いて説明する。

図３に示すように、本実施形態では、モータ１６を駆動して吸引用ファン１５を回転させる際の制御回路４０の動作モードとして、モータ１６を高速で回転させるハイモードと、モータ１６を低速で回転させるローモードと、モータ１６を超高速で回転させるハイパワーモードと、の３つの動作モードが設定されている。

また、制御回路４０のＲＯＭ内には、上記各動作モードでモータ１６を駆動するための制御データとして、上記動作モード毎に設定された放電制御用ＦＥＴ３２の駆動デューティ比が記憶されている。

なお、この駆動デューティ比は、ローモードで最も小さく（例えば、５０％以下の値）、ハイパワーモードで最も大きく（例えば、１００％）なるよう、動作モード毎に段階的に設定されている。

そして、制御回路４０は、図４に示す動作モード設定処理にて、動作モードがハイモード、ローモード、ハイパワーモードの何れかに設定されると、その設定された動作モードに対応した駆動デューティ比をＲＯＭから読み出し、その読み出した駆動デューティ比に対応したＰＷＭ信号（パルス幅変調信号）を、放電制御用ＦＥＴ３２の駆動信号として出力する。

この結果、モータ１６には、そのＰＷＭ信号のデューティ比に対応した駆動電流が流れ、モータ１６（延いては吸引用ファン１５）が、その駆動電流に対応した回転速度で回転し、最終的には、ハンディクリーナ２の吸引量が、各動作モードに対応して制御されることになる。

また、制御回路４０は、レギュレータ５０からの電源投入直後や、停止スイッチ１２から停止指令が入力されたときには、モータ１６の駆動を停止する停止モードになる。
そして、図３に示すように、この停止モードで、使用者が駆動スイッチ１１を操作(押下)し、駆動スイッチ１１がオフ状態からオン状態に変化すると、動作モードは、ハイモードに切り換えられる。

また、動作モードがハイモードであるとき、駆動スイッチ１１が操作されて、駆動スイッチ１１がオフ状態からオン状態に変化すると、動作モードは、ローモードに切り換えられる。

また、動作モードがローモードであるとき、駆動スイッチ１１が操作されて、駆動スイッチ１１がオフ状態からオン状態に変化すると、動作モードは、ハイモードに切り換えられる。

つまり、制御回路４０の動作モードは、駆動スイッチ１１が操作されて、駆動スイッチ１１がオフ状態からオン状態に変化する度に、ハイモードからローモード、或いは、ローモードからハイモードへと、交互に切り換えられる。

また、制御回路４０の動作モードがハイモード若しくはローモードに設定されているとき、駆動スイッチ１１が所定の設定時間以上連続して操作されると（換言すれば、駆動スイッチ１１が長押しされると）、動作モードは、ハイパワーモードに切り換えられる。

このハイパワーモードは、駆動スイッチ１１が操作（押下）されている間だけ、モータ１６を超高速で回転させて、ハンディクリーナ２による吸引量を最大にするための動作モードである。

このため、動作モードがハイパワーモードであるとき、使用者が駆動スイッチ１１の操作を中止すると、動作モードは、ハイパワーモードへの変更前の動作モード（ハイモード若しくはローモード）に切り換えられる。

こうした動作モードの切り換えは、制御回路４０が図４に示す動作モード設定処理を実行することにより行われる。
この動作モード設定処理は、制御回路４０において、周期的に繰り返し実行される処理であり、処理が開始されると、まずＳ１１０（Ｓはステップを表す）にて、駆動スイッチ１１がオン状態であるか否か（換言すれば駆動スイッチが操作されているか否か）を判定する。

そして、駆動スイッチ１１がオン状態でなければ、動作モードを変更することなく、そのまま当該動作モード設定処理を終了する。
一方、Ｓ１１０にて、駆動スイッチ１１がオン状態であると判断されると、Ｓ１２０に移行し、そのオン状態は、設定時間以上保持されているか否か、つまり、使用者が駆動スイッチ１１を設定時間以上連続して操作しているか否か、を判断する。

そして、駆動スイッチ１１のオン状態が設定時間以上保持されていない場合には、Ｓ１３０に移行し、現在の動作モードに応じて、動作モードを、ハイモード若しくはローモードに切り換え、当該動作モード設定処理を終了する。

つまり、Ｓ１３０では、現在の動作モードが停止モードであれば、ハイモードに切り換え、現在の動作モードがハイモードであれば、ローモードに切り換え、現在の動作モードがローモードであれば、ハイモードに切り換える。

次に、Ｓ１２０にて、駆動スイッチ１１のオン状態は、設定時間以上保持されていると判定されると、Ｓ１４０に移行し、動作モードを、ハイパワーモードに設定する。
そして、続くＳ１５０では、駆動スイッチ１１のオン状態が解除されたか否か、つまり、使用者による駆動スイッチ１１の操作が終了して駆動スイッチ１１がオフ状態になったか否か、を判断する。

Ｓ１５０にて、駆動スイッチ１１のオン状態が解除されていないと判断されると、再度Ｓ１４０に移行することで、動作モードをハイパワーモードに保持し、Ｓ１５０にて、駆動スイッチ１１のオン状態が解除されたと判断されると、Ｓ１６０に移行する。

そして、Ｓ１６０では、動作モードを、Ｓ１４０にて動作モードをハイパワーモードに切り換える前の元の動作モード（ハイモード若しくはローモード）に切り換え、当該動作モード設定処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態のハンディクリーナ２においては、使用者が、駆動スイッチ１１を、設定時間よりも短い時間、単発的に操作（以下、単発操作という）すると、動作モードがハイモードに設定されて、モータ１６が高速回転される。

また、この状態で、使用者が、駆動スイッチ１１を単発操作すると、動作モードがローモードに切り換えられて、モータ１６が低速回転される。
そして、その後は、使用者が駆動スイッチ１１を単発操作する度に、動作モードがハイモード若しくはローモードへと交互に切り換えられ、モータ１６の回転が低速から高速或いは高速から低速へと切り換えられる。

これに対し、使用者が、駆動スイッチ１１を設定時間以上連続的に操作し、駆動スイッチ１１のオン状態が設定時間以上保持されると、その後、使用者が駆動スイッチ１１の操作を止めて、駆動スイッチ１１がオフ状態になるまで、動作モードがハイパワーモードに切り換えられる。

そして、このハイパワーモードでは、放電制御用ＦＥＴ３２が、他の動作モードよりも大きい、最大の駆動デューティ比（例えば、１００％）のＰＷＭ信号にて駆動され、モータ１６には、他の動作モードよりも大きい駆動電流が供給される。

従って、使用者は、駆動スイッチ１１の単発操作によって、ハンディクリーナ２による吸引量を、ハイ・ロー２段階に切り換えることができるだけでなく、駆動スイッチ１１を長押しすることで、ハンディクリーナ２による吸引量を、一時的に最大にすることができる。

一方、ハイパワーモードでは、モータ１６に流れる駆動電流が、他の動作モードに比べて大きくなり、バッテリ２６の消費電力量が多くなる。
しかし、本実施形態のハンディクリーナ２では、ハイパワーモードは、使用者が駆動スイッチ１１を操作している期間だけ設定され、使用者が駆動スイッチ１１の操作を止めれば、動作モードは、駆動スイッチ１１の単発操作で設定される通常の動作モード（ハイモード若しくはローモード）に復帰する。

このため、本実施形態のハンディクリーナ２によれば、ハイパワーモードの設定期間を必要最小限に抑えることができる。
よって、本実施形態のハンディクリーナ２によれば、ハイパワーモードで消費されるバッテリ電力を必要最小限に抑えることができ、バッテリ２６を満充電してからハンディクリーナ２を使用し得る期間を長くすることができる。

また、本実施形態のハンディクリーナ２においては、使用者による駆動スイッチ１１の操作に応じてモータ１６の回転速度を切り換えるに当たって、制御回路４０は、放電制御用ＦＥＴ３２を制御することで、モータ１６に流れる駆動電流を変化させる。

従って、本実施形態のハンディクリーナ２によれば、モータ１６の回転速度の切り換えによって、バッテリ２６の各セル２１〜２３での電力バランスが崩れ、バッテリ２６が劣化するのを抑制できる。

ここで、本実施形態においては、放電制御用ＦＥＴ３２が、本発明の電流制限素子を構成する半導体素子に相当し、駆動スイッチ１１が、本発明の操作スイッチに相当し、マイクロコンピュータからなる制御回路４０が、本発明の第１駆動手段及び第２駆動手段に相当する。

また、動作モードがハイモード若しくはローモードであるとき、制御回路４０が放電制御用ＦＥＴ３２を介してモータ１６に流す駆動電流は、特許請求の範囲に記載の第１駆動電流に対応し、本発明の第１駆動手段としての機能は、動作モード設定処理におけるＳ１１０〜Ｓ１３０の処理（請求項３に記載の第１制御処理に対応）にて実現される。

また、動作モードがハイパワーモードであるとき、制御回路４０が放電制御用ＦＥＴ３２を介してモータ１６に流す駆動電流は、特許請求の範囲に記載の第２駆動電流に対応し、本発明の第２駆動手段としての機能は、動作モード設定処理におけるＳ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１４０〜Ｓ１６０の処理（請求項３に記載の第２制御処理に対応）にて実現される。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて、種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、本発明を充電式のハンディクリーナ２に適用した場合について説明したが、本発明は、バッテリを備えた集塵装置であれば上記実施形態と同様に適用できる。

また、本発明は、例えば、高圧空気を吐出することで粉塵を吹き飛ばすのに用いられる、図５に示すような充電式ブロワ７０等、気体を吐出する送風機であっても、上記実施形態と同様に適用できる。

ここで、図５に示す充電式ブロワ７０は、先端に高圧空気を吐出する吐出口７２を備えた筒状のノズル７４と、ノズル７４の後端側が装着されるブロワ本体７６と、ブロワ本体７６に着脱自在に装着されるバッテリパック７８と、から構成されている。

また、ブロワ本体７６の側壁には、外気を導入するための吸気口８０が設けられ、ブロワ本体７６の上部には、使用者が手で持つための把持部８２が設けられ、ブロワ本体７６のノズル７４とは反対側には、バッテリパック７８を装着するための装着部８４が設けられている。

そして、把持部８２のノズル７４側先端部分には、上記実施形態の電子スイッチ１０と同様、使用者が操作するための電子スイッチ８６が設けられている。
また、ブロワ本体７６内には、吸気口８０から外気を導入してノズル７４側に吐出するための吐出用ファン、吐出用ファンを回転させるモータ、バッテリパック７８から電力供給を受けて動作し、電子スイッチ８６からの駆動指令に応じてモータを駆動制御する制御回路基板、等が設けられている。

このように構成された充電式ブロワ７０においても、制御回路基板にマイクロコンピュータからなる制御回路を実装し、この制御回路が、上記実施形態の制御回路４０と同様の手順で、バッテリパック７８からモータへの通電経路上に設けられた半導体素子（ＦＥＴ、バイポーラトランジスタ等）を制御するようにすれば、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

一方、上記実施形態では、モータ１６への通電経路上に半導体素子である放電制御用ＦＥＴ３２を設け、これを制御回路４０から出力されるＰＷＭ信号にて駆動することで、モータ１６に流れる駆動電流を制御するものとして説明した。

しかし、モータ１６の通電経路上に電流制限素子として抵抗が設けられていて、モータ１６の駆動時には、この抵抗を介してモータ１６へ駆動電流を流すように構成されている装置であれば、駆動スイッチ１１が長押しされたときに、抵抗をバイパスする通電経路を形成することで、モータへの駆動電流を増加させるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、使用者による駆動スイッチ１１の操作に応じて、動作モードを、ハイモード、ローモード、ハイパワーモードに切り換え、ハイパワーモードへの切り換えを、駆動スイッチ１１が長押しされているときに限って行うものとした。

しかし、本発明は、例えば、駆動スイッチ１１の操作に応じて、動作モードを、ハイモードとローモードとの２段階に切り換えるようにした装置であっても適用できる。
つまり、この場合、ハイモードでのモータ１６の高速駆動を、駆動スイッチ１１が長押しされているときに限って行うようにすれば、上記実施形態と同様、ハイモードでのモータ１６の駆動を必要最小限に抑えて、バッテリ２６の消費電力を抑制できる。

また、上記実施形態では、電子スイッチ１０を構成する駆動スイッチ１１、停止スイッチ１２は、共に、常開型の操作スイッチであるものとして説明したが、これらの操作スイッチは、使用者の操作によってオフ状態となる常閉型（ｂ接点）のスイッチであってもよい。

２…ハンディクリーナ、３…ケース、４…吸引口、６…排出口、８…把持部、９…蓋体、１０…電子スイッチ、１１…駆動スイッチ、１２…停止スイッチ、１４…ＬＥＤ、１５…吸引用ファン、１６…モータ、１８…ＤＣジャック、２０…バッテリパック、２１〜２３…セル、２６…バッテリ、２８…セル温度検知用サーミスタ、３０…制御回路基板、３２…放電制御用ＦＥＴ、３４…充電制御用ＦＥＴ、３６…充電保護用ＦＥＴ、４０…制御回路（マイクロコンピュータ）、４２…セル電圧検出部、４４…断線検出部、４６…保護回路、４８…抵抗、５０…レギュレータ、５２，５４…ダイオード、６０…ＡＣアダプタ、７０…充電式ブロワ、７２…吐出口、７４…ノズル、７６…ブロワ本体、７８…バッテリパック、８０…吸気口、８２…把持部、８４…装着部、８６…電子スイッチ。

Claims (6)

1. 気体を吸引又は吐出するためのファンと、
   前記ファンを駆動するモータと、
   前記モータに電力を供給するバッテリと、
   前記バッテリから前記モータへの通電経路上に設けられた電流制限素子と、
   外部から駆動指令を受けると、前記電流制限素子を介して前記モータに第１駆動電流を流し、前記モータを通常回転させる第１駆動手段と、
   使用者により操作される操作スイッチと、
   前記操作スイッチが使用者により操作されている間、前記バッテリから前記モータへ、前記第１駆動電流よりも大きい第２駆動電流を流し、前記モータを高速回転させる第２駆動手段と、
   を備え、
   前記第１駆動手段は、前記モータを通常回転させているとき、前記操作スイッチが操作される度に、前記モータの回転速度が高速又は低速に切り換わるように前記第１駆動電流を切り換え、
   前記第２駆動手段は、前記第１駆動手段が前記モータを通常回転させているときに、前記操作スイッチが所定時間以上操作されると、その後前記操作スイッチの操作が終了するまで前記第２駆動電流を流すことで、前記モータを前記第１駆動手段による回転速度よりも更に高速で回転させ、前記操作スイッチの操作が終了すると前記第１駆動手段により前記モータを通常回転させる、
   ことを特徴とする流体装置。
2. 前記電流制限素子は、前記通電経路に流れる電流を制御可能な半導体素子からなり、
   前記第１駆動手段及び第２駆動手段は、それぞれ、前記半導体素子を介して前記バッテリから前記モータに流れる電流を制御することを特徴とする請求項１に記載の流体装置。
3. 前記操作スイッチが接続されたマイクロコンピュータを備え、
   前記マイクロコンピュータは、
   前記操作スイッチが使用者により操作されたときに、前記駆動指令が入力されたと判断して、前記モータに前記第１駆動電流が流れるように前記半導体素子を制御すると共に、その後、前記操作スイッチが操作される度に、前記モータの回転速度が高速又は低速に切り換わるように前記第１駆動電流を切り換える第１制御処理、及び、
   前記第１制御処理により前記モータが高速又は低速で駆動されているときに、前記操作スイッチの使用者による操作が所定の設定時間以上継続すると、その後、前記操作スイッチの使用者による操作が終了するまで、前記モータに前記第２駆動電流が流れるように前記半導体素子を制御する第２制御処理、
   を実行することにより、前記第１駆動手段及び前記第２駆動手段として機能することを特徴とする請求項２に記載の流体装置。
4. 前記第１駆動手段は、前記駆動指令に対応したデューティ比のパルス幅変調信号にて前記半導体素子をスイッチング駆動することにより、前記モータに前記第１駆動電流を流し、
   前記第２駆動手段は、前記第１駆動手段が前記半導体素子をスイッチング駆動するのに用いる前記パルス幅変調信号よりもデューティ比が大きい駆動信号にて、前記半導体素子を駆動することにより、前記モータに前記第２駆動電流を流すことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の流体装置。
5. 前記流体装置は、集塵装置であることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の流体装置。
6. 前記流体装置は、送風機であることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の流体装置。

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