CN107374506A - 电动吸尘器及电动吸尘器*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够降低垃圾抛弃频率的、具有二次电池的电动吸尘器。电动吸尘器具有二次电池、吸引口、集尘盒、电动送风机、排气口、连接吸引口、集尘盒、电动送风机和排气口的风路、电气电路，其中，在电气电路中，电动送风机能够与输出基于工频电源的电力的充电用电源电路电连接，在电动吸尘器与工频电源电连接的状态下，通过充电用电源电路输出的电力驱动电动送风机。

Description

电动吸尘器及电动吸尘器***

技术领域

本发明涉及电动吸尘器和电动吸尘器***。

背景技术

使用二次电池的电力进行动作的电动吸尘器与使用工频电源进行动作的电动吸尘器相比，向电动送风机的输入小。尘埃盒内的尘埃只有电动送风机强力才能被强力压缩，但是，如果为基于二次电池输入程度，则只能较弱地压缩。因此，尘埃体积大，垃圾抛弃频率容易变高。

作为与本发明关联的技术，例如已知有专利文献1和专利文献2。专利文献1中公开有一种除尘体，通过旋转动作，除去附着于尘埃分离过滤器的尘埃，同时，使除去的尘埃经由第一开口向集尘部移动。

另外，在专利文献2中公开有使用内置于吸尘器主体的二次电池的电力使落尘用电动机动作这一点。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015－8755号公报

专利文献2：日本特开2006－175270号公报

发明内容

发明所要解决的课题

专利文献1中，通过旋转体的机械的旋转动作使尘埃移动并进行压缩，由此，可以有效地使用尘埃盒的容积，由此使垃圾抛弃频率降低，但是，需要成为动作机构的旋转体零件，结构变得复杂。

专利文献2中，在尘落用电动机的动作中使用二次电池的电力。但是，二次电池伴随着放电而劣化，因此，希望尽可能地抑制放电。

用于解决课题的技术方案

鉴于上述情况开发的本发明提供一种电动吸尘器，其具有：二次电池；吸引口；集尘盒；电动送风机；排气口；将所述吸引口、所述集尘盒、所述电动送风机和所述排气口连接的风路；和电气电路，在所述电气电路中，所述电动送风机能够与输出基于工频电源的电力的充电用电源电路电连接，在该电动吸尘器与所述工频电源电连接的状态下，通过所述充电用电源电路输出的电力来驱动所述电动送风机。

附图说明

图1是实施方式的自走式电动吸尘器的立体图。

图2是卸下了实施方式的自走式电动吸尘器的上壳的状态的立体图。

图3是实施方式的自走式电动吸尘器的底面图。

图4是图1的A－A剖面图。

图5是从实施方式的自走式电动吸尘器的吸入部卸下了旋转刷、起毛辊体和刮取刷的状态的底面图。

图6是实施方式的自走式电动吸尘器的吸入部的立体图。

图7是表示实施方式的自走式电动吸尘器主体的集尘盒的位置关系的分解示意图。

图8是充电台400的立体图。

图9是第一实施方式的电动吸尘器的电气电路框图。

图10是第一实施方式的电动吸尘器的控制流程图。

图11是第二实施方式的电动吸尘器的电气电路框图。

图12是第二实施方式的电动吸尘器的控制流程图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式，适当地参照附图进行详细地说明。对同样的构成要素附带同样的符号，同样的说明不再重复。

＜实施方式1＞

本实施方式涉及自走式电动吸尘器300，但是，也可以置换为具有其它二次电池的电动吸尘器。图1是从左前方观察本实施方式的自走式电动吸尘器300的立体图。

[自走式电动吸尘器300]

自走式电动吸尘器300是一边自主地移动一边扫除规定的扫除区域(例如，室内)的吸尘器。自走式电动吸尘器300具有包括上壁(及一部分侧壁)即上壳91、底壁(及一部分侧壁)即下壳51(参照图2)、设置于前部的缓冲器92而构成的主体50。在上壳91上设置有用于取出放入后述的集尘盒K(参照图7)的盖93。

(主体50)

图2是从左前方俯视卸下了上壳91的状态的立体图。下壳51是载置行驶电动机57、旋转刷电动机21、电动送风机81、控制装置95等的壳体，其外形呈现薄型的圆板状。

图3是自走式电动吸尘器300的底面图。在下壳51中形成有：收容包含在下方可露出的驱动轮61、行驶电动机57、减速机构而构成的驱动机构的两个驱动机构收容部54、侧面刷安装部82、固定吸入部10的孔部52、排气口53、收纳二次电池390(参照图4)的电池收容部55(参照图4)。

在俯视时呈大致圆板状的下壳51的左右两侧形成有驱动机构收容部54。另外，在俯视时呈现圆形的下壳51的中心附近，且在被驱动机构收容部54夹持的位置形成有多个排气口53。在比下壳51的中心更靠前侧形成有电池收容部55。在电池收容部55的左右形成有安装侧面刷40的侧面刷安装部82。在比下壳51的中心更靠后侧、即排气口53和驱动机构收容部54的后侧形成有固定吸入部10的孔部52。

固定于孔部52的吸入部10为形成吸引口17(图5参照)，并且收容刮取刷1、旋转刷5和在被扫除面上自由转动的起毛辊体100的部件。

图4是以图1的A－A线剖开的侧剖面图。缓冲器92设置为随着从外部作用的按压力而在前后方向可移动。缓冲器92通过左右一对缓冲器弹簧(图示省略)向前方向施力。缓冲器弹簧其前端弯曲为J字状，该弯曲部位与缓冲器92的内壁面相接。在来自障碍物的抗力经由缓冲器92作用于缓冲器弹簧时，缓冲器弹簧变形，一边将缓冲器92向前方向施力一边允许缓冲器92的后退。缓冲器92从障碍物离开而上述的抗力消失时，通过缓冲器弹簧的弹力而缓冲器92返回原位置。顺便说一下，缓冲器92的后退(即与障碍物的接触)通过传感器类96(红外线传感器)检测。

(驱动轮61)

如图3所示，驱动轮61是通过驱动轮61自身旋转而能够使主体50前进、后退、旋转的车轮。驱动轮61配置于左右两侧。

(支承机构)

收容于图3所示的驱动机构收容部54的支承机构为将驱动轮61支承于主体50的机构。支承机构包括支承驱动轮61的臂71。

(电池收容部55)

如图4所示，电池收容部55是在形成于下壳51的内部收容二次电池390的空间，具有由壁面包围的向下的开口而构成。

(前方盖56)

如图3所示，前方盖56为可以将形成于下壳51的电池收容部55(参照图4)的开口从下壳51的下表面封闭的大致长方形板状的部件。前方盖56在前部中央附近具备卡止爪56a，在后部左右两侧具备具有螺孔的突出部56b。前方盖56通过卡止爪56a和插通于螺孔的螺钉从下方固定于下壳51。另外，前方盖56在下壳51的中心侧附近具备安装辅助轮83的圆形的辅助轮安装部84。进而，前方盖56在安装于下壳51的状态下，在连结侧面刷40的旋转轴和下壳51的大致中心位置的线上位置具备固定导向刷(L)45的槽部。导向刷(L)45(刷毛部件)配备于该槽部。

(辅助轮83)

如图3所示，辅助轮83是将主体50与地面保持规定高度且用于使自走式电动吸尘器300顺畅地移动的辅助的车轮。辅助轮83以通过伴随着主体50的移动而在其与地面之间产生的摩擦力从动旋转的方式轴支承。另外，辅助轮83构成为方向在水平方向360°旋转自如。此外，图3所示的辅助轮83设于主体50前方的左右方向的中央，且安装于辅助轮安装部84。

(吸入部10)

图5是卸下了旋转刷5、刮取刷1和起毛辊体100的状态的吸入部10的底面图。图5所示的吸入部10安装于下壳51的孔部52(参照图3)。

而且，如图4所示，从吸入部10朝向下游侧按顺序形成有集尘盒K、集尘过滤器F、电动送风机81和排气口53(参照图3)之类的空气可流通的流路。吸入部10是形成吸引口17并且收容旋转刷5、刮取刷1和起毛辊体100的部件(参照图3)，也是固定旋转刷电动机21(参照图6)的部件。

如图5所示，在吸入部10的前部形成有收容旋转刷5的旋转刷收容部15。在旋转刷收容部15的前部形成有收容起毛辊体100的起毛辊体收容部101。在旋转刷收容部15的后部形成有收容刮取刷1的刮取刷收容部11。在旋转刷收容部15配置有旋转刷5(参照图3)。在起毛辊体收容部101配置有起毛辊体100。即，从自走式电动吸尘器300的前部按顺序配置起毛辊体100、旋转刷5、刮取刷1。

另外，旋转刷5、起毛辊体100、刮取刷1分别可旋转地安装。旋转刷5、起毛辊体100、刮取刷1以可卸下的方式向吸入部10安装。

图6是吸入部10的立体图。如图6所示，在吸入部10的上表面侧具备使旋转刷5旋转的旋转刷电动机21，并且具备传递旋转刷电动机21的动力的动力传递机构22。将旋转刷5的旋转方向称为第一旋转方向。向第一旋转方向旋转的旋转刷5与地面相接的一侧从前方朝向后方旋转。

(旋转刷收容部15)

对旋转刷收容部15的形状进行说明。如图5、图6所示，旋转刷收容部15为具有截面为圆弧状的曲面的凹部。如图5所示，在旋转刷收容部15的后侧的曲面形成吸引口17。吸引口17与集尘盒K的开口连通(参照图4)。

(侧面刷40)

图3所示的侧面刷40为在大致上下方向具备旋转轴的刷。通过使侧面刷40自身旋转驱动，能够将位于比主体50更靠外侧的房间的角部等的旋转刷5不容易到达的场所的尘埃导入吸入部10(吸引口17)。侧面刷40的局部俯视时从主体50露出。右侧的侧面刷40其根部固定于侧面刷支架41。侧面刷40的植毛以随着朝向前端而与地面接近的方式倾斜，其前端附近与地面相接。

侧面刷支架41设置于下壳51的底面附近，与侧面刷电动机42连结(参照图2)。通过侧面刷电动机42驱动，侧面刷40朝向内侧(图3中附带的箭头的方向)旋转，向左右的导向刷(L)45之间归拢尘埃。此外，对于左侧的侧面刷40也同样。

(电动送风机81)

图4所示的电动送风机81具有通过旋转驱动而将集尘盒K内的空气向外部排出而产生负压，从地面经由吸引口17(吸入部10)吸入尘埃的功能。如图2所例示，在本实施方式中，电动送风机81配置于下壳51的中心附近。

图7是表示主体50内的吸入部10(吸引口17)、集尘盒K、电动送风机81的位置关系的示意图。如图7所示，从吸引口17朝向下游侧按顺序设置有集尘盒K、集尘过滤器F、电动送风机81和排气口53(参照图3)，它们分别用风路连接。在吸引口17附近设有归拢地面上的尘埃的旋转刷5(参照图3)。在电动送风机81和旋转刷电动机21驱动时，地面等的尘埃经由吸引口17(吸入部10)被吸引，通过旋转刷5(参照图3)归拢。该尘埃经由流入口K1被导入集尘盒K。由集尘过滤器F去掉了尘埃的空气经由排气口53(参照图3)从主体50排出。此外，集尘盒K通过打开设于上壳91的盖93(参照图1)而可拆装。

(操作按钮97)

操作按钮97是将与用户的操作对应的操作信号向控制装置95输出的按钮(参照图1)，例如，具有电源按钮、扫除开始/结束按钮、用于变更扫除模式的扫除模式选择按钮。

二次电池390收容于电池收容部55(参照图4)。来自二次电池390的电力向传感器类96(参照图2)、各电动机、各驱动装置和控制装置95供给。

(集尘盒K)

集尘盒K是回收从地面经由吸引口17(吸入部10)吸入的尘埃的容器(参照图13)。集尘盒K具备收容回收的尘埃的主体、可取出回收的尘埃的盖K2、可折叠的把手K3。集尘盒主体是以下表面与吸入部10的上部的形状对应的方式构成的形状，在与吸引口17对置的位置具备与吸引口17对应的形状的流入口K1，作为整体为大致长方体形状。盖K2与电动送风机的吸引口对置，具备集尘过滤器F。把手设置于主体的上部。

[尘埃的压缩]

(充电台400)

图8是充电台400的立体图。

充电台400具有设于自走式电动吸尘器300的底面的可与接触部310电连接的端子410和朝向上方凸出的凸部420。端子410位于凸部420上。在接触部310与端子410电连接的状态下，自走式电动吸尘器300骑到凸部420上，由此，旋转刷5能够从地面离开。由此，通过以下说明的尘埃压缩动作，能够有效地吸入空气。

(电气电路的构成)

图9是充电台400和自走式电动吸尘器300的电路框图，图10是包括自走式电动吸尘器300的***的尘埃压缩流程图。

充电台400具有取得工频电源的电源插头、将来自电源插头的电力变换为直流电力的直流电源电路420和与应将直流电源电路420输出的直流电力向自走式吸尘器300供给的接触点310电连接的端子410。即，直流电源电路420从工频电源接收电力，能够输出基于其的电力。

自走式电动吸尘器300具有：电动机驱动电路320、充电用电源电路330、二级管350、作为第一切换单元的开关360、控制单元370、连接检测电路380、二次电池390和电动送风机81。

二次电池390能够向电动机驱动电路320供给电流。电动机驱动电路320利用所供给的电流驱动电动送风机81。

充电用电源电路330以经由接触部310从直流电源电路420供给的DC电源为基础，能够生成充电所需的电压和电流。充电所需的电压和电流是指与二次电池390的例如额定而决定的电压和电流。

经由接触点310向自走式吸尘器300流入的直流电源电路420的输出在开关360为接通的情况下，在由充电用电源电路330进一步变换后，经由二级管350和开关360向二次电池390供给。在电动送风机81为接通的情况下，电动送风机81成为比较大的负荷，因此，充电用电源电路330的输出主要不是向二次电池390而是向电动机驱动电路320流入。

连接检测电路380检测自走式电动吸尘器300与充电台400的连接，将该信息向控制单元370传递。

自走式吸尘器300具有充电用电源电路330和位于二次电池390与电动机驱动电路320之间的连接点340。另外，自走式吸尘器300在充电用电源电路330与连接点340之间，按照与充电用电源电路330接近的顺序具有二级管350和开关360。二级管350位于充电用电源电路330与开关360之间，充电用电源电路330侧为正极。即，二级管350仅使从充电用电源电路330朝向连接点340流动的电流通过。开关360可切换与接触部310的开放和短接。

自走式电动吸尘器300返回充电台400后，连接检测电路380相对于控制单元370输出连接检测信号。在控制单元370识别了连接的情况下(步骤S100，是)，使旋转刷电动机21、与驱动轮61连接的行驶电动机57、电动送风机81、和检测前方的障碍物的传感器之类的行驶关联传感器等负荷的一部分或全部停止(步骤S110)。由此，通过抑制或停止自走式电动吸尘器300的动作，容易维持与充电台400的连接。通常，在自走式电动吸尘器300返回充电台400时，二次电池390多数为能量少的情况。自走式电动吸尘器300在例如停止了这些负荷后，进行电池余量检测。

控制单元370基于电池余量，在判断为电动送风机81以二次电池390单体的能量可以进行某程度的时间的比通常时的电动送风机81的输入高输入的运转的情况下(步骤S120，是)，将开关360设为断开(步骤S121)，且，以比自走式电动吸尘器300的驱动时高的输入驱动电动送风机81(步骤S130)。由此，能够利用二次电池390的能量向电动机驱动电路320供给电力，向集尘盒K内送入高速的空气。由此，能够压缩集尘盒K内的尘埃，因此，能够延长自走式电动吸尘器300的垃圾舍弃间隔。

另一方面，在二次电池390的余量为少到某程度的情况下(称为第一阈值以下的情况下)(步骤S120，否)，比较比第一阈值小的第二阈值和二次电池390的余量(步骤S122)。在第二阈值以上的情况下(步骤S122，是)，将开关360设为接通(步骤S123)，移至步骤S130。例如如果一边通过充电用电源电路330的输出对二次电池390充电，一边使二次电池390放电，则第二阈值可以设定为能够以高输出驱动电动送风机81的值以上。即，如果有第二阈值以上的余量，则通过二次电池390和充电用电源电路330的输出，可以执行尘埃的压缩。此外，例如，如后述的实施方式2，如果充电用电源电路330可切换为供给比二次电池390的额定电力大的电力的模式，则通过使充电用电源电路330的输出为比二次电池390的充电需要的电力大，仅通过充电用电源电路330的输出即可驱动电动送风机81。

另一方面，在二次电池390的余量低于第二阈值的情况下(步骤S122，否)，将开关360设为接通(步骤S124)，暂时对二次电池390充电，直到第二阈值以上(步骤S125，否)。假如二次电池390成为第二阈值以上(步骤S125，是)，则移至向步骤S130。

在驱动电动送风机81规定时间以上的情况下(步骤S140，是)，使电动送风机81停止，将开关360设为接通(步骤S150)。由此，能够对二次电池390充电。

此外，也可以省略步骤S120而移至步骤S121。该情况下，不拘泥于二次电池的余量而对二次电池390的输出进行追加，充电用电源电路330的输出也能够向电动机驱动电路320供给。只要二次电池390的余量充分，就能够有效地进行尘埃的压缩。另一方面，在二次电池390的余量少时，将电动送风机81以比通常时高的输入驱动，同时，二次电池390的放电量变少。即，能够抑制成为二次电池390的劣化原因的放电，同时驱动电动送风机81。即，能够在抑制二次电池390的劣化的同时，进行尘埃的压缩。

此外，“比自走式电动吸尘器300的驱动时更高的输入”例如能够认为是指自走式电动吸尘器300清扫室内地板面时的输入。自走式电动吸尘器300根据清扫的地面的种类等，向电动送风机81的输入可以不同，但是，能够指比其中最低输入的值大的输入，也能够是指比其高的值。例如，公知的自走式电动吸尘器在清扫地毯的期间，可以以比清扫室内地板面的情况大的输入驱动电动送风机。因此，能够认为比这些任何的值大的输入是“比自走式电动吸尘器300的驱动时高的输入”。自走式电动吸尘器300的驱动时间比较高的比例认为是室内地板面的输入，因此，只要是比其大的输入即可。但是，考虑更有效地进行尘埃的压缩时，优选考虑比例如地毯的清扫时的输入大的输入等，在自走式电动吸尘器300从充电台400离开的期间与最高的输入大致相同或其以上的值。

此外，上述使用称为充电台400的术语，但是，这是向电动吸尘器300供给电流的充电部的一例，未必需要具备作为台的构造。例如，作为充电部，也可以是一端与自走式电动吸尘器300连接，另一端与工频电源连接的软线等。另外，在这种情况下及上述的本实施方式的结构中，电动吸尘器300也可以具有直流电源电路420。

对于其它的构成要素，电动吸尘器300和充电台400不必分别具有，在没有障碍的范围内也可以具有任意种。

＜实施方式2＞

本实施方式的结构除了以下内容外能够与实施方式1相同。图11是充电台400和自走式电动吸尘器300的电路框图，图12是包括自走式电动吸尘器300的***的尘埃压缩流程图。

本实施方式的自走式电动吸尘器300具有将位于二级管350与开关360之间的第一端部、位于比开关360和二次电池390更靠电动送风机81侧的第二端部、与电动机驱动电路320电连接的第三端部电连接的作为第二切换单元的另一开关(称呼为第二开关365)。第二开关365可切换将第一端部与第三端部短接并将充电用电源电路330的电力向电动送风机81供给的工频电源驱动模式、将第二端部与第三端部短接并将至少二次电池390的电力向电动送风机81供给的二次电池驱动模式。在二次电池驱动模式的情况下，再将开关360设为接通时，利用充电用电源电路330的电力也能够驱动电动送风机81。

本实施方式的充电用电源电路330在用于二次电池390的充电的额定电力的输出的基础上，能够输出比该输出大的电力。即，充电用电源电路330通过来自控制单元370的指示而输出可变。作为这种充电用电源电路330，例如能够采用具备升压电路和降压电路的充电用电源电路330。另外，与充电用电源电路330不同，通过设置可输出基于工频电源的电力的其它电路(称为电动机电源电路)，也能够实现这种功能。

步骤S100和S110与实施方式1相同。之后，控制单元370将充电用电源电路330(作为另一例，充电用电源电路330和电动机电源电路)输出的电力设定为比用于二次电池390的充电的额定充电电力更高的电力(步骤S220)。之后，在将开关360设为断开，将第二开关365设为工频电源驱动模式后(步骤S221)，将电动送风机81以高输入设为接通(步骤S130)。于是，使用充电用电源电路330(作为另一例，充电用电源电路330和电动机电源电路)的输出，能够以高输入驱动电动送风机81，因此，基于来自工频电源的电力，不使用来自二次电池390的电流而能够驱动电动送风机81。因此，能够降低二次电池390的放电量，抑制二次电池390的劣化。另外，不拘泥于二次电池390的余量而能够驱动电动送风机81，因此，在自走式电动吸尘器300归来之后能够进行尘埃的压缩。

在尘埃的压缩结束后(步骤S140，是)，将电动送风机81设为断开，将第二开关365设为二次电池驱动模式(步骤S250)。之后，将充电用电源电路330的输出设定为用于二次电池390的充电的额定电力，将开关360设为接通(步骤S260)。由此，能够对二次电池390充电。根据需要，也可以将开关360设为接通，将第二开关365设为二次电池驱动模式、电动送风机81。

对于本实施方式的各种构成要素，电动吸尘器300和充电台400未必分别如本实施方式所明示那样具有全部，在没有障碍的范围内可以具有任意个。例如，代替控制电路370或进行追加，也可以在充电台400中设置对充电用电源电路330指示输出的变更的构成要素。

另外，第一切换单元和第二切换单元不限于继电器等机械的开关，也可以使用半导体的开关元件。

附图标记说明

10 吸入部

17 吸引口

21 旋转刷电动机

53 排气口

57 行驶电动机

81 电动送风机

300 自走式电动吸尘器

310 接触点

320 电动机驱动电路

330 充电用电源电路

350 二级管

360 开关

365 第二开关

370 控制单元

380 连接检测电路

390 二次电池

400 充电台

410 端子

420 直流电源电路

K 集尘盒。

Claims (5)

1.一种电动吸尘器，其特征在于，包括：

二次电池；

吸引口；

集尘盒；

电动送风机；

排气口；

将所述吸引口、所述集尘盒、所述电动送风机和所述排气口连接的风路；和

电气电路，

在所述电气电路中，

所述电动送风机能够与充电用电源电路连接，该充电用电源电路输出基于工频电源的电力，

在该电动吸尘器与所述工频电源电连接的状态下，利用所述充电用电源电路输出的电力驱动所述电动送风机。

2.根据权利要求1所述的电动吸尘器，其特征在于，

所述二次电池电连接在所述电动送风机与所述充电用电源电路之间，

同时使用所述充电用电源电路输出的电力和所述二次电池输出的电力来驱动所述电动送风机。

3.根据权利要求1或2所述的电动吸尘器，其特征在于，

所述充电用电源电路能够切换用于所述二次电池的充电的额定电力的输出和比该额定电力高的电力的输出。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电动吸尘器，其特征在于：

所述电气电路包括：

电连接在所述充电用电源电路与所述电动送风机之间的第一切换单元；

位于所述充电用电源电路与所述第一切换单元之间的第一端部；

位于与所述第一切换单元和所述二次电池相比更靠所述电动送风机一侧的第二端部；

与所述电动送风机电连接的第三端部；和

第二切换单元，其能够切换将所述第一端部与所述第三端部短接的工频电源驱动模式和将所述第二端部与所述第三端部短接的二次电池驱动模式。

5.一种电动吸尘器***，其特征在于：

具有权利要求1～4中任一项所述的电动吸尘器和能够与工频电源电连接的充电部，

所述充电部或该电动吸尘器具有所述充电用电源电路，

所述充电用电源电路能够输出用于所述二次电池的充电的额定电力。