<title lang="zh">電動掃除機及電動掃除機系統
</title><technical-field><p>本發明係有關於電動掃除機及電動掃除機系統。
</p></technical-field><background-art><p>使用充電電池的電力來作動的電動掃除機,與使用商用電源來作動的電動掃除機相比,其向電動送風機的輸入較小。集塵盒內的塵埃雖若電動送風機越強則越會被強力地壓縮,但若基於充電電池的輸入程度的話,則會比較弱而無法被壓縮。因此,塵埃將會累積,丟棄垃圾的頻率容易變高。
</p><p>作為與本發明有關連的技術,例如,已知有專利文獻1及專利文獻2。專利文獻1揭示了一種除塵體,藉由旋轉動作,在除去附著於灰塵分離過濾器的塵埃的同時,也使除去的塵埃通過第1開口移動至集塵部。
</p><p>此外,專利文獻2揭示了利用內藏於掃除機本體內的充電電池的電力,使除塵用電動機作動的這點。
</p><heading level="1">〔先前技術文獻〕
</heading><heading level="1">〔專利文獻〕
</heading><p>[專利文獻1]JP 2015-8755 A
</p><p>[專利文獻2]JP 2006-175270 A
</p></background-art><disclosure><tech-problem><p>專利文獻1因為藉由旋轉體的機械式旋轉動作,而使塵埃移動來進行壓縮,使得集塵盒的容積能有效率地使用,而降低丟棄垃圾的頻率,但需要成為動作機構的旋轉體的部件,構造會變得複雜。
</p><p>專利文獻2係使用充電電池的電力來使除塵用電動機作動。但是,因為伴隨著充電電池的放電,劣化持續地進行,期望能盡量抑制放電。
</p></tech-problem><tech-solution><p>鑑於上記情事的本發明為一種電動掃除機,具有:充電電池;吸引口;集塵盒;電動送風機;排氣口;連接前述吸引口、前述集塵盒、前述電動送風機、及前述排氣口的風路;電路;其中前述電路係以:前述電動送風機能夠電連接至輸出基於商用電源的電力的充電用電源電路的方式,在該電動掃除機電連接至前述商用電源的狀態下,藉由前述充電用電源電路所輸出的電力,來驅動前述電動送風機。
</p></tech-solution><advantageous-effects><p></advantageous-effects></disclosure><description-of-drawings><description-of-element><p>10‧‧‧吸入部
</p><p>17‧‧‧吸引口
</p><p>21‧‧‧旋轉刷馬達
</p><p>53‧‧‧排氣口
</p><p>57‧‧‧行走馬達
</p><p>81‧‧‧電動送風機
</p><p>300‧‧‧自走式電動掃除機
</p><p>310‧‧‧接觸點
</p><p>320‧‧‧馬達驅動電路
</p><p>330‧‧‧充電用電源電路
</p><p>350‧‧‧二極體
</p><p>360‧‧‧開關
</p><p>365‧‧‧第2開關
</p><p>370‧‧‧控制機構
</p><p>380‧‧‧連接檢測電路
</p><p>390‧‧‧充電電池
</p><p>400‧‧‧充電台
</p><p>410‧‧‧端子
</p><p>420‧‧‧直流電源電路
</p><p>K‧‧‧集塵盒
</p></description-of-element><p>[圖1]有關實施形態的自走式電動掃除機的斜視圖。
</p><p>[圖2]有關實施形態的自走式電動掃除機的取出上蓋殼的形態的斜視圖。
</p><p>[圖3]有關實施形態的自走式電動掃除機的底面圖。
</p><p>[圖4]沿圖1的A-A線剖面圖。
</p><p>[圖5]從有關實施形態的自走式電動掃除機的吸入部取出旋轉刷、拉毛滾體、及刮刷的狀態的底面圖。
</p><p>[圖6]有關實施形態的自走式電動掃除機的吸入部的斜視圖。
</p><p>[圖7]表示有關實施形態的自走式電動掃除機本體內的集塵盒的位置關係的分解模式圖。
</p><p>[圖8]充電台400的斜視圖[圖9]有關第1實施形態的電動掃除機的電路方塊圖。
</p><p>[圖10]有關第1實施形態的電動掃除機的控制流程圖。
</p><p>[圖11]有關第2實施形態的電動掃除機的電路方塊圖。
</p><p>[圖12]有關第2實施形態的電動掃除機的控制流程圖。
</p></description-of-drawings><mode-for-invention><p>以下,適宜地參照圖式詳細說明有關本發明的實施形態。
</p><p>同樣的構成要素附加相同的符號,不重覆同樣的說明。
</p><heading level="1"><實施形態1>
</heading><p>本實施形態雖有關於自走式電動掃除機300,但也可以置換成其他具有充電電池的電動掃除機。圖1為從左前方向下觀察有關實施形態的自走式電動掃除機300的斜視圖。
</p><p>[自走式電動掃除機300]
</p><p>自走式電動掃除機300為在預定的掃除區域(例如,室內)一邊自律地移動一邊作掃除的掃除機。自走式電動掃除機300具備本體50,該本體50包含:上壁(及一部分的側壁)即上殼91、底壁(及一部分的側壁)即下殼51(參照圖2)、設置於前部的緩衝部92。在上殼91設有用以使後記集塵盒K(參照圖7)進出的蓋93。
</p><p>(本體50)
</p><p>圖2為從左前方向下觀察將上殼91取下的狀態的斜視圖。下殼51為載置:行走馬達57、旋轉刷馬達21、電動送風機81、控制裝置95等的框體,其外形呈現薄型的圓板狀。
</p><p>圖3為自走式電動掃除機300的底面圖。在下殼51形成有:可向下方露出的驅動輪61、行走馬達57、收容包含減速機構而構成的驅動機構的2個驅動機構收容部54、側刷安裝部82、將吸入部10固定的孔部52、排氣口53、收納充電電池390(參照圖9、11)的電池收容部55(圖4參照)。
</p><p>在平面視時呈略圓板狀的下殼51的左右兩側,形成有驅動機構收容部54。又,在平面視時呈圓形的下殼51的中心附近,形成複數排氣口53將驅動機構收容部54夾於中間的位置。在比下殼51的中心還前側,形成有電池收容部55。在電池收容部55的左右,形成有安裝側刷40的側刷安裝部82。在比下殼51的中心還後側,也就是在排氣口53,及在驅動機構收容部54的後側,形成有固定吸入部10的孔部52。
</p><p>固定於孔部52的吸入部10為在形成吸引口17(參照圖5)的同時,將刮刷1、旋轉刷5、及在被掃除面上自由轉動的拉毛滾體100收容的構件。
</p><p>圖4為沿圖1的A-A線切斷的側剖面圖。緩衝部92因應從外部作用的按壓力而以可在前後方向移動的方式設置。緩衝部92經由左右一對的緩衝彈簧(圖示省略)在前方向彈壓。緩衝彈簧其前端彎曲成J字狀,該彎曲位置接於緩衝部92的內壁面。從障礙物來的抗力通過緩衝部92作用於緩衝彈簧後,緩衝彈簧因而變形,將緩衝部92向前方向彈壓的同時,容許緩衝部92後退。緩
衝部92離開障礙物而前述抗力消失後,因緩衝彈簧的彈壓力而緩衝部92返回原來的位置。順便一提,緩衝部92的後退(也就是與障礙物的接觸)係藉由感測器類96(紅外線感測器)來檢測。
</p><heading level="1">(驅動輪61)
</heading><p>如圖3所示,驅動輪61為藉由自體的旋轉而使本體50能夠前進、後退、旋轉的車輪。驅動輪61配置於左右兩側。
</p><heading level="1">(支撐機構)
</heading><p>收容於圖3所示的驅動機構收容部54的支撐機構係為將驅動輪61支撐於本體50的機構。支撐機構包含支撐驅動輪61的臂71。
</p><heading level="1">(電池收容部55)
</heading><p>如圖4所示,電池收容部55為在形成於下殼51的內部收容充電電池390的空間,具有以壁面包圍的向下的開口而構成。
</p><heading level="1">(前方蓋56)
</heading><p>如圖3所示,前方蓋56為將形成於下殼51的電池收容部55(參照圖4)的開口從下殼51的下面塞住的略長方形板狀的構件。前方蓋56在前部中央附近具備鎖定爪
56a,在後部左右兩側具備含有螺絲孔的伸出部56b。前方蓋56藉由鎖定爪56a、及插通於螺絲孔的螺絲,從下方固定於下殼51。又,前方蓋56在下殼51的中心側附近,具備安裝補助輪83的圓形補助輪取付部84。再來前方蓋56在安裝於下殼51的狀態下,具備:側刷40的回轉軸、在與下殼51的略中心位置連接的線上位置固定導引刷(L)45的溝部。導引刷(L)45(刷毛構件)位於該溝部。
</p><p>(補助輪83)
</p><p>如圖3所示,補助輪83為將本體50從地面保持在預定高度上,同時使自走式電動掃除機300圓滑地移動的補助車輪。補助輪83隨著本體50的移動,藉由與地面之間產生的摩擦力,以隨動旋轉的方式軸支撐。又,補助輪83係以方向朝著水平方向作360°自由旋轉的方式構成。此外,圖3所示的補助輪83設於本體50的前方的左右方向的中央,安裝於補助輪取付部84。
</p><p>(吸入部10)
</p><p>圖5為將旋轉刷5、刮刷1、及拉毛滾體100取下的狀態中的吸入部10的底面圖。圖5所示的吸入部10安裝於下殼51的孔部52(參照圖3)。
</p><p>接著,如圖4所示,從吸入部10朝著下游側依序形成:集塵盒K、集塵濾波器F、電動送風機81、及
排氣口53(參照圖3)這種能流通空氣的流路。吸入部10為在形成吸引口17的同時,將旋轉刷5、刮刷1、及拉毛滾體100收容的構件(參照圖3),也是固定旋轉刷馬達21(參照圖6)的構件。
</p><p>如圖5所示,在吸入部10的前部,形成有收容旋轉刷5的旋轉刷收容部15。在旋轉刷收容部15的前部,形成有收容拉毛滾體100的拉毛滾體收容部101。在旋轉刷收容部15的後部,形成有收容刮刷1的刮刷收容部11。在旋轉刷收容部15配置有旋轉刷5(參照圖3)。在拉毛滾體收容部101配置有拉毛滾體100。也就是說,從自走式電動掃除機300的前部依序配置有拉毛滾體100、旋轉刷5、刮刷1。
</p><p>此外,旋轉刷5、拉毛滾體100、刮刷1分別以旋轉可能的方式安裝。旋轉刷5、拉毛滾體100、刮刷1以可取下的方式安裝於吸入部10。
</p><p>圖6為吸入部10的斜視圖。如圖6所示,吸入部10的上面側,在具備使旋轉刷5旋轉的旋轉刷馬達21的同時,也具備傳達旋轉刷馬達21動力的動力傳達機構22。將旋轉刷5的旋轉方向稱為第一旋轉方向。在第一旋轉方向旋轉的旋轉刷5與地面連接之側從前方向後方旋轉。
</p><p>(旋轉刷收容部15)
</p><p>說明有關旋轉刷收容部15的形狀。如圖5、圖6所
示,旋轉刷收容部15為剖面具有圓弧狀的曲面的凹部。如圖5所示,在旋轉刷收容部15的後側的曲面形成有吸引口17。吸引口17與集塵盒K的開口連通(參照圖4)。
</p><p>(側刷40)
</p><p>如圖3所示的側刷40為在略上下方向具備回轉軸的刷子。藉由側刷40自體的旋轉驅動,能夠將位於比本體50還更外側的房間的角落等的旋轉刷5不容易到達的場所的塵埃導入吸入部10(吸引口17)。側刷40的一部分在平面視時從本體50露出。右側的側刷40其根源固定於側刷支架41。側刷40的刷毛隨著前端的方向,以接近地面的方式傾斜,該前端附近接觸地面。
</p><p>側刷支架41設置於下殼51的底面附近,連結於側刷馬達42(參照圖2)。藉由側刷馬達42的驅動,側刷40朝向內側(附加於圖3的箭頭的方向)旋轉,在左右的導引刷(L)45之間將塵埃刮集。此外,左側的側刷40也一樣。
</p><p>(電動送風機81)
</p><p>圖4所示的電動送風機81具有藉由旋轉驅動將集塵盒K內的空氣向外部排出產生負壓,而從地面經由吸引口17(吸入部10)將塵埃吸入的機能。如圖2所例示的,在本實施形態中,電動送風機81配置於下殼51的中心附
近。
</p><p>圖7表示在本體50內的吸入部10(吸引口17)、集塵盒K、電動送風機81的位置關係的模式圖。如圖7所示,從吸引口17朝著下游側依序設置:集塵盒K、集塵過濾器F、電動送風機81、及排氣口53(參照圖3),其等分別藉由風路連繫。在吸引口17附近,設有將地面上的塵埃刮取的旋轉刷5(參照圖3)。在驅動電動送風機81、及旋轉刷馬達21後,地面等的塵埃經由吸引口17(吸入部10)被吸引,並藉由旋轉刷5(圖3參照)刮取。該塵埃經由流入口K1被導至集塵盒K。在集塵過濾器F挾帶著塵埃的空氣通過排氣口53(參照圖3)從本體50排出。此外,集塵盒K藉由將設於上殼91的蓋93(參照圖1)開啟而裝卸可能。
</p><p>(操作按鍵97)
</p><p>操作按鍵97係因為使用者的操作而將操作信號輸出至控制裝置95的按鍵(參照圖1),例如,具有:電源按鍵、掃除開始/結束按鍵、用以變更掃除模式的掃除模式選擇按鍵。
</p><p>充電電池390被收容於電池收容部55(參照圖4)。從充電電池390放出的電力被供應至感測器類96(參照圖2)、各馬達、各驅動裝置、及控制裝置95。
</p><p>(集塵盒K)
</p><p>集塵盒K係將從地面通過吸引口17(吸入部10)吸入的塵埃回收的容器(參照圖13)。集塵盒K具備:將回收的塵埃收容的本體、可將回收的塵埃取出的蓋K2、可折疊的把手K3。集塵盒本體為其下面對應吸入部10的上部形狀而構成的形狀,在與吸引口17對向的位置具備對應吸引口17形狀的流入口K1,其全體為略長方體形狀。蓋K2具備與電動送風機的吸引口對向的集塵過濾器F。把手位於本體的上部。
</p><p>〔塵埃的壓縮〕
</p><p>(充電台400)
</p><p>圖8為充電台400的斜視圖。
</p><p>充電台400具有:設於自走式電動掃除機300底面的可與接觸部310電連接的端子410、向上方凸起的凸部420。端子410位於凸部420上。在接觸部310及端子410電連接的狀態中,因為自走式電動掃除機300乘載於凸部420,旋轉刷5能夠離開地面。藉此,通過以下說明的塵埃壓縮動作,能有效地吸入空氣。
</p><p>(電路的構成)
</p><p>圖9為充電台400及自走式電動掃除機300的電路區塊圖;圖10為包含自走式電動掃除機300的系統的塵埃壓縮流程圖。
</p><p>充電台400具有:取得商用電源的電源插頭、將從電
源插頭而來的電力轉換成直流電力的直流電源電路420、及用以將直流電源電路420輸出的直流電力供應至自走式掃除機300的與接觸點310電連接的端子410。也就是說、直流電源電路420接收由商用電源而來的電力,並將基於此的電力輸出。
</p><p>自走式電動掃除機300具有:馬達驅動電路320、充電用電源電路330、二極體350、第1切換機構即開關360、控制機構370、連接檢測電路380、充電電池390、及電動送風機81。
</p><p>充電電池390能夠供應電流至馬達驅動電路320。馬達驅動電路320利用供應的電流使電動送風機81驅動。
</p><p>充電用電源電路330能夠根據經由接觸部310而從直流電源電路420供應來的DC電源,生成充電所需的電壓及電流。所謂充電所需的電壓及電流指的是因應充電電池390的例如定額決定的電壓及電流。
</p><p>通過接觸點310流至自走式掃除機300的直流電源電路420的輸出,在當開關360為ON時,在充電用電源電路330再作變換後,通過二極體350、及開關360,供應至充電電池390。當電動送風機81為ON時,因為電動送風機81負擔比較大的負載,充電用電源電路330的輸出主要流至馬達驅動電路320而非充電電池390。
</p><p>連接檢測電路380檢測自走式電動掃除機300
及充電台400的連接,並將該資訊傳達至控制機構370。
</p><p>自走式掃除機300具有:充電用電源電路330、位於充電電池390及馬達驅動電路320之間的連接點340。又,自走式掃除機300在充電用電源電路330及連接點340之間,在從接近充電用電源電路330的位置依序具有二極體350及開關360。二極體350位於充電用電源電路330及開關360之間,在充電用電源電路330側為正。也就是說,二極體350僅使從充電用電源電路330流向連接點340的電流通過。開關360可以切換與接觸部310之間的開放及短路。
</p><p>當自走式電動掃除機300回到充電台400之後,連接檢測電路380對控制機構370輸出連接檢測信號。當辨識到連接控制機構370時(步驟S100,Yes),使得連接至旋轉刷馬達21、驅動輪61的行走馬達57、電動送風機81、或檢測到前方的障礙物的感測器的這種行走關連感測器等的負載的一部或全部停止(步驟S110)。藉此,控制自走式電動掃除機300的動作或使其停止,容易維持與充電台400的連接。通常,當自走式電動掃除機300回到充電台400時,在充電電池390的能量較少的情形很多。自走式電動掃除機300在例如停止負載後,進行電池殘量檢出。
</p><p>控制機構370基於電池殘量,當判斷以充電電池390單體的能量,在輸入比通常時的向電動送風機81還高的輸入,能夠在某種程度的時間運轉電動送風機
81時(步驟S120,Yes),將開關360OFF(步驟S121),而且,以比自走式電動掃除機300驅動時還高的輸入來驅動電動送風機81(步驟S130)。藉此,利用充電電池390的能量將電力供應至馬達驅動電路320,能夠將高速的空氣送入集塵盒K內。藉此,因為能夠壓縮集塵盒K內的塵埃壓縮,能夠延長自走式電動掃除機300的丟棄垃圾的間隔。
</p><p>另一方面,當充電電池390的殘量少至某種程度時(稱為第1閾值以下的情形)(步驟S120,No),將比第1閾值還小的第2閾值與充電電池390的殘量作比較(步驟S122)。當第2閾值以上的情形(步驟S122,Yes),將開關360ON(步驟S123),遷移至步驟S130。第2閾值,例如,藉由充電用電源電路330的輸出,若在將充電電池390充電的同時,也使充電電池390放電的話,能夠將其設為將電動送風機81以高輸出來驅動的值以上的值。也就是說,若有第2閾值以上的殘量的話,藉由充電電池390及充電用電源電路330的輸出,能夠執行塵埃的壓縮。此外,例如如同後述的實施形態2,充電用電源電路330若是能夠切換至供應比充電電池390的額定電力還大的電力的模式者,藉由使得充電用電源電路330的輸出比充電電池390的充電所需的電力還大,僅藉由充電用電源電路330的輸出也能使得電動送風機81驅動。
</p><p>另一方面,當充電電池390的殘量未滿第2
閾值時(步驟S122,No),將開關360ON(步驟S124),將充電電池390暫時充電至第2閾值以上(步驟S125,No)。當充電電池390成為第2閾值以上的話(步驟S125,Yes),遷移至步驟S130。
</p><p>使電動送風機81在預定時間以上驅動時(步驟S140,Yes),使電動送風機81停止,將開關360ON(步驟S150)。藉此,能將充電電池390充電。
</p><p>此外,省略步驟S120而遷移至步驟S121也可以。此時,不管充電電池的殘量而追加充電電池390的輸出,充電用電源電路330的輸出也可供應至馬達驅動電路320。若充電電池390的殘量充足的話,可以有效地進行塵埃的壓縮。另一方面,當充電電池390的殘量少時,在使電動送風機81以通常時更高的輸入驅動的同時,充電電池390的放電量變少。也就是說,能夠抑制成為充電電池390劣化的原因的放電,同時使電動送風機81驅動。也就是說,能夠在抑制充電電池390的劣化的同時,進行塵埃的壓縮。
</p><p>此外,所謂的「比自走式電動掃除機300的驅動時還高的輸入」,例如,可以想成是指自走式電動掃除機300清掃地板面時的輸入。自走式電動掃除機300雖根據清掃的地面的種類等,而能夠有向電動送風機81的不同輸入,但之中可以指比最低輸入值還大的輸入,也可以指比此還高的值。例如,習知的自走式電動掃除機,在掃除地毯時,可以以比清掃地板面時還大的輸入來驅動電
動送風機。因此,該等的比任何值還大的輸入可以想成「比自走式電動掃除機300的驅動時還高的輸入」。自走式電動掃除機300的驅動時間的比較高的比例,因為可以想成地板面的輸入,也可以是比其還大的輸入。不過,若考慮進行更有效果的塵埃壓縮,例如可以考慮比地毯的清掃時的輸入還大的輸入等,與在自走式電動掃除機300從充電台400離開時最高的輸入大致相同或其以上的值較佳。
</p><p>此外,上述中雖使用充電台400這種用語,但這是向電動掃除機300供應電流的充電部的一例,並不一定要具備「台」這種構造。例如,作為充電部,是自走式電動掃除機300的一端與商用電源的另一端連接的電線也可以。又,即便在這種情形,或上述本實施形態的構成,使電動掃除機300具有直流電源電路420也可以。
</p><p>電動掃除機300及充電台400並不一定需要分別具有其他的構成要素,在不妨礙的範圍內具有什麼都可以。
</p><heading level="1"><實施形態2>
</heading><p>本實施形態的構成除了以下的點以外可以與實施形態1一樣。圖11為充電台400及自走式電動掃除機300的電路區塊圖;圖12為包含自走式電動掃除機300的系統的塵埃壓縮流程圖。
</p><p>本實施形態的自走式電動掃除機300具有:二極體350及開關360之間的第1端部、比開關360及充
電電池390還靠電動送風機81側的第2端部、以及電連接至馬達驅動電路320的第3端部,所電連接的第2切換機構即別的開關(稱為第2開關365)。第2開關365可以切換:將第1端部及第3端部短路並將充電用電源電路330的電力供應至電動送風機81的商用電源驅動模式、以及將第2端部及第3端部短路,至少將充電電池390的電力供應至電動送風機81的充電電池驅動模式。充電電池驅動模式的情形,更將開關360ON的話,也可以利用充電用電源電路330的電力來將電動送風機81驅動。
</p><p>本實施形態的充電用電源電路330,除了用於充電電池390的充電的額定電力的輸出,也可以輸出比該輸出還大的電力。也就是說,充電用電源電路330係因應從控制機構370而來的指示而可變輸出。作為這種充電用電源電路330,例如,可以採用具有升壓電路或降壓電路的充電用電源電路330。又,與充電用電源電路330不同,藉由設置可以輸出基於商用電源的電力的其他的電路(稱為馬達電源電路)也可以實現這樣的機能。
</p><p>步驟S100及S110與實施形態1一樣。之後,控制機構370將充電用電源電路330(作為其他例為充電用電源電路330與馬達電源電路)所輸出的電力,設定成比用於充電電池390的充電的額定充電電力還高的電力(步驟S220)。之後,將開關360OFF,並將第2開關365作為商用電源驅動模式後(步驟S221),將電動送風機81以高輸入設為ON(步驟S130)。這樣的話,因為
使用充電用電源電路330(作為其他例為充電用電源電路330與馬達電源電路)的輸出,能夠將電動送風機81以高輸入驅動,基於從商用電源而來的電力,不使用從充電電池390而來的電流也可以驅動電動送風機81。因此,降低了充電電池390的放電量,能抑制充電電池390的劣化。又,因為不管充電電池390的殘量而能夠驅動電動送風機81,在自走式電動掃除機300回來之後能夠馬上進行塵埃的壓縮。
</p><p>若塵埃的壓縮結束之後(步驟S140,Yes),將電動送風機81OFF,將第2開關365設為充電電池驅動模式(步驟S250)。之後,將充電用電源電路330的輸出,設定成用於充電電池390的充電的額定電力,將開關360ON(步驟S260)。藉此,能將充電電池390充電。若必要的話,將開關360ON,將第2開關365設為充電電池驅動模式,作為電動送風機81也可以。
</p><p>電動掃除機300及充電台400並不一定需要如本實施形態所明示的一樣,分別具有所有的本實施形態的各種構成要素,在不妨礙的範圍內具有什麼都可以。例如,取代控制電路370或者追加之,將指示向充電用電源電路330輸出的變更的構成要素設在充電台400也可以。
</p><p>又,第1切換機構或第2切換機構並不限於繼電器等機械開關,使用半導體開關元件也可以。
</p></mode-for-invention>