WO2023058278A1 - 回収装置に接続可能な掃除機 - Google Patents
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- A47L5/22—Structural features of suction cleaners with power-driven air-pumps or air-compressors, e.g. driven by motor vehicle engine vacuum with rotary fans
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Definitions
- the present invention relates to a vacuum cleaner that can be connected to a collection device.
- Patent Document 1 discloses a stick-type vacuum cleaner 300 shown in FIG.
- the cleaner 300 includes a cleaner body 310 , a suction pipe 320 extending downward from the cleaner body 310 , and a suction nozzle 330 connected to the lower end of the suction pipe 320 .
- the cleaner main body 310 is configured to suck dust through the suction nozzle 330 and store the sucked dust.
- the interior of the cleaner main body 310 is partitioned by the filter portion 313 into a fan housing chamber 315 and a dust storage chamber 317 for storing dust.
- a suction fan 312 is arranged in the fan housing chamber 315, and the suction fan 312 is rotated by a motor 321 configured to generate a driving force, and is driven by the motor 321 to generate a suction airflow for sucking dust. and a rotating vane portion 322 .
- a collection device 400 that collects dust from cleaner 300 while being connected to cleaner 300 is used in order to collect dust stored in dust storage chamber 317 .
- the collection device 400 includes a housing 410, a dust collection source 420 that generates a suction force for collecting dust, a control unit 414 that drives the dust collection source 420, a collection chamber 440 that collects the collected dust, and a collection chamber 440 that collects the collected dust. and a dust channel 430 extending from the chamber 440 .
- the tip of dust channel 430 is connectable to dust outlet 319 provided in dust chamber 317 of cleaner 300 .
- the collection device 400 is configured to collect dust in the dust chamber 317 into the collection chamber 440 through the dust flow path 430 by the suction force of the dust suction source 420 .
- the suction force of the suction fan 312 generates a suction airflow for sucking dust into the dust chamber 317 during cleaning work, while the suction force of the dust suction source 420 collects dust during dust collection.
- a recovery airflow is generated for sucking the dust out of the dust chamber 317 .
- the collected airflow generated by the suction force of the dust suction source 420 can generate a rotational force that rotates the rotating blade portion 322 of the suction fan 312 .
- the rotation of the rotary vane portion 322 may generate noise that gives discomfort to the user.
- An object of the present disclosure is to provide a vacuum cleaner that suppresses the rotation of the rotating blade portion due to the collected airflow, thereby suppressing the generation of noise due to the rotation of the rotating blade portion.
- a vacuum cleaner is configured to suck dust.
- a vacuum cleaner includes a motor configured to generate a driving force, a rotating vane portion configured to be rotationally driven by the motor to generate an intake airflow that draws in dust, and dust contained in the intake airflow.
- a dust storage chamber in which a filter portion is housed and dust captured by the filter portion is stored, and a motor control portion for controlling a motor is provided.
- the dust chamber is configured to be able to receive the suction force of a collecting device configured to suck the dust in the dust chamber and discharge the dust in the dust chamber to the collecting device.
- the motor control unit is configured to perform rotation suppression control for suppressing rotation of the rotary vane portion due to the recovery airflow generated by the suction force of the recovery device.
- a vacuum cleaner capable of suppressing the rotation of the rotary blade portion of the cleaner by the collected airflow from the recovery device, thereby suppressing the generation of noise due to the rotation of the rotary blade portion.
- Schematic functional configuration diagram of a connection circuit in the first embodiment Schematic functional configuration diagram of a motor in the first embodiment
- Schematic functional configuration diagram of a motor and a control unit in the second embodiment Schematic cross-sectional view of a conventional vacuum cleaner Schematic perspective view of a conventional recovery device
- the cleaner 100 includes a suction nozzle 130 for sucking dust on the floor, a cleaner body 110 to which the suction nozzle 130 is attached, and an upper end 112 of the cleaner body 110 extending upward. and a grip portion 140 .
- the cleaner main body 110 and the grip portion 140 are tiltable in the front-rear direction with respect to the suction nozzle 130 .
- the cleaner main body 110 and the grip portion 140 are in an upright posture with respect to the suction nozzle 130, and do not tilt forward from this upright posture.
- the cleaner main body 110 and the grip portion 140 are held by the user in an attitude tilted backward with respect to the suction nozzle 130 .
- the suction nozzle 130 has a nozzle case 132 wider than the cleaner body 110 so as to form a wide suction space 131 for sucking dust.
- the suction space 131 opens toward the floor at the front portion of the nozzle case 132 . Behind this opening, the suction space 131 is closed by the bottom of the nozzle case 132 .
- a rotary scraping brush 133 is arranged in the suction space 131 , and the scraping brush 133 is exposed from the nozzle case 132 through an opening of the suction space 131 so as to be able to contact the floor surface.
- the vacuum cleaner main body 110 has a housing 111 elongated in the vertical direction.
- the lower end of the housing 111 is attached to the rear part of the nozzle case 132 so as to allow the cleaner body 110 to tilt in the front-rear direction.
- the upper portion of the housing 111 tapers toward the upper end 112 of the housing 111 , and the grip portion 140 extends upward from the upper end 112 .
- the grip portion 140 is a rod-shaped portion having a thickness that can be gripped by the user. As shown in FIG. 2, the grip portion 140 is provided with an operation portion 141 (operation button) operated by the user.
- the housing 111 is configured to incorporate various components for sucking up dust on the floor surface and storing the sucked-up dust.
- the housing 111 includes a fan housing chamber 153 arranged in the upper part of the housing 111, a dust storage chamber 152 arranged under the fan housing chamber 153, A suction pipe 113 is arranged below the dust chamber 152 and extends vertically.
- the fan housing chamber 153, the dust chamber 152 and the suction pipe 113 communicate with each other.
- the fan housing chamber 153 includes a suction fan 116 that generates an upward suction airflow for sucking up dust on the floor surface, a battery 117 that supplies power to the suction fan 116 , and a fan controller for operating the suction fan 116 .
- the suction pipe 113 is fixed inside the housing 111, and tilts backward together with the housing 111 when the cleaner body 110 tilts backward from the upright position.
- the lower end of the suction pipe 113 is closed by the bottom of the nozzle case 132 .
- the rotation of the lower end of the suction pipe 113 causes the internal space of the suction pipe 113 and the suction space of the nozzle case 132 to move. 131 communicate with each other.
- a check valve 114 is arranged at the upper end of the suction pipe 113 so as to block the opening of the upper end of the suction pipe 113 when the suction fan 116 is stopped.
- the check valve 114 is configured to be deformed by the upward suction force of the suction fan 116 to open the upper end opening of the suction pipe 113 .
- the suction fan 116 includes a rotating blade portion 180 configured by a plurality of blade plates, and a motor 182 that drives the rotating blade portion 180 to rotate.
- a signal for operating the suction fan 116 is transmitted from the operation unit 141 to the fan control unit 170 .
- a signal for stopping the suction fan 116 is transmitted from the operation unit 141 to the fan control unit 170 .
- the front wall of the housing 111 is provided with an exhaust port 151 connected to the fan housing chamber 153, and an electrical contact 171 and a magnetic plate 173 arranged above the exhaust port 151. .
- the suction airflow generated by the suction force of the suction fan 116 is exhausted from the fan housing chamber 153 to the outside of the cleaner 100 through the exhaust port 151 .
- the exhaust port 151 is formed so as to be able to come into contact with a vent port 236 of the recovery device 200, which will be described later.
- the electrical contact 171 is electrically connected to the fan control section 170, and protrudes so as to come into contact with a contact section 283 of the recovery device 200, which will be described later.
- the magnetic plate 173 is formed so as to come into contact with a holding portion 297 of the collecting device 200, which will be described later.
- a container-shaped filter section 115 that opens downward is arranged inside the dust chamber 152.
- the filter unit 115 is configured to allow passage of the suction airflow generated by the suction force of the suction fan 116, while trapping dust contained in the suction airflow.
- the filter part 115 is configured by, for example, a non-woven fabric filter. The dust captured by filter portion 115 is stored in dust storage chamber 152 .
- the dust chamber 152 is provided with a dust outlet 124 that opens to the front wall of the housing 111 and a lid 121 that is rotatable to open and close the dust outlet 124 .
- the lid body 121 is rotated downward by a predetermined angle (a rotation angle of 90° or less) from the closed posture in which it stands upright so as to close the dust discharge port 124 and opens the dust discharge port 124 . It is configured to be rotatable between the opened position and the moved state (see the arrow in FIG. 3).
- the dust discharge port 124 is formed so as to face a collection port 216 of the collection device 200 described later and connected to the dust flow path 230 when the cleaner 100 is connected to the collection device 200 .
- the cover 121 rotates so as to enter the dust flow path 230 and assumes an open position, and the dust storage chamber 152 and the dust flow path 230 communicate with each other.
- the dust chamber 152 and the dust channel 230 are in communication with each other, the dust stored in the dust chamber 152 can be caused to flow into the dust channel 230 by the collected airflow generated by the suction force of the collecting device 200, which will be described later. can. That is, the cleaner 100 is configured to discharge dust from the dust storage chamber 152 to the recovery device 200 when the cleaner 100 is connected to the recovery device 200 .
- Motor 182 includes a motor body 186 and a motor circuit 184 that transmits current supplied from battery 117 to motor body 186 .
- the motor circuit 184 converts the DC current supplied from the battery 117 through the fan control unit 170 into a three-phase AC drive current for driving the motor main body 186 and supplies the motor main body 186 with the drive current.
- the motor body 186 includes a cylindrical rotor 188 , a stator 190 circumferentially surrounding the rotor 188 , and a motor case (not shown) that houses the rotor 188 and stator 190 .
- the inner peripheral surface of stator 190 is generally shaped to follow the outer peripheral surface of rotor 188 .
- Rotor 188 is connected to rotating vane portion 180 for coaxial rotation with rotating vane portion 180 (see FIG. 1).
- the inner peripheral surface of the stator 190 is provided with three core portions 192 arranged at predetermined intervals. Coils 192 a to 192 c are wound around the three cores 192 so that a three-phase AC drive current (U-phase, V-phase, W-phase) flows from the motor circuit 184 .
- a three-phase AC drive current U-phase, V-phase, W-phase
- U-phase, V-phase, W-phase three-phase AC drive current
- the rotor 188 is provided with a plurality of magnetic portions arranged so that a plurality of magnetic poles appear in the circumferential direction of the rotor 188 .
- the symbols "N" and "S" indicate that an N magnetic pole and an S magnetic pole appear on the outer peripheral surface of the rotor 188.
- the motor main body 186 is configured by a two-pole three-phase synchronous motor.
- the configuration of the motor body 186 is not limited to this.
- the motor circuit 184 is configured as an inverter circuit provided with six switching elements Tr1 to Tr6 for converting the supplied DC current into a three-phase AC drive current.
- the fan control unit 170 controls the motor circuit 184 so that the switching elements Tr1 to Tr6 are switched between an ON state in which current flows and an OFF state in which no current flows.
- Semiconductor switching elements such as IGBTs (insulated gate bipolar transistors) are used for the switching elements Tr1 to Tr6.
- the motor circuit 184 may be provided with a FWD (free wheel diode) for commutating the load currents of the switching elements Tr1 to Tr6.
- the motor circuit 184 may be provided with a pulse modulator for controlling the rotation speed of the motor body 186 by PWM control (pulse width modulation control).
- the fan control unit 170 includes a motor control unit 175 that controls the rotational driving of the motor 182, a power storage amount detection unit 177 that detects the power storage amount of the battery 117, and a charging circuit 178 that supplies power to the battery 117. have.
- the fan control unit 170 is electrically connected to the recovery control unit 260 of the recovery device 200, which will be described later, and power is supplied from the recovery control unit 260 to the fan control unit 170. be.
- power is supplied from the charging circuit 178 to the battery 117, and the battery 117 is charged. done.
- FIG. 1 The collection device 200 is configured to be connectable to the cleaner 100 and includes a housing 210 , a dust channel 230 , a collection chamber 240 , a dust collection source 250 and a collection control section 260 .
- the dust channel 230 is connected to the collection port 216 on the rear surface of the housing 210 and the collection chamber 240, as shown in FIG.
- the dust suction source 250 generates a suction force under the control of the collection control unit 260 to generate a collection airflow for sucking dust from the dust chamber 152 of the cleaner 100 to the collection chamber 240 of the collection device 200 .
- Power is supplied from an external power supply to the collection control unit 260 through a power cable.
- the rear surface of the housing 210 is formed by a connection wall 214 to which the cleaner main body 110 is connected.
- the connection wall 214 is formed with a vertically extending groove 215
- the groove 215 is provided with a contact portion 283 , a holding portion 297 , a vent 236 and a recovery port 216 .
- the recessed groove 215 is formed complementarily to the front portion of the cleaner body 110 so that the front portion of the cleaner body 110 in an upright position can be fitted therein.
- the contact portion 283 is provided at a position facing the electric contact 171 of the cleaner 100 when the cleaner body 110 is fitted into the concave groove portion 215 .
- the contact portion 283 is movable in and out of a hole formed in the connection wall 214, and is biased in a direction of protruding from the hole.
- the contact portion 283 contacts the electrical contact 171, and the contact portion 283 and the electrical contact 171 are electrically connected.
- a connection circuit 203 as shown in FIG. 8 is formed.
- the contact portion 283 and the electrical contact 171 are insulated from each other when the cleaner body 110 is not fitted into the groove portion 215 .
- the holding portion 297 is provided at a position facing the magnetic plate 173 of the cleaner body 110 when the cleaner body 110 is fitted into the concave groove portion 215 .
- the holding portion 297 is composed of, for example, a magnet plate that magnetically attracts the magnetic plate 173 .
- the vacuum cleaner body 110 is fixed to the collection device 200 by the magnetic force acting between the holding portion 297 and the magnetic plate 173 .
- this magnetic force serves as a holding force for holding the connected state between the collection device 200 and the cleaner main body 110 . Accordingly, the position and posture of the cleaner 100 with respect to the collection device 200 are maintained in a state where the cleaner main body 110 is fitted in the concave groove portion 215 .
- a space for collecting dust collected from the cleaner 100 is formed in the collection chamber 240 .
- a bottom wall 245 of the collection chamber 240 is formed with a circular communication port that communicates the space inside the collection chamber 240 with the dust collection source 250 . As shown in FIG. 6, this communication port is provided with a dust filter 247 that allows air to pass therethrough and traps dust contained in the air.
- the dust suction source 250 is configured to suck the air inside the collection chamber 240 through the dust removal filter 247 .
- the suction force of the dust suction source 250 acts on the cover 121 of the cleaner 100 through the collection chamber 240 and the dust flow path 230 when the cleaner 100 is connected to the collection device 200 .
- the dust suction source 250 is configured to tilt the cover 121 from the closed posture to the open posture and to obtain a suction force large enough to suck dust in the dust storage chamber 152 .
- the dust collection source 250 is composed of, for example, a fan and a motor.
- the air sucked by the dust collection source 250 flows into the space formed between the collection chamber 240 and the housing 210 and is exhausted to the outside of the housing 210 through the exhaust port.
- This air flow is the collected airflow shown in FIG. 5, and the collected airflow passes through the fan housing chamber 153, the dust chamber 152, the dust flow path 230, the collection chamber 240, and the dust collection source 250 in sequence.
- connection circuit 203 for detecting that the cleaner 100 is connected to the collection device 200 will be described with reference to FIG.
- a connection circuit 203 is formed to detect that the cleaner main body 110 is connected to the collection device 200.
- the connection circuit 203 is composed of an electric circuit 201 formed in the cleaner main body 110 and an electric circuit 202 formed in the collecting device 200 .
- the electric circuit 201 of the vacuum cleaner 100 includes a first current path 172 electrically connecting the fan control section 170 and the electric contact 171 .
- the fan controller 170 and the battery 117 are electrically connected, and the battery 117 and the suction fan 116 are electrically connected.
- the electric circuit 202 of the recovery device 200 includes a second current path 284 that electrically connects the recovery control section 260 and the contact section 283, and a connection detection section 286 that detects the current flowing through the second current path 284. I'm in.
- the collection control unit 260 is electrically connected to the dust collection source 250, and is supplied with power from an external power supply through a power cable.
- the first current path 172 and the second current path 284 are electrically connected by the contact between the contact portion 283 and the electrical contact 171 , and the fan control portion 170 and the fan control portion 170 are connected.
- a connection circuit 203 is formed to electrically connect with the recovery control unit 260 . At this time, if the power from the external power source is supplied to the recovery control unit 260 , current flows through the connection circuit 203 .
- the connection detection unit 286 detects the current flowing through the second current path 284 of the connection circuit 203, a connection detection signal indicating that the cleaner 100 is connected to the collection device 200 is sent from the connection detection unit 286 for collection control. is sent to unit 260 .
- the collection device 200 is configured to operate the dust collection source 250 in response to a connection detection signal from the connection detection section 286 to collect dust from the dust storage chamber 152 to the collection chamber 240 .
- the cleaner 100 is configured to perform rotation suppression control to suppress rotation of the rotary vane portion 180 due to the collected airflow.
- the rotation suppression control may be started when the collection control unit 260 notifies the fan control unit 170 of the start of dust collection, or the user operates the operation unit 141 to instruct the motor 182 to stop. may be initiated accordingly.
- fan control unit 170 receives a signal for operating suction fan 116 from operation unit 141 and operates suction fan 116 . At this time, power is supplied from the battery 117 to the suction fan 116 . Specifically, the motor control unit 175 controls the coils 192a to 192c while switching the on/off states of the switching elements Tr1 to Tr6 of the motor circuit 184 so that a rotating magnetic field that rotates the rotor 188 is formed around the coils 192a to 192c. drive current to
- the rotor 188 rotates due to the rotating magnetic field formed around the coils 192a to 192c, and the rotary vanes 180 are rotationally driven as the rotor 188 rotates.
- the suction fan 116 generates a suction force to generate a suction airflow that flows from the suction nozzle 130 to the suction pipe 113 , the dust chamber 152 , the fan housing chamber 153 and the exhaust port 151 . Dust contained in the suction airflow in dust chamber 152 is captured by filter portion 115 and stored in dust chamber 152 .
- the fan control unit 170 receives a signal for stopping the suction fan 116 from the operation unit 141 and stops the operation of the suction fan 116 .
- the user connects the cleaner 100 to the recovery device 200 to recover the dust accumulated in the dust storage chamber 152 from the cleaner 100 to the recovery device 200.
- Dust collection from 100 to collection device 200 can be performed.
- the collection control unit 260 activates the dust collection source 250 upon receiving the connection detection signal from the connection detection unit 286 . As a result, a suction force is generated for collecting dust from the dust storage chamber 152 to the collection chamber 240 .
- the lid 121 of the vacuum cleaner 100 is in the open position, and the dust outlet 124 is opened.
- the dust chamber 152 and the fan housing chamber 153 are in communication with each other through the dust channel 230 .
- the suction force of the dust suction source 250 generates a recovery airflow indicated by arrows in FIG.
- the recovered airflow flows into the housing 210 from the air inlet provided on the side surface of the housing 210, and passes through the air vent 236, the air outlet 151, the fan housing chamber 153, the dust storage chamber 152, the dust outlet 124, and the dust flow path.
- 230 and recovery chamber 240 in sequence. Dust is collected from the dust storage chamber 152 to the collection chamber 240 through the dust flow path 230 by this collection airflow. Specifically, the dust flowing along with the collected airflow is captured by the dust removal filter 247 and stored in the collection chamber 240 .
- the recovered airflow passes through the fan housing chamber 153.
- the collected airflow can act to rotate the rotating vane portion 180 .
- the rotating vane portion 180 may generate a rotating sound.
- fan control section 170 performs rotation suppression control for suppressing rotation of rotating blade section 180 . Rotation suppression control in cleaner 100 will be described below.
- the fan control unit 170 performs rotation suppression control when the operation unit 141 receives an operation to stop the suction fan 116 (that is, the motor 182) or receives a signal indicating the start of dust collection from the collection device 200. to start.
- This collection suppression control is executed over a period during which dust collection by the collection device 200 is being performed.
- Rotation suppression control can be executed in the following two methods.
- One of these methods is a first rotation suppression control that uses the power of the battery 117 to apply current to the coils 192a to 192c so as to form a static magnetic field, thereby suppressing the rotation of the rotary vane portion 180.
- the first rotation suppression control is executed when battery 117 stores sufficient electric power to form the above-described static magnetic field.
- the first rotation suppression control is executed when the storage amount of battery 117 detected by storage amount detection unit 177 exceeds a predetermined power threshold. Since the first rotation suppression control uses the power of the battery 117, it is preferably executed when a signal indicating the start of dust collection is received from the collecting device 200. FIG. In this case, power consumption of battery 117 is prevented until cleaner 100 is connected to collection device 200 .
- Another method is a second rotation suppression control that suppresses the rotation of the rotary vane portion 180 by forming a closed circuit that generates an electromotive force in the coils 192a to 192c.
- the second rotation suppression control can be executed without consuming the power of battery 117, and is executed when the amount of power stored in battery 117 does not exceed this power threshold. Therefore, the second rotation suppression control may be executed in response to an operation to stop suction fan 116 by operation unit 141 .
- FIG. 9 shows the state of the motor circuit 184 when the first rotation suppression control is performed.
- FIG. 10 shows the state of the motor circuit 184 when the second rotation suppression control is performed.
- the fan control unit 170 When executing the first rotation suppression control, the fan control unit 170 turns on the switching elements Tr1 and Tr4 and turns off the switching elements Tr2, Tr3, Tr5 and Tr6 as shown in FIG. .
- the motor circuit 184 and the motor main body 186 are formed with an energization path 195 through which the current from the battery 117 flows in a certain direction.
- a static magnetic field that does not fluctuate with time is formed around the coils 192a to 192c by the current flowing in a fixed direction.
- a current flows through the U-phase coil 192a so that the rotor 188 has an S pole.
- currents flow through the V-phase coil 192 c and the W-phase coil 192 b so that the rotor 188 has an N pole.
- the N-pole side surface of the magnetic portion of the rotor 188 is magnetically attracted to the U-phase coil 192a.
- the S-pole side surface of the magnetic portion of the rotor 188 is magnetically attracted to the V-phase and W-phase coils 192c and 192b.
- the fan control unit 170 When executing the second rotation suppression control, the fan control unit 170 turns on the switching elements Tr2, Tr4 and Tr6 and turns off the switching elements Tr1, Tr3 and Tr5 as shown in FIG. .
- an energization path 197 which is a closed circuit in which the coils 192a to 192c are electrically connected to each other, is formed.
- the conduction path 197 is electrically cut off from the battery 117 by the switching elements Tr1, Tr3, and Tr5 in the OFF state, and current from the battery 117 does not flow through the conduction path 197.
- the coils 192a to 192c are energized by the magnetic field that fluctuates with time as the magnetic portion of the rotor 188 rotates.
- An electromotive force is generated as indicated by . Due to this electromotive force, a current flows through the conducting path 197, and the conducting path 197 generates heat. In other words, the rotational energy of rotor 188 is converted into thermal energy in current path 197 . As a result, a state is obtained in which a braking force that suppresses rotation of the rotor 188 acts on the rotor 188 .
- fan control unit 170 supplies electric power to battery 117 through charging circuit 178 to charge battery 117 while the second rotation suppression control is being executed.
- the fan controller 170 controls the motor circuit 184 to rotate the rotor 188 around the coils 192a-192c. A rotating magnetic field is generated around the coils 192a-192c.
- the motor 182 rotates the rotary vane portion 180 .
- the rotation of the rotary vane portion 180 generates a suction airflow that draws dust into the cleaner 100 . Dust contained in this intake airflow is captured by filter portion 115 and stored in dust storage chamber 152 .
- the dust in the dust chamber 152 is discharged from the dust chamber 152 by the suction force from the collecting device 200 .
- the recovery airflow generated by the suction force of the recovery device 200 may act to rotate the rotating blade portion 180 of the cleaner 100 .
- the fan control portion 170 executes rotation suppression control.
- the fan control unit 170 When the cleaner 100 is connected to the collection device 200, if the amount of charge in the battery 117 detected by the charge amount detection unit 177 exceeds the power threshold, the fan control unit 170 performs the first rotation suppression control. to run. In this case, the fan control unit 170 controls the switching elements Tr1 to Tr6 of the motor circuit 184 so that static magnetic fields are generated in the coils 192a to 192c. This static magnetic field acts to suppress the rotation of the rotor 188 and thus the rotating blade portion 180 .
- the fan control unit 170 When the cleaner 100 is connected to the recovery device 200, if the amount of charge in the battery 117 detected by the charge amount detection unit 177 does not exceed the power threshold, the fan control unit 170 performs the second rotation suppression control. to run. In this case, the fan control unit 170 controls the switching elements Tr1 to Tr6 of the motor circuit 184 so that the coils 192a to 192c are electrically connected to each other to form an energization path 197, which is a closed circuit. In this state, when the rotating vane portion 180 is rotated by the collected airflow, an electromotive force is generated in the coils 192a to 192c, and current flows through the conducting path 197.
- the fan control unit 170 executes the first rotation suppression control
- the greater the current supplied to the coils 192a to 192c the greater the braking force that stops the rotor 188 at a predetermined rotational position. This allows the rotor 188 and rotating vane portion 180 to remain stationary.
- the battery 117 needs to store electric power for supplying current to the coils 192a to 192c. Therefore, the first rotation suppression control is executed when the amount of charge in battery 117 exceeds a predetermined threshold.
- the second rotation suppression control does not require power supply to the coils 192a to 192c. Therefore, even if the battery 117 does not store electric power, the second rotation suppression control can be executed.
- the rotation of the rotor 188 causes the coils 192a to 192c to generate an electromotive force, thereby generating a braking force. can be rotated with
- the first rotation suppression control need not be executed. That is, the second rotation suppression control may be executed even when a sufficient amount of electric power is stored in battery 117 . In this case, the charged amount detection unit 177 for detecting the charged amount of the battery 117 may be omitted.
- the amount of electricity stored in the battery 117 is low. Power is supplied to battery 117 through circuit 178 to charge battery 117 .
- fan control unit 170 may charge battery 117 after the second rotation suppression control.
- the connection detection section 286 may be configured to determine that the cleaner 100 is connected to the collection device 200 by detecting the state of this mechanical switch.
- the fan control unit 170 causes all the coils 192a to 192c to generate static magnetic fields when the first rotation suppression control is being performed.
- fan control unit 170 may generate a static magnetic field in any one of these coils 192a-192c.
- the first rotation suppression control is executed on the condition that the amount of charge in the battery 117 exceeds a predetermined threshold.
- only the first rotation suppression control may be executed if another power source capable of supplying the power necessary to generate the static magnetic field in the coils 192a-192c is provided.
- the vacuum cleaner 100 is connected to the recovery device 200 and power is supplied from the recovery device 200 to the coils 192a to 192c of the motor 182 through the connection circuit 203 and the fan control unit 170, the first Only rotation suppression control may be executed.
- the fan control section 170 further includes a collection instruction section 179 for transmitting a dust collection instruction to the collection device 200. It differs from the vacuum cleaner 100 of one embodiment. In this aspect, rotation suppression control is performed by the first rotation suppression control, and rotation suppression control is not performed by the second rotation suppression control.
- Collection instruction unit 179 of cleaner 100 is configured to transmit a signal indicating an instruction to collect dust to collection control unit 260 of collection device 200 on condition that the amount of electricity stored in battery 117 exceeds a predetermined power threshold. ing.
- the collection control unit 260 of the collection device 200 operates the dust collection source 250 on condition that the signal indicating the dust collection instruction is received from the collection instruction unit 179.
- the fan control unit 170 executes the first rotation suppression control. That is, fan control section 170 forms a static magnetic field around coils 192a to 192c so as to suppress rotation of rotating blade section 180.
- collection instruction unit 179 sends a signal to collection device 200 to instruct dust collection. do not send In this case, the dust collection by the collection device 200 is not performed, so the rotation suppression control in the cleaner 100 becomes unnecessary.
- the collection instruction unit 179 transmits a signal indicating an instruction to collect dust to the collection device 200 after the battery 117 has been charged to a storage amount exceeding a predetermined power threshold.
- the vacuum cleaner 100 is of stick type.
- the vacuum cleaner may be of the canister type or of the handheld type.
- the vacuum cleaner 100 according to the above embodiment has the following features and the following effects.
- a vacuum cleaner includes a motor configured to generate a driving force, and a suction airflow that is rotationally driven by the motor to suck in dust.
- a dust storage chamber that accommodates a filter portion that captures dust contained in the intake airflow and stores the dust captured by the filter portion; and a motor control portion that controls the motor.
- the dust chamber is configured to be able to receive the suction force of a collecting device configured to suck the dust in the dust chamber and discharge the dust in the dust chamber to the collecting device.
- the motor control unit is configured to perform rotation suppression control for suppressing rotation of the rotary vane portion due to the recovery airflow generated by the suction force of the recovery device.
- the motor may include a rotor connected to the rotating vane portion, a plurality of coils, and a motor circuit configured to allow current to flow through the plurality of coils.
- the motor circuit has a plurality of switching elements that are turned on and off.
- the rotation suppression control may include controlling a plurality of switching elements by the motor control section so as to form a closed circuit in which a plurality of coils are electrically connected to each other. Even if the rotational energy of the rotating blades and the rotor is consumed by the heat generated from the closed circuit due to current flowing in the closed circuit due to the electromotive force generated in the plurality of coils when the rotor rotates together with the rotating blades. good.
- the motor control unit controls a plurality of switching elements of the motor circuit to form a closed circuit in which the plurality of coils are electrically connected to each other when executing the rotation suppression control.
- the motor control unit controls a plurality of switching elements of the motor circuit to form a closed circuit in which the plurality of coils are electrically connected to each other when executing the rotation suppression control.
- the motor may include a rotor connected to the rotating vane portion, a plurality of coils, and a motor circuit configured to supply current to the plurality of coils.
- the motor circuit may have a plurality of switching elements that are turned on and off.
- the rotation suppression control may include controlling the plurality of switching elements by the motor controller such that a current is passed through at least one of the plurality of coils to generate a static magnetic field.
- the rotor may be magnetically attracted to at least one coil having a static magnetic field when in a predetermined rotational position.
- the motor control unit controls the switching elements of the motor circuit when executing the rotation suppression control, and causes current to flow through at least one of the multiple coils to generate a static magnetic field.
- the rotor is magnetically attracted to the at least one coil in which the static magnetic field is generated when the rotor is in the predetermined rotational position, thus restraining the rotation of the rotor.
- the vacuum cleaner includes a battery connected to the motor circuit, a power storage amount detection unit that detects the power storage amount of the battery, and a power storage amount detected by the power storage amount detection unit that detects that the power storage amount exceeds a predetermined threshold.
- it may further include a collection instruction unit that instructs the collection device to collect dust.
- the collecting device may start sucking dust in the dust storage chamber in accordance with an instruction from the collection instruction unit.
- the collection instruction unit sets the condition that the amount of electricity detected by the electricity storage amount detection unit exceeds a predetermined threshold. , instructs the collection device to collect dust.
- the motor control unit executes rotation suppression control. can be done.
- the motor control unit causes current to flow from the battery to at least one of the plurality of coils on condition that the amount of electricity detected by the electricity storage amount detection unit exceeds a predetermined threshold, and the static magnetic field is detected.
- the motor control unit may be configured to generate
- the recovery device if the threshold for the stored charge is set to ensure that at least one coil is energized with a static magnetic field strong enough to suppress rotation of the rotor, the recovery device , the rotation of the rotary vane can be suppressed by the rotation suppression control. That is, the motor control unit can supply current from the battery to at least one coil among the plurality of coils, generate a static magnetic field, and suppress the rotation of the rotor of the motor.
- the motor control unit performs a plurality of switching operations so that a closed circuit in which the plurality of coils are electrically connected to each other is formed if the amount of electricity detected by the electricity storage amount detection unit does not exceed a predetermined threshold value. element may be controlled. Even if the rotational energy of the rotating blades and the rotor is consumed by the heat generated from the closed circuit due to current flowing in the closed circuit due to the electromotive force generated in the plurality of coils when the rotor rotates together with the rotating blades. good.
- the motor control unit performs a plurality of switching operations so that the plurality of coils form a closed circuit that is electrically connected to each other. control the element.
- the rotational energy of the rotating vanes and the rotor is consumed for heat generation from the closed circuit. be done.
- the rotational energy of the rotating vanes and the rotor is used to generate heat in the closed circuit, so their rotation is suppressed.
- Rotation suppression control using heat generation in a closed circuit does not consume battery power. Therefore, the rotation of the rotating vane can be suppressed even if the amount of electricity detected by the electricity amount detection unit does not exceed the predetermined threshold value.
- the vacuum cleaner includes a battery connected to the motor circuit and a charging device configured to receive power from the recovery device while the cleaner is connected to the recovery device and to charge the battery with the power. and a circuit.
- the charging circuit can receive power from the collection device while the vacuum cleaner is connected to the collection device.
- the charging circuit can charge the battery with this power, so that the user can use the vacuum cleaner with the dust chamber empty after the collection device has sucked the dust from the dust chamber. can.
- the motor control unit when the operation unit is operated to instruct the operation of the motor, supplies current to the plurality of coils through the motor circuit, and generates a rotating magnetic field for rotating the rotor from the plurality of coils.
- a plurality of switching elements may be controlled to occur.
- the motor control unit when the operation unit is operated to instruct the operation of the motor, the motor control unit supplies current to the multiple coils through the motor circuit. During this time, the motor control section controls the plurality of switching elements to generate a rotating magnetic field for rotating the rotor from the plurality of coils, so that the rotating vane section connected to the rotor rotates. A suction air current is generated by the rotation of the rotary vane, and dust is sucked into the vacuum cleaner.
- the vacuum cleaner of the above-described embodiment is suitably used as a device used for cleaning work.
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Abstract
掃除機は、モータで回転羽根部を回転駆動することにより吸引気流を発生させて塵埃を吸い込むように構成されている。この塵埃は、フィルタ部によって捕捉されて貯塵室内に貯留される。貯塵室内の塵埃は、回収装置の吸引力を受けて排出され得る。このとき、回転羽根部は、回収装置の吸引力に起因した回収気流によって回転され得るが、モータ制御部は、このときの回転羽根部の回転を抑制する回転抑制制御を実行する。
Description
本発明は、回収装置に接続可能な掃除機に関する。
特許文献1には、図12に示すスティック型の掃除機300が開示されている。この掃除機300は、掃除機本体310と、掃除機本体310から下方に延設された吸引管320と、吸引管320の下端に接続された吸込ノズル330と、を備えている。掃除機本体310は、吸込ノズル330を通じて塵埃を吸い込むとともに、吸い込んだ塵埃を貯留するように構成されている。
詳細には、掃除機本体310の内部は、フィルタ部313により、ファン収容室315と、塵埃を貯留する貯塵室317と、に区画されている。ファン収容室315には、吸引ファン312が配置されており、吸引ファン312は、駆動力を発生するように構成されたモータ321と、モータ321によって回転駆動されて塵埃を吸い込む吸込気流を発生させる回転羽根部322と、を有している。
特許文献1では、図13に示すように、貯塵室317に貯留された塵埃を回収するために、掃除機300と接続された状態で掃除機300から塵埃を回収する回収装置400が用いられる。回収装置400は、筐体410と、塵埃回収を行うための吸引力を発生する吸塵源420と、吸塵源420を駆動させる制御部414と、回収した塵埃を捕集する回収室440と、回収室440から延設された塵埃流路430と、を備えている。塵埃流路430の先端は、掃除機300の貯塵室317に設けられた排塵口319に接続可能である。回収装置400は、吸塵源420の吸引力により、塵埃流路430を通じて貯塵室317内の塵埃を回収室440に回収するように構成されている。
特許文献1の掃除機300では、清掃作業時に、吸引ファン312の吸引力により貯塵室317に塵埃を吸い込むための吸引気流が発生する一方で、塵埃回収時に、吸塵源420の吸引力により貯塵室317から塵埃を吸い出すための回収気流が発生する。吸塵源420の吸引力により生じる回収気流は、吸引ファン312の回転羽根部322を回転させるような回転力を生じさせ得る。このとき、回転羽根部322の回転によって、使用者に不快感を与えるような騒音が生じることがある。
本開示は、掃除機において回収気流によって回転羽根部が回転することを抑制して、回転羽根部の回転による騒音の発生を抑制する掃除機を提供することを目的とする。
本開示における掃除機は、塵埃を吸引するように構成されている。掃除機は、駆動力を発生するように構成されたモータと、モータによって回転駆動されて塵埃を吸い込む吸込気流を発生させるように構成された回転羽根部と、吸込気流に含まれる塵埃を捕捉するフィルタ部が収容されているとともにフィルタ部が捕捉した塵埃を貯留する貯塵室と、モータを制御するモータ制御部と、を備えている。貯塵室は、貯塵室内の塵埃を吸引するように構成された回収装置の吸引力を受けて、回収装置に貯塵室内の塵埃を排出可能に構成されている。モータ制御部は、回収装置の吸引力によって生じる回収気流によって回転羽根部が回転することを抑制する回転抑制制御を実行するように構成されている。
本開示によれば、回収装置からの回収気流によって掃除機の回転羽根部が回転することを抑制して、回転羽根部の回転による騒音の発生を抑制できる掃除機を提供できる。
本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
以下、図面を参照しながら、第1実施形態及び第2実施形態を詳細に説明するが、当業者の理解を容易にするために、例えば、既によく知られた事項の詳細説明、又は、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。
(第1実施形態)
(掃除機の全体的な構造)
スティック型の掃除機100について、図1及び図2を参照しつつ説明する。掃除機100は、図1に示すように、床面上の塵埃を吸い込む吸込ノズル130と、吸込ノズル130が取り付けられた掃除機本体110と、掃除機本体110の上端112から上方に延設された把持部140と、を備えている。掃除機本体110及び把持部140は、吸込ノズル130に対して前後方向に傾動可能である。図1及び図2において、掃除機本体110及び把持部140は、吸込ノズル130に対して直立した姿勢をとっており、この直立姿勢より前方には傾動しない。掃除機100の使用時には、掃除機本体110及び把持部140は、吸込ノズル130に対して後方に傾動した姿勢で使用者によって保持される。
(掃除機の全体的な構造)
スティック型の掃除機100について、図1及び図2を参照しつつ説明する。掃除機100は、図1に示すように、床面上の塵埃を吸い込む吸込ノズル130と、吸込ノズル130が取り付けられた掃除機本体110と、掃除機本体110の上端112から上方に延設された把持部140と、を備えている。掃除機本体110及び把持部140は、吸込ノズル130に対して前後方向に傾動可能である。図1及び図2において、掃除機本体110及び把持部140は、吸込ノズル130に対して直立した姿勢をとっており、この直立姿勢より前方には傾動しない。掃除機100の使用時には、掃除機本体110及び把持部140は、吸込ノズル130に対して後方に傾動した姿勢で使用者によって保持される。
吸込ノズル130は、塵埃を吸い込むための幅広の吸込空間131を形成するように、掃除機本体110よりも幅広のノズルケース132を備えている。吸込空間131は、ノズルケース132の前側部分において、床面に向けて開口している。この開口部分の後側では、吸込空間131は、ノズルケース132の底部により閉じられている。吸込空間131には、回転式の掻取ブラシ133が配置されており、掻取ブラシ133は、吸込空間131の開口を通じて床面に接触可能にノズルケース132から露出している。
掃除機本体110は、上下方向に細長い筐体111を有している。筐体111の下端は、掃除機本体110の前後方向の傾動を許容するように、ノズルケース132の後部に取り付けられている。筐体111の上部は、筐体111の上端112に向けて細くなっており、上端112から把持部140が上方に延設されている。把持部140は、使用者により握持される太さを有している棒状の部分である。把持部140には、図2に示すように、使用者によって操作される操作部141(操作ボタン)が設けられている。
筐体111は、床面上の塵埃を吸い上げるとともに吸い上げた塵埃を貯留するための様々な部品を内蔵するように構成されている。詳細には、筐体111内には、図1に示すように、筐体111の上部に配置されたファン収容室153と、ファン収容室153の下側に配置された貯塵室152と、貯塵室152の下側に配置されており上下方向に延設された吸引管113と、が設けられている。ファン収容室153、貯塵室152及び吸引管113は、互いに連通している。
ファン収容室153には、床面上の塵埃を吸い上げるための上向きの吸引気流を生じさせる吸引ファン116と、吸引ファン116に電力を供給するバッテリ117と、吸引ファン116を作動させるためのファン制御部170と、が配置されている。
吸引管113は、筐体111内で固定されており、掃除機本体110が直立姿勢から後方に傾動すると、筐体111とともに後方に傾動する。掃除機本体110が直立姿勢にあるときには、吸引管113の下端は、ノズルケース132の底部によって閉じられた閉状態になっている。一方で、掃除機本体110が直立姿勢から後方に傾動した場合には、吸引管113の下端の回動により(図1の矢印A参照)、吸引管113の内部空間とノズルケース132の吸込空間131とが互いに連通する。
吸引管113の上端には、吸引ファン116の停止時において、吸引管113の上端の開口を塞ぐように形成された逆止弁114が配置されている。逆止弁114は、吸引ファン116の上向きの吸引力により変形して、吸引管113の上端の開口を開放するように構成されている。
吸引ファン116は、複数の羽根板によって構成された回転羽根部180と、回転羽根部180を回転駆動させるモータ182と、を含んでいる。使用者が吸引ファン116を作動させるように操作部141を操作すると、吸引ファン116を作動させるための信号が操作部141からファン制御部170へ送信される。使用者が吸引ファン116を停止させるように操作部141を操作すると、吸引ファン116を停止させるための信号が操作部141からファン制御部170へ送信される。
筐体111の前壁には、図2に示すように、ファン収容室153に繋がる排気口151と、排気口151の上側に配置された電気接点171及び磁性板173と、が設けられている。吸引ファン116の吸引力により生じた吸引気流は、排気口151を通じて、ファン収容室153から掃除機100外に排気される。排気口151は、後述する回収装置200の通気口236と当接可能に形成されている。電気接点171は、ファン制御部170と電気的に接続されており、後述する回収装置200の接触部283に接触するように突出して形成されている。磁性板173は、後述する回収装置200の保持部297に当接可能に形成されている。
貯塵室152内には、図3に示すように、下向きに開口する容器状のフィルタ部115が配置されている。フィルタ部115は、吸引ファン116の吸引力により生じた吸引気流の通過を許容する一方で、吸引気流に含まれている塵埃を捕捉するように構成されている。フィルタ部115は、例えば不織布フィルタによって構成される。フィルタ部115によって捕捉された塵埃は、貯塵室152内に貯留される。
貯塵室152には、筐体111の前壁に開口する排塵口124と、排塵口124を開閉するために回動可能に形成された蓋体121と、が設けられている。蓋体121は、排塵口124を閉じるように直立した状態の閉姿勢と、排塵口124を開くように閉姿勢の状態から所定の角度(90°以下の回動角度)だけ下方に回動した状態の開姿勢との間で回動可能に構成されている(図3の矢印参照)。
排塵口124は、図3に示すように、掃除機100が回収装置200に接続された状態において、後述する回収装置200の回収口216と対向して塵埃流路230に繋がるように形成されている。このとき、蓋体121が塵埃流路230内に入り込むように回動して開姿勢となり、貯塵室152と塵埃流路230とが互いに連通する。貯塵室152と塵埃流路230とが連通した状態では、後述する回収装置200の吸引力によって生じる回収気流によって、貯塵室152内に貯留された塵埃を塵埃流路230に流入させることができる。すなわち、掃除機100は、掃除機100が回収装置200に接続した状態において、貯塵室152から回収装置200に塵埃を排出できるように構成されている。
(掃除機のモータと制御部の説明)
ここで、掃除機100におけるモータ182及びファン制御部170の構成について、図4を参照しつつ説明する。モータ182は、モータ本体186と、バッテリ117から供給された電流をモータ本体186に伝達するモータ回路184と、を含んでいる。モータ回路184は、ファン制御部170を通じてバッテリ117から供給された直流電流を、モータ本体186を駆動するための三相交流の駆動電流に変換してモータ本体186に供給する。
ここで、掃除機100におけるモータ182及びファン制御部170の構成について、図4を参照しつつ説明する。モータ182は、モータ本体186と、バッテリ117から供給された電流をモータ本体186に伝達するモータ回路184と、を含んでいる。モータ回路184は、ファン制御部170を通じてバッテリ117から供給された直流電流を、モータ本体186を駆動するための三相交流の駆動電流に変換してモータ本体186に供給する。
モータ本体186は、円筒状のロータ188と、ロータ188を周方向に囲むように形成されたステータ190と、ロータ188及びステータ190を収容する図略のモータケースと、を含んでいる。ステータ190の内周面は、全体として、ロータ188の外周面に沿う形状に形成されている。ロータ188は、回転羽根部180(図1を参照)と同軸回転するように回転羽根部180に接続されている。
ステータ190の内周面には、所定の間隔をあけて配置された3つ芯部192が設けられている。3つの芯部192にはそれぞれ、モータ回路184から三相交流の駆動電流(U相、V相、W相)が流れるようにコイル192a~192cが巻き付けられている。コイル192a~192cに駆動電流が流れると、コイル192a~192cの周囲には回転磁界が形成される。この回転磁界は、時間的に変動する磁界であり、ロータ188が回転するような磁気的な力をロータ188に生じさせる。
ロータ188には、ロータ188の周方向において複数の磁極が現れるように配置された複数の磁性部が設けられている。図4には、ロータ188の外周面においてN極の磁極とS極の磁極とが現れていることを「N」と「S」の記号で示している。上述のように、本実施形態では、モータ本体186は二極三相の同期電動機によって構成されている。ただし、モータ本体186の構成はこれに限られない。
モータ回路184は、供給された直流電流を三相交流の駆動電流に変換するための6つのスイッチング素子Tr1~Tr6が設けられたインバータ回路として構成されている。ファン制御部170は、スイッチング素子Tr1~Tr6を、電流が流れるオン状態と、電流が流れないオフ状態と、に切り替えるようにモータ回路184を制御する。スイッチング素子Tr1~Tr6には、例えば、IGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)等の半導体スイッチング素子が用いられる。なお、モータ回路184には、スイッチング素子Tr1~Tr6の負荷電流を転流させるためのFWD(フリーホイールダイオード)が設けられていてもよい。また、モータ回路184には、PWM制御(パルス幅変調制御)によってモータ本体186の回転数を制御するためのパルス変調器が設けられていてもよい。
ファン制御部170は、モータ182の回転駆動を制御するモータ制御部175と、バッテリ117の蓄電量を検出する蓄電量検出部177と、バッテリ117に電力を供給するための充電回路178と、を有している。掃除機100が回収装置200に接続された状態では、ファン制御部170は、後述する回収装置200の回収制御部260と電気的に繋がり、回収制御部260からファン制御部170に電力が供給される。回収制御部260からファン制御部170に電力が供給されており且つバッテリ117からモータ182に電力が供給されていない状態において、充電回路178からバッテリ117に電力が供給されて、バッテリ117の充電が行われる。
(回収装置の全体的な構造)
次に、掃除機100と接続された状態で掃除機100の貯塵室152から塵埃を回収するための回収装置200について、図5~図7を参照しつつ説明する。回収装置200は掃除機100が接続可能に構成されており、筐体210と、塵埃流路230と、回収室240と、吸塵源250と、回収制御部260と、を備えている。
次に、掃除機100と接続された状態で掃除機100の貯塵室152から塵埃を回収するための回収装置200について、図5~図7を参照しつつ説明する。回収装置200は掃除機100が接続可能に構成されており、筐体210と、塵埃流路230と、回収室240と、吸塵源250と、回収制御部260と、を備えている。
塵埃流路230は、図5に示すように、筐体210後面の回収口216と回収室240とに接続されている。吸塵源250は、回収制御部260の制御下において吸引力を発生させて、掃除機100の貯塵室152から回収装置200の回収室240に塵埃を吸い出すための回収気流を生じさせる。この回収制御部260には、電源ケーブルを通じて外部電源から電力が供給される。
筐体210の左右の側面には、外部から筐体210内に空気を流入させる吸気口と、筐体210内から外部に空気を流出させる排気口と、が形成されている。筐体210の後面は、図6に示すように、接続壁214により形成されており、接続壁214には、掃除機本体110が接続される。接続壁214には、図7に示すように、上下方向に延びる凹溝部215が形成されており、凹溝部215内には、接触部283、保持部297、通気口236及び回収口216が設けられている。凹溝部215は、図6に示すように、掃除機本体110の前側部分と相補的に形成されており、直立姿勢の掃除機本体110の前側部分が嵌め込み可能である。
接触部283は、掃除機本体110が凹溝部215に嵌め込まれたときに、掃除機100の電気接点171に対向する位置に設けられている。接触部283は、接続壁214に形成された穴部において出没可能であり、穴部から突出する方向に付勢されている。掃除機本体110が凹溝部215に嵌め込まれたときに、接触部283は、電気接点171に接触して、接触部283及び電気接点171は、電気的に接続された状態になる。このとき、図8に示すような接続回路203が形成される。掃除機本体110が凹溝部215に嵌め込まれていない状態では、接触部283及び電気接点171は、互いに絶縁された状態になっている。
保持部297は、掃除機本体110が凹溝部215に嵌め込まれたときに掃除機本体110の磁性板173と対向する位置に設けられている。保持部297は、例えば、磁性板173を磁気的に吸着する磁石板によって構成されている。保持部297と磁性板173との間で作用する磁力により、掃除機本体110は、回収装置200に固定される。言い換えると、この磁力は、回収装置200と掃除機本体110との接続状態を保持するための保持力となる。これにより、掃除機本体110が凹溝部215に嵌め込まれた状態では、回収装置200に対する掃除機100の位置及び姿勢が保持される。
回収室240内には、掃除機100から回収した塵埃を集積させるための空間が形成されている。回収室240の底壁245には、回収室240内の空間と吸塵源250とを連通する円形の連通口が形成されている。この連通口には、図6に示すように、空気の通過を許容する一方で、この空気に含まれている塵埃を捕捉する除塵フィルタ247が取り付けられている。
吸塵源250は、除塵フィルタ247を通じて回収室240内の空気を吸い込むように構成されている。吸塵源250の吸引力は、掃除機100が回収装置200に接続された状態において、回収室240及び塵埃流路230を通じて、掃除機100の蓋体121に作用する。吸塵源250は、蓋体121を閉姿勢から開姿勢に傾動させるとともに貯塵室152内の塵埃を吸引する大きさの吸引力が得られるように構成されている。吸塵源250は、例えば、ファン及びモータにより構成されている。
吸塵源250が吸引した空気は、回収室240と筐体210との間に形成された空間に流入して、排気口から筐体210の外部に排気される。この空気の流れは、図5に示す回収気流であり、この回収気流は、ファン収容室153、貯塵室152、塵埃流路230、回収室240及び吸塵源250を順次通過する。
(検出回路の構成)
ここで、掃除機100が回収装置200に接続されたことを検出するための接続回路203について、図8を参照しつつ説明する。掃除機100が回収装置200に接続された状態では、掃除機本体110が回収装置200に接続されたことを検出するための接続回路203が形成される。接続回路203は、掃除機本体110に形成された電気回路201と、回収装置200に形成された電気回路202と、によって構成されている。
ここで、掃除機100が回収装置200に接続されたことを検出するための接続回路203について、図8を参照しつつ説明する。掃除機100が回収装置200に接続された状態では、掃除機本体110が回収装置200に接続されたことを検出するための接続回路203が形成される。接続回路203は、掃除機本体110に形成された電気回路201と、回収装置200に形成された電気回路202と、によって構成されている。
掃除機100の電気回路201は、ファン制御部170と電気接点171とを電気的に繋ぐ第1電流経路172を含んでいる。電気回路201において、ファン制御部170とバッテリ117とが電気的に接続されており、バッテリ117と吸引ファン116とが電気的に接続されている。
回収装置200の電気回路202は、回収制御部260と接触部283とを電気的に接続する第2電流経路284と、第2電流経路284を流れる電流を検出する接続検出部286と、を含んでいる。電気回路202において、回収制御部260は、吸塵源250と電気的に接続されており、回収制御部260には、電源ケーブルを通じて外部電源からの電力が供給されている。
掃除機100が回収装置200に接続された状態では、接触部283と電気接点171との接触により、第1電流経路172及び第2電流経路284が電気的に接続されて、ファン制御部170と回収制御部260とを電気的に繋ぐ接続回路203が形成される。このとき、外部電源からの電力が回収制御部260に供給されていれば、接続回路203に電流が流れる。接続検出部286が接続回路203の第2電流経路284を流れる電流を検出した場合には、掃除機100が回収装置200に接続されたことを示す接続検出信号が、接続検出部286から回収制御部260に送信される。
回収装置200は、接続検出部286からの接続検出信号に応じて、吸塵源250を作動させて、貯塵室152から回収室240に塵埃を吸い出す塵埃回収を行うように構成されている。回収装置200の吸塵源250が作動して塵埃回収が始まると、掃除機100は、回収気流による回転羽根部180の回転を抑制するために回転抑制制御が行われるように構成されている。回転抑制制御は、回収制御部260がファン制御部170に塵埃回収の開始を通知することに応じて開始されてもよいし、使用者が操作部141を操作してモータ182の停止を指示したことに応じて開始されてもよい。
(掃除機の動作及び制御方法の説明)
掃除機100による清掃作業の開始時には、ファン制御部170は、吸引ファン116を作動させるための信号を操作部141から受け付けて吸引ファン116を作動させる。このとき、バッテリ117から吸引ファン116に電力が供給される。詳細には、モータ制御部175は、コイル192a~192cの周囲にロータ188を回転させる回転磁界が形成されるように、モータ回路184のスイッチング素子Tr1~Tr6のオンオフ状態を切り替えながらコイル192a~192cに駆動電流を流す。
掃除機100による清掃作業の開始時には、ファン制御部170は、吸引ファン116を作動させるための信号を操作部141から受け付けて吸引ファン116を作動させる。このとき、バッテリ117から吸引ファン116に電力が供給される。詳細には、モータ制御部175は、コイル192a~192cの周囲にロータ188を回転させる回転磁界が形成されるように、モータ回路184のスイッチング素子Tr1~Tr6のオンオフ状態を切り替えながらコイル192a~192cに駆動電流を流す。
この間、ロータ188は、コイル192a~192cの周囲に形成された回転磁界により回転し、ロータ188の回転に伴って回転羽根部180が回転駆動される。これにより、吸引ファン116は、吸引力を発生して、吸込ノズル130から吸引管113、貯塵室152、ファン収容室153、排気口151へと流れる吸引気流が発生する。貯塵室152において吸引気流に含まれている塵埃は、フィルタ部115により捕捉されて、貯塵室152に貯留される。
掃除機100による清掃作業の終了時には、ファン制御部170は、吸引ファン116を停止させるための信号を操作部141から受け付けて、吸引ファン116の作動を停止させる。
掃除機100による清掃作業が終わった後に、貯塵室152に貯まった塵埃を掃除機100から回収装置200に回収するために、使用者は、掃除機100を回収装置200に接続し、掃除機100から回収装置200への塵埃回収を行うことができる。具体的に、回収制御部260は、接続検出部286からの接続検出信号を受け付けると吸塵源250を作動させる。この結果、貯塵室152から回収室240に塵埃を回収するための吸引力が発生する。
この吸引力により、掃除機100の蓋体121が開姿勢となり、排塵口124が開放される。このとき、貯塵室152及びファン収容室153は、塵埃流路230を通じて連通した状態になる。この状態において、吸塵源250の吸引力により、図5の矢印で示す回収気流が発生する。回収気流は、筐体210の側面に設けられた吸気口から筐体210内に流入し、通気口236、排気口151、ファン収容室153、貯塵室152、排塵口124、塵埃流路230及び回収室240を順次通過する。この回収気流によって、塵埃は、塵埃流路230を通じて貯塵室152から回収室240に回収される。詳細には、回収気流に乗って流れる塵埃は、除塵フィルタ247によって捕捉され、回収室240内に貯留される。
図5に示すように、回収気流は、ファン収容室153を通過する。このとき、回収気流は、回転羽根部180を回転させるように作用し得る。かりに、回転羽根部180が回収気流によって回転した場合には、回転羽根部180の回転音が発生し得る。この回転音を抑制するために、ファン制御部170は、回転羽根部180の回転を抑制するための回転抑制制御を行う。以下、掃除機100における回転抑制制御について説明する。
(回転抑制制御の説明)
ファン制御部170は、操作部141が吸引ファン116(すなわち、モータ182)を停止させる操作を受けたとき、又は、回収装置200から塵埃回収の開始を示す信号を受け付けたときに、回転抑制制御を開始する。この回収抑制制御は、回収装置200による塵埃回収が行われている期間に亘って実行される。回転抑制制御は、以下の2つの方式で実行され得る。
ファン制御部170は、操作部141が吸引ファン116(すなわち、モータ182)を停止させる操作を受けたとき、又は、回収装置200から塵埃回収の開始を示す信号を受け付けたときに、回転抑制制御を開始する。この回収抑制制御は、回収装置200による塵埃回収が行われている期間に亘って実行される。回転抑制制御は、以下の2つの方式で実行され得る。
これらの方式のうち一方は、バッテリ117の電力を利用して、静磁界を形成するようにコイル192a~192cに電流を流して回転羽根部180の回転を抑制する第1回転抑制制御である。第1回転抑制制御は、上述の静磁界を形成するのに十分な電力がバッテリ117に蓄えられているときに実行される。言い換えると、第1回転抑制制御は、蓄電量検出部177により検出されたバッテリ117の蓄電量が所定の電力閾値を上回っている場合に実行される。なお、第1回転抑制制御は、バッテリ117の電力を利用するので、回収装置200から塵埃回収の開始を示す信号を受け付けたときに実行されることが好ましい。この場合には、掃除機100が回収装置200に接続されるまでの間におけるバッテリ117の電力消費が防止される。
他の方式は、コイル192a~192cに起電力を生じさせる閉回路を形成して回転羽根部180の回転を抑制する第2回転抑制制御である。第2回転抑制制御は、バッテリ117の電力を消費することなく実行可能であり、バッテリ117の蓄電量がこの電力閾値を上回っていない場合に実行される。したがって、第2回転抑制制御は、操作部141が吸引ファン116を停止させる操作を受けたことに応じて実行されてもよい。
以下、第1回転抑制制御及び第2回転抑制制御について、図9及び図10を参照しつつ、具体的に説明する。なお、図9には、第1回転抑制制御が行われる際のモータ回路184の状態が示されている。図10には、第2回転抑制制御が行われる際のモータ回路184の状態が示されている。
ファン制御部170は、第1回転抑制制御を実行する場合、図9に示すように、スイッチング素子Tr1,Tr4をオン状態にする一方で、スイッチング素子Tr2,Tr3,Tr5,Tr6をオフ状態にする。この状態では、モータ回路184及びモータ本体186には、バッテリ117からの電流が一定の方向に流れる通電経路195が形成される。一定方向に流れる電流によって、コイル192a~192cの周囲には時間的に変動しない静磁界が形成される。
具体的に、3つのコイル192a~192cのうち、U相のコイル192aには、ロータ188に対してS極が現れるような電流が流れる。一方、V相のコイル192c及びW相のコイル192bには、ロータ188に対してN極が現れるような電流が流れる。この状態では、ロータ188の磁性部のうちN極側の面は、U相のコイル192aに磁気的に引き寄せられる。また、ロータ188の磁性部のうちS極側の面は、V相及びW相のコイル192c,192bに磁気的に引き寄せられる。このため、ロータ188は、この回転位置を維持しようとし、ロータ188、ひいては、回転羽根部180の回転が抑制される。言い換えると、コイル192a~192cとロータ188との間で、ロータ188及び回転羽根部180の回転を抑制するブレーキ力が生ずる。
ファン制御部170は、第2回転抑制制御を実行する場合、図10に示すように、スイッチング素子Tr2,Tr4,Tr6をオン状態にする一方で、スイッチング素子Tr1,Tr3,Tr5をオフ状態にする。この状態では、コイル192a~192cが互いに電気的に接続された閉回路である通電経路197が形成される。この状態では、オフ状態になっているスイッチング素子Tr1,Tr3,Tr5により通電経路197は、バッテリ117から電気的に遮断されており、通電経路197には、バッテリ117からの電流は流れない。
モータ182に通電経路197が形成された状態において回転羽根部180が回転した場合、ロータ188の磁性部の回転に伴い時間的に変動する磁界によって、コイル192a~192cそれぞれには、図10に矢印で示すような起電力が発生する。この起電力により通電経路197には電流が流れて、通電経路197が発熱する。言い換えると、ロータ188の回転エネルギは、通電経路197において熱エネルギに変換される。この結果、ロータ188の回転を抑制するブレーキ力がロータ188に作用した状態が得られる。
なお、第2回転抑制制御が行われているとき、バッテリ117の蓄電量は少なくなっている。したがって、ファン制御部170は、第2回転抑制制御を実行している間に、充電回路178を通じてバッテリ117に電力を供給してバッテリ117を充電する。
上述の実施形態では、使用者が掃除機100を用いて清掃作業を行っているとき、ファン制御部170は、モータ回路184を制御して、コイル192a~192cの周囲にはロータ188を回転させる回転磁界をコイル192a~192cの周囲に発生させる。この結果、モータ182は、回転羽根部180を回転駆動する。回転羽根部180の回転により、塵埃を掃除機100内に吸引する吸込気流が発生する。この吸込気流に含まれる塵埃は、フィルタ部115により捕捉されて貯塵室152に貯留される。貯塵室152内に貯留された塵埃を回収装置200に回収するときには、貯塵室152内の塵埃は、回収装置200からの吸引力を受けて貯塵室152から排出される。このとき、回収装置200の吸引力により生じた回収気流が、掃除機100の回転羽根部180を回転させるように作用することがある。
かりに、使用者が、操作部141を操作してモータ182を停止したときに、モータ182にかかるトルクがゼロになっていれば、回転羽根部180は、回収気流により自由に回転し、回転羽根部180の回転音が大きくなり得る。このような回転羽根部180の回転音を抑制するために、ファン制御部170は、回転抑制制御を実行する。
掃除機100が回収装置200に接続されたときに、蓄電量検出部177により検出されたバッテリ117の蓄電量が上述の電力閾値を上回っていれば、ファン制御部170は、第1回転抑制制御を実行する。この場合、ファン制御部170は、コイル192a~192cに静磁界が生成されるように、モータ回路184のスイッチング素子Tr1~Tr6を制御する。この静磁界は、ロータ188、ひいては、回転羽根部180の回転を抑制するように作用する。
掃除機100が回収装置200に接続されたときに、蓄電量検出部177により検出されたバッテリ117の蓄電量が上述の電力閾値を上回っていなければ、ファン制御部170は、第2回転抑制制御を実行する。この場合、ファン制御部170は、コイル192a~192cが互いに電気的に繋がった閉回路である通電経路197を形成するように、モータ回路184のスイッチング素子Tr1~Tr6を制御する。この状態で、回転羽根部180が回収気流によって回転した場合には、コイル192a~192cにおいて起電力が発生し、通電経路197には電流が流れる。通電経路197に電流が流れると、通電経路197は、ジュール熱により発熱する。この状態では、回転羽根部180を回転させようとする回転エネルギの一部は、通電経路197において熱エネルギとして消費されている。残りの回転エネルギのみが回転羽根部180の回転に寄与するので、回転羽根部180の回転が抑制される。
ファン制御部170が第1回転抑制制御を実行する場合、コイル192a~192cへの供給電流が大きければ大きいほど、ロータ188を所定の回転位置で停止させるブレーキ力が大きくなる。このため、ロータ188及び回転羽根部180を静止した状態に保つことが許容される。しかしながら、第1回転抑制制御では、コイル192a~192cへ電流を供給するための電力がバッテリ117に蓄えられている必要がある。このため、第1回転抑制制御は、バッテリ117の蓄電量が所定の閾値を上回っているときに実行される。
一方、第2回転抑制制御では、コイル192a~192cへの電力供給は必要とされない。このため、バッテリ117に電力が蓄えられていなくとも、第2回転抑制制御は実行可能である。なお、第2回転抑制制御は、ロータ188の回転に起因してコイル192a~192cに起電力を生じさせることにより、ブレーキ力を発生させるので、ロータ188及び回転羽根部180は、ある程度の回転速度で回転し得る。しかし、第2回転抑制制御により、ロータ188及び回転羽根部180の回転速度が十分に低減されれば、第1回転抑制制御は実行されなくてもよい。すなわち、バッテリ117に十分な量の電力が蓄えられていても、第2回転抑制制御が実行されていてもよい。この場合、バッテリ117の蓄電量を検出する蓄電量検出部177は、省略されてもよい。
上述の実施形態では、第2回転抑制制御が行われているとき、バッテリ117の蓄電量は少なくなっているので、ファン制御部170は、第2回転抑制制御を実行している間に、充電回路178を通じてバッテリ117に電力を供給してバッテリ117を充電する。代替的に、ファン制御部170は、第2回転抑制制御の後にバッテリ117への充電を行ってもよい。
上述の実施形態では、接続検出部286が第2電流経路284を流れる電流を検出したか否かに基づいて、回収装置200への掃除機100の接続の有無が判定されている。代替的に、掃除機100が回収装置200に接続されたときに掃除機100によって押圧されるメカニカルスイッチが回収装置200に設けられていてもよい。接続検出部286は、このメカニカルスイッチの状態を検出することにより、掃除機100が回収装置200に接続されたこと判定するように構成されていてもよい。
上述の実施形態では、第1回転抑制制御が行われているとき、ファン制御部170は、コイル192a~192c全てに静磁界を生じさせている。代替的に、ファン制御部170は、これらのコイル192a~192cのうちいずれか1つに静磁界を生じさせてもよい。
上述の実施形態では、第1回転抑制制御は、バッテリ117の蓄電量が所定の閾値を上回っていることを条件として実行される。代替的に、コイル192a~192cに静磁界を生じさせるのに必要な電力を供給することができる他の電力源が設けられていれば、第1回転抑制制御のみが実行されてもよい。あるいは、掃除機100が回収装置200に接続された状態で、電力が接続回路203及びファン制御部170を通じて回収装置200からモータ182のコイル192a~192cへ電力供給がなされる場合にも、第1回転抑制制御のみが実行されてもよい。
(第2実施形態)
第2実施形態の掃除機100では、図11に示すように、ファン制御部170は、回収装置200に塵埃回収の指示を送信するための回収指示部179を更に有している点において、第1実施形態の掃除機100とは異なっている。この態様では、第1回転抑制制御による回転抑制制御が行われ、第2回転抑制制御による回転抑制制御は行われない。
第2実施形態の掃除機100では、図11に示すように、ファン制御部170は、回収装置200に塵埃回収の指示を送信するための回収指示部179を更に有している点において、第1実施形態の掃除機100とは異なっている。この態様では、第1回転抑制制御による回転抑制制御が行われ、第2回転抑制制御による回転抑制制御は行われない。
掃除機100の回収指示部179は、バッテリ117の蓄電量が所定の電力閾値を上回ることを条件に、回収装置200の回収制御部260に塵埃回収の指示を示す信号を送信するように構成されている。掃除機100が回収装置200に接続されたときに、回収装置200の回収制御部260は、回収指示部179から塵埃回収の指示を示す信号を受け付けたことを条件に吸塵源250を作動させる。このとき、バッテリ117は、所定の電力閾値を上回る蓄電量を有しているので、ファン制御部170は、第1回転抑制制御を実行する。すなわち、ファン制御部170は、回転羽根部180の回転を抑制するように、コイル192a~192cの周囲に静磁界を形成する。
一方で、バッテリ117の蓄電量が所定の電力閾値を上回っていなければ、掃除機100が回収装置200に接続されたとしても、回収指示部179は、回収装置200に塵埃回収の指示を示す信号を送信しない。この場合、回収装置200による塵埃回収が実行されないので、掃除機100における回転抑制制御は不要となる。回収指示部179は、バッテリ117が所定の電力閾値を上回る蓄電量まで充電された後に、回収装置200に塵埃回収の指示を示す信号を送信する。
上述の実施形態では、掃除機100は、スティック型である。代替的に、掃除機は、キャニスター型であってもよいし、ハンディ型であってもよい。
今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上述した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
(効果等)
上述の実施形態に係る掃除機100は、以下の特徴を有しているとともに、以下の効果を奏する。
上述の実施形態に係る掃除機100は、以下の特徴を有しているとともに、以下の効果を奏する。
上述の実施形態に係る一の局面に係る掃除機は、掃除機は、駆動力を発生するように構成されたモータと、モータによって回転駆動されて塵埃を吸い込む吸込気流を発生させるように構成された回転羽根部と、吸込気流に含まれる塵埃を捕捉するフィルタ部が収容されているとともにフィルタ部が捕捉した塵埃を貯留する貯塵室と、モータを制御するモータ制御部と、を備えている。貯塵室は、貯塵室内の塵埃を吸引するように構成された回収装置の吸引力を受けて、回収装置に貯塵室内の塵埃を排出可能に構成されている。モータ制御部は、回収装置の吸引力によって生じる回収気流によって回転羽根部が回転することを抑制する回転抑制制御を実行するように構成されている。
上述の構成では、モータが回転羽根部を回転駆動すると、塵埃を掃除機内に吸引する吸込気流が発生する。このとき、吸込気流に含まれる塵埃は、フィルタ部により捕捉されて貯塵室に貯留される。貯塵室内に貯留された塵埃を回収装置に回収する際に、貯塵室内の塵埃は、回収装置からの吸引力を受けて貯塵室から排出される。このとき、回収装置の吸引力により生じた回収気流が、掃除機の回転羽根部を回転させるように作用することがある。回収気流が生じている間、モータ制御部は、回転抑制制御を実行し、回転羽根部の回転、ひいては、回転羽根部の回転音を抑制する。この結果、掃除機から回収装置への塵埃の回収時における騒音の発生が抑制される。
上述の構成において、モータは、回転羽根部に接続されたロータと、複数のコイルと、複数のコイルに電流を可能に構成されたモータ回路と、を含んでいてもよい。モータ回路は、オン状態とオフ状態とになる複数のスイッチング素子を有している。回転抑制制御は、複数のコイルが互いに電気的に接続された閉回路を形成するように複数のスイッチング素子を前記モータ制御部により制御することを含んでいてもよい。回転羽根部とともにロータが回転したときに複数のコイルに生じた起電力に起因して閉回路に電流が流れることにより、回転羽根部及びロータの回転エネルギが閉回路からの発熱に消費されてもよい。
上述の構成では、モータ制御部は、回転抑制制御を実行するときに、モータ回路の複数のスイッチング素子を制御し、複数のコイルが互いに電気的に接続された閉回路を形成する。この状態で、回転羽根部とともにロータが回転すると、複数のコイルに起電力が生じて閉回路に電流が流れ、閉回路は発熱する。この状態では、回転羽根部及びロータの回転エネルギは、閉回路の発熱に利用されるので、これらの回転が抑制される。
上述の構成において、モータは、回転羽根部に接続されたロータと、複数のコイルと、複数のコイルに電流を供給可能に構成されたモータ回路と、を含んでいてもよい。モータ回路は、オン状態とオフ状態とになる複数のスイッチング素子を有していてもよい。回転抑制制御は、複数のコイルのうち少なくとも1つのコイルに電流を流して静磁界が生ずるように複数のスイッチング素子をモータ制御部により制御することを含んでいてもよい。ロータは、所定の回転位置にあるとき、静磁界が生じている少なくとも1つのコイルに磁気的に引き付けられてもよい。
上述の構成では、モータ制御部は、回転抑制制御を実行するときに、モータ回路の複数のスイッチング素子を制御し、複数のコイルのうち少なくとも1つのコイルに電流を流して静磁界を生じさせる。この状態では、ロータは、所定の回転位置にあるときにおいて、静磁界が生じている少なくとも1つのコイルに磁気的に引き付けられるので、ロータの回転が抑制される。
上述の構成において、掃除機は、モータ回路に接続されたバッテリと、バッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出部と、蓄電量検出部が検出した蓄電量が所定の閾値を上回っていることを条件として、回収装置に塵埃回収の指示を出す回収指示部と、を更に備えていてもよい。回収装置は、回収指示部からの指示に応じて貯塵室内の塵埃の吸引を開始してもよい。
上述の構成では、モータ回路にバッテリが接続されているので、バッテリの電力を利用してモータを駆動したり、モータに対して回転抑制制御を実行したりすることが許容される。この場合、回転抑制制御を行うのに十分な電力がバッテリに蓄えられていないことも生じ得る。すなわち、モータの回転を抑制する静磁界を作り出すのに必要な電力がバッテリに蓄えられていないことが想定される。このような状態で回収装置が貯塵室内の塵埃の吸引を開始することを避けるために、回収指示部は、蓄電量検出部が検出した蓄電量が所定の閾値を上回っていることを条件として、回収装置に塵埃回収の指示を出す。回収装置が回収指示部からの指示に応じて貯塵室内の塵埃の吸引を開始したときには、バッテリの蓄電量は所定の閾値を上回っているので、モータ制御部は、回転抑制制御を実行することができる。
上述の構成において、モータ制御部は、蓄電量検出部が検出した蓄電量が所定の閾値を上回っていることを条件として、複数のコイルのうち少なくとも1つのコイルにバッテリから電流を流し、静磁界を発生させるように構成されていてもよい。
上述の構成では、蓄電量に対する閾値が、ロータの回転を抑制するのに十分な強さの静磁界を発生させる電流が少なくとも1つのコイルに流れることを保証するように設定されれば、回収装置の作動開始時に、回転抑制制御により回転羽根部の回転が抑制され得る。すなわち、モータ制御部は、複数のコイルのうち少なくとも1つのコイルにバッテリから電流を流し、静磁界を発生させて、モータのロータの回転を抑制することができる。
上述の構成において、モータ制御部は、蓄電量検出部が検出した蓄電量が所定の閾値を上回っていなければ、複数のコイルが互いに電気的に接続された閉回路を形成するように複数のスイッチング素子を制御してもよい。回転羽根部とともにロータが回転したときに複数のコイルに生じた起電力に起因して閉回路に電流が流れることにより、回転羽根部及びロータの回転エネルギが閉回路からの発熱に消費されてもよい。
上述の構成において、蓄電量検出部が検出した蓄電量が所定の閾値を上回っていなければ、モータ制御部は、複数のコイルが互いに電気的に接続された閉回路を形成するように複数のスイッチング素子を制御する。この場合、回転羽根部とともにロータが回転したときに複数のコイルに生じた起電力に起因して閉回路に電流が流れることにより、回転羽根部及びロータの回転エネルギが閉回路からの発熱に消費される。この状態では、回転羽根部及びロータの回転エネルギは、閉回路の発熱に利用されるので、これらの回転が抑制される。閉回路の発熱を利用した回転抑制制御では、バッテリの電力は消費されない。このため、蓄電量検出部が検出した蓄電量が所定の閾値を上回っていなくとも、回転羽根部の回転が抑制され得る。
上述の構成において、掃除機は、モータ回路に接続されたバッテリと、掃除機が回収装置に接続された状態で回収装置から電力を受けるとともに当該電力を前記バッテリに充電するように構成された充電回路と、を更に備えていてもよい。
上述の構成では、掃除機が回収装置に接続された状態では、充電回路は、回収装置から電力を受けることができる。充電回路は、この電力をバッテリに充電することができるので、回収装置が貯塵室から塵埃を吸引した後に、使用者は、貯塵室が空になった状態の掃除機を使用することができる。
上述の構成において、モータ制御部は、モータの作動を指示するように操作部が操作されると、モータ回路を通じて複数のコイルに電流を供給しつつ、ロータを回転させる回転磁界が複数のコイルから生ずるように複数のスイッチング素子を制御してもよい。
上述の構成では、モータの作動を指示するように操作部が操作されると、モータ制御部は、モータ回路を通じて複数のコイルに電流を供給する。この間、モータ制御部は、複数のスイッチング素子を制御してロータを回転させる回転磁界を複数のコイルから生じさせるので、ロータに接続された回転羽根部が回転する。回転羽根部の回転により、吸込気流が発生し、塵埃が掃除機に吸い込まれる。
上述の実施形態の掃除機は、清掃作業に用いられる装置に好適に利用される。
Claims (8)
- 塵埃を吸引するように構成された掃除機であって、
駆動力を発生するように構成されたモータと、
前記モータによって回転駆動されて塵埃を吸い込む吸込気流を発生させるように構成された回転羽根部と、
前記吸込気流に含まれる塵埃を捕捉するフィルタ部が収容されているとともに前記フィルタ部が捕捉した塵埃を貯留する貯塵室と、
前記モータを制御するモータ制御部と、を備え、
前記貯塵室は、前記貯塵室内の塵埃を吸引するように構成された回収装置の吸引力を受けて、前記回収装置に前記貯塵室内の塵埃を排出可能に構成されており、
前記モータ制御部は、前記回収装置の吸引力によって生じる回収気流によって前記回転羽根部が回転することを抑制する回転抑制制御を実行するように構成されている、掃除機。 - 前記モータは、前記回転羽根部に接続されたロータと、複数のコイルと、前記複数のコイルに電流を供給可能に構成されたモータ回路と、を含んでおり、
前記モータ回路は、オン状態とオフ状態とになる複数のスイッチング素子を有しており、
前記回転抑制制御は、前記複数のコイルが互いに電気的に接続された閉回路を形成するように前記複数のスイッチング素子を前記モータ制御部により制御することを含み、
前記回転羽根部とともに前記ロータが回転したときに前記複数のコイルに生じた起電力に起因して前記閉回路に電流が流れることにより、前記回転羽根部及び前記ロータの回転エネルギが前記閉回路からの発熱に消費される、請求項1に記載の掃除機。 - 前記モータは、前記回転羽根部に接続されたロータと、複数のコイルと、前記複数のコイルに電流を供給可能に構成されたモータ回路と、を含んでおり、
前記モータ回路は、オン状態とオフ状態とになる複数のスイッチング素子を有しており、
前記回転抑制制御は、前記複数のコイルのうち少なくとも1つのコイルに電流を流して静磁界が生ずるように前記複数のスイッチング素子を前記モータ制御部により制御することを含み、
前記ロータは、所定の回転位置にあるとき、前記静磁界が生じている前記少なくとも1つのコイルに磁気的に引き付けられる、請求項1に記載の掃除機。 - 前記モータ回路に接続されたバッテリと、
前記バッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出部と、をさらに備え、
前記蓄電量検出部が検出した前記蓄電量が所定の閾値を上回っていることを条件として、前記回収装置に塵埃回収の指示を出す回収指示部と、を更に備え、
前記回収装置は、前記回収指示部からの指示に応じて前記貯塵室内の塵埃の吸引を開始する、請求項3に記載の掃除機。 - 前記モータ制御部は、前記蓄電量検出部が検出した前記蓄電量が前記所定の閾値を上回っていることを条件として、前記複数のコイルのうち少なくとも1つのコイルに前記バッテリから電流を流し、前記静磁界を発生させるように構成されている、請求項4に記載の掃除機。
- 前記モータ制御部は、前記蓄電量検出部が検出した前記蓄電量が前記所定の閾値を上回っていなければ、前記複数のコイルが互いに電気的に接続された閉回路を形成するように前記複数のスイッチング素子を制御し、
前記回転羽根部とともに前記ロータが回転したときに前記複数のコイルに生じた起電力に起因して前記閉回路に電流が流れることにより、前記回転羽根部及び前記ロータの回転エネルギが前記閉回路からの発熱に消費される、請求項4又は5に記載の掃除機。 - 前記掃除機が前記回収装置に接続された状態で前記回収装置から電力を受けるとともに当該電力を前記バッテリに充電するように構成された充電回路を更に備えている、請求項4又は5に記載の掃除機。
- 前記モータの作動を指示するために操作される操作部を更に備え、
前記モータ制御部は、前記モータの作動を指示するように前記操作部が操作されると、前記モータ回路を通じて前記複数のコイルに電流を供給しつつ、前記ロータを回転させる回転磁界が前記複数のコイルから生ずるように前記複数のスイッチング素子を制御する、請求項2乃至4のいずれか1項に記載の掃除機。
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