JP2014171494A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】本体部と操作部との間の配線を少なくすることができる電気掃除機を提供する。
【解決手段】電気掃除機は、吸引風を発生させる本体部と、前記本体部の動作を操作し得るように形成された操作部と、前記本体部と前記操作部とを接続した基準電位配線と、前記本体部と前記操作部とを接続し、前記本体部から前記操作部への電力を供給し、当該電力を供給していない際に前記本体部と前記操作部との間で通信信号を伝送する通信配線と、を備えた。当該構成により、本体部と操作部との間の配線を少なくすることができる。
【選択図】図３

Description

この発明は、電気掃除機に関するものである。

電気掃除機において、本体部と操作部との間の通信は配線を介して行われる。当該配線は、ホースをつたうように配置される（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−２４０１００号公報 特開平９−３０８６００号公報 特開平４−７３０３３号公報 特開平６−４６９７５号公報

しかしながら、配線の数が多いと、ホースが重くなる。また、ホースが硬くなる。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、本体部と操作部との間の配線を少なくすることができる電気掃除機を提供することである。

この発明に係る電気掃除機は、吸引風を発生させる本体部と、前記本体部の動作を操作し得るように形成された操作部と、前記本体部と前記操作部とを接続した基準電位配線と、前記本体部と前記操作部とを接続し、前記本体部から前記操作部への電力を供給し、当該電力を供給していない際に前記本体部と前記操作部との間で通信信号を伝送する通信配線と、を備えたものである。

この発明によれば、本体部と操作部との間の配線を少なくすることができる。

この発明の実施の形態１における電気掃除機の構成図である。 この発明の実施の形態１における電気掃除機の操作部の正面図である。 この発明の実施の形態１における電気掃除機のシステム構成図である。 この発明の実施の形態１における電気掃除機の通信回路図である。 この発明の実施の形態１における電気掃除機のポーリング処理シーケンス図である。 この発明の実施の形態１における電気掃除機の通信データ配列である。 この発明の実施の形態２における電気掃除機のシステム構成図である。 この発明の実施の形態２における電気掃除機の回路ブロック図である。

この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における電気掃除機の構成図である。

図１の電気掃除機において、本体部１には、ダストボックス（図示せず）が設けられる。本体部１の後部からは、電源コード２が引き出される。電源コード２の後端には、電源プラグ３が設けられる。本体部１の前部には、ホース４の後端が接続される。ホース４は、中空状かつ蛇腹状に形成される。ホース４の前端には、延長管５の後端が直列に接続される。延長管５は、円筒状に形成される。延長管５の後端近傍には、操作部６が設けられる。延長管５の前端には、床ブラシ７が直列に接続される。

電気掃除機を使用する場合は、使用者が電源プラグ３をコンセント（図示せず）に接続する。その後、使用者が操作部６を操作すると、本体部１は、吸引風を発生させる。当該吸引風により、床面のごみが床ブラシ７から吸い込まれる。この際、床ブラシ７は、ごみを掻きとる。当該ごみは、延長管５、ホース４を通過する。その後、当該ごみは、本体部１内に吸引される。その後、当該ごみは、ダストボックスに捕集される。

次に、図２を用いて、操作部６を説明する。
図２はこの発明の実施の形態１における電気掃除機の操作部の正面図である。

図２に示すように、操作部６の下部の一側には、入／切スイッチ８が設けられる。入／切スイッチ８は、押下された際にブロワモータ１２を動かしたり停止したりするように設けられる。操作部６の中央の一側には、パワースイッチ９が設けられる。パワースイッチ９は、押下された際にブロワモータ１２の回転数を変化させるように設けられる。操作部６の中央の他側には、吸引力表示ＬＥＤ１０が設けられる。吸引力表示ＬＥＤ１０は、ブロワモータ１２の動作状態を表示するように設けられる。操作部６の上部には、ダストセンサ表示ＬＥＤ１１が設けられる。ダストセンサ表示ＬＥＤ１１は、ダストボックスがごみで一杯になったときに使用者にダストボックスを空にするように促すために点灯するように設けられる。

次に、図３を用いて、電気掃除機のシステム構成を説明する。
図３はこの発明の実施の形態１における電気掃除機のシステム構成図である。

本体部１は、ブロワモータ１２、マイクロコントローラ１３、通信回路１４、電源回路１５を備える。

ブロワモータ１２は、電源コード２に接続される。ブロワモータ１２は、動作した際にごみを吸引する吸引風を発生させるように形成される。マイクロコントローラ１３は、ブロワモータ１２の動作を制御するように形成される。通信回路１４は、操作部６との通信を行うように形成される。電源回路１５は、電源コード２に接続される。電源回路１５は、電源プラグ３がコンセントに接続された際に商用電源を直流低圧電源に変換するように形成される。電源回路１５は、電源配線１６を介してマイクロコントローラ１３、通信回路１４に＋５Ｖで電力を供給するように形成される。

操作部６は、スイッチ回路１７、表示回路１８、マイクロコントローラ１９、通信回路２０を備える。

スイッチ回路１７は、入／切スイッチ８、パワースイッチ９等に対応した回路である。表示回路１８は、吸引力表示ＬＥＤ１０、ダストセンサ表示ＬＥＤ１１等に対応した回路である。マイクロコントローラ１９は、スイッチ回路１７、表示ＬＥＤ回路を制御するように形成される。通信回路２０は、本体部１との通信を行うように形成される。

本体部１と操作部６とは、基準電位配線２１と通信配線２２とで接続される。基準電位配線２１と通信配線２２とは、ホース４の外周をつたうように配置される。基準電位配線２１は、マイクロコントローラ１３、通信回路１４、電源回路１５、マイクロコントローラ１９、通信回路２０に接続される。通信配線２２は、通信回路１４と通信回路２０とを接続する。通信配線２２は、本体部１から操作部６への電力伝送、本体部１からの通信信号の伝送、操作部６からの通信信号の伝送を行うように形成される。

次に、図４を用いて、電力供給及び信号伝送を説明する。
図４はこの発明の実施の形態１における電気掃除機の通信回路図である。

図４の左側が通信回路１４である。通信回路１４は、ＴｘＤ２３、ＲｘＤ２４、定電流回路２５を備える。ＴｘＤ２３は、シリアルデータ送信ポートである。ＲｘＤ２４は、シリアルデータ受信ポートである。定電流回路２５は、トランジスタＱ４、トランジスタＱ５を備える。

図４の右側は通信回路２０である。通信回路２０は、ＴｘＤ２６、ＲｘＤ２７を備える。ＴｘＤ２６は、シリアルデータ送信ポートである。ＲｘＤ２７は、シリアルデータ受信ポートである。

本体部１から操作部６へ電力を供給する場合、通信回路１４には、＋５Ｖが入力される。この際、定電流回路２５において、電流は抵抗Ｒ６により制限される。その結果、電圧が発生する。当該電圧により、トランジスタＱ５のベース−エミッタ間電圧がトランジスタＱ５の動作電圧に達すると、トランジスタＱ５がオン状態となる。その結果、トランジスタＱ４のベース−エミッタ間電圧が非動作電圧まで低下する。

その結果、無通信時間中においては、定電流回路２５から一定の電流が出力される。当該電流は、電流逆流防止ダイオードＤ１を通過して操作部６に流れる。その結果、電荷がコンデンサＣ１に蓄積される。

本体部１から操作部６へ通信を行う場合、ＴｘＤ２３からの通信信号“Ｌ”がトランジスタＱ１に入力される。当該入力により、定電流回路２５から通信配線２２への電流供給が停止する。当該停止により、通信配線２２上の信号は”Ｌ”となる。当該信号は、操作部６のＲｘＤ２７に伝達される。

操作部６から本体部１への通信を行う場合、ＴｘＤ２６からの信号がトランジスタＱ３に入力される。当該入力により、トランジスタＱ３がオン状態となる。その結果、トランジスタＱ２がオン状態となる。その結果、通信配線２２上の信号が”Ｌ”（ＧＮＤ）に等しい電圧となる。当該信号の変化は、本体部１のＲｘＤ２４に伝達される。

本体部１と操作部６との間の通信中において、本体部１から操作部６への電力供給は停止する。この際、コンデンサＣ１を電源として、スイッチ回路１７、表示回路１８、マイクロコンピュータが動作する。

次に、図５を用いて、本体部１と操作部６との間のポーリング処理を説明する。
図５はこの発明の実施の形態１における電気掃除機のポーリング処理シーケンス図である。

本体部１は、周期的にデータを送信する。例えば、本体部１は、２０ｍｓｅｃ毎にデータを送信する。本体部１がデータを送信している際、本体部１のＲｘＤ２４はデータの読み取りを行わない。操作部６は、本体部１からのデータを受信してから、一定時間後にデータを送信する。例えば、操作部６は、本体部１からのデータを受信してから１ｍｓｅｃ経過後にデータを送信する。操作部６がデータを送信している際、操作部６のＲｘＤ２７はデータの読み取りを行わない。

次に、図６を用いて、データの詳細を説明する。
図６はこの発明の実施の形態１における電気掃除機の通信データ配列である。

通信信号は、指定したビット長の配列とする。例えば、通信信号は、８ビットのデータとする。前の２ビットは、アドレスデータ２８とする。残りの６ビットは、制御データ２９とする。本体部１のアドレスデータ２８は“００”に設定される。操作部６のアドレスデータ２８は“１１”に設定される。

以上で説明した実施の形態１によれば、基準電位線２１及び通信配線２２の２本のみで、電力供給と双方向通信が実現される。このため、本体部１と操作部６との間の配線を少なくすることができる。その結果、ホース４の配線における重量が減少する。当該減少により、ホース４の操作性が向上する。また、操作部６を動作させるためのバッテリを不要とすることができる。さらに、送受信部の汚れ、障害物の介在、外部機器からの通信信号によらない安定した双方向通信を実現することができる。

また、本体部１と操作部６とは、通信配線２２を介して一定時間ごとに通信する。このため、データの衝突が抑制される。当該抑制により、通信配線２２上の信号が双方のデータの論理積となることはない。このため、送信した信号とは異なった信号となることを防止できる。また、通信信号が読み取れない波形となることを防止できる。

また、本体部１と操作部６との間においては、ポーリング処理が行われる。このため、データの衝突をより確実に抑制することができる。

また、送信データには、アドレスデータ２８が含まれる。このため、本体部１、操作部６が自らの送信データを誤読することを防止できる。その結果、誤読による誤動作を回避することができる。また、様々な操作部６のモジュールが用意された場合、接続された操作部６を本体部１により判別することができる。

また、本体部１及び前記操作部６は、データの送信中にデータの読み取りを行わない。このため、データが衝突したとしても、データの誤読による誤動作を防止することができる。

また、トランジスタＱ２がオン状態となったとき、定電流回路２５によって本体部１から出力可能な電流が制限される。その結果、トランジスタＱ２にも一定の電流しか流れない。このため、トランジスタＱ２として、電流定格値が小さいトランジスタを用いることができる。また、トランジスタＱ２がオン状態となっても、本体部１の電源＋５Ｖが短絡状態となることを防止できる。

実施の形態２．
図７はこの発明の実施の形態２における電気掃除機のシステム構成図である。
なお、実施の形態１と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態２の床ブラシ７は、実施の形態１の床ブラシ７にブラシモータ３０を付加したものである。ブラシモータ３０は、床ブラシ７に内蔵される。ブラシモータ３０は、床ブラシ７のブラシを回転させる。その結果、床ブラシ７は、床面のごみを自動的に掻きとる。

実施の形態２の電源コード２は、１００Ｖ＋線３１と１００Ｖ−線３２（マイナス）とに分けて示される。

本体部１において、マイクロコントローラ１３と電源回路１５と通信回路１４との基準電位点は、１００Ｖ−線３２に接続される。電源回路１５は、１００Ｖ＋線３１にも接続される。電源回路１５は、１００Ｖ−線３２を基準電位として＋５Ｖ電源を生成する。

操作部６において、マイクロコントローラ１９と通信回路２０との基準電位点は、１００Ｖ−線３２に接続される。スイッチ回路１７と表示回路１８とマイクロコントローラ１９への電力は、電圧安定化回路３３を介して安定した電圧を用いて供給される。

床ブラシ７において、ブラシモータ３０の基準電位点は、１００Ｖ−線３２に接続される。ブラシモータ３０は、１００Ｖ＋線３１にも接続される。この際、１００Ｖ−線３２は、操作部６から延長管５を通してブラシモータ３０に接続される。１００Ｖ＋線３１は、ホース４の外周、操作部６、延長管５内部を通してブラシモータ３０に接続される。

次に、図８を用いて、回路ブロック図を説明する。
図８はこの発明の実施の形態２における電気掃除機の回路ブロック図である。

通信回路１４の通信規格は、非同期式シリアルインターフェースのＵＡＲＴである。通信回路１４は、定電流回路３４、バッファ３５、バッファ３６を備える。

定電流回路３４の入力には、電源回路１５の出力が接続される。定電流回路３４の出力には、通信配線２２が接続される。バッファ３５の入力には、マイクロコントローラ１３の送信端子ＴｘＤが接続される。バッファ３５の出力は、定電流回路３４に接続される。バッファ３６の入力には、通信配線２２が接続される。バッファ３６の出力には、マイクロコントローラ１３の受信端子ＴｘＤが接続される。

通信回路２０は、バッファ３７、バッファ３８を備える。

バッファ３７の入力には、マイクロコントローラ１９の送信端子ＴｘＤが接続される。バッファ３７の出力には、通信配線２２が接続される。バッファ３８の入力には、通信配線２２が接続される。バッファ３８の出力には、マイクロコントローラ１９の受信端子ＴｘＤが接続される。

本実施の形態においては、バッファ３５〜３８は、接続した回路がインピーダンスの影響を受けないように機能する。定電流回路３４は、マイクロコントローラ１３の送信端子ＴｘＤの信号に応じて電流を供給したり電流の供給を停止したりする。

以上で説明した実施の形態２によれば、ブラシモータ３０が設けられる場合でも、通信配線２２、１００Ｖ−線３２、１００Ｖ＋線３１の３本のみで、電力供給と双方向通信が実現される。このため、本体部１と操作部６との間の配線を少なくすることができる。その結果、ホース４の配線における重量が減少する。当該減少により、ホース４の操作性が向上する。また、操作部６を動作させるためのバッテリを不要とすることができる。さらに、送受信部の汚れ、障害物の介在、外部機器からの通信信号によらない安定した双方向通信を実現することができる。

また、操作部６には、電圧安定化回路３３が設けられる。このため、スイッチ回路１７、表示回路１８、マイクロコントローラ１９を確実に動作させることができる。

また、通信は、非同期式シリアルインターフェースの方式で行われる。すなわち、本体部１と操作部６とを同期させる必要がない。

また、本体部１には、定電流回路３４が設けられる。このため、操作部６のインピーダンスが可変した場合でも、本体部１は影響を受けない。すなわち、マイクロコントローラ１９のインピーダンスが低い場合でも、本体部１から流れ込んだ電流が電源回路１５の最大出力電流を超えることもない。このため、電源回路１５の停止、マイクロコントローラの停止を回避できる。

１ 本体部、 ２ 電源コード、 ３ 電源プラグ、 ４ ホース、 ５ 延長管、 ６ 操作部、 ７ 床ブラシ、 ８ 入／切スイッチ、 ９ パワースイッチ、 １０ 吸引力表示ＬＥＤ、 １１ ダストセンサ表示ＬＥＤ、 １２ ブロワモータ、 １３ マイクロコントローラ、 １４ 通信回路、 １５ 電源回路、 １６ 電源配線、 １７ スイッチ回路、 １８ 表示回路、 １９ マイクロコントローラ、 ２０ 通信回路、 ２１ 基準電位配線、 ２２ 通信配線、 ２３ ＴｘＤ、 ２４ ＲｘＤ、 ２５ 定電流回路、 ２６ ＴｘＤ、 ２７ ＲｘＤ、 ２８ アドレスデータ、 ２９ 制御データ、 ３０ ブラシモータ、 ３１ １００Ｖ＋線、 ３２ １００Ｖ−線、 ３３ 電圧安定化回路、 ３４ 定電流回路、 ３５〜３８ バッファ

Claims (10)

1. 吸引風を発生させる本体部と、
   前記本体部の動作を操作し得るように形成された操作部と、
   前記本体部と前記操作部とを接続した基準電位配線と、
   前記本体部と前記操作部とを接続し、前記本体部から前記操作部への電力を供給し、当該電力を供給していない際に前記本体部と前記操作部との間で通信信号を伝送する通信配線と、
   を備えた電気掃除機。
2. 回転し得るように形成されたブラシと、
   前記ブラシを回転させるブラシモータと、
   前記本体部から前記ブラシモータへの電力を供給するモータ電源供給線と、
   を備え、
   前記基準電位配線は、前記ブラシモータに接続された請求項１に記載の電気掃除機。
3. 前記操作部の回路の電圧を安定させる電圧安定化回路、
   を備えた請求項１又は請求項２に記載の電気掃除機。
4. 前記本体部と前記操作部とは、前記通信配線を介して一定時間ごとに通信する請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電気掃除機。
5. 前記操作部は、前記本体部が送信したデータを受信し、当該受信から一定時間経過後に前記本体部にデータを送信する請求項４に記載の電気掃除機。
6. 前記本体部は、前記操作部が送信したデータを受信し、当該受信から一定時間経過後に前記操作部にデータ送信する請求項４又は請求項５に記載の電気掃除機。
7. 前記本体部と前記操作部とは、自らを識別するデータを含むデータを送信する請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の電気掃除機。
8. 前記本体部と前記操作部とは、データの送信中にデータの読み取りを行わない請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の電気掃除機。
9. 前記本体部と前記操作部とは、非同期式シリアルインターフェースの方式で通信する請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の電気掃除機。
10. 前記本体部は、前記操作部へ電力を供給する際の電流を一定にする定電流回路を有した請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の電気掃除機。

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