JP2020005349A - 充電式クリーナ - Google Patents

Abstract

【課題】非接触で充電することができる充電式クリーナを提供する。【解決手段】空気とともに塵埃を吸込可能な吸込力を生じさせるモータ２３とモータ２３を収容するケース２１とを含む本体ユニット２０と、モータ２３に電力を供給する充電式のバッテリ２６と、モータ２３が生じさせた吸込力によって空気とともに塵埃を吸込可能な吸込口４２２を有するノズルユニット４０と、ケース２１に配置され、作業者が把持可能なハンドル２７と、ハンドル２７と向かい合うケース２１の平面部に配置された受電コイル２８１とを備え、受電コイル２８１は、受電コイル２８１と向かい合って配置された非接触充電器１００の送電コイル１０３を流れる電流によって生じる誘起電力によってバッテリ２６を充電する。【選択図】図５

Description

本発明は、充電式クリーナに関する。

充電式のバッテリから供給される電力で動作する充電式クリーナに関する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１は、充電式クリーナの裏面に配置された端子と充電器に配置された端子とが接触して電気的に接続することによって充電する。

特開２０１６−１７１７３０号公報

端子と端子とを接触させて電気的に接続する場合、繰り返し充電すると、端子が摩耗するおそれがある。また、充電式クリーナの端子が少なくとも充電時に露出可能に配置されるので、端子に汚れが付着するおそれがある。このように端子が摩耗したり汚れが付着したりすると接触不良になり、充電機能を損なうおそれがある。また、充電機能を維持するためには、端子の摩耗及び端子への汚れの付着を点検したり、掃除したりする必要がある。

本発明の態様は、非接触で充電することができる充電式クリーナを提供することを目的とする。

本発明の態様に従えば、空気とともに塵埃を吸込可能な吸込力を生じさせるモータと前記モータを収容するハウジングとを含む本体部と、前記モータに電力を供給する充電式のバッテリと、前記モータが生じさせた吸込力によって空気とともに塵埃を吸込可能な吸込口を有する吸込部と、前記本体部に配置され、作業者が把持可能なハンドル部と、前記ハンドル部と向かい合う前記ハウジングの平面部に配置された受電コイルと、を備え、前記受電コイルは、前記受電コイルと向かい合って配置された充電器の送電コイルを流れる電流によって生じる誘起電力によって前記バッテリを充電する、を備える充電式クリーナが提供される。

本発明の態様に従えば、空気とともに塵埃を吸込可能な吸込力を生じさせるモータと前記モータを収容するハウジングとを含む本体部と、前記モータに電力を供給する充電式のバッテリと、前記モータが生じさせた吸込力によって空気とともに塵埃を吸込可能な吸込口を有する吸込部と、前記吸込部に配置された受電コイルと、を備え、前記受電コイルは、前記受電コイルと向かい合って配置された充電器の送電コイルを流れる電流によって生じる誘起電力によって前記バッテリを充電する、を備える充電式クリーナが提供される。

本発明の態様に従えば、空気とともに塵埃を吸込可能な吸込力を生じさせるモータと前記モータを収容するハウジングとを含む本体部と、前記モータに電力を供給する充電式のバッテリと、前記モータが生じさせた吸込力によって空気とともに塵埃を吸込可能な吸込口を有する吸込部と、前記本体部と前記吸込部とを連結するパイプ部と、前記本体部と前記吸込部と前記パイプ部との少なくともいずれかを保持する保持部と向かい合う位置に配置された受電コイルと、を備え、前記受電コイルは、前記受電コイルと向かい合って配置された前記保持部の送電コイルを流れる電流によって生じる誘起電力によって前記バッテリを充電する、を備える充電式クリーナが提供される。

本発明の態様によれば、非接触で充電することができる充電式クリーナが提供される。

図１は、第一実施形態に係る充電式クリーナの一例を示す斜視図である。 図２は、第一実施形態に係る充電式クリーナの一例を示す側面図である。 図３は、第一実施形態に係る充電式クリーナの本体部の一例を示す断面図である。 図４は、第一実施形態に係る充電式クリーナの受電部と非接触充電器との構成の一例を示すブロック図である。 図５は、第一実施形態に係る充電式クリーナの本体部の制御回路の構成の一例を示すブロック図である。 図６は、第一実施形態に係る充電式クリーナのノズルユニットの一例を示す底面図である。 図７は、第一実施形態に係る充電式クリーナの充電方法を説明するための図である。 図８は、第二実施形態に係る充電式クリーナの本体部の一例を示す断面図である。 図９は、第三実施形態に係る充電式クリーナのノズルユニットの一例を示す底面図である。 図１０は、第三実施形態に係る充電式クリーナの充電方法を説明するための図である。 図１１は、第四実施形態に係る充電式クリーナの一例を示す側面図である。 図１２は、第四実施形態に係る充電式クリーナの充電方法を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、または実質的に同一のものを含む。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。

以下の説明においては、Ｘ軸方向を、「前後方向」とする。Ｙ軸方向を、「左右方向」とする。Ｙ軸方向とは、Ｘ軸方向に対して水平に直交する方向である。前後方向「前」側へ向かって、左手側が「左」、右手側が「右」である。Ｚ軸方向を、「上下方向」とする。Ｚ軸方向とは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して直交する方向である。

［第一実施形態］
図１ないし図５を参照して、充電式クリーナ１０の概要について説明する。図１は、第一実施形態に係る充電式クリーナの一例を示す斜視図である。図２は、第一実施形態に係る充電式クリーナの一例を示す側面図である。図３は、第一実施形態に係る充電式クリーナの本体部の一例を示す断面図である。図４は、第一実施形態に係る充電式クリーナの受電部と非接触充電器との構成の一例を示すブロック図である。図５は、第一実施形態に係る充電式クリーナの一例を示すブロック図である。充電式クリーナ１０は、充電式のバッテリパック（以下、「バッテリ」という。）２６から電力を供給されて動作する。

充電式クリーナ１０は、本体ユニット（本体部）２０と、パイプユニット（パイプ部）３０と、ノズルユニット（吸込部）４０と、制御回路基板６０と、非接触充電器１００とを備える。充電式クリーナ１０は、非接触充電器１００を使用して、非接触で充電される。非接触充電の方式は、例えば、電磁誘導方式など公知の方式を用いればよく、限定されない。

本体ユニット２０は、空気とともに塵埃を吸込可能な吸込力を生じさせる。本体ユニット２０は、ケース（ハウジング）２１と、吸込口２２と、モータ２３と、吸込用ファン２４と、集塵フィルタ（集塵部）２５と、バッテリ２６と、ハンドル（ハンドル部）２７と、受電部２８と、係合凹部２９とを有する。

ケース２１は、本体ユニット２０の外形を規定する。ケース２１は、モータ２３と、吸込用ファン２４と、集塵フィルタ２５と、バッテリ２６と、受電部２８とを収容する。ケース２１は、筒状に形成されている。本実施形態では、ケース２１は、底面に平面部を有する。平面部は、少なくともハンドル２７と向かい合う位置を含む。ケース２１は、開閉カバー２１１と、蓋部２１２と、排気口２１３とが配置されている。

開閉カバー２１１は、ケース２１の外周の一部を形成している。開閉カバー２１１は、ケース２１の外周の前上部に配置されている。開閉カバー２１１は、ケース２１に対して開閉する。開閉カバー２１１を開いた状態で、集塵フィルタ２５が出し入れ可能になる。

蓋部２１２は、ケース２１の外周の一部を形成している。蓋部２１２は、ケース２１の外周の後下部に配置されている。蓋部２１２は、ケース２１に対して開閉する。蓋部２１２を開いた状態で、バッテリ２６が出し入れ可能になる。

排気口２１３は、ケース２１の外部と内部とを連通する。排気口２１３は、吸込口２２から吸い込んだ空気をケース２１の外部へ排出する。排気口２１３は、モータ２３が回転することによって温められた空気をケース２１の外部へ排出する。排気口２１３は、吸込用ファン２４が回転することにより、充電式クリーナ１０の内部の空気をケース２１の外部に排出する。

排気口２１３は、ケース２１の前後方向の中間部に配置されている。より詳しくは、排気口２１３は、モータ２３の径方向の外側に配置されている。

吸込口２２は、空気とともに塵埃を集塵フィルタ２５へ吸い込む吸込み口である。吸込口２２は、ケース２１の外部と内部とを連通する。吸込口２２は、ケース２１の前端部に配置されている。吸込口２２は、パイプユニット３０が連結可能である。吸込口２２は、吸込用ファン２４が回転することにより、パイプユニット３０を介して外部の空気を筐体２の内部に吸い込む。

モータ２３は、回転することによって空気とともに塵埃を吸込可能な吸込力を生じさせるための吸込用ファン２４を回転させる。モータ２３は、バッテリ２６から供給される電力によって回転する。モータ２３は、出力軸を介して吸込用ファン２４と連結されている。モータ２３は、ケース２１の内部において、吸込口２２と吸込用ファン２４と集塵フィルタ２５より後側に配置されている。モータ２３は、回転速度を調節可能であってもよい。本実施形態では、モータ２３は、３段階で回転速度を調節可能である。モータ２３は、制御回路基板６０の制御回路７０を介して回転速度が制御される。

吸込用ファン２４は、モータ２３が回転することによって空気とともに塵埃を吸込可能な吸込力を生じさせる。吸込用ファン２４は、空気とともに塵埃を吸込可能な空気の流れを生じさせる。吸込用ファン２４は、ケース２１の内部において、モータ２３より前側で、集塵フィルタ２５より後側に配置されている。吸込用ファン２４は、モータ２３の回転軸と連結されている。吸込用ファン２４は、モータ２３が回転すると回転する。吸込用ファン２４が回転すると、空気が吸込口２２からケース２１の内部に吸引される。吸込用ファン２４は、モータ２３の回転速度に連動して風量が調節可能である。本実施形態では、吸込用ファン２４は、３段階で風量を調節可能である。吸込用ファン２４の風量は、充電式クリーナ１０の動作モードに対応する。

集塵フィルタ２５は、吸引した空気に含まれる塵埃を除去して収容する。集塵フィルタ２５は、一方が開口し、他方の端部が閉じた筒状に形成されている。集塵フィルタ２５は、ケース２１の内部に収容されている。より詳しくは、集塵フィルタ２５は、ケース２１の内部において、吸込口２２の後側に配置されている。集塵フィルタ２５は、ケース２１の内部において、吸込用ファン２４の前側に配置されている。集塵フィルタ２５は、開口が吸込口２２に向かい合っている。言い換えると、集塵フィルタ２５は、開口を介して吸込口２２と連通している。集塵フィルタ２５は、吸込口２２から吸引した空気を通過させ、空気に含まれる塵埃を内部に留めおく。集塵フィルタ２５を通過した空気は、排気口２１３から排出される。集塵フィルタ２５は、開閉カバー２１１を開いた状態で装着と取外しとが可能である。

バッテリ２６は、充電式のバッテリである。バッテリ２６は、充電式クリーナ１０のモータ２３に電力を供給する。バッテリ２６は、複数のセルが接続されて形成されている。本実施形態では、バッテリ２６は、セル２６１、セル２６２、セル２６３が直列に接続されている。バッテリ２６は、ケース２１の内部において、後下部に配置されている。バッテリ２６は、ハンドル２７と向かい合って配置されている。バッテリ２６は、蓋部２１２を開いた状態で、ケース２１の内部に着脱可能である。バッテリ２６は、セル２６１、セル２６２、セル２６３の温度を検出する温度検出素子２６４を有する。バッテリ２６は、制御回路基板６０の制御回路７０と電気的に接続されている。

温度検出素子２６４は、バッテリ２６の温度を検出する。温度検出素子２６４は、バッテリ２６の内部に配置されている。温度検出素子２６４は、検出したバッテリ２６の温度を制御回路７０に出力する。

ハンドル２７は、ユーザが把持する把持部である。ハンドル２７は、ケース２１の後上部に配置されている。ハンドル２７は、ケース２１に収容されたバッテリ２６の上部に配置されている。

図３ないし図５を用いて、受電部２８について説明する。受電部２８は、非接触で、非接触充電器１００から受電する。受電部２８は、ケース２１の内部においてバッテリ２６の下側に配置されている。受電部２８は、ケース２１の内部においてハンドル２７の下側に配置されている。受電部２８は、本体ユニット２０の後方に配置されている。受電部２８は、ケース２１の底面の平面部に向かい合って配置されている。受電部２８は、制御回路基板６０の制御回路７０を介して、バッテリ２６と電気的に接続されている。受電部２８は、受電コイル２８１と、受電回路２８２と、制御部２８３と、通信部２８４とを有している。

受電コイル２８１は、非接触充電器１００の送電コイル１０３から非接触で電力を受電する。より詳しくは、受電コイル２８１は、受電コイル２８１と向かい合って配置された送電コイル１０３を流れる電流によって生じる誘起電力によってバッテリ２６を充電する。受電コイル２８１は、ケース２１の外周と向かい合って配置されている。受電コイル２８１は、バッテリ２６に沿って配置されている。

受電回路２８２は、図示しない整流部と、ＤＣ／ＤＣコンバータとを含む。整流部は、受電した交流電力を直流に整流する。ＤＣ／ＤＣコンバータは、生成した直流の電圧を、充電に適した電圧に変換する。このようにして、受電回路２８２は、制御回路基板６０に充電に適した電力を供給する。

制御部２８３は、演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、プログラムを格納したメモリとを備える。制御部２８３は、通信部２８４を介して非接触充電器１００を制御する制御信号を出力可能である。例えば、制御部２８３は、制御回路７０から充電完了が通知されると、送電を停止させる電気信号を出力可能である。例えば、制御部２８３は、制御回路７０から充電停止が通知されると、送電を停止させる電気信号を出力可能である。例えば、制御部２８３は、充電式クリーナ１０が非接触充電器１００に装着されたとき、言い換えると、充電式クリーナ１０と非接触充電器１００とが通信可能であるときに限って、送電を開始させる電気信号を出力可能である。例えば、制御部２８３は、送電電力を調整する電気信号を出力可能である。

通信部２８４は、非接触充電器１００の通信部１０５と通信可能である。通信部２８４は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）、赤外線通信、または、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）のような近距離通信によって非接触充電器１００と無線で通信可能である。

係合凹部２９は、受電部２８と非接触充電器１００との位置決めを行う。より詳しくは、係合凹部２９は、受電部２８の受電コイル２８１と非接触充電器１００の送電コイル１０３との位置決めを行う。係合凹部２９は、ケース２１の底面に凹状に形成されている。係合凹部２９は、非接触充電器１００のホルダ（保持部）１１０の係合凸部１１１と係合する大きさ、形状である。本実施形態では、係合凹部２９は、円柱状に形成されている。本実施形態では、係合凹部２９は、受電コイル２８１の後側に配置されている。係合凹部２９が非接触充電器１００のホルダ１１０の係合凸部１１１と係合した状態であると、受電コイル２８１は、非接触充電器１００の送電コイル１０３と向かい合う。このように係合凹部２９が係合凸部１１１と係合した状態であるとき、受電コイル２８１と送電コイル１０３とが正対し、送電効率が高くなる。

パイプユニット３０は、ノズルユニット４０から吸引した空気と塵埃とを通過させる。パイプユニット３０は、吸込口２２とノズルユニット４０と着脱可能である。パイプユニット３０は、吸込口２２とノズルユニット４０とを連結する。パイプユニット３０は、パイプ部材３１を有する。パイプ部材３１は、円筒状に形成されている。パイプ部材３１は、前端部がノズルユニット４０に連結可能である。パイプ部材３１は、後端部が吸込口２２に連結可能である。

図６を用いて、ノズルユニット４０について説明する。図６は、第一実施形態に係る充電式クリーナのノズルユニットの一例を示す底面図である。ノズルユニット４０は、空気と塵埃とを吸引する。ノズルユニット４０は、パイプユニット３０のパイプ部材３１の前端部に着脱可能である。ノズルユニット４０は、連結部４１と、ヘッド部４２とを有する。

連結部４１は、パイプユニット３０のパイプ部材３１の前端部に連結可能である。連結部４１は、パイプ状に形成されている。連結部４１は、筒状のパイプ部材４１１を有する。さらに、パイプ部材４１１は、屈曲部４１２と、パイプユニット連結部４１３と、ヘッドユニット連結部４１４とを有する。屈曲部４１２とパイプユニット連結部４１３とヘッドユニット連結部４１４とは、一体に形成されている。パイプ部材４１１の中間部が屈曲部４１２である。パイプ部材４１１は、側面視においてへの字型に形成されている。パイプ部材４１１の屈曲部４１２より後側がパイプユニット連結部４１３であり、前側がヘッドユニット連結部４１４である。パイプユニット連結部４１３とヘッドユニット連結部４１４とは、異なる方向に沿って延在している。

パイプユニット連結部４１３は、パイプ部材３１の前端部に連結可能である。パイプユニット連結部４１３の先端部は、パイプ部材３１の内部に嵌合可能な大きさに形成されている。本実施形態では、パイプユニット連結部４１３は、先端部の径が、パイプ部材３１の前端部の径より縮径されて形成されている。

ヘッドユニット連結部４１４は、ヘッド部４２が回動可能に連結されている。

ヘッド部４２は、空気と塵埃とを吸引する吸込口である。ヘッド部４２は、ハウジング４２１と、吸込口４２２とを有する。ヘッド部４２は、ヘッドユニット連結部４１４に対してパイプ部材３１の周方向で相対的に回転可能に連結される。ハウジング４２１は、左右方向に延びる箱状に形成されている。ハウジング４２１は、各種部材を収容可能である。吸込口４２２は、ハウジング４２１の底面に形成された開口である。吸込口４２２は、連結部４１と連通している。

操作スイッチ５０は、ハンドル２７の上部に配置されている。操作スイッチ５０は、充電式クリーナ１０に対する各種操作を受付可能な電子スイッチである。操作スイッチ５０は、ユーザがハンドル２７を握った状態で操作可能である。操作スイッチ５０は、駆動スイッチ５１と、停止スイッチ５２とを有する。

駆動スイッチ５１は、充電式クリーナ１０の吸込力の強さを示す動作モードを切り替えるためにユーザによって押し操作されるスイッチである。本実施形態では、駆動スイッチ５１は、押下されるたびに、動作モードを強（ハイモード）と、標準（ローモード）と、ターボ（ハイパワーモード）とに交互に切り替え可能である。ハイモードは、モータ２３を高速で回転させる。ローモードは、モータ１６をハイモードより低速で回転させる。ハイパワーモードは、モータ２３をハイモードより高速で回転させる。駆動スイッチ５１は、押下されるたびに、操作情報に応じた電気信号を制御回路７０に出力する。

停止スイッチ５２は、充電式クリーナ１０の動作を停止させるためにユーザによって押し操作されるスイッチである。停止スイッチ５２は、充電式クリーナ１０の動作時に押下されると、動作を停止可能である。停止スイッチ５２は、押下されると、操作情報に応じた電気信号を制御回路７０に出力する。

ＬＥＤ５４は、操作スイッチ５０の前側に配置されている。ＬＥＤ５４は、充電式クリーナ１０の充電時に点灯して充電状態を示す。例えば、ＬＥＤ５４は、充電時は赤色で点灯し、充電していない時または満充電時には消灯する。ＬＥＤ５４は、制御回路７０を介して点灯状態が制御される。

制御回路基板６０は、ケース２１の内部において、モータ２３の上側で、操作スイッチ５０の下側に配置されている。制御回路基板６０は、受電部２８から電力供給を受けてバッテリ２６を充電する機能と、バッテリ２６から電力供給を受けてモータ２３へ放電する機能とを有する。言い換えると、制御回路基板６０は、放電回路と充電回路とを有する。放電回路は、バッテリ２６の正極側からモータ２３を介してバッテリ２６の負極側へ電流を流す、言い換えると、バッテリ２６から電力を放電する回路である。充電回路は、受電部２８の正極側端子をバッテリ２６の正極側に接続し、受電部２８の負極側端子をバッテリ２６の負極側に接続する、言い換えると、バッテリ２６を充電する回路である。制御回路基板６０は、このような機能を実装するための電子部品が組み付けられている。

図５を用いて、制御回路基板６０について説明する。制御回路基板６０は、放電制御用ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）６２と、充電制御用ＦＥＴ６４と、充電保護用ＦＥＴ６６と、制御回路７０と、セル電圧検出部７２と、断線検出部７４と、保護回路７６と、抵抗７８と、レギュレータ８０と、ダイオード８２とを有する。

放電制御用ＦＥＴ６２は、バッテリ２６からモータ２３への放電電流、言い換えると、モータ２３の駆動電流を制御する。放電制御用ＦＥＴ６２は、放電回路におけるモータ２３の下流側、言い換えると、バッテリ２６の負極側に配置されている。

充電制御用ＦＥＴ６４と充電保護用ＦＥＴ６６とは、充電回路のうち、受電部２８の正極側端子からバッテリ２６の正極側に至る充電回路上に、直列接続された状態で配置されている。充電制御用ＦＥＴ６４は、受電部２８からバッテリ２６への充電電流を制御する。充電保護用ＦＥＴ６６は、充電時にバッテリ２６を過電流や過充電から保護する。

放電制御用ＦＥＴ６２と充電制御用ＦＥＴ６４と充電保護用ＦＥＴ６６とは、それぞれ、放電回路または充電回路を導通・遮断する半導体スイッチング素子である。放電制御用ＦＥＴ６２と充電制御用ＦＥＴ６４と充電保護用ＦＥＴ６６とは、制御回路７０によって駆動される。

セル電圧検出部７２は、バッテリ２６のセル２６１、セル２６２、セル２６３の出力電圧を検出する。セル電圧検出部７２は、制御回路７０に、セル２６１、セル２６２、セル２６３の電圧を表す検出信号を出力する。

断線検出部７４は、バッテリ２６の内部におけるセル２６１、セル２６２、セル２６３の接続部分を所定電位にすることにより、セル電圧検出部７２で検出されるセル電圧に基づいて、バッテリ２６における断線を検出する。

保護回路７６は、バッテリ２６の充電中、セル２６１、セル２６２、セル２６３からの電圧を取得する。保護回路７６は、取得した電圧が過電圧判定値より高い閾値に達したとき、言い換えると、制御回路７０による過電圧保護が正常に機能しなかったとき、充電制御用ＦＥＴ６４を強制的にオフ状態にして、バッテリ２６への充電を強制的に停止させる。

レギュレータ８０は、制御回路７０に動作用の電源電圧、より詳しくは、直流定電圧を供給する。レギュレータ８０は、ダイオード８２を介して、バッテリ２６から直流電圧を供給可能である。レギュレータ８０は、バッテリ２６から供給される直流電圧から、制御回路７０を駆動する直流定電圧を生成する。

制御回路７０は、演算処理を行うＣＰＵと、プログラムを格納したメモリとを備える。制御回路７０は、レギュレータ８０から供給される電力によって動作する。制御回路７０は、メモリに記憶した制御プログラムに従って、放電制御用ＦＥＴ６２と充電制御用ＦＥＴ６４と充電保護用ＦＥＴ６６とをそれぞれオン状態とオフ状態を切り替えて、モータ２３の回転と、バッテリ２６への充電とを実行する。

制御回路７０は、モータ２３の停止時に駆動スイッチ５１が操作されると、動作モードを、初期動作モードとして、例えば、ハイモードに設定する。そして、初期動作モードの設定後は、停止スイッチ５２が操作されるまで、駆動スイッチ５１の操作の有無、または、操作継続時間、言い換えると、オン状態の継続時間に応じて動作モードを切り替える。

制御回路７０は、モータ２３の動作時に駆動スイッチ５１が操作されるたびに、モータ２３の回転速度を動作モードに応じて制御する。制御回路７０は、駆動スイッチ５１が操作されてハイモードにされると、モータ２３の回転速度をハイモードに応じた速い速度になるように制御する。制御回路７０は、駆動スイッチ５１が操作されてローモードにされると、モータ２３の回転速度をローモードに応じた通常の速度になるように制御する。制御回路７０は、駆動スイッチ５１が操作されてハイパワーモードにされると、モータ２３の回転速度をハイパワーモードに応じた速い速度になるように制御する。より詳しくは、制御回路７０は、駆動スイッチ５１が操作されるたびに、動作モードに応じたデューティ比のパルス幅変調信号を生成し、放電制御用ＦＥＴ６２に出力して、放電制御用ＦＥＴ６２を制御する。これにより、モータ２３には、そのＰＷＭ信号のデューティ比に対応した駆動電流が流れ、モータ２３が駆動電流に対応した回転速度で回転する。そして、充電式クリーナ１０の吸引量が、各動作モードに対応して制御される。

制御回路７０のメモリには、各動作モードでモータ２３を回転するための制御データとして、動作モードごとに設定された放電制御用ＦＥＴ６２の駆動用のデューティ比が記憶されている。駆動用のデューティ比は、動作モードごとに設定されている。駆動用のデューティ比は、ローモードが小さく（例えば、５０％より低い値）、ハイパワーモードが大きく（例えば、１００％）、ハイモードが中間の値（例えば、５０％以上で１００％より低い値）に設定されている。

制御回路７０は、モータ２３の回転時に停止スイッチ５２が操作されると、放電制御用ＦＥＴ６２をオフ状態にして、モータ２３の回転を停止する。

制御回路７０は、モータ２３の駆動停止時、受電部２８が非接触充電器１００から受電して、バッテリ２６の状態が充電開始条件を満たすと、充電制御用ＦＥＴ６４と充電保護用ＦＥＴ６６とをオフ状態からオン状態に切り換えて、バッテリ２６への充電を開始する。より詳しくは、制御回路７０は、所定のデューティ比のパルス幅変調信号を生成し、充電制御用ＦＥＴ６４に出力して、充電制御用ＦＥＴ６４を制御する。これにより、バッテリ２６には、そのＰＷＭ信号のデューティ比に対応した充電電流が流れる。

例えば、バッテリ２６の充電開始条件とは、バッテリ２６の残容量が充電開始判定用の閾値より低いことである。より詳しくは、バッテリ２６の充電開始条件とは、バッテリ２６からの出力電圧が充電開始判定用の閾値電圧より低いことである。または、バッテリ２６の充電開始条件とは、温度検出素子２６４で検出した温度が規定範囲内であることである。

また、制御回路７０は、一定電流による定電流充電中に、バッテリ２６からの出力電圧が低下しはじめると、言い換えると、バッテリ２６からの出力電圧が閾値電圧になると、一定電圧による定電圧充電に切り替える。これにより、バッテリ２６は、定格容量まで満充電が可能になる。

制御回路７０によるバッテリ２６への充電制御は、バッテリ２６が満充電状態になるまで継続される。制御回路７０は、バッテリ２６の充電開始後、バッテリ２６が満充電状態になると、充電制御用ＦＥＴ６４及び充電保護用ＦＥＴ６６をオフ状態に切り換えて、バッテリ２６の充電を終了する。制御回路７０は、バッテリ２６が満充電状態になると、充電完了を通知する電気信号を受電部２０の制御部２８３に出力する。

制御回路７０のメモリには、充電を制御するための制御データとして、充電制御用ＦＥＴ６４の駆動用のデューティ比が記憶されている。

制御回路７０は、充放電制御を行うとき、バッテリ２６からの出力電圧に加えて、セル２６１、セル２６２、セル２６３の出力電圧と、バッテリ２６の温度と、バッテリ２６における断線の有無などの各種のパラメータを監視する。そして、これら各パラメータの異常時には、充電保護用ＦＥＴ６６や放電制御用ＦＥＴ６２をオフ状態にして、バッテリ２６への充放電を停止させる。制御回路７０は、充電を停止すると、充電停止を通知する電気信号を受電部２０の制御部２８３に出力する。

図４、図７を用いて、非接触充電器１００について説明する。図７は、第一実施形態に係る充電式クリーナの充電方法を説明するための図である。非接触充電器１００は、電源回路１０１と、送電回路１０２と、送電コイル１０３と、制御部１０４と、通信部１０５と、ホルダ１１０とを有する。

電源回路１０１は、交流電源から供給された交流を、非接触充電器１００の送電回路１０２と制御部１０４とに供給する。

送電回路１０２は、図示しない発信部と、電力増幅部とを有する。発信部は、高周波信号を生成する。電力増幅部は、生成された高周波信号を増幅する。送電回路１０２は、電源回路１０１から供給された直流電圧を交流に変換して、高周波電力を発生し、送電コイル１０３から電力を伝送する。

制御部１０４は、演算処理を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、プログラムを格納したメモリとを備える。制御部１０４は、送電回路１０２から受電部２８に送電する電力を制御する。制御部１０４は、通信部１０５を介して充電式クリーナ１０から受信した電気信号に基づいた制御を実行する。例えば、制御部１０４は、送電を停止させる電気信号を受信すると、送電を停止させる制御を行う。例えば、制御部１０４は、送電を開始させる電気信号を受信すると送電を開始させる制御を行う。また、制御部１０４は、充電式クリーナ１０が非接触充電器１００から取り外されたり、充電式クリーナ１０と非接触充電器１００とが通信不可能になると、送電を停止させる制御を実行する。

通信部１０５は、受電部２８の通信部２８４と通信可能である。通信部１０５は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＮＦＣ、赤外線通信、または、Ｗｉ−Ｆｉのような近距離通信規格を使用して充電式クリーナ１０と無線で通信可能である。

ホルダ１１０は、充電式クリーナ１０の本体ユニット２０を保持する。ホルダ１１０は、板状に形成されている。ホルダ１１０の内部に、電源回路１０１と、送電回路１０２と、送電コイル１０３と、制御部１０４と、通信部１０５とが配置されている。ホルダ１１０は、例えば、壁面に取り付けられる。ホルダ１１０は、ケース２１に形成された係合凹部２９に係合する係合凸部１１１を有している。係合凸部１１１は、ホルダ１１０の外周から突設している。本実施形態では、係合凸部１１１は、円柱状に形成されている。

次に、充電式クリーナ１０の充電方法について説明する。

ユーザは、充電式クリーナ１０のハンドル２７を把持して、壁面に配置された非接触充電器１００のホルダ１１０に本体ユニット２０を取り付ける。ユーザは、本体ユニット２０の係合凹部２９を、非接触充電器１００のホルダ１１０の係合凸部１１１に係合させる。これにより、受電コイル２８１と非接触充電器１００の送電コイル１０３とが向かい合う。受電コイル２８１が送電コイル１０３と向かい合うことにより、バッテリ２６に対する充電が開始される。

以上説明したように、本実施形態によれば、非接触充電器１００のホルダ１１０に本体ユニット２０を取り付けると、受電コイル２８１と送電コイル１０３とが向かい合って、バッテリ２６が受電される。このように、本実施形態によれば、充電式クリーナ１０を非接触で充電することができる。

本実施形態は、ハンドル２７の下側に、ホルダ１１０との位置合わせ用の係合凹部２９が配置されている。これにより、本実施形態は、ハンドル２７を把持した状態で、ホルダ１１０と本体ユニット２０とを容易に位置を合せることができる。

本実施形態によれば、非接触充電器１００のホルダ１１０に本体ユニット２０を取り付けるだけで、簡単に充電することができる。本実施形態では、充電用アダプタの端子を本体ユニットの端子に接続しなくてよいので、電気機器の取り扱いに不慣れなユーザであっても容易に充電することができる。

本実施形態は、非接触で充電することができるので、充電式クリーナ１０の外周に金属材料で形成された端子を露出させて配置することを要しない。これにより、本実施形態では、端子に汚れが付着することがない。また、端子と端子とを接触させる充電方式ではないので、端子が摩耗することもない。このように、本実施形態によれば、端子に起因した接触不良によって充電性能が低下することを抑制することができる。

これに対して、充電式クリーナ１０の端子に充電用アダプタを接続して充電する場合、端子が汚損したり摩耗したりして充電性能が低下しないように、点検したり清掃したりする必要がある。

本実施形態は、充電性能を維持するために端子を点検したり清掃したりする手間を削減することができる。

さらに、本実施形態は、端子を露出させて配置することを要しないので、粉じんが発生するような作業現場での使用にも適したものとすることができる。

［第二実施形態］
図８を参照しながら、本実施形態に係る充電式クリーナ１０について説明する。図８は、第二実施形態に係る充電式クリーナの本体部の一例を示す断面図である。充電式クリーナ１０は、基本的な構成は第一実施形態の充電式クリーナ１０と同様である。以下の説明においては、充電式クリーナ１０と同様の構成要素には、同一の符号または対応する符号を付し、その詳細な説明は省略する。本実施形態では、本体ユニット２０Ａにおける受電部２８Ａの配置が、第一実施形態と異なる。

ケース２１は、集塵フィルタ２５を収容する空間Ｓ１と、受電部２８Ａを収容する空間（収容部）Ｓ２とを区画する区画壁２１５Ａを有する。集塵フィルタ２５を収容する空間Ｓ１と、受電部２８Ａを収容する空間Ｓ２とは、隣接している。ケース２１の平面部は、少なくとも開閉カバー２１１と向かい合う位置を含む。

区画壁２１５Ａは、ケース２１の内部において、開閉カバー２１１の下側に配置されている。区画壁２１５Ａは、ケース２１の下部に配置されている。ケース２１の内部において、区画壁２１５Ａより上側が、集塵フィルタ２５を収容する空間Ｓ１であり、下側が受電部２８Ａを収容する空間Ｓ２である。

受電部２８Ａは、ケース２１の内部において、区画壁２１５Ａより下側の空間Ｓ２に収容されている。受電部２８Ａの受電コイル２８１Ａは、集塵フィルタ２５の近傍に配置されている。より詳しくは、受電コイル２８１Ａは、ケース２１の内部において集塵フィルタ２５の下側に配置されている。受電コイル２８１Ａは、本体ユニット２０Ａの前下部に配置されている。受電コイル２８１Ａは、ケース２１の平面部に沿って配置されている。

係合凹部２９Ａは、ケース２１の外周において前後方向の中間部に配置されている。

以上説明したように、本実施形態によれば、区画壁２１５Ａによって、受電部２８Ａを収容する空間Ｓ２と集塵フィルタ２５を収容する空間Ｓ１とを区画している。これにより、本実施形態は、受電部２８Ａに、集塵フィルタ２５を通過した塵埃が付着することを規制することができる。

本実施形態は、受電部２８Ａをバッテリ２６から離間して配置することができる。これにより、本実施形態は、バッテリ２６を収容する空間が縮小されることを抑制することができる。

［第三実施形態］
図９、図１０を参照しながら、本実施形態に係る充電式クリーナ１０Ｂについて説明する。図９は、第三実施形態に係る充電式クリーナのノズルユニットの一例を示す底面図である。図１０は、第三実施形態に係る充電式クリーナの充電方法を説明するための図である。本実施形態では、受電部４３Ｂがノズルユニット４０Ｂに配置されている点で、第一実施形態と異なる。

ノズルユニット４０Ｂは、受電部４３Ｂを有する。

受電部４３Ｂは、ノズルユニット４０Ｂに配置されている。受電部４３Ｂの受電コイル４３１Ｂは、ヘッド部４２のハウジング４２１の内部において、下部に配置されている。受電コイル４３１Ｂは、ヘッドユニット連結部４１４と吸込口４２２との中間部に配置されている。受電コイル４３１Ｂは、ハウジング４２１の底面に沿って配置されている。

非接触充電器１００Ｂのホルダ１１０Ｂは、充電式クリーナ１０Ｂのノズルユニット４０Ｂが載置される。ホルダ１１０Ｂは、側面視においてＬ字型に形成されている。ホルダ１１０は、例えば、床面に近い壁面に取り付けられる。ホルダ１１０Ｂの床面に設置される部分には、送電コイル１０３Ｂが配置されている。言い換えると、ホルダ１１０Ｂにノズルユニット４０Ｂが載置された際に、ヘッド部４２の受電コイル４３１Ｂと向かい合う位置に送電コイル１０３Ｂが配置されている。

なお、ケース２１には、ホルダ１１０Ｂにノズルユニット４０Ｂが載置された際に、本体ユニット２０を壁面に配置されたピンなどの被係止部材に係止可能なフックのような係止部材を有していることが好ましい。

本実施形態によれば、非接触充電器１００Ｂのホルダ１１０Ｂにノズルユニット４０Ｂを載置すると、受電コイル４３１Ｂと送電コイル１０３Ｂとが向かい合って、バッテリ２６が受電される。本実施形態によれば、非接触充電器１００Ｂのホルダ１１０Ｂにノズルユニット４０Ｂを載置するだけで、簡単に充電することができる。

［第四実施形態］
図１１、図１２を参照しながら、本実施形態に係る充電式クリーナ１０Ｃについて説明する。図１１は、第四実施形態に係る充電式クリーナの一例を示す側面図である。図１２は、第四実施形態に係る充電式クリーナの充電方法を説明するための図である。本実施形態では、受電部３３Ｃがパイプユニット３０Ｃに配置されている点で、第一実施形態と異なる。

パイプユニット３０Ｃは、パイプ部材３１と、大径部３２Ｃと、受電部３３Ｃとを有する。大径部３２Ｃは、パイプ部材３１より大径の円筒状に形成されている。大径部３２Ｃは、パイプ部材３１の下部に一体に形成されている。大径部３２Ｃは、先端部がノズルユニット４０に連結可能である。受電部３３Ｃは、大径部３２Ｃに配置されている。

非接触充電器１００Ｃのホルダ１１０Ｃは、充電式クリーナ１０Ｃのパイプユニット３０Ｃの大径部３２Ｃの外周を保持する。ホルダ１１０Ｃは、大径部３２Ｃの外周に合わせて湾曲した曲面によって、大径部３２Ｃを保持する。ホルダ１１０Ｃは、例えば、壁面に取り付けられる。ホルダ１１０Ｃの曲面には、送電コイル１０３Ｃが配置されている。言い換えると、ホルダ１１０Ｃがパイプユニット４０Ｃを保持した際に、受電部３３Ｃの受電コイル３３１Ｃと向かい合う位置に送電コイル１０３Ｃが配置されている。

本実施形態によれば、非接触充電器１００Ｃのホルダ１１０Ｃにパイプユニット３０Ｃの大径部３２Ｃを保持させると、受電部３３Ｃの受電コイル３３１Ｃと送電コイル１０３Ｃとが向かい合って、バッテリ２６が受電される。本実施形態によれば、非接触充電器１００Ｃのホルダ１１０Ｃにパイプユニット３０Ｃの大径部３２Ｃを保持させるだけで、簡単に充電することができる。

上記では、受電コイルと送電コイルとは、一組であるものとして説明したが、これに限定されない。受電コイルと送電コイルとは、複数組を配置してもよい。

第一実施形態では、ホルダ式の非接触充電器１００を使用するものとして説明したが、床や作業台に載置された板状の非接触充電器であってもよい。この場合、板状の非接触充電器上に、ケース２１の平面部を載置すると、バッテリ２６が充電される。

１０…充電式クリーナ、２０…本体ユニット（本体部）、２１…ケース（ハウジング）、２２…吸込口、２３…モータ、２４…吸込用ファン、２５…集塵フィルタ（集塵部）、２６…バッテリ、２６１、２６２、２６３…セル、２６４…温度検出素子、２７…ハンドル（ハンドル部）、２８…受電部、２８１…受電コイル、３０…パイプユニット（パイプ部）、３１…パイプ部材、４０…ノズルユニット（吸込部）、４１…連結部、４２…ヘッド部、４２２…吸込口、５０…操作スイッチ、５１…駆動スイッチ、５２…停止スイッチ、５４…ＬＥＤ、６０…制御回路基板、６２…放電制御用ＦＥＴ、６４…充電制御用ＦＥＴ、６６…充電保護用ＦＥＴ、７０…制御回路、７２…セル電圧検出部、７４…断線検出部、７６…保護回路、７８…抵抗、８０…レギュレータ、８２…ダイオード、１００…非接触充電器、１０３…送電コイル、１１０…ホルダ（保持部）。

Claims (7)

1. 空気とともに塵埃を吸込可能な吸込力を生じさせるモータと前記モータを収容するハウジングとを含む本体部と、
   前記モータに電力を供給する充電式のバッテリと、
   前記モータが生じさせた吸込力によって空気とともに塵埃を吸込可能な吸込口を有する吸込部と、
   前記本体部に配置され、作業者が把持可能なハンドル部と、
   前記ハンドル部と向かい合う前記ハウジングの平面部に配置された受電コイルと、
   を備え、
   前記受電コイルは、前記受電コイルと向かい合って配置された充電器の送電コイルを流れる電流によって生じる誘起電力によって前記バッテリを充電する、
   ことを特徴とする充電式クリーナ。
2. 前記バッテリは、前記ハンドル部と向かい合って配置され、
   前記受電コイルは、前記バッテリに沿うように配置されている、
   請求項１に記載の充電式クリーナ。
3. 前記吸込口と連通し、集塵した塵埃を収容する集塵部、
   を備え、
   前記受電コイルは、前記集塵部の近傍に配置されている、
   請求項１に記載の充電式クリーナ。
4. 前記受電コイルは、前記集塵部と隣接し区画壁によって区画された収容部に配置されている、
   請求項３に記載の充電式クリーナ。
5. 空気とともに塵埃を吸込可能な吸込力を生じさせるモータと前記モータを収容するハウジングとを含む本体部と、
   前記モータに電力を供給する充電式のバッテリと、
   前記モータが生じさせた吸込力によって空気とともに塵埃を吸込可能な吸込口を有する吸込部と、
   前記吸込部に配置された受電コイルと、
   を備え、
   前記受電コイルは、前記受電コイルと向かい合って配置された充電器の送電コイルを流れる電流によって生じる誘起電力によって前記バッテリを充電する、
   ことを特徴とする充電式クリーナ。
6. 前記受電コイルは、前記吸込部の前記吸込口が配置された平面部に配置されている、
   請求項５に記載の充電式クリーナ。
7. 空気とともに塵埃を吸込可能な吸込力を生じさせるモータと前記モータを収容するハウジングとを含む本体部と、
   前記モータに電力を供給する充電式のバッテリと、
   前記モータが生じさせた吸込力によって空気とともに塵埃を吸込可能な吸込口を有する吸込部と、
   前記本体部と前記吸込部とを連結するパイプ部と、
   前記本体部と前記吸込部と前記パイプ部との少なくともいずれかを保持する保持部と向かい合う位置に配置された受電コイルと、
   を備え、
   前記受電コイルは、前記受電コイルと向かい合って配置された前記保持部の送電コイルを流れる電流によって生じる誘起電力によって前記バッテリを充電する、
   ことを特徴とする充電式クリーナ。

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