JP2023169457A - 電気掃除機システムおよび電気掃除機 - Google Patents

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Akito Osawa
大輔 酒井
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Abstract

【課題】電気掃除機が保持された状態になった後、電気掃除機のバッテリーの電力を用いて電動送風機と回転ブラシを駆動させて吸込具の回転ブラシを清掃する回転ブラシ清掃工程を有する電気掃除機システムを提供する。【解決手段】電気掃除機システムは、回転ブラシ清掃工程において電動送風機を駆動させる前に検出器によって検出した二次電池の蓄電量に基づいて回転ブラシ清掃工程における電動送風機への供給電力を選択することにより、バッテリーの電力を用いて効果的に回転ブラシ清掃工程を実施することができるという効果を奏する。【選択図】図13

Description

本開示は、電気掃除機システムおよび電気掃除機に関するものである。
電気掃除機を直立した状態で支持するための支柱部と、支柱部を支持する台座部と、台座部の一端側に設けられ、上側に電気掃除機の吸込具が載置されるための載置部と、載置部に設けられ、吸込具の底面に形成された開口に臨んで設けられた回転ブラシを清掃する清掃手段と、を備え、充電手段を有する電気掃除機スタンドが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、電気掃除機スタンドに電気掃除機が載置されてバッテリーが充電されているときに回転ブラシを回転させることで、回転ブラシの清掃によるバッテリーの電力消費を抑制することが記載されている。
特開2018-149162号公報
このように、特許文献1には、回転ブラシの清掃によるバッテリーの電力消費を抑制するために、電気掃除機スタンドから供給されるバッテリー充電用の電力で回転ブラシを回転させることが示唆されている。しかしながら、電動送風機により十分な吸引力を得るために必要な電流は、バッテリーの充電に必要な電流よりもはるかに大きく、電力を供給する側の電力供給回路がバッテリー充電を目的としたものよりも大きくなるという課題があった。
本開示は、このような課題を解決するためになされたものであ、電気掃除機が保持された状態になった後、電気掃除機のバッテリーの電力を用いて電動送風機と回転ブラシを駆動させて吸込具の回転ブラシを清掃する回転ブラシ清掃工程を有する電気掃除機システムおよび電気掃除機を提供することにある。
本開示に係る電気掃除機システムは、吸込具を有する電気掃除機と、吸込具を載置し且つ電気掃除機を立った状態で保持するスタンドと、を備えた電気掃除機システムであって、電気掃除機は、吸込具の吸込口に設けられた回転ブラシと、吸込具に設けられ回転ブラシを回転させるブラシ用電動機と、吸込口の外から吸引する気流を生成する電動送風機と、ブラシ用電動機及び電動送風機の駆動電力を供給する二次電池と、二次電池に蓄電された電力量を検出する検出器と、スタンドに保持されていることを検出する状態検出部と、ブラシ用電動機及び電動送風機の駆動を制御し、スタンドに保持された状態で二次電池の電力を用いて電動送風機とブラシ用電動機を駆動させる回転ブラシ清掃工程と、外部から充電用電力の供給を受けて二次電池を充電する充電工程と、を有する制御手段と、を備え、スタンドは、吸込具を載置する台部と、台部の上方に設けられ、電気掃除機を立った状態で支持する支持部と、台部の吸込具が載置された際に回転ブラシと対面する位置に設けられ、台部から上方に向けて突出した構造となる回転ブラシ清掃部と、を備え、制御手段は、回転ブラシ清掃工程において電動送風機を駆動させる前に検出器によって検出した二次電池の蓄電量に基づき、回転ブラシ清掃工程における電動送風機への供給電力を選択するものである。
また、本開示に係る電気掃除機は、吸込具と、吸込具の吸込口に設けられた回転ブラシと、吸込具に設けられ回転ブラシを回転させるブラシ用電動機と、吸込口の外から吸引する気流を生成する電動送風機と、ブラシ用電動機及び電動送風機の駆動電力を供給する二次電池と、ブラシ用電動機及び電動送風機の駆動を制御すると共に外部から充電用電力の供給を受けて二次電池を充電する充電工程を有する制御手段と、を備える電気掃除機であって、電気掃除機は、吸込具に設けられ回転ブラシに向けて突出した突起物で構成された回転ブラシ清掃部と、二次電池に蓄電された電力量を検出する検出器と、電気掃除機が自立した状態にあること及び外部から充電用電力が供給されていることを検出する状態検出部と、 を備え、制御手段は、電気掃除機が自立した状態において、二次電池の電力を用いて電動送風機とブラシ用電動機を駆動させる回転ブラシ清掃工程と、を備え、回転ブラシ清掃工程において電動送風機を駆動させる前に検出器によって検出した二次電池の蓄電量に基づき、回転ブラシ清掃工程における電動送風機への供給電力を選択するものである。
本開示に係る電気掃除機システムおよび電気掃除機によれば、電気掃除機が保持された後にバッテリーの電力を用いて実施する回転ブラシ清掃工程において、清掃工程における電動送風機の動作より前に検出したバッテリーの蓄電量に基づいて清掃工程における電動送風機への供給電力を選択することで、効果的に回転ブラシ清掃工程を実施することができるという効果を奏する。
実施の形態1に係る電気掃除機の使用時の状態を示す斜視図である。 実施の形態1に係る電気掃除機が備える吸込具の上方斜視図である。 実施の形態1に係る電気掃除機が備える吸込具の下方斜視図である。 実施の形態1に係る電気掃除機が備える吸込具の断面概略図である。 実施の形態1に係るスタンドの斜視図である。 実施の形態1に係るスタンドの要部を拡大した側面図である。 実施の形態1に係る電気掃除機システムのスタンドに電気掃除機を載置した状態の斜視図である。 実施の形態1に係る電気掃除機システムのスタンドに電気掃除機を載置した状態における吸込具およびスタンドの断面概略図である。 実施の形態1に係る電気掃除機システムの制御系統の構成を示すブロック図である。 実施の形態1に係る電気掃除機が備える充電接続検出部の動作例を示すフロー図である。 実施の形態1に係る電気掃除機システムのマイコンの内部構成を示すブロック図である。 実施の形態1に係る電気掃除機システムのバッテリーの充電工程を示すフロー図である。 実施の形態1に係る電気掃除機システムの回転ブラシの清掃工程を示すフロー図である。 実施の形態1の変形例となる電気掃除機の吸込具を示す断面概略図である。
本開示に係る電気掃除機システムを実施するための形態について添付の図面を参照しながら説明する。各図において、同一又は相当する部分には同一の符号を付して、重複する説明は適宜に簡略化又は省略する。以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。なお、本開示は以下の実施の形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、又は各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
実施の形態1.
図1から図13を参照しながら、本開示の実施の形態1について説明する。図1は、電気掃除機の使用時の状態を示す斜視図である。図2は、電気掃除機が備える吸込具の上方斜視図である。図3は、電気掃除機が備える吸込具の下方斜視図である。図4は、電気掃除機が備える吸込具の断面概略図である。図5は、スタンドの斜視図である。図6は、スタンドの要部を拡大した側面図である。図7は、電気掃除機システムのスタンドに電気掃除機を載置した状態の斜視図である。図8は、電気掃除機システムのスタンドに電気掃除機を載置した状態における吸込具およびスタンドの断面概略図である。図9は、電気掃除機システムの制御系統の構成を示すブロック図である。図10は、電気掃除機が備える充電接続検出部の動作例を示すフロー図である。図11は、電気掃除機システムのマイコンの内部構成を示すブロック図である。図12は、電気掃除機システムのバッテリーの充電工程を示すフロー図である。図13は、電気掃除機システムの回転ブラシの清掃工程を示すフロー図である。図14は、変形例となる電気掃除機の吸込具を示す断面概略図である。
この実施の形態に係る電気掃除機システム100は、電気掃除機1とスタンド20とから構成されている。まず、図1を参照して、電気掃除機1の構成について説明する。以下の説明では、塵埃及びその他のゴミを総称して単に「塵埃」と呼ぶ場合がある。また、塵埃が混じった空気を「含塵空気」と呼ぶ場合がある。そして、塵埃が取り除かれた空気を「清浄空気」と呼ぶ場合がある。
電気掃除機1は、コードレスタイプの縦型電気掃除機である。電気掃除機1は、図1に示すように、筐体2、筐体2の内部に収容されている電動送風機3とバッテリー4、筒状部5、集塵部6、ハンドル7、延長管9及び吸込具10を備えている。
電動送風機3は、充電可能な二次電池であるバッテリー4から電力の供給を受けて駆動するものであり、内蔵されたファンを駆動することによって負圧を発生させて塵埃を吸い込むための気流を発生させる。
筒状部5は、筒状の両端面が開口し、筒状の内部が空洞になり、その空洞を風路として使用するものである。具体的には、筒状部5は、その一端の開口となる接続口8を通過した含塵空気を、他端の開口に接続された集塵部6へと導く風路となっている。
接続口8の開口端縁には、パッキン(図示せず)が設けられており、接続口8の先に延長管9を接続した際にこのパッキンによって接続部の気密が保持される構造となっている。
集塵部6は、接続口8から吸い込まれた含塵空気から塵埃を分離し、その塵埃を捕集するものである。この実施の形態における集塵部6は、塵埃を捕集する構造としてサイクロン分離器を備える。なお、集塵部6は、塵埃を捕集する機能を備えていれば良いものであり、例えばサイクロン分離器に代えて集塵袋によって塵埃を捕集するようにしてもよい。
電気掃除機1は、排気口12を備えており、集塵部6にて塵埃が取り除かれた後の気体は、電動送風機3内を通過した後、排気口12から電気掃除機1の外部へ排出する。
ハンドル7は、使用中に使用者が手で握る部位であり、筒状のものを湾曲させたような形状にすることで手に持ちやすい構造となっている。使用者は、ハンドル7を握って電気掃除機1を持ち上げたり、前後左右に動かしながら掃除を行ったりする。
次に、電気掃除機1の更に詳細な構造について説明する。以下の説明においては、電気掃除機1が直立した状態において、接続口8が位置する方向を電気掃除機1の「下」とし、その反対側となるハンドル7が位置する方向を電気掃除機1の「上」として説明する。また、電気掃除機1が直立した状態において、後述する吸込具10の関節部14が取り付けられた側を電気掃除機1の「後ろ」とし、その反対側となる吸込室44や回転ブラシ45が位置する方向を電気掃除機1の「前」として説明する。
ハンドル7は、湾曲した筒状のものであり、筐体2の上面で且つ後ろ側となる後端面11から筐体2の上方に向けて延設されたのち、筐体2の上方で前方向に向かって180度湾曲してから下方へ延設し、最後に筐体2の前側で筐体2と接続するような形状となっている。使用者は、ハンドル7と筐体2の間に形成される隙間に手の指を挿入してハンドル7を握り、電気掃除機1を保持して掃除を行う。
バッテリー4は、充電可能な二次電池であり、筐体2の後ろ側に取り外し可能な状態で組みつけられている。つまり、バッテリー4は、筐体2内に設けられた電動送風機3に対して、後ろ側に隣接する位置に設けられている。また、集塵部6は、筐体2に取り外し可能な状態で取り付けられており、集塵部6を筐体2に係止するフックを外したのち前方へ移動させることで筐体2から取り外される。
延長管9は、直状かつ中空管状の部材であり、筒状部5の接続口8や吸込具10に接続し、筐体2から離れた位置に吸込具10を取り付けられるようにしたものである。つまり、延長管9は、一端を筒状部5の接続口8に着脱可能な構造で構成し、他端を吸込具10に着脱可能な構造で構成している。なお、吸込具10は、延長管9だけでなく、筒状部5の接続口8にも接続可能な構造となっている。
次に、図2~4を参照しながら、吸込具10の構成について説明する。
吸込具10は、図2に示すように、横長の直方体状の外形となっており、およそ下側を構成する下ケース41とおよそ上側を形成する上ケース42を組み合わせることで外形が構成される。吸込具10は、横長の直方体状の長手方向における中央の一端に、関節部14及び関節部14の先に設けられた接続部13が取り付けられている。
接続部13は、中空管状の部材であり、延長管9に接続可能な構造となっている。
関節部14は、前後方向及び左右方向に可動可能で且つ中空管状の構造体であり、予め設定された角度範囲で前後方向及び左右方向に吸込具10に対する接続部13の向きを変化させることができる。具体的には、関節部14は、前後方向の角度について、およそ直立の状態から後ろの方向に倒してほぼ水平となる角度まで向きを変化させることが出来る。つまり、接続部13と接続されている延長管9は、吸込具10に対して、予め設定された角度範囲で前後左右に傾けることが可能である。つまり、使用者は、立った状態で保持された電気掃除機1のハンドル7を持ち、そのまま後ろの方向へ筐体2を傾けることで、掃除を行う態勢に移行できる。
次に、図3および図4を用いて、吸込具10の内部の構造について更に説明をする。なお、図4は、吸込具10の断面概略図であり、吸込具10を右方向から見て、吸込具10の略中心を通る平面で断面を取った際に見える概略図である。
吸込具10は、内部に横長の内部空間となる吸込室44が形成されており、吸込室44内に回転ブラシ45が取り付けられている。
回転ブラシ45は、図4に示すように、円柱状の芯体45aと、芯体45aの側面から外側に突出する清掃体45bと、で構成されており、円柱状の芯体45aの両端部が吸込具10の一部に回動可能に取り付けられることで、吸込室44内で回転可能なように取り付けられている。
具体的には、回転ブラシ45は、図3に示すように、一端が吸込室44の短辺側壁面に設けられた軸受46に、他端が軸受46とは逆の吸込室44内の短辺側壁面の先に設けられた回転ブラシ保持部47にそれぞれ軸支される構造となっている。
清掃体45bは、複数の毛を密集させてそれを長方形のブレード状にまとめたもので構成され、複数のブレード状の清掃体45bを芯体45aの円柱側面から外側に突出するような形で取り付けている。また、清掃体45bは、それぞれ芯体45aの軸方向に並行する形ではなく、ねじるような形で円柱側面から突出するように取り付けている。ここで、清掃体45bは、本実施の形態では毛を密集させて形成したもので説明したが、床面を傷つけない程度の弾性体であればその機能を得ることが出来るものであり、例えば毛ではなくゴムのような弾性体で形成してもよい。
吸込具10は、ブラシ用電動機48を内蔵し、ブラシ用電動機48の駆動力を例えばベルトを介して回転ブラシ45に伝達して、回転ブラシ45を予め設定された方向に回転させる。ブラシ用電動機48は、バッテリー4から供給された電力によって駆動する。
吸込具10の底面には、横長状の開口部となる底部開口部43が形成されており、底部開口部43から吸込具10内部に入った空間が吸込室44となる構造となっている。つまり、底部開口部43は、吸込室44の床面側となる下側に形成された開口部に該当する。また、回転ブラシ45は、底部開口部43から清掃体45bが床面付近まで届く位置に設けられている。つまり、図3に示すように、回転ブラシ45は、吸込具10の下面からみると、底部開口部43から見える位置に設けられている。
吸込室44の後ろ側には、開口となる吸込口49が設けられており、その先は関節部14及び接続部13に連通している。なお、実施の形態の回転ブラシ45は、清掃体45bが床面上を前から後ろ側へ移動するように回転させ、清掃体45bによって床面上のごみを吸引力の強い吸込口49側へ飛ばす構造となっている。つまり、床面の塵埃は、底部開口部43から吸い込まれる気流もしくは回転ブラシ45の清掃体45bによる掻き出しにより浮遊して吸込室44内に入り、その後は吸込口49から関節部14及び接続部13を通過して延長管9内へ到達する。
また、吸込具10の底部には、支持部材(図示せず)によって支持された車輪50が設けられている。車輪50は、吸込具10が床面から浮いていると吸込具10の底面よりも床面側に突出した状態となるように支持され、そして、吸込具10が着床すると車輪50が床面によって吸込具10の内側に押し込まれるよう支持されている。そして、吸込具10には、車輪50が吸込具10内部に在る状態のときにオンするスイッチ(図示せず)が内蔵されている。このスイッチがオンになると、ブラシ用電動機48への通電が可能な状態になり、回転ブラシ45が駆動可能になる。つまり、車輪50は、吸込具10が床面に接地しているか否かを検出する手段である。また、吸込具10は、床面に接地しているときはブラシ用電動機48へ通電可能にして回転ブラシ45が駆動可能な状態にし、床面に接地していないときはブラシ用電動機48へ通電不可能にして回転ブラシ45が駆動できないような状態にするものである。
電動送風機3は、ハンドル7に設けられた操作スイッチに対する操作に応じて駆動する。電動送風機3は、内蔵するファンを駆動することによって空間的に連通する集塵部6、筒状部5、延長管9及び吸込具10の内部空間を負圧にする。そして、負圧となった空間以外と連通する開口となる吸込具10の底部開口部43は、その周囲を負圧にすると共に周囲の空気を吸引する。その際、底部開口部43の周囲にある塵埃は、周囲の空気と混ざり合った含塵空気として電気掃除機1内に吸引する。併せて、吸込具10の回転ブラシ45は、ブラシ用電動機48によって回転ブラシ45の清掃体45bが床面上に接触するように回転し、床面上にある塵埃を床面から掻き上げて浮遊させることで塵埃を底部開口部43から吸引しやすいようにする。これにより、電気掃除機1は、効率よく床面の塵埃を吸引する。
吸込具10内に吸い込まれた含塵空気は、延長管9及び筒状部5を通過して集塵部6の内部に取り込まれる。集塵部6では、含塵空気が塵埃と清浄空気に分離され、塵埃は内部に蓄積され、清浄空気は外部に排出される。集塵部6から排出された清浄空気は、電動送風機3を通過し、排気口12から筐体2の外部に排出される。
なお、図示は省略するが、電気掃除機1は、吸込具10及び延長管9を取り外して使用することが可能である。筒状部5の下端は、集塵部6の下端よりも下方に位置しているため、電気掃除機1から吸込具10及び延長管9が取り外された場合、筐体2よりも下方に突出した状態となる。この状態では、電気掃除機1は、ハンディ型掃除機として機能する。
次に、図5~8を参照しながら、電気掃除機システム100が備えるスタンド20の構成について説明する。
スタンド20は、電気掃除機1を立てた状態で保持する保持具である。図5に示すように、スタンド20は、電気掃除機1と連結して電気掃除機1を立った状態で支持する支持部と、電気掃除機1を載置すると共に支持部の直立状態を維持する台座の役割を有する台部と、で構成する。支持部は、支柱部22、ハンドル支持部23、集塵部支持部24、接続口受け部25を備えている。また、台部は、台座部21、載置部26、傾斜部27、せり出し部28、を備えている。
次に、台部の構造について、説明する。
台座部21は、上方に取り付けられる支柱部22を倒れないように支持するための台座となるものである。台座部21は、本実施の形態において、上面視でみると長方形となる形状となっており、長辺側の幅が吸込具10の長手方向の寸法と同一となるように形成されている。
なお、前述の台座部21の形状は、あくまで一例であり、機能的には支柱部22を倒れないように支持可能な程度に床面と接触面積を持ったものであり、且つ吸込具10の長手方向と同一もしくはそれよりも幅広ければ満足するものである。したがって、台座部21は、上面視において、正方形や円形、楕円形でもよい。
載置部26は、台座部21の一端側から突出するように設けられ、電気掃除機1を保持する際に吸込具10が載置される場所である。具体的には、載置部26は、台座部21の長辺側側面から外側に向けて延設された上面が平面となった突出部であり、載置部26の底部が床面に接するよう構成されている。また、載置部26は、上面に吸込具10を載置できるよう吸込具10と同一の平面を有している。載置部26は、載置部26上に吸込具10を載置した状態で、吸込具10の上面より支柱部22が設けられている台座部21の上面が低くなるように構成されている。
なお、前述の載置部26は、吸込具10と同一の平面を有しているものとなっているが、これに限定されるものでなく、少なくとも吸込具10を安定的に上方に載置できれば良いものであり、その大きさは吸込具10より大きくても良く、また吸込具10より多少小さくても安定的に上方に載置できれば十分なものである。
傾斜部27は、載置部26の台座部21とは反対側に設けられたものであり、床面と載置部26をなだらかに繋ぐスロープの機能を備えている。具体的には、傾斜部27は、載置部26との接続部分が傾斜部27の上面と載置部26の上面とが滑らかに連続するよう形成され、載置部26から離れるに従って次第に低くなるように傾斜している。
また、台座部21には、図5及び図6に示すように、台座部21の載置部26側の側面の上端部から載置部26の側へと突出するせり出し部28が設けられている。せり出し部28は、図7や図8に示すように、吸込具10が載置された状態において、吸込具10の上部前側を覆うような構造となっている。
また、載置部26の上面には、図5及び図6に示すように、回転ブラシ清掃部30を備えている。回転ブラシ清掃部30は、載置部26の上面に設けられた取付面部29に取り付けられたものであり、載置部26の上面から更に上方に突出させた複数の植毛体である植毛部31で構成している。また、回転ブラシ清掃部30は、電気掃除機1がスタンド20で支持されている状態において、図8に示すように、吸込具10の回転ブラシ45の清掃体45bと接触する位置に設けられている。
なお、本実施の形態では、回転ブラシ清掃部30は、載置部26上だけでなく、傾斜部27にも設けられているが、これは備えない構成としてもよい。
回転ブラシ清掃部30の植毛部31は、短毛の傾斜パイルで構成されている。傾斜パイルの傾斜方向は、載置部26上の植毛部31だと台座部21側に傾倒するよう設けられており、傾斜部27上の植毛部31だと台座部21とは反対側に傾倒するよう設けられている。つまり、載置部26上の植毛部31は、後述する回転ブラシ清掃工程において回転ブラシ45を回転させた際、回転ブラシ45の回転方向に対して対向する側へ突出するよう傾斜させたものである。また、傾斜部27上の植毛部31は、掃除作業を終了して、電気掃除機1の吸込具10をスタンド20の載置部26に載せようと進行する方向に対して対向する側へ傾斜させたものである。
つまり、載置部26に設けられた回転ブラシ清掃部30は、電気掃除機1がスタンド20に保持された状態において、回転ブラシ45の清掃体45bに接触するよう上方に突出した突起物であれば良いものである。また、回転ブラシ清掃部30の突起物は、更に回転ブラシ45の回転方向と対向する側に突出させる構造にすることにより、回転ブラシ45の清掃体45bに付着したごみを引きはがす効果を高めたものである。
また、回転ブラシ清掃部30は、変形例として、吸込具10に設ける構造にして、スタンド20の構造的自由度を高めるようにしても良い。その場合、回転ブラシ清掃部30は、電気掃除機1が自立した際に回転ブラシ45の清掃体45bに接触するように突出する構造にすればよい。
なお、回転ブラシ清掃部30は、突起物を植毛体31で構成することにより、回転ブラシ45の清掃体45bの根本付近までその先端を届けることが出来る構造となっているが、この材質に限定されるものではない。例えば、回転ブラシ清掃部30は、樹脂やプラスチックなど非弾性体の材質で形成した複数の突起物であっても良いし、ゴムやシリコンなど弾性体の材質で形成した複数の突起物でもよい。つまり、回転ブラシ清掃部30は、回転ブラシ45の回転方向と対向する側に突出する突起物を、回転ブラシ45の清掃体45bより硬質の材料で形成したものであればその効果を得ることが出来るものである。このように回転ブラシ清掃部30を構成することにより、回転ブラシ45の清掃体45bは、電気掃除機1がスタンド20に保持された状態で回転ブラシ45を回転させると、当該突起物に衝突したのちに当該突起物の無い範囲に変形し、そして、当該突起物群をすり抜けることになる。この際、当該突起物は、回転ブラシ45の清掃体45bが変形する際に清掃体45bに絡みついたごみをその突起物に引っ掛け、清掃体45bがすり抜けることによって当該ごみを清掃体45bから引きはがす。回転ブラシ清掃部30は、前述のような作用により、回転ブラシ45の清掃体45bに付着したごみを除去することが出来る。
次に、支持部について、詳細に説明する。
支柱部22は、台座部21の左右方向の中心から上面から鉛直上向きに直立するよう取り付けられており、ハンドル7と同等の太さの柱状の部材である。支柱部22には、ハンドル支持部23、集塵部支持部24及び接続口受け部25が設けられている。
ハンドル支持部23は、支柱部22の上端部に設けられており、電気掃除機1のハンドル7を載置する。集塵部支持部24は、支柱部22の上下方向の中途の位置に固定されており、支柱部22の側面における載置部26及び傾斜部27がある側に配置されている。集塵部支持部24は、例えば、筐体2及び集塵部6と直径が等しい円筒形状を呈しており、上面に電気掃除機の集塵部6を載置する。接続口受け部25は、集塵部支持部24の側面における載置部26及び傾斜部27がある側に配置されており、接続口8を含む筒状部5下端側の一部と延長管9の上端側の一部とを支持する。
次に、図7を参照しながら、スタンド20に電気掃除機1が立った状態で保持した状態の電気掃除機システム100について説明する。
使用者は、掃除作業終了後、吸込具10を先行させた状態でスタンド20に近づいていく。そして使用者は、吸込具10の先端を台座部21に当たる位置まで押し込んだのち、ハンドル7を前側に押し上げるようにして電気掃除機1を立ち上げ、そのまま筐体2をスタンド20に押し当てる。すると、電気掃除機1は、スタンド20と連結し、立った状態で保持される。このように、電気掃除機1は、電気掃除機1の前側がスタンド20の支柱部22の方へと向けた状態でスタンド20に保持される。また、電気掃除機1とスタンド20の連結部は、具体的には、吸込具10がスタンド20の載置部26の上面に載置され、ハンドル7がハンドル支持部23の上面に載置され、集塵部6が集塵部支持部24の上面に載置される。さらに、電気掃除機1の接続口8を含む筒状部5下端側の一部と延長管9の上端側の一部は、接続口受け部25で支持される。
また、電気掃除機1をスタンド20に保持した状態にすると、スタンド20の載置部26上の回転ブラシ清掃部30は、吸込具10の底部開口部43を介して回転ブラシ45と対面する位置に設置されている。
また、スタンド20は、電気掃除機1を使用しないときに保持する保持装置としての機能と共に、電気掃除機1内のバッテリー4を充電する充電装置の機能を兼ねる充電スタンドである。つまり、電気掃除機1は、スタンド20に保持させると、スタンド20と電気的に接続され、スタンド20から電気掃除機1内のバッテリー4の充電に適した充電用電力が供給される。そして、電気掃除機1は、スタンド20から供給を受けた充電用電力を用いて、バッテリー4を充電することができる。
図9は、電気掃除機システム100において、電気掃除機1をスタンド20に保持させて電気的に接続した状態における回路概略図である。
スタンド20は、電源プラグ71、電圧変換部72及びスタンド側電極73を備えている。電源プラグ71は、外部から電力の供給を受けるために設けられた接続プラグであり、例えば商用電源のコンセントに接続される一般的な電源プラグに該当するものである。電圧変換部72は、電源プラグ71を介して供給される商用電源をバッテリー4の充電に適した電力に変換する変換部であり、電気掃除機1へ充電用電力を供給する電力供給手段である。具体的には、電圧変換部72は、商用電源である交流電圧(AC100V)をバッテリー4の充電時に使用する充電用電力となる直流電圧(DC30V)に変換する。スタンド側電極73は、スタンド20で生成した充電用電力を電気掃除機1に供給するための端子電極であり、スタンド20のハンドル支持部23に設けられている。
電気掃除機1は、電気掃除機1がスタンド20に保持されると、ハンドル7の前側の下端部に設けられた掃除機側電極62とスタンド側電極73とが電気的に接続され、電気掃除機1の掃除機側電極62にスタンド20の電圧変換部72から出力された充電用電力が入力される。電気掃除機1は、この充電用電力をバッテリー4に供給し、バッテリー4を充電する。
電気掃除機1は、筐体2に制御基板60を内蔵している。制御基板60は、マイコン61、電圧判定部63、充電接続検出部64、第1電流検出器65、第2電流検出器66、電圧検出器67及び温度検出器68が設けられている。
マイコン61は、マイクロコンピュータである。すなわち、マイコン61は、プロセッサ及びメモリを備えている。マイコン61は、電動送風機3及びブラシ用電動機48と同様にバッテリー4から放電された電力で動作する。マイコン61は、メモリに記憶されたプログラムをプロセッサで実行することにより、予め設定された処理条件に応じて、電動送風機3の吸引動作、ブラシ用電動機48の動作及びバッテリー4の充放電等を含む電気掃除機1の動作全般を制御する。
充電接続検出部64は、掃除機側電極62に入力されている電圧を検出する電圧判定部63と、マイコン61で構成されている。充電接続検出部64は、掃除機側電極62に入力されている電圧を検出する電圧判定部63の結果をマイコン61で処理し、スタンド20から充電用電力として利用可能な電力が供給されていることを判断している。また、充電接続検出部64は、電気掃除機1の外部から充電用電力として利用可能な電力が供給されていることを検出する給電状態検出部としての機能だけでなく、電気掃除機1がスタンド20に保持されていることを検出する保持状態検出部としての機能を備えた状態検出部である。つまり、充電接続検出部64は、電気掃除機1の外部から充電用電力が供給されていることを検出することにより、電気掃除機1がスタンド20に保持されていることを検出している。そして、充電接続検出部64は、電気掃除機1の外部から充電用電力が供給されていることと、電気掃除機1がスタンド20に保持されていることを、両方同時に検出することが出来るものである。
なお、本実施の形態の状態検出部である充電接続検出部64は、給電状態検出部と保持状態検出部との機能を両方備えた状態検出部であるが、給電状態検出部と保持状態検出部をそれぞれ別の構造で構成してもよい。例えば、保持状態検出部は、台座部21に設けた吸込具10が接触したことを検知する機械的なスイッチで構成してもよい。スタンド無しで自立して保持されるような電気掃除機の場合、保持状態検出部は、吸込具10の関節部14にスイッチを設けて電気掃除機1の自立を検出し、電気掃除機1の自立を検出すると保持状態にあると判定するようにしてもよい。その場合、状態検出部としては、給電状態検出部によって充電用電力の供給があることを検出し且つ保持状態検出部によって電気掃除機1が保持状態にあることを検出した状態を清掃工程や充電工程を実施する際の条件にすることにより、本発明の形態と同様の効果を得ることが出来る。
次に、充電接続検出部64の具体的な動作について説明する。電圧判定部63は、掃除機側電極62の電圧Xと予め設定されている閾値A及び閾値Bとを比較し、その結果に応じた信号をマイコン61に出力するように構成された電気回路である。そして、マイコン61は、電圧判定部63の信号に基づいて、スタンド20から充電用電力として利用可能な電力が供給されているかを判定する。マイコン61は、スタンド20から充電用電力として利用可能な電力が供給されていると判定すると、電気掃除機1がスタンド20に保持されていると判断する。
なお、本実施の形態の充電接続検出部64は、電圧判定部63として閾値と比較した結果を出力する構成としたが、例えば、電圧判定部63に掃除機側電極62の電圧値を出力させ、その値を用いてマイコン61が充電用電力の供給の有無を判断するようにしても良い。
次に、充電接続検出部64による電気掃除機1の状態を判定する判定動作について、図10のフロー図を参照しながら説明する。
まず、マイコン61は、バッテリー4から電力の供給を受け起動し、充電接続検出部64としての動作を開始する(ステップ1)。
電圧判定部63は、掃除機側電極62に係る電圧Xと、予め定められた電圧値である閾値A及び閾値Bとの比較を行い、電気掃除機1がスタンド20に保持されているか及びスタンド20から充電用電力として利用可能な電力が供給されているかの判定を行う(ステップ2)。
ステップ2において電圧X<閾値Aである場合、マイコン61は、電気掃除機1に充電用電力が供給されていないと判定すると共に、電気掃除機1が充電台(スタンド20)に接続されていないと判定する(ステップ3)。その後、マイコン61は、ステップS2へと戻って処理を継続する。
一方、ステップS2において電圧X>閾値Bである場合、マイコン61は、電気掃除機1に付属されたスタンド20とは異なるものからの給電を受けている、もしくは充電台(スタンド20)の充電器に異常が発生してバッテリー4の充電に適した充電用電力が供給されていないと判定する(ステップ4)。このとき、マイコン61は、電気掃除機1に接続された充電台(スタンド20)に異常が発生していると判断し、使用者に充電台(スタンド20)の異常を報知する。その後、マイコン61は、ステップS2へと戻って処理を継続する。
また、ステップS2において閾値A<電圧X<閾値Bである場合、マイコン61は、電気掃除機1が充電台(スタンド20)に保持されたと判定すると共に、充電台(スタンド20)からバッテリー4の充電に適した充電用電力が供給されていると判定する(ステップ5)。その後、マイコン61は、後述する回転ブラシ45の清掃工程やバッテリー4の充電工程などを実施する。
電圧判定部63は、当該工程が終了するまで、当該工程とは並行して、電気掃除機1の状態を引き続き検出して判定を実施する(ステップS6)。
ステップS6において電圧X>閾値Bである場合、マイコン61は、電気掃除機1を充電台(スタンド20)に保持したのちに充電台(スタンド20)の充電器に異常が発生したと判断し、ステップS4に戻って使用者に充電台(スタンド20)の異常を報知するなどの処理を実施する。
また、ステップS6において閾値A<電圧X<閾値Bである場合、マイコン61は、電気掃除機1が充電台(スタンド20)に継続して保持されていると判定し(ステップ7)、並行して実施している工程の実施を維持する。その後、マイコン61は、ステップS5に戻って処理を継続する。
一方、ステップS6において電圧X<閾値Aである場合、マイコン61は、電気掃除機1が充電台(スタンド20)から取り外されたもしくは充電台(スタンド20)からの充電用電力の供給が停止されたと判定し(ステップ8)、並行して処理されていた回転ブラシ45の清掃工程やバッテリー4の充電工程を停止する。その後、マイコン61は、ステップS2に戻って処理を続ける。
第1電流検出器65は、ブラシ用電動機48に流れる電流を検出する。第2電流検出器66は、電動送風機3に流れる電流を検出する。電圧検出器67は、バッテリー4から出力される電圧を検出するものであり、つまりは測定時点におけるバッテリー4に蓄電された電力量を検出する検出器である。温度検出器68は、電動送風機3の温度を検出する。温度検出器68は、電気掃除機1内の風路中における電動送風機3から一定の距離だけ離れた位置に配置されている。
電気掃除機1は、図9に示すように、操作部15や報知部69を備えている。操作部15は、前述した操作スイッチを含んでいる。報知部69は、電気掃除機1の使用者に各種の報知を行うためのものであり例えば、発光ダイオード(LED)、スピーカー、液晶ディスプレイ等を備えている。
以上のように構成された電気掃除機1のマイコン61は、電動送風機3及びブラシ用電動機48の動作制御、バッテリー4の充放電制御、並びに、報知部69による報知動作の制御を行う制御手段に該当する。制御手段であるマイコン61は、これらの制御を、操作部15への操作内容、並びに、充電接続検出部64、第1電流検出器65、第2電流検出器66、電圧検出器67及び温度検出器68の検出結果に基づいて行う。
図11に示すように、マイコン61は、入出力部61a、周辺回路部61b、中央演算処理部61c及び記憶部61dを備えている。操作部15から出力された操作信号、並びに、充電接続検出部64、第1電流検出器65、第2電流検出器66、電圧検出器67及び温度検出器68のそれぞれから出力された検出信号は、入出力部61aを介してマイコン61に入力される。中央演算処理部61cは、前述したプロセッサである。記憶部61dは、前述したメモリである。
中央演算処理部61cは、記憶部61dに記憶されているプログラムを読みだして実行し、周辺回路部61bを介して取得した操作信号及び検出信号に基づく演算処理を行う。そして、この演算処理の結果として、電動送風機3及びブラシ用電動機48の動作、バッテリー4の充放電並びに報知部69による報知動作についての制御内容を決定する。決定された制御内容は、周辺回路部61bを介して入出力部61aから制御信号として出力される。そして、マイコン61から出力された制御信号に応じて、電動送風機3及びブラシ用電動機48の動作、バッテリー4の充放電並びに報知部69による報知動作がなされる。
次に、電気掃除機1のバッテリー4の充電工程について、図12のフロー図を参照しながら説明する。
マイコン61は、電気掃除機1の充電接続検出部64を用いて、スタンド20からバッテリー4の充電に適した充電用電力が供給されているか判断する。マイコン61は、バッテリー4の充電が可能な電力が供給されていると判断すると(ステップ10)、バッテリー4の充電工程を開始する。
バッテリー4の充電工程を開始すると、マイコン61は、スタンド20側から供給された充電用電力を用いてバッテリー4に電力を供給して充電を行う(ステップ11)。
その後、マイコン61は、定期的に電圧検出器67を用いてバッテリー4の電圧値を検出し、バッテリー4の電圧値が予め設定された充電完了電圧に達したかを比較することにより、バッテリー4に十分な電力が蓄電されたか否かを判断する(ステップ12)。
バッテリー4の電圧が充電完了電圧未満の場合、マイコン61は、バッテリー4の充電を継続する。一方、バッテリー4の電圧が充電完了電圧以上の場合、マイコン61は、バッテリー4への充電用電力の供給を遮断し、バッテリー4の充電工程を終了する(ステップ13)。
次に、本実施の形態に係る回転ブラシ45の清掃工程について説明する。電気掃除機1は、前述したように、電動送風機3によって発生する負圧による吸引力だけでなく、吸込具10に設けられた回転ブラシ45を回転して塵埃等を掻き上げることで、床面の塵埃を捕集する。そして、回転ブラシ45は、床面上の塵埃等を掻き上げる際、そのごみが回転ブラシ45の回転方向の円周長さより長い糸くず、繊維状のもの、髪の毛等であると、ごみが回転ブラシ45に絡んで巻き付いてしまう場合がある。このような状態になると、回転ブラシ45の清掃体45bは、絡みついたごみによって芯体45a側に倒れたり清掃体45bの毛同士が絡んだりして、回転ブラシ45が回転しても床面付近に清掃体45bが通過しないエリアができてしまい、その結果、当該エリアにおける回転ブラシ45が床面から掻き上げる能力が低下する。つまり、回転ブラシ45にごみが絡んで巻き付いた状態では、電気掃除機としての掃除能力が低下することになる。そして、このように回転ブラシ45にごみが付着した場合、使用者は、掃除終了後に、巻き付いたごみをはさみなどで切断して除去し、掃除能力の回復を図る行為を実施する。
これに対し、本実施の形態に記載された電気掃除機システム100は、電気掃除機1をスタンド20に保持した状態において、回転ブラシ45に付着したごみを除去する回転ブラシ45の清掃工程を備えている。以下に、本実施の形態に係る回転ブラシ45の清掃工程の、具体的な動作について説明する。
使用者は、ハンドル7を持って吸込具10を前方で筐体2が後方になるように電気掃除機1を傾けた状態で掃除作業を実施する。そして、使用者は、掃除作業が終了すると、電気掃除機1を傾けた状態のままスタンド20まで進行させる。そして、使用者は、スタンド20の近くまで進むと、更に電気掃除機1をスタンド20へ進めて吸込具10の前側から吸込具10をスタンド20の傾斜部27に乗り上げる。、吸込具10は、傾斜部27の上面の回転ブラシ清掃部30の上を通過する際、回転ブラシ45が回転ブラシ清掃部30の突起物である植毛部31と接触し、回転ブラシ45に付着したごみの一部を植毛部31側に移して除去する。そして、植毛部31側に移ったごみは、そのまま電気掃除機1が動作中であれば吸込具10の底部開口部43から吸引される。
その後、使用者は、更に電気掃除機1を前に進めて吸込具10を載置部26の上面まで進め、最終的に吸込具10の先端が台座部21に接触するまで進めて停止する。そして、使用者は、この状態から電気掃除機1の上方に位置するハンドル7側を前方に押し込み、電気掃除機1を立ち上がらせてスタンド20の各部と接続させる。使用者は、当該動作を行うことにより、図6のように電気掃除機1を立った状態でスタンド20に保持させる。
なお、電気掃除機1の吸込具10は、上記に説明したように、電気掃除機1がスタンド20に保持されている状態では、その先端が台座部21に接触するまで進めた位置、つまりは載置部26の所定の位置で載置される。そして、その状態において、吸込具10の回転ブラシ45と対面する位置には、載置部26の回転ブラシ清掃部30が設けられ、回転ブラシ清掃部30の突起物が回転ブラシ45に向かって突出している。つまり、吸込具10は、電気掃除機1がスタンド20に保持されている状態において、回転ブラシ45を回転させると回転ブラシ清掃部30の突起物に衝突するように保持される。
また、電気掃除機1は、スタンド20に保持された状態において、電気掃除機1の掃除機側電極62がスタンド20のスタンド側電極73と接触した状態となり、スタンド20と電気的に接続された状態で保持される。スタンド20が充電用電力を供給可能な状態である場合、電気掃除機1は、掃除機側電極62から充電用電力を受け取る。そして、電気掃除機1は、充電接続検出部64によってスタンド20から受け取った電力を判定し、バッテリー4の充電に適した充電用電力が供給されているか判定し、バッテリー4の充電に適した充電用電力が供給されていると判定すると電気掃除機1がスタンド20に保持されたと判定する。
マイコン61は、電気掃除機1がスタンド20に保持されバッテリー4の充電に適した充電用電力が供給されていることを検出すると、回転ブラシ45の清掃工程を開始する。
回転ブラシ45の清掃工程は、最初に、電気掃除機1のバッテリー4に残った蓄電量を取得し、その蓄電量に応じて電動送風機3へ供給する電力を選定する。ここで、バッテリー4に残った蓄電量は、本実施の形態では、電気掃除機1の運転が停止される前に電圧検出器67を用いて検出した電圧値を用いているが、これに限らず電気掃除機1がスタンド20に保持されてから電圧検出器67を用いて検出した値を使用するようにしてもよい。ただし、バッテリー4は、運転停止後に蓄電量が増えるわけでは無いのだが電圧が少し回復することがあるため、本実施の形態のように、直近の運転中に検出した電圧値を使用することで、誤差の少ないバッテリー4の蓄電量を把握することが出来る。
そして、マイコン61は、バッテリー4の蓄電量に応じて選定した電力を電動送風機3へ供給すると共にブラシ用電動機48に電力を供給し、回転ブラシ45の清掃を所定時間の間おこなう。所定時間経過すると、マイコン61は、回転ブラシ45の清掃工程を終了し、次にバッテリー4の充電工程を実施する。
このように、本実施の形態では、回転ブラシ45の清掃工程にバッテリー4からブラシ用電動機48及び電動送風機3へ電力を供給するので、その間はバッテリー4への充電を行う充電工程は停止し、回転ブラシ清掃工程が終了したのちに充電工程を実施する。当該処置を行うことにより、充電と放電を同時に実施することによるバッテリー4の蓄電能力低下や異常発生を抑制することができる。ただし、バッテリー4の充電工程と回転ブラシ45の清掃工程とを同時に実施することを否定するものではない。
次に、回転ブラシ45の清掃工程の動作について、図13のフロー図を用いてもう少し詳細に説明する。
マイコン61は、運転中、定期的に電圧検出器67を用いて検出したバッテリー4の蓄電量に相当する電圧値を取得して記録する。そして、マイコン61は、電気掃除機1がスタンド20に保持されバッテリー4の充電に適した充電用電力が供給されていることを検出すると(ステップ20)、回転ブラシ45の清掃工程を開始し、運転中に取得した最も新しいバッテリー4の電圧値を取得する。
そして、マイコン61は、取得したバッテリー4の電圧値から当該清掃工程における電動送風機3へ供給する電力を示す運転モードを選定する。具体的には、マイコン61は、所定時間の間、ブラシ用電動機48および電動送風機3を高風量で動作させるのに必要な蓄電量として推定される予め定められた電圧値の閾値1と、バッテリー4の電圧と、を比較して判断する(ステップ21)。
マイコン61は、バッテリー4の電圧が閾値1より大きいと判断した場合(ステップ21:Yes)、以降のステップにて、電動送風機3を高風量で動作させることが出来る電力を供給することを示す強モードを選択する(ステップ22)。
また、マイコン61は、バッテリー4の電圧が閾値1より小さいと判断した場合(ステップ21:No)、次に、バッテリー4の電圧と閾値1よりも小さいが電動送風機3を低風量で動作させれば所定時間の間動作させることが出来る蓄電量となる閾値2とを比較する(ステップ23)。
マイコン61は、ステップ23において、バッテリー4の電圧が閾値2より大きいと判断した場合(ステップ23:Yes)、以降のステップにて、電動送風機3を低風量で動作させることができる電力を供給することを示す弱モードを選択する(ステップ24)。
また、マイコン61は、バッテリー4の電圧が閾値2より小さい場合(ステップ23:No)、回転ブラシ45の清掃工程を実施するだけの蓄電量がバッテリー4にないと判断し、電動送風機3に供給する電力をゼロと判断し(ステップ25)、回転ブラシ45の清掃工程を終了する。ここで、本実施の形態では、マイコン61は、バッテリー4に蓄電された電力を限界まで使用することでバッテリー4が劣化しないように、バッテリー4の蓄電量が所定値以下の時は回転ブラシ45の清掃工程の実施を終了するという選択を行う。つまり、マイコン61は、バッテリー4の蓄電量が所定値以下の時は、回転ブラシ45の清掃工程における電動送風機3へ供給する電力がゼロとし、以降のステップの動作を実施することなく直ぐに回転ブラシ45の清掃工程を終了する。
ステップ22やステップ24において運転モードを選択すると、マイコン61は、選択したモードに応じた電力を電動送風機3に供給すると共にブラシ用電動機48にも電力を供給して動作させる(ステップ26)。当該動作により、回転ブラシ45の清掃体45bに付着したごみは、回転ブラシ45の回転と回転ブラシ清掃部30の突起物によって清掃体45bから引きはがされて回転ブラシ45から分離し、そして電動送風機3の動作によって発生した吸引力により底部開口部43から吸い込まれて集塵部6に捕集される。
なお、当該ステップにおいて、電動送風機3によって発生させる吸引力は、低風量であっても回転ブラシ45から分離したごみを吸引し集塵部6に捕集することができるものである。しかしながら、回転ブラシ45から分離したごみが異常に重かったなど様々な原因により、回転ブラシ45から分離したごみが、集塵部6より手前に残存してしまう場合がある。その場合、使用者が、次に掃除作業を行おうと電気掃除機1の運転を開始した際に、回転ブラシ45から分離したごみを集塵部6に捕集する。
一方、電動送風機3を高風量で動作させた場合は、ステップ26の動作によって、回転ブラシ45から分離した通常よりも重いごみなどを、集塵部6に捕集することができる。
マイコン61は、ステップ26を動作させたのち、ステップ26の終了条件に合致するかを判断し(ステップ27)、終了条件に合致するまでステップ26の動作を継続する(ステップ27:No)。なお、ここでの終了条件は、ステップ26が開始してからの動作時間が、予め定められた所定時間に達したことを条件としている。
終了条件に合致すると(ステップ27:Yes)、マイコン61は、ブラシ用電動機48と電動送風機3の動作を停止し、回転ブラシ45の清掃工程を終了する(ステップ28)。
そして、マイコン61は、回転ブラシ45の清掃工程を終了した後、バッテリー4の充電工程を実施する。
このように、マイコン61は、バッテリー4の蓄電量に応じてブラシ用電動機48及び電動送風機3の動作を制御することで、バッテリー4に十分な蓄電量がある際に、回転ブラシ45から分離したごみを回転ブラシ45の清掃工程中により確実に集塵部6で捕集することが出来る。
なお、マイコン61は、バッテリー4の蓄電量不足によって回転ブラシ45の清掃工程を終了した場合(ステップ25)、その後に実施するバッテリー4の充電工程によってバッテリー4に蓄電量を増加させた後に、再度回転ブラシ45の清掃工程を実施する。このように、マイコン61は、バッテリー4の蓄電量に応じて充電工程と回転ブラシ45の清掃工程の順番を入れ替えて実施させるので、バッテリー4の蓄電量が少ない状態でも回転ブラシ45の清掃工程を実施することが出来る。なお、回転ブラシ45の清掃工程より先にバッテリー4の充電工程を実施する場合は、少なくともバッテリー4の充電工程においてバッテリー4の蓄電量が閾値1以上になるまで充電されることを条件に、再度回転ブラシ45の清掃工程を実施するようにしている。
なお、回転ブラシ45の清掃工程は、数回の掃除回数に対して一度実施すれば掃除作業として必要十分な回転ブラシ45の床面上のごみを掻き上げる能力を維持できるものであることから、毎回清掃工程を実施しなくても、電気掃除機1の掃除機能を維持することが出来るという効果を奏することが出来る。ただし、工程の順番を入れ替える当該動作を実施することで毎回回転ブラシ45の清掃工程を実施することができるので、電気掃除機1は、常に高い回転ブラシ45の床面上のごみを掻き上げる能力を維持できるので、掃除機能を高いまま維持することが出来る。
なお、電気掃除機1は、バッテリー4の充電工程の後に回転ブラシ45の清掃工程を実施する場合、使用者に回転ブラシ45の清掃工程を実施していることがわかるように報知部69を用いて報知する。これにより、使用者は、電気掃除機1が機器の異常により動作しているのではなく、回転ブラシ45の清掃工程を実施しているということを把握することが出来る。
また、本実施の形態の電気掃除機システムは、回転ブラシ45の清掃工程の開始条件を、電気掃除機1がスタンド20に保持されているだけでなく、充電用電力が供給可能な状態であることを条件としている。したがって、本実施の形態の電気掃除機システムは、確実に回転ブラシ45の清掃工程を実施したあと直ぐにバッテリー4の充電工程を実施することが出来るので、回転ブラシ45の清掃工程を実施することでその後に使用者が掃除可能な時間が不足するという問題を抑制することが出来る。
更に、上記の問題の発生を抑制するために、バッテリー4の電圧値が閾値1よりも小さいことを条件に、バッテリー4の充電工程を回転ブラシ45の清掃工程より先に実施するように設定してもよい。
また、回転ブラシ45の清掃工程は、基本的に回転ブラシ45が回転ブラシ清掃部30と対面する状態で保持されていれば実施できるものであることから、電気掃除機1がスタンド20に保持されたことを条件として実施するようにしてもよい。このような条件にすることにより、充電機能を備えていないスタンド20であっても、回転ブラシ45の清掃工程を実施することが出来る。この場合、状態検出部として必要な機能としては、電気掃除機1がスタンド20に保持されていることを検出する保持状態検出部としての機能を有していれば十分なものである。
また、上記のように保持機能と充電機能が別の構造で構成されている場合、状態検出部は、給電状態検出部と保持状態検出部をそれぞれ別の構造で構成することになる。この時、状態検出部は、給電状態検出部によって充電用電力の供給があることを検出し且つ保持状態検出部によって電気掃除機1が保持状態にあることを検出した状態を清掃工程や充電工程を実施する際の条件にすることにより、本実施の形態と同様に充電工程との順番入れ替えによる低蓄電量時の清掃工程実施や清掃工程による掃除時間短縮を抑制するという効果を得ることができる。
また、バッテリー4の充電用電力において必要な電流は高々2A程度であるのに対し、回転ブラシ45の清掃工程の弱モードにて電動送風機3により十分な吸引力が得られる駆動電力として必要な電流は10A以上である。したがって、スタンド20側から供給された充電用電力で電動送風機3を駆動した場合、十分な吸引力が得られず、あるいは、スタンド20側から供給された充電用電力で電動送風機3による十分な吸引力を得ようとした場合、このためにスタンド20の電圧変換部72として10A以上の電流に対応した大容量のものを備える必要がある。これに対し、この実施の形態に係る電気掃除機システム100によれば、スタンド20にバッテリー4の充電に必要なものよりも大容量の電力供給手段を備える必要なく、スタンド20に電気掃除機1が置かれたときに電動送風機3により十分な吸引力を発揮させて吸込具10の回転ブラシ45を清掃することができる。
ここで、台座部21は、載置部26に載置された吸込具10の前側の上面を下方へ押さえつけるような形のせり出し部28を備えている。つまり、せり出し部28は、載置部26に載置された吸込具10上方へと移動することを規制する移動規制手段となる。
吸込具10は、回転ブラシ45の清掃工程の際、回転ブラシ45の清掃体45bを回転ブラシ清掃部30の突起物に押し当て且つ変形させてすり抜けさせることで回転ブラシ45に付着したごみを除去するため、清掃体45bの弾性変形に対する反力が作用する。つまり、吸込具10は、回転ブラシ45の清掃工程の際、回転ブラシ45の清掃体45bが弾性変形する際に発生する反力によって、回転ブラシ清掃部30から離れる方向、つまり上方へと移動しようとする力が作用する。この時、吸込具10が上方へ移動してしまうと、回転ブラシ45の清掃体45bと回転ブラシ清掃部30の突起物の接触圧力が弱まってしまうため、回転ブラシ45に付着したごみを引きはがす力が低減してしまう。
これに対し、この実施の形態に係るスタンド20は、吸込具10の上方への移動を規制する移動規制手段であるせり出し部28を備えることにより、回転ブラシ45の清掃工程の際に吸込具10が載置部26から離れる方向となる上方へ移動することを抑制することが出来る。これにより、回転ブラシ45の清掃工程の際、回転ブラシ清掃部30と回転ブラシ45の清掃体45bとの接触状態を適切に維持することができるので、回転ブラシ45の清掃体45bに付着したごみの除去効果を安定して発揮できる。
また、使用者は、電気掃除機1をスタンド20に保持させる際、集塵部6を取り外して中のごみを捨てたり、吸込具10のメンテナンスを行ったりすることがある。そこで、マイコン61は、スタンド20に保持されている電気掃除機1の集塵部6や吸込具10が取り外されていることを検出した場合、ステップ27の終了条件に合致していると判断し、回転ブラシ45の清掃工程を終了してバッテリー4の充電工程を実施する。ここで、本実施の形態では、集塵部6の取り外しは、集塵部6を電気掃除機1に取り付ける際の取り付け具の位置によって集塵部6の取り外しを判断しているが、例えば電動送風機3を駆動した際の負荷が軽いことを検出して、取り外しと判断してもよい。また、本実施の形態では、吸込具10の取り外しは、ブラシ用電動機48への通電が遮断されているときに吸込具10が取り外されていると判断している。
また、本実施の形態の電気掃除機システムは、電気掃除機1がスタンド20に保持されてから回転ブラシ45の清掃工程が終了するまでの間に、使用者の操作によって回転ブラシ45の清掃工程の終了や充電工程の後に清掃工程を実施するよう工程の順番を変更することが出来る。例えば、マイコン61は、電気掃除機1がスタンド20に保持されてから回転ブラシ45の清掃工程が終了するまでの間に、予め設定された操作が電気掃除機1になされた場合に、回転ブラシ45の清掃工程を終了して、バッテリー4の充電工程を実施する。予め設定された操作としては、例えば、操作部15の電源「切」スイッチを押すと回転ブラシ45の清掃工程の終了を指示する操作、操作部15の運転「停止」スイッチを押すと先にバッテリー4の充電工程の実施を指示する操作となる。このようにすることで、使用者は、使用者の利用条件にあった操作を選択することが出来るので、利便性の向上を図ることが可能である。例えば、利用者は、吸込具10が汚れてないと分かっているので清掃工程を実施したくない、掃除の合間に保持させてるので充電工程を先に実施したい、などの利用条件にあった動作を選択することが出来る。
また、電気掃除機1がスタンド20に保持されているが回転ブラシ45の清掃工程を実施していないときに、使用者の操作により回転ブラシ45の清掃工程を行うようにしてもよい。この場合、マイコン61は、バッテリー4の充電工程を実施しているときはこれを中止し、回転ブラシ45の清掃工程を実施する。また、開始操作としては、例えば、操作部15の運転「開始」スイッチへの操作等を挙げることができる。
このようにすることで、使用者が希望するタイミングで、回転ブラシ45の清掃を実施することができるので、使用者の利便性の向上を図ることが可能である。
さらに、電気掃除機1がスタンド20に置かれたときに回転ブラシ45の清掃工程を行うか否か、はたまた回転ブラシ45の清掃工程とバッテリー4の充電工程のどちらを先に実施するかについて、事前に設定できるようにしてもよい。この場合、例えば、使用者が操作部15を操作することで、電気掃除機1がスタンド20に置かれたときに回転ブラシ45の清掃工程を行うか否か、どのような順番で実施するか、を設定できるようにする。この際の設定情報は、例えば、マイコン61の記憶部61dに記憶しておく。このような設定手段を備えることで、利便性のさらなる向上を図ることが可能である。
変形例.
なお、ここまでの実施の形態では、スタンド20に回転ブラシ清掃部30を備えたものであったが、回転ブラシ清掃部30は、例えば吸込具10側に設けるようにしてもよい。その場合、回転ブラシ清掃部30は、例えば図14に示すように、電気掃除機1を自立した状態にしたときに吸込室44内に回転ブラシ清掃部30の突起物が回転ブラシ45に向かって突出するように構成する。このように構成することで、スタンド20上に電気掃除機1の吸込具10を載置する必要が無くなるので、スタンド20を小さくすることが出来る。また、スタンド20が無くても電気掃除機1自身で自立した状態を維持し保持状態となれる電気掃除機1に対し、当該構造を設けることにより、本実施の形態で説明した回転ブラシ45の清掃工程を実施することが出来る。
なお、その場合は、状態検出部は、電気掃除機1が自立して保持された状態を検出するだけでなく、外部から充電用電力の供給を受けたことも併せて検出した際に回転ブラシ45の清掃工程に移行するトリガーとすることにより、電気掃除機1を自立させるたびに回転ブラシ45の清掃工程を実施してバッテリー4の蓄電量を必要以上に消費することを避ける構造となっている。
1 電気掃除機
2 筐体
3 電動送風機
4 バッテリー
5 筒状部
6 集塵部
7 ハンドル
8 接続口
9 延長管
10 吸込具
11 後端面
12 排気口
13 接続部
14 関節部
15 操作部
20 スタンド
21 台座部
22 支柱部
23 ハンドル支持部
24 集塵部支持部
25 接続口受け部
26 載置部
27 傾斜部
28 せり出し部
29 取付面部
30 回転ブラシ清掃部
31 植毛部
41 下ケース
42 上ケース
43 底部開口部
44 吸込室
45 回転ブラシ
45a 芯体
45b 清掃体
46 軸受
47 回転ブラシ保持部
48 ブラシ用電動機
49 吸込口
50 車輪
60 制御基板
61 マイコン
61a 入出力部
61b 周辺回路部
61c 中央演算処理部
61d 記憶部
62 掃除機側電極
63 電圧判定部
64 充電接続検出部
65 第1電流検出器
66 第2電流検出器
67 電圧検出器
68 温度検出器
69 報知部
71 電源プラグ
72 電圧変換部
73 スタンド側電極
100 電気掃除機システム

Claims (16)

  1. 吸込具を有する電気掃除機と、前記吸込具を載置し且つ前記電気掃除機を立った状態で保持するスタンドと、を備えた電気掃除機システムであって、
    前記電気掃除機は、
    前記吸込具の吸込口に設けられた回転ブラシと、
    前記吸込具に設けられ前記回転ブラシを回転させるブラシ用電動機と、
    前記吸込口の外から吸引する気流を生成する電動送風機と、
    前記ブラシ用電動機及び前記電動送風機の駆動電力を供給する二次電池と、
    前記二次電池に蓄電された電力量を検出する検出器と、
    前記スタンドに保持されていることを検出する状態検出部と、
    前記ブラシ用電動機及び前記電動送風機の駆動を制御し、前記スタンドに保持された状態で前記二次電池の電力を用いて前記電動送風機と前記ブラシ用電動機を駆動させる回転ブラシ清掃工程と、外部から充電用電力の供給を受けて前記二次電池を充電する充電工程と、を有する制御手段と、
    を備え、
    前記スタンドは、
    前記吸込具を載置する台部と、
    前記台部の上方に設けられ、前記電気掃除機を立った状態で支持する支持部と、
    前記台部の前記吸込具が載置された際に前記回転ブラシと対面する位置に設けられ、前記台部から上方に向けて突出した構造となる回転ブラシ清掃部と、
    を備え、
    前記制御手段は、
    前記回転ブラシ清掃工程において前記電動送風機を駆動させる前に前記検出器によって検出した前記二次電池の蓄電量に基づき、前記回転ブラシ清掃工程における前記電動送風機への供給電力を選択する
    電気掃除機システム。
  2. 前記スタンドは、
    外部電源を前記二次電池の充電に適した充電用電力に変換する電力変換部を備え、
    前記電気掃除機を保持している状態において、前記充電用電力を前記電気掃除機に供給する
    請求項1に記載の電気掃除機システム。
  3. 前記状態検出部は、
    前記電気掃除機に外部から前記充電用電力が供給され且つ前記電気掃除機が前記スタンドに保持されていることを検出する、
    請求項2に記載の電気掃除機システム。
  4. 前記制御手段は、
    前記回転ブラシ清掃工程において、前記二次電池の蓄電量が第1の閾値より大きい場合に第1供給電圧を前記電動送風機へ供給し、前記二次電池の蓄電量が第1の閾値より小さい場合に前記第1供給電圧よりも低い電圧となる第2供給電圧を前記電動送風機へ供給する、
    請求項3に記載の電気掃除機システム。
  5. 前記制御手段は、前記回転ブラシ清掃工程において、前記二次電池の蓄電量が第1の閾値より低い値となる第2の閾値より小さい場合に前記回転ブラシ清掃工程を終了する
    請求項4に記載の電気掃除機システム。
  6. 前記制御手段は、
    前記回転ブラシ清掃工程において、前記二次電池の蓄電量が第1の閾値より大きい場合に第1供給電圧を前記電動送風機へ供給し、前記二次電池の蓄電量が第1の閾値より小さい場合に前記回転ブラシ清掃工程を終了する
    請求項3に記載の電気掃除機システム。
  7. 前記制御手段は、前記回転ブラシ清掃工程が終了した後に、前記充電工程を実施する
    請求項4から請求項6のいずれかに記載の電気掃除機システム。
  8. 前記制御手段は、前記回転ブラシ清掃工程を終了した後に前記充電工程を実施し、その後に再度前記回転ブラシ清掃工程を実施する
    請求項5または請求項6のいずれかに記載の電気掃除機システム。
  9. 前記制御手段は、前記二次電池の蓄電量に応じて、前記回転ブラシ清掃工程と前記充電工程の実施する順番を切り替える
    請求項3に記載の電気掃除機システム。
  10. 吸込具と、前記吸込具の吸込口に設けられた回転ブラシと、前記吸込具に設けられ前記回転ブラシを回転させるブラシ用電動機と、前記吸込口の外から吸引する気流を生成する電動送風機と、前記ブラシ用電動機及び前記電動送風機の駆動電力を供給する二次電池と、前記ブラシ用電動機及び前記電動送風機の駆動を制御すると共に外部から充電用電力の供給を受けて前記二次電池を充電する充電工程を有する制御手段と、を備える電気掃除機であって、
    前記電気掃除機は、
    前記吸込具に設けられ前記回転ブラシに向けて突出した突起物で構成された回転ブラシ清掃部と、
    前記二次電池に蓄電された電力量を検出する検出器と、
    前記電気掃除機が自立した状態にあること及び外部から前記充電用電力が供給されていることを検出する状態検出部と、
    を備え、
    前記制御手段は、
    前記電気掃除機が自立した状態において、前記二次電池の電力を用いて前記電動送風機と前記ブラシ用電動機を駆動させる回転ブラシ清掃工程と、を備え、
    前記回転ブラシ清掃工程において前記電動送風機を駆動させる前に前記検出器によって検出した前記二次電池の蓄電量に基づき、前記回転ブラシ清掃工程における前記電動送風機への供給電力を選択する
    電気掃除機。
  11. 前記制御手段は、
    前記回転ブラシ清掃工程において、前記二次電池の蓄電量が第1の閾値より大きい場合に第1供給電圧を前記電動送風機へ供給し、前記二次電池の蓄電量が第1の閾値より小さい場合に前記第1供給電圧よりも低い電圧となる第2供給電圧を前記電動送風機へ供給する、
    請求項10に記載の電気掃除機。
  12. 前記制御手段は、前記回転ブラシ清掃工程において、前記二次電池の蓄電量が第1の閾値より低い値となる第2の閾値より小さい場合に前前記回転ブラシ清掃工程を終了する
    請求項10に記載の電気掃除機。
  13. 前記制御手段は、
    前記回転ブラシ清掃工程において、前記二次電池の蓄電量が第1の閾値より大きい場合に第1供給電圧を前記電動送風機へ供給し、前記二次電池の蓄電量が第1の閾値より小さい場合に前記回転ブラシ清掃工程を終了する
    請求項10に記載の電気掃除機。
  14. 前記制御手段は、前記回転ブラシ清掃工程が終了した後に、前記充電工程を実施する
    請求項10から請求項13のいずれかに記載の電気掃除機。
  15. 前記制御手段は、前記回転ブラシ清掃工程を終了した後に前記充電工程を実施し、その後に再度前記回転ブラシ清掃工程を実施する
    請求項12または請求項13のいずれかに記載の電気掃除機。
  16. 前記制御手段は、前記二次電池の蓄電量に応じて、前記回転ブラシ清掃工程と前記充電工程の実施する順番を切り替える
    請求項10に記載の電気掃除機。
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