JP7291575B2 - 電気掃除機 - Google Patents
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Description
また、バッテリを電源とする電気掃除機では、吸引力と運転可能時間はトレードオフの関係にある。このため、オペレータが吸引力を強くすると電気掃除機の運転可能時間は短くなる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされた電気掃除機を提供する。
前記制御部は、電気掃除機が所定の時間運転できるように電動送風機の消費電力及びバッテリの電池残量又は電池電圧に基づきバッテリから第1モータへ供給する電力を調節するように設けられることが好ましい。このことにより、電気掃除機の運転可能時間を調節することができ、電気掃除機を所定の時間運転させることができる。
本発明の電気掃除機は回転ブラシ及び前記回転ブラシを回転させる第2モータを備えることが好ましく、前記制御部は、電気掃除機が所定の時間運転できるように電動送風機の消費電力、第2モータの消費電力及びバッテリの電池残量又は電池電圧に基づきバッテリから第1モータ又は第2モータへ供給する電力を調節するように設けられることが好ましい。このことにより、電気掃除機がパワーブラシ(回転ブラシ)を有する場合であっても、電気掃除機の運転可能時間を調節することができ、電気掃除機を所定の時間運転させることができる。
前記制御部は、バッテリの電池残量又は電池電圧を通信部を介して外部機器に送信するように設けられることが好ましい。このことにより、外部機器を利用してバッテリの電池残量に応じた運転時間を設定することが可能になる。
本発明の電気掃除機は報知部を備えることが好ましく、前記制御部は、電気掃除機の運転中において残りの運転可能時間を報知部を介してオペレータに知らせるように設けられることが好ましい。このことにより、オペレータが残りの運転可能時間を知ることができる。
図1は本実施形態の電気掃除機の概略斜視図であり、図2は電気掃除機の電気的構成を示すブロック図である。
本実施形態の電気掃除機50は、空気を電気掃除機50内に吸引するように設けられたファン2及びファン2を回転させる第1モータ3を有する電動送風機4と、第1モータ3に電力を供給するように設けられたバッテリ12と、電気掃除機50を制御するように設けられた第1制御部8とを備え、第1制御部8は、バッテリ12の電池残量又は電池電圧に基づきバッテリ12から第1モータ3へ供給する電力を調節することにより電気掃除機50の運転可能時間を調節するように設けられる。
また、電気掃除機50は、集塵部11、回転ブラシ17、第1通信部20、報知部23、操作部32又はゴミ検知センサ30を備えることができる。
また、集塵方式は、紙パック式であってもよく、サイクロン式であってもよく、フィルタ式であってもよい。また、本実施形態の電気掃除機50は、バッテリ12を駆動電源とするコードレス掃除機である。
電気掃除機50の吸引力は、第1制御部8の第1調節部37によりバッテリ12から電動送風機4の第1モータ3に供給する電力又は電流を調節しファン2の回転数を調節することにより制御することができる。
また、電気掃除機50が第2モータ18及び回転ブラシ17を有する場合には、第1制御部8の第2調節部38によりバッテリ12から第2モータ18に供給する電力又は電流を調節することにより回転ブラシ17の回転数を調節することができる。
また、バッテリ12は電力線により第1制御部8と接続し、バッテリ12から電動送風機4の第1モータ3などへ第1制御部8を介して電力が供給される。
回転ブラシ17がパワーブラシである場合、第1制御部8は、第2モータ18の負荷トルクの大きさ又は変化に基づき、絨毯を掃除していることを検出するように設けることができる。
第1制御部8は、絨毯を掃除していることを検出したときに電気掃除機50の吸引力を上昇させることができる。このことにより、パイル根元のゴミを効率よく除去することができる。
第1制御部8は、ゴミ検知センサ30が多量のゴミを検出したときに電気掃除機50の吸引力を上昇させることができる。このことにより、吸引するゴミ量に合わせて吸引力を変化させることができる。
パワーモードは、電気掃除機50の吸引力を一時的に上昇させるモードである。オペレータが電気掃除機50の吸引力を一時的に上昇させたい場合にオペレータが操作部32のボタンを押すことにより電気掃除機50は一時的に(例えば5秒間)パワーモードとなる。
第1通信部20の通信方式は、例えば、近距離無線通信、有線LAN方式、無線LAN方式、Bluetooth(登録商標)、ZigBee(登録商標)又はLPWAである。また、第1通信部20は、USBケーブル、LANケーブルなどで外部機器21と接続できるように設けられてもよく、このケーブルを利用して外部機器21とデータ通信できるように設けられてもよい。
第1制御部8は、複数の制御基板から構成されてもよい。これらの複数の制御基板は信号線又は電力線で接続することができる。第1制御部8は、例えば、電動送風機用駆動回路及び第1検出回路5を備えた制御基板、回転ブラシ用駆動回路を備えた制御基板、充電回路を備えた制御基板、クーロンカウンタを備えた制御基板、マイクロコントローラなどから構成される。また、これらの回路などは、同じ制御基板に搭載されていてもよい。
また、所定の運転時間を電気掃除機50を運転させるための電気掃除機50のパワーは、バッテリ12から取り出すことができるエネルギー量(Wh)と、電気掃除機50の運転時間とから算出することが可能である。
このように、運転可能時間が短くなると、オペレータが予定していた掃除範囲を掃除できなくなる場合が生じる。
また、集塵部11のフィルタが汚れた場合、電動送風機4の消費電力が小さくなり、電気掃除機50の運転可能時間は長くなる。
まず、オペレータが操作部32のボタンを押して運転モードを選択し、電気掃除機50の運転を開始する。
ステップS1において、第1制御部8は、選択した運転モードで運転したときの電気掃除機50の消費電力、バッテリ12の電池容量、電池残量(又は電池電圧)から電気掃除機50の運転可能時間を算出し、算出した運転可能時間を運転時間(目標運転時間)として設定する。第1制御部8は、この設定した運転時間の間、電気掃除機50を運転できるように電気掃除機50を制御する。
例えば、電圧検出回路の出力又はクーロンカウンタの出力に基づき、バッテリ12の電池残量の変化量又は電池電圧の変化量を算出し、この変化量に基づき電気掃除機50の消費電力を算出する。
また、例えば、第1検出回路5の出力に基づき電動送風機4の消費電力を算出し、第2検出回路6の出力に基づき第2モータ18の消費電力を算出する。これらの消費電力に第1制御部8などの消費電力を合算して電気掃除機50の消費電力を算出する。
このようなフローを第1パワーモードでの運転毎に繰り返す。
第2パワーモードでは、電気掃除機50の消費電力が大きくなるため、バッテリ12の電池残量の低下率が大きくなる。このため、第2パワーモード終了後のバッテリ12の電池残量は、想定した電池残量よりも少なくなる。
このようなフローを絨毯が検出される毎に繰り返す。
第3パワーモードでは、電気掃除機50の消費電力が大きくなるため、バッテリ12の電池残量の低下率が大きくなる。このため、第3パワーモード終了後のバッテリ12の電池残量は、想定した電池残量よりも少なくなる。
このようなフローを多量のゴミの吸引が検出される毎に繰り返す。
第1制御部8は、電気掃除機50の運転中において残りの運転可能時間を報知部23を介してオペレータに知らせるように設けられる。図3に示したフローチャートのステップS1で運転時間を設定した後、電気掃除機50の運転を続けると、運転可能時間は時間の経過と共に減っていく。この減っていく残りの運転可能時間を報知部23を介してオペレータに知らせる。
その他の構成は第1実施形態と同様である。また、第1実施形態についての記載は矛盾がない限り第2実施形態についても当てはまる。
図3に示したフローチャートのステップS1では、第1制御部8はオペレータが選択した運転モードに基づき運転時間を設定していたが、第3実施形態では、第1制御部8は、第1通信部20を介して電気掃除機50(第1制御部8)と通信可能な外部機器21を用いて運転時間を設定する。
外部機器21は、表示部43及び入力部44を備える機器である。外部機器21は、例えば、スマートフォン、タブレットPC、携帯電話などの携帯端末などである。外部機器21がタッチパネルディスプレイを備える場合、タッチパネルディスプレイが表示部43及び入力部44となる。また、外部機器21は、第2制御部41、第2記憶部42、第2通信部45などを備える。
電気掃除機50の第1制御部8は、第1通信部20及び第2通信部45を介して外部機器21の第2制御部41へバッテリ12の電池残量又は電池電圧を送信する。また、第1制御部8は、バッテリ12の電池容量及び電気掃除機50の消費電力に関する情報を第2制御部41へ送信してもよい。また、外部機器21の第2記憶部42がバッテリ12の電池容量及び電気掃除機50の消費電力に関する情報を記憶していてもよい。
最長運転可能時間及び最小パワーは、第1モータ3の最低回転数を用いて算出することができる。また、集塵部11がサイクロン集塵器を備える場合、サイクロン集塵器がサイクロン分離を行える最低限の出力に基づき最長運転可能時間及び最小パワーを算出することができる。
オペレータは、運転時間及びパワーを調節した後、表示部43(入力部44)に表示された送信ボタンを押す。送信ボタンが押されると、第2制御部41は、第1通信部20及び第2通信部45を介して調節された運転時間を第1制御部8へ送信する。第1制御部8は、受信した運転時間を電気掃除機50の運転時間として設定する。
ステップS2以降のフローは第1実施形態と同様である。
その他の構成は第1又は第2実施形態と同様である。また、第1又は第2実施形態についての記載は矛盾がない限り第3実施形態についても当てはまる。
Claims (8)
- 空気を電気掃除機内に吸引するように設けられたファン及びそのファンを回転させる第1モータを有する電動送風機と、第1モータに電力を供給するように設けられたバッテリと、前記電気掃除機を制御するように設けられた制御部と、数字表示部を有する報知部とを備え、
前記制御部は、前記数字表示部を用いて残りの運転可能時間をオペレータに知らせるように設けられ、
前記電気掃除機は、第1モータへの電力供給を一時的に大きくするパワーモードを含む複数の運転モードを有し、前記電気掃除機の運転開始時にオペレータが運転モードを選択するように設けられ、
前記制御部は、選択された運転モードでの運転開始時に前記バッテリの電池残量又は電池電圧に基づいて算出される運転可能時間を目標運転時間として設定し前記電気掃除機の運転を開始するように設けられ、運転開始後に前記パワーモードが使用された場合、前記目標運転時間の間前記電気掃除機を運転できるように、前記パワーモードの使用後の前記バッテリの電池残量又は電池電圧に基づき前記バッテリから第1モータへ供給する電力を調節するように設けられたことを特徴とする電気掃除機。 - 前記制御部は、前記バッテリの電池残量の変化又は前記バッテリの電池電圧の変化に基づき前記電気掃除機の消費電力を算出するように設けられ、かつ、前記電気掃除機が所定の時間運転できるように前記電気掃除機の消費電力及び前記バッテリの電池残量又は電池電圧に基づき前記バッテリから第1モータへ供給する電力を調節するように設けられた請求項1に記載の電気掃除機。
- 前記制御部は、前記電気掃除機が所定の時間運転できるように前記電動送風機の消費電力及び前記バッテリの電池残量又は電池電圧に基づき前記バッテリから第1モータへ供給する電力を調節するように設けられた請求項1又は2に記載の電気掃除機。
- 前記制御部は、前記バッテリから第1モータへ供給する電流又は電力を検出するように設けられた検出回路を備え、かつ、前記検出回路の出力に基づき前記電動送風機の消費電力を算出するように設けられた請求項3に記載の電気掃除機。
- 回転ブラシ及び前記回転ブラシを回転させる第2モータをさらに備え、
前記制御部は、前記電気掃除機が所定の時間運転できるように前記電動送風機の消費電力、第2モータの消費電力及び前記バッテリの電池残量又は電池電圧に基づき前記バッテリから第1モータ又は第2モータへ供給する電力を調節するように設けられた請求項1~4のいずれか1つに記載の電気掃除機。 - 外部機器と通信可能に設けられた通信部をさらに備え、
前記制御部は、前記通信部を介して前記外部機器から入力した情報に基づき前記所定の時間を定めるように設けられた請求項2~5のいずれか1つに記載の電気掃除機。 - 前記制御部は、前記バッテリの電池残量又は電池電圧を前記通信部を介して前記外部機器に送信するように設けられた請求項6に記載の電気掃除機。
- 前記制御部は、電気掃除機の運転中において残りの運転可能時間を前記報知部を介してオペレータに知らせるように設けられた請求項1~7のいずれか1つに記載の電気掃除機。
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