TWI603705B

TWI603705B - 真空吸塵器

Info

Publication number: TWI603705B
Application number: TW105125350A
Authority: TW
Inventors: 李崇根; 李清一; 金星佑
Original assignee: Ｌｇ電子股份有限公司
Priority date: 2015-08-13
Filing date: 2016-08-09
Publication date: 2017-11-01
Also published as: EP3130270A1; US20170042400A1; US10182694B2; KR20170019890A; RU2639243C1; EP3130270B1; TW201705893A

Description

真空吸塵器

本發明揭露一種真空吸塵器。

通常，真空吸塵器是利用安裝在主體內部的吸取馬達所產生的吸力吸取含有灰塵的空氣並過濾主體中的灰塵的裝置。

真空吸塵器分為手動吸塵器和自動吸塵器。手動吸塵器是使用者直接進行清潔操作的吸塵器，而自動吸塵器是在吸塵器本身行進時執行清潔操作的吸塵器。

手動吸塵器可以分為筒式和直立式，在筒式手動吸塵器中，從主體分離地提供一吸嘴，且通過連接管與主體連接；在直立式手動吸塵器中，吸嘴耦接至主體。

在作為現有技術文獻的韓國專利申請第2006-0034851號(於2006年04月26日公開)中，揭露了一種有線和無線真空吸塵器(以下稱為「真空吸塵器」)。

現有技術中揭露的真空吸塵器包括：一電池、一捲線盤以及一真空吸取馬達，可以同時使用安裝於其中的DC電源的電池電源和AC電源的外部電源。

並且，該真空吸塵器進一步包括：一捲線盤門以及一AC/DC開關。

當捲線盤門開啟時，AC/DC開關切換至AC電源模式，以及當捲線盤門關閉時，AC/DC開關切換至DC電源模式。

根據這種現有技術文獻，由於真空吸塵器應該同時包括電池和捲線盤，具有真空吸塵器重的問題。

同樣，由於AC模式或DC模式應該使用AC/DC開關來切換，具有另一個問題，即製造成本增加，且其結構複雜化。

同樣，由於用於檢測捲線盤門的開啟和關閉的捲線盤門開啟檢測感測器應該被提供以切換模式，還具有另一個問題，即製造成本進一步增加，而且其結構進一步複雜化。

本發明旨在提供一種真空吸塵器，其中選擇性地安裝一捲線盤組件和一電池組件。

根據本發明的一態樣，提供一種真空吸塵器，包括：一吸塵器本體，具有一吸取馬達；一吸取部，被配置以與該吸塵器本體相連通且吸取空氣和灰塵；一安裝部，設置在該吸塵器本體；一電池組件，分離地安裝在該安裝部，且具有一電池；一捲線盤組件，分離地安裝在該安裝部，以替換該電池組件，且具有一電源線；一控制器，被配置以基於安裝在該安裝部的組件控制該吸取馬達；以及一反相器，被配置以施加從安裝在該安裝部的組件所接收的電壓至該吸取馬達；其中，當該電池組件安裝於該安裝部時，該吸取馬達操作，且該吸取馬達的一操作時間超過一預定時間，或者自該電池組件輸出的電壓達到一參考電壓，該控制器增加PWM占空比，以控制該反相器。

該電池組件和該捲線盤組件可以輸出DC電壓。

該控制器可以根據安裝在該安裝部的組件的類型改變該反相器的PWM占空比。

當判斷該電池組件安裝於該安裝部時，該控制器可以輸出具有一第一PWM占空比的信號，且當判斷該捲線盤組件安裝在該安裝部時，該控制器可以輸出具有一第二PWM占空比的信號。

自該捲線盤組件輸出的DC電壓可以大於自該電池組件輸出的DC電壓。

該第一PWM占空比可以大於該第二PWM占空比。

一本體終端可以設置在該安裝部；與該本體終端連接的一電池終端可以設置在該電池組件；以及與該本體終端連接的一捲線盤終端可以設置在該捲線盤組件。

該電池組件和該捲線盤組件的每一個可以輸出DC電壓至該本體終端。

該捲線盤組件可以包括：一AC/DC轉換器，用於將AC電壓轉換為DC電壓。

該AC/DC轉換器可以電性連接至該電源線和該捲線盤終端。

該捲線盤組件可以包括：一基座以及一旋轉部件，該旋轉部件藉由一旋轉軸相對於該基座旋轉且該電源線纏繞在該旋轉部件上，以及該AC/DC轉換器可以設置在於該旋轉部件的中心部形成的空間。

該AC/DC轉換器可以包括一印刷電路板，該印刷電路板可以安裝在該基座上且可以具有一孔，以讓該旋轉軸穿過該孔。

該真空吸塵器可以進一步包括複數個分佈電阻，該複數個分佈電阻連接至該本體終端的兩端，以及該控制器可以基於該複數個分佈電阻之間的電壓判斷安裝在該安裝部的組件的類型。

根據本發明的另一態樣，提供一種真空吸塵器，包括：一吸取馬達，被配置以產生吸力；一吸塵器本體，具有一吸取馬達；一吸取部，被配置以將空氣和灰塵導入至該吸塵器本體；一連接部，被配置以連接該吸取部至該吸塵器本體；一安裝部，設置在該吸塵器本體；一電池組件，分離地安裝在該安裝部，且具有一電池；一控制器，被配置以控制該吸取馬達；以及一反相器，被配置以施加從該電池組件所接收的電壓至該吸取馬達；其中，該控制器增加一PWM占空比，用於控制該反相器，並且防止該吸取馬達的輸出降低。

該控制器可以根據該吸取馬達的一操作時間或該電池組件的一輸出電壓增加該PWM占空比。

當該吸取馬達的該操作時間超過一參考時間時，該控制器可以增加該PWM占空比。

當該電池組件的該輸出電壓達到一參考電壓時，該控制器可以增加該PWM占空比。

一個或多個實施例的細節將在所附圖式和下面的描述中予以闡述。其他特徵將從說明書、圖式以及申請專利範圍而明顯看出。

1‧‧‧真空吸塵器

10‧‧‧吸塵器本體

20‧‧‧吸取單元

21‧‧‧吸取部

22‧‧‧連接部/手柄

23‧‧‧連接部/吸取軟管

24‧‧‧連接部/延長管

102‧‧‧安裝部

110‧‧‧集塵器

120‧‧‧電池組件

121‧‧‧電池外殼

122‧‧‧電池

124‧‧‧電池終端

130‧‧‧捲線盤組件

131‧‧‧捲線盤外殼

132‧‧‧捲線盤單元

133‧‧‧基座

134‧‧‧旋轉部件

134a‧‧‧旋轉軸

135‧‧‧固定部

136‧‧‧AC/DC轉換器

137‧‧‧印刷電路板

137a‧‧‧孔

138‧‧‧二極體

139‧‧‧捲線盤終端

140‧‧‧電源線

150‧‧‧控制器

160‧‧‧吸取馬達

162‧‧‧反相器

170‧‧‧電源控制器

182‧‧‧本體終端

184、186‧‧‧分佈電阻

將參考下面圖式詳細描述實施例，相似附圖標記表示相似元件，而其中：第1圖為根據本發明的一實施例之真空吸塵器的立體圖；第2圖為說明根據本發明該實施例之電池組件或捲線盤組件從真空吸塵器分離的狀態的示意圖；第3圖為說明根據本發明該實施例之真空吸塵器的結構的電路圖；第4圖為說明根據本發明該實施例之捲線盤組件的結構的示意圖；第5圖為說明捲線盤組件連接至真空吸塵器的狀態的電路圖；第6圖為說明電池組件連接至真空吸塵器的狀態的電路圖；以及第7圖為根據供電電源的類型說明反相器之PWM占空比的圖表。

現在詳細參考本發明的實施例，在所附圖式中說明其示例。

在下面優選實施例的詳細描述中，參考所附圖式進行描述，所附圖式構成其一部分，且藉由說明可以實踐本發明的特定優選實施例的方式顯示。這些實施例被充分詳細地描述以能夠使本領域的技術人員實踐本發明，並且，可以理解地是，可以使用其他實施例且在不脫離本發明的範圍的情況下，可以做出邏輯結構、機械、電學、以及化學變化。為了避免對使本領域的技術人員實踐本發明不必要的細節，可以省略對本領域的技術人員公知的某些資訊的描述。因此，下面詳細的描述並非是限制意義。

同樣，在對實施例的描述中，當描述本發明的元件時，這裡可以使用如第一、第二、A、B、(a)、(b)等術語。這些術語的每一個不是用於限定對應元件的本質、次序或順序，而僅僅是用於區分該對應元件與其他元件。應該注意地是，如果在說明書中描述了一個元件「連接」、「耦接」或「聯結」至另一元件，前者可以直接地「連接」、「耦接」以及「聯結」至後者或者經由另一元件「連接」、「耦接」以及「聯結」至後者。

第1圖為根據本發明一實施例之真空吸塵器的立體圖，第2圖為說明根據本發明該實施例之電池組件或捲線盤組件從真空吸塵器分離的狀態的示意圖，第3圖為說明根據本發明該實施例之真空吸塵器的結構的電路圖，以及第4圖為說明根據本發明該實施例之捲線盤組件的結構的示意圖。

作為示例，第4圖說明從捲線盤組件去除捲線盤外殼的狀態。

參考第1圖至第4圖，根據本發明一實施例的真空吸塵器1可以包括：一吸塵器本體10，具有一吸取馬達160，用以產生吸力；以及一吸取單元20，將含有灰塵的空氣導入吸塵器本體10。

吸取單元20可以包括：一吸取部21，其吸取表面上欲清潔的灰塵，例如地板表面上的灰塵；以及連接部22、23和24，其將吸取部21連接至吸塵器本體10。

連接部22、23和24可以包括：一延長管24，其連接至吸取部21；一手柄22，其連接至延長管24；以及一吸取軟管23，其將手柄22與吸塵器本體10連接。

並且，真空吸塵器1可以進一步包括：一灰塵分離器(圖未示)，其將灰塵與自吸取單元20吸入的空氣分離；以及一集塵器110，其儲存在灰塵分離器中分離的灰塵。集塵器110可以分離地安裝於吸塵器本體10。灰塵分離器被製造為與集塵器110分離的部件，或者可以與集塵器110一體成型為一個模組。

真空吸塵器1可以進一步包括一安裝部102。電池組件120和捲線盤組件130的其中之一可以安裝於安裝部102。

電池組件120和捲線盤組件130可以用作為供電電源。因此，根據該實施例，複數個供電電源的其中之一可以選擇性地安裝在真空吸塵器1。

當電池組件120和捲線盤組件130的其中之一安裝在安裝部102時，從安裝在安裝部102的組件輸出的電壓可以施加至吸取馬達160。

真空吸塵器1可以進一步包括：一控制器150，其控制吸取馬達160。

同樣，真空吸塵器1可以包括：一反相器162，其將從安裝在安裝部102的組件輸出的電壓施加至吸取馬達160，以供吸取馬達160使用。

反相器162可以包括複數個開關元件，且控制器150可以輸出相對於該複數個開關元件的一切換信號。此時，該切換信號可以為一脈衝寬度調制(PWM)信號，其控制反相器162的一PWM電壓占空比。

此時，控制器150可以基於從安裝在安裝部102的組件所輸出的電壓控制反相器162的操作。也就是說，當電池組件120安裝在安裝部102時，反相器162的控制方法不同於當捲線盤組件130安裝在安裝部102時之反相器162的控制方法。

電池組件120可以包括：一電池外殼121，其構成外部；以及一電池122，其容納於電池外殼121中。電池122並未受限，而是可以包括複數個電池單元。

該複數個電池單元可以為蓄電池，該等蓄電池是可放電的和可充電的，並且可以彼此串聯連接。

並且，一電池終端124可以設置在電池外殼121的一側。

吸塵器本體10可以進一步包括：一本體終端182，其可連接至電池終端124。電池終端124可以設置在安裝部102。

捲線盤組件130可以包括：一捲線盤外殼131，其構成外部；以及一捲線盤單元132，其容納於電池外殼121中。並且，可連接至本體終端182的一捲線盤終端139可以設置在捲線盤外殼131的一側。

因此，當電池組件120和捲線盤組件130的其中之一安裝在安裝部102時，其可以連接至本體終端182，因此，吸塵器本體10可以自電池組件120和捲線盤組件130的其中之一接收電壓。

捲線盤單元132可以包括：一旋轉部件134，電源線140纏繞在旋轉部件134上；以及一基座133，旋轉地支撐旋轉部件134。

在該實施例中，由於用於在捲線盤單元132旋轉旋轉部件134的結構可以藉由公知結構來實現，在下文中，僅描述該實施例的特徵部分。

電源線140可以連接至設置在壁面等處的電源插座。當電源線140連接至該電源插座時，捲線盤組件130接收商用AC電壓。

在該實施例中，捲線盤組件130可以輸出DC電壓至吸塵器本體10，以簡化在吸塵器本體10中的電路結構。為此，捲線盤組件130可以進一步包括：AC/DC轉換器136，其將AC電壓轉換為DC電壓。

AC/DC轉換器136電性連接至電源線140和電池終端124，並且將自外部施加的AC電壓轉換為DC電壓。

AC/DC轉換器136可以位在於旋轉部件134的中心部形成的空間。AC/DC轉換器136可以包括：一印刷電路板137、以及安裝在該印刷電路板137上的一二極體138和及一電容器。

孔137a可以形成在印刷電路板137上，其中，旋轉軸134a穿過孔137a以能夠使旋轉部件134相對於基座133旋轉。

固定部135可以設置在基座133上，其中，印刷電路板137固定在固定部135上。因此，根據該實施例，甚至當旋轉部件134旋轉時，AC/DC轉換器136可以以固定狀態保持在基座133上，且旋轉部件134可以不受AC/DC轉換器136的干擾而旋轉。

雖然圖未示，電源線140可以通過旋轉軸134a，並且可以連接至AC/DC轉換器136。因此，甚至當旋轉部件134旋轉時，電源線140可以以連接狀態保持在AC/DC轉換器136上。

同時，真空吸塵器1可以進一步包括一電源控制器170。電源控制器170可以輸出一恆定電壓，該恆定電壓將被施加至一功耗單元而不是吸取馬達160，與安裝在安裝部102的組件的類型無關。

真空吸塵器1可以包括複數個分佈電阻184和186，用於判斷與本體終端182連接的組件的類型。分佈電阻184和186可以串聯連接至本體終端182的兩端，並且控制器150可以檢測該複數個分佈電阻184與186之間的電壓，以及可以判斷與本體終端182連接的組件的類型。

以下，將根據與真空吸塵器1連接的組件的類型來描述控制器150的反相器162的控制。

第5圖為說明捲線盤組件連接至真空吸塵器的狀態的電路圖，第6圖為說明電池組件連接至真空吸塵器的狀態的電路圖，以及第7圖為根據供電電源的類型說明反相器的PWM占空比的圖表。

第7a圖根據供電電源的類型說明PWM占空比，而第7b圖說明施加於吸取馬達的電流的波形。

參考第5圖至第7圖，使用者可以在吸塵器本體10的安裝部102安裝電池組件120和捲線盤組件130的其中之一。

當電池組件120安裝於吸塵器本體10時，真空吸塵器1的移動距離不受限制，此外，由於不需要挪動在捲線盤上纏繞的電源線或者不需要在真空吸塵器1移動時排列電源線，真空吸塵器1可以順暢地移動。

當捲線盤組件130安裝在吸塵器本體10時，真空吸塵器1的移動距離受到限制，但是使用者可以連續地使用真空吸塵器1，而不限制使用者需要的使用時間。

當使用者將電池組件120安裝在吸塵器本體10時，DC電壓可以自電池組件120施加至吸塵器本體10。此時，自電池組件120輸出的最大DC電壓可以稱為一第一電壓。

當電池組件120安裝在安裝部102時，控制器150可以檢測電池組件120的安裝，因此可以輸出具有一第一PWM占空比的信號，用於控制反相器162。

然而，當使用者將捲線盤組件130安裝在吸塵器本體10時，DC電壓可以自捲線盤組件130施加至吸塵器本體10。此時，自捲線盤組件130輸出的最大DC電壓可以稱為一第二電壓。

在該實施例中，第二電壓可以大於第一電壓。由於第一電壓的強度不同於第二電壓的強度，控制器150可以判斷與吸塵器本體10連接的元件120或130的類型。

當捲線盤組件130安裝在安裝部102時，控制器150可以檢測捲線盤組件130的安裝，因此可以輸出具有一第二PWM占空比的信號，用於控制反相器162。

參考第7圖，當不考慮供電電源的類型而旨在以某一旋轉速度旋轉吸取馬達160時，安裝電池組件120的情形下的第一PWM占空比被設定為大於安裝捲線盤組件130的情形下的第二PWM占空比。

在該實施例中，當開關開啟或關閉時，PWM占空比是接通時間與斷開時間的總和相對於接通時間的比例。

在該實施例的情況下，由於作為捲線盤組件130的最大輸出電壓的第二電壓大於作為電池組件120的最大輸出電壓的第一電壓，在安裝捲線盤組件130時的PWM占空比可以被控制為小於在安裝電池組件120時的PWM占空比。

因此，根據本發明，吸取馬達160可以以使用者需要的某一旋轉速度旋轉，而與供電電源的類型無關。

同時，自電池組件120輸出的電壓可以隨著吸取馬達160的操作時間的增加而降低。在此情況下，如果PWM占空比被恆定地保持，吸取馬達160的輸出可以降低。

因此，在該實施例中，當自電池組件120輸出的電壓達到一參考電壓時，或者當吸取馬達160的使用時間達到一參考時間時，控制器150可以增加PWM占空比。

根據本發明，可以實現下述效果。

首先，由於使用者可以基於清潔操作的預估時間或外來物質的數量選擇供電電源，滿足各種使用者體驗且增強使用者便利性是可能的。

其次，由於電池組件和捲線盤組件的每一個輸出DC電源，因此，可以不設置用於將電源模式切換至真空吸塵器的開關，真空吸塵器的結構被簡化，並且製造成本降低，且構建在真空吸塵器中的程式也被簡化。也就是說，可以去除控制用於切換電源模式的開關的演算法。

再次，由於兩個供電電源的其中之一可以被選擇，然後可以安裝在真空吸塵器中，真空吸塵器的重量可以降低，因此使用者可以容易地移動真空吸塵器。

再次，根據本發明，雖然供電電源的類型不同，但藉由控制器根據供電電源的類型來改變用於控制反相器的PWM占空比，而能夠使用一個馬達。

此外，根據本發明，由於電池組件可以與真空吸塵器分離，整個電池組件或整個電池單元可以容易地替換。

雖然該實施例的所有元件被耦接至一起或在結合狀態操作，本發明不限於這種實施例。也就是說，在不脫離本發明的範圍的情況下，所有元件可以彼此選擇性地結合。此外，當描述一個包括(或包含或具有)一些元件時，應該理解地是，如果沒有特別限制，其可以包括(或包含或具有)僅那些元件，或者其可以包括(或包含或具有)其他元件以及那些元件。除非這裡另有特別規定，包含技術或科學術語的所有術語被給定為本領域技術人員所理解的含義。在字典中定義的相似術語，通常使用的術語需要解釋為在技術背景中使用的含義且不解釋為理想或過於正式的含義，除非這裡另有明確規定。

雖然已經參考其大量說明性實施例描述了實施例，本領域技術人員可以理解地是，在不脫離由所附申請專利範圍定義的本發明的範圍的情況下，可以對其做出各種形式和細節變化。因此，較佳實施例應該僅被考慮為描述性意義，並非限制性目的，本發明的技術範圍也不限制於該實施例。此外，本發明不是藉由本發明的詳細說明書來限定，而是由所附申請專利範圍來限定，該範圍內的所有差異將被解釋為包含於本發明中。

本申請根據35 U.S.C.119和35 U.S.C.365的規定主張韓國專利申請第10-2015-0114371號(於2015年08月13日提交)的優先權，該專利申請在此全部引用作為參考。