WO2020003826A1 - 充電式クリーナ - Google Patents
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Abstract
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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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