JP2023056894A - 回収装置に接続可能な掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】掃除機において回収気流によって吸引ファンが回転することを抑制して、吸引ファンの回転による騒音の発生を抑制できる掃除機及び回収装置を提供する。【解決手段】掃除機１００は、塵埃を吸引するように構成された掃除機であって、駆動力を発生するように構成されたモータ１８２とモータ制御部１７５と吸込気流を発生させる回転羽根部１８０と吸込気流に含まれる塵埃を捕捉するフィルタ部１１５が収容されている貯塵室１５２とを備えている。貯塵室１５２は、貯塵室１５２内の塵埃を吸引するように構成された回収装置２００の吸引力を受けて貯塵室１５２内の塵埃を排出可能に構成されている。モータ１８２の停止時において、モータ制御部１７５は、回収装置２００の吸引力によって生じた回収気流により、回転羽根部１８０が回転することを抑制する回転抑制制御を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、回収装置に接続可能な掃除機に関する。

特許文献１には、図１２に示すように、スティック型の掃除機３００が開示されている。この掃除機３００は、掃除機本体３１０と、掃除機本体３１０から下方に延設された吸引管３２０と、吸引管３２０の下端に接続された吸込ノズル３３０と、を備えている。掃除機本体３１０は、吸込ノズル３３０を通じて塵埃を吸い込むとともに、吸い込んだ塵埃を貯留するように構成されている。掃除機本体３１０は、塵埃を吸引するための吸引力を発生する吸引ファン３１２と、吸引ファン３１２を収容するファン収容室３１５と、塵埃を貯留する貯塵室３１７と、ファン収容室３１５と貯塵室３１７を区画するとともに塵埃を捕捉するフィルタ部３１３と、を有している。

特許文献１では、図１３に示すように、貯塵室３１７に貯留された塵埃を回収するために、掃除機３００と接続された状態で掃除機３００から塵埃を回収する回収装置４００が用いられる。回収装置４００は、筐体４１０と、塵埃回収を行うための吸引力を発生する吸塵源４２０と、吸塵源４２０を駆動させる制御部４１４と、回収した塵埃を捕集する回収室４４０と、回収室４４０から延設された塵埃流路４３０と、を備えている。塵埃流路４３０の先端は、掃除機３００の貯塵室３１７に設けられた排塵口３１９に接続可能である。回収装置４００は、吸塵源４２０の吸引力により、塵埃流路４３０を通じて貯塵室３１７内の塵埃を回収室４４０に回収するように構成されている

特開平３－２６７０３２号公報

特許文献１の掃除機３００では、清掃作業時に、吸引ファン３１２の吸引力により貯塵室３１７に塵埃を吸い込むための吸引気流が発生する一方で、塵埃回収時に、吸塵源４２０の吸引力により貯塵室３１７から塵埃を吸い出すための回収気流が発生する。吸塵源４２０の吸引力により生じる回収気流は、吸引ファン３１２を回転させるような回転力を生じさせ得る。このとき、吸引ファン３１２の回転によって、使用者に不快感を与えるような騒音が生じることがある。

本発明は、掃除機において回収気流によって吸引ファンが回転することを抑制して、吸引ファンの回転による騒音の発生を抑制する掃除機を提供することを目的とする。

本開示における掃除機は、塵埃を吸引するように構成された掃除機であって、駆動力を発生するように構成されたモータと、前記モータによって回転駆動されて塵埃を吸い込む吸込気流を発生させるように構成された回転羽根部と、前記吸込気流に含まれる塵埃を捕捉するフィルタ部が収容されているとともに前記フィルタ部が補足した塵埃を貯留する貯塵室と、前記モータを制御するモータ制御部と、を備えている。前記貯塵室は、前記貯塵室内の塵埃を吸引するように構成された回収装置の吸引力を受けて、前記回収装置に前記貯塵室内の塵埃を排出可能に構成されている。前記モータ制御部は、前記モータの停止時において、前記回収装置の吸引力によって生じる回収気流によって前記回転羽根部が回転することを抑制する回転抑制制御を行うように構成されている。

このように構成された掃除機では、回転羽根部のモータによる回転駆動によって、塵埃を掃除機内に吸引する吸込気流が発生する。このとき、吸込気流に含まれる塵埃はフィルタ部により捕捉されて貯塵室に貯留される。貯塵室内に貯留された塵埃を回収装置に回収する際に、貯塵室内の塵埃は回収装置からの吸引力を受けて貯塵室から排出される。このとき、回収装置の吸引力により生じた回収気流が、掃除機の回転羽根部を回転させるように作用することがある。しかしながら、この掃除機ではモータの停止時において、回転羽根部の回収気流による回転を抑制すような回転抑制制御が行われるため、回転羽根部の回転を抑制できる。この結果、掃除機において回収気流によって吸引ファンが回転することを抑制して、吸引ファンの回転による騒音の発生を抑制できる。

前記モータは、前記回転羽根部に接続されたロータと、複数のコイルと、複数のスイッチング素子をオンオフさせながら前記複数のコイルに電流を供給することにより前記ロータを回転させる回転磁界を生じさせるように構成されたモータ回路と、を含んでいてもよい。前記モータ制御部は、前記モータの駆動時には前記回転磁界が生じるように前記複数のスイッチング素子をオンオフさせる吸引制御を行う一方で、前記モータの停止時には前記回転抑制制御として前記複数のコイルを互いに連通させる閉回路を形成させるように前記複数のスイッチング素子のオンオフを設定してもよく、前記閉回路には、前記回収気流によって前記回転羽根部が回転すると電流が流れてもよい。

この態様では、掃除機において吸引制御が行われるときには、複数のコイルの周囲にはロータを回転させるような回転磁界が形成される一方で、回転抑制制御が行われるときには、回転羽根部の回転によって複数のコイルに電流が流れるような閉回路が形成される。この回転抑制制御では、回転羽根部の回転によって複数のコイルでは起電力が生じて閉回路には電流が流れ、この閉回路ではジュール熱が発生する。これにより、回転羽根部を回転させようとする回転エネルギーの一部が、複数のコイルにおいて熱エネルギーに変換されて消費され、残りの回転ネルギーのみが回転羽根部の回転に寄与する。したがって、回収気流によって回転羽根部が回転した場合でも、回転羽根部の回転を抑制できる。

前記モータは、前記回転羽根部に接続されたロータと、複数のコイルと、複数のスイッチング素子をオンオフさせながら前記複数のコイルに電流を供給することにより前記ロータを回転させる回転磁界を生じさせるように構成されたモータ回路と、を含んでいてもよい。前記モータ制御部は、前記モータの駆動時において、前記回転磁界が生じるように前記複数のスイッチング素子をオンオフさせる吸引制御を行ってもよく、前記モータの停止時において、前記回転抑制制御として、前記複数のコイルのうち少なくとも１つのコイルにおいて静磁界が形成されるように前記複数のスイッチング素子のオンオフを設定して前記複数のコイルそれぞれに電流を流してもよい。

この態様では、吸引制御時にはモータ回路から複数のコイルへの電力供給によりロータを回転させる回転磁界が形成される一方で、回転抑制制御時にはスイッチング素子のオンオフの設定に応じて複数のコイルのうち少なくとも１つのコイルにおいて静磁界が形成される。したがって、回収装置の回収気流により回転羽根部が回転した場合でも、静磁界によってロータには回転を抑制する力が生じるため、回転羽根部の回転を抑制できる。

前記掃除機は、前記回収装置に前記塵埃回収の指示を出す回収指示部と、前記モータに電力を供給するバッテリと、前記バッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出部と、をさらに備えていてもよい。前記回収指示部は、前記蓄電量検出部が検出した前記蓄電量が所定の閾値を上回る場合に、前記回収装置に前記塵埃回収の指示を出すように構成されていてもよい。前記回収装置は、前記掃除機から塵埃回収の指示を受けた場合に、前記貯塵室内の塵埃を吸引するための吸引力を発生させてもよい。

コイルに静磁界を形成させるような回転抑制制御が行われる場合には、コイルに電流を流すための所定の蓄電量をバッテリが有している必要がある。この態様では、バッテリの蓄電量が所定の閾値を上回る場合において、回収指示部から回収装置への塵埃回収の指示により、回収装置が吸引力を発生するように構成されている。すなわち、回収装置の吸引力によって回転羽根部が回転するような状態において、静磁界を形成するために必要な蓄電量をバッテリが有しているため、回転抑制制御により回転羽根部の回転を確実に抑制できる。

前記掃除機は、前記モータに電力を供給するバッテリと、前記バッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出部と、をさらに備えていてもよい。前記モータは、前記回転羽根部に接続されたロータと、複数のコイルと、複数のスイッチング素子をオンオフさせながら前記複数のコイルに電流を供給することにより前記ロータを回転させる回転磁界を生じさせるように構成されたモータ回路と、を含んでいてもよい。前記回転抑制制御は、前記複数のスイッチング素子のオンオフを設定して前記ロータの回転を抑制する静磁界を形成する第１回転抑制制御と、前記複数のスイッチング素子のオンオフを設定して前記複数のコイルを互いに連通させる閉回路を形成する第２回転抑制制御と、を含んでいてもよい。前記モータ制御部は、前記モータの駆動時において、前記回転磁界が生じるように前記複数のスイッチング素子をオンオフさせる吸引制御を行ってもよく、前記モータの停止時において、前記蓄電量検出部が検出した前記蓄電量が所定の閾値を上回る場合には前記第１回転抑制制御を行う一方で、前記蓄電量検出部が検出した前記蓄電量が所定の閾値上回らない場合には前記第２回転抑制制御を行ってもよい。前記第２回転抑制制御において、前記閉回路には、前記回収気流による前記回転羽根部の回転によって電流が流れてもよい。

第１回転抑制制御を行う場合には、コイルに電流を流すための所定の蓄電量をバッテリが有している必要がある。一方で、第２制御転抑制制御を行う場合には、コイルに電流を流す必要がないためバッテリの蓄電量はほとんど必要ない。この態様では、バッテリの蓄電量が所定の閾値を上回る場合において第１回転抑制制御が行われ、バッテリの蓄電量が所定の閾値を上回らない場合において第２回転抑制制御が行われる。すなわち、掃除機ではバッテリの蓄電量によらずに、第１回転抑制制御又は第２回転抑制制御によって回転抑制制御を行うことできるため、回収気流により回転羽根部が回転した場合に、回転羽根部の回転を確実に抑制できる。

前記掃除機は、前記バッテリを充電する充電回路をさらに備えていてもよい。前記充電回路は、前記モータ制御部が前記第２回転抑制制御を行う状態において、前記バッテリに電力を供給して前記バッテリを充電してもよい。

この態様では、掃除機においてバッテリの蓄電量がほとんど必要ない第２回転制御が行われる場合に、充電回路によりバッテリを充電させつつ回転抑制制御を行うことができる。

本発明によれば、回収装置からの回収気流によって掃除機の吸引ファンが回転することを抑制して、吸引ファンの回転による騒音の発生を抑制できる掃除機を提供できる。

第１実施形態に係る掃除機の概略的な断面図 第１実施形態に係る掃除機の正面図 第１実施形態における貯塵室の周囲の掃除機及び回収装置の断面図 第１実施形態におけるモータ及び制御部の概略的な機能構成図 第１実施形態に係る掃除機及び回収装置の断面図 第１実施形態に係る掃除機及び回収装置を上から見た断面図 第１実施形態に係る回収装置の正面図 第１実施形態おける接続回路の概略的な機能構成図 第１実施形態におけるモータの概略的な機能構成図 第１実施形態におけるモータの概略的な機能構成図 第２実施形態におけるモータ及び制御部の概略的な機能構成図 従来の掃除機の概略的な断面図 従来の回収装置の概略的な斜視図

（第１実施形態）
以下、図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明するが、当業者の理解を容易にするために、例えば、既によく知られた事項の詳細説明、又は、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

（掃除機の全体的な構造）
スティック型の掃除機１００について、図１及び図２を参照しつつ説明する。掃除機１００は、図１に示すように、床面上の塵埃を吸い込む吸込ノズル１３０と、吸込ノズル１３０が取り付けられた掃除機本体１１０と、掃除機本体１１０の上端１１２から上方に延設された把持部１４０と、を備えている。掃除機本体１１０及び把持部１４０は、吸込ノズル１３０に対して前後方向に傾動可能である。図１及び図２において、掃除機本体１１０及び把持部１４０は、吸込ノズル１３０に対して直立した姿勢をとっており、この直立姿勢より前方には傾動しない。掃除機１００の使用時には、掃除機本体１１０及び把持部１４０は、吸込ノズル１３０に対して後方に傾動した姿勢で使用者によって保持される。

吸込ノズル１３０は、塵埃を吸い込むための幅広の吸込空間１３１を形成するように、掃除機本体１１０よりも幅広のノズルケース１３２を備えている。吸込空間１３１は、ノズルケース１３２の前側部分において、床面に向けて開口している。この開口部分の後側では、吸込空間１３１は、ノズルケース１３２の底部により閉じられている。吸込空間１３１には、回転式の掻取ブラシ１３３が配置されており、掻取ブラシ１３３は、吸込空間１３１の開口を通じて床面に接触可能にノズルケース１３２から露出している。

掃除機本体１１０は、上下方向に細長い筐体１１１を有している。筐体１１１の下端は、掃除機本体１１０の前後方向の傾動を許容するように、ノズルケース１３２の後部に取り付けられている。筐体１１１の上部は、筐体１１１の上端１１２に向けて細くなっており、上端１１２から把持部１４０が上方に延設されている。把持部１４０は、使用者により握持される太さを有している棒状の部分である。把持部１４０には、図２に示すように、使用者によって操作される操作部１４１（操作ボタン）が設けられている。

筐体１１１は、床面上の塵埃を吸い上げるとともに吸い上げた塵埃を貯留するための様々な部品を内蔵するように構成されている。詳細には、筐体１１１内には、図１に示すように、筐体１１１の上部に配置されたファン収容室１５３と、ファン収容室１５３の下側に配置された貯塵室１５２と、貯塵室１５２の下側に配置されており上下方向に延設された吸引管１１３と、が設けられている。ファン収容室１５３と、貯塵室１５２と、吸引管１１３とは互いに連通している。

ファン収容室１５３には、床面上の塵埃を吸い上げるための上向きの吸引気流を生じさせる吸引ファン１１６と、吸引ファン１１６に電力を供給するバッテリ１１７と、吸引ファン１１６を作動させるための制御部１７０と、が配置されている。

吸引管１１３は、筐体１１１内で固定されており、掃除機本体１１０が直立姿勢から後方に傾動すると、筐体１１１とともに後方に傾動する。掃除機本体１１０が直立姿勢にあるときには、吸引管１１３の下端はノズルケース１３２の底部によって閉じられた閉状態になっている。一方で、掃除機本体１１０が直立姿勢から後方に傾動した場合には、吸引管１１３の下端の回動により（図１の矢印Ａ参照）、吸引管１１３の内部空間とノズルケース１３２の吸込空間１３１とが互いに連通する。

吸引管１１３の上端には、吸引ファン１１６の停止時において、吸引管１１３の上端の開口を塞ぐように形成された逆止弁１１４が配置されている。逆止弁１１４は、吸引ファン１１６の上向きの吸引力により変形して、吸引管１１３の上端の開口を開放するように構成されている。

吸引ファン１１６は、複数の羽根板によって構成された回転羽根部１８０と、回転羽根部１８０を回転駆動させるモータ１８２とを含んでいる。使用者が吸引ファン１１６を作動させるように操作部１４１を操作すると、操作部１４１から制御部１７０に、吸引ファン１１６を作動させるための信号が送信される。使用者が吸引ファン１１６を停止させるように操作部１４１を操作すると、操作部１４１から制御部１７０に、吸引ファン１１６の作動を停止させるための信号が送信される。

筐体１１１の前壁には、図２に示すように、ファン収容室１５３につながる排気口１５１と、排気口１５１の上側に配置された電気接点１７１及び磁性板１７３と、が設けられている。吸引ファン１１６の吸引力により生じた吸引気流は、排気口１５１を通じて、ファン収容室１５３から掃除機１００外に排気される。排気口１５１は、後述する回収装置２００の通気口２３６と当接可能に形成されている。電気接点１７１は、制御部１７０と電気的に接続されており、後述する回収装置２００の接触部２８３に接触するように突出して形成されている。磁性板１７３は、後述する回収装置２００の保持部２９７に当接可能に形成されている。

貯塵室１５２内には、図３に示すように、下向きに開口する容器状のフィルタ部１１５が配置されている。フィルタ部１１５は、吸引ファン１１６の吸引力により生じた吸引気流の通過を許容する一方で、吸引気流に含まれている塵埃を捕捉するように構成されている。フィルタ部１１５は、例えば不織布フィルタによって構成される。フィルタ部１１５によって捕捉された塵埃は貯塵室１５２内に貯留される。

貯塵室１５２には、筐体１１１の前壁に開口する排塵口１２４と、排塵口１２４を開閉するために回動可能に形成された蓋体１２１と、が設けられている。蓋体１２１は、排塵口１２４を閉じるように直立した状態の閉姿勢と、排塵口１２４を開くように閉姿勢の状態から所定の角度（９０°以下の回動角度）だけ下方に回動した状態の開姿勢との間で回動可能に構成されている（図３の矢印参照）。

排塵口１２４は、図３に示すように、掃除機１００が回収装置２００に接続された状態において、後述する回収装置２００の回収口２１６と対向して塵埃流路２３０につながるように形成されている。このとき、蓋体１２１が塵埃流路２３０内に入り込むように回動して開姿勢となり、貯塵室１５２と塵埃流路２３０とが互いに連通する。貯塵室１５２と塵埃流路２３０とが連通した状態では、後述する回収装置２００の吸引力によって生じる回収気流によって、貯塵室１５２内に貯留された塵埃を塵埃流路２３０に流入させることができる。すなわち、掃除機１００は、掃除機１００が回収装置２００に接続した状態において、貯塵室１５２から回収装置２００に塵埃を排出できるように構成されている。

（掃除機のモータと制御部の説明）
ここで、掃除機１００におけるモータ１８２と制御部１７０の構成について、図４を参照しつつ説明する。モータ１８２は、モータ本体１８６と、バッテリ１１７から供給された電流をモータ本体１８６に伝達するモータ回路１８４と、を含んでいる。モータ回路１８４は、制御部１７０を通じてバッテリ１１７から供給された直流電流を、モータ本体１８６を駆動するための三相交流の駆動電流に変換してモータ本体１８６に供給する。

モータ本体１８６は、円筒状のロータ１８８と、ロータ１８８を周方向に囲むように形成されたステータ１９０と、ロータ１８８及びステータ１９０を収容する図略のモータケースと、を含んでいる。ステータ１９０の内周面は、全体としてロータ１８８の外周面に沿う形状に形成されている。ロータ１８８は、回転羽根部１８０（図１を参照）と回転軸を共有している。吸引ファン１１６では、ロータ１８８が回転することにより回転羽根部１８０が回転するように構成されている。

ステータ１９０の内周面には、所定の間隔をあけて配置された３つ芯部１９２が設けられている。３つの芯部１９２にはそれぞれ、モータ回路１８４から三相交流の駆動電流（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）が流れるようにコイル１９２ａ，１９２ｂ，１９２ｃが巻き付けられている。コイル１９２ａ，１９２ｂ，１９２ｃに駆動電流が流れると、コイル１９２ａ，１９２ｂ，１９２ｃの周囲には回転磁界が形成される。この回転磁界は、時間的に変動する磁界であり、ロータ１８８が回転するような磁性的な力をロータ１８８に生じさせる。

ロータ１８８には、ロータ１８８の周方向において複数の磁極が現れるように配置された複数の磁性部が設けられている。図４には、ロータ１８８の外周面においてＮ極の磁極とＳ極の磁極とが現れていることを「Ｎ」と「Ｓ」の記号で示している。上述のように、本実施形態では、モータ本体１８６は二極三相の同期電動機によって構成されている。ただし、モータ本体１８６の構成はこれに限られない。

モータ回路１８４は、供給された直流電流を三相交流の駆動電流に変換するための６つのスイッチング素子Ｔｒ１～Ｔｒ６が設けられたインバータ回路として構成されている。スイッチング素子Ｔｒ１～Ｔｒ６はそれぞれ、制御部１７０により、電流が流れるオン状態と、電流が流れないオフ状態と、の間で状態が切り替えられる。スイッチング素子Ｔｒ１～Ｔｒ６には、例えば、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）等の半導体スイッチング素子が用いられる。なお、モータ回路１８４には、スイッチング素子Ｔｒ１～Ｔｒ６の負荷電流を転流させるためのＦＷＤ（フリーホイールダイオード）が設けられていてもよい。また、モータ回路１８４には、ＰＷＭ制御（パルス幅変調制御）によってモータ本体１８６の回転数を制御するためのパルス変調器が設けられていてもよい。

制御部１７０は、モータ１８２の回転駆動を制御するモータ制御部１７５と、バッテリ１１７の蓄電量を検出する蓄電量検出部１７７と、バッテリ１１７に電力を供給するための充電回路１７８と、を有している。掃除機１００が回収装置２００に接続された状態では、制御部１７０は後述する回収装置２００の回収装置制御部２６０と電気的につながり、回収装置制御部２６０から制御部１７０に電力が供給される。回収装置制御部２６０から制御部１７０に電力が供給されており且つバッテリ１１７からモータ１８２に電力が供給されていない状態において、充電回路１７８からバッテリ１１７に電力が供給されて、バッテリ１１７の充電が行われる。

（回収装置の全体的な構造）
次に、掃除機１００と接続された状態で掃除機１００の貯塵室１５２から塵埃を回収するための回収装置２００について、図５～図７を参照しつつ説明する。回収装置２００は掃除機１００が接続可能に構成されており、筐体２１０と、塵埃流路２３０と、回収室２４０と、吸塵源２５０と、回収装置制御部２６０と、を備えている。

塵埃流路２３０は、図５に示すように、筐体２１０後面の回収口２１６と回収室２４０とに接続されている。吸塵源２５０は、回収装置制御部２６０の制御下において吸引力を発生させて、掃除機１００の貯塵室１５２から回収装置２００の回収室２４０に塵埃を吸い出すための回収気流を生じさせる。この回収装置制御部２６０には、電源ケーブルを通じて外部電源から電力が供給される。

筐体２１０の左右の側面には、外部から筐体２１０内に空気を流入させる吸気口と、筐体２１０内から外部に空気を流出させる排気口と、が設けられている。筐体２１０の後面には、図６に示すように、掃除機本体１１０を接続させる接続壁２１４が形成されている。接続壁２１４には、図７に示すように、上下方向に延びる凹溝部２１５と、接触部２８３と、保持部２９７と、通気口２３６と、回収口２１６と、が形成されている。凹溝部２１５は、図６に示すように、掃除機本体１１０の前側部分と相補的に形成されており、直立姿勢の掃除機本体１１０の前側部分が嵌め込み可能である。

接触部２８３は、掃除機本体１１０が凹溝部２１５に嵌め込まれたときに、掃除機１００の電気接点１７１に対向するように形成されている。接触部２８３は、接続壁２１４に形成された穴部において出没可能であり、前記穴部から突出する方向に付勢されている。掃除機本体１１０が凹溝部２１５に嵌め込まれたときに、接触部２８３は電気接点１７１と接触して、接触部２８３と電気接点１７１とは電気的に接続されて、図８に示すような接続回路２０３が形成される。一方で、掃除機本体１１０が凹溝部２１５に嵌め込まれていない状態では、接触部２８３と電気接点１７１とは互いに絶縁された状態になっている。

保持部２９７は、掃除機本体１１０が凹溝部２１５に嵌め込まれたときに掃除機本体１１０の磁性板１７３と対向する位置に形成されている。保持部２９７は、例えば、磁性板１７３を磁気的に吸着する磁石板によって構成されている。保持部２９７と磁性板１７３との間で作用する磁力により、掃除機本体１１０は回収装置２００に対して上下方向及び左右方向に位置決めされる。この磁力はさらに、回収装置２００に接続された掃除機本体１１０の接続状態を保持するための保持力となる。これにより、掃除機本体１１０が凹溝部２１５に嵌め込まれた状態では、回収装置２００に対する掃除機１００の位置及び姿勢が保持される。

回収室２４０内には、掃除機１００から回収した塵埃を集積させるための空間が形成されている。回収室２４０の底壁２４５には、回収室２４０内の空間と吸塵源２５０とを連通する円形の連通口が形成されている。この連通口には、図６に示すように、空気の通過を許容する一方で通過する空気に含まれた塵埃を捕捉する除塵フィルタ２４７が取り付けられている。

吸塵源２５０は、除塵フィルタ２４７を通じて回収室２４０内の空気を吸い込むように構成されている。吸塵源２５０の吸引力は、掃除機１００が回収装置２００に接続された状態において、回収室２４０及び塵埃流路２３０を通じて、掃除機１００の蓋体１２１に作用する。吸塵源２５０は、蓋体１２１を閉姿勢から開姿勢に傾動させるとともに貯塵室１５２内の塵埃を吸引する大きさの吸引力が得られるように構成されている。吸塵源２５０は、例えば、ファン及びモータにより構成されている。

吸塵源２５０に吸引された空気は、吸塵源２５０と周壁部２７１との間に形成された空間に流出して、排気口から筐体２１０の外部に排気される。すなわち、掃除機１００及び回収装置２００では、図５に示すように、ファン収容室１５３、貯塵室１５２、塵埃流路２３０、回収室２４０及び吸塵源２５０をつなぐようにして、吸塵源２５０の吸引力により生じた気流である回収気流を流す流路が形成される。

（検出回路の構成）
ここで、掃除機１００が回収装置２００に接続されたことを検出するための接続回路２０３について、図８を参照しつつ説明する。掃除機１００が回収装置２００に接続された状態では、掃除機本体１１０に形成された電気回路２０１と、回収装置２００に形成された電気回路２０２とによって、掃除機本体１１０が回収装置２００に接続されたことを検出するための接続回路２０３が形成される。

掃除機１００の電気回路２０１は、制御部１７０と電気接点１７１とを電気的につなぐ第１電流経路１７２を含んでいる。電気回路２０１において、制御部１７０とバッテリ１１７とが電気的に接続されており、バッテリ１１７と吸引ファン１１６とが電気的に接続されている。

回収装置２００の電気回路２０２は、回収装置制御部２６０と接触部２８３とを電気的に接続する第２電流経路２８４と、第２電流経路２８４を流れる電流を検出する接続検出部２８６と、を含んでいる。電気回路２０２において、回収装置制御部２６０は吸塵源２５０と電気的に接続されており、回収装置制御部２６０には電源ケーブルを通じて外部電源からの電力が供給されている。

掃除機１００が回収装置２００に接続された状態では、接触部２８３と電気接点１７１の接触により、第１電流経路１７２と第２電流経路２８４とが電気的に接続されて、制御部１７０と回収装置制御部２６０とを電気的につなぐ接続回路２０３が形成される。このとき、外部電源からの電力が回収装置制御部２６０に供給されていれば、接続回路２０３に電流が流れる。接続検出部２８６が接続回路２０３の第２電流経路２８４を流れる電流を検出した場合には、接続検出部２８６から制御部１７０及び回収装置制御部２６０に、掃除機１００が回収装置２００に接続されたことを示す接続検出信号が送信される。

回収装置２００は、接続検出部２８６からの接続検出信号に応じて、吸塵源２５０を作動させて、貯塵室１５２から回収室２４０に塵埃を吸い出す塵埃回収を行うように構成されている。吸塵源２５０の作動による塵埃回収が開始された回収装置２００は、掃除機１００に対して塵埃回収の開始を示す信号を送信する。掃除機１００は、回収装置２００からの塵埃回収の開始を示す信号を受け付けた場合に、回収気流による回転羽根部１８０の回転を抑制するために回転抑制制御が行われるように構成されている。

（掃除機の動作及び制御方法の説明）
掃除機１００による清掃作業の開始時には、制御部１７０は操作部１４１から、吸引ファン１１６を作動させるための信号を受け付けて吸引ファン１１６を作動させる。このとき、バッテリ１１７から吸引ファン１１６に電力が供給される。モータ制御部１７５は、コイル１９２ａ，１９２ｂ，１９２ｃの周囲にロータ１８８を回転させる回転磁界が形成されるように、モータ回路１８４のスイッチング素子Ｔｒ１～Ｔｒ６のオンオフ状態を切り替えて、コイル１９２ａ，１９２ｂ，１９２ｃに所望の駆動電流を流す。

コイル１９２ａ，１９２ｂ，１９２ｃの周囲に形成された回転磁界によりロータ１８８が回転するとともに、ロータ１８８の回転に伴って回転羽根部１８０が回転駆動される。これにより、吸引ファン１１６は吸引力を発生して、吸込ノズル１３０から吸引管１１３、貯塵室１５２、ファン収容室１５３、排気口１５１へと流れる吸引気流が発生する。貯塵室１５２において吸引気流に含まれている塵埃はフィルタ部１１５により捕捉されて、貯塵室１５２には補足された塵埃が貯留される。

掃除機１００による清掃作業の停止時には、制御部１７０は操作部１４１から、吸引ファン１１６を停止させるための信号を受け付けて吸引ファン１１６の作動を停止させる。

掃除機１００による清掃作業が終わった後に、貯塵室１５２に貯まった塵埃を掃除機１００から回収装置２００に回収するために、使用者が掃除機１００を回収装置２００に接続することにより、掃除機１００から回収装置２００への塵埃回収が行われる。具体的に、回収装置制御部２６０は、接続検出部２８６からの接続検出信号を受け付けると吸塵源２５０を作動させて、貯塵室１５２から回収室２４０に塵埃を回収するための吸引力を発生させる。

吸塵源２５０の吸引力により、掃除機１００の蓋体１２１が開姿勢となり、排塵口１２４が開放されて、貯塵室１５２とファン収容室１５３とは塵埃流路２３０により連通する。このとき、吸塵源２５０の吸引力により、図５に矢印で示すように、筐体２１０の側面に設けられた吸気口から、通気口２３６、排気口１５１、ファン収容室１５３、貯塵室１５２、排塵口１２４、塵埃流路２３０及び回収室２４０を通過して吸塵源２５０に流れる回収気流が発生する。回収気流は、貯塵室１５２から塵埃流路２３０、回収室２４０へと塵埃を排出する。回収室２４０では、回収気流に含まれている塵埃が除塵フィルタ２４７によって捕捉されて、補足されて塵埃が回収室２４０内に貯留される。

制御部１７０は、吸引ファン１１６の作動停止時に、掃除機１００が回収装置２００に接続されて掃除機１００から回収装置２００への塵埃回収が行われる場合に、回収気流による回転羽根部１８０の回転を抑制するための回転抑制制御を行う。以下、掃除機１００における回転抑制制御について説明する。

（回転抑制制御の説明）
回収装置２００の塵埃回収時には、ファン収容室１５３を流れる回収気流が回転羽根部１８０に回転力を発生させて回転羽根部１８０が回転し、使用者が不快感を受けるような騒音が発生することがある。掃除機１００の回転抑制制御は、回収気流による回転羽根部１８０の回転を抑制して、掃除機１００における騒音の発生を抑制するために行われる。掃除機１００では、コイル１９２ａ，１９２ｂ，１９２ｃに電流を流して静磁界を形成することにより回転羽根部１８０の回転を抑制する第１回転抑制制御と、コイル１９２ａ，１９２ｂ，１９２ｃに起電力を生じさせる閉回路を形成することにより回転羽根部１８０の回転を抑制する第２回転抑制制御と、によって回転抑制制御が行われる。

制御部１７０は、吸引ファン１１６の作動停止時に、回収装置２００から塵埃回収の開始を示す信号を受け付けることにより回転抑制制御を開始する。掃除機１００では、回収装置２００による塵埃回収が行われている期間、回転抑制制御が維持される。このとき、蓄電量検出部１７７により検出されたバッテリ１１７の蓄電量が所定の電力閾値を上回る場合には第１回転抑制制御による回転抑制制御が行われ、所定の電力閾値を上回らない場合には、第２回転抑制制御による回転抑制制御が行われる。

第１回転抑制制御は静磁界を形成するために所定の電力が必要である一方で、第２回転抑制制御は閉回路を形成するだけなので電力をほとんど必要としない。すなわち、所定の電力閾値とは第１回転抑制制御に必要な電力量を示す閾値であり、掃除機１００では、バッテリ１１７の蓄電量が第１回転抑制制御に必要な電力量を有していない場合に第２回転抑制制御が行われる。以下、第１回転抑制制御と第２回転抑制制御について、図９及び図１０を参照しつつ、具体的に説明する。図９には、第１回転抑制制御が行われる際のモータ回路１８４の状態が、図１０には、第２回転抑制制御が行われる際のモータ回路１８４の状態がそれぞれ示されている。

第１回転抑制制御において、モータ回路１８４は、図９に示すように、スイッチング素子Ｔｒ１～Ｔｒ６のうちスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ４がオン状態に切り替えられ且つスイッチング素子Ｔｒ２，Ｔｒ３，Ｔｒ５，Ｔｒ６がオフ状態に切り替えられている。この状態では、モータ回路１８４及びモータ本体１８６には、バッテリ１１７からの電流が一定の方向に流れる通電経路１９５が形成される。一定方向に流れる電流によって、コイル１９２ａ，１９２ｂ，１９２ｃの周囲には時間的に変動しない静磁界が形成される。

具体的に、３つのコイル１９２ａ，１９２ｂ，１９２ｃのうち、Ｕ相のコイル１９２ａにはロータ１８８に対してＳ極が現れるような電流が流れ、Ｖ相のコイル１９２ｃ及びＷ相のコイル１９２ｂにはロータ１８８に対してＮ極が現れるような電流が流れる。すなわち、ロータ１８８の磁性部のうちＮ極側の面とＵ相のコイル１９２ａ間と、ロータ１８８の磁性部のうちＳ極側の面とＶ相のコイル１９２ｃ及びＷ相のコイル１９２ｂ間と、には磁性的な力が発生する。すなわち、回転羽根部１８０が回転した状態では、コイル１９２ａ，１９２ｂ，１９２ｃの静磁界とロータ１８８の磁性部との間に生じる磁性的な力により、回転羽根部１８０の回転を抑制するブレーキ力が生じる。

第２回転抑制制御において、モータ回路１８４は、図１０に示すように、スイッチング素子Ｔｒ１～Ｔｒ６のうちスイッチング素子Ｔｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６がオン状態に切り替えられ且つスイッチング素子Ｔｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５がオフ状態に切り替えられている。この状態では、コイル１９２ａ，１９２ｂ，１９２ｃを互いに連通させるような閉回路である通電経路１９７が形成される。通電経路１９７には、バッテリ１１７からの電流は流れない。

モータ１８２に通電経路１９７が形成された状態において回転羽根部１８０が回転した場合、ロータ１８８の磁性部の回転に伴い時間的に変動する磁界によって、コイル１９２ａ，１９２ｂ，１９２ｃそれぞれには、図１０に矢印で示すような起電力が発生する。この起電力により通電経路１９７には電流が流れて、ロータ１８８の回転エネルギーが通電経路１９７において熱エネルギーに変換され、ロータ１８８に、ロータ１８８の回転を抑制するようなブレーキ力を作用させることができる。

制御部１７０はさらに、掃除機１００において第２回転抑制制御による回転抑制制御が行われている期間に、充電回路１７８を通じてバッテリ１１７に電力を供給して、バッテリ１１７を充電させる充電制御を行う。ただし、制御部１７０は、掃除機１００において第２回転抑制制御による回転抑制制御が行われている期間には充電制御を行わず、なくてもよい。

（効果等）
このように構成された掃除機１００では、回転羽根部１８０のモータ１８２による回転駆動によって、塵埃を掃除機１００内に吸引する吸込気流が発生する。このとき、吸込気流に含まれる塵埃はフィルタ部１１５により捕捉されて貯塵室１５２に貯留される。貯塵室１５２内に貯留された塵埃を回収装置２００に回収する際に、貯塵室１５２内の塵埃は回収装置２００からの吸引力を受けて貯塵室１５２から排出される。このとき、回収装置２００の吸引力により生じた回収気流が、掃除機１００の回転羽根部１８０を回転させるように作用することがある。しかしながら、この掃除機１００ではモータ１８２の停止時において、回転羽根部１８０の回収気流による回転を抑制するような回転抑制制御が行われるため、回転羽根部１８０の回転を抑制できる。この結果、回収装置２００からの回収気流によって掃除機１００の吸引ファン１１６が回転することを抑制して吸引ファン１１６の回転による騒音の発生を抑制できる。

掃除機１００において吸引制御が行われる場合には、複数のコイル１９２ａ，１９２ｂ，１９２ｃの周囲にはロータ１８８を回転させるような回転磁界が形成される。

掃除機１００において第１回転抑制制御による回転抑制制御が行われる場合には、モータ回路１８４のスイッチング素子Ｔｒ１～Ｔｒ６のオンオフ状態に応じてコイルに静磁界が形成される。したがって、回収装置２００の回収気流により回転羽根部１８０が回転した場合でも、静磁界によってロータ１８８には回転を抑制する力が生じるため、回転羽根部１８０の回転を抑制できる。

掃除機１００において第２回転抑制制御による回転抑制制御が行われる場合には、コイル１９２ａ，１９２ｂ，１９２ｃが互いに連通されて、回転羽根部１８０の回転により電流が流れるような閉回路である通電経路１９７が形成される。回収気流による回転羽根部１８０の回転に伴うコイル１９２ａ，１９２ｂ，１９２ｃにおける起電力により通電経路１９７には電流が流れて、通電経路１９７では通電に伴うジュール熱が発生する。このため、回転羽根部１８０を回転させようとする回転エネルギーの一部が通電経路１９７において熱エネルギーに変換されて消費されるため、残りの回転ネルギーのみが回転羽根部１８０の回転に寄与する。したがって、回収気流により回転羽根部１８０が回転した場合でも、第２回転抑制制御によって回転羽根部１８０の回転を抑制できる。

第１回転抑制制御を行う場合には、コイル１９２ａ，１９２ｂ，１９２ｃに電流を流すための所定の蓄電量をバッテリ１１７が有している必要がある。一方で、第２制御転抑制制御を行う場合には、コイル１９２ａ，１９２ｂ，１９２ｃに電流を流す必要がないためバッテリ１１７の蓄電量はほとんど必要ない。掃除機１００では、バッテリ１１７の蓄電量が所定の電力閾値を上回る場合において第１回転抑制制御が行われ、バッテリ１１７の蓄電量が所定の電力閾値を上回らない場合において第２回転抑制制御が行われる。すなわち、掃除機１００では、バッテリ１１７の蓄電量によらず、第１回転抑制制御又は第２回転抑制制御によって回転抑制制御を行うことできるため、回収気流により回転羽根部１８０が回転した場合に、回転羽根部１８０の回転を確実に抑制できる。

掃除機１００ではさらに、バッテリ１１７の蓄電量がほとんど必要ない第２回転制御が行われる場合に、充電回路１７８によりバッテリ１１７を充電させる充電制御を行いつつ回転抑制制御を行うことができる。

なお、本実施形態では、接続検出部２８６が第２電流経路２８４を流れる電流を検出することにより、掃除機１００が回収装置２００に接続されたことを検出するが、このような構成には限られない。例えば、回収装置２００には、掃除機１００が回収装置２００に接続された場合に開状態と閉状態が切り替わるように構成されたスイッチが設けられており、接続検出部２８６は、このスイッチの状態を検出することにより、掃除機１００が回収装置２００に接続されたこと判定するように構成されていてもよい。この場合、接続回路２０３は、掃除機１００が回収装置２００に接続したことを電気的に検出するための回路としては機能しない。

また、モータ本体１８６は、回転抑制制御において、３つのコイル１９２ａ，１９２ｂ，１９２ｃそれぞれに静磁界が形成されるように構成されているが、これに限らない。例えば、モータ本体１８６は、３つのコイル１９２ａ，１９２ｂ，１９２ｃのうちいずれか１つのコイルに静磁界が形成されるように構成されていてもよい。

また、掃除機１００は、バッテリ１１７の蓄電量に応じて、第１回転抑制制御による回転抑制制御と、第２回転抑制制御による回転抑制制御とが行われるように構成されているが、これに限らない。例えば、掃除機１００は、第１回転抑制制御による回転抑制制御と第２回転抑制制御による回転抑制制御のうち、いずれか一方の回転抑制制御だけが行われるように構成されていてもよい。

また、制御部１７０は、モータ制御部１７５が第２回転抑制制御を行うときに、充電回路１７８を通じてバッテリ１１７を充電させる充電制御を行わなくてもよい。この場合、掃除機１００では、回転抑制制御が行われていない状態において、制御部１７０により充電制御が行われる。

また、掃除機１００は、バッテリ１１７からモータ１８２への電力供給ではなく、回収装置２００からモータ１８２への電力供給により、第１回転抑制制御による回転抑制制御が行われるように構成されていてもよい。掃除機１００が回収装置２００に接続された状態において、接続回路２０３を通じて回収装置制御部２６０からモータ１８２に制御部１７０を通じて電力が供給される。したがって、バッテリ１１７が所定の電力閾値を上回る蓄電量を有していない場合でも、掃除機１００において第１回転抑制制御による回転抑制制御により、回収気流による回転羽根部１８０の回転を確実に抑制できる。この場合、掃除機１００では第２回転抑制制御による回転抑制制御が行われなくてもよい。

（第２実施形態）
第２実施形態の掃除機１００では、図１１に示すように、制御部１７０は、回収装置２００に塵埃回収の指示を送信するための回収指示部１７９をさらに有している点において、第１実施形態の掃除機１００とは異なっている。この態様では、第１回転抑制制御による回転抑制制御が行われ、第２回転抑制制御による回転抑制制御は行われない。

掃除機１００の回収指示部１７９は、バッテリ１１７の蓄電量が所定の電力閾値を上回ることを条件に、回収装置２００の回収装置制御部２６０に塵埃回収の指示を示す信号を送信するように構成されている。掃除機１００が回収装置２００に接続されたときに、回収装置２００の回収装置制御部２６０は、回収指示部１７９から塵埃回収の指示を示す信号を受け付けたことを条件に吸塵源２５０を作動させる。このとき、バッテリ１１７は所定の電力閾値を上回る蓄電量を有しているので、掃除機１００では第１回転抑制制御による回転抑制制御が行われて、コイル１９２ａ，１９２ｂ，１９２ｃの周囲には静磁界が形成され、回転羽根部１８０の回転は確実に抑制される。

一方で、バッテリ１１７が所定の電力閾値を上回る蓄電量を有していない場合には、掃除機１００が回収装置２００に接続されたとしても、回収指示部１７９は回収装置２００に塵埃回収の指示を示す信号を送信しない。このため、回収装置２００による塵埃回収は行われず、掃除機１００における回転抑制制御は不要となる。回収指示部１７９は、バッテリ１１７が所定の電力閾値を上回る蓄電量まで充電された後に、回収装置２００に塵埃回収の指示を示す信号を送信する。

今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上述した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

上述の実施形態の掃除機は、清掃作業に用いられる装置に好適に利用される。

１００ 掃除機
１１５ フィルタ部
１１７ バッテリ
１５２ 貯塵室
１７５ モータ制御部
１７７ 蓄電量検出部
１７８ 充電回路
１７９ 回収指示部
１８０ 回転羽根部
１８２ モータ
１８４ モータ回路
１８８ ロータ
１９２ コイル
２００ 回収装置
Ｔｒ１～Ｔｒ６ スイッチング素子

Claims (6)

1. 塵埃を吸引するように構成された掃除機であって、
   駆動力を発生するように構成されたモータと、
   前記モータによって回転駆動されて塵埃を吸い込む吸込気流を発生させるように構成された回転羽根部と、
   前記吸込気流に含まれる塵埃を捕捉するフィルタ部が収容されているとともに前記フィルタ部が補足した塵埃を貯留する貯塵室と、
   前記モータを制御するモータ制御部と、を備え、
   前記貯塵室は、前記貯塵室内の塵埃を吸引するように構成された回収装置の吸引力を受けて、前記回収装置に前記貯塵室内の塵埃を排出可能に構成されており、
   前記モータ制御部は、前記モータの停止時において、前記回収装置の吸引力によって生じる回収気流によって前記回転羽根部が回転することを抑制する回転抑制制御を行うように構成されている、掃除機。
2. 前記モータは、前記回転羽根部に接続されたロータと、複数のコイルと、複数のスイッチング素子をオンオフさせながら前記複数のコイルに電流を供給することにより前記ロータを回転させる回転磁界を生じさせるように構成されたモータ回路と、を含んでおり、
   前記モータ制御部は、前記モータの駆動時には前記回転磁界が生じるように前記複数のスイッチング素子をオンオフさせる吸引制御を行う一方で、前記モータの停止時には前記回転抑制制御として前記複数のコイルを互いに連通させる閉回路を形成させるように前記複数のスイッチング素子のオンオフを設定し、
   前記閉回路には、前記回収気流によって前記回転羽根部が回転すると電流が流れる、
   請求項１に記載の掃除機。
3. 前記モータは、前記回転羽根部に接続されたロータと、複数のコイルと、複数のスイッチング素子をオンオフさせながら前記複数のコイルに電流を供給することにより前記ロータを回転させる回転磁界を生じさせるように構成されたモータ回路と、を含んでおり、
   前記モータ制御部は、
   前記モータの駆動時において、前記回転磁界が生じるように前記複数のスイッチング素子をオンオフさせる吸引制御を行い、
   前記モータの停止時において、前記回転抑制制御として、前記複数のコイルのうち少なくとも１つのコイルにおいて静磁界が形成されるように前記複数のスイッチング素子のオンオフを設定して前記複数のコイルそれぞれに電流を流す、請求項１に記載の掃除機。
4. 前記回収装置に塵埃回収の指示を出す回収指示部と、
   前記モータに電力を供給するバッテリと、
   前記バッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出部と、をさらに備え、
   前記回収指示部は、前記蓄電量検出部が検出した前記蓄電量が所定の閾値を上回る場合に、前記回収装置に前記塵埃回収の指示を出すように構成されており、
   前記回収装置は、前記掃除機から塵埃回収の指示を受けた場合に、前記貯塵室内の塵埃を吸引するための吸引力を発生させる、請求項３に記載の掃除機。
5. 前記モータに電力を供給するバッテリと、
   前記バッテリの蓄電量を検出する蓄電量検出部と、をさらに備え、
   前記モータは、前記回転羽根部に接続されたロータと、複数のコイルと、複数のスイッチング素子をオンオフさせながら前記複数のコイルに電流を供給することにより前記ロータを回転させる回転磁界を生じさせるように構成されたモータ回路と、を含んでおり、
   前記回転抑制制御は、
   前記複数のスイッチング素子のオンオフを設定して前記ロータの回転を抑制する静磁界を形成する第１回転抑制制御と、
   前記複数のスイッチング素子のオンオフを設定して前記複数のコイルを互いに連通させる閉回路を形成する第２回転抑制制御と、を含み、
   前記モータ制御部は、
   前記モータの駆動時において、前記回転磁界が生じるように前記複数のスイッチング素子をオンオフさせる吸引制御を行い、
   前記モータの停止時において、前記蓄電量検出部が検出した前記蓄電量が所定の閾値を上回る場合には前記第１回転抑制制御を行う一方で、前記蓄電量検出部が検出した前記蓄電量が所定の閾値上回らない場合には前記第２回転抑制制御を行い、
   前記第２回転抑制制御において、前記閉回路には、前記回収気流による前記回転羽根部の回転によって電流が流れる、請求項１に記載の掃除機。
6. 前記バッテリを充電する充電回路をさらに備え、
   前記充電回路は、前記モータ制御部が前記第２回転抑制制御を行う状態において、前記バッテリに電力を供給して前記バッテリを充電する、請求項５に記載の掃除機。

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