(57)【要約】【課題】  電池パックの出力が不意に途絶えた場合、その停止原因を知らせることが可能な電気掃除機を提供する。【解決手段】  電気掃除機は、掃除機本体、保護回路５４を有した電池パック５１、電動送風機３１、制御装置７１、バックアップ電源８５、及び表示器（報知手段）４５を具備する。掃除機本体に、電動送風機３１及び制御装置７１とともにこれらの電源をなす電池パック５１と、制御装置７１に電力を供給可能なバックアップ電源８５を内蔵する。制御装置７１は、電動送風機３１への電池パック５１の電力供給を制御し、かつ、電池パック５１の出力が不意に停止された場合、この停止の原因を判定し、判定された停止原因についての報知情報を取得する。バックアップ電源８５は電池パック５１の出力が停止された場合に制御装置７１に電力を供給する。それにより、表示器（報知手段）４５に報知情報が報知されることを特徴としている。【選択図】図３
2014064712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掃除機本体と、
保護回路を有して前記掃除機本体に内蔵された電池パックと、
前記掃除機本体に内蔵されて前記電池パックの電力で駆動される電動送風機と、
前記掃除機本体に内蔵され、前記電池パックの電力で動作されるとともに、前記電動送風機への前記電池パックの電力供給を制御し、かつ、前記電池パックの出力が不意に停止された場合、この停止の原因を判定し、判定された停止原因についての報知情報を取得する制御装置と、
前記掃除機本体に内蔵され前記電池パックの出力が停止された場合に前記制御装置に電力を供給するバックアップ電源と、
前記報知情報を報知する報知手段と、
を具備することを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】
前記制御装置が、前記電池パックの出力停止前における前記電池パックの温度及び電圧を用いて、前記停止原因を判定することを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
前記電池パックの温度過昇を原因としてこの電池パックの出力が停止された場合に報知される前記報知情報が、前記電動送風機の再駆動待機時間を含んでいて、この再駆動待機時間が前記出力停止後に前記電池パックの温度が使用に適する温度まで低下するのに掛かる予測時間であることを特徴とする請求項２に記載の電気掃除機。
【請求項４】
前記バックアップ電源が一次電池であることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の電気掃除機。
【請求項５】
前記バックアップ電源から前記制御装置への電力供給は、前記電池パックから前記制御装置への電力が供給されているときは停止されることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか一項に記載の電気掃除機。
【請求項６】
前記停止原因が前記電池パックへの充電が不適切な停止原因である場合、前記制御装置が、前記電池パックに対する充電を禁止することを内容とする前記報知情報を前記報知手段に報知させることを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電動送風機が電池パックの電力で駆動されるコードレス型の電気掃除機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、掃除機本体に内蔵された制御部で二次電池の電圧を監視し、この電圧が規定値を下回った場合、制御部により二次電池の放電(出力)を停止させて、過放電による二次電池の劣化を抑制する技術が知られている。
【０００３】
更に、掃除機本体に内蔵された制御部で二次電池の電圧を監視するとともに、二次電池に取付けられた温度検出手段で電池温度を検出し、二次電池の温度が所定値以上で、かつ、二次電池の電圧が規定値を下回った場合、制御部により電動送風機に供給する電力を低減させて、二次電池の温度過昇に伴う寿命低下を抑制する技術も、従来知られている。
【０００４】
これらの例で代表するように、電動送風機に電力を供給する二次電池は、制御部の電源を兼ねている。このため、二次電池の電力が制御部に供給されている限り、制御部による既述の保護性能を全うできる。しかし、何らかの原因で二次電池の出力が不意に途絶えた場合、マイクロコンピュータ等からなる制御部への給電が停止されるので、これに伴い電動送風機の運転は停止してしまう。このような事態への対処について従来は何らの対策も講じていない。
【０００５】
ところで、コードレス型の電気掃除機の電源には、所望とする出力電圧を得るために二次電池からなる電池セルが複数組み合わされた状態で包装され、そのパッケージ内に保護回路を設けた電池パックが多用されている。
【０００６】
保護回路は、少なくとも一部の電池セルの電圧を監視し、監視対象の電池セルのうちの少なくとも一部の電池セルの電圧や温度が異常となった場合に、電池パックの出力を停止させて、電池セルを保護するように構成されている。
【０００７】
こうした保護回路を有する電池パックが搭載された電気掃除機では、制御部が電池パック全体の出力電圧の監視を担っており、電池パック内の保護回路は少なくとも一部の電池セルの電圧や温度を監視している。これにより、一部の電池セルの電圧が異常（電圧の過多又は過小）となって、各電池セルの電圧バランスが崩れたことを保護回路が検出した場合、及び一部の電池セルの温度が異常(温度の過昇)となって、各電池セルの温度バランスが崩れたことを保護回路が検出した場合、電池パック全体の出力電圧が正常であっても、保護回路によって電池パックの出力が停止される。
【０００８】
こうして電池パックの出力が不意に途絶えると、電動送風機への給電が停止されるだけではなく、制御部に対する給電も停止される。このため、掃除作業者は、電気掃除機として何が起こったのか把握することができないとともに、不意の運転停止に対する処置を適切に採ることも不可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−５７３６７号公報
【特許文献２】特開２００５−１３７５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
実施形態は、電池パックの出力が不意に途絶えた場合、その停止原因に知らせることが可能なコードレス型の電気掃除機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、実施形態の電気掃除機は、掃除機本体、保護回路を有した電池パック、電動送風機、制御装置、バックアップ電源、及び報知手段を具備する。掃除機本体に、電動送風機及び制御装置とともにこれらの電源をなす電池パックと、制御装置に電力を供給可能なバックアップ電源を内蔵する。制御装置は、電動送風機への電池パックの電力供給を制御し、かつ、電池パックの出力が不意に停止された場合、この停止の原因を判定し、判定された停止原因についての報知情報を取得する。バックアップ電源は電池パックの出力が停止された場合に制御装置に電力を供給する。それにより、制御装置で報知手段に報知情報を報知させることを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施の形態に係る電気掃除機を示す斜視図である。
【図２】図１の電気掃除機の構成を示す概念図である。
【図３】図１の電気掃除機が備える制御装置の構成と電池パック等の関係を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、一実施形態の電気掃除機について、図１〜図３を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１に例示したコードレス型の電気掃除機１１は、吸塵風路部材１２と、掃除機本体１３と、図３に示す充電台２１とを備える。
【００１５】
吸塵風路部材１２は、掃除機本体１３に含塵空気を導く吸塵風路を形成し、かつ、互に連通して接続された吸塵ホース１６、延長管１８、及び吸込み口体１９を備えている。
【００１６】
吸塵ホース１６はホース部材１６ａと接続管部１５と手元操作部１７を有している。ホース部材１６ａは可撓性を有する。接続管部１５は、ホース部材１６ａの基端部となる一端部に取付けられて、このホース部材１６ａに連通されている。手元操作部１７は、ホース部材１６ａの先端部となる他端部に取付けられて、このホース部材１６ａに連通されている。
【００１７】
接続管部１５は掃除機本体１３に着脱可能に接続されている。延長管１８は例えば二本の管を組み合わせて長さ調節が可能に形成されている。この延長管１８は、手元操作部１７の先端部に着脱可能に接続されて、吸塵ホース１６に連通されている。吸込み口体１９は、例えば被掃除面である屋内の床面を掃除するのに適した床用である。この吸込み口体１９は、延長管１８の先端部又は手元操作部１７の先端部に選択的にかつ着脱可能に接続されて、延長管１８等に連通されている。
【００１８】
手元操作部１７はその先端部から後方に向けて突出した把持部１７ａを有している。この把持部１７ａに、運転操作用の設定ボタン２０が複数取付けられている。
【００１９】
掃除機本体１３は、車輪１３ａを有して、被掃除面である屋内の床面上を走行可能である。図１及び図２に示すように掃除機本体１３は本体ケース２５を備える。この本体ケース２５に集塵装置２６が着脱可能に支持されている。
【００２０】
本体ケース２５は、例えば合成樹脂等で形成されていて、本体部３２と、取付け部３３と、前壁部３４と、ハンドル３５を備えている。
【００２１】
本体ケース２５の後部を占める本体部３２は中空状に形成されている。この本体部３２に、電動送風機３１、及び電気的な制御装置７１（図３参照）の他に、これら電動送風機３１及び制御装置７１等に給電するための電源として電池パック５１とバックアップ電源８５等が内蔵されている。
【００２２】
電動送風機３１はその吸気口を例えば上向にして本体部３２内に上下方向に沿って配置されている。この電動送風機３１の運転（起動・停止、及び強弱運転モードの選択等）は、設定ボタン２０の操作で指定され、この指定に応じて電動送風機３１の運転が制御装置７１により制御されるようになっている。
【００２３】
図２に示すように本体部３２は、その内部に、第１風路形成部材４１と第２風路形成部材４２を有している。
【００２４】
第１風路形成部材４１は、電動送風機３１の吸込み側に配設されていて、後述する集塵カップ６５が有する気流出口から電動送風機３１の吸気口に向けて流れる吸込み気流を導く。第２風路形成部材４２は、電動送風機３１の排気側に配設されていて、電動送風機３１から後述の排気口３８に向けて流れる排出気流を導く。
【００２５】
本体部３２の前面部に格子付きの開口部（図示しない）が形成されている。この開口部の外縁部に、開口部の全周を囲んで環状のシール部材が取付けられている。開口部は、第１風路形成部材４１を経由して電動送風機３１の吸気口に連通されている。この開口部に対して前方から後述の集塵カップ６５の出口（図示しない）が気密に接合される。本体部３２の開口部に、これを通る吸込み気流をろ過する風路フィルタ４３（図２参照）が取付けられている。
【００２６】
図２に示すように掃除機本体１３の本体部３２は排気口３８を有している。排気口３８は、例えば本体部３２の後壁に設けられた多数の小孔で形成されている。第２風路形成部材４２の後端は、本体部３２の後壁に達していて、本体部３２の内側から排気口３８を囲んでいる。これにより、電動送風機３１からの排気を排気口３８に通して本体ケース２５の外部へ放出することが可能となっている。
【００２７】
図１に示すように前記取付け部３３、前壁部３４、及びハンドル３５は、掃除機本体１３の前部を構成している。本体ケース２５の取付け部３３は本体部３２の下端部から前方に突出されている。後述する集塵カップ６５の下部を受けてこのカップを保持する平面視円形状の凹部６１が、上方に開放して取付け部３３に形成されている。これにより、取付け部３３は受け皿状をなしている。
【００２８】
前壁部３４は、取付け部３３の前端部から上方に向けて略垂直状に突出して形成されている。前壁部３４は、本体部３２の前面に対向し、かつ、前方に離間されている。このため、前壁部３４の両側面と、本体部３２の両側面と、後述するハンドル３５の両側面との間に、取付け部３３に載置された集塵カップ６５の側部が外部から視認可能に露出されるようになっている。
【００２９】
図１に示すように前壁部３４の上部に吸込み接続筒６３が前後方向に延びて形成されている。吸込み接続筒６３の前端部に、吸塵風路部材１２の基端部をなした接続管部１５が着脱可能に接続されている。吸込み接続筒６３の後端部は、取付け部３３に保持された集塵カップ６５の入口（図示しない）と気密に接合される。
【００３０】
掃除機本体１３を把持する際に使用されるハンドル３５は、本体部３２の上部から前方へと突出され、ループ状に形成されている。このハンドル３５の前端部は、前壁部３４の上方付近に達している。ハンドル３５は、取付け部３３に載置された集塵装置２６の上部の周囲を囲んで位置されているとともに、取付け部３３に上方から臨む取付け開口３５ａを区画している。取付け開口３５ａには、集塵装置２６を取付け部３３に着脱する際に、この集塵装置２６が挿脱される。なお、ハンドル３５には、集塵装置２６を取付け部３３に取付けた状態で、集塵装置２６を掃除機本体１３の本体ケース２５に保持する図示しない係脱機構が例えば取付け開口３５ａの内側等に配設されている。
【００３１】
集塵装置２６は、その内部に吸込まれた含塵空気を遠心力で塵と空気に分離し、かつ、分離された塵を集積するサイクロン式の構成であり、集塵カップ６５及びカップ蓋６６等を備えている。
【００３２】
集塵カップ６５は、カップ本体と、開閉可能な底蓋(図示しない)を備えている。図示しない底蓋は、カップ本体の下端部の外面に上下方向に回動可能に取付けられていて、その閉じ状態は図示しないクランプによって保持されている。
【００３３】
この集塵カップ６５内の上部空間は遠心分離のための分離室として利用され、この分離室の下側に連続する集塵カップ６５内の下部空間は分離された塵を集積する集塵室として利用されるようになっている。分離室の中央部に、この分離室からカップ蓋６６内に流出しようとする気流中の塵をろ過する一次フィルタ（図示しない）が配設されている。
【００３４】
集塵カップ６５のカップ本体は、その内部を透視可能な透明合成樹脂製であり、上下両端が開口された円筒形状に形成されている。カップ本体は、その分離室に臨んだ上部側面に、含塵空気をカップ本体の内周面に沿って旋回させるように導入する気流入口を有している。この気流入口は、集塵装置２６が掃除機本体１３に保持された状態で、吸込み接続筒６３の後端部に気密に接合される。
【００３５】
カップ蓋６６は、集塵カップ６５の開口された上端を覆ってカップ本体の上端部に連結されている。このカップ蓋６６の側面に気流出口(図示しない)が後向きに突設されている。気流出口は、集塵装置２６が掃除機本体１３に保持された状態で、本体部３２の前面部に形成された図示しない前記開口部に気密に接合される。気流出口の上流側でかつカップ蓋６６の内部に、集塵装置２６を流れる気流をろ過する例えばプリーツフィルタ等の二次フィルタ（図示しない）が配置されている。
【００３６】
図１に示すように掃除機本体１３の本体ケース２５に、その上面に露出して報知手段例えば報知器として表示器４５が取付けられている。表示器４５は後述する報知情報を表示するディスプレーである。表示器４５には、消費電力が低い表示器、例えば表示素子に液晶を用いた液晶表示器、又は表示素子に有機ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）素子を用いた有機ＥＬ表示器、或いは表示素子にＬＥＤ（ライト・エミッティング・ダイオード）を用いたＬＥＤ表示器等を用いることが好ましい。
【００３７】
なお、一実施形態のように手元操作部１７を有した吸塵風路部材１２を備える電気掃除機１１の場合、表示器４５に表示された報知情報を掃除中に手元で視認可能とするために、手元操作部１７に表示器４５を取付けることも可能である。又、報知手段は、表示器４５に制約されるものではなく、例えばスピーカー等の音声発生器を報知手段として用いることが可能である。更に、報知情報を視覚及び聴覚で知覚させるために、報知手段として表示器及び音声発生器を組み合わせた報知器を用いることも可能である。
【００３８】
図２に示すように掃除機本体１３の本体部３２内に電池収容室４７が形成されている。電池収容室４７は、例えば第２風路形成部材４２に隣接されていて、冷却空気が流通可能である。電池収容室４７は図示しない収容室蓋によって閉じられている。この収容室蓋は、電池収容室４７に対する後述の電池パック５１の出し入れを可能とするために本体部３２の外面例えば底壁に開閉可能に取付けられている。
【００３９】
電池収容室４７に収容され電池パック５１は、図示しない複数の電池セルと、図３に示す第１センサ５２と、第２センサ５３と、保護回路５４を有している。
【００４０】
複数の電池セルの夫々は二次電池であり、これらは束ねられかつ電気的に接続された状態で図示しないパッケージ部材によって包装されている。電池セルにはリチウムイオン電池を用いることが好ましい。
【００４１】
第１センサ５２には例えばサーミスタ等の温度センサが用いられている。この第１センサ５２は、各電池セルのうちの少なくとも一個、好ましくは全ての電池セルの温度(以下セル温度と称する。)を、電池セルの状態を示すセル情報として個別に検出できるように各電池セルに対して個々に取付けられている。第１センサ５２が取付けられた電池セルは情報取得対象の電池セルである。第１センサ５２はパッケージ部材によって覆われている。
【００４２】
なお、第１センサ５２には、温度センサに代えて、電池セルの電圧（セル電圧）又は電池セルの電流(セル電流)を、情報取得対象の電池セルの状態を示すセル情報として検出する電圧センサ又は電流センサを用いることができる。これとともに、温度センサ、電圧センサ、電流センサのうちの少なくとも一つを第１センサとして用いて、二種以上のセル情報を検出できるようにすることも可能である。
【００４３】
第２センサ５３は、サーミスタ等からなる温度センサであり、電池パック５１全体の温度(電池温度と称する。)を検出できるように配設されている。
【００４４】
保護回路５４は各電池セルとともにパッケージ部材で覆われている。この保護回路５４は、電池セルが想定した状態となった場合、つまり、一実施形態では、各電池セルの温度(セル温度)のバランスが不平衡となった場合、電池パック５１の出力を停止させて各電池セルを保護するように構成されている。
【００４５】
例えば、一般的にセル温度が低下すると電池セルの放電電圧は低下する。このため、電池セルの残容量が十分な状態においても、一部の電池セルの温度が保護回路５４に設定された温度の下限値以下に低下して、各電池セルの温度バランスが不平衡になると、一部の電池セルの放電電圧が通常使用温度での放電終了電圧以下にまで低下することがある。この場合、電池パック５１から出力される電圧が正常な範囲内でも、保護回路５４によって電池パック５１の出力が停止される。それにより、電池セルが劣化しないように保護される。一部の電池セルの温度が低下する条件は種々あるが、例えば電池収容室４７に外気又は電動送風機３１の排気を流通させて、電池パック５１を空冷する構成とした場合、冷却空気の流れ方を原因として、一部の電池セルの温度が他の電池セルよりも急激に下がる。
【００４６】
この逆に、電池セルの温度が上昇してその温度が保護回路５４に設定された温度の上限値を超えて、各電池セルの温度バランスが不平衡となった場合、第２センサ５３が検出する電池パック５１全体の温度が正常な範囲内でも、保護回路５４によって電池パック５１の出力が停止される。それにより、電池セルが劣化しないように保護される。電池セルのセル温度が急激に温度上昇する条件としては、電池セルからの放電の継続、外気温度が高い場合、電動送風機３１に対する負荷が大きいことに伴いこの電動送風機３１の温度が高まって、掃除機本体１３の温度が上昇し、その影響が電池パック５１に波及し易い場合等を挙げることができる。
【００４７】
なお、第１センサ５２が電池セルの電圧又は電流を検出するセンサである場合、保護回路５４によって検出されたセル電圧又はセル電流が、これらに対して予め保護回路５４に設定された上限値を超えた場合、及び下限値を下回った場合に、保護回路５４は電池パック５１の出力を停止させる保護動作をするように構成される。
【００４８】
電池パック５１への充電のために掃除機本体１３が着脱自在に載置される前記充電台２１は、図３に示すように充電回路５６とファンモータ５７を有している。充電台２１は商用交流電源に接続されている。この充電台２１に掃除機本体１３が載置されると、充電回路５６は後述する制御装置７１の充電制御部７２に電気的に接続される。そして、充電回路５６は後述する充電制御部７２により充電動作を制御され、この充電動作によって電池パック５１の各電池セルが充電されるようになっている。
【００４９】
ファンモータ５７は、充電台２１に載置された商用交流電源で駆動され、前記電池収容室４７内を流通する気流を生成し、それによって電池パック５１を空冷するために用いられている。なお、ファンモータ５７は省略しても差し支えない。
【００５０】
図３中符号５９は温度センサを示している。温度センサ５９は、電池パック５１と異なる位置で例えば掃除機本体１３の周りの外気温度を検出するために、掃除機本体１３の本体部３２に取付けられている。なお、温度センサ５９は、例えば本体部３２の温度、又は電池収容室４７の温度、若しくは電動送風機３１の温度等を検出するように配設することも可能である。
【００５１】
マイクロコンピュータで形成された制御装置７１は、図３に示すように充電制御部７２、放電制御部７３、送風機制御部７４、電池状態検知部７５、記憶部７６、停止原因判定部７７、報知制御部７８、及び電源管理制御部７９等を有している。
【００５２】
充電制御部７２は、これに電気的に接続された充電回路５６の充電動作を制御するように構成されている。この制御により、電池パック５１の各電池セルへの充電が行われる。制御装置７１には、その放電制御部７３に電気的に接続された電池パック５１の電力が供給される。
【００５３】
電池パック５１の放電に伴い電池パック５１から出力された電力は、放電制御部７３を経由して、この放電制御部７３に電気的に接続された送風機制御部７４に供給される。送風機制御部７４は電動送風機３１に電気的に接続されている。これにより、電池パック５１の電力が、放電制御部７３及び送風機制御部７４を経由して電動送風機３１に供給されるので、電動送風機３１が駆動される。
【００５４】
なお、設定ボタン２０による運転モードの指定に応じて、送風機制御部７４は電動送風機３１への入力、つまり、供給電力の量を調節するようになっている。又、電池パック５１全体の出力(電池電圧)が所定の電圧値(下限電圧値)を下回った場合、放電制御部７３は、電池パック５１からの放電を抑制して電動送風機３１の運転を停止させる制御を行うように構成されている。したがって、放電制御部７３は、前記設定ボタン２０による電動送風機３１の起動と停止の指定に応じて、電池パック５１の放電動作を制御し、電動送風機３１への給電とその停止等を担っている。
【００５５】
電池状態検知部７５は放電制御部７３に電気的に接続されている。この電池状態検知部７５は、電池パック５１の状態を示す情報（以下電池情報と称する。）、例えば電池パック５１から電動送風機３１に供給される電力の電圧と電流のうちの少なくとも電圧を電池情報として検知するものであって、一実施形態では電圧と電流の双方を電池情報として検知するように構成されている。
【００５６】
記憶部７６には好ましくは不揮発性メモリが使用される。記憶部７６は電池情報を記憶する。記憶部７６に記憶される電池情報は、記憶部７６に電気的に接続された第２センサ５３の出力（具体的には電池パック５１全体の温度）、及び記憶部７６に電気的に接続された電池状態検知部７５の出力、具体的には電池パック５１から電動送風機３１に供給された電力の電圧と電流である。
【００５７】
停止原因判定部７７は、記憶部７６及び充電制御部７２並びに温度センサ５９と電気的に接続されている。これにより、電池情報と電池パック５１の外部の温度情報とが、停止原因判定部７７に入力される。電池情報は記憶部７６に記憶された情報である。
【００５８】
停止原因判定部７７は、それに入力された各種の情報を、電池パック５１の出力が不意に停止された場合に、その停止原因を判定するとともに、判定された停止原因についての報知情報を選択するように構成されている。
【００５９】
停止原因を判定するために、停止原因判定部７７は、例えば原因推定用テーブル（図示しない）を有している。原因推定に用いられる各種の情報のうちで少なくとも電池情報は、電池パック５１の出力が不意に停止された場合の直前の情報であることが好ましい。
【００６０】
前記原因推定用テーブルには停止原因毎にそれに対応する報知情報が関連付けられて予め設定されている。停止原因判定部７７は、それに入力された各種の情報を用いて停止原因を判定し、かつ、判定された停止原因に対応する報知情報を取得するように構成されている。ここで、報知情報には、停止原因を内容とする第１報知情報と、停止原因についての対応策を内容とする第２報知情報とがある。停止原因判定部７７は、第１、第２の報知情報のうちの少なくとも第１報知情報を取得する。
【００６１】
停止原因判定部７７は、電動送風機３１の再起動待機時間を取得するための待機時間用テーブル（図示しない）も有している。この待機時間用テーブルには、第１温度である電池パック５１全体の温度と予測時間との相関関係が定められている。予測時間とは、設定温度異常の電池パック５１の温度過昇を原因として、この電池パック５１の出力が不意に停止した後に、電池パック５１の温度が適正な使用温度にまで低下するのに掛かる時間を指している。この予測時間は、前記第１温度以外の温度である第２温度具体的には温度センサ５９が検知した温度と、第１温度とに基づいて予め求め実験的に定めることができる。
【００６２】
更に、停止原因判定部７７は、第２センサ５２が検知した電池パック５１の電池温度とその推移とから、電池パック５１の動作状況を推定する機能も有している。この機能により、電池パック５１の動作状況、つまり、充電中か、放電中か、待機中であるのかが推定される。充電中の電池パック５１の温度は連続して高くなるので、こうした温度変化が検知された場合に、電池パック５１は充電中であると推定できる。放電中の電池パック５１の温度は若干の上昇を伴うので、こうした温度変化が検知された場合に、電池パック５１は放電中であると推定できる。又、掃除作業の中断等による待機中での電池パック５１の温度は小さくかつ下がり気味であるので、こうした温度変化が検知された場合に、電池パック５１は待機中であると推定できる。
【００６３】
報知制御部７８は、これに電気的に接続された表示器４５に、停止原因判定部７７で推定された不意の停止原因についての報知情報を表示(報知)させるように構成されている。表示器４５は、制御装置７１を経由して供給されるバックアップ電源８５の電力によって表示動作をする。
【００６４】
電源管理制御部７９は停止原因判定部７７に電気的に接続されている。これとともに、電源管理制御部７９に、掃除機本体１３の本体部３２等に内蔵されたバックアップ電源８５が電気的に接続されている。
【００６５】
電源管理制御部７９は、電池パック５１の出力が不意に途切れた場合に、制御装置７１に供給されるバックアップ電源８５の電力を制御する。それによって、動作状態となる制御装置７１は、電池パック５１の不意な出力停止の原因を判定し、この原因に応じた報知情報を表示器４５に表示させることができる。これとともに、電源管理制御部７９は、電動送風機３１を駆動するために電池パック５１が放電状態にある場合は、バックアップ電源８５からの電力供給を受け付けないように構成されている。これにより、バックアップ電源８５から制御装置７１への電力供給は、電池パック５１から制御装置７１への電力が供給されているときは停止される。
【００６６】
バックアップ電源８５の容量は、電動送風機３１を駆動するには不足する程度に電池パック５１の容量より十分小さく、それに伴いバックアップ電源８５の大きさは電池パック５１よりも小さい。このようなバックアップ電源８５として、ボタン電池と通称される一次電池を好適に使用できる。中でも寿命が十年以上保証されている一次電池を用いることが、より好ましい。
【００６７】
なお、バックアップ電源８５として、電池パック５１より、小容量で、かつ、小型である二次電池又はコンデンサなどを用いることも可能である。
【００６８】
バックアップ電源８５に二次電池を用いる場合、電源管理制御部７９は、バックアップ電源８５の充放電を制御するように構成される。それにより、電動送風機３１を駆動するために電池パック５１が放電状態にある場合は、電源管理制御部７９によって、電池パック５１の電力でバックアップ電源８５が充電される。これとともに、電池パック５１の出力が不意に停止された場合は、バックアップ電源８５を放電させてその電力を制御装置７１に供給できる。
【００６９】
又、電動送風機３１を駆動するために電池パック５１が放電状態にある場合の制御装置７１の電圧より、最高電圧が低いバックアップ電源８５を用いて、このバックアップ電源８５の電圧と制御装置の電圧とを電源管理制御部７９で比較する構成を採用することも可能である。この構成において、電池パック５１が放電状態にある場合、バックアップ電源８５から制御装置７１への給電は行われないが、電池パック５１の出力が不意に停止された場合、バックアップ電源８５の電圧が制御装置７１の電圧より高くなるので、バックアップ電源８５から制御装置７１への給電が行われる。
【００７０】
次に、一実施形態の電気掃除機１１の動作を説明する。
【００７１】
まず、掃除作業の準備として、掃除作業者は集塵装置２６を掃除機本体１３の取付け部３３に取付ける。このとき、集塵装置２６の下部をハンドル３５の取付け開口３５ａから下方へ挿入して、集塵カップ６５の底蓋及びカップ本体の下端部を取付け部３３の凹部６１に嵌合させるとともに、集塵装置２６を掃除機本体１３の本体ケース２５に図示しない係脱機構で固定する。
【００７２】
この状態で、集塵カップ６５の気流入口と前壁部３４の吸込み接続筒６３とが気密に接合されると共に、集塵カップ６５の気流出口と本体ケース２５の開口部とが気密に接合される。これにより、排気口３８と吸込み接続筒６３とが、集塵装置２６、風路フィルタ４３、第１風路形成部材４１、電動送風機３１、及び第２風路形成部材４２等を経由して連通される。
【００７３】
更に、掃除作業者は、吸塵風路部材１２の接続管部１５を吸込み接続筒６３に接続すると共に、必要に応じて吸塵ホース１６の手元操作部１７に延長管１８を接続し、この延長管１８の先端部に吸込み口体１９を接続する。この後、把持部１７ａを把持し、所望の設定ボタン２０を操作するとともに、吸込み口体１９を被掃除面に沿って移動させる。
【００７４】
それにより、電池パック５１の放電動作が開始されて、この電池パック５１の電力が制御装置７１に供給される。このため、電池パック５１の電力が、制御装置７１の放電制御部７３及び送風機制御部７４を経由して電動送風機３１に供給されて、この電動送風機３１が、操作された設定ボタン２０で指定された運転モード（強運転モード、弱運転モード等）で駆動される。
【００７５】
こうして電気掃除機１１が駆動されると、電池パック５１から電動送風機３１に供給される出力（電力）の電圧と電流の値が、放電制御部７３に電気的に接続された制御装置７１の電池・電池状態検知部７５によって検知され、この検知情報は、記憶部７６に記憶、つまり、書き込まれて保持される。これとともに、電気掃除機１１の駆動に伴い、電池パック５１全体の電池温度が第２センサ５３によって検知され、この検知情報は記憶部７６に記憶される。
【００７６】
電動送風機３１の駆動により生じた負圧は、第１風路形成部材４１内を経由して、集塵装置２６の気流出口から集塵装置２６の内部に波及し、更に、集塵装置２６の気流入口から吸込み接続筒６３を経由して吸塵風路部材１２に波及する。このため、吸込み口体１９が有した図示しない吸込み開口から被掃除面の塵が空気と共に吸込まれる。そして、こうして吸込まれた含塵空気は、吸塵風路部材１２で導かれて集塵装置２６にその気流入口を通って吸込まれる。
【００７７】
集塵装置２６に吸込まれた含塵空気はカップ本体の分離室で旋回される。これにより、比較的質量が大きい粗塵等は、空気から遠心分離されて、分離室をカップ本体の上部内周面に沿って旋回する。
【００７８】
これに対して、比較的質量が小さい塵及び空気は、分離室を一次フィルタの周囲に沿って旋回しつつ、一次フィルタによるろ過作用を受けてカップ蓋６６内に吸込まれる。こうして含塵空気は集塵装置２６において遠心力によって塵と空気とに分離される。粗塵から分離されるとともに比較的小さい細塵を含んだ空気は、カップ蓋６６内で二次フィルタを通過するので、その際に、比較的小さい細塵が二次フィルタに捕捉される。
【００７９】
こうして二次フィルタでろ過された空気は、気流出口を通り、更に、本体ケース２５の開口部において風路フィルタ４３で更にろ過されてから、第１風路形成部材４１に導かれて電動送風機３１に吸込まれる。電動送風機３１に吸込まれた空気は、電動送風機３１の内部を通過して排気風（排出気流）となり、電動送風機３１の外部に排出された後に、第２風路形成部材４２で導かれ、更に、排気口３８を通って本体ケース２５の外部に放出される。
【００８０】
なお、設定ボタン２０を操作して掃除を終了させたときなどに、集塵カップ６５のカップ本体を透視して、集塵装置２６に所定量以上の塵が溜まっている、と掃除作業者が判断した場合、掃除作業者による塵捨てが行われる。この塵捨てにおいては、まず、掃除機本体１３に対する集塵装置２６の固定を解除した上で、本体ケース２５から集塵装置２６を上方に取出す。次に、集塵装置２６を塵捨て場に運んで、この塵捨て場において集塵カップ６５の底蓋が自重で開かれるようにクランプを操作する。それにより、底蓋が下方へ回動され、カップ本体の下端開口が開かれるので、カップ本体の集塵室に集積されていた塵を塵捨て場に落下させて廃棄することができる。
【００８１】
又、前記充電台２１に掃除機本体１３をセットすることにより、この充電台２１の充電回路５６によって電池パック５１の各電池セルが充電される。一実施形態では、充電動作に伴って充電台２１が有したファンモータ５７が駆動されて、このファンモータ５７で送られる空気が電池収容室４７を流通して電池パック５１が冷却されるので、充電中の電池パック５１の温度が上がり過ぎないようにできる。
【００８２】
掃除作業者の操作により電動送風機３１の駆動が停止された場合、及び掃除中に電池パック５１の出力が掃除作業者の操作に因らずして不意に停止された場合は、電池パック５１から制御装置７１への給電は停止するが、少なくともその直前に記憶部７６に書き込まれた電池パック５１の状態を示す情報は、消去されることなく記憶部７６に保持される。ここで、電池パック５１の状態を示す情報とは、例えば、電池パック５１の温度とその推移についての情報、電池パック５１の電圧とその推移についての情報、電池パック５１の電流とその推移についての情報、電池パック５１の残容量とその推移についての情報等である。
【００８３】
ところで、電池パック５１の出力が不意に途絶える原因は様々考えられ、例えば、断線等の故障を原因とする場合、電池パック５１の各電池セルのセル温度やセル電圧のバランスが不平衡となって保護回路５４が働いた場合、電池パック５１の容量が規定値未満になった場合（言い換えれば、電池パック５１の電圧が下限電圧値を下回った場合）、電池パック５１の温度異常（つまり、電池温度が所定の温度範囲を外れて高温又は低温である場合）等が挙げられる。
【００８４】
電池パック５１の出力が不意に途絶えた場合、電池パック５１とは別に用意されたバックアップ電源８５の電力が制御装置７１に給電されて、この電力によって制御装置７１が動作される。
【００８５】
これにより、制御装置７１の停止原因判定部７７は、記憶部７６に記憶された各種の情報、例えば、停止前の電池パック５１の電圧・電流や温度の値とこれらの推移などの情報を用いて、停止原因を判定するとともに、判定された停止原因についての報知情報を取得する。こうして判定された停止原因と報知情報とは報知制御部７８によって、表示器４５に例えば文字情報として表示される。
【００８６】
例えば、第２センサ５３で既に検知され記憶部７６に記憶された電池パック５１の電池温度が「高温」であり、電圧・電池状態検知部７５で既に検知され記憶部７６に記憶された電池パック５１の電池電圧及び電池電流の値が適正範囲内にある場合、つまり「異常なし」である場合、停止原因判定部７７は、出力の停止直前の電池パック５１の状態が「放電中」であると推定し、この推定結果と電池電圧の推移とに基づいて電池パック５１が高温となっていることが、停止原因であると判定する。
【００８７】
この停止原因判定部７７での判定は、「放電中の電池パック５１が有した電池セルのセル温度が上がり過ぎていると判断した保護回路５４により、電池パック５１の出力が停止された」、との推定に基づく。これとともに、停止原因判定部７７は、電池パック５１が高温であることについて対処するための報知情報を取得する。
【００８８】
これらに基づいて、表示器４５には、報知情報、例えば「電池が高温です。冷却中です。あと、１５分お待ち下さい。」という文字列が表示される。この表示（報知）において、「電池が高温です。」の表示は第１報知情報であり、「冷却中です。あと、１５分お待ち下さい。」の表示は第２報知情報である。
【００８９】
この第２報知情報の例は、電動送風機３１を再駆動するのに要する待機時間である。この再駆動待機時間は、既述のように電池パック５１の温度過昇を原因としてこの電池パック５１の出力が不意に停止された場合、この出力停止後に電池パック５１の温度が使用に適する温度までに掛かる予測時間である。この時間は、既述のように停止原因判定部７７が有する待機時間用テーブルを用いて取得できる。更に、再駆動待機時間は、前記出力停止後に第２センサ５３により検知される電池パック５１の温度の低下傾向を考慮して、所定時間ごとに短くなるように表示内容を変更することが好ましい。
【００９０】
なお、こうしたテーブルを用いることに代えて、停止原因判定部７７に再駆動待機時間をリアルタイムで算出する演算式を設定しておいて、出力停止直前に第１センサ５２が検出した電池パック５１の電池温度（第１温度）と、第２センサ５３が検知した第２温度とをパラメータとして、前記演算式を用いて予測時間を算出し、その算出結果を再駆動待機時間として表示できるようにすることも可能である。
【００９１】
電池パック５１を冷却する場合、自然冷却であっても差し支えない。しかし、より早く冷却するために充電台２１のファンモータ５７を用いることが好ましい。この場合に報知される第２報知情報としては「冷却するため、充電台にセットしてください。」等の文字列を表示させるとよい。
【００９２】
又、第２センサ５３で既に検知され記憶部７６に記憶された電池パック５１の電池温度が「高温」であり、電圧・電池状態検知部７５で既に検知され記憶部７６に記憶された電池パック５１の電池電圧が「電圧下限値付近の電圧」であり、電圧・電池状態検知部７５で既に検知され記憶部７６に記憶された電池パック５１の電池電流の値が「異常なし」である場合、停止原因判定部７７は、停止直前の電池パック５１の状態が「放電中」であると推定するとともに、この推定結果と電圧の推移とに基づいて電池パック５１の残容量が不足していることが、停止原因であると判定する。
【００９３】
この停止原因判定部７７での判定は、「電池パック５１の一部の電池セルの電圧が低下し過ぎていると判断した保護回路５４により、電池パック５１の出力が停止された」、との推定に基づく。これとともに、停止原因判定部７７は、電池パック５１が容量不足について対処するための報知情報を取得する。これらに基づいて、表示器４５には、報知情報、例えば「電池の残容量がなくなりました。充電して下さい。」という文字列が表示される。この表示（報知）において、「電池の残容量がなくなりました。」の表示は第１報知情報であり、「充電して下さい。」の表示は第２報知情報である。
【００９４】
又、電池パック５１の温度が高温であることを原因として電池パック５１の出力が不意に停止された直後に充電をすると、充電に伴い電池パック５１の温度が更に上昇する場合がある。この場合、冷却のために充電台２１に掃除機本体１３を載せるように報知するものの、直ぐには充電できない旨の報知をするとともに、充電制御部７２を介して適当時間の間充電動作を禁止するように制御することが好ましい。しかも、この場合、第２報知情報に含まれる待機時間は、充電動作の禁止時間にその後の充電時間を加えた時間とすればよい。
【００９５】
同様に、電池パック５１の不意の出力停止が、電池パック５１の断線等による故障が原因であると、出力停止後に充電をすることは不適切な場合がある。このような停止原因であると停止原因判定部７７が判定した場合、表示器４５には、例えば「故障です。充電しないで下さい。」などの文字列を表示させるとよい。
【００９６】
又、電池パック５１の充電を行ったとき、この電池パック５１から制御装置７１への出力停止についての停止原因判定部７７での判定は以下の通りである。つまり、第２センサ５３で既に検知されて記憶部７６に記憶された電池パック５１の電池温度が異常なく「適温」であり、電圧・電池状態検知部７５で既に検知されて記憶部７６に記憶された電池パック５１の電池電圧が「満充電に近い電圧」であり、言い換えれば「電圧上限値付近の電圧」であり、電圧・電池状態検知部７５で既に検知されて記憶部７６に記憶された電池パック５１の電池電流の値が「異常なし」である場合、停止原因判定部７７は、停止直前の電池パック５１の状態が「充電中」であると推定し、この推定結果と電圧の推移とに基づいて、電池パック５１の一部の電池セルの充電が完了してその温度が上がり過ぎたことが、電池パック５１からの出力停止の原因であると判定する。
【００９７】
即ち、停止原因判定部７７での判定は、「電池パック５１の一部の電池セルの電圧が上がり過ぎていると判断した保護回路５４により、電池パック５１の出力が停止された」、との推定に基づく。これとともに、停止原因判定部７７は、電池パック５１から制御装置７１への出力停止について対処するための報知情報を取得する。これらに基づいて、一部の電池セルの充電が完了したことをもって、電池パック５１の充電完了と見做して、表示器４５には、報知情報、例えば「充電が完了しました。」という文字列が表示される。この表示は第１報知情報のみである。
【００９８】
以上説明したように制御装置７１の電源である電池パック５１の出力が不意に途絶えることで、例えば掃除中に電動送風機３１が不意に停止しても、それに伴うバックアップ電源８５から制御装置７１への給電によって、制御装置７１が動作されるので、この制御装置７１により不意の出力停止原因が判定されるとともに、判定された停止原因についての報知情報を表示器４５に表示させることができる。
【００９９】
このため、電動送風機３１が不意に停止した場合、掃除作業者にとって、電気掃除機１１に何が起こっているのかが解らないということがなくなり、掃除作業者は、表示器４５を視認することで、その停止原因を的確に把握することができる。これにより、電池パック５１の保護回路５４の保護動作を原因として電池パック５１の出力が停止された場合、正常な出力停止であるにも拘らず、掃除作業者が電気掃除機の故障と誤認しないようにできる。
【０１００】
この場合、表示器４５に表示される報知情報が、停止原因を示す第１報知情報だけではなく、停止原因についての対処を内容とする第２報知情報を含んでいると、それに従い適切な対処を促すことが可能であるので、使い勝手を向上することができる。これとともに、第２報知情報が充電の禁止を内容とする場合の対処についても把握できるので、例えば電池パック５１等が故障した状態での誤使用を防止するのに有用であり、故障に対して安全に対処することが可能となる。
【０１０１】
更に、既述のように電池パック５１の電池温度及びその推移によって電池パックの動作状況を把握でき、これに加えて電池パック５１から出力される電池電圧及びその推移によって電池パック５１の状態を把握できるので、これらを基に電池パック５１の出力が途切れた直前の状態を推定することが可能である。こうした停止直前状況の推定において、推定のための要素として、電池パック５１から出力される電池電流（放電電流）及びその推移や、電池パック５１の残容量及びその推移を加えることもできる。これによって、電池パック５１の出力が途切れた直前の状態を、更に精度よく推定することが可能である。
【０１０２】
又、電池パック５１の出力が不意に途絶えた場合、制御装置７１への給電を担うバックアップ電源８５は電池パック５１に比較して格段に小型である。このため、不意の出力停止に備えて予備の電池パックを掃除機本体１３に内蔵する構成と比較して、軽量でかつ低コストで実施できるとともに、掃除機本体１３をコンパクトに構成する上でも有利である。
【０１０３】
更に、バックアップ電源８５から制御装置７１への電力供給は、制御装置７１の電源管理制御部７９によって、電池パック５１から制御装置７１への電力が供給されているときは、停止される。これにより、バックアップ電源８５をなす一次電池の容量が比較的小さいにも拘わらず、その電力の消耗が極力抑制される。したがって、電気掃除機１１の一般的な耐用期間中でのバックアップ電源８５の交換を不要とすることが可能である。
【０１０４】
ところで、コードレス型の電気掃除機１１では、電動送風機３１の運転時間を長く確保すること、つまり、満充電された状態の電池パック５１からの放電時間をできるだけ長く確保することが要請されている。
【０１０５】
電池パック５１が有した電池セルをなすリチウムイオン電池の電圧特性は、電池容量が下限電圧値に近付くまでは略一定の高い電圧を維持して放電をし、かつ、電池容量が下限値に近付くと、極めて短時間で電圧が急激に低下して下限電圧値を下回るように変化する。
【０１０６】
電池セルから出力される電圧が下限電圧値を下回ると、電池セルが劣化して電池寿命に悪影響を与えることは知られている。このため、一般的には、電池パックの出力停止の判断をするための閾値として制御装置に設定される電圧値は、前記下限電圧値により高く設定される。なぜなら、電池パックの出力が下限電圧値を下回った状態は、電池パックの劣化が進行する異常領域での使用状態である。そのため、ここに至る以前に電池パックの出力が停止されるように制御装置で電池パックの出力を制御する。しかし、こうした使用形態では、電池パックに蓄えられた電力を、許される限度ぎりぎりまで使用しているとはいい難く、電動送風機の運転時間を長く確保する上では不利である。
【０１０７】
これを改善すべく、電池パック５１に蓄えられた電力を許される限度ぎりぎりまで使用できるように下限電圧値間近まで放電させるようにした場合、保護回路５４の保護動作が頻発し易くなる。更に、電気掃除機１１の可搬性及び格納性を高めるために、掃除機本体１３を小型にしかつ軽量化した場合、電池収容室４７及びその周りのスペースが限られるに伴い、電池パック５１からの放熱性能が低下する。そのため、放電中などでの電池パック５１の温度が高くなる傾向が高まり、それによって、保護回路５４の保護動作が頻発し易くなる。
【０１０８】
しかし、一実施形態の電気掃除機１１によれば、既述のように保護回路５４の保護動作によって電池パック５１の出力が不意に停止した場合、その停止原因と、この原因への対処のうちの少なくとも前者が表示器４５に表示されて、掃除作業者が状況を把握できるので、保護回路５４の保護動作で不意に制御装置７１への給電が途絶えることを容認することが可能である。このため、電池パック５１に蓄えられた電力を、許される限度ぎりぎりまで使用するように設定することができ、それに伴い、電動送風機３１の運転時間を長く確保することが可能となる。これとともに、既述のように保護回路５４の保護動作で不意に制御装置７１への給電が途絶えることが容認されるので、保護回路５４が保護動作をする上限温度を高めに設定することもできる。そのため、掃除中における電池パック５１の放電電力が高くなるに伴い、電気掃除機１１の吸引力が高められて、掃除性能を向上することが可能となる。
【０１０９】
なお、以上説明した一実施形態では、電池パック５１全体の出力電圧を電池情報の一つとして用いたが、第１センサ５２が各電池セルのセル電圧を個別に検知するものである場合、この第１センサ５２の出力を電池情報として用いて記憶部７６に記憶させて、出力停止の原因を判定するための情報として用いるように構成することも可能である。この場合、全ての電池セルのセル電圧を電池情報として用いることが好ましいが、そのうちの少なくとも一部の電池セルのセル電圧のみを電池情報として用いることも可能である。
【０１１０】
以上のように本発明の一実施の形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。本発明の実施形態は、その他様々な形態で実施されることが可能であるとともに、発明の要旨を逸脱しない限り、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。一実施形態やその変形などは、発明の範囲に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１１】
１１…電気掃除機、１３…掃除機本体、３１…電動送風機、４５…表示器(報知手段)、４７…電池収容室、５１…電池パック、５２…第１センサ、５３…第２センサ、５４…保護回路、５９…温度センサ、７１…制御装置、７２…充電制御部、７３…放電制御部、７４…送風機制御部、７５…電池状態検知部、７６…記憶部、７７…停止原因判定部、７８…報知制御部、７８…電源管理制御部、８５…バックアップ電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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