(57)【要約】【課題】吸引力を向上させ、使用時間を長くしても、本体質量の増加を少なくし、本体を小型化でき携帯性や収納性が向上する電気掃除機を提供することを目的とする。【解決手段】吸引風を発する電動送風機２を内蔵する掃除機本体１と、前記電動送風機２を駆動する電池６とを備え、前記電池６は平板状のリチウムイオン電池であるとともに、前記電池の使用本数を４本以上１５本以下としたもので、本体を軽量化し使用時間を長くする、あるいは、同じ本体重量でも吸引力を向上させ、使用時間を長くするということができる。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸引風を発する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池とを備え、前記電池は平板状のリチウムイオン電池であるとともに、前記電池の使用本数を４本以上１５本以下とした電気掃除機。
【請求項２】
吸引風を発する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池とを備え、前記電池はリチウムイオン電池とし、前記電池の質量を前記掃除機本体の質量の１０％以上６２．５％以下とした電気掃除機。
【請求項３】
吸引風を発する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池とを備え、前記電池はリチウムイオン電池とし、前記電動送風機の消費電力を８０Ｗ以上とした電気掃除機。
【請求項４】
吸引風を発する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池とを備え、前記電池はリチウムイオン電池とし、吸込仕事率を１５Ｗ以上とした電気掃除機。
【請求項５】
吸引風を発する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池とを備え、前記電池はリチウムイオン電池とし、また前記電動送風機の電流値を８Ａ未満と、８Ａ以上１５Ａ以下の範囲の少なくともいずれか一方の範囲内または両範囲にまたがるようにし、前記電動送風機への入力を複数段階で制御できるようにした電気掃除機。
【請求項６】
床面の状態、塵埃の有無、あるいは集塵室内の塵埃の量を検知して電動送風機への入力を複数段階で制御できるようにした請求項５記載の電気掃除機。
【請求項７】
吸引風を発する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池とを備え、前記電池はリチウムイオン電池とし、集塵前の吸込具を床面より離した状態での開放風量を０．４ｍ３／ｍｉｎ以上とした電気掃除機。
【請求項８】
吸引風を発する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池とを備え、前記電池はリチウムイオン電池とし、最高吸込仕事率時点の真空度を３０００Ｐａ以上とした電気掃除機。
【請求項９】
吸引風を発する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池とを備え、前記電池はリチウムイオン電池とし、前記リチウムイオン電池の充電時には一度全放電することなく再充電することとした電気掃除機。
【請求項１０】
吸引風を発する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池と、前記電動送風機の運転動作の制御を行う制御回路とを備え、前記電池はリチウムイオン電池とし、前記リチウムイオン電池の電圧が放電終止電圧以下になると、前記電動送風機の運転を停止し、前記リチウムイオン電池の充電の必要性を使用者に知らせた後、前記制御回路を遮断するようにした電気掃除機。
【請求項１１】
リチウムイオン電池の充電の必要性を使用者に知らせる報知装置を備え、前記報知装置を作動させた後、制御回路を遮断するようにした請求項１０記載の電気掃除機。
【請求項１２】
吸引風を発する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池とを備え、前記電池はリチウムイオン電池とし、前記電動送風機をインバーターモータとした電気掃除機。
【請求項１３】
吸引風を発する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池と、吸引された塵埃を捕集する集塵室とを備え、前記電池はリチウムイオン電池とし、前記集塵室は前記吸引風を前記集塵室内部にて旋回させることで、塵埃を前記集塵室にて捕集することを特徴とする電気掃除機。
【請求項１４】
吸引風を発する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池と、吸引された塵埃を捕集する集塵室とを備え、前記電池はリチウムイオン電池とし、前記電動送風機への入力を通常使用状態の入力と高吸込力状態の入力とが選択できるよう制御し、前記高吸込力状態の入力を通常使用状態の入力の略１．５倍以上としたことを特徴とする電気掃除機。
【請求項１５】
高吸込力状態の入力で一定時間運転後は、自動的に通常使用状態の入力に移行するようにしたことを特徴とする請求項１４記載の電気掃除機。
【請求項１６】
高吸込力状態で集塵室内の真空度、または電動送風機の電流値あるいは回転数を検知し、前記集塵室内の塵埃の量を使用者に知らせる報知手段を設けたことを特徴とする請求項１４または１５記載の電気掃除機。
【請求項１７】
電動送風機を駆動する複数のリチウムイオン電池から構成される電池パックと、前記電池を単セル毎に、前記電池の充放電中の電圧および温度を検知して充放電制御する保護回路とを備え、前記保護回路は、前記電池パック内に設けられている請求項１〜１６のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項１８】
電動送風機を駆動する複数のリチウムイオン電池から構成される電池パックと、前記電池を単セル毎に、前記電池の充放電中の電圧および温度を検知して充放電制御する保護回路と、前記電動送風機の運転動作の制御を行う制御回路とを備え、前記保護回路と前記制御回路を一体化して形成した請求項１〜１６のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項１９】
電動送風機を駆動する複数のリチウムイオン電池から構成される電池パックを備え、前記電池パックは、電動送風機の左右または上下方向に配置した請求項１〜１８のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般家庭において使用する電気掃除機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電気掃除機は、図４に示すものがあり、以下、図面にしたがって説明する。
【０００３】
従来、２次電池を電源とする電気掃除機が知られている。掃除機本体１内には吸引風を発する電動送風機２を配し、前記電動送風機２の吸引側には、集塵室８を配し、前記集塵室８内には吸引された塵埃等を捕集するとともに、前記塵埃を含む汚れた空気を清浄化する集塵袋９を有している。また、掃除機本体１内に電動送風機２を回転させるための２次電池１０を設けており、２次電池としてはニッケル水素電池あるいはニッカド電池を使用している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−０７８６５４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の電気掃除機では、ニッケル水素電池やニッカド電池からなる２次電池の電気容量が小さいため、掃除機の使用時間を長くしたり、吸引力を高くしようとすると、電池の本数を増加させる必要があり、本体質量が大幅に増加し、さらに本体が大きくなり携帯性や収納性が低下するという課題があった。また、ハンディタイプでは、ニッケル水素電池を使用した充電式電気掃除機が知られているが、ハンディタイプのような小型軽量の電気掃除機では、ニッケル水素電池でも使用本数を増加させると質量、本体の大きさが大きく増加し、吸引力を向上させる限界があった。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するもので、吸引力を向上させ、使用時間を長くしても、本体質量の増加を少なくし、本体を小型化でき携帯性や収納性が向上する電気掃除機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、吸引風を発する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池とを備え、前記電池は平板状のリチウムイオン電池であるとともに、前記電池の使用本数を４本以上１５本以下としたもので、リチウムイオン電池は、従来のニッケル水素電池と比較すると、電池電圧が４．２Ｖと電池本数３．５本に相当するため同電圧で比較すると質量が軽く、電池容量も多いため、従来と同じ吸引力を保ったまま本体を軽量化し、使用時間を長くする、あるいは、同じ質量でも吸引力を向上させ、使用時間を長くするということが可能である。
【０００８】
また、電池形状は角型では電池容量が少なくて十分な電力又は使用可能時間を得られないという問題があったが、平なラミネートとすることで、電池の大きさに自由度があるため本体の隙間に収納することができ、また小型化、軽量化を達成すると共に十分な電力を得ることもできる。
【０００９】
また、一般に一日の掃除時間は平均２５分といわれており、十分な吸込力を得るためには消費電力８０Ｗ以上が適当であるが、使用可能時間を２５分以上にして、消費電力を８０Ｗ以上とするためには単２形のニッケル水素電池で電池本数を４本以上必要とする。また、一般に本体質量は使用性の点から現在では３０００ｇ程度が主流となっており、１５本以上使用すると、電池質量が９００ｇ以上となり、本体質量が３０００ｇを超える可能性が生じ、使用性が低下する。よって、電池形状を平らなラミネート形状とし、本数を４本以上１５本以下とすることで、本体の小型、軽量化を達成し、吸引力を向上させ、使用時間を長くしても、本体質量の増加を少なくし、本体を小型化でき携帯性や収納性が向上する電気掃除機を提供できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、吸引風を発する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池とを備え、前記電池は平板状のリチウムイオン電池であるとともに、前記電池の使用本数を４本以上１５本以下としたもので、リチウムイオン電池は、従来のニッケル水素電池と比較すると、電池電圧が４．２Ｖと電池本数３．５本に相当するため同電圧で比較すると質量が軽く、電池容量も多いため、従来と同じ吸引力を保ったまま本体を軽量化し、使用時間を長くする、あるいは、同じ質量でも吸引力を向上させ、使用時間を長くするということが可能である。
【００１１】
また、電池形状は角型では電池容量が少なくて十分な電力又は使用可能時間を得られないという問題があったが、平なラミネートとすることで、電池の大きさに自由度があるため本体の隙間に収納することができ、また小型化、軽量化を達成すると共に十分な電力を得ることもできる。
【００１２】
また、一般に一日の掃除時間は平均２５分といわれており、十分な吸込力を得るためには消費電力８０Ｗ以上が適当であるが、使用可能時間を２５分以上にして、消費電力を８０Ｗ以上とするためには単２形のニッケル水素電池で電池本数を４本以上必要とする。また、一般に本体質量は使用性の点から現在では３０００ｇ程度が主流となっており、１５本以上使用すると、電池質量が９００ｇ以上となり、本体質量が３０００ｇを超える可能性が生じ、使用性が低下する。よって、電池形状を平らなラミネート形状とし、本数を４本以上１５本以下とすることで、本体の小型、軽量化を達成し、吸引力を向上させ、使用時間を長くしても、本体質量の増加を少なくし、本体を小型化でき携帯性や収納性が向上する電気掃除機を提供できる。
【００１３】
本発明の請求項２記載の発明は、吸引風を発する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池とを備え、前記電池はリチウムイオン電池とし、前記電池の質量を前記掃除機本体の質量の１０％以上６２．５％以下としたもので、電気掃除機の本体質量は２０００ｇ〜４０００ｇが適当であるが、掃除機の構成上、電池以外の構造物の質量が必然的に１５００ｇ〜２０００ｇ以上必要となり、電池の質量は５００ｇ以上２５００ｇ以下、つまり本体質量の１０％以上６２．５％以下にする必要があり、そのためには質量が軽く、電池容量も多いリチウムイオン電池を使用することで、電池の本数を少なくし、本体質量の増加を少なくし、本体を小型化でき携帯性や収納性が向上する電気掃除機を提供できる。
【００１４】
本発明の請求項３記載の発明は、吸引風を発する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池とを備え、前記電池はリチウムイオン電池とし、前記電動送風機の消費電力を８０Ｗ以上としたもので、充電式電気掃除機では消費電力は最低８０Ｗ以上が適当であるが、消費電力を８０Ｗ以上得ようとすると電動送風機への入力も高入力が必要なため、質量が軽く、電池容量も多いリチウムイオン電池を使用することで、電池の本数を減らし、吸引力を向上させ、かつ使用可能時間をほぼ維持したまま、本体質量の増加を少なくし、本体を小型化でき携帯性や収納性が向上する電気掃除機を提供できる。
【００１５】
本発明の請求項４記載の発明は、吸引風を発する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池とを備え、前記電池はリチウムイオン電池とし、吸込仕事率を１５Ｗ以上としたもので、充電式電気掃除機では吸込仕事率は最低１５Ｗ以上が適当であるが、吸込仕事率を１５Ｗ以上得ようとすると電動送風機への入力も高入力が必要なため、質量が軽く、電池容量も多いリチウムイオン電池を使用することで、電池の本数を減らし、吸引力を向上させ、かつ使用可能時間をほぼ維持したまま、本体質量の増加を少なくし、本体を小型化でき携帯性や収納性が向上する電気掃除機を提供できる。
【００１６】
本発明の請求項５記載の発明は、吸引風を発する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池とを備え、前記電池はリチウムイオン電池とし、また前記電動送風機の電流値を８Ａ未満と、８Ａ以上１５Ａ以下の範囲の少なくともいずれか一方の範囲内または両範囲にまたがるようにし、前記電動送風機への入力を複数段階で制御できるようにしたもので、電動送風機への入力を被掃除面の状態、すなわち床、たたみ、じゅうたん等に応じて複数段階で最適に制御することにより、電池本数を減らして、本体を大型化することなく使用可能時間を最大限延長できるよう調整できる。
【００１７】
本発明の請求項６記載の発明は、床面の状態、塵埃の有無、あるいは集塵室内の塵埃の量を検知して電動送風機への入力を複数段階で制御できるようにしたもので、床面の状態、塵埃の有無、あるいは集塵室内の塵埃の量を検知して電動送風機への入力を複数段階で制御することにより、塵埃を捕集しにくいじゅうたんでは入力を上げ、捕集しやすいフローリングなどでは入力を下げる、あるいは塵埃の多少によって入力を最適に制御することにより電池本数を減らして、本体を大型化することなく使用可能時間を最大限延長できるよう調整できる。また、集塵室内の塵埃の量がある一定量より多くなると入力を低下させて電動送風機の過度の温度上昇を防止できる。
【００１８】
本発明の請求項７記載の発明は、吸引風を発する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池とを備え、前記電池はリチウムイオン電池とし、集塵前の吸込具を床面より離した状態での開放風量を０．４ｍ３／ｍｉｎ以上としたもので、充電式電気掃除機では集塵前の開放風量は０．４ｍ３／ｍｉｎ以上が適当であるが、開放風量を０．４ｍ３／ｍｉｎ以上出力しようとすると電動送風機への入力も高入力が必要なため、質量が軽く、電池容量も多いリチウムイオン電池を使用することで、電池の本数を増やすことなく、吸引力を向上させ、かつ使用可能時間をほぼ維持したまま、本体質量が増加せず本体を小型化でき携帯性や収納性が向上する電気掃除機を提供できる。
【００１９】
本発明の請求項８記載の発明は、吸引風を発する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池とを備え、前記電池はリチウムイオン電池とし、最高吸込仕事率時点の真空度を３０００Ｐａ以上としたもので、充電式電気掃除機では最高吸込仕事率時点の真空度は３０００Ｐａ以上が適当であるが、真空度を３０００Ｐａ以上得ようとすると電動送風機への入力も高入力が必要なため、質量が軽く、電池容量も多いリチウムイオン電池を使用することで、電池の本数を減らして、吸引力を向上させ、かつ使用可能時間をほぼ維持したまま、本体質量が増加せず本体を小型化でき携帯性や収納性が向上する電気掃除機を提供できる。
【００２０】
本発明の請求項９記載の発明は、吸引風を発する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池とを備え、前記電池はリチウムイオン電池とし、前記リチウムイオン電池の充電時には一度全放電することなく再充電することとしたもので、リチウムイオン電池は、充電池特有のメモリー効果がなく使用直後にすぐに再充電することができるため、使用したいときに充電できていないということもない。
【００２１】
本発明の請求項１０記載の発明は、吸引風を発する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池と、前記電動送風機の運転動作の制御を行う制御回路とを備え、前記電池はリチウムイオン電池とし、前記リチウムイオン電池の電圧が放電終止電圧以下になると、前記電動送風機の運転を停止し、前記リチウムイオン電池の充電の必要性を使用者に知らせた後、前記制御回路を遮断するようにしたもので、吸込力が低下して掃除に支障をきたす前に使用者に知らせることができ、また、過放電することなく電池寿命を悪化させることがない。
【００２２】
本発明の請求項１１記載の発明は、リチウムイオン電池の充電の必要性を使用者に知らせる報知装置を備え、前記報知装置を作動させた後、制御回路を遮断するようにしたもので、吸込力が低下して掃除に支障をきたす前に使用者に知らせることができ、また、過放電することなく電池寿命を悪化させることがない。
【００２３】
本発明の請求項１２記載の発明は、吸引風を発する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池とを備え、前記電池はリチウムイオン電池とし、前記電動送風機をインバーターモータとしたもので、電動送風機の効率がよいため発熱が少なく、電池と電動送風機を近接して配置することが可能であり、本体の小型化を一層計ることができる。また、電動送風機の排気温度も低いため、排気を電池に当てることにより電池の温度上昇を低減することができ、電池寿命も増加する。
【００２４】
本発明の請求項１３記載の発明は、吸引風を発する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池と、吸引された塵埃を捕集する集塵室とを備え、前記電池はリチウムイオン電池とし、前記集塵室は前記吸引風を前記集塵室内部にて旋回させることで、塵埃を前記集塵室にて捕集することを特徴とするもので、ごみが集塵室に溜まってきたときの風量変化が小さく電動送風機の冷却に十分な吸気風が送れるため排気温度も低くでき、排気を電池に当てることにより電池の温度上昇を低減することができ、電池寿命も増加する。
【００２５】
本発明の請求項１４記載の発明は、吸引風を発する電動送風機を内蔵する掃除機本体と、前記電動送風機を駆動する電池と、吸引された塵埃を捕集する集塵室とを備え、前記電池はリチウムイオン電池とし、前記電動送風機への入力を通常使用状態の入力と高吸込力状態の入力とが選択できるよう制御し、前記高吸込力状態の入力を通常使用状態の入力の略１．５倍以上としたことを特徴とするもので、充電式電気掃除機では高吸込力状態を確保しようとすると、電池本数を増加させないと使用可能時間が少なくなるが、電動送風機への入力を通常使用状態と高吸込力状態を選択できるよう制御し、前記高吸込力状態の入力を通常使用状態の入力の略１．５倍以上としたことにより、電池本数を増やすことなく高吸込力状態を確保すると同時に使用可能時間の短縮を最小限にすることができる。従って、吸引力を向上させても、本体質量が増加せず本体を小型化でき携帯性や収納性が向上した電気掃除機を提供できる。
【００２６】
本発明の請求項１５記載の発明は、高吸込力状態の入力で一定時間運転後は、自動的に通常使用状態の入力に移行するようにしたことを特徴とするもので、電池本数を増やすことなく高吸込力を確保すると同時に、使用者が長時間高吸込力状態で使用し続けて、電池寿命が短くなり使用可能時間が大きく減少することを防止できる。また、高入力による温度上昇も防止し、電池寿命の低下も防止できる。
【００２７】
本発明の請求項１６記載の発明は、高吸込力状態で集塵室内の真空度、または電動送風機の電流値あるいは回転数を検知し、前記集塵室内の塵埃の量を使用者に知らせる報知手段を設けたことを特徴とするもので、入力の低い通常使用状態では、入力や回転数、真空度が低くてこれらの変化が捉えにくいが、高入力状態を設けることで、入力や回転数、真空度の変化を容易に捕らえ、的確に集塵室内の塵埃の量を使用者に知らせることができる。
【００２８】
本発明の請求項１７記載の発明は、電動送風機を駆動する複数のリチウムイオン電池から構成される電池パックと、前記電池を単セル毎に、前記電池の充放電中の電圧および温度を検知して充放電制御する保護回路とを備え、前記保護回路は、前記電池パック内に設けられているもので、本体内に複数の電池を組み合わした電池パックと充電器からの充電端子の接点構成が２本で充電可能であり、また電池パック内に保護回路を有することで本体のリード線も少なく簡素化できるため、本体を小型化でき携帯性や収納性が向上した電気掃除機を提供できる。
【００２９】
本発明の請求項１８記載の発明は、電動送風機を駆動する複数のリチウムイオン電池から構成される電池パックと、前記電池を単セル毎に、前記電池の充放電中の電圧および温度を検知して充放電制御する保護回路と、前記電動送風機の運転動作の制御を行う制御回路とを備え、前記保護回路と前記制御回路を一体化して形成したもので、充電器からの充電端子の接点構成が２本で充電可能であり、保護回路が電池にないため電池寿命時の電池交換が容易になるだけでなく電池が小型になることで、本体も小型化でき携帯性や収納性が向上した電気掃除機を提供できる。
【００３０】
本発明の請求項１９記載の発明は、電動送風機を駆動する複数のリチウムイオン電池から構成される電池パックを備え、前記電池パックは、電動送風機の左右または上下方向に配置したもので、電池パックを電動送風機から本体外郭までの隙間に効率よく備えることができ、また本体の重量バランスも容易に取れるようになるため、本体が小型化でき携帯性や収納性が向上した電気掃除機を提供できる。
【００３１】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の第１の実施例を図１、図２、図４を用いて説明する。図１、図２、図４に示すように、掃除機本体１は吸引風を発する電動送風機２を内蔵し、本体１に一端を接続されるホース３とホース３の他端に接続される延長管４と吸込具５から構成され、掃除機本体１には図３に示すように電動送風機２を駆動する平らなラミネート形状のリチウムイオン６を３本直列接続にしたもの２つを並列接続した電池本数６本を備えている。また、電動送風機２はインバーターモータとしており駆動回路を内蔵し、発熱部品を電動送風機２内の吸気通路に備えることで電動送風機２も小型化を行っている。ホース３の先端パイプ１０に手元操作部１１を備え、手元操作部１１で操作を行うことで電動送風機２を動作させる制御回路１２が掃除機本体１に内蔵されている。リチウムイオン電池６は電動送風機２の下方部にあり、充電端子も本体後方下部に備えてある。リチウムイオン電池６の総質量は掃除機本体１の質量の略３０％とし、電動送風機２への入力は制御回路１２により複数段階で制御できるようにしており、電動送風機２の最低消費電力を１００Ｗ以上とし、吸込仕事率を１５Ｗ以上、最高吸込仕事率時点の真空度を３０００Ｐａ以上、集塵前の開放風量を０．４ｍ３／ｍｉｎ以上、電流値を１５Ａ以下となるような構成としている。
【００３２】
電動送風機２への入力は、手元操作部１１からの入力を得て制御回路１２が決定するが吸込具５に床面の状態を検知する床面検知手段１３、塵埃通過経路内に塵埃の有無を検知する塵埃検知手段１４、あるいは制御回路内に集塵室内の塵埃の量を電動送風機２の回転数または電流値変化を検知する塵埃量検知手段１５を備え、それぞれの信号を受け電動送風機２や吸込具５に内蔵してある回転ブラシ１６を回転させる電動機１７を複数段階で制御するようにしている。
【００３３】
リチウムイオン電池６はニッカド電池、ニッケル水素電池と比べて過充電、過放電に比較的に弱く、複数のリチウムイオン電池６を電池パック１８にした際にもリチウムイオン電池６一個づつ電池電圧と電池温度を検知する必要があり、電池パックに電圧検知手段１９、電池温度を検知する温度検知手段２０を備える保護回路２１が内蔵されていて、充電中はリチウムイオン電池６の過充電を防ぐために温度バランスをとりながら充電を行い、放電中も個々のリチウムイオン電池６の過放電を防ぐために温度バランスをとりながら放電を行い、電池電圧が放電終止電圧以下になると、電動送風機２を停止し、充電の必要性を使用者に知らせた後制御回路１２を遮断するようにしている。この保護回路２１は制御回路１２と一体にすることで電池パック１８が小型化できることは言うまでもない。また、この保護回路２１にて充電中の個々のリチウムイオン電池６の電圧バランスが取れるため充電端子２２は電池両端の正極と負極の２本のみで構成できる。
【００３４】
電動送風機２への入力は通常使用状態と高吸込力状態を手元操作部１１で選択できるようになっており、高吸込力状態の入力を通常使用状態の入力の略１．５倍以上とし、高吸込力状態で一定時間運転後は自動的に通常使用状態に移行するようにしている。また、高吸込力状態で集塵室内の真空度、または電動送風機の電流値あるいは回転数を検知し、集塵室内の塵埃の量を使用者に知らせる表示手段７を本体１の表面に設けている。また、電動送風機２への入力が、吸込具５または延長管４と吸込具５をホースから外すと吸い込み力が上昇するようにしている。
【００３５】
上記構成による作用は以下の通りである。
【００３６】
リチウムイオン電池は、従来の２次電池として知られるニッカド電池やニッケル水素と比較すると、電池電圧が４．２Ｖと高く電池本数３．５本分に相当するため同電圧にて比較すると同電池容量でも質量が軽く、体積あたりの電池容量も多いため、従来と同じ吸引力を保ったまま本体を軽量化し、使用時間を長くする、あるいは、同じ質量でも吸引力を向上させ、使用時間を長くするということが可能である。
【００３７】
また、電池本数を６本使用することで、消費電力８０Ｗ以上、使用可能時間２５分以上を実現し、本体質量３０００ｇ以下を達成できている。さらに、床面の状態、塵埃の有無、あるいは集塵室内の塵埃の量を検知して電動送風機への入力を複数段階で制御することにより、吸込力や使用可能時間を最適に調整できる。
【００３８】
また、メモリー効果がないため掃除機動作による放電直後に充電が開始できるため、使用したいときに充電できていないという問題が生じにくいという利点もある。さらに、電池電圧が放電終止電圧以下になると、保護回路２１にて電動送風機２を停止し充電の必要性を使用者に知らせた後回路を遮断するようにしたため、吸込力が低下して掃除に支障をきたす前に使用者に知らせることができ、また、過放電することなく電池寿命を悪化させることがない。
【００３９】
さらに、電動送風機２をインバーターモータにしたため、モータ効率がよく電動送風機２の発熱が少なくでき、リチウムイオン電池６と電動送風機２を近接して配置することが可能であり、本体の小型化を一層計ることができる。また、制御回路１２に保護回路２１を一体にすれば個々のリチウムイオン電池６は保護回路２１によって電池電圧のバランスが保たれているため、電池パック１８を複数個に分けることができる。そのため掃除機本体１と電動送風機２の隙間である上下、左右に配置することができ、さらに小型化を行うことができる。
【００４０】
また、リチウムイオン電池６は平らなラミネート構造であり表面積が大きく充電中の温度上昇はニッケル水素電池に比べて低くできる利点もある。電動送風機２への入力を通常使用状態の入力と高吸込力状態の入力とが選択できるよう制御し、前記高吸込力状態の入力を通常使用状態の入力の略１．５倍以上とし、高吸込力状態で一定時間運転後は自動的に通常使用状態に移行するようにしたことにより、電池本数を増やすことなく高吸込力を確保すると同時に使用可能時間が短くなることを最小限にすることができる。
【００４１】
高吸込力状態で集塵室内の真空度、または電動送風機の電流値あるいは回転数を検知し、集塵室内の塵埃の量を使用者に知らせる表示手段７を設けたため、通常使用状態では入力や回転数、真空度が低くてこれらの変化が捉えにくいが、高入力状態を設けることで、入力や回転数、真空度の変化を容易に捕らえ、的確に集塵室内の塵埃の量を使用者に知らせることができる。
【００４２】
また、従来、充電式電気掃除機では隙間を掃除する時など、吸込力が少ないため塵埃を十分捕集できなかったが、リチウムイオン電池を使用することと、吸込具または延長管と吸込具をホースから外すと電動送風機への入力が自動的に上昇することにより、高吸込力を確保でき、十分塵埃を捕集できる。その結果、吸引力を向上させ、使用時間を長くしても、本体質量が増加せず本体を小型化でき携帯性や収納性が向上し、使用者のライフサイクルに合わせた電気掃除機を提供できる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、吸引力を向上させ、使用時間を長くしても、本体質量の増加を少なくし、本体を小型化でき携帯性や収納性が向上する充電式電気掃除機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す電気掃除機の全体図
【図２】同電気掃除機の断面図
【図３】電池パックの回路構成図
【図４】同電気掃除機の回路構成図
【図５】従来の電気掃除機の構成図
【符号の説明】
１　本体
２　電動送風機
３　ホース
４　延長管
５　吸込具
６　リチウムイオン電池
１８　電池パック
２１　保護回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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