| 【発明の名称】 |
電気掃除機の蓄電池冷却装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】千田 典明
【住所又は居所】神奈川県秦野市堀山下４３番地 東芝テック株式会社秦野工場内
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| 【要約】 |
【課題】蓄電池への充電時間を短くして、充電後の電気掃除機の駆動時間を長くできる電気掃除機の蓄電池冷却装置提供すること。
【解決手段】塵埃吸込用の電動送風機１５及び電池シェル３０が内蔵された掃除機本体３を有する電気掃除機１と、電池シェル３０を充電させる直流電源５９が設けられた充電台２とを備え、電池シェル３０の周囲に位置する冷却風路２９ｃが掃除機本体３内に設けられ、冷却風路２９ｃに冷却風を供給する冷却ファン５８が送風手段として設けられていると共に、掃除機本体３を充電台２にセットして直慰留電源５９で電池シェル３０に充電を行う際に冷却ファン５８を駆動して冷却風路２９ｃに冷却風を送風させる演算制御回路４５が設けられている電気掃除機の蓄電池冷却装置。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】塵埃吸込用の電動送風機及び蓄電池が内蔵された掃除機本体を有する電気掃除機と、前記蓄電池を充電させる充電用の回路が設けられた充電台とを備え、前記蓄電池の周囲に位置する冷却風路が前記掃除機本体内に設けられ、前記冷却風路に冷却風を供給する送風手段が設けられていると共に、前記掃除機本体を前記充電台にセットして前記充電用の回路で前記蓄電池に充電を行う際に前記送風手段を駆動して前記冷却風路に冷却風を送風させる制御手段が設けられていることを特徴とする電気掃除機の蓄電池冷却装置。
【請求項２】請求項１に記載の電気掃除機の蓄電池冷却装置において、前記掃除機本体は集塵室に吸込負圧を作用させる電動送風機及び該電動送風機からの排気を大気に排出させる排気口を備え、前記冷却風路は前記冷却風を前記排気口から排気するように前記排気口に連通させられていることを特徴とする電気掃除機の蓄電池冷却装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載の電気掃除機の蓄電池冷却装置において、前記送風手段は前記電動送風機であることを特徴とする電気掃除機の蓄電池冷却装置。
【請求項４】請求項１又は２に記載の電気掃除機の蓄電池冷却装置において、前記充電台に冷却風吸気口が設けられ、且つ、前記掃除機本体を充電台にセットしたときに前記冷却風路に連通する冷却風排気口が前記充電台に設けられていると共に、前記充電台に設けられ且つ前記冷却風吸気口から冷却風を吸い込ませて前記冷却風排気口から冷却風を排出させて前記冷却風路に供給する冷却ファンが前記送風手段として設けられていることを特徴とする電気掃除機の蓄電池冷却装置。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか一つに記載の電気掃除機の蓄電池冷却装置において、前記送風手段は前記充電中に作動させられることを特徴とする電気掃除機の蓄電池冷却装置。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか一つに記載の電気掃除機の蓄電池冷却装置において、前記蓄電池の温度を検出する温度センサが設けられていると共に、前記制御手段は前記蓄電池が所定温度以上になったときの前記温度センサからの温度検出信号を受けて前記送風手段を駆動させることを特徴とする電気掃除機の蓄電池冷却装置。
【請求項７】請求項１〜６のいずれか一つに記載の電気掃除機の蓄電池冷却装置において、前記制御手段は充電待機中に前記送風手段を駆動することを特徴とする電気掃除機の蓄電池冷却装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電気掃除機の掃除機本体を充電台にセットして、掃除機本体に内蔵された蓄電池に充電する際、蓄電池を冷却する様にした電気掃除機の蓄電池冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の電気掃除機には、掃除機本体内に蓄電池を内蔵させて、この蓄電池を用いて掃除機本体内の電動送風機等を駆動する様にすると共に、掃除機本体を充電台にセットすることにより、充電台内の充電用の回路により蓄電池に充電するようにした充電式電気掃除機がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この様な充電式電気掃除機では、充電用の回路により蓄電池に充電する際には蓄電池の温度が上昇することが知られている。しかも、充電に際して蓄電池の温度が上昇すると、充電容量が低下する傾向にあることも知られている。
【０００４】一方、電気掃除機の使用直後、即ち電気掃除機により清掃をした直後は、電動送風機や蓄電池の温度が上昇している。このため、電気掃除機の使用直後に蓄電池に充電を開始した場合には、蓄電池の温度が高い状態で充電が行われるので、充電容量が低下、充電後の電気掃除機の駆動時間が短くなる。
【０００５】従って、充電容量を多くするには、電気掃除機の使用後にある程度時間が経過して、蓄電池が冷却されて所定温度になるまで充電を待機した後に、蓄電池に充電するようにしたものが考えられている。
【０００６】しかし、この様に構成すると、充電が完了するまでの時間が長くなるため、掃除を再開するのに時間がかかるという問題がある。
【０００７】そこで、この発明は、蓄電池への充電時間を短くして、充電後の電気掃除機の駆動時間を長くできる電気掃除機の蓄電池冷却装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため、この発明は、塵埃吸込用の電動送風機及び蓄電池が内蔵された掃除機本体を有する電気掃除機と、前記蓄電池を充電させる充電用の回路が設けられた充電台とを備え、前記蓄電池の周囲に位置する冷却風路が前記掃除機本体内に設けられ、前記冷却風路に冷却風を供給する送風手段が設けられていると共に、前記掃除機本体を前記充電台にセットして前記充電用の回路で前記蓄電池に充電を行う際に前記送風手段を駆動して前記冷却風路に冷却風を送風させる制御手段が設けられている電気掃除機の蓄電池冷却装置としたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態１】以下、この発明の実施の形態１を図面に基づいて説明する。
【００１０】図１，図７，図８において、１は充電式の電気掃除機、２は充電台である。
[構成]＜電気掃除機１＞この電気掃除機１は掃除機本体３を有する。この掃除機本体３は、図１０（ａ）に示したように本体ケース４と、本体ケース４の上部を覆う蓋体５を有する。
【００１１】この本体ケース４の前部には容器嵌合用の凹部６が設けられ、本体ケース４の後部には送風機収納室７及び電池収納室８が設けられている。この送風機収納室７の上壁７ａには下方に突出する大径の筒状部９が設けられ、本体ケース４の底壁４ａには上方に突出する小径の筒状部１０が設けられている。また、上壁７ａには筒状部９に開口する吸込開口（連通路）１１が形成されている。この吸込開口１１にはフィルタＦが装着されている。
【００１２】しかも、収納室７，８は隔壁１２により区画され、隔壁１２の上壁部１２ａ中央には図１０（ｂ）に示したように収納室７，８を連通させる連通孔１３が形成されている。
【００１３】また、電気掃除機１は、凹部６に着脱可能に嵌合されたサイクロン式の集塵容器１４と、送風機収納室７内に配設された電動送風機（送風手段）１５を有する。集塵容器４は、上方に開口する容器本体１４ａと、容器本体１４ａの上部の開口に設けられたフィルタ１４ｃ，１４ｄを有する。１４ｅは、容器本体１４ａの吸込口である。
【００１４】この吸込口１４ｅから容器本体１４ａ内の集塵室１４ａ１に吸い込まれる塵埃を含むエアは、容器本体１４ａ内で渦流となって流れる様になっている。この際、このエアに含まれる塵埃は、渦を巻きながら自重により集塵容器１４の下方に落下堆積させられて、エアから分離される様になっている。一方、塵埃から分離されたエアは、集塵容器１４の上部のフィルタ１４ｂ，１４ｃを透過するようになっている。
【００１５】そして、蓋体５には、吸込口１４ａに連通する接続口５ａと、容器本体１４ａの上部と吸込開口１１を連通させる連通路５ｂが形成されている。
【００１６】さらに、電動送風機１５は遠心ファン部１５ａと、遠心ファン部１５ａを作動させるモータ部１５ｂを有する。このモータ部１５ｂは、排気孔１５ｃを有すると共に、下端部に小径部１５ｄを有する。
【００１７】そして、遠心ファン部１５ａはゴム等の弾性筒１６により筒状部９内に保持され、モータ部１５ｂの小径部１５ｄはゴム等の弾性筒１７により筒状部１０に保持されている。これにより、遠心ファン部１５ａの吸込口１５ａ１が吸込開口１１に連通している。しかも、送風機収納室７内には電動送風機１５の周囲に位置する排気室１８が形成されている。
【００１８】この排気室１８には、上述した連通孔１３が開口していると共に、図１，図３，図７，図８，図９，図１２に示した多数の円形の排気口１９が開口している。この排気口１９は、掃除機本体３の前側に向かうに従って径が大きくなるように設定されている。しかも、多数の排気口１９は、電池収納室８よりも前側に位置している。従って、掃除機本体３の後端を下にして縦置きにしたときには、排気口１９は電動送風機１５よりも上方に位置することになる。
【００１９】また、上述した本体ケース４の底壁４ａには電池収納室８の取付口２０が形成されている。この取付口２０は、底壁４ａに着脱可能に取り付けられた蓋体２１により閉成されている。この蓋体２１には、図５，図７，図１０（ａ），図１１に示したように、電池収納室８に開口する開口部２２が形成されている。
【００２０】この蓋体２１の内面には図６に示したように前後に延びるガイド２１Ｇ，２１Ｇが設けられ、このガイド２１Ｇ，２１Ｇ間にはシャッタ２３が掃除機本体３の前後方向にスライド可能に保持されている。このシャッタ２３には、掃除機本体３の前後方向の後縁部側に位置し、且つ、開口部２２から突出する操作ノブ２４が一体に設けられている。また、このシャッタ２３の前端部と蓋体２１のバネ係止部２１ａとの間にはスプリング２５が介装されていて、このスプリング２５はシャッタ２３を後方側にバネ付勢している。これにより、開口部２２はシャッタ２３によって通常は閉成される様になっている。
【００２１】更に、電気掃除機１は、図１０（ａ）に示したように電池収納室８内に収納された電池パック２６を有する。この電池パック２６は、図１３（ａ）に示したように、２列の電池シェル列２７，２８と、電池シェル列（蓄電池列）２７，２８間に配設された中空で薄肉のセパレータ２９を有する。また、電池パック２６は、電池シェル列２７，２８の多数の電池シェル（蓄電池）３０に接続されたリード線３１と、リード線３１に接続されたコネクタ３２と、電池シェル列２７，２８に捲回された外装フィルム３３を有する。
【００２２】また、セパレータ２９の底壁２９ａにはエア流入口２９ａ１が形成され、セパレータ２９の上壁２９ｂにはエア流出口２９ｂ１が形成され、このエア流入口２９ａ１とエア流出口２９ｂ１との間に冷却風路（セパレータ２９内の空間）２９ｃが形成されているている。このセパレータ２９には、例えば熱伝導率の高いアルミ等の金属材料や塩化ビニール等の樹脂材料を用いる。
【００２３】また、電気掃除機１は、図１，図７，図８に示したように接続口５ａに接続された集塵ホース３４と、集塵ホース３４の自由端部に接続固定された手元操作パイプ（手元操作管）３５と、手元操作パイプ３５に接続された延長パイプ（延長管）３６と、延長パイプ３６に接続された吸込口体３７を有する。この吸込口体３７は、図示しない回転清掃体を有すると共に、この回転清掃体を駆動する図１４のモータ３８を有する。
【００２４】また、手元操作パイプ３５には操作パネル３９が設けられ、操作パネル３９には電源ＯＮ・ＯＦＦ用のスイッチＳ１と、風量を強にするスイッチＳ２と、風量を強にするスイッチＳ３が設けられている。尚、図１４中、Ｓ４は吸込口体３７の図示しない底壁に取り付けられた床検知用のスイッチである。
【００２５】また、本体ケース４の底壁４ａと後壁４ｂとのコーナ部には図１１，図１２に示したように凹部４０が形成され、凹部４０内には図１２に示したようにプラスの充電端子４１とマイナスの充電端子４２及びファン用端子４３が取り付けられている。
（制御回路）また、掃除機本体３内には図示しない回路板が装着されている。この回路板には図１４に示した制御回路（制御手段）４４が配設されている。この制御回路４４は演算制御回路（制御手段）４５を有し、この演算制御回路４５にはスイッチＳ１〜Ｓ３が接続されている。また、この演算制御回路４５には、制御回路４４のトランジスタ（スイッチング素子）Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３１，Ｑ４１のベース側が接続されている。
【００２６】トランジスタＱ１のエミッタにはプラスの充電端子４１及びトランジスタＱ２のエミッタが接続され、トランジスタＱ１のコレクタにはファン用端子４３が接続されている。このトランジスタＱ２のコレクタには抵抗Ｒ及び配線４６を介して電池パック２６のプラス側が接続され、電池パック２６のマイナス側には配線４７を介してマイナスの充電端子４２が接続されている。
【００２７】この配線４６にはトランジスタ（スイッチング素子）Ｑ３２，Ｑ４２のエミッタがそれぞれ接続され、トランジスタＱ３２，Ｑ４２のベースにはトランジスタＱ３１，Ｑ４１のベースがそれぞれ接続されている。このトランジスタＱ３１，Ｑ４１のコレクタは配線４７にそれぞれ接続され、トランジスタＱ３２のコレクタはＭＯＳ ＦＥＴ Ｑ３３のゲートに接続され、トランジスタＱ４２のコレクタは床面検知用のスイッチＳ４及びモータ３８を介して配線４７に接続されている。
【００２８】このＭＯＳ ＦＥＴ Ｑ３３のソースには電動送風機１５のモータ部１５ｂを介して配線４６が接続され、ＭＯＳ ＦＥＴ Ｑ３３のドレインには配線４７が接続されている。また、電池パック２６の温度検出用のサーミスタ４８が電池パック２６のマイナス側と演算制御回路４５に接続されている。
【００２９】更に、抵抗ＲのトランジスタＱ２側は抵抗Ｒ２，可変抵抗ＶＲ及び抵抗Ｒ２１を介して配線４７に接続され、抵抗Ｒの配線４６側は抵抗Ｒ３，Ｒ４を介して配線４７に接続されている。そして、抵抗Ｒ２と可変抵抗ＶＲとの間の電圧Ｖ１及び抵抗Ｒ３，Ｒ４との間の電圧Ｖ２が演算制御回路４５に入力される様になっている。また、トランジスタＱ２のエミッタと配線４７は抵抗Ｒ５，Ｒ６を介して接続され、抵抗Ｒ５，Ｒ６間の電圧Ｖ０が演算制御回路４５に入力されるようになっている。
＜充電台２＞充電台２は、図２（ａ）に示したように掃除機本体３の載置部４９と、載置部４９の前端部から上方に向けて延びる起立部５０を有する。この載置部４９内には収納室５１が形成され、起立部５０内には風路５２が形成されている。また、載置部４９の後壁５３には収納室５１と大気を連通させる冷却風吸気口５４が形成され、起立部５０の上端部の後面には筒部５５が形成され、筒部５５内には風路５２に連通する冷却風排気口５６が形成されている。
【００３０】しかも、収納室５１内には電源回路基板５７が配設され、風路５２の下端部内には冷却ファン５８が配設されている。この電源回路基板５７には図１４に示した直流電源（直流電源回路）５９が設けられ、直流電源５９の入力側には電源コード６０を介して電源プラグ６１が接続されている。この直流電源５９は、パルス幅変調用のスイッチング素子（スイッチングトランジスタ）６２を有する。このスイッチング素子６２は、直流電源５９の動作時の発熱量が大きい。このため、スイッチング素子６２は、電源回路基板５７上に取り付けたＬ字状の放熱板６３に取り付けられている。
【００３１】更に、充電台２は、載置部４９と起立部５０とのコーナ部に突設された端子配置用突部６４を有する。この端子配置用突部６４は、掃除機本体３を載置部４９上に載置したときに、掃除機本体３の後部の凹部４０に嵌合可能な大きさに形成されている。
【００３２】この端子配置用突部６４には、図２（ｂ）に示したように３つのスリット状の凹部６５，６６，６７が形成されている。この凹部６５，６６，６７は、図２中、上方及び右方（後方）に開口させられている。そして、凹部６５，６６，６７には、プラスの充電端子６５ａ，ファン用の接続端子６６ａ，及びマイナスの充電端子６７ａがそれぞれ取り付けられている。各端子６５ａ，６６ａ，６７ａは、バネ性を有すると共に、図２（ｃ）に示したように傾斜させられている。これにより、掃除機本体３が載置部４９上に載置されて、掃除機本体３の後部の凹部４０に端子配置用突部６４が嵌合されたときに、凹部４０内の端子４１，４３，４２が端子６５ａ，６６ａ，６７ａにそれぞれ接触可能に設けられている。この直流電源５９のプラス側にはプラスの充電端子６５ａが接続されている。また、直流電源５９のマイナス側には、冷却ファン５８を介してファン用の接続端子６６ａが接続されていると共にマイナスの充電端子６７ａが接続されている。
[作用]次に、この様な構成の電気掃除機１及び充電台２の作用を説明する。
（１）清掃時この様な電気掃除機１において、スイッチＳ１をＯＮさせると、このＯＮ信号が演算制御回路４５に入力される。この際、演算制御回路４５は、トランジスタＱ４１のベースに動作電圧を入力して、トランジスタＱ４１をＯＮさせる。これによりトランジスタＱ４１は、トランジスタＱ４２のベースに動作電圧を印加して、トランジスタＱ４２をＯＮさせる。このとき吸込口体３７の下面側が清掃面上に載置されて、床面検出用のスイッチＳ４がＯＮしていれば、電池パック２６から電流がモータ３８に供給されて、モータ３８が作動し、吸込口体３７内の図示しない回転清掃体が回転駆動される。
【００３３】また、この状態で、スイッチＳ２又はＳ３をＯＮさせると、このＯＮ信号が演算制御回路４５に入力されて、演算制御回路４５はトランジスタＱ３１のベースに動作電圧を入力して、トランジスタＱ３１をＯＮさせる。これによりトランジスタＱ３１は、ＭＯＳ ＦＥＴ Ｑ３３のゲートに動作電圧を印加して、ＭＯＳＦＥＴ Ｑ３３をＯＮさせる。これにより、電池パック２６からの電流がＭＯＳ ＦＥＴ Ｑ３３を介して電動送風機１５の電動部１５ｂに流れ、電動送風機１５が作動させられる。
【００３４】この作動により電動送風機５は吸込負圧を集塵容器４に作用させる。そして、この吸込負圧により、清掃面の塵埃がエアと共に吸込口体３７に吸い込まれる。この吸込口体３７にエアと共に吸い込まれた塵埃は、延長パイプ３６，手元操作パイプ３５及び集塵ホース３４を介して集塵容器１４内に吸い込まれる。この吸い込まれた塵埃を含むエアは集塵容器１４内で渦流となって流れる。この際、このエアに含まれる塵埃は、渦を巻きながら自重により集塵容器１４の下方に落下堆積させられて、エアから分離される。この様な状態で吸込口体３７を清掃面上で移動操作することにより、清掃面の清掃を行う。
【００３５】一方、塵埃から分離されたエアは、集塵容器１４の上部のフィルタ１４ｃ，１４ｄを透過した後、連通路５ｂ，吸込開口１１及びフィルタＦを介して電動送風機１５の遠心ファン部１５ａに吸い込まれる。この吸い込まれたエアは、モータ部１５ｂ内を流れて内部を冷却した後、排気孔１５ｃからモータ部１５ｂの周囲に形成される排気室１８内に排出された後、掃除機本体３の側面に形成された排気口１９から大気に排気される。
【００３６】尚、この様な電気掃除機１において、掃除機本体３が充電台２に載置されていない状態では、シャッタ２３がスプリング２５により開口部２２を閉成しているので、清掃時に塵埃が開口部２２から電池収納室８内に侵入することはない。
（２）充電時また、この様な清掃後に充電を行う場合には、充電台２の電源プラグ６１を図示しない商用電源のコンセントに差し込んだ状態で、図１，図３，図４に示したように掃除機本体３の底壁４ａ側を前にして、掃除機本体３の後部側を充電台２の載置部４９上に載置する。
【００３７】この際、シャッタ２３の操作ノブ２４が充電台２の筒部５５上に図３，図５の如く当接させられて、シャッタ２３が開口部２２を開く方向にスプリング２５のバネ力に抗して蓋体２１に対して相対的にスライド変位させられ、シャッタ２３で閉成されていた開口部２２が開かれる。そして、この開かれた開口部２２が充電台２の筒部５５内の冷却風排気口５６に対向して連通すると共に、筒部５５の先端が開口部２２の周囲において蓋体２１に押し付けられる。
【００３８】この載置に伴い、掃除機本体３の凹部４０に充電台２の端子配置用突部６４が挿入させられて、凹部４０内のプラス側の充電端子４１が端子配置用突部６４のプラス側の充電端子６５ａに接触させられ、凹部４０内のマイナス側の充電端子４２が端子配置用突部６４のマイナス側の充電端子６７ａに接触させられ、凹部４０内のファン用端子４３が端子配置用突部６４の接続端子６６ａに接触させられる。
【００３９】この接触により、抵抗Ｒ６，Ｒ７間に電圧Ｖ０が発生し、この電圧Ｖ０が演算制御回路４５に入力される。しかも、演算制御回路４５は、電圧Ｖ０が入力されると、掃除機本体３が充電台２にセットされて、充電電流が充電台２の直流電源５９から供給可能な状態となっていると判断する。そして、演算制御回路４５は、トランジスタＱ２のベースに高周波パルス電圧を印加して、トランジスタＱ２をＯＮ・ＯＦＦ制御する。このトランジスタＱ２をＯＮ・ＯＦＦ制御により、直流電源５９からの充電電流が高速でＯＮ・ＯＦＦされながら蓄電池である電池パック２６の電池シェル３０に抵抗Ｒを介して供給され、電池シェル３０への充電が開始される。
【００４０】尚、この際、演算制御回路４５は、トランジスタＱ３１，Ｑ４１のベースに動作電圧が印加しないので、モータ部１５ｂ及びモータ３８は駆動されない状態となっている。
【００４１】また、上述の充電に伴い、直流電源５９の各電子部品が発熱する一方、電池パック２６の電池シェル３０が発熱する。この電池シェル３０の熱は、電池パック２６のセパレータ２９に伝導して、セパレータ２９を加熱している。
【００４２】しかし、演算制御回路４５は、上述の充電に際して、トランジスタＱ１のベースに動作電圧を印加して、トランジスタＱ１をＯＮさせ、冷却ファン５８を作動させる。これにより、外気（エア）が充電台２の後壁５３に設けた冷却風吸気口５４から収納室５１内に冷却風として吸い込まれる。この冷却風は、電源回路基板５６の各電子部品を冷却すると共に、放熱板６３を冷却した後、風路５２を介して冷却風排気口５６から排出される。
【００４３】しかも、冷却風排気口５６から排出された冷却風は、掃除機本体３の開口部２２及び電池パック２６のセパレータ２９のエア流入口２９ａ１を介してセパレータ２９内即ちその内部の空間である冷却風路２９ｃ内に流入する。このセパレータ２９内に流入した冷却風は、セパレータ２９内で乱流となってセパレータ２９内面から吸熱して、結果的には電池シェル３０を冷却する。
【００４４】この電池シェル３０を冷却した冷却風は、エア流出口２９ｂ１から流出した後、隔壁１２の連通孔１３から電動送風機１５の排気室１８に流入して、掃除機本体３の排気口１９から大気に排気される。この様に電池シェル３０を冷却した冷却風は掃除機本体３の排気口１９を利用して排気されるので、この冷却風を排気する排気風路や排気口を別途設ける必要がない。
【００４５】上述の様にして、充電時に直流電源５９の各電子部品を冷却することで、直流電源５９のスイッチング素子６２に急激で大きな電流が流れて通常使用以上の温度に上昇するのを防止でき、直流電源５９の各電子部品の寿命が短くなるのを防止できる。
【００４６】また、充電時に上述の様にして電池パック２６の電池シェル３０を冷却することで、充電時における電池シェル３０への充電量が急激に低下するのを防止でき、必要な充電容量を十分に確保できる。この結果、充電後の電池パック２６による電気掃除機１の動作時間（使用可能時間）も短くなるのを防止できる。
【００４７】更に、上述した充電に際して、電池シェル３０が満充電に近づくに従って、電池シェル３０に流れる電流が減少しようとすると共に、抵抗Ｒに流れる電流も減少し、抵抗Ｒの両端の電圧Ｖ１，Ｖ２の差（Ｖ１−Ｖ２）が小さくなる傾向にある。従って、演算制御回路４５は、抵抗Ｒの両端の電圧Ｖ１，Ｖ２を検出して、この電圧Ｖ１，Ｖ２の差（Ｖ１−Ｖ２）から電池パック２６の電子シェル３０内を流れる電流を求めて、電池シェル３０の充電状態を判断する。そして、演算制御回路４５は、電圧Ｖ１，Ｖ２の差（Ｖ１−Ｖ２）が所定値以下になったとき、満充電であると判断して、トランジスタＱ２のベースへの動作電圧の印加を停止し、電池シェル３０への充電を停止させる。
【００４８】また、この様に充電台２内の冷却ファン５８を利用して充電台２内の電源回路基板５７の各電子部品の冷却および電池パック２６の電子シェル３０の冷却を同時に行わせるようにしたので、一つの冷却ファン５８を効果的に利用できる。
（変形例１）上述した実施例では、掃除機本体３を充電台２に載置してセットすることで、冷却ファン５８を作動させるとともに、電池パック２６の電池シェル３０への充電を開始したが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。
【００４９】例えば、電池パック２６の電池シェル３０の温度が所定温度以上になったときに、冷却ファン５８を作動させて、電池シェル３０を冷却ファン５８により強制的に冷却させ、電池シェル３０の温度が所定温度より低下したときには、冷却ファン５８の作動を停止させるようにすることもできる。
【００５０】即ち、電池パック２６の温度はサーミスタ４８により検出され、このサーミスタ４８からの温度検出信号は演算制御回路４５に入力されている。この演算制御回路４５は、入力される温度検出信号から電池パック２６の温度が所定温度（設定温度）以上に高くなっているか否かを判断する。
【００５１】そして、演算制御回路４５は、電池パック２６の温度が所定温度（設定温度）以上に高くなったと判断した場合、トランジスタＱ１のベースに動作電圧を印加してトランジスタＱ１をＯＮさせ、冷却ファン５８を作動させる。この冷却ファン５８の動作により、冷却風が上述同様にして電池パック２６のセパレータ２９内に供給される。この冷却風は、電池シェル３０の熱をセパレータ２９を介して吸熱して、電池シェル３０の温度を降下させる。この後、冷却風は上述と同様にして、排気口１９から大気に排気される。
【００５２】そして、上述の様な冷却により、電池パック２６の電池シェル３０の温度が所定温度より低下したときに、演算制御回路４５はトランジスタＱ２のベースへの動作電圧の印加を停止させる。
【００５３】この様な制御を行わせることにより、消費電力を抑制できると共に、効率的な充電を行うことができる。
【００５４】また、この様にサーミスタ（温度センサ）４８を用いて電池シェル３０の温度を検出して、この検出された温度が所定温度以上のときに、冷却ファン５８を作動させる様にしたので、冷却ファン５８を効果的に正確に作動させて、電池シェル３０及び充電台２内の電子部品を効果的に冷却できる。
（変形例２）上述した実施例では、充電台２内に設けた冷却ファン５８により電池パック２６の電池シェル３０の冷却を行うようにしたが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、充電台５８の冷却ファン５８を省略すると共に、電動送風機１５を電池シェル３０の冷却ための冷却風送風手段として用いても良い。
【００５５】この場合には、例えば、図１５におけるように、電池収納室８の上部に開口する連通孔１３と連通路５ｂとを連通させる風路７０を本体ケース４に設けて、充電時に電動送風機１５を低速で作動させて、電池収納室１８からの冷却風をフィルタＦを介して電動送風機１５の遠心ファン部１５ａに吸い込ませるようにすると良い。
【００５６】この構成においては、掃除機本体３が充電台２に上述のようにセットされると、上述した実施例と同様に演算制御回路４５により充電制御が行われると共に、電動送風機１５が演算制御回路４５により上述した実施例の冷却ファン５８と同様に作動制御される。
【００５７】この際、電動送風機１５の吸込負圧が、フィルタＦ，吸込開口１１，連通路５ｂ，風路７０，連通孔１３，電池収納室８，セパレータ２９内の冷却風路２９ｃ，開口部２２，冷却風吸気口５４及び風路５２を介して充電台２の収納室５１に作用する。
【００５８】これにより、外気（エア）が充電台２の後壁５３に設けた冷却風吸気口５４から収納室５１内に冷却風として吸い込まれる。この冷却風は、電源回路基板５６の各電子部品を冷却すると共に、放熱板６３を冷却した後、風路５２を介して冷却風排気口５６から排出される。
【００５９】そして、冷却風排気口５６から排出された冷却風は、掃除機本体３の開口部２２及び電池パック２６のセパレータ２９のエア流入口２９ａ１を介してセパレータ２９内に流入する。このセパレータ２９内に流入した冷却風は、セパレータ２９内で乱流となってセパレータ２９内面から吸熱して、結果的には電池シェル３０を冷却する。
【００６０】この電池シェル３０を冷却した冷却風は、エア流出口２９ｂ１から流出した後、隔壁１２の連通孔１３，風路７０，連通路５ｂ，吸込開口１１及びフィルタＦを介して電動送風機１５の遠心ファン部１５ａに吸い込まれた後、モータ部１５ｂ内を流れて排気口１５ｃから排気室１８内に排気され、排気口１９から大気に排気される。
【００６１】この様に一つの電動送風機１５を充電時の充電台２内の電子部品の冷却及び電池パック２６の電池シェル３０の冷却に用いているので、充電台２内の電子部品の冷却及び掃除機本体３内の電池パック２６の電池シェル３０の冷却を効果的に行うことができる。しかも、電動送風機１５を用いることで、充電台２内の電子部品の冷却及び掃除機本体３内の電池シェル３０の冷却のための送風手段を別途設ける必要がないので、部品点数を削減できる。
（変形例３）また、上述した実施例では、セパレータ２９を中空の扁平箱状体に形成し、底壁２９ａ及び上壁２９ｂにエア流入口２９ａ１及びエア流出口２９ｂ１を設けた構成としたが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。例えば、図１３（ｂ）に示したように、セパレータ２９を網状に形成して、開口部２２から電池収納室８内に流入する冷却風がセパレータ２９の両側の複数の電池シェル３０側に流れて電池シェル３０の熱を直接吸収できるようにしても良い。
【００６２】この場合には、多数の電池シェル３０の冷却を充分に行うことができる。
（変形例４）更に、セパレータ２９は例えば、図１３（ｃ）に示したように形成しても良い。この図１３（ｃ）では、セパレータ２９の底壁２９ａの中央に冷却風流入口２９ａ１が形成され、セパレータ２９の上壁２９ｂに長手方向両端部まで延びる凹部８０が形成されている。そして、この上壁２９ｂには凹部８０の両端に開口する冷却風流出口８１，８１が形成されている。また、セパレータ２９の側壁２９ｄ，２９ｄには多数の冷却風流出口８２が形成されている。この多数の冷却風流出口８２は、セパレータ２９の長手方向中央に位置するものから長手方向両端に向かうに従って径が次第に大きくなる様に設定されている。
【００６３】この構成では、冷却風流入口２９ａ１からセパレータ２９内に流入した冷却風の一部は、セパレータ２９内を流れて、セパレータ２９から吸熱した後、冷却風流出口８１，８１から排気される。一方、セパレータ２９内に流入した冷却風の残りは、冷却風流出口８２からセパレータ２９の左右の多数の電池シェル３０の周囲に流出して、セパレータ２９の左右の多数の電池シェル３０の周囲を流れ、多数の電池シェル３０の熱を直接吸収した後、電池パック２６の上方から流出する。
【００６４】この様に多数の冷却風流出口８２は、セパレータ２９の長手方向中央に位置するものから長手方向両端に向かうに従って径が次第に大きくなる様に設定されているので、冷却風流入口２９ａ１からセパレータ２９内に流入した冷却風を多数の電池シェル３０の周囲により均等に流すことができ、多数の電池シェル３０を略平均的に冷却できる。また、セパレータ２９からも電池シェル３０の冷却を間接的に行うことができるので、より効果的な電池シェル３０の冷却を行うことができる。
【００６５】
【発明の実施の形態２】図１６は、この発明の実施の形態２を示したものである。この図１６は、図１５の構成における他の制御回路を示したもので、発明の実施の形態１の図１４の制御回路を一部変更したものである。
【００６６】即ち、この発明の実施の形態２では、発明の実施の形態１における図１４のトランジスタＱ３１，Ｑ３２，Ｑ４１及びＭＯＳ ＦＥＴ Ｑ３３を省略すると共に、冷却ファン５８及びファン用端子４３，接続端子６６ａを省略している。
【００６７】しかも、この発明の実施の形態２では、新たにトランジスタ（スイッチング素子）Ｑ５，Ｑ６のベースを演算制御回路４５に接続し、トランジスタＱ５のエミッタをトランジスタＱ２のエミッタに抵抗Ｒ１を介して接続し、トランジスタＱ６のエミッタを電池パック２６のプラス側と抵抗Ｒとの間の配線４６に接続している。また、トランジスタＱ５，Ｑ６のコレクタを電動送風機１５のモータ部１５ｂを介して配線４７側に接続している。
【００６８】次に、この様な構成の電気掃除機１及び充電台２の作用を演算制御回路４５の作用と共に説明する（１）清掃時この様な電気掃除機１において、スイッチＳ１をＯＮさせると、このＯＮ信号が演算制御回路４５に入力される。この際、演算制御回路４５は、トランジスタＱ４２のベースに動作電圧を入力して、トランジスタＱ４２をＯＮさせる。このとき吸込口体３７の下面側が清掃面上に載置されて、床面検出用のスイッチＳ４がＯＮしていれば、電池パック２６から電流がモータ３８に供給されて、モータ３８が作動し、吸込口体３７内の図示しない回転清掃体が回転駆動される。
【００６９】この状態で、スイッチＳ２をＯＮさせると、このＯＮ信号が演算制御回路４５に入力されて、演算制御回路４５はトランジスタＱ６のベースに動作電圧を入力して、トランジスタＱ６のみを図１７（ａ）の「■強」に示したように時間ｔで連続的にＯＮさせる。これにより、電池パック２６からの電流がトランジスタＱ６を介して電動送風機１５の電動部１５ｂに連続的に流れ、電動送風機１５が連続的に駆動させられる。
【００７０】この状態では、電動送風機１５が連続的に駆動させられるため、電動送風機１５の遠心ファン部１５ａの吸込風量が多くなって強となる。
【００７１】また、この状態で、スイッチＳ３をＯＮさせると、このＯＮ信号が演算制御回路４５に入力されて、演算制御回路４５はトランジスタＱ６のベースに動作電圧を入力して、トランジスタＱ６のみを図１７（ａ）の「■弱」に示したように断続的にＯＮさせる。これにより、電池パック２６からの電流がトランジスタＱ６を介して電動送風機１５の電動部１５ｂに期間ｔ１毎に断続的に流れ、電動送風機１５が断続的に駆動させられる。
【００７２】この電動送風機１５への電流の断続は非常に短いサイクルで行われるので、実質的には電動送風機１５は連続的に駆動させられているように作動させられる。しかし、電動送風機１５が期間ｔ１毎に断続的に駆動させられるため、電動送風機１５の遠心ファン部１５ａの吸込風量が上述した場合より少なくなって弱となる。
【００７３】この様な電動送風機１５の強又は弱の駆動により、発明の実施の形態１と同様にして清掃を行うことができる。
（２）充電時また、この様な清掃後に充電を行う場合には、発明の実施の形態１と同様にして掃除機本体３を充電台２の載置部４９上にセット（載置）して、充電台２の筒部５５内の冷却風排気口５６と電池収納室８を開口部２２を介して連通させる。また、このと共に、凹部４０内のプラス側の充電端子４１が端子配置用突部６４のプラス側の充電端子６５ａに接触させられ、凹部４０内のマイナス側の充電端子４２が端子配置用突部６４のマイナス側の充電端子６７ａに接触させられる。
【００７４】また、この様にセットすることにより、抵抗Ｒ６，Ｒ７間に電圧Ｖ０が発生し、この電圧Ｖ０が演算制御回路４５に入力される。しかも、演算制御回路４５は、電圧Ｖ０が入力されると、掃除機本体３が充電台２にセットされて、充電電流が充電台２の直流電源５９から供給可能な状態となっていると判断する。
【００７５】そして、演算制御回路４５は、トランジスタＱ２のベースに高周波パルス電圧を印加して、トランジスタＱ２をＯＮ・ＯＦＦ制御する。このトランジスタＱ２をＯＮ・ＯＦＦ制御により、直流電源５９からの充電電流が高速でＯＮ・ＯＦＦされながら蓄電池である電池パック２６の電池シェル３０に抵抗Ｒを介して供給され、電池シェル３０への充電が開始される。しかも、この充電開始後は、図１７（ｂ）「■電池低温時」に示したように、充電電流が高速でＯＮ・ＯＦＦされる充電期間Ｔ１と、このＯＮ・ＯＦＦが停止されている充電待機期間Ｔ２が交互に繰り返される。
【００７６】尚、この様な充電制御に際して、演算制御回路４５は、トランジスタＱ６，Ｑ４２のベースに動作電圧を印加しないので、電動送風機１５のモータ部１５ｂ及び吸込口体３７のモータ３８は駆動されない状態となっている。
【００７７】上述の充電に伴い、直流電源５９の各電子部品が発熱する一方、電池パック２６の電池シェル３０が発熱する。この電池シェル３０の熱は、電池パック２６のセパレータ２９に伝導して、セパレータ２９を加熱している。
【００７８】また、この充電に際して、サーミスタ４８からの温度検出信号は演算制御回路４５に入力され、演算制御回路４５はこの温度検出信号から電池パック２６の温度が所定温度以上になったか否かを短いサイクルで定期的に判断する。
【００７９】そして、演算制御回路４５は、電池パック２６の温度が所定温度以上になったと判断すると、図１７（ｂ）「■電池高温時」に示すように、充電待機中に即ち充電待機期間Ｔ２の略中間で、トランジスタＱ５のベースに動作電圧を期間Ｔ３だけ印加して、トランジスタＱ５を期間Ｔ３だけＯＮさせる。この期間Ｔ３は、充電待機期間Ｔ２の数分の１に設定すると共に、上述のスイッチＳ３をＯＮさせてトランジスタＱ６をＯＮさせている期間ｔ１の数分の１に設定されている。
【００８０】従って、電池パック２６の温度が所定温度以上になると、直流電源５９からの電圧が抵抗Ｒ１，トランジスタＱ５を介して電動送風機１５のモータ部１５ｂに期間Ｔ３だけ充電待機期間Ｔ２の中間で印加され、電動送風機１５は清掃時にスイッチＳ３をＯＮさせて吸込風量を弱としたときよりも更に低速で駆動される。
【００８１】この際、電動送風機１５の吸込負圧が、フィルタＦ，吸込開口１１，連通路５ｂ，風路７０，電池収納室８，セパレータ２９内の冷却風路２９ｃ，開口部２２，冷却風吸気口５４及び風路５２を介して充電台２の収納室５１に作用する。
【００８２】これにより、外気（エア）が充電台２の後壁５３に設けた冷却風吸気口５４から収納室５１内に冷却風として吸い込まれる。この冷却風は、電源回路基板５６の各電子部品を冷却すると共に、放熱板６３を冷却した後、風路５２を介して冷却風排気口５６から排出される。
【００８３】そして、冷却風排気口５６から排出された冷却風は、掃除機本体３の開口部２２及び電池パック２６のセパレータ２９のエア流入口２９ａ１を介してセパレータ２９内に流入する。このセパレータ２９内に流入した冷却風は、セパレータ２９内で乱流となってセパレータ２９内面から吸熱して、結果的には電池シェル３０を冷却する。
【００８４】この電池シェル３０を冷却した冷却風は、エア流出口２９ｂ１から流出した後、隔壁１２の風路７０，連通路５ｂ，吸込開口１１及びフィルタＦを介して電動送風機１５の遠心ファン部１５ａに吸い込まれた後、モータ部１５ｂ内を流れて排気口１５ｃから排気室１８内に排気され、排気口１９から大気に排気される。
【００８５】また、演算制御回路４５は、この様な電池シェル３０の冷却制御に伴い、電池パック２６の電池シェル３０の温度が所定温度（設定温度）より更に充分低くなったか否かを温度検出信号から所定時間（短いサイクル）毎に判断する。そして、演算制御回路４５は、電池シェル３０の温度が所定温度（設定温度）より更に充分低くなったと判断した場合、図１７（ｂ）の如く、充電電流が高速でＯＮ・ＯＦＦされる充電期間Ｔ１とこのＯＮ・ＯＦＦが停止されている充電待機期間Ｔ２のみを交互に繰り返し制御する。この際、トランジスタＱ５のベースへの動作電圧の印加が停止され、電動送風機１５の作動が停止させられる。
【００８６】更に、上述した充電に際して、電池シェル３０が満充電に近づくに従って、電池シェル３０に流れる電流が減少しようとすると共に、抵抗Ｒに流れる電流も減少し、抵抗Ｒの両端の電圧Ｖ１，Ｖ２の差（Ｖ１−Ｖ２）が小さくなる傾向にある。従って、演算制御回路４５は、抵抗Ｒの両端の電圧Ｖ１，Ｖ２を検出して、この電圧Ｖ１，Ｖ２の差（Ｖ１−Ｖ２）から電池パック２６の電子シェル３０内を流れる電流を求めて、電池シェル３０の充電状態を判断する。そして、演算制御回路４５は、電圧Ｖ１，Ｖ２の差（Ｖ１−Ｖ２）が所定値以下になったとき、満充電であると判断して、トランジスタＱ２のベースへの動作電圧の印加を停止し、電池シェル３０への充電を停止させる。
【００８７】この様に充電待機期間Ｔ２中に電動送風機１５を作動させて、この電動送風機１５により充電台２内の電子部品及び掃除機本体３の電池シェル３０の冷却を行わせるようにしたので、充電台２の電源回路基板５７に設けた直流電源５９の供給電力が大きくなるのを防止できる。
【００８８】この様に一つの電動送風機１５を充電時の充電台２内の電子部品の冷却及び電池パック２６の電池シェル３０の冷却に用いているので、充電台２内の電子部品の冷却及び掃除機本体３内の電池パック２６の電池シェル３０の冷却を効果的に行うことができる。しかも、電動送風機１５を用いることで、充電台２内の電子部品の冷却及び掃除機本体３内の電池シェル３０の冷却のための送風手段を別途設ける必要がないので、部品点数を削減できる。
【００８９】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成したので、蓄電池への充電時間を短くして、充電後の電気掃除機の駆動時間を長くできる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３５６２
【氏名又は名称】東芝テック株式会社
【住所又は居所】東京都千代田区神田錦町１丁目１番地
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| 【出願日】 |
平成１３年１２月７日（２００１．１２．７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８２６７０
【弁理士】
【氏名又は名称】西脇 民雄 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−１６９７７１（Ｐ２００３−１６９７７１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年６月１７日（２００３．６．１７） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−３７４２２２（Ｐ２００１−３７４２２２） |
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