JP2002320579A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来、１個の電池を電動送風機の電源としてお
り、複数個の電池を取付けることができず運転時間を伸
ばすことができなかった。また、電池残量の測定手段を
もたないものは、掃除機の残りの運転時間を使用者が認
識することはできなかった。また、配線作業時の間違い
による電池同志のショートの可能性があった。 【解決手段】掃除機本体内部に集塵室，電動送風機，電
池室を備え、複数個の電池取付部を設け、１個の電池を
取付ける際の電池取付部を掃除機本体略中央部に配置す
る構成とした。掃除機本体内部に集塵室，電動送風機，
電池室を備え、複数個の電池取付部を設け、切換えスイ
ッチを経由し電池を並列接続する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気掃除機に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、掃除機本体内部に集塵室，電動送
風機，電池室を設けた背負式の電気掃除機においては、
取付けられる電池は１個であり、複数個の電池を取付け
て運転時間を伸ばすことができず、また電池の残量を認
識する為には、運転時間のカウントや電池の電圧，電流
等から測定することが考えられるが、このような測定手
段を持たないものにあっては、電池の残り残量を認識す
ることができなかった。

【０００３】複数個の電池を使用するものにあっては、
配線作業時の間違いなどにより電池の逆並列接続による
ショートの危険性があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、１個
の電池を電動送風機の電源としており、複数個の電池を
取付けることができず運転時間を伸ばすことができなか
った。また、電池残量の測定手段をもたないものは、掃
除機の残りの運転時間を使用者が認識することはできな
かった。また、配線作業時の間違いによる電池同志のシ
ョートの可能性があった。

【０００５】本発明は、複数個の電池を接続し運転時間
の延長をはかり、さらに電池残量の測定手段を設けず
に、使用者に掃除機の残りの運転時間を認識させる事が
できる電気掃除機を提供することにある。

【０００６】さらに、電池同志のショートを機械的な
（物理的な）保護をもうけ、安全性を向上させた電気掃
除機を提供することにある。

【０００７】また電池の交換作業を使用者が掃除機を背
負ったまま行えるようにし、使い勝手の優れた電気掃除
機を提供することにある。

【０００８】および掃除機の運転時間と吸込み力の設定
を、電池の接続場所を選択することで可能にした、使い
勝手の良い電気掃除機を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の特徴とするところは、電池取付部を３個所
設け、１個接続の場合と２個接続の場合を使用者が選択
でき、さらに１個のときは電池室の略中央部に電池を取
付けられるようにしたことにある。さらに２個取付けた
場合は電池を切換えスイッチを経由して並列接続し、掃
除機運転時はどちらか一方の電池の接続を選択できるよ
うにしたことにある。

【００１０】

【発明の実施の形態】図２は本発明の一実施例に係わる
掃除機の外観図であり、掃除機本体１０１に備えた集塵
蓋１０４にホース２０１，延長管ａ２０２，延長管ｂ２
０３，吸口２０４が取付けられ、掃除機内部の電動送風
機（図示せず）の吸引力により、吸口２０４から塵埃を
吸引して掃除機本体１０１内部の集塵室（図示せず）に
集塵する。

【００１１】使用状態としては、掃除機本体１０１に取
付けられたバンド１０３により、使用者の背中に背負う
方法がある。

【００１２】また、本掃除機は掃除機本体１０１に内蔵
された２次電池（図示せず。以下「電池」と記す）を使
用することにより、電源コードを使用して外部から電源
を取込む必要が無い。さらに前記電池は電池蓋１０２を
開けて使用者が容易に交換作業が出来るようになってい
る。

【００１３】使用者が掃除をする際には、掃除機本体１
０１から出ているスイッチ１０５を操作し掃除機本体１
０１に内蔵された電動送風機（図示せず）を運転する。
またスイッチ１０５はスイッチコード１０６にて電気的
に掃除機本体１０１の内部配線と接続されている。

【００１４】図１は本発明の実施の形態を表す一実施例
である。

【００１５】図１において１０１は掃除機本体、１０２
は電池蓋であり、本図は電池蓋102を開けた時の図であ
る。電池室３０５には電池取付部ａ１０７〜電池取付部
ｃ１０９が備えてあり、使用者は図４に示す電池ａ３０
７を１個あるいは２個選択し取付けることができる。電
池取付部ｃ１０９は本体の中央に位置しており、電池取
付部ａ１０７と電池取付部ｂ１０８は、本体の中央に対
し対象に位置している。図４の電池ａ３０７には取付端
子４０４が有り、電池取付時に電気的な接続をするプラ
ス端子４０１（以下「＋端子」と記す），マイナス端子
４０２（以下「−端子」と記す），信号端子４０３（以
下「Ｓ端子」と記す）を備えている。Ｓ端子４０３は充
電動作時における電池内部の温度を電気的に測定する端
子であり、電池ａ３０７に内蔵されているサーミスタ
（図示せず）と接続されている。さらに電池取付時に逆
取付けにならないよう、逆差防止リブ４０５を備えてお
り、取付け用の穴形状を考慮することにより、逆差し防
止がはかれる。

【００１６】図４の電池ａ３０７を図１の電池取付部ａ
１０７〜電池取付部ｃ１０９に取付けると、電気的に図
５の如く接続され、図３のような全体接続図となる。

【００１７】図５は図１の電池取付部ａ１０７の断面図
である（電池取付部ｂ１０８および電池取付部ｃ１０９
も同一構造）。

【００１８】電池ａ３０７の取付端子４０４を電池取付
部ａ１０７に挿入すると（図５の矢印方向に取付端子４
０４が入ってくる）、取付ピース５０３にネジ止めされ
たプラス接触片（以下「＋接触片」と記す）５０１とマ
イナス接触片（以下「−接触片」と記す）５０２はそれ
ぞれ破線で描いたような形に変形し、電池ａ３０７の＋
端子４０１と−端子４０２に接触し、電気的に導通す
る。ここで前記＋および−接触片がネジ止めされた取付
ピースを固定する為、取付カバーａ５０４と取付カバー
ｂ５０５にて挟み込むように固定し、前記＋および−端
子と前記＋および−接触片の位置決めと接触圧の保持を
行っている。さらに前記＋および−接触片にはリード線
がはんだ付けされており、図３における本体内部配線３
０１を構成する。

【００１９】本実施例における配線において掃除機本体
１０１の内部配線は３０１本体内部配線のようになって
いる。電池ａ３０７と電池ｂ３０８が並列接続となって
おり、それぞれの電池の＋端子４０１はスイッチコード
１０６を経由してスイッチ１０５のＯＮ（ａ）端子に接
続されている。また電池ｂ３０８の＋端子４０１もスイ
ッチコード１０６を経由してスイッチ１０５のＯＮ
（ｂ）端子に接続されている。さらにスイッチ１０５の
共通端子からスイッチコード１０６を経由し、ヒューズ
３０２，サーモ３０４，電動送風機３０３を経由し、電
池ａ３０７〜電池ｃ３０９の−端子４０２にそれぞれ接
続されている。使用者は、スイッチ１０５を操作し、通
常ＯＦＦ端子に位置しているスイッチをＯＮ（ａ）端子
またはＯＮ（ｂ）端子に動かすことにより、それぞれの
電池の接続を切換えることができる。

【００２０】本実施例において掃除機の運転時間は電池
１個あたり約３０分であり、最大で２個接続できるの
で、合計で約１時間の運転が可能になる。しかしなが
ら、電池１個あたりの質量は約１.３kgであるため、２
個使用時は電池質量のみで約２.６kgとなる。使用状況
または使用者によっては運転時間よりも軽さを優先する
場合、あるいは長い運転時間は必要無いことも考えられ
る為、本実施例においては、使用者があらかじめ電池の
接続を１個のみの接続か、２個接続かを選択することが
できる。具体的には、図１において電池室３０５内部に
は電池の取付部を３個所設けてあり、電池１個のみの接
続のときは電池取付部ｃ１０９に取付け、２個接続のと
きは電池取付部ａ１０７と電池取付部ｃ１０８に取付け
ることができる。

【００２１】また本実施例においては、図１の電池取付
部ａ１０７は図３の電池ａ３０７と、以下それぞれ電池
取付部ｂ１０８と電池ｂ３０８，電池取付部ｃ１０９と
電池ｃ３０９がそれぞれ対応しているものとし、以下説
明をつづける。

【００２２】以上のような構成において、前述の如く電
池１個の質量は約１.３kg ある為、使用者は運転時間よ
りも質量を優先し電池１個のみの接続を選択した場合、
接続する場所は図１において電池取付部ａ１０７〜電池
取付部ｃ１０９の３個所ある事が分かるが、この中よ
り、本体中央に位置している電池取付部ｃ１０９を選択
することにより、左右の重心のバランスを大きく崩すこ
となく、使用者は本掃除機を背中に背負うことができ
る。

【００２３】以上のような構成において、使用者が電池
２個の接続を選択した場合、図３の電池ａ３０７と電池
ｂ３０８が接続される。電動送風機３０３を運転する場
合はＯＦＦ端子からＯＮ（ａ）またはＯＮ（ｂ）を選択
するようにスイッチ１０５の操作を行う。このとき図６
の如く電池３０７と３０８を配線上あらかじめ接続して
いれば、スイッチ１０５の操作をＯＮ（ａ）端子側に操
作すれば、前述の通り電池２個分の運転時間（連続約１
時間）を得ることができるが、使用者は電池の残量を認
識すること無く、電池残量が無くなった時点で掃除機の
運転が終了してしまう。しかし、図３の如く、電池３０
７と３０８を、スイッチ１０５を経由した形で配線し、
使用者が１個ずつ電池の接続を切換え選択できる回路構
成にしておくと、電池２個分の運転時間（合計約１時
間）を得ることができるとともに、約３０分運転すると
一方の電池の残量が無くなることから、使用者は残りの
運転時間が約３０分であることを認識することができ
る。これにより使用者は残された掃除の範囲と残りの運
転時間からペース配分を考慮して掃除をすることがで
き、使い勝手の向上と掃除の合理化がはかれる。

【００２４】以上のような構成において、図３を簡単に
したものが図７ａであるが、以下図７を用いて説明す
る。

【００２５】本掃除機を組み立て、内部配線を行う場合
配線の作業間違いの可能性がある。特に電池を並列接続
して使用するような場合、図７（ｂ）の電池ａ３０７と
電池ｃ３０９のように逆並列に接続されると、電池同志
がショートし、発煙・発火、および破裂などの危険が伴
う。これは容量の大きな電池ほど重大な事故に至る可能
性が高くなる。図７において正しい配線は（ａ）である
が、配線の間違いとして（ｂ）〜（ｈ）が考えられる。
電池ａ３０７と電池ｃ３０９は並列接続であり逆並列の
接続になるのは（ｂ）（ｃ）（ｆ）（ｇ）であるが、仮
にこのような配線の間違いがあったとしても、図１の如
くそれぞれの電池取付部ａ１０７と電池取付部ｃ１０９
は同時に電池が取付けられないように近接して配置され
ている。具体的には、電池取付部ａ１０７に電池ａ３０
７を取付けた場合、電池の最大外形は図中の２点鎖線の
ようになる。ここで電池取付部ｃ１０９に電池ｃ３０９
を取付けた場合の電池の最大外形は、図中の実線のよう
になり、それぞれの電池の最大外形が重なりあうため、
２個同時に取付けることが不可能だとわかる。

【００２６】このように、機械的な（物理的な）保護を
設けることにより、図７(ｂ）(ｃ）（ｆ）（ｇ）のよう
な配線の間違いがあったとしても、電池同志のショート
は起こらず、発煙・発火、および破裂などの危険を未然
に回避し安全性を確保することができる。

【００２７】ここで、電動送風機３０３を整流子モータ
（本実施例においてはユニバーサルモータ）とすること
により、電池の極性が変わっても回転方向は常に一方向
であることを付け加えておく。

【００２８】図８（ａ）は本実施例の電池蓋１０２を開
いたときの図であり、電池の取付けは使用者が２個取付
けを選択した場合である。よって電池室３０５には電池
が２個並んで取付けられている。

【００２９】図８（ｂ）はこれを使用者がバンド１０３
を用いて背中に背負ったときの模式図であるが、図の方
向に電池蓋１０２が開く為、電池３０７の取出しおよび
取付け方向は図中の矢印８０３方向となる。つまりこの
状態では（使用者が背中に背負ったままの状態）、使用
者自身による電池３０７の交換作業は困難となる。

【００３０】図９（ａ）はこの問題を解決するための実
施形態の一例であるが、電池室ａ８０５と電池室ｂ８０
６を本体中心線８０７に対しほぼ対象に設け、さらに電
池蓋ａ８０１および電池蓋ｂ８０２を掃除機本体１０１
の左右の側面に設置する。

【００３１】図９（ｂ）はこれを背負ったときの模式図
であるが、電池蓋ａ８０１と電池蓋ｂ８０２が掃除機本
体１０１の両側面に配置しているため、電池３０７の取
出しおよび取付け方向は図中の矢印８０４方向となる。
図９(ｂ)からもわかる通り、使用者は掃除機本体１０１
を背中に背負ったまま、使用者自身による電池３０７の
交換作業が可能となり、使い勝手を向上することができ
る。

【００３２】図１０において、図１と同様に掃除機本体
１００１に集塵蓋１００２，バンド１００３，電池蓋１
００４，スイッチ１００５，スイッチコード１００６を
備え、電池室１００７には電池ａ１００８，電池ｂ１０
０９，電池ｃ１０１０の３個が、電池取付部ａ１０１
１，電池取付部ｂ１０１２，電池取付部ｃ１０１３にそ
れぞれ同時に取付けられるようになっている。

【００３３】図１１は前記掃除機本体１００１の全体配
線図であるが、内部の配線は本体内部配線１１０１のよ
うになっており、電池ａ１００８と電池ｂ１００９は並
列に接続されており、さらにこれらの電池と直列に電池
ｃ１０１０が接続されている。電池ｃ１０１０からスイ
ッチコード１００６を経由しスイッチ１００５が接続さ
れており、さらにヒューズ１１０２，サーモ１１０３，
電動送風機１１０４が接続され、回路を形成している。
ここで電池ｃ１０１０と並列にプッシュスイッチ１１０
５が接続されているが、プッシュスイッチ１１０５の動
作としては電池ｃ１０１０を、図１０における電池取付
部ｃ１０１３に取付けると、接点が開くようになってい
る。電池ｃ１０１０を取付けない場合にはプッシュスイ
ッチ1105の接点は閉じており、回路全体は閉じた構成と
なっている。

【００３４】ここで、使用者は電池を２個所有していた
として、前述の通り電池１個あたりの運転時間は約３０
分であるため、図１０における電池取付部ａ１０１１と
電池取付部ｂ１０１２に電池を取付けた場合には２個の
電池が並列接続となり、運転時間を約１時間に延長する
ことができる。

【００３５】また、電池２個のうち一方は図１０におけ
る電池取付部１０１３に、他方は電池取付部ａ１０１１
または電池取付部ｂ１０１２に取付けることにより直列
接続となる。この場合、掃除機の運転時間は長くならな
いが、電圧が約２倍になるため、電動送風機１１０４の
出力を、吸込み力を上げることができる。

【００３６】よって使用者は、電池の取付け場所を選択
することにより、掃除機の運転時間を延長するか、吸込
み力を強くするかを選ぶことができる。

【００３７】

【発明の効果】請求項１の構成によれば、電池１個使用
時は掃除機本体の略中心部に配置することにより、使用
者は左右のバランスを大きく崩すこと無く掃除機を背負
うことができる電気掃除機を提供することができる。

【００３８】請求項２の構成によれば、掃除機の残り運
転時間を認識できる電気掃除機を提供することができ
る。

【００３９】請求項３の構成によれば、電池同志の逆並
列接続によるショートを防ぐことができ、より安全性に
優れた電気掃除機を提供することができる。

【００４０】請求項４の構成によれば、使用者が電気掃
除機を背負ったまま電池の交換作業を行うことができ、
使い勝手の良い電気掃除機を提供することができる。

【００４１】請求項５の構成によれば、使用者が電池の
取付け場所を選択することで運転時間の延長、吸込み力
の向上を選択することができる、使い勝手に優れた電気
掃除機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】背面より見た背負式掃除機の電池室を示す図で
ある。

【図２】背負式掃除機の使用状態を示す図である。

【図３】全体配線図（その１）である。

【図４】電池外観図を示す図である。

【図５】電池取付部の断面図である。

【図６】全体配線図（その２）である。

【図７】電池配線時の配線状態を示す図である。

【図８】電池の取出し方向（その１）を示す図である。

【図９】電池の取出し方向（その２）を示す図である。

【図１０】背面より見た背負式掃除機を示す図である。

【図１１】全体配線図（その３）である。

【符号の説明】

１０１…掃除機本体、１０２，１００４…電池蓋、１０
３，１００３…バンド、１０４，１００２…集塵蓋、１
０５，１００５…スイッチ、１０６，１００６…スイッ
チコード、２０１…ホース、２０２…延長管ａ、２０３
…延長管ｂ、２０４…吸口、３０１…本体内部配線、３
０２，１１０２…ヒューズ、３０３，１１０４…電動送
風機、３０４，１１０３…サーモ、３０５，１００７…
電池室、３０７，１００８…電池ａ、３０８，１００９
…電池ｂ、３０９，１０１０…電池ｃ、４０１…プラス
端子、４０２…マイナス端子、４０３…信号端子、404
…取付端子、４０５…逆差防止リブ、５０１…プラス接
触片、５０２…マイナス接触片、５０３…取付ピース、
５０４…取付カバーａ、５０５…取付カバーｂ、８０１
…電池蓋ａ、８０２…電池蓋ｂ、８０３，８０４…矢
印、８０５…電池室ａ、８０６…電池室ｂ、８０７…本
体中心線、１００１…掃除機本体、１０１１…電池取付
部ａ、１０１２…電池取付部ｂ、１０１３…電池取付部
ｃ、１１０１…本体内部配線、１１０５…プッシュスイ
ッチ。

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【手続補正書】

【提出日】平成１３年６月６日（２００１．６．６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】従来、掃除機本体内部に集塵室，電動送
風機，電池室を設けた背負式の電気掃除機においては、
取付けられる電池は１個であり、複数個の電池を取付け
て運転時間を伸ばすことができず、また電池の残量を認
識する為には、運転時間のカウントや電池の電圧，電流
等から測定することが考えられるが、このような測定手
段を持たないものにあっては、電池の残量を認識するこ
とができなかった。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 竜路 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 日 立多賀テクノロジー株式会社内 (72)発明者 田中 博文 東京都港区西新橋二丁目15番12号 株式会 社日立製作所電化機器事業部内 (72)発明者 大越 憲一 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立多賀エレクトロニクス内 Ｆターム(参考） 3B057 DE06

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】掃除機本体内部に集塵室，電動送風機，電
   池室を備えており、さらに背中に背負うためのバンドを
   備えた掃除機において、電池は１個あるいは複数個を取
   付けられるようになっており、複数個取付けの場合は並
   列に接続されるものとし、１個のときは電池室の略中央
   部に取付けることができることを特徴とした、背負い式
   の電気掃除機。
2. 【請求項２】請求項１の掃除機において、 複数個の電池を取付けたとき、電池は並列に接続されて
   おり、各々の電池により電動送風機の運転を選択できる
   スイッチを備えることにより運転時間を向上することが
   できる背負式の電気掃除機。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２の掃除機におい
   て、 本体略中央にある電池取付部とそれ以外の電池取付部の
   内、少なくとも１個所は並列に接続されており、並列接
   続されている電池取付部には同時に電池を取付けられな
   いように電池取付部を配置したことを特徴とする背負式
   の電気掃除機。
4. 【請求項４】掃除機本体内部に集塵室，電動送風機，電
   池室を備えており、さらに背中に背負うためのバンドを
   備えた掃除機において、電池は１個あるいは複数個を取
   付けられるようになっており、前記電池室は本体側面に
   位置していることを特徴とした、背負式の電気掃除機。
5. 【請求項５】掃除機本体内部に集塵室，電動送風機，電
   池室を備えており、さらに背中に背負うためのバンドを
   備えた電気掃除機において、 通常取付けられる電池と、必要に応じ少なくとも電動送
   風機を長くしたり、あるいは電動送風機の出力を増大す
   る為の電池を付加することのできる、背負式の電気掃除
   機。