JP2006102034A - 充電式電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】効率的に二次電池を冷却して、二次電池の充電容量の低下及び二次電池のサイクル寿命劣化を低減すると共に、省電力化かつ安価で小型化を実現する充電式電気掃除機を提供する。
【解決手段】掃除機本体１が充電台２に載置されたときに、充電台２に付設されたアルミニウム製放熱板１６が掃除機本体に設けた挿入口１７から挿入され、放熱板１６に固着されたシリコン製熱伝導シート３８を介して二次電池１２に密着接触し、二次電池１２を冷却することで、充電中の二次電池１２の温度上昇が抑制される。
【選択図】図２

Description

本発明は二次電池を電動送風機の駆動電源とする充電式電気掃除機に関するものである。

充電式電気掃除機に内蔵された二次電池の充電は、発熱を伴う化学反応によって行なわれるが、その充電中の温度が高温になればなるほど、充電容量の低下のみならず充放電のサイクル寿命までが著しく減少することは一般的に知られている。

そこで、充電式電気掃除機の充電中に、すなわち充電台内に配設された冷却ファンによる冷却風で掃除機本体内の二次電池を冷却して、二次電池の充電中の温度上昇を抑制するようにしたものがあった(例えば、特許文献１参照)。
特開２００２−３６０４８３号公報

しかしながら、前記従来の構成では、充電台内に配設された冷却ファンによる冷却風を掃除機本体内に導出し二次電池を冷却するために、掃除機本体を含めて複雑な吸排気経路の構成が必要であると同時に、二次電池を充分冷却するためには、冷却ファンもかなりの風量が必要であるため冷却ファンが大型化し、それが掃除機本体のみならず充電台の大型化と高コストに繋がるという問題があった。また、電池を冷却するためにファンを高風量で動作させるために、二次電池の充電にかかる電力以外の電力を消費することとなり、省電力という観点からも非常に効率が悪いという問題があった。

本発明は前記従来の課題を解決するもので、効率的に二次電池を冷却して、二次電池の充電容量の低下及びサイクル寿命劣化を低減すると共に、省電力かつ安価で小型化を実現する充電式電気掃除機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の充電式電気掃除機は、電動送風機を駆動する二次電池が内蔵された掃除機本体と、前記掃除機本体が載置され前記二次電池を充電する充電用の回路が設けられた充電台とを備え、この充電台には、前記掃除機本体が前記充電台に載置されたときに、前記二次電池に連結してこの二次電池を冷却する放熱手段が付設され、前記掃除機本体にはこの放熱手段を挿入する挿入口が設けるようにしたもので、掃除機本体に放熱手段を挿入する挿入口を設け、掃除機本体が充電台に載置されたときに、充電台に付設された放熱手段が二次電池に連結し二次電池を冷却することで、充電中の二次電池の温度上昇が抑制されるので、二次電池の充電容量の低下を防止できると共に、二次電池のサイクル寿命を延ばすことができる。また、掃除機本体を含めて複雑な吸排気経路の構成も必要とせず、且つ大型化した冷却ファンによる電力消費も不要なので、省電力かつ安価で小型化が図れた充電式電気掃除機を提供することができる。

本発明の充電式電気掃除機は、効率的に二次電池を冷却して、二次電池の充電容量の低下及びサイクル寿命劣化を低減すると共に、省電力かつ安価で小型化が図れるものである。

第１の発明は、塵埃吸込用の電動送風機と、前記電動送風機を駆動する二次電池が内蔵された掃除機本体と、前記掃除機本体が載置され前記二次電池を充電する充電用の回路が設けられた充電台とを備え、この充電台には、前記掃除機本体が前記充電台に載置されたときに、前記二次電池に連結してこの二次電池を冷却する放熱手段が付設され、前記掃除機本体にはこの放熱手段を挿入する挿入口が設けるようにしたもので、掃除機本体に放熱手段を挿入する挿入口を設け、掃除機本体が充電台に載置されたときに、充電台に付設された放熱手段が二次電池に連結し二次電池を冷却することで、充電中の二次電池の温度上昇が抑制されるので、二次電池の充電容量の低下を防止できると共に、二次電池のサイクル寿命を延ばすことができる。また、掃除機本体を含めて複雑な吸排気経路の構成も必要とせず、且つ大型化した冷却ファンによる電力消費も不要なので、省電力かつ安価で小型化が図れた充電式電気掃除機を提供することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の放熱手段をアルミニウムなど熱容量の大きな金属からなる板または棒状の材料で構成したことにより、二次電池から伝わる熱の放熱性を向上させることができ、効率的に充電中の二次電池の温度上昇を抑制することができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の放熱手段をシリコンなど熱伝導率の大きなシート材を、少なくとも前記二次電池と接する面に取り付けたことにより、二次電池から伝わる熱の伝導性が良くなることで、より充電中の二次電池の温度上昇を低く抑えることができることとなり、二次電池の充電容量の低下を防止すると共に、二次電池のサイクル寿命をより長く延ばすことができる。

第４の発明は、特に、第１〜３の発明のいずれか１つの発明の放熱手段を挿入する挿入口を掃除機本体の充電台への着脱に連動して、自在に開閉する構成としたことにより、掃除機本体を充電台へ着脱する際に挿入口をいちいち手動で開け閉めする必要をなくすと共に、挿入口の閉め忘れによる電動送風機からの排気漏れによる排気風に混じった細かいチリの流出や掃除機周囲のごみの吹き飛ばしを防止でき、使用性の向上を実現することができる。

第５の発明は、特に、第１〜４の発明のいずれか１つの発明の放熱手段を冷却する冷却手段を設けたことにより、放熱手段が冷却されることでより放熱手段の放熱性が向上することとなり、更に効率的に充電中の二次電池の温度上昇を抑制し、二次電池の充電容量の低下を防止すると共に、二次電池のサイクル寿命をより長く延ばすことができる。

第６の発明は、特に、第５の発明の冷却手段を前記電動送風機とすることにより、特に新たな別の冷却装置を必要とせず放熱手段を冷却できることにより、安価かつ効率的に充電中の二次電池の温度上昇を抑制し、二次電池の充電容量の低下を防止すると共に、二次電池のサイクル寿命をより長く延ばすことができる。

第７の発明は、特に、第５の発明の冷却手段を充電台に冷却風吸気口と冷却風排気口が設けられ、この冷却風吸気口から冷却風を吸引し、前記放熱手段に冷却風を供給した後、前記冷却風排気口から冷却風を排出させる送風ファンとすることにより、充電台に付設した放熱手段の冷却手段を充電台内で完結させることができるため構成が容易となるのに加えて、電動送風機を冷却手段にした場合に生じる電動送風機からの放電による二次電池の温度上昇を抑制することができることにより、効率的に充電中の二次電池の温度上昇を抑制し、二次電池の充電容量の低下を防止すると共に、二次電池のサイクル寿命をより長く延ばすことができる。

第８の発明は、特に、第５〜７の発明のいずれか１つの発明の放熱手段の温度を検知する温度検知手段を設け、この放熱手段の温度が所定の温度以上となったときに、冷却手段を動作させるもので、放熱手段の温度が上がり二次電池に対する放熱効果が低減してきたときに、自動的に冷却手段を動作させることで、無駄な電力消費を抑えることができ、使用性の向上を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における充電式電気掃除機本体の要部断面図であり、図２は同掃除機本体１を充電するために充電台２上に載置した状態の要部断面図である。

図１、図２において、掃除機本体１は、その内部が連通孔３を有する隔壁４で前後に仕切られ、その前部に集塵室５が、後部に電動送風機６が内装される電動送風機室７が形成されている。集塵室５前方にはホース（図示せず）を接続して塵埃を吸込む吸込口８が設けられ、集塵室５内に着脱自在に装着される集塵袋９に連通するようになっている。電動送風機室７の下方には隔壁１０で仕切られた電池収納室１１があり、その内部に電動送風機６の駆動電源である二次電池１２が収納されている。

電動送風機室７後部には、塵埃を吸引する吸引風を本体１から排出する排気口１３が設けられ、排気風はフィルター１４を介してこの排気口１３から掃除機本体１外へ排出される。この時排気風の一部は、吸引中の二次電池１２の温度上昇を低減させる目的で、矢印Ａのように隔壁１０に設けた通風口１５を通って電池収納室１１内の二次電池１２を冷却して、排気口１３から掃除機本体１外へ排出される。

電池収納室１１の掃除機本体１後部には、後述する充電台２の掃除機本体１載置部から上方に直立付設された二次電池１２の冷却用放熱板１６が挿入される挿入口１７が開口しており、掃除機本体１と回動バネ（図示せず）で連結された挿入口蓋１８が、電池収納室１１内部から挿入口１７を塞ぐ形で掃除機本体１後部に取り付けられている。充電台２には、先述したアルミニウムの板で構成された放熱板１６が掃除機本体１載置面から上方に直立付設され、放熱板１６の二次電池１２接触面側にはシリコンを材料とする熱伝導シート３８が固着されている。また、充電台２内部には、二次電池１２を充電する充電制御回路１９、放熱板１６を冷却するための冷却ファン２０が収納され、充電制御回路１９には、放熱板１６の冷却ファン２０とは反対面に位置する部分の表面温度を検知するサーミスタ２１が接続されている。充電台２背面には、冷却ファンが吸引する冷却風を充電台内に取り入れるための吸気口２２が、また充電台２全面下方部には、吸引した冷却風を排出する排出口２３が設けられている。

以上のように構成された充電式掃除機について、以下その動作、作用を説明する。

まず、掃除機本体１が充電台２に載置されると、掃除機本体１と充電台２のそれぞれに設けられた充電接続端子（図示せず）が接続されることにより、充電制御回路１９は二次電池１２を充電する。同時に、充電台２に付設された放熱板１６が本体１挿入口１７から、挿入口蓋１８を矢印Ｂで示す方向に押し上げながら電池収納室１１内に挿入され、放熱板１６の熱伝導シート３８が二次電池１２表面に密着接触し、充電中に上昇する二次電池１２の熱は、熱伝導シート３８を通して放熱板１６に伝わり放熱されていき、二次電池１２の温度上昇を抑えている。

充電中、充電制御回路１９は、サーミスタにより放熱板１６の温度を検知しており、放熱板１６の温度が充電制御回路１９内であらかじめ設定された閾値温度を越えると、充電制御回路１９は冷却ファン２０を駆動し始める。冷却ファン２０は、一点鎖線矢印Ｃに示すように、吸気口２２から冷却風を充電台内に取り込んで、放熱板１６を冷却しながら、排出口２３に冷却風を排出するため、二次電池１２からの熱で上昇した放熱板１６の温度は下降していき、二次電池１２に対する冷却効果は回復することとなり、二次電池１２の温度上昇は抑制され続ける。充電が完了し、掃除機本体１を充電台２から取り外せば、放熱板１６は掃除機本体１から引き抜かれ、挿入口蓋１８は自動的に、挿入口蓋１８を本体１に連結している回動バネ（図示せず）によって挿入口１７を塞ぐ位置に戻される。

以上のように、本実施の形態においては充電台２に付設されたアルミニウム製放熱板１６が、放熱板１６に固着されたシリコン製熱伝導シート３８を介して二次電池１２に密着接触し、二次電池１２を冷却することで、充電中の二次電池１２の温度上昇が抑制されるので、二次電池１２の充電容量の低下を防止できると共に、二次電池１２のサイクル寿命を延ばすことができる。また、掃除機本体を含めて複雑な吸排気経路の構成も必要とせず、且つ二次電池を直接冷却するような大型の冷却ファンを設けることも不要なので、省電力かつ安価で小型化した充電式掃除機を提供することができる。

また、放熱板１６を冷却ファン２０で冷却することにより、二次電池１２の熱で上昇した放熱板１６の温度を低減し、放熱効果を継続させることで、放熱性が向上し、更に効果的に充電中の二次電池の温度上昇を抑制し、二次電池の充電容量の低下を防止すると共に、二次電池のサイクル寿命をより長く延ばすことができる。

また、サーミスタ２１で放熱板１６の温度を検知して、放熱板１６の温度が所定の温度以上となったときに、冷却ファン２０を動作させることにより、放熱板１６の温度が上がり二次電池１２に対する放熱効果が低減してきたときに、自動的に冷却ファン２０を動作させることで、無駄な電力消費を抑えることができ、使用性の向上を実現することができる。

また、放熱板１６を挿入する挿入口１７を、掃除機本体１の充電台２への着脱に連動して自在に開閉する挿入口蓋１８を設けた構成としたことにより、掃除機本体１を充電台２へ着脱する際に挿入口１７をいちいち手動で開け閉めする必要がなく、かつ挿入口１７の閉め忘れによる電動送風機６からの排気漏れによる排気風に混じった細かいチリの流出や掃除機本体１周囲のごみの吹き飛ばしを防止でき、使用性の向上を実現することができる。

また、本実施の形態では充電台２内に冷却ファン２０を設けて放熱板１６の冷却を行なうようにしているが、電動送風機６により放熱板１６の冷却を行なうようにしたとしても、同様の二次電池１２の放熱効果は得られるのは勿論であるが、更に放熱板１６の冷却手段を別に設ける必要がなく、更に安価な充電式電気掃除機が提供できる。

以上のように、本発明にかかる充電式電気掃除機は、効率的に充電中の二次電池を冷却して、二次電池の充電容量の低下及びサイクル寿命劣化を低減すると共に、機器の省電力化かつ安価で小型化が可能になるので、家庭用、業務用の各種充電式電気掃除機、集塵機などに適用できるものである。

本発明の実施の形態１における充電式電気掃除機本体の要部断面図 同充電式電気掃除機の本体を充電台上に載置した状態の要部断面図

符号の説明

１ 掃除機本体
２ 充電台
６ 電動送風機
１２ 二次電池
１６ 放熱板（放熱手段）
１７ 挿入口
１８ 挿入口蓋
１９ 充電制御回路
２０ 冷却ファン
２１ サーミスタ

Claims (8)

1. 塵埃吸込用の電動送風機と、前記電動送風機を駆動する二次電池が内蔵された掃除機本体と、前記掃除機本体が載置され前記二次電池を充電する充電用の回路が設けられた充電台とを備え、この充電台には、前記掃除機本体が前記充電台に載置されたときに、前記二次電池に連結してこの二次電池を冷却する放熱手段が付設され、前記掃除機本体にはこの放熱手段を挿入する挿入口が設けてあることを特徴とする充電式電気掃除機。
2. 放熱手段は、アルミニウムなど熱容量の大きな金属からなる板または棒状の材料で構成されたことを特徴とする請求項１記載の充電式電気掃除機。
3. 放熱手段は、シリコンなど熱伝導率の大きなシート材を、少なくとも前記二次電池と接する面に取り付けたものであることを特徴とする請求項１又は２記載の充電式電気掃除機。
4. 放熱手段を挿入する挿入口は、掃除機本体の充電台への着脱に連動して、自在に開閉する構成としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の充電式電気掃除機。
5. 放熱手段を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の充電式電気掃除機。
6. 冷却手段は、塵埃吸込用の電動送風機であることを特徴とする請求項５記載の充電式電気掃除機。
7. 充電台には冷却風吸気口と冷却風排気口を設け、冷却手段は、前記冷却風吸気口から冷却風を吸引し放熱手段に冷却風を供給した後、前記冷却風排気口から冷却風を排出させる送風ファンを有していることを特徴とする請求項５記載の充電式電気掃除機。
8. 放熱手段の温度を検知する温度検知手段を設け、この放熱手段の温度が所定の温度以上となったときに、冷却手段を動作させることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の充電式電気掃除機。

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