JP2013162976A - 電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】掃除機本体内の電池パックの空冷性能を向上可能であると共に、空冷のために回転される冷却ファンの駆動用電動機や電源が不要である電気掃除機を提供する。
【解決手段】掃除機本体に、本体内主風路をなす吸気風路部位４１ａ及び排気風路部位４２ａと、外気取入れ口４６と、冷却風出口３９と、電池収容室４７ａを設ける。本体内主風路中に、電動送風機３１と、本体内主風路を流れる気流によって回転される回転体５５とを夫々配設する。外気取入れ口４６と冷却風出口３９を電池収容室４７ａに連通させる。電池パック５１を電池収容室４７ａに収容する。回転体５５に連動して回転される冷却ファン５８を掃除機本体に内蔵する。冷却ファン５８の回転により、外気取入れ口４６から取込まれた外気を少なくとも一部に含んだ気流を電池収容室４７ａに流通させ冷却風出口３９から掃除機本体外に排出させて、電池パック５１を空冷することを特徴としている。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、掃除機本体に内蔵された電池パックを備える電気掃除機に関する。

例えばコードレス型の電気掃除機が備える電動送風機は、掃除機本体に内蔵された電池パックが有する複数本の二次電池の電力で駆動される。電池パックにおける温度上昇は二次電池の充電時に比較して放電時の方が顕著である。そして、二次電池は高温になると劣化して寿命が低下するので、一般的に、７０℃以下好ましくは６０℃以下で使用することが推奨されている。

これに対応するために、掃除機本体内の電池パックを空冷して、この電池パックの温度上昇を抑制する技術が従来知られている。この空冷技術には、電動送風機の運転により掃除機本体に吸引されて電動送風機に吸込まれる空気の流れ(吸込み気流)で電池パックを冷却する技術と、電動送風機の運転により電動送風機から排出されて掃除機本体の排気口に至る空気の流れ（排出気流）で電池パックを冷却する技術とがある。

吸込み気流を用いる前者の空冷技術において、電池パックが配設された部分での密閉が不十分であると、その不完全密閉部分から外気が吸引されるに伴い、吸塵性能が低下する。このため、電池パックが配設された部分に高い密閉性が要求され、こうした密閉性を実現するための構成と組立てとが複雑化する。

加えて、前者の空冷技術では、電動送風機の上流側に吸込み気流をろ過するフィルタが配設されているにも拘らず、吸引された水分や微細な塵はフィルタを通過可能である。そのため、フィルタを通過した水分や微細な塵に電池パック塵が晒されることに伴う電池パックの汚れや塵の堆積等によって、電池パックの絶縁性が劣化するおそれがある。

更に、前者の空冷技術では、電池パックを冷却して温度が上がった空気が電動送風機に吸込まれる。これにより、電動送風機の温度が上昇し易く電動送風機が劣化する原因となるおそれがあるとともに、電動送風機を電気的に制御する制御装置の温度も高くなるおそれがある。

一方、排出気流を用いる後者の空冷技術は、前者の空冷技術について既に説明した課題がない点で好ましいが、以下の課題がある。

即ち、電動送風機の温度は運転に伴い上昇し、この電動送風機から流出する排気の温度は、常温である吸込み気流に比べて３０℃〜５０℃高くなることがある。しかも、電気掃除機の吸引力の増大に合わせて、電動送風機に供給される入力（電力）は増える傾向にあるので、電動送風機の排気温度はますます高まる傾向にある。

これにより、例えば、電池パックの温度の上限を７０℃とし、電気掃除機の使用環境温度が２０℃であるとして、電動送風機の排気温度を最大に見込んだ場合、排気温度は略７０℃となる。これでは、電動送風機の排出気流で電池パックを冷却する効果を得難いだけでなく、排出気流で電池パックを空冷しない場合と比較して、電池パックの温度をむしろ高めてしまうおそれがある。したがって、排出気流を用いる後者の空冷技術では、温度上昇による電池パックの劣化を抑制することが難しい。

本発明者は、以上の事情を踏まえて、電動送風機の運転により形成される気流の外部に電池パックを配設して、この電池パックを外気で冷却ファンにより冷却する構成を着想するに至った。しかし、これを実現する上では、電池パックを空冷するための冷却ファンを回転させる専用の電動機、及びこの電動機を駆動する電源等が必要で、かつ、これら電動機及び電源や配線等を設けるための工夫が必要となる等、新たに解決すべき課題がある。なお、冷却ファンを回転させる電動機の電源を電池パックに求めることは可能である。しかし、この場合、電池パックの電力消費が促進されるので、電池パックによる電動送風機の駆動可能時間、つまり、掃除可能時間が短くなる、という不具合が考えられる。

特開２００３−３８４０３号公報 特開２００２−２９１６６９号公報

実施形態は、掃除機本体に内蔵された電池パックの空冷性能を向上することが可能であると共に、空冷のために回転される冷却ファンの駆動用電動機や電源が不要である電気掃除機を提供することにある。

前記課題を解決するために、実施形態の電気掃除機は、掃除機本体に、本体内主風路と、外気取入れ口と、冷却風出口と、電池収容室を設ける。本体内主風路中に、電動送風機と本体内主風路を流れる気流によって回転される回転体とを夫々を配設する。外気取入れ口と冷却風出口を電池収容室に連通させて設ける。電池パックを電池収容室に収容する。回転体に連動して回転される冷却ファンを掃除機本体に内蔵する。この冷却ファンの回転により、外気取入れ口から取込まれた外気を少なくとも一部に含んだ気流を電池収容室に流通させ冷却風出口から掃除機本体外に排出させて、電池パックを空冷することを特徴としている。

第１実施形態に係る電気掃除機を示す斜視図である。 図１の電気掃除機の構成を示す概念図である。 図１の電気掃除機が備える電池パックを冷却する構成を示す概念図である。 第２実施形態に係る電気掃除機が備える電池パックを冷却する構成を示す概念図である。 第３実施形態に係る電気掃除機が備える電池パックを冷却する構成を示す概念図である。 第４実施形態に係る電気掃除機が備える電池パックを冷却する構成を示す概念図である。

以下、第１実施形態の電気掃除機について、図１から図３を参照して詳細に説明する。

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とを備える。

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。

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。

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、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。

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。

掃除機本体１３は車輪１３ａを有した被掃除面である屋内の床面上を走行可能である。図１〜図３に示すように掃除機本体１３は本体ケース２５を備え、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。

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。

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（図示しない）の他に、これら電動送風機３１及び制御装置等に給電するための電源部として電池パック５１等が収容されている。

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の強弱運転などの動作は、本体部３２で電動送風機３１より上方に収容された制御装置により、設定ボタン２０の操作に応じて電気的に制御される。

図２及び図３に示すように本体部３２は、その内部に、第１主風路形成部材４１と第２主風路形成部材４２を有している。

第１主風路形成部材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吸気風路部位４１ａを形成している。第２主風路形成部材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排気風路部位４２ａを形成している。これら吸気風路部位４１ａと排気風路部位４２ａは、電動送風機３１を介して互に連通されて、本体部３２内において本体内主風路を形成している。したがって、この本体内主風路中に電動送風機３１が配設されている。

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主風路形成部材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。

図２及び図３に示すように掃除機本体１３の本体部３２は、排気口３８及び冷却風出口３９を有している。これら排気口３８及び冷却風出口３９は、いずれも多数の小孔で形成されていて、例えば本体部３２の後壁に開放されている。これとともに、排気口３８及び冷却風出口３９は、本体部３２の幅方向に並べられている。

第２主風路形成部材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。この場合、排気は排気口３８を斜め上向き後方に通されて、掃除機本体１３が置かれた被掃除面上の塵が、本体ケース２５の外部へ放出された排気によって舞い上がらないように構成されている。

本体部３２は外気取入れ口４６を有している。外気取入れ口４６は、排気口３８が開放された本体部３２の後壁とは異なった壁部で、かつ、好ましくは本体部３２の上方を向いた壁部以外の壁部に、開放して形成されている。例えば、本体部３２の後壁と前壁との中間に位置して前方に臨んだ中間側壁３２ａに外気取入れ口４６が開放されている。したがって、排気口３８と外気取入れ口４６とは互に異なる方向を向いて掃除機本体１３の外面に開放されている。

なお、図１に示すように外気取入れ口４６は、例えば上下方向に延びてスリット状をなしているが、複数の小孔で形成することも可能である。更に、外気取入れ口４６は、排気口３８が形成された本体部３２の後壁以外の壁部、例えば、本体部３２の底壁又は側方を向いた側壁に設けることも可能である。これと共に、外気取入れ口４６は、排気口３８から可能な限り遠ざかった位置に設けることが好ましい。

掃除機本体１３の本体部３２の内部に電池収容室４７ａを形成する室形成部材４７が設けられている。室形成部材４７は、例えば排気風路部位４２ａを形成した第２主風路形成部材４２の一側壁との間に空隙ｇを形成して、第２主風路形成部材４２の側方に隣接されている。この室形成部材４７の後端は、本体部３２の後壁内面に達していて、本体部３２の内側から冷却風出口３９を囲んでいる。これにより、電池収容室４７ａ内の空気を冷却風出口３９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。

空隙ｇは、室形成部材４７をこれに隣接した第２主風路形成部材４２の一側壁から隔てている。更に、この空隙ｇに断熱材４８が収容されている。これら空隙ｇ及び断熱材４８は、いずれも第２主風路形成部材４２から室形成部材４７への熱伝導を抑制する断熱手段であるが、断熱材４８は省略することも可能である。

図３に示すように室形成部材４７は、その前壁に通気用の入口４７ｂを有している。この入口４７ｂは外気取入れ口４６に接近しかつ連通している。これとともに、外気ろ過用のフィルタ４９が、室形成部材４７の前部に、入口４７ｂを例えば外気取入れ口４６側から覆って配設されている。なお、中間側壁３２ａを室形成部材４７の前壁とすることにより、入口４７ａを外気取入れ口４６で兼ねる構成とすることが可能である。

フィルタ４９は、その清掃のために室形成部材４７に対して着脱可能であることが好ましい。このフィルタ４９によって電池収容室４７ａへの微細な塵や水分の入り込みが抑制されるので、後述の電池パック５１が水分に晒されることや、電池パック５１への塵の堆積等を原因とする絶縁不良等の不具合の発生を抑制することが可能である。

電池収容室４７ａに、束ねられた複数の二次電池を有する電池パック５１が取出し可能に収容されている。電池収容室４７ａを開閉する底蓋（図示しない）が本体部３２の底壁に取付けられている。この底蓋を開いた状態で、電池パック５１の交換とフィルタ４９の着脱が可能であり、底蓋を閉じることによって電池パック５１とフィルタ４９とが所定位置に配置された状態に保持されるようになっている。電池パック５１の電力は、電動送風機３１と制御装置に供給される。

制御装置は、電動送風機制御回路部の他に、電池パック制御回路部を有している。電池パック制御回路部は、電池パック５１が有した各二次電池の電池電圧を個々に検出し、電池電圧が最小の二次電池が所定値以下の低電圧になった場合に、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。そのため、複数の二次電池のうちの一個の二次電池が温度上昇等で劣化して所定値以下の低電圧になると、他の二次電池の電力が十分に余力を有した状態であっても、安全上、電池パック５１での放電を実質的に停止させる制御が行われて、電動送風機３１の運転が停止される。

図２及び図３に示すように前記本体内主風路にこの主風路を流れる気流によって回転される回転体５５が配設されている。回転体５５は好ましい具体例として本体内主風路の排気風路部位４２ａに内蔵されている。

図示の回転体５５は、その軸方向に貫通する回転軸５５ａを有した横流ファンである。回転体５５は、その長手方向を排気風路部位４２ａの幅方向に一致させ、例えば排気口３８に寄せて配設されている。回転体５５の全長、この場合、正確には回転軸５５ａにこれと一体に回転するように取付けられた羽根部材の全長は、排気風路部位４２ａを流れる排気の略全てが通過するように、排気風路部位４２ａの幅Ｗと略同じ長さとなっている。

回転体５５の回転軸５５ａの一端部は、第２主風路形成部材４２の幅方向に相対向した側壁のうちで、室形成部材４７から遠い方の側壁に軸受５６で支持されている。回転軸５５ａの他端部は、室形成部材４７の幅方向に相対向した側壁のうちで、第２主風路形成部材４２から遠い方の側壁に軸受５７で支持されている。このため、回転軸５５ａは、第２主風路形成部材４２と室形成部材４７の各側壁のうち相互間に前記空隙ｇを形成した側壁、及び空隙ｇ内に配設された断熱材４８を貫通している。

この場合、回転軸５５ａの貫通部分を経て排気風路部位４２ａと電池収容室４７ａとが連通しないようにする遮風手段を採用することが好ましい。遮風手段としては、例えば断熱材４８を回転軸５５ａの外周に軽微に接するように嵌合させる構成等を挙げることができる（図３参照）。遮風手段の採用等により、排気風路部位４２ａを流れる排気が流入しないように電池収容室４７ａが設けられる。このため、排気より低温の外気を主として後述するように電池収容室４７ａに流通させることが可能である。

電池収容室４７ａにおいて、この収容室内の空気を冷却風出口３９に向けて送風する冷却ファン５８が、回転軸５５ａにこれと一体に回転するように取付けられている。このように回転体５５に対して冷却ファン５８が直結されているので、この冷却ファン５８は例えば伝動機構を要することなく回転体５５に連動して回転可能である。冷却ファン５８は冷却風出口３９と電池パック５１との間に配設されている。したがって、電池パック５１は電池収容室４７ａにおいて冷却ファン５８の上流側に配設されている。

冷却ファン５８は、回転軸５５ａとこれに一体に回転するように取付けられた羽根部材とを有して形成された横流ファンである。冷却ファン５８は、その長手方向を電池収容室４７ａの幅方向に一致させ、例えば冷却風出口３９に寄せて配設されている。電池収容室４７ａを流れる空気の略全てが冷却ファン５８を通過するように、冷却ファン５８の全長は、電池収容室４７ａの幅寸法と略同じ長さとなっている。

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の中央部に形成されている。これにより、取付け部３３は受け皿状をなしている。

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、集塵カップ６５の側部を外部から視認可能に露出させる露出口６２が夫々形成されている。

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。

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に保持された集塵装置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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、第１実施形態の電気掃除機１１の動作を説明する。

まず、掃除作業の準備として、使用者は集塵装置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。

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、本体内主風路が集塵装置２６を経由して吸込み接続筒６３に連通される。そして、以上のように固定された集塵装置２６のカップ本体の両側部は、掃除機本体１３の露出口６２に視認可能に露出される。

更に、使用者は、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。設定ボタン２０の操作により、制御装置は、操作された設定ボタン２０に対応した運転モード（強モード、弱モード等）で電動送風機３１を、電池パック５１の電力で駆動する。

電動送風機３１の駆動により生じた負圧は、吸気風路部位４１ａ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。

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。

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。

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、吸気風路部位４１ａ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、排気風路部位４２ａに導かれて排気口３８を通って本体ケース２５の外部に放出される。

なお、掃除が終了したときなどに、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、と使用者が判断した場合、使用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。

ところで、既に説明したように掃除機本体１３内に形成された排気側の第２主風路形成部材４２内に、回転体５５が配設されているため、この回転体５５は、電動送風機３１から流出して排気風路部位４２ａを排気口３８に向けて流れる排出気流によって回転される。これに伴い、電池収容室４７ａに配設された冷却ファン５８が、回転体５５の回転に連動して回転される。

以上のように排出気流を利用して回転体５５を回転させ、この回転体５５に連動して冷却ファン５８が回転されるので、冷却ファン５８を回転させるための駆動用電動機及びこの電動機への給電を担う電源が不要である。よって、駆動用電動機や電源を配設するためのスペースや工夫を要しないので、掃除機本体１３の構成が複雑になるおそれがない。

これとともに、電池パック５１が前記駆動用電源を兼ねる必要がないことに伴い、電池パック５１の電力を主として電動送風機３１を駆動するために用いることができる。このため、電池パック５１による電動送風機３１の駆動可能時間、つまり、掃除可能時間が短くなることもない。

そして、冷却ファン５８の回転に伴い、電池収容室４７ａ内の空気が冷却風出口３９を通って掃除機本体１３の外部に排出される。それに応じて、掃除機本体１３の外部の空気(外気)が、外気取入れ口４６から本体ケース２５内に吸込まれ、更に、この外気は、フィルタ４９でろ過されてから電池収容室４７ａ内に入口４７ｂを通って吸込まれる。

電池収容室４７ａの入口４７ｂは、電池収容室４７ａに収容された電池パック５１に対して前側に設けられ、冷却風出口３９は電池パック５１の後側に設けられている。このため、冷却ファン５８の回転によって電池収容室４７ａに吸込まれて冷却風出口３９に向けて流れる外気の流れ、つまり、本体内主風路の外部において電池収容室４７ａを流れる気流に、電池パック５１が晒されて、この電池パック５１が冷却される。

外気の温度は電動送風機３１の排気の温度よりも低い。このため、電池パック５１は効果的に空冷され、この電池パック５１の温度が所定値以下となるように保持されるので、電池パック５１の二次電池が温度上昇により劣化することを抑制可能である。

更に、第１実施形態では、電池収容室４７ａに専ら外気が流通し、この電池収容室４７ａに対して独立している排気風路部位４２ａを流れる排出気流が、電池収容室４７ａに積極的に導入されることはない。特に、電池収容室４７ａと排気風路部位４２ａとの連通部に遮風手段を設けた場合は、電池収容室４７ａへの排出気流の流入が十分に妨げられる。これに伴い、電池収容室４７ａに対する外気の流通が確実に行われるとともに、高温度の排出気流に電池パック５１が晒されないようにできる。

したがって、主として電池収容室４７ａを流れる外気で電池パック５１が冷却されるので、より高い空冷効果を期待できる。

加えて、排気口３８と外気取入れ口４６とは互に離れているとともに夫々異なる方向を向いて開放されている。そして、例えば電池収容室４７ａに取込まれる外気は外気取入れ口４６から後向きに吸込まれ、排気風路部位４２ａから流出される排気は排気口３８から後向きに流出される。これにより、電動送風機３１を冷却して排気口３８から流出した高温の排気の一部が、外気取入れ口４６に吸込まれることが防止される。

したがって、電池収容室４７ａに吸込まれる外気の温度が高くならないので、より高い空冷効果を期待できる。しかも、第１実施形態で外気取入れ口４６は、被掃除面に対向しておらず前方に開放されているので、被掃除面上の塵を吸込むことがない。

以上説明したように第１実施形態の電気掃除機１１の構成によれば、掃除機本体１３に内蔵された電池パック５１の空冷性能を向上することが可能である。これと共に、空冷のために回転される冷却ファン５８の駆動用電動機及びこの電動機の電源も不要である。これに伴い、ファン駆動用電動機及びその電源や配線を設けるためのスペースや工夫を必要としないので、掃除機本体１３の構成が複雑とならず、スペース的にも有利であって掃除機本体１３を小形に形成する場合に適している。

しかも、電池収容室４７ａは排気風路部位４２ａから独立して形成されていて、その内部に電池パック５１が収容されている。言い換えれば、電池パック５１は本体内主風路の排気風路部位４２ａ内ではなく外部に配設されている。このため、電動送風機３１から排出した気流中に含まれる水分やカーボン粉などの微細な塵等に、電池パック５１が晒されることがない。したがって、電池パック５１が塵などで汚されることがないと共に、塵等が電池パック５１に堆積して絶縁性能を劣化させるおそれもない。

前記外気取入れ口４６は掃除機本体１３の上方以外に向けて、例えば前方に向けて開放されている。このため、掃除機本体１３にその上方から液体がかかることがあっても、電池収容室４７ａへ液体の浸入を抑制することが可能である。

又、排気風路部位４２ａとこれに隣接された電池収容室４７ａとは、断熱手段をなした空隙ｇ及び断熱材４８で断熱されているので、電動送風機３１からの排出気流で加熱される第２主風路形成部材４２から室形成部材４７への熱伝導が抑制される。これにより、電池パック５１の温度上昇を更に抑制することが可能である。

しかも、前記断熱手段によって、電池パック５１が有した複数の二次電池のうち、室形成部材４７に近い方の二次電池が、室形成部材４７から遠い方の二次電池よりも温度が高められることが抑制され、各二次電池の温度を略同じように保持させることが可能である。つまり、一部の二次電池が温度上昇により劣化して、その電池電圧が、他の二次電池よりも早く所定値以下の低電圧になることが抑制される。これにより、他の二次電池の電力が十分に余力を有した状態にあるにも拘らず、制御装置の電池パック制御回路部が、電池パック５１での放電を実質的に停止させて、電動送風機３１の運転が停止されることが抑制されて、掃除可能時間が短くならないようにできる。したがって、電池パック５１としての性能を十分に引出すことが可能である。

又、以上のように回転体５５を回転させるのに、本体内主風路のうちの排気風路部位４２ａを流れる排出気流を利用している。このため、排気風路部位４２ａを形成した第２主風路形成部材４２にその外部に通じるリーク部があって、このリーク部を通って排出気流の一部が外部に漏れることがあっても、漏れ出た空気は掃除機本体１３の外部に抜けてしまうだけで、電動送風機３１の吸込み性能、つまり、電気掃除機１１の吸塵性能に大きな影響を及ぼさない。したがって、吸気側の第１主風路形成部材４１の気密維持構造と比較して、回転体５５が内蔵された第２主風路形成部材４２の気密維持構造は簡単で済むので、掃除機本体１３の構成を簡素化することが可能である。

図４は第２実施形態を示している。第２実施形態は以下説明する構成が第１実施形態とは相違しており、それ以外の構成は第１実施形態と同じであるため、第１実施形態と同一構成ないしは同様の機能を奏する構成については、第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。

この第２実施形態の電気掃除機において、本体内主風路のうちの排気風路部位４２ａに配設された回転体５５としてプロペラファンが用いられている。この回転体５５の回転軸５５ａは、図４を描いた紙面の表裏方向に延びている。回転軸５５ａの上下両端部は、本体ケース２５の底壁と排気側の第２風路形成部材４２の図示しない上壁に夫々軸受を介して回転自在に支持されている。

回転体５５の直径は排気風路部位４２ａの幅Ｗよりも小さい。このため、プロペラファンからなる回転体５５は、排気風路部位４２ａを流れる排出気流の一部で回転されるように排気風路部位４２ａの幅方向の一部を占めて配設されている。この場合、図４に示すように電池収容室４７ａに寄せて回転体５５を配設することが後述の伝動ベルトを短くする上で好ましいが、これには制約されない。

第２実施形態の電気掃除機において、冷却ファン５８もプロペラファンで形成されている。冷却ファン５８の回転軸５８ａは、図４を描いた紙面の表裏方向に延びている。回転軸５８ａの上下両端部は、本体ケース２５の底壁と電池収容室４７ａの図示しない上壁に夫々軸受を介して回転自在に支持されている。

この冷却ファン５８を回転体５５に連動するための連動機構５９が、回転体５５と冷却ファン５８にわたって設けられている。即ち、連動機構５９は、回転軸５５ａに固定された駆動プーリ５９ａと、回転軸５８ａに固定された被動プーリ５９ｂと、これら両プーリにわたって巻き掛けられた伝動ベルト５９ｃとで形成されている。

外気取入れ口４６は、電池収容室４７ａに直接連通して本体ケース２５の底壁に設けられていて、例えば角孔で形成されている。この外気取入れ口４６は、例えば電池収容室４７ａに収容された電池パック５１と本体ケース２５の後壁との間に開口されている。したがって、この第２実施形態でも、外気取入れ口４６と排気口３８とは互に異なる方向を向いて掃除機本体１３の外面に開放されている。

室形成部材４７の前壁に冷却風出口３９が形成されている。この冷却風出口３９に連通する通風口６０が、本体部３２の前側を向いた中間側壁３２ａに開放されている。こうした構成の採用に伴って、電池収容室４７ａの後端は本体ケース２５の後壁で閉鎖されていて。この閉鎖部分は通気性を有していない。

又、本体ケース２５の例えば後壁にガイド４５が設けられている。このガイド４５は、排気口３８を通り抜けた排気を外気取入れ口４６から遠ざかる方向に導くように排気口３８に後側から対向していて、例えば湾曲されたガイド板で形成されている。

第２実施形態で以上説明した以外の構成は図４に示されない構成を含めて第１実施形態と同じである。そして、この第２実施形態では、掃除中において排気風路部位４２ａを流れる排出気流で回転体５５が回転されることに伴い、連動機構５９を介して冷却ファン５８が回転される。このため、この冷却ファン５８の送風作用によって、外気取入れ口４６から電池収容室４７ａに吸込まれた外気で電池パック５１を冷却した後、この外気を冷却風出口３９から前方に流出させて、最終的に、通風口６０に通して本体ケース２５の外部、つまり、掃除機本体１３の外部に排出できる。

したがって、この第２実施形態でも、第１実施形態と同様に、掃除機本体１３に内蔵された電池パック５１の空冷性能を向上することが可能であると共に、空冷のために回転される冷却ファン５８の駆動用電動機とこの電動機の電源が不要である、という効果を奏する。

しかも、排気風路部位４２ａを流れる排出気流の一部で回転体５５が回転されるので、回転体５５による排気風路部位４２ａでの風路抵抗、言い換えれば、電動送風機３１のバックプレッシャーを、第１実施形態と比較して低減できる。これにより、回転体５５に起因する吸塵性能の低下を抑制することが可能である。このような第２実施形態の電気掃除機によれば、回転体５５が吸塵性能に大きな影響を与えることなく、電池パック５１を主として外気で空冷することができる。

更に、本体ケース２５にガイド４５を設けたので、ガイド４５によって、排気口３８を通った排気を、外気取入れ口４６から遠ざかる方向に導くことができ、或いは同排気が外気取入れ口４６に向けて流れ込むことを抑制することが可能である。そのため、排気口３８と外気取入れ口４６とが近くに配設されていても、排気口３８から排出された排気の一部が外気取入れ口４６に取込まれることが抑制される。その結果、排気口３８と外気取入れ口４６を設ける位置の設計上の自由度が高められることに加えて、冷却ファン５８で吸引された外気で電池パック５１を効果的に冷却することが可能である。

図５は第３実施形態を示している。第３実施形態は以下説明する構成が第１実施形態とは相違しており、それ以外の構成は第１実施形態と同じであるため、第１実施形態と同一構成ないしは同様の機能を奏する構成については、第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。

この第３実施形態の電気掃除機において、回転体５５は、本体内主風路のうちの排気風路部位４２ａにおいて電動送風機３１に寄せて配設されている。これに応じて、冷却ファン５８が、入口４７ｂ側、言い換えれば、外気取入れ口４６側に寄せて電池収容室４７ａに配設されている。これにより、冷却ファン５８は、電池収容室４７ａにおいて電池パック５１の前側に配設されている。言い換えれば、冷却ファン５８の下流側に電池パック５１が配設されている。

排気風路部位４２ａと電池収容室４７ａは連通部７１により連通されている。連通部７１は、回転体５５及び冷却ファン５８の下流側で、かつ、電池収容室４７ａにおいて電池パック５１と冷却ファン５８との間と、排気風路部位４２ａにおける回転体５５に比較的近い領域とを連通して、排気風路部位４２ａと電池収容室４７ａとにわたって設けられている。

このため、排気風路部位４２ａを流れる排出気流の一部は連通部７１を通って電池収容室４７ａに導入可能である。なお、連通部７１を通ろうとする排出気流の圧力は、回転体５５の抵抗によってこの回転体５５の上流側よりも下がっているとともに、連通部７１より遥かに広い電池収容室４７ａで急激に低下するので、冷却ファン５８の回転によりこのファンの下流側で高められた電池収容室４７ａの圧力と略同程度となる。このため、排出気流の一部が電池収容室４７ａに導入されても、冷却ファン５８の回転に伴う電池収容室４７ａへの外気の取込みが妨げられることはない。

更に、連通部７１に連続して排気風路部位４２ａに突出する導風ガイド７２が第２主風路形成部材４２に設けられている。導風ガイド７２は、例えば回転体５５を通過した排出気流の一部を連通部７１に導くために、回転体５５の電池収容室４７ａ側の端部に回転体５５の下流側から対向している。

なお、導風ガイド７２を、連通部７１の一端が開口された第２主風路形成部材４２の一側壁と軸受５６が取付けられた第２風路形成部材４２の他側壁にわたって配設して、回転体５５の全体に対向させることも可能である。こうした場合には、排気風路部位４２ａを流れる排出気流の略全量が電池収容室４７ａに導入される。これとともに、冷却風出口３９が排気口を兼ねるので、排気口３８を省略することも可能である。又、導風ガイド７２は省略してもよい。

第３実施形態で以上説明した以外の構成は図５に示されない構成を含めて第１実施形態と同じである。そして、この第３実施形態では、掃除中において排気風路部位４２ａを流れる排出気流で回転される回転体５５に直接連動して冷却ファン５８が回転される。このため、この冷却ファン５８の送風作用によって、外気取入れ口４６から電池収容室４７ａに吸込まれた外気が、電池収容室４７ａを流れる。

これとともに、回転体５５を通過してその下流側に流れる排出気流の少なくとも一部が、連通部７１を通って冷却ファン５８の下流側において電池収容室４７ａに導入される。これにより、電池収容室４７ａ内で排出気流と外気とが混ぜられ、その混合気で電池パック５１が空冷される。そして、電池パック５１を冷却した混合気は、冷却風出口３９を通って掃除機本体１３の外部に排出される。

なお、図５に示すように導風ガイド７２で排出気流の一部のみを電池収容室４７ａに導入させる構成では、排出気流の大部分が排気口３８から外部に排出される。正確には、排気口３８から外部に排出される空気の量が、電池収容室４７ａに導入される空気量より多い。このため、電動送風機３１のバックプレッシャーが小さいことに伴い、吸塵性能に大きな影響を与えないようにできる。

以上説明した電池パック５１に対する空冷作用において、電池収容室４７ａに導入される排出気流は高温であるが、冷却ファン５８で電池収容室４７ａに取込まれた外気は常温であるので、これらが混じった混合気の温度は、排出気流の温度より下がる。例えば、排出気流の温度より混合気の温度を略１０℃以上低くすることが可能である。このため、外気温度との関係で電動送風機３１から排出される気流の温度が最高温度例えば略７０℃に達することがあっても、電池パック５１を空冷する混合気の温度は６０℃以下となるので、空冷された電池パック５１の温度が７０℃を超えないように保持することが可能である。

したがって、この第３実施形態でも、第１実施形態と同様に、掃除機本体１３に内蔵された電池パック５１の空冷性能を向上することが可能であると共に、空冷のために回転される冷却ファン５８の駆動用電動機とこの電動機の電源が不要である、という効果を奏する。

図６は第４実施形態を示している。第４実施形態は以下説明する構成が第１実施形態とは相違しており、それ以外の構成は第１実施形態と同じであるため、第１実施形態と同一構成ないしは同様の機能を奏する構成については、第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。

この第４実施形態の電気掃除機において、ファン収容室８１ａを形成する収容室形成部材８１が、掃除機本体１３が備える本体ケース２５の本体部３２内に設けられている。この収容室形成部材８１は、例えば室形成部材４７の前側に連続しているが、室形成部材４７とは独立して形成することも可能である。収容室形成部材８１に入口４７ｂ及びこれを覆ってフィルタ４９が設けられている。

回転体５５は、本体内主風路のうちの排気風路部位４２ａ内で電動送風機３１に寄せて配設されている。この場合、回転軸５５ａを支持する軸受５６，５７は、第２主風路形成部材４２の相対向した側壁に取付けられている。

こうした回転体５５の配置に応じてファン収容室８１ａに冷却ファン５８が配設されている。冷却ファン５８は回転軸５８ａを有した横流ファンで形成されている。この冷却ファン５８の直径は、横流ファンからなる回転体５５の直径より大きい。回転軸５８ａの一端部は、例えば図示しない複数の歯車を組み合わせてなる増速機構８２の出力歯車に接続されて、この増速機構８２を介して収容室形成部材８１の一側壁に支持されている。回転軸５８ａの他端部は、収容室形成部材８１の前記一側壁に対向した他側壁に取付けられた軸受８３に回転自在に支持されている。

増速機構８２の入力歯車に軸受５７を貫通した回転軸５５ａが接続されている。このため、冷却ファン５８は回転体５５の回転に連動して回転される。この場合、冷却ファン５８は増速機構８２で増速されて回転体５５より高速で回転される。

ファン収容室８１ａと排気風路部位４２ａとは第１連通部８４で連通されている。第１連通部８４は、例えば回転体５５及び冷却ファン５８の下流側に配設されているが、これに代えて、冷却ファン５８の下流側と、回転体５５の上流側（つまり、回転体４４と電動送風機３１との間の風路部位）とを連通して設けることも可能である。

第１連通部８４より後側（下流側）において排気風路部位４２ａと電池収容室４７ａが第２連通部８５で連通されている。この第２連通部８５は、回転体５５及び冷却ファン５８の下流側で、排気風路部位４２ａと電池収容室４７ａとにわたって設けられている。

更に、第２連通部８５に連続して排気風路部位４２ａに突出する領域区画部材８６が第２主風路形成部材４２に設けられている。領域区画部材８６は、排気風路部位４２ａの一部をなす混合領域４２ｃを形成し、かつ、回転体５５を通過した排出気流の一部を第２連通部８５に導く導風ガイドを兼ねている。領域区画部材８６は、回転体５５の電池収容室４７ａ側の端部に回転体５５の下流側から対向しているとともに、第１連通部８４を通じてファン収容室８１ａにも連通されている。

このため、混合領域４２ｃには、電池収容室４７ａの外部に配設された冷却ファン５８を通った外気が流入されると共に、回転体５５を通った排出気流の一部が流入される。これにより、外気と排出気流が混合領域４２ｃで混ざりながら第２連通部８５を通って電池収容室４７ａに流入される。

なお、領域区画部材８６を、軸受５６が取付けられた第２主風路形成部材４２の側壁に達するように配設して、回転体５５の全体に対向させることも可能である。こうした場合には、排気風路部位４２ａを流れる排出気流の略全量を電池収容室４７ａに導入することが可能であるとともに、冷却風出口３９が排気口を兼ねるので、排気口３８を省略することも可能である。

第４実施形態で以上説明した以外の構成は図６に示されない構成を含めて第１実施形態と同じである。そして、この第４実施形態では、掃除中において排気風路部位４２ａを流れる排出気流で回転体５５が回転されることに連動して、増速機構８２を介して冷却ファン５８が回転される。このため、この冷却ファン５８の送風作用によって、外気取入れ口４６からファン収容室８１ａに吸込まれた外気が、第１連通部８４を通って、排気風路部位４２ａの一部をなした混合領域４２ｃに流入する。これと共に、混合領域４２ｃには排気風路部位４２ａを流れる排出気流の一部が流入する。

この場合、回転体５５より径大な冷却ファン５８の周速度は速く、しかも、増速機構８２で冷却ファン５８の回転が高められているので、混合領域４２ｃに流入する排出気流の圧力に抗して、ファン収容室８１ａを流れる外気を確実に混合領域４２ｃに流入させることが可能である。

これに伴い、混合領域４２ｃ内で排出気流と外気とが混ぜられ、その混合気が第２連通部８５を通って電池収容室４７ａを流れるので、この混合気により電池パック５１が空冷される。そして、電池パック５１を冷却した混合気は、冷却風出口３９を通って掃除機本体１３の外部に排出される。

なお、図６に示すように領域区画部材８６が、外気と共に排出気流の一部を電池収容室４７ａに導入させる構成では、排出気流の大部分が排気口３８から外部に排出される。正確には、排気口３８から外部に排出される空気の量が、混合領域４２ｃを経て電池収容室４７ａに導入される空気量より多い。このため、電動送風機３１のバックプレッシャーが小さいことに伴い、吸塵性能に大きな影響を与えないようにできる。

以上の空冷作用において、電池収容室４７ａに流入される排出気流は高温であるが、この気流に冷却ファン５８の回転により混ぜられる外気は常温であるので、これらが混じった混合気の温度を、排出気流の温度より例えば１０℃以上低くできる。このため、外気温度との関係で電動送風機３１から排出される気流の温度が最高温度例えば略７０℃に達することがあっても、電池パック５１を空冷する混合気の温度は６０℃以下となるので、空冷された電池パック５１の温度が７０℃を超えないように保持することが可能である。

したがって、この第４実施形態でも、第１実施形態と同様に、掃除機本体１３に内蔵された電池パック５１の空冷性能を向上することが可能であると共に、空冷のために回転される冷却ファン５８の駆動用電動機とこの電動機の電源が不要である、という効果を奏する。

前記各実施形態は例示であり、発明の範囲を限定することを意図していない。発明の実施形態は、発明の要旨を変更しない範囲で、構成要素の省略、置き換え、変更を行うことができるなど、様々な形態で実施することが可能である。例えば、回転体５５は本体内主風路のうちで吸気風路部位４１ａに配設することも可能である。

１１…電気掃除機、１３…掃除機本体、３１…電動送風機、３８…排気口、３８…冷却風出口、４１…第１主風路形成部材、４１ａ…本体内主風路の吸気風路部位、４２…第２主風路形成部材、４２ａ…本体内主風路の排気風路部位、４２ｃ…混合領域、４６…外気取入れ口、４７…室形成部材、４７ａ…電池収容室、４７ｂ…電池収容室の通気用の入口、ｇ…空隙（断熱手段）、４８…断熱材（断熱手段)、５１…電池パック、５５…回転体、５８…冷却ファン、７１…連通部、８１…収容室形成部材、８１ａ…ファン収容室、８４…第１連通部、８５…第２連通部、８６…領域区画部材

Claims (9)

1. 電動送風機と、
   この電動送風機が配設されるとともに前記電動送風機の運転によって形成される気流を導く本体内主風路、外気取入れ口、冷却風出口、及び前記冷却風出口に連通した電池収容室を有した掃除機本体と、
   前記電池収容室に収容される電池パックと、
   前記本体内主風路に配設されこの主風路を流れる気流によって回転される回転体と、
   この回転体に連動して回転されるように前記掃除機本体に内蔵され、前記外気取入れ口から取込んだ外気を少なくとも一部に含む気流を前記電池収容室に流通させて前記冷却風出口から前記掃除機本体外に排出させる冷却ファンと、
   を具備することを特徴とする電気掃除機。
2. 前記電動送風機からの排出気流を導く前記本体内主風路の排気風路部位に、前記回転体を配設したことを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
3. 前記外気取入れ口から取込まれた外気が前記電池収容室に主として流れることを特徴とする請求項２に記載の電気掃除機。
4. 前記電池収容室に前記冷却ファンを配設すると共にこの冷却ファンの下流側において前記電池パックを配設し、前記排出気流の少なくとも一部を前記冷却ファンの下流側で前記電池収容室に導く連通部を設けたことを特徴とする請求項２に記載の電気掃除機。
5. 前記外気取入れ口に連通するファン収容室を前記掃除機本体内に設け、このファン収容室に前記冷却ファンを配設し、前記回転体の下流側に前記排出気流の少なくとも一部が流入する混合領域を区画し、この混合領域と前記ファン収容室とを連通する第１連通部を設けるとともに、前記混合領域と前記電池収容室とを連通する第２連通部を設けたことを特徴とする請求項２に記載の電気掃除機。
6. 前記回転体を前記排気風路部位の幅方向の一部を占めて配設したことを特徴とする請求項２から５のうちのいずれか一項に記載の電気掃除機。
7. 前記本体内主風路に連通して前記掃除機本体に形成された排気口と前記外気取入れ口とが、互に異なる方向を向いて前記掃除機本体の外面に開放されていることを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の電気掃除機。
8. 前記外気取入れ口が前記掃除機本体の上方以外に向けて開放されていることを特徴とする請求項７に記載の電気掃除機。
9. 前記電池収容室が前記排気風路部位に隣接されていて、これら電池収容室と排気風路部位とが互に間に設けられた断熱手段で隔てられていることを特徴とする請求項２から８のうちのいずれか一項に記載の電気掃除機。

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