特許 6139725 電気掃除装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6139725

(24)【登録日】2017年5月12日

(45)【発行日】2017年5月31日

(54)【発明の名称】電気掃除装置

(51)【国際特許分類】

   A47L 5/24 20060101AFI20170522BHJP

   A47L 9/28 20060101ALI20170522BHJP

   H01M 2/10 20060101ALI20170522BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20170522BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20170522BHJP

   H01M 2/20 20060101ALI20170522BHJP

   H01M 2/30 20060101ALI20170522BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20170522BHJP

【ＦＩ】

   A47L5/24 A

   A47L9/28 U

   H01M2/10 U

   H01M2/10 M

   H01M10/48 301

   H01M10/44 P

   H01M2/20 A

   H01M2/30 C

   H01M2/30 Z

   H02J7/00 301A

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-40178(P2016-40178)

(22)【出願日】2016年3月2日

(62)【分割の表示】特願2012-104873(P2012-104873)の分割

【原出願日】2012年5月1日

(65)【公開番号】特開2016-152922(P2016-152922A)

(43)【公開日】2016年8月25日

【審査請求日】2016年3月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000137292

【氏名又は名称】株式会社マキタ

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】山田 徹

(72)【発明者】

【氏名】内藤 晃

【審査官】 村山 睦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０３４７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０３４８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２５７３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−１５７４５０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭６２−０６４３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−１６４５３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−００５７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１９９６１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５５０４４１２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１６９７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０５５９５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３１９３１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５２７４９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ４７Ｌ ５／２４

Ａ４７Ｌ ９／２８

Ｈ０１Ｍ ２／１０

Ｈ０１Ｍ ２／２０

Ｈ０１Ｍ ２／３０

Ｈ０１Ｍ １０／４４

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｈ０２Ｊ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外気を吸引するファンを回転駆動するためのモータと、
前記モータに電力を供給するためのリチウムイオン電池と、
前記リチウムイオン電池から前記モータへの放電を制御する放電制御手段と、
前記モータ、前記リチウムイオン電池、及び前記放電制御手段が収納される本体ケースと、
を備え、
前記リチウムイオン電池は、複数のセルをバッテリケース内に収納したバッテリパックとして構成されており、
前記本体ケースは、
前記バッテリパックを外部から挿入可能な開口部を有し、該開口部から挿入されたバッテリパックを本体ケース内に収納するためのバッテリパック収納部と、
前記開口部を閉塞する蓋体と、
を備え、
前記バッテリパック収納部には、前記バッテリパックが前記バッテリパック収納部に挿入された状態で、前記開口部から引き出されて、前記バッテリパックと前記モータ及び前記放電制御手段とを接続する接続用コードが収納されており、
前記接続用コードにおいて前記開口部から引き出される側の先端には、互いに接続可能な一対のコネクタの一方が設けられており、該一対のコネクタの他方は、前記一方のコネクタを接続するための接続部分が前記開口部から外方向を向くように配置されている、電気掃除装置。

【請求項2】

外部の直流電源から直流電力を供給するためのＤＣジャックと、
前記直流電源から前記ＤＣジャックに供給された直流電力にて前記リチウムイオン電池を充電する充電手段と、
を備え、前記バッテリパックは、前記接続用コードを介して前記充電手段にも接続される、請求項１に記載の電気掃除装置。

【請求項3】

前記充電手段による前記直流電源から前記リチウムイオン電池への充電を制御する充電制御手段、を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気掃除装置。

【請求項4】

前記充電制御手段及び前記放電制御手段として機能する一つの制御回路を備えたことを特徴とする請求項３に記載の電気掃除装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リチウムイオン電池から電源供給を受けて動作する電気掃除装置に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の電気掃除装置は、リチウムイオン電池をバッテリパック内に収納し、そのバッテリパックを、電気掃除装置の本体ケースに装着することで、リチウムイオン電池から電気掃除装置への電源供給ができるようにされている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

このように、リチウムイオン電池を収納したバッテリパックを電気掃除装置の本体ケースに装着するのは、リチウムイオン電池への充電を、専用の充電装置を用いて行うためである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−１９９６１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記従来の構成では、リチウムイオン電池への充電の度に、バッテリパックを電気掃除装置から取り外す必要があることから、リチウムイオン電池への充電作業が面倒であるという問題があった。

【0006】

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、リチウムイオン電池から電源供給を受けて動作する電気掃除装置において、リチウムイオン電池への充電を簡単に行えるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

かかる目的を達成するためになされた本発明の電気掃除装置は、外気を吸引するファンを回転駆動するためのモータと、このモータに電力を供給するためのリチウムイオン電池とを備える。

【0008】

そして、放電制御手段が、リチウムイオン電池からモータへの放電を制御することにより、モータ（延いてはファン）を回転させる。

【0011】

また、リチウムイオン電池は、複数のセルをバッテリケース内に収納したバッテリパックとして構成されている。このため、リチウムイオン電池は、バッテリパックとして容易に取り扱うことができ、モータ及び放電制御手段が収納された本体ケースへの収納時等に、リチウムイオン電池のセルが周囲の物体に当たって損傷するのを防止できる。

【0013】

また、バッテリパックは、電気掃除装置の本体ケースに着脱可能に設けることができることから、リチウムイオン電池の電池交換等を、バッテリパック単位で、簡単且つ安全に行うことができるようになる。
またこの場合、バッテリパックは、電気掃除装置の本体ケースに外付けするようにしてもよいが、このようにすると、電気掃除装置の使用時に、バッテリパックが周囲の物体に当たって、内部のリチウムイオン電池セルに衝撃が加わり、リチウムイオン電池が劣化することも考えられる。

【0014】

このため、本発明の電気掃除装置には、本体ケースに、バッテリパックを外部から挿入可能な開口部を有するバッテリパック収納部と、その開口部を閉塞する蓋体とが設けられている。

【0015】

つまり、本発明の電気掃除装置によれば、バッテリパックを本体ケースのバッテリパック収納部内に収納して、バッテリパック収納部の開口部を蓋体にて閉塞することで、バッテリパックを、本体ケースと蓋体とにより保護した状態で、本体ケースに装着できることになる。

【0016】

よって、この場合、リチウムイオン電池セルは、バッテリパックを構成するケースと、電気掃除装置の本体ケースとにより、二重で保護されることになり、電気掃除装置が周囲の物体に当たった際にリチウムイオン電池セルに加わる衝撃を和らげ、リチウムイオン電池が劣化するのを防止できる。
また、バッテリパック収納部には、バッテリパックがバッテリパック収納部に挿入された状態で、開口部から引き出されて、バッテリパックとモータ及び放電制御手段とを接続する接続用コードが収納されている。
このため、バッテリパックは、バッテリパック収納部に収納した後、接続用コードを使って、本体ケース内のモータや放電制御部に簡単に接続することができる。
なお、接続用コードは、バッテリパック収納部においてバッテリパックの本体ケースとは反対側に配置されていてもよい。
また、開口部から引き出される接続用コードの先端には、互いに接続可能な一対のコネクタの一方が設けられていて、その一対のコネクタの他方は、一方のコネクタを接続するための接続部分が開口部から外方向を向くように配置されていてもよい。

【0017】

次に、本体ケースには、外部の直流電源から直流電力を供給するためのＤＣジャックが設けられ、本体ケース内には、直流電源からＤＣジャックに供給された直流電力にてリチウムイオン電池を充電する充電手段が備えられていてもよい。
このようにすれば、バッテリパックを本体ケースから取り外すことなく、リチウムイオン電池への充電を行うことができ、使用者による充電作業が極めて簡単になる。
ここで、充電手段は、直流電源からＤＣジャックに直流電力が供給されているときに、直流電源からＤＣジャックに供給された直流電力にてリチウムイオン電池を充電できればよい。

【0018】

このため、充電手段は、例えば、ＤＣジャックとリチウムイオン電池とを接続する充電経路、或いは、その充電経路と充電経路を導通・遮断させるスイッチとで構成することができる。

【0019】

しかし、電気掃除装置に、ＤＣジャックと充電手段とを設けただけでは、リチウムイオン電池への充電はできても、電気掃除装置内で充電電流等の制御を行うことができず、こうした充電制御は、ＤＣジャックに直流電力を供給する直流電源側で実施する必要がある。

【0020】

そこで、本発明の電気掃除装置には、更に、充電手段による直流電源からリチウムイオン電池への充電を制御する充電制御手段を設けるようにしてもよい。
なお、電気掃除装置内には、リチウムイオン電池からモータへの放電を制御する放電制御手段が設けられているので、電気掃除装置内に充電制御手段を設ける場合には、充電制御手段及び放電制御手段として機能する一つの制御回路を設けるとよい。

【0021】

つまり、このようにすれば、一つの制御回路にて、充電制御手段及び放電制御手段として機能を実現することができ、電気掃除装置内の回路構成を簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】実施形態のハンディクリーナの外観を表す斜視図である。

【図2】ハンディクリーナの内部構成を表す断面図である。

【図3】ハンディクリーナの本体ケースから蓋体を外した状態を表す斜視図である。

【図4】バッテリパック及び制御回路基板の回路構成を表すブロック図である。

【図5】バッテリパックを正面及び上下左右から見た状態を表す説明図である。

【図6】バッテリパックの斜視図であり、（ａ）はバッテリパックの外観を表す斜視図、（ｂ）はバッテリパックの内部構成を表す斜視図である。

【図7】バッテリパックの分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
本実施形態は、リチウムイオン電池から電源供給を受けて動作する充電式の電気掃除装置（以下、ハンディクリーナという）２に本発明を適用したものである。

【0024】

図１、図２に示すように、本実施形態のハンディクリーナ２は、筒状に形成された本体ケース３の先端部分に、外気を吸引する吸引口４を備え、本体ケース３の側壁に、粉塵が除去された空気を排出する排出口６を備え、本体ケース３の後端側に、使用者が手で持つための把持部８を備える。

【0025】

また、把持部８の上端部分には、使用者が把持部８を握った状態で操作できるように、電子スイッチ１０が設けられており、電子スイッチ１０の前方には、リチウムイオン電池２６（図４参照）への充電時に点灯するＬＥＤ１４が設けられている。

【0026】

なお、電子スイッチ１０には、使用者が操作（押下）しているときにオン状態となり、使用者が操作していないときにオフ状態となる２つの操作スイッチが備えられている。そして、一方の操作スイッチは、駆動指令を入力するための駆動スイッチ１１、他方の操作スイッチは、停止指令を入力するための停止スイッチ１２、として設定されている。

【0027】

次に、図２に示すように、ハンディクリーナ２の本体ケース３内には、吸引用ファン１５、モータ１６、バッテリパック２０、及び、制御回路基板３０が設けられている。
吸引用ファン１５は、吸引口４から本体ケース３内に外気を吸引して排出口６から排出させるためのものであり、吸引した外気から粉塵を除去するためのフィルタを収納するフィルタ収納部５を挟んで、吸引口４との対向位置に配置されている。

【0028】

また、モータ１６は、直流モータであり、吸引用ファン１５の吸引口４とは反対側に配置されている。そして、モータ１６の回転軸には、吸引用ファン１５が連結されている。このため、モータ１６は、自身の回転により吸引用ファン１５を回転させて、外気を本体ケース３内に吸引させることができる。

【0029】

次に、バッテリパック２０は、図４に示すように、充放電可能な複数（本実施形態では３個）のリチウムイオン電池セル（以下単にセルという）２１、２２、２３を直列接続してなるリチウムイオン電池２６、及び、セル２１〜２３の温度を検出するセル温度検知用サーミスタ２８を、合成樹脂製のバッテリケース７０（図５〜図７参照）内に収納することにより構成されている。

【0030】

そして、このバッテリパック２０は、ハンディクリーナ２の本体ケース３の下方後端側に形成されたバッテリパック収納部１９に収納されている。
つまり、図１〜図３に示すように、ハンディクリーナ２において、把持部８の下端部分（本体ケース３の後端部分）には蓋体９が着脱可能に設けられている。そして、バッテリパック２０は、図３に示すように、蓋体９を本体ケース３から外すことにより開口される開口部１９ａから、バッテリパック収納部１９内に挿入することにより、本体ケース３内に着脱自在に収納されている。

【0031】

次に、制御回路基板３０は、本体ケース３内で、モータ１６の上方、且つ、電子スイッチ１０及びＬＥＤ１４との近傍位置に配置されている（図２参照）。
そして、制御回路基板３０には、図４に示すＡＣアダプタ６０から電力供給を受けてリチウムイオン電池２６への充電を行うと共に、リチウムイオン電池２６から電源供給を受けて、モータ１６への放電（換言すればモータ１６の駆動）を行うための各種電子部品が組み付けられている。

【0032】

なお、ＡＣアダプタ６０は、交流電源から電源供給を受けて、リチウムイオン電池２６充電用の直流電圧を生成し、制御回路基板３０を介して一定の充電電流を供給するためのものであり、ハンディクリーナ２とは別体で構成されている。

【0033】

このため、本体ケース３の側壁上部で、ＬＥＤ１４との近傍位置には、ＡＣアダプタ６０から引き出された電源コードの先端に設けられたＤＣプラグ６２（図４参照）を差し込み、ＡＣアダプタ６０から直流電圧を供給するためのＤＣジャック１８（図１〜図４参照）が設けられている。

【0034】

次に、制御回路基板３０の回路構成について説明する。
図４に示すように、制御回路基板３０には、リチウムイオン電池２６の正極側からモータ１６を介してリチウムイオン電池２６の負極側へ電流を流す放電経路が形成されている。

【0035】

そして、その放電経路でモータ１６の負極側には、リチウムイオン電池２６からモータ１６への放電電流（つまり、モータ１６の駆動電流）を制御する放電制御用ＦＥＴ３２が設けられている。

【0036】

また、制御回路基板３０には、ＡＣアダプタ６０の正極側端子（＋）をリチウムイオン電池２６の正極側に接続し、ＡＣアダプタ６０の負極側端子（−）をリチウムイオン電池２６の負極側に接続する充電経路が形成されている。

【0037】

そして、この充電経路の内、ＡＣアダプタ６０の正極側端子（＋）からリチウムイオン電池２６の正極側に至る充電経路上には、充電制御用ＦＥＴ３４と、リチウムイオン電池２６を過電流から保護するための充電保護用ＦＥＴ３６とが設けられている。

【0038】

放電制御用ＦＥＴ３２、充電制御用ＦＥＴ３４、及び充電保護用ＦＥＴ３６は、それぞれ、放電経路若しくは充電経路を導通・遮断するスイッチング素子であり、リチウムイオン電池２６への充放電を制御する制御回路４０により駆動される。

【0039】

制御回路４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を中心に構成されるマイクロコンピュータ（マイコン）からなり、ＲＯＭに記憶された制御プログラムに従い、上記各ＦＥＴ３２〜３６をオン・オフさせることで、モータ１６の駆動及びリチウムイオン電池２６への充電を行う。

【0040】

つまり、制御回路４０は、駆動スイッチ１１を介して使用者から入力されるハイ・ロー（図に示すＨｉ／Ｌｏ）何れかの駆動指令に応じて、所定デューティ比のＰＷＭ信号（パルス幅変調信号）を生成し、放電制御用ＦＥＴ３２に出力する。

【0041】

この結果、モータ１６には、駆動指令に対応した電流が流れ、モータ１６は、その電流に応じた速度で回転する。
なお、駆動スイッチ１１からの駆動指令は、使用者が駆動スイッチ１１を操作する度に、高速駆動指令（ハイ）・低速駆動指令（ロー）に交互に切り換えられる。

【0042】

また、制御回路４０は、停止スイッチ１２を介して使用者から停止指令が入力されると、放電制御用ＦＥＴ３２をオフ状態にして、モータ１６の駆動を停止する。
また、制御回路４０は、モータ１６の駆動停止時に、ＡＣアダプタ６０が接続されていて、リチウムイオン電池２６からの出力電圧が充電開始判定用の閾値電圧よりも低い場合には、充電制御用ＦＥＴ３４及び充電保護用ＦＥＴ３６をオフ状態からオン状態に切り換えることで、リチウムイオン電池２６への充電を開始する。

【0043】

また、制御回路４０によるリチウムイオン電池２６への充電制御は、リチウムイオン電池２６が満充電状態になるまで継続され、リチウムイオン電池２６が満充電状態になると、充電制御用ＦＥＴ３４及び充電保護用ＦＥＴ３６がオフ状態に切り換えられて、リチウムイオン電池２６への充電が完了する。

【0044】

なお、制御回路４０は、リチウムイオン電池２６への充電中に、駆動スイッチ１１からの駆動指令が入力されると、充電制御を終了し、その駆動指令（高速駆動指令又は低速駆動指令）に対応して、放電制御を実行する。

【0045】

また、この放電制御実行中に、停止スイッチ１２から停止指令が入力されて、放電制御を終了すると、リチウムイオン電池２６からの出力電圧が閾値電圧よりも低いか否かを判断することで、リチウムイオン電池２６への充電の要否を判断し、充電が必要であれば、充電制御を再開する。

【0046】

つまり、本実施形態のハンディクリーナ２は、ＤＣジャック１８にＡＣアダプタ６０が接続されているときにでも、電子スイッチ１０を操作することにより、電気掃除装置として動作させることができる。

【0047】

また次に、制御回路４０は、こうした充・放電制御を行う際には、リチウムイオン電池２６からの出力電圧に加えて、リチウムイオン電池２６を構成する各セル２１〜２３の出力電圧や、リチウムイオン電池２６の温度を監視し、これらの異常時には、充電保護用ＦＥＴ３６や放電制御用ＦＥＴ３２をオフ状態にして、リチウムイオン電池２６への充放電を停止させる。

【0048】

このため、制御回路基板３０には、リチウムイオン電池２６の各セル２１〜２３の出力電圧を検出するセル電圧検出部４２が設けられており、制御回路４０には、セル電圧検出部４２から、各セル２１〜２３の電圧を表す検出信号が入力される。

【0049】

また、制御回路基板３０には、リチウムイオン電池２６の各セル２１〜２３の電圧を取り込み、その電圧が、制御回路４０による充電時の過電圧判定値よりも高い閾値に達したとき（つまり、制御回路４０による過電圧保護が正常に機能しなかったとき）に、充電制御用ＦＥＴ３４を強制的にオフさせる保護回路４６も設けられている。

【0050】

また、制御回路基板３０には、リチウムイオン電池２６内での各セル２１〜２３の接続部分を所定電位にすることで、セル電圧検出部４２で検出されるセル電圧から、リチウムイオン電池２６内での断線を検出する断線検出部４４も設けられている。

【0051】

そして、制御回路４０は、この断線検出部４４を利用してリチウムイオン電池２６内での断線を検出すると、リチウムイオン電池２６の充放電を禁止する。
また、制御回路基板３０には、制御回路４０等、制御回路基板３０に設けられた上記各回路に電源電圧（直流定電圧）を供給するためのレギュレータ５０が設けられている。

【0052】

このレギュレータ５０は、２つのダイオード５２、５４を介して、リチウムイオン電池２６とＡＣアダプタ６０との両方から直流電圧を供給できるようになっており、その何れかから供給される直流電圧を用いて、直流定電圧を生成し、上記各回路に電源電圧として供給する。

【0053】

そして、制御回路４０は、このレギュレータ５０から電源供給を受けて、リチウムイオン電池２６に対する充電制御を行っているとき、ＬＥＤ１４を点灯させて、使用者にその旨を報知する。

【0054】

次に、制御回路４０によるリチウムイオン電池２６の温度の監視には、バッテリパック２０内に設けられたセル温度検知用サーミスタ２８からの検出信号と、制御回路基板３０に設けられた基板温度検知用サーミスタ５８からの検出信号とが利用される。

【0055】

これは、この２種類のサーミスタ２８、５８の何れかが故障したとしても、リチウムイオン電池２６への充電時には、その一方のサーミスタ２８、５８からの検出信号に基づき、リチウムイオン電池２６が充電可能な温度範囲から外れていることを検出できるようにするためである。

【0056】

つまり、リチウムイオン電池２６は、例えば、温度が０℃よりも低いときに充電すると、正極から出たリチウムイオンが負極に吸収され難くなり、リチウム金属が析出し易くなるという問題がある。

【0057】

そこで、本実施形態では、リチウムイオン電池２６への充電時に、制御回路４０が図４に示す温度チェック処理を実行することで、上記２つのサーミスタ２８、５８を用いて、リチウムイオン電池２６が正常に充電可能な温度範囲にあるか否かを監視するようにされている。

【0058】

また、本実施形態では、この二つのサーミスタ２８、５８からの検出信号を制御回路４０に取り込むために、制御回路４０に設けられた一つのアナログポートと、二つのデジタルポートが利用される。

【0059】

これは、制御回路４０を構成するマイクロコンピュータにおけるアナログポートの数が少なく、サーミスタ２８、５８による温度検出信号（アナログ信号）をＡ／Ｄ変換して取り込むことのできるアナログポートが１個しかないためである。

【0060】

つまり、サーミスタ２８、５８は、温度により抵抗値が変化し、図３に示すように抵抗５６を介して電流を流せば、その両端電圧から温度検出を行うことができる受動センサである。

【0061】

そこで、本実施形態では、セル温度検知用サーミスタ２８及び基板温度検知用サーミスタ５８の一端を、制御回路４０の一つのアナログポートに接続し、その接続部分には、抵抗５６を介して、レギュレータ５０から供給される電源電圧Ｖｃを印加するようにされている。

【0062】

また、セル温度検知用サーミスタ２８及び基板温度検知用サーミスタ５８の他端は、それぞれ、制御回路４０の２つのデジタルポートに接続されている。
そして、制御回路４０がこれら各サーミスタ２８、５８を介して温度を検出する際には、検出対象となるサーミスタ２８又は５８が接続されたデジタルポートのローサイドスイッチＳＷ１又はＳＷ２をオン状態にすることで、検出対象となるサーミスタ２８又は５８の他端をグランドに接地する。

【0063】

この結果、制御回路４０は、バッテリパック２０内に設けられたセル温度検知用サーミスタ２８と、制御回路基板３０に設けられた基板温度検知用サーミスタ５８との２つのサーミスタを用いて、リチウムイオン電池２６の温度を監視できるようになる。

【0064】

次に、リチウムイオン電池２６を収納したバッテリパック２０の構成について、図５〜図７に基づき説明する。
なお、図５において、（ａ）はバッテリパック２０を図２とは反対側から見たときの正面図であり、（ｂ）はその正面図に対する平面図、（ｃ）は同じく底面図、（ｄ）は同じく左側面図、（ｅ）は同じく右側面図である。

【0065】

バッテリパック２０は、リチウムイオン電池２６を構成する３つのセル２１〜２３と、セル温度検知用サーミスタ２８と、制御回路基板３０への接続用のコネクタ７５とを、合成樹脂製のバッテリケース７０内に収納することにより構成されている。

【0066】

ここで、まず、バッテリケース７０は、矩形の箱状に形成されており、上方が開放された下側ケース７１と、下側ケース７１の開口を閉塞するための上側ケース７２とから構成されている。

【0067】

下側ケース７１の内部空間は、仕切り板７３により、長手方向に２つ、短手方向に２つの、合計４つに区分されており、その４つの区画に、３つのセル２１〜２３と、コネクタ７５と、がそれぞれ収納されている。

【0068】

コネクタ７５は、６個の端子７８と、この６個の端子７８を固定するための端子台７６とから構成されている。
そして、コネクタ７５を構成する５個の端子７８には、配線基板９０に接続するためのリード線８８が接続され、残りの１個の端子７８には、リチウムイオン電池２６の負極となる接続端子８１に接続するためのリード線８７が接続されている。

【0069】

次に、セル２１の負極側、セル２１の正極とセル２２の負極との間、セル２２の正極とセル２３の負極との間、及び、セル２３の正極側には、それぞれ、金属板からなる接続端子８１、８２、８３、８４が設けられている。

【0070】

接続端子８１〜８４は、各セル２１〜２３を直列に接続することによりリチウムイオン電池２６を構成すると共に、そのリチウムイオン電池２６の両端及びセル２１〜２３の接続点の４箇所を、コネクタ７５を介して、制御回路基板３０に接続するためのものである。

【0071】

このため、接続端子８１は、コネクタ７５の端子７８の一つとリード線８７を介して接続され、接続端子８２、８４は、配線基板９０に直接接続され、接続端子８３は、リード線８９を介して配線基板９０に接続されている。

【0072】

次に、配線基板９０は、セル温度検知用サーミスタ２８から引き出された２本のリード線２９と、接続端子８２〜８４とを、それぞれ、コネクタ７５の５つの端子に接続するための中継用の基板であり、コネクタ７５と共に下側ケース７１の１つ区画に設けられている。

【0073】

そして、配線基板９０には、セル温度検知用サーミスタ２８の２本のリード線２９と接続端子８２〜８４とがそれぞれ接続されて、これら各部をコネクタ７５の５つの端子７８に接続するための配線パターンが形成されている。

【0074】

このため、コネクタ７５の５つの端子７８から引き出された５本のリード線８８は、配線基板９０に形成された５つの配線パターンにそれぞれ接続される。
なお、セル２１の正極と接続端子８２との間、セル２２の正極と接続端子８３との間、セル２３の正極と接続端子８４との間には、それぞれ、中空円板状の絶縁シート８５が設けられている。

【0075】

これは、各接続端子８２〜８４が、各セル２１〜２３の正極端子周囲の負極に接触して、各セル２１〜２３の正極と負極とが短絡するのを防止するためである。
また、セル２１の正極とセル２２の負極との間に設けられる接続端子８２は、セル２１とセル２２との間に配置される仕切り板７３の両側に接続用の端子部分が配置されるよう、１枚の金属板を折り曲げ加工することにより形成されている。

【0076】

このため、接続端子８２において、２つの端子間には隙間ができ、各セル２１、２２を下側ケース７１内に収納した際には、その隙間により、各セル２１、２２を付勢することができる。よって、接続端子８２は、各セル２１、２２と、その両側の接続端子８１〜８３との接続を良好に保ち、外部から衝撃が加わったときには、緩衝材として機能する。

【0077】

次に、セル温度検知用サーミスタ２８は、図６（ｂ）に示すように、上記各部を下側ケース７１に収納した状態で、セル２２の表面に粘着シール９８を介して貼り付けられる。
また、下側ケース７１には、セル温度検知用サーミスタ２８を含む上記各部を収納した状態で、上側ケース７２が被せられるが、上側ケース７２を被せる前に、各セル２１〜２３の上部には、接着剤９９が塗布される。

【0078】

このため、下側ケース７１に上側ケース７２を被せ、下側ケース７１の開口部と上側ケース７２の開口部とを嵌合することにより、上記各部をバッテリパック２０として一体化した後は、接着剤９９が硬化して、セル２１〜２３がバッテリケース７０内にしっかりと固定されることになる。

【0079】

そして、このように構成された本実施形態のバッテリパック２０は、コネクタ７５とは反対側を先端にして、本体ケース３のバッテリパック収納部１９に挿入される。
また、その挿入後は、コネクタ７５に、制御回路基板３０から把持部８内を通って引き出された接続用コードのコネクタが嵌合されることにより、制御回路基板３０とバッテリパック２０とが接続される。

【0080】

以上説明したように、本実施形態のハンディクリーナ２においては、本体ケース３にＤＣジャック１８が設けられ、外部の直流電源であるＡＣアダプタ６０からＤＣジャック１８に直流電力を供給することで、バッテリパック２０のリチウムイオン電池２６を充電できるようになっている。

【0081】

このため、本実施形態のハンディクリーナ２によれば、バッテリパック２０をハンディクリーナ２から外すことなく、リチウムイオン電池２６への充電を行うことができ、その充電時の作業を簡単にすることができる。

【0082】

また、制御回路基板３０には、リチウムイオン電池２６を構成するセル２１〜２３の電圧や温度を監視しつつ、リチウムイオン電池２６への充電、及び、リチウムイオン電池２６からモータ１６への放電、を制御する制御回路４０が設けられている。

【0083】

このため、本実施形態のハンディクリーナ２によれば、リチウムイオン電池２６に対する充電及び放電を、安全に実施することができる。
また、本実施形態のハンディクリーナ２は、ＤＣジャック１８にＡＣアダプタ６０が接続されているときにでも、電子スイッチ１０を操作することにより、制御回路４０に放電制御を実行させて、ハンディクリーナ２を掃除機として動作させることができる。このため、本実施形態によれば、使用者にとって、使い勝手のよいハンディクリーナを提供できる。

【0084】

また、リチウムイオン電池２６は、バッテリパック２０内に収納され、しかも、バッテリパック２０は、ハンディクリーナ２の本体ケース３内に形成されたバッテリパック収納部１９に収納される。

【0085】

このため、リチウムイオン電池２６は、バッテリパック２０を構成するバッテリケース７０と、ハンディクリーナ２の本体ケース３及び蓋体９とにより、二重に保護されることになる。

【0086】

従って、ハンディクリーナ２が周囲の物体に当たった際に、リチウムイオン電池２６のセル２１に加わる衝撃を和らげ、その衝撃によりリチウムイオン電池２６が劣化するのを抑制できる。

【0087】

また、ＤＣジャック１８は、充電状態表示用のＬＥＤ１４の横に配置されており、制御回路基板３０は、その下方に配置されていることから、これら各部を接続するための配線を簡単に行うことができる。

【0088】

また、使用者は、ＤＣジャック１８にＤＣプラグ６２を差し込んだ際に、充電が開始されたことを、ＤＣジャック１８近傍のＬＥＤ１４の点灯により速やかに確認できるので、充電時の確認作業を簡単に行うことができる。

【0089】

なお、本実施形態においては、外部の直流電源であるＡＣアダプタ６０からＤＣプラグ６２、ＤＣジャック１８、制御回路基板３０を介して、バッテリパック２０内のリチウムイオン電池２６に至る充電経路が、本発明の充電手段に相当する。

【0090】

また、その充電経路に設けられた充電制御用ＦＥＴ３４及び充電保護用ＦＥＴ３６と、これらを制御する制御回路４０及び保護回路４６が、本発明の充電制御手段に相当し、制御回路４０は、本発明の放電制御手段にも相当する。

【0091】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて、種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、本発明をハンディクリーナ２に適用した場合について説明したが、本発明は、リチウムイオン電池から電源供給を受けてモータを駆動し、吸引用のファンを回転させる電気掃除装置であれば、上記実施形態と同様に適用して、同様の効果を得ることができる。

【0092】

また、上記実施形態では、バッテリパック２０は、ハンディクリーナ２の本体ケース３内に形成されたバッテリパック収納部１９に収納されるものとして説明したが、バッテリパック２０は、ハンディクリーナ２等の電気掃除装置の本体ケースに外付けするようにしてもよい。

【0093】

また、上記実施形態では、リチウムイオン電池２６への充電及び放電は、制御回路基板３０に設けられたマイクロコンピュータからなる制御回路４０にて制御されるものとして説明したが、リチウムイオン電池２６への充電及び放電は、それぞれ、別体で構成された専用の制御回路にて行うようにしてもよい。

【0094】

また更に、リチウムイオン電池２６への充電に関しては、電気掃除装置内に、ＤＣジャック１８からリチウムイオン電池２６に充電電流を供給する電流経路（つまり充電手段）を設け、ＤＣジャック１８に外付けされる外部電源側で、充電電流等の制御を実施するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0095】

２…ハンディクリーナ、３…本体ケース、４…吸引口、５…フィルタ収納部、６…排出口、８…把持部、９…蓋体、１０…電子スイッチ、１１…駆動スイッチ、１２…停止スイッチ、１４…ＬＥＤ、１５…吸引用ファン、１６…モータ、１８…ＤＣジャック、１９…バッテリパック収納部、１９ａ…開口部、２０…バッテリパック、２１〜２３…セル、２６…リチウムイオン電池、２８…セル温度検知用サーミスタ、２９…リード線、３０…制御回路基板、３２…放電制御用ＦＥＴ、３４…充電制御用ＦＥＴ、３６…充電保護用ＦＥＴ、４０…制御回路、４２…セル電圧検出部、４４…断線検出部、４６…保護回路、５０…レギュレータ、５２，５４…ダイオード、５６…抵抗、５８…基板温度検知用サーミスタ、６０…ＡＣアダプタ、６２…ＤＣプラグ、７０…バッテリケース、７１…下側ケース、７２…上側ケース、７３…仕切り板、７５…コネクタ、７６…端子台、７８…端子、８１〜８４…接続端子、８５…絶縁シート、８７〜８９…リード線、９０…配線基板。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】