特許 7499212 電池交換可能な電気機器

(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】

(24)【登録日】2024-06-05

(45)【発行日】2024-06-13

(54)【発明の名称】電池交換可能な電気機器

(51)【国際特許分類】

   A47L 9/28 20060101AFI20240606BHJP

   A47L 5/24 20060101ALI20240606BHJP

【ＦＩ】

A47L9/28 U

A47L5/24 A

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021080783

(22)【出願日】2021-05-12

(65)【公開番号】P2022174808

(43)【公開日】2022-11-25

【審査請求日】2023-12-08

(73)【特許権者】

【識別番号】503376518

【氏名又は名称】東芝ライフスタイル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001380

【氏名又は名称】弁理士法人東京国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】柏原 裕

【審査官】宮部 愛子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－００５３７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－００４９１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０９５１０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１４１１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５３２０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００９－５３１９７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１０２８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１９４９８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０３２９９３４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１１２２９２７９４（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ４７Ｌ ９／２８

Ａ４７Ｌ ５／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二次電池を着脱可能な電池装着部と、
前記電池装着部に装着された前記二次電池が蓄える電力で駆動される負荷と、
前記電池装着部に装着された前記二次電池から前記二次電池に関する情報を取得可能な電池情報取得部と、
前記電池情報取得部が取得する前記情報に基づいて前記二次電池の放電量の制御および充電量の制御の少なくともいずれかを実行する電力制御部と、を備え、
前記情報は、前記二次電池の電池特性に関連付けられるバージョン番号を含み、
前記バージョン番号は、前記電池装着部に装着された前記二次電池から前記電力制御部へ電力が供給されることによって識別される、または前記電池情報取得部が取得する前記情報に記述されるメジャーバージョン番号と、同一の前記メジャーバージョン番号を有する前記二次電池の電池特性の変更および前記二次電池の電池特性の付加を識別可能なよう前記情報に記述されるマイナーバージョン番号と、を含み、
前記情報は、下位の前記マイナーバージョン番号に対応する前記二次電池の電池特性を包含し、
前記電力制御部は、対応可能な前記バージョン番号に制限があって、同一の前記メジャーバージョン番号を有する前記二次電池の放電量の制御および充電量の制御に前記情報を利用可能である一方、対応可能な前記マイナーバージョン番号に上限があって、この上限よりも上位の前記マイナーバージョン番号を有する前記二次電池が接続された場合には、前記情報に記述されている、対応可能な上限の前記マイナーバージョン番号に対応する前記二次電池の電池特性に基づいて前記二次電池の放電量の制御および充電量の制御を実行する電池交換可能な電気機器。

【請求項2】

前記電力制御部は、対応可能な前記バージョン番号と前記二次電池のバージョン番号とが一致している場合には、前記情報に記述されている、最上位の前記マイナーバージョン番号に対応する前記二次電池の電池特性に基づいて前記二次電池の放電量の制御および充電量の制御を実行する請求項１に記載の電池交換可能な電気機器。

【請求項3】

前記電力制御部は、対応可能な前記マイナーバージョン番号より下位の前記マイナーバージョン番号を有する前記二次電池が接続された場合には、前記情報に記述されている最新の前記二次電池の電池特性に基づいて前記二次電池の放電量の制御および充電量の制御を実行する請求項１または２に記載の電池交換可能な電気機器。

【請求項4】

前記二次電池の放電量の制御および充電量の制御の少なくともいずれかに用いる第二閾値を記憶する記憶部を備え、
前記電力制御部は、前記情報に基づいて前記二次電池の放電量の制御および充電量の制御の少なくともいずれかに用いる第一閾値を設定する一方、前記二次電池の状態を示す複数の状態量のうち同一の状態量について前記第一閾値および前記第二閾値の両方が存在する場合には、前記第二閾値を採用して前記二次電池の充放電の制御を実行する請求項１から３のいずれか１項に記載の電池交換可能な電気機器。

【請求項5】

前記二次電池の放電量の制御および充電量の制御の少なくともいずれかに用いる第二閾値を記憶する記憶部を備え、
前記電力制御部は、前記情報に基づいて前記二次電池の放電量の制御および充電量の制御の少なくともいずれかに用いる第一閾値を設定する一方、前記二次電池の状態を示す複数の状態量のうち同一の状態量について前記第一閾値および前記第二閾値の両方が存在する場合には、前記二次電池にとって安全側の閾値を採用して前記二次電池の充放電の制御を実行する請求項１から３のいずれか１項に記載の電池交換可能な電気機器。

【請求項6】

前記二次電池の放電量の制御および充電量の制御の少なくともいずれかに用いる第二閾値を記憶する記憶部を備え、
前記電力制御部は、前記情報に基づいて前記二次電池の放電量の制御および充電量の制御の少なくともいずれかに用いる第一閾値を設定する一方、前記二次電池の状態を示す複数の状態量のうち同一の状態量について前記第一閾値および前記第二閾値の両方が存在する場合には、前記電気機器にとって安全側の閾値を採用して前記二次電池の充放電の制御を実行する請求項１から３のいずれか１項に記載の電池交換可能な電気機器。

【請求項7】

前記情報は、前記マイナーバージョン番号が大きいほど、
前記二次電池の温度上限値、
前記二次電池の温度下限値、
前記二次電池の放電電流上限値、
前記二次電池の充電電流上限値、
前記二次電池の放電電圧下限値、および
前記二次電池の充電電圧上限値のいずれかに対応する前記第一閾値を設定可能な情報をより多く含む請求項４から６のいずれか１項に記載の電池交換可能な電気機器。

【請求項8】

前記負荷として電動送風機を備える電気掃除機である請求項１から７のいずれか１項に記載の電池交換可能な電気機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明に係る実施形態は、電池交換可能な電気機器に関する。

【背景技術】

【0002】

二次電池が掃除機本体に装着されると、二次電池へ確認信号を送信し、この確認信号を切っ掛けに二次電池が送信する信号を受信信号として受信し、この受信信号と照合用情報とを比較して装着された二次電池の真贋を判断する電気掃除機が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－０６４０５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、蓄電池、充電式電池、および充電池とも呼ばれる二次電池は、鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・鉄蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、酸化銀・亜鉛蓄電池、コバルトチタンリチウム二次電池など多様な種類を含んでいる。それら二次電池における使用可能な温度範囲、放電電流上限値、充電電流上限値、放電電圧下限値、充電電圧上限値などの電池特性は、同一ではなく異なっている。また、それら二次電池のエネルギー効率を向上させる技術開発が進められている。つまり、異なる種類の二次電池は、異なる電池特性を有し、同じ種類の電池であっても、製造時期が異なれば異なる電池特性を有する場合がある。例えば、充電可否の温度範囲は、二次電池の種類によって異なり、また同一種の二次電池であっても製造時期によって異なる場合がある。

【0005】

異種間、同一種間を問わず、同一の照合用情報で二次電池の真贋を判断する場合には、従来の電気掃除機は、装着された二次電池の電池特性の差異を知ることができない。この場合、従来の電気掃除機は、装着された二次電池の性能を十分に活かすことができなかったり、装着された二次電池に許容される使用範囲を逸脱して寿命を損なったり、破損を招いたりする虞がある。

【0006】

他方、二次電池の電池特性に応じて照合用情報を異ならせる場合には、従来の電気掃除機は、既知の電池特性を有する二次電池に対応する複数の照合用情報を出荷時に予め記憶しておく必要がある。その場合、従来の電気掃除機は、既知の二次電池の電池特性に応じる適切な制御を実行可能である一方、将来的に開発される、未知の二次電池の電池特性に応じる適切な制御を実行することは難しい。

【0007】

例えば、既知の二次電池を第一照合用情報で識別し、この第一照合用情報に対応する電池特性を予め記憶しておくことで、第一照合用情報で識別される二次電池を適切に利用できる。しかしながら、出荷時点では未知であって、新たに開発される二次電池を第二照合用情報で識別した場合には、この第二照合用情報に対応する電池特性を予め記憶しておくこと、第二照合用情報で識別される二次電池を正規品と判断すること、はいずれも難しく、新開発の二次電池を適切に利用できない。

【0008】

また、例えば、既知の二次電池では、使用可能な温度範囲のみを監視して使用されていたところ、新たな二次電池では、使用可能な温度範囲に加えて放電電流上限値を監視することで、より好ましい使用が可能になるような場合、従来の電気掃除機は、照合用情報の変更による監視項目の付加に対応することも難しい。

【0009】

そこで、本発明は、電池特性の異なる種々の電池、および同じ種類であっても電池特性の異なる電池を、出荷時点で既知であるか未知であるかを問わず、より適切な設定で利用可能な電池交換可能な電気機器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る電池交換可能な電気機器は、二次電池を着脱可能な電池装着部と、前記電池装着部に装着された前記二次電池が蓄える電力で駆動される負荷と、前記電池装着部に装着された前記二次電池から前記二次電池に関する情報を取得可能な電池情報取得部と、前記電池情報取得部が取得する前記情報に基づいて前記二次電池の放電量の制御および充電量の制御の少なくともいずれかを実行する電力制御部と、を備えている。前記情報は、前記二次電池の電池特性に関連付けられるバージョン番号を含み、前記バージョン番号は、前記電池装着部に装着された前記二次電池から前記電力制御部へ電力が供給されることによって識別される、または前記電池情報取得部が取得する前記情報に記述されるメジャーバージョン番号と、同一の前記メジャーバージョン番号を有する前記二次電池の電池特性の変更および前記二次電池の電池特性の付加を識別可能なよう前記情報に記述されるマイナーバージョン番号と、を含んでいる。前記情報は、下位の前記マイナーバージョン番号に対応する前記二次電池の電池特性を包含している。前記電力制御部は、対応可能な前記バージョン番号に制限があって、同一の前記メジャーバージョン番号を有する前記二次電池の放電量の制御および充電量の制御に前記情報を利用可能である一方、対応可能な前記マイナーバージョン番号に上限があって、この上限よりも上位の前記マイナーバージョン番号を有する前記二次電池が接続された場合には、前記情報に記述されている、対応可能な上限の前記マイナーバージョン番号に対応する前記二次電池の電池特性に基づいて前記二次電池の放電量の制御および充電量の制御を実行する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る電池交換可能な電気機器の一例の斜視図。

【図2】本発明の実施形態に係る電池交換可能な電気機器のブロック図。

【図3】本発明の実施形態に係る電気機器の動作を示すフローチャート。

【図4】本発明の実施形態に係る電気機器に装着される二次電池のバージョン番号と電池特性との関連付けの一例を説明する図。

【図5】本実施形態に係る電気機器が実行する初期設定におけるバージョン照合処理のフローチャート。

【図6】本発明の実施形態に係る電気機器の動作設定処理を示すフローチャートの一例。

【図7】本発明の実施形態に係る電気機器の初期設定を示す他の例のフローチャート。

【図8】本発明の実施形態に係る電気機器の初期設定を示す他の例のフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明に係る電池交換可能な電気機器の実施形態について図１から図８を参照して説明する。なお、複数の図面中、同一または相当する構成には同一の符号が付されている。

【0013】

図１は、本発明の実施形態に係る電池交換可能な電気機器の一例の斜視図である。

【0014】

図１に示すように、本実施形態に係る電池交換可能な電気機器１は、着脱可能な電源としての二次電池２と、二次電池２が蓄える電力で駆動される負荷、例えば電動機３と、を備えている。二次電池２は、蓄電池、充電式電池、および充電池とも呼ばれる。電気機器１は、例えばスティック型の電気掃除機５であって、電動機３が一体化された負荷としての電動送風機６を備えている。

【0015】

電気掃除機５は、把手１１を有して手持ち操作可能な掃除機本体１２と、掃除機本体１２に着脱可能な二次電池２と、掃除機本体１２に接続される延長管１５と、延長管１５に接続される吸込口体１６と、を備えている。

【0016】

なお、電気機器１は、着脱可能な二次電池２を電源とするキャニスター型の電気掃除機５、アップライト型の電気掃除機５、またはハンディ型の電気掃除機５であっても良い。電気機器１は、電動機３の回転駆動力を利用する工具であっても良い。

【0017】

また、電気機器１、電気掃除機５、および掃除機本体１２は、掃除機本体１２を手に持つ使用者によって、様々な姿勢で利用される。そこで、図１中、実線矢印Ｐ方向視を平面視（上面視）とし、実線矢印Ｐの反対方向視を底面視とする。図１中、実線矢印Ｆ方向視を正面視（前面視）とし、実線矢印Ｆの反対方向視を背面視とする。図１中、実線矢印Ｌ方向視を左側面視とし、実線矢印Ｌの反対方向視を右側面視とする。

【0018】

掃除機本体１２は、把手１１を有する本体ケース１７と、本体ケース１７に収容されて吸込負圧を生じさせる電動送風機６と、本体ケース１７に着脱自在に設けられる塵埃分離集塵部１９と、二次電池２を着脱可能な電池装着部２１と、二次電池２の充電端子２２と、主に電動送風機６の駆動および二次電池２の充放電を制御する本体制御部２３と、を備えている。

【0019】

掃除機本体１２は、二次電池２が蓄える電力によって電動送風機６を駆動させ、電動送風機６の駆動によって負圧を発生させ、発生した吸込負圧を塵埃分離集塵部１９に作用させる。塵埃分離集塵部１９に作用する吸込負圧は、延長管１５、および吸込口体１６に順次に作用する。吸込口体１６に達した吸込負圧は、吸込口体１６の吸込口３１に作用する。吸込口３１に作用する吸込負圧は、床面から塵埃を含んだ空気（以下、「含塵空気」と呼ぶ。）を吸込口３１に吸い込む。吸込口３１に吸い込まれた含塵空気は、吸込口体１６および延長管１５を通じて塵埃分離集塵部１９へ流入する。塵埃分離集塵部１９は、吸込負圧によって吸い込まれる含塵空気から塵埃を分離し、分離後の塵埃を捕集し、蓄積するとともに塵埃が分離された空気を電動送風機６へ送る。電動送風機６は、塵埃が分離された空気を本体ケース１７外へ排気する。

【0020】

また、掃除機本体１２は、充電端子２２から供給される電力によって二次電池２を充電する。充電端子２２は、本体制御部２３の充電回路を介して二次電池２に接続されている。

【0021】

さらに、掃除機本体１２は、把手１１を握った使用者が、その手指を動かせる範囲に配置される入力部２７を備えている。

【0022】

本体ケース１７は、延長管１５の延長線上に配置され、かつ延長管１５の延長線に沿って延びる柱状の前部１７ａと、前部１７ａから下斜め後方へ垂れ下がる中央部１７ｂと、中央部１７ｂの背面の下半部から後方へ延びる筒状の後部１７ｃと、中央部１７ｂの背面の上半部から後方へ延び、円弧形状に湾曲して後部１７ｃの上面の後端に繋がる把手１１と、を備えている。

【0023】

本体ケース１７の前部１７ａと中央部１７ｂとは、協働して塵埃分離集塵部１９を着脱可能に保持している。塵埃分離集塵部１９は、全体で筒状の外観を有する。前部１７ａと中央部１７ｂとは、塵埃分離集塵部１９の中心線Ｃ、換言すると長手方向を延長管１５の中心線の延長線に平行させて塵埃分離集塵部１９を保持している。本体ケース１７に延長管１５および塵埃分離集塵部１９が装着された状態では、延長管１５の中心線の延長線および塵埃分離集塵部１９の中心線Ｃは、本体ケース１７を左右に実質的に均等に分断する中央縦断面上に配置されている。つまり、長手状の前部１７ａと筒状の塵埃分離集塵部１９とは、中心線が平行するように併設されている。

【0024】

本体ケース１７の前部１７ａは、延長管１５の長手方向、つまり延伸方向の延長上に配置されて管状に延びている。前部１７ａは、延長管１５を着脱可能な継手構造を備えている。前部１７ａは、掃除機本体１２の流体的な入口である本体接続口２５を有し、かつ延長管１５と塵埃分離集塵部１９とを流体的に接続している。掃除機本体１２から延長管１５を取り外すことによって、本体接続口２５は、掃除機本体１２を単体で使用する際の吸込口としても機能する。

【0025】

本体ケース１７の後部１７ｃは、電動送風機６および本体制御部２３を収容している。後部１７ｃは、電動送風機６の排気を本体ケース１７内から吐出させる排気口２６を有している。後部１７ｃの底部には、二次電池２を着脱可能な電池装着部２１が設けられている。

【0026】

本体ケース１７の中央部１７ｂは、前部１７ａに併設される塵埃分離集塵部１９の後端部の一部を覆い隠すように保持し、かつ塵埃分離集塵部１９と電動送風機６とを繋ぐ風路（図示省略）を収容している。中央部１７ｂは、実質的に直線状に延びる前部１７ａの後端部に連接して本体ケース１７の下斜め後方へ向かって膨らんでいる。中央部１７ｂは、本体ケース１７の後方へ向かって後ろ下がりに傾斜する外観を有している。

【0027】

把手１１は本体ケース１７に一体に設けられている。把手１１は、電気掃除機５で床面を掃除するために、使用者が手で把持する部分である。そのため、把手１１は、人の手指で把持し易い適宜の形状を有することが好ましい。

【0028】

把手１１は、本体ケース１７の前部１７ａと後部１７ｃとの間に架設されている。把手１１は、前部１７ａの後端から延長管１５の延長方向へ延び、かつ弧状に湾曲して後部１７ｃの後端部に繋がっている。把手１１と本体ケース１７の中央部１７ｂの背面との間、および把手１１と本体ケース１７の後部１７ｃの天面との間には、一続きの空間が、本体ケース１７の左右方向（幅方向）へ貫通している。この空間には、把手１１を握る使用者の手指、もっぱら人差し指、中指、薬指、および小指を含む四指が配置される。

【0029】

入力部２７は、把手１１の近傍であって、把手１１を握った使用者がその手指を動かせる範囲に設けられている。入力部２７は、電動送風機６の動作要求を受け付けるスイッチを備えている。このスイッチは、本体制御部２３に電気的に接続されている。電気掃除機５の使用者は、入力部２７を操作して電動送風機６の運転と停止とを交互に切り換えることができる。

【0030】

入力部２７は、電動送風機６の運転モードを切り換えるスイッチを備えていても良い。この場合、本体制御部２３は、運転モード切替スイッチから操作信号を受け取る度に運転モードを強→中→弱→強→中→弱→………の順に切り換える。なお、入力部２７は、運転モード切替スイッチに代えて、強運転スイッチ、中運転スイッチ、および弱運転スイッチを個別に備えていても良い。

【0031】

塵埃分離集塵部１９は、本体ケース１７の前部１７ａと本体ケース１７の中央部１７ｂとが成すＬ文字形状の収容空間に配置されている。塵埃分離集塵部１９は、掃除機本体１２に流れ込む含塵空気から塵埃を分離し、捕集し、蓄積する一方で、塵埃が除去された清浄な空気を電動送風機６へ送る。塵埃分離集塵部１９は、塵埃と空気との質量の差異を利用して塵埃と空気とを遠心分離する遠心分離方式である。塵埃分離集塵部１９の下流側に含塵空気から塵埃を濾し取る濾過分離方式のフィルターが設けられていても良い。

【0032】

また、塵埃分離集塵部１９は、本体ケース１７の前後方向に沿って筒状に延伸している。換言すると、塵埃分離集塵部１９は、本体ケース１７の前後方向に延びる中心線Ｃを有する筒形状の容器である。塵埃分離集塵部１９の中心線Ｃに沿う方向、塵埃分離集塵部１９の延伸方向、塵埃分離集塵部１９の長手方向は、実質的に同意であり、本体ケース１７の前後方向に実質的に一致している。したがって、塵埃分離集塵部１９の中心線Ｃは、延長管１５の中心線に実質的に平行している。また、塵埃分離集塵部１９は、本体ケース１７の前部１７ａに併設されている。つまり、塵埃分離集塵部１９の長手方向は、本体ケース１７の前部１７ａの長手方向に倣っている。塵埃分離集塵部１９の直径は、本体ケース１７の前部１７ａの幅寸法よりも大きく、塵埃分離集塵部１９は、本体ケース１７の前部１７ａよりも掃除機本体１２の左右方向（幅方向）に突出している。なお、掃除機本体１２の左右方向（幅方向）は、掃除機本体１２の中央縦断面の法線方向に相当する。筒状の塵埃分離集塵部１９の中心線Ｃは、掃除機本体１２の中央縦断面に実質的に含まれている。

【0033】

本体ケース１７の中央部１７ｂは、塵埃分離集塵部１９の排気側に流体的に接続される連結口と、連結口と電動送風機６とを流体的に接続する分離部下流風路管と、を備えている。中央部１７ｂは、塵埃分離集塵部１９と本体ケース１７の後部１７ｃとの間に挟み込まれている部位を含んでいる。この部位に連結口および分離部下流風路管が配置されている。

【0034】

連結口は、中央部１７ｂの正面を臨む部位に配置されている。連結口は、塵埃分離集塵部１９が本体ケース１７に装着された状態で、塵埃分離集塵部１９の後ろ側の端面に正対する。したがって、連結口は、塵埃分離集塵部１９が本体ケース１７に装着された状態で、塵埃分離集塵部１９の中心線Ｃの延長線上に配置される。

【0035】

電動送風機６の吸込側は、連結口および分離部下流風路管を介して塵埃分離集塵部１９に接続される。電動送風機６は、塵埃分離集塵部１９から空気を吸い込んで吸込負圧を発生させる。電動送風機６は、羽根車と、羽根車の回転駆動力を発生する電動機３と、電動機３から羽根車へ回転駆動力を伝達する回転軸と、を備えている。

【0036】

羽根車は、例えばターボファンであり、複数の羽根を備えている。それぞれの羽根は、円錐状のハブの中心部からハブの外縁部へ向かって徐々にハブの径方向へ向かって起立する、捻れた形状を有している。換言すると、それぞれの羽根は、前縁から後縁に掛けて翼型（airfoil）または翼断面（wing section）が変化する、いわゆる３次元翼である。羽根車は、吸込口を有するケースに覆われている。

【0037】

電動送風機６は、回転軸を中心とする円筒状、または円柱状の形状を有している。回転軸の中心線を本体ケース１７の前後方向へ向け、かつ吸込口を前方へ向けて本体ケース１７に収容されている。また、電動送風機６の回転軸の中心線は、実質的に塵埃分離集塵部１９の中心線Ｃの延長線上に配置されている。

【0038】

本体制御部２３は、電動送風機６の真後ろに配置されている。本体制御部２３は、マイクロプロセッサー、およびマイクロプロセッサーが実行する各種演算プログラム、パラメーターなどを記憶する記憶部としての記憶装置２８を備えている。複数の運転モードから電動送風機６の運転モードを択一的に選択可能な制御を実装する場合には、記憶装置２８は、予め設定される複数の運転モードに関連する種々の設定（引数）を記憶する。複数の運転モードは電動送風機６の出力に関連付けられている。それぞれの運転モードには、相互に異なる入力値（電動送風機６の入力値、電動送風機６に流れる電流目標値）が設定されている。それぞれの運転モードは、入力部２７が受け付ける動作要求に関連付けられている。本体制御部２３は、入力部２７の動作要求に対応する任意の運転モードを、予め設定される複数の運転モードから択一的に選択し、選択した運転モードの設定を記憶装置２８から読み出し、読み出した運転モードの設定にしたがって電動送風機６を運転する。

【0039】

なお、電動送風機６の入力値は、二次電池２の放電量に相当する。二次電池２の放電量は、二次電池２の放電電流または放電電圧の高低によって制御される。二次電池２の放電電流の高低によって二次電池２の放電量を制御することが簡便で好ましい。

【0040】

また、本体制御部２３は、掃除機本体１２の充電端子２２が電源、例えば充電器に接続された場合には、二次電池２の充電を制御する。二次電池２の充電量は、二次電池２の充電電流または充電電圧の高低によって制御される。

【0041】

二次電池２は、いわゆるバッテリーパックである。二次電池２が蓄える電力を放電することによって、電動送風機６や本体制御部２３が駆動され、二次電池２へ電力を充電することによって、電動送風機６や本体制御部２３で消費される電力が二次電池２に蓄えられる。二次電池２は、本体ケース１７に着脱できる。換言すると、電気掃除機５は、複数の二次電池２を適宜に交換して利用できる。電気掃除機５に装着されている二次電池２の充電率が低下した場合には、この二次電池２を、充電済みの二次電池２に交換することによって、電気掃除機５は、運転を継続できる。つまり、二次電池２は、本体ケース１７に装着したまま充電することもできるし、本体ケース１７から一旦取り外し、電気掃除機５とは異なる充電器に装着して充電し、充電後に本体ケース１７へ再装着することもできる。

【0042】

報知部２９は、本体制御部２３によって制御され、二次電池２の充電状態、例えば二次電池２が充電中であること、二次電池２が満充電であること、二次電池２の充電率が所定の充電率よりも低下し、いわゆる電池切れであること、を報知する。報知部２９は、例えば、文字などの情報を表示するディスプレイ、点灯または点滅するランプやＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）など電気掃除機５の使用者の視覚に訴えるもの、電気的に合成された音声やブザー音などを発する発音器など電気掃除機５の使用者の聴覚に訴えるもの、バイブレーターなど電気掃除機５の使用者の触覚に訴えるもの、の少なくともいずれかである。報知部２９は、入力部２７の近傍に設けられていることが好ましい。そのように配置することによって、報知内容の認知性が高められる。

【0043】

延長管１５および吸込口体１６は、電動送風機６から作用する負圧によって、床面上の塵埃を空気とともに吸い込んで掃除機本体１２へ案内する。

【0044】

延長管１５は、本体ケース１７の本体接続口２５および塵埃分離集塵部１９を介して電動送風機６の吸込側に流体的に接続されている。延長管１５は、使用者が掃除機本体１２の把手１１を把持した状態で実質的に床面に届く長さを有する。延長管１５の一方の端部は、掃除機本体１２の本体接続口２５に着脱自在な継手構造を有している。延長管１５の他方の端部は、掃除機本体１２の吸込口体１６を着脱自在な継手構造を有している。延長管１５は、伸縮可能であっても良いし、伸縮不能な一定の長さを有していても良い。

【0045】

吸込口体１６は、木床やカーペットなどの床面上を走行自在または滑走自在であり、走行状態または滑走状態において床面に対向する底面に吸込口３１を有する。また、吸込口体１６は、吸込口３１に配置される回転自在な回転清掃体３２と、回転清掃体３２を駆動させる電動機３３と、を備えている。吸込口体１６の一方の端部は、延長管１５の他方の端部に着脱自在な継手構造を有している。吸込口体１６は、延長管１５を介して電動送風機６の吸込側に流体的に接続されている。吸込口体１６、延長管１５、および塵埃分離集塵部１９は、電動送風機６から吸込口３１へ至る吸込風路である。

【0046】

なお、吸込口体１６は、電動機３３に代えて回転清掃体３２を駆動させる風車（図示省略）を備えていても良い。この風車は、電気掃除機５に吸い込まれる空気の流動によって回転し、回転清掃体３２を駆動させる。

【0047】

電気掃除機５は、電動送風機６が停止している状態で入力部２７が操作されると、電動送風機６を始動させる。運転モード切替スイッチが実装されている場合には、電気掃除機５は、先ず電動送風機６を強運転モードで始動させ、運転モード切替スイッチが操作されると電動送風機６の運転モードを中運転モードに変更し、再度、運転モード切替スイッチが操作されると電動送風機６の運転モードを弱運転モードに変更し、以下同様に繰り返す。強運転モード、中運転モード、および弱運転モードは、予め設定される複数の運転モードである。電動送風機６に対する入力値は、強運転モードが最も大きく、弱運転モードが最も小さい。始動した電動送風機６は、塵埃分離集塵部１９から空気を吸込み、塵埃分離集塵部１９内を負圧にする。

【0048】

塵埃分離集塵部１９内の負圧は、本体接続口２５、延長管１５、および吸込口体１６を順次に通じて吸込口３１に作用する。電気掃除機５は、吸込口３１に作用した負圧によって、被掃除面上の塵埃を空気とともに吸い込んで被掃除面を掃除する。塵埃分離集塵部１９は、電気掃除機５に吸い込まれた含塵空気から塵埃を分離し、蓄積する一方で、含塵空気から分離した空気を電動送風機６へ送る。電動送風機６は、塵埃分離集塵部１９から吸い込んだ空気を掃除機本体１２外へ排気する。

【0049】

図２は、本発明の実施形態に係る電池交換可能な電気機器のブロック図である。

【0050】

図２に示すように、本実施形態に係る電気機器１は、二次電池２を着脱可能な電池装着部２１と、電池装着部２１に装着された二次電池２から二次電池２に関する情報を取得可能な電池情報取得部４１と、二次電池２の状態を取得可能な電池状態取得部４２と、電池装着部２１に装着された二次電池２が蓄える電力で駆動される負荷としての電動機３と、電池情報取得部４１が取得する情報に基づいて二次電池２の放電量の制御および充電量の制御の少なくともいずれかを実行する電力制御部としての本体制御部２３と、入力部２７と、を備えている。なお、説明の便宜のため「二次電池２に関する情報」を以下「電池特性情報」と言う。「二次電池２に関する情報」と同意である「電池情報取得部４１が取得する情報」も以下「電池特性情報」と言う。

【0051】

電池装着部２１は、電気機器１の本体、つまり電気掃除機５の掃除機本体１２に設けられている。電池装着部２１は、二次電池２を機械的に着脱可能に保持する機構と、二次電池２と電気機器１内の電気回路とを電気的に接続する端子と、を備えている。電池装着部２１の機械的な機構は、例えば嵌合された二次電池２に解除可能なロックを掛けて二次電池２の離脱および脱落を防ぐ。

【0052】

二次電池２は、バッテリーパックであって、少なくとも１つの素電池４５と、電池特性情報が記された情報記録部４６と、を備えている。

【0053】

素電池４５は、鉛蓄電池、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・鉄蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、酸化銀・亜鉛蓄電池、コバルトチタンリチウム二次電池など多様な種類から採用される。電気機器１の負荷に所望の電力を供給するために、複数の素電池４５が二次電池２に搭載される。二次電池２に複数の素電池４５を搭載する場合には、複数の素電池４５は、実質的に同一の電池特性を有することが好ましい。

【0054】

電池特性情報は、使用可能な温度上限値、使用可能な温度下限値、使用可能な温度上限値と温度下限値とを組み合わせた温度範囲、放電電流上限値、充電電流上限値、放電電圧下限値、充電電圧上限値などの二次電池２の電池特性の少なくとも１つ、または、二次電池２の電池特性の少なくとも１つを算出するための根拠情報を含んでいる。なお、二次電池２の電池特性は、素電池４５の電池特性に基づいている。説明の便宜のため、以下の説明では、二次電池２の電池特性そのもの、および二次電池２の電池特性を算出するための根拠情報を、一括して「二次電池２の電池特性」と記載する。

【0055】

また、二次電池２が分類のための文字、数字、記号、またはこれらを組み合わせたコードで識別可能な電池特性を有する素電池４５を搭載している場合には、電池特性情報は、このコード、および素電池４５の数量を含む情報であっても良い。その場合には、記憶装置２８は、コード、およびコードで識別される素電池４５の電池特性を関連付けたテーブル情報を記憶するテーブルデータ記憶部である。

【0056】

さらに、電池特性情報は、二次電池２の電池特性に関連付けられるバージョン番号５１を含んでいる。つまり、二次電池２は、バージョン番号５１によってバージョン管理されている。バージョン番号５１は、メジャーバージョン番号５２と、マイナーバージョン番号５３と、を有している。

【0057】

図２において「ＡＡＡ」の文字列で記述されるメジャーバージョン番号５２は、電池装着部２１に装着された二次電池２から本体制御部２３へ電力が供給されることによって識別される機械的、および電気的なインタフェースの整合であっても良いし、電池情報取得部４１が取得する電池特性情報に記述される情報であっても良い。

【0058】

図２において「ＢＢＢ」の文字列で記述されるマイナーバージョン番号５３は、同一のメジャーバージョン番号５２を有する二次電池２の電池特性の変更および二次電池２の電池特性の付加を識別可能なよう電池特性情報に記述される情報である。

【0059】

なお、図２では、メジャーバージョン番号５２とマイナーバージョン番号５３とを区別しやすいよう、メジャーバージョン番号５２とマイナーバージョン番号５３との間に「．」（ピリオド、ドット）を記載した。

【0060】

メジャーバージョン番号５２が機械的、および電気的なインタフェースの整合で規定される場合、二次電池２が電池装着部２１に装着可能であり、かつ二次電池２と本体制御部２３とが電気的に正常に電力および信号を授受可能であれば、その二次電池２は、電気機器１の本体、つまり掃除機本体１２が対応可能なメジャーバージョン番号５２を有していると解釈する。

【0061】

情報で記述されるメジャーバージョン番号５２およびマイナーバージョン番号５３は、単純な整数値であっても良いし、分類のための文字、数字、記号、またはこれらを組み合わせたコードであっても良い。これら番号５２、５３は、過去から未来へ時系列に昇順、または降順に付与される。昇順および降順のいずれで付与される場合であっても、時系列において過去のものを下位とし、未来のものを上位として管理される。

【0062】

そして、メジャーバージョン番号５２が情報で記述される場合、電池情報取得部４１を介して二次電池２から取得されるメジャーバージョン番号５２と記憶装置２８に記憶されているメジャーバージョン番号５２とが一致していれば、その二次電池２は、電気機器１の本体、つまり掃除機本体１２が対応可能なメジャーバージョン番号５２を有していると解釈する。

【0063】

また、メジャーバージョン番号５２が情報で記述される場合、二次電池２と本体制御部２３との間で信号を授受し合って二次電池２の真贋を判断し、装着された二次電池２が正規品であると判断されれば、その二次電池２は、電気機器１の本体、つまり掃除機本体１２が対応可能なメジャーバージョン番号５２を有していると解釈しても良い。

【0064】

情報記録部４６は、例えば非接触型ICチップ、一次元バーコード、二次元バーコードなど非接触で電池特性情報を提供可能な記録媒体、または記録方式であっても良いし、接触型ICチップなど接触して電池特性情報を提供可能な記録媒体、または記録方式であっても良い。また、情報記録部４６は、二次電池２に内蔵されて電池特性情報を記憶するメモリーであっても良い。

【0065】

電池情報取得部４１は、例えば非接触型ICチップのリーダー、一次元バーコードのリーダー、二次元バーコードのリーダー、接触型ICチップのリーダーであり、二次電池２に内蔵または貼付されている情報記録部４６から電池特性情報を読み取り可能な装置である。電池情報取得部４１は、信号線を介して二次電池２に内蔵されるメモリーから電池特性情報を取得する入力装置であっても良い。

【0066】

電池状態取得部４２は、二次電池２の状態として二次電池２の温度、二次電池２の放電電流、放電電圧、二次電池２の充電電流、充電電圧などの監視項目の少なくともいずれかを測定する。電池状態取得部４２は、監視項目の物理量を測定するセンサー部と、センサー部の出力を読み取って監視項目の物理量に変換する回路と、を備えている。そして、電池状態取得部４２は、センサー部および回路を二次電池２側に設けるのか、掃除機本体１２側に設けるのか、二次電池２側および掃除機本体１２側に別々に設けるのか、によって大きく３つの方式に分類される。第一取得方式の電池状態取得部４２は、二次電池２側に設けられるセンサー部と、掃除機本体１２側に設けられる回路と、を備えている。第一取得方式は、例えば、二次電池２内に設けられて素電池４５の温度を測定するサーミスターと、掃除機本体１２内に設けられてサーミスターの抵抗値を読み取って温度に変換する回路と、を備えている。第二取得方式の電池状態取得部４２は、掃除機本体１２側に設けられるセンサー部と、掃除機本体１２側に設けられる回路と、を備えている。第二取得方式は、例えば、掃除機本体１２内に設けられて二次電池２から負荷への放電電流を測定するシャント抵抗と、掃除機本体１２内に設けられてシャント抵抗の抵抗値を読み取って放電電流に変換する回路と、を備えている。第三取得方式の電池状態取得部４２は、二次電池２側に設けられるセンサー部と、二次電池２側に設けられる回路と、を備えている。第三取得方式の電池状態取得部４２は、回路で変換した物理量を電気信号に変換して掃除機本体１２側の回路へ出力する。第三取得方式は、例えば、二次電池２内に設けられて素電池４５の温度を測定するサーミスターと、二次電池２内に設けられてサーミスターの抵抗値を読み取って温度に変換し、この測定温度を掃除機本体１２側の回路へ出力する回路と、を備えている。

【0067】

図３は、本発明の実施形態に係る電気機器の動作を示すフローチャートである。

【0068】

図３に示すように、本実施形態に係る電気機器１の本体制御部２３は、二次電池２が掃除機本体１２の電池装着部２１に装着されると、二次電池２から供給される電力で起動する。

【0069】

なお、二次電池２のメジャーバージョン番号５２が機械的、および電気的なインタフェースの整合で規定される場合、電気機器１の本体、つまり掃除機本体１２が対応可能なメジャーバージョン番号５２と二次電池２のメジャーバージョン番号５２とが一致していれば、本体制御部２３が起動する。掃除機本体１２が対応可能なメジャーバージョン番号５２と二次電池２のメジャーバージョン番号５２とが不一致していれば、本体制御部２３は起動できない。

【0070】

起動した本体制御部２３は、電池情報取得部４１を介して電池特性情報を取得し（ステップＳ１）、電気機器１の初期設定を行う（ステップＳ２）。初期設定では、負荷である電動送風機６の動作状態が「停止」に設定され、入力部２７の動作要求が「操作なし」に設定される。

【0071】

また、初期設定では、二次電池２のバージョン番号５１に依拠して二次電池２の充放電の制御に用いる二次電池２の電池特性が設定される。

【0072】

電池特性情報が二次電池２の電池特性そのものを記述している場合には、二次電池２の電池特性の少なくとも１つが電池特性情報から設定される。電池特性情報が二次電池２の電池特性を算出するための根拠情報を記述している場合には、二次電池２の電池特性の少なくとも１つが電池特性情報から算出されて設定される。説明の便宜のため、例えば二次電池２の使用可能な温度上限値および温度下限値が設定されるものとする。

【0073】

なお、初期設定される二次電池２の電池特性は、素電池４５の電池特性に対して安全マージンを見込んだ値であることが好ましい。例えば、電池特性情報から取得される二次電池２の使用可能な温度上限値が素電池４５の電池特性そのものである摂氏７０度の場合には、初期設定される二次電池２の使用可能な温度上限値は、摂氏７０度であっても良いし、安全マージンを見込んだ摂氏６９度であっても良い。また、電池特性情報は、予め安全マージンを見込んだ値である摂氏６９度に設定されていても良い。

【0074】

さらに、電池特性情報が二次電池２の素電池４５を識別するコードと、素電池４５の数量と、を含んでいる場合には、記憶装置２８が記憶するテーブルデータと電池特性情報とを照合して、二次電池２の電池特性の少なくとも１つが設定される。

【0075】

次いで、本体制御部２３は、入力部２７の操作を検知すると、入力部２７の動作要求を「操作あり」に設定し（ステップＳ３）、電池状態取得部４２を介して二次電池２の状態、ここでは二次電池２の温度を取得する（ステップＳ４）。

【0076】

次いで、本体制御部２３は、入力部２７の動作要求の内容、および二次電池２の状態と二次電池２の電池特性との比較結果に基づいて電動送風機６の動作状態を設定する（ステップＳ５）。ステップＳ５の動作設定処理では、入力部２７の動作要求の内容、および二次電池２の状態と二次電池２の電池特性との比較結果に基づいて電動送風機６の動作状態が「停止」または「運転」に設定される。

【0077】

なお、説明の便宜のために電動送風機６の動作状態を「停止」または「運転」のいずれかとして以下の説明をするが、電動送風機６の動作状態は、電動送風機６の運転モードを含んでいても良い。つまり、電動送風機６の動作状態は、「停止」、「強モード運転」、「中モード運転」、および「弱モード運転」のように、２つ以上の運転状態を含んでいても良い。その場合には、入力部２７の動作要求は、「操作なし」、「操作あり」に加えて、「強モード操作あり」、「中モード操作あり」、および「弱モード操作あり」のように、運転モードを選択する操作を含んでいることが好ましい。

【0078】

次いで、本体制御部２３は、電動送風機６の動作状態に従って電動送風機６の運転を制御する（ステップＳ６）。換言すると、本体制御部２３は、電動送風機６の動作状態に従って二次電池２の放電量を制御する。

【0079】

そして、本体制御部２３は、ステップＳ３からステップＳ６を予め定める周期で繰り返す。

【0080】

ここで、電池特性情報に記述されるバージョン番号５１と電池特性との関連付けについて説明する。

【0081】

図４は、本発明の実施形態に係る電気機器に装着される二次電池のバージョン番号と電池特性との関連付けの一例を説明する図である。

【0082】

図４に示すように、バージョン番号５１が「１．０」であり、電池特性として使用可能な温度上限値が記述された電池特性情報を有する二次電池２と、このバージョン「１．０」の二次電池２を適切に制御可能な電気機器１の本体がある。このバージョン「１．０」対応の本体は、二次電池２の温度を監視し、この温度が温度上限値より大きくなることのないようバージョン「１．０」の二次電池２を放電させたり、充電したりする。

【0083】

その後、バージョン番号５１が「１．１」であり、電池特性として使用可能な温度上限値と温度下限値とが記述された電池特性情報を有する二次電池２と、このバージョン「１．１」の二次電池２を適切に制御可能な電気機器１の本体が製造可能になったとする。バージョン「１．１」の二次電池２は、バージョン「１．０」の二次電池２の上位バージョンの二次電池２であり、バージョン「１．０」の二次電池２は、バージョン「１．１」の二次電池２の下位バージョンの二次電池２である。「温度上限値」は、バージョン「１．０」の二次電池２およびバージョン「１．１」の二次電池２で共通する。換言すると、バージョン「１．１」の二次電池２に記述される電池特性情報は、下位のバージョン「１．０」の電池特性を包含している。バージョン「１．０」の電池特性情報は「温度下限値」を含まず、上位のバージョン「１．１」の電池特性情報は「温度下限値」を含んでいる。 バージョン「１．１」対応の本体は、二次電池２の温度を監視し、この温度が温度上限値より大きくなることのないよう、かつ温度下限値よりも小さくなることのないようバージョン「１．１」の二次電池２を放電させたり、充電したりする。

【0084】

次いで、ステップＳ２の初期設定処理におけるバージョン照合処理および電池特性の設定処理ついて説明する。

【0085】

図５は、本実施形態に係る電気機器が実行する初期設定におけるバージョン照合処理のフローチャートである。

【0086】

図５は、図３のステップＳ２の初期設定の一部を詳細に示している。図５に示すように、本実施形態に係る電気機器１の本体制御部２３は、対応可能なバージョン番号５１に制限を有している。本体制御部２３は、同一のメジャーバージョン番号５２を有する二次電池２の放電量の制御および充電量の制御に電池特性情報を利用可能である一方、対応可能なマイナーバージョン番号５３に上限がある。本体制御部２３は、この上限よりも上位のマイナーバージョン番号５３を有する二次電池２が接続された場合には、電池特性情報に記述されている、対応可能な上限のマイナーバージョン番号５３に対応する電池特性に基づいて二次電池２の放電量の制御および充電量の制御を実行する。

【0087】

また、本体制御部２３は、対応可能なバージョン番号５１と二次電池２のバージョン番号５１とが一致している場合には、電池特性情報に記述されている、最上位のマイナーバージョン番号５３に対応する電池特性に基づいて二次電池２の放電量の制御および充電量の制御を実行する。

【0088】

さらに、本体制御部２３は、対応可能なマイナーバージョン番号５３より下位のマイナーバージョン番号５３を有する二次電池２が接続された場合には、二次電池２の電池特性情報に記述されている最新の電池特性に基づいて二次電池２の放電量の制御および充電量の制御を実行する。

【0089】

なお、電池特性情報に記述されている最新の電池特性は、最上位のマイナーバージョン番号５３に対応する電池特性に相当する。したがって、本体制御部２３は、対応可能なマイナーバージョン番号５３と同位または下位のマイナーバージョン番号５３を有する二次電池２が接続された場合には、二次電池２の電池特性情報に記述されている、最上位のマイナーバージョン番号５３に対応する電池特性に基づいて二次電池２の放電量の制御および充電量の制御を実行する。

【0090】

具体的には、本体制御部２３は、二次電池２の電池特性を設定する前に、先ず二次電池２の電池特性情報からバージョン番号５１を取得し（ステップＳ１１）、二次電池２のメジャーバージョン番号５２と本体が対応可能なメジャーバージョン番号５２とが一致するか否かを判断する（ステップＳ１２）。二次電池２のメジャーバージョン番号５２が機械的、および電気的なインタフェースの整合で規定される場合、ステップＳ１２は省略できる。例えば、バージョン番号「１．Ｎ」（Ｎは任意のマイナーバージョン番号５３）対応の本体では、二次電池２のメジャーバージョン番号５２が「１」の場合には、ステップＳ１２の判断が肯定され、メジャーバージョン番号５２が「１」以外の場合には、ステップＳ１２の判断が否定される。

【0091】

二次電池２のメジャーバージョン番号５２と本体が対応可能なメジャーバージョン番号５２とが不一致する場合には（ステップＳ１２ Ｎｏ）、本体制御部２３は、ステップＳ２を異常終了させる。ステップＳ２が異常終了する場合には、本体制御部２３は、入力部２７の動作要求に係わらず、電動送風機６の運転を行わない。なお、ステップＳ１１、Ｓ１２は、二次電池２のメジャーバージョン番号５２と本体が対応可能なメジャーバージョン番号５２とが一致するか否かにかかわらず、二次電池２から供給される電源で本体制御部２３を起動し、処理されることが好ましい。

【0092】

他方、二次電池２のメジャーバージョン番号５２と本体が対応可能なメジャーバージョン番号５２とが一致する場合には（ステップＳ１２ Ｙｅｓ）、本体制御部２３は、二次電池２のマイナーバージョン番号５３が、本体が対応可能なマイナーバージョン番号５３より大きいか否かを判断する（ステップＳ１３）。本体が対応可能なマイナーバージョン番号５３は、本体が対応可能な上限のマイナーバージョン番号５３と同意である。

【0093】

そして、二次電池２のマイナーバージョン番号５３が、本体が対応可能なマイナーバージョン番号５３より大きい場合には（ステップＳ１３ Ｙｅｓ）、本体制御部２３は、電池特性情報に記述されている、本体が対応可能な上限のマイナーバージョン番号５３に対応する電池特性に基づいて、二次電池２の充放電の制御に用いる第一閾値を設定し（ステップＳ１４）、ステップＳ２を終了させる。この場合、電池特性情報に記述されている電池特性のうち、本体が対応可能な上限のマイナーバージョン番号５３より大きいマイナーバージョン番号５３に関連付けられている電池特性は、二次電池２の充放電の制御に用いられない。

【0094】

換言すると、上位バージョンの二次電池２を下位バージョン対応の本体に装着した場合、つまり、バージョン「１．１」の二次電池２をバージョン「１．０」対応の本体に装着した場合には、本体は、バージョン「１．１」の二次電池２に記述される電池特性情報から、対応可能な上限であるバージョン「１．０」の二次電池２と共通する電池特性のみを利用してバージョン「１．１」の二次電池２を制御する。

【0095】

図４に示すように、バージョン「１．１」の二次電池２の電池特性情報は、「温度上限値」、および「温度下限値」を含んでいるが、バージョン「１．１」の二次電池２をバージョン「１．０」対応の本体に装着した場合（図４中の矢印Ａ）には、本体制御部２３は、二次電池２の温度を監視し、この温度が温度上限値より大きくなることのないようバージョン「１．１」の二次電池２を放電させたり、充電したりする一方、温度下限値に係る判断を行わない。

【0096】

他方、二次電池２のマイナーバージョン番号５３が、本体が対応可能なマイナーバージョン番号５３以下の場合には（ステップＳ１３ Ｎｏ）、本体制御部２３は、電池特性情報に記述されている、最上位のマイナーバージョン番号５３に対応する電池特性に基づいて、二次電池２の充放電の制御に用いる第一閾値を設定し（ステップＳ１５）、ステップＳ２を終了させる。電池特性情報に記述されている、最上位のマイナーバージョン番号５３に対応する電池特性は、電池特性情報に記述されている最新の電池特性に相当する。

【0097】

換言すると、下位バージョンの二次電池２を上位バージョン対応の本体に装着した場合、つまり、バージョン「１．０」の二次電池２をバージョン「１．１」対応の本体に装着した場合には、本体は、バージョン「１．０」の二次電池２に記述される電池特性情報を利用してバージョン「１．0」の二次電池２を制御する。

【0098】

図４に示すように、バージョン「１．０」の二次電池２の電池特性情報は、「温度上限値」を含む一方、「温度下限値」を含んでいない。バージョン「１．０」の二次電池２をバージョン「１．１」対応の本体に装着した場合には（図４中の矢印Ｂ）、本体制御部２３は、二次電池２の温度を監視し、この温度が温度上限値より大きくなることのないようバージョン「１．０」の二次電池２を放電させたり、充電したりする一方、温度下限値に係る判断を行わない。

【0099】

なお、バージョン「１．０」の二次電池２の温度上限値とバージョン「１．１」の二次電池２の温度上限値とは、異なっていても良い。そのような場合には、本体が対応可能なバージョン番号５１と同位、または下位のバージョン番号５１に適合する温度上限値のうち、最新の情報が利用される。

【0100】

また、図４に例示されているとおり、電池特性情報は、二次電池２のバージョン番号５１が大きいほど、記述される二次電池２の電池特性が多い。電池特性情報は、マイナーバージョン番号５３が大きいほど、二次電池２の電池特性のいずれかに対応する第一閾値を設定可能な情報をより多く含んでいる。

【0101】

次いで、ステップＳ５の動作設定処理について説明する。

【0102】

図６は、本発明の実施形態に係る電気機器の動作設定処理を示すフローチャートの一例である。

【0103】

図６は、図３のステップＳ５の動作設定処理を詳細に示している。図６に示すように、本実施形態に係る電気機器１の本体制御部２３は、入力部２７の動作要求が「操作あり」の場合には（ステップＳ２１ Ｙｅｓ）、入力部２７の動作要求を「操作なし」に設定する（ステップＳ２２）。

【0104】

次いで、本体制御部２３は、電動送風機６の動作状態を判断する（ステップＳ２３）。本体制御部２３は、電動送風機６の動作状態が「運転」の場合には（ステップＳ２３ Ｙｅｓ）、電動送風機６の動作状態を「停止」に設定し（ステップＳ２４）、電動送風機６の動作状態が「停止」の場合には（ステップＳ２３ Ｎｏ）、電動送風機６の動作状態を「運転」に設定し（ステップＳ２５）、二次電池２のマイナーバージョン番号５３の照合処理へ移行する（ステップＳ２７）。

【0105】

また、本体制御部２３は、入力部２７の動作要求が「操作なし」（ステップＳ２１ Ｎｏ）、かつ電動送風機６の動作状態が「運転」の場合には（ステップＳ２６ Ｙｅｓ）、二次電池２のマイナーバージョン番号５３の照合処理へ移行する（ステップＳ２７）。本体制御部２３は、入力部２７の動作要求が「操作なし」（ステップＳ２１ Ｎｏ）、かつ電動送風機６の動作状態が「停止」（ステップＳ２６ Ｎｏ）の場合には、ステップＳ５の動作設定処理を終了する。

【0106】

次いで、本体制御部２３は、二次電池２のマイナーバージョン番号５３が、本体が対応可能なマイナーバージョン番号５３より大きいか否かを判断する（ステップＳ２７）。二次電池２のマイナーバージョン番号５３が、本体が対応可能なマイナーバージョン番号５３より大きい場合には（ステップＳ２７ Ｙｅｓ）、本体制御部２３は、二次電池２の状態とステップＳ１４で設定した第一閾値との比較処理を実行する（ステップＳ２８）。

【0107】

例えば、バージョン「１．１」の二次電池２がバージョン「１．０」対応の本体に装着されている場合には（図４中の矢印Ａ）、本体制御部２３は、二次電池２の状態として電池状態取得部４２を介して取得する二次電池２の温度と、第一閾値である二次電池２の温度上限値と、を比較する。本体制御部２３は、二次電池２の温度が二次電池２の温度上限値より大きい場合、つまり（二次電池２の温度）＞（二次電池２の温度上限値）の場合には、二次電池２の状態と第一閾値との比較処理を肯定し（ステップＳ２８ Ｙｅｓ）、電動送風機６の動作状態を「停止」に設定して（ステップＳ２９）ステップＳ５の動作設定処理を終了する。このとき、バージョン「１．０」対応の本体制御部２３は、バージョン「１．１」の二次電池２が有している「温度下限値」を比較処理に利用しない。

【0108】

本体制御部２３は、二次電池２の温度が二次電池２の温度上限値以下の場合、つまり（二次電池２の温度）≦（二次電池２の温度上限値）の場合には、二次電池２の状態と第一閾値との比較処理を否定し（ステップＳ２８ Ｎｏ）、電動送風機６の動作状態を「運転」に維持したまま、ステップＳ５の動作設定処理を終了する。

【0109】

他方、二次電池２のマイナーバージョン番号５３が、本体が対応可能なマイナーバージョン番号５３以下の場合には（ステップＳ２７ Ｎｏ）、本体制御部２３は、二次電池２の状態とステップＳ１５で設定した第一閾値との比較処理を実行する（ステップＳ３０）。

【0110】

例えば、バージョン「１．１」の二次電池２がバージョン「１．１」対応の本体に装着されている場合には、本体制御部２３は、二次電池２の状態として電池状態取得部４２を介して取得する二次電池２の温度と、第一閾値である二次電池２の温度下限値と、を比較する。本体制御部２３は、二次電池２の温度が二次電池２の温度下限値より小さい場合、つまり（二次電池２の温度）＜（二次電池２の温度下限値）の場合には、二次電池２の状態と第一閾値との比較処理を肯定し（ステップＳ３０ Ｙｅｓ）、電動送風機６の動作状態を「停止」に設定して（ステップＳ３１）ステップＳ５の動作設定処理を終了する。

【0111】

また、本体制御部２３は、二次電池２の温度が二次電池２の温度下限値以上の場合、つまり（二次電池２の温度）≧（二次電池２の温度下限値）の場合には、本体制御部２３は、二次電池２の温度と、もう一つの第一閾値である二次電池２の温度上限値と、を比較する。この比較処理は、バージョン「１．０」対応の本体制御部２３と同じ処理である。本体制御部２３は、二次電池２の温度が二次電池２の温度上限値より大きい場合、つまり（二次電池２の温度）＞（二次電池２の温度上限値）の場合には、二次電池２の状態と第一閾値との比較処理を肯定し（ステップＳ３０ Ｙｅｓ）、電動送風機６の動作状態を「停止」に設定して（ステップＳ３１）ステップＳ５の動作設定処理を終了する。

【0112】

さらに、本体制御部２３は、二次電池２の温度が二次電池２の温度上限値以下の場合、つまり（二次電池２の温度）≦（二次電池２の温度上限値）の場合には、二次電池２の状態と第一閾値との比較処理を否定し（ステップＳ３０ Ｎｏ）、電動送風機６の動作状態を「運転」に維持したまま、ステップＳ５の動作設定処理を終了する。

【0113】

また、バージョン「１．０」の二次電池２がバージョン「１．１」対応の本体に装着されている場合には（図４中の矢印Ｂ）、本体制御部２３は、二次電池２の状態として電池状態取得部４２を介して取得する二次電池２の温度と、第一閾値である二次電池２の温度上限値と、を比較する。このとき、バージョン「１．０」の二次電池２は、バージョン「１．１」対応の本体制御部２３が比較処理に利用可能な「温度下限値」を含んでいない。そこで、バージョン「１．１」対応の本体制御部２３は、バージョン「１．０」の二次電池２が含んでいない「温度下限値」を二次電池２の状態と第一閾値との比較処理に利用しない。

【0114】

つまり、本体制御部２３は、二次電池２の温度が二次電池２の温度上限値より大きい場合、つまり（二次電池２の温度）＞（二次電池２の温度上限値）の場合には、二次電池２の状態と第一閾値との比較処理を肯定し（ステップＳ３０ Ｙｅｓ）、電動送風機６の動作状態を「停止」に設定して（ステップＳ３１）ステップＳ５の動作設定処理を終了する。

【0115】

また、本体制御部２３は、二次電池２の温度が二次電池２の温度上限値以下の場合、つまり（二次電池２の温度）≦（二次電池２の温度上限値）の場合には、二次電池２の状態と第一閾値との比較処理を否定し（ステップＳ３０ Ｎｏ）、電動送風機６の動作状態を「運転」に維持したまま、ステップＳ５の動作設定処理を終了する。

【0116】

なお、ステップＳ２８、Ｓ３０において、二次電池２の状態が二次電池２の電池特性、つまり電池情報取得部４１を介して取得する電池特性情報から設定される第一閾値（温度条件）を逸脱すると、直ちに電動送風機６の動作状態を「停止」に設定したが、電動送風機６入力を段階的に減少させる、つまり二次電池２の放電量を段階的に減少させて二次電池２の状態を継続監視し、所定時間経過後に二次電池２の状態が第一閾値を逸脱すれば、負荷である電動送風機６を停止させ、二次電池２の状態が第一閾値内に納まれば、負荷である電動送風機６の運転を維持しても良い。

【0117】

以上のように構成される本実施形態に係る本体制御部２３は、二次電池２のバージョン番号５１と本体が対応可能なバージョン番号５１との照合処理に基づいて二次電池２の電池特性を設定し（ステップＳ２）、二次電池２の状態と二次電池２の電池特性との比較処理を実行する（ステップＳ５）。この比較処理において、本体制御部２３は、二次電池２の状態が二次電池２の電池特性、つまり電池情報取得部４１を介して取得する電池特性情報から設定される第一閾値を逸脱すれば、負荷である電動送風機６の入力を下げ、または電動送風機６を停止させ、二次電池２の状態が第一閾値内にあれば、負荷である電動送風機６の運転を維持する。つまり、本体制御部２３は、電池情報取得部４１を介して二次電池２から取得するバージョン番号５１と第一閾値とを用いて二次電池２の放電量を制御する。そのような制御は、第一閾値として温度上限値および温度下限値からなる温度範囲、放電電流上限値、放電電圧下限値などの電池特性を閾値として二次電池２の放電量（負荷への給電量と同意）を制御する場合であっても同様に実行できる。また、そのような制御は、温度範囲、充電電流上限値、充電電圧上限値などの電池特性を第一閾値として二次電池２の充電量を制御する場合であっても同様に実行できる。

【0118】

換言すると、本体制御部２３は、電池情報取得部４１を介して二次電池２から取得する電池特性情報に基づいて二次電池２の放電量の制御および充電量の制御の少なくともいずれかに用いる第一閾値を設定し、かつ電池状態取得部４２で取得する二次電池２の状態が放電量の第一閾値を超える場合には、二次電池２の放電量を減じ、または放電を終了させ、電池状態取得部４２で取得する二次電池２の状態が充電量の第一閾値を超える場合には、二次電池２の充電量を減じ、または充電を終了させる。

【0119】

次いで、ステップＳ２の初期設定の他の例について説明する。

【0120】

この例では、本体制御部２３の記憶装置２８は、二次電池２の放電量の制御および充電量の制御の少なくともいずれかに用いる第二閾値を記憶している。

【0121】

図７は、本発明の実施形態に係る電気機器の初期設定を示す他の例のフローチャートである。

【0122】

図７に示すように、本実施形態に係る電気機器１の本体制御部２３は、二次電池２の状態を示す複数の状態量のうち同一の状態量について第一閾値および第二閾値の両方が存在する場合には、掃除機本体１２と二次電池２との双方にとって安全側の閾値を採用して二次電池２の充放電の制御を実行する。

【0123】

例えば、記憶装置２８が二次電池２の放電電流上限値を第二閾値として記憶し、かつステップＳ１で電池情報取得部４１を介して取得する電池特性情報が二次電池２の放電電流上限値を第一閾値として含んでいる場合を想定する。このような場合には、本体制御部２３は、初期設定（ステップＳ２）において、電池特性情報に基づいて設定される第一閾値と、記憶装置２８が記憶する第二閾値と、を比較する（ステップＳ４１）。そして、本体制御部２３は、第一閾値および第二閾値のうち二次電池２にとって安全側の閾値を採用して初期設定を実行する。具体的には、本体制御部２３は、第一閾値が第二閾値よりも小さい場合、つまり（電池特性情報に基づいて設定される第一閾値）＜（記憶装置２８が記憶する第二閾値）の場合には、二次電池２にとって安全側の第一閾値を採用して初期設定を行い（ステップＳ４２）、その他の場合、つまり（第一閾値）≧（第二閾値）の場合には、掃除機本体１２にとって安全側の第二閾値を採用して初期設定を行う（ステップＳ４３）。この処理で採用される閾値（第一閾値または第二閾値）が、図６のステップＳ２８、Ｓ３０で用いられる第一閾値の代わりに用いられる。

【0124】

記憶装置２８が記憶する第二閾値は、電気掃除機５側の都合で設定される。例えば、負荷である電動送風機６や、電動送風機６と二次電池２とを繋ぐ電気掃除機５側の回路で許容可能な電流値が、二次電池２の放電電流上限値よりも低い場合が有り得る。そのような条件下で第一閾値を採用して初期設定を行った場合には、電動送風機６や電気掃除機５側の回路を損傷する虞がある。そこで、本体制御部２３は、電動送風機６や電気掃除機５側の回路が許容可能な電流値を第二閾値として記憶装置２８に記憶し、第一閾値を採用することで電動送風機６や電気掃除機５側の回路の損傷を招く虞がある場合には、二次電池２のバージョン番号５１に依拠せずに第二閾値を採用し、電動送風機６や電気掃除機５側の回路の保護を優先する。

【0125】

なお、本体制御部２３は、二次電池２の状態を示す複数の状態量のうち同一の状態量について第一閾値および第二閾値の両方が存在する場合には、掃除機本体１２および二次電池２のいずれか一方の安全を優先する閾値を採用して二次電池２の充放電の制御を実行しても良い。つまり、本体制御部２３は、二次電池２の状態を示す複数の状態量のうち同一の状態量について第一閾値および第二閾値の両方が存在する場合には、二次電池２にとって安全側の閾値を採用して二次電池２の充放電の制御を実行しても良いし、掃除機本体１２にとって安全側の閾値を採用して二次電池２の充放電の制御を実行しても良い。

【0126】

図８は、本発明の実施形態に係る電気機器の初期設定を示す他の例のフローチャートである。

【0127】

図８に示すように、本実施形態に係る電気機器１の本体制御部２３は、二次電池２の状態を示す状態量について第一閾値が存在しない場合には、第二閾値を採用して二次電池２の充放電の制御を実行する。換言すると、本体制御部２３は、二次電池２の監視項目に対して二次電池２から第一閾値を取得することができない場合には、記憶装置２８が記憶する第二閾値を採用して初期設定を行う。

【0128】

例えば、バージョン「１．０」対応の記憶装置２８が二次電池２の温度上限値を第二閾値として記憶し、かつステップＳ１で電池情報取得部４１を介して取得する電池特性情報が温度上限値を第一閾値として含んでいない場合を想定する。そのような場合には、初期設定（ステップＳ２）において、電池特性情報に基づいて設定される温度上限値の第一閾値が存在しない。

【0129】

そこで、本体制御部２３は、二次電池２の監視項目に対応する温度上限値の第一閾値を電池特性情報に基づいて設定可能か否か、つまり電池特性情報に第一閾値そのものが含まれているか否か、または電池特性情報に第一閾値の算出に用いる根拠情報が含まれているか否かを判断する（ステップＳ４５）。そして、本体制御部２３は、第一閾値そのもの、または第一閾値の算出に用いる根拠情報が電池特性情報に含まれている場合には（ステップＳ４５ Ｙｅｓ）、第一閾値を採用して初期設定を行い（ステップＳ４６）、その他の場合、つまり第一閾値そのもの、または第一閾値の算出に用いる根拠情報が電池特性情報に含まれていない場合には、第二閾値を採用して初期設定を行う（ステップＳ４７）。この処理で採用される閾値（第一閾値または第二閾値）が、図６のステップＳ２８、Ｓ３０で用いられる第一閾値の代わりに用いられる。

【0130】

同一種類、例えばリチウムイオン二次電池において、バージョン「１．０」では温度上限値が慣用されているため、電池特性情報に温度上限値が記述されず、第二閾値を採用して初期設定するよう出荷された電気機器１が存在する場合であって、仮に技術革新が進んで温度上限値が緩和されて高くなった場合には、この緩和された温度上限値を電池特性情報に含めることで、電気機器１は、最新のリチウムイオン二次電池を内蔵する二次電池２を好適に利用することができる。

【0131】

以上のように構成される本実施形態に係る電池交換可能な電気機器１は、同一のメジャーバージョン番号５２を有する二次電池２の放電量の制御および充電量の制御に電池特性情報を利用可能である一方、対応可能なマイナーバージョン番号５３の上限よりも上位のマイナーバージョン番号５３を有する二次電池２が接続された場合には、電池特性情報に記述されている、対応可能な上限のマイナーバージョン番号５３に対応する二次電池２の電池特性に基づいて二次電池２の放電量の制御および充電量の制御を実行する。そのため、電気機器１は、バージョン番号５１によって管理され、かつ同一のメジャーバージョン番号５２が付与された多種類の二次電池２から、充放電に利用する電池特性を適切に取得できる。そのようなバージョン対応処理可能な電気機器１は、二次電池２の電池特性に応じて本体制御部２３に予め適切な第一閾値を設定しておく必要がなく、二次電池２の電池特性の変更、および付加に容易かつ適切に対応することできる。つまり、電気機器１は、二次電池２の交換を許容し、かつ、より異なる電池特性を有する新たな二次電池２を適切かつ容易に利用することができる。

【0132】

また、本実施形態に係る電池交換可能な電気機器１は、対応可能なバージョン番号５１と二次電池２のバージョン番号５１とが一致している場合には、電池特性情報に記述されている、最上位のマイナーバージョン番号５３に対応する二次電池２の電池特性に基づいて二次電池２の放電量の制御および充電量の制御を実行する。そのため、電気機器１は、二次電池２の交換を許容し、かつ、異なる電池特性を有する新たな二次電池２を適切かつ容易に利用することができるバージョン番号５１（世代）の製品と、それ以前のバージョン番号５１の製品と、でバージョン番号５１の異なる二次電池２を容易に使い回す利便性を提供できる。

【0133】

さらに、本実施形態に係る電池交換可能な電気機器１は、対応可能なマイナーバージョン番号５３より下位のマイナーバージョン番号５３を有する二次電池２が接続された場合には、電池特性情報に記述されている最新の二次電池２の電池特性に基づいて二次電池２の放電量の制御および充電量の制御を実行する。そのため、電気機器１は、二次電池２の交換を許容し、かつ、より最新の充放電制御を実行可能な新たな本体で、下位のバージョン番号５１の二次電池２を容易に使い回す利便性を提供できる。

【0134】

また、本実施形態に係る電池交換可能な電気機器１は、二次電池２の状態を示す複数の状態量のうち同一の状態量について第一閾値および第二閾値の両方が存在する場合には、掃除機本体１２と二次電池２との双方にとって安全側の閾値を採用して二次電池２の充放電の制御を実行する。そのため、電気機器１は、二次電池２の電池特性に応じて本体制御部２３に予め適切な第一閾値を設定しておく必要がなく、かつ電気機器１の本体側の回路が二次電池２の電池特性に対応する十分な耐性を有していない場合であっても、二次電池２を好適に利用することができる。

【0135】

さらに、本実施形態に係る電池交換可能な電気機器１は、二次電池２の状態を示す状態量について第一閾値が存在しない場合には、記憶装置２８が記憶する第二閾値を採用して二次電池２の充放電の制御を実行する。そのため、電気機器１は、将来的に二次電池２の電池特性が向上した場合には、より高い電池特性の二次電池２を利用可能であり、また、二次電池２の電池特性が不明な場合には、十分な安全マージンを見込んだ第二閾値を設定しておくことで、電池特性が不明な二次電池２であっても利用することができる。

【0136】

さらに、本実施形態に係る電池交換可能な電気機器１は、マイナーバージョン番号５３が大きいほど、二次電池２の温度上限値、二次電池２の温度下限値、二次電池２の放電電流上限値、二次電池２の充電電流上限値、二次電池２の放電電圧下限値、および二次電池２の充電電圧上限値の少なくともいずれかに対応する第一閾値を設定可能な情報をより多く含む電池特性情報を電池情報取得部４１で取得する。そのため、電気機器１は、二次電池２の電池特性に応じて本体制御部２３に予め適切な第一閾値を設定しておく必要がなく、二次電池２の電池特性の変更に容易かつ適切に対応することできる。

【0137】

したがって、本発明に係る電気機器１によれば、電池特性の異なる種々の二次電池２、および同じ種類であっても電池特性の異なる二次電池２を、出荷時点で既知であるか未知であるかを問わず、より適切な設定で利用できる。

【0138】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0139】

１…電気機器、２…二次電池、３…電動機、５…電気掃除機、６…電動送風機、１１…把手、１２…掃除機本体、１５…延長管、１６…吸込口体、１７…本体ケース、１７ａ…前部、１７ｂ…中央部、１７ｃ…後部、１９…塵埃分離集塵部、２１…電池装着部、２２…充電端子、２３…本体制御部、２５…本体接続口、２６…排気口、２７…入力部、２８…記憶装置、２９…報知部、３１…吸込口、３２…回転清掃体、３３…電動機、４１…電池情報取得部、４２…電池状態取得部、４５…素電池、４６…情報記録部、５１…バージョン番号、５２…メジャーバージョン番号、５３…マイナーバージョン番号。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】