JP4050188B2 - Electric vacuum cleaner - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動送風機に電力を供給する交流電源の周波数を検出する周波数判別手段を備えた電気掃除機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、周波数判別回路を備えた電気掃除機が知られている(特許文献1参照)。
【0003】
かかる電気掃除機は、図5に示すように、商用電源1の周波数に同期した三角波を発生する三角波発生部2と、この三角波発生部2から出力される三角波の波高値と基準値とを比較してその波高値が基準値より高いとき50Hzと判断し波高値が基準値より低いとき60Hzと判断する周波数判別部3と、この周波数判別部3が判別した周波数に対応した増幅部4,5の選択を行う周波数切換回路6と、三角波発生部2から出力される三角波の電圧と周波数切換回路6が選択した増幅部4,5の出力電圧とを比較する電圧比較部7と、この電圧比較部7の比較結果に基づきゲートトリガパルスを出力してサイリスタ8を導通する出力パルス発生部9等とを備えている。Mは電動送風機である。
【0004】
三角波発生部2は図6に示す三角波Wを発生し、周波数判別部3はこの三角波Wの波高値と基準値VRとを比較し、三角波Wの波高値が基準値VRより高ければ50Hzと判別し、三角波Wの波高値が基準値VRより低ければ60Hzと判別する。50Hz増幅部4の出力電圧はV1であり、60Hzの出力電圧はV2(V1>V2)である。
【0005】
そして、電圧比較部7は三角波の電圧と周波数切換回路6が選択した増幅部4(5)の出力電圧V1(V2)とを比較する。
【0006】
例えば周波数判別部3が50Hzと判別したとき、周波数切換回路6は50Hz増幅部4を選択して出力電圧V1を出力する。そして、電圧比較部7が図7に示すように出力電圧V1と三角波の電圧とを比較して両者の電圧のクロスポイントを検出する。この電圧比較部7がクロスポイントを検出した時点t1で出力パルス発生部9がゲートトリガパルスGPを出力し、サイリスタ8を導通させる。
【0007】
同様に、周波数判別部3が60Hzと判別したとき、周波数切換回路6は60Hz増幅部5を選択して出力電圧V2を出力する。そして、電圧比較部7が図7に示すように出力電圧V2と三角波の電圧とを比較して両者の電圧のクロスポイントを検出する。この電圧比較部7がクロスポイントを検出した時点t2で出力パルス発生部9がゲートトリガパルスGP′を出力し、サイリスタ8を導通させる。
【0008】
このように、電源周波数が60Hzのとき、時点t1より早い時点t2でサイリスタ8を導通させることにより、電源周波数に拘わりなく電動送風機Mの入力を一定にするものである。
【0009】
【特許文献1】
特開昭63−305788号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような電気掃除機にあっては、電動送風機が駆動されていないときであっても周波数判別部3が電源周波数を常に判別しているので、無駄な電力を消費してしまうという問題があった。
【0011】
この発明の目的は、無駄な電力の消費を防止することのできる電気掃除機を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1の発明は、塵埃を吸引するための電動送風機と、この電動送風機に電力を供給する交流電源の周波数を判別する周波数判別手段と、この周波数判別手段が判別した前記交流電源の周波数に対応して出力するパルスを基準にして前記電動送風機を位相制御する制御手段とを備えた電気掃除機であって、
前記周波数判別手段は、電動送風機の駆動時に前記交流電源に接続し、電動送風機の非駆動時にその交流電源から切り離すことを特徴とする。
【0013】
請求項2の発明は、塵埃を吸引するための電動送風機と、この電動送風機の交流電源の周波数を検出する周波数判別手段と、この周波数判別手段が判別した交流電源の周波数に対応して出力するパルスを基準にして前記電動送風機を位相制御する制御手段と、前記交流電源の電圧を直流にして前記周波数判別手段と制御手段に供給する直流電源回路とを備えた電気掃除機であって、
前記直流電源回路が交流電源に接続されたとき前記周波数判別手段を交流電源に接続し、この周波数判別手段が交流電源の周波数を検出したときその周波数判別手段を交流電源から切り離す開閉手段を設け、
この開閉手段は、前記電動送風機の駆動時に周波数判別手段を交流電源に接続し、電動送風機の非駆動時に周波数判別手段を交流電源から切り離すことを特徴とする。
【0014】
【実施の形態】
以下、この発明に係る電気掃除機の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0015】
図1において、10は電気掃除機本体で、この本体10内には集塵室11とこの集塵室11を負圧にする電動送風機12とが設けられている。集塵室11内には集塵フィルタ13が着脱可能に装着されている。15は一端が電気掃除機本体10に着脱可能に接続されているホースで、このホース15の他端には手元操作管16が設けられている。
【0016】
手元操作管16には、電動送風機11のパワーの設定を行うパワー設定スイッチや電源を切るオフスイッチ等を有する操作部16Aが設けられている。また、手元操作管16には延長管17が着脱可能に接続され、延長管17の先端部には吸込口体18が着脱可能に接続されている。
【0017】
図2は電動送風機12を制御する制御回路20を示した回路図である。図2において、21は交流電源の交流電圧(100V)を所定の直流電圧(5V)にして出力端子21Qから出力する直流電源回路、30は交流電源の周波数を判別する周波数判別回路(周波数判別手段)、40は周波数判別回路30を交流電源に接続したり切り離したりする開閉回路(開閉手段)、50は周波数判別回路30から出力されるパルスを基準にして操作部16Aの操作に基づいてサイリスタSRを位相制御する制御装置(制御手段)である。この制御装置50は、CPU等から構成されるとともに開閉回路40の制御も行うようになっている。
【0018】
周波数判別回路30は、フォトカプラ31とトランジスタ32等とから構成され、フォトカプラ31の発光ダイオード31Dのアノードが抵抗R1を介して交流電源ラインL1、すなわち交流電源の一次側に接続されている。フォトカプラ31のフォトトランジスタ31Tのエミッタが接地され、コレクタが抵抗R2を介して直流電源回路21の出力端子21Qに接続されている。また、トランジスタ32のエミッタは接地され、コレクタは制御装置50の入力端子50Iに接続されるとともに抵抗R3を介して直流電源回路21の出力端子21Qに接続されている。トランジスタ32のベースは抵抗R4を介してフォトカプラ31のフォトトランジスタ31Tのコレクタに接続されている。また、トランジスタ32のエミッタとコレクタはコンデンサCを介して接続されている。
【0019】
そして、トランジスタ32は、フォトカプラ31のフォトトランジスタ31Tがオフしているときオンし、交流電源ラインL1がプラス電位になるとフォトカプラ31の発光ダイオード31Dが導通して発光し、この発光によりフォトトランジスタ31Tがオンしてトランジスタ32は一時的にオフし、周波数判別回路30からパルスPが出力される。このパルスPは図3に示すように交流電源ラインL1がマイナス電位からプラス電位に変わるゼロクロスの点で出力される。
【0020】
開閉回路40は、フォトカプラ41とトランジスタ42等とから構成され、フォトカプラ41の受光ダイオード41Dの一方の端子がフォトカプラ31の発光ダイオード31Dのカソードに接続され、受光ダイオード41Dの他方の端子が交流電源ラインL2に接続されている。フォトカプラ41の発光ダイオード41Fのアノードは抵抗R5を介してトランジスタ42のコレクタに接続され、発光ダイオード41Fのカソードは接地されている。トランジスタ42のエミッタは直流電源回路21の出力端子21Qに接続され、ベースは抵抗R6を介して制御装置50の出力ポート50Pに接続されている。
【0021】
そして、制御装置50の出力ポート50PがLレベルになると、トランジスタ42がオンし、このトランジスタ42のオンによりフォトカプラ41の発光ダイオード41Fが発光して受光ダイオード41Dがオンする。この受光ダイオード41Dのオンにより、フォトカプラ31の発光ダイオード31Dが交流電源に接続されることになる。
【0022】
次に、上記のように構成される電気掃除機の動作を図4に示すフロー図を参照しながら説明する。
【0023】
電源プラグEPが図示しないコンセントに接続されると、直流電源回路21が動作して100Vの交流電圧を5Vの直流電圧にして周波数判別回路20や開閉回路40や制御装置50へ供給する。この5Vの直流電圧の供給により周波数判別回路20のトランジスタ32はオンする。
【0024】
制御装置50は、直流電源回路21から5Vの直流電圧が供給されると、立ち上がって出力端子50PをLレベルにする。この出力端子50PのLレベルにより開閉回路40のトランジスタ42がオンしてフォトカプラ41の発光ダイオード41Fが発光する。
【0025】
この発光ダイオード41Fの発光により受光ダイオード41Dがオンし、周波数判別回路20のフォトカプラ31の発光ダイオード31Dが交流電源に接続される。すなわち、周波数判別回路20が交流電源に接続されることになる(ステップ1)。
【0026】
そして、フォトカプラ31の発光ダイオード31Dは交流電源ラインL1がプラス電位のとき導通して発光する。発光ダイオード31Dの発光によりフォトトランジスタ31Tがオンし、トランジスタ32が一時的にオフして図3に示すようにパルスPを出力する。このパルスPは電源周波数が50Hzのとき20mms毎に出力され、電源周波数が60Hzのとき約16.7mms毎に出力される。
【0027】
制御装置50は、入力端子50IにパルスPが入力されると、内部タイマの計時を開始し、次のパルスPが入力されるまでの時間を計時して電源周波数を求める(ステップ2)。電源周波数が求まるとステップ3へ進む。
【0028】
ステップ3では、制御装置50は出力ポート50Pの出力をHレベルにして開閉回路40のトランジスタ42をオフにする。このトランジスタ42のオフによりフォトカプラ41の発光ダイオード41Fの発光が停止し、受光ダイオード41Dがオフして周波数判別回路30の発光ダイオード31Dが交流電源から切り離される。すなわち、周波数判別回路30は交流電源から切り離される。
【0029】
ステップ4では、操作部16Aの操作により電動送風機12の強さが設定されたか否か、すなわち強さを設定する強,中,弱スイッチが押されたか否かが判断され、イエスであればステップ5へ進み、ノーであればステップ4へ戻り、その強さの設定が行われるまでこの処理動作が繰り返し行われる。すなわち、電動送風機12が駆動されるまで周波数判別回路30は交流電源から切り離されている。
【0030】
ステップ5では、制御装置50の出力ポート50PがLレベルとなり、トランジスタ42がオンしてフォトカプラ41の発光ダイオード41Fが発光し、受光ダイオード41Dがオンして周波数判別回路30の発光ダイオード31Dが交流電源に接続される。すなわち、周波数判別回路20が交流電源に接続される。
【0031】
発光ダイオード31Dは、交流電源に接続されることにより交流電源ラインL1がプラス電位のとき導通して発光する。発光ダイオード31Dの発光によりフォトトランジスタ31Tがオンしてトランジスタ32が一時的にオフし、図3に示すように周波数判別回路20はパルスPを出力する。
【0032】
ステップ6では、制御装置50は、入力端子50Iに入力されるパルスPを基準して強,中,弱スイッチに対応した時点にトリガパルスを出力していきサイリスタSRを導通して位相制御を行う。この位相制御により電動送風機12は強,中,弱スイッチに対応した強さで駆動され、この駆動により集塵室11が負圧となり、この負圧がホース15および延長管17を介して吸込口体18に作用し、この吸込口体18から空気とともに塵埃が吸引されいく。
【0033】
ステップ7では、操作部16Aの切スイッチが押されたか否かが判断され、イエスであればステップ8へ進み、ノーであればステップ7に戻り、切スイッチが押されるまでステップ7の処理動作が繰り返し行われる。そして、切スイッチが押されると、ステップ7でイエスと判断されてステップ8へ進む。
【0034】
ステップ8では電動送風機12の駆動が停止されステップ3へ戻る。そして、ステップ3で周波数判別回路20が交流電源から切り離されることになる。
【0035】
このように、電動送風機12が駆動していないとき周波数判別回路20が交流電源から切り離されるので、周波数判別回路20は非動作状態となり、電動送風機12の非駆動時における周波数判別回路20の無駄な電力の消費が防止されることになる。
【0036】
また、周波数判別回路20は交流電源の一次側である交流電源ラインL1,L2に接続されているので(電源トランスの二次側に接続されていないので)、フォトカプラ31の発光ダイオード31Dに入力する電圧は安定しているので、周波数判別回路20は確実に1周期毎のゼロクロス点でパルスPを出力することができ、交流電源の周波数を正確に検出することができる。
【0037】
以上説明したように、塵埃を吸引するための電動送風機12と、この電動送風機12に電力を供給する交流電源の周波数を判別する周波数判別回路30と、この周波数判別回路30が判別した交流電源の周波数に対応して出力するパルスPを基準にして電動送風機12を位相制御する制御装置50とを備え、周波数判別回路30は、電動送風機12の駆動時に交流電源に接続し、電動送風機12の非駆動時にその交流電源から切り離されるので、周波数判別回路20の無駄な電力の消費を防止することができる。
【0038】
また、塵埃を吸引するための電動送風機12と、この電動送風機12の交流電源の周波数を検出する周波数判別回路30と、この周波数判別回路30が判別した交流電源の周波数に対応して出力するパルスPを基準にして電動送風機12を位相制御する制御装置50と、前記交流電源の電圧を直流にして周波数判別回路30と制御装置40に供給する直流電源回路21とを備え、直流電源回路21が交流電源に接続されたとき周波数判別回路30を交流電源に接続し、この周波数判別回路30が交流電源の周波数を検出したときその周波数判別回路30を交流電源から切り離す開閉回路40を設け、この開閉回路40は、電動送風機12の駆動時に周波数判別回路30を交流電源に接続し、電動送風機12の非駆動時に周波数判別回路30を交流電源から切り離すものであるから周波数判別回路20の無駄な電力の消費を防止することができる。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、周波数判別手段による無駄な電力の消費を防止することのできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る電機掃除機の外観を示した斜視図である。
【図2】図1に示す電気掃除機の制御回路の構成を示した回路図である。
【図3】交流電源の交流電圧と周波数判別回路が出力するパルスとの関係を示した説明図である。
【図4】制御回路の動作を示したフロー図である。
【図5】従来の電気掃除機の制御系を示した回路図である。
【図6】三角波発生部の出力波形を示した説明図である。
【図7】三角波と出力電圧を比較してクロスポイントを検出し、このクロスポイントでゲートトリガパルスを出力することを示す説明図である。
【符号の説明】
12 電動送風機
21 直流電源回路
30 周波数判別回路(周波数判別手段)
40 開閉回路(開閉手段)
50 制御装置(制御手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vacuum cleaner provided with frequency discrimination means for detecting the frequency of an AC power supply that supplies electric power to an electric blower.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a vacuum cleaner provided with a frequency discrimination circuit is known (see Patent Document 1).
[0003]
As shown in FIG. 5, the electric vacuum cleaner compares the
[0004]
The triangular
[0005]
The voltage comparison unit 7 compares the triangular wave voltage with the output voltage V1 (V2) of the amplification unit 4 (5) selected by the
[0006]
For example, when the frequency
[0007]
Similarly, when the frequency
[0008]
As described above, when the power supply frequency is 60 Hz, the input of the electric blower M is made constant regardless of the power supply frequency by turning on the
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 63-305788
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a vacuum cleaner, the frequency
[0011]
An object of the present invention is to provide a vacuum cleaner that can prevent wasteful power consumption.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is characterized in that the electric blower for sucking dust, the frequency discrimination means for discriminating the frequency of the AC power supply for supplying electric power to the electric blower, and the frequency discrimination means A vacuum cleaner comprising control means for phase-controlling the electric blower with reference to a pulse output corresponding to the frequency of the AC power supply,
The frequency discriminating means is connected to the AC power supply when the electric blower is driven, and is disconnected from the AC power supply when the electric blower is not driven.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an electric blower for sucking dust, frequency discrimination means for detecting the frequency of the AC power supply of the electric blower, and output corresponding to the frequency of the AC power supply determined by the frequency discrimination means. A vacuum cleaner comprising: control means for phase-controlling the electric blower with reference to a pulse; and a DC power supply circuit for supplying a voltage to the AC power supply to the frequency discrimination means and the control means.
When the DC power supply circuit is connected to an AC power supply, the frequency discriminating means is connected to the AC power supply, and when the frequency discriminating means detects the frequency of the AC power supply, an opening / closing means for disconnecting the frequency discrimination means from the AC power supply is provided,
The opening / closing means is characterized in that the frequency discriminating means is connected to an AC power source when the electric blower is driven, and the frequency discriminating means is disconnected from the AC power source when the electric blower is not driven.
[0014]
Embodiment
Embodiments of a vacuum cleaner according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0015]
In FIG. 1,
[0016]
The
[0017]
FIG. 2 is a circuit diagram showing a
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
The open /
[0021]
When the
[0022]
Next, the operation of the electric vacuum cleaner configured as described above will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
[0023]
When the power plug EP is connected to an outlet (not shown), the DC
[0024]
When a DC voltage of 5 V is supplied from the DC
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
When the pulse P is input to the input terminal 50I, the
[0028]
In
[0029]
In
[0030]
In
[0031]
The
[0032]
In
[0033]
In step 7, it is determined whether or not the off switch of the
[0034]
In
[0035]
Thus, since the
[0036]
Further, since the
[0037]
As described above, the
[0038]
Further, the
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, wasteful power consumption by the frequency discrimination means can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of an electric vacuum cleaner according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a control circuit of the electric vacuum cleaner shown in FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between an AC voltage of an AC power supply and a pulse output from a frequency discrimination circuit.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the control circuit.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a control system of a conventional vacuum cleaner.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an output waveform of a triangular wave generator.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing that a cross point is detected by comparing a triangular wave and an output voltage, and a gate trigger pulse is output at the cross point.
[Explanation of symbols]
12
40 Open / close circuit (open / close means)
50 Control device (control means)
Claims (3)
前記周波数判別手段は、電動送風機の駆動時に前記交流電源に接続し、電動送風機の非駆動時にその交流電源から切り離すことを特徴とする電気掃除機。An electric blower for sucking dust, a frequency discriminating means for discriminating the frequency of an AC power supply for supplying electric power to the electric blower, and a pulse output corresponding to the frequency of the AC power source discriminated by the frequency discriminating means A vacuum cleaner comprising control means for phase-controlling the electric blower as a reference,
The frequency discrimination means is connected to the AC power supply when the electric blower is driven, and is disconnected from the AC power supply when the electric blower is not driven.
前記直流電源回路が交流電源に接続されたとき前記周波数判別手段を交流電源に接続し、この周波数判別手段が交流電源の周波数を検出したときその周波数判別手段を交流電源から切り離す開閉手段を設け、
この開閉手段は、前記電動送風機の駆動時に周波数判別手段を交流電源に接続し、電動送風機の非駆動時に周波数判別手段を交流電源から切り離すことを特徴とする電気掃除機。The electric blower for sucking dust, frequency discriminating means for detecting the frequency of the AC power supply of the electric blower, and the electric motor based on the pulse output corresponding to the frequency of the AC power supply discriminated by the frequency discriminating means. A vacuum cleaner comprising control means for phase-controlling a blower, and a DC power supply circuit for supplying a voltage to the AC power supply to the frequency discrimination means and the control means;
When the DC power supply circuit is connected to an AC power supply, the frequency discriminating means is connected to the AC power supply, and when the frequency discriminating means detects the frequency of the AC power supply, an opening / closing means for disconnecting the frequency discrimination means from the AC power supply is provided,
The opening / closing means connects the frequency discrimination means to an AC power supply when the electric blower is driven, and disconnects the frequency discrimination means from the AC power supply when the electric blower is not driven.
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