JP2003093297A - 電気掃除機 - Google Patents
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Abstract
ことなく、電動機7の過剰な発熱を抑え、かつ、ゴミ取
れ性能を確保できるる電気掃除機を提供することを目的
とする。 【解決手段】 塵埃を掻き上げる回転ブラシ6と、前記
回転ブラシ6を駆動する電動機7と、電源電圧を検知す
る電圧検知手段12と、前記電動機7の位相制御量を設
定する設定手段13を備え、前記電圧検知手段12の検
知結果と前記設定手段13の設定値から前記電動機7の
位相制御量を補正する補正手段14を有するもので、電
源電圧の値に関わらず、保護素子を設けることなく、電
源電圧の上昇による電動機の過剰な発熱や電源電圧の低
下によるゴミ取れ性能の低下を防止することができる。
Description
除機に関するものである。
入力となるように、吸込部の回転ブラシを駆動する電動
機や電動送風機の電力制御を行っていた。
電気掃除機の概略構成図、図15に従来の制御回路のブ
ロック図を示す。
動送風機8を有する電気掃除機本体であり、2はホース
であり、掃除機の動作のオン、オフと運転モードを切り
換える手元操作部3を有している。4は延長管であり、
5は床面に接して床面の塵埃等を吸引するための電気掃
除機用吸込具であり、床面の塵埃をかき上げる回転ブラ
シ6と、回転ブラシ6を駆動する電動機7を内蔵してい
る。
5、延長管4、ホース2を経由して本体1内に集積され
る。
機7及び電動送風機8に供給する電力量を設定する手元
操作部、11は商用電源であり、9は手元操作部3で設
定した電力量で電動機7を駆動する双方向性サイリスタ
等からなる第1駆動手段であり、10は電動送風機8を
駆動する双方向性サイリスタ等からなる第2駆動手段で
ある。
る。
で、電動送風機8、電動機7を動作させるよう操作する
と、所定の供給電力に相当する位相タイミングで、第2
駆動手段10にトリガ信号を出力することにより、電動
送風機8を所定の電力となるよう位相制御を行う。第1
駆動手段9に対しても同様の制御を行うことにより、回
転ブラシ6を駆動する電動機7に対しても、所定の電力
を得る。
動送風機10の温度を検知し、電動送風機8の温度が所
定の値以上になると電動送風機8に供給する電力を遮断
して電動送風機8を異常発熱から保護していた。
供給線に電動機7と直列に正特性サーミスタを挿入し、
電動機7の破壊を防止していた。
商用電源から電動送風機8、電動機7が搭載されている
制御回路等への電源供給を、数メートルの電線(図示せ
ず)を介して行っており、この電線には微少抵抗が存在
するため、電動送風機8に電流が流れると電圧降下が発
生し、電源電圧より、実際に電動送風機8に印可される
電圧は低くなってしまう。
圧が低下すると電動機7のゴミ取れ性能が低下し、上昇
すると過剰な発熱が発生するという課題を有していた。
源電圧の値に関わらず、保護素子を設けることなく、電
動機7の過剰な発熱を抑え、かつ、ゴミ取れ性能を確保
できる電気掃除機を提供することを目的とする。
に本発明は、塵埃を掻き上げる回転ブラシと、前記回転
ブラシを駆動する電動機と、電源電圧を検知する電圧検
知手段と、前記電動機の位相制御量を設定する設定手段
を備え、前記電圧検知手段の検知結果と前記設定手段の
設定値から前記電動機の位相制御量を補正する補正手段
を有するもので、電源電圧の値に関わらず、保護素子を
設けることなく、電源電圧の上昇による電動機の過剰な
発熱や電源電圧の低下によるゴミ取れ性能の低下を防止
することができる。
塵埃を掻き上げる回転ブラシと、前記回転ブラシを駆動
する電動機と、電源電圧を検知する電圧検知手段と、前
記電動機の位相制御量を設定する設定手段を備え、前記
電圧検知手段の検知結果と前記設定手段の設定値から前
記電動機の位相制御量を補正する補正手段を有するもの
で、電源電圧の値に関わらず、保護素子を設けることな
く、電源電圧の上昇による電動機の過剰な発熱や電源電
圧の低下によるゴミ取れ性能の低下を防止することがで
きる。
は、回転ブラシの回転数を低下または上昇させるように
補正するもので、電源電圧が変動した場合でも、前記補
正手段が回転ブラシの回転を抑制し電動機の発熱を抑え
たり、回転ブラシの回転を上昇させ集塵性能を確保する
ことができる。
は、電源電圧が変化しても、電動機への供給電力が一定
になるよう補正するもので、電源電圧が低い時はゴミ取
れ性能を確保し、電源電圧が高いときは電動機の発熱を
抑え品質の安定を確保することができる。
は、電源電圧が変化しても、回転ブラシの回転数が一定
になるよう補正するもので、電源電圧に関わらず、一定
の集塵性能を得ることができる。
は、電圧検知手段が検知する電圧が所定値以上になった
場合、電動機を停止するもので、商用電源に異常が発生
した場合でも、前記電動機の安全を確保することができ
る。
き上げる回転ブラシと、前記回転ブラシを駆動する電動
機と、電源電圧を検知する電圧検知手段と、電源電圧の
変化量を検知する電圧変化検知手段と、前記電動機の位
相制御量を設定する設定手段を備え、前記電圧検知手段
の検知結果、前記電圧変化検知手段の検知結果、及び前
記設定手段の設定値から前記電動機の位相制御量を補正
する第2補正手段を有するもので、電源電圧の変動時
に、電動機の供給電力、もしくは回転数を切り換え、電
源電圧の変動の周期に同期して切り換えることができ、
頻繁な切り換えをなくして、電動機の動作音の違和感を
なくすことができる。
手段は、電源電圧の変化量が所定値以内の場合のみ、補
正値を更新するもので、精度良く電源電圧の変動の周期
に同期して切り換えることができ、頻繁な切り換えをな
くして、電動機の動作音の違和感をなくすことができ
る。
き上げる回転ブラシと、前記回転ブラシを駆動する電動
機と、電源電圧を検知する電圧検知手段と、電源電圧の
ピーク値を検知するピーク電圧検知手段と、前記電動機
の位相制御量を設定する設定手段を備え、前記電圧検知
手段の検知結果、前記ピーク電圧検知手段の検知結果、
及び前記設定手段の設定値から前記電動機の位相制御量
を補正する第3補正手段を有するもので、電源電圧の変
動時に、変動のピークにて、前記電動機の供給電力、も
しくは回転数を切り換え、電源電圧の変動の周期に同期
して切り換えることができ、頻繁な切り換えをなくし
て、電動機の動作音の違和感をなくすことができる。
手段は、ピーク電圧検知時の電源電圧を入力し補正する
もので、精度良く電源電圧の変動の周期に同期して切り
換えることができ、頻繁な切り換えをなくして、電動機
の動作音の違和感をなくすことができる。
掻き上げる回転ブラシと、前記回転ブラシを駆動する電
動機と、電源電圧を検知する電圧検知手段と、電源電圧
の変化が基準値に対して正側か負側かを検知する正負検
知手段と、前記電動機の位相制御量を設定する設定手段
を備え、前記電圧検知手段の検知結果と、前記正負検知
手段の検知結果と、前記設定手段の設定値から前記電動
機の位相制御量を補正する第4補正手段を有するもの
で、電源電圧が不安定なときや、電源電圧に応じて電動
機への供給電力、もしくは回転数を切り換えた時や、電
動機に流れる電流が変化し、電源から電圧検知手段まで
の電圧降下分が変化して電圧検知手段の出力が変動した
時も、安定した電動機の動作を得ることができる。
正手段は、電源電圧の変化が基準値に対して正側の時の
ほうが基準値に対して負側の時より、電圧区分の値が低
くなるよう変更するもので、電源電圧が不安定なとき
や、電源電圧に応じて電動機への供給電力、もしくは回
転数を切り換えた時や、電動機に流れる電流が変化し、
電源から電圧検知手段までの電圧降下分が変化して前記
電圧検知手段の出力が変動した時も、さらに安定した電
動機の動作を得ることができる。
正手段は、電動機の位相制御量の切り替える量に応じ
て、電源電圧の基準値に対する正負の変化による電源電
圧の検知値の変更の幅を可変してなるもので、供給電力
の変化が大きいときには、検知値の変更の幅を大きく
し、小さいときには変更の幅を小さくすることにより、
電圧に応じて供給電力、もしくは回転数を切り換えた時
に、供給電圧の変化量に応じて安定した電動機の動作を
得ることができ、かつ、可能な限り、実際の電源電圧に
近い値で、電源電圧を認識することができる。
正手段は、電圧検知手段が検出した電圧のレベルに応じ
て、電源電圧の基準値に対する正負の変化による電源電
圧の検知値の変更の幅を可変するもので、電源電圧が高
くて電動機に流れる電流が大きい時には検知値の変更の
幅を大きくし、電源電圧が低くて電流が小さい時には変
更の幅を小さくすることにより、電圧に応じて供給電力
もしくは回転数を切り換えた時に、電源電圧に応じて安
定した電動機の動作を得ることができ、かつ、可能な限
り、実際の電源電圧に近い値で、電源電圧を認識するこ
とができる。
正手段は、電動機の位相制御量の切り換え時より所定時
間経過するまでと、経過以降とで、電源電圧の正負の変
化による電源電圧の検知値の変更の幅を可変するもの
で、電圧検知手段は、電動機への供給電力切り換え時か
ら所定時間、つまり、電流変化の過渡状態では異なった
判断値の間隔を大きくして判断することにより、安定し
た電動機への供給電力の切り換えが行え、所定時間以
降、つまり、電流が定常状態になってからは、異なった
判断値の間隔を小さくして、実際の電源電圧に近い値
で、電源電圧を認識することができる。
吸引する吸引力を発生する電動送風機と、電源電圧を検
知する電圧検知手段と、前記電動送風機の位相制御量を
設定する第2設定手段と、前記電圧検知手段の検知結果
と前記第2設定手段の設定値から前記電動送風機の位相
制御量を補正する第5補正手段を有するもので、電源電
圧の値に関わらず、保護素子を設けることなく、電源電
圧の上昇による電動送風機の過剰な発熱や電源電圧の低
下によるゴミ取れ性能の低下を防止することができる。
正手段は、電源電圧が低くなったと判断した場合、前記
電動送風機の吸引力を上昇させるよう制御するもので、
電源電圧が変動した場合でも、前記制御手段が電動送風
機の吸引力を上昇させ、電動送風機の性能を確保するこ
とができる。
正手段は、電源電圧が変化しても、電動送風機の吸引力
が一定になるように制御するもので、電源電圧が低い時
は、前記電動送風機のゴミ取れ性能を確保し、電源電圧
が高いときは前記電動送風機の発熱を抑え品質の安定を
確保することができる。
知手段は、電動送風機に印加される電圧を検出するもの
で、実際に電動送風機に印可される電圧を電源電圧とし
て検知することができ、電動送風機に印可される電圧に
対して、供給電力もしくは回転数の切り換え制御を高精
度に行うことができる。
を、図1〜図5を参照しながら説明する。
を付し、その説明を省略する。
を検知する電圧検知手段、13は電動機7の位相制御量
を設定する設定手段、14は前記電圧検知手段12の検
知結果と前記設定手段13の設定値から前記電動機7の
位相制御量を補正する補正手段である。また、前記電圧
検知手段12は商用電源11の電圧情報を前記補正手段
14がA/D変換できる信号レベルの電圧に変換して、
電源電圧情報として補正手段14に入力している。図2
は、電動機7停止時の電圧検知手段12の検知波形図、
図3は、電動機7運転時の電圧検知手段12の検知波形
図、図4は、電動機7の停止時と運転時との電圧検知タ
イミングT3と所定のレベルを定めた波形図、図4は予
め定めた、電圧区分表である。
る。
で電動機7を動作させる複数の運転モードを有してお
り、所定の運転モードで動作させようと設定すると、補
正手段14は、所定の供給電力に相当する位相タイミン
グで第1駆動手段9にトリガ信号を出力することによ
り、電動機7を所定の電力となるよう位相制御する。電
圧検知手段12の出力には、図2で示すような波形があ
らわれる。補正手段14はA/D1にこの波形を取り込
む。そしてタイミングT1からT2までを所定時間毎に
A/D変換し、所定時間毎に入力した値を積算する。こ
の積算値が、この波形の面積(時間−電圧)に相当し、
電源電圧によって異なる。補正手段14はこの積算値に
対応した電源電圧の判定値を有しており、積算値により
電源電圧のレベルを判断することができる。また、電気
掃除機用吸込具5の電動機7は、商用電源11より、数
メートルのコード(図示せず)を介して接続され、電源
を供給される。そして、このコードには微少抵抗が存在
するため、電動機7に電流が流れると電圧降下が発生
し、電源電圧に対して、実際に電動機7に印加される電
圧は低くなってしまう。ところが、補正手段14は、電
動機7の供給電力の制御を位相制御で行っているので、
電圧検知手段12の出力は、第1駆動手段9のトリガオ
ンに対して図3に示すような波形となる。そこで補正手
段14は、タイミングT3で電動機7停止時と、電動機
7動作時の各々でA/D変換を行い、電動機7停止時の
値と電動機7動作時の値の差を測定する。そして補正手
段14は、この差に対して、予め電動機7停止時に対し
ての電圧の変化量の判定値を有しており、停止時に判断
する電源電圧に対して補正をかけることにより、商用電
源11の電圧のみでなく、実際に電動機7に印加される
電源電圧を検知することができる。
2は、電動機7の近傍に接続されており、電動機7が停
止しているときは、上記のコードに流れる電流はほぼ0
アンペアであり、電圧検知手段12の出力には、商用電
源11の電圧を信号レベルに変換した、図4の破線に示
すような波形を出力し、補正手段14は、上述したよう
にこの波形より電源の電圧レベルを判断することができ
る。電動機7が動作して、電動機7に電流が流れると、
コードに電流が流れるため、電圧検知手段12の出力に
現れる波形は、図4の実線に示すような上記のコードの
電圧降下分を差し引いた波形となり、補正手段14は、
電動機7が動作しているときの電圧検知手段12の出力
より、電動機7に印可されている電圧として判断するこ
とができる。補正手段14は、商用電源11の1周期毎
に、図4に示すT3のタイミングで、A/D1にてA/
D変換を行い、予め設定した、電源電圧(実際には電動
機7の印可電圧)に対応したA/D値と、この変換値を
比較して、3V幅で区分を分け、電源電圧のレベルを判
断している。つまり、図5に示すように、98.5Vか
ら101.4Vまでは100V区分、101.5Vから
104.4Vまでは103V区分というように判断して
いる。この時、電圧降下による電圧検知手段12の出力
に現れる降下分△Vは、電流が大きければ大きくなり、
小さければ小さくなるので、運転モードによって異なっ
てくるため、上記の予め設定したA/D値をポジション
別に設け、電圧検知の精度を向上している。補正手段1
4は、電源電圧が100Vの時、所定の供給電力に対応
したトリガタイミングTr1で、第1駆動手段9をトリ
ガオンして電動機7を位相制御している。そのため、電
源電圧が高くなれば、電動機7への供給電力は多くな
り、電動機7の発熱も多くなる。さらに、回転ブラシ6
の回転数が高くなり過ぎ、床面を傷つけたり騒音が大き
くなったりする。そこで、電圧検知手段12の検知した
電圧値が、所定のレベルVa(高い方の電圧レベル)を
越えていれば、トリガタイミングをTr1より遅い、T
r2に変えるように補正手段14で補正することによ
り、供給電力を抑制し、電動機7の発熱を少なくすると
ともに回転ブラシ6の回転数を抑え床面の傷付きを防止
したり騒音を抑えることができる。
が低ければ低くなり、回転ブラシ6の回転数が低下し、
ゴミ取れ性能が低下してしまう。補正手段14は判断し
た電圧区分が、所定のレベルVb(低い方の電圧レベ
ル)を下回っていれば、トリガタイミングをTr1より
早い、Tr0に変えて制御することにより、供給電力を
上昇させ、回転ブラシ6の回転数を上昇させることで、
電源電圧の低下に対して、ゴミ取れ性能を確保すること
ができる。
るいはTr1からTr0へ切り換える際に、1段で切り
換えるだけでなく、この間を多段、あるいは無段階にす
ることでより木目細かな制御が出来ることはいうまでも
ない。
給電力を一定となるよう補正することで、発熱量も一定
となり、常に動作可能な範囲で最大の電力を供給するこ
とができる。また、回転ブラシ6の回転数を一定に保つ
ように補正することで、ゴミ取れ性能を常に一定とする
ことができる。
圧レベル)より高い電圧レベルVcを有しており、電圧
検知手段12の出力により判定した電源電圧のレベルが
Vcを越えると、電源電圧が異常に上昇していると判断
して、電動機7への電力供給を停止することにより、異
常電圧時の安全性を確保することができる。
に、電動機7への供給電力を変更すると、電動機7に流
れる電流が変化するため、変更量によっては、電圧検知
手段12の出力の瞬間的なオーバーシュート等により、
補正手段14が電圧区分の判定を誤ってしまう可能性が
ある。
7を参照しながら説明する。尚、従来例、第1の実施例
と同一部品については同一符号を付し、説明を省略す
る。
検知電圧変化検知手段、22は電圧検知手段12の検知
結果と設定手段13の設定値、及び前記電圧変化検知手
段21の検知結果から電動機7の制御量を補正する第2
補正手段である。図7は、供給電圧切り換え時の電源電
圧の波形図である。
る。
1からTr2に変更するとき、瞬時に変更するのではな
く、微少時間△Trずつ変化させてTr2に近づけるよ
う制御することにより、供給電力(回転数)を徐々に変
え、過渡状態での電圧検知手段12の出力を安定させ、
電源電圧の検知精度を向上することができる。また、上
記のように電動機7への供給電力が変化したり、電源電
圧が不安定であったりすると、電圧検知手段12の出力
には、図4に示すように不安定な波形があらわれる。こ
の時、電圧変化検知手段21は、タイミングT3で信号
レベルの変化量を検知している。第2補正手段22は電
圧検知手段12の検知値と設定手段13の設定値、電圧
変化検知手段21の検知結果から電動機7の制御量を定
めているが、電源電圧が大きく変動したと判断した場合
は、電源電圧が安定するまで、補正値の変更を行わない
ようにする。すなわち、電圧検知手段12の出力が変化
し、第2補正手段22の判断する電圧区分が変化し、か
つ、電源電圧が安定していると判断したときのみ、電動
機7のトリガタイミングを変更して、供給電力を変える
ことにより、電源電圧が不安定な時の電動機7の不安定
動作を無くすとともに、供給電力変更直後の供給電力の
跳ね返りを無くし、高精度な制御を行うことができる。
を、図8を参照しながら説明する。尚、従来例、第1の
実施例、及び第2の実施例と同一部品については同一符
号を付し、説明を省略する。
圧検知するピーク電圧検知手段、32は電圧検知手段1
2の検知結果と設定手段13の設定値、及び前記ピーク
電圧検知手段31の検知結果から電動機7の制御量を補
正する第3補正手段である。
る。
出力にあらわれる波形のタイミングT3での信号レベル
をA/D変換して入力すると同時に、ピーク電圧検知手
段31が検知する波高値もA/D変換により入力して、
所定時間内の波高値の最大値(ピーク値)を判断する。
また、所定時間内の波高値の最大値と最小値の差を所定
の差△V1と比較して、△V1より大きければ電圧が変
動していると判断し、小さければ安定していると判断し
ている。第3補正手段32は、電源電圧が変動している
と判断したときは、ピーク値にて電源電圧を判断し、電
動機7の供給電力を制御することにより、常に、電源電
圧に対応した電力を供給しながらも、電源電圧の変動に
よって生じる電源電圧の誤判断による、供給電力の頻繁
な切り換えを無くす事ができる。
説明を行ってきたが、図5に示す各々の電圧区分に対し
て、電動機7への供給電力、もしくは回転数が、全区分
で同一になるようなトリガタイミングを設けることによ
り、電源電圧に関係なく1定のゴミ取れ性能を得ること
ができ、また、区分変化時の供給電力、もしくは回転数
の変化量が少なくなり、電圧判断への影響を軽減し、精
度を向上することができる。
を、図9〜図11を参照しながら説明する。尚、従来
例、第1〜3の実施例と同一部品については同一符号を
付し、説明を省略する。
側か負側かを検知する正負検知手段、42は電圧検知手
段12の検知結果と、前記正負検知手段41の検知結果
と、設定手段13の設定値から電動機7の制御量を補正
する第4補正手段である。図10はトリガタイミングT
r1とTr2との電圧検知手段12の検知波形図、図1
1は電圧変化の正側と負側との電圧区分表である。第4
の実施例では、第4補正手段42の電圧検知手段として
の判断に、ヒステリシス特性を持たせた点である。
でも述べたように、負荷が停止しているときの電圧検知
手段12の出力波形より、電源電圧判断が行え、電動機
7が動作しているときの電圧検知手段12の出力波形よ
り、実際に電動機7に印加されている波形を電源電圧波
形として検知することができる。電動機7に流れる電流
が異なると、電動機7が停止しているときからの電圧降
下分△Vは異なる。電流が大きいほど△Vは大きく、供
給電力が大きいほど電源電圧の変動は大きくなる。ま
た、供給電力の制御を位相制御で行うと、第1駆動手段
9のトリガタイミングによっても、トリガ時点での突入
電流等により瞬間的に電圧降下が大きくなると、タイミ
ングT3での△Vへ影響を及ぼし、トリガタイミングが
T3へ近づくほど△Vは大きくなる傾向がある。今、電
源電圧が大きくなり、電圧検知手段12の出力が図4に
示すVaのレベルを上回り、第4補正手段42が、電動
機7への供給電力を下げるよう、トリガタイミングをT
r2に変更したとすると、図10に示すように、V2
が、V3となり、電源電圧は上昇しているにも関わら
ず、電動機7への供給電力を下げたことによって、電圧
検知手段12の出力波形は、電源電圧が低下する方向へ
変化してしまう。この時、図4に示すようにVaを1定
のレベルとして電源電圧を判断すると、電源電圧の判定
が、上がったり、下がったりして、供給電力の変化を無
限に繰り返してしまう。そこで、電源電圧の正側か負側
かを正負検知手段41が検知し、それを第4補正手段4
2に入力する。第4補正手段42は図11に示すよう
に、電圧区分の正側の判定値Va1と、負側の判定値V
a2というように、正側が負側より小さい電圧区分の判
定値を有している(Va1<Va2)。電源電圧が正側
に判断するときには、Va1で判断し、電圧区分が負側
に変わり、電動機7のトリガタイミングが変わると、V
a2での判断に切り換えることにより、電動機7への供
給電力の変化に影響されない高精度な電圧判断を得るこ
とができる。電源電圧に関わらず、供給電力を1定にす
る制御においても、Va1、もしくはVa2付近で、電
源電圧が微小範囲で不安定にふらついても、第4補正手
段42の判断する電圧区分を安定させることができ、安
定した制御を得ることができる。
によっても異なり、電源電圧の変動により電圧検知手段
12の出力が受ける影響も異なるので、図11に示すよ
うに電圧区分毎に電圧の正側と負側で異なった判断値を
設けることにより、電源電圧のよる電動機7に流れる電
流の変化があっても、精度よい電源電圧の判断を得るこ
とができる。しかしながら、Va1とVb1の差を大き
くしすぎると、電動機7の供給電力に影響されにくくな
るが、実際の電源電圧に対する電圧区分との誤差が大き
くなってしまう。
対する所定の供給電力もしくは、回転数に対応した、第
1駆動手段9のトリガタイミングを有しており、トリガ
タイミング別に、電圧区分の判定値V*1、V*2(V
*1>V*2)を設けて、更に、トリガタイミングが早
い(供給電力大)ときは差を大きく、遅い(供給電力
小)時は差を小さくして、電圧検知手段12の出力波形
を判断することにより、更に電圧判断の精度を向上する
ことができる。
圧検知手段12の出力が大きく変動するのは、第1の実
施例で述べた、図5に示すように、電動機7の供給電
力、もしくは回転数を変化させた直後である。第4補正
手段42は、トリガタイミングを変えた瞬間より、所定
時間を計時し、所定時間経過までは、電圧区分の判定値
V*1、V*2を、V*1は固定で、V*2を低めに設
定して、差を大きくし、所定時間経過以降は、V*2を
高く(V*1>V*2の関係は保持)なるよう切り換え
て電源電圧を判断することにより、供給電力、もしくは
回転数の切り換え時は、電圧判断の誤判断による電動機
7の不安定動作を無くしながらも、高精度な電源電圧判
断を行うことができる。
により電圧区分の判断値を設け、電流値大(供給電力
大)の時は差を大きく、電流値小(供給電力小)の時は
差を小さくして電圧検知手段12の出力波形を判断する
ことにより、電流が流れることによる電圧降下分を精度
よく判断でき、電動機7の特性バラツキにも対応した高
精度な電源電圧判断を行うことができる。
定値を電源電圧の上昇時と下降時で異なった値で説明し
たが、上昇時と下降時の判断値を同一とすることで、1
つの判断値として動作することは言うまでもない。
電圧の変動を考慮して電動機の制御量を可変する電気掃
除機用吸込具を用いることで、電動機の発熱を抑えなが
ら安定したごみ取れ性できる使い勝手の優れた電気掃除
機となる。
を、図12、図13を参照しながら説明する。尚、従来
例、第1〜第4実施例と同一部品については同一符号を
付し、説明を省略する。
御量を設定する第2設定手段、52は電圧検知手段12
の検知結果と前記第2設定手段51の設定値から前記電
動送風機8の制御量を補正する第5補正手段、53は電
動機7に流れる電流を検出する第1電流検出手段、54
は電動送風機8に流れる電流を検出する第2電流検出手
段である。図13は、電動送風機8の停止時と運転時と
の電圧検知タイミングT3と所定のレベルを定めた波形
図である。
る。
電力で電動送風機8を動作させる複数の運転モードを有
しており、所定の運転モードで動作させようと設定する
と、第5補正手段52は、所定の供給電力に相当する位
相タイミングで第2駆動手段10にトリガ信号を出力す
ることにより、電動送風機8を所定の電力となるよう位
相制御する。上述したように、掃除機の電動送風機8や
電動機7は、商用電源より、数メートルのコード(図示
せず)を介して接続され、電源を供給される。電圧検知
手段12は、電動送風機8の近傍に接続されており、電
動送風機8と電動機7が停止しているときは、上記のコ
ードに流れる電流はほぼ0アンペアであり、電圧検知手
段12の出力には、電源電圧を信号レベルに変換した、
図13の破線に示すような波形を出力し、第5補正手段
52は、第1実施例で説明したようにこの波形より電源
の電圧レベルを判断することができる。電動送風機8が
動作して、電動送風機8に電流が流れると、近年の電気
掃除機においては、上記のコードに数アンペアの電流が
流れるため、この時、電圧検知手段12の出力に現れる
波形は、図13の実線に示すような上記のコードの電圧
降下分を差し引いた波形となり、第5補正手段52は、
電動送風機8が動作しているときの電圧検知手段12の
出力より、電動送風機8に印可されている電圧として判
断することができる。
に、図13に示すT3のタイミングで、A/D1にてA
/D変換を行い、予め設定した、電源電圧(実際には電
動送風機8の印可電圧)に対応したA/D値と、この変
換値を比較して、3V幅で区分を分け、電源電圧のレベ
ルを判断している。つまり、図5に示すように、98.
5Vから101.4Vまでは100V区分、101.5
Vから104.4Vまでは103V区分というように判
断している。この時、電圧降下による電圧検知手段12
の出力に現れる降下分△Vは、電流が大きければ大きく
なり、小さければ小さくなるので、運転モードによって
異なってくるため、上記の予め設定したA/D値をポジ
ション別に設け、電圧検知の精度を向上している。第5
補正手段52は、電源電圧が100Vの時、所定の供給
電力に対応したトリガタイミングTr1で、第2駆動手
段10をトリガオンして電動送風機8を位相制御してお
り、電動送風機8への供給電力は、電源電圧によって、
電圧が高ければ高くなり、電動送風機8からの発熱も多
くなる。第5補正手段52において、電圧検知手段12
の動作として判断された電圧区分が、所定のレベルVa
(高い方の電圧レベル)を越えていれば、トリガタイミ
ングをTr1より遅い、Tr2に変えることにより、供
給電力が小さくなり、電動送風機8からの発熱を抑える
ことができる。
電圧が低ければ低くなり、吸引力が低下してしまう。第
5補正手段52は判断した電圧区分が、所定のレベルV
b(低い方の電圧レベル)を下回っていれば、トリガタ
イミングをTr1より早い、Tr0に変えて制御するこ
とで、供給電力が上昇し、結果吸引力が上昇するので、
電源電圧の低下に対して、吸引力を確保することができ
る。トリガタイミングをTr1からTr2、あるいはT
r1からTr0へ切り換える際に、1段で切り換えるだ
けでなく、この間を多段、あるいは無段階にすることで
より木目細かな制御が出来ることはいうまでもない。そ
の上、第5補正手段52は、電動送風機8への供給電力
を1定となるよう補正することで、発熱量も1定とな
り、常に動作可能な範囲で最大の電力を供給することが
できる。また、第5補正手段52は、Va(高い方の電
圧レベル)より高い電圧レベルVcを有しており、電圧
検知手段12の出力により判定した電源電圧のレベルが
Vcを越えると、電源電圧が異常に上昇していると判断
して、電動送風機8への電力供給を停止することによ
り、異常電圧時の安全性を確保することができる。図5
に示す各々の電圧区分に対して、電動送風機8への供給
電力、もしくは回転数が、全区分で同一になるようなト
リガタイミングを設けることにより、電源電圧に関係な
く1定の吸引力を得ることができ、また、区分変化時の
供給電力、もしくは回転数の変化量が少なくなり、電圧
判断への影響を軽減し、精度を向上することができる。
更に、第1電流検出手段53およびまたは第2電流検出
手段54の検出する電流値により電圧区分の判断値を設
け、電流値大(供給電力大)の時は判断値を大きくし、
電流値小(供給電力小)の時は小さくすることで、電圧
検知手段12の出力波形を判断することにより、電流が
流れることによる電圧降下分を精度よく判断でき、電動
機7およびまたは電動送風機8の特性バラツキにも対応
した高精度な電源電圧判断を行うことができる。同様
に、電動機7およびまたは電動送風機8の供給電力もし
くは回転数により電圧区分の判断値を設け、供給電力大
(回転数高)の時は判断値を大きくし、供給電力小(回
転数低)の時は小さくすることで、電圧検知手段12の
出力波形を判断することにより、電流が流れることによ
る電圧降下分を精度よく判断でき、電動機7およびまた
は電動送風機8の特性バラツキにも対応した高精度な電
源電圧判断を行うことができる。電動送風機8の吸引力
に応じて電動機7の制御量を補正することで更に精度良
くゴミ取れ性を確保することができる。
機8の制御量の補正を別々に行ったり、別々の場所に制
御回路を配置する方式で説明したが、同時に補正した
り、電動機7を補正するための制御回路が掃除機本体1
や手元操作部3に配置されていたり、反対に電動送風機
8の制御量を補正する回路が電気掃除機用吸込具5に内
臓されていてもかまわない。あるいは、設定手段13と
第2設定手段51も統1しても良いことはいうまでもな
い。
補正手段はマイクロコンピュータで実現しても良い。
が、電源電圧の変動に関係無く、保護素子を設けること
なく電動機7およびまたは電動送風機8の発熱を抑えつ
つ、ゴミ取れ性能、吸引力を確保できる方式であればよ
い。
ず、保護素子を設けることなく、電動機や電動送風機の
過剰な発熱を抑え、かつ、ゴミ取れ性能を確保できる電
気掃除機を提供できる。
込具の回路ブロック図
形説明図
示す図
込具の回路ブロック図
検知手段出力波形説明図
込具の回路ブロック図
込具の回路ブロック図
を示す図
回路ブロック図
電圧検知手段出力波形説明図
Claims (18)
- 【請求項1】 塵埃を掻き上げる回転ブラシと、前記回
転ブラシを駆動する電動機と、電源電圧を検知する電圧
検知手段と、前記電動機の位相制御量を設定する設定手
段を備え、前記電圧検知手段の検知結果と前記設定手段
の設定値から前記電動機の位相制御量を補正する補正手
段を有する電気掃除機。 - 【請求項2】 補正手段は、回転ブラシの回転数を低下
または上昇させるように補正する請求項1記載の電気掃
除機。 - 【請求項3】 補正手段は、電源電圧が変化しても、電
動機への供給電力が一定になるよう補正する請求項1ま
たは2記載の電気掃除機。 - 【請求項4】 補正手段は、電源電圧が変化しても、回
転ブラシの回転数が一定になるよう補正する請求項1ま
たは2記載の電気掃除機。 - 【請求項5】 補正手段は、電圧検知手段が検知する電
圧が所定値以上になった場合、電動機を停止する請求項
1〜4のいずれか1項に記載の電気掃除機。 - 【請求項6】 塵埃を掻き上げる回転ブラシと、前記回
転ブラシを駆動する電動機と、電源電圧を検知する電圧
検知手段と、電源電圧の変化量を検知する電圧変化検知
手段と、前記電動機の位相制御量を設定する設定手段を
備え、前記電圧検知手段の検知結果、前記電圧変化検知
手段の検知結果、及び前記設定手段の設定値から前記電
動機の位相制御量を補正する第2補正手段を有する電気
掃除機。 - 【請求項7】 第2補正手段は、電源電圧の変化量が所
定値以内の場合のみ、補正値を更新する請求項6記載の
電気掃除機。 - 【請求項8】 塵埃を掻き上げる回転ブラシと、前記回
転ブラシを駆動する電動機と、電源電圧を検知する電圧
検知手段と、電源電圧のピーク値を検知するピーク電圧
検知手段と、前記電動機の位相制御量を設定する設定手
段を備え、前記電圧検知手段の検知結果、前記ピーク電
圧検知手段の検知結果、及び前記設定手段の設定値から
前記電動機の位相制御量を補正する第3補正手段を有す
る電気掃除機。 - 【請求項9】 第3補正手段は、ピーク電圧検知時の電
源電圧を入力し補正する請求項8記載の電気掃除機。 - 【請求項10】 塵埃を掻き上げる回転ブラシと、前記
回転ブラシを駆動する電動機と、電源電圧を検知する電
圧検知手段と、電源電圧の変化が基準値に対して正側か
負側かを検知する正負検知手段と、前記電動機の位相制
御量を設定する設定手段を備え、前記電圧検知手段の検
知結果と、前記正負検知手段の検知結果と、前記設定手
段の設定値から前記電動機の位相制御量を補正する第4
補正手段を有する電気掃除機。 - 【請求項11】 第4補正手段は、電源電圧の変化が基
準値に対して正側の時のほうが基準値に対して負側の時
より、電圧区分の値が低くなるよう変更する請求項10
記載の電気掃除機。 - 【請求項12】 第4補正手段は、電動機の位相制御量
の切り替える量に応じて、電源電圧の基準値に対する正
負の変化による電源電圧の検知値の変更の幅を可変する
請求項10記載の電気掃除機。 - 【請求項13】 第4補正手段は、電圧検知手段が検出
した電圧のレベルに応じて、電源電圧の基準値に対する
正負の変化による電源電圧の検知値の変更の幅を可変す
る請求項10記載の電気掃除機。 - 【請求項14】 第4補正手段は、電動機の位相制御量
の切り換え時より所定時間経過するまでと、経過以降と
で、電源電圧の正負の変化による電源電圧の検知値の変
更の幅を可変する請求項10記載の電気掃除機。 - 【請求項15】 塵埃を吸引する吸引力を発生する電動
送風機と、電源電圧を検知する電圧検知手段と、前記電
動送風機の位相制御量を設定する第2設定手段と、前記
電圧検知手段の検知結果と前記第2設定手段の設定値か
ら前記電動送風機の位相制御量を補正する第5補正手段
を有する電気掃除機。 - 【請求項16】 第5補正手段は、電源電圧が低くなっ
たと判断した場合、前記電動送風機の吸引力を上昇させ
るよう制御する請求項15記載の電気掃除機。 - 【請求項17】 第5補正手段は、電源電圧が変化して
も、電動送風機の吸引力が一定になるように制御する請
求項15または16記載の電気掃除機。 - 【請求項18】 電圧検知手段は、電動送風機に印加さ
れる電圧を検出する請求項15〜17のいずれか1項に
記載の電気掃除機。
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