JP2003135342A - Vacuum cleaner - Google Patents

Vacuum cleaner

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JP2003135342A
JP2003135342A JP2001337702A JP2001337702A JP2003135342A JP 2003135342 A JP2003135342 A JP 2003135342A JP 2001337702 A JP2001337702 A JP 2001337702A JP 2001337702 A JP2001337702 A JP 2001337702A JP 2003135342 A JP2003135342 A JP 2003135342A
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JP
Japan
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brushless motor
vacuum cleaner
motor
electric
power supply
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Pending
Application number
JP2001337702A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Fujiwara
俊明 藤原
Sadataka Hayami
禎高 速水
正樹 ▲高▼橋
Masaki Takahashi
Yoshitaka Murata
吉隆 村田
Takeshi Nishimura
剛 西村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JP2003135342A publication Critical patent/JP2003135342A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vacuum cleaner which prevents drop in sucking power along with higher durability, a smaller size and a lighter weight. SOLUTION: An inverter device herein provided comprises a brushless motor 3, a motor control means 4 for controlling the operation of the brushless motor 3, a driver means 5 for outputting drive signals of the brushless motor 3 to the motor control means 4, and a DC power source 6 for supplying applied voltages to the brushless motor 3, which can provide a vacuum cleaner that can prevent drop in sucking power while achieving a smaller size and a less weight along with higher durability.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、吸引風を旋回させ
るサイクロン作用により塵埃を分離する集塵機構を有す
る電気掃除機の制御に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to control of an electric vacuum cleaner having a dust collecting mechanism for separating dust by a cyclone action of swirling suction air.

【0002】[0002]

【従来の技術】特開2000−342492号公報や特
開平9−253011号公報開示のように、従来からサ
イクロン集塵機構を有する電気掃除機が提案されてい
る。
2. Description of the Related Art As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-342492 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-253011, an electric vacuum cleaner having a cyclone dust collecting mechanism has been proposed.

【0003】この種の電気掃除機は、吸引力を発する電
動送風機として、整流子モータを一般に採用していた。
In this type of electric vacuum cleaner, a commutator motor is generally adopted as an electric blower for generating a suction force.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記電気
掃除機においては、このような整流子モータを用いた従
来のサイクロン型電気掃除機では、サイクロン集塵室の
圧力損失が大きいため、紙袋タイプの電気掃除機に比
べ、吸込仕事率が低下するという問題があった。また、
吸込仕事率を向上させるのに、電動送風機の大型化が必
要となり、その分、掃除機本体の大きさ、質量が増加す
る傾向にあった。
However, in the above vacuum cleaner, in the conventional cyclone type vacuum cleaner using such a commutator motor, the pressure loss in the cyclone dust collecting chamber is large, so that a paper bag type electric vacuum cleaner is used. There was a problem that the suction work rate was lower than that of a vacuum cleaner. Also,
In order to improve the suction work rate, it is necessary to increase the size of the electric blower, and the size and mass of the cleaner main body tend to increase accordingly.

【0005】また、サイクロン型電気掃除機は、遠心力
により気流と塵埃を分離するため細塵まで確実に集塵部
にて集塵するのが困難で、集塵しきれなかった細塵が、
電動送風機に侵入し、ブラシ部に堆積し、電動送風機お
よび電気掃除機として耐久性に課題を有していた。
Further, in the cyclone type vacuum cleaner, it is difficult to surely collect even fine dust at the dust collecting portion because the air flow and dust are separated by centrifugal force.
When it entered the electric blower and accumulated on the brush, it had a problem in durability as an electric blower and an electric vacuum cleaner.

【0006】本発明は以上のような課題を同時に解決す
るもので、吸込仕事率の低下を防ぎ、かつ、耐久性の向
上および小型軽量化した電気掃除機を提供することを目
的とする。
The present invention solves the above problems at the same time, and an object of the present invention is to provide an electric vacuum cleaner which prevents a decrease in suction work rate and has improved durability and reduced size and weight.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、吸引風を発する電動送風機に内蔵されたブ
ラシレスモータと、前記ブラシレスモータの動作を制御
するモータ制御手段と前記モータ制御手段に前記ブラシ
レスモータの駆動信号を出力するドライバ手段と前記ブ
ラシレスモータに印加電圧を供給する直流電源手段から
なるインバータ装置を備え、前記電動送風機の上流側に
吸引風を旋回させてサイクロン作用により塵埃を分離す
る集塵室を備えたもので、従来の整流子モータの有する
カーボンブラシの摺動損、電機子巻線での銅損等がなく
なり、モータの効率が向上し、電気掃除機の吸込仕事率
の低下を抑えることができるものである。また、インバ
ータ装置により高速化かつきめ細かい制御が可能とな
り、それにより電動送風機の小型軽量化と吸込み性能の
長期持続が実現でき、電気掃除機の小型軽量化につなが
るものである。また、ブラシレスモータとしたことで、
集塵しきれなかった細塵が、電動送風機に侵入し、ブラ
シ部に堆積する課題を解決でき、電動送風機および電気
掃除機の耐久性を向上できる。
In order to achieve the above object, the present invention provides a brushless motor incorporated in an electric blower for generating suction air, a motor control means for controlling the operation of the brushless motor, and the motor control means. And an inverter device composed of a driver means for outputting a drive signal of the brushless motor and a DC power supply means for supplying an applied voltage to the brushless motor, and swirling suction air upstream of the electric blower to remove dust by a cyclone action. Equipped with a separate dust collection chamber, the sliding loss of the carbon brush of the conventional commutator motor and the copper loss of the armature winding are eliminated, improving the efficiency of the motor and the suction work of the vacuum cleaner. The decrease in the rate can be suppressed. In addition, the inverter device enables high-speed and fine control, which makes it possible to reduce the size and weight of the electric blower and to maintain suction performance for a long period of time, leading to the reduction in size and weight of the electric vacuum cleaner. Also, by using a brushless motor,
It is possible to solve the problem that fine dust that cannot be completely collected enters the electric blower and accumulates on the brush portion, and the durability of the electric blower and the electric vacuum cleaner can be improved.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1記載の発明は、
吸引風を発する電動送風機に内蔵されたブラシレスモー
タと、前記ブラシレスモータの動作を制御するモータ制
御手段と前記モータ制御手段に前記ブラシレスモータの
駆動信号を出力するドライバ手段と前記ブラシレスモー
タに印加電圧を供給する直流電源手段からなるインバー
タ装置を備え、前記電動送風機の上流側に吸引風を旋回
させてサイクロン作用により塵埃を分離する集塵室を備
えたもので、従来の整流子モータの有するカーボンブラ
シの摺動損、電機子巻線での銅損等がなくなり、モータ
の効率が向上し、電気掃除機の吸込仕事率の低下を抑え
ることができるものである。また、インバータ装置によ
り高速化かつきめ細かい制御が可能となり、それにより
電動送風機の小型軽量化と吸込み性能の長期持続が実現
でき、電気掃除機の小型軽量化につながるものである。
また、ブラシレスモータとしたことで、集塵しきれなか
った細塵が、電動送風機に侵入し、ブラシ部に堆積する
課題を解決でき、電動送風機および電気掃除機の耐久性
を向上できる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The invention according to claim 1 of the present invention is
A brushless motor built in an electric blower that emits suction air, a motor control unit that controls the operation of the brushless motor, a driver unit that outputs a drive signal of the brushless motor to the motor control unit, and an applied voltage to the brushless motor. A carbon brush provided in a conventional commutator motor, which is provided with an inverter device including a DC power supply means for supplying, and a dust collection chamber that separates dust by a cyclone action by swirling suction air upstream of the electric blower. The sliding loss, the copper loss in the armature winding, etc. are eliminated, the efficiency of the motor is improved, and the reduction of the suction power of the electric vacuum cleaner can be suppressed. In addition, the inverter device enables high-speed and fine control, which makes it possible to reduce the size and weight of the electric blower and to maintain suction performance for a long period of time, leading to the reduction in size and weight of the electric vacuum cleaner.
Further, since the brushless motor is used, it is possible to solve the problem that fine dust that cannot be completely collected enters the electric blower and accumulates on the brush portion, and the durability of the electric blower and the electric vacuum cleaner can be improved.

【0009】本発明の請求項2記載の発明は、吸引風を
発する電動送風機に内蔵されたブラシレスモータと、前
記ブラシレスモータの動作を制御するモータ制御手段と
前記モータ制御手段に前記ブラシレスモータの駆動信号
を出力するドライバ手段と前記ブラシレスモータに印加
電圧を供給する直流電源手段からなるインバータ装置
と、吸引風量を検知する風量検知手段とを備え、吸引風
量が仕事率が最大となる風量を含む任意の風量範囲以外
の場合には前記ブラシレスモータの回転数を低下させる
ように構成したもので、高速回転を行なうモータと掃除
機本体を構成する各部品との間で生じる共振を抑制する
ことができる。また高風量域では消費電力の低減を、仕
事率ポイントでは確実に仕事率を確保することが、低風
量域ではサージング音の抑制と冷却風の減少に伴うブラ
シレスモータの発熱を抑制することができる。
According to a second aspect of the present invention, a brushless motor built in an electric blower for generating suction air, a motor control means for controlling the operation of the brushless motor, and a drive of the brushless motor in the motor control means. An inverter device including a driver unit that outputs a signal and a DC power supply unit that supplies an applied voltage to the brushless motor, and an air volume detection unit that detects the suction air volume, and the suction air volume includes an air volume that maximizes the work rate. In a case other than the air flow rate range, the rotational speed of the brushless motor is reduced, and resonance that occurs between the motor that rotates at high speed and each component that constitutes the cleaner body can be suppressed. . In addition, it is possible to reduce power consumption in the high air volume region, to ensure the power percentage at the power percentage point, and to suppress the surging noise and the heat generation of the brushless motor due to the reduction of the cooling air in the low air volume region. .

【0010】本発明の請求項3記載の発明は、風量検知
手段として、ブラシレスモータの実際の回転数と設定回
転数との差を検知する回転数誤差検知手段を用いるもの
で、風量を正確に検知できる。
According to the third aspect of the present invention, as the air volume detecting means, the rotational speed error detecting means for detecting the difference between the actual rotational speed of the brushless motor and the set rotational speed is used. Can be detected.

【0011】本発明の請求項4記載の発明は、吸引した
塵埃の有無や前記塵埃の大きさを検知して前記塵埃の大
きさに応じたパルスを出力する塵埃検知手段と、前記パ
ルスのパルス幅を計測するパルス幅計測手段を備え、前
記パルス幅計測手段の出力に応じてドライバ手段がブラ
シレスモータの駆動信号を出力するものであり、塵埃の
大きさによって吸込み力をよりきめ細かく制御できる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided dust detection means for detecting the presence or absence of sucked dust and the size of the dust and outputting a pulse corresponding to the size of the dust, and a pulse of the pulse. The pulse width measuring means for measuring the width is provided, and the driver means outputs the drive signal of the brushless motor according to the output of the pulse width measuring means, and the suction force can be controlled more finely depending on the size of the dust.

【0012】本発明の請求項5記載の発明は、塵埃の有
無やその大きさを検知する塵埃検知手段からの出力信号
を処理する入力信号処理手段を設け、前記入力信号処理
手段とドライバ手段とは異なる機能素子を用いて処理す
るもので、塵埃の有無やその大きさを検知する塵埃検知
手段からの出力など比較的低速度ではあるが断続的に入
力されるため割り込み処理を要する信号を処理する入力
信号処理手段と、その入力信号処理手段の出力を受けて
モータ制御手段に高速度かつ連続的な信号を出力するド
ライバ手段とを異なる機能素子を用いて処理すること
で、演算処理が停滞しないようにできる。
According to a fifth aspect of the present invention, an input signal processing means for processing an output signal from the dust detecting means for detecting the presence or absence of dust and its size is provided, and the input signal processing means and the driver means are provided. Is a process that uses different functional elements, and processes signals that require interrupt processing, such as output from a dust detection unit that detects the presence or absence of dust and its size, but that is input at a relatively low speed but that is interrupted. The input signal processing means and the driver means that receives the output of the input signal processing means and outputs a high-speed and continuous signal to the motor control means are processed by using different functional elements, so that the arithmetic processing is delayed. You can turn it off.

【0013】本発明の請求項6記載の発明は、電動機と
前記電動機により回転する回転ブラシを内蔵し、サイク
ロン集塵室に連通する吸込部を備えたもので、被掃除面
の深部の塵埃まで確実に掻き揚げることができる。
According to a sixth aspect of the present invention, an electric motor and a rotary brush which is rotated by the electric motor are built-in, and a suction portion communicating with the cyclone dust collecting chamber is provided. You can surely fried.

【0014】本発明の請求項7記載の発明は、電動機と
電気的に直列接続したマイクロスイッチを設け、前記電
動機とマイクロスイッチには、交流波形を全波整流した
全波整流波形を供給するもので、スイッチ接点への電気
的負担が少なくなる。
According to a seventh aspect of the present invention, a microswitch electrically connected in series with an electric motor is provided, and a full-wave rectified waveform obtained by full-wave rectifying an AC waveform is supplied to the electric motor and the microswitch. This reduces the electrical load on the switch contacts.

【0015】本発明の請求項8記載の発明は、直流電源
手段から電動機に電源を供給するもので、低電圧仕様の
直流電動機を電動機として用いることができる。
According to the eighth aspect of the present invention, power is supplied to the electric motor from the DC power supply means, and a DC motor with a low voltage specification can be used as the electric motor.

【0016】本発明の請求項9記載の発明は、直流電源
手段は、掃除機本体への電圧を印加する電源とは絶縁し
たもので、掃除機本体から先のアタッチメントに対して
絶縁構造は必須条件ではなくなる。また、電動機の雑音
が電源に重畳されることも無い。
According to a ninth aspect of the present invention, the DC power source means is insulated from a power source for applying a voltage to the cleaner body, and an insulating structure is essential for the attachment from the cleaner body to the front. It is no longer a condition. Further, the noise of the electric motor will not be superimposed on the power supply.

【0017】本発明の請求項10記載の発明は、直流電
源手段に電動機のロックを検知する電流リミッタを設
け、前記電流リミッタが電動機のロックを検知したとき
から所定時間後に前記電動機が動作するように設定する
もので、電動機がロックすると直流電源手段の出力が低
下して、電動機の巻線焼けを防止することができる。
According to a tenth aspect of the present invention, the DC power supply means is provided with a current limiter for detecting the lock of the electric motor, and the electric motor is operated a predetermined time after the electric current limiter detects the lock of the electric motor. When the electric motor is locked, the output of the DC power supply means is reduced, and the winding burn of the electric motor can be prevented.

【0018】本発明の請求項11記載の発明は、掃除機
全体への印加電圧を検知してドライバ手段に出力する電
源電圧検知手段を設け、前記電源電圧検知手段の出力に
応じてブラシレスモータの回転数を制御するもので、電
源電圧が変動しても安定した掃除性能を得ることができ
る。
According to an eleventh aspect of the present invention, a power supply voltage detecting means for detecting a voltage applied to the entire cleaner and outputting it to the driver means is provided, and the brushless motor of the brushless motor is output according to the output of the power supply voltage detecting means. It controls the number of rotations, so that stable cleaning performance can be obtained even if the power supply voltage changes.

【0019】本発明の請求項12記載の発明は、掃除機
全体に流れる電流を検知してドライバ手段に出力する電
源電流検知手段を設け、前記電源電流検知手段の出力に
応じてブラシレスモータの回転数を制御するもので、安
定した電流をブラシレスモータに流せ、安定した掃除性
能を得ることができる。
According to a twelfth aspect of the present invention, a power supply current detecting means for detecting a current flowing through the entire cleaner and outputting it to the driver means is provided, and the brushless motor is rotated according to the output of the power supply current detecting means. The number is controlled, and a stable current can be applied to the brushless motor to obtain stable cleaning performance.

【0020】本発明の請求項13記載の発明は、電源電
流検知手段の出力が、所定値以下となるようにブラシレ
スモータの回転数を制御するもので、異常な高電流を防
止することができる。
According to the thirteenth aspect of the present invention, the rotation speed of the brushless motor is controlled so that the output of the power supply current detection means becomes a predetermined value or less, and an abnormally high current can be prevented. .

【0021】本発明の請求項14記載の発明は、ブラシ
レスモータと、モータ制御手段と、ドライバ手段と、直
流電源手段からインバータ装置を構成し、前記インバー
タ装置への印加電圧を平滑および安定化するコンデンサ
を並列接続して複数設け、電源投入時またはブラシレス
モータ起動時に、前記コンデンサが順次充電されるよう
に構成したもので、異常な突入電流が流れることはな
い。
According to a fourteenth aspect of the present invention, an inverter device is constituted by a brushless motor, a motor control means, a driver means and a DC power supply means, and a voltage applied to the inverter device is smoothed and stabilized. Since a plurality of capacitors are connected in parallel to each other and the capacitors are sequentially charged when the power is turned on or when the brushless motor is started, an abnormal inrush current does not flow.

【0022】本発明の請求項15記載の発明は、複数の
コンデンサの容量をそれぞれ異なるように設定し、電源
投入時またはブラシレスモータ起動時に、容量の小さな
値のコンデンサから随時充電されるように構成したもの
で、比較的短時間に直流電源手段を安定化させることが
できる。
According to a fifteenth aspect of the present invention, the capacities of a plurality of capacitors are set to be different from each other, and when the power is turned on or the brushless motor is started, the capacitor having a small capacity is charged as needed. Thus, the DC power supply means can be stabilized in a relatively short time.

【0023】本発明の請求項16記載の発明は、ブラシ
レスモータと、モータ制御手段と、ドライバ手段と、直
流電源手段からインバータ装置を構成し、前記インバー
タ装置への印加電圧を平滑および安定化するコンデンサ
を直列接続して複数設け、全コンデンサ充電完了後にブ
ラシレスモータを起動させると、少なくとも1つのコン
デンサを短絡させるように構成したもので、短時間にコ
ンデンサの充電を完了することができる。
According to a sixteenth aspect of the present invention, an inverter device is composed of a brushless motor, a motor control means, a driver means, and a DC power supply means, and the voltage applied to the inverter device is smoothed and stabilized. When a plurality of capacitors are connected in series and the brushless motor is started after the charging of all the capacitors is completed, at least one capacitor is short-circuited, and the charging of the capacitors can be completed in a short time.

【0024】本発明の請求項17記載の発明は、短絡さ
せるコンデンサを、ブラシレスモータを起動させる毎に
変更するように構成したもので、短時間にコンデンサの
充電を完了することができ、かついずれのコンデンサも
平均的な同様な使用状態となり、全てのコンデンサ寿命
を伸ばすことができる。
According to a seventeenth aspect of the present invention, the capacitor to be short-circuited is changed every time the brushless motor is started, and the charging of the capacitor can be completed in a short time. The capacitors are also in the same average usage condition, and the life of all capacitors can be extended.

【0025】本発明の請求項18記載の発明は、ブラシ
レスモータの回転数を検知する回転数検知手段と、その
回転数とファンの羽根枚数との積と位相とを求める高周
波音演算手段(以下「Nz音演算手段」という)と、ブ
ラシレスモータの近傍に配置して前記Nz音演算手段の
出力に基づいて発音を行なう発音手段とを設けることに
より、ブラシレスモータの回転に伴うNz音と逆位相の
音を発音手段から出力することにより、耳障りな音を低
減することができる。
In the eighteenth aspect of the present invention, there is provided a high frequency sound calculating means for detecting the rotation speed of the brushless motor, and a high frequency sound calculating means for obtaining a product and a phase of the rotation speed and the number of blades of the fan. (Referred to as "Nz sound calculation means") and a sounding means arranged near the brushless motor to generate sound based on the output of the Nz sound calculation means, thereby providing a phase opposite to the Nz sound accompanying rotation of the brushless motor. By outputting the sound of the above from the sounding means, it is possible to reduce the unpleasant sound.

【0026】本発明の請求項19記載の発明は、発音手
段は最もNz音が大きく聞こえるブラシレスモータの排
気側通路に設けているので、消音効果は大きい。
According to the nineteenth aspect of the present invention, since the sounding means is provided in the exhaust side passage of the brushless motor where the Nz sound is the loudest, the sound deadening effect is large.

【0027】本発明の請求項20記載の発明は、ブラシ
レスモータの回転数を検知する回転数検知手段と、その
回転数とファンの羽根枚数との積と位相とを求める高周
波音演算手段(以下「Nz音演算手段」という)と、ブ
ラシレスモータの排気通路に設けた弁と、前記Nz音演
算手段の出力に基づいて前記弁を制御して排気面積を可
変する排気面積制御手段とを設けることにより、ブラシ
レスモータの回転数(Nz音)によらない音とすること
ができる。
According to a twentieth aspect of the present invention, a rotating speed detecting means for detecting the rotating speed of the brushless motor and a high frequency sound calculating means for obtaining a product and a phase of the rotating speed and the number of blades of the fan (hereinafter "Nz sound calculation means"), a valve provided in the exhaust passage of the brushless motor, and exhaust area control means for controlling the valve based on the output of the Nz sound calculation means to vary the exhaust area. Thus, it is possible to obtain a sound that does not depend on the rotation speed (Nz sound) of the brushless motor.

【0028】[0028]

【実施例】(実施例1)以下、本発明の実施例を図1及
び図2を用いて説明する。
EXAMPLE 1 Example 1 of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.

【0029】図において、1は掃除機本体2全体の動作
電源となる電源であり、ここでは一般家庭用電源AC1
00Vを使用する。3は可変速範囲が広くモータ効率が
高いブラシレスモータであり、広範囲の可変速が要求さ
れる電動送風機(図示せず)に内蔵されている。4はこ
のブラシレスモータ3の回転数を制御するモータ制御手
段であり、制御素子としてIGBTやパワーMOS及び
それらに逆並列に接続した還流ダイオードとを三相ブリ
ッジ接続した電圧型インバータとして構成している。
(本実施例ではIGBTを用いている。)5は前記モー
タ制御手段4に駆動信号を出力するドライバ手段、6は
前記ドライバ手段5に前記ブラシレスモータ3が動作す
る電圧(ここではDC18V)を供給する直流電源手段
であり、前記モータ制御手段4、ドライバ手段5と直流
電源手段6とでインバータ装置7を構成している。ま
た、8は力率改善用のリアクトル、9はこのリアクトル
8を介して電源1に接続されたダイオードブリッジ、1
0はこのダイオードブリッジ9で全波整流された波形を
平滑・安定化させるコンデンサである。
In the figure, reference numeral 1 is a power source which serves as an operating power source for the entire cleaner body 2, and here is a general household power source AC1.
00V is used. Reference numeral 3 is a brushless motor having a wide variable speed range and high motor efficiency, and is incorporated in an electric blower (not shown) which requires a wide variable speed range. Reference numeral 4 denotes a motor control means for controlling the rotation speed of the brushless motor 3, which is configured as a voltage type inverter in which a control element such as an IGBT, a power MOS, and a freewheeling diode connected in anti-parallel thereto is connected in a three-phase bridge. .
(In this embodiment, an IGBT is used.) 5 is a driver means for outputting a drive signal to the motor control means 4, and 6 is a voltage for operating the brushless motor 3 (here DC 18V). The motor control means 4, the driver means 5 and the DC power supply means 6 constitute an inverter device 7. Further, 8 is a reactor for improving the power factor, 9 is a diode bridge connected to the power source 1 through the reactor 8, 1
Reference numeral 0 is a capacitor that smoothes and stabilizes the waveform that is full-wave rectified by the diode bridge 9.

【0030】11はダイオードであり、前記ダイオード
ブリッジ9とコンデンサ10との間に挿入して全波整流
波形部と平滑波形部を分離している。そしてこのダイオ
ード11のアノード(全波整流波形)側に、被掃除面の
塵埃を吸引する吸込部12に内蔵された回転ブラシ(図
示せず)を駆動する電動機13とマイクロスイッチ14
を直列接続している。なお、前記電動機13は前記回転
ブラシに内蔵されている。
Reference numeral 11 denotes a diode, which is inserted between the diode bridge 9 and the capacitor 10 to separate the full-wave rectified waveform portion and the smoothed waveform portion. Then, on the anode (full-wave rectified waveform) side of the diode 11, a motor 13 and a microswitch 14 for driving a rotating brush (not shown) incorporated in the suction unit 12 for sucking dust on the surface to be cleaned.
Are connected in series. The electric motor 13 is built in the rotary brush.

【0031】15は塵埃の有無やその大きさなどを検知
して塵埃の大きさに応じたパルスを出力する塵埃検知手
段、16はその塵埃検知手段の出力パルス幅を計測し口
述の信号処理手段17に出力するパルス幅計測手段であ
る。17は前記塵埃検知手段15及びパルス幅計測手段
16からの出力信号(比較的低速度;数kHz以下では
あるが断続的な入力信号)を入力して割り込み処理を行
なう入力信号処理手段であり、その出力は前記ドライバ
手段5に入力されている。ここで、ドライバ手段5は信
号処理手段17の出力を受けてモータ制御手段4に高速
度かつ連続的な信号を出力する(一般的には20kHz
程度のPWM信号)必要があるので、前記入力信号処理
手段17とは独立した機能素子であるマイクロコンピュ
ータを用いて、演算処理が停滞しないようにしている。
つまり、パルス幅計測手段16の出力、すなわち塵埃の
大きさ・種類によってブラシレスモータ3の駆動信号は
連続的にPWMのONデューティが変化した信号が出力
され、ブラシレスモータ3は連続的に回転数を変化させ
る。
Reference numeral 15 is a dust detecting means for detecting the presence or absence of dust and the size thereof and outputting a pulse corresponding to the size of the dust. Reference numeral 16 is a signal processing means for measuring the output pulse width of the dust detecting means. It is a pulse width measuring means for outputting to 17. Reference numeral 17 denotes an input signal processing means for inputting output signals (relatively low speed; intermittent input signal at several kHz or less but intermittent) from the dust detecting means 15 and the pulse width measuring means 16, and performing interrupt processing. The output is input to the driver means 5. Here, the driver means 5 receives the output of the signal processing means 17 and outputs a high speed and continuous signal to the motor control means 4 (generally 20 kHz).
Since a PWM signal of a certain degree is required, a microcomputer, which is a functional element independent of the input signal processing means 17, is used so that the arithmetic processing is not delayed.
In other words, the output of the pulse width measuring means 16, that is, the drive signal of the brushless motor 3 according to the size and type of dust is a signal in which the ON duty of PWM is continuously changed, and the brushless motor 3 continuously changes its rotation speed. Change.

【0032】18は前記電源1の電圧を検知してドライ
バ手段5に出力する電源電圧検知手段、19は掃除機本
体2に流れる全電流(直流電源手段6やブラシレスモー
タ3、電動機13に流れる電流合計)を検知してドライ
バ手段5に出力する電源電流検知手段である。また、2
0は吸引風を内部にて旋回させてサイクロン作用により
塵埃を分離するサイクロン集塵室である。
Reference numeral 18 is a power supply voltage detecting means for detecting the voltage of the power supply 1 and outputting it to the driver means 5. Reference numeral 19 is a total current flowing through the cleaner body 2 (current flowing through the DC power supply means 6, brushless motor 3, electric motor 13). This is a power supply current detecting means for detecting (total) and outputting to the driver means 5. Also, 2
Reference numeral 0 denotes a cyclone dust collecting chamber in which suction air is swirled inside to separate dust by a cyclone action.

【0033】上記構成による作用は以下の通りである。The operation of the above configuration is as follows.

【0034】電動機13で駆動される回転ブラシで掻き
揚げられた塵埃は吸引経路28を通ってサイクロン集塵
室20に導かれるが、その中に含まれる塵埃は塵埃検知
手段15で検知され、小質量の塵埃の場合は比較的短い
パルス幅が、大質量の塵埃の場合は比較的長いパルス幅
が計測されるため、パルス幅計測手段16からは小質量
の場合はブラシレスモータ3の高速回転信号を、大質量
の場合は中速回転信号が信号処理手段17に、そしてド
ライバ手段5に出力される。(実際にはパルス幅に応じ
た無段階の回転信号がドライバ手段5に出力される。)
ドライバ手段5はこれを受け、高速回転信号の場合には
PWM信号のONデューティを長くし、中速回転信号の
場合はONデューティを短くした信号をモータ制御手段
4に出力するため、ブラシレスモータ3は、小質量塵埃
の場合は高速回転を、大質量塵埃の場合は中速回転を行
う、つまりブラシレスモータ3による広範囲な速度制御
により吸込み力のきめ細かな制御が可能になり、特に小
質量塵埃の場合は塵埃が集塵質外周で旋回するのでメイ
ンフィルター部表面への吸着を少なくして、吸込み性能
を長期間にわたって持続させることができる。
The dust scraped up by the rotating brush driven by the electric motor 13 is guided to the cyclone dust collecting chamber 20 through the suction path 28, and the dust contained therein is detected by the dust detecting means 15 and is small. Since a relatively short pulse width is measured in the case of heavy dust and a relatively long pulse width is measured in the case of large dust, the pulse width measuring means 16 measures the high-speed rotation signal of the brushless motor 3 in the case of a small mass. In the case of a large mass, a medium speed rotation signal is output to the signal processing means 17 and to the driver means 5. (Actually, a stepless rotation signal corresponding to the pulse width is output to the driver means 5.)
In response to this, the driver means 5 outputs to the motor control means 4 a signal with a long ON duty of the PWM signal for a high speed rotation signal and a short ON duty for a medium speed rotation signal. Performs a high-speed rotation for small-mass dust, and a medium-speed rotation for large-mass dust, that is, fine control of the suction force can be performed by a wide range of speed control by the brushless motor 3, especially for small-mass dust. In this case, since the dust swirls around the outer circumference of the dust collecting material, it is possible to reduce the adsorption on the surface of the main filter portion and maintain the suction performance for a long period of time.

【0035】本実施例では、入力信号処理手段17(比
較的低速度ではあるが断続的に入力されるため割り込み
処理を要する)とドライバ手段5(高速度かつ連続的な
信号を出力する)とは独立した機能素子としているの
で、特にドライバ手段5におけるPWM信号作成の演算
処理が停滞することはなく、連続した制御動作が継続で
きる。
In the present embodiment, the input signal processing means 17 (requiring interrupt processing at a relatively low speed because it is intermittently input) and the driver means 5 (outputting a high speed and continuous signal) are used. Since they are independent functional elements, there is no particular stagnation in the arithmetic processing for generating the PWM signal in the driver means 5, and continuous control operation can be continued.

【0036】また電源電圧検知手段18により、電源1
の電圧が変動してもその情報はドライバ手段5に入力さ
れ、ドライバ手段5からはブラシレスモータ3の回転数
を一定に保つようにPWM信号が出力されるので、安定
した掃除性能を得ることができる。
Further, the power source 1 is detected by the power source voltage detecting means 18.
Even if the voltage fluctuates, the information is input to the driver means 5, and the PWM signal is output from the driver means 5 so as to keep the rotation speed of the brushless motor 3 constant, so that stable cleaning performance can be obtained. it can.

【0037】同様に電源電流検知手段19により、安定
した電流をブラシレスモータ3に流せるので安定した掃
除性能を得ることができるし、異常な高電流が流れるこ
とも無いなど信頼性の高い掃除機を得ることができる。
さらに、電源電流検知手段19として一般的に用いる電
流センサ(カレントトランス)は、電源周波数50/6
0Hzによる周波数偏差が問題になるが、ブラシレスモ
ータ3の高周波電流帯では問題になることも無く、また
サイクロン集塵構造の場合ブラシレスモータ3の電流は
風量変化にはほとんど影響されないので精度も要求され
ず、安価に構成することができる。
Similarly, a stable current can be supplied to the brushless motor 3 by the power supply current detecting means 19, so that stable cleaning performance can be obtained, and a highly reliable vacuum cleaner in which abnormal high current does not flow is provided. Obtainable.
Further, the current sensor (current transformer) generally used as the power supply current detection means 19 has a power supply frequency of 50/6.
Although the frequency deviation due to 0 Hz is a problem, it does not pose a problem in the high frequency current band of the brushless motor 3, and in the case of the cyclone dust collecting structure, the current of the brushless motor 3 is hardly affected by the change in the air flow rate, so accuracy is also required. It can be constructed inexpensively.

【0038】なお一般的にサイクロン集塵構造での長い
吸気経路による圧損が招く吸込み力の低下は、電動機内
蔵型吸込部を用いることにより塵埃の掻き揚げ力を得る
ことで、総合的に掃除性能として大幅に改善される。
Generally, in the cyclone dust collecting structure, the decrease in the suction force caused by the pressure loss due to the long intake path is obtained by using the suction portion with the built-in motor to obtain the dust scooping force, and thus the comprehensive cleaning performance. Will be greatly improved.

【0039】また、ダイオード11のアノード側から電
動機13及びマイクロスイッチ14に全波整流波形が供
給されるため、平滑波形が入力される場合に比べ、特に
マイクロスイッチの接点への電気的負担を大幅に軽減す
ることができる。なお、本実施例ではマイクロスイッチ
としているが、温度スイッチなどの電気部品についても
同様なことがいえる。
In addition, since the full-wave rectified waveform is supplied from the anode side of the diode 11 to the electric motor 13 and the microswitch 14, compared with the case where a smoothed waveform is input, the electrical load on the contacts of the microswitch is greatly increased. Can be reduced to Although the micro switch is used in this embodiment, the same can be said for electric parts such as a temperature switch.

【0040】(実施例2)次に、本発明の別の実施例を
図3を用いて説明する。なお、前記第1の実施例と同一
構成部品については同一符号を付してここでは説明は省
略する。
(Embodiment 2) Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted here.

【0041】図において、21は直流低電圧(本実施例
ではDC18V)定格の電動機で、回転ブラシを駆動
し、前記回転ブラシに内蔵されている。そしてこの電動
機21は直流電源手段22の出力電圧(DC18V)が
供給されている。さらに、その直流電源手段22は絶縁
トランス23により電源1から電気的に絶縁され、前記
電動機21のロックを検知して一定時間後に動作する電
流リミッタを内蔵している。
In the figure, reference numeral 21 designates a DC low voltage (DC18V in this embodiment) rated electric motor, which drives the rotary brush and is incorporated in the rotary brush. The electric motor 21 is supplied with the output voltage (DC18V) of the DC power supply means 22. Further, the DC power supply means 22 is electrically insulated from the power supply 1 by an insulation transformer 23, and has a built-in current limiter which detects lock of the electric motor 21 and operates after a predetermined time.

【0042】上記構成による作用は以下の通りである。The operation of the above configuration is as follows.

【0043】電動機21は直流電源手段22から電源を
供給しているため、回転ブラシが何らかの要因でロック
されるとこれを駆動している電動機22もロック状態に
なる。すると、一定時間後に直流電源手段に内蔵された
電流リミッタが動作して、直流電源手段22の出力電圧
が低下することにより、電動機21への給電が停止さ
れ、直流電源手段22の過負荷状態からの回避及び電動
機21の巻線焼けを防止できるなどの安全性を確保する
ことができる。
Since the electric motor 21 is supplied with power from the DC power supply means 22, if the rotating brush is locked for some reason, the electric motor 22 driving the rotating brush is also locked. Then, after a certain period of time, the current limiter built in the DC power supply means operates and the output voltage of the DC power supply means 22 decreases, so that the power supply to the electric motor 21 is stopped, and the DC power supply means 22 is overloaded. It is possible to ensure safety such as avoiding the above and preventing winding burn of the electric motor 21.

【0044】また、電動機21として、極めて種類の多
い低電圧仕様の直流電動機を用いることができるので、
吸込部の小型化及び低コスト化が図れる。
Further, as the electric motor 21, it is possible to use an extremely wide variety of low-voltage direct current electric motors.
It is possible to reduce the size and cost of the suction section.

【0045】さらに本実施例によると、直流電源手段2
2は電源1から絶縁トランス23によって絶縁してある
ので、例えば導電線入りのホースなど掃除機本体から先
のアタッチメントに非絶縁構造品を用いることができ、
絶縁に要していた寸法や材料の制約が無くなり、小型
化、軽量化及び低コスト化が図れる。加えて一般的に問
題となる“直流電動機の雑音が電源に重畳される”こと
も無いので、雑音対策のためのコスト削減も小型化も同
時に図れる。
Further, according to this embodiment, the DC power supply means 2
Since 2 is insulated from the power source 1 by the insulating transformer 23, a non-insulated structure product such as a hose with a conductive wire can be used for the attachment from the cleaner body.
The size and material restrictions required for insulation are eliminated, and size reduction, weight reduction, and cost reduction can be achieved. In addition, there is no "superimposed noise of the DC motor on the power supply" which is a general problem, so that cost reduction and size reduction can be achieved at the same time as a countermeasure against noise.

【0046】(実施例3)次に、本発明の別の実施例を
図4を用いて説明する。なお、前記第1または第2の実
施例と同一構成部品については同一符号を付してここで
は説明は省略する。
(Embodiment 3) Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those of the first or second embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted here.

【0047】図において、24a及び24bはダイオー
ドブリッジ9で全波整流された波形を平滑・安定化する
コンデンサであるが、ここでは複数のコンデンサを並列
接続して構成している。また、これらコンデンサ24a
及び24bはそれぞれの容量が異なっており、電源1投
入時またはブラシレスモータ3を起動させるスイッチ
(図示せず)を操作すると、各々のコンデンサ24a及
び24bに接続されたリレー接点25a及び25bを時
間を空けて順次閉じることにより、コンデンサ24a及
び24bを順次充電していく。(本実施例では、容量の
小さなコンデンサから順次充電するように構成してい
る。)直流電源手段6はこれらコンデンサ24a及び2
4bから電圧を供給されるが、その定格電圧はDC18
Vのため極めて短時間に動作電圧に達することができ、
全コンデンサの充電が完了しなくてもドライバ手段5な
どは動作可能状態となるので、電源投入後に制御回路が
安定動作可能になるまでの時間を短縮でき、ブラシレス
モータ3が誤起動することもない。また、大容量コンデ
ンサ1つの場合のように異常に高い突入電流が流れるこ
ともないので掃除機のプラグへの損傷も無い。また、ス
イッチ操作直後は一時的にコンデンサの電圧は低下する
が、基本的にブラシレスモータ3はスロースタートさせ
るので、実際にはほとんど問題にならず、ブラシレスモ
ータ3の動作による放電量よりも充電量を多く設定して
いるため、スロースタートの間に全コンデンサは充電を
完了することができる。なお、本実施例ではコンデンサ
2つの場合について説明したが、3つ以上であっても同
様にすればよい。また、コンデンサの容量を同じに設定
してもよいし、いずれのコンデンサも充電されない状態
をリレー接点を用いて実現してもよい。
In the figure, reference numerals 24a and 24b denote capacitors for smoothing / stabilizing the full-wave rectified waveform by the diode bridge 9. Here, a plurality of capacitors are connected in parallel. Also, these capacitors 24a
The capacitors 24a and 24b have different capacities, and when the power source 1 is turned on or a switch (not shown) for activating the brushless motor 3 is operated, the relay contacts 25a and 25b connected to the capacitors 24a and 24b are turned on. The capacitors 24a and 24b are sequentially charged by opening and sequentially closing. (In this embodiment, the capacitors having smaller capacities are sequentially charged.) The DC power supply means 6 has the capacitors 24a and 2a.
The voltage is supplied from 4b, but the rated voltage is DC18.
V can reach the operating voltage in an extremely short time,
Even if the charging of all the capacitors is not completed, the driver means 5 and the like are in an operable state, so that it is possible to shorten the time until the control circuit can be stably operated after the power is turned on, and the brushless motor 3 does not malfunction. . Moreover, unlike the case of one large-capacity capacitor, an abnormally high inrush current does not flow, so that the cleaner plug is not damaged. Further, immediately after the switch operation, the voltage of the capacitor is temporarily reduced, but basically the brushless motor 3 is started slowly, so there is practically no problem, and the charge amount is greater than the discharge amount due to the operation of the brushless motor 3. Is set so that all capacitors can finish charging during slow start. In this embodiment, the case of using two capacitors has been described, but the same applies to the case of using three or more capacitors. Further, the capacitances of the capacitors may be set to be the same, or a state in which none of the capacitors is charged may be realized by using a relay contact.

【0048】(実施例4)次に、本発明の別の実施例を
図5を用いて説明する。なお、前記第1〜第3の実施例
と同一構成部品については同一符号を付してここでは説
明は省略する。
(Embodiment 4) Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those of the first to third embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted here.

【0049】図において、26a及び26bはダイオー
ドブリッジ9で全波整流された波形を平滑・安定化する
コンデンサであるが、ここでは複数のコンデンサを直列
に接続して構成している。また、これらコンデンサ26
a及び26bはそれぞれの容量が同じであり、電源1投
入時またはブラシレスモータ3を起動させるスイッチ
(図示せず)を操作すると、各々のコンデンサ26a及
び26bに接続されたリレー接点27a及び27bを時
間を空けて順次閉じていく。
In the figure, reference numerals 26a and 26b denote capacitors for smoothing / stabilizing the full-wave rectified waveform by the diode bridge 9. Here, a plurality of capacitors are connected in series. Also, these capacitors 26
a and 26b have the same capacity, and when the power source 1 is turned on or a switch (not shown) that activates the brushless motor 3 is operated, the relay contacts 27a and 27b connected to the capacitors 26a and 26b are turned on and off. Open and close in sequence.

【0050】ここで本実施例では全てのリレー接点を閉
じることはなく、少なくても一つのリレー接点は開いた
ままであり、かつ全コンデンサ充電完了後に短絡するコ
ンデンサをファンモータ3を起動させるスイッチ(図示
せず)を操作する毎に変更するように構成している。
In this embodiment, all the relay contacts are not closed, and at least one relay contact remains open, and a switch (a switch for starting the fan motor 3 to short-circuit a capacitor after all the capacitors have been charged) (Not shown) is configured to be changed each time it is operated.

【0051】これによって、コンデンサ26a及び26
bは少なくとも一つのコンデンサを除いて順次放電して
いく。つまり、短時間に全コンデンサ26a及び26b
の充電を完了することができ、いったん全回路を短時間
に動作開始させることができる。ここでファンモータ3
を起動させるスイッチを操作すると、いずれか1つのコ
ンデンサを短絡するので、スイッチ操作直後は一時的に
コンデンサの電圧は低下するが、基本的にブラシレスモ
ータ3はスロースタートさせるので、実際にはほとんど
問題にならず、ブラシレスモータ3の動作による放電量
よりも充電量を多く設定しているため、スロースタート
の間にコンデンサは充電を完了することができる。
As a result, the capacitors 26a and 26a
b is discharged sequentially except at least one capacitor. That is, all the capacitors 26a and 26b can be
The charging of can be completed, and the entire circuit can be started once in a short time. Fan motor 3
When one of the capacitors that activates the switch is operated, any one of the capacitors is short-circuited, so the voltage of the capacitor temporarily drops immediately after the switch is operated, but basically the brushless motor 3 causes a slow start, so in practice there is almost no problem. However, since the charge amount is set to be larger than the discharge amount due to the operation of the brushless motor 3, the capacitor can complete the charge during the slow start.

【0052】また、全コンデンサ充電完了後に短絡する
コンデンサを、ファンモータを起動させるスイッチを操
作する毎に変更するように構成しているため、いずれの
コンデンサも平均的な同様な使用状態となり、コンデン
サによる偏りも無く、また全てのコンデンサ寿命を長期
間にわたって確保することができる。
Further, since the capacitors short-circuited after the charging of all the capacitors is changed every time the switch for starting the fan motor is operated, all the capacitors are in the same average usage condition, There is no bias due to, and the entire capacitor life can be secured for a long period of time.

【0053】なお、本実施例ではコンデンサ2つの場合
について説明したが、3つ以上であっても同様にすれば
よい。また、コンデンサの容量を同じに設定してもよい
し、いずれのコンデンサも充電されない状態をリレー接
点を用いて実現してもよい。
In this embodiment, the case of using two capacitors has been described, but the same applies to the case of using three or more capacitors. Further, the capacitances of the capacitors may be set to be the same, or a state in which none of the capacitors is charged may be realized by using a relay contact.

【0054】(実施例5)次に、本発明の別の実施例を
図6を用いて説明する。なお、前記第1〜第4の実施例
と同一構成部品については同一符号を付してここでは説
明は省略する。
(Embodiment 5) Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those in the first to fourth embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted here.

【0055】図において、30a、30b及び30cは
いずれもブラシレスモータ3の回転数に比例して発生す
る回転磁界からブラシレスモータ3の回転数を検知する
回転数検知手段であり、前記ブラシレスモータ3内の回
転子(図示せず)直近に配置している。31は前記回転
数検知手段30a〜30cの出力を基に設定回転数に対
する実際の回転数との誤差を演算する回転数誤差検知手
段でありドライバ手段5に回転数誤差を出力している。
(後述するように回転数誤差によって風量を検知でき
る。)ドライバ手段5は回転数誤差検知手段31の出力
により、高風量域または低風量域であればブラシレスモ
ータ3の回転数を低下させ、仕事率が最大となる風量域
では最大回転数になるようにモータ制御手段4を制御す
る。以下、図7を参照して説明を行なう。
In the figure, reference numerals 30a, 30b and 30c are all rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the brushless motor 3 from the rotating magnetic field generated in proportion to the rotation speed of the brushless motor 3, and inside the brushless motor 3 The rotor (not shown) is arranged in the immediate vicinity. Reference numeral 31 is a rotation speed error detection means for calculating an error between the set rotation speed and an actual rotation speed based on the outputs of the rotation speed detection means 30a to 30c, and outputs the rotation speed error to the driver means 5.
(As will be described later, the air volume can be detected by the rotation speed error.) The driver means 5 reduces the rotation speed of the brushless motor 3 in the high air flow area or the low air flow area by the output of the rotation speed error detection means 31, and the work is performed. The motor control unit 4 is controlled so that the maximum rotation speed is reached in the air volume range where the ratio is maximum. Hereinafter, description will be given with reference to FIG. 7.

【0056】図7において、2本の曲線のうち下側の曲
線は風量Qと回転数Nとの関係(以下、「Q−N特性」
という)を示している。一方上側の曲線は風量Qと仕事
率W0との関係(以下、「Q−W0特性」という)を示
している。
In FIG. 7, the lower curve of the two curves is the relationship between the air volume Q and the rotational speed N (hereinafter referred to as "QN characteristic").
It means that). On the other hand, the upper curve shows the relationship between the air volume Q and the power W0 (hereinafter referred to as "Q-W0 characteristic").

【0057】Q−N特性の中で、一点鎖線で示してある
直線はブラシレスモータ3の設定回転数N0であり、破
線で示してある曲線はブラシレスモータ3を無制御で動
作させた時のQ−N特性である。図からわかるように、
高風量になるほど設定回転数N0からの誤差が大きくな
り、低風量になるほど誤差は小さくなる。(これは、空
気がブラシレスモータに機械的負荷として作用するため
である。)つまり、回転数誤差を検知することによって
風量を検知することができる。
In the Q-N characteristic, the straight line indicated by the alternate long and short dash line is the set rotational speed N0 of the brushless motor 3, and the curve indicated by the broken line is the Q when the brushless motor 3 is operated without control. -N characteristic. As you can see from the figure,
The higher the air volume, the larger the error from the set rotational speed N0, and the lower the air volume, the smaller the error. (This is because air acts as a mechanical load on the brushless motor.) That is, the air volume can be detected by detecting the rotation speed error.

【0058】前述のように、本実施例では高風量域また
は低風量域であればブラシレスモータ3の回転数を低下
させ、仕事率が最大となる風量域では最大回転数になる
ようにモータ制御手段4を制御しているので、実際のQ
−N特性は実線のようになっている。(実線のような制
御を行なっても回転数誤差を検知すれば風量を確実に検
知することができる。すなわち、回転数誤差検知手段3
1は風量検知手段として作用する。)この制御によっ
て、高速回転を行なうモータと掃除機本体を構成する各
部品との間で生じる共振を抑制することができる。また
高風量域では消費電力の低減を、仕事率ポイントでは確
実に仕事率を確保することが、低風量域ではサージング
音の抑制と冷却風の減少に伴うブラシレスモータの発熱
を抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, the motor control is performed such that the rotation speed of the brushless motor 3 is reduced in the high air volume region or the low air volume region, and the maximum rotation speed is obtained in the air volume region where the power is maximum. Since the means 4 is controlled, the actual Q
The −N characteristic is shown by the solid line. (Even if the control indicated by the solid line is performed, the air volume can be reliably detected by detecting the rotation speed error. That is, the rotation speed error detecting means 3
1 functions as an air volume detection means. By this control, it is possible to suppress resonance that occurs between the motor that rotates at high speed and each component that constitutes the cleaner body. In addition, it is possible to reduce power consumption in the high air volume region, to ensure the power percentage at the power percentage point, and to suppress the surging noise and the heat generation of the brushless motor due to the reduction of the cooling air in the low air volume region. .

【0059】(実施例6)次に、本発明の別の実施例を
図8を用いて説明する。なお、前記第1〜第5の実施例
と同一構成部品については同一符号を付してここでは説
明は省略する。
(Sixth Embodiment) Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same components as those in the first to fifth embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted here.

【0060】図において、32は回転数検知手段30a
〜30cの出力を基にブラシレスモータ3の回転数とフ
ァンの羽根枚数との積と位相とを求める高周波音演算手
段(以下「Nz音演算手段」という)であり、求めた位
相とは逆位相のNz周波数を出力する。33はブラシレ
スモータ3の近傍に配置して前記Nz音演算手段32の
出力に基づいて発音を行なう発音手段であり、本実施例
ではスピーカを排気通路に配置している。
In the figure, reference numeral 32 is a rotation speed detecting means 30a.
High frequency sound calculation means (hereinafter referred to as "Nz sound calculation means") for obtaining the product and phase of the rotation speed of the brushless motor 3 and the number of blades of the fan based on the output of 30c, and a phase opposite to the obtained phase. The Nz frequency of is output. Reference numeral 33 is a sounding means which is arranged in the vicinity of the brushless motor 3 to generate sound based on the output of the Nz sound calculation means 32. In this embodiment, a speaker is arranged in the exhaust passage.

【0061】上記構成により、ブラシレスモータ3の回
転に伴うNz音と逆位相の音を発音手段33から排気通
路に出力することによって、いわゆるアクティブ消音が
(本発明ではブラシレスモータ3の回転数を検知してい
るため、かなり高精度に)実減でき、耳障りな音を大幅
に低減することができる。
With the above configuration, by outputting the Nz sound accompanying the rotation of the brushless motor 3 and the opposite phase of the sound from the sounding means 33 to the exhaust passage, so-called active muffling (in the present invention, the rotation speed of the brushless motor 3 is detected). Therefore, it is possible to reduce the noise with a high degree of accuracy, and to significantly reduce annoying sound.

【0062】(実施例7)次に、本発明の別の実施例を
図9および図10を用いて説明する。なお、前記第1〜
第6の実施例と同一構成部品については同一符号を付し
てここでは説明は省略する。
(Embodiment 7) Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10. The first to the first
The same components as those in the sixth embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted here.

【0063】図において、34はブラシレスモータ3の
排気通路に設けた弁で小型モータ(図示せず)を内蔵し
ており、この動作によって排気面積変化させることがで
きる。35は排気面積制御手段であり、Nz音演算手段
32の出力に基づいて前記弁34内蔵のモータを制御
し、Nz音が高ければ排気面積を大きくし、Nz音が低
ければ排気面積を小さくするように制御しており、ブラ
シレスモータ3の回転数(Nz音)によらない音とする
ことができるものである。
In the figure, reference numeral 34 is a valve provided in the exhaust passage of the brushless motor 3, which incorporates a small motor (not shown), and the exhaust area can be changed by this operation. Reference numeral 35 denotes an exhaust area control means, which controls the motor built in the valve 34 based on the output of the Nz sound calculation means 32. When the Nz sound is high, the exhaust area is increased, and when the Nz sound is low, the exhaust area is decreased. Thus, the sound can be made independent of the rotation speed (Nz sound) of the brushless motor 3.

【0064】[0064]

【発明の効果】本発明によれば、吸込仕事率の低下を防
ぎ、かつ、耐久性の向上および小型軽量化した電気掃除
機を提供できる。
According to the present invention, it is possible to provide an electric vacuum cleaner which prevents a decrease in suction work rate, has improved durability, and is small and lightweight.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示す電気掃除機の回路
ブロック図
FIG. 1 is a circuit block diagram of an electric vacuum cleaner showing a first embodiment of the present invention.

【図2】同電気掃除機の斜視図FIG. 2 is a perspective view of the electric vacuum cleaner.

【図3】本発明の第2の実施例を示す電気掃除機の回路
ブロック図
FIG. 3 is a circuit block diagram of an electric vacuum cleaner showing a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施例を示す電気掃除機の回路
ブロック図
FIG. 4 is a circuit block diagram of an electric vacuum cleaner showing a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施例を示す電気掃除機の回路
ブロック図
FIG. 5 is a circuit block diagram of an electric vacuum cleaner showing a fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第5の実施例を示す電気掃除機の回路
ブロック図
FIG. 6 is a circuit block diagram of an electric vacuum cleaner showing a fifth embodiment of the present invention.

【図7】同電気掃除機の動作説明図FIG. 7 is an operation explanatory diagram of the electric vacuum cleaner.

【図8】本発明の第6の実施例を示す電気掃除機の回路
ブロック図
FIG. 8 is a circuit block diagram of an electric vacuum cleaner showing a sixth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第7の実施例を示す電気掃除機の回路
ブロック図
FIG. 9 is a circuit block diagram of an electric vacuum cleaner showing a seventh embodiment of the present invention.

【図10】同電気掃除機の要部断面図FIG. 10 is a cross-sectional view of the main parts of the electric vacuum cleaner.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 ブラシレスモータ 4 モータ制御手段 5 ドライバ手段 6 直流電源手段 7 インバータ装置 15 塵埃検知手段 16 パルス幅計測手段 17 入力信号処理手段 20 サイクロン集塵室 3 brushless motor 4 Motor control means 5 Driver means 6 DC power supply means 7 Inverter device 15 Dust detection means 16 Pulse width measuring means 17 Input signal processing means 20 cyclone dust chamber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲高▼橋 正樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 村田 吉隆 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 西村 剛 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 3B057 DA04 DA06 3B062 AH05 5H560 BB04 BB12 DA00 DB20 DC12 DC13 EB01 JJ12 RR07 SS07 UA02    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor ▲ Taka ▼ Masaki Hashi             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Yoshitaka Murata             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Tsuyoshi Nishimura             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. F-term (reference) 3B057 DA04 DA06                 3B062 AH05                 5H560 BB04 BB12 DA00 DB20 DC12                       DC13 EB01 JJ12 RR07 SS07                       UA02

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 吸引風を発する電動送風機に内蔵された
ブラシレスモータと、前記ブラシレスモータの動作を制
御するモータ制御手段と前記モータ制御手段に前記ブラ
シレスモータの駆動信号を出力するドライバ手段と前記
ブラシレスモータに印加電圧を供給する直流電源手段か
らなるインバータ装置を備え、前記電動送風機の上流側
に吸引風を旋回させてサイクロン作用により塵埃を分離
する集塵室を備えた電気掃除機。
1. A brushless motor incorporated in an electric blower that emits suction air, a motor control unit that controls the operation of the brushless motor, a driver unit that outputs a drive signal of the brushless motor to the motor control unit, and the brushless unit. An electric vacuum cleaner comprising an inverter device comprising direct current power supply means for supplying an applied voltage to a motor, and a dust collecting chamber for separating dust by a cyclone action by swirling suctioned air upstream of the electric blower.
【請求項2】 吸引風を発する電動送風機に内蔵された
ブラシレスモータと、前記ブラシレスモータの動作を制
御するモータ制御手段と前記モータ制御手段に前記ブラ
シレスモータの駆動信号を出力するドライバ手段と前記
ブラシレスモータに印加電圧を供給する直流電源手段か
らなるインバータ装置と、吸引風量を検知する風量検知
手段とを備え、吸引風量が仕事率が最大となる風量を含
む任意の風量範囲以外の場合には前記ブラシレスモータ
の回転数を低下させるように構成した電気掃除機。
2. A brushless motor built in an electric blower for generating suction air, motor control means for controlling the operation of the brushless motor, driver means for outputting a drive signal of the brushless motor to the motor control means, and the brushless motor. An inverter device composed of a DC power supply means for supplying an applied voltage to the motor, and an air volume detection means for detecting the suction air volume, and the suction air volume is in the range other than an arbitrary air volume range including the air volume that maximizes the work rate, An electric vacuum cleaner configured to reduce the rotation speed of a brushless motor.
【請求項3】 風量検知手段として、ブラシレスモータ
の実際の回転数と設定回転数との差を検知する回転数誤
差検知手段を用いる請求項2記載の電気掃除機。
3. The electric vacuum cleaner according to claim 2, wherein a rotation speed error detection means for detecting a difference between an actual rotation speed and a set rotation speed of the brushless motor is used as the air volume detection means.
【請求項4】 吸引した塵埃の有無やその塵埃の大きさ
を検知して前記塵埃の大きさに応じたパルスを出力する
塵埃検知手段と、前記パルスのパルス幅を計測するパル
ス幅計測手段を備え、前記パルス幅計測手段の出力に応
じてドライバ手段がブラシレスモータの駆動信号を出力
するように構成した請求項1または2記載の電気掃除
機。
4. A dust detecting means for detecting the presence or absence of sucked dust and the size of the dust and outputting a pulse according to the size of the dust, and a pulse width measuring means for measuring the pulse width of the pulse. The electric vacuum cleaner according to claim 1 or 2, further comprising: a driver unit that outputs a drive signal for the brushless motor according to an output of the pulse width measuring unit.
【請求項5】 塵埃の有無やその大きさを検知する塵埃
検知手段からの出力信号を処理する入力信号処理手段を
設け、前記入力信号処理手段とドライバ手段とは異なる
機能素子を用いて処理する請求項4記載の電気掃除機。
5. An input signal processing means for processing an output signal from a dust detection means for detecting the presence or absence of dust and its size is provided, and the input signal processing means and the driver means are processed using different functional elements. The electric vacuum cleaner according to claim 4.
【請求項6】 電動機と前記電動機により回転する回転
ブラシを内蔵し、サイクロン集塵室に連通する吸込部を
備えた請求項1〜5のいずれか1項に記載の電気掃除
機。
6. The electric vacuum cleaner according to claim 1, further comprising an electric motor and a rotary brush that is rotated by the electric motor, and a suction unit that communicates with the cyclone dust collecting chamber.
【請求項7】 電動機と電気的に直列接続したマイクロ
スイッチを設け、前記電動機とマイクロスイッチには、
交流波形を全波整流した全波整流波形を供給する請求項
6記載の電気掃除機。
7. A microswitch electrically connected in series with an electric motor is provided, and the electric motor and the microswitch are provided with:
The vacuum cleaner according to claim 6, wherein a full-wave rectified waveform obtained by full-wave rectifying an AC waveform is supplied.
【請求項8】 直流電源手段から電動機に電源を供給す
る請求項6記載の電気掃除機。
8. The electric vacuum cleaner according to claim 6, wherein power is supplied to the electric motor from the DC power supply means.
【請求項9】 直流電源手段は、掃除機本体への電圧を
印加する電源とは絶縁した請求項1〜7のいずれか1項
に記載の電気掃除機。
9. The electric vacuum cleaner according to claim 1, wherein the DC power supply means is insulated from a power supply that applies a voltage to the cleaner body.
【請求項10】 直流電源手段に電動機のロックを検知
する電流リミッタを設け、前記電流リミッタが電動機の
ロックを検知したときから所定時間後に前記電動機が動
作するように設定する請求項8または9記載の電気掃除
機。
10. The DC power supply means is provided with a current limiter for detecting lock of the electric motor, and the electric motor is set to operate after a lapse of a predetermined time from when the electric current limiter detects lock of the electric motor. Vacuum cleaner.
【請求項11】 掃除機全体への印加電圧を検知してド
ライバ手段に出力する電源電圧検知手段を設け、前記電
源電圧検知手段の出力に応じてブラシレスモータの回転
数を制御する請求項1〜10のいずれか1項に記載の電
気掃除機。
11. A power supply voltage detection means for detecting a voltage applied to the entire cleaner and outputting it to a driver means, and controlling the rotation speed of the brushless motor according to the output of the power supply voltage detection means. The vacuum cleaner according to claim 10.
【請求項12】 掃除機全体に流れる電流を検知してド
ライバ手段に出力する電源電流検知手段を設け、前記電
源電流検知手段の出力に応じてブラシレスモータの回転
数を制御する請求項1〜10のいずれか1項記載の電気
掃除機。
12. A power supply current detecting means for detecting a current flowing through the entire vacuum cleaner and outputting it to a driver means, and controlling the rotation speed of the brushless motor according to the output of the power supply current detecting means. The electric vacuum cleaner according to claim 1.
【請求項13】 電源電流検知手段の出力が、所定値以
下となるようにブラシレスモータの回転数を制御する請
求項12記載の電気掃除機。
13. The electric vacuum cleaner according to claim 12, wherein the number of revolutions of the brushless motor is controlled so that the output of the power supply current detection means becomes a predetermined value or less.
【請求項14】 ブラシレスモータと、モータ制御手段
と、ドライバ手段と、直流電源手段からインバータ装置
を構成し、前記インバータ装置への印加電圧を平滑およ
び安定化するコンデンサを並列接続して複数設け、電源
投入時またはブラシレスモータ起動時に、前記コンデン
サが順次充電されるように構成した請求項1〜13のい
ずれか1項に記載の電気掃除機。
14. A brushless motor, a motor control means, a driver means, and a direct current power supply means constitute an inverter device, and a plurality of capacitors for smoothing and stabilizing the voltage applied to the inverter device are connected in parallel and a plurality of capacitors are provided. The vacuum cleaner according to any one of claims 1 to 13, wherein the capacitor is sequentially charged when the power is turned on or when the brushless motor is started.
【請求項15】 複数のコンデンサの容量をそれぞれ異
なるように設定し、電源投入時またはブラシレスモータ
起動時に、容量の小さな値のコンデンサから随時充電さ
れるように構成した請求項14記載の電気掃除機。
15. The vacuum cleaner according to claim 14, wherein the capacities of the plurality of capacitors are set to be different from each other, and when the power is turned on or the brushless motor is started, the capacitor having a small capacity is charged as needed. .
【請求項16】 ブラシレスモータと、モータ制御手段
と、ドライバ手段と、直流電源手段からインバータ装置
を構成し、前記インバータ装置への印加電圧を平滑およ
び安定化するコンデンサを直列接続して複数設け、全コ
ンデンサ充電完了後にブラシレスモータを起動させる
と、少なくとも1つのコンデンサを短絡させるように構
成した請求項1〜13のいずれか1項に記載の電気掃除
機。
16. A brushless motor, a motor control means, a driver means, and a DC power supply means constitute an inverter device, and a plurality of capacitors for smoothing and stabilizing the voltage applied to the inverter device are connected in series to provide a plurality of capacitors. The vacuum cleaner according to claim 1, wherein at least one capacitor is short-circuited when the brushless motor is started after all the capacitors have been charged.
【請求項17】 短絡させるコンデンサを、ブラシレス
モータを起動させる毎に変更するように構成した請求項
16記載の電気掃除機。
17. The vacuum cleaner according to claim 16, wherein the capacitor to be short-circuited is changed each time the brushless motor is started.
【請求項18】 ブラシレスモータの回転数を検知する
回転数検知手段と、その回転数とファンの羽根枚数との
積と位相とを求める高周波音演算手段(以下「Nz音演
算手段」という)と、ブラシレスモータの近傍に配置し
て前記Nz音演算手段の出力に基づいて発音を行なう発
音手段とを設けた請求項1〜17のいずれか1項に記載
の電気掃除機。
18. A rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the brushless motor, and a high frequency sound calculation means (hereinafter referred to as "Nz sound calculation means") for obtaining a product and a phase of the rotation speed and the number of blades of the fan. The electric vacuum cleaner according to any one of claims 1 to 17, further comprising: a sound generating unit which is arranged near a brushless motor and generates a sound based on an output of the Nz sound calculating unit.
【請求項19】 発音手段はブラシレスモータの排気側
通路に設けた請求項18記載の電気掃除機。
19. The electric vacuum cleaner according to claim 18, wherein the sounding means is provided in an exhaust passage of the brushless motor.
【請求項20】 ブラシレスモータの回転数を検知する
回転数検知手段と、その回転数とファンの羽根枚数との
積と位相とを求める高周波音演算手段(以下「Nz音演
算手段」という)と、ブラシレスモータの排気通路に設
けた弁と、前記Nz音演算手段の出力に基づいて前記弁
を制御して排気面積を可変する排気面積制御手段とを設
けた請求項1〜17のいずれか1項に記載の電気掃除
機。
20. Rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the brushless motor, and high frequency sound calculation means (hereinafter referred to as "Nz sound calculation means") for obtaining the product and phase of the rotation speed and the number of blades of the fan. 18. A valve provided in the exhaust passage of the brushless motor, and exhaust area control means for controlling the valve based on the output of the Nz sound calculation means to vary the exhaust area. Vacuum cleaner according to the item.
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