JP2009291223A

JP2009291223A - 電気掃除機

Info

Publication number: JP2009291223A
Application number: JP2008144472A
Authority: JP
Inventors: Koji Yamamura; 浩司山村
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-06-02
Filing date: 2008-06-02
Publication date: 2009-12-17

Abstract

【課題】電動送風機起動時の起動トルクを確保し、供給電源電圧がばらついても確実に起動させることができ、かつパワーコントロールの最小値をより小さくすることができる使用勝手のよい電気掃除機を提供すること。
【解決手段】電動送風機４と、電動送風機４へ電力を供給するための双方向性サイリスタＴＲ１３と、双方向性サイリスタＴＲ１３のゲートに配されたダイアックＤＩＡＣ１２と、ダイアックＤＩＡＣ１２をＯＮする位相を可変する電圧発生回路からなり、電圧発生回路を、可変抵抗器ＶＲ３と固定抵抗器Ｒ１０を並列接続して構成して抵抗器とコンデンサＣ１１を直列に接続して構成し、可変抵抗器ＶＲ３と固定抵抗器Ｒ１０のそれぞれに設けたスイッチ（第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２）をＯＮ／ＯＦＦすることで、供給電源電圧がばらついても確実に起動させることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、電機掃除機の電動送風機のパワー制御に関するものである。

従来から電気掃除機の電動送風機のパワー制御に関しては、双方向性サイリスタとそのゲートに接続され位相角を可変するための発生器で構成される位相制御回路が使用されている（例えば、特許文献１参照）。

この発生器は、図７に示すように、ダイアックＤＩＡＣ１１２、可変抵抗器ＶＲ１０３、コンデンサＣ１１１から構成することができる。ここで、可変抵抗器ＶＲ１０３の抵抗値を変更してコンデンサＣ１１１の充電時間を変更することでダイアックＤＩＡＣ１１２をＯＮする位相を変更し、双方向性サイリスタＴＲ１１３を導通する位相を制御し、最終的に電動送風機１０４に供給する電力を制御することが可能となる。
特開昭６３−２７４３９６号公報

しかしながら、上記の位相制御回路では、供給電源電圧が低く、可変抵抗器の抵抗値が大きい場合は、電源ＯＮ時のコンデンサの充電が遅く、双方向性サイリスタのＯＮタイミングが遅くなり、電動送風機の起動トルクを十分に与えることができない。そのため電動送風機が回転せず、電気掃除機の吸引力がなくなってしまう。電動送風機の起動トルクは回転中の動トルクより大きいため、可変抵抗器の最大抵抗値はある程度大きくしておく必要がある。起動さえしてしまえば十分回転力が維持できる双方向性サイリスタのＯＮタイミングではあるが電動送風機起動時の起動を優先させることで、パワーコントロールの最小値が制限されてしまう。

本発明は、上記の課題を解決するものであり、電動送風機起動時の起動時は供給する電力を一時的に大きくして起動トルクを確保し、その後に所定の設定された電力を供給するようにすることで、供給電源電圧がばらついても確実に起動させることができ、かつパワーコントロールの最小値をより小さくすることができ、幅広いパワーコントロールができる使用勝手のよい電気掃除機を提供することを目的としている。

前記従来の課題を解決するために、本発明の電気掃除機は、吸引力を発生する電動送風機と、前記電動送風機へ電力を供給するための双方向性サイリスタと、前記双方向性サイリスタをＯＮする位相を制御するために前記双方向性サイリスタのゲートに配されたダイアックと、前記ダイアックをＯＮする位相を可変する電圧発生回路からなり、前記電圧発生回路は、コンデンサと、前記コンデンサに直列接続した抵抗器で構成され、前記抵抗器の抵抗値を変更することにより前記電動送風機に供給する電力を可変出来るように構成すると共に、電動送風機起動時に、前記抵抗器を所定の抵抗値とすることを特徴とするもので、供給電源電圧がばらついても確実に起動させることができ、かつパワーコントロールの最小値をより小さくすることができ、幅広いパワーコントロールができる。

本発明の電気掃除機は、供給電源電圧がばらついても確実に電動送風機を起動させることができ、かつパワーコントロールの最小値をより小さくすることができ、幅広いパワーコントロールができるため、より使用勝手のよい電気掃除機を提供することができる。

第１の発明は、吸引力を発生する電動送風機と、前記電動送風機へ電力を供給するための双方向性サイリスタと、前記双方向性サイリスタをＯＮする位相を制御するために前記双方向性サイリスタのゲートに配されたダイアックと、前記ダイアックをＯＮする位相を可変する電圧発生回路からなり、前記電圧発生回路は、コンデンサと、前記コンデンサに直列接続した抵抗器で構成され、前記抵抗器の抵抗値を変更することにより前記電動送風機に供給する電力を可変出来るように構成すると共に、電動送風機起動時に、前記抵抗器を所定の抵抗値とすることを特徴とするもので、所定の抵抗値を最適な値に設定することで、電動送風機を確実に起動させることができる電気掃除機を提供できる。

第２の発明は、特に第１の発明の抵抗器を、可変抵抗器と前記可変抵抗器の最大抵抗値よりも小さい抵抗値を有する固定抵抗器とを並列に接続すると共に、前記固定抵抗器と前記可変抵抗器のそれぞれに直列に接続された第１のスイッチと第２のスイッチとを備えたものとし、電動送風機起動時に前記第１のスイッチをＯＮした後、前記第１のスイッチをＯＦＦすると共に、前記第２のスイッチをＯＮすることを特徴とするもので、供給電源電圧がばらついても確実に電動送風機を起動させることができ、かつパワーコントロールの最小値をより小さくすることができ、幅広いパワーコントロールができる電気掃除機を提供できる。

第３の発明は、特に第１の発明の抵抗器を、第２の可変抵抗器と前記第２の可変抵抗器で可変可能な抵抗値範囲よりも狭い範囲で抵抗値を可変可能な第１の可変抵抗器とを並列に接続すると共に、前記第１の可変抵抗器と前記第２の可変抵抗器のそれぞれに直列に接続された第１のスイッチと第２のスイッチを備えたものとし、電動送風機起動時に前記第１のスイッチをＯＮした後、前記第１のスイッチをＯＦＦすると共に、前記第２のスイッチをＯＮすることを特徴とするもので、電動送風機の特性の違いにより第１の可変抵抗器の抵抗値を調整することで、特性の異なる電動送風機にも対応できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態における電気掃除機について、図１〜６を用いて説明する。

図１は、本実施の形態における電気掃除機の全体斜視図、図２は、同電気掃除機のパワーコントロール操作部の平面図である。図３は同パワーコントロール操作部の操作説明図であり、コントロールつまみ５には（ａ’），（ｂ’），（ｃ’）に示すように、第１のスイッチＳＷ１が下に、第２のスイッチＳＷ２が上に配されている。また、第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２をＯＮ、ＯＦＦするためのカムが構成されており、コントロールつまみ５を左右に回転させることにより第１のスイッチＳＷ１および第２のスイッチＳＷ２が個々にＯＮ、ＯＦＦできる構成となっている。

また、コントロールつまみ５の下部には回転式の可変抵抗器ＶＲ３が配されており、コントロールつまみ５の回転角度に応じて抵抗値が可変するようになっている。なお、初期位置では第１のスイッチＳＷ１および第２のスイッチＳＷ２はＯＦＦの状態（図示せず）にあり、コントロールつまみ５を右側に回転させることで、最初に第１のスイッチＳＷ１がＯＮする（図３（ａ），（ａ’）の状態）。その後、さらに右に回転させていくと第２のスイッチＳＷ２がＯＮして、第１のスイッチＳＷ１がＯＦＦになる構造になっている（図３（ｃ），（ｃ’）の状態）。また、第１のスイッチＳＷ１がＯＦＦする前に、第２のスイッチＳＷ２がＯＮするようにコントロールつまみ５には同時ＯＮ部６も設けている（図３（ｂ），（ｂ’）の状態）。さらに右に回転させていくと第２のスイッチＳＷ２はＯＮしたままとなり、コントロールつまみ５の下に配されている可変抵抗器ＶＲ３の抵抗値が小さくなっていく構成となっている。

また、可変抵抗器ＶＲ３の抵抗値は、第２のスイッチＳＷ２がＯＮする角度になるまでは固定抵抗値Ｂであり第２のスイッチＳＷ２がＯＮする角度以降、右に回転させると抵抗値が徐々に減っていき抵抗値Ａまで変化する回転式の可変抵抗器である。これらの第１のスイッチＳＷ１、第２のスイッチＳＷ２および可変抵抗器ＶＲ３は制御回路７に接続されている。

以上のように構成された電気掃除機の動作を説明する。

図４は本実施の形態における回路図である。図５は図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各状態における双方向性サイリスタＴＲ１３のＴ１−Ｔ２間の電圧波形と、電動送風機４に流れる電流波形を示したものである。

まず、コントロールつまみ５を右に回して図３（ａ）の状態にすると第１のスイッチＳＷ１がＯＮして固定抵抗器Ｒ１０で構成される経路１が導通状態となり、図５（ａ）に示す波形となり、供給電源の電圧Ｖと固定抵抗器Ｒ１０とコンデンサＣ１１の定数によってダイアックＤＩＡＣ１２がＯＮ状態になる電圧に達するまでの時間が決まり、双方向性サイリスタＴＲ１３がＯＮする位相（ｔａ）が決定され電動送風機４に電流が供給される。このとき、固定抵抗器Ｒ１０の抵抗値は供給電源がばらついても電動送風機４が十分起動できるような電流が供給できる、例えば、５００Ｗを供給できる位相になるような抵抗値Ｃで設定される。本実施の形態では、電動送風機４の起動に必要なトルクを得ることの出来る電流値Ｉａ以上としている。

次に、コントロールつまみ５を右に回して図３（ｂ）の状態にすると、第２のスイッチＳＷ２がＯＮして可変抵抗器ＶＲ３で構成される経路２も導通状態となる。このとき経路１と経路２が同時に導通状態となるため、固定抵抗器Ｒ１０の抵抗値Ｒｃと可変抵抗器ＶＲ３の可変最大抵抗値Ｒｂの合成抵抗値で双方向性サイリスタＴＲ１３がＯＮする位相（ｔｂ）が決まり、図５（ｂ）に示す波形となる。なお、第１のスイッチＳＷ１と第２のスイッチＳＷ２の両方が同時にＯＮする期間を設けることで電動送風機４が瞬時的に止まることがないようにしている。

さらに、コントロールつまみ５を右に回して図３（ｃ）の状態にすると第１のスイッチＳＷ１がＯＦＦされ、第２のスイッチＳＷ２のみがＯＮ状態となり可変抵抗器ＶＲ３の最大抵抗値Ｂで双方向性サイリスタＴＲ１３がＯＮする位相（ｔｃ）が決定され、図５（ｃ）に示す波形となる。ここで、抵抗値Ｂは抵抗値Ｒｃより大きいため５００Ｗよりも小さい、例えば２００Ｗを供給できる位相である。抵抗値Ｂに切り換わる時は電動送風機４は回転中であり、２００Ｗを供給できる位相であれば十分電動送風機の回転を維持できる電流Ｉｂを供給することができる。そのためカーテンなどの吸い付きやすいものをより低い吸い込み力で掃除できるためパワーコントロールの幅を広くすることができ、使い勝手のよいものとなる。

その後、更に、右に回していくと抵抗値は徐々に小さくなっていき可変抵抗器ＶＲ３の最小抵抗値まで変化し、例えば最大電力１８００Ｗを電動送風機に供給できる全波通電の位相となり、図５（ｄ）に示す波形となる。

また、経路１に配する固定抵抗器Ｒ１０の抵抗値Ｒｃは可変抵抗器ＶＲ３の最小抵抗値Ｒａより大きい値としているため、誘導負荷である電動送風機に電源ＯＮ時に過大な突入電流が発生することを防止することができ、供給電源に過大な負荷をかけることを防止できる。

なお、電動送風機の種類が異なると電動送風機の起動トルク特性も異なってくるため図６に示すように、図４の固定抵抗器Ｒ１０を第１の可変抵抗器ＶＲ４に置き換えることによって、起動特性の悪い電動送風機であれば、例えば６００Ｗを供給できる位相になるような抵抗値に調整することができ特性の異なる電動送風機にも対応できる。

以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、供給電源電圧がばらついても確実に起動させることができ、かつパワーコントロールの最小値をより小さくすることができ、幅広いパワーコントロールができる。

本発明の実施の形態１における電気掃除機の全体斜視図同電気掃除機のパワーコントロール操作部の平面図（ａ）〜（ｃ）コントロールつまみの位置を示す平面図、（ａ’）〜（ｃ’）同断面図本実施の形態における回路図（ａ）〜（ｄ）各状態でのＴＲ１３のＴ１−Ｔ２間電圧と電動送風機に流れる電流を示す波形図本発明の実施の形態１における他の実施を示す回路図従来の電気掃除機回路図

符号の説明

ＳＷ１第１のスイッチ
ＳＷ２第２のスイッチ
ＶＲ３可変抵抗器（抵抗器、電圧発生回路）
ＶＲ４第１の可変抵抗器（抵抗器、電圧発生回路）
ＶＲ５第２の可変抵抗器（抵抗器、電圧発生回路）
ＴＲ１３双方向性サイリスタ
ＤＩＡＣ１２ダイアック
Ｃ１１コンデンサ（電圧発生回路）
Ｒ１０固定抵抗器（抵抗器、電圧発生回路）
４電動送風機
５コントロールつまみ
６同時ＯＮ部
７制御回路

Claims

吸引力を発生する電動送風機と、前記電動送風機へ電力を供給するための双方向性サイリスタと、前記双方向性サイリスタをＯＮする位相を制御するために前記双方向性サイリスタのゲートに配されたダイアックと、前記ダイアックをＯＮする位相を可変する電圧発生回路からなり、前記電圧発生回路は、コンデンサと、前記コンデンサに直列接続した抵抗器で構成され、前記抵抗器の抵抗値を変更することにより前記電動送風機に供給する電力を可変出来るように構成すると共に、電動送風機起動時に、前記抵抗器を所定の抵抗値とすることを特徴とする電気掃除機。
抵抗器は、可変抵抗器と前記可変抵抗器の最大抵抗値よりも小さい抵抗値を有する固定抵抗器とを並列に接続すると共に、前記固定抵抗器と前記可変抵抗器のそれぞれに直列に接続された第１のスイッチと第２のスイッチとを備え、電動送風機起動時に前記第１のスイッチをＯＮした後、前記第１のスイッチをＯＦＦすると共に、前記第２のスイッチをＯＮすることを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
抵抗器は、第２の可変抵抗器と前記第２の可変抵抗器で可変可能な抵抗値範囲よりも狭い範囲で抵抗値を可変可能な第１の可変抵抗器とを並列に接続すると共に、前記第１の可変抵抗器と前記第２の可変抵抗器のそれぞれに直列に接続された第１のスイッチと第２のスイッチを備え、電動送風機起動時に前記第１のスイッチをＯＮした後、前記第１のスイッチをＯＦＦすると共に、前記第２のスイッチをＯＮすることを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。