JP2010284354A

JP2010284354A - 電気掃除機

Info

Publication number: JP2010284354A
Application number: JP2009140774A
Authority: JP
Inventors: Koji Yamamura; 浩司山村
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-06-12
Filing date: 2009-06-12
Publication date: 2010-12-24

Abstract

【課題】起動時の電流を低減し、高電動機入力でフリッカ対応が容易に実現できる電気掃除機を提供する。
【解決手段】吸引力を発生する電動送風機４と、床面上の塵埃を掻き上げる回転ブラシ（図示せず）を駆動するブラシ電動機６を有する吸込具（図示せず）と、前記電動送風機４の消費電力を制御する位相制御回路７を備え、前記ブラシ電動機６を起動させる際は、前記電動送風機４の消費電力を所定の消費電力以下にするもので、ブラシ電動機６と電動送風機４をフル導通で同時に起動させることを避けることができ、起動時の電流の低減を図ることが可能となり、高電動機入力でフリッカ対応が容易に実現できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、電気掃除機に関するもので、特に、電気掃除機のパワー制御に関するものである。

従来の、電気掃除機のパワー制御に関しては、図１０に示すように、双方向性サイリスタＴＲ１１３と、ダイアック１１２と、可変抵抗器１１３と、コンデンサ１１１で構成される位相制御回路を使用して、電動送風機１０４を制御するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６３−２７４３９６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来の電気掃除機の制御回路では、特に複数の電動機をＯＮさせる場合において、各電動機を同時に起動させてしまうと、起動の瞬間に大きな起動電流が流れ、商用電源の電圧を幾分ドロップさせる。この起動電流による商用電源のドロップ（具体的には基準電圧から電圧ドロップする割合）は、’フリッカ’として欧州などの海外市場では、法的に規制されており、ある一定の値以上発生させてはならず、この規制値を満足しないと商品化できない。

また、欧州などの海外市場では、高消費電力の電気掃除機が求められる傾向にあり、一般的にフル導通（位相角０°）時の消費電力（以下電動機入力と表現する）が高い電動機と電動機入力が低い電動機を比較した場合、当然のことながら電動機入力が高い仕様の方が電流値が高く、電動機を起動させた瞬間の起動電流も高いため、フリッカに対しても不利な値を示す。

さらに複数の電動機をフル導通で同時に起動させると、起動電流は合算されることとなり、よりフリッカに対し不利な値を示し、フリッカは規格値を超えてしまう、といった課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、起動時の電流を低減し、高電動機入力でフリッカ対応が容易に実現できる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、床面上の塵埃を掻き上げる回転ブラシを駆動するブラシ電動機を有する吸込具と、前記電動送風機の消費電力を制御する位相制御回路を備え、前記ブラシ電動機を起動させる際は、前記電動送風機の消費電力を所定の消費電力以下にするもので、ブラシ電動機と電動送風機をフル導通で同時に起動させることを避けることができ、起動時の電流の低減を図ることが可能となり、高電動機入力でフリッカ対応が容易に実現できる。

本発明の電気掃除機は、ブラシ電動機と電動送風機をフル導通で同時に起動させることを避けることができ、起動時の電流の低減を図ることが可能となり、高電動機入力でフリ
ッカ対応が容易に実現できる。

（ａ）本発明の実施の形態１における電気掃除機の正面図、（ｂ）同電気掃除機の側面図同電気掃除機のコントロールつまみを設けた部分の平面図（ａ）〜（ｃ）同コントロールつまみ部分の平面図、（ａ’）〜（ｃ’）同コントロールつまみ部分の断面図同電気掃除機の回路図（ａ）電動送風機とブラシ電動機をフル導通で同時起動した場合の電流波形図、（ｂ）同電気掃除機の電動送風機とブラシ電動機を同時起動した場合の電流波形図、同電気掃除機の他の例を示す回路図本発明の実施の形態２における電気掃除機のコントロールつまみを設けた部分の平面図（ａ）〜（ｃ）同コントロールつまみ部分の平面図、（ａ’）〜（ｃ’）同コントロールつまみ部分の断面図同電気掃除機の他の例を示す回路図従来の電気掃除機の回路図

第１の発明は、吸引力を発生する電動送風機と、床面上の塵埃を掻き上げる回転ブラシを駆動するブラシ電動機を有する吸込具と、前記電動送風機の消費電力を制御する位相制御回路を備え、前記ブラシ電動機を起動させる際は、前記電動送風機の消費電力を所定の消費電力以下にするもので、ブラシ電動機と電動送風機をフル導通で同時に起動させることを避けることができ、起動時の電流の低減を図ることが可能となり、高電動機入力でフリッカ対応が容易に実現できる。

第２の発明は、特に、第１の発明の位相制御回路を、双方向性サイリスタと、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、前記ダイアックのＯＮタイミングを決定する可変抵抗器とコンデンサで構成し、前記可変抵抗器の抵抗値が所定値のとき、電動送風機の所定の消費電力値を調整するための調整用抵抗器を設けたもので、可変抵抗器の抵抗値が所定値のとき、つまりブラシ電動機が起動するときの可変抵抗器の抵抗値が決められ機構的に位置が決められた場合においても、調整用抵抗器で、機構的な変更なく容易に電動送風機の消費電力を所定の消費電力に調整することができる。

第３の発明は、特に、第１又は第２の発明の電動送風機の消費電力が所定値以下の場合において、ブラシ電動機をＯＦＦした状態で、使用者が前記電動送風機の消費電力を制御することができるようにしたもので、ブラシ電動機がＯＦＦの状態でかつ電動送風機の消費電力が小さい状態で使用することができるようになるため、夜などの静かに掃除したい場合に有用であり、使用性の向上した電気掃除機を提供することができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか一つの発明の電動送風機の制御可能な最小消費電力を、電源電圧が定格電圧以下の場合でも電動送風機が起動可能な範囲に設定したもので、電源電圧が低い場合にも確実に起動させることができるため使用性の向上した電気掃除機を提供することができる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか一つの発明の電動送風機の消費電力が所定値以上の場合においても、使用者がブラシ電動機をＯＦＦするための回転ブラシＯＦＦスイッチを設けたもので、使用者が自在にブラシ電動機をＯＦＦすることができるため、静かに掃除したい場合などに有用であり、使用性の向上した電気掃除機を提供することができ
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１〜５を用いて説明する。図１は、本実施の形態１における電気掃除機の正面図及び側面図、図２は、同電気掃除機のコントロールつまみを設けた部分の平面図、図３は、同コントロールつまみ部分の平面図と断面図、図４は、同電気掃除機の回路図である。

図１〜４において、本実施の形態における電気掃除機は、吸引力を発生する電動送風機４を内蔵し、上部にコントロールつまみ５を有する掃除機本体１０と、掃除機本体１０の下部に傾動自在に設けられ、床面の塵埃を掻き上げる回転ブラシ（図示せず）を回転駆動するブラシ電動機６を内蔵した吸込具８から構成されている。

図４において、電動送風機４を位相制御する位相制御回路７は、双方向性サイリスタＴＲ１３と、ダイアック１２と、可変抵抗器３と、コンデンサ１１で構成されている。１（回路記号ＳＷ１）は、ブラシ電動機６を起動するスイッチで、２（回路記号ＳＷ２）は、電動送風機４を起動するスイッチである。

図３において、電動送風機４を起動させるスイッチ２（回路記号ＳＷ２）が下に、吸込具８内のブラシ電動機６を起動させるスイッチ１（回路記号ＳＷ１）が上に配されており、コントロールつまみ５を左右に回転させることにより、スイッチ１およびスイッチ２がＯＮ、ＯＦＦする構成となっている。

コントロールつまみ５の下部には、回転式の可変抵抗器３（回路記号ＶＲ３）が配されており、回転角度に応じて抵抗値が変化するようになっている。初期位置（図３（ａ））では、スイッチ１およびスイッチ２は、ＯＦＦの状態にあり、コントロールつまみ５を右側に回転させることで、スイッチ１およびスイッチ２が同時にＯＮする（図３（ｂ））。このときコントロールつまみ５の下に配されている可変抵抗器３の抵抗値はＡで位相角３０°で制御される。さらに右に回転させていくとスイッチ１およびスイッチ２はＯＮしたままとなり、可変抵抗器３の抵抗値が０（フル導通：位相角０°）まで小さくなっていく構成となっている。これらのスイッチ２および回転式の可変抵抗器３は位相制御回路７に接続されておりＳＷ１はブラシ電動機６に接続されている。

また、電動送風機４、ブラシ電動機６のそれぞれの特性は、市場要望に即し高電動機入力であり、次に示すとおりである。供給電源の電圧Ｖにてフル導通状態（位相角０°）で電動送風機４とブラシ電動機６を起動させた場合の各起動時瞬間の起動電流（以下突入電流と表現する）をそれぞれＩ０４とＩ０６とする。電動送風機４とブラシ電動機６をフル導通状態で同時にＯＮさせると、そのときの突入電流はＩ０４＋Ｉ０６となりフリッカは、規格値の限界値に相当する突入電流Ｉを超えてしまう。

以上のように構成された本実施の形態における電気掃除機の動作を説明する。図５は、電動送風機４とブラシ電動機６を起動させた場合の電流を示したものである。コントロールつまみ５を右に回すとスイッチ１およびスイッチ２がＯＮし、可変抵抗器３の抵抗値は、Ａであるため位相角３０°で制御された状態で電動送風機４に電流が供給される。このときの電動送風機４の突入電流ＩＡ４は、図５（ｂ）に示すようにＩ０４よりも低くなる。そのためブラシ電動機６の突入電流Ｉ０６と合算しても、フリッカ規格値限界に相当する突入電流Ｉよりも十分低い値となりフリッカの規格を満足させることができる。さらに
右に回転させていくと可変抵抗器３の抵抗値が０となって、電動送風機４をフル導通で動作させることができるため、使用性や市場要望において何ら問題はない。

また、ブラシ電動機６の突入電流がばらつきや仕様変更などにより大きくなりＩ０６＋となった場合には、電動送風機４の突入電流ＩＡ４をさらに小さくすることが必要となってくる。このときは、可変抵抗器３の抵抗値をＡより大きくしＡ＋にし位相角を３０°＋にすればよいのだが、機構的制約により可変抵抗器３の抵抗値はＡで調整ができない場合、図６に示すように、予め可変抵抗器３と並列に調整用抵抗器９（ＶＲ９）を設け、可変抵抗器３と調整用抵抗器９の合成抵抗を考えることができ、可変抵抗器３の抵抗値を調整することなく電動送風機４の突入電流ＩＡ４を調整することができる。

（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態における電気掃除機について、図７及び図８を用いて説明する。図７は、同電気掃除機のコントロールつまみを設けた部分の平面図、図８は、コントロールつまみ部分の平面図と断面図である。尚、上記第１の実施の形態における電気掃除機と同一部分については、同一符号を付してその説明は省略する。

本実施の形態では、吸引力を発生する電動送風機４を起動させるスイッチ２（回路記号ＳＷ２）が下に、吸込具８内の回転ブラシを駆動するブラシ電動機６を起動させるスイッチ１（回路記号ＳＷ１）が上に配されており、コントロールつまみ５を右に回転させることにより、図８（ｂ）に示すように最初にスイッチ２がＯＮする。その後、さらに右に回転させていくと、図８（ｃ）に示すようにスイッチ１もＯＮする構成となっている。

コントロールつまみ５の下部には回転式の可変抵抗器３（回路記号ＶＲ３）が配されており、回転角度に応じて抵抗値が変化するようになっている。初期位置（図８（ａ））では、スイッチ１およびスイッチ２はＯＦＦの状態にあり、コントロールつまみ５を右側に回転させる（図８（ｂ）の状態）ことで、上記のようにスイッチ２がＯＮする。このときコントロールつまみ５の下に配されている可変抵抗器３の抵抗値は、Ｂで位相角６０°で制御され、スイッチ１はＯＦＦのためブラシ電動機６は起動していない状態である。

その後、さらに右に回転させていくとスイッチ１もＯＮして、ブラシ電動機６が起動する。このときコントロールつまみ５の下に配されている可変抵抗器３の抵抗値はＡで位相角３０°で制御される。さらに右に回転させていくとスイッチ１およびスイッチ２はＯＮしたままで、可変抵抗器３の抵抗値が０（フル導通：位相角０°）まで小さくなっていく構成となっている。

これらのスイッチ２および回転式の可変抵抗器３は、位相制御回路７に接続されておりＳＷ１はブラシ電動機６に接続されている。各電動機の特性は、第１の実施の形態と同様である。

以上のように構成された本実施の形態における電気掃除機の動作を説明する。回路図は、第１の実施の形態における回路図と同様である。コントロールつまみ５を右に回すとスイッチ１およびスイッチ２がＯＮし、可変抵抗器３の抵抗値はＢであるため位相角６０°で制御された状態で電動送風機４に電流が供給される。

このときの電動送風機４の突入電流ＩＢ４はＩ０４よりも低くなる。またブラシ電動機６もＯＮしていないためフリッカ規格値限界に相当する突入電流Ｉよりも十分低い値となりフリッカの規格を満足させることができる。

さらに右に回転させていくとスイッチ１がＯＮしブラシ電動機６の突入電流Ｉ０６が発
生する。ただし、このときは、電動送風機４はすでにＯＮされているため、電動送風機４の突入電流は発生することなく、可変抵抗器３の抵抗値はＡであるため位相角３０°で制御された状態での定常電流ｉＡ４が発生している。

これは定常電流であるため突入電流と比較し大幅に低い値であり、ブラシ電動機６の突入電流Ｉ０６が合算されてもフリッカ規格値限界に相当する突入電流Ｉよりも十分低い値となりフリッカの規格を満足させることができることはいうまでもない。さらに右に回転させていくと可変抵抗器３の抵抗値が０となるため、電動送風機４をフル導通で動作させることができるため、使用性や市場要望においても問題はない。

また、図９に示すように、使用者がブラシ電動機６をＯＦＦすることのできる回転ブラシＯＦＦスイッチ１５（回路記号ＳＷ１５）を設けることで使用者が自在にブラシ電動機６をＯＦＦすることができるため、静かに掃除したい場合などに有用である。

また、電動送風機４の消費電力が所定値以下の場合において、ブラシ電動機６をＯＦＦした状態で、使用者が電動送風機４の消費電力を制御することができるようにすれば、ブラシ電動機６がＯＦＦの状態でかつ電動送風機４の消費電力が小さい状態で使用することができるようになり、夜などの静かに掃除したい場合に有用であり、使用性の向上した電気掃除機を提供することができる。

また、電動送風機４の制御可能な最小消費電力を、電源電圧が定格電圧以下の場合でも電動送風機４が起動可能な範囲に設定すれば、電源電圧が低い場合にも確実に起動させることができるため使用性の向上した電気掃除機を提供することができる。

以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、ブラシ電動機と電動送風機をフル導通で同時に起動させることを避けることができ、起動時の電流の低減を図ることが可能となり、高電動機入力でフリッカ対応が容易に実現できる電気掃除機を提供することができる。

１、２スイッチ
３可変抵抗器
４電動送風機
５コントロールつまみ
６ブラシ電動機
７位相制御回路
８吸込具
９調整用抵抗器

Claims

吸引力を発生する電動送風機と、床面上の塵埃を掻き上げる回転ブラシを駆動するブラシ電動機を有する吸込具と、前記電動送風機の消費電力を制御する位相制御回路を備え、前記ブラシ電動機を起動させる際は、前記電動送風機の消費電力を所定の消費電力以下にすることを特徴とする電気掃除機。
位相制御回路を、双方向性サイリスタと、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、前記ダイアックのＯＮタイミングを決定する可変抵抗器とコンデンサで構成し、前記可変抵抗器の抵抗値が所定値のとき、電動送風機の所定の消費電力値を調整するための調整用抵抗器を設けたことを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機。
電動送風機の消費電力が所定値以下の場合において、ブラシ電動機をＯＦＦした状態で、使用者が前記電動送風機の消費電力を制御することができるようにした請求項１または２に記載の電気掃除機。
電動送風機の制御可能な最小消費電力を、電源電圧が定格電圧以下の場合でも電動送風機が起動可能な範囲に設定したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気掃除機。
電動送風機の消費電力が所定値以上の場合においても、使用者がブラシ電動機をＯＦＦするための回転ブラシＯＦＦスイッチを設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気掃除機。