JP2612314B2

JP2612314B2 - 電気掃除機

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Publication number: JP2612314B2
Application number: JP63174458A
Authority: JP
Inventors: 友和吉岡
Original assignee: Tec Corp
Current assignee: Tec Corp
Priority date: 1988-07-13
Filing date: 1988-07-13
Publication date: 1997-05-21
Anticipated expiration: 2012-05-21
Also published as: JPH0223920A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、電動送風機の制御部を備えホースの手元部
などにおける操作により吸込力を制御する電気掃除機に
関する。

（従来の技術）従来の電気掃除機における電気回路を第８図を参照し
て説明する。

この第８図に示す電気掃除機は、掃除機本体に着脱自
在に接続されるホースの手元部に設けられた電流可変手
段１は、端子A,B間に接続された可変抵抗２と、この可
変抵抗２に並列に接続された抵抗３とを有している。

一方、掃除機本体側の制御部５においては、外部の交
流電源６の両極間に電動送風機７と電力制御手段として
のトライアック８とが直列に接続され、このトライアッ
ク８には抵抗９およびコンデンサ10の直列回路のスナバ
回路11が並列に接続されている。このスナバ回路11は、
トライアック８を確実にターンオンさせるなどのための
ものである。また、交流電源６の一方の極に接続された
直流電源手段12と交流電源６の他方の極との間に差動増
幅手段13とトリガ手段14とが並列に接続されており、こ
のトリガ手段14と交流電源６の一方の極との間には、こ
の交流電源６の0Vを検出するゼロクロス手段15が接続さ
れている。なお、これら直流電源手段12、差動増幅手段
13、トリガ手段14およびゼロクロス手段15は、具体的に
は、たとえば１つのトライアック位相制御用バイポーラ
ICにより構成されている。

また、直流電源手段12と差動増幅手段13の一方の入力
端子との間には対地電源との間で電流制限する保護手段
（１）16と保護手段（２）17とが直列に接続されてお
り、これら保護手段（１）16および保護手段（２）17の
接続点が電流可変手段１の端子Ａに接続される。また、
交流電源６の他方の極と差動増幅手段13の他方の極との
間には同じく対地電源との間で電流制限を行なう保護手
段（３）18と保護手段（４）19とが直列に接続されてお
り、これら保護手段（３）18および保護手段（４）19の
接続点が前記電流可変手段１の端子Ｂに接続される。そ
して、これら保護手段16,17,18,19が電流可変手段１か
らの電流を電圧に変換する変換手段20を構成している。
さらに、差動増幅手段13の両入力端子間には、この差動
増幅手段13の入力を調整する倍率手段21が接続されてい
る。なお、これら保護手段16,17,18,19および倍率手段2
1は、具体的には、それぞれたとえば固定抵抗からなっ
ている。

そして、差動増幅手段13の１つの出力端子がトリガ手
段14の１つの入力端子に接続されている。また、差動増
幅手段13のもう１つの出力端子が端子Ｃに接続されてい
るとともに、トリガ手段14のもう１つの入力端子が端子
Ｄに接続されており、これら端子C,Dが制御部５を構成
する電子部品を搭載した基板などに設けられたジャンパ
線22により接続されている。さらに、トリガ手段14の出
力端子がトライアック８のゲートに接続されている。

そうして、直流電源手段12により、保護手段（１）1
6、電流可変手段１および保護手段（４）19の直列回路
に一定の電圧が印加されるが、可変抵抗２が使用者によ
り操作されることに伴う端子A,B間の抵抗値の変化は、
端子A,B間の電圧降下の変化として検知される。そし
て、端子A,B間の電圧は、保護手段（２）17および保護
手段（３）18を介して、差動増幅手段13の入力端子に印
加され、増幅されて端子C,D、ジャンパ線22をも介して
トリガ手段14に出力される。このトリガ手段14は、たと
えばゼロクロス手段15により交流電源６と同期されて発
生されるのこぎり波の電圧が差動増幅手段13からの直流
出力電圧を越えたときトライアック８のゲートにトリガ
出力を出力し、このトライアック８を位相制御する。そ
して、可変抵抗２の抵抗値が変化すれば、差動増幅手段
13の出力電圧が変化するので、位相制御における位相角
が変化し、電動送風機７の入力が変化する。

また、第８図に示す従来の電気掃除機において、電動
送風機７に連通する風路中に配設された圧力センサなど
の出力に応じて電動送風機７を自動制御する機種とする
場合には、端子C,Dを短絡しているジャンパ線22を切断
して端子C,D間を開放し、この端子C,Dに圧力センサの出
力端子を接続していた。このように圧力センサを接続し
た機種においては、たとえば差動増幅手段13にり増幅さ
れた変換手段20の出力電圧に圧力センサの出力電圧が外
部信号として加算され、電流可変手段１における電流変
化に加えて、圧力センサからの出力に応じて、電動送風
機７が制御される。

（発明が解決しようとする課題）上述のように、従来の電気掃除機においては、圧力セ
ンサなどの出力に応じた電動送風機７の自動制御を行な
わない機種とする場合には、差動増幅手段13とトリガ手
段14との間の端子C,Dをジャンパ線22、短絡バーあるい
はスイッチなどにより短絡させなければならず、一方、
自動制御を行なう機種とする場合には、ジャンパ線22を
切断するなどして、端子C,Dに圧力センサなどを接続し
なければならない。すなわち、量産上、自動制御を行な
わない機種と行なう機種との変更が容易ではなく、製造
性が悪い問題を有している。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、自動制
御なとを行なうための外部信号を使用する機種と使用し
ない機種との変更が容易で製造性がよく、安価にできる
電気掃除機を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明の電気掃除機は、電動送風機と、この電動送風
機の出力を制御する制御部と、この制御部に接続され前
記電動送風機の出力を制御する電流可変手段とを備え、
前記制御部は、前記電流可変手段に電力を供給する直流
電源手段と、対地電源との間で電流制限を行なうととも
に前記電流可変手段からの電流を電圧に変換する変換手
段と、この変換手段の出力を増幅する差動増幅手段と、
前記電流可変手段とは別個の外部信号出力手段が接続可
能でこの外部信号出力手段の接続時にこの外部信号出力
手段からの外部信号を入力する外部入力手段と、この外
部入力手段からの出力と前記差動増幅手段の出力との演
算を行なう演算手段と、この演算手段の出力ないし前記
差動増幅手段の出力に応じてトリガ出力を出力するトリ
ガ手段と、前記電動送風機と直列に接続され前記トリガ
手段からのトリガ出力により動作する電力制御手段とを
有し、前記演算手段は、前記外部入力手段に外部信号出
力手段が接続されこの外部信号出力手段から外部信号が
入力されると前記外部入力手段の出力と前記差動増幅手
段の出力とを演算して前記トリガ手段に出力し、前記外
部入力手段に前記外部信号出力手段が接続されないと前
記差動増幅手段の出力のみに応じて前記トリガ手段に出
力するものである。

（作用）本発明の電気掃除機は、制御部の直流電源手段から電
力を供給される電流可変手段を流れる電流が、対地電源
との間での電流制限をも行なう変換手段により電圧信号
に変換され、この変換手段の出力電圧が差動増幅手段に
より増幅される。そして、外部入力手段に外部信号入力
がない場合、差動増幅手段の出力のみに応じてトリガ手
段が電動送風機と直列に接続された電力制御手段にトリ
ガ出力を出力し、この電力制御手段を動作させ、電流可
変手段が構成されて、この電流可変手段を流れる電流が
変化すると、差動増幅手段の出力も変化するので、電動
送風機の入力が変化する。一方、外部入力手段に外部信
号出力手段が接続されこの外部信号出力手段からの外部
信号が入力された場合には、外部入力手段と出力と差動
増幅手段との出力を演算手段で演算し、この演算手段の
出力に応じてトリガ手段がトリガ出力を出力する。すな
わち、電動送風機が、たとえば電流可変手段における電
流に加えて外部信号出力手段からの外部信号に応じて制
御される。

（実施例）以下、本発明の電子掃除機の第１実施例の構成を第１
図ないし第３図を参照して説明する。

第２図においては、31は掃除機本体で、この掃除機本
体31内には、図示しない電動送風機が後側に配設されて
いるとともに、この電動送風機の吸気側に連通した集塵
フィルタを内蔵した集塵室が前側に形成されている。ま
た、掃除機本体31の後部には、外部交流電源への接続用
の電源コード32が導出されている。さらに、掃除機本体
31の前部には、集塵部と外部とを連通する接続口33が形
成されている。また、34はホースで、このホース34は、
可撓なホース本体35と、このホース本体35の一端部に設
けられ接続口33に着脱自在に差込み接続される接続管36
と、ホース本体35の他端部に設けられた手元部となる握
り管37とを備えている。また、38は延長管で、この延長
管38は、一端部が握り管37に着脱自在に嵌合接続される
ものである。さらに、39は吸込口体で、この吸込口体39
は、下面に吸込口（図示せず）を有しているとともに、
この吸込口に連通しかつ延長管38の他端部に着脱自在に
嵌合接続される連結管40を後部に有している。

そして、握り管37とこの握り管37の外周側に固着され
たカバー体41との間は、図示しない電流可変手段が設け
られており、この電流可変手段を構成する可変抵抗の摺
動子と一体的に摺動するカーソル42がカバー体41の外面
に摺動自在に支持されている。また、このカバー体41の
外面には、第３図に示すように、カーソル42により指示
される「ジュータン」、「床・タタミ」、「ソファ
ー」、「カーテン」、「切」などの表示目盛43が形成さ
れている。さらに、第２図に示すように、接続管36の外
周側と前記接続口33の内周側とには、着脱自在に接続さ
れる一対の電気接点44がそれぞれ設けられている。

また、電気回路の構成を第１図に示すが、この電気回
路は、先に説明した第８図に示す電気回路とほぼ同様の
構成を有しているので、対応する部分には同一符号を付
して、説明を省略し、異なる点のみを説明する。

まず、51は外部信号を入力する外部入力手段で、この
外部入力手段51の入力端子には、たとえば掃除機本体31
内の電動送風機７に連通する風路中が配設される外部信
号出力手段としての圧力センサなどの接続用の端子C,D
が各々接続されている。そして、外部入力手段51の出力
端子と差動増幅手段13の出力端子とには演算手段52の入
力端子が各々接続されており、この演算手段52の出力端
子がトリガ手段14の入力端子に接続されている。また、
この演算手段52は、外部入力手段51から入力があると
き、この外部入力手段51の出力と差動増幅手段13の出力
との演算を行なってその演算結果を前記トリガ手段14に
出力し、外部入力手段51から入力がないとき差動増幅手
段13からの入力とトリガ手段14への出力を1:1とするも
のである。

なお、第１図における端子A,Bは、第２図における電
気接点44である。

つぎに、上記実施例の作用について説明する。

まず、端子C,Dに圧力センサなどが接続されていない
場合、すなわち、外部入力手段51から入力がない場合、
演算手段52は差動増幅手段13の出力をそのままトリガ手
段14へ出力する。したがって、このトリガ手段14は差動
増幅手段13の出力のみに応じて動作する。すなわち、ホ
ース34の握り管37に設けられた電流可変手段１を流れる
電流の大きさのみに応じて、電動送風機７が制御され
る。

また、カーソル42が使用者により操作されることによ
り変化する電流可変手段１の抵抗値（入力Ｒとする）
と、差動増幅手段13の出力Ｉとには、第６図（ａ）また
は第７図（ａ），（ｃ）に示すように関係があり、入力
Ｒが大きくなるほど出力Ｉは小さくなる。また、差動増
幅手段13の出力Ｉに等しい演算手段52の出力IIとトリガ
手段14のトリガ出力のタイミングすなわち位相角（出力
IIIとする）とには、第６図（ｂ）に示すような関係が
ある。したがって、第７図（ｂ）に示すように、電流可
変手段１の入力Ｒすなわち抵抗値が大きくなるほどトリ
ガ手段14の出力IIIすなわち位相角が大きくなり、電動
送風機７の入力は小さくなる。たとえば、出力IIIが0ms
のとき最大入力となり、5msのとき最小入力となるが、
この最小入力は200W前後である。こうして、使用者は、
ジュータン、床・タタミ、ソファー、カーテンなどの被
掃除物に応じて、電動送風機７の入力を任意に調整でき
る。

一方、端子C,Dにたとえば圧力センサが接続されてい
る場合、すなわち、外部入力手段51からの入力が０でな
い場合には、演算手段52は差動増幅手段13の出力と外部
入力手段51の出力との演算を行ない、その結果をトリガ
手段14に出力する。一例として、第６図（ｃ）のグラフ
v1,v2,v3,v4で示すように、演算手段52は、外部信号の
大きさに応じて、差動増幅手段13の出力Ｉに対する演算
手段52の出力IIの増幅率を変化させる。すなわち、増幅
率がグラフv1で示すものになっていれば、第６図（ｄ）
に破線で示すように、トリガ手段14の出力IIIは0msにま
でなり得るが、増幅率がたとえばグラフv2で示すものに
なっていれば、第６図（ｄ）に実線で示すように、出力
IIIは0msにまではなり得ず、グラフv1になっている最大
の場合に比べて、差動増幅手段13の各出力Ｉにおいて電
動送風機７の入力が減少する。こうして、使用者による
カーソル42の操作に応じた制御に加えて、圧力センサか
らの外部信号に応じて電動送風機７が自動制御される。

なお、演算手段52における演算としては、他に、外部
入力手段51の出力と差動増幅手段13の出力Ｉとの加算ま
たは減算なども可能である。また、第７図（ｄ）に実線
で示すように、外部入力手段51からの入力Ｓと演算手段
52の出力IIとが正比例し、差動増幅手段13の出力に応じ
て入力Ｓに対する出力IIの増幅率が変化するようにして
もよい。一方、第７図（ｄ）に破線で示すように、入力
Ｓに対する出力IIの増幅率を負とし、入力Ｓと出力IIと
が反比例的関係になるようにしてもよい。これらの場
合、カーソル42の位置に対応した差動増幅手段13の出力
Ｉによって定まるある値以下または以上の範囲内で電動
送風機７の入力が自動制御される。すなわち、カーソル
42の位置の設定に対応して、特定の範囲で電動送風機７
の入力が自動制御される。また、差動増幅手段13の出力
Ｉに対応した電動送風機７の入力の制御範囲が一定の幅
となるようにしてもよい。さらに、第７図（ｅ）に示す
ように、外部入力手段51からの入力Ｓの小さい範囲で出
力IIが入力Ｓに比例し、大きい範囲で入力Ｓによらず出
力IIが一定の値になり、出力Ｉに応じてこの一定の値が
変化し、出力IIの変化範囲が変化するようにしてもよ
い。この場合も、カーソル42の位置に応じて出力IIの最
大値が定まることになる。

また、端子C,Dに接続するのは圧力センサに限らな
い。たとえば、吸込口体39を接地させたとき電動送風機
７の入力を増大させ、持ち上げたとき入力を減少させる
ために、吸込口体39の接地を検知するスイッチからなる
圧力センサであってもよい。また、吸込口体39を押すと
き入力を増大させ、引くとき減少させるために、吸込口
体39の走行方向を検知するセンサであってもよい。

上記構成によれば、自動制御を行なうための外部信号
を使用する機種と使用しない機種との切換えは、端子C,
Dに圧力センサなどの接続するか否かだけで行なうこと
ができ、量産上、回路基板にジャンパ線などを設けて切
換える必要がなく、製造性がよく、安価にできる。

つぎに、本発明の第２実施例を第４図を参照して説明
する。

この実施例では、演算手段52に特性切換スイッチ56を
設けている。この特性切換スイッチ56は、差動増幅手段
13の出力に対する演算手段52の出力特性の増幅率の正負
を切換えるためのものである。すなわち、特性切換スイ
ッチ56を切換端子ａに切換えた場合には、第６図（ｅ）
に示すように、増幅率が正になり、差動像膨手段13の出
力Ｉに演算手段52の出力IIが正比例する。一方、特性切
換スイッチ56を切換端子ｂに切換えた場合には、第６図
（ｆ）に示すように、増幅率が負になり、出力Ｉと出力
IIとの関係が反比例的になる。いずれの場合も、外部入
力手段51からの入力の大きさに応じ、実線および破線の
グラフで示すように、増幅率は変化する。

その他、演算手段52における外部入力手段51の出力と
差動増幅手段13の出力との加減算を切換えるようにして
もよい。また、第７図（ｄ）の実線のグラフおよび破線
のグラフで示すように、外部入力手段51からの入力Ｓに
対する演算手段52の出力IIの増幅率の正負を切換えるよ
うにしてもよい。

ところで、集塵フィルタが塵詰りを起こしたのに対処
して掃除能力を向上させるためには、圧力センサが配設
された集塵フィルタと電動送風機７との間の風路中の圧
力が減少するのに応じて、電動送風機７の入力を増大さ
せなければならない。一方、吸込口体39の被掃除物への
吸い着きを防止して操作性を向上させるためには、圧力
が減少するのに応じて入力を減少させなければならな
い。ところが、上記構成によれば、圧力センサからの外
部信号入力の減少に対応して電動送風機７の入力が減少
するか増大するかを容易に切換えることができ、使用者
の好みに応じた機種を提供することができる。なお、使
用者が切換可能としてもよい。

このように、上記構成によれば、従来、掃除時の圧力
センサなどによる自動制御において、入出力特性を逆特
性に容易に変換できなかったのに対して、容易かつ安価
に特性反転が行なえる。

つぎに、本発明の第３実施例を第５図を参照して説明
する。

この実施例では、ホース34の電流可変手段１におい
て、可変抵抗２の摺動子2aが摺動する抵抗パターン2bの
延長線上に位置して無抵抗パターン61が設けられてい
る。また、抵抗パターン2bと並列に抵抗３が接続されて
いるとともに、これら抵抗パターン2bおよび抵抗３の接
続点と無抵抗パターン61との間に抵抗62が接続されてい
る。そして、摺動子2aが抵抗パターン2b上にあるときの
可変抵抗２および抵抗３による端子A,B間の抵抗値がた
とえば０〜15kΩと低いのに対して、抵抗62はたとえば5
00kΩ位の高抵抗値になっている。

一方、掃除機本体31の制御部５においては、外部入力
手段51と演算手段52とが、これら外部入力手段51および
演算手段52の接続および非接続を切換えるスイッチ63を
有する比較判別手段（１）64を介して接続されている。
また、差動増幅手段13の出力端子が比較判別手段（２）
65の入力端子に接続されており、この比較判別手段
（２）65の出力端子が比較判別手段（１）64に接続され
ている。この比較判別手段（２）65は、差動増幅手段13
からの出力電圧を基準電圧と比較することにより、電流
可変手段１の抵抗値が500kΩ前後か否か、たとえば450
〜550kΩの範囲内であるか否かを判別し、範囲内であれ
ば比較判別手段（１）64のスイッチ63を閉じ、範囲外で
あればこのスイッチ63を開くものである。

そうして、電流可変手段１で摺動子2aが抵抗パターン
2b上にあるときには、端子A,B間の抵抗値は０〜15kΩで
あるので、差動増幅手段13の出力は抵抗値が450〜550k
Ωである場合の設定範囲外にあり、したがって、比較判
別手段（２）65は比較判別手段（１）64のスイッチ63を
開く。その結果、外部入力手段51からの入力は演算手段
52に入力されず、差動増幅手段13の出力がそのままトリ
ガ手段14に出力される。すなわち、電動送風機７は手動
のみで制御される。

一方、カーソル42をたとえば最大限後退させたことに
より、摺動子2aが無抵抗パターン61上にあるときには、
端子A,B間の抵抗は500kΩ程度になる。そのため、比較
判別手段（２）65は、差動増幅手段13からの出力が設定
範囲にあると判断し、スイッチ63を閉じる。その結果、
圧力センサなどからの外部信号入力が外部入力手段51,
スイッチ63を介して演算手段52に入力され、電動送風機
７が外部信号に応じて自動制御される。

ところで、演算手段52における演算によっては、たと
えば電動送風機７の入力が端子A,B間の抵抗値が15kΩの
とき最低の200Wになるように設定されていると、500kΩ
のときには入力が数Ｗとなる可能性があり、電動送風機
７が停止するおそれがある。このようなおそれをなくす
るためには、演算手段52で適当な増幅を行なう他、端子
C,Dに圧力センサなどからの外部信号入力がない状態
で、外部入力手段51から、トリガ手段14に印加されたと
すれば電動送風機７の入力が設定された必要な最低入力
となるような出力が出力されるようにしてもよい。

上記実施例によれば、電流可変手段１の抵抗値に応じ
て圧力センサなどからの外部信号入力の入切を自動的に
行なうので、使用者が自動制御を行なうか否かを容易に
選択することができる。また、手動操作される電流可変
手段の抵抗値の違いにより、制御部において自動制御す
るか否かを識別するためには、たとえば圧力センサの出
力が電圧であることにより、抵抗値を電圧に変換して切
換える必要があるが、上記構成によれば、電流可変手段
１の抵抗値がもとより差動増幅手段13より電圧として出
力されるので、演算手段52および比較判別手段64,65に
おける処理により、電圧への変換のための別回路などを
用いることなく、自動制御と手動制御との切換えを行な
うことができ、接続などの構成も簡単にでき、安価かつ
コンパクトにできる。

〔発明の効果〕

本発明の電気掃除機によれば、演算手段は、外部入力
手段に外部信号出力手段が接続されてこの外部信号出力
手段から外部信号が入力されると外部入力手段の出力と
差動増幅手段の出力とを演算してトリガ手段に出力し、
外部信号出力手段が外部信号入力手段に接続されないと
差動増幅手段の出力のみに応じてトリガ手段に出力して
電動送風機を操作するので、たとえば圧力センサなどの
外部信号出力手段で電動送風機の自動制御などを行なう
ための外部信号を使用する機種と使用しない機種との変
更が容易で、製造性がよいとともに、安価にでき、量産
上も有利にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電気掃除機の一実施例を示す回路図、
第２図は同上斜視図、第３図（ａ）（ｂ）は同上握り管
の平面図および側面図、第４図は第２実施例を示す回路
図、第５図は第３実施例を示す回路図、第６図および第
７図は作用を示す説明図、第８図は従来の電気掃除機の
一例を示す回路図である。１……電流可変手段、５……制御部、７……電動送風
機、８……電力制御手段としてのトライアック、12……
直流電源手段、13……差動増幅手段、14……トリガ手
段、20……変換手段、51……外部入力手段、52……演算
手段、64……比較判別手段（１）、65……比較判別手段
（２）。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電動送風機と、この電動送風機の出力を制
御する制御部と、この制御部に接続され前記電動送風機
の出力を制御する電流可変手段とを備え、前記制御部は、前記電流可変手段に電力を供給する直流
電源手段と、対地電源との間で電流制限を行なうととも
に前記電流可変手段からの電流を電圧に変換する変換手
段と、この変換手段の出力を増幅する差動増幅手段と、
前記電流可変手段とは別個の外部信号出力手段が接続可
能でこの外部信号出力手段の接続時にこの外部信号出力
手段からの外部信号を入力する外部入力手段と、この外
部入力手段からの出力と前記差動増幅手段の出力との演
算を行なう演算手段と、この演算手段の出力ないし前記
差動増幅手段の出力に応じてトリガ出力を出力するトリ
ガ手段と、前記電動送風機と直列に接続され前記トリガ
手段からのトリガ出力により動作する電力制御手段とを
有し、前記演算手段は、前記外部入力手段に外部信号出力手段
が接続されこの外部信号出力手段から外部信号が入力さ
れると前記外部入力手段の出力と前記差動増幅手段の出
力とを演算して前記トリガ手段に出力し、前記外部入力
手段に前記外部信号出力手段が接続されないと前記差動
増幅手段の出力のみに応じて前記トリガ手段に出力することを特徴とする電気掃除機。