JP3767472B2 - モータ制御装置及びそれを用いた電気掃除機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気掃除機などの電気機器に搭載されるモータ制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の直流用整流子モータ及び制御回路は、図3〜図6のような構造になっていた。直流用整流子モータ19については図3に示すように、回転駆動を行うロータ1は整流子2を有し、前記整流子2にはロータ1へ電力を供給するためのブラシ8が接触されており、ロータ1の外周には巻線(図示せず)又はマグネット(図示せず)からなるステータ9が配置されている。また、電気掃除機等に使用される場合においては、ロータ1の出力軸3に、外部からの空気を吸引するためのファン11が固定される。前記直流用整流子モータ19を運転させるための回路図は図4に示すように、電源62、制御回路70、駆動手段71からなっており、電源62については直流である電池等が一般的であるが、交流を供給し制御回路70で直流へ整流、変換しても同様である。
【0003】
このような構造で直流用整流子モータ19、及び制御回路70は構成されており、作用としては図5、及び6の直流用整流子モータ19に加わる電圧、及び電流波形をもとに説明する。まず直流用整流子モータ19の消費電力を、定格直流電圧時に対し何割かダウンさせて運転させたい場合について示したものが図5である。前記の場合、制御回路70により電圧をON−OFF制御し、図に示すような一定時間幅のパルス電圧波形80(パルス幅であるイとロとハを同一に設定)を直流用整流子モータ19の電源電圧として供給する。この時、直流用整流子モータ19に流れる電流波形は、パルス電圧波形80のON時に定常電流の何倍かの突入電流79が発生するため、図に示すようなパルス電圧波形80のON時に突出した電流波形となる。次に、直流用整流子モータ19へ通常の定格直流電圧を加え定格運転した場合について示したものが図6である。前記の場合もパルス電圧波形80を加えた場合と同様に、ON時に定常電流の何倍かの突入電流79が発生するため、図に示すようなON時に突出した電流波形となる。
【0004】
加えて、前記直流用整流子モータ19及び制御回路70が電気掃除機に組み込まれる場合については、図7、図8のような構造となっていた。電気掃除機本体61(以下、本体と称す)は中央部に設けられた隔壁53により集塵室51とモータ室52に分けられており、集塵室51には紙袋54、モータ室52には直流用整流子モータ19、電池62、及び制御回路70と駆動手段71を有する制御基板63が備えつけられている。本体61には接続パイプ60、ホース59、先端パイプ58、延長管57、吸込部56が接続されている。よって作用としては、直流用整流子モータ19の吸引力により吸込部28から集められたゴミは、延長管29、先端パイプ30、ホース31、接続パイプ32を通り、集塵室24の紙袋27に集められる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の直流用整流子モータ19及び制御回路70では、直流用整流子モータ19に流れる突入電流79が大きく、この際に整流子2、ブラシ8間で発生するスパークが、直流用整流子モータ19の寿命を低下させる大きな要因の一つとなっていた。
【0006】
本発明は上記課題を解決するもので、直流用整流子モータ運転時に加える電圧波形を制御回路により制御することにより、起動時の突入電流を抑え、直流用整流子モータの寿命向上を図ることを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、回転自在で整流子を有するロータと、前記ロータへ電力を供給するブラシと、ステータと、前記ロータの出力軸に固定したファンを備えたモータを備え、前記モータを運転する際、モータに加える直流電圧波形を、前記モータに生ずる突入電流が、定格電流を超えるまでにOFFするようにON時間を設定するとともに、前記モータに流れる電流の波形が徐々に定格電流に向け立ち上がるように、定格電流値に達するまで徐々にON時間、OFF時間を長く設定するモータ制御装置で、直流用整流子モータの消費電力を定格直流電圧時の消費電力に対し何割かダウンさせて運転を行いたい場合において、起動時の突入電流を抑えることができ、すなわち直流用整流子モータの整流子、ブラシ間で発生するスパークを抑制し、直流用整流子モータの寿命をより向上させることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1記載の発明は、回転自在で整流子を有するロータと、前記ロータへ電力を供給するブラシと、ステータと、前記ロータの出力軸に固定したファンを備えたモータを備え、前記モータを運転する際、モータに加える直流電圧波形を、前記モータに生ずる突入電流が、定格電流を超えるまでにOFFするようにON時間を設定するとともに、前記モータに流れる電流の波形が徐々に定格電流に向け立ち上がるように、定格電流値に達するまで徐々にON時間、OFF時間を長く設定するモータ制御装置で、直流用整流子モータの消費電力を定格直流電圧時の消費電力に対し何割かダウンさせて運転を行いたい場合において、起動時の突入電流を抑えることができ、すなわち直流用整流子モータの整流子、ブラシ間で発生するスパークを抑制し、直流用整流子モータの寿命をより向上させることができる。
【0009】
本発明の請求項2記載の発明は、定格電流に達した後は、定格電圧のまま一定の直流電圧をモータに加えるもので、通常どおり、定格直流電圧を加える場合においても、起動時の突入電流を抑えることができ、すなわち直流用整流子モータの整流子、ブラシ間で発生するスパークを抑制し、直流用整流子モータの寿命をより向上させることができる。
【0010】
本発明の請求項3記載の発明は、塵埃を吸引する吸込部を備え、請求項1または2記載のモータ制御装置を搭載した電気掃除機で、直流用整流子モータの高寿命化を図った電気掃除機を提供することができる。
【0011】
【実施例】
(実施例1)
以下、本発明の一実施例を図面に沿って説明する。従来の技術と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【0012】
まず、直流用整流子モータ19の消費電力を定格直流電圧時の消費電力に対し何割かダウンさせて運転を行いたい場合について、図1で説明する。図1に示すように、整流子モータ19を運転する際に加える直流電圧波形を、前記整流子モータ19の突入電流82が、定格直流を超えるピークに達するまでにOFFするようにON時間を設定したパルス電圧波形81をイとする。その後、ロ、ハのパルス電圧波形81のON時間についても前記と同様に直流用整流子モータ19の突入電流82がピークに達するまでにOFFするようにON時間を設定し、定格電流に達するに向けて徐々にパルス電圧波形81のON時間、OFF時間を長く設定し、直流用整流子モータ19の起動時の電流波形が徐々に定格電流に向け立ち上がるようにする。定格電流に達したパルス電圧波形81のニ以降は電流値が徐々にダウンするようにパルス電圧波形81のON時間及びOFF時間を設定した制御回路70とする。このことにより、起動時の突入電流82を抑えることができ、すなわち直流用整流子モータ19の整流子2、ブラシ8間で発生するスパークを抑制し、直流用整流子モータ19の寿命をより向上させることができる。
【0013】
また、通常どうり定格直流電圧を加える場合について、図2で説明する。この場合についても前記の場合と同様に、直流用整流子モータ19の起動時の電流波形が徐々に立ち上がるようにパルス電圧波形81を設定し、定格電流に達した後は、定格電圧のまま一定の直流電圧を加える設定とした制御回路70とすることにより、通常通り定格直流電圧を加える場合においても、起動時の突入電流82を抑えることができ、すなわち直流用整流子モータ19の整流子2、ブラシ8間で発生するスパークを抑制し、直流用整流子モータ19の寿命をより向上させることができる。
【0014】
加えて、上記のような直流用整流子モータ19及び制御回路70を図7、図8に示すような電気掃除機の本体61に搭載すれば、直流用整流子モータ19の高寿命化を図った電気掃除機を提供することができる。
【0015】
【発明の効果】
本発明によれば、直流用整流子モータ運転時に加える電圧波形を制御回路により制御することにより、起動時の突入電流を抑え、直流用整流子モータの寿命向上を実施できる。また、直流用整流子モータの高寿命化を図った電気掃除機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明の一実施例を示す電圧波形を示す図(消費電力ダウン運転時)
(b)同電流波形を示す図(消費電力ダウン運転時)
【図2】(a)同電圧波形を示す図(定格直流電圧運転時)
(b)同電流波形を示す図(定格直流電圧運転時)
【図3】従来の直流用整流子モータの側面部分断面図
【図4】同回路接続図
【図5】(a)同電圧波形を示す図(消費電力ダウン運転時)
(b)同電流波形を示す図(消費電力ダウン運転時)
【図6】(a)同電圧波形を示す図(定格直流電圧運転時)
(b)同電流波形を示す図(定格直流電圧運転時)
【図7】同電気掃除機本体の上方部分断面図
【図8】同電気掃除機の外観斜視図
【符号の説明】
1 ロータ
2 整流子
3 出力軸
8 ブラシ
11 ファン
19 直流用整流子モータ
70 制御回路
81 パルス電圧波形
82 突入電流
Claims (3)
- 回転自在で整流子を有するロータと、前記ロータへ電力を供給するブラシと、ステータと、前記ロータの出力軸に固定したファンを備えたモータを備え、前記モータを運転する際、モータに加える直流電圧波形を、前記モータに生ずる突入電流が、定格電流を超えるまでにOFFするようにON時間を設定するとともに、前記モータに流れる電流の波形が徐々に定格電流に向け立ち上がるように、定格電流値に達するまで徐々にON時間、OFF時間を長く設定するモータ制御装置。
- 定格電流に達した後は、定格電圧のまま一定の直流電圧をモータに加える請求項1記載のモータ制御装置。
- 塵埃を吸引する吸込部を備え、請求項1または2記載のモータ制御装置を搭載した電気掃除機。
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