JP3777624B2 - 電気掃除機の制御回路 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、モータの電力供給制御を行う電気掃除機の制御回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の電気掃除機のモータ制御回路には、スイッチング半導体素子を用いた位相制御方式の回路が多く用いられている。これは、IC回路や抵抗、コンデンサ等からなる時定数回路により交流電源の零クロス点より一定時間経過後にスイッチング素子を動作させることにより、モータへの電力供給量を制御するものである。さらに、位相制御回路を遠隔制御するため、ホース手元部にスライドボリュームやスイッチ等を備え、使用者の操作を容易にした電気掃除機がある。
【0003】
図7は、従来の電気掃除機の制御回路構成図である。交流電源1は、ファン内蔵のモータ2及び吸気口端子16とホース10を介し、ホース接点17を通して手元部11に供給される。手元部11の電源回路8により手元操作回路7や表示回路(図示せず)に電源が供給される。
【0004】
さらに手元操作回路7の信号は手元送信手段6により電源供給線に重畳される。本体受信手段5では電源供給線に重畳された信号を分離し、モータ制御回路3を制御する。一般的にモータ制御回路3は半導体スイッチング素子等で構成され、モータ2への電力供給量を制御する。以上のように、従来の技術では掃除機本体9から手元部11に電力を直接供給する。従って、手元部11に供給する電源は商用電源のAC100Vが直接印加される場合が多い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
この様に従来の掃除機の構成では、ホースが掃除機本体の吸気口に接続されていない場合にも掃除機本体内蔵の回路に通電されているため、無駄な電力が消費される。
【0006】
また、吸気口端子16を短絡すると本体内蔵の回路素子の破壊、ヒューズ等の安全装置の動作や溶断等が発生する。最悪の場合には、回路素子が発熱して火災等の危険な状態に陥る場合がある。
【0007】
さらに、商用電源を手元部に直接供給しているため、電気用品取締法に規定された充電金属部の絶縁距離が必要となり、回路構成の縮小化が困難となる。
【0008】
本発明は、上記課題を解決するもので、電気掃除機の制御回路を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、第1の手段として、ファンを内蔵したモータと、モータ制御回路と、一端が掃除機本体の吸気口に接続され他端に手元操作部を有するホースと、前記手元操作部へ電源を供給しさらに前記手元操作部からの操作信号を受け取るための吸気口端子と、吸気口端子に流れる電流を検知する電流検知手段と、吸気口端子間に印加される電圧を検知する電圧検知手段と、前記手元操作部からの操作信号を受信する本体受信手段とで構成し、前記吸気口端子に印加する電圧を降圧回路を用いて降圧し、前記吸気口にホースが接続された時、通常の印加電圧よりも高い電圧を一定時間吸気口端子に印加することを特徴とする電気掃除機の制御回路とした。
【0010】
また第2の手段として、上記第1の手段に加え、吸気口端子へ流れる電流を制限する吸気口電流制限手段を備える電気掃除機の制御回路とした。
【0011】
【作用】
本発明の第1の手段によれば、掃除機の吸い込み力等を遠隔操作するスイッチ等を備えたホースを接続するための吸気口端子において、この吸気口端子に流れる電流を検知する電流検知手段と、吸気口端子間の電圧を検知する電圧検知手段とを用いる。
【0012】
例えば、前述のホースが吸気口に接続されていない場合は、使用者が掃除機を使用していない場合で、吸気口端子は開放状態となる。そのため、電流は流れず、電圧のみが吸気口端子間に印加される。従って、電流波形は発生しないため電流検知手段は波形無しの信号を出力する。また、電圧波形の発生により電圧検知手段は波形有りの信号を出力する。この2つの信号を本体受信手段が受け取った場合、本体受信手段にホースが掃除機本体に接続されていないと判断させ、自己の消費電力を低減させる動作を行わせる。つまり、ホースが接続されていない場合に、掃除機本体の回路の消費電力を低減させることができる。
【0013】
またこれとは逆に、ホースが吸気口に接続された場合、ホースの回路に通電を行うため、吸気口端子に電流が流れる。これにより、電流検知手段及び電圧検知手段とも波形有りの信号を出力する。従って、ホースからの操作信号を受け取ることができるように掃除機本体の回路を動作させ、動作準備状態となる。
【0014】
よって、ホースが吸気口に接続されていない際に掃除機本体の回路を休止させることにより、無駄な電力の消費が抑えられる。
【0015】
また、商用電源と吸気口端子との間に設けられた降圧回路により、ホースに内蔵された回路へ降圧された電源電圧が供給され、その電圧が電気用品取締法の規定以下の電圧に降圧されれば、充電金属部の絶縁距離が短くなり、従来の電子回路の規模を縮小化できる。
【0016】
さらに、吸気口にホースが接続された時、一定時間に限り、通常吸気口端子に印加されている電圧よりも高い電圧を印加することにより、吸気口端子やホース接点等に形成された絶縁皮膜等が破壊される。従って、接点の接触不良が減少し、信頼性の高い制御を行うことができる。
【0017】
また第2の手段によれば、吸気口端子がなんらかの原因で誤って短絡された場合、吸気口端子に異常な電流が流れ、吸気口端子間の電圧は零となる。つまり、電流検知手段は波形有りの信号を出力するが、電圧検知手段は信号無しの信号を出力する。この様な出力状態となった場合に、本体受信手段に吸気口端子が短絡されていると判断させ、商用電源と吸気口端子の中間に設けられた吸気口電流制限手段を用い吸気口端子への電流供給を制限させる。これらの作用により、異常な電流が吸気口に流れることを防止することができる。
【0018】
【実施例】
本発明の第1の実施例を図1により説明する。図1において、従来例と同一部品には同一符号を付しその説明を省略するが、本実施例では吸気口端子に流れる電流を検知する電流検知回路12およびその端子に印加される電圧を検知する電圧検知回路13を設けている点が特徴である。
【0019】
図5は、図1、図2、図3を詳細に説明するため、掃除機本体9に内蔵された本体受信手段5をCPU5−1に、電流検知回路12をフォトトランジスタ12−1に、電圧検知回路13をフォトトランジスタ13−1に、吸気口電流制限手段14をフォトカプラ14−1に、降圧回路15をトランス15−1にそれぞれ対応し、一実施例を具体的な回路図とした。
【0020】
図4は、吸気口の使用状態による吸気口端子に流れる電流と、印加される電圧の波形を表しているが、商用電源からの正の半波が手元部への電力供給成分を表し、商用電源からの負の半波が手元部からの操作信号成分を含んでいるとする(操作信号の伝送方法についてはここでは述べない)。
【0021】
上記構成により、吸気口端子16が開放された(ホース10が接続されていない)場合、電流は図4の(ア)の波形、電圧は(イ)の波形となる。つまり、商用電源の正の半波に対応するフォトトランジスタ12−1、13−1の出力はそれぞれ、電流波形はH電位、電圧波形は電位Lとなる(表1)。
【0022】
【表1】
【0023】
また、ここでは図示しないが、ホース10が接続された場合にはホース10の回路に通電されることにより電流・電圧ともに発生し、フォトトランジスタ12−1、13−1の出力は電流・電圧ともL電位となる。従って、吸気口端子16の電流・電圧波形をそれぞれのフォトトランジスタ12−1、13−1の回路で検知することにより、ホース10が掃除機本体9の吸気口端子16に接続されているか否かを判断することができる(表1)。
【0024】
この判断を基に、ホース10が接続されていない場合のみに、本体9内蔵の電子回路の消費電力を減少させるように制御を行う。例えばCPU5−1によって様々な信号の入出力を行い掃除機を制御している場合、ホース10が掃除機本体9に接続されていない時は、一般的に掃除機を使用しない状態であるため、CPU5−1の消費電力を低減させるスタンバイモードに切り換え、さらにCPU5−1の周辺回路の電源をCPU5−1を用いて遮断することにより、回路の消費電力を減少することができる。
【0025】
また、第2の実施例は図2に示すように、上述した第1の実施例の構成に加えて、商用電源1と吸気口端子16の中間に吸気口電流制限手段14を備え、リレーやスイッチング素子等で構成される。例えば、使用者が誤って吸気口端子16を短絡する、またはホース10内の配線が短絡する場合がある。この場合、吸気口端子16に流れる電流は図4の(ウ)の波形、印加される電圧は(エ)の波形となる。つまり、正の半波に対するフォトトランジスタの出力はそれぞれ、電流波形はL電位、電圧波形はH電位となる。また、吸気口端子16が開放された(ホース10が接続されていない)場合、電流は図4の(ア)の波形、電圧は(イ)の波形となる。つまり、正の半波に対するフォトトランジスタの出力はそれぞれ、電流波形はH電位、電圧波形はL電位となる。
【0026】
以上をまとめると(表1)になる。この(表1)の状態をCPU5−1に記憶させておき、吸気口端子16を短絡した場合には、吸気口端子16への電流を制限するように、CPU5−1から信号を出力し吸気口電流制限手段14を動作させ、吸気口端子16への電流を制限することができる。例えば、図5のCPU5−1の出力信号でフォトカプラ14−1をON/OFFさせる。ON状態では電流が流れ、OFF状態ではフォトカプラ14−1と並列に接続されている抵抗18の抵抗値による電流が流れる。従って、吸気口端子16の短絡時に、吸気口端子16に異常な電流が流れず、本体回路素子を保護することができる。
【0027】
さらに、第3の実施例は図3に示すように、上述した第1の実施例の構成に加えて、商用電源1と吸気口端子16の中間に降圧回路15を備え、吸気口端子16には降圧回路15によって降圧された電圧が印加される。例えば、商用電源AC100Vを降圧回路15によりAC30Vに降圧した場合について説明する。AC100V時には電気用品取締法の規定により、極性が異なる充電金属部間の絶縁距離は2mm以上と定められているが、AC30Vに降圧された2次側回路での絶縁距離は必要ないとなっている。従って、降圧回路15の2次側以降の電子回路等の絶縁距離は絶縁を保てる必要最小限度でよく、回路の構成を小さくすることができる。つまり、電流検知回路12、電圧検知回路13、吸気口電流制限手段14、吸気口端子16の占有面積を縮小化することができる。
【0028】
次に第4の実施例は、図6に示す構成を用いる。ホース10が掃除機本体9に接続された場合、一定時間に限って通常の電圧よりも高い電圧を吸気口端子16に印加する。ホース10が掃除機本体9に接続されたか否かは(表1)を基に判断することができる。従って、掃除機本体9にホース10が接続された瞬間から一定時間に限り通常の電圧よりも高い電圧を吸気口端子16に印加することができる。
【0029】
例えば、図6に示すように、降圧回路15をタップ切り替え式のトランス15−2とした場合、本体受信手段5からのタップ切り替え信号により切り替えスイッチ19が切り替わり、通常の電圧よりも高い電圧が一定時間に限り吸気口端子16に印加される。この際の電圧は、AC50V以上かつ1秒程度の時間であれば、吸気口端子16やホース接点17に付着した絶縁皮膜を破壊することができることは既に公知である。
【0030】
【発明の効果】
以上の実施例からも明らかなように、本発明によれば、ホースが吸気口に接続されていない場合、回路の消費電力を低減させるため、掃除機の回路消費電力の低減が図れる。また、吸気口端子やホース接点等に付着した絶縁皮膜等が破壊されるため、接点の接触不良等の不具合の発生を低減でき、信頼性の高い制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例を示す電気掃除機の制御回路のブロック図
【図2】 本発明の第2の実施例を示す電気掃除機の制御回路のブロック図
【図3】 本発明の第3の実施例を示す電気掃除機の制御回路のブロック図
【図4】 吸気口の使用状態による吸気口端子の電流・電圧波形図
【図5】 本発明の第2および第3の実施例を示す具体的な回路図
【図6】 本発明の第4の実施例を示す電気掃除機の制御回路のブロック図
【図7】 従来の電気掃除機の制御回路のブロック図
【符号の説明】
2 モータ
3 モータ制御回路
4 本体の電源回路
5 本体受信手段
9 掃除機の本体
10 ホース
12 電流検知回路
13 電圧検知回路
14 吸気口電流制限手段
16 吸気口端子
Claims (2)
- ファンを内蔵したモータと、モータ制御回路と、一端が掃除機本体の吸気口に接続され他端に手元操作部を有するホースと、前記手元操作部へ電源を供給しさらに前記手元操作部からの操作信号を受け取るための吸気口端子と、吸気口端子に流れる電流を検知する電流検知手段と、吸気口端子間に印加される電圧を検知する電圧検知手段と、前記手元操作部からの操作信号を受信する本体受信手段とで構成し、前記吸気口端子に印加する電圧を降圧回路を用いて降圧し、前記吸気口にホースが接続された時、通常の印加電圧よりも高い電圧を一定時間吸気口端子に印加することを特徴とする電気掃除機の制御回路。
- 吸気口端子へ流れる電流を制限する吸気口電流制限手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の電気掃除機の制御回路。
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JPH08215120A JPH08215120A (ja) | 1996-08-27 |
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