JP3861394B2 - Vacuum cleaner - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動送風機の電流を検出して電動送風機の吸い込み力を制御する電気掃除機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電気掃除機の性能の尺度のひとつに「吸い込み仕事率」がある。吸い込み仕事率は、定数*風量*真空度で算出されるが、図10に示すようにある風量の時に吸い込み仕事率はピークになり、放物線を描くように、風量が多い場合と、風量が少ない場合とで吸い込み仕事率は低下する。さらに、実際の掃除機はこの吸い込み仕事率がピークになる付近の風量で行われるように設計されている。
【0003】
また、我国(日本)には、JIS規格等の制約があり、定格消費電力を1kW以下に抑える必要がある。
【0004】
ところが、電動送風機は、図10に示すようにごみがたまってきて風量が低下していくと、消費電力は低下する。そこで、近年では、吸い込み仕事率が最大となる風量で、消費電力も最大となるように電力制御する掃除機が提案され主流となってきている。
【0005】
従来、この種の電気掃除機は図7、9に示すような構成が一般的であった。以下、その構成について説明する。
【0006】
図7、9に示すように、掃除機本体(以下、本体という)1は電動送風機2を内蔵しており、吸い込み口3には手元操作部6を有するホース4を接続し、ホース4の先には延長管7及び吸い込み具8を接続している。5は前記電動送風機2に供給される電流を検出する電流検出手段である。11は前記電流検出手段5の検出結果とこの手元操作部6の設定値に応じて電動送風機2の位相制御量を設定する位相制御手段、12はこの制御結果に基づいて電動送風機2を駆動する駆動手段であり、前記電動送風機2、電流検出手段5、及び駆動手段12は交流電源10間に直列に接続されている。
【0007】
以上の構成において図8を参照しながら動作を説明する。
【0008】
現状A点の時、何らかの原因で風量が瞬間的に低下すると入力は図8(c)のB点に低下する。電流検出手段5の出力は図8(a)のB点に低下し、位相制御量は図8(b)のB点に設定され入力を増大するようになる。入力が増大すると電流検出手段5の出力が上昇し、位相制御量を遅らせ入力を減少させる。最終的には風路負荷抵抗による風量C点にて安定する。このように図8(c)に示すように入力−風量の特性を風量をパラメータにして電流検出手段5の出力と制御位相量を対応させると、電流検出手段5の出力は図8(a)の実線で制御位相量は図8(b)示すような変化をする。吸い込み具8が紙などでふさがれた場合や集塵室9にゴミがたまってくると風量が低下し、入力は最大まで制御できる。
【0009】
また、吸い込み具8がふさがれたまま運転されたり、集塵室9にゴミが満杯になったまま長時間運転されると、電動送風機2が異常加熱するので、エアプロテクタ(図示せず)を動作させて、外気を取り入れ、前記異常加熱を防止するものがあった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
図8(c)に示す最大消費電力ポイントD点が電動送風機や本体性能のばらつきにより、ばらつきが生じるという課題があった。また、エアプロテクタを用いて電動送風機2の異常加熱を防止する場合、そのエアプロテクタの動作点の設定は、一般に「強」運転のモードに基づいて行われていた。そのため、「中」、「弱」運転で使用されると、吸い込み具8がふさがれてもエアプロテクタが動作せず、電動送風機2が異常加熱する問題があった。本発明は、上記課題を解決するものであって、電力の低いモードで使用されてもエアプロテクタが動作し、過度な温度上昇を防止することを目的とする。
【0011】
【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、本発明の電気掃除機は、吸引のための電動送風機と、この電動送風機に流れる電流を検知する電流検出手段と、前記電流検出手段の出力に応じて前記電動送風機の電力を制御する位相制御手段とを備え、最大電力の異なる複数の制御モードを有するもので、電力の低いモードにおいて低風量時には電力の高いモードの制御に移行してなることを課題解決手段とし、密閉されたときでも電力の高いモードになり強い吸い込み力を得、エアプロテクタが動作し、過度な温度上昇を防止する効果を有する。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1記載の発明は、吸引のための電動送風機とこの電動送風機の電流を検知する電流検出手段と前記電流検出手段の出力により電動送風機の入力を制御する位相制御手段とを備え、最大電力の異なる複数の制御モードを有するもので、電力の低いモードにおいて低風量時には電力の高いモードの制御に移行することを課題解決手段とし、密閉されたときでも電力の高いモードになり強い吸い込み力を得、エアプロテクタが動作し、過度な温度上昇を防止する効果を有する。
【0013】
【実施例】
(実施例1)
以下、本発明の実施例1について図1を用いて説明する。なお、従来例と同一の部分については同一符号を付与して、その詳細な説明を省略する。
【0014】
図1(c)に示すように最大電力時(範囲A)に一定電力となるように、風量をパラメータにして電流検出手段5の出力と制御位相量を対応させると、電流検出手段5の出力は図1(a)のように、制御位相量は図1(b)に示すような特性を得る。例えばこのような非線形な特性の対応は、マイクロコンピュータなどで数値テーブルとして記憶させればよい。消費電力が一定となるように制御することで最大消費電力時の電力制御の精度を向上させることができる。
【0015】
(実施例2)
次に、本発明の実施例2について図2を参照しながら説明する。なお、第1の実施例と同じ構成のものは同一符号を付与して、その詳細な説明を省略する。
【0016】
図2(a)に示すように風量が変化するとしたとき、電流検出手段5の出力を図2(b)に示すようにA/D変換して得られた値の最小分解能値に対し、制御位相を1対1に対応させる。最小分解能値に対応するためこれ以上の精度はでない。図2(c)に示す風量ー電力特性の電力制御の精度を向上させることができる。なお、A/D変換の分解能や制御位相のきめ細かい方が電力制御の精度が向上することはいうまでもない。
【0017】
(実施例3)
次に、本発明の実施例3について図3を参照しながら説明する。なお、上記実施例と同じ構成のものは同一符号を付与して、その詳細な説明を省略する。
【0018】
図3において、最大電力の異なる複数の制御モードA,Bを設け、Aは最大の吸い込み性能がでる制御を行い、Bは適度な吸い込みで吸い込み具8等の操作力を軽くするため電力の低いモードとする。このモードは使用者が好みにより選択して使用する。一般にごみ集塵袋9にごみが満杯になったり、吸い込み口3が塞がれた場合、電動送風機2の温度過昇防止のため外部より電動送風機2の吸い込み側ノ空気を流入するエアプロテクタ(図示せず)が設けられている。操作性をかんがみたモードBの制御において密閉してもエアプロテクタが動作しないような場合もあるため、点Cの電流検出手段5の出力を検知したら、電力の高いAの制御モードに移す。すると点Eでエアプロテクタが動作し、過度な温度上昇を防止する効果を有する。なお、点Dの電流検出手段5の出力を検知したら元のBの制御に戻すことにより、密閉していない場合は通常の適度な吸い込み力のモードBとなり元の使用性が得られる。
【0019】
(実施例4)
次に、本発明の実施例4について図4を参照しながら説明する。なお、第1の実施例と同じ構成のものは同一符号を付与して、その詳細な説明を省略する。
【0020】
図4(a)において、最大電力の異なる複数の制御モードA,Bを有する。Aは最大の吸い込み性能がでる制御を行い、Bは適度な吸い込みで吸い込み具8等の操作力を軽くするため電力の低いモードとする。このモードは使用者が好みにより選択して使用する。範囲cはある固定位相で風量の低下に伴い電力は低下する。モードを切り換える際は、現状の動作風量(破線で示す)では図4(b)に示す制御位相を現状より下限値(点aを点b’に、また点bを点a’)に設定する。すると、電力は制御範囲c以外で、異なるモードでの最低の電力点になり、動作風量(点a’は点aに、また点b’は点b)にて落ち着くことになる。電力が低いほうから切り替わるため電動送風機2の負担及び騒音を低く抑えることができる。
【0021】
(実施例5)
次に、本発明の実施例5について図5、6を参照しながら説明する。
【0022】
交流電源10端子間に直列接続された電動送風機2及び双方向性サイリスタ12と前記双方向性サイリスタ12のゲート電流はフォト双方向性サイリスタ13により供給され、前記フォト双方向性サイリスタ13の1次側には位相制御回路11を接続する。図6(a)は交流電源、図6(b)は電動送風機2を制御する双方向性サイリスタ12の制御位相、図6(c)は電動送風機2の両端電圧を示す。図6において、制御位相量が短い(T1)場合は、双方向性サイリスタ12の点弧時の電圧が小さいくゲート電流を確保するためにフォト双方向性サイリスタ13の導通時間を長く(t1)する。逆に制御位相量が長い(T2)場合は、双方向性サイリスタ12の点弧時の電圧が高く、ゲート電流が確保されるためにフォト双方向性サイリスタ13の導通時間を短く(t1)てよい。平均的に、制御位相量が長い場合に位相制御回路11によるフォト双方向性サイリスタ13の導通時間を短くすることで電流を節約できる。
【0023】
【発明の効果】
本発明の請求項1記載の発明によると、電力の低いモードにおいて低風量時には電力の高いモードの制御に移行し、密閉されたときでも電力の高いモードになり強い吸い込み力を得、エアプロテクタが動作し、過度な温度上昇を防止する効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)本発明の実施例1における電気掃除機の電流検出手段出力V−風量Q特性図
(b)同電気掃除機の制御位相S−電流検出手段出力V特性図
(c)同電気掃除機の電力W−風量Q特性図
【図2】 (a)本発明の実施例2における電気掃除機の電流検出手段出力V−風量Q特性図
(b)同電気掃除機の制御位相S−電流検出手段出力V特性図
(c)同電気掃除機の電力W−風量Q特性図
【図3】 (a)本発明の実施例3における電気掃除機の電力W−風量Q特性図
(b)同電気掃除機の電流検出手段出力V−風量Q特性図
【図4】 (a)本発明の実施例4における電気掃除機の電力W−風量Q特性図
(b)同電気掃除機の制御位相S−電流検出手段出力V特性図
【図5】 本発明の実施例5における回路図
【図6】 (a)本発明の実施例5における交流電源を示す図
(b)同電気掃除機の制御位相を示す図
(c)同電気掃除機の電動送風機の両端電圧図
【図7】 従来の電気掃除機の回路図
【図8】 (a)従来の電気掃除機の電流検出手段出力V−風量Q特性図
(b)同電気掃除機の制御位相S−電流検出手段出力V特性図
(c)同電気掃除機の入力W−風量Q特性図
【図9】 電気掃除機の斜視図
【図10】 従来の電気掃除機の入力/真空度/吸い込み仕事率−風量特性図
【符号の説明】
1 電気掃除機本体
2 電動送風機
5 電流検出手段
11 位相制御手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vacuum cleaner that detects the current of an electric blower and controls the suction force of the electric blower.
[0002]
[Prior art]
One of the performance measures of vacuum cleaners is “suction power”. The suction work rate is calculated as constant * air volume * degree of vacuum, but as shown in Fig. 10, the suction work rate reaches a peak when there is a certain air volume, and when the air volume is large as shown in a parabola, the air volume is small. In some cases, the suction work rate decreases. In addition, the actual vacuum cleaner is designed to perform at a flow rate near the peak of the suction power.
[0003]
In Japan (Japan), there are restrictions such as JIS standards, and it is necessary to limit the rated power consumption to 1 kW or less.
[0004]
However, in the electric blower, when the dust accumulates and the air volume decreases as shown in FIG. 10, the power consumption decreases. Therefore, in recent years, vacuum cleaners that control power so as to maximize the power consumption with the air volume that maximizes the suction work rate have been proposed and become mainstream.
[0005]
Conventionally, this type of vacuum cleaner generally has a configuration as shown in FIGS. Hereinafter, the configuration will be described.
[0006]
As shown in FIGS. 7 and 9, the vacuum cleaner main body (hereinafter referred to as “main body”) 1 includes an
[0007]
The operation of the above configuration will be described with reference to FIG.
[0008]
At the present point A, if the air volume drops momentarily for some reason, the input drops to point B in FIG. The output of the current detection means 5 decreases to the point B in FIG. 8A, and the phase control amount is set to the point B in FIG. 8B to increase the input. As the input increases, the output of the current detection means 5 increases, delaying the phase control amount and decreasing the input. Eventually, it stabilizes at the air volume C point due to the wind path load resistance. Thus, as shown in FIG. 8C, when the input-air volume characteristic is made the air volume as a parameter and the output of the current detection means 5 is associated with the control phase amount, the output of the current detection means 5 is as shown in FIG. The control phase amount changes as shown in FIG. When the
[0009]
Moreover, if the
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
There is a problem that the maximum power consumption point D shown in FIG. 8C varies due to variations in the electric blower and main body performance. When the
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, an electric vacuum cleaner according to the present invention includes an electric blower for suction, current detection means for detecting a current flowing through the electric blower, and an output of the current detection means. A phase control means for controlling the electric power of the electric blower, and having a plurality of control modes with different maximum powers, and in the low power mode, the mode is shifted to the control of the high power mode when the air volume is low. As a solution, even when sealed, it has a high power mode, a strong suction force is obtained, and the air protector operates to prevent an excessive temperature rise.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The invention of claim 1, wherein the present invention is provided with a phase control means for controlling the input of the electric blower and the electric blower for sucking and current detecting means for detecting a current of the electric blower by the output of said current detecting means It has a plurality of control modes with different maximum power, and it is a problem-solving means to shift to the control of the high power mode when the air flow is low in the low power mode, and it becomes a high power mode even when sealed A suction force is obtained, the air protector operates, and has an effect of preventing an excessive temperature rise.
[0013]
【Example】
Example 1
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is provided about the part same as a prior art example, and the detailed description is abbreviate | omitted.
[0014]
As shown in FIG. 1 (c), when the output of the current detection means 5 is made to correspond to the control phase amount using the air volume as a parameter so as to be constant power at the maximum power (range A), the output of the current detection means 5 As shown in FIG. 1A, the control phase amount has characteristics as shown in FIG. For example, the correspondence of such nonlinear characteristics may be stored as a numerical table by a microcomputer or the like. By controlling the power consumption to be constant, the power control accuracy at the maximum power consumption can be improved.
[0015]
(Example 2)
Next,
[0016]
When the air volume changes as shown in FIG. 2 (a), the output of the current detection means 5 is controlled with respect to the minimum resolution value obtained by A / D conversion as shown in FIG. 2 (b). The phase is made to correspond one to one. Since it corresponds to the minimum resolution value, there is no more accuracy. The accuracy of the power control of the air volume-power characteristic shown in FIG. 2C can be improved. Needless to say, the finer the resolution of A / D conversion and the finer the control phase, the better the accuracy of power control.
[0017]
Example 3
Next,
[0018]
In FIG. 3, a plurality of control modes A and B having different maximum powers are provided, A performs the control to obtain the maximum suction performance, and B has a low power to reduce the operating force of the
[0019]
Example 4
Next,
[0020]
In FIG. 4A, a plurality of control modes A and B having different maximum powers are provided. A controls the maximum suction performance, and B is a mode with low power in order to lighten the operating force of the
[0021]
(Example 5)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0022]
The
[0023]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, in the low power mode, when the air volume is low, the control shifts to the high power mode, and even when sealed, the high power mode is obtained and a strong suction force is obtained. Operates and has the effect of preventing excessive temperature rise.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (a) Current detection means output V-air volume Q characteristic diagram of a vacuum cleaner in Embodiment 1 of the present invention (b) Control phase S—Current detection means output V characteristic diagram of the vacuum cleaner (c) FIG. 2 (a) Current detection means output V-air volume Q characteristic diagram of the vacuum cleaner in
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric vacuum
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21429197A JP3861394B2 (en) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | Vacuum cleaner |
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---|---|---|---|
JP21429197A JP3861394B2 (en) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | Vacuum cleaner |
Publications (2)
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JPH1147054A JPH1147054A (en) | 1999-02-23 |
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Family Applications (1)
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- 1997-08-08 JP JP21429197A patent/JP3861394B2/en not_active Expired - Fee Related
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