JP4103229B2 - 電気掃除機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気掃除機に関するものであり、特に高入力のファンモータを有する電気掃除機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電気掃除機を図１０及び図１１を参照しながら以下説明する。
【０００３】
図において、５０は高入力タップ５０ｂ、５０ｅと中入力タップ５０ｃ、５０ｄを備え吸引風を発生させるファンモータ、５１は前記ファンモータ５０の入力を制御する位相制御回路、５２は前記位相制御回路５１と接続され入力可変部を構成する可変抵抗器である。掃除機本体５６内にはこれらファンモータ５０、位相制御回路５１及び可変抵抗器５２を配している。
【０００４】
掃除機本体５６の上面にスライド自在に設けた操作体５３が前記可変抵抗器５２に連結されており、この操作体５３をスライド操作することで可変抵抗器５２のスライドが行え、前記位相制御回路５１により入力制御を設定できる。５４は同じく掃除機本体５６の上面に配した切換えスイッチであり、その内蔵している接点５４ａ〜５４ｄを切り換えることができる構成になっている。
【０００５】
前記操作体５３は’ＬＯ’（低入力設定）から’ＨＩ’（高入力設定）まで無段階に設定するもので、操作体５３をスライドさせてファンモータ５０の入力を設定する場合には、中入力タップ５０ｃ、５０ｄと位相制御回路５１と電源５５とを接続するように切換えスイッチ５４を接続し、その接点５４ｂ及び５４ｃがＯＮ、接点５４ａ及び５４ｄがＯＦＦとなるように切り換える。
【０００６】
つまり、位相制御回路５１によりファンモータ５０の入力を調整する場合には切換えスイッチ５４を図１０（ａ）のように切換え、位相制御回路５１により可変抵抗５３の抵抗値を可変してファンモータ５０の入力を制御する。
【０００７】
一方、切換えスイッチ５４を’ＭＡＸ’（最大入力設定）に切り換えると、ファンモータ５０の高入力タップ５０ｂ、５０ｅ側に電気接続を切り換える。すなわち、接点５４ａ及び５４ｄがＯＮ、接点５４ｂ及び５４ｃがＯＦＦとなり、最大入力設定時には高入力タップ５０ｂ、５０ｅと電源５５とを直接接続する。
【０００８】
つまり、最大入力設定の場合には、切換えスイッチ５４の接点は図１０（ｂ）のように切り換わるのでファンモータ５０の最大入力を取り出すことができ、また、位相制御回路５１をバイパスして電源５５に接続されるので位相制御回路５１による位相制御は行われない。
【０００９】
ここで入力タップを切り換えるのは、以下の理由による。
【００１０】
高入力モータになればなるほど位相制御を行うとその高調波電流が増加して、家庭に供給されている交流波形（一般に正弦波の電圧波形）を乱してしまい、他の家庭電化機器に誤動作などの悪影響を与えてしまう。このため位相制御を行う場合には、入力タップを中入力タップ５０ｃ、５０ｄ側に切り換えて低入力モータとして位相制御を行い（図１０（ａ））、最大入力が必要な場合には入力タップを高入力タップ５０ｂ、５０ｅ側に切り換えて高入力モータとして位相制御をかけずに使用する（図１０（ｂ））というものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、掃除機本体５６内にファンモータ５０を収容しているので、ファンモータ５０を接続する切換えスイッチ５４も掃除機本体５６内に設けていた。つまり、切換えスイッチ５４はファンモータ５０の入力タップ５０ｂ〜５０ｅを切換えるので、直接モータ電流を流せまた直接電源電圧に耐え得るだけの大電流高電圧仕様のスイッチが必要で、切換えスイッチ５４自体が大型化となる関係上、掃除機本体５６内に配さざるを得なかった。そのため、ファンモータ５０の入力を切り換えるためには掃除機本体５６上の切換えスイッチ５４を操作しなければならず、例えば図１１に示すような床移動型掃除機の場合には、掃除機本体５６に接続するホース（図示せず）を持って清掃作業を行うが、ファンモータ５０の入力を切り換える際には、その都度ホースと離れた掃除機本体５６側に手を伸ばして操作しなければならなかった。
【００１２】
本発明は上記課題を解決するもので、最大入力設定を行うための操作位置を掃除機本体に制約されることなく自由に設定することができ、しかも高調波電流を抑制できる電気掃除機を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明は、複数の入力タップを設けたファンモータと、前記ファンモータの入力を設定する入力設定部と、この入力設定部で設定したファンモータの入力に応じてファンモータの位相制御を行うファンモータ制御部と、前記入力設定部で設定したファンモータの入力に応じて前記ファンモータの入力タップを選択するタップ判定部と、このタップ判定部により前記ファンモータの入力タップを切り換えるタップ切換部と、前記タップ判定部からのタップ切換え信号を受け、所定時間動作するタイマー部と、前記タイマー部から信号が出力されている場合にはタップ切換部の動作を停止させるタップ選択禁止部とを備えたもので、設定入力に応じた入力タップの切換えと位相制御が可能となり、入力設定部の配置や使用部品に関する制約条件をなくし、掃除機本体以外の場所にも自在に取り付けることができる。また、入力タップでの短絡を防止できるので、異常電流が流れることが無くなりモータの寿命を長くすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、複数の入力タップを設けたファンモータと、前記ファンモータの入力を設定する入力設定部と、この入力設定部で設定したファンモータの入力に応じてファンモータの位相制御を行うファンモータ制御部と、前記入力設定部で設定したファンモータの入力に応じて前記ファンモータの入力タップを選択するタップ判定部と、このタップ判定部により前記ファンモータの入力タップを切り換えるタップ切換部と、 前記タップ判定部からのタップ切換え信号を受け、所定時間動作するタイマー部と、前記タイマー部から信号が出力されている場合にはタップ切換部の動作を停止させるタップ選択禁止部とを備えたもので、設定入力に応じた入力タップの切換えと位相制御が可能となり、入力設定部の配置や使用部品に関する制約条件をなくし、掃除機本体以外の場所にも自在に取り付けることができる。また、入力タップでの短絡を防止できるので、異常電流が流れることが無くなりモータの寿命を長くすることができる。
【００１５】
本発明の請求項２記載の発明は、タップ選択禁止部は電源電圧の０Ｖを検知するＺＶＰ検知部の信号を入力し、タイマー部の出力終了後の次の０Ｖに同期してタップ切換部に駆動信号を出力するもので、入力タップの投入はＡＣ０Ｖに同期して行われるため、突入電流を抑制することができ特にタップ切換部やスイッチング部の信頼性を高めることができる。
【００１６】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の第１の実施例を図１、２を用いて説明する。
【００１７】
図１において、１は界磁コイル１ａ、１ｂに高入力タップ１ａｈ、１ｂｈと中入力タップ１ａｍ、１ｂｍとを設けたファンモータで、掃除機本体に塵埃を吸引するための吸込力を発生させるものである。２は可変抵抗器を用いて前記ファンモータ１の入力を設定する入力設定部、３は前記入力設定部２の出力によりファンモータ１の設定入力を検知し、その設定入力に応じてファンモータ１の位相制御を行うファンモータ制御部である。
【００１８】
４は前記ファンモータ１のタップ切換えレベルを設定するタップ設定部で、本実施例では入力設定部２による最大入力の信号に相当する最大入力設定値を設定している。５は前記入力設定部２及びタップ設定部４の出力により前記ファンモータ１の選択するタップの判定を行うタップ判定部であり、本実施例では入力設定部２からの信号がタップ設定部４の最大入力設定値以上であれば高入力タップ１ａｈ、１ｂｈを、入力設定部２からの信号がタップ設定部４の最大入力設定値よりも小さければ中入力タップ１ａｍ、１ｂｍを選択するように判定する。
【００１９】
６は前記タップ判定部５の出力により前記ファンモータ１の入力タップ１ａｈ、１ｂｈ、１ａｍ、１ｂｍを選択、導通するタップ切換部であり、本実施例では複数の双方向性サイリスタ６ａｈ１、６ｂｈ１、６ａｍ１及び６ｂｍ１とそれらに並列に接続したリレー６ａｈ２、６ｂｈ２、６ａｍ２及び６ｂｍ２とで構成している。７は前記ファンモータ制御部３の出力によりファンモータ１への給電を全導通から位相制御するスイッチング部であり、タップ切換部６と同様に双方向性サイリスタを用いて、入力設定部２で最大入力を設定するとファンモータ制御部３は全導通するための信号をスイッチング部７に出力し、最大入力より小さい入力を設定するとファンモータ制御部３はその入力設定に対応した位相制御信号をスイッチング部７に出力するように構成している。
【００２０】
８は電源投入時に所定の入力タップを設定する信号を前記タップ判定部５に出力する初期タップ設定部であり、本実施例では中入力タップ１ａｍ及び１ｂｍを電源投入時に選択するよう設定している。
【００２１】
上記構成による作用は以下の通りである。
【００２２】
電源投入時には初期タップ設定部８により中入力タップ１ａｍ、１ｂｍの選択信号がタップ判定部５に出力されるので、タップ切換部６では中入力タップ１ａｍ、１ｂｍへの給電を行う双方向性サイリスタ６ａｍ１、６ｂｍ１及びリレー６ａｍ２、６ｂｍ２が導通する。
【００２３】
入力設定部２の設定レベルが最大入力以外の場合には、入力設定部２からの信号がタップ設定部４の最大入力設定値よりも小さくなるので、タップ判定部５からは中入力タップ１ａｍ、１ｂｍを選択する信号が出力される。するとタップ切換部６では中入力タップ１ａｍ、１ｂｍへの給電を行う双方向性サイリスタ６ａｍ１、６ｂｍ１及びリレー６ａｍ２、６ｂｍ２が導通することになる。この入力設定部２の信号はファンモータ制御部３にも出力されるので、その入力設定値に見合う位相でスイッチング部７はファンモータ１を位相制御する。
【００２４】
次に入力設定部２の設定レベルが最大入力の場合には、入力設定部２からの信号がタップ設定部４の最大入力設定値以上となるので、タップ判定部５からは高入力タップ１ａｈ、１ｂｈを選択する信号が出力される。するとタップ切換部６では高入力タップ１ａｈ、１ｂｈへの給電を行う双方向性サイリスタ６ａｈ１、６ｂｈ１及びリレー６ａｈ２、６ｂｈ２が導通することになる。この入力設定部２の信号はファンモータ制御部３にも出力されているので、スイッチング部７は全導通状態となりファンモータ１は最大入力となる。
【００２５】
このように、入力設定部２で設定した信号に応じて界磁コイル１ａ、１ｂの入力タップ１ａｈ、１ａｍ、１ｂｈ及び１ｂｍを選択するタップ判定部５及びこのタップ判定部５により入力タップを切り換えるタップ切換部６を備えることにより、入力設定部２を掃除機本体以外の場所にも自在に取り付けることができる。
【００２６】
ここで、タップ切換部６に高速動作が可能だが導通時のＯＮ抵抗の大きな双方向性サイリスタと、導通時のＯＮ抵抗は小さいが高速動作はできないリレーの両方を用いることにより、高速でかつＯＮ抵抗の小さいタップ切換部を実現することができる。特にリレーは双方向性サイリスタ２個分のＯＮ抵抗をほとんど０オームにできるため、より大きな吸込力（吸込仕事率）を確保することができる。
【００２７】
また、電気掃除機に用いられる双方向性サイリスタは図２のような形状をしたものが多く用いられており、Ｔ２端子（４）に冷却フィンを取り付けてその冷却フィンに風（ファンモータの吸気）を当てて双方向性サイリスタを冷却する方法が一般的である。図１のように、本実施例では同一界磁コイル側に設ける双方向性サイリスタ６ａｈ１と６ａｍ１（１ａ側）の組と、双方向性サイリスタ６ｂｈ１と６ｂｍ１（１ｂ側）の組は共にＴ２端子が同極になるように接続しているので、各々の組、つまり同一界磁コイル側の双方向性サイリスタ同士を同一の冷却フィンへの取付けに際して絶縁部品は必要ない。
【００２８】
なお、本実施例では最大入力の場合にはファンモータ制御部３はスイッチング部７を全導通状態としたが、高調波電流が他の機器に悪影響を及ぼさない範囲であれば、その範囲内でスイッチング部７による位相制御を行うようにしてもよい。
【００２９】
（実施例２）
以下、本発明の第２の実施例を図３を用いて説明する。
【００３０】
なお上記実施例と同一部分については、同一符号を付しここでは説明は省略する。
【００３１】
図３において、１０はタップ判定部５の出力によりファンモータ１の入力タップを選択するタップ切換部であり、これをファンモータ１の界磁コイルのいずれか一方（本実施例では１ａ側）に設け、タップ判定部５の出力により高入力タップ１ａｈまたは中入力タップ１ａｍのいずれかを導通させる。タップ切換部１０は双方向性サイリスタ１０ａｈ１、１０ａｍ１とそれに並列接続したリレー１０ａｈ２、１０ａｍ２から構成されている。また界磁コイルの他方（本実施例では１ｂ側）には複数の双方向性サイリスタ７ｂｈ、７ｂｍを接続し、これら双方向性サイリスタ７ｂｈ、７ｂｍをスイッチング部７ａとしている。
【００３２】
上記構成による作用は以下の通りである。
【００３３】
入力設定部２の設定レベルが最大入力より小さい場合には、中入力タップ１ａｍ、１ｂｍの選択信号がタップ判定部５から出力されるので、タップ切換部１０では中入力タップ１ａｍへの給電を行う双方向性サイリスタ１０ａｍ１及びリレー１０ａｍ２が導通し、ファンモータ制御部３では、入力設定部２の信号が最大入力より小さい設定であるので双方向性サイリスタ７ｂｍを選択すると同時に、双方向性サイリスタ７ｂｍは入力設定部２で設定した値に見合う入力でスイッチング動作を行いファンモータ１は位相制御される。
【００３４】
入力設定部２の設定レベルが最大入力の場合には、入力設定部２からの信号はタップ設定部４の設定値以上となるので、タップ判定部５からは高入力タップ１ａｈを選択する信号が出力される。するとタップ切換部１０では高入力タップ１ａｈへの給電を行う双方向性サイリスタ１０ａｈ１及びリレー１０ａｈ２が導通する。同時に入力設定部２の最大入力設定の信号はファンモータ制御部３にも出力されるので、ファンモータ制御部３は双方向性サイリスタ７ｂｈを全導通状態となるようにする。したがって、高入力タップ１ａｈ、１ｂｈが電源に接続され、ファンモータ１が最大入力状態となる。
【００３５】
なお、本実施例では最大入力の場合にはファンモータ制御部３は双方向性サイリスタ７ｂｈを全導通状態としたが、高調波電流が他の機器に悪影響を及ぼさない範囲であれば、その範囲内で双方向性サイリスタ７ｂｈによる位相制御を行うようにしてもよい。
【００３６】
（実施例３）
以下、本発明の第３の実施例を図４を用いて説明する。
【００３７】
図４において、９はタップ判定部５及び入力検知部３の出力によりファンモータ１のタップを選択すると同時にファンモータ１への位相制御を行うタップ切換部であり、界磁コイル１ａ及び１ｂの双方で同一の動作を行う。このタップ切換部９は複数の双方向性サイリスタ９ａｈ１、９ｂｈ１、９ａｍ１及び９ｂｍ１から構成されている。
【００３８】
上記構成による作用は以下の通りである。
【００３９】
入力設定部２の設定レベルが最大入力より小さい場合には、中入力タップ１ａｍ、１ｂｍを選択する信号がタップ判定部５から出力されるので、タップ切換部９では中入力タップ１ａｍ、１ｂｍへの給電を行う双方向性サイリスタ９ａｍ１、９ｂｍ１が選択される。また同時に、ファンモータ制御部３には入力設定部２の信号が出力されるので、ファンモータ制御部３はその設定に応じた位相制御を行うようにタップ切換部９に出力し、双方向性サイリスタ９ａｍ１、９ｂｍ２は入力設定部２の設定値に見合う入力でファンモータ１の位相制御を行う。
【００４０】
入力設定部２の設定レベルが最大入力の場合には、入力設定部２からの信号がタップ設定部４の設定値以上となるので、タップ判定部５からは高入力タップ１ａｈ、１ｂｈを選択する信号が出力される。するとタップ切換部９では高入力タップ１ａｈ、１ｂｈへの給電を行う双方向性サイリスタ９ａｈ１、９ｂｈ１が選択される。また同時に、ファンモータ制御部３には入力設定部２の信号が出力されるので、ファンモータ制御部３はその設定に応じた位相制御を行うようにタップ切換部９に出力し、双方向性サイリスタ９ａｈ１、９ｂｈ１を全導通状態とする。
【００４１】
つまり、タップ切換部９により入力タップの選択とファンモータ１の位相制御の両方を行うことにより、位相制御用のスイッチング部とタップ切換部とを兼用することができる。
【００４２】
なお、本実施例では最大入力の場合にはファンモータ制御部３はスイッチング部７を全導通状態としたが、高調波電流型の機器に悪影響を及ぼさない範囲であれば、その範囲内で双方向性サイリスタ９ａｈ１、９ｂｈ１による位相制御を行うようにしてもよい。
【００４３】
（実施例４）
以下、本発明の第４の実施例を図５を用いて説明する。
【００４４】
なお上記実施例と同一部分については、同一符号を付しここでは説明は省略する。
【００４５】
図５において、１４はファンモータ１のタップ切換えレベルを設定するタップ設定部であり、本実施例では最大入力に相当する値と、停止入力に相当する値を予め設定している。１５は入力設定部２及びタップ設定部１４の出力によりファンモータ１の選択する入力タップの判定を行うタップ判定部であり、本実施例では入力設定部２からの信号がタップ設定部１４での最大入力相当値以上であれば高入力タップ１ａｈ、１ｂｈを選択し、最大入力相当値よりも小さく停止入力相当値よりも大きければ、中入力タップ１ａｍ、１ｂｍを選択し、停止入力相当値以下であればいずれの入力タップも選択しないように判定を行う。
【００４６】
上記構成による作用は以下の通りである。
【００４７】
入力設定部２の設定レベルが最大入力の場合には、入力設定部２からの信号はタップ設定部１４の最大入力相当値以上となるので、タップ判定部１５からは高入力タップ１ａｈ、１ｂｈを選択する信号が出力される。すると、タップ切換部６では高入力タップ１ａｈ、１ｂｈへの給電を行う双方向性サイリスタ６ａｈ１、６ｂｈ１及びリレー６ａｈ２、６ｂｈ２が導通することになる。この入力設定部２の信号はファンモータ制御部３にも出力されているので、スイッチング部７は全導通状態となり、ファンモータ１は最大入力になる。
【００４８】
次に、入力設定部２の設定レベルが最大入力より小さい（停止入力でない）場合には、入力設定部２からの信号はタップ設定部１４の最大入力相当値と停止入力相当値との間になるのでタップ判定部１５からは中入力タップ１ａｍ、１ｂｍを選択する信号が出力される。この入力設定部２の信号はファンモータ制御部３にも出力されるので、スイッチング部７は設定値に見合う入力でファンモータ１を位相制御する。
【００４９】
入力設定部２の設定レベルが停止入力の場合には、入力設定部２からの信号はタップ設定部１４の停止入力相当値以下となるので、タップ判定部１５からは高入力タップ１ａｈ、１ｂｈ、中入力タップ１ａｍ、１ｂｍのいずれも選択されず、選択信号が出力されることはない。したがってファンモータ１が動作することはない。この状態では、スイッチング部である双方向性サイリスタに並列接続する抵抗とコンデンサから構成されるスナバ回路７ｂへの経路が遮断されるので、停止時の電流を少しでも低減することができる。
【００５０】
ところで、入力タップの切換えを極めて瞬時に行うと、界磁コイル１ａ、１ｂに逆起電力が発生することはよく知られている。この逆起電力により高入力タップ１ａｈ、１ｂｈを選択した時に流れる電流の数倍もの電流が流れる。すると、異常高温状態となるため、界磁コイル１ａ、１ｂのコイル層間絶縁破壊が発生したり、整流子とブラシ間で異常スパークが発生し、ファンモータ１の寿命を著しく縮めてしまうことになる。
【００５１】
（実施例５）
以下、本発明の第５の実施例を図６を用いて説明する。
【００５２】
なお上記実施例と同一部分については、同一符号を付しここでは説明は省略する。
【００５３】
図６において、タップ判定部２５はファンモータ１の入力タップを切換える必要があるという判定を行った場合に入力タップ切換え信号を出力する。３０はその入力タップ切換え信号を受けて予め設定した所定時間だけ動作するタイマー部であり、本実施例では３０ミリ秒に設定してある。３１は電源電圧の０Ｖを検知するＺＶＰ検知部、３２は前記タイマー部３０から信号が出力されている場合にはタップ切換部６にその動作を停止させる信号を出力し続け、前記ＺＶＰ検知部３１の信号を入力し、タイマー部３０の出力終了後の次の０Ｖに同期してタップ制御部に駆動信号を出力するタップ選択禁止部である。
【００５４】
上記構成による作用は以下の通りである。
【００５５】
入力設定部２の設定レベルが最大入力よりも小さい場合には、タップ判定部２５からは中入力タップ１ａｍ、１ｂｍを選択する信号が出力され、タップ切換部６、ファンモータ制御部３は実施例１と同様な動作を行い、入力設定部２の設定値に見合う入力でファンモータ１は位相制御が行われる。
【００５６】
ここで入力設定部２の設定レベルが最大入力に設定されると、タップ判定部２５からは高入力タップ１ａｈ、１ｂｈを選択する信号と入力タップ切換え信号が出力される。この入力タップ切換え信号により、タイマー部３０は動作を開始し所定時間（３０ミリ秒）後に動作を停止する。タップ切換部６には高入力タップ１ａｈ、１ｂｈへの給電を行う信号が前記タップ判定部２５から出力されているが、同時にタップ選択禁止部３２からも停止信号が出力されるため、いずれの入力タップも選択されていない。そして、前記タイマー部３０がその動作を終了してから次の０Ｖに同期して初めてタップ選択禁止部３２からの停止信号が解除され、タップ切換部６は入力タップの切換え動作を行う。
【００５７】
ところで、入力タップの切換えを極めて瞬時に行うと、界磁コイル１ａ、１ｂに逆起電力が発生することはよく知られている。この逆起電力により高入力タップ１ａｈ、１ｂｈを選択した時に流れる電流の数倍もの電流が流れる。すると、異常高温状態となるため、界磁コイル１ａ、１ｂのコイル層間絶縁破壊が発生したり、整流子とブラシ間で異常スパークが発生し、ファンモータ１の寿命を著しく縮めてしまうことになる。
【００５８】
しかし上記構成とすることで、タイマー部３０の所定時間（３０ミリ秒）の間はいずれの入力タップも選択されないので、入力タップ同時短絡が発生することはないし、入力タップ切換えもＡＣ０Ｖに同期して行われるため、突入電流を抑制することができる。
【００５９】
なお本実施例ではタイマー部３０の設定時間を３０ミリ秒としたが、これは使用するファンモータ１の高入力タップと中入力タップとの巻線比率に依存するものであり、要はタップ同時短絡が発生しない程度の時間であればよい。
【００６０】
（実施例６）
以下、本発明の第６の実施例を図７を用いて説明する。
【００６１】
なお上記実施例と同一部分については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００６２】
図７において、３５及び３６はいずれも高入力タップと中入力タップの間、すなわち１ａｈ〜１ａｍ及び１ｂｈ〜１ｂｍの界磁コイル１ａ、１ｂに流れる電流を検知する電流検知部、３７はその最大電流値を設定する最大電流設定部、３８は前記電流検知部３５及び３６と最大電流設定部３７の出力を入力し、最大電流値以上の電流が流れた場合にはタップ切換部６に動作停止信号を出力する異常信号発生部である。
【００６３】
上記構成による作用は以下の通りである。
【００６４】
通常はタップ切換部６は高入力タップまたは中入力タップのいずれか一方を選択しているので、電流検知部３６及び３７に流れる電流はスイッチング部７に流れる電流と同じである。
【００６５】
しかし、部品故障などの原因で高入力タップ１ａｈ、１ｂｈと中入力タップ１ａｍ、１ｂｍの間が短絡されると、界磁コイル１ａ、１ｂには異常な高電流が流れ電流検知部３６及び／または３７での検知電流は最大電流設定部３７での設定値よりも大きくなり、異常信号発生部３８はタップ切換部６に停止信号を出力し、ファンモータ１は停止するので異常電流も流れなくなる。
【００６６】
（実施例７）
以下、本発明の第７の実施例を図８を用いて説明する。なお上記実施例と同一部分については、同一符号を付しここでは、その説明を省略する。
【００６７】
図８において、４０はファンモータ１により吸引される塵埃量を検知する塵埃量検知部で、入力設定部４２に入力されている。入力設定部４２では前記塵埃量検知部４０の出力に応じてファンモータ１の入力を設定するが、塵埃量の上限検知の場合でも界磁コイルの中入力タップ選択時の最高入力にとどまるように設定している。
【００６８】
上記構成による作用は以下の通りである。
【００６９】
塵埃量を検知する場合において、入力設定部４２はタップ判定部５が中入力タップ１ａｍ、１ｂｍを選択する信号を出力している。そして、塵埃量検知部４０で塵埃を検知しなければ入力設定部４２は最低入力に相当する設定入力をファンモータ制御部３に出力し、ファンモータ制御部３はファンモータ１を最低入力で制御する。
【００７０】
塵埃を検知した場合には、タップ判定部５からは中入力タップ１ａｍ、１ｂｍを選択する信号が出力され続けられるので、タップ切換部６の動作は変わらない。しかし、入力設定部４２はファンモータ制御部３には塵埃量に応じた設定入力を出力するので、ファンモータ１の入力は中入力タップ１ａｍ、１ｂｍの最高入力の範囲内で上昇する。
【００７１】
つまり、塵埃量検知時には入力タップの切換えは発生しないので、入力タップの切換え時に発生する突入電流を抑制するために実施例５に示すような遅延動作が不要となる。つまり、塵埃量を検知してファンモータ１を制御する場合には入力タップ切換えを行わないので、タイマー部の設定時間に制約されての設計が不要となり設計時間の短縮が図れると同時に、ファンモータ１の入力タップ切換えにともなう入力音の極端な変化がないので使用者に違和感を感じさせることがない。
【００７２】
（実施例８）
以下、本発明の第８の実施例を図９を用いて説明する。
【００７３】
なお上記実施例と同一部分については、同一符号を付しここでは説明は省略する。
【００７４】
上記実施例では、ファンモータ１は全て両界磁タイプのものであるが、本実施例では、図９に示すようにファンモータ１の界磁コイルを片界磁構成（１ａのみ）としたものであり、タップ切換部６や電流検知部３５、３６が半分の素子数で構成可能なためコストを半減できる。
【００７５】
以上のように本発明の各実施例によれば、入力設定部２の配置には何等制約がなくなり、本体に入力設定を有する従来タイプの床移動型掃除機はもちろん、ホースの手元部に操作部を設けた床移動型掃除機、アップライト型掃除機やハンディ型掃除機など他の形態の掃除機にも用いることができる。
【００７６】
また、ファンモータ制御部３にマイクロコンピュータを用いれば入力設定部２にタクトスイッチを用いることも容易になり、入力設定部２は使用部品も配置とも制約条件を完全になくすことができる。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、設定入力に応じた入力タップの切換えと位相制御が可能となり、入力設定部の配置や使用部品に関する制約条件をなくし、掃除機本体以外の場所にも自在に取り付けることができる。また、入力タップでの短絡を防止できるので、異常電流が流れることが無くなりモータの寿命を長くすることができる。
【００７８】
また、入力タップの投入はＡＣ０Ｖに同期して行われるため、突入電流を抑制することができ特にタップ切換部やスイッチング部の信頼性を高めることができる。
【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回路ブロック図
【図２】 （ａ）同回路ブロックのスイッチング部に用いる半導体素子の外観図
（ｂ）同半導体素子の回路図
【図３】 本発明の第２の実施例を示す電気掃除機の回路ブロック図
【図４】 本発明の第３の実施例を示す電気掃除機の回路ブロック図
【図５】 本発明の第４実施例を示す電気掃除機の回路ブロック図
【図６】 本発明の第５の実施例を示す電気掃除機の回路ブロック図
【図７】 本発明の第６の実施例を示す電気掃除機の回路ブロック図
【図８】 本発明の第７の実施例を示す電気掃除機の回路ブロック図
【図９】 本発明の第８の実施例を示す電気掃除機の回路ブロック図
【図１０】 （ａ）従来の例を示す電気掃除機の回路ブロック図（最大入力より小さい入力に設定）
（ｂ）同電気掃除機の回路ブロック図（最大入力設定時）
【図１１】 同電気掃除機の外観斜視図
【符号の説明】
１ ファンモータ
１ａｈ、１ｂｈ 高入力タップ
１ａｍ、１ｂｍ 中入力タップ
２ 入力設定部
３ ファンモータ制御部
４ タップ設定部
５ タップ判定部
６ タップ切換部
７ スイッチング部
８ 初期タップ設定部
【発明の属する技術分野】
本発明は電気掃除機に関するものであり、特に高入力のファンモータを有する電気掃除機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電気掃除機を図１０及び図１１を参照しながら以下説明する。
【０００３】
図において、５０は高入力タップ５０ｂ、５０ｅと中入力タップ５０ｃ、５０ｄを備え吸引風を発生させるファンモータ、５１は前記ファンモータ５０の入力を制御する位相制御回路、５２は前記位相制御回路５１と接続され入力可変部を構成する可変抵抗器である。掃除機本体５６内にはこれらファンモータ５０、位相制御回路５１及び可変抵抗器５２を配している。
【０００４】
掃除機本体５６の上面にスライド自在に設けた操作体５３が前記可変抵抗器５２に連結されており、この操作体５３をスライド操作することで可変抵抗器５２のスライドが行え、前記位相制御回路５１により入力制御を設定できる。５４は同じく掃除機本体５６の上面に配した切換えスイッチであり、その内蔵している接点５４ａ〜５４ｄを切り換えることができる構成になっている。
【０００５】
前記操作体５３は’ＬＯ’（低入力設定）から’ＨＩ’（高入力設定）まで無段階に設定するもので、操作体５３をスライドさせてファンモータ５０の入力を設定する場合には、中入力タップ５０ｃ、５０ｄと位相制御回路５１と電源５５とを接続するように切換えスイッチ５４を接続し、その接点５４ｂ及び５４ｃがＯＮ、接点５４ａ及び５４ｄがＯＦＦとなるように切り換える。
【０００６】
つまり、位相制御回路５１によりファンモータ５０の入力を調整する場合には切換えスイッチ５４を図１０（ａ）のように切換え、位相制御回路５１により可変抵抗５３の抵抗値を可変してファンモータ５０の入力を制御する。
【０００７】
一方、切換えスイッチ５４を’ＭＡＸ’（最大入力設定）に切り換えると、ファンモータ５０の高入力タップ５０ｂ、５０ｅ側に電気接続を切り換える。すなわち、接点５４ａ及び５４ｄがＯＮ、接点５４ｂ及び５４ｃがＯＦＦとなり、最大入力設定時には高入力タップ５０ｂ、５０ｅと電源５５とを直接接続する。
【０００８】
つまり、最大入力設定の場合には、切換えスイッチ５４の接点は図１０（ｂ）のように切り換わるのでファンモータ５０の最大入力を取り出すことができ、また、位相制御回路５１をバイパスして電源５５に接続されるので位相制御回路５１による位相制御は行われない。
【０００９】
ここで入力タップを切り換えるのは、以下の理由による。
【００１０】
高入力モータになればなるほど位相制御を行うとその高調波電流が増加して、家庭に供給されている交流波形（一般に正弦波の電圧波形）を乱してしまい、他の家庭電化機器に誤動作などの悪影響を与えてしまう。このため位相制御を行う場合には、入力タップを中入力タップ５０ｃ、５０ｄ側に切り換えて低入力モータとして位相制御を行い（図１０（ａ））、最大入力が必要な場合には入力タップを高入力タップ５０ｂ、５０ｅ側に切り換えて高入力モータとして位相制御をかけずに使用する（図１０（ｂ））というものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、掃除機本体５６内にファンモータ５０を収容しているので、ファンモータ５０を接続する切換えスイッチ５４も掃除機本体５６内に設けていた。つまり、切換えスイッチ５４はファンモータ５０の入力タップ５０ｂ〜５０ｅを切換えるので、直接モータ電流を流せまた直接電源電圧に耐え得るだけの大電流高電圧仕様のスイッチが必要で、切換えスイッチ５４自体が大型化となる関係上、掃除機本体５６内に配さざるを得なかった。そのため、ファンモータ５０の入力を切り換えるためには掃除機本体５６上の切換えスイッチ５４を操作しなければならず、例えば図１１に示すような床移動型掃除機の場合には、掃除機本体５６に接続するホース（図示せず）を持って清掃作業を行うが、ファンモータ５０の入力を切り換える際には、その都度ホースと離れた掃除機本体５６側に手を伸ばして操作しなければならなかった。
【００１２】
本発明は上記課題を解決するもので、最大入力設定を行うための操作位置を掃除機本体に制約されることなく自由に設定することができ、しかも高調波電流を抑制できる電気掃除機を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明は、複数の入力タップを設けたファンモータと、前記ファンモータの入力を設定する入力設定部と、この入力設定部で設定したファンモータの入力に応じてファンモータの位相制御を行うファンモータ制御部と、前記入力設定部で設定したファンモータの入力に応じて前記ファンモータの入力タップを選択するタップ判定部と、このタップ判定部により前記ファンモータの入力タップを切り換えるタップ切換部と、前記タップ判定部からのタップ切換え信号を受け、所定時間動作するタイマー部と、前記タイマー部から信号が出力されている場合にはタップ切換部の動作を停止させるタップ選択禁止部とを備えたもので、設定入力に応じた入力タップの切換えと位相制御が可能となり、入力設定部の配置や使用部品に関する制約条件をなくし、掃除機本体以外の場所にも自在に取り付けることができる。また、入力タップでの短絡を防止できるので、異常電流が流れることが無くなりモータの寿命を長くすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、複数の入力タップを設けたファンモータと、前記ファンモータの入力を設定する入力設定部と、この入力設定部で設定したファンモータの入力に応じてファンモータの位相制御を行うファンモータ制御部と、前記入力設定部で設定したファンモータの入力に応じて前記ファンモータの入力タップを選択するタップ判定部と、このタップ判定部により前記ファンモータの入力タップを切り換えるタップ切換部と、 前記タップ判定部からのタップ切換え信号を受け、所定時間動作するタイマー部と、前記タイマー部から信号が出力されている場合にはタップ切換部の動作を停止させるタップ選択禁止部とを備えたもので、設定入力に応じた入力タップの切換えと位相制御が可能となり、入力設定部の配置や使用部品に関する制約条件をなくし、掃除機本体以外の場所にも自在に取り付けることができる。また、入力タップでの短絡を防止できるので、異常電流が流れることが無くなりモータの寿命を長くすることができる。
【００１５】
本発明の請求項２記載の発明は、タップ選択禁止部は電源電圧の０Ｖを検知するＺＶＰ検知部の信号を入力し、タイマー部の出力終了後の次の０Ｖに同期してタップ切換部に駆動信号を出力するもので、入力タップの投入はＡＣ０Ｖに同期して行われるため、突入電流を抑制することができ特にタップ切換部やスイッチング部の信頼性を高めることができる。
【００１６】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の第１の実施例を図１、２を用いて説明する。
【００１７】
図１において、１は界磁コイル１ａ、１ｂに高入力タップ１ａｈ、１ｂｈと中入力タップ１ａｍ、１ｂｍとを設けたファンモータで、掃除機本体に塵埃を吸引するための吸込力を発生させるものである。２は可変抵抗器を用いて前記ファンモータ１の入力を設定する入力設定部、３は前記入力設定部２の出力によりファンモータ１の設定入力を検知し、その設定入力に応じてファンモータ１の位相制御を行うファンモータ制御部である。
【００１８】
４は前記ファンモータ１のタップ切換えレベルを設定するタップ設定部で、本実施例では入力設定部２による最大入力の信号に相当する最大入力設定値を設定している。５は前記入力設定部２及びタップ設定部４の出力により前記ファンモータ１の選択するタップの判定を行うタップ判定部であり、本実施例では入力設定部２からの信号がタップ設定部４の最大入力設定値以上であれば高入力タップ１ａｈ、１ｂｈを、入力設定部２からの信号がタップ設定部４の最大入力設定値よりも小さければ中入力タップ１ａｍ、１ｂｍを選択するように判定する。
【００１９】
６は前記タップ判定部５の出力により前記ファンモータ１の入力タップ１ａｈ、１ｂｈ、１ａｍ、１ｂｍを選択、導通するタップ切換部であり、本実施例では複数の双方向性サイリスタ６ａｈ１、６ｂｈ１、６ａｍ１及び６ｂｍ１とそれらに並列に接続したリレー６ａｈ２、６ｂｈ２、６ａｍ２及び６ｂｍ２とで構成している。７は前記ファンモータ制御部３の出力によりファンモータ１への給電を全導通から位相制御するスイッチング部であり、タップ切換部６と同様に双方向性サイリスタを用いて、入力設定部２で最大入力を設定するとファンモータ制御部３は全導通するための信号をスイッチング部７に出力し、最大入力より小さい入力を設定するとファンモータ制御部３はその入力設定に対応した位相制御信号をスイッチング部７に出力するように構成している。
【００２０】
８は電源投入時に所定の入力タップを設定する信号を前記タップ判定部５に出力する初期タップ設定部であり、本実施例では中入力タップ１ａｍ及び１ｂｍを電源投入時に選択するよう設定している。
【００２１】
上記構成による作用は以下の通りである。
【００２２】
電源投入時には初期タップ設定部８により中入力タップ１ａｍ、１ｂｍの選択信号がタップ判定部５に出力されるので、タップ切換部６では中入力タップ１ａｍ、１ｂｍへの給電を行う双方向性サイリスタ６ａｍ１、６ｂｍ１及びリレー６ａｍ２、６ｂｍ２が導通する。
【００２３】
入力設定部２の設定レベルが最大入力以外の場合には、入力設定部２からの信号がタップ設定部４の最大入力設定値よりも小さくなるので、タップ判定部５からは中入力タップ１ａｍ、１ｂｍを選択する信号が出力される。するとタップ切換部６では中入力タップ１ａｍ、１ｂｍへの給電を行う双方向性サイリスタ６ａｍ１、６ｂｍ１及びリレー６ａｍ２、６ｂｍ２が導通することになる。この入力設定部２の信号はファンモータ制御部３にも出力されるので、その入力設定値に見合う位相でスイッチング部７はファンモータ１を位相制御する。
【００２４】
次に入力設定部２の設定レベルが最大入力の場合には、入力設定部２からの信号がタップ設定部４の最大入力設定値以上となるので、タップ判定部５からは高入力タップ１ａｈ、１ｂｈを選択する信号が出力される。するとタップ切換部６では高入力タップ１ａｈ、１ｂｈへの給電を行う双方向性サイリスタ６ａｈ１、６ｂｈ１及びリレー６ａｈ２、６ｂｈ２が導通することになる。この入力設定部２の信号はファンモータ制御部３にも出力されているので、スイッチング部７は全導通状態となりファンモータ１は最大入力となる。
【００２５】
このように、入力設定部２で設定した信号に応じて界磁コイル１ａ、１ｂの入力タップ１ａｈ、１ａｍ、１ｂｈ及び１ｂｍを選択するタップ判定部５及びこのタップ判定部５により入力タップを切り換えるタップ切換部６を備えることにより、入力設定部２を掃除機本体以外の場所にも自在に取り付けることができる。
【００２６】
ここで、タップ切換部６に高速動作が可能だが導通時のＯＮ抵抗の大きな双方向性サイリスタと、導通時のＯＮ抵抗は小さいが高速動作はできないリレーの両方を用いることにより、高速でかつＯＮ抵抗の小さいタップ切換部を実現することができる。特にリレーは双方向性サイリスタ２個分のＯＮ抵抗をほとんど０オームにできるため、より大きな吸込力（吸込仕事率）を確保することができる。
【００２７】
また、電気掃除機に用いられる双方向性サイリスタは図２のような形状をしたものが多く用いられており、Ｔ２端子（４）に冷却フィンを取り付けてその冷却フィンに風（ファンモータの吸気）を当てて双方向性サイリスタを冷却する方法が一般的である。図１のように、本実施例では同一界磁コイル側に設ける双方向性サイリスタ６ａｈ１と６ａｍ１（１ａ側）の組と、双方向性サイリスタ６ｂｈ１と６ｂｍ１（１ｂ側）の組は共にＴ２端子が同極になるように接続しているので、各々の組、つまり同一界磁コイル側の双方向性サイリスタ同士を同一の冷却フィンへの取付けに際して絶縁部品は必要ない。
【００２８】
なお、本実施例では最大入力の場合にはファンモータ制御部３はスイッチング部７を全導通状態としたが、高調波電流が他の機器に悪影響を及ぼさない範囲であれば、その範囲内でスイッチング部７による位相制御を行うようにしてもよい。
【００２９】
（実施例２）
以下、本発明の第２の実施例を図３を用いて説明する。
【００３０】
なお上記実施例と同一部分については、同一符号を付しここでは説明は省略する。
【００３１】
図３において、１０はタップ判定部５の出力によりファンモータ１の入力タップを選択するタップ切換部であり、これをファンモータ１の界磁コイルのいずれか一方（本実施例では１ａ側）に設け、タップ判定部５の出力により高入力タップ１ａｈまたは中入力タップ１ａｍのいずれかを導通させる。タップ切換部１０は双方向性サイリスタ１０ａｈ１、１０ａｍ１とそれに並列接続したリレー１０ａｈ２、１０ａｍ２から構成されている。また界磁コイルの他方（本実施例では１ｂ側）には複数の双方向性サイリスタ７ｂｈ、７ｂｍを接続し、これら双方向性サイリスタ７ｂｈ、７ｂｍをスイッチング部７ａとしている。
【００３２】
上記構成による作用は以下の通りである。
【００３３】
入力設定部２の設定レベルが最大入力より小さい場合には、中入力タップ１ａｍ、１ｂｍの選択信号がタップ判定部５から出力されるので、タップ切換部１０では中入力タップ１ａｍへの給電を行う双方向性サイリスタ１０ａｍ１及びリレー１０ａｍ２が導通し、ファンモータ制御部３では、入力設定部２の信号が最大入力より小さい設定であるので双方向性サイリスタ７ｂｍを選択すると同時に、双方向性サイリスタ７ｂｍは入力設定部２で設定した値に見合う入力でスイッチング動作を行いファンモータ１は位相制御される。
【００３４】
入力設定部２の設定レベルが最大入力の場合には、入力設定部２からの信号はタップ設定部４の設定値以上となるので、タップ判定部５からは高入力タップ１ａｈを選択する信号が出力される。するとタップ切換部１０では高入力タップ１ａｈへの給電を行う双方向性サイリスタ１０ａｈ１及びリレー１０ａｈ２が導通する。同時に入力設定部２の最大入力設定の信号はファンモータ制御部３にも出力されるので、ファンモータ制御部３は双方向性サイリスタ７ｂｈを全導通状態となるようにする。したがって、高入力タップ１ａｈ、１ｂｈが電源に接続され、ファンモータ１が最大入力状態となる。
【００３５】
なお、本実施例では最大入力の場合にはファンモータ制御部３は双方向性サイリスタ７ｂｈを全導通状態としたが、高調波電流が他の機器に悪影響を及ぼさない範囲であれば、その範囲内で双方向性サイリスタ７ｂｈによる位相制御を行うようにしてもよい。
【００３６】
（実施例３）
以下、本発明の第３の実施例を図４を用いて説明する。
【００３７】
図４において、９はタップ判定部５及び入力検知部３の出力によりファンモータ１のタップを選択すると同時にファンモータ１への位相制御を行うタップ切換部であり、界磁コイル１ａ及び１ｂの双方で同一の動作を行う。このタップ切換部９は複数の双方向性サイリスタ９ａｈ１、９ｂｈ１、９ａｍ１及び９ｂｍ１から構成されている。
【００３８】
上記構成による作用は以下の通りである。
【００３９】
入力設定部２の設定レベルが最大入力より小さい場合には、中入力タップ１ａｍ、１ｂｍを選択する信号がタップ判定部５から出力されるので、タップ切換部９では中入力タップ１ａｍ、１ｂｍへの給電を行う双方向性サイリスタ９ａｍ１、９ｂｍ１が選択される。また同時に、ファンモータ制御部３には入力設定部２の信号が出力されるので、ファンモータ制御部３はその設定に応じた位相制御を行うようにタップ切換部９に出力し、双方向性サイリスタ９ａｍ１、９ｂｍ２は入力設定部２の設定値に見合う入力でファンモータ１の位相制御を行う。
【００４０】
入力設定部２の設定レベルが最大入力の場合には、入力設定部２からの信号がタップ設定部４の設定値以上となるので、タップ判定部５からは高入力タップ１ａｈ、１ｂｈを選択する信号が出力される。するとタップ切換部９では高入力タップ１ａｈ、１ｂｈへの給電を行う双方向性サイリスタ９ａｈ１、９ｂｈ１が選択される。また同時に、ファンモータ制御部３には入力設定部２の信号が出力されるので、ファンモータ制御部３はその設定に応じた位相制御を行うようにタップ切換部９に出力し、双方向性サイリスタ９ａｈ１、９ｂｈ１を全導通状態とする。
【００４１】
つまり、タップ切換部９により入力タップの選択とファンモータ１の位相制御の両方を行うことにより、位相制御用のスイッチング部とタップ切換部とを兼用することができる。
【００４２】
なお、本実施例では最大入力の場合にはファンモータ制御部３はスイッチング部７を全導通状態としたが、高調波電流型の機器に悪影響を及ぼさない範囲であれば、その範囲内で双方向性サイリスタ９ａｈ１、９ｂｈ１による位相制御を行うようにしてもよい。
【００４３】
（実施例４）
以下、本発明の第４の実施例を図５を用いて説明する。
【００４４】
なお上記実施例と同一部分については、同一符号を付しここでは説明は省略する。
【００４５】
図５において、１４はファンモータ１のタップ切換えレベルを設定するタップ設定部であり、本実施例では最大入力に相当する値と、停止入力に相当する値を予め設定している。１５は入力設定部２及びタップ設定部１４の出力によりファンモータ１の選択する入力タップの判定を行うタップ判定部であり、本実施例では入力設定部２からの信号がタップ設定部１４での最大入力相当値以上であれば高入力タップ１ａｈ、１ｂｈを選択し、最大入力相当値よりも小さく停止入力相当値よりも大きければ、中入力タップ１ａｍ、１ｂｍを選択し、停止入力相当値以下であればいずれの入力タップも選択しないように判定を行う。
【００４６】
上記構成による作用は以下の通りである。
【００４７】
入力設定部２の設定レベルが最大入力の場合には、入力設定部２からの信号はタップ設定部１４の最大入力相当値以上となるので、タップ判定部１５からは高入力タップ１ａｈ、１ｂｈを選択する信号が出力される。すると、タップ切換部６では高入力タップ１ａｈ、１ｂｈへの給電を行う双方向性サイリスタ６ａｈ１、６ｂｈ１及びリレー６ａｈ２、６ｂｈ２が導通することになる。この入力設定部２の信号はファンモータ制御部３にも出力されているので、スイッチング部７は全導通状態となり、ファンモータ１は最大入力になる。
【００４８】
次に、入力設定部２の設定レベルが最大入力より小さい（停止入力でない）場合には、入力設定部２からの信号はタップ設定部１４の最大入力相当値と停止入力相当値との間になるのでタップ判定部１５からは中入力タップ１ａｍ、１ｂｍを選択する信号が出力される。この入力設定部２の信号はファンモータ制御部３にも出力されるので、スイッチング部７は設定値に見合う入力でファンモータ１を位相制御する。
【００４９】
入力設定部２の設定レベルが停止入力の場合には、入力設定部２からの信号はタップ設定部１４の停止入力相当値以下となるので、タップ判定部１５からは高入力タップ１ａｈ、１ｂｈ、中入力タップ１ａｍ、１ｂｍのいずれも選択されず、選択信号が出力されることはない。したがってファンモータ１が動作することはない。この状態では、スイッチング部である双方向性サイリスタに並列接続する抵抗とコンデンサから構成されるスナバ回路７ｂへの経路が遮断されるので、停止時の電流を少しでも低減することができる。
【００５０】
ところで、入力タップの切換えを極めて瞬時に行うと、界磁コイル１ａ、１ｂに逆起電力が発生することはよく知られている。この逆起電力により高入力タップ１ａｈ、１ｂｈを選択した時に流れる電流の数倍もの電流が流れる。すると、異常高温状態となるため、界磁コイル１ａ、１ｂのコイル層間絶縁破壊が発生したり、整流子とブラシ間で異常スパークが発生し、ファンモータ１の寿命を著しく縮めてしまうことになる。
【００５１】
（実施例５）
以下、本発明の第５の実施例を図６を用いて説明する。
【００５２】
なお上記実施例と同一部分については、同一符号を付しここでは説明は省略する。
【００５３】
図６において、タップ判定部２５はファンモータ１の入力タップを切換える必要があるという判定を行った場合に入力タップ切換え信号を出力する。３０はその入力タップ切換え信号を受けて予め設定した所定時間だけ動作するタイマー部であり、本実施例では３０ミリ秒に設定してある。３１は電源電圧の０Ｖを検知するＺＶＰ検知部、３２は前記タイマー部３０から信号が出力されている場合にはタップ切換部６にその動作を停止させる信号を出力し続け、前記ＺＶＰ検知部３１の信号を入力し、タイマー部３０の出力終了後の次の０Ｖに同期してタップ制御部に駆動信号を出力するタップ選択禁止部である。
【００５４】
上記構成による作用は以下の通りである。
【００５５】
入力設定部２の設定レベルが最大入力よりも小さい場合には、タップ判定部２５からは中入力タップ１ａｍ、１ｂｍを選択する信号が出力され、タップ切換部６、ファンモータ制御部３は実施例１と同様な動作を行い、入力設定部２の設定値に見合う入力でファンモータ１は位相制御が行われる。
【００５６】
ここで入力設定部２の設定レベルが最大入力に設定されると、タップ判定部２５からは高入力タップ１ａｈ、１ｂｈを選択する信号と入力タップ切換え信号が出力される。この入力タップ切換え信号により、タイマー部３０は動作を開始し所定時間（３０ミリ秒）後に動作を停止する。タップ切換部６には高入力タップ１ａｈ、１ｂｈへの給電を行う信号が前記タップ判定部２５から出力されているが、同時にタップ選択禁止部３２からも停止信号が出力されるため、いずれの入力タップも選択されていない。そして、前記タイマー部３０がその動作を終了してから次の０Ｖに同期して初めてタップ選択禁止部３２からの停止信号が解除され、タップ切換部６は入力タップの切換え動作を行う。
【００５７】
ところで、入力タップの切換えを極めて瞬時に行うと、界磁コイル１ａ、１ｂに逆起電力が発生することはよく知られている。この逆起電力により高入力タップ１ａｈ、１ｂｈを選択した時に流れる電流の数倍もの電流が流れる。すると、異常高温状態となるため、界磁コイル１ａ、１ｂのコイル層間絶縁破壊が発生したり、整流子とブラシ間で異常スパークが発生し、ファンモータ１の寿命を著しく縮めてしまうことになる。
【００５８】
しかし上記構成とすることで、タイマー部３０の所定時間（３０ミリ秒）の間はいずれの入力タップも選択されないので、入力タップ同時短絡が発生することはないし、入力タップ切換えもＡＣ０Ｖに同期して行われるため、突入電流を抑制することができる。
【００５９】
なお本実施例ではタイマー部３０の設定時間を３０ミリ秒としたが、これは使用するファンモータ１の高入力タップと中入力タップとの巻線比率に依存するものであり、要はタップ同時短絡が発生しない程度の時間であればよい。
【００６０】
（実施例６）
以下、本発明の第６の実施例を図７を用いて説明する。
【００６１】
なお上記実施例と同一部分については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００６２】
図７において、３５及び３６はいずれも高入力タップと中入力タップの間、すなわち１ａｈ〜１ａｍ及び１ｂｈ〜１ｂｍの界磁コイル１ａ、１ｂに流れる電流を検知する電流検知部、３７はその最大電流値を設定する最大電流設定部、３８は前記電流検知部３５及び３６と最大電流設定部３７の出力を入力し、最大電流値以上の電流が流れた場合にはタップ切換部６に動作停止信号を出力する異常信号発生部である。
【００６３】
上記構成による作用は以下の通りである。
【００６４】
通常はタップ切換部６は高入力タップまたは中入力タップのいずれか一方を選択しているので、電流検知部３６及び３７に流れる電流はスイッチング部７に流れる電流と同じである。
【００６５】
しかし、部品故障などの原因で高入力タップ１ａｈ、１ｂｈと中入力タップ１ａｍ、１ｂｍの間が短絡されると、界磁コイル１ａ、１ｂには異常な高電流が流れ電流検知部３６及び／または３７での検知電流は最大電流設定部３７での設定値よりも大きくなり、異常信号発生部３８はタップ切換部６に停止信号を出力し、ファンモータ１は停止するので異常電流も流れなくなる。
【００６６】
（実施例７）
以下、本発明の第７の実施例を図８を用いて説明する。なお上記実施例と同一部分については、同一符号を付しここでは、その説明を省略する。
【００６７】
図８において、４０はファンモータ１により吸引される塵埃量を検知する塵埃量検知部で、入力設定部４２に入力されている。入力設定部４２では前記塵埃量検知部４０の出力に応じてファンモータ１の入力を設定するが、塵埃量の上限検知の場合でも界磁コイルの中入力タップ選択時の最高入力にとどまるように設定している。
【００６８】
上記構成による作用は以下の通りである。
【００６９】
塵埃量を検知する場合において、入力設定部４２はタップ判定部５が中入力タップ１ａｍ、１ｂｍを選択する信号を出力している。そして、塵埃量検知部４０で塵埃を検知しなければ入力設定部４２は最低入力に相当する設定入力をファンモータ制御部３に出力し、ファンモータ制御部３はファンモータ１を最低入力で制御する。
【００７０】
塵埃を検知した場合には、タップ判定部５からは中入力タップ１ａｍ、１ｂｍを選択する信号が出力され続けられるので、タップ切換部６の動作は変わらない。しかし、入力設定部４２はファンモータ制御部３には塵埃量に応じた設定入力を出力するので、ファンモータ１の入力は中入力タップ１ａｍ、１ｂｍの最高入力の範囲内で上昇する。
【００７１】
つまり、塵埃量検知時には入力タップの切換えは発生しないので、入力タップの切換え時に発生する突入電流を抑制するために実施例５に示すような遅延動作が不要となる。つまり、塵埃量を検知してファンモータ１を制御する場合には入力タップ切換えを行わないので、タイマー部の設定時間に制約されての設計が不要となり設計時間の短縮が図れると同時に、ファンモータ１の入力タップ切換えにともなう入力音の極端な変化がないので使用者に違和感を感じさせることがない。
【００７２】
（実施例８）
以下、本発明の第８の実施例を図９を用いて説明する。
【００７３】
なお上記実施例と同一部分については、同一符号を付しここでは説明は省略する。
【００７４】
上記実施例では、ファンモータ１は全て両界磁タイプのものであるが、本実施例では、図９に示すようにファンモータ１の界磁コイルを片界磁構成（１ａのみ）としたものであり、タップ切換部６や電流検知部３５、３６が半分の素子数で構成可能なためコストを半減できる。
【００７５】
以上のように本発明の各実施例によれば、入力設定部２の配置には何等制約がなくなり、本体に入力設定を有する従来タイプの床移動型掃除機はもちろん、ホースの手元部に操作部を設けた床移動型掃除機、アップライト型掃除機やハンディ型掃除機など他の形態の掃除機にも用いることができる。
【００７６】
また、ファンモータ制御部３にマイクロコンピュータを用いれば入力設定部２にタクトスイッチを用いることも容易になり、入力設定部２は使用部品も配置とも制約条件を完全になくすことができる。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、設定入力に応じた入力タップの切換えと位相制御が可能となり、入力設定部の配置や使用部品に関する制約条件をなくし、掃除機本体以外の場所にも自在に取り付けることができる。また、入力タップでの短絡を防止できるので、異常電流が流れることが無くなりモータの寿命を長くすることができる。
【００７８】
また、入力タップの投入はＡＣ０Ｖに同期して行われるため、突入電流を抑制することができ特にタップ切換部やスイッチング部の信頼性を高めることができる。
【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回路ブロック図
【図２】 （ａ）同回路ブロックのスイッチング部に用いる半導体素子の外観図
（ｂ）同半導体素子の回路図
【図３】 本発明の第２の実施例を示す電気掃除機の回路ブロック図
【図４】 本発明の第３の実施例を示す電気掃除機の回路ブロック図
【図５】 本発明の第４実施例を示す電気掃除機の回路ブロック図
【図６】 本発明の第５の実施例を示す電気掃除機の回路ブロック図
【図７】 本発明の第６の実施例を示す電気掃除機の回路ブロック図
【図８】 本発明の第７の実施例を示す電気掃除機の回路ブロック図
【図９】 本発明の第８の実施例を示す電気掃除機の回路ブロック図
【図１０】 （ａ）従来の例を示す電気掃除機の回路ブロック図（最大入力より小さい入力に設定）
（ｂ）同電気掃除機の回路ブロック図（最大入力設定時）
【図１１】 同電気掃除機の外観斜視図
【符号の説明】
１ ファンモータ
１ａｈ、１ｂｈ 高入力タップ
１ａｍ、１ｂｍ 中入力タップ
２ 入力設定部
３ ファンモータ制御部
４ タップ設定部
５ タップ判定部
６ タップ切換部
７ スイッチング部
８ 初期タップ設定部
Claims (2)
- 複数の入力タップを設けたファンモータと、前記ファンモータの入力を設定する入力設定部と、この入力設定部で設定したファンモータの入力に応じてファンモータの位相制御を行うファンモータ制御部と、前記入力設定部で設定したファンモータの入力に応じて前記ファンモータの入力タップを選択するタップ判定部と、このタップ判定部により前記ファンモータの入力タップを切り換えるタップ切換部と、前記タップ判定部からのタップ切換え信号を受け、所定時間動作するタイマー部と、前記タイマー部から信号が出力されている場合にはタップ切換部の動作を停止させるタップ選択禁止部とを備えた電気掃除機。
- タップ選択禁止部は電源電圧の０Ｖを検知するＺＶＰ検知部の信号を入力し、タイマー部の出力終了後の次の０Ｖに同期してタップ切換部に駆動信号を出力する請求項１記載の電気掃除機。
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