JPH01308519A - 電気掃除機の吸込具の制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は回転ブラシまたは回転ゴムリップなどのアジテ
ータ−を回転させる電気掃除機の吸込具の制御°回路に
関するものである。

従来の技術 一般に従来の電気掃除機′の吸込具の制御回路は、第１
０図に示すようなものであった。第１０図において、】
は商用Ｗ源、２はスイッチで、直流モータ８のオンオフ
を行っている。４は電流制限用抵抗、５は正特性サーミ
スタ、６はダイオードブリッジで、交流を全波整流して
電解コンデンサ７で平滑し、直流モータ８に電圧を供給
している。このダイオードブリッジ６と電解コンデンサ
７と直流モータ３とがモータユニット８として、一つの
外殻Ｉζ収納されている。−上記回路で、スイッチ２の
オンオフで直流モータ８を回転・停止させるが、たとえ
ば、床ノズルのアジテータ−内に異物などがかみ込み直
流モータ８がロックすると回路に電流が多く流れ、正特
性サーミスタ５が自己発熱し、これにより、正特性サー
ミスタ５の抵抗値が増大して回路電流を制限し、直流モ
ータ８の過電流によるレアショートを防止していた。

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、被掃除面に対する
直流モータ８の負荷が重いときには、直流モータ８への
電流が増加し、これにより正特性サーミスタ５の抵抗値
が増大して回路電流を減らすようにはたらくので、直流
モータ８に供給される電力が低下して掃除者が・より直
流モータ８のトルクを必要としているにもかかわらず、
逆に、トルクが減少してい（という問題を有する。また
、正特性サーミスタ５の動作特性から長時間重い負荷を
かけ続けていると、直流モータ８がロックしていないに
もかかわらず、正特性サーミスタ５の抵抗値が増加し、
直流モータ８が停止してしまうという問題を有していた
。

本発明は上記従来の問題を解決するもので、被掃除面の
負荷が重いときなどのように直流モータに強いトルクが
必要なときに、トルク減少が起こらず、しかも、直流モ
ータのロック時などのように直流モータに過電流を流す
のを防止することができる電気掃除機の吸込具の制御回
路を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の電気掃除機の吸込具
の制御回路は、アジテーター駆動用のモータに加わる負
荷の変動を電圧に変換する電流センサと、電源局波数に
同期した三角波を発生させる三角波発生回路と、前記電
流センサの出力と前記三角波とを比較して双方向性サイ
リスタのゲートにゲートパルスを出力する第１の比較器
とを備え、前記比較器の出力により前記双方向性サイリ
スタを介して前記モータに流れる電流を制御し、負荷が
軽いときには前記モータに印加される電圧を少なく、負
荷が重いときには前記モータに印加される電圧を大きく
するように構成したものである。

さらに、本発明のｆｇＫｎ除機の吸込具の制御回路は、
アジテータ−駆動用のモータに加わる負荷の変動を電圧
に変換する電流センサと、電源局波数に同期した三角波
を発生させる三角波発生回路と、前記電流センサの出力
と前記三角波とを比較して双方向性サイリスタのゲート
にゲートパルスを出力する第１の比較器と、前記電流セ
ンサの出力と基準値とを比較する第２の比較器とを備え
、前記第１の比較器の出力により前記双方向性サイリス
タを介して前記モータに流れる電流を制御し、負荷が軽
いときには前記モータに印加される電圧を少なく、負荷
が重いときには前記モータに゛印加される電圧を大きく
するように構成するとともに前記電流センサの出力が前
記基準値を下まわったときに、前記第２の比較器の出力
により前記双方向性サイリスタを非導通とするように構
成したものである。

さらに、本発明の電気掃除機の吸込具の制御回路は、ア
ジテータ−駆動用のモータに加わる負荷の変動を電圧に
変換する第１および第２の電流センサと、電源局波数に
同期した三角波を発生させる三角波発生回路と、前記第
１の電流センサの出力と前記三角波とを比較して双方向
性サイリスタのゲートにゲートパルスを出力する第１の
比較器と、前記第２の電流センサの出力を基準値と比較
する第３の比較器とを備え、前記第１の比較器の出力に
より前記双方向性サイリスタを介して前記モータに流れ
る電流を制御し、負荷が軽いときには前記モータに印加
される電圧を少なく、負荷が重いときには前記モータに
印加される電圧を太きくするように構成するとともに、
前記第１の比較器ノ出力）ζよる前記双方向性サイリス
タのフル点弧後で、前記第２の電流センサの出力が前記
基準値を上まわったときに前記双方向性サイリスタを非
導通にするよう構成したものである。

さらに、本発明の電気掃除機の吸込具の制御回路は、ア
ジテータ−駆動用のモータに加わる負荷の変動を電圧に
変換する電流センサと、電源局波数に同期した三角波を
発生させる三角波発生回路と、前記電流センサの出力を
前記三角波と比較して双方向性サイリスタのゲートにゲ
ートパルスを出力する第１の比較器と、前記電流センサ
の出力を基準値と比較する第４の比較器とを備え、前記
第１の比較器の出力により前記双方向性サイリスタを介
して前記モータに流れる電流を制御し、負荷が軽いとき
には前記モータに印加される電圧を少なく、負荷が重い
ときには前記モータに印加される電圧を大きくするよう
に構成するとともに、前記第１の比較器の出力による前
記双方向性サイリスタのフル点弧後で、前記電流センサ
の出力が前記基準値を上まわったときに前記双方向性サ
イリスタを非導通にするように構成したものである。

作用 上記構成により、掃除面の負荷が軽いときには、直流モ
ータに流れる電流は小さいので、電流センサを介して第
１の比較器に印加される電圧は高くなり、その電圧と三
角波発生回路の出力とを比較して、直流モータに印加さ
れる電圧を低くするように位相カットを多く、双方向性
サイリスタのゲートにゲートパルスを出力する。また、
掃除面の負荷が重いときには、直流モータに流れる電流
は大きいので、電流センサを介して第１の比較器に印加
される電圧は低くなり、その電圧と三角波発生回路の出
力とを比較して、直流モータに印加される電圧を高くす
るように位相カットを少なく、双方向性サイリスタのゲ
ートにゲートパルスを出力する。したがって掃除面の負
荷に応じて直流モータに印加される電圧を自動的に可変
することができる。

さらに、掃除面の負荷が重すぎると、直流モー夕に流れ
る電流は過電流となり、電流センサを介して第２の比較
器に印加される電圧は低くなり、そ訊電圧と基準値とを
比較し、その電圧力５基準値を下まわったときに第２の
比較器の出力が変化し、双方向性サイリスタを非導通と
する。したカニつで、直流モータロック時の過電流を電
流センサを介して第２の比較器で正確に判別して直流モ
ータを停止させるので、従来の正特サーミスタ使用時の
ように、直流モータがロックしていないにも拘わらず、
抵抗値が増加して直流モータが停止してしまうなどの誤
動作はない。

さらに、直流モータの位相制御とは別に、第２の電流セ
ンサを設けて、この第２の電流センサを介して第３の比
較器に、直流モータへの電流が小さいときには低い、ま
た、大きいときには高い電圧となるように電圧を印加し
、直流モータの通常動作領域より上側に第３の比較器の
基準値を設けて、第２の電流センサの出力と基準値とを
比較するので、直流モータの通常動作領域では第１の比
較器により制御され、掃除面の負荷が重いとき、直流モ
ータは電圧位相カットがなくなるまで動作し、双方向性
サイリスタのフル点弧により無駄な電力消費を無くする
ことができるとともに、モータロック時には、第３の比
較器の動作により過電流の防止を行うことができる。

さらに、上記のようなフル点弧による無駄な電′力消費
を無くする効果を、第１の電流センサを介して第４の比
較器に入力することにより、単一の電流センサにより実
現できるとともに部品点数削減や回路の小型軽量化を図
ることができるものである。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は第１の実施例を示す電気掃除機の吸込具の制御
回路の回路図である。第１図において、１１は商用電源
で、これの両端に、スイッチ１２と、直流モータ１ｇ、
電解コンデンサ１４および第１のダイオードブリッジ１
５からなる直流モータ部６と、双方向性サイリスタ１７
とが直列に接続されている。

１８は電流センサで、電源ライン１９の電流値工を非接
触により検出し、その出力は交流電圧出力となり、電源
ライン１９の電流変化に対応して電流センサ１８の出力
電圧が変化する。すなわち、電源ライン１９を流れる電
流Ｉが大きいと電流センサス８の出力電圧が大きくなり
、逆に、電流Ｉが小さいと電流センサ１８の出力電圧も
小さくなる。電流センサ１８の出力は第２のダイオード
ブリッジ２０に入力されて整流され、その出力は電解コ
ンデンサ２１で平滑され、直流電圧を得ている。この直
流出力を増幅器２２で増幅し、この増幅器２２の出力を
インバータ２８で反転してコンパレータ２４のｅ入力端
子にインプットしている。すなわち、Ａ点の電圧は、電
源ライン１９の電流が大きくなると小さく、逆に、電流
が小さくなると大きくなるようになっている。

２５は三角波発生回路であり、この三角波発生回路２５
の三角波出力は、コンパレータ２４のｅ入力端子に接続
されている。このコンパレータ２４の出力は、双方向サ
イリスタ１７のゲートに接続されている。

２６は直流電源回路で、これにより、制御回路の増幅回
路２２および三角波発生回路２５などに電源電圧を供給
している。

上記構成により以下、その動作を説明する。まず、スイ
ッチ１２を閉じて電源電圧を回路に供給し、実際の掃除
面上で、掃除面の負荷が軽いときには、第２図（ａ）に
示すように、電源ライン１９の電流が小さいのでＡ点の
電圧ｖＡは高くなり、Ｂ点の三角波の電圧ＶＢとクロス
したポイントからコンパレータ２４の出力電圧ｖｃがハ
イレベルとなら、双方向性サイリスタ１７のゲートをた
たき、双方向性サイリスタ１フを導通させるので、モー
タ部１６に印加される電圧ＶＤは第２図（（＋）に示す
斜線部のように位相カットの大きいものとなり、直流モ
ータ】８の回転数は落ちる。また、掃除面の負荷が重い
ときには、電源ライン１９の電流が大きくなるので、第
３図（ａ）に示すように、Ａ点の電圧Ｖλが低くなり、
Ｂ点の三角波の電圧ＶＢとのクロスポイント電圧も低く
なり、第３図（ｂ）に示すように、コンパレータ２４の
出力電圧ｖ５の立上がり時期が早くなり、モータ部１６
に印加される電圧ｖ６も第３図（（１）に示す斜線部の
ように位相カットの少ないものとなり、直流モータ１８
の回転数は上がる。

次に、第４図に示される第２の実施例では、インバータ
２８の出力を第２のコンパレータ２７のｅ入力端子と接
続し、そのΦλ入力端子は電源回路２６から抵抗２８．
２９で分圧された基準電圧レベルが入力されている。ま
た、第２のコンパレータ２７の出力は、逆流防止用ダイ
オード８０を介して双方向性サイリスタ１７のゲートに
接続されている。

上記構成において、以下、その動作を説明する。

負荷が重くなりすぎ、電源ライン１９の電流値が増大し
て、第５図（ａ）のように、Ａ点の電圧ｖＡが、抵抗２
８．２９で決定される基準電圧レベルｖＥよりも小さく
なると、このとき、第５図（ｂ）に示すように、第２の
コンパレータ２７の出力電圧ｖＦはハイレベルからロー
レベルになり、双方向性サイリスタ１７のゲートとＴＩ
との電位が等しくなるので、双方向性サイリスタ１７は
オフとなり、モータ部１６には電圧が印加されず、直流
モータ１８は停止する。つまり、モーターロック時には
電源ライン１９の電流が極端に増加するので、基準電圧
レベルＶ、を通常動作電圧とモーターロック時の電圧と
の間に設定することにより、モーターロック時には双方
向性サイリスタ１７をオフさせて直流モータ１８には過
電流が流れず、直流モータ１８のレアショート防止をす
ることができるものである。しかしながら、この第２の
実施例によれば、第５図（ａ）に示すようにＡ点の常圧
ｖＡが基準電圧レベルｖＥより小さくなると直流モータ
１８が停止するので、負荷が重いときで、モータ部１６
に印加される電圧は最大でも、第６図（ｂｌに示す斜線
部となり、必然的にΔＴの位相カットは残ってしまう。

第７図に示される第３の実施例では、電源ライン１９の
電流を第２の電流センサ８１により検出し、その出力を
第３のダイオードブリッジ８２と電解コンデンサ８８で
平滑し、それを第２の増幅器８４で増幅して、第３のコ
ンパレータ８５のｅ入力端子に接続している。また、こ
のコンパレータ８５のｅ入力端子は、電源回路２６によ
り抵抗８６．８７で分圧された基準電圧レベルｖＧが入
力されている。コンパレ上記構成において、以下、その
動作を説明する。

第３図（＆）（ｂ）に示したように、Ｈ点の電圧ｖＨは
、電源ライン１９の電流が小さいときぽは低い電圧ＭＨ
Ｉとなり、電流が大きいときは高い常圧ＶＨ２となり、
直流モータ１８がロックして極端に大きな電流が流れた
ときは、最大電圧Ｖｌ（８を示すようにしており。

基準電圧レベルｖＧを第３図（ａｌに示すように、直流
モータ１８の通常動作領域Ｊより上側に設定すると、直
流モータ１８のロック時のみ、コンパレータ３５の出力
がローレベルになり、双方向性サイリスタ１７はオフと
なるが、直流モータ］Ｂの通常動作領域Ｊでは、コンパ
レータ８５は常にハイレベルを出力しており、Ａ点の電
圧は負荷が重いときには、はぼＯｖで直流モータ部１６
の電圧位相カットがな（なり、負荷が軽いときにも、そ
の負荷に応じた直流モータ１８の回転となるようになっ
ている。

第９図に示される第４の実施例は第４のコンパレータ３
８のΦ入力端子に増幅器２２の出力端を接続し、コンパ
レータ３８のｅ入力端子に電源回路２６から抵抗８９．
４０で分圧した基準電圧レベル■Ｇを入力している。ま
た、コンパレータ８８の出力は逆流防止用ダイオード８
０を介して双方向性サイリスタ１７のゲートに接続され
ている。上記構成により、第７図に示された第３の実施
例と同一の効果を、単一の電流センサ１８のみで得るこ
とができる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、以下のような効果を奏す
る。

１、掃除面の負荷に応じて直流モータに印加される電圧
を自動的に可変するので、使用者が掃除中に必要な直流
モータの回転数を自動的に得ることができる。

２　直流モータロック時の過電流を、電流センサを介し
て第２の比較器で判別するので、実使用時と直流モータ
ロック時との′判別が正確に行え、実使用時にモータロ
ックされていないのに、直流モータが停止してしまうな
どの誤動作を無くすることができる。

３．２個の電流センサを設けることにより、モータロッ
クによる過電流防止と実使用時の負荷に応じて電圧自動
可変とを別々に行うことができるとともに、実使用時、
負荷が重いときの直流モータに印加される電圧の位相カ
ットの残りを無くすることにより、直流モータのフル回
転時のフル点弧により、無駄な電力消費を無くすること
ができる。

丸　さらに、単一の電流センサにより、実使用時の負荷
が重いときの直流モータへの印加電圧の位相カットの残
りを無くすることができて無駄な電力消費を無くするこ
とができるだけではなく、部品点数削減と、回路の小型
軽量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す電気掃除機の吸込
具の制御回路の回路図、第２図および第３図は第１図の
各要部の電圧波形を示す動作説明図、第４図は本発明の
第２の実施例を示す電気掃除機の吸込具の制御回路の回
路図、笛５図および第６図は第４図の各要部の電圧波形
を示す動作説明図、第７図は本発明の第３の実施例を示
す電気掃除機の吸込具の制御回路の回路図、第３図は第
７図の各要部の電圧波形を示す動作説明図、第９図は本
発明の第４の実施例を示す電気掃除機の吸込具の制御回
路の回路図、！１０図は従来の電気掃除機の吸込具の制
御回路の回路図である。 １Ｂ・・・直流モータ、１７・・・双方向性サイリスタ
、】８・・・第１の電流センサ、２０．８２・・・ダイ
オードブリッジ、２１．８８・・・コンデンサ、２２．
８４・・・増幅器、２８・・・インバータ、２４・・・
第１のコンパレータ、２５・・・三角波発生回路、２７
・・・第２のコンパレータ、２８．２９゜８６、８７．
８９．４０・・・抵抗、８０・・・逆流防止用ダイオー
ド、８１・・・第２の電流センサ、３５・・・第３のコ
ンパレータ、３８・・・第４のコンパレータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アジテーター駆動用のモータに加わる負荷の変動を
   電圧に変換する電流センサと、電源周波数に同期した三
   角波を発生させる三角波発生回路と、前記電流センサの
   出力と前記三角波とを比較して双方向性サイリスタのゲ
   ートにゲートパルスを出力する第１の比較器とを備え、
   前記比較器の出力により前記双方向性サイリスタを介し
   て前記モータに流れる電流を制御し、負荷が軽いときに
   は前記モータに印加される電圧を少なく、負荷が重いと
   きには前記モータに印加される電圧を大きくするように
   構成した電気掃除機の吸込具の制御回路。 ２、アジテーター駆動用のモータに加わる負荷の変動を
   電圧に変換する電流センサと、電源周波数に同期した三
   角波を発生させる三角波発生回路と、前記電流センサの
   出力と前記三角波とを比較して双方向性サイリスタのゲ
   ートにゲートパルスを出力する第１の比較器と、前記電
   流センサの出力と基準値とを比較する第２の比較器とを
   備え、前記第１の比較器の出力により前記双方向性サイ
   リスタを介して前記モータに流れる電流を制御し、負荷
   が軽いときには前記モータに印加される電圧を少なく、
   負荷が重いときには前記モータに印加される電圧を大き
   くするように構成するとともに前記電流センサの出力が
   前記基準値を下まわつたときに、前記第２の比較器の出
   力により前記双方向性サイリスタを非導通とするように
   構成した電気掃除機の吸込具の制御回路。 ３、アジテーター駆動用のモータに加わる負荷の変動を
   電圧に変換する第１および第２の電流センサと、電源周
   波数に同期した三角波を発生させる三角波発生回路と、
   前記第１の電流センサの出力と前記三角波とを比較して
   双方向性サイリスタのゲートにゲートパルスを出力する
   第１の比較器と、前記第２の電流センサの出力を基準値
   と比較する第３の比較器とを備え、前記第１の比較器の
   出力により前記双方向性サイリスタを介して前記モータ
   に流れる電流を制御し、負荷が軽いときには前記モータ
   に印加される電圧を少なく、負荷が重いときには前記モ
   ータに印加される電圧を大きくするように構成するとと
   もに、前記第１の比較器の出力による前記双方向性サイ
   リスタのフル点弧後で、前記第２の電流センサの出力が
   前記基準値を上まわつたときに前記双方向性サイリスタ
   を非導通にするように構成した電気掃除機の吸込具の制
   御回路。 ４、アジテーター駆動用のモータに加わる負荷の変動を
   電圧に変換する電流センサと、電源局波数に同期した三
   角波を発生させる三角波発生回路と、前記電流センサの
   出力を前記三角波と比較して双方向性サイリスタのゲー
   トにゲートパルスを出力する第１の比較器と、前記電流
   センサの出力を基準値と比較する第４の比較器とを備え
   、前記第１の比較器の出力により前記双方向性サイリス
   タを介して前記モータに流れる電流を制御し、負荷が軽
   いときには前記モータに印加される電圧を少なく、負荷
   が重いときには前記モータに印加される電圧を大きくす
   るように構成するとともに、前記第１の比較器の出力に
   よる前記双方向性サイリスタのフル点弧後で、前記電流
   センサの出力が前記基準値を上まわつたときに前記双方
   向性サイリスタを非導通にするように構成した電気掃除
   機の吸込具の制御回路。