JPH06101957B2

JPH06101957B2 - 電動送風機の入力制御回路

Info

Publication number: JPH06101957B2
Application number: JP62170557A
Authority: JP
Inventors: 友和吉岡
Original assignee: 東京電気株式会社
Priority date: 1987-07-08
Filing date: 1987-07-08
Publication date: 1994-12-12
Anticipated expiration: 2009-12-12
Also published as: JPS6416294A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明はたとえば電気掃除機本体に内蔵された吸塵用電
動送風機の回転をこの掃除機本体に接続したホースの手
許制御操作部で切換え操作できるようにした電動送風機
の入力制御回路に関する。

（従来の技術）従来の電動送風機の入力制御回路について第４図を参照
して説明する。

商用交流電源11には、抵抗およびコンデンサからなるス
ナバ回路12を有するトライアック14、および電動送風機
15が商用交流電源11に対して直列に接続され、前記電動
送風機15は雑音防止用コンデンサ16を有している。

前記商用交流電源11には電源トランス20の一次巻線が接
続され、この電源トランス20の二次巻線にはダイオード
ブリッジ21が接続され、このダイオードブリッジ21の出
力側には抵抗22および、ツェナダイオード23からなる定
電圧回路が接続されている。このツェナダイオード23と
並列に直列に接続された抵抗24および抵抗25が接続さ
れ、この抵抗24と抵抗25の接続点にはプログラマブル・
ユニジャンクション・トランジスタ（PUT）26のゲート
が接続され、このPUT26のカソードはパルストランス27
の一次巻線の一端に接続されている。前記PUT26のアノ
ードとパルストランス27の一次巻線の他端の間には充電
用のコンデンサ28が接続されている。また、パルストラ
ンス27の二次巻線には抵抗およびダイオードからなる安
定化回路29が接続され、トライアック14のゲートに接続
されている。

そして前記抵抗22と抵抗24の接続点に抵抗31、前記PUT2
6のアノードに抵抗32が接続され、この抵抗31および抵
抗32は、それぞれホース手許の操作回路33に接続されて
いる。

この操作回路33は、前記抵抗31に抵抗パターン35および
抵抗36を介して導電パターン37が接続され、抵抗32に共
通導電パターン38が接続されて形成されている。そし
て、抵抗パターン35と共通導電パターン38との間には第
１の摺動子39、導電パターン37と共通導電パターン38と
の間には第２の摺動子40がそれぞれ摺動可能に電気的に
接続されている。また、第１の摺動子39と第２の摺動子
40は連動している。

そして、これら抵抗パターンは35、導電パターン37およ
び共通導電パターン38は第５図に示すようになってい
る。すなわち、抵抗パターン35の両端部の表面および導
電パターン37、共通導電パターン38の表面には低抵抗物
質の銀等が被膜され、さらにこの銀等の低抵抗被膜の上
にマイグレーション等による電蝕防止、硫化防止用の炭
素化合物が被膜されている。

前記抵抗パターン35の抵抗値は第７図の実線Ａに示すよ
うな値を示し、抵抗36と合成することにより実線Ｂに示
す合成抵抗値となる。

そうして、抵抗パターン35を電動送風機15の入力に対応
する合成抵抗値にする。これにより、電動送風機15の出
力が低下、または、増加する。すなわち、抵抗パターン
35の抵抗値を変化させることにより電動送風機15の入力
する電力を制御するものである。

また、トライアック等の制御素子を交流電源のゼロクロ
スで点弧するものとしてたとえば特開昭59−157722号公
報に記載の構成が知られている。これは、トライアック
のゲートに三脚変圧器を用いた位相制御回路を接続し、
この三脚変圧器の僅かの進み位相を利用してゼロクロス
点弧させる構成である。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記特開昭59−157722号公報記載の回路
に、第５図に示す従来の操作回路のパターンを用いる
と、第８図に示すように、従来のように許容電流の15
〔mA〕以下の低い電流値（実線Ａ）であれば特に問題は
生じないが三脚変圧器を用いると電流値が高くなり（破
線Ｂ）、20〔mA〕を超える高電流域では摺動子とのスパ
ークが起こり易く炭素化合物の被膜に孔があく等して抵
抗面、摺動子に異常を及ぼし使用できなくなる。

また、銀の被膜に炭素化合物の被膜を設けないと銀が硫
化し、特に低電流域では硫化被膜がはがれず電流が流れ
にくくなるという問題を有している。

本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、比較的大き
な電流にも用いることができ、かつ、安価の操作回路を
備えた電動送風機の入力制御回路を提供することを目的
とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明の電動送風機の入力制御回路は交流電源に対し直
列に接続された電動送風機およびこの電動送風機を制御
する双方向性制御素子と、三脚鉄心の一の外側脚に捲回
された１次巻線が前記交流電源の両端に接続され、他の
外側脚に捲回された３次巻線の一端が逆並列に接続され
たダイオードを介して前記双方向性制御素子のゲートに
接続されるとともに他端が前記双方向性制御素子の一端
に接続され、中央脚に捲回された２次巻線が整流回路に
接続された三脚変圧器と、前記整流回路の直流出力端に
直列に接続されたコンデンサおよび前記電動送風機の出
力を可変する操作回路と、前記コンデンサおよび前記操
作回路の接続点にエミッタが接続され前記整流回路の直
流出力端の一端にベースが接続され２つの抵抗を介して
直流出力端の他端にコレクタが接続されたPNP型トラン
ジスタと、前記整流回路の直流出力端の一端にコレクタ
が接続され他端にエミッタが接続され前記２つの抵抗の
接続点にベースが接続されたNPN型トランジスタとを備
え、前記操作回路は抵抗パターンおよび共通導電パター
ンからなる可変抵抗器を有し、抵抗パターンの抵抗値増
加方向の端末表面および共通導電パターンの表面に低抵
抗物質の低抵抗被膜を形成し、この低抵抗被膜に低抵抗
の炭素化合物の被膜部を形成するとともに抵抗パターン
の抵抗値減少方向の端末表面に被膜されない非被膜部を
形成するものである。

（作用）本発明は三脚変圧器の進相出力により双方向性制御素子
をトリガし、ゼロ位相点弧を可能とする。また、抵抗パ
ターンの抵抗値増加方向の端末表面には低抵抗被膜の上
の炭素化合物の被膜で低抵抗物質の硫化等を防止し、抵
抗値減少方向の端末には炭素化合物で低抵抗被膜の被膜
上を被膜しない非被膜部を設け、耐電流値を上昇させる
とともに低抵抗物質が硫化した場合は大電流で硫化等の
膜を破壊するものである。

（実施例）以下、本発明の電動送風機の入力制御回路を第１図を参
照して説明する。

51は商用交流電源で、この商用交流電源51には、直列に
接続された抵抗52とコンデンサ53とからなるスナバ回路
54を有する双方向性制御素子としてのトライアック55
と、電動送風機56とが直列に接続されている。また、電
動送風機56と商用交流電源51との間にはコンデンサ57,5
8,59が４接続された雑音防止回路60が設けられている。

61は中央脚にギャップを有する磁束漏洩型の三脚変圧器
で、この三脚変圧器61の一の外側脚には１次巻線62が、
中央脚には２次巻線63が、他の外側脚には３次巻線64が
それぞれ捲回されている。１次巻線62は商用交流電源51
の両端に接続され、３次巻線64の一端は商用交流電源51
の一端に３次巻線64の他端を逆並列に接続されたダイオ
ード65,66,67,68を介してトライアック55のゲートに接
続されている。

このトライアック55のゲートと商用交流電源51の間には
コンデンサ69が接続され、商用交流電源51の両端には平
滑用のコンデンサ70が接続されている。

また、前記三脚変圧器61の２次巻線63はダイオード71,7
2,73,74からなる全波整流する整流回路としてのダイオ
ードブリッジ75の交流入力端に接続され、ダイオードブ
リッジ75の直流出力端には直列に接続された抵抗77、た
とえばホース等の手許操作部に設けられた操作回路78お
よびコンデンサ79が接続され、これら抵抗77、操作回路
78およびコンデンサ79でRC時定数が定まる。操作回路78
とコンデンサ79との接続点に第１のトランジスタとして
のPNP型トランジスタ80のエミッタが接続され、このPNP
型トランジスタ80のコレクタは分圧用の抵抗81および抵
抗82を介してダイオードブリッジ75の負極の直流出力端
に接続され、ベースはダイオード83が接続されダイオー
ドブリッジ75の正極の直流出力端および抵抗84を介して
負極の直流出力端に接続されている。

さらに、ダイオードブリッジ75の直流出力端の間には短
絡用のスイッチング素子である第１のトランジスタであ
るPNP型トランジスタ80に対して逆極性である第２のト
ランジスタとしてのNPN型トランジスタ85のコレクタお
よびエミッタが接続され、このNPN型トランジスタ85の
ベースが抵抗81と抵抗82の接続点に接続されている。前
記ダイオードブリッジ75の直流出力端には定電圧用のツ
ェナダイオード86が接続されている。

また、操作回路78は、抵抗77からたとえばホース内の伝
送線を介して抵抗パターン87が接続されるとともに抵抗
88を介して導電パターン89が接続され、コンデンサ79か
ら同様に伝送線を介して共通導電パターン90が接続され
ている。抵抗パターン87および共通導電パターン90の間
には第１の摺動子91、導電パターン89および共通導電パ
ターン90の間には第２の摺動子92が連動し摺動可能にか
つ電気的に接続するように設けられている。

そして、これら抵抗パターン87、導電パターン89および
共通導電パターン90は第２図に示すように抵抗パターン
87の増加方向および減少方向の端末表面、導電パターン
89および共通導電パターン90の表面にたとえば銀からな
る低抵抗物質の低抵抗被膜を設け、この低抵抗被膜上に
さらに硫化防止用の低抵抗のたとえば炭素化合物の被膜
を設け、抵抗パターン87の減少方向の端末表面にはこの
炭素化合物を形成しない非被膜部93が形成されている。

また、抵抗パターン87は抵抗88と第３図の等価回路に示
すように並列に接続され抵抗の誤差を小さくしている。

次に、上記実施例の動作について説明する。

商用交流電源51の電圧が三脚変圧器61の１次巻線62に印
加され、２次巻線63に電圧を誘起する。このとき磁束は
１次巻線62が捲回されている外側脚と２次巻線63が捲回
されているギャップを有する中央脚にほとんど流れるの
で、３次巻線64にはほとんど電圧が誘起されない。

２次巻線63に誘起された電圧はダイオードブリッジ75で
整流され、摺動子91,92を摺動することにより決定され
るRC時定数に従ってコンデンサ79の充電時間が定められ
る。このコンデンサ79が充電されるとことによりPNP型
トランジスタ80がオンし、このPNP型トランジスタ80が
オンすることによりNPN型トランジスタ85をベース電流
を流し、NPN型トランジスタ85をオンして２次巻線63を
短絡させる。これにより、２次巻線63に短絡電流が流
れ、中央脚の磁束が飽和し、ほとんどの磁束が外側脚に
流れ３次巻線64に電圧が誘起される。そうして、この電
圧によりトライアック55を位相制御し、電動送風機56の
入力電力を制御して出力を可変する。

また、操作回路78の抵抗パターン87の抵抗値を最低とす
ると第１の摺動子91は抵抗パターン87の非被膜部93であ
る銀の被膜部と接触すると低抵抗値となりコンデンサ79
の充電時間が短くなりトライアック55のゲートに印加さ
れる電圧が、商用交流電源51により印加されるトライア
ック55のアノード・カソード間の電圧より位相が若干進
みゼロクロス近傍のフル点弧を行なうことができ、ほぼ
商用交流電源51の電力を電動送風機56に入力することが
できる。

上記実施例によれば、抵抗パターン87の抵抗値減少方向
に炭素化合物の被膜を有さない非被膜部93を設けたこと
により炭素化合物の場合の500〔Ω〕から１〔ＫΩ〕位
の抵抗値を銀の10〔Ω〕以下の抵抗値とすることができ
るので、スパークの発生を少なくすることができるとと
もに、操作回路78の最大入力電力も抑えることができ
る。

また、電流の小さい抵抗パターン87の抵抗増加方向に炭
素化合物の被膜を設けたことにより銀の硫化を防止で
き、電流の大きな抵抗パターンの抵抗減少方向は電流自
体で被膜を破壊することができるので問題はない。

さらに、上記実施例によれば、抵抗減少方向に非被膜部
93を設けたことにより第１の摺動子91のメッキ劣化をス
パーク減少で防げるとともに抵抗パターン87にメタルタ
イプ抵抗体を用いたり抵抗パターン87の基板にセラミッ
クを使用する等して耐電力を大きくする必要がないので
量産用で最も安価な許容電流15〔mA〕、許容電力0.1
〔Ｗ〕程度の抵抗パターン、摺動子およびレバーだけの
カーボンタイプの操作回路78を使用することができる。

したがって、最大入力時に損失の最も少ないゼロクロス
点弧可能な回路には従来使用できなかった一般の安価な
操作回路87を使用でき、最大時の電流の約５から６倍程
度の急上昇にも耐えられるので、安価にかつ効率の良い
制御回路を構成できる。

また、第１図に示す回路の整流区回路75の直流出力の極
性を反対にし、第１のトランジスタ80をNPN型トランジ
スタ、第２のトランジスタ85をPNP型トランジスタと
し、ダイオード83、ツェナダイオード86の極性を反対に
することもできる。すなわちバイアスのかけ方および整
流回路75の出力の向きを変えても同様に動作するのであ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、抵抗パターンの抵抗値減少方向に非被
膜部を形成したことにより、スパークの減少および被膜
部の消滅を防げるので、比較的大きな電流にも用いるこ
とができるとともに安価な操作回路とすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は同上
操作回路を示す説明図、第３図は同上操作回路を示す等
価回路図、第４図は従来の回路図、第５図は従来の操作
回路を示す説明図、第６図は同上操作回路の等価回路
図、第７図は同上抵抗値を表わすグラフ、第８図は同上
電流値を表わすグラフである。 51……交流電源、55……双方向性制御素子としてのトラ
イアック、56……電動送風機、61……三脚変圧器、62…
…１次巻線、63……２次巻線、64……３次巻線、65,66,
67,68……ダイオード、75……整流回路としてのダイオ
ードブリッジ、78……操作回路、79……コンデンサ、80
……第１のトランジスタとしてのPNP型トランジスタ、8
1……抵抗、82……抵抗、85……第２のトランジスタと
してのNPN型トランジスタ、87……抵抗パターン、90…
…共通導電パターン。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源に対し直列に接続された電動送風
機およびこの電動送風機を制御する双方向性制御素子
と、三脚鉄心の一の外側脚に捲回された１次巻線が前記交流
電源の両端に接続され、他の外側脚に捲回された３次巻
線の一端が逆並列に接続されたダイオードを介して前記
双方向性制御素子のゲートに接続されるとともに他端が
前記双方向性制御素子の一端に接続され、中央脚に捲回
された２次巻線が整流回路に接続された三脚変圧器と、前記整流回路の直流出力端に直列に接続されたコンデン
サおよび前記電動送風機の出力を可変する操作回路と、前記コンデンサおよび前記操作回路の接続点にエミッタ
が接続され前記整流回路の直流出力端の一端にベースが
接続され２つの抵抗を介して直流出力端の他端にコレク
タが接続された第１のトランジスタと、前記整流回路の直流出力端の一端にコレクタが接続され
他端にエミッタが接続され前記２つの抵抗の接続点にベ
ースが接続された前記第１のトランジスタと逆極性のト
ランジスタとを備え、前記操作回路は抵抗パターンおよび共通導電パターンか
らなる可変抵抗器を有し、抵抗パターンの抵抗値増加方
向の端末表面および共通導電パターンの表面に低抵抗物
質の低抵抗被膜を形成し、この低抵抗被膜に低抵抗の炭
素化合物の被膜部を形成するとともに抵抗パターンの抵
抗値減少方向の端末表面に被膜されない非被膜部を形成
することを特徴とする電動送風機の入力制御回路。