JPH0638913A

JPH0638913A - 電気掃除機

Info

Publication number: JPH0638913A
Application number: JP19691792A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Eda; 浩明詠田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1992-07-23
Filing date: 1992-07-23
Publication date: 1994-02-15

Abstract

(57)【要約】【目的】直流モータの正反動切換手段を有している制
御装置において、切換スイッチの切換時の突入電流を低
減させることを目的とする。【構成】吸込口１に設けられた走行車輪３を、吸込口
１の裏面に設けられた切換スイッチ５の切換によって駆
動モータ２を正反転切換えて、正反転させる制御装置
で、前記駆動モータ２の両極にトランジスタ５５，５８
を逆方向に直列に接続し、該トランジスタ５５，５８と
並列にダイオード５７，５８を接続し、そして前記駆動
モータ５４に対して並列に、ダイオード５９（６６）、
抵抗６０（６７）、コンデンサー６１（６８）、ツエナ
ーダイオード６２（６９）、抵抗６３（７０）からなる
タイマー手段６４（６５）を接続する。【効果】切換スイッチ５３の切換後一定時間トランジ
スタ５５（５６）をオンさせないので突入電流が低減で
き、切換スイッチ５３の接点の短寿命を防止することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気掃除機に係り、特に
走行性を向上する走行車輪を駆動するモータの制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気掃除機は一般に例えば図９〜図１１
のキャニスター型であれば操作力を軽減するため吸込口
１に駆動モータ２で回転駆動される走行車輪３が設けら
れており、使用者がホース手元部４を持って吸込口１を
前後に移動させて掃除すると、吸込口１の裏面に設けら
れた切換スイッチ５の切換によって駆動モータ２が正反
転し、走行車輪３が正反転する。

【０００３】前記キャニスター型の電気掃除機の動作回
路は図１２に示され、交流電源６がダイオードブリッジ
７にて全波整流された直流電圧によって、制御回路８で
駆動モータ２を制御している。

【０００４】切換スイッチ５は走行車輪３の駆動モータ
２の正反転切換信号を得るもので、その信号により制御
回路８がトランジスタ９またはトランジスタ１０のベー
ス電流を流す。トランジスタ９に抵抗１１を介してベー
ス電流が流れた場合は、トランジスタ９のオンによりト
ランジスタ１２のエミック→ベース→抵抗１３を介し
て、トランジスタ１２がオンし、抵抗１４からトランジ
スタ１５のベース電流が流れ、駆動モータ２の左側から
右側に（矢印Ａ）電流が供給される。

【０００５】トランジスタ１０をオンさせた場合、トラ
ンジスタ９をオンさせた時と逆に駆動モータ２の右側か
ら左側（矢印Ｂ）に電流が供給され、駆動モータ２の反
転駆動が行われる。

【０００６】図１３はアップライト型電気掃除機の全体
構成図である。２１は内部に図示しない電動送風機と集
塵室を有する掃除機本体で、該本体２１の前部に吸込口
２２が、後部にハンドルパイプ２３とハンドル２４が設
けられている。

【０００７】ハンドル２４を持って掃除機本体２１と吸
込口２２を前後左右に操作して掃除するとき、ハンドル
２４の操作性を向上させるための走行車輪２５が吸込口
２２の裏面に設けられている。

【０００８】該走行車輪２５は駆動モータ（図示せず）
の制御駆動によって正反転制御される。該正反転制御
は、ハンドルパイプ２３の前後の移動によって行なわれ
るものである。すなわち、前記ハンドルパイプ２３と本
体２１には、切換スイッチ２６が連動されるように取付
けられており、図１４ａのようにハンドル２４を前方に
押すと切換スイッチ２６のレバー２７は前方へ切換り、
またハンドル２４を手前に引くと図１４ｂのように切換
スイッチ２６のレバー２７はハンドル２４側に切換るよ
うに構成されている。

【０００９】なお、ハンドル２４の操作方向によって切
換スイッチ２６が切り換わることによる走行車輪２５の
制御は前述したキャニスター型で説明した図１２の動作
回路と同じであるので詳細な動作説明は省略する。

【００１０】また図１５は従来技術の他の実施例の駆動
モータ３１を切換える制御回路であり、３２は切換スイ
ッチで、ダイオード３３で全波整流された直流電流を駆
動モータ３１に正負反転して印加するものである。

【００１１】図１５の状態すなわち接点Ｃ，Ｃに接続さ
れていたら駆動モータ３１が正転するものとすると、接
点をＤ，Ｄに切換えると駆動モータ３１は反転するもの
である。以上のように従来の電気掃除機の走行車輪の正
反転駆動制御が行なわれていた。

【００１２】なお、切換スイッチの切換後の電圧波形は
図１６ａで示され、図１６ｂは電流波形を示している。
図１６ｂからわかるように切換スイッチの切換時に駆動
モータ３１にＩ₀という過大な突入電流が流れることが
わかる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来の電気掃除機の走
行車輪を駆動制御する回路において、トランジスタを４
箇用いているものは、電子制御回路にて半導体切換スイ
ッチを制御するので、回転方向切換時のモータ突入電流
の制御を容易に実現できるが、制御回路自体のコストが
高くつく問題があった。

【００１４】また、機械式切換スイッチを使用するもの
はコスト的に安価に実現できるが、切換前の回転方向に
慣性回転している状態から逆方向に回転させるため、モ
ータ巻線の逆起電力によるモータブラシの劣化がはげし
く、また切換後の突入電流の増大により切換スイッチの
接点劣化が多く、接点溶着による短寿命となる問題があ
った。

【００１５】また頻繁な回転方向切換でモータ巻線の温
度上昇も大きくなり、冷却のためにモータ自体を大きく
する必要があり結果的にコスト高になる問題があった。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明は、走行車輪を駆動する駆動モータを制御する
制御装置において、前記駆動モータの両極に直列にトラ
ンジスタを逆方向に設けるとともに、該トランジスタ
を、前記切換スイッチの切換後、一定時間オンさせない
タイマー手段を設ける。

【００１７】また、前記制御装置においてのタイマー手
段の代わりにトランジスタに除々に電流を流すスロース
タート手段を設けるとより突入電流を少なくする効果が
ある。

【００１８】さらに、前記制御装置にトランジスタを切
換スイッチの切換後、一定時間オンさせないタイマー手
段と、トランジスタに除々に電流を流すスロースタート
手段とを設けると全く突入電流をなくすることができ
る。

【００１９】

【作用】請求項１のように構成された制御装置を有する
電気掃除機においては突入電流が低減される。

【００２０】請求項２においては、突入電流が大幅に低
減される。

【００２１】請求項３においては全く突入電流は流れな
くなる。

【００２２】

【実施例】以下本発明の電気掃除機を図面に基づいて説
明する。なお、電気掃除機の基本構造は従来技術で説明
したと同じであるので詳細な説明は省略し、ここでは駆
動モータの正反転制御について説明する。

【００２３】図１は本発明の第一実施例の正反転制御の
回路図である。図２ａは電流、電圧波形図で、図２ｂは
駆動モータに印加される突入電流波形図である。

【００２４】交流電源５１がダイオードブリッジ５２に
よって全波整流された直流電源が切換スイッチ５３の切
換えによって駆動モータ５４に正負反転して印加され駆
動モータ５４が正反回転制御される。

【００２５】ただし、駆動モータ５４の両極には、トラ
ンジスタ５５，５６が逆方向に直列に接続され、該トラ
ンジスタ５５と並列にダイオード５７が、トランジスタ
５６と並列にダイオード５８が接続されている。

【００２６】また、駆動モータ５４と、直列に接続され
たダイオード５９、抵抗６０、コンデンサー６１が並列
に接続され、コンデンサー６１のプラス側と前記トラン
ジスタ５５のベース間のツエナダイオード６２と抵抗６
３とが直列に接続されている。

【００２７】なお上記したダイオード５９、抵抗６０、
コンデンサー６１、とツエナダイオード６２、抵抗６３
とからなる回路構成によって後述するタイマー手段６４
が形成されている。

【００２８】他方このタイマー手段６４の反対側にも同
じ目的のためのタイマー手段６５が駆動モータ５４と並
列に設けられ、そのタイマー手段６５はダイオード６
６、抵抗６７、コンデンサー６８、ツエナダイオード６
９、抵抗７０から構成されており、ダイオード６６と抵
抗６７とコンデンサー６８は直列に接続され駆動モータ
５４と並列に接続され、直列に接続されたツエナダイオ
ード６９と抵抗７０は、コンデンサー６８のプラス側と
前記トランジスタ５６のベース間に接続されている。

【００２９】いま、切換スイッチ５３が図１の如くに切
換えられた時点をｔ＝ｔ₁とするとして、以下動作を説
明する。ダイオード５９から抵抗６０を介してコンデン
サー６１に充電される電圧Ｖｃが、ツエナダイオード６
２のツエナ電圧Ｖｚを越えた後（ｔ＝ｔ₂）にダイオー
ド５９→抵抗６０→ツエナダイオード６２→抵抗６３の
経路でトランジスタ５５にベース電流Ｉ_Bが流れ出し、
トランジスタ５５がオンし（ｔ＝ｔ₃）、ダイオード５
７を介して駆動モータ５４に通電され駆動モータ５４が
回転する。

【００３０】以上のように切換スイッチ５３切換後はｔ
₁〜ｔ₃ まで駆動モータ５４への供給電流が遅れるの
で、ｔ₁〜ｔ₃ の時間を前述の切換前の回転方向の慣性
回転停止時間以上になるように抵抗６０、コンデンサー
６１の充電時定数を設定すれば、図２ｂに示すように突
入電流は小さくなる。

【００３１】図２ｂのｔ＝ｔ₃ 時に若干の突入電流はあ
るが、これはモータ停止から回転する時のもので、通常
の値である。

【００３２】なお、切換スイッチ５３の逆方向への切換
時も図１の駆動モータ５４の右側の回路で同様な制御が
おこなわれるので、詳細な説明は省略する。

【００３３】図３は本発明の第二実施例で、第１実施例
と異なるところは、ツエナダイオード６２とツエナダイ
オード６９を短絡しているところである。図３の動作
は、図１と同じであるがただ前記したようにツエナダイ
オード６２，６９が短絡されているので図４ａで示され
るごとくコンデンサー６１（６８）の充電電圧Ｖｃがト
ランジスタ５５（５６）のエミック・ベース電圧（約
０．７Ｖ）を超えた後（ｔ＝ｔ₄）より、ベース電流Ｉ_B
が除々に流れ始める。

【００３４】そこで、抵抗６０（６７）とコンデンサー
６１（６８）による充電時定数を大きく設定すれば、ト
ランジスタ５５（５６）のベース電流Ｉ_B がゆっくり増
加していくので、トランジスタ５５（５６）の電流増幅
率はゆっくり上昇し、駆動モータ５４の供給電流は除々
にしか増加しない。

【００３５】この時の電流波形は図４ｂに示されるよう
に突入電流は駆動モータ５４の逆方向の慣性回転がある
にもかかわらず、大幅に低減する。

【００３６】図５は本発明の第三実施例で、第１実施例
と異なるところは、ツエナダイオード６２と抵抗６３の
間にトランジスタ７１（７４）と抵抗７２（７５）とツ
エナダイオード７３（７６）からなる遅延回路を設けた
ものである。図６は電圧波形図である。

【００３７】ダイオードブリッジ５２で全波整流された
直流電圧がダイオード５９（６６）と抵抗６０（６７）
を介してコンデンサー６１（６８）の充電電圧Ｖｃが
｛ツエナダイオード７３（７６）電圧Ｖｚ＋トランジス
タ７１（７４）のベース・エミッタ電圧（０．７Ｖ）＋
トランジスタ５５のベース・エミッタ電圧（０．７
Ｖ）｝を超えたとき（ｔ＝ｔ₅）、抵抗７２（７５）を
介してトランジスタ７１（７４）がオンし始めるが、ト
ランジスタ７１（７４）のベース電流Ｉ_B が小さいた
め、トランジスタ７１（７４）のコレクタ・エミッタの
オン電圧が大きく、Ｖ_Eが除々にしか大きくならずトラ
ンジスタ５５（５６）もスロースタートとなる。コンデ
ンサー６１（６８）電圧Ｖｃが大きくなると（ｔ＝
ｔ₇）、Ｖ_E は定電圧特性となるのでｔ＝ｔ₆ の手前で
トランジスタ５５（５６）がオンするように定数を設定
すれば、切換スイッチ５３切換からｔ＝ｔ₆ までがオフ
遅延、ｔ₆ から完全オンするまでがスロースタートとな
る。

【００３８】なお、図７のように図１のトランジスタ５
５とトランジスタ５６を電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）７４，７５に置換すると前記したと同じ制御がされ
る。

【００３９】すなわち、一般的にＭＯＳ型ＮチャネルＦ
ＥＴは、ゲート・ソース電圧が数Ｖを超えた状態で除々
にドレイン・ソースＯＮ抵抗が低下する特性をもってい
るため、図８ａのようにｔ＝ｔ₅ でＦＥＴがオンし始め
るように、抵抗６０とコンデンサー６１の充電時定数を
設定すれば、切換スイッチ５３の切換後もｔ₁〜ｔ₅の間
駆動モータ５４への電流供給を遅延でき、かつｔ＝ｔ₅
以降も除々に電流が流れ出すので図８ｂに示すように全
く突入電流が流れない制御となる。

【００４０】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されているか
ら以下に記載されるような効果を奏する。請求項１にお
いては突入電流を通常の値程度に減少することができ
る。

【００４１】請求項２においては、さらに突入電流を大
巾に低減することができるのでスイッチの接点劣化や接
点溶着による短寿命を防止することができる。

【００４２】請求項３にあっては、全く突入電流がな
く、切換スイッチおよび駆動モータを小型にできるとと
もに安価な掃除機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の回路図である。

【図２】同じく第１実施例の波形図で、（ａ）は電圧、
電流波形図で、（ｂ）は突入電流波形図である。

【図３】本発明の第２実施例の回路図である。

【図４】同じく第２実施例の波形図で、（ａ）は電圧波
形図で、（ｂ）は電流波形図である。

【図５】本発明の第３実施例の回路図である。

【図６】同じく第３実施例の電圧波形図である。

【図７】本発明の第３実施例の変形実施例の回路図であ
る。

【図８】同じく図７の波形図で、（ａ）は電圧波形図
で、（ｂ）は電流波形図である。

【図９】キャニスター型電気掃除機の基本外観図であ
る。

【図１０】同じく吸込口の概略内部構造図である。

【図１１】同じく切換スイッチの動作を示すもので、
（ａ）は前進時、（ｂ）は後進時の概略断面図である。

【図１２】同じく駆動モータの制御回路図である。

【図１３】アップライト型電気掃除機の基本外観図であ
る。

【図１４】同じく切換スイッチの動作を示すもので、
（ａ）は前進時、（ｂ）は後進時の概略断面図である。

【図１５】従来の駆動モータの制御回路図である。

【図１６】同じく駆動モータへの印加される電圧、電流
波形図で、（ａ）は電圧波形図であり、（ｂ）は電流波
形図である。

【符号の説明】

５１交流電源５２ダイオードブリッジ５３切換スイッチ５４駆動モータ５５，５６トランジスタ５７，５８，５９，６６ダイオード６０，６３，６７，７０抵抗６１，６８コンデンサー６２，６９ツエナーダイオード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操作性を向上するために設けられた走行
車輪を、駆動モータと該駆動モータへ正負の直流電流を
供給する切換スイッチとで正反転制御する制御装置を有
する電気掃除機において、前記制御装置に前記駆動モー
タの両極に直列にトランジスタを逆方向に設けるととも
に、該トランジスタを、前記切換スイッチの切換後、一
定時間オンさせないタイマー手段を設けたことを特徴と
する電気掃除機。
【請求項２】請求項１記載の電気掃除機において、前
記制御装置に前記駆動モータの両極に直列にトランジス
タを逆方向に設けるとともに、該トランジスタに、前記
切換スイッチの切換後、除々に電流を流すスロースター
ト手段を設けたことを特徴とする電気掃除機。
【請求項３】請求項１記載の電気掃除機において、前
記制御装置に、前記駆動モータの両極に直列にトランジ
スタを逆方向に設けるとともに、該トランジスタを前記
切換スイッチの切換後、一定時間オンさせないタイマー
手段と、トランジスタに除々に電流を流すスロースター
ト手段とを設けたことを特徴とする電気掃除機。