JPH07241265A

JPH07241265A - 電気掃除機

Info

Publication number: JPH07241265A
Application number: JP3335094A
Authority: JP
Inventors: Teruo Okauchi; 照男岡内; Nobuo Imamura; 信夫今村
Original assignee: Yashima Denki Co Ltd
Current assignee: Yashima Denki Co Ltd
Priority date: 1994-03-03
Filing date: 1994-03-03
Publication date: 1995-09-19

Abstract

(57)【要約】【目的】集塵袋の塵満杯を正確に検出し得る電気掃除
機を提供する。【構成】ファンモータ５に流れる電流を電流検出素子
７で検出し、検出される電流が集塵袋が満杯となる程度
に低下した時、報知手段８を動作させて、塵満杯を報知
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電気掃除機、特に集
塵袋の塵満杯を電気信号で出力し得る電気掃除機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電気掃除機の本体は、図１に示
すように本体ケース１内に、吸引ホースからの塵を吸い
込む吸気口２と、この吸気口２よりの塵を収納する集塵
袋３と、塵吸引力を発生するためのファン４と、このフ
ァン４を回転させるファンモータ５と、排気口６を備え
ている。この種の電気掃除機において、集塵袋３に徐々
に塵３ａが捕捉集積されると、集塵袋の目詰まりが発生
し、集塵袋３後部のファンモータとの隔壁３ｂより後の
本体ケース内部空間は真空度がアップするが、集塵袋を
通過して吸気させる空気流量は減少する。これは、床用
ブラシ等の吸気ノズルが被清掃対象物から集塵する能力
が低下し、好ましくない。このため、従来はダストメー
タと呼ばれる機械的な表示機能を備え、塵が満杯になる
と集塵袋の塵を取り出すようにしている。この種のダス
トメータは、集塵袋後部のファンモータとの隔壁より後
の本体ケース内部空間の真空度アップを、バネ等を使用
して機械的に表示する方式のものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記したダストメータ
では、床用ブラシ等の空気ノズルが被清掃対象物（例え
ば大きな紙屑やカーテン等）に密着して、吸気ノズルの
有効開口面積が閉塞された場合にも、満杯の場合と同様
な真空度アップが発生し、メータ表示の信頼性が低く、
本当に集塵袋の満杯（目詰まり）を知って適切な時期に
集塵袋（近年では紙パックが殆ど）を交換せず、集塵機
能が低下したままで、気付かずに使用している場合が多
い。

【０００４】そのために、集塵機能に寄与する吸引空気
量が減少しているにもかかわらず、もっと集塵したいと
の願いからファンモータへの供給電力パワーをアップさ
せた大入力電力容量の機種が市場に投入され、使用者も
操作部のスイッチを「強」ポジションに設定して、無理
やりに入力電力を最強にする等、エネルギーの無駄遣い
を招くことが多かった。

【０００５】この発明は、上記問題点に着目してなされ
たものであって、集塵袋の塵検知を正確に検出、かつ報
知し得、またいたずらなパワーアップによる電力消費を
防止し得る電気掃除機を提供することを目的としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】この出願の特許
請求の範囲の請求項１記載の電気掃除機は、吸引した塵
を収納する集塵袋を有するものにおいて、前記集塵袋中
の塵が所定以上になると電気信号を出力する塵満杯検知
センサと、この塵満杯検知センサの電気信号出力に応答
して、塵満杯である旨を報知する報知手段と、を特徴的
に備えている。

【０００７】例えば、集塵袋の塵埃量とモータ電流の関
係を示すと、図４に示す通りであり、塵埃量が大となる
と、モータ電流が逆に小さくなる。そのため、図２に示
すように、ファンモータ５に流れる電流を電流検出セン
サ（電流検出素子）７で検出し、電流が所定以下になっ
た時に、報知手段８で満杯の報知を行う。つまり、電流
センサ７を塵満杯検知センサとして使用する。

【０００８】また、塵埃量とモータの回転数の関係を示
すと、図５に示す通りとなるから、満杯検知センサとし
て、図３に示すように回転数センサ（回転数検出素子）
９でモータ５の回転数を検出し、回転数が所定以上にな
ると塵満杯を報知する報知手段８を動作させてもよい。
また、塵量が多くなり、目詰まりが生じると、風量が減
少するので、満杯検知センサとしては、風量センサを用
いてもよい。さらに、塵量が大となり、真空度がアップ
するので、満杯検知センサとして圧力センサを用いても
よい。

【０００９】いずれの満杯検知センサを使用する場合で
も、集塵袋の満杯が検知されると、満杯検知センサか
ら、その旨を示す電気信号が出力され、報知手段を動作
させる。請求項４記載の電気掃除機は、塵吸引用のファ
ンと、このファンを回転させるファンモータと、このフ
ァンモータの駆動を制御する駆動制御回路とを備えるも
のにおいて、前記ファンモータの電流を検出する電流セ
ンサと、この電流センサの出力を、前記駆動制御回路に
フィードバックして、電流センサの出力に応じてファン
モータを制御するためのフィードバック回路とを特徴的
に備えている。

【００１０】この電気掃除機では、通常はモータパワー
に余裕を持った電流で動作させておき、塵量が増加して
電流が減少してくると、これをモータ駆動制御回路にフ
ィードバックして、パワーを増加させ、モータパワーが
一定となるように制御する。

【００１１】

【実施例】以下、実施例により、この発明をさらに詳細
に説明する。図６は、この発明の一実施例を示す電気掃
除機のモータ制御回路装置の回路図である。この実施例
モータ制御回路装置は、交流電源１１に、ファンモータ
１２、双方向性三端子サイリスタ１３の直列回路が接続
され、一方の交流電源ライン１５と双方向性三端子サン
リスタ１３のゲートＧ間に位相制御回路１６が接続され
ている。位相制御回路１６は、すでによく知られた回路
であり、後述する具体的な回路と同様の回路である。ま
た、ファンモータ１２、双方向性三端子サイリスタ１３
の直列回路に並列に、つまり交流電源ライン１４と交流
電源ライン１５間に、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ１、サイ
リスタ１７の列挙順の直列回路が接続されている。

【００１２】また、ファンモータ１２と双方向性三端子
サイリスタ１３の接続点が、ダイオードＤ２のアノード
に接続され、このダイオードＤ２のカソードが抵抗Ｒ３
の一端に接続され、さらにこの抵抗Ｒ３の他端がコンデ
ンサＣ₁を介して交流電源ライン１５に接続されてい
る。抵抗Ｒ３とコンデンサＣ₁の接続点は、抵抗Ｒ２を
介してサイリスタ１７のゲートＧに接続され、このサイ
リスタ１７のゲートＧと交流電源ライン１５間に抵抗Ｒ
４が接続されている。またコンデンサＣ１の両端に、抵
抗Ｒ５、ダイオードＤ３のカソード、アノード、変流器
ＣＴの順で接続される直列回路が接続されている。変流
器ＣＴは、ファンモータ１２、双方向性三端子サイリス
タ１３の直列回路に結合されている。

【００１３】抵抗Ｒ１とサイリスタ１７のアノードＡと
の接続点と電源ライン１５間に、サイリスタ１７に並列
に、発光ダイオード１８と、ブザー１９の直列回路、Ｎ
ＰＮ型のトランジスタＱ１、コンデンサＣ２と抵抗Ｒ６
の直列回路がそれぞれ接続されており、コンデンサＣ２
と抵抗Ｒ６の接続点がトランジスタＱ１のベースに接続
されている。

【００１４】この実施例モータ制御回路装置において、
交流電源ライン１４、１５が交流電源１１に接続される
と、そして図示外の操作スイッチがＯＮされると、双方
向性三端子サイリスタ１３は、位相制御回路１６で設定
される点弧角で通電され、これによりファンモータ１２
が運転される。ファンモータ１２、三端子サイリスタ１
３の直列回路に入力電流が流れているため変流器ＣＴに
交流電圧が誘起される。この交流電圧が、ダイオードＤ
３で整流され、抵抗Ｒ５を介してコンデンサＣ１を充電
する。コンデンサＣ１の充電電圧は、抵抗Ｒ２、Ｒ４で
分圧され、サイリスタ１７のゲートＧに加えられ、サイ
リスタ１７は点弧導通する。サイリスタ１７が導通して
いる間、サイリスタ１７に並列に接続されている発光ダ
イオード１８、ブザー１９に電圧が印加されず、発光ダ
イオード１８の発光、ブザー１９の発音等の警報が発せ
られない。

【００１５】今、集塵袋がゴミ満杯（目詰まり）にな
り、ファンモータ１２の入力電流が減少すると、変流器
ＣＴの発生電圧は低下し、この状態が所定時間継続する
とコンデンサＣ１の充電電圧は放電して低下し、サイリ
スタ１７は点弧を維持出来なくなり、消弧・開放されて
しまう。サイリスタ１７が不導通となると、ダイオード
Ｄ１で整流された電圧が抵抗Ｒ１を介して、発光ダイオ
ード１８、ブザー１９に印加され、発光ダイオード１８
が発光し、ブザー１９が発音してゴミ満杯の警報を発す
る。なお、ここでは、警報手段として、発光ダイオード
とブザーを備えているが、いずれか一方を設けるもので
あってもよい。

【００１６】ところで、近年の電気掃除機では、ファン
モータは位相制御にて「弱運転」モードで動作する物が
大多数であり、「弱運転」ではファンモータの入力電流
も小さく、単に電流減少のみを検出して警報を発したの
では、誤警報するおそれがある。この不具合を防止する
ため、この実施例モータ制御回路装置では、ダイオード
Ｄ２、抵抗Ｒ３からなる誤動作防止回路を設けている。
位相制御されて「弱運転」されていると三端子サイリス
タ１３の両極Ｔ１、Ｔ２間には非導通角の期間数＋Ｖの
交流電圧を発生しているので、この残存交流電圧をダイ
オードＤ２で整流し、抵抗Ｒ３で限流してコンデンサＣ
１に適量な充電電流を供給することでコンデンサＣ１の
充電電圧を維持し、サイリスタ１７の点弧導通を維持さ
せている。

【００１７】ファンモータ１２が「強運転」モードで動
作している場合には、三端子サイリスタ１３は、位相制
御されずにフル点弧状態で通電しているので、三端子サ
イリスタ１３の両極Ｔ１、Ｔ２間は、通常ピークオン電
圧降下（ＶＴＭ）が１〜１．５Ｖ程度と十分低い値であ
り、ダイオードＤ２、抵抗Ｒ３を通してのコンデンサＣ
１への充電は不可能である。

【００１８】トランジスタＱ１、コンデンサＣ２及び抵
抗Ｒ６よりなる回路は、電源投入時に、発光ダイオード
１８、ブザー１９からなる警報表示回路が誤動作するの
を防止する目的で挿入されている。この回路がなけれ
ば、電源投入直後には、コンデンサＣ１が放電状態にあ
り、所定値まで充電するまでの期間はサイリスタ１７は
点弧導通せず、警報表示回路に電圧が印加されるおそれ
がある。

【００１９】この実施例モータ制御装置では、電源が投
入されると、直ちにダイオードＤ１、抵抗Ｒ１を介し
て、コンデンサＣ２の充電が開始される。充電が完了す
るまでの所定期間は低インピーダンスであり、サイリス
タ１７のアノードＡとカソードＫの両極間電圧はほとん
どは抵抗Ｒ６の両端に掛かり、トランジスタＱ１は、電
源投入と同時に導通し、警報表示回路の両端を短絡す
る。

【００２０】やがて、コンデンサＣ２の充電が完了し、
高インピーダンスとなると抵抗Ｒ６の両端の電圧は低下
してトランジスタＱ１をオフする。このタイミング時点
では、コンデンサＣ１の充電は完了し、サイリスタ１７
のゲートＧには点弧に十分な電圧が抵抗Ｒ２を介して印
加されているので、トランジスタＱ１のオフと同時に、
サイリスタ１７は点弧導通し、警報表示回路の両端を短
絡する。

【００２１】なお、この実施例モータ制御回路装置で
は、ファンモータ１２に流れる電流を検出し、電流が所
定値以下になったときに、警報表示回路を動作させる回
路のみを示しているが、実用的に電気掃除機のモータ制
御回路装置とする場合には、さらに対ノイズ障害対策、
回路安全保持等の素子、回路が付加されても良いこと、
言うまでもない。

【００２２】図７は、この発明の他の実施例回路装置を
示す回路ブロック図である。集塵袋満杯検出回路２１
は、図６に示した回路と同様の回路であり、集塵袋が満
杯になると、その旨を表示し、あるいは発音して警報す
る回路である。起動停止回路２２は、本体カバーの一部
の開閉に連動して信号を発生する回路である。発声回路
２３は、例えば「アリガトウ」、「スッキリしまし
た。」等を音声で発生する機能を有する回路である。ま
た、交流電源１１により、充電回路２４を経て、充電さ
れる二次電池２５を備えている。

【００２３】この実施例回路装置では、集塵袋満杯検出
回路２１が、満杯を表示し、使用者が交流電源１１の電
源コンセントを外し、本体カバーを開き、集塵袋のゴミ
を処理して、再セットすると、起動停止回路２２が発声
回路２３に信号を送る。これに応答して、二次電池２５
でバックアップされた発声回路２３がスピーカ２６を介
して「アリガトウ」等の音声を発生する。

【００２４】この実施例回路装置によれば、従来、汚い
・面倒臭いと毛嫌いされ勝ちな集塵袋の交換を楽しく行
え、こまめに交換することで電気エネルギーの無駄使い
を低減させて「地球に優しい省エネルギー」に寄与する
結果となる。図８は、この発明のさらに他の実施例回路
装置を示す回路ブロック図である。この実施例回路装置
は、従来の一般的な位相制御回路３１と、集塵袋満杯検
出回路３２と、警報表示回路３３と、集塵袋満杯検出回
路３２の検出出力に応じて位相制御回路３１を制御する
一定入力制御フィードバック回路３４とから構成されて
いる。この実施例回路装置は、集塵袋の満杯検出信号
で、低下したファンモータの入力電流をフィードバック
制御して一定電流に保ち、低下した吸塵能力をレベルア
ップさせるものである。

【００２５】但し、この場合には集塵袋が新品で目詰ま
りの無い状態で、手動入力設定目盛りを「最強」に設定
した場合に、実際にファンモータへの入力電力は最大値
ではなく、或る設定された値だけ低めになる様に予め余
裕を設けた配慮が必要になり、集塵袋の満杯以後にその
余裕分だけ入力パワーアップが図れる設計がされねばな
らない（図９参照）。この様な事例では、塵埃量が最大
（目詰まり）時にのみファンモータは、位相制御されず
にフル点弧状態の双方向性三端子サイリスタ（ＴＲＩＡ
Ｃ）で駆動されるのであるから、集塵袋満杯検知は、フ
ル点弧状態が所定期間連続発生したことを検出すればよ
いので、具体回路としては、図１０に示すものとなる。
この回路は、図６に示す実施例回路から、入力電流検出
機能を取り除いたものでよい。

【００２６】この実施例回路装置では、集塵袋が満杯で
ない場合は、ある点弧角で双方向性三端子サイリスタ１
３が導通しており、双方向性三端子サイリスタ１３が非
導通の間は、ダイオードＤ２、抵抗Ｒ３を介して、コン
デンサＣ₁が充電され、サイリスタ１７のゲートＧに一
定以上の電圧が印加されるため、サイリスタ１７は点弧
状態を維持し、発光ダイオード１８、ブザー１９には発
光し、発音するだけの電圧が印加されない。しかし、集
塵袋が満杯になると、位相制御回路１６からのフル点弧
信号により、双方向性三端子サイリスタ１３はフル点弧
状態となり、ダイオードＤ２、抵抗Ｒ３を通してコンデ
ンサＣ１の充電電流が小さくなり、コンデンサＣ１の電
圧は抵抗Ｒ２、Ｒ４を通して放電し、サイリスタ１７は
点弧状態を維持できなくなり、消弧・開放される。消弧
・開放されると、ダイオードＤ１、抵抗Ｒ１を介して発
光ダイオード１８、ブザー１９に発光及び発音するに充
分な電圧が印加され、塵満杯の警報動作を行う。

【００２７】図１１は、図８の一定入力制御フィードバ
ックの具体例を示すファンモータ制御回路装置の回路図
である。この実施例回路装置では、商用の交流電源４１
が接続される交流電源ライン４２、４３には複合型、あ
るいは漏洩型の三脚トランス４４の１次コイルＬ₁が接
続され、さらにこの１次コイルＬ１に並列に、ファンモ
ータ４５、双方向性三端子サイリスタ４６の直列回路が
接続されている。また、双方向性三端子サイリスタ４６
のゲートＧと商用電源ライン４３間に、互いに逆極性に
並列接続されたダイオードＤ１１、Ｄ１２と、三脚トラ
ンス４４の３次コイルＬ３の直列回路が接続されてい
る。

【００２８】三脚トランス４４の２次コイルＬ２の両端
が、ダイオードブリッジ回路４７の入力端ａ、ｂに接続
され、ダイオードブリッジ回路４７の出力端ｃ、ｄは、
位相制御回路４８の直流電源ライン４９、５０に接続さ
れている。位相制御回路４８は、以下のように接続構成
されている。ツェナダイオードＺＤが直流電源ライン４
９、５０間に接続され、またＰＮＰ型のトランジスタＱ
１１のエミッタとコレクタが直流電源ライン４９と５０
に接続され、このトランジスタＱ１１のベースが抵抗Ｒ
１２を介して、ＮＰＮ型のトランジスタＱ１２のコレク
タに接続されている。トランジスタＱ１２のコレクタ
は、抵抗Ｒ１１を介して直流電源ライン４９に接続され
ている。

【００２９】直流電源ライン４９、５０間には、さらに
抵抗Ｒ１３、Ｒ１４の直列回路、及びコンデンサＣ１
１、抵抗１５、可変抵抗ＶＲ、抵抗Ｒ１６の直列回路が
接続されている。また、抵抗Ｒ１６に並列にダイオード
Ｄ１５が接続されている。トランジスタＱ１２のベース
は、ダイオードＤ１３のカソードに接続され、ダイオー
ドＤ１３のアノードが抵抗Ｒ１３と抵抗Ｒ１４の接続点
に接続されている。また、トランジスタＱ１２のエミッ
タが、コンデンサＣ１１と抵抗Ｒ１５の接続点に接続さ
れている。

【００３０】ファンモータ４５と双方向性三端子サイリ
スタ４６の直列回路に、変流器ＣＴが結合され、この変
流器ＣＴの一端が直流電源ライン５０に接続され、他端
がダイオードＤ１４のカソードに接続されている。この
ダイオードＤ１４のアノードは、抵抗Ｒ１８を介して電
界効果トランジスタＱ１３のゲートＧに接続されてい
る。また、ダイオードＤ１４のアノードと電源ライン５
０間にコンデンサＣ１２が接続されている。電界効果ト
ランジスタＱ１３のソースＳは、交流電源ライン５０に
接続されるとともに、抵抗Ｒ１７の一端が接続されてい
る。この抵抗Ｒ１７の他端は、電界効果トランジスタＱ
１３のゲートＧに接続されている。電界効果トランジス
タＱ１３のドレインＤは抵抗Ｒ１６と可変抵抗ＶＲの接
続点に接続されている。抵抗Ｒ１６には、並列にダイオ
ードＤ１５が接続されている。

【００３１】この実施例回路装置において、位相制御の
点弧パルス発生のタイミングはコンデンサＣ１１、保護
抵抗Ｒ１５、設定用の可変抵抗ＶＲよりなるＣＲ時定数
回路で決定されるが、予め可変抵抗ＶＲを最小値（≒０
Ω）に手動設定しても、所定の或る値だけ位相遅れが発
生し、フル点弧にはならない様な抵抗Ｒ１６を直列に配
備している。

【００３２】今、パワー設定用の可変抵抗ＶＲが、ある
設定値で電気掃除機が動作している場合、つまり三端子
サイリスタ４６が或る点弧角で導通し、ファンモータ４
５が回転している場合は、設定された入力電流が流れて
おり、この入力電流が変流器ＣＴで検出される。集塵袋
の目詰まりでファンモータ４５の入力電流が減少低下す
ると、電流検出素子である変流器ＣＴの出力電圧も低下
し、電界効果トランジスタＱ１３のゲート・ソース間電
圧（ＶＧＳ）は上昇し、ドレイン電流（ＩＤ）は増加す
る。ドレイン電流（ＩＤ）の増加は、コンデンサＣ１１
の充電電流の増加であり、換言すれば、点弧パルス発生
のＣＲ時定数が小さくなり、点弧パルス発生位相が前進
し、よりフル点弧に近くなり、ファンモータ４５の入力
電流が増加して吸引パワーを増加させる結果となる。

【００３３】図１２は、図１１の回路に代わる他の具体
回路例を示す回路図である。ツェナダイオードＺＤより
左側の回路は、図１１のものと変わるところはない。位
相制御回路４８のＮＰＮ型のトランジスタＱ１１ａのコ
レクタ、エミッタが直流電源ライン４９、５０間に接続
され、ベースが抵抗Ｒ１２を介して、ＰＮＰ型のトラン
ジスタＱ１２ａのコレクタに接続されている。トランジ
スタＱ１２のコレクタと直流電源ライン５０間に、抵抗
Ｒ１１が接続されている。また直流電源ライン４９、５
０間に抵抗Ｒ１３、Ｒ１４の直列回路、抵抗Ｒ１６、Ｒ
１５、可変抵抗ＶＲ及びコンデンサＣ１１の直列回路が
それぞれ接続されている。トランジスタＱ１２ａのベー
スと、抵抗Ｒ１３、Ｒ１４の接続点間にダイオードＤ１
３が接続され、トランジスタＱ１２ａのエミッタが可変
抵抗ＶＲとコンデンサＣ１１の接続点に接続されてい
る。

【００３４】また、直流電源ライン４９とダイオードＤ
１４のアノード間に、抵抗Ｒ１７、Ｒ１８の直列回路が
接続され、ＰＮＰ型のトランジスタＱ１６のエミッタ、
同じくＰＮＰ型のトランジスタＱ１５のエミッタが直流
電源ライン４９に接続され、トランジスタＱ１６のベー
スが抵抗Ｒ１７、Ｒ１８の接続点に接続されている。ま
たトランジスタＱ１５のコレクタが抵抗Ｒ１５、Ｒ１６
の接続点に接続され、トランジスタＱ１５のベースがト
ランジスタＱ１６のコレクタに接続されている。トラン
ジスタＱ１５のベースと直流電源ライン５０間に、抵抗
Ｒ１９、Ｒ２０の直列回路が接続され、この抵抗Ｒ１
９、Ｒ２０の接続点がトランジスタＱ１５のコレクタに
接続されている。

【００３５】この実施例回路装置において、通常の動作
時にはモータ入力電流値（大）が流れていると、変流器
ＣＴには出力電圧（大）が発生し、ダイオードＤ１４で
整流、コンデンサＣ１２で平滑され、抵抗Ｒ１７、Ｒ１
８で分圧されてトランジスタＱ１６のベースに印加さ
れ、トランジスタＱ１６は導通状態にあり、トランジス
タＱ１５のベース、エミッタ間は短絡されてトランジス
タＱ１５はオフである。

【００３６】従って、点弧パルス発生のタイミングを決
定するＣＲ時定数回路は、抵抗Ｒ１５及び抵抗Ｒ１６と
設定用の可変抵抗ＶＲの３ケの抵抗の直列合成値とコン
デンサＣ１１の値で決定されている。今、集塵袋目詰ま
りが発生し、モータ入力電流値が（小）に変化すると、
変流器ＣＴの出力電圧が（小）に低下し、コンデンサＣ
１２の電位も或る時定数を持って低下する。

【００３７】コンデンサＣ１２の電位の減少は抵抗Ｒ１
７、Ｒ１８で分圧されてトランジスタＱ１６にも伝わ
り、トランジスタＱ１６はオフし、トランジスタＱ１５
のベースには抵抗Ｒ１９、Ｒ２０を介して、ベース電流
が流れてトランジスタＱ１５はオンして、抵抗Ｒ１６の
両端を短絡する。抵抗Ｒ１６が短絡されると、ＣＲ時定
数回路は、抵抗Ｒ１５及び可変抵抗ＶＲの２ケの抵抗の
直列合成値だけに、抵抗値が減少するので、時定数は小
となり、点弧パルス発生のタイミングは前進して、点弧
位相を早める。

【００３８】結果として、よりフル点弧に近い状態で、
ファンモータ４５は入力電流が供給されて、目詰まりに
依って低下した吸引力をＵＰさせることになる。集塵袋
を新品に交換し、モータの入力電流が増加すれば、逆の
動作で点弧位相は遅延し、元の状況に戻ることは言うま
でもない。図１３は、この発明の他の実施例を示す電機
掃除機のモータ制御回路装置を示す回路図である。この
実施例装置では、交流電源ライン１４、１５間にファン
モータ１２、双方向性三端子サイリスタ１３、及び変流
器ＣＴの１次コイルＰが直列に接続され、双方向性三端
子サイリスタ１３のゲートＧに点弧パルス発生回路１６
からの点弧パルスが印加されるようになっている。

【００３９】変流器ＣＴの２次コイルＳの両端には、コ
ンデンサＣ３、抵抗Ｒ８、Ｒ９が並列接続され、またダ
イオードＤ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６で構成される整流回路
１７の入力端ａ、ｂに接続されている。整流回路１７の
出力端ｃ、ｄ間に、抵抗Ｒ６、コンデンサＣ１からなる
平滑回路が接続され、またこの平滑回路に並列にツェナ
ダイオードＺＤ３と抵抗Ｒ５の直列回路が接続され、ツ
ェナダイオードＺＤ３のカソードと抵抗Ｒ５の接続点間
にＮＰＮ型のトランジスタＱ４のベースが接続され、こ
のトランジスタＱ４のエミッタが交流電源ライン１５に
接続され、コレクタはＰＮＰ型のトランジスタＱ５のベ
ースに接続されている。

【００４０】トランジスタＱ５のコレクタは、交流電源
ライン１５に接続されている。なお、モータ１２と双方
向性三端子サイリスタ１３の接続点と整流回路１７の出
力端ｃ間にダイオードＤ２、抵抗Ｒ７の直列回路が接続
されている。また、交流電源ライン１４、１５間に、ダ
イオードＤ１、抵抗Ｒ２、Ｒ３の直列回路が接続され、
抵抗Ｒ２とＲ３の接続点とトランジスタＱ５のエミッタ
間に抵抗Ｒ４が接続され、さらに抵抗Ｒ３に並列にコン
デンサＣ２が接続されている。ダイオードＤ１のカソー
ドと抵抗Ｒ２の接続点に抵抗Ｒ１の一端が接続され、こ
の抵抗Ｒ１の他端と交流電源ライン１５間に、ツェナダ
イオードＺＤ１と、発光ダイオード１８とＮＰＮ型のト
ランジスタＱ６の直列回路が並列に接続されている。抵
抗Ｒ２、Ｒ３の接続点とトランジスタＱ６のベース間
に、ツェナダイオードＺＤ２が接続されている。

【００４１】次に、この実施例回路装置の動作を説明す
る。点弧パルス発生回路１６のパワーＳＷ（図示せず）
がＯＦＦまたは「強」以外の場合は、ダイオードＤ２、
抵抗Ｒ７、コンデンサＣ１により、半波整流、平滑され
た直流電流がツェナダイオードＺＤ３を通じてトランジ
スタＱ４のベースに流れ、トランジスタＱ５がＯＮす
る。したがって、トランジスタＱ６はＯＦＦ状態とな
り、発光ダイオード１８は消燈状態である。この時、抵
抗Ｒ７、コンデンサＣ１の時定数よりも、抵抗Ｒ２、コ
ンデンサＣ２の時定数の方が大きいため、コンセントを
差し込んで、交流電源１１が交流電源ライン１４、１５
に接続された時でも発光ダイオード１８は点燈しない。

【００４２】次に、パワーＳＷが強の場合、双方向性三
端子サイリスタ１３はフル導通となり、ダイオードＤ
２、抵抗Ｒ７の経路からは電流が供給されない。かわり
に変流器ＣＴに流れる電流により変流器ＣＴの２次コイ
ルＳ側に発生した電圧を全波整流回路１７で整流し、抵
抗Ｒ６、コンデンサＣ１で平滑した電流がツェナダイオ
ードＺＤ２を通じてトランジスタＱ４のベースに流れ、
トランジスタＱ５がＯＮし、トランジスタＱ６はＯＦＦ
状態で発光ダイオード１８は消燈状態である。

【００４３】ゴミが満杯になると、モータ１２の電流が
低下し、変流器ＣＴの２次コイルＳに発生する電圧が低
くなる。トランジスタＱ４ベースに電流が流れなくなる
電圧までモータ電流が低下するとトランジスタＱ４、Ｑ
５がＯＦＦし、抵抗Ｒ２を通じてコンデンサＣ２に充電
が始まり、トランジスタＱ６のベースに電流が流れた時
点で発光ダイオード１８が点燈する。トランジスタＱ６
のベースに電流が流れる以前にモータ２の電流が再び増
加した場合は、トランジスタＱ４、Ｑ５がＯＮし、コン
デンサＣ２の電荷を急速放電する。

【００４４】パワーＳＷを強にしたままコンセントを差
し込んでも、変流器ＣＴの２次側の時定数よりも、コン
デンサＣ２、抵抗Ｒ２の時定数の方が大きいため、発光
ダイオード１８は点燈しない。図１４は、この発明の他
の実施例を示す電機掃除機のモータ制御回路装置を示す
回路図である。図１４において、商用交流電源４１の一
端が接続される交流電源ライン４２には複合型、あるい
は漏洩型の三脚トランス４４の１次コイルＬ１の一端が
接続され、さらに交流電源４１に並列に、ファンモータ
４５、双方向性三端子サイリスタ４６及び変流器４７の
１次コイルＰの直列回路が接続されている。また、双方
向性三端子サイリスタ４６のゲートＧと交流電源ライン
４３間に、ゲートＧ側からコンデンサＣ１２、抵抗Ｒ１
６、ダイオードＤ１１のカソード、アノードの順で接続
され、抵抗Ｒ１７がコンデンサＣ１２に並列接続され、
ダイオードＤ１２がダイオードＤ１１とは逆極性に抵抗
Ｒ１６、ダイオーＤ１１に並列接続され、さらに三脚ト
ランス４４の３次コイルＬ３が接続されている。また、
双方向性三端子サイリスタ４６のゲートＧと交流電源ラ
イン４３間に、コンデンサＣ１３と抵抗Ｒ１８の直列回
路が接続されている。

【００４５】三脚トランス４４の２次コイルＬ２の両端
がダイオードＤ１４、Ｄ１５、Ｄ１６、Ｄ１７で構成さ
れるブリッジ型の整流回路１２の入力端ａ、ｂに接続さ
れ、整流回路１２の出力端ｃ、ｄは、点弧パルス発生回
路としての位相制御回路１５の直流電源ライン１０、１
１に接続されている。位相制御回路１５のＮＰＮ型のト
ランジスタＱ１１のコレクタ、エミッタ、及びツェナダ
イオードＺＤ１が直流電源ライン１０、１１間に接続さ
れ、トランジスタＱ１１のベースが抵抗Ｒ１２を介して
ＰＮＰ型のトランジスタＱ１２のコレクタに接続される
とともに、抵抗Ｒ１１を介して直流電源ライン１１に接
続されている。また、直流電源ライン１０、１１間に抵
抗Ｒ１３、Ｒ１４の直列回路がそれぞれに接続されてい
る。この直流電源ライン１０、１１間に、抵抗Ｒ３０、
Ｒ３１、可変抵抗ＶＲ、コンデンサ１１の直列回路が接
続され、時定数回路を構成している。位相制御回路を構
成するトランジスタＱ１２のベースと、抵抗Ｒ１３、Ｒ
１４の接続点間にダイオードＤ１３が接続され、トラン
ジスタＱ１２のエミッタが可変抵抗ＶＲとコンデンサＣ
１１の接続点に接続されている。

【００４６】変流器４７の２次コイルＳにはダイオード
Ｄ１８、Ｄ１９、Ｄ２０、Ｄ２１からなるブリッジ型の
整流回路４８の入力端ｅ、ｆが接続され、その出力端
ｇ、ｈには抵抗Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、コンデンサＣ
１６からなる平滑回路が接続される。更に、コンデンサ
Ｃ１６の両端にはツェナダイオードＺＤ２と抵抗Ｒ２４
の直列回路が接続され、ツェナダイオードＺＤ２と抵抗
Ｒ２４の接続点には、ＰＮＰ型のトランジスタＱ１３の
ベースが接続され、トランジスタＱ１３のエミッタが抵
抗Ｒ２５を介して直流電源ライン１０に接続されてい
る。コレクタはコンデンサＣ１７を介して直流電源ライ
ン１０に接続されるとともに、抵抗Ｒ２６、Ｒ３２、ダ
イオードＤ２３、コンデンサＣ１５を経て抵抗Ｒ１３、
Ｒ１４の接続点に接続されている。また、抵抗Ｒ２６の
一端には、ＰＮＰ型のトランジスタＱ１４のベースが接
続され、他端にはコレクタが接続されている。トランジ
スタＱ１４のエミッタは、抵抗Ｒ２７を介してＰＮＰ型
のトランジスタＱ１５のベースに接続されるとともに、
トランジスタＱ１５のベースは抵抗Ｒ２８を介して、直
流電源ライン１０に接続されている。また、トランジス
タＱ１５のエミッタは、抵抗Ｒ２９を介して直流電源ラ
イン１０に接続されている。

【００４７】次に、この実施例回路の動作を説明する。
交流電源４１が回路に接続されない状態では、トランジ
スタＱ１２のエミッタには電圧が印加されないのでＯＮ
せず、したがって、トランジスタＱ１２のベースに何ら
電圧が印加されず、ＯＦＦの状態で２次コイルＬ２を短
絡しないので、３次コイルＬ３には電圧が発生しない。
したがって、双方向性三端子サイリスタ４６のゲートＧ
に信号が与えられず、点弧しないのでモータ４５に電源
電圧が印加されない。

【００４８】ここで交流電源４１を接続すると、三脚ト
ランス４４、更に整流回路１２を経て、直流電源ライン
１０、１１間に直流電圧が与えられ、コンデンサＣ１１
は抵抗Ｒ３０、Ｒ３１、可変抵抗ＶＲを経て充電され、
トランジスタＱ１２のエミッタ電圧となり上昇して、抵
抗Ｒ１３、Ｒ１４で分圧印加されているトランジスタＱ
１２のベースの電圧を超えるとベース電流が流れてＯＮ
し、コンデンサＣ１１に充電された電荷は抵抗Ｒ１２、
Ｒ１１を介して放電し、パルスを発振する（図１５の
ロ）。コンデンサＣ１１の充放電は、可変抵抗ＶＲの可
変により半サイクル中で１ないし１０数回も繰り返さ
れ、半サイクルにおける最初のクロスを電源周波数に同
期して発生する。したがって、そのクロスにおける抵抗
Ｒ１１の電圧がトランジスタＱ１１のベースに与えられ
てトランジスタＱ１１はＯＮし、全波整流器１２を介し
て２次コイルＬ２をパルス信号分だけ短絡する（図１５
のニ）。三脚トランス４４の特性により、３次コイルＬ
３にはその短絡に対応してパルス信号（図１５のホ）が
誘起し、逆並列ダイオードＤ１１、Ｄ１２の回路を介し
て双方向性三端子サイリスタ４６のゲートＧに印加さ
れ、点弧し、モータ４５に位相制御された電圧（図１５
のヘ）が印加される。これによりモータ４５に位相角に
応じた電流が流れる。

【００４９】モータ４５に流れる電流は変流器４７で検
出され、整流回路４８で整流され、更に平滑回路で平滑
されたあと、ツェナダイオードＺＤ２で余分な電圧がカ
ットされる。例えばコンデンサＣ１６の両端電圧が７Ｖ
であったとすると、ツェナダイオードＺＤ２の両端で６
Ｖとなるため、トランジスタＱ１３のベースには直流電
源ライン１０に対し、−１Ｖ程度が加えられ、トランジ
スタＱ１３のベースに電流が流れる。トランジスタＱ１
３のコレクタはトランジスタＱ１３がＯＮ時に、−側に
大きく振っているが、通常、トランジスタＱ１３は、不
飽和領域でＯＮしており、コレクタは−３Ｖぐらいに設
定されている。これにより、トランジスタＱ１４にベー
ス電流が流れ、抵抗Ｒ２７を介してトランジスタＱ１５
のベース電流が流れ、トランジスタＱ１５がＯＮし、抵
抗Ｒ３１、可変抵抗ＶＲを介して、コンデンサＣ１１に
充電電流が流れる。トランジスタＱ１５のコレクタ電流
により、コンデンサＣ１１への充電電流が決定され、制
御される。この電流が大なるほどコンデンサＣ１１を含
む回路の時定数が小となる。逆に電流が小さい程時定数
が大きくなる。

【００５０】モータ４５に流れる電流が減ると、変流器
４７の発生電圧は減り（例えば−１．０→−０．９
Ｖ）、トランジスタＱ１３のベース電流が流れにくくな
り、トランジスタＱ１３のコレクタ電位が−側に振れ
る。すると、トランジスタＱ１４、Ｑ１５のベース電流
が増加し、コンデンサＣ１３の充電電流が増加し、位相
角はフル点弧に近づく。モータ４５に流れる電流が増加
した時は逆に働き、常に一定のモータ電流となるように
動作する。つまり、変流器４７で検出される電流が低下
すると、応じてトランジスタＱ１５のベース電圧がマイ
ナス方向に上昇し、コンデンサＣ１１の充電電流が増加
するため、双方向性三端子サイリスタ４６の位相角が小
さくなり、変流器４１及びモータ４５の電流が増加す
る。そのため、ほぼ一定なモータ電流が得られる。な
お、ツェナダイオードＺＤ２は直流電圧の不要分をカッ
トするとともに、トランジスタＱ１３の温度補償素子を
兼ねている。一般にツェナダイオードは（＋）の温度特
性を有するに対し、トランジスタは（−）の温度特性を
有するので、ツェナダイオードＺＤ２とトランジスタＱ
１３の個体の特性を組合わせると周囲温度の変化をキャ
ンセルできる。

【００５１】図１６、図１７は、図３の回転数検出の具
体的実施例を説明する図である。この実施例は、ファン
モータ５０の回転軸５１を間に挟んで、互いに対面する
位置に、発光素子５３と受光素子５４を固定するととも
に、回転軸５１に溝５５を形成しておく。モータ５０が
回転すると、投光素子５３からの光は、溝５５と平行に
なった時にのみ、受光素子５４に受光される。つまり、
モータ１回転に２個のパルス信号を発生する。このパル
ス数は、モータの回転数が大となると大となる。

【００５２】図１７の回路では、回転数検出回路５６
で、パルス数を計数して回転数を検出し、所定値（目詰
まりが発生して満杯時の回転数）以上の回転数になると
警報表示回路５７を動作させて、集塵袋の目詰まりを報
知する。

【００５３】

【発明の効果】この出願の請求項１記載の発明によれ
ば、満杯検知センサで電気的に満杯を検知して、報知手
段を動作させるものであるから、集塵袋の満杯を明確に
検出でき、集塵袋の交換を適切時期に行うことができ
る。また、請求項４記載の発明によれば、モータ電流を
検出して、フィードバックし、モータパワーを制御し、
何時も、掃除機を最高の吸引能力を発生する状態に保
ち、且つ電力消費の無駄遣いを防止し、電気料金の節約
と地球に優しい省エネルギーにも貢献する。

【図面の簡単な説明】

【図１】電気掃除機の本体ケース内を説明する断面図で
ある。

【図２】この発明の満杯検知センサとして電流検出セン
サを用いた場合の構成を示す図である。

【図３】この発明の満杯検知センサとして回転数センサ
を用いた場合の構成を示す図である。

【図４】集塵袋内の塵埃量とモータ電流との関係を示す
特性図である。

【図５】集塵袋内の塵埃量とモータ回転数との関係を示
す特性図である。

【図６】この発明の一実施例を示す電気掃除機のモータ
制御回路装置の回路図である。

【図７】この発明の他の実施例回路装置を示す回路ブロ
ック図である。

【図８】この発明のさらに他の実施例回路装置を示す回
路ブロック図である。

【図９】同実施例回路装置の動作を説明するための特性
図である。

【図１０】図８の回路のさらに具体的な回路例を示す回
路図である。

【図１１】図８の一定入力制御フィードバックの具体例
を示す回路図である。

【図１２】図１１の回路に代わる他の具体回路例を示す
回路図である。

【図１３】この発明の他の実施例を示す電機掃除機のモ
ータ制御回路装置の回路図である。

【図１４】この発明のさらに他の実施例を示す電機掃除
機のモータ制御回路装置の回路図である。

【図１５】同実施例電機掃除機のモータ制御回路装置の
点弧パルス発生動作を説明するための波形図である。

【図１６】満杯検知センサとして回転数センサを用いる
場合の回転数センサの設置例を示す図である。

【図１７】同回転数センサを用いた場合のモータ制御回
路装置を示す回路ブロック図である。

【符号の説明】

５ファンモータ７電流検出素子８報知手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸引した塵を収納する集塵袋を有する電気
掃除機において、前記集塵袋中の塵が所定以上になると電気信号を出力す
る塵満杯検知センサと、この塵満杯検知センサの電気信
号出力に応答して、塵満杯である旨を報知する報知手段
とを、備えたことを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】前記塵満杯検知センサは、ファンモータの
回転数を検出する回転数センサである請求項１記載の電
気掃除機。
【請求項３】前記塵満杯検知センサは、ファンモータの
電流を検出する電流センサである請求項１記載の電気掃
除機。
【請求項４】塵吸引用のファンと、このファンを回転さ
せるファンモータと、このファンモータの駆動を制御す
る駆動制御回路とを備える電気掃除機において、前記ファンモータの電流を検出する電流センサと、この
電流センサの出力を、前記駆動制御回路にフィードバッ
クして、電流センサの出力に応じてファンモータを制御
するためのフィードバック回路とを備えたことを特徴と
する電気掃除機。