JPH08107841A

JPH08107841A - 電気掃除機の制御装置

Info

Publication number: JPH08107841A
Application number: JP24379694A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Oshima; 裕夫大島; Masaru Moro; 勝茂呂; Akihiro Kitagawa; 晃博北川; Mitsuhide Sugibayashi; 充英杉林; Masakazu Fukushima; 雅一福嶋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1994-10-07
Filing date: 1994-10-07
Publication date: 1996-04-30
Anticipated expiration: 2016-03-19
Also published as: JP3146881B2

Abstract

(57)【要約】【目的】モーターの加熱による寿命低下を防止し、ブ
ラシの耐久性を高め、さらに入力電力を高精度に制御す
ることを目的としている。【構成】モーター２と、モーター駆動用の双方向性サ
イリスタ３と、位相制御回路７とモーター２の温度を検
出する温度検出手段８を設け、温度検出手段８の出力に
応じて位相制御回路５の位相制御装置を変化させた構成
である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気掃除機の吸込力制
御に関するものであり、特に近年の高吸込力化に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電気掃除機は多種多様に展開さ
れ、電気掃除機の手元操作部でその吸込力を変化させる
だけでなく、塵埃通過経路にごみセンサを有し、ごみの
吸い込み量に応じて吸込力を自動制御するものもある
が、より高い吸込力を得るためには、消費電力をいかに
高精度に制御できるか、また信頼性をいかに向上させる
か等が課題となっている。

【０００３】以下、従来の電気掃除機の制御装置につい
て図６を参照しながら説明する。図６は従来の電気掃除
機の制御装置の構成を示す回路図である。図において、
１は電機掃除機に電力を供給するＡＣ１００Ｖの商用電
源、２は電機掃除機本体の動力源であるモーター、３は
モーター２を駆動する双方向サイリスタ、４は電機掃除
機の運転モードを設定する操作部、５は装置全体の動作
を制御する位相制御回路で、マイクロコンピュータ等で
構成される。６は位相制御回路５の出力ポート、７は位
相制御回路５が出力したモーター位相制御タイミング信
号を入力し、モーター位相制御タイミング信号電流を流
すフォトサイリスタである。

【０００４】上記構成による動作を説明する。位相制御
回路５は操作部４より操作者が指示する運転モードに対
応して、出力ポート６からモーター位相制御タイミング
信号をフォトサイリスタ７に出力する。フォトサイリス
タ７はモーター位相制御タイミング信号に従って導通
し、双方向サイリスタ３のゲートにモーター位相制御タ
イミング信号電流を与える。双方向サイリスタ３は前記
モーター位相制御タイミング信号電流をゲートに入力
し、その位相に従ってモーター２を駆動する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年電
気掃除機の高吸込力化が進む中で、さらに吸い込み性能
を向上させるためにモーターの入力電力を上げようとす
ると、モーターの巻線等の温度上昇が大きくなり、別途
電気掃除機本体内に設けられたサーモプロテクタ等（図
示せず）の保護装置が作動し、運転ができなくなる等の
不具合や、モーターブラシの摩耗などの耐久性確保等の
課題や、本体内の集塵室にごみが多くなった場合、その
ごみによって空気の流れが妨げられるため、吸込力が低
下してしまうという問題があった。

【０００６】本発明は、以上のような不具合や課題およ
び問題点を解決するもので、モーターの巻線等の温度を
検出し、異常温度になる前にモーターへの入力電力を低
減させるものである。また集塵室内にごみが増えた場合
等吸込力が低下しそうになるときにおいてもモーターに
流れる負荷電流の減少を検出することによって、吸込力
を高めるようにモーターを制御して快適に掃除ができ、
またモーター負荷電流の増加を検出してモーターへの電
力供給を減らし、モーターブラシの耐久性を確保するこ
とを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第１の手段は、吸込力を発生させるモーター
と、前記モーターを駆動する駆動回路と、前記駆動回路
を制御する位相制御回路とを備えた電気掃除機におい
て、温度検出手段を有し、前記温度検出手段の出力に応
じて、前記位相制御回路の位相制御量を、変化させるよ
うにしたものである。

【０００８】また第２の手段は、吸込力を発生させるモ
ーターと、前記モーターを駆動する駆動回路と、前記駆
動回路を制御する位相制御回路とを備えた電気掃除機に
おいて、温度検出手段と前記モーターに流れる負荷電流
を検出するための電流検出手段を有し、前記温度検出手
段の出力と前記電流検出手段の出力に応じて、前記位相
制御回路の位相制御量を変化させるようにしたものであ
る。

【０００９】また第３の手段は、吸込力を発生させるモ
ーターと、前記モーターを駆動する駆動回路と、前記駆
動回路を制御する位相制御回路と、前記モーターに流れ
る負荷電流を検出するための電流検出手段を備えた電気
掃除機において、前記負荷電流検出手段の出力を平滑処
理する平滑回路にサーミスタを用いたものである。

【００１０】また第４の手段は、モーターに流れる負荷
電流を検出する電流検出手段の出力を、消費電力に換算
するための換算手段を設けたものである。

【００１１】さらに第５の手段は、温度検出手段にサー
ミスタを使用したものである。

【００１２】

【作用】本発明の第１の手段によると、温度検出手段は
モーターの発熱温度を測定し、位相制御回路に出力す
る。位相制御回路は、温度検出手段からの情報からモー
ター温度が寿命に係わる温度か否かを判別し、もし所定
温度より高い場合は位相制御量を増やしてモーターの入
力を減少させるものである。

【００１３】第２の手段によると、まずモーターに流れ
る負荷電流を電流検出手段が検出し整流及び平滑処理
し、電圧値として位相制御回路へ出力する。また温度検
出手段はモーターの発熱温度を測定し、位相制御回路へ
出力する。位相制御回路は温度検出手段からの情報と電
流検出手段からの情報により、モーターの入力電力を決
定し、モーターへの位相制御量を変化させるものであ
る。

【００１４】第３の手段によると、まずモーターに流れ
る負荷電流を電流検出手段が検出し平滑回路で整流及び
平滑処理し、電圧値として位相制御回路へ出力する。前
記電流検出手段の平滑回路はサーミスタとコンデンサに
より構成されており、サーミスタはモーターの温度によ
りその抵抗値が変化する。モーターの入力電力が同一の
値である場合、モーターの温度が高いと前記サーミスタ
の抵抗値が大きくなるため、平滑回路の出力電圧値も大
きくなる。位相制御回路は平滑回路からの出力電圧値が
規定の値となるように、位相制御量を増やす。またモー
ターの温度低いと前記サーミスタの抵抗値が小さくなる
ため、平滑回路の出力電圧値も小さくなる。位相制御回
路は平滑回路からの出力電圧値が規定の値となるよう
に、位相制御量を減らすものである。

【００１５】第４の手段によると、まずモーターに流れ
る負荷電流を電流検出手段が検出し、平滑回路で整流お
よび平滑処理し、電圧値として位相制御回路へ出力す
る。位相制御回路は、位相制御時のモーターの入力電力
と、モーター負荷電流を前記電流検出手段で検出し、そ
の出力を平滑回路で整流および平滑処理した電圧値との
間に相関をもたせるための換算手段を有し、前記平滑回
路からの電圧値から、モーターの入力電力を高精度に制
御するための位相制御タイミング信号を発生するもので
ある。

【００１６】

【実施例】本発明の第１の実施例について図１を参照し
ながら説明する。

【００１７】図１のように、モーター２はモーター駆動
用の双方向性サイリスタ３とともに商用電源１に接続さ
れている。位相制御回路５は使用者が操作する操作部４
で設定される運転モードにもとずき、出力ポート６より
モーターの位相制御量をきめる位相制御タイミング信号
を出力する。７は位相制御回路５が出力したモーター位
相制御タイミング信号を入力し、モーター位相制御タイ
ミング信号電流を流すフォトサイリスタである。８はモ
ーターの温度を検出する温度検出手段で、本実施例で
は、サーミスタを使用しているが、熱電対を使用しても
良い。温度検出手段８の出力は、位相制御回路５におい
て電圧値に変換している。

【００１８】上記構成による作用は以下の通りである。
位相制御回路５は操作部４より操作者が指示する運転モ
ードに対応して、出力ポート６からモーター位相制御タ
イミング信号をフォトサイリスタ７に出力する。フォト
サイリスタ７はモーター位相制御タイミング信号に従っ
て導通し、双方向サイリスタ３のゲートにモーター位相
制御タイミング信号電流を与える。双方向サイリスタ３
は前記モーター位相制御タイミング信号電流をゲートに
入力し、その位相に従ってモーター２を駆動する。とこ
ろで温度検出手段８からの情報により位相制御回路５は
モーター２の発熱温度が分かり、規定温度以上になった
場合は位相制御量を増やしモーターの異常加熱を防止す
る。

【００１９】つぎに第２の実施例について図２〜図３を
用いて説明する。以下、第１の実施例と同一部分につい
ては同一符号を用いてその説明を省略する。モーター負
荷電流を検出する電流検出手段９が、モーター２と双方
向性サイリスタ３と共に商用電源１に接続されている。
モーター負荷電流は、電流検出手段９で検出され、平滑
回路１０により整流平滑処理された後、位相制御回路５
に電圧値として送られる。

【００２０】上記構成による作用は以下の通りである。
所定の運転モードにて電気掃除機を運転すると、まず電
気掃除機の集塵室（図示せず）が空の場合や吸い込み口
が空中にある場合は、前記所定の運転モードにおいてモ
ーター２の負荷は最大となる。従ってモーター２の入力
電力も前記所定の運転モードにおいて最大となる。この
入力電力、すなわちモーター負荷電流は電流検出手段９
と平滑回路１０を経て位相制御回路５に電圧値として伝
えられる。

【００２１】位相制御回路５は所定の運転モードでの目
標電圧値を予め記憶しており、前記所定運転モードでの
平滑回路１０からの入力電圧値が所定電圧値よりも大き
い場合、位相制御回路５は平滑回路１０からの入力電圧
値が所定電圧値になるまで、モーター２の位相制御量を
増やすように位相制御タイミング信号を変更する。次に
電気掃除機の集塵室（図示せず）内のゴミが増えてきた
場合や吸い込み口が絨毯上に置かれた場合は、前記所定
の運転モードにおいてモーター２の負荷は減少する。従
ってモーター２の入力電力も前記所定の運転モードにお
いて少なくなる。

【００２２】この入力電力、すなわちモーター負荷電流
は電流検出手段９と平滑回路１０を経て位相制御回路５
に電圧値として伝えられる。位相制御回路５は所定の運
転モードでの目標電圧値を予め記憶しており、前記所定
運転モードでの平滑回路１０からの入力電圧値が所定電
圧値よりも小さい場合、位相制御回路５は平滑回路１０
からの入力電圧値が所定電圧値になるまで、モーター２
の位相制御量を減らすように位相制御タイミング信号を
変更する。ところで電気掃除機の集塵室のゴミが増えた
場合等、吸い込み風量が減少すると、モーター２の冷却
風も減少するためモーター２の温度が上昇する。

【００２３】この温度上昇値を温度検出手段８で検出
し、位相制御回路５へ送り、温度上昇値が所定温度を越
える場合は、モーター２の異常加熱を防止するために、
前記した位相制御タイミング信号を変更する。前記入力
電力制御のようすを図３に示す。

【００２４】図３で、Ｐｎは位相制御量ゼロの場合のモ
ーター２の風量対消費電力の関係で、Ｐｃはモーター２
の温度上昇が小さい場合の制御を示し、Ｐｈ１はモータ
ー２の温度上昇が大きい場合の制御を示す。モーター２
の温度上昇値に合わせて同図斜線部Ａ内を任意に制御す
る。またモーター２の温度上昇値が、安全性を確保でき
限界ちかい温度に成った場合はＰｈ２に示す制御にきり
かえる。

【００２５】つぎに第３の実施例について図４（ａ），
（ｂ）を参照しながら説明する。構成は前記第２の実施
例とほぼ同様であり、前記第２の実施例で用いた温度検
出手段８は無く、平滑回路１０は図４（ａ）に示すよう
にダイオードブリッジ１２、サーミスタ１１、コンデン
サ１３で構成されている他は、前記第２の実施例に示し
た構成と同じである。

【００２６】上記構成による作用は以下の通りである。
前記第２の実施例と異なる部分を中心に説明する。サー
ミスタ１１は前記第２の実施例での温度検出手段８同様
に、モーター２の温度を検出できる構成となっている。
モーター２の温度が高くなるとサーミスタ１１の抵抗値
が増加し、平滑回路１０の出力電圧値Ｖｏが大きくな
る。

【００２７】またモーター２の温度が低くなるとサーミ
スタ１１の抵抗値が減り、平滑回路１０の出力電圧値Ｖ
ｏが小さくなる。このようすを図４（ｂ）に示す。位相
制御回路５は前記平滑回路１０の出力電圧Ｖｏを入力
し、前記第２の実施例に示したのと同様に、Ｖｏが所定
電圧値になるようモーター２の位相制御量を変更するた
め、モーター２の温度上昇が大きい場合は平滑回路１０
からの入力電圧値Ｖｏは大きくなり、位相制御回路５は
Ｖｏが所定電圧になるまで、モーター２の位相制御量を
増やすように位相制御タイミング信号を変更する。次に
モーター２の温度が低い場合は平滑回路１０からの入力
電圧値Ｖｏは小さくなり、位相制御回路５はＶｏが規定
電圧になるまで、モーター２の位相制御量を減らすよう
に位相制御タイミング信号を変更する。前記第２の実施
例で述べた、電気掃除機の集塵室（図示せず）内のゴミ
量及び、吸い込み口の位置による位相制御タイミング信
号の変更も行えることは言うまでもない。

【００２８】つぎに第４の実施例について図５を参照し
ながら説明する。前記第２および第４の実施例と同一部
分については同一符号を用いてその説明を省略する。Ｒ
Ｃ時定数回路で構成される平滑回路１０の出力電圧値Ｖ
ｏとモーター２の入力電力Ｗとの関係は、位相制御量Ｔ
によって図５に示すようになっている。従って位相制御
回路５が単純にＶｏの値が一定になるよう制御したとし
ても、入力電力は一定とはならない。位相制御回路５に
図５に示す特性を記憶し、平滑回路１０の出力電圧値Ｖ
ｏと現時点での位相制御タイミングＴからモーター２の
入力電力を換算するための換算手段を有する。位相制御
回路５の構成要素としてマイクロコンピュータを使用す
ることで容易に実現できることは言うまでもない。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明の
第１の手段によれば、吸込力を発生させるモーターと、
前記モーターを駆動する駆動回路と、前記駆動回路を制
御する位相制御回路とを備えた電気掃除機において、温
度検出手段によってモーターの温度上昇値を観測しなが
ら運転する事ができるため、モーターの温度上昇による
寿命低下や破壊を回避できるのはもちろん、従来の電気
掃除機で使用されているサーモプロテクタのように使用
中に突然モーターが停止するという不具合もなくせるた
め、製品の信頼性および使用性の向上が図れる。

【００３０】また本発明の第２の手段によれば、吸込力
を発生させるモーターと、前記モーターを駆動する駆動
回路と、前記駆動回路を制御する位相制御回路とを備え
た電気掃除機において、電流検出手段の出力と温度検出
手段の出力の両方を観測しながら運転することができる
ため、高い吸込力を発生する高性能モーターを、モータ
ーの温度上昇による寿命低下や破壊を回避できるのはも
ちろん、従来の電気掃除機で使用されているサーモプロ
テクタのように使用中に突然モーターが停止するという
不具合もなく運転することができるだけでなく、無駄な
消費電力を抑え、絨毯上を掃除したりまた集塵室内のゴ
ミが増えてきたときなどにはモーターへの入力電力を増
やしで吸込力を維持向上させることができるため、製品
の信頼性および使用性の向上が図れる。

【００３１】また本発明の第３の手段によれば、吸込力
を発生させるモーターと、前記モーターを駆動する駆動
回路と、前記駆動回路を制御する位相制御回路と、前記
モーターに流れる負荷電流を検出するための電流検出手
段を備えた電気掃除機において、前記負荷電流検出手段
の出力を平滑処理する平滑回路にサーミスタを用いるこ
とで前記した第２の手段による効果と同じ効果を得るこ
とができるため、回路の小型化も図れる。

【００３２】また本発明の第４の手段によれば、前記し
た第２および第４の手段による構成において、モーター
に流れる負荷電流を検出する電流検出手段の出力を、消
費電力に換算するための換算手段を有するようにするこ
とにより、前記した第２および第４の手段による効果と
同じ効果を高い精度で得ることができる。

【００３３】また本発明の第５の手段によれば、簡単な
回路構成で高精度の温度検出ができる。

【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制御
装置のブロック図

【図２】本発明の第２の実施例を示す電気掃除機の制御
装置のブロック図

【図３】本発明の第２の実施例の動作を説明するための
風量と消費電力と関係を示す特性図

【図４】（ａ）本発明の第３の実施例を示す平滑回路の
回路図（ｂ）本発明の第３の実施例の平滑回路の動作を説明す
るための電流検出手段出力とモータ負荷電流との関係を
示す特性図

【図５】本発明の第４の実施例を説明する位相制御量と
（消費電力／電流検出手段出力）との関係を示す特性図

【図６】従来の電気掃除機の制御装置のブロック図

【符号の説明】

１商用電源２モーター３双方向サイリスタ４操作部５位相制御回路６位相制御タイミング信号出力ポート７フォトサイリスタ８温度検出手段９電流検出手段１０平滑回路１１サーミスタ１２ダイオードブリッジ１３コンデンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者杉林充英大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者福嶋雅一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸込力を発生させるモーターと、前記モ
ーターを駆動する駆動回路と、前記駆動回路を制御する
位相制御回路とを備えた電気掃除機において、温度検出
手段を有し、前記温度検出手段の出力に応じて、前記位
相制御回路の位相制御量を変化させてなる電気掃除機の
制御装置。
【請求項２】吸込力を発生させるモーターと、前記モ
ーターを駆動する駆動回路と、前記駆動回路を制御する
位相制御回路とを備えた電気掃除機において、温度検出
手段と前記モーターに流れる負荷電流を検出するための
電流検出手段を有し、前記温度検出手段の出力と前記電
流検出手段の出力に応じて、前記位相制御回路の位相制
御量を変化させてなる電気掃除機の制御装置。
【請求項３】吸込力を発生させるモーターと、前記モ
ーターを駆動する駆動回路と、前記駆動回路を制御する
位相制御回路と、前記モーターに流れる負荷電流を検出
するための電流検出手段を備えた電気掃除機において、
前記負荷電流検出手段の出力を平滑処理する平滑回路に
サーミスタを用いてなる電気掃除機の制御装置。
【請求項４】モーターに流れる負荷電流を検出する電
流検出手段の出力を、消費電力に換算するための換算手
段を設けた請求項２または３記載の電気掃除機の制御装
置。
【請求項５】温度検出手段にサーミスタを使用した請
求項１または２記載の電気掃除機の制御装置。