JPH08196495A - 電気掃除機 - Google Patents

電気掃除機

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JPH08196495A
JPH08196495A JP1126995A JP1126995A JPH08196495A JP H08196495 A JPH08196495 A JP H08196495A JP 1126995 A JP1126995 A JP 1126995A JP 1126995 A JP1126995 A JP 1126995A JP H08196495 A JPH08196495 A JP H08196495A
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JP
Japan
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electric
electric blower
vacuum cleaner
power
semiconductor element
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Pending
Application number
JP1126995A
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English (en)
Inventor
Kazuhiro Akojima
一浩 阿子嶋
Atsushi Hosokawa
敦志 細川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】電動送風機の消費電力を制御する双方向性半導
体素子4と並列にリレー5を設け、電動送風機3の消費
電力を最大とする点で電気的開閉手段を閉じる。 【効果】従来、双方向性半導体素子で消費されていた分
の電力を電動送風機に消費させることができ、より吸込
仕事率が高く、強い吸込力を持った電気掃除機を提供す
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内の電動送風
機の電力または回転数の制御を行うものに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電気掃除機では、使い勝手を良く
するとともに、より高い吸込仕事率を得るため、電気掃
除機内の負圧を検出するなどして風量を求め、求められ
た風量をもとにして図2に示すように、大風量側では騒
音の増大や無駄な電力の消費を抑えるため消費電力を低
く抑え、フィルタにごみがつまるなどして風量が低下し
てくると吸込力を維持するために電動送風機の消費電力
を段々と多くしていき、吸込仕事率の最大点で電動送風
機の入力を最大にし、さらに風量が低下してくると過熱
などからの電動送風機の保護と無駄な電力消費を抑える
ため電動送風機の消費電力が低くなるように交流位相制
御により制御を行うものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、電動
送風機の消費電力の制御には制御回路から信号を受ける
と、その端子間が導通するという性質を持っている双方
向性半導体素子が用いられ、交流位相制御により電動送
風機の消費電力の制御を行っていた。
【0004】近年、電気掃除機の吸込仕事率競争が激化
する中で電動送風機により多くの電力を消費させるた
め、この双方向性半導体素子における電力損失、及び交
流位相制御による電動送風機の空気力学的ファン効率の
低下も無視できなくなってきた。
【0005】本発明の目的は、吸込仕事率の最大点、ま
たは強い吸込力が必要なときに双方向性半導体素子での
電力損失をなくすことで電動送風機により多くの電力を
消費させ吸込力に優れた電気掃除機を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は双方向性半導体素子と並列に電気的開閉手
段を設け、吸込仕事率の最大点または強い吸込力が必要
なとき、すなわち、電動送風機の消費電力が最大となる
点でこの電気的開閉手段を閉じるようにする。
【0007】
【作用】電動送風機の消費電力または回転数を制御する
もので、制御回路からの信号により電動送風機へ流れる
電流の制御を行う双方向性半導体素子と並列に電気的開
閉手段を設け、吸込仕事率の最大点または強い吸込力が
必要なときにこの電気的開閉手段を閉じる。
【0008】こうすることで吸込仕事率の最大点、また
は強い吸込力が必要なときに双方向性半導体素子を非導
通状態とし、すなわち電力損失を発生させないようにす
ることで、従来双方向性半導体素子で消費されていた分
の電力を電動送風機に消費させることができ、強い吸込
力を得る事ができる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図1は本発明の一実施例による電気掃除機の制御
回路のブロック図である。この回路は商用電源1,電流
ヒューズ2,電動送風機3,電動送風機3への通電を制
御する双方向性半導体素子4,双方向性半導体素子4と
並列に接続される電気的開閉手段としてのリレー5,リ
レー5の接点の開閉を行うリレーコイル5aへの通電を
制御する双方向性半導体素子6,マイクロコンピュータ
7,集塵室内の負圧を検出する圧力検出手段8,制御回
路へ電力を供給する電源回路9,双方向性半導体素子4
および6をオンオフするためのトリガ信号を送るトリガ
回路10および11,マイクロコンピュータ7に基準と
なるクロック信号を発生する発振回路12,LEDの点
滅などにより運転状態を表示する表示回路13,使用者
が操作し、掃除機の運転,停止などを行う手元操作部1
4によって構成される。
【0010】使用者が、図3のように掃除機本体15に
ホース16,延長管17,吸口18を接続して電源プラ
グをコンセントに差し込み、手元操作部14を操作する
と、掃除機(すなわち電動送風機3)が運転を開始す
る。この時、マイクロコンピュータ7は、手元操作部1
4からの運転指令信号をP1端子で受け、OUT1端子
から運転指令信号に応じたトリガ信号を出力する。この
トリガ信号はトリガ回路10を通して双方向性半導体素
子4のG端子に送られる。双方向性半導体素子4はG端
子へトリガ信号が送られると主電極T1,T2間がオン
(導通)状態となり、電動送風機3が回転する。電動送
風機3にかかる電圧とトリガ信号の関係は図4のように
なり、トリガ信号のタイミングにより、電動送風機3に
かかる電圧が変化する。従って電流も変化し、消費電力
を変えることができる。このような制御方法を一般に交
流位相制御といいt/Tを交流位相制御角θとする。
【0011】また、圧力検出手段8から出力される集塵
室内の負圧に応じた信号をマイクロコンピュータ7のA
/D1端子に入力し、マイクロコンピュータ7内で演算
することで風量Qを求め、図2に示すような制御を行
う。
【0012】図2で、吸込仕事率最大点Pでの吸込仕事
率を高めるためには電動送風機3にできるだけ多くの電
力を消費させる事が必要である。なお、図2で、大風量
側及び低風量側で電動送風機の消費電力が少なくなって
いるが、これは大風量側では吸口が持ち上げられている
など、低風量側ではごみ詰り(フィルタやホース,延長
管内など)などにより、掃除を行うことができない状態
であるため、電動送風機の保護と無駄な電力消費を抑え
るため、電動送風機の消費電力が低くなるように制御し
ている。
【0013】双方向性半導体素子4では、素子がオン状
態にあってもそのT1−T2端子間に生じるオン電圧と
流れる電流の積で表わされる電力損失が発生するが、こ
の双方向性半導体素子4と並列に接点の接触抵抗が十分
に小さく、同じ電流を流したときの接点での損失が双方
向性半導体素子4と比べて少ないリレー5を接続すれば
双方向性半導体素子4のみを使用したときの損失と、リ
レー5を使用したときの損失の差の分の電力を従来より
も多く電動送風機3に消費させることができ、より高い
吸込仕事率または強い吸込力を得る事ができる。また、
一般に電気掃除機に用いられる電動送風機は、交流位相
制御などにより加えられる電圧の波形が歪んでいると効
率が低下する。(この効率低下による損失を制御損失と
呼ぶ。)そこで、吸込仕事率の最大点、または強い吸込
力が必要なとき、すなわち電動送風機3の消費電力を最
大とする点でマイクロコンピュータ7のOUT2端子よ
りトリガ回路11に信号を送り、双方向性半導体素子6
をオンさせ、リレーコイル5aに電流を流しリレー5の
接点を閉じるようにすることで電動送風機3に十分な電
力を消費させることが可能となる同時に、交流位相制御
による電圧波形の歪が無いため制御損失が無くなり、よ
り高い吸込仕事率、または強い吸込力を得る事ができ
る。
【0014】また、図5に示すように、電動送風機3に
流れる電流を検出する電流検出手段19,電流検出手段
19により検出された信号を増幅する増幅手段20,増
幅手段20により増幅された信号を整流する整流手段2
1,整流手段21で整流された信号を平滑する平滑回路
22を設ける。電流検出手段19,増幅手段20,整流
手段21,平滑回路22をまとめて電流検出回路23と
する。
【0015】図6は電流検出回路23の各部の電圧波形
で、電動送風機3に流れる電流は電流検出手段19によ
って電圧V1 に変換され、増幅手段20を通って電圧V
2 となり、整流手段21,平滑回路22を通ってマイク
ロコンピュータ7のA/D2端子に入力され、マイクロ
コンピュータ7内で演算を行うことで電動送風機3に流
れる電流を求めることができる。また、電動送風機3は
交流位相制御を行うと正弦波交流電圧を印加したときよ
りも電流の変動が大きく、また高調波成分が増加するた
め力率cosφ が低下する。
【0016】そこで、予め交流位相制御角θと力率cos
φ の関係を求めておき、交流位相制御角θが変化して
も正しい電力を求められるようにする。
【0017】ここで求められた電力と、予め設定してお
いた電動送風機3での消費電力の上限との比較を行い求
められた電力が設定値を超えている場合、リレー5が閉
じられていればこれを開き、双方向性半導体素子4によ
る交流位相制御により電動送風機3での消費電力を設定
値以下となるようにし、リレー5が開いているときは交
流位相制御の交流位相制御角θを変えて電動送風機3で
の消費電力が設定値以下となるように制御する。また、
求められた電力が設定値以下のときは、電気的開閉手段
が閉じていればそのまま閉じた状態を維持し、開いてい
るとき、すなわち、交流位相制御を行っているときはそ
のままの交流位相制御角θを維持する。また、その他の
実施例として、手元操作部14にスイッチを設け、その
スイッチが押されると双方向性半導体素子4と並列に接
続されたリレー5の接点が閉じるようにする。使用者は
強い吸込力が必要なときにこのスイッチを押すことで直
ちに強い吸込力を得る事ができ、より使い勝手の良い電
気掃除機とすることができる。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、双方向性半導体素子と
並列に電気的開閉手段を設け、この電気的開閉手段を閉
じることで、吸込仕事率最大点、または強い吸込力が必
要なときに電動送風機に十分な電力を消費させることが
でき、より高い吸込仕事率が得られる。またこれ以外の
ところでは、従来と同様の交流位相制御により使用状態
に合わせた吸込力に制御することで、吸込力に優れ、勝
手が良くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】制御回路のブロック図。
【図2】電気掃除機制御の一例の特性図。
【図3】電気掃除機の斜視図。
【図4】交流位相制御の特性図。
【図5】制御回路のブロック図。
【図6】電流検出回路各部の電圧波形図。
【符号の説明】
7…マイクロコンピュータ、9…電源回路、10…トリ
ガ回路、12…発振回路。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】本体ケースとそれに内蔵される電動送風機
    を有し、前記電動送風機の電力または回転数を制御する
    制御手段を有するものにおいて、前記制御手段のうち前
    記電動送風機への通電を決める開閉制御を行う双方向性
    半導体素子と並列に電気的開閉手段を設け、前記電気的
    開閉手段を電気掃除機の運転状態に応じて任意に閉じら
    れることを特徴とする電気掃除機。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記電気掃除機の吸込
    仕事率の最大点で前記電気的開閉手段を閉じる電気掃除
    機。
  3. 【請求項3】請求項1または請求項2において、前記電
    動送風機に流れる電流を検出する電流検出手段を有し、
    前記電流検出手段により検出された電流値と,予め設定
    された電流値を比較し、設定値以下であれば前記電気的
    開閉手段を閉じたままとし、設定値を超えていれば、前
    記電気的開閉手段を開いて双方向性半導体素子による開
    閉制御を用いて、前記電動送風機に流れる電流を基準値
    以下とする電気掃除機。
JP1126995A 1995-01-27 1995-01-27 電気掃除機 Pending JPH08196495A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7126174B2 (en) 1995-07-27 2006-10-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2007175137A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電気掃除機

Cited By (3)

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