JPH08215121A - 電気掃除機の通信方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気掃除機において、手元部から掃除機本体
に確実に信号伝送を行えるようにすることを目的とす
る。 【構成】 電気掃除機に内蔵された電動送風機２と、電
動送風機２の制御を行うモータ制御回路３と、本体受信
手段５と、手元部の手元送信手段６と、手元操作回路７
とで構成され、手元操作回路７からの信号を、手元部へ
の電源供給用の交流波形の半波に重畳させて通信を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気掃除機の通信方法
に関すものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気掃除機のモータ制御装置に
は、スイッチング半導体素子を用いた位相制御方式の回
路が多く用いられている。これは、ＩＣ回路や抵抗、コ
ンデンサ等からなる時定数回路により交流電源の零クロ
ス点より一定時間経過後にスイッチング素子を動作させ
ることにより、電動送風機への電力供給を制御するもの
である。

【０００３】図５は、従来の電気掃除機の制御回路のブ
ロック図である。交流電源１は、掃除機本体９内のモー
タ内蔵の電動送風機２及びホース１０の配線を介して手
元部１１に供給される。手元部１１の電源回路８により
交流電圧を降圧しさらに直流に変換し、手元操作回路７
等に電源が供給される。操作回路７には、電動送風機２
のＯＮ／ＯＦＦと吸い込み力等を選択するスイッチ等が
備えられ、使用者が任意に選択できるようになってい
る。使用者が選択したスイッチ情報は手元操作回路７で
処理され、さらにモータ位相制御情報に変換され本体９
へ送られる。本体９のモータ制御回路３によりモータ位
相制御情報が処理され電動送風機２が制御される。

【０００４】従来、ホース１０の内部の配線として、電
源供給線２本と、モータ制御信号線２本の計４本が使用
されていたが、最近、電源供給線にモータ制御信号を重
畳させ、ホース１０内部の配線を２本に減少させた電気
掃除機が登場している。具体的には、ホース内部配線の
電圧が交流の場合と直流の場合とに分けられ、それぞれ
回路構成や手段が異なる。

【０００５】例えば図４に示すように、交流半波に位相
時間ａでＨ／Ｌするパルスを送信する方式（図４のアの
波形）、交流半波のピーク電圧値ｂを制限し、電圧値ｂ
に対応しあらかじめ設定された位相制御量に変換する方
式（図４のイの波形）、直流の電圧値ｃを変化させ、電
圧値ｃに対応しあらかじめ設定された位相制御量に変換
する方式（図４のウの波形）等により手元部１１と本体
９間の信号伝送を行っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記構成ならびに作用
により、従来の電気掃除機の通信方法は手元部１１から
掃除機本体９へモータ制御信号をアナログ量として伝送
しているため、回路を構成する素子のばらつきや外乱の
影響により伝送する信号が変化し、常に正確な信号受信
ができない。最悪の場合、手元操作部からの操作で掃除
機が動作しない等の不具合が発生する。

【０００７】本発明は、上記問題点を解決するもので、
手元部から掃除機本体に確実に信号伝送を行う電気掃除
機の通信方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第１の手段として、モータ内蔵の電動送風機と、電動
送風機への供給電力を変化させるモータ制御回路と、手
元部からの位相信号を検知しモータ制御回路に位相信号
を出力する本体受信手段と、電動送風機のＯＮ／ＯＦＦ
と吸い込み力の選択スイッチを備えモータ位相制御量を
出力する手元操作回路と、手元操作回路から出力された
モータ位相制御量を変換する手元送信手段を設け、前述
の手元操作回路からの信号を手元部への電源供給用の交
流波形の半波のみに重畳させて手元送信手段から本体受
信手段へ送信するようにしたものである。

【０００９】第２の手段として、手元操作回路からの信
号をディジタル信号化し、前述のディジタル信号をパル
ス波形として電源供給用の交流波形に重畳させて、手元
送信手段から本体受信手段へ送信するようにしたもので
ある。

【００１０】第３の手段として、手元操作回路から出力
されたモータ位相制御量が小さいほど、手元送信手段か
ら出力される送信内容に大きな数値を割り付け、前述の
手元操作回路からのモータ位相制御量をディジタル化し
た数値を通信番号とし、通信番号の下位桁から順に手元
送信手段から本体受信手段へ送信するようにしたもので
ある。

【００１１】第４の手段として、前述の通信番号を複数
個の交流半波成分に分けて送信するようにしたものであ
る。

【００１２】

【作用】第１の手段によれば、手元操作回路に備えられ
たスイッチ等を使用者が操作すると、その操作に応じた
信号が手元操作回路から手元送信手段へ送られる。ここ
で、手元回路への交流電源供給線の半波成分に前述の信
号が重畳され、本体受信手段へ送信される。本体受信手
段では、手元からの信号に応じて、モータ制御回路を動
作させ、電動送風機を制御する。従って、手元−本体間
の配線を２本とすることができる。

【００１３】第２の手段によれば、手元送信手段から本
体受信手段への信号をディジタル化することによって、
アナログ量を送信する方法よりも回路素子のばらつきや
外乱に強く、エラーが少ない伝送が行える。

【００１４】第３の手段によれば、手元送信手段から本
体受信手段へ送信するディジタル信号を、モータ位相制
御量に対応した通信番号とし、さらにこの通信番号を下
位桁から順に送信する。この通信番号には、モータ位相
制御量が小さいほど大きな数値を割り付ける。つまり、
通信途中で信号の欠落が生じた場合、モータ位相制御量
が大きくなるため、電動送風機への電力供給量が減少す
る。

【００１５】第４の手段によれば、手元回路への電源供
給線の交流半波成分に通信信号を複数個に分けて重畳さ
せる。これは、半波成分に多くのパルス波を重畳させる
と、回路素子のばらつきや外乱によって通信信号のエラ
ー発生が多くなり、さらに回路構成が複雑化するためで
ある。

【００１６】

【実施例】以下に本発明の第１の実施例を図１、図２を
参照し説明する。

【００１７】交流電源１は、掃除機本体４の電動送風機
２と電源回路４、手元部１１の電源回路８に接続されて
いる。電動送風機２は、モータ制御回路３によって制御
されるよう構成されている。さらに、手元部１１は、使
用者が任意に電動送風機２を制御できるスイッチ等が備
えられている手元操作回路７、手元操作回路７からの信
号を受け取り本体４へと信号を送信する手元送信手段
６、手元操作回路７と手元送信手段６に電源を供給する
電源回路８によって構成されている。

【００１８】使用者が手元操作回路７のスイッチ等を操
作すると、それに応じた信号が手元操作回路７から手元
送信手段６へと送られる。手元送信手段６では、本体９
からの電源供給線の交流波形の半波成分に送信信号を重
畳させる（図２のウ）。ここで、交流波形の送信信号の
重畳方法には、フォトカプラによる半波成分のＯＮ／Ｏ
ＦＦ等の手段がある。送信信号が重畳した波形は、ホー
ス１０を介し、本体９の本体受信手段５で受信される。
さらに、本体受信手段５では、交流波形の半波成分から
送信信号のみを分離する。ここで、交流波形から送信信
号を分離する方法は、フォトトランジスタによる波形の
分離がある。そして、送信信号をモータ位相制御信号に
変換し、モータ制御回路３を動作させ、電動送風機２を
制御する（図２のオ）。

【００１９】第２の手段によれば、第１の手段の送信信
号をディジタル化する。例えば、従来の位相制御方式で
はアナログ量によって電動送風機２を制御していたが、
本発明では手元送信手段６から本体受信手段５の間で位
相制御時間を数値化して送受信を行う。これにより、回
路素子の定数ばらつきによる位相時間の進み、遅れが少
なくなり、また、ノイズによる誤動作も減少できる。

【００２０】第３の手段によれば、手元送信手段６にお
いて、操作に応じた通信番号を割り付ける（表１）。こ
の際、モータ位相制御量が小さい（電動送風機の消費電
力が大きくなる）ほど、大きな番号を割り付ける。例え
ば、下記に示す（表１）より、消費電力７７０Ｗに対応
する通信番号は、「３１２」となる。送信順序は、通信
番号の下位桁から順に行うため、２、１、３の順に送信
する。

【００２１】

【表１】

【００２２】ここで、外乱により送信に欠落が生じた場
合について図３をもとに説明する。例えば、使用者の操
作によって電動送風機の消費電力７７０Ｗを選択したと
する。選択された情報は手元部１１の手元送信手段６に
おいて通信番号「３１２」に変換される。さらに、通信
番号はパルス波形に変換され、手元部１１の電源供給線
の半波成分に重畳される（図３の波形ア）。しかし、前
述の波形がホース１０を伝わる際に、外乱が加わる場合
がある。例として第３波目に外乱が加わると、図３の波
形イのようになる。この結果、本体９には図３のウに示
す波形が現れる。従って、本体受信手段５によって波形
ウから通信番号「０１２」が出力され、この通信番号
「０１２」より電動送風機の消費電力２６０Ｗ（表１）
に対応する位相制御量がモータ制御回路３に送られ、電
動送風機２を制御する。つまり、外乱が加わり、通信番
号の欠落が発生した場合、モータ位相制御量が大きく
（電動送風機２の消費電力が小さく）なり、電動送風機
２の回転数増加による種々の不具合が防止できる。

【００２３】さらに第４の手段によれば、、通信番号を
複数個のパルス波形で構成された複数個のブロックに分
け（図１の波形イ）、手元部への電源供給線の各交流半
波に各ブロックのパルス波を重畳させる（図１のウ）。
本実施例では、１個の半波成分には最大３個のパルスが
重畳した。

【００２４】本体９内の本体受信手段４では、まず手元
部１１の電源供給線の半波成分に重畳されたパルス波形
を分離し（図１の波形ウ）、パルス波形を通信番号に復
元する。次に、各通信番号に対応するモータ位相制御量
に変換する。つまり、通信番号「３１２」より電動送風
機の消費電力７７０Ｗに対応するモータ位相制御量を出
力する。そして、この位相制御量を用いて、モータ制御
回路３が電動送風機２を制御する（図１の波形オ）。

【００２５】ここで、通信番号を複数個に分けた理由
は、第３の手段に示すように外乱による信号の欠落の際
のに有利性がある。さらに、１つの半波成分に多くのパ
ルスを重畳させると、パルス波形の立ち上がりに急峻性
が要求され、そのために回路が複雑化する。以上の理由
により、商用電源の周波数にパルス波形を重畳させる限
度は４パルス以内と考えられ、より多くの情報を送信す
るためには複数個の半波にパルス波形を重畳させる必要
がある。

【００２６】

【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明は以下のような効果がある。

【００２７】第１の手段によれば、手元部への電力供給
と電動送風機の制御を、ホース配線２本のみで行い、さ
らに、電源供給線の交流半波成分のみにモータ位相制御
情報を重畳させているため、手元部への安定的な電源供
給と、信頼性の高いモータ位相制御情報の送信を行うこ
とができる。

【００２８】第２の手段によれば、制御情報を番号（デ
ィジタル）化したため、回路素子のばらつきや外乱に強
く、安定した通信を行うことができる。

【００２９】第３の手段によれば、通信番号の割り付け
と送信順序を考慮した結果、送信中に通信番号の欠落が
発生した場合、電動送風機の消費電力を低下させる方向
となり、電動送風機の暴走やそれに起因する危険が回避
される。

【００３０】第４の手段によれば、通信番号を複数個の
半波に分散させたため、回路素子のばらつきや外乱に強
く安定した制御を行うことができる。さらに、回路精度
を高く設計する必要がないため、回路構成が容易にな
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
回路のブロック図

【図２】同制御回路での信号波形の変化と動作の説明図

【図３】同制御回路での外乱が途中で加わった際の信号
変化の説明図

【図４】従来の電気掃除機の信号伝送の波形図

【図５】従来の電気掃除機の制御回路のブロック図

【符号の説明】

３ モータ制御回路 ５ 本体受信手段 ６ 手元送信手段 ７ 手元操作回路 ９ 掃除機本体 １０ ホース １１ 手元部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータ内蔵の電動送風機と、電動送風機
   への供給電力を変化させるモータ制御回路と、手元部か
   らの位相信号を検知しモータ制御回路に位相信号を出力
   する本体受信手段と、電動送風機のＯＮ／ＯＦＦと吸い
   込み力の選択スイッチを備えモータ位相制御量を出力す
   る手元操作回路と、手元操作回路から出力されたモータ
   位相制御量を変換する手元送信手段を設け、前述の手元
   操作回路からの信号を手元部への電源供給用の交流波形
   の半波のみに重畳させて手元送信手段から本体受信手段
   へ送信することを特徴とする電気掃除機の通信方法。
2. 【請求項２】 手元操作回路からの信号をディジタル信
   号化し、ディジタル信号をパルス波形として電源供給用
   の交流波形に重畳させて、手元送信手段から本体受信手
   段へ送信することを特徴とした請求項１記載の電気掃除
   機の通信方法。
3. 【請求項３】 手元操作回路から出力されたモータ位相
   制御量が小さいほど、手元送信手段から出力される送信
   内容に大きな数値を割り付け、前述の手元操作回路から
   のモータ位相制御量をディジタル化した数値を通信番号
   とし、通信番号の下位桁から順に手元送信手段から本体
   受信手段へ送信することを特徴とする請求項１または２
   記載の電気掃除機の通信方法。
4. 【請求項４】 通信番号を複数個の交流半波に分けて送
   信することを特徴とする請求項３記載の電気掃除機の通
   信方法。