JPH10165341A

JPH10165341A - 電気掃除機

Info

Publication number: JPH10165341A
Application number: JP9138885A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Senda; 典明千田
Original assignee: TEC CORP
Current assignee: TEC CORP
Priority date: 1996-10-09
Filing date: 1997-05-28
Publication date: 1998-06-23

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で電動送風機の加熱を防止し最大
仕事率の向上が図れる電気掃除機を提供する。【解決手段】電気掃除機本体内の電動送風機を回路基
板上に搭載する回路である制御手段を介して商用交流電
源に接続する。制御手段は、電動送風機および商用交流
電源間に直列に電力制御用のトライアックTrを備える。
トライアックTrのゲートに位相制御手段17を接続する。
トライアックTrに並列に接点18を有するスイッチ19と、
発熱体20と、発熱制御手段21とにて構成したスイッチ部
16を接続する。スイッチ部16に電動送風機に取り付けた
温度センサを接続する。電動送風機が加熱していない状
態では、スイッチ19を閉成しトライアックTrのオン電圧
降下分を損失せずに電動送風機２を駆動でき、最大仕事
率を増大できる。加熱状態ではスイッチ19を開成してト
ライアックTrを位相制御し過熱を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機の駆動を半
導体スイッチング素子を有した制御手段にて制御する電
気掃除機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気掃除機における電動送風機の
駆動制御として、例えば特開平５−４２０８９号公報に
記載のように、半導体スイッチング素子であるトライア
ックを用いて位相制御により電動送風機への電流の供給
を制御する構成が一般的に用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トライ
アックにより電動送風機へ供給する電流制御を行う従来
の電気掃除機において、トライアック自体の電圧降下が
あることから、電動送風機を最大仕事率で駆動させる際
にトライアックの電圧降下分が損失となり、実際に電動
送風機に供給される電力は、トライアックの電圧降下分
を差し引いた分となり、効率よく電動送風機を駆動でき
ない。

【０００４】また、接点を有したスイッチにて電動送風
機への電流の供給を制御することにより、電動送風機を
損失なく最大仕事率で駆動させることも考えられるが、
最大仕事率での電動送風機の加熱により、電動送風機お
よびこれを収納するケース体の損傷を招くおそれがある
問題がある。

【０００５】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、電動機の異常な加熱を防止し最大仕事率の向上が図
れる電気掃除機を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の電気掃除
機は、ケース体と、このケース体に収納された電動機
と、この電動機の温度を検知する温度検知手段と、前記
電動機の入力を制御する半導体スイッチング素子と、こ
の半導体スイッチング素子に並列に接続され接点を有し
たスイッチと、前記温度検知手段にて前記電動機が所定
温度以下を検知した時に前記スイッチを閉成可能とし、
前記温度検知手段にて前記電動機が所定温度を越えたこ
とを検知した時には前記スイッチを開成して前記半導体
スイッチング素子を介して前記電動機に電流を供給させ
る制御手段とを具備したものである。

【０００７】そして、温度検知手段にて電動機が所定温
度以下であることを検知した場合には、半導体スイッチ
ング素子に並列に接続した接点を有したスイッチを閉成
可能とし、このスイッチを閉成することにより半導体ス
イッチング素子を制御するための電圧降下分の損失がな
く最大仕事率が増大した状態で電動機を駆動させ、例え
ば最大仕事率で駆動することにより電動機が所定温度を
越えたことを温度検知手段にて検知した場合には、スイ
ッチを開成して半導体スイッチング素子を介して電圧降
下分の損失にて実質的に電動機の最大仕事率が低減した
状態で駆動させるため、電動機の異常過熱が防止され、
電動機およびケース体の損傷を防止する。

【０００８】請求項２記載の電気掃除機は、請求項１記
載の電気掃除機において、半導体スイッチング素子は、
逆極性で並列に接続された一対のトランジスタを備えた
ものである。

【０００９】そして、半導体スイッチング素子として逆
極性で並列に接続された一対のトランジスタを用いて電
動機に電流を供給させるため、トランジスタの電圧降下
が小さいのでより効率よく電動機が駆動される。

【００１０】請求項３記載の電気掃除機は、請求項１ま
たは２記載の電気掃除機において、電動機は、電動送風
機であるものである。

【００１１】そして、電動機として半導体スイッチング
素子の電圧降下の損失分が割合が増大する電動送風機を
用いるため、効率よく電動送風機が最大仕事率で駆動す
る。

【００１２】請求項４記載の電気掃除機は、請求項１な
いし３いずれか一記載の電気掃除機において、温度検知
手段は、制御手段を構成する回路素子の温度を検知する
温度センサを有したものである。

【００１３】そして、電動機の加熱により影響を受け易
い制御手段を構成する回路素子の温度を検知する温度検
知手段の温度センサを設けたため、電動機の異常過熱に
起因する回路素子の損傷をも防止できる。

【００１４】請求項５記載の電気掃除機は、請求項１な
いし４いずれか一記載の電気掃除機において、制御手段
は、スイッチの開閉動作の前後に半導体スイッチング素
子を介して電動機を最大入力で駆動させる制御を行うも
のである。

【００１５】そして、スイッチの開閉動作の前後では制
御手段により半導体スイッチング素子を介して電動機を
最大入力で駆動させるため、スイッチの電位差が小さく
なり、アークが生じにくくスイッチの損傷が防止され
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の電気掃除機の実施
の一形態を図面を参照して説明する。

【００１７】図３において、１は電気掃除機本体で、こ
の電気掃除機本体１は、内部に電動機である電動送風機
２を収容する電動送風機室およびこの電動送風機室の負
圧側に位置し吸込口３を開口する集塵室４が区画形成さ
れたケース体５を有している。そして、集塵室４内に
は、吸込口３から吸い込まれた塵埃を捕捉する図示しな
い集塵袋が着脱自在に取り付けられる。

【００１８】また、電動送風機２に集塵室４を介して連
通し風路を形成するホース６が吸込口３に接続され、こ
のホース６の先端には手許操作部７が設けられている。
そして、手許操作部７には、図３および図４に示すよう
に、電動送風機２の駆動状態を設定する各種操作ボタン
8a〜8dを備えた操作手段８が設けられている。さらに、
ホース６の先端には、風路を形成する延長管９，９を介
して下面に図示しない吸込口を開口する吸込口本体10の
接続管11が接続されて取り付けられている。

【００１９】次に、上記実施の一形態の制御構成につい
て図１および図２を参照して説明する。

【００２０】図２において、電気掃除機本体１内に配設
された電動送風機２は、電気掃除機本体１内に内蔵され
た制御手段15を介して商用交流電源ｅが接続されてい
る。そして、この制御手段15には、図１に示すように、
電動送風機２および商用交流電源ｅ間に接続される半導
体スイッチング素子である電力制御用のトライアックTr
と、このトライアックTrに並列に接続されたスイッチ部
16とを備えている。また、トライアックTrのゲートに
は、位相制御する位相制御手段17が接続されている。さ
らに、スイッチ部16は、接点18を有しサーモスタット機
能を有するスイッチ19と、このスイッチ19を開閉する発
熱体20と、この発熱体20への電流の供給を制御しての発
熱を制御する開閉手段としての発熱制御手段21とを有し
ている。なお、スイッチ19は、接点18を有した機械式で
あり、トライアックTrより導通抵抗は小さい。また、ス
イッチ部16には、発熱体20に直列に常閉型の電動送風機
２に取り付けられる温度検知手段を構成する温度センサ
22が接続されている。さらに、トライアックTrには、抵
抗ＲとコンデンサＣとが直列に接続された過渡電流を抑
制するスナバ回路23が並列に接続されている。

【００２１】そして、制御手段15には、図１に示すよう
に、ホース６の手許操作部７の操作手段８と、電動送風
機２および集塵室４の間に配設されたゴミ量検出手段を
構成する圧力センサ24と、および電気掃除機本体１の上
部に配設された複数の発光ダイオード25を備えた図示し
ない表示手段とが接続されている。

【００２２】次に、上記実施の一形態の動作を説明す
る。

【００２３】掃除時には、図示しない電源コードにより
電力を供給し、ホース６、延長管９，９および吸込口本
体10を電気掃除機本体１に接続し、ホース６の手許操作
部７の操作手段８を操作して、制御手段15は操作手段８
による設定に従って電動送風機２を所定の駆動状態に駆
動させ、ホース６の手許操作部７を押したり引いたりし
て吸込口本体10を床面上で走行させて掃除する。

【００２４】そして、吸込口本体10の下面に設けた吸込
口から床面上の塵埃を空気とともに吸い込み、この塵埃
を含む空気を延長管９，９およびホース６を介して集塵
室４内の集塵袋に吸い込み、塵埃は集塵袋に捕捉され、
濾過された空気は電動送風機２を介して排気される。

【００２５】また、掃除を続けると集塵袋に捕捉される
塵埃量が増大する。この集塵量の増大により、空気が集
塵袋を通過する抵抗が増大することにより、電動送風機
２の負圧側の負圧が増大するとともに風量が低下する。
そして、電動送風機２の負圧側の圧力を圧力センサ24に
て検知することにより、制御手段15が認識して制御手段
15は電動送風機２の駆動状態を変化、すなわち位相制御
手段17にてトライアックTrを位相制御して電動送風機２
の入力を可変制御する。さらに、制御手段15は、この電
動送風機２の駆動状態の変化とともに、圧力センサ24に
て検知した負圧に対応するゴミ量を算出して表示手段を
構成する複数の発光ダイオード25，25を適宜発光させて
ゴミ量を表示する。

【００２６】次に、制御手段15の動作を図５および図６
に示すフローチャートおよび図７に示すタイミングチャ
ートを参照して説明する。

【００２７】まず、制御手段15は、手許操作部７の操作
手段８からの電流を図示しない電流検知手段にて読み取
り、すなわち図７（ｂ）に示す閾値ｉ₁以上の電流の有
無を検知してホース６の接続の有無を検出する（ステッ
プ１）。そして、電流が閾値ｉ₁以下の場合は、ホース
６が外れていると判断し、１秒後に電動送風機２を停止
させる制御を行い、ステップ１に戻る。また、制御手段
15で閾値ｉ₁以上の電流が検出されると、ホース６が接
続されていると判断し、次に進む。

【００２８】そして、停止設定用の操作ボタン8aの入力
パルスがあるか否かを検出し（ステップ２）、すなわち
図７（ｂ）に示す閾値ｉ₁を越え閾値ｉ₂以下であるか
否かを判断し、閾値ｉ₁を越え閾値ｉ₂以下の場合は停
止設定用の操作ボタン8aが操作されたと判断し、図７
（ａ）に示すように電動送風機２を停止させる停止制御
を行い（ステップ３）、ステップ２に戻る。

【００２９】また、ステップ２で閾値ｉ₂以下でないと
判断された場合は、弱設定用の操作ボタン8bの入力パル
スがあるか否かを検出し（ステップ４）、すなわち図７
（ｂ）に示す閾値ｉ₂を越え閾値ｉ₃以下であるか否か
を判断し、閾値ｉ₂を越え閾値ｉ₃以下の場合は弱設定
用の操作ボタン8bが操作されたと判断し、図７（ａ）に
示すように電動送風機２を弱状態で駆動させる弱制御を
行い（ステップ５）、ステップ２に戻る。

【００３０】そして、ステップ４で閾値ｉ₃以下でない
と判断された場合は、強設定用の操作ボタン8cの入力パ
ルスがあるか否かを検出し（ステップ６）、すなわち図
７（ｂ）に示す閾値ｉ₃を越え閾値ｉ₄以下であるか否
かを判断し、閾値ｉ₃を越え閾値ｉ₄以下の場合は強設
定用の操作ボタン8cが操作されたと判断し、図７（ａ）
に示すように電動送風機２を強状態で駆動させる強制御
を行い（ステップ７）、ステップ２に戻る。

【００３１】さらに、ステップ６で閾値ｉ₄以下でない
と判断された場合は、自動設定用の操作ボタン8dの入力
パルスがあるか否かを検出し（ステップ８）、すなわち
図７（ｂ）に示す閾値ｉ₄を越え閾値ｉ₅以下であるか
否かを判断し、閾値ｉ₄を越え閾値ｉ₅以下の場合は自
動設定用の操作ボタン8dが操作されたと判断し、電動送
風機２を自動で駆動させる自動制御を行い（ステップ
９）、ステップ２に戻る。

【００３２】また、ステップ８で閾値ｉ₅以下でないと
判断された場合は、図７（ｂ）に示す最端閾値であると
して、ステップ２に戻り、ループを循環して待機状態に
なり、従前の動作を維持して、外来ノイズＮや操作手段
８が短絡した場合にも誤動作を生じないようにする。

【００３３】そして、強制御が選択された場合について
図６に示すフローチャートの動作を行う。

【００３４】なお、電動送風機２は入力が例えば１００
０Ｗ程度のものとする。また、電動送風機２の入力Ｐ
は、最大仕事率となるフルパワー＞Ｃ＞Ｂ＞Ａの大小関
係に設定され、圧力センサ24による電動送風機２の負圧
側の負圧Ｈはｄ＞ｃ＞ｂ＞ａの閾値の大小関係に設定さ
れ、これらの設定は制御手段15内の図示しない記憶手段
に記憶されている。

【００３５】そして、圧力センサ24にて検知した負圧Ｈ
が閾値ａに達したか否か、すなわちあまり集塵袋に塵埃
がたまっていない状態か否かを判断する（ステップ1
1）。この検知した負圧値の判断は、圧力センサ24から
発信させる電流値などの所定の信号が、制御手段15に設
けられた記憶手段にあらかじめ入力された閾値ａと比較
することにより判断する。

【００３６】そして、所定の負圧に達していない、すな
わち吸い込んだ塵埃の量がほとんどたまっていない状態
と判断した場合には、掃除性があまり低下していないも
のと判断して電動送風機２の入力ＰとしてＡの状態、例
えば８５０Ｗで駆動させるように位相制御手段17により
トライアックTrを位相制御して駆動させる（ステップ1
2）。この後、吸塵量が少なく電動送風機２の駆動が効
率よく吸引に作用しているので、フルパワーにする必要
がなく、スイッチ部16を開成した状態にすべく、スイッ
チ19を開成させる制御である発熱体20を発熱させないよ
うに発熱制御手段21にて制御し（ステップ13）、次に進
む。

【００３７】また、ステップ11で負圧Ｈが閾値ａ以上に
達したと判断した場合には、負圧Ｈが閾値ｂに達したか
否か、すなわち多少集塵袋に塵埃がたまった状態以上か
否かを判断する（ステップ14）。そして、負圧Ｈが閾値
ｂのレベルの負圧まで達しておらず、吸塵量が多少たま
った状態であると判断した場合には、吸塵による風路抵
抗により掃除性が低下した分を補うべく、電動送風機２
の入力ＰをＡの状態より仕事率が多少大きいＢの状態、
例えば９００Ｗ程度となるように位相制御手段17により
トライアックTrを位相制御して駆動させる（ステップ1
5）。この後、まだフルパワーにするほど掃除性が低下
していないので、ステップ13によりスイッチ19を開成さ
せる制御である発熱体20を発熱させないように発熱制御
手段21にて制御し、次に進む。

【００３８】そして、表示手段を構成する複数の発光ダ
イオード25，25のゴミたまりサインの一部を発光させ
て、集塵袋に多少塵埃がたまった状態である旨を表示さ
せる。

【００３９】さらに、ステップ14で負圧Ｈが閾値ｂ以上
に達したと判断した場合には、負圧Ｈが閾値ｃに達した
か否か、すなわち集塵袋に塵埃が半分程度以上たまった
状態か否かを判断する（ステップ16）。そして、負圧Ｈ
が閾値ｃのレベルの負圧まで達しておらず、吸塵量が多
少たまった状態であると判断した場合には、吸塵による
風路抵抗により掃除性が低下した分を補うべく、電動送
風機２の入力ＰをＢの状態より仕事率が多少大きいＣの
状態、例えば９５０Ｗ程度となるように位相制御手段17
によりトライアックTrを位相制御して駆動させる（ステ
ップ17）。この後、まだフルパワーにするほど掃除性が
低下していないので、ステップ13によりスイッチ19を開
成させる制御である発熱体20を発熱させないように発熱
制御手段21にて制御し、表示手段を構成する複数の発光
ダイオード25，25のゴミたまりサインの一部を発光させ
て、集塵袋に半分程度まで塵埃が捕捉された旨を表示さ
せて、次に進む。

【００４０】また、ステップ16で負圧Ｈが閾値ｃ以上に
達したと判断した場合には、集塵袋に塵埃が半分以上捕
捉された状態であると判断し、掃除性の低下分を補うべ
く、トライアックTrの制御により可能な電動送風機２の
入力Ｐの最大であるフルパワー状態の例えば１０００Ｗ
となるように位相制御手段17によりトライアックTrを制
御して駆動させる（ステップ18）。

【００４１】なお、このトライアックTrの制御によるフ
ルパワー制御では、トライアックTrのオン電圧降下に約
１Ｖ程度必要となるため、電動送風機２へはトライアッ
クTrのオン電圧降下分の損失が生じた状態で電力が供給
されることとなる。

【００４２】次に、圧力センサ24にて検知した負圧Ｈが
閾値ｄに達したか否か、すなわち集塵袋の８割程度に塵
埃がたまった状態か否かを判断する（ステップ19）。負
圧Ｈが閾値ｄのレベルの負圧まで達しておらず、吸塵量
がまだ８割程度まではたまっていない状態であると判断
した場合には、ステップ13に進み、表示手段を構成する
複数の発光ダイオード25，25のゴミたまりサインの一部
を発光させて、集塵袋に半分程度まで塵埃が捕捉された
旨を表示させて、次に進む。

【００４３】また、ステップ19で負圧Ｈが閾値ｄ以上に
達したと判断した場合には、集塵袋の８割程度以上に塵
埃がたまった状態であると判断し、さらなる仕事率を向
上させるべく、スイッチ部16を閉成させる制御を行う
（ステップ20）。すなわち、発熱制御手段21により、発
熱体20を発熱させてスイッチ19を閉成させるとともに、
位相制御手段17によるトライアックTrの位相制御を停止
し、スイッチ19を介して電動送風機２に電力を供給す
る。なお、位相制御手段17によるトライアックTrの位相
制御を停止せずとも、導通抵抗値がトライアックTrより
小さいスイッチ19を閉成することにより、電動送風機２
へはスイッチ19を介して電力が供給される。

【００４４】この状態では、トライアックTrはバイパス
されるので、トライアックTrのオン電圧降下がなく、電
動送風機２へは商用交流電源ｅのほとんどが印加される
真のフルパワーの状態となる。すなわち、トライアック
Trの約１Ｖのオン電圧降下分が損失した状態のフルパワ
ー制御に比して、このオン電圧降下分が電動送風機２に
印加されることにより仕事率が増大することとなり、掃
除性が向上することとなる。

【００４５】なお、この真のフルパワー制御であるスイ
ッチ部16の閉成制御は、電動送風機２の温度が所定温度
まで加熱していない状態、すなわち、電動送風機２に取
り付けられた温度検知手段としての温度センサ22が、電
動送風機２の温度が所定の温度まで達していないことの
検知により閉成し、スイッチ部16を構成する回路を閉成
させておく。

【００４６】この後、表示手段を構成する複数の発光ダ
イオード25，25のゴミたまりサインの全部を発光させ
て、集塵袋にほぼ一杯の塵埃が捕捉されて集塵袋を交換
する必要がある旨を表示させる。

【００４７】一方、真のフルパワー制御において、電動
送風機２の温度が所定温度以上にまで加熱したことを温
度センサ22にて検知することにより開成し、スイッチ部
16を構成する回路が開成して発熱体20が発熱せず、スイ
ッチ19が開成して電動送風機２への電力の供給が遮断さ
れ、電動送風機２の駆動が停止する。なお、この場合に
は、電動送風機２が所定温度より下がるまで、位相制御
手段17により再びトライアックTrを位相制御手段17によ
りフルパワーで駆動するように位相制御する。

【００４８】したがって、上記実施の形態によれば、温
度センサ22にて電動送風機２が所定温度以下であること
を検知した場合には、電動送風機２の駆動状態を制御す
るトライアックTrと並列に設けた接点18を有するスイッ
チ19を閉成させて、トライアックTrを制御するためのオ
ン電圧降下分を損失することなく電動送風機２を駆動で
き、最大仕事率を増大でき、掃除性を向上できるととも
に、温度センサ22にて電動送風機２が所定温度を越えた
ことを検知した場合には、スイッチ19を開成してトライ
アックTrのオン電圧降下分を損失し実質的に電動送風機
２の最大仕事率が低減した状態以下でトライアックTrを
制御して電動送風機２をフルパワー以下で駆動させるの
で、電動送風機２が過熱せず、例えば過熱防止用の電流
遮断スイッチなどを設けた場合に、電動送風機２の加熱
によりこの電流遮断スイッチが頻繁に開閉することを防
止でき、掃除作業性を向上できる。

【００４９】そして、押しボタン式のスイッチなどによ
り作業者が真のフルパワーとなるように回路を構成した
場合では、押しボタン式のスイッチの接点での放電を生
じるおそれがあるが、制御手段15によりトライアックTr
とスイッチであるスイッチ19とを切り換えるようにして
いるので、スイッチの接点での放電による作業者への影
響や押しボタン周辺の損傷などを防止できる。

【００５０】また、温度センサ22を電動送風機２に取り
付けたため、電動送風機２の温度を確実に容易に検知で
き、最大仕事率の状態である真のフルパワーでの駆動に
より電動送風機２が過熱して損傷することを確実に防止
できる。

【００５１】さらに、真のフルパワーにする際に、一旦
トライアックTrによるフルパワーに制御した後に真のフ
ルパワーとするため、スイッチ19の接点18，18間の電位
差を小さくでき、スイッチ19にアークが生じないのでス
イッチ19の損傷を防止できるとともに、寿命を延長でき
る。また、真のフルパワーの後のスイッチ19を開成する
場合にも同様に、トライアックTrによるフルパワー制御
を行うことにより、同様にスイッチ19にアークが生じる
ことを防止してスイッチ19の損傷を防止できる。

【００５２】次に、本発明の他の実施の形態を図８を参
照して説明する。

【００５３】この図８に示す実施の形態は、上記図１な
いし７に示す実施の形態のトライアックTrに代えて、電
流方向が逆極性となるように一対のトランジスタ26，27
にて半導体スイッチング素子を構成したものである。

【００５４】すなわち、電動送風機２および商用交流電
源ｅ間に、電力制御用の第１のトランジスタ26のエミッ
タを端子ａに接続し、コレクタを端子ｂに接続し、ベー
スを位相制御手段17に接続して第１のトランジスタ26を
接続する。さらに、電動送風機２および商用交流電源ｅ
間に、電力制御用の第２のトランジスタ27のコレクタを
端子ａに接続し、エミッタを端子ｂに接続し、ベースを
位相制御手段17に接続して、第２のトランジスタ27を第
１のトランジスタ26に並列に逆極性に接続し、これら第
１のトランジスタ26および第２のトランジスタ27にて半
導体スイッチング素子を構成している。

【００５５】そして、例えば図１ないし図７に示す実施
の形態と同様に強制御が選択された場合には、図６に示
すフローチャートの動作と同様の動作を行う。

【００５６】すなわち、圧力センサ24にて検知した負圧
Ｈが閾値ａに達したか否か、すなわちあまり集塵袋に塵
埃がたまっていない状態か否かを判断する（ステップ1
1）。この検知した負圧値の判断は、圧力センサ24から
発信させる電流値などの所定の信号が、制御手段15に設
けられた記憶手段にあらかじめ入力された閾値ａと比較
することにより判断する。

【００５７】そして、所定の負圧に達していない、すな
わち吸い込んだ塵埃の量がほとんどたまっていない状態
と判断した場合には、掃除性があまり低下していないも
のと判断して電動送風機２の入力ＰとしてＡの状態、例
えば８５０Ｗで駆動させるように位相制御手段17により
一対のトランジスタ26，27を交互にオンさせる。すなわ
ち、図９に示すように、制御手段15にてゼロクロスのパ
ルス出力してこのパルス出力に対応して制御手段の図示
しない計時手段にて所定時間Ｔを測定し、所定時間Ｔの
経過後に位相制御手段17にて第１のトランジスタ26およ
び第２のトランジスタ27のベースに次のパルス出力まで
電圧を印加させてオンさせ、電動送風機２にパルス状に
電力を供給して例えば８５０Ｗで駆動させる（ステップ
12）。この後、吸塵量が少なく電動送風機２の駆動が効
率よく吸引に作用しているので、フルパワーにする必要
がなく、スイッチ部16を開成した状態にすべく、スイッ
チ19を開成させる制御である発熱体20を発熱させないよ
うに発熱制御手段21にて制御し（ステップ13）、次に進
む。

【００５８】また、ステップ11で負圧Ｈが閾値ａ以上に
達したと判断した場合には、負圧Ｈが閾値ｂに達したか
否か、すなわち多少集塵袋に塵埃がたまった状態以上か
否かを判断する（ステップ14）。そして、負圧Ｈが閾値
ｂのレベルの負圧まで達しておらず、吸塵量が多少たま
った状態であると判断した場合には、吸塵による風路抵
抗により掃除性が低下した分を補うべく、電動送風機２
の入力ＰをＡの状態より仕事率が多少大きいＢの状態、
例えば９００Ｗ程度となるように位相制御手段17により
一対のトランジスタ26，27を交互にオンさせて駆動させ
る（ステップ15）。なお、この９００Ｗ程度の駆動は、
８５０Ｗ程度の場合のトランジスタ26，27のベースへの
電圧を印加させない時間ｔより短い時間にする。この
後、まだフルパワーにするほど掃除性が低下していない
ので、ステップ13によりスイッチ19を開成させる制御で
ある発熱体20を発熱させないように発熱制御手段21にて
制御し、次に進む。

【００５９】そして、表示手段を構成する複数の発光ダ
イオード25，25のゴミたまりサインの一部を発光させ
て、集塵袋に多少塵埃がたまった状態である旨を表示さ
せる。

【００６０】さらに、ステップ14で負圧Ｈが閾値ｂ以上
に達したと判断した場合には、負圧Ｈが閾値ｃに達した
か否か、すなわち集塵袋に塵埃が半分程度以上たまった
状態か否かを判断する（ステップ16）。そして、負圧Ｈ
が閾値ｃのレベルの負圧まで達しておらず、吸塵量が多
少たまった状態であると判断した場合には、吸塵による
風路抵抗により掃除性が低下した分を補うべく、電動送
風機２の入力ＰをＢの状態より仕事率が多少大きいＣの
状態、例えば９５０Ｗ程度となるように９００Ｗ程度の
場合より長い時間で位相制御手段17により一対のトラン
ジスタ26，27を交互にオンさせて駆動させる（ステップ
17）。この後、まだフルパワーにするほど掃除性が低下
していないので、ステップ13によりスイッチ19を開成さ
せる制御である発熱体20を発熱させないように発熱制御
手段21にて制御し、表示手段を構成する複数の発光ダイ
オード25，25のゴミたまりサインの一部を発光させて、
集塵袋に半分程度まで塵埃が捕捉された旨を表示させ
て、次に進む。

【００６１】また、ステップ16で負圧Ｈが閾値ｃ以上に
達したと判断した場合には、集塵袋に塵埃が半分以上捕
捉された状態であると判断し、掃除性の低下分を補うべ
く、電動送風機２の入力Ｐの最大であるフルパワー状態
の例えば１０００Ｗとなるように位相制御手段17により
一対のトランジスタ26，27を交互にオンさせて駆動させ
る（ステップ18）。すなわち、図１０に示すように、計
時手段による測定時間Ｔが０である計時を行わずに第１
のトランジスタ26および第２のトランジスタ27のベース
に電圧を印加し続けてオンさせ、電動送風機２にフルに
電力を供給してフルパワーで駆動させる。

【００６２】なお、このトライアックTrの制御によるフ
ルパワー制御では、トライアックTrのオン電圧降下に約
１Ｖ程度必要となるため、電動送風機２へはトライアッ
クTrのオン電圧降下分の損失が生じた状態で電力が供給
されることとなる。一方、トランジスタのオン電圧降下
は、図１１に示すように、スイッチ部16のスイッチ19の
ほぼ０のオン電圧降下よりは大きいがトライアックTrよ
り小さい。このため、電動送風機２へはトライアックTr
のオン電圧降下分の損失より小さい損失で電力が供給さ
れることとなる。

【００６３】したがって、電動送風機２にほとんど損失
なく電力を供給でき、効率よく駆動できる。

【００６４】また、トライアックTrに比して交互にオン
させるため、定格値を小さくできる。

【００６５】なお、上記各実施の形態において、圧力セ
ンサ24を設け、電動送風機２の負圧側の負圧を検知して
ゴミ量に対応して電動送風機２の強設定での電動送風機
２の駆動状態を可変させて説明したが、圧力センサ24に
かかわらず、手許操作部７の操作手段８による強設定に
より、電動送風機２が加熱していない状態ではスイッチ
19を閉成して真のフルパワーとなる制御を行い、電動送
風機２がある程度加熱している状態ではスイッチ19を開
成してトライアックTrやトランジスタ26，27によるフル
パワー制御を行うようにしてもよい。

【００６６】また、電動送風機２をスイッチ19を閉成し
た真のフルパワーの状態に制御して説明したが、図１２
に示すように接続される吸込口本体10に配設した回転清
掃体を回転させる電動機31や、吸込口本体10の走行輪を
回転させる電動機31、電気掃除機本体１の車輪用の電動
機などを制御してもできる。この場合には、それぞれス
イッチ部16，16を有する。なお、これらの電動機31より
電動送風機２の入出力値が大きいため、トライアックTr
およびトランジスタ26，27のオン電圧降下により損失す
る電力割合も大きくなるため、電動送風機２の駆動を制
御する制御手段15に設けることにより仕事率の効率が向
上する。

【００６７】さらに、温度センサ22を電動送風機２に取
り付けて説明したが、電動送風機２の駆動を制御する制
御手段15を構成する回路を搭載する図示しない回路基板
に設けてもよい。そして、この温度センサ22により、回
路の特に温度の影響を受けやすい半導体スイッチング素
子としてのトライアックTrやトランジスタ26，27などの
電気部品の温度を検知する。この構成によれば、簡単な
構成で容易に電動送風機２の加熱により影響を受け易い
制御手段15を構成する回路への熱的影響を防止できると
ともに、回路基板の電気掃除機本体１への組み込みによ
り一緒に組み込まれるため、組立製造性も向上できる。
なお、電動送風機２の温度は、回路基板が配設された雰
囲気温度により間接的に電動送風機２の温度を検知する
こともできる。

【００６８】また、スイッチ部16を開閉する構成として
スイッチ19を発熱体20の加熱により開閉させることによ
り行ったが、図１３および図１４に示すように、スイッ
チ19の代わりに電磁リレー33を用い、発熱体20の代わり
に電磁コイル34を用い、発熱制御手段21の代わりに電磁
リレー制御手段35を用い、電磁リレー制御手段35により
電磁コイル34に電流を流して生じる磁界により電磁リレ
ー33を開閉させるようにしてもできる。この構成によれ
ば、小型で容易にスイッチ部16の開閉が行えるサーモス
タットタイプに比して、回りへの熱的影響を考慮する必
要がなく、構成がさらに簡略化できる。

【００６９】一方、スイッチ部16に接点18，18を有し常
閉型の温度センサ22を発熱体20に直列に接続して説明し
たが、図１５および図１６に示すように、発熱制御手段
21に温度センサ37を接続し、温度センサ37からの電動送
風機２の温度に対応する電気信号に基づいて、発熱制御
手段21により発熱体20の発熱状態を制御するようにして
もできる。

【００７０】また、図１７および図１８に示すように、
温度センサ37を回路基板に設けトライアックTrやトラン
ジスタ26，27などの電子部品や回路基板の温度を検知す
るとともに、電動送風機２にも温度センサ37を取り付
け、いずれか一方の温度センサ37，37が所定の温度以上
を検知することにより、真のフルパワー制御からトライ
アックによるTrによる駆動制御をさせる構成としてもよ
い。この構成では、温度負荷に対して弱いトライアック
Trやトランジスタ26，27を電動送風機２の加熱から保護
できるとともに電動送風機２の過熱を防止でき、トライ
アックTrやトランジスタ26，27などの電子部品や回路基
板および電動送風機のいずれかの温度が低い時にのみス
イッチ部16を閉成させて真のフルパワー制御を行うよう
にすることにより、ゴミ詰まりなどの場合に電動送風機
２が過熱して、電動送風機２や電気掃除機本体１のケー
ス体などの損傷やトライアックTrやトランジスタ26，27
などの電子部品の損傷など、熱的影響を防止できる。

【００７１】

【発明の効果】請求項１記載の電気掃除機によれば、温
度検知手段の検知にて電動機が所定温度以下の場合に半
導体スイッチング素子に並列に設けた接点を有したスイ
ッチにて電動送風機を駆動させるので、半導体スイッチ
ング素子を制御するための電圧降下分の損失がなく電動
機を簡単な構成で容易に最大仕事率で駆動でき最大仕事
率を向上でき、電動機が所定温度を越えた場合にはスイ
ッチを開成可能とし、このスイッチを閉成して半導体ス
イッチング素子を介して電動機を駆動させるので、電動
機の異常過熱を防止でき、電動機およびケース体の損傷
を防止できる。

【００７２】請求項２記載の電気掃除機によれば、請求
項１記載の電気掃除機の効果に加え、半導体スイッチン
グ素子として逆極性で並列に接続した一対のトランジス
タを用いて電動機に電流を供給するため、トランジスタ
の電圧降下が小さいのでより効率よく電動機を駆動でき
る。

【００７３】請求項３記載の電気掃除機によれば、請求
項１または２記載の電気掃除機の効果に加え、電動機と
して半導体スイッチング素子の電圧降下の損失する割合
が増大する電動送風機を用いるため、効率よく電動送風
機を最大仕事率で駆動でき、掃除効率を向上できる。

【００７４】請求項４記載の電気掃除機によれば、請求
項１ないし３いずれか一記載の電気掃除機の効果に加
え、電動機の加熱により影響を受け易い制御手段を構成
する回路素子の温度を検知する温度検知装置の温度セン
サを設けたため、電動機の異常過熱に起因する回路素子
の損傷をも防止できる。

【００７５】請求項５記載の電気掃除機によれば、請求
項１ないし４いずれか一記載の電気掃除機の効果に加
え、スイッチの開閉動作の前後では制御手段により半導
体スイッチング素子を介して電動機を最大入力で駆動さ
せるため、スイッチの電位差を小さくでき、アークが生
じることによるスイッチ部の損傷を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気掃除機の実施の一形態を示す制御
手段のブロック図である。

【図２】同上電気掃除機本体の制御を示すブロック図で
ある。

【図３】同上電気掃除機本体の外観を示す斜視図であ
る。

【図４】同上手許操作部の近傍を示す斜視図である。

【図５】同上制御手段の動作を説明するフローチャート
である。

【図６】同上制御手段の動作を説明するフローチャート
である。

【図７】同上制御手段の動作を説明するタイミングチャ
ートである。

【図８】本発明の電気掃除機の他の実施の形態を示す制
御手段のブロック図である。

【図９】同上制御手段の動作を説明するタイミングチャ
ートである。

【図１０】同上制御手段の動作を説明するタイミングチ
ャートである。

【図１１】同上トライアック、トランジスタおよびスイ
ッチのオン電圧を比較するタイミングチャートである。

【図１２】本発明の電気掃除機のさらに他の実施の形態
を示す電気掃除機本体の制御のブロック図である。

【図１３】本発明の電気掃除機のさらに他の実施の形態
を示す制御手段のブロック図である。

【図１４】本発明の電気掃除機のさらに他の実施の形態
を示す制御手段のブロック図である。

【図１５】本発明の電気掃除機のさらに他の実施の形態
を示す制御手段のブロック図である。

【図１６】本発明の電気掃除機のさらに他の実施の形態
を示す制御手段のブロック図である。

【図１７】本発明の電気掃除機のさらに他の実施の形態
を示す制御手段のブロック図である。

【図１８】本発明の電気掃除機のさらに他の実施の形態
を示す制御手段のブロック図である。

【符号の説明】

１電気掃除機本体２電動機である電動送風機５ケース体 15 制御手段 18 接点 19 スイッチ 22 温度検知手段としての温度センサ 26 第１のトランジスタ 27 第２のトランジスタ 31 電動機 33 スイッチである電磁リレー 37 温度センサ Tr 半導体スイッチング素子であるトライアック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケース体と、このケース体に収納された電動機と、この電動機の温度を検知する温度検知手段と、前記電動機の入力を制御する半導体スイッチング素子
と、この半導体スイッチング素子に並列に接続され接点を有
したスイッチと、前記温度検知手段にて前記電動機が所定温度以下を検知
した時に前記スイッチを閉成可能とし、前記温度検知手
段にて前記電動機が所定温度を越えたことを検知した時
には前記スイッチを開成して前記半導体スイッチング素
子を介して前記電動機に電流を供給させる制御手段とを
具備したことを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】半導体スイッチング素子は、逆極性で並
列に接続された一対のトランジスタを備えたことを特徴
とする請求項１記載の電気掃除機。
【請求項３】電動機は、電動送風機であることを特徴
とした請求項１または２記載の電気掃除機。
【請求項４】温度検知手段は、制御手段を構成する回
路素子の温度を検知する温度センサを有したことを特徴
とする請求項１ないし３いずれか一記載の電気掃除機。
【請求項５】制御手段は、スイッチの開閉動作の前後
に半導体スイッチング素子を介して電動機を最大入力で
駆動させる制御を行うことを特徴とした請求項１ないし
４いずれか一記載の電気掃除機。