JPS63238826A

JPS63238826A - 電気掃除機

Info

Publication number: JPS63238826A
Application number: JP62071064A
Authority: JP
Inventors: 敏行平岡
Original assignee: Tokyo Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 1987-03-25
Filing date: 1987-03-25
Publication date: 1988-10-04

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、電気掃除機に係り１機器本体内に流れる風量
を一定に維持することができるようにした電気掃除機に
関する。

従来技術電気掃除機により掃除を行なう場合、掃除対象物、例え
ば畳や絨稙等、その種類によって電気掃除機本体に内蔵
された電動送風機に与える負荷が異なる。このため、電
気掃除機の集塵能力は、掃除対象物の種類により変動す
る。この場合、設計時における電気掃除機の集塵能力は
、電動送風機に与える負荷が大きい掃除対象物に適合さ
れて設定されるのが一般的である。いかなる掃除対象物
に対しても良好な掃除を行ない得るようにするためであ
る。したがって、電動送風機に与える負荷が小さい掃除
対象物を掃除する時には、電動送風機は過剰出力状態に
なっており、騒音の増大や消費電力の増大等の不都合を
もたらしている。

そこで、掃除対象物の種類に応じて電動送風機の出力を
変更することができるようにした電気掃除機が従来存す
る。このようなものの−例を第８図ないし第１０図に基
づいて説明する。第８図に示すものは電動送風機の制御
回路Ｓである。交流電源１に対し、雑音防止用コンデン
サ２を有する電動送風機のモータ３と、抵抗及びコンデ
ンサよりなる保護回路４が並列接続された電力制御素子
５とが直列に接続されている。

前記交流電源１には変圧器６の一次側が接続され、この
変圧器６の二次側にはダイオードブリッジよりなる整流
回路７が接続され、この整゛流回路７には定電圧回路を
構成する抵抗８及びツェナダイオード９が接続されてい
る。このツェナダイオード９には直列接続された二つの
抵抗１０．１１が並列接続され、これらの抵抗１０，１
．１の接続中点にはプログラマブルユニジャンクション
トランジスタ（以下、ｌ）　Ｕ　Ｔという）１２のゲー
トが接続されている。このＰＵＴ１２のカソード及びア
ノードには変圧器１３の一次側が接続されている。カソ
ードは直接的に、アノードはコンデンサ１４を介してで
ある。又、このコンデンサ１４と前記変圧器１３との接
続中点には、前記ツェナダイオード９と前記抵抗１］と
の接続中点が接続されている。一方、前記変圧器１３の
二次側は前記電力制御素子５のゲートに接続されている
。

しかして、絶縁部１５を有する摺動可変抵抗１６に抵抗
１７と調整用半固定抵抗１Ｂとが接続されてなる手元操
作部回路１９が設けられている。

この手元操作部回路１９は、前記ツェナダイオード９と
前記抵抗１０との接続中点、及び前記ＴＪ　Ｕ′ｒ１２
のアノードにそれぞれ接続されている。

第９図に示すものは手元操作部２０の外観構造図である
。この手元操作部２０は、前記手元操作部回路１９を内
蔵するものであり、フレキシブルなホース２１の大径接
続管２２に着脱自在に連結される握り管２３の小径接続
’ｆ２４に設けられている。すなわち、この小径接続管
２４には、掃除の対象物の種類が記された湾曲した表示
部２５が形成され、この表示部２５に沿ってスライドす
るカーソル２６が設けられている。このカーソル２６は
前記ｎＪ変低抵抗−６の１１ｆ変スイツチに接続されて
おり、スライドすることによりその抵抗値を１１ｉ−４
＝変するものである。

このような構造のものは、概略的には、モータ３に通電
される交流電流の位相角を可変抵抗１６の抵抗値により
変動させ、モータ３の出力を変化させるものである。す
なわち、ＰＵＴ１２は、抵抗１０．１１を通ることによ
り設定されているゲート電圧をアノード電位が越えた時
にオンになる。

したがって、手元操作部回路１９の可変抵抗１６の抵抗
値が変動することにより、ＰＵＴ１２がオンになるタイ
ミングがずれる。具体的には、可変抵抗１６の抵抗値が
最小の場合にアノード電位はゲート電圧を越えるように
決められている。したがって、アノード電位がゲート電
圧を越えない状態ではＩ’　Ｕ　Ｔ　１２がオフになっ
ているため、その時の電位はコンデンサ１４に充電され
る。そして、この充電された電圧とアノード電位との加
算値がグー１〜電圧を越えるとＰＵＴ１２がオンになる
。

このとき、可変抵抗１６の抵抗値が大きければ大きい程
コンデンサ１４の充電時間は長くなり、ＰＵ　’］：’
　１２がオンになるまでの時間が長くなる。

次いで、電力制御素子５は、交流電源１における交流波
形の１／２波長毎にゼロクロスパルスを発するとともに
、Ｐ　Ｕ　Ｔ１２のオンと同時にトリガパルスを発する
。このゼロクロスパルスとトリガパルスとの間の角を位
相制御角と定義する（以下、同様）。第１０図に示すグ
ラフは交流波形に対するゼロクロスパルスと１へリガパ
ルスとのタイミングチャートである。しかして、交流電
流においては、この位相制御角の部分はカットされるの
で、位相制御角の大きさに応じてモータ３の出力が変化
する。一方、上述したように、ｐ（変抵抗１６の抵抗値
が大きくなればなる程Ｐ　Ｕ　’１’　１２がオンにな
るまでの時間が長くなるので、同様に位相制御角も大き
くなる。したがって、可変抵抗］６の抵抗値を大きくす
ればモータ３への供給電力は小さくなり、その抵抗値を
小さくすればモータ３への供給電力は大きくなる。なお
、可変抵抗１６を絶縁部１５に切り換えれば、ＰＵＴ１
２がオフの状態でコンデンサ１４には充電されず、ＰＵ
ＴＪ２はオンにならない。したがって、電力制御素子５
はトリガパルスを発せず、モータ３への電力供給が遮断
される。

実際に電気掃除機を使用する際には、手元操作部２０の
カーソル２６を７スライドさせて可変抵抗１６の抵抗値
を変化させる。そこで、表示部２５における表示を参照
し、掃除をしようとする対象物の種類に応じた位置にカ
ーソル２６の位置を合せる。これにより、モータ３には
各掃除対象物に応じた供給電力が供給される。したがっ
て、モータ３に与える負荷が小さいような掃除対象物を
掃除する際には、モータ３への供給電力を低くすること
ができ、消費電力や騒音を低下させることができる。

発明が解決しようとする問題点モータ３を同一駆動電力で駆動した場合、電気掃除機本
体内にごみが詰ってくると、内部の風量が低下するため
に電気掃除機の集塵力が低下してくる。これに対しては
、上述した電動送風機の出力を変化させ得る構造のもの
では、電気掃除機の使用者が集塵力の低下を感覚的に察
知し、手元操件部２０でモータ３への供給電力を高める
ようにするしか対応策がない。もつとも、電動送風機の
出力が常時一定の構造のものでは、経時変化に伴う集塵
力の低下に全く対応することができない。

問題点を解決するための手段本発明は、電動送風機を交流電圧により駆動する電力制
御回路を設け、前記電動送風機の吸込側に検出部が配置
される圧力検出器を設け、この圧力検出器による検出結
果に基づき機器本体内を流れる風量を演算する風量演算
手段を設け、この風量演算手段により演算された風足を
予め設定された風量と一致させる位相制御角を持った交
流波形に電力制御部における交流電圧の交流波形を変換
する位相制御角補正手段を設けた。

作用電気掃除機本体内にゴミが詰ってくると、内部の風量が
低下してくる。これにより、電気掃除機本体内の圧力が
高まる。そこで、このような圧力の高まりが圧力検出器
により検出され、その検出結果を基に内部風力が風Ｍ演
算手段により算出される。すると、その算出された風量
が一定になるように、電力制御部における交流波形の位
相制御角が位相制御角補正手段により制御される。これ
により、電動送風機への供給電力が変動し、内部風量が
一定に保たれる。したがって、電気掃除機内にごみが詰
っていない初期状態における集塵能力が常時維持され、
良好な集塵作用が得られる。

同時に、ゴミの詰っていない初期状態においては、電動
送風機の出力を弱くしても充分な集塵作用が得られるの
で、その時には電動送風機自体の騒音が低くなるととも
に、その消費電力も少なくて済む。

実施例本発明の一実施例を第１図ないし第７図に基づいて説明
する。なお、従来の一例として示したものと同一部分は
同一符号で示し説明も省略する。

電気掃除機本体３０の吸込口３１にはホース２１が着脱
自在に連結され、このホース２１の大径接続管２２には
握り管２３の小径接続管２４が着脱自在に連結されてい
る。又、その握り管２３の端部にはブラシ３２が回転自
在に取付けられている。

次いで、前Ｈａ掃除機本体３０の内部構造について説明
する。前記吸込口３１に連通する位置に集塵袋３３が設
けられ、この集塵袋３３の後方には集塵フィルタ３４が
配設されている。その後方には前記電気掃除機本体３０
の内部を二分割する仕切板３５が設けられ、この仕切板
３５には電動送風機３６が取付けられている。更にその
後方には、外部に延出することができるとともに内部に
巻き込むことができる電源コード３７が巻回状態で保持
されている。又、前記電動送風機３６の近傍にはそのモ
ータ３を制御する電力制御部３８が配設されている。そ
して、この電力制御部３８には圧力検出器としての圧力
センサ３９が設けられ、その感圧部４０はビニールチュ
ーブ４１の一端に圧入されている。このビニールチュー
ブ４１の他端は前記仕切板３５を挿通して前記電動送風
機３６の吸込側に配置され、検出部ｄとなっている。

次いで、前記電力制御部３８のブロック図を第１図に示
す。風量演算手段としても作動するマイクロプロセッサ
４２と、メモリ４３と、インタフェース４４とよりなる
マイクロコンピュータ４５が設けられている。前記イン
タフェース４４には、電力制御回路４６が接続され、前
記圧力センサ３９がＡ／Ｄコンバータ４７を介して接続
されている。前記電力制御回路４６は従来の一例として
説明した制御回路Ｓと類似の構成を有する。第４図にそ
の回路図を示すが、省略された変圧器１３の入力側には
電力制御素子５とともに構成される位相制御角補正手段
４８が接続され、更に自動停止手段４９が接続されてい
る。又、前記制御回路Ｓには存在した手元操作部回路１
９が前記電力制御回路４６には省略されている。これに
代え、手元操作部２０に設けられた風量設定器５０及び
スイッチ５１が前記インタフェース４４に接続されて手
元操作手段が構成されている。なお、前記風量設定器５
０はコンパレータ５２を介して前記インタフェース４４
に接続されている。更に、とみ詰り警報器５３も前記イ
ンタフェース４４に接続されている。

このような構成において、第５図に電気掃除機本体３０
内における電動送風機３６の吸込側の圧力（以−ト、単
に圧力１）という）と電気掃除機本体３０内に流れる風
量（以下、単に風量Ｑという）との関係をその時の電力
制御回路４６における位相制御角（以下、単にＨという
）との関係とともに示す。このグラフは、モータ３に対
する供給電力が常に一定である場合のグラフである。同
グラフから明らかなように、風量Ｑが多い時には圧力Ｉ
）が低い。このような状態は、集塵袋３３に集塵された
ごみの是が少なく、電気ａ＃機本体３０内の通風状態が
良好に保たれて優れた集塵作用が実現している状態であ
る。これに対し、風：［ｍＱが少なくなると圧力Ｐが高
くなる。集塵袋３３にごみが多く堆積して内部の通風状
態が低下してしまっているからである。したがって、集
塵能力が低下している状態である。このような圧力Ｐと
風ｍＱとの関係は、第５図のグラフからも明らかなよう
に、略直線状に変化する。かつ、電力制御回路４６にお
ける位相制御角Ｈとの関係では、位相制御＝１２＝角Ｈが小さければ圧力Ｉ）が高まり、位相制御角Ｈが大
きければ圧力Ｐが低くなる。そこで、これらの圧力Ｐ、
風ＭＱ及び位相制御角Ｈの関係は、Ｑ　＝　ｋ　Ｐ　＋
　Ａ　　　　　・・・・・・■で表すことができる。な
お、Ａは待相制御角Ｈにより決められる補正係数である
。この補正係数Ａと位相制御角Ｈとは反比例の関係にあ
る。

しかして、本実施例におけるモータ３の制御の概略とし
ては、風量Ｑを一定に維持するため、圧力Ｐの変化を検
出してその圧力Ｐが変化した場合にはこれに合せて補正
係数Ａを変化させるものである。以下、具体的な制御動
作の流れを第６図のフローチャートに基づいて説明する
。まず、電源コード３７のコネクタが交流電源１に接続
されると、マイクロコンピュータ４５が起動する。その
後、スイッチ５１がオンにされると電力制御回路４６が
作動し、モータ３が位相制御角Ｈ１で起動する。次いで
、この時の補正係数Ａがルックアップされ、その値がメ
モリ４３に一時記憶される。

次いで、圧力センサ３９により圧力Ｐが検出され、その
値がメモリ４３に一時記憶される。ここで、検出された
圧力Ｐの値を基に電気掃除機が一定時間不使用であるか
否かが検出され、不使用である旨検出された場合には自
動的に電力供給を停止する自動停止動作が行なわれるが
、当該動作については後述する。次いで、前述したの式
がマイクロプロセッサ４２により演算されて風：ｌｔＱ
、が算出される。ここで、その算出された風量Ｑ、の値
を基に、集塵袋３３がごみでいっばいになったか否かが
検出され、いっばいになった場合にはとみ詰り警報を出
力するという動作が行なわれるが、当該動作についても
後述する。次いで、風量設定手段５０により任意に設定
された風ＭＱ。がサーチされ、風ｆｆ１Ｑ、と風量Ｑ。

との差が演算されてその結果が風ｆｆ１Ｑ、として算出
される。この風ｉＱ、は、現実の風量Ｑ１と操作者の願
望としての風量Ｑ。どのずれである。

しかして１本実施例における位相制御角の自動設定は、
その算出された風量Ｑ２の値から位相制御角Ｈ８に対す
る制御の度合いをマイクロコンピュータ４５が演算して
補正角Ｈ１として求めることにより行なうものである。

したがって、Ｑ２がＯであれば、現実の風量Ｑ１と設定
した風量Ｑ０とが一致しているのであって、そのまま現
在のモータ３の駆動状態を維持する。具体的には、交流
波形における位相制御角Ｈ８でのモータ３駆動を続行す
る。又、Ｑ２が０よりも大きい場合には、現実の風量Ｑ
、の方が設定した風量Ｑ。よりも大きいので、位相制御
角Ｈ９に補正角Ｈ□を加算して補正後の位相制御角Ｈ２
として求める。反対に、Ｑ２がＯよりも小さい場合には
、現実の風量Ｑ、は設定した風量Ｑ０よりも小さいので
、位相制御角Ｈ８に補正角Ｈ１を減算して補正後の位相
制御角Ｈ２として求める。これらの補正された位相制御
角Ｈ２はマイクロプロセッサ４２により演算されて算出
され、これに応じた位相制御信号として位相制御角補正
手段４８に送られる。具体的には、電力制御素子５がゼ
ロクロスパルスに位相制御角Ｈ２分だけ遅らされたトリ
ガパルスを発するように仕向ける信号が位相制御信号で
ある。

こうして、本実施例においては、電気掃除機本体３０内
の風ＭＱは、経時変化にかかわらす、風量設定手段５０
により設定された任意の風量Ｑ。

に維持される。ここで、経時変化により風量Ｑが変化す
る要因の代表例として集塵袋３３のごみ詰り現象を考慮
し、風量Ｑとごみ詰りの量との関係を第７図のグラフに
示す。同グラフ中、破線はモータ３を一定の駆動電力を
もって駆動した場合の関係を示す。グラフより明らかな
ように、ごみ詰り是が増えれば風量Ｑが低下する。した
がって、この時には集塵能力も低下する。一方、実線は
本実施例における制御手段をもってモータ３の出力を制
御した場合の関係である。ごみ詰り量が一定の景を越え
ない限り、その量の多少にかかわらず風量゛Ｑは一定値
に維持されている。モータ３を駆動する電源１の位相制
御角Ｈが風ｉＱを一定に維持するように自動制御される
からである。これにより、集塵能力に変動がない一定の
焦塵作業を実現し得る。

次いで、前述した一定時間不使用時の場合の自動停止動
作について説明する。圧力センサ３９により圧力Ｐが検
出され、その値がメモリ４３に一時記憶された後、メモ
リ４３内よりこのフローチャートの前回のルーチンにお
ける圧力Ｐ′が読みだされ、この圧力Ｐ′と検出された
圧力Ｐとが一致しているか否かが見られる。そして、概
略的には、圧力Ｐと圧力Ｐ′とが一定時間一致している
なら電気掃除機は不使用状態にあると判断し、モータ３
等への電力供給を遮断する。すなわち、圧力Ｐと圧力Ｐ
′とが一致している場合、自動停止手段４９内のカウン
タＣＴを＋１する。そして、このカウンタＣＴの値がＸ
になるまで同様の状態が存続した時にモータ３等への電
力供給を遮断する。一方、カウンタＣＴの値がＸに達す
る以前に圧力Ｐと圧力Ｐ′とが不一致状態になった場合
、カウンタＣＴはＯに戻す。なお、カウンタＣＴの値が
Ｘになるまでの時間を例えば１０分間に設定すれば、１
０分間不使用のときに自動停止する仕様となる。

次いで、前述した４４　ＪＩ：４袋３３がごみでいっば
いになった時の警報動作について説明する。前述した０
式の演算後、補正係数ＡがＡｍａｘ以上になったかどう
かが検出される。Ａｍａｘとは、位相制御角ＨがＯにな
る補正係数である。したがって、補正係数Ａｍａｘの時
にモータ３の出力が最大となる。

この時点は、第７図のグラフにおいて、ごみ詰り量の増
加に従って風量Ｑが急激に低下せんとする瞬間の時点で
ある。そこで、補正係数ＡがＡｍａｘ以上になった場合
、風量Ｑ、がＱ　ｍｉｎを越えて小さくなったか否かが
検出される。Ｑｍｉｎとは、良好な集塵作業を行なえな
い程低下した風量Ｑの値であり、任意値に設定される。

第７図にはその具体的値の一例を示す。しかして、風＋
ＩｆＱ□がＱｍｉｎを越えて小さくなった場合、既に良
好な集塵作業を期待できないのであるから、とみ詰り警
報器５３によりごみ詰り警報を出力する。

発明の効果本発明は、電動送風機の吸込側に圧力検出器を設け、こ
の圧力検出器の検出結果に基づき機器本体内を流れる風
量を風量演算手段により演算し、この演算結果たる風量
が一定になるように電力制御部の交流波形の位相制御角
を位相制御角補正手段により制御するようにしたので、
経時変化にかかわらず電気掃除機本体内に流れる風量が
一定に保たれ、したがって、電気掃除機内にゴミの詰っ
ていない初期状態における集塵能力が常時維持されて良
好な集塵作用が得られると同時に、ゴミの詰っていない
初期状態では電動送風機の駆動力を高める必要がないの
で電動送風機自体の騒音が低くなるとともにその消費電
力も少なくて済む等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は電気的接続を示すブロック図、第２図は全体の
縦断側面図、第３図は圧力センサの圧力検出場所を示す
側面図、第４図は電力側、御回路の一部省略した回路図
、第５図は圧力と風量との関係を示すグラフ、第６図は
動作の流れを示すフローチャー１−１第７図は風量とご
み詰りの址との関係を示すグラフ、第８図は従来の一例
を示す電力制御回路の回路図、第９図はその手元操作部
の側面図、第１０図は交流波形に対するゼロクロスパル
スとトリガパルスとのタイミングチャートである。３６・・・電動送風機、３９・・・圧力センサ（圧力検
出器）、４２・・・マイクロプロセッサ（風量演算手段
）、４６・・・電力制御回路、４８・・・位相制御角補
正手段、４９・・・自動停止手段、５３・・・ごみ詰り
警報器、ｄ・・・検出部出　願　人　　東京電気株式会社ｍｌ＠ｍｌ復

Claims

【特許請求の範囲】１、電動送風機を交流電圧により駆動する電力制御回路
と、前記電動送風機の吸込側に検出部が配置される圧力
検出器と、この圧力検出器による検出結果に基づき機器
本体内を流れる風量を演算する風量演算手段と、この風
量演算手段により演算された風量を予め設定された風量
と一致させる位相制御角を持った交流波形に前記電力制
御部における交流電圧の交流波形を変換する位相制御角
補正手段とよりなることを特徴とする電気掃除機。２、電動送風機を交流電圧により駆動する電力制御回路
と、前記電動送風機の吸込側に検出部が配置される圧力
検出器と、この圧力検出器による検出結果に基づき機器
本体内を流れる風量を演算する風量演算手段と、この風
量演算手段により演算された風量を予め設定された風量
と一致させる位相制御角を持った交流波形に前記電力制
御部における交流電圧の交流波形を変換する位相制御角
補正手段と、この位相制御角補正手段により補正される
位相制御角の理論値が０を越えたときには警報を発する
ごみ詰り警報器とよりなることを特徴とする電気掃除機
。３、電動送風機を交流電圧により駆動する電力制御回路
と、前記電動送風機の吸込側に検出部が配置される圧力
検出器と、この圧力検出器による検出結果に基づき機器
本体内を流れる風量を演算する風量演算手段と、この風
量演算手段により演算された風量を予め設定された風量
と一致させる位相制御角を持った交流波形に前記電力制
御部における交流電圧の交流波形を変換する位相制御角
補正手段と、前記圧力検出器の検出結果が長時間同一で
ある場合には前記電動送風機への電力供給を停止する自
動停止手段とよりなることを特徴とする電気掃除機。