JPH10108813A - 電気掃除機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気掃除機における吸い込み力の向上とモー
タ消費電力設定の簡便さを図ることを課題とする。 【解決手段】 モータ２と、モータ制御手段１１と、第
１の位相制御設定手段９−１と、第２の位相制御設定手
段９−２と、モータ電力測定手段１０で構成し、前記第
１の位相制御設定手段９−１はモータの消費電力があら
かじめ定められた一定値になるようモータ位相を変化さ
せ、前記第２の位相制御設定手段はモータの消費電力が
減少傾向になるとモータの消費電力を増加させるようモ
ータ位相を変化させるように作用し、２つの位相制御設
定手段が異なったモータ位相制御を行うことにより、モ
ータの消費電力を制御し、吸い込み力の向上を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、位相制御によりモ
ータへの電力供給制御を行う電気掃除機の制御装置に関
する。

【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、モータ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ブロ
ック図である。交流電源１は、モータ２及び接点３を介
しホース４を通して手元部５に供給され、手元部５の手
元部回路６に電源が供給される。さらに手元部回路６か
らの信号はフォトカプラ７を介し所望の位相制御量に応
じた信号が交流電源の零クロス点に同期して出力され
る。この位相信号は接点３を介してホース４，掃除機本
体８へと伝達される。また位相制御設定手段９は、モー
タ電力測定手段１０等による掃除機の運転状態により位
相を決定し、手元部５からの位相信号と共にモータ制御
手段１１に入る。

【０００４】ここで、風量変化に応じてモータ２の消費
電力の変化について図６を参照しながら説明する。

【０００５】電気掃除機はモータ位相が一定の場合、塵
埃等によってその吸い込み（以下風量という）がＱ１か
らＱ３に低下するとモータの消費電力がＰ１からＰ３に
低下する。ここで消費電力があらかじめ設定した値より
も低下した場合に、モータ位相を早める制御を行うと、
吸い込み力の増加を図ることができる。つまり、吸い込
み力を定性的に表す吸込仕事率が最大になる風量点をＱ
２、その際の消費電力をＰ２とする。この点付近を消費
電力最大点（Ｑ３，Ｐ３）として、Ｑ３以下の風量の場
合、位相制御を行う。つまり、掃除機が動作中で、掃除
機内部に塵埃等がなく、かつ吸い込み操作を行っていな
い場合（以下開放時という）は、位相制御により消費電
力を低減させ、また騒音やモータの温度上昇等の問題点
が解決された。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、吸込仕事率の
最大点とモータ消費電力の最大点を近づけることが難し
く、また吸込仕事率の最大点はモータ単体や電気掃除機
本体の個々の性能に依存する。さらに、モータ消費電力
の最大点の調整が掃除機本体組立後、個々に必要になる
開放時の消費電力設定値がモータの消費電力最大点に依
存する等の問題点がある。

【０００７】本発明は上記問題点を解決するもので、モ
ータ単体や掃除機本体に依存することが少なく、組立後
の調整も個々に行える電気掃除機の制御装置を提供する
ことを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、ファン内蔵のモータと、前記モータを駆
動させるモータ制御手段と、モータの消費電力を測定す
るモータ電力測定手段と、前記モータ電力測定手段から
の信号を受け位相制御量を決定する第１の位相制御設定
手段と、第２の位相制御設定手段とを備え、前記第１の
位相制御設定手段はモータの消費電力があらかじめ定め
られた一定値になるようモータ位相を変化させ、前記第
２の位相制御設定手段は、モータの消費電力が減少傾向
になるとモータの消費電力を増加させるようモータ位相
を変化させるものである。

【０００９】従って、モータ電力測定手段が測定するモ
ータの消費電力測定値は第１の位相制御設定手段と第２
の位相制御設定手段の入力となり、第１の位相制御設定
手段と第２の位相制御設定手段からのそれぞれの出力位
相時間は、位相時間が遅い位相が優先され、モータ制御
手段の入力となって、２つの位相制御設定手段が異なっ
たモータ位相制御を行うことにより、モータの消費電力
を制御し、吸い込み力の向上を図るものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は請求項１記載の発明のよ
うに、ファン内蔵のモータと、前記モータを駆動させる
モータ制御手段と、モータの消費電力を測定するモータ
電力測定手段と、前記モータ電力測定手段からの信号を
受け位相制御量を決定する第１の位相制御設定手段と、
第２の位相制御設定手段とを備えるようにして実施する
ことができる。

【００１１】そして、モータ電力測定手段がモータの消
費電力を測定し、その測定値はそれぞれ第１の位相制御
設定手段と第２の位相制御設定手段の入力となる。第１
の位相制御設定手段はモータの消費電力があらかじめ定
められた一定値になるようモータ位相を変化させる。

【００１２】また、第２の位相制御設定手段は、モータ
の消費電力が減少傾向になるとモータの消費電力を増加
させるようモータ位相を変化させる。第１の位相制御設
定手段と第２の位相制御設定手段からのそれぞれの出力
位相時間は、位相時間が遅い位相が優先されモータ制御
手段の入力となりモータを制御する作用をすることにな
る。

【００１３】また、本発明は請求項２記載の発明のよう
に、モータの消費電力を測定する手段に電流センサを用
い、電流センサからの信号に応じてそれぞれ第１の位相
制御設定手段と第２の位相制御設定手段が位相制御量を
変化させるようにして実施することができる。

【００１４】すなわち、モータの消費電力を測定する手
段にモータに流れる電流を測定する電流センサを用い
る。モータに流れる電流値はモータの消費電力に比例す
るため、電流センサからの出力値は、モータの消費電力
値を近似的に表す。

【００１５】また、本発明は請求項３記載の発明のよう
に、モータの消費電力を測定する手段にモータ回転数計
測手段を用い、モータ回転数計測手段からの信号に応じ
てそれぞれ第１の位相制御設定手段と第２の位相制御設
定手段が位相制御量を変化させるようにして実施するこ
とができる。

【００１６】すなわち、モータの消費電力を測定する手
段に、モータの回転数を測定するモータ回転数計測手段
を用いる。モータの回転数は、風量が減少するにしたが
って増加するため、モータ回転数計測手段からの出力値
より風量が近似的に求められ、この風量よりモータの消
費電力が求められる。

【００１７】また、本発明は請求項４記載の発明のよう
に、モータの消費電力を測定する手段に風量センサを用
い、風量センサからの信号に応じてそれぞれ第１の位相
制御設定手段と第２の位相制御設定手段が位相制御量を
変化させるようにして実施することができる。

【００１８】すなわち、モータの消費電力を測定する手
段に、掃除機本体に流入する風量を測定する風量センサ
を用い、掃除機に塵埃が溜ったり、ノズル等を密閉する
と風量は減少するとともに、モータの消費電力も減少す
る。従って、風量を測定するとモータの消費電力が近似
的に求めることができる。

【００１９】

【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例について説
明するが、図５に示す従来例と同じ構成部分については
同じ符号を付し詳細な説明は省略する。

【００２０】（実施例１）本発明の実施例１について図
１ないし図３を参照しながら説明する。

【００２１】図１のように、モータ２はモータ駆動用の
モータ制御手段１１と交流電源１に接続されている。モ
ータ制御手段１１へは、第１の位相制御設定手段９−
１、第２の位相制御設定手段９−２、および手元部５か
らそれぞれの位相信号が入力される。ここではフォトカ
プラ７を用いて位相の制御を行っているため、位相時間
が遅い位相信号が優先される。つまり図２に示すよう
に、（ａ）の波形を手元部回路６の出力、（ｂ）の波形
を第１の位相制御設定手段９−１の出力、（ｃ）の波形
を第２の位相制御設定手段９−２の出力とすると、位相
時間が遅い位相信号が優先されるため、最終的に（ｄ）
の波形となり、この波形がモータ制御手段１１に入力さ
れ、モータ２が動作する。

【００２２】第１の位相制御設定手段９−１の位相出力
を、モータ２の消費電力があらかじめ定められた一定値
になるように変化させる。これとは別に、第２の位相制
御設定手段９−２の位相出力は、開放時にあらかじめ定
められた消費電力値になるような位相が出力されるが、
モータ２の消費電力が低下傾向になると、位相を早めて
モータの消費電力が増加するように位相出力を変化させ
る。

【００２３】従って、図３における風量Ｑ１点からＱ２
点までは第２の位相制御設定手段９−２からの位相出力
が優先する。さらに、風量Ｑ２点からＱ４点までは第１
の位相制御設定手段９−１からの位相出力が優先する。
また、風量Ｑ４点以下は第１及び第２の位相制御設定手
段からの位相出力は０度となり、モータがフル回転す
る。

【００２４】上記の動作により、吸込仕事率最大点（Ｑ
３，Ｐ２）付近におけるモータの消費電力が従来の手段
と比較してより近づくため、吸込仕事率の向上が図れ
る。

【００２５】（実施例２）次に実施例２について説明す
る。

【００２６】モータ２の消費電力は、モータ２に印加さ
れる電圧が一定ならばモータ２に流れる電流に比例す
る。従って、モータ２の消費電力を測定する手段として
モータ２に流れる電流を測定することにより、実施例１
と同様の動作を行うことができる。ここで、電流センサ
としてカレントトランス１０−１を用いた例を図４に示
す。

【００２７】（実施例３）次に実施例３について説明す
る。

【００２８】モータ２の回転数は、掃除機本体８に流入
する風量が減少するにしたがって増加する。従って、モ
ータ２の消費電力−風量特性が決まるならば、モータ回
転数計測手段（図示せず）からの出力値より風量値が近
似的に求められ、さらにこの風量値よりモータ２の消費
電力が求められる。

【００２９】（実施例４）次に実施例４について説明す
る。

【００３０】掃除機本体８の内部やホース４等に塵埃が
溜ったり、ノズル等を密閉すると風量は減少するととも
に、モータの消費電力も減少する。つまり、モータ２の
消費電力は掃除機本体８に流れ込む風量にほぼ比例す
る。従って、モータの消費電力を測定する手段として掃
除機本体８に流れ込む風量値を測定することにより、モ
ータ２の消費電力が求まり、実施例１と同様の動作を行
うことができる。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は以下の効果がある。

【００３２】（１）従来の手段と比較して吸込仕事率最
大点により近づき、さらに吸込仕事率最大点付近のモー
タの消費電力変化が少ないため、吸込仕事率の向上が図
れる。

【００３３】（２）開放時の消費電力を任意に設定でき
るため、例えば塵埃量が少ないときには消費電力を低減
させて、消費電力及び騒音の低減を図ることができる。

【００３４】（３）モータ消費電力制御手段を２段階に
分離したため、最大消費電力値の規格等の変更や、モー
タの個別特性に対応した調整が、開放時のモータの消費
電力値の変更なしに可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における電気掃除機の回路ブ
ロック図

【図２】同実施例１の電気掃除機の動作を示す消費電力
−風量特性図及び位相角−消費電力の関係図

【図３】同実施例１の電気掃除機の各フォトカプラの位
相出力とモータ位相出力との関係図

【図４】本発明の実施例２における電気掃除機の回路ブ
ロック図

【図５】従来例における電気掃除機の回路ブロック図

【図６】同従来例の電気掃除機の動作を示す消費電力−
風量特性図及び位相角−消費電力の関係図

【符号の説明】

９ 位相制御設定手段 ９−１ 第１の位相制御設定手段 ９−２ 第２の位相制御設定手段 １０ モータ電力測定手段 １０−１ カレントトランス（電流センサ） １１ モータ制御手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ファン内蔵のモータと、前記モータを駆
   動させるモータ制御手段と、モータの消費電力を測定す
   るモータ電力測定手段と、前記モータ電力測定手段から
   の信号を受け位相制御量を決定する第１の位相制御設定
   手段と、第２の位相制御設定手段とを備え、前記第１の
   位相制御設定手段はモータの消費電力があらかじめ定め
   られた一定値になるようモータ位相を変化させ、前記第
   ２の位相制御設定手段は、モータの消費電力が減少傾向
   になるとモータの消費電力を増加させるようモータ位相
   を変化させることを特徴とする電気掃除機の制御装置。
2. 【請求項２】 モータの消費電力を測定する手段に電流
   センサを用い、電流センサからの信号に応じてそれぞれ
   第１の位相制御設定手段と第２の位相制御設定手段が位
   相制御量を変化させることを特徴とする請求項１記載の
   電気掃除機の制御装置。
3. 【請求項３】 モータの消費電力を測定する手段にモー
   タ回転数計測手段を用い、モータ回転数計測手段からの
   信号に応じてそれぞれ第１の位相制御設定手段と第２の
   位相制御設定手段が位相制御量を変化させることを特徴
   とする請求項１記載の電気掃除機の制御装置。
4. 【請求項４】 モータの消費電力を測定する手段に風量
   センサを用い、風量センサからの信号に応じてそれぞれ
   第１の位相制御設定手段と第２の位相制御設定手段が位
   相制御量を変化させることを特徴とする請求項１記載の
   電気掃除機の制御装置。