(57)【要約】【課題】商用電源の供給電源電圧がばらついても確実に電動送風機を起動させることができる電気掃除機を提供すること。【解決手段】回転式可変抵抗器７（ＶＲ７）とコンデンサ（Ｃ２１）にて決定するパワーコントロール位相制御回路に、電源をＯＮ−ＯＦＦするシーソー型スイッチ１と回転式可変抵抗器７の軸８を回転させるコントロールつまみ５を備え、コントロールつまみ５と回転式可変抵抗器７との間に回転式可変抵抗器７の軸８と共に回転するピニオン９を設け、ピニオン９の左右両サイドにラック１０、１１を設けたラックピニオン構造を構成することにより、左右ラック１０、１１の動作にてシーソー型スイッチをＯＮ−ＯＦＦさせ、スイッチＯＮ時における回転式可変抵抗値の抵抗値とスイッチＯＦＦ時における回転式可変抵抗値の抵抗値を異ならすことができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
双方向性サイリスタと前記双方向性サイリスタのゲートに配されたダイアックのＯＮタイミングを前記ダイアックに配される抵抗値が回転角度によりＡからＢ（Ａ＜Ｂ）まで変化する回転式可変抵抗器とコンデンサにて決定し、吸引力を発生する電動送風機をパワーコントロールする位相制御回路において、電源をＯＮ−ＯＦＦするシーソー型スイッチと前記回転式可変抵抗器の軸を回転させる回転カバーを備え、前記回転カバーと前記回転式可変抵抗器との間に前記回転式可変抵抗器の軸と共に回転するピニオンを設け、前記ピニオンの左右両サイドにラックを設けたラックピニオンを構成し、前記左右ラックの動作にて前記シーソー型スイッチをＯＮ−ＯＦＦさせ、前記シーソー型スイッチＯＮ時における前記双方向性サイリスタのＯＮタイミングを前記シーソー型スイッチＯＦＦ時における前記双方向性サイリスタのＯＮタイミングより早くした電気掃除機。
【請求項２】
前記左右ラックの先端は前記シーソー型スイッチの動作先端部にのみ接触しやすい凸形状とした請求項１に記載の電気掃除機。
【請求項３】
前記回転カバーと前記ピニオンは一体部品で構成した請求項１または２に記載の電気掃除機。
【請求項４】
ラックピニオン構造部は磨耗の少ない金属部品にて構成した請求項１または２に記載の電気掃除機。
【請求項５】
シーソー型スイッチＯＮ時における前記回転式可変抵抗器の角度は、電源ＯＮ時に過大な突入電流が流れることを防止できる抵抗値Ｃ以上になるようにした請求項１〜４のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項６】
シーソー型スイッチＯＦＦ時における前記回転式可変抵抗器の角度は、前記可変抵抗器の最大抵抗値Ｂ以下になるようにした請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気掃除機のパワー制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の電気掃除機のパワー制御は、双方向性サイリスタ、ダイアック、可変抵抗器、コンデンサで構成した位相制御回路を使用している。また、モータの制御回路として双方向サイリスタにトライアックを使用し、位相角を調節するゲートを付加して構成しているものもある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８は、従来の電気掃除機の回路図を示すものである。図８に示すように双方向サイリスタ２１と、ダイアック２２と、可変抵抗器２３と、コンデンサ２４と、電動送風機２５とから構成されている。
【特許文献１】特開昭６３−２７４３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、商用電源の供給電源電圧が低く、位相制御回路の可変抵抗器の抵抗値が大きい場合（低パワー設定状態）は、電源ＯＮ時のコンデンサの充電が遅く、双方向性サイリスタのＯＮタイミングが遅くなり、電気掃除機に内蔵されている電動送風機の起動トルクを十分に与えることができない。そのため電動送風機が回転せず、電気掃除機の吸引力が発生しなくなってしまう。
【０００５】
電動送風機の起動トルクは回転中のトルクより大きいため、可変抵抗器の最大抵抗値（パワーコントロールの最小値）は起動トルクを確保するためにある程度小さくしておく必要があった。
【０００６】
従って、起動さえしてしまえば十分に回転力が維持できる双方向性サイリスタのＯＮタイミングであっても掃除機の確実な起動を優先させることで、パワーコントロールの最小値が制限されてしまうという課題を有していた。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、スイッチＯＮ時における双方向性サイリスタのＯＮタイミングをスイッチＯＦＦ時における双方向性サイリスタのＯＮタイミングより早くすることで、商用電源の供給電源電圧がばらついても確実に電動送風機を起動させることができ、かつパワーコントロールの最小値をより小さくすることができ、幅広いパワーコントロールができる使用勝手を良くした電気掃除機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の電気掃除機は、電源をＯＮ−ＯＦＦするシーソー型スイッチと回転式可変抵抗器の軸を回転させる回転カバーを備え、回転カバーと回転式可変抵抗器との間に回転式可変抵抗器の軸と共に回転するピニオンを設け、ピニオンの左右両サイドにラックを設けたラックピニオンを構成し、左右ラックの動作にてシーソー型スイッチをＯＮ−ＯＦＦさせ、左右ラックの動作範囲を調整することで、スイッチＯＮ時における回転式可変抵抗値の抵抗値とスイッチＯＦＦ時における回転式可変抵抗値の抵抗値を異ならすことができ、スイッチＯＮ時における前記双方向性サイリスタのＯＮタイミングをスイッチＯＦＦ時における前記双方向性サイリスタのＯＮタイミングより早くするようにしたものである。
【０００９】
これによって、商用電源の供給電源電圧がばらついても電動送風機の起動トルクを確保できるので確実な起動をおこなうことができ、かつパワーコントロールの最小値をより小さくすることができるので、幅広いパワーコントロールが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電気掃除機は、商用電源の供給電源電圧がばらついても確実に電動送風機を起動させることができ、かつパワーコントロールの最小値をより小さくすることができるので、幅広いパワーコントロールが可能となり、より使用勝手のよい電気掃除機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１の発明は、双方向性サイリスタと前記双方向性サイリスタのゲートに配されたダイアックのＯＮタイミングを前記ダイアックに配される抵抗値が回転角度によりＡからＢ（Ａ＜Ｂ）まで変化する回転式可変抵抗器とコンデンサにて決定し、吸引力を発生する電動送風機をパワーコントロールする位相制御回路において、電源をＯＮ−ＯＦＦするシーソー型スイッチと回転式可変抵抗器の軸を回転させる回転カバーを備え、回転カバーと回転式可変抵抗器との間に回転式可変抵抗器の軸と共に回転するピニオンを設け、ピニオンの左右両サイドにラックを設けたラックピニオンを構成し、左右ラックの動作にてシーソー型スイッチをＯＮ−ＯＦＦさせ、左右ラックの動作範囲を調整することで、シーソー型スイッチＯＮ時における回転式可変抵抗値の抵抗値とシーソー型スイッチＯＦＦ時における回転式可変抵抗値の抵抗値を異ならすことができ、スイッチＯＮ時における双方向性サイリスタのＯＮタイミングをスイッチＯＦＦ時における双方向性サイリスタのＯＮタイミングより早くすることにより、商用電源の供給電源電圧がばらついても確実に起動させることができ、かつパワーコントロールの最小値をより小さくすることができ、幅広いパワーコントロールができる。
【００１２】
第２の発明は、特に、第１の発明の左右ラックの先端はシーソー型スイッチの動作先端部にのみ接触しやすい凸形状とすることにより、ラックの動作を正確にシーソー型スイッチの押し込みたい部分に接触させることができるので、シーソー型スイッチのＯＮ−ＯＦＦ動作を安定させることができる。
【００１３】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明の回転カバーとピニオンは一体部品で構成したものであり、一体にすることにより、部品点数を削減できるため、より安価に同構成を実現することができる。
【００１４】
第４の発明は、特に、第１または第２の発明のラックピニオン構造部を磨耗の少ない金属部品にて構成することにより、回転によるラックピニオンの磨耗を低減できるため、ラックピニオンによる動作の信頼性をより長く確保することができる。
【００１５】
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明のシーソー型スイッチＯＮ時における回転式可変抵抗器の角度は、電源ＯＮ時に過大な突入電流が流れることを防止できる抵抗値Ｃ以上になるようにすることにより、誘導負荷である電動送風機に電源ＯＮ時に過大な突入電流が発生することを防止することができ、商用電源の供給電源に過大な負荷をかけることを防止できる。
【００１６】
第６の発明は、特に、第１〜５のいずれか１つの発明のシーソー型スイッチＯＦＦ時における回転式可変抵抗器の角度は、可変抵抗器の最大抵抗値Ｂ以下になるようにしている。
【００１７】
電動送風機の動特性によっては抵抗値Ｂで決まる双方向性サイリスタのＯＮタイミングでは十分に回転トルクが維持できない場合がある。そのためシーソー型スイッチＯＦＦ時における回転式可変抵抗器の抵抗値をＢ以下にすることで特性の劣る種類の電動送風機であっても回転トルクを確保することができる。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１９】
（実施の形態１）
本発明の第１の実施の形態における電気掃除機について、図１〜５を用いて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施の形態における電気掃除機の全体斜視図、図２は、本発明の第１の実施の形態における電気掃除機のパワーコントロール部の外観図、図３は、本発明の第１の実施の形態における電気掃除機のパワーコントロール部の構造図を示すものである。
【００２１】
図３において、コントロールつまみ５の下には回転式可変抵抗器７（ＶＲ７）が配されている。回転式可変抵抗器７の軸８には、ピニオン９が配されており、コントロールつまみ５と回転式可変抵抗器７との間に位置する。
【００２２】
また、ピニオン９および回転式可変抵抗器７の軸８、コントロールつまみ５は連動して回転するようになっている。つまり、コントロールつまみ５を右に３０°回転させると、ピニオン９も回転式可変抵抗器７の軸８も右に３０°回転する（図４はラックピニオン構造図である）。
【００２３】
また、ピニオン９の左右両サイドには右ラック１０と左ラック１１が配されておりピニオン９および回転式可変抵抗器７の軸８、コントロールつまみ５が左右に回転することにより右ラック１０と左ラック１１は上下の直線運動をする。
【００２４】
ピニオン９と左右ラック１０、１１を金属で構成すればより磨耗が少なくてすむ。コントロールつまみ５を右に回転させると、回転させた角度に応じて右ラック１０は下に動作し、左ラック１１は上に動作する。
【００２５】
コントロールつまみ５を左に回転させると逆に右ラック１０は上に動作し、左ラック１１は下に動作する。左右ラックの下には電源をＯＮ−ＯＦＦするシーソー型スイッチ１が配されている。左右ラック１０、１１の先端はシーソー型スイッチ１をＯＮ−ＯＦＦしやすいように凸部形状１２を形成している。
【００２６】
シーソー型スイッチ１は右側が押された場合ＯＮとなり左側が押された場合ＯＦＦとなる。また、シーソー型スイッチ１は一般的なシーソースイッチでありバネ性があり、スイッチ先端位置ａからｂ位置まで押し込んだときに自動的にＯＮ−ＯＦＦの位置ｃになる。
【００２７】
たとえばシーソー型スイッチ１の右側が位置ｂまで右ラック１０により押し込まれた場合、シーソー型スイッチ１の右側の先端はバネ性により自動的に位置ｃまで動く。
【００２８】
位置ｂと位置ｃ間はラックはシーソー型スイッチ１に干渉することなく動作することができる。シーソー型スイッチ１のＯＦＦ側も同様である。また、シーソー型スイッチ１および回転式可変抵抗器７は制御回路１３に接続されている。
【００２９】
また、コントロールつまみ５とピニオン９を一体で構成することで部品点数を削減する
ことも可能である。
【００３０】
以上のように構成された電気掃除機について、以下その動作、作用を説明する。
【００３１】
図５は、本発明の第１の実施の形態における回路図である。図６は、本発明の第１の実施の形態における各状態でのパワーコントロール部の構造図、図７は、本発明の第１の実施の形態における各状態での位相を示した図である。
【００３２】
まず、コントロールつまみ５と連動しているピニオン９および回転式可変抵抗器７の軸８が角度０°の位置で回転式可変抵抗器７の抵抗値Ｂである。そのとき、左ラック１１の先端がｂ位置でシーソー型スイッチ１の左側先端がｃ位置にありシーソー型スイッチ１はＯＦＦになっている。コントロールつまみ５を右まわし、６０°回転させる（角度６０°の位置）と左ラック１１は上に右ラック１０は下に移動する。
【００３３】
このとき右ラック１０はｂ位置まで移動し、シーソー型スイッチ１の右側先端はｂ位置まで押し込まれ、バネ性によりシーソー型スイッチ１の右側先端はｃ位置まで移動し電源がＯＮされる。また、左ラック１１は位置ｄまで上に移動している。
【００３４】
このときの回転式可変抵抗器７の抵抗値Ｃであり、この抵抗値ＣとコンデンサＣ２１の定数によってＤＩＡＣ２２がＯＮ状態になる電圧に達するまでの時間が決まり、双方向性サイリスタＴＲ２３がＯＮする位相が決定され電動送風機４に電流が供給される。
【００３５】
このとき、ＶＲ７の抵抗値Ｃは商用電源の供給電源がばらついても電動送風機４が十分起動できるような電流ＩＡが供給できる、例えば５００Ｗを供給できる位相である。この抵抗値Ｃは誘導負荷である電動送風機４に電源ＯＮ時に過大な突入電流が発生しないように配慮してある。
【００３６】
さらに、コントロールつまみ５を右に９０°回すと回転式可変抵抗器７は角度１５０°まで回転し、抵抗値はＡまで小さくなる。このとき、右ラック１０はｃ位置まで移動する。抵抗値Ａは十分小さいため双方向性サイリスタＴＲ２３は、ほぼフル導通の状態で電動送風機４は最大の回転数で回転し、たとえば１８００Ｗの電力を消費し吸い込み力が最大となる。
【００３７】
その後、コントロールつまみ５を左に９０°回す、つまり角度６０°の位置にすると回転式可変抵抗器７の抵抗値はＣになる。このとき左ラック１１は位置ｄにあるためシーソー型スイッチ１の左側先端は押し込まれることなく電源はＯＦＦにならない。
【００３８】
抵抗値はＣであるため入力は５００Ｗである。さらに左に回すと回転式可変抵抗器７の軸８の角度は０°近くになる。このときの抵抗値はＢである。抵抗値Ｂは抵抗値Ｃより大きいため双方向性サイリスタＴＲ２３は、角度６０°の位置の時よりもＯＮ状態になるのが遅くなる。そのため入力は５００Ｗよりも低い電力、たとえば２００Ｗとなる。抵抗値Ｂになる時は電動送風機４は回転中であり、２００Ｗを供給できる位相であれば十分電動送風機の回転を維持できる電流ＩＢを供給することができる。
【００３９】
そのためカーテンなどの吸い付きやすいものをより低い吸い込み力で掃除できるためパワーコントロールの幅を広くすることができ、使い勝手のよいものとなる。
【００４０】
さらに、少し左に回すと左ラック１１はシーソー型スイッチ１の左側先端を押し込み電源がＯＦＦとなる。
【００４１】
また、電動送風機４の種類が異なると電動送風機４の動トルク特性も異なってくるため電源ＯＦＦ時の可変抵抗器７の抵抗値Ｂで決まる位相（２００Ｗを供給できる位相）でも回転を維持できない場合もある。
【００４２】
よって、動特性の悪い電動送風機であれば、例えば３００Ｗを供給できる位相になるような抵抗値Ｂよりやや小さい抵抗値Ｂ＋になるように回転式可変抵抗器７を調整して固定するようにすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、本発明にかかる電気掃除機は、商用電源の供給電源電圧がばらついても確実に起動させることができ、かつパワーコントロールの最小値をより小さくすることができ、幅広いパワーコントロールができるので換気扇、ミキサー、などにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態１における電気掃除機の全体斜視図
【図２】本発明の実施の形態１における電気掃除機のパワーコントロール部の外観図
【図３】本発明の実施の形態１における電気掃除機のパワーコントロール部の構造図
【図４】本発明の実施の形態１におけるラックピニオン構造図
【図５】本発明の実施の形態１における回路図
【図６】本発明の実施の形態１における各状態でのパワーコントロール部の構造図
【図７】本発明の実施の形態１における各状態での位相を示した図
【図８】従来の電気掃除機の回路図
【符号の説明】
【００４５】
ＴＲ２３  双方向性サイリスタ
ＤＩＡＣ２２  ダイアック
Ｃ２１  コンデンサ
１  シーソー型スイッチ
４  電動送風機
５  コントロールつまみ（回転カバー）
７  回転式可変抵抗器
８  回転式可変抵抗器の軸
９  ピニオン
１０  右ラック
１１  左ラック
１２  凸部形状（凸形状）
１３  制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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