【手続補正書】
【提出日】平成16年11月9日(2004.11.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  電気掃除機
【特許請求の範囲】
【請求項１】  電気掃除機本体の内部に設けられ、電動送風機を制御する本体回路部と、前記本体回路部の運転動作を遠隔制御する手元回路部と、前記本体回路部と前記手元回路部とを接続する２本の配線を備え、前記本体回路部は、商用電源の半周期毎に前記配線を介して電圧を前記手元回路部に供給し、かつ電圧を供給されていない半周期の期間に前記手元回路部は前記電動送風機を運転する制御信号を前記本体回路部に出力するようにした電気掃除機。
【請求項２】  本体回路部は、商用電源の半周期毎に半波整流電圧の所定整流電圧以上の電圧のみ出力するようにした請求項１記載の電気掃除機。
【請求項３】  手元回路部は制御信号を符号化信号として出力し、本体回路部は前記符号化信号を解読して電動送風機を制御するようにした請求項１ないし請求項２のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【請求項４】  電気掃除機本体の内部に設けられ、電動送風機を制御する本体回路部と、前記本体回路部の運転動作を遠隔制御する手元回路部と、前記本体回路部と前記手元回路部とを接続する２本の配線を備え、前記本体回路部は、交流電圧を商用電源に接続された絶縁トランスの２次側から前記配線を介して手元回路部に供給し、かつ手元回路部から前記配線を介して送信されてきた制御信号を前記絶縁トランスの１次側の電圧変化から検出して前記電動送風機を制御するようにした電気掃除機。
【請求項５】  電気掃除機本体の内部に設けられ、電動送風機を制御する本体回路部と、前記本体回路部の運転動作を遠隔制御する手元回路部と、前記本体回路部と前記手元回路部とを接続する２本の配線を備え、前記本体回路部は、前記配線に流れる信号電流を検出する信号電流検出手段を有し、商用電源の交流電圧を前記配線を介して手元回路部に供給し、かつ手元回路部は前記電動送風機の制御信号を電流変化として前記信号電流検出手段に出力し、前記信号電流検出手段の検出結果に応じて前記電動送風機を制御するようにした電気掃除機。
【請求項６】  電気掃除機本体の内部に設けられ、電動送風機を制御する本体回路部と、前記本体回路部の運転動作を遠隔制御する手元回路部と、前記本体回路部と前記手元回路部とを接続する２本の配線を備え、前記本体回路部は、商用電源の全波整流電圧をゼロ交差時点を挟む所定期間を除いて前記配線を介して前記手元回路部に供給し、かつ手元回路部は前記電動送風機の制御信号を前記所定期間に前記本体回路部へ出力するようにした電気掃除機。
【請求項７】  電気掃除機本体の内部に設けられ、電動送風機を制御する本体回路部と、前記本体回路部の運転動作を遠隔制御する手元回路部と、前記本体回路部と前記手元回路部とを接続する２本の配線を備え、前記本体回路部は、前記配線に流れる信号電流を検出する電流検出手段を有し、商用電源の全波整流電圧を前記配線を介して手元回路部に供給し、かつ手元回路部は前記電動送風機の制御信号を電流変化として前記電流検出手段に出力し、前記電流検出手段の検出結果に応じて前記電動送風機を制御するようにした電気掃除機。
【請求項８】  本体回路部は、本体内でゴミ量や電動送風機の吸い込み力などを検出した情報を、制御信号の受信と半周期ごとに交互に出力し、手元回路部は前記情報を、前記制御信号の送信と半周期ごとに交互に受信するようにした請求項４ないし請求項７のいずれか１項に記載の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手元回路部にマイクロコンピュータなどを搭載し、前記手元回路部から本体回路部へ複雑な運転制御のための指示信号を通信する床移動タイプ電気掃除機の制御回路に係わり、とくに前記本体回路部と前記手元回路部間の通信に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気掃除機の動作制御がますます複雑化しているが、手元操作を可能にする手元回路部と本体回路部との間の配線数が課題である。
【０００３】
従来、手元操作部にセンサなどを配置し、前記センサの出力に対応して電気掃除機を運転制御するために、第１の手段として、ホースを介して本体回路部から手元回路部へ、前記手元回路部を動作させるための電力供給線を２本、前記手元回路部から本体回路部への運転指示信号線を２本との計４本の配線を備える構成があり、第２の手段として、電灯線ＨＡと同様に、商用電源線に高周波信号を重畳し、本体回路部から手元回路部への電力供給と、手元回路部から本体回路部への運転指示信号の伝送とを２本の配線で行う構成がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の電気掃除機において、前記第１の手段では、ホース内配線が４本必要であるため、ホースの外径が太くなって屈曲性が悪くなったり、重量増のために掃除作業時の操作性が悪くなる問題があった。また、前記第２の手段では、商用電源線に高周波信号を重畳する回路が複雑であるため回路規模が大きくなり、電気掃除機本体や手元操作部も大きく、かつ重くなり、前記第１の手段と同様に掃除作業時の操作性が悪くなるとともに、商品の価格が高くなるなどの問題があった。
【０００５】
本発明は上記の課題を解決するもので、少ない信号線数と簡単な構成で、本体回路部から手元回路部へ電力を供給するとともに、手元回路部から本体回路部へ通信して制御できるようにした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に係わる本発明は、本体回路部と手元回路部とを接続する２本の配線を備え、前記本体回路部は、商用電源の半周期毎に前記配線を介して電圧を前記手元回路部に供給し、かつ電圧を供給されていない半周期の期間に前記手元回路部は電動送風機を運転する制御信号を前記本体回路部に出力するようにした電気掃除機である。
【０００７】
これにより、本体回路部と手元回路部とを接続する配線を２本のみとし、前記配線により本体回路部から手元回路部へ商用電源の半波整流電力を供給できるとともに、前記配線により手元回路部から本体回路部へ制御信号を前記半波整流電圧と干渉しないように送信して制御することができる。
【０００８】
請求項２に係わる本発明は、本体回路部は、商用電源の半周期毎に半波整流電圧の所定整流電圧以上の電圧のみ出力するようにした請求項１に係わる電気掃除機である。
【０００９】
これにより、本体回路部と手元回路部とを接続する配線を２本のみとし、前記配線により本体回路部から手元回路部へ商用電源の半波整流電力を供給できるとともに、前記配線により手元回路部から本体回路部へ制御信号を前記半波整流電圧と干渉しないように送信して制御することができ、かつ制御信号の送受信における本体回路部と手元回路部とにおけるタイミングの同一性に係わる精度を高めて正確な制御ができる。
【００１０】
請求項３に係わる本発明は、手元回路部は制御信号を符号化信号として出力し、本体回路部は前記符号化信号を解読して電動送風機を制御するようにした請求項１ないし請求項２のいずれか１項に係わる電気掃除機である。
【００１１】
これにより、制御信号を符号信号化して、センサ信号など複雑な制御信号を用いた制御が可能となり、精度よく電動送風機を位相制御することが可能になる。
【００１２】
請求項４に係わる本発明は、本体回路部と手元回路部とを接続する２本の配線を備え、前記本体回路部は、交流電圧を商用電源に接続された絶縁トランスの２次側から前記配線を介して手元回路部に供給し、かつ手元回路部から前記配線を介して送信されてきた制御信号を前記絶縁トランスの１次側の電圧変化から検出して前記電動送風機を制御するようにした電気掃除機である。
【００１３】
これにより、本体回路部と手元回路部とを接続する配線を２本のみとし、絶縁トランスを介して前記配線により本体回路部から手元回路部へ交流電力を供給できるとともに、前記配線と絶縁トランスとを介して手元回路部から本体回路部へ制御信号を送信して制御することができ、かつ絶縁トランスにより本体回路部と手元回路部とが電気的に絶縁することができる。
【００１４】
請求項５に係わる本発明は、本体回路部と手元回路部とを接続する２本の配線を備え、前記本体回路部は、前記配線に流れる信号電流を検出する信号電流検出手段を有し、商用電源の交流電圧を前記配線を介して手元回路部に供給し、かつ手元回路部は前記電動送風機の制御信号を電流変化として前記信号電流検出手段に出力し、前記信号電流検出手段の検出結果に応じて前記電動送風機を制御するようにした電気掃除機である。
【００１５】
これにより、本体回路部と手元回路部とを接続する配線を２本のみとし、フォトトライアックカプラによる信号電流検出手段と双方向性フォトカプラによる信号電流送信手段とにより配線と信号処理に係わる手段とをほぼ絶縁することができる。
【００１６】
請求項６に係わる本発明は、本体回路部と手元回路部とを接続する２本の配線を備え、前記本体回路部は、商用電源の全波整流電圧をゼロ交差時点を挟む所定期間を除いて前記配線を介して前記手元回路部に供給し、かつ手元回路部は前記電動送風機の制御信号を前記所定期間に前記本体回路部へ出力するようにした電気掃除機である。
【００１７】
これにより、本体回路部と手元回路部とを接続する配線を２本のみとし、前記配線により本体回路部から手元回路部へ商用電源の全波整流電力を供給できるとともに、前記配線により手元回路部から本体回路部へ制御信号を前記全波整流電圧と干渉しないように送信して制御することができるとともに、手元回路部への電力供給が全波整流電力であるため、電気掃除機の吸い込み具の１つであるパワーノズルを使用する場合に性能を十分に発揮させることができる。
【００１８】
請求項７に係わる本発明は、本体回路部と手元回路部とを接続する２本の配線を備え、前記本体回路部は、前記配線に流れる信号電流を検出する電流検出手段を有し、商用電源の全波整流電圧を前記配線を介して手元回路部に供給し、かつ手元回路部は前記電動送風機の制御信号を電流変化として前記電流検出手段に出力し、前記電流検出手段の検出結果に応じて前記電動送風機を制御するようにした電気掃除機である。
【００１９】
これにより、本体回路部と手元回路部とを接続する配線を２本のみとし、前記配線により本体回路部から手元回路部へ商用電源の全波整流電力を供給できるとともに、前記配線により手元回路部から本体回路部へ位相制御タイミング信号を電流により伝送しているため、構成が簡単になる。
【００２０】
請求項８に係わる本発明は、本体回路部は、本体内でゴミ量や電動送風機の吸い込み力などを検出した情報を、制御信号の受信と半周期ごとに交互に出力し、手元回路部は前記情報を、前記制御信号の送信と半周期ごとに交互に受信するようにした請求項４ないし請求項７のいずれか１項に係わる電気掃除機である。
【００２１】
これにより、本体回路部と手元回路部とを接続する配線を２本のみとし、かつ信号の伝達を双方向に半周期ごとに交互に行っているため、簡単な回路構成で手元−本体間の双方向通信を行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
請求項１に係わる本発明において、制御信号はモータを位相制御するための位相制御タイミングを指示する信号を意味し、制御する位相角に相当する時間幅を有するパルス信号とすることができる。上記の制御信号を出力する所定タイミングは半波整流電圧のゼロクロス時点とすればよい。なお、実施例のように、半波整流電圧が所定整流電圧以上であることを示す信号ＺＶＳの立ち下がりを出力のタイミングとし、ゼロクロス時点と上記信号ＺＶＳの立ち下がり時点との時間差分だけ制御信号の時間幅を長く設定するようにしてもよい。本体回路部における信号の受信は、配線の電圧が所定検出電圧以上である期間を信号として受信する。この信号には半波整流電圧と前記制御信号とが含まれるので、実施例では半波整流電圧の期間を信号ＺＶＳを基準に除去して制御信号のみ分離するとするが、制御信号の立ち下がり時点が位相制御のタイミングを与えるので、この場合には必ずしも上記の分離は必要でない。ただし、制御信号を符号化信号とした場合には分離する方が確実である。
【００２３】
請求項２に係わる本発明において、半波整流電圧の内、所定整流電圧以上を配線に出力する。すなわち、半波整流電圧を信号ＺＶＳに連動して出力し、残りの部分は出力しない。この場合には配線における半波整流電圧の立ち上がりと立ち下がりとは信号ＺＶＳのそれらと同一であり、この半波整流電圧を配線に出力することは信号ＺＶＳを手元回路部に与えているのと同等の意味がある。したがって、手元回路部における信号ＺＶＳの検出を容易にし、かつ手元回路部で発生した信号ＺＶＳと本体回路部で発生した信号ＺＶＳとの同一性、同期性を向上させる。他の手段については請求項１に係わる本発明と同じである。
【００２４】
請求項３に係わる本発明において、符号化信号は前記制御信号をデジタル符号化した信号を意味し、位相制御タイミングをパルス信号の立ち下がりで与えるよりも高精度化できるとともに、他の情報の送受信に利用することもでき、複雑な制御を可能にする。他の手段については請求項１ないし請求項２に係わる本発明と同じである。
【００２５】
請求項４に係わる本発明において、絶縁トランスは、交流電圧を配線に供給するとともに、手元回路部で前記配線に出力した制御信号を本体回路部に伝達する手段を意味する。手元回路部を本体回路部から絶縁するとともに、手元回路部に供給する交流電圧を低い電圧で供給することを可能にする。この場合、手元回路部においては直流電源化する整流が必要である。
【００２６】
請求項５に係わる本発明において、信号電流送信手段および信号電流検出手段は、制御信号を電流により送信および受信する手段を意味し、実施例では制御信号に対応してフォトトライアックカプラの２次側で配線を短絡させ、電流制限抵抗で制限された電流まで増加させる。本体回路部では配線の電流を双方向性フォトカプラで検出して電流の増減から制御信号を受信する。なお、前記双方向性フォトカプラの１次側は交流電圧を手元回路部に供給する経路とする。これらの素子を用いることにより、配線と信号処理に係わる手段とをほぼ絶縁することができる。この場合、手元回路部においては直流電源化する整流が必要である。
【００２７】
請求項６に係わる本発明において、全波整流電圧の内のゼロクロス時点を挟む所定期間を除いて配線に出力する。前記所定期間は時間軸指定であっても、また電圧軸指定であってもよいが、実施例では時間軸指定とし、全波整流電圧を所定のタイミングでスイッチングして配線に出力する。この全波整流電圧が出力されない期間に制御信号を出力するが、その手段については実施例１ないし実施例３と同じでよい。
【００２８】
請求項７に係わる本発明において、全波整流電圧を配線に出力し、この点で交流電圧を出力する請求項５に係わる本発明と異なる。制御信号を電流により送受信し、それらの手段は請求項５に係わる本発明の場合と同じでもよいが、単方向電流であることから双方向性の素子でなくてもよい。
【００２９】
請求項８に係わる本発明において、手元回路部から本体回路部への送信と、本体回路部から手元回路部への送信とを、半周期ごとに交互に行うものとする。信号の送受信に係わる手段は、電圧信号、または電流信号のいずれであってもよい。
【００３０】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の電気掃除機の第１の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００３１】
図１は本実施例の構成を示すブロック図である。電気掃除機の本体回路部８において、１は商用電源、２は電動送風機の吸引力を発生させるモータ、３は商用電源１を半波整流した半波整流電圧をホース９内の２本の配線１６に出力する半波整流手段、４は前記配線１６における電圧が所定整流電圧以上である期間を示す信号ＺＶＳを発生するＺＶＳ発生手段、５は配線１６における電圧が所定検出電圧以上の期間を信号として検出する信号検出手段、６は信号検出手段５が検出した信号と前記信号ＺＶＳとから手元回路部１５が送信した制御信号を検出し、前記制御信号に対応する位相制御タイミング信号を生成する信号受信手段、７は前記位相制御タイミング信号によりモータ２を駆動する駆動手段である。なお、所定整流電圧のレベル＞検出電圧のレベルとしている。
【００３２】
また、手元回路部１５において、１０は前記信号ＺＶＳを発生するＺＶＳ発生手段、１１は使用者が運転モードなどを操作入力する操作手段、１２は前記操作手段１１の入力に対応してモータ２を位相制御する制御信号を生成する信号発生手段、１３は前記制御信号を配線１６に出力する信号送信手段、１４は配線１６における半波整流電圧を手元回路部１５の中で使用する電源電圧に変換し、ＺＶＳ発生手段１０、操作手段１１、信号発生手段１２、および信号送信手段１３に電力を供給する電源手段である。
【００３３】
上記構成において、その動作を説明する。図２は本実施例の動作を示す波形図である。図２（ａ）は配線１６における電圧波形、図２（ｂ）はＺＶＳ発生手段４およびＺＶＳ発生手段１０が発生した信号ＺＶＳの電圧波形、図２（ｃ）は信号検出手段５が検出した信号の電圧波形、図２（ｄ）は信号受信手段６が生成した位相制御タイミング信号の電圧波形を示す。
【００３４】
図２（ａ）に示したように、本体回路部８では半波整流手段３が商用電源１の半波整流電圧を配線１６に出力する。手元回路部１５では、電源手段１４がその半波整流電圧を所定の電圧に変換して内部の各手段に電力を供給するとともに、ＺＶＳ発生手段１０が半波整流電圧から前記信号ＺＶＳを発生し、前記信号ＺＶＳの立ち下がりのタイミングで前記制御信号を配線１６に出力する。これにより、配線１６には電力を供給する半波整流電圧と制御信号とをほとんど重畳しないように印加している。
【００３５】
使用者が操作手段１１から任意の運転モードを入力すると、信号発生手段１２は前記操作入力に対応した制御信号を生成し、信号送信手段１３はＺＶＳ発生手段１０で発生した信号ＺＶＳの立ち下がりのタイミングで前記制御信号を配線１６に出力する。このとき、前記制御信号の立ち下がりが位相制御のタイミングを与えるようにするために、信号ＺＶＳの立ち下がりと半波整流電圧のゼロクロス時点との時間差△Ｔを制御位相角に加算して補正したパルス幅のパルスを制御信号とすることにより、制御信号を半波整流電圧が出力されないつぎの半周期の期間に出力したのと同等にできる。これにより半波整流電圧と制御信号とが干渉することはない。なお、上記補正をしない制御信号を用いる場合には、信号ＺＶＳの立ち下がりから前記△Ｔを経過した時点で配線１６に出力すればよい。いずれにしても、制御信号の立ち下がりが位相制御タイミングを与えるように出力することにより、電源手段１４への半波整流電力供給と本体回路部８への制御信号とが干渉しないように配線１６に出力することができる。
【００３６】
本体回路部８内の信号検出手段５は、配線１６における電圧が所定検出電圧以上の期間を信号として検出しており、図２（ａ）に示した電圧から図２（ｃ）に示した信号を検出する。信号受信手段６は信号検出手段５が検出した上記信号と前記信号ＺＶＳとから制御信号を分離して求め、その立ち下がりのタイミングで、図２（ｄ）に示した位相制御タイミング信号を生成して駆動手段７に与える。駆動手段７は前記位相制御タイミング信号によりモータ２を所定の運転モードで運転する。なお、図２（ｄ）に示した位相制御タイミング信号のうち、波形（Ｂ）で示した位相制御タイミング信号は、波形（Ａ）で示した位相制御タイミング信号から半周期遅れたタイミングで生成することができる。この周期は信号ＺＶＳの周期から求められることは言うまでもない。
【００３７】
以上のように本実施例によれば、本体回路部８と手元回路部１５とを接続する配線をホース９内の２本の配線１６のみとし、本体回路部８から手元回路部１５へ配線１６を介して半波整流電圧により電力を供給するとともに、手元回路部１５から本体回路部８へは前記半波整流電圧を避けた期間に制御信号を配線１６を介して送信することにより、ホース９内を２本の配線１６のみとしながら電力供給と信号送受信とを実現でき、ホース９内の配線を最低限にして軽量化および柔軟化し、操作性のよい電気掃除機を提供することができる。
【００３８】
（実施例２）
以下、本発明の電気掃除機の第２の実施例について図面を参照しながら説明する。図３は本実施例の構成を示すブロック図である。なお、実施例１と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。本実施例が実施例１と異なる点は、本体回路部８にＺＶＳ電力供給手段１７を設け、前記信号ＺＶＳの期間以外では半波整流電圧を配線１６に出力せず、その期間に制御信号を出力することにより、半波整流電圧波形が信号ＺＶＳの成分を含むようにし、その波形からＺＶＳ発生手段１０が発生した信号ＺＶＳと本体回路部８における信号ＺＶＳとの同一性、同期性を高めていることにある。
【００３９】
図３において１７は信号ＺＶＳに連動して半波整流電圧を配線１６に出力するＺＶＳ電力供給手段である。
【００４０】
上記構成においてその動作を説明する。図４は本実施例の動作を示す波形図である。図４（ａ）はホース９内の配線１６における電圧波形、図４（ｂ）はＺＶＳ発生手段４およびＺＶＳ発生手段１０が発生した信号ＺＶＳの電圧波形、図４（ｃ）は信号検出手段５が検出した信号の電圧波形である。図４（ａ）に示したように、本実施例では、ＺＶＳ発生手段４が発生した信号ＺＶＳに連動して半波整流電圧を配線１６に出力する。
【００４１】
本体回路部８内のＺＶＳ発生手段４は、半波整流電圧から図４（ｂ）に示した信号ＺＶＳを発生する。すなわち、ＺＶＳ電力供給手段１７は、図４（ａ）に示したように、前記信号ＺＶＳに連動して半波整流電圧を配線１６に出力する。
【００４２】
手元回路部１５のＺＶＳ発生手段１０は上記の波形から信号ＺＶＳを容易に発生することができる。すなわち上記の波形は前記所定整流電圧以下では信号ＺＶＳそのものの波形であるからである。以降、実施例１と同様に、信号送信手段１３は、信号発生手段１２が生成した制御信号を信号ＺＶＳの立ち下がりのタイミングで配線１６に出力する。したがって、手元回路部１５への電力供給期間を避け、半波整流電圧と制御信号とが全く干渉しない構成としている。本体回路部８における信号検出手段５は図４（ｃ）に示した信号を検出し、信号受信手段６は位相制御タイミング信号を生成して駆動手段７に出力し、駆動手段７はモータ２を駆動する。なお、前記制御信号の生成に係わる補正の要点は実施例１と同様である。
【００４３】
以上のように本実施例によれば、本体回路部８と手元回路部１５とを接続する配線をホース９内の２本の配線１６のみとし、本体回路部８から手元回路部１５へ配線１６を介して半波整流電圧を信号ＺＶＳに連動して供給するとともに、手元回路部１５から本体回路部８へは前記半波整流電圧を避けた期間に制御信号を配線１６を介して送信することにより、ホース９内を２本の配線１６のみとしながら電力供給と信号送受信とを実現できるとともに、信号ＺＶＳの波形が明確に半波整流電圧の波形に現れるので手元回路部における信号ＺＶＳの発生精度を高くして制御精度を向上させながら、ホース９内の配線を最低限にして操作性のよい電気掃除機を提供することができる。
【００４４】
（実施例３）
以下、本発明の電気掃除機の第３の実施例について図面を参照しながら説明する。図５は本実施例の構成を示すブロック図である。なお、実施例１と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。本実施例が実施例１と異なる点は、符号化手段１８と解読手段１９とを備え、制御信号を符号化信号に変換して出力するようにしたことにある。
【００４５】
図５において、１８は操作手段１１で入力された運転モードに対応する制御信号を符号化信号に変換する符号化手段、１９は信号検出手段５が検出した前記符号化信号を解読する解読手段である。
【００４６】
上記構成において、その動作を説明する。図６は本実施例の動作を示す波形図である。図６（ａ）はホース内配線電圧波形、（ｂ）はＺＶＳ発生手段４およびＺＶＳ発生手段１０が発生した信号ＺＶＳの電圧波形、（ｃ）は信号検出手段５が検出した信号の電圧波形である。半波整流手段３は商用電源１を半波整流して配線１６に出力し、手元回路部１５の電源手段１４へ半波整流電力を供給する。本体回路部８内のＺＶＳ発生手段４および手元回路部１５内のＺＶＳ発生手段１０は、前記半波整流電力から図６（ｂ）に示した信号ＺＶＳを発生する。使用者が操作手段１１から任意の運転モードを入力すると、信号発生手段１２は操作入力に対応した制御信号を生成し、符号化手段１８は前記制御信号を符号化信号に変換して信号送信手段１３に与える。信号送信手段１３はこの符号化信号を信号ＺＶＳの立ち下がりのタイミングで配線１６に出力する。その波形は図６（ａ）に示したように、実施例１と同様、信号送信手段１３は半波整流電圧による電力供給のタイミングを避け、残りの半周期の期間で制御信号を出力して、電源手段１４への半波整流電力供給と信号重畳とが干渉いない構成としている。なお、符号化信号を出力するタイミングに係わる要点は実施例１と同様であるが、符号化信号が正確に解読されるためには、符号化信号全体が半波整流電圧が印加されない半周期に納まることが重要である。
【００４７】
本体回路部８において、信号検出手段５は、図６（ａ）のホース内配線電圧から図６（ｃ）に示した信号を検出して解読手段１９に与える。解読手段１９はその信号を解読して制御信号に変換し、信号受信手段６に与える。信号受信手段６は前記制御信号に基づいて位相制御タイミング信号を生成し、駆動手段７によりモータ２を所定の運転モードで運転する。本実施例の場合、符号化信号は単に位相角のみでなく、多くの情報を備えることができるので、複雑な制御も可能になる。
【００４８】
以上のように本実施例によれば、実施例１ないし実施例２と同様の効果を得るとともに、制御信号を符号化信号として送受信することにより、手元回路部１５内に設けた各種のセンサ、たとえば、ホース内を通過する塵埃を検出する赤外線センサを設け、前記センサからの情報に応じて電気掃除機をより複雑に制御して運転することができる。
【００４９】
（実施例４）
以下、本発明の電気掃除機の第４の実施例について図面を参照しながら説明する。図７は本実施例の構成を示すブロック図である。なお、実施例１と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。本実施例が実施例１と異なる点は、絶縁トランス２１を備え、本体回路部８から手元回路部１５へは半波整流電圧ないし全波整流電圧でなく、交流電圧を配線１６を介して出力するとともに、本体回路部８と手元回路部１５とを電気的に絶縁していることにある。
【００５０】
図において、２０は商用電源１に挿入した抵抗、２１は一次側が抵抗２０を介して商用電源１に接続され、二次側が配線１６に接続された絶縁トランス、２２は絶縁トランス２１の一次側電圧値を検知する電圧検知手段である。
【００５１】
上記構成においてその動作を説明する。使用者が操作手段１１から任意の運転モードを入力すると、信号発生手段１２は操作入力に応じた制御信号を生成して信号送信手段１３に与える。信号送信手段１３は、前記制御信号を配線１６に出力する。このとき、絶縁トランスの一次側電圧は二次側の制御信号の電圧に対応して変動する。この変動量を電圧検知手段２２が検出し、その検出結果を制御信号として信号受信手段６に出力する。信号受信手段６は制御信号に対応する位相制御タイミング信号を生成して駆動手段７に出力することにより、モータ２を所定の運転モードで運転する。
【００５２】
以上のように本実施例によれば、本体回路部８と手元回路部１５とを接続する配線をホース９内の２本の配線１６のみとし、本体回路部８から手元回路部１５へ絶縁トランス２１と配線１６とを介して交流電圧を供給するとともに、手元回路部１５から本体回路部８へは制御信号を配線１６を介して送信することにより、ホース９内を２本の配線１６のみとしながら電力供給と信号送受信とを実現できるとともに、本体回路部８と手元回路部１５とを電気的に絶縁できるので部品の耐圧や構造を簡素化して小型軽量化に貢献させながら、ホース９内の配線を最低限にして操作性のよい電気掃除機を提供することができる。
【００５３】
（実施例５）
以下、本発明の電気掃除機の第５の実施例について図面を参照しながら説明する。図８は本実施例の構成を示すブロック図である。なお、図７と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。本実施例が実施例４と異なる点は、絶縁トランス２１による交流電力の供給および信号の送受に代えて、双方向性フォトカプラからなる信号電流検出手段２３とフォトトライアックカプラからなる信号電流送信手段２５とにより交流電力を供給するとともに制御信号を電流により送受信するようにしたことにある。
【００５４】
図において、２３は双方向性フォトカプラからなる信号電流検出手段であり、その１次側が配線１６に直列に挿入され、配線１６に商用電源１の交流電圧を出力するとともに、手元回路部１５の手元回路部１５から送られてくる制御信号の電流を信号ＺＶＳに同期して受信する。また、２５はフォトトライアックカプラよりなる信号電流送信手段であり、信号発生手段１２により生成された制御信号を電流により送信する。なお、２４は電流制限抵抗である。
【００５５】
上記構成においてその動作を説明する。商用電源１の交流電圧が信号電流検出手段２３を構成する双方向性フォトカプラの１次側を介して配線１６に出力され、手元回路部１５の電源手段１４はその交流電圧を所定の電圧に変換して手元回路部１５内の各手段に電源を供給する。使用者が操作手段１１から任意の運転モードを入力すると、信号発生手段１２は操作入力に対応した制御信号を生成し、ＺＶＳ発生手段１０の信号ＺＶＳに同期して所定のタイミングで前記制御信号を信号電流送信手段２５のフォトトライアックカプラの１次側に与える。フォトトライアックカプラの２次側は配線１６に並列に接続されており、１次側に入力した制御信号に対応してオン・オフ動作し、オンとなったときには配線１６を短絡して電流制限抵抗２４により制限された大きい電流を流す。したがって、配線１６には制御信号の電流が交流電流に重畳して流れることになる。
【００５６】
本体回路部８において、信号電流検出手段２３の双方向性フォトカプラは、配線１６を流れる制御信号の電流をＺＶＳ発生手段４に同期して所定のタイミングで検出し、制御信号の信号受信手段６に出力する。信号受信手段６は前記制御信号に対応する位相制御タイミング信号を生成して駆動手段７に出力する。駆動手段７はその位相制御タイミング信号によりモータ２を所定の運転モードで運転する。
【００５７】
以上のように本実施例によれば、本体回路部８と手元回路部１５とを接続する配線をホース９内の２本の配線１６のみとし、本体回路部８から双方向性フォトカプラを介して交流電圧を配線１６に出力するとともに、手元回路部１５からは制御信号の電流をフォトトライアックにより配線１６に出力することにより、ホース９内を２本の配線１６のみとしながら電力供給と信号送受信とを実現できるとともに、配線１６と信号処理に係わる手段とを電気的にほぼ絶縁できるので部品の耐圧や構造を簡素化して小型軽量化に貢献させながら、ホース９内の配線を最低限にして操作性のよい電気掃除機を提供することができる。
【００５８】
（実施例６）
以下、本発明の電気掃除機の第６の実施例について図面を参照しながら説明する。図９は本実施例の構成を示すブロック図である。なお、図３と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。本実施例が実施例２と異なる点は、半波整流電圧に代えて全波整流電圧を出力し、前記全波整流電圧を出力しないようにした所定期間に制御信号を出力するようにしたことにある。
【００５９】
図において、２６は商用電源１のゼロクロス時点を挟む所定期間で全波整流手段２７の全波整流電圧を配線１６に出力せず、他の期間で全波整流電圧を配線１６に出力するように切り替えるスイッチ手段である。
【００６０】
上記構成においてその動作を説明する。図１０は本実施例の動作を示す波形図である。図１０（ａ）はホース９内の配線１６における電圧波形、図１０（ｂ）はＺＶＳ発生手段４およびＺＶＳ発生手段１０は発生する信号ＺＶＳの電圧波形、図１０（ｃ）は信号検出手段５が検出した信号の電圧波形である。本実施例では、図１０（ａ）に示したように、全波整流電圧をゼロクロス時点を挟む所定期間で配線１６に印加せず、その期間に符号化信号を出力するようにしている。なお、図面の簡単のために符号化手段および解読手段を省略して描いている。
【００６１】
本体回路部８において、スイッチ手段２６と全波整流手段２７とにより所定の期間を除いた全波整流電圧が配線１６に印加される。手元回路部１５において、電源手段１４は前記全波整流電圧を所定の電圧に変換し、内部の各手段に電力を供給する。使用者が操作手段１１により任意の運転モードを入力すると、信号発生手段１２は前記入力に対応する制御信号の符号化信号を出力し、信号送信手段１３はＺＶＳ発生手段１０で検出した信号ＺＶＳの立ち下がりのタイミングで前記符号化信号を配線１６に出力する。したがって、配線１６には全波整流波形と符号化信号とが干渉しないように出力される。他の動作は実施例２ないし実施例３と同じであり、説明を省略する。
【００６２】
以上のように本実施例によれば、本体回路部８と手元回路部１５とを接続する配線をホース９内の２本の配線１６のみとし、本体回路部８からゼロクロス時点を挟む所定期間を除いた全波整流電圧を配線１６に出力するとともに、手元回路部１５から前記所定期間に制御信号を配線１６に出力することにより、ホース９内を２本の配線１６のみとしながら電力供給と信号送受信とを実現できるとともに、電力を多量に送ることができるのでパワーノズルなどを容易に駆動して本来の機能を充分に発揮させながら、ホース９内の配線を最低限にして操作性のよい電気掃除機を提供することができる。
【００６３】
（実施例７）
以下、本発明の電気掃除機の第７の実施例について図面を参照しながら説明する。図１１は本実施例の構成を示すブロック図である。なお、実施例６と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。本実施例が実施例６と異なる点は、全波整流電圧を常時出力とするとともに、モータ２を制御する位相制御タイミング信号を配線１６に出力し、前記位相制御タイミング信号のパルスによる配線１６の電流変化を検出するようにしたことにある。
【００６４】
図において、２８は手元回路部１５からホース９内の２本の配線１６を経て送られてくる位相制御タイミング信号の電流変化を検出して信号受信手段６へ与える電流検出手段である。
【００６５】
上記構成において、その動作を説明する。図１２は本実施例の動作を示す波形図である。図１２（ａ）はホース内配線電流波形、（ｂ）はＺＶＳ発生手段１０は発生する信号ＺＶＳの反転電圧波形、（ｃ）は電流検出手段２８が検出した波形の電圧波形である。
【００６６】
全波整流手段２７は商用電源１を全波整流し、ホース９内の配線１６を介して手元回路部１５の電源手段１４へ全波整流電力を供給する。手元回路部１５内のＺＶＳ発生手段１０は、前記全波整流電圧から図１２（ｂ）に示した信号ＺＶＳを発生する。使用者が操作手段１１から任意の運転モードを入力すると、信号発生手段１２は、その入力に対応した位相制御タイミング信号を生成し、信号送信手段１３は、前記位相制御タイミング信号を前記信号ＺＶＳを基準に所定のタイミングで配線１６に出力する。これにより、図１２（ａ）に示したように、配線１６には前記位相制御タイミング信号の電流がパルス状に重畳される。本体回路部８において、電流検出手段２８は、図１２（ａ）に示したホース内配線電流から、位相制御タイミング信号を電流変化により検出し、図１２（ｃ）に示したように位相制御タイミング信号を直接的に出力する。信号受信手段６は前記位相制御タイミング信号を整形して駆動手段７に与え、モータ２を運転する。
【００６７】
以上のように本実施例によれば、本体回路部８と手元回路部１５とを接続する配線をホース９内の２本の配線１６のみとし、本体回路部８から全波整流電圧を配線１６に出力するとともに、手元回路部１５から位相制御タイミング信号を配線１６に出力することにより、ホース９内を２本の配線１６のみとしながら電力供給と信号送受信とを実現でき、かつ信号を制御信号に代えて位相制御タイミング信号をパルス状に出力することにより構成が簡単になり、ホース９内の配線を最低限にして操作性がよく、かつ構成の簡単な電気掃除機を提供することができる。
【００６８】
（実施例８）
以下、本発明の電気掃除機の第８の実施例について図面を参照しながら説明する。なお、実施例１ないし実施例７と同じ構成要素には同一番号を付与して詳細な説明を省略する。図において、２９は電気掃除機本体のゴミ量や吸い込み力を検知するゴミ量検知手段、３０は手元回路部１５から送られてくる制御信号を信号ＺＶＳに同期して受け取ったり、前記ゴミ量検知手段２９の検出内容を手元回路部１５に送信したりする本体送受信手段、３１は信号ＺＶＳに同期して信号発生手段１２が生成した制御信号を送信したり、本体回路部８から送られてくる信号を受信したりする手元送受信手段、３２は手元送受信手段３１が受信した内容を出力する出力手段である。
【００６９】
上記構成においてその動作を説明する。全波整流手段２７は商用電源１を全波整流し、ホース９内の配線１６を介して手元回路部１５の電源手段１４へ全波整流電圧を供給する。本体回路部８内のＺＶＳ発生手段４および手元回路部１５内のＺＶＳ発生手段１０は、前記全波整流電圧から信号ＺＶＳを発生する。使用者が操作手段１１から任意の運転モードを入力すると、信号発生手段１２は操作入力に対応した制御信号を符号化信号に変換して出力し、手元送受信手段３１により前記符号化信号を配線１６に出力する。信号発生手段１２はＺＶＳ発生手段１０の信号ＺＶＳにより全波整流手段２７の出力がオフとなって期間を検知し、手元回路部１５への電力供給タイミングを避けて符号化信号を出力している。これにより、電源手段１４への電力供給と符号化信号とが干渉しない構成としている。
【００７０】
本体送受信手段３０は、ホース内配線電圧より検出した信号を信号受信手段６に与える。信号受信手段６は本体送受信手段３０からの符号化信号を受けて制御信号を発生し、駆動手段７によりモータ２を所定の運転モードで運転する。また、ゴミ量検知手段２９は電気掃除機本体内のゴミ量を検出し、その内容を本体送受信手段３０から手元回路部１５へ送信する。その信号を手元送受信手段３１が受信し、受信内容を出力手段３２により出力する。
【００７１】
以上のように本実施例によれば、本体回路部８と手元回路部１５とを接続する配線をホース９内の２本の配線１６のみとし、本体回路部８から手元回路部１５へ配線１６を介して全波整流電圧を所定期間を除いて供給するとともに、手元回路部１５と本体回路部８との間で、前記全波整流電圧を避けた前記所定期間に手元回路部１５の制御信号や本体回路部８の情報を半周期ごとに交互に配線１６を介して送受信することにより、ホース９内を２本の配線１６のみとしながら多量の電力供給と相互の信号送受信とを実現できる、ホース９内の配線を最低限にして多機能で操作性のよい電気掃除機を提供することができる。
【００７２】
【発明の効果】
請求項１に係わる本発明は、電気掃除機本体の内部に設けられ、電動送風機を制御する本体回路部と、前記本体回路部の運転動作を遠隔制御する手元回路部と、前記本体回路部と前記手元回路部とを接続する２本の配線を備え、前記本体回路部は、商用電源の半周期毎に前記配線を介して電圧を前記手元回路部に供給し、かつ電圧を供給されていない半周期の期間に前記手元回路部は前記電動送風機を運転する制御信号を前記本体回路部に出力するようにした電気掃除機とすることにより、２本の配線のみで本体回路部から手元回路部へ電力を供給し、手元回路部から本体回路部へ制御信号を送信することができ、ホースの軽量化による電気掃除機の操作性を向上させるとともに、従来の２線通信方式と比較して簡単な回路構成とすることができるため、本体や手元回路部の小型・軽量化を可能にすることができる。
【００７３】
請求項２に係わる本発明は、本体回路部は、商用電源の半周期毎に半波整流電圧の所定整流電圧以上の電圧のみ出力するようにした電気掃除機とすることにより、２本の配線のみで本体回路部から手元回路部へ電力を供給し、手元回路部から本体回路部へ制御信号を送信することができ、ホースの軽量化による電気掃除機の操作性向上が図れるとともに、手元回路部における位相制御タイミングの精度も向上し、精度よくモータを制御することができる。
【００７４】
請求項３に係わる本発明は、手元回路部は制御信号を符号化信号として出力し、本体回路部は前記符号化信号を解読して電動送風機を制御するようにした請求項１ないし請求項２のいずれか１項に係わる電気掃除機とすることにより、センサ信号など複雑な制御信号を用いた位相制御ができ、複雑な制御を可能とすることができる。
【００７５】
請求項４に係わる本発明は、電気掃除機本体の内部に設けられ、電動送風機を制御する本体回路部と、前記本体回路部の運転動作を遠隔制御する手元回路部と、前記本体回路部と前記手元回路部とを接続する２本の配線を備え、前記本体回路部は、交流電圧を商用電源に接続された絶縁トランスの２次側から前記配線を介して手元回路部に供給し、かつ手元回路部から前記配線を介して送信されてきた制御信号を前記絶縁トランスの１次側の電圧変化から検出して前記電動送風機を制御するようにした電気掃除機とすることにより、絶縁トランスを用いて本体回路部と手元回路部とを電気的に絶縁して、部品の耐圧や構造を簡素化して小型軽量化を実現しながら、ホースの軽量化により電気掃除機の操作性を向上させることができる。
【００７６】
請求項５に係わる本発明は、電気掃除機本体の内部に設けられ、電動送風機を制御する本体回路部と、前記本体回路部の運転動作を遠隔制御する手元回路部と、前記本体回路部と前記手元回路部とを接続する２本の配線を備え、前記本体回路部は、前記配線に流れる信号電流を検出する信号電流検出手段を有し、商用電源の交流電圧を前記配線を介して手元回路部に供給し、かつ手元回路部は前記電動送風機の制御信号を電流変化として前記信号電流検出手段に出力し、前記信号電流検出手段の検出結果に応じて前記電動送風機を制御するようにした電気掃除機とすることにより、フォトトライアックカプラによる信号電流送信手段と双方向性フォトカプラによる信号電流検出手段とを用いて本体回路部と手元回路部を電気的にほぼ絶縁して、本体や手元回路部を小型軽量化しながら、ホースを軽量化して電気掃除機の操作性を向上させることができる。
【００７７】
請求項６に係わる本発明は、電気掃除機本体の内部に設けられ、電動送風機を制御する本体回路部と、前記本体回路部の運転動作を遠隔制御する手元回路部と、前記本体回路部と前記手元回路部とを接続する２本の配線を備え、前記本体回路部は、商用電源の全波整流電圧をゼロ交差時点を挟む所定期間を除いて前記配線を介して前記手元回路部に供給し、かつ手元回路部は前記電動送風機の制御信号を前記所定期間に前記本体回路部へ出力するようにした電気掃除機とすることにより、手元回路部への電力供給が全波整流電力であるため、電気掃除機の吸い込み具の１つであるパワーノズル、すなわちモータによりブラシを回転させて塵埃をかき集める吸い込み具を使用する場合に、パワーノズルの性能を十分に発揮させることができる。
【００７８】
請求項７に係わる本発明は、電気掃除機本体の内部に設けられ、電動送風機を制御する本体回路部と、前記本体回路部の運転動作を遠隔制御する手元回路部と、前記本体回路部と前記手元回路部とを接続する２本の配線を備え、前記本体回路部は、前記配線に流れる信号電流を検出する電流検出手段を有し、商用電源の全波整流電圧を前記配線を介して手元回路部に供給し、かつ手元回路部は前記電動送風機の制御信号を電流変化として前記電流検出手段に出力し、前記電流検出手段の検出結果に応じて前記電動送風機を制御するようにした電気掃除機とすることにより、手元回路部への電力供給が全波整流電力であり、かつ位相制御タイミング信号を電流により出力しているため、回路構成が簡単になり、本体や手元回路部の小型軽量化により電気掃除機の操作性を向上させることができる。
【００７９】
請求項８に係わる本発明は、本体回路部は、本体内でゴミ量や電動送風機の吸い込み力などを検出した情報を、制御信号の受信と半周期ごとに交互に出力し、手元回路部は前記情報を、前記制御信号の送信と半周期ごとに交互に受信するようにした請求項４ないし請求項７のいずれか１項に係わる電気掃除機とすることにより、手元回路部への電力供給を全波整流電力としてパワーノズルを充分に駆動させることができるとともに、本体回路部と手元回路部とが信号を双方向に各半周期ごとに交互に送受信することにより、単にモータを制御できるのみならず、電気掃除機本体で検出したゴミ量や吸い込み力に係わる情報を手元操作部に伝達して出力することもでき、使い勝手のよい電気掃除機を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の電気掃除機の第１の実施例の構成を示すブロック図
【図２】
同実施例の動作を示す波形図
【図３】
本発明の電気掃除機の第２の実施例の構成を示すブロック図
【図４】
同実施例の動作を示す波形図
【図５】
本発明の電気掃除機の第３の実施例の構成を示すブロック図
【図６】
同実施例の動作を示す波形図
【図７】
本発明の電気掃除機の第４の実施例の構成を示すブロック図
【図８】
本発明の電気掃除機の第５の実施例の構成を示すブロック図
【図９】
本発明の電気掃除機の第６の実施例の構成を示すブロック図
【図１０】
同実施例の動作を示す波形図
【図１１】
本発明の電気掃除機の第７の実施例の構成を示すブロック図
【図１２】
同実施例の動作を示す波形図
【図１３】
本発明の電気掃除機の第８の実施例の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１  商用電源
２  モータ
３  半波整流手段
４  ＺＶＳ発生手段
５  信号検出手段
６  信号受信手段
７  駆動手段
８  本体回路部
９  ホース
１０  ＺＶＳ発生手段
１１  操作手段
１２  信号発生手段
１３  信号送信手段
１４  電源手段
１５  手元回路部
１６  配線
１７  ＺＶＳ電力供給手段
１８  符号化手段
１９  解読手段
２０  抵抗
２１  絶縁トランス
２２  電圧検知手段
２３  信号電流検出手段
２４  電流制限抵抗
２５  信号電流送信手段
２６  スイッチ手段
２７  全波整流手段
２８  電流検出手段
２９  ゴミ量検知手段
３０  本体送受信手段
３１  手元送受信手段
３２  出力手段