(57)【要約】【課題】従来の電気掃除機では、電動送風機とブラシ電動機のトータルの消費電力が高くなってしまうという課題を有していた。【解決手段】電動送風機用双方向性サイリスタは１周期毎に消費電力が高くフル導通（位相角０°）に近い位相Ａと消費電力が低くなる位相Ｂで交互にＯＮし、かつ電動送風機用双方向性サイリスタが位相ＡでＯＮしているときは、ブラシ電動機用双方向性サイリスタは消費電力が低くなる位相ＣでＯＮし、電動送風機用双方向性サイリスタが位相ＢでＯＮしているときは、ブラシ電動機用双方向性サイリスタは消費電力が高くフル導通（位相角０°）に近い位相ＤでＯＮするように制御したもので、各周期での電動送風機の消費電力とブラシ電動機の消費電力とのトータルを少なくすることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸引力を発生する電動送風機と、回転ブラシを駆動するブラシ電動機を有する吸い込み具と、前記電動送風機の消費電力をコントロールする電動送風機用双方向性サイリスタと、前記ブラシ電動機の消費電力をコントロールする電動機用双方向性サイリスタを備えた構成において、電動送風機用双方向性サイリスタは１周期毎に消費電力が高くフル導通（位相角０°）に近い位相Ａと消費電力が低くなる位相Ｂで交互にＯＮし、かつ電動送風機用双方向性サイリスタが位相ＡでＯＮしているときはブラシ電動機用双方向性サイリスタは消費電力が低くなる位相ＣでＯＮし、電動送風機用双方向性サイリスタが位相ＢでＯＮしているときはブラシ電動機用双方向性サイリスタは消費電力が高くフル導通（位相角０°）に近い位相ＤでＯＮするように制御し、各周期での電動送風機の消費電力とブラシ電動機の消費電力とのトータルが所定の消費電力を超えないようにすることを特徴とする電気掃除機。
【請求項２】
集塵経路内を通過した塵埃の量を検出する塵埃検出手段を備え、通過した塵埃の量が多いと検知した場合、電動送風機の消費電力を高くするため電動送風機用双方向性サイリスタを位相Ｂより早い位相Ｂ−でＯＮさせ、その時ブラシ電動機用双方向性サイリスタは位相Ｄより遅い位相Ｄ＋でＯＮするよう制御し、各周期での電動送風機の消費電力とブラシ電動機の消費電力とのトータルが前記所定の消費電力を超えないようにすることを特徴とした請求項１記載の電気掃除機。
【請求項３】
集塵経路内を通過した塵埃の量を検出する塵埃検出手段を備え、通過した塵埃の量が少ないと検知した場合、ブラシ電動機の消費電力を高くするためブラシ電動機用双方向性サイリスタを位相Ｃより早い位相Ｃ−でＯＮさせ、その時電動送風機用双方向性サイリスタは位相Ａより遅い位相Ａ＋でＯＮするよう制御し、各周期での電動送風機の消費電力とブラシ電動機の消費電力とのトータルが前記所定の消費電力を超えないようにすることを特徴とした請求項１記載の電気掃除機。
【請求項４】
塵埃検出手段が塵埃を所定時間検知しなかった場合、電動送風機の消費電力およびブラシ電動機の消費電力を低くするため、電動送風機用双方向性サイリスタは毎周期位相Ｂより遅い位相Ｂ＋でＯＮさせ、またブラシ電動機用双方向性サイリスタも毎周期位相Ｃより遅い位相Ｃ＋でＯＮさせるよう制御し、各周期での電動送風機の消費電力とブラシ電動機の消費電力とのトータルを低くすることを特徴とした請求項２または３記載の電気掃除機。
【請求項５】
前記位相Ｂ＋および前記位相Ｃ＋は電源高調波を抑制するために９０°位相近辺を外した領域に設定することを特徴とした請求項４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、電機掃除機のパワー制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から電気掃除機のパワー制御に関しては、吸引力を発生する電動送風機と回転ブラシを駆動するブラシ電動機の位相を同時に制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−１１０３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の制御回路では、吸引力を発生する電動送風機と回転ブラシを駆動するブラシ電動機の位相を同位相で制御するため、それぞれの電動機の能力を最大限にし、吸引力およびブラシトルクを最大にするためには、両電動機をフル導通（位相角０°）で動作させなければならず、トータルの消費電力が高くなってしまうことになる。
【０００５】
また近年、欧州などの海外市場では環境面の配慮からの電気掃除機の消費電力が規制される傾向にあり、所定の消費電力以下の電気掃除機でなければ商品化できなくなりつつある。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するものであり、電動送風機用双方向性サイリスタは１周期毎に消費電力が高くフル導通（位相角０°）に近い位相Ａと消費電力が低くなる位相Ｂで交互にＯＮし、かつ電動送風機用双方向性サイリスタが位相ＡでＯＮしているときはブラシ電動機用双方向性サイリスタは消費電力が低くなる位相ＣでＯＮし、電動送風機用双方向性サイリスタが位相ＢでＯＮしているときはブラシ電動機用双方向性サイリスタは消費電力が高くフル導通（位相角０°）に近い位相ＤでＯＮするように制御することで、各周期での電動送風機の消費電力とブラシ電動機の消費電力とのトータルを少なくすることができ、かつ１周期毎にそれぞれの電動機の能力を最大限にすることができるようになり、吸引力およびブラシトルクの最大能力を落とすことなく低消費電力で効率的に使用できる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】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、電動送風機用双方向性サイリスタは１周期毎に消費電力が高くフル導通（位相角０°）に近い位相Ａと消費電力が低くなる位相Ｂで交互にＯＮし、かつ電動送風機用双方向性サイリスタが位相ＡでＯＮしているときはブラシ電動機用双方向性サイリスタは消費電力が低くなる位相ＣでＯＮし、電動送風機用双方向性サイリスタが位相ＢでＯＮしているときはブラシ電動機用双方向性サイリスタは消費電力が高くフル導通（位相角０°）に近い位相ＤでＯＮするように制御したものである。これにより、各周期での電動送風機の消費電力とブラシ電動機の消費電力とのトータルを少なくすることができ、かつ１周期毎にそれぞれの電動機の能力を最大限にすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電気掃除機は、各周期での電動送風機の消費電力とブラシ電動機の消費電力とのトータルを少なくすることができ、かつ１周期毎にそれぞれの電動機の能力を最大限に
することができるようになり、吸引力およびブラシトルクの最大能力を落とすことなく低消費電力で効率的に使用できる電気掃除機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における電気掃除機の断面図
【図２】実施の形態１における電気掃除機の制御ブロック図
【図３】実施の形態１における位相を示した図
【図４】本発明の実施の形態２における電気掃除機の断面図
【図５】実施の形態２における電気掃除機の制御ブロック図
【図６】塵埃検知量多い場合の実施の形態２における位相を示した図
【図７】塵埃検知量少ない場合の実施の形態２における位相を示した図
【図８】塵埃検知量がない場合の実施の形態２における位相を示した図
【図９】従来の電気掃除機回路図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
第１の発明は、電動送風機用双方向性サイリスタは１周期毎に消費電力が高くフル導通（位相角０°）に近い位相Ａと消費電力が低くなる位相Ｂで交互にＯＮし、かつ電動送風機用双方向性サイリスタが位相ＡでＯＮしているときはブラシ電動機用双方向性サイリスタは消費電力が低くなる位相ＣでＯＮし、電動送風機用双方向性サイリスタが位相ＢでＯＮしているときはブラシ電動機用双方向性サイリスタは消費電力が高くフル導通（位相角０°）に近い位相ＤでＯＮするように制御することで、各周期での電動送風機の消費電力とブラシ電動機の消費電力とのトータルを少なくすることができ、かつ１周期毎にそれぞれの電動機の能力を最大限にすることができるようになり、吸引力およびブラシトルクの最大能力を落とすことなく低消費電力で効率的に使用できる電気掃除機を提供することができる。
【００１１】
第２の発明は、集塵経路内を通過した塵埃の量を検出する塵埃検出手段を備え、通過した塵埃の量が多いと検知した場合、電動送風機の消費電力を高くするため電動送風機用双方向性サイリスタを位相Ｂより早い位相Ｂ−でＯＮさせ、その時ブラシ電動機用双方向性サイリスタは位相Ｄより遅い位相Ｄ＋でＯＮするよう制御し、各周期での電動送風機の消費電力とブラシ電動機の消費電力とのトータルが所定の消費電力を超えないようにしたものであり、塵埃が多いと検知した場合は、電動送風機の消費電力を高くすることで吸込力が高くなり塵埃をより多く吸い込むことができるようになり、さらに効率的に掃除することができる。
【００１２】
第３の発明は、集塵経路内を通過した塵埃の量を検出する塵埃検出手段を備え、通過した塵埃の量が少ないと検知した場合、ブラシ電動機の消費電力を高くするためブラシ電動機用双方向性サイリスタを位相Ｃより早い位相Ｃ−でＯＮさせ、その時電動送風機用双方向性サイリスタは位相Ａより遅い位相Ａ＋でＯＮするよう制御し、各周期での電動送風機の消費電力とブラシ電動機の消費電力とのトータルが前記所定の消費電力を超えないようしたものであり、塵埃が少ないと検知した場合は、ブラシ電動機の消費電力を高くすることでブラシトルクが高くなり、より被掃除面の塵埃をかき上げることができるため、例えば電動送風機の吸引力では吸い込めない絨毯の毛の奥にある塵埃をかき出せるため、塵埃が少ないと検知した場合でもより使用性の向上した電気掃除機を提供することができる。
【００１３】
第４の発明は、塵埃検出手段が塵埃を所定時間検知しなかった場合、電動送風機の消費電力およびブラシ電動機の消費電力を低くするため、電動送風機用双方向性サイリスタは毎周期位相Ｂより遅い位相Ｂ＋でＯＮさせ、またブラシ電動機用双方向性サイリスタも毎周期位相Ｃより遅い位相Ｃ＋でＯＮさせるよう制御し、各周期での電動送風機の消費電力とブラシ電動機の消費電力とのトータルを低くしたもので、塵埃がないと検知した場合に
は消費電力下げ、より省エネルギーで効率的に掃除することができる。
【００１４】
第５の発明は、位相Ｂ＋および位相Ｃ＋を９０°位相近辺を外した領域に設定すること特徴としたもので、電源高調波を抑制することができるため、より使用性の向上した電気掃除機を提供することができる。
【００１５】
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。
【００１６】
（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１〜３を用いて説明する。図１は、本実施の形態１における電気掃除機の断面図、図２は、同電気掃除機の制御ブロック図である。
【００１７】
図１において、掃除機本体１内には吸引力を発生させる電動送風機２が収納され、集塵袋９は電動送風機２よりも吸気側に備えられており、電動送風機２によって吸引された塵埃と吸気風を、吸気風のみを通過させることで塵埃を集塵する。掃除機本体１にはホース３が接続され、ホース３から延長管５を介して吸込具６が接続される。吸込具６の内部には床面の塵埃をかきあげるための回転ブラシ７および回転ブラシ７を回転させるためのブラシ電動機８が配されている。また、掃除機本体１内部には電動送風機２およびブラシ電動機８への通電をコントロールする制御回路１０が設けられている。
【００１８】
制御回路１０は図２に示されるようなブロック図で構成され、電動送風機２およびブラシ電動機８への通電をコントロールするための電動送風機用双方向性サイリスタ１２およびブラシ電動機用双方向性サイリスタ１８への信号を発生させる信号発生回路２０を有している。
【００１９】
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。使用者が電気掃除機の運転を開始すると、信号発生回路２０は電動送風機用双方向性サイリスタ１２およびブラシ電動機用双方向性サイリスタ１８への信号を送る。信号発生回路２０の信号により、図３に示すように、運転開始後の１周期目には電動送風機用双方向性サイリスタ１２は、ほぼフル導通（位相角０°）に近い位相ＡでＯＮされる。このときの電動送風機２の消費電力は１３００Ｗである。また、運転開始後の１周期目ブラシ電動機用双方向性サイリスタ１８はブラシ電動機８の消費電力が、ほぼフル導通（位相角０°）に近い位相ＤでＯＮされ時の消費電量４００Ｗの半分である２００Ｗとなる位相ＣでＯＮされる。よって、１周期目の電動送風機２とブラシ電動機８の消費電力のトータルは１５００Ｗとなる。
【００２０】
その後、運転開始後の２周期目には、電動送風機用双方向性サイリスタ１２は、電動送風機２の消費電力が、フル導通時よりも２００Ｗ低く、１１００Ｗとなる位相ＢでＯＮされる。その時の電動送風機用双方向性サイリスタ１２は、ほぼフル導通（位相角０°）に近い位相ＤでＯＮされ、ブラシ電動機８の消費電力は４００Ｗとなる。そのため、２周期目の電動送風機２とブラシ電動機８の消費電力のトータルは１５００Ｗとなる。
【００２１】
この１周期目と２周期目における制御を交互に繰り返すことにより各周期での消費電力のトータルを１５００Ｗとすることができる。その際、１周期毎にそれぞれの電動機をほぼフル導通（位相角０°）で動作させることができるため、それぞれの電動機の能力を最大限にすることができるようになるため、吸引力およびブラシトルクの最大能力を落とすことなく掃除することができる。
【００２２】
それぞれの電動機をほぼフル導通（位相角０°）で同時に動作させると１３００Ｗ＋４００Ｗで１７００Ｗとなるが、前述の制御を行うことにより１５００Ｗでそれぞれの電動機の能力を最大限にすることができ、吸引力およびブラシトルクの能力低下を防ぐことができ、低消費電力で効率的に使用できる。
【００２３】
（実施の形態２）
本発明の第２の実施の形態における電気掃除機について、図４〜８を用いて説明する。なお、実施の形態１と同一構成の部品については同一符号を付し、説明を省略する。図４は、本実施の形態２における電気掃除機の断面図、図５は、同電気掃除機の制御ブロック図である。
【００２４】
図４において、吸込具６から集塵袋９の塵埃通過経路中には塵埃検知手段４が取り付けられている。図５は塵埃検知手段４の信号を受け取る時の制御回路１０のブロック図である。塵埃検知手段４は発光素子２２と受光素子２３と、受光素子２３から出力される信号を判断する信号変換手段２４から構成されており、発光素子２２と受光素子２３の間を塵埃が通過すると信号変換手段２４から塵埃通過量に応じたパルス信号が発信される。信号変換手段２４から発信されたパルスは信号発生回路２０に送られ、信号発生回路２０は塵埃通過量に応じて電動送風機用双方向性サイリスタ１２およびブラシ電動機用双方向性サイリスタ１８への信号を制御できるような構成となっている。
【００２５】
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。本実施の形態１と同様に、使用者が電気掃除機の運転を開始すると、１周期目には電動送風機用双方向性サイリスタ１２は、ほぼフル導通（位相角０°）に近い位相ＡでＯＮされる。このときの電動送風機２の消費電力は１３００Ｗである。また、運転開始後の１周期目ブラシ電動機用双方向性サイリスタ１８はブラシ電動機８の消費電力が、ほぼフル導通（位相角０°）に近い位相ＤでＯＮされ時の消費電量４００Ｗの半分である２００Ｗとなる位相ＣでＯＮされる。運転開始後の２周期目には、電動送風機用双方向性サイリスタ１２は、電動送風機２の消費電力が、フル導通時よりも２００Ｗ低く、１１００Ｗとなる位相ＢでＯＮされる。その時の電動送風機用双方向性サイリスタ１２は、ほぼフル導通（位相角０°）に近い位相ＤでＯＮされ、ブラシ電動機８の消費電力は４００Ｗとなる。
【００２６】
このとき、塵埃検知手段４が、塵埃通過経路中を通過した塵埃数をカウントし、信号変換手段２４からパルス信号が発信され、信号発生回路２０が受け取る。塵埃量が多くパルス信号が所定の閾値（例えば１０パルス）以上の場合、図６のように２周期目に信号発生回路２０は、電動送風機２の消費電力つまり吸引力を高くするため電動送風機用双方向性サイリスタ１２を位相Ｂより早い位相Ｂ−（このときの電動送風機２の消費電力は１２５０Ｗ）でＯＮさせ、その時ブラシ電動機用双方向性サイリスタ１８は位相Ｄより遅い位相Ｄ＋（このときのブラシ電動機８の消費電力は２５０Ｗ）でＯＮするよう制御し、塵埃をより多く吸い込むことができるように制御する。各周期での電動送風機２の消費電力とブラシ電動機８の消費電力とのトータルは１５００Ｗとなる。
【００２７】
また、塵埃量が少なくパルス信号が所定の閾値（例えば１０パルス）以下の場合、図７のように１周期目に信号発生回路２０は、ブラシ電動機８の消費電力を高くするつまりブラシトルクを高くするためブラシ電動機用双方向性サイリスタ１８を位相Ｃより早い位相Ｃ−（このときのブラシ電動機８の消費電力は３５０Ｗ）でＯＮさせ、その時電動送風機用双方向性サイリスタ１２は位相Ａより遅い位相Ａ＋（このときの電動送風機２の消費電力は１１５０Ｗ）でＯＮするよう制御し、より被掃除面の塵埃をかき上げ、例えば電動送風機２の吸引力では吸い込めない絨毯の毛の奥にある塵埃をかき出せるよう制御する。
【００２８】
さらに、図８のように所定時間、塵埃量がより少なくパルス信号が所定の閾値（例えば
５パルス）以下を継続した場合、電動送風機２の消費電力およびブラシ電動機８の消費電力を低くするため、電動送風機用双方向性サイリスタ１２は毎周期位相Ｂより遅い位相Ｂ＋（このときの電動送風機２の消費電力は９００Ｗ）でＯＮさせ、またブラシ電動機用双方向性サイリスタ１８も毎周期位相Ｃより遅い位相Ｃ＋（このときのブラシ電動機１８の消費電力は１００Ｗ）でＯＮさせるよう制御する。各周期での電動送風機２の消費電力とブラシ電動機８の消費電力とのトータルは１０００Ｗと低くなる。ここで、位相Ｂ＋および位相Ｃ＋を９０°位相近辺を外した領域に設定することにより、電源高調波を抑制することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１  掃除機本体
２  電動送風機
３  ホース
４  塵埃検出手段
５  延長管
６  吸込具
７  回転ブラシ
８  ブラシ電動機
１０  制御回路
１２  電動送風機用双方向性サイリスタ
１８  ブラシ電動機用双方向性サイリスタ
２０  信号発生回路
２２  発光素子
２３  受光素子
２４  信号変換手段
【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】
2011072709.tif 000009
【図８】
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【図９】
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