(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在で整流子を有するロータと、前記ロータへ電力を供給するブラシと、ステータと、前記ロータの出力軸に固定したファンを備えたモータを備え、前記モータを運転する際、モータに加える直流電圧波形を、前記モータに生ずる突入電流が、定格電流を超えるまでにＯＦＦするようにＯＮ時間を設定するとともに、前記モータに流れる電流の波形が徐々に定格電流に向け立ち上がるように、定格電流値に達するまで徐々にＯＮ時間、ＯＦＦ時間を長く設定するモータ制御装置。
【請求項２】
定格電流に達した後は、定格電圧のまま一定の直流電圧をモータに加える請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
塵埃を吸引する吸込部を備え、請求項１または２記載のモータ制御装置を搭載した電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気掃除機などの電気機器に搭載されるモータ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の直流用整流子モータ及び制御回路は、図３〜図６のような構造になっていた。直流用整流子モータ１９については図３に示すように、回転駆動を行うロータ１は整流子２を有し、前記整流子２にはロータ１へ電力を供給するためのブラシ８が接触されており、ロータ１の外周には巻線（図示せず）又はマグネット（図示せず）からなるステータ９が配置されている。また、電気掃除機等に使用される場合においては、ロータ１の出力軸３に、外部からの空気を吸引するためのファン１１が固定される。前記直流用整流子モータ１９を運転させるための回路図は図４に示すように、電源６２、制御回路７０、駆動手段７１からなっており、電源６２については直流である電池等が一般的であるが、交流を供給し制御回路７０で直流へ整流、変換しても同様である。
【０００３】
このような構造で直流用整流子モータ１９、及び制御回路７０は構成されており、作用としては図５、及び６の直流用整流子モータ１９に加わる電圧、及び電流波形をもとに説明する。まず直流用整流子モータ１９の消費電力を、定格直流電圧時に対し何割かダウンさせて運転させたい場合について示したものが図５である。前記の場合、制御回路７０により電圧をＯＮ−ＯＦＦ制御し、図に示すような一定時間幅のパルス電圧波形８０（パルス幅であるイとロとハを同一に設定）を直流用整流子モータ１９の電源電圧として供給する。この時、直流用整流子モータ１９に流れる電流波形は、パルス電圧波形８０のＯＮ時に定常電流の何倍かの突入電流７９が発生するため、図に示すようなパルス電圧波形８０のＯＮ時に突出した電流波形となる。次に、直流用整流子モータ１９へ通常の定格直流電圧を加え定格運転した場合について示したものが図６である。前記の場合もパルス電圧波形８０を加えた場合と同様に、ＯＮ時に定常電流の何倍かの突入電流７９が発生するため、図に示すようなＯＮ時に突出した電流波形となる。
【０００４】
加えて、前記直流用整流子モータ１９及び制御回路７０が電気掃除機に組み込まれる場合については、図７、図８のような構造となっていた。電気掃除機本体６１（以下、本体と称す）は中央部に設けられた隔壁５３により集塵室５１とモータ室５２に分けられており、集塵室５１には紙袋５４、モータ室５２には直流用整流子モータ１９、電池６２、及び制御回路７０と駆動手段７１を有する制御基板６３が備えつけられている。本体６１には接続パイプ６０、ホース５９、先端パイプ５８、延長管５７、吸込部５６が接続されている。よって作用としては、直流用整流子モータ１９の吸引力により吸込部２８から集められたゴミは、延長管２９、先端パイプ３０、ホース３１、接続パイプ３２を通り、集塵室２４の紙袋２７に集められる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の直流用整流子モータ１９及び制御回路７０では、直流用整流子モータ１９に流れる突入電流７９が大きく、この際に整流子２、ブラシ８間で発生するスパークが、直流用整流子モータ１９の寿命を低下させる大きな要因の一つとなっていた。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するもので、直流用整流子モータ運転時に加える電圧波形を制御回路により制御することにより、起動時の突入電流を抑え、直流用整流子モータの寿命向上を図ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、回転自在で整流子を有するロータと、前記ロータへ電力を供給するブラシと、ステータと、前記ロータの出力軸に固定したファンを備えたモータを備え、前記モータを運転する際、モータに加える直流電圧波形を、前記モータに生ずる突入電流が、定格電流を超えるまでにＯＦＦするようにＯＮ時間を設定するとともに、前記モータに流れる電流の波形が徐々に定格電流に向け立ち上がるように、定格電流値に達するまで徐々にＯＮ時間、ＯＦＦ時間を長く設定するモータ制御装置で、直流用整流子モータの消費電力を定格直流電圧時の消費電力に対し何割かダウンさせて運転を行いたい場合において、起動時の突入電流を抑えることができ、すなわち直流用整流子モータの整流子、ブラシ間で発生するスパークを抑制し、直流用整流子モータの寿命をより向上させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明は、回転自在で整流子を有するロータと、前記ロータへ電力を供給するブラシと、ステータと、前記ロータの出力軸に固定したファンを備えたモータを備え、前記モータを運転する際、モータに加える直流電圧波形を、前記モータに生ずる突入電流が、定格電流を超えるまでにＯＦＦするようにＯＮ時間を設定するとともに、前記モータに流れる電流の波形が徐々に定格電流に向け立ち上がるように、定格電流値に達するまで徐々にＯＮ時間、ＯＦＦ時間を長く設定するモータ制御装置で、直流用整流子モータの消費電力を定格直流電圧時の消費電力に対し何割かダウンさせて運転を行いたい場合において、起動時の突入電流を抑えることができ、すなわち直流用整流子モータの整流子、ブラシ間で発生するスパークを抑制し、直流用整流子モータの寿命をより向上させることができる。
【０００９】
本発明の請求項２記載の発明は、定格電流に達した後は、定格電圧のまま一定の直流電圧をモータに加えるもので、通常どおり、定格直流電圧を加える場合においても、起動時の突入電流を抑えることができ、すなわち直流用整流子モータの整流子、ブラシ間で発生するスパークを抑制し、直流用整流子モータの寿命をより向上させることができる。
【００１０】
本発明の請求項３記載の発明は、塵埃を吸引する吸込部を備え、請求項１または２記載のモータ制御装置を搭載した電気掃除機で、直流用整流子モータの高寿命化を図った電気掃除機を提供することができる。
【００１１】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の一実施例を図面に沿って説明する。従来の技術と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００１２】
まず、直流用整流子モータ１９の消費電力を定格直流電圧時の消費電力に対し何割かダウンさせて運転を行いたい場合について、図１で説明する。図１に示すように、整流子モータ１９を運転する際に加える直流電圧波形を、前記整流子モータ１９の突入電流８２が、定格直流を超えるピークに達するまでにＯＦＦするようにＯＮ時間を設定したパルス電圧波形８１をイとする。その後、ロ、ハのパルス電圧波形８１のＯＮ時間についても前記と同様に直流用整流子モータ１９の突入電流８２がピークに達するまでにＯＦＦするようにＯＮ時間を設定し、定格電流に達するに向けて徐々にパルス電圧波形８１のＯＮ時間、ＯＦＦ時間を長く設定し、直流用整流子モータ１９の起動時の電流波形が徐々に定格電流に向け立ち上がるようにする。定格電流に達したパルス電圧波形８１のニ以降は電流値が徐々にダウンするようにパルス電圧波形８１のＯＮ時間及びＯＦＦ時間を設定した制御回路７０とする。このことにより、起動時の突入電流８２を抑えることができ、すなわち直流用整流子モータ１９の整流子２、ブラシ８間で発生するスパークを抑制し、直流用整流子モータ１９の寿命をより向上させることができる。
【００１３】
また、通常どうり定格直流電圧を加える場合について、図２で説明する。この場合についても前記の場合と同様に、直流用整流子モータ１９の起動時の電流波形が徐々に立ち上がるようにパルス電圧波形８１を設定し、定格電流に達した後は、定格電圧のまま一定の直流電圧を加える設定とした制御回路７０とすることにより、通常通り定格直流電圧を加える場合においても、起動時の突入電流８２を抑えることができ、すなわち直流用整流子モータ１９の整流子２、ブラシ８間で発生するスパークを抑制し、直流用整流子モータ１９の寿命をより向上させることができる。
【００１４】
加えて、上記のような直流用整流子モータ１９及び制御回路７０を図７、図８に示すような電気掃除機の本体６１に搭載すれば、直流用整流子モータ１９の高寿命化を図った電気掃除機を提供することができる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、直流用整流子モータ運転時に加える電圧波形を制御回路により制御することにより、起動時の突入電流を抑え、直流用整流子モータの寿命向上を実施できる。また、直流用整流子モータの高寿命化を図った電気掃除機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の一実施例を示す電圧波形を示す図（消費電力ダウン運転時）
（ｂ）同電流波形を示す図（消費電力ダウン運転時）
【図２】（ａ）同電圧波形を示す図（定格直流電圧運転時）
（ｂ）同電流波形を示す図（定格直流電圧運転時）
【図３】従来の直流用整流子モータの側面部分断面図
【図４】同回路接続図
【図５】（ａ）同電圧波形を示す図（消費電力ダウン運転時）
（ｂ）同電流波形を示す図（消費電力ダウン運転時）
【図６】（ａ）同電圧波形を示す図（定格直流電圧運転時）
（ｂ）同電流波形を示す図（定格直流電圧運転時）
【図７】同電気掃除機本体の上方部分断面図
【図８】同電気掃除機の外観斜視図
【符号の説明】
１    ロータ
２    整流子
３    出力軸
８    ブラシ
１１  ファン
１９  直流用整流子モータ
７０  制御回路
８１  パルス電圧波形
８２  突入電流
【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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