(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンを内蔵したモータと、モータ制御回路と、一端が掃除機本体の吸気口に接続され他端に手元操作部を有するホースと、前記手元操作部へ電源を供給しさらに前記手元操作部からの操作信号を受け取るための吸気口端子と、吸気口端子に流れる電流を検知する電流検知手段と、吸気口端子間に印加される電圧を検知する電圧検知手段と、前記手元操作部からの操作信号を受信する本体受信手段とで構成し、前記吸気口端子に印加する電圧を降圧回路を用いて降圧し、前記吸気口にホースが接続された時、通常の印加電圧よりも高い電圧を一定時間吸気口端子に印加することを特徴とする電気掃除機の制御回路。
【請求項２】
吸気口端子へ流れる電流を制限する吸気口電流制限手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電気掃除機の制御回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、モータの電力供給制御を行う電気掃除機の制御回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電気掃除機のモータ制御回路には、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量を制御するものである。さらに、位相制御回路を遠隔制御するため、ホース手元部にスライドボリュームやスイッチ等を備え、使用者の操作を容易にした電気掃除機がある。
【０００３】
図７は、従来の電気掃除機の制御回路構成図である。交流電源１は、ファン内蔵のモータ２及び吸気口端子１６とホース１０を介し、ホース接点１７を通して手元部１１に供給される。手元部１１の電源回路８により手元操作回路７や表示回路（図示せず）に電源が供給される。
【０００４】
さらに手元操作回路７の信号は手元送信手段６により電源供給線に重畳される。本体受信手段５では電源供給線に重畳された信号を分離し、モータ制御回路３を制御する。一般的にモータ制御回路３は半導体スイッチング素子等で構成され、モータ２への電力供給量を制御する。以上のように、従来の技術では掃除機本体９から手元部１１に電力を直接供給する。従って、手元部１１に供給する電源は商用電源のＡＣ１００Ｖが直接印加される場合が多い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この様に従来の掃除機の構成では、ホースが掃除機本体の吸気口に接続されていない場合にも掃除機本体内蔵の回路に通電されているため、無駄な電力が消費される。
【０００６】
また、吸気口端子１６を短絡すると本体内蔵の回路素子の破壊、ヒューズ等の安全装置の動作や溶断等が発生する。最悪の場合には、回路素子が発熱して火災等の危険な状態に陥る場合がある。
【０００７】
さらに、商用電源を手元部に直接供給しているため、電気用品取締法に規定された充電金属部の絶縁距離が必要となり、回路構成の縮小化が困難となる。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するもので、電気掃除機の制御回路を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、第１の手段として、ファンを内蔵したモータと、モータ制御回路と、一端が掃除機本体の吸気口に接続され他端に手元操作部を有するホースと、前記手元操作部へ電源を供給しさらに前記手元操作部からの操作信号を受け取るための吸気口端子と、吸気口端子に流れる電流を検知する電流検知手段と、吸気口端子間に印加される電圧を検知する電圧検知手段と、前記手元操作部からの操作信号を受信する本体受信手段とで構成し、前記吸気口端子に印加する電圧を降圧回路を用いて降圧し、前記吸気口にホースが接続された時、通常の印加電圧よりも高い電圧を一定時間吸気口端子に印加することを特徴とする電気掃除機の制御回路とした。
【００１０】
また第２の手段として、上記第１の手段に加え、吸気口端子へ流れる電流を制限する吸気口電流制限手段を備える電気掃除機の制御回路とした。
【００１１】
【作用】
本発明の第１の手段によれば、掃除機の吸い込み力等を遠隔操作するスイッチ等を備えたホースを接続するための吸気口端子において、この吸気口端子に流れる電流を検知する電流検知手段と、吸気口端子間の電圧を検知する電圧検知手段とを用いる。
【００１２】
例えば、前述のホースが吸気口に接続されていない場合は、使用者が掃除機を使用していない場合で、吸気口端子は開放状態となる。そのため、電流は流れず、電圧のみが吸気口端子間に印加される。従って、電流波形は発生しないため電流検知手段は波形無しの信号を出力する。また、電圧波形の発生により電圧検知手段は波形有りの信号を出力する。この２つの信号を本体受信手段が受け取った場合、本体受信手段にホースが掃除機本体に接続されていないと判断させ、自己の消費電力を低減させる動作を行わせる。つまり、ホースが接続されていない場合に、掃除機本体の回路の消費電力を低減させることができる。
【００１３】
またこれとは逆に、ホースが吸気口に接続された場合、ホースの回路に通電を行うため、吸気口端子に電流が流れる。これにより、電流検知手段及び電圧検知手段とも波形有りの信号を出力する。従って、ホースからの操作信号を受け取ることができるように掃除機本体の回路を動作させ、動作準備状態となる。
【００１４】
よって、ホースが吸気口に接続されていない際に掃除機本体の回路を休止させることにより、無駄な電力の消費が抑えられる。
【００１５】
また、商用電源と吸気口端子との間に設けられた降圧回路により、ホースに内蔵された回路へ降圧された電源電圧が供給され、その電圧が電気用品取締法の規定以下の電圧に降圧されれば、充電金属部の絶縁距離が短くなり、従来の電子回路の規模を縮小化できる。
【００１６】
さらに、吸気口にホースが接続された時、一定時間に限り、通常吸気口端子に印加されている電圧よりも高い電圧を印加することにより、吸気口端子やホース接点等に形成された絶縁皮膜等が破壊される。従って、接点の接触不良が減少し、信頼性の高い制御を行うことができる。
【００１７】
また第２の手段によれば、吸気口端子がなんらかの原因で誤って短絡された場合、吸気口端子に異常な電流が流れ、吸気口端子間の電圧は零となる。つまり、電流検知手段は波形有りの信号を出力するが、電圧検知手段は信号無しの信号を出力する。この様な出力状態となった場合に、本体受信手段に吸気口端子が短絡されていると判断させ、商用電源と吸気口端子の中間に設けられた吸気口電流制限手段を用い吸気口端子への電流供給を制限させる。これらの作用により、異常な電流が吸気口に流れることを防止することができる。
【００１８】
【実施例】
本発明の第１の実施例を図１により説明する。図１において、従来例と同一部品には同一符号を付しその説明を省略するが、本実施例では吸気口端子に流れる電流を検知する電流検知回路１２およびその端子に印加される電圧を検知する電圧検知回路１３を設けている点が特徴である。
【００１９】
図５は、図１、図２、図３を詳細に説明するため、掃除機本体９に内蔵された本体受信手段５をＣＰＵ５−１に、電流検知回路１２をフォトトランジスタ１２−１に、電圧検知回路１３をフォトトランジスタ１３−１に、吸気口電流制限手段１４をフォトカプラ１４−１に、降圧回路１５をトランス１５−１にそれぞれ対応し、一実施例を具体的な回路図とした。
【００２０】
図４は、吸気口の使用状態による吸気口端子に流れる電流と、印加される電圧の波形を表しているが、商用電源からの正の半波が手元部への電力供給成分を表し、商用電源からの負の半波が手元部からの操作信号成分を含んでいるとする（操作信号の伝送方法についてはここでは述べない）。
【００２１】
上記構成により、吸気口端子１６が開放された（ホース１０が接続されていない）場合、電流は図４の（ア）の波形、電圧は（イ）の波形となる。つまり、商用電源の正の半波に対応するフォトトランジスタ１２−１、１３−１の出力はそれぞれ、電流波形はＨ電位、電圧波形は電位Ｌとなる（表１）。
【００２２】
【表１】
0003777624.tif 000002
【００２３】
また、ここでは図示しないが、ホース１０が接続された場合にはホース１０の回路に通電されることにより電流・電圧ともに発生し、フォトトランジスタ１２−１、１３−１の出力は電流・電圧ともＬ電位となる。従って、吸気口端子１６の電流・電圧波形をそれぞれのフォトトランジスタ１２−１、１３−１の回路で検知することにより、ホース１０が掃除機本体９の吸気口端子１６に接続されているか否かを判断することができる（表１）。
【００２４】
この判断を基に、ホース１０が接続されていない場合のみに、本体９内蔵の電子回路の消費電力を減少させるように制御を行う。例えばＣＰＵ５−１によって様々な信号の入出力を行い掃除機を制御している場合、ホース１０が掃除機本体９に接続されていない時は、一般的に掃除機を使用しない状態であるため、ＣＰＵ５−１の消費電力を低減させるスタンバイモードに切り換え、さらにＣＰＵ５−１の周辺回路の電源をＣＰＵ５−１を用いて遮断することにより、回路の消費電力を減少することができる。
【００２５】
また、第２の実施例は図２に示すように、上述した第１の実施例の構成に加えて、商用電源１と吸気口端子１６の中間に吸気口電流制限手段１４を備え、リレーやスイッチング素子等で構成される。例えば、使用者が誤って吸気口端子１６を短絡する、またはホース１０内の配線が短絡する場合がある。この場合、吸気口端子１６に流れる電流は図４の（ウ）の波形、印加される電圧は（エ）の波形となる。つまり、正の半波に対するフォトトランジスタの出力はそれぞれ、電流波形はＬ電位、電圧波形はＨ電位となる。また、吸気口端子１６が開放された（ホース１０が接続されていない）場合、電流は図４の（ア）の波形、電圧は（イ）の波形となる。つまり、正の半波に対するフォトトランジスタの出力はそれぞれ、電流波形はＨ電位、電圧波形はＬ電位となる。
【００２６】
以上をまとめると（表１）になる。この（表１）の状態をＣＰＵ５−１に記憶させておき、吸気口端子１６を短絡した場合には、吸気口端子１６への電流を制限するように、ＣＰＵ５−１から信号を出力し吸気口電流制限手段１４を動作させ、吸気口端子１６への電流を制限することができる。例えば、図５のＣＰＵ５−１の出力信号でフォトカプラ１４−１をＯＮ／ＯＦＦさせる。ＯＮ状態では電流が流れ、ＯＦＦ状態ではフォトカプラ１４−１と並列に接続されている抵抗１８の抵抗値による電流が流れる。従って、吸気口端子１６の短絡時に、吸気口端子１６に異常な電流が流れず、本体回路素子を保護することができる。
【００２７】
さらに、第３の実施例は図３に示すように、上述した第１の実施例の構成に加えて、商用電源１と吸気口端子１６の中間に降圧回路１５を備え、吸気口端子１６には降圧回路１５によって降圧された電圧が印加される。例えば、商用電源ＡＣ１００Ｖを降圧回路１５によりＡＣ３０Ｖに降圧した場合について説明する。ＡＣ１００Ｖ時には電気用品取締法の規定により、極性が異なる充電金属部間の絶縁距離は２ｍｍ以上と定められているが、ＡＣ３０Ｖに降圧された２次側回路での絶縁距離は必要ないとなっている。従って、降圧回路１５の２次側以降の電子回路等の絶縁距離は絶縁を保てる必要最小限度でよく、回路の構成を小さくすることができる。つまり、電流検知回路１２、電圧検知回路１３、吸気口電流制限手段１４、吸気口端子１６の占有面積を縮小化することができる。
【００２８】
次に第４の実施例は、図６に示す構成を用いる。ホース１０が掃除機本体９に接続された場合、一定時間に限って通常の電圧よりも高い電圧を吸気口端子１６に印加する。ホース１０が掃除機本体９に接続されたか否かは（表１）を基に判断することができる。従って、掃除機本体９にホース１０が接続された瞬間から一定時間に限り通常の電圧よりも高い電圧を吸気口端子１６に印加することができる。
【００２９】
例えば、図６に示すように、降圧回路１５をタップ切り替え式のトランス１５−２とした場合、本体受信手段５からのタップ切り替え信号により切り替えスイッチ１９が切り替わり、通常の電圧よりも高い電圧が一定時間に限り吸気口端子１６に印加される。この際の電圧は、ＡＣ５０Ｖ以上かつ１秒程度の時間であれば、吸気口端子１６やホース接点１７に付着した絶縁皮膜を破壊することができることは既に公知である。
【００３０】
【発明の効果】
以上の実施例からも明らかなように、本発明によれば、ホースが吸気口に接続されていない場合、回路の消費電力を低減させるため、掃除機の回路消費電力の低減が図れる。また、吸気口端子やホース接点等に付着した絶縁皮膜等が破壊されるため、接点の接触不良等の不具合の発生を低減でき、信頼性の高い制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施例を示す電気掃除機の制御回路のブロック図
【図２】  本発明の第２の実施例を示す電気掃除機の制御回路のブロック図
【図３】  本発明の第３の実施例を示す電気掃除機の制御回路のブロック図
【図４】  吸気口の使用状態による吸気口端子の電流・電圧波形図
【図５】  本発明の第２および第３の実施例を示す具体的な回路図
【図６】  本発明の第４の実施例を示す電気掃除機の制御回路のブロック図
【図７】  従来の電気掃除機の制御回路のブロック図
【符号の説明】
２  モータ
３  モータ制御回路
４  本体の電源回路
５  本体受信手段
９  掃除機の本体
１０  ホース
１２  電流検知回路
１３  電圧検知回路
１４  吸気口電流制限手段
１６  吸気口端子
【図１】
0003777624.tif 000003
【図２】
0003777624.tif 000004
【図３】
0003777624.tif 000005
【図４】
0003777624.tif 000006
【図５】
0003777624.tif 000007
【図６】
0003777624.tif 000008
【図７】
0003777624.tif 000009