JPS60216780A - Electric cleaner - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To simplify the construction of an electric cleaner by providing a transformer which has the primary winding connected with a power source, the second winding connected with a gate terminal of a bidirectional thyristor and the tertiary winding connected wind a phase controller. CONSTITUTION:When a manual switch 26 is closed, an operation processor 23 applies a signal in response to the output of a sensor 24 to a phase controller 22. The controller 22 which receives a signal from the processor 23 operates to shortcircuit the tertiary winding 21 of a transformer 15 in the phase in response to the signal. When the tertiary winding 21 is shortcircuited, the current flowed to the winding 21 increases. Thus, a magnetic flux density in the transformer 16 increases, and a voltage exceeding the breakover voltages of diodes 19, 20 is generated in the winding 18, a bidirectional thyristor 13 is triggered, and power is supplied to a motor-driven blower 12.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野　。[Detailed description of the invention] Industrial application field.

本発明は、一般家庭において使用する、電力制御装置を
具備した電気掃除機に関するものである。The present invention relates to a vacuum cleaner equipped with a power control device for use in general households.

従来例の構成とその問題点 従来、この種の電気掃除機においては、第１図に示Ｊよ
うな構成のものが一般的であった。電源１と電動送風機
２と位相制御回路３とが直列に接続されており、風量、
風速、圧力などのセン勺−４の出力を、演算処理回路５
で処理して、前記位相制御回路３へ送っている。また、
掃除機ホース手元の手元スイッチ６よりホース内の配線
７を通ってリモートコントロール回路８に伝えられ、さ
らに低圧電源回路９をコントロールして、低圧電源が前
記位相制御回路３及び演算処理回路５へ供給されており
、手元スイッチ６を閉じることにより、低圧電源回路９
が働いて、各回路が動作して、電気掃除機が運転される
。Conventional configuration and problems thereof Hitherto, this type of vacuum cleaner has generally had a configuration as shown in FIG. 1. A power supply 1, an electric blower 2, and a phase control circuit 3 are connected in series, and the air volume,
The output of sensor 4, such as wind speed and pressure, is processed by arithmetic processing circuit 5.
The signal is then processed and sent to the phase control circuit 3. Also,
The power is transmitted from the hand switch 6 near the vacuum cleaner hose through the wiring 7 inside the hose to the remote control circuit 8, which further controls the low voltage power circuit 9, and supplies the low voltage power to the phase control circuit 3 and the arithmetic processing circuit 5. By closing the hand switch 6, the low voltage power supply circuit 9 is
works, each circuit operates, and the vacuum cleaner is operated.

しかしながらこのような従来の構成では、演算処理回路
５や位相制御回路３などの主制御回路の他に、リモート
コントロール回路８や低圧型ｉ回路９が別に必要になり
、また、低圧電源回路９は大きな発熱を伴い、大きなス
ペースが必要となり、結局、電気掃除機全体が大型でか
つ複雑な構成になってしまうという問題があった。However, in such a conventional configuration, in addition to the main control circuits such as the arithmetic processing circuit 5 and the phase control circuit 3, a remote control circuit 8 and a low-voltage type i-circuit 9 are separately required, and the low-voltage power supply circuit 9 is There is a problem that a large amount of heat is generated and a large space is required, resulting in the entire vacuum cleaner having a large and complicated structure.

発明の目的 本発明は上記従来の欠点を解消するもので、非常に簡単
な構成で従来と同じ機能を実現し、小さなスペースです
み、安価で、しかも信頼性の向上をはかった電気掃除機
を提供することを目的とする。Purpose of the Invention The present invention solves the above-mentioned drawbacks of the conventional method, and provides a vacuum cleaner that achieves the same functions as the conventional one with a very simple structure, occupies a small space, is inexpensive, and has improved reliability. The purpose is to provide.

発明の構成 上記目的を達成するため、本発明の電気掃除機は、電動
送風機と、この電動送風機の電力を制御する双方向性サ
イリスタと、電源に接続された第１の巻線と前記双方向
性サイリスタのゲート端子に接続された第２の巻線と位
相制御回路に接続されかつ低圧を発生する第３の巻線と
を有するトランスと、前記位相制御回路を制御する演算
処理回路と、この演算処理回路の一方の入力端に接続さ
れたデジタル出力方式のセンサーと、前記演算処理回路
の他方の入力端に設定基準信号を入力する設定手段とを
備えた構成としたものである。Structure of the Invention In order to achieve the above object, the vacuum cleaner of the present invention includes an electric blower, a bidirectional thyristor that controls the electric power of the electric blower, a first winding connected to a power source, and a bidirectional thyristor that controls the electric power of the electric blower. a transformer having a second winding connected to a gate terminal of the thyristor and a third winding connected to a phase control circuit and generating a low voltage; an arithmetic processing circuit controlling the phase control circuit; The configuration includes a digital output type sensor connected to one input end of the arithmetic processing circuit, and a setting means for inputting a setting reference signal to the other input end of the arithmetic processing circuit.

実施例の説明 以下、本発明の一実施例について、図面に基づいて説明
する。DESCRIPTION OF EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第２図は本発明の一実施例における電気掃除機の回路ブ
ロック図で、１１は電源、１２は電動送風機、１３は双
方向性サイリスタで、これらは直列に接続されている。FIG. 2 is a circuit block diagram of a vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention, in which 11 is a power source, 12 is an electric blower, and 13 is a bidirectional thyristor, which are connected in series.

１４．１５は急激な電圧の立上りによる誤動作を防止す
るスナバ−回路を構成する抵抗及びコンデンサである。14 and 15 are resistors and capacitors constituting a snubber circuit that prevents malfunctions due to sudden voltage rises.

、１６は３つの巻線を有するトランスで、第１の巻線１
７は電源１１に、また第２の巻線１８はブレークオーバ
ー用の逆並列接続のダイオード１９．２０を介して前記
双方向性サイリスタ１３のゲート端子にそれぞれ接続さ
れている。トランス１６の第３の巻線２１は、位相制御
回路２２に接続され、この位相制御回路２２には演算処
理回路２３が接続されている。この演算処理回路２３に
は、電気掃除機の風量、風速、または風圧を検出するデ
ジタル出力方式のセンサー２４が接続されていると共に
、ホース内の配線２５を介して掃除機ボース手元の手元
スイッチ２６が接続されており、また設定手段２７から
の設定基準値が入力されている。, 16 is a transformer having three windings, the first winding 1
7 is connected to the power supply 11, and the second winding 18 is connected to the gate terminal of the bidirectional thyristor 13 via anti-parallel connected diodes 19 and 20 for breakover. The third winding 21 of the transformer 16 is connected to a phase control circuit 22, and an arithmetic processing circuit 23 is connected to this phase control circuit 22. A digital output type sensor 24 that detects the air volume, wind speed, or wind pressure of the vacuum cleaner is connected to this arithmetic processing circuit 23, and a hand switch 26 at the hand of the vacuum cleaner via a wiring 25 inside the hose is connected. is connected, and the setting reference value from the setting means 27 is input.

次に動作を説明する。手元スイッチ２６が閉じられると
、演算処理回路２３が働き、センサー２４の出力に応じ
た信号が位相制御回路２２に入力される。Next, the operation will be explained. When the hand switch 26 is closed, the arithmetic processing circuit 23 operates, and a signal corresponding to the output of the sensor 24 is input to the phase control circuit 22.

演算処理回路２３からの信号を受け取った位相制御回路
２２は、その信号に応じた位相でトランス１６の第３の
巻線２１を短絡するように働く。例えば、センサー２４
の出力が低くなると位相を進め、逆にセンサー２４の出
力が高くなると位相を遅らせるように働く。そしてトラ
ンス１６の第３の巻線２１には、電源１１の周波数と同
じ周波数の低圧の交流が発生している。その交流が短絡
されると、第３の巻線２１を流れる電流が増加し、トラ
ンス１６内の磁束密度も増加して、第２の巻線１８には
ダイオード１９゜２０のブレークオーバー電圧を越える
電圧が発生し、双方向性サイリスタ１３をトリガーして
、電動送風機１２に電力が供給される。ここで、位相制
御回路２２が早い位相で働けば、電動送風機１２に供給
される電力は大きくなり、遅い位相で働けば、供給され
る電力は小さくなる。以上のような動作で、センサー２
４の出力に応じて電動送風機１２への供給電力をコント
ロールでき、例えば電気掃除機の風速を一定にすること
などが、非常に簡単な構成ででき、常に最適な吸込力を
得ることができる。The phase control circuit 22 that receives the signal from the arithmetic processing circuit 23 operates to short-circuit the third winding 21 of the transformer 16 at a phase corresponding to the signal. For example, sensor 24
When the output of the sensor 24 becomes low, the phase advances, and conversely, when the output of the sensor 24 becomes high, the phase is delayed. In the third winding 21 of the transformer 16, a low voltage alternating current having the same frequency as that of the power source 11 is generated. When the alternating current is short-circuited, the current flowing through the third winding 21 increases, and the magnetic flux density within the transformer 16 also increases, causing the second winding 18 to exceed the breakover voltage of the diode 19. A voltage is generated and triggers the bidirectional thyristor 13 to power the electric blower 12 . Here, if the phase control circuit 22 operates at an early phase, the power supplied to the electric blower 12 increases, and if it operates at a late phase, the supplied power decreases. With the above operation, sensor 2
The power supplied to the electric blower 12 can be controlled according to the output of the electric blower 12, and, for example, the wind speed of a vacuum cleaner can be kept constant with a very simple configuration, and the optimum suction force can always be obtained.

第３図は第２図に示す回路の要部の具体回路図で、２８
は第３の巻線２１の交流を整流して脈流にするブリッジ
整流器、２９は第３の巻線２１の短絡開放を行なう第１
のトランジスタで、この第１のトランジスタ２９がオン
すると、ブリッジ整流器２８を通して第３の巻線２１が
短絡される。３０は第２のトランジスタで、第１のトラ
ンジスタ２９をドライブづるものであり、抵抗３１．３
２で決まるベース電位と、コンデンサ３３で決まるエミ
ッタ電位とがほぼ等しくなった時に、第１のトランジス
タ２９のベースに電流を流してオンさせるものである。Figure 3 is a specific circuit diagram of the main part of the circuit shown in Figure 2.
29 is a bridge rectifier that rectifies the alternating current of the third winding 21 to make it into a pulsating current, and 29 is a first bridge rectifier that opens the short circuit of the third winding 21.
When the first transistor 29 is turned on, the third winding 21 is short-circuited through the bridge rectifier 28. 30 is a second transistor that drives the first transistor 29, and is connected to a resistor 31.3.
When the base potential determined by 2 and the emitter potential determined by the capacitor 33 become approximately equal, a current is passed through the base of the first transistor 29 to turn it on.

３４は磁石４０を埋め込んだタービンとホールＩＣとか
ら構成される風速センサーで、逆流阻止用のダイオード
４１によって電解コンデンサ４２に充電される直流電圧
によって動作する。センサー３４のパルス出力はコンデ
ンサ４３で微分され、ダイオード４４を通して正電圧の
みがコンデンサ４５へ充電され、風速がが速くなるとパ
ルス数が増し、コンデンサ４５の電圧が上昇し、風速が
遅くなるとその逆になる。３５は第３のトランジスタで
、第４のトランジスタ３６とバランスを取っており、調
整用の半固定抵抗３７で決まる第４のトランジスタ３６
のベース電位と、センサー２４の可変抵抗３４で決まる
第３のトランジスタ３５のベース電位とが等しくなるよ
うに働いて、コンデンサ３３を充電するものである。ま
た、４６はコンデンサ３３の放電用の抵抗で、時定数を
決定するものであり、３８．３９．４７．４８はそれぞ
れ電流制限用の抵抗で、特に抵抗４７は電解コンデンサ
４２への充電電流により双方向性サイリスタ１３が誤動
作しないように、大きな抵抗値にする必要がある。Reference numeral 34 denotes a wind speed sensor composed of a turbine in which a magnet 40 is embedded and a Hall IC, and is operated by a DC voltage charged in an electrolytic capacitor 42 by a diode 41 for blocking reverse flow. The pulse output of the sensor 34 is differentiated by a capacitor 43, and only positive voltage is charged to the capacitor 45 through the diode 44. As the wind speed increases, the number of pulses increases and the voltage of the capacitor 45 increases, and vice versa as the wind speed slows down. Become. 35 is a third transistor, which is balanced with the fourth transistor 36, and is determined by a semi-fixed resistor 37 for adjustment.
The capacitor 33 is charged by functioning so that the base potential of the third transistor 35 determined by the variable resistor 34 of the sensor 24 becomes equal to the base potential of the third transistor 35 . Further, 46 is a resistor for discharging the capacitor 33, which determines the time constant, and 38, 39, 47, and 48 are resistors for current limiting, and in particular, the resistor 47 is a resistor for controlling the charging current to the electrolytic capacitor 42. In order to prevent the bidirectional thyristor 13 from malfunctioning, it is necessary to use a large resistance value.

次に動作を説明する。定常時は、第３のトランジスタ３
５と第４のトランジスタ３６がバランスを保ってコンデ
ンサ３３が充電されて、第２のトランジスタ３０を通し
て第１のトランジスタ２９が、ある決まった位相でオン
される。ここで例えば、電気掃除機がより強い吸込力を
要求される状態になると、風速が減少し、センサー２４
の出力パルスが少なくなると、第３のトランジスタ３５
のベース電位が下がり、第４のトランジスタ３６とのバ
ランスが崩れ、第３のトランジスタ３５のコレクタ電流
が増える。Next, the operation will be explained. During steady state, the third transistor 3
5 and the fourth transistor 36 maintain a balance, the capacitor 33 is charged, and the first transistor 29 is turned on through the second transistor 30 at a certain fixed phase. For example, when a vacuum cleaner is required to have a stronger suction force, the wind speed decreases and the sensor 24
When the output pulse of the third transistor 35 decreases, the third transistor 35
The base potential of the third transistor 35 decreases, the balance with the fourth transistor 36 is lost, and the collector current of the third transistor 35 increases.

すると、コンデンサ３３の充電時間が早まる。すると、
第１のトランジスタ２９がオンされる位相が早まり、電
動送風機へ供給される電力が増え、電気掃除機の吸込力
が増加する。すると、センサー２４の出力パルスがちと
に戻り、第３のトランジスタ３５と第４のトランジスタ
３６とのバランスが回復し、その吸込力を接続する。ま
た逆に、電気掃除機が高い吸込力を必要としなくなれば
、上記と逆の動作をし、一定のセンサー２４のパルス出
力、づまりは一定の風速、すなわち一定の吸込力を保つ
制御が、第３図に示されるような簡単な構成で実現でき
る。特に第３図に示される部分は、トランス１６によっ
て電源から完全に分離され、低圧になっているので、わ
ざわざ低圧電源を作る必要がなく、非常に簡単な構成と
することができる。また、ホールＩＣのように、デジタ
ル式で低圧電源を必要とするものでも、発熱を伴なわな
い、非常に簡単な構成で、その使用を可とすることがで
きる。This speeds up the charging time of the capacitor 33. Then,
The phase in which the first transistor 29 is turned on is advanced, the power supplied to the electric blower increases, and the suction power of the vacuum cleaner increases. Then, the output pulse of the sensor 24 returns to normal, the balance between the third transistor 35 and the fourth transistor 36 is restored, and their suction forces are connected. Conversely, if the vacuum cleaner no longer requires a high suction force, it will operate in the opposite manner to the above, and the control to maintain a constant pulse output of the sensor 24, a constant wind speed, and a constant suction force will be activated. This can be realized with a simple configuration as shown in Figure 3. In particular, the portion shown in FIG. 3 is completely isolated from the power supply by the transformer 16 and has a low voltage, so there is no need to create a low voltage power supply, and the structure can be very simple. Further, even devices such as Hall ICs, which are digital and require a low voltage power source, can be used with a very simple configuration that does not generate heat.

発明の詳細 な説明し声ように本発明によれば、電源より分離された
第３の巻線に、センサーと演算処理回路と位相制御回路
とを接続して吸込力の制御を行なうようにしたので、特
別なリモコン回路や、複ｉ′ｔ−発熱量の大きい低圧Ｎ
源回路などを必要とせず、非常に簡単な構成で、吸込力
制御機能を有する電気掃除機を実現することができる。Detailed Description of the Invention According to the present invention, a sensor, an arithmetic processing circuit, and a phase control circuit are connected to the third winding separated from the power source to control the suction force. Therefore, special remote control circuits and low voltage N with high heat generation are required.
A vacuum cleaner having a suction force control function can be realized with a very simple configuration without requiring a source circuit or the like.

したがって、吸込力制御回路の部品点数を従来に比較し
非常に少なくすることができ、スペースを小さくするこ
とができ、コストダウン及び信頼性の向上を図ることが
できる。Therefore, the number of parts of the suction force control circuit can be significantly reduced compared to the conventional one, the space can be reduced, and costs can be reduced and reliability improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は従来の電気掃除機の回路ブロック図、第２図は
本発明の一実施例における電気掃除機の回路ブロック図
、第３図は第２図に示す回路の具体回路図である。 １２・・・電動送＆１ｌｌｉ、　１３・・・双方向性サ
イリスタ、１６・・・トランス、１７・・・第１の巻線
、１８・・・第２の巻線、２１・・・第３の巻線、２２
・・・位相制御回路、２３・・・演斡処理回路、２４．
３４・・・センサー、２７・・・設定手段、２８・・・
ブリッジ整流器、２９・・・第１のトランジスタ、３０
・・・第２のトランジスタ、３３４３．４５・・・コン
デンサ、３５・・・第３のトランジスタ、３６・・・第
４のトランジスタ、３７・・・半固定抵抗、４３・・・
ダイオード代理人　森　本　義　弘 第１図 第？図FIG. 1 is a circuit block diagram of a conventional vacuum cleaner, FIG. 2 is a circuit block diagram of a vacuum cleaner according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a specific circuit diagram of the circuit shown in FIG. 2. 12... Electric transmission & 1lli, 13... Bidirectional thyristor, 16... Transformer, 17... First winding, 18... Second winding, 21... Third winding winding, 22
. . . phase control circuit, 23 . . . operation processing circuit, 24.
34...Sensor, 27...Setting means, 28...
Bridge rectifier, 29...first transistor, 30
...Second transistor, 3343.45...Capacitor, 35...Third transistor, 36...Fourth transistor, 37...Semi-fixed resistor, 43...
Diode agent Yoshihiro Morimoto Figure 1? figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １、電動送風機と、この電動送風機の電力を制御する双
方向性サイリスタと、電源に接続された第１の巻線と前
記双方向性サイリスタのゲート端子に接続された第２の
巻線と位相制御回路に接続されかつ低圧を発生する第３
の巻線とを有するトランスと、前記位相制御回路を制御
する演算処理回路、ど、この演算処理回路の一方の入力
端に接続されたデジタル出力方式のセンサーと、前記演
算処理回路の他方の入力端に設定基準信号を入ツノする
設定手段とを備えた電気掃除機。 ２、センサーは、磁石の回転を検出するホール素子を有
し、位相制御回路と演算処理回路と設定手段とにより構
成される制御手段は、トランスの第３の巻線に交流入力
側が接続されたブリッジ整流器と、このブリッジ整流器
の直流出力側にコレクタ及びエミッタが接続された第１
のトランジスタと、この第１のトランジスタのベースに
コレクタが接続された第２のトランジスタと、この第２
のトランジスタのエミッタにコレクタが接続された第３
のトランジスタと、前記第２のトランジスタのエミッタ
と第３のトランジスタのコレクタとの接続点に一端が接
続された第１のコンデンサと、前記第３のトランジスタ
のエミッタにエミッタが接続された第４のトランジスタ
と、この第４のトランジスタのベースに可動接片が接続
された半固定抵抗とを有し、前記第３のトランジスタの
ベースに前記センサーからの出力を第２のコンデンサと
ダイオードとを介して入力する構成とした特許請求の範
囲第１項記載の電気掃除機。[Claims] 1. An electric blower, a bidirectional thyristor for controlling power of the electric blower, a first winding connected to a power supply, and a second winding connected to a gate terminal of the bidirectional thyristor. A third winding connected to the second winding and the phase control circuit and generating a low voltage.
a transformer having a winding; an arithmetic processing circuit that controls the phase control circuit; a digital output type sensor connected to one input terminal of the arithmetic processing circuit; and the other input of the arithmetic processing circuit. A vacuum cleaner comprising a setting means for inputting a setting reference signal at an end thereof. 2. The sensor has a Hall element that detects the rotation of the magnet, and the control means composed of a phase control circuit, an arithmetic processing circuit, and a setting means has an AC input side connected to the third winding of the transformer. a bridge rectifier, and a first circuit whose collector and emitter are connected to the DC output side of the bridge rectifier.
, a second transistor whose collector is connected to the base of the first transistor, and a second transistor whose collector is connected to the base of the first transistor.
A third transistor whose collector is connected to the emitter of the transistor
a first capacitor having one end connected to a connection point between the emitter of the second transistor and the collector of the third transistor, and a fourth capacitor having an emitter connected to the emitter of the third transistor. a transistor, and a semi-fixed resistor with a movable contact connected to the base of the fourth transistor, and the output from the sensor is connected to the base of the third transistor via a second capacitor and a diode. The vacuum cleaner according to claim 1, wherein the vacuum cleaner is configured to input data.