(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体の目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、
前記回転体の回転数を検知する回転数検知手段と、
を備え、検知した回転数が目標回転数となるなるようにフィードバック制御を行うとともに、回転体に具わる単体固有周波数と前記回転体の回転により発生する振動とが共振する共振領域を回転禁止領域として設定し、この回転禁止領域で回転体が回転しないように回転体の回転数を制御する回転数制御装置において、
前記目標回転数が前記回転禁止領域より小さなときに前記検知された回転数が回転禁止領域に入った場合は、前記目標回転数より小さくなるように目標回転数をシフトさせるとともに、前記目標回転数が前記回転禁止領域より大きなときに前記検知された回転数が回転禁止領域に入った場合は、前記目標回転数より大きくなるように目標回転数をシフトさせる回転数制御手段を備えることを特徴とする回転数制御装置。
【請求項２】
前記回転体は、冷蔵庫内に冷気を供給するための冷却ファン、および該冷却ファンを回転駆動するファンモータであることを特徴とする請求項１に記載の回転数制御装置。
【請求項３】
前記回転体は、冷蔵庫に備え付けられた圧縮機に対して送風を行うためのファン、および該ファンを回転駆動するファンモータであることを特徴とする請求項１に記載の回転数制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファンおよびファンモータなどからなる回転体の回転数制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ファンおよびそれを回転駆動するファンモータからなる装置では、ファンモータのコギングにより発生する振動とファンの固有値とが一致した時に共振現象が発生する。共振現象が発生すると、ファンおよびファンモータの回転が不安定になったり、騒音が発生したりする。コギングとは、モータ内のロータの回転時に、ロータとステータの磁極数と回転数をかけあわせた周波数でステータのＮ極とＳ極の位置がかわることによって発生する。
【０００３】
この共振現象の発生を回避するためには、ファンモータの回転数を、共振が起こらない回転数に設定すればよい。また、単に回転数を設定するだけでなく、フィードバック制御によってより確実に共振領域での回転を防ぐことが考えられる。
【０００４】
図８は、フィードバック制御によるファンモータの回転制御機構の概略を示すブロック図である。この回転制御機構は、センサ１１等によりファンモータ（図示省略）の回転数を検知し、その検知した回転数が所定の設定回転数になるようにマイクロコンピュータ１２および駆動回路１３により、ファンモータへの供給電圧を制御するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したようにファンモータの回転数を、共振が起こらない回転数に設定しても、ファンモータ周辺の温度変化や風路圧損の変化などの様々な影響により、ファンモータの回転数は大きく変化してしまう。そのため、共振領域でファンが回転するのを完全に防ぐことは困難であり、場合によっては共振現象の発生により騒音が発生することがある。これは、フィードバック制御を行う場合でも同様である。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、共振の発生を極力防ぎ、また万一、共振領域で回転する場合には、共振領域での回転を速やかに解消することによって、ファン等の回転体を安定して低騒音で回転させることができる回転数制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、回転体の目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、前記回転体の回転数を検知する回転数検知手段と、を備え、検知した回転数が目標回転数となるなるようにフィードバック制御を行うとともに、回転体に具わる単体固有周波数と前記回転体の回転により発生する振動とが共振する共振領域を回転禁止領域として設定し、この回転禁止領域で回転体が回転しないように回転体の回転数を制御する回転数制御装置において、前記目標回転数が前記回転禁止領域より小さなときに前記検知された回転数が回転禁止領域に入った場合は、前記目標回転数より小さくなるように目標回転数をシフトさせるとともに、前記目標回転数が前記回転禁止領域より大きなときに前記検知された回転数が回転禁止領域に入った場合は、前記目標回転数より大きくなるように目標回転数をシフトさせる回転数制御手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
この発明において、前記回転体は、冷蔵庫内に冷気を供給するための冷却ファン、および該冷却ファンを回転駆動するファンモータで構成されていてもよい。この発明によれば、冷蔵庫の冷却ファンおよびファンモータの回転数が、回転禁止領域として設定された共振領域に入らないように調整される。
【００１４】
この発明において、前記回転体は、冷蔵庫に備え付けられた圧縮機に対して送風を行うためのファン、および該ファンを回転駆動するファンモータで構成されていてもよい。この発明によれば、冷蔵庫に備え付けられた圧縮機に対して送風を行うためのファンおよびファンモータの回転数が、回転禁止領域として設定された共振領域に入らないように調整される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を冷蔵庫に備え付けられた回転体である冷却ファンおよびファンモータ、並びに圧縮機に風を送るためのファンおよびファンモータの回転数制御に適用した例を図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図１〜図３は、それぞれ冷蔵庫（冷凍庫付きの冷蔵庫または冷凍庫のみのものを含む）の風路構造の概略構成を示す正面断面図、側面断面図および背面断面図である。冷蔵庫２には、冷却器２１、第１のファン２２および第１のファンモータ２３が備え付けられている。また、冷蔵庫２には、圧縮機２４、第２のファン２５および第２のファンモータ２６が備え付けられている。
【００１７】
冷却器２１で冷却された冷気２７は、第１のファンモータ２３により回転駆動される第１のファン２２によって送風され、冷蔵庫２を循環する。それによって、庫内が冷却される。また、圧縮機２４の外殻部に、第２のファンモータ２６により回転駆動される第２のファン２５によって風が送られる。それによって、圧縮機２４の外殻部の温度上昇が抑制されている。
【００１８】
第１のファンモータ２３は、図示しない制御基板から供給される入力電圧によって回転数制御されている。その際、フィードバック制御が行われており、ファンモータ２３の出力回転数が図示しないセンサ等により検知される。その検知信号は制御基板に送られる。制御基板は、検知信号に基づいて、ファンモータ２３の出力回転数が目標回転数になるようにファンモータ２３に対する入力電圧の調整を行う。第２のファンモータ２６についても同様である。
【００１９】
図４は、回転数設定方法の概念を表す図である。図示しない制御基板には、ファンモータ２３の設定回転数および回転禁止領域が設定される。たとえば、ファンモータ２３の設定回転数として第１〜第５の回転数が想定されるとして説明と、第２の回転数と第３の回転数について共振のおそれがある場合には、設定回転数は第１、第４および第５の回転数となる。さらに、第２および第３の回転数にまたがる領域は回転禁止領域に設定される。そして、ファンモータ２３の回転数が、環境変化等により回転禁止領域に入った場合には、その回転数を回避する制御が行われる。第２のファンモータ２６についても同様である。
【００２０】
図５は、ファンモータ２３の回転数の設定例を示す図である。図示例では、第１の回転数は９５０ｒｐｍ、第２の回転数は１０６０ｒｐｍ、第３の回転数は１１４０ｒｐｍ、第４の回転数は１１９０ｒｐｍ、および第５の回転数は１２８０ｒｐｍである。これらの回転数がファンモータ２３の設定回転数として想定される。
【００２１】
これら５つの回転数のうち、たとえば、第２の回転数と第３の回転数において共振のおそれがあるため、１０６０ｒｐｍ〜１１４０ｒｐｍを含む領域が回転禁止領域として設定される。そして、低速、中速および高速の回転数として、それぞれ９５０ｒｐｍ、１１９０ｒｐｍおよび１２８０ｒｐｍが設定される。第２のファンモータ２６については、回転数の数値が異なる場合があるが、それを除いて同様である。
【００２２】
図６は、ファンモータ２３の回転数制御のフローチャートである。ファンモータ２３の駆動中は、常時、ファンモータ２３の回転数が監視され、設定通りの回転数になっているか否か判断される（ステップＳ１）。設定通りであれば、回転数の監視が続けられる。ファンモータ２３の回転数が設定値から外れている場合には、その回転数が回転禁止領域に含まれるか否か判断される（ステップＳ２）。
【００２３】
ファンモータ２３の回転数が回転禁止領域に含まれていなければ、設定回転数になるようにファンモータ２３の回転数が微調整される（ステップＳ３）。一方、ファンモータ２３の回転数が回転禁止領域に含まれている場合、ファンモータ２３の設定回転数に応じて回転数が変更される（ステップＳ４）。その際、ファンモータ２３の回転数は、設定回転数が回転禁止領域よりも高い場合にはより高回転数側に変更され、また、設定回転数が回転禁止領域よりも低い場合にはより低回転数側に変更される。
【００２４】
具体的に図５に示す例にしたがって説明すると、回転禁止領域は低速と中速の間に設定されている。そのため、ファンモータ２３が低速に設定されている時に、フィードバック制御において検知された回転数が回転禁止領域に入っている場合には、たとえば図７に示すように、その検知された回転数よりも１００ｒｐｍ低い回転数に変更される。なお、回転数の変更量は１００ｒｐｍに限らない。
【００２５】
また、ファンモータ２３が中速または高速に設定されている時に、ファンモータ２３が回転禁止領域で回転している場合には、たとえば図７に示す図表のように、それよりも１００ｒｐｍ高い回転数に変更される。これを繰り返してファンモータ２３の回転数を、たとえば１００ｒｐｍずつ変更させる。それによって、ファンモータ２３が回転禁止領域で回転するのが速やかに終了し、設定回転数に戻る。第２のファンモータ２６についても同様である。
【００２６】
上述した実施の形態によれば、ファンモータ２３，２６に対して、共振が発生しない回転数が設定されるとともに、共振が発生する回転数が回転禁止領域として設定される。そして、ファンモータ２３，２６は、フィードバック制御により回転禁止領域の外で回転するように調整される。したがって、ファンモータ２３，２６が共振領域で回転するのが極力防止されるので、ファンモータ２３，２６が安定して回転する。また、共振による騒音の発生を防止することができる。
【００２７】
また、上述した実施の形態によれば、ファンモータ２３，２６の回転数が回転禁止領域に入った場合、ファンモータ２３，２６の設定回転数が回転禁止領域よりも高ければ、ファンモータ２３，２６の回転数はさらに高くなるようにシフトされる。あるいは、ファンモータ２３，２６の設定回転数が回転禁止領域よりも低ければ、ファンモータ２３，２６の回転数はさらに低くなるようにシフトされる。したがって、万一、ファンモータ２３，２６の回転数が回転禁止領域に入ってしまっても、速やかにファンモータ２３，２６の回転は回転禁止領域からでて設定回転数に達するので、ファンモータ２３，２６が回転禁止領域で回転するのを極力なくすことができる。
【００２８】
以上において本発明は、冷蔵庫のファン２２，２５およびファンモータ２３，２６の回転数制御に限らず、回転により共振が発生する種々の装置や機械に適用可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、本発明によれば、目標回転数が回転禁止領域より小さなときに検知された回転数が回転禁止領域に入った場合は、前記目標回転数より小さくなるように目標回転数をシフトさせるとともに、目標回転数が回転禁止領域より大きなときに検知された回転数が回転禁止領域に入った場合は、前記目標回転数より大きくなるように目標回転数をシフトさせるようにしたので、万一、回転体の回転数が回転禁止領域に入ってしまっても、速やかに回転体の回転は回転禁止領域からでてシフトされた設定回転数に達するので、回転体が回転禁止領域で回転するのを極力なくすことができる。
【００３２】
つぎの発明によれば、冷蔵庫の冷却ファンおよびファンモータの回転数が、回転禁止領域として設定された共振領域に入らないように調整されるので、低騒音の冷蔵庫が得られる。
【００３３】
この発明によれば、冷蔵庫に備え付けられた圧縮機に対して送風を行うためのファンおよびファンモータの回転数が、回転禁止領域として設定された共振領域に入らないように調整されるので、低騒音の冷蔵庫が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用した冷蔵庫の風路構造の概略構成を示す正面断面図である。
【図２】  本発明を適用した冷蔵庫の風路構造の概略構成を示す側面断面図である。
【図３】  本発明を適用した冷蔵庫の風路構造の概略構成を示す背面断面図である。
【図４】  本発明における回転数設定方法の概念図である。
【図５】  本発明を適用したファンモータの回転数の設定例を示す模式図である。
【図６】  本発明にかかる回転数制御の一例を示すフローチャートである。
【図７】  本発明を適用したファンモータの回転数の変更例を示す図表である。
【図８】  一般的なフィードバック制御によるファンモータの回転制御機構の概略を示すブロック図である。
【符号の説明】
２  冷蔵庫、２２，２３，２５，２６  回転体（ファン、ファンモータ）、２４  圧縮機。
【図１】
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【図２】
0003688955.tif 000003
【図３】
0003688955.tif 000004
【図４】
0003688955.tif 000005
【図５】
0003688955.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
0003688955.tif 000009