(57)【要約】【課題】任意に最適運転状態を設定可能とし、圧力損失の変化に柔軟に対応し、指示された運転を実施保持することを目的とする。【解決手段】換気扇本体１に搭載されるＤＣモータ２と、印加される電源電圧を制御する電圧制御手段１６と、ＤＣモータ２の回転数を検出する回転数検出手段９と、ＤＣモータ２に印加される電源電圧を検出する電圧検出手段１７と、ＤＣモータ２の巻線を励磁駆動する駆動制御手段８と、ＤＣモータ２の回転数を指示する回転数指示手段１１と指示された回転数で運転するＤＣモータ２の各印加電圧での回転数を予め記憶する回転数記憶手段１３と、ＤＣモータ２の回転数を設定する多段階操作スイッチ６を本体制御部に設け、回転数検出手段９により検出された運転回転数を多段階操作スイッチ６による設定回転数と同回転数になるよう電圧制御手段１６がＤＣモータ２の印加電圧を制御する換気扇を構成する。【選択図】図１
2006207880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
換気扇本体に搭載されるＤＣモータと、このＤＣモータに印加される電源の電圧を制御する電圧制御手段と、前記ＤＣモータの回転数を検出するための回転数検出手段と、前記ＤＣモータに印加される電圧を検出する電圧検出手段と、前記ＤＣモータの巻線を励磁駆動するための駆動制御手段と、ＤＣモータの回転数を指示する回転数指示手段と指示された回転数で運転するための前記ＤＣモータの各印加電圧での回転数を予め記憶する回転数記憶手段と、ＤＣモータの回転数を設定するため換気扇本体外部から操作できる多段階操作スイッチを本体制御部に設け、前記回転数検出手段によって検出された運転回転数を前記多段階操作スイッチにより設定された目標回転数と同回転数になるよう電圧制御手段がＤＣモータ印加電圧を制御することを特徴とする換気扇。
【請求項２】
ＤＣモータの回転数を設定するための操作スイッチを無段階スイッチとし、無段階スイッチにより設定された目標回転数を換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とする請求項１記載の換気扇。
【請求項３】
ＤＣモータの運転回転数が操作スイッチにより設定された目標回転数と一致した場合に換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とする請求項１または２に記載の換気扇。
【請求項４】
ＤＣモータ回転数検出手段により検出された現在の運転回転数と、操作スイッチにより設定された目標回転数を換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の換気扇。
【請求項５】
ＤＣモータに印加される各印加電圧とＤＣモータの回転数により決定される運転風量を予め記憶するための風量記憶手段と、回転数検出手段により検出される現在の運転回転数と、電圧検出手段により検出される現在の印加電圧と前記風量記憶手段から現在の風量を検出する風量検出手段と、ＤＣモータの風量を設定するため換気扇本体外部から操作できる多段階操作スイッチを前記本体制御部に設け、前記風量記憶手段から前記多段階操作スイッチにより設定された目標風量で運転するために必要な回転数を回転数指示手段は目標回転数として選択し、前記回転数検出手段によって検出された運転回転数を回転数指示手段により指示された目標回転数と同回転数になるよう電圧制御手段がＤＣモータ印加電圧を制御することを特徴とする請求項１に記載の換気扇。
【請求項６】
ＤＣモータの風量を設定するための操作スイッチを無段階スイッチとし、無段階スイッチにより設定された目標風量を換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とする請求項５記載の換気扇。
【請求項７】
風量検出手段により検出された現在の運転風量が操作スイッチにより設定された目標風量と一致した場合に換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とする請求項５または６に記載の換気扇。
【請求項８】
風量検出手段により検出された現在の運転風量と、操作スイッチにより設定された目標風量を換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の換気扇。
【請求項９】
ＤＣモータに印加される各印加電圧とＤＣモータの回転数により決定されるＤＣモータにかかる静圧を記憶するための静圧記憶手段と、回転数検出手段により検出される現在の運転回転数と、電圧検出手段により検出される現在の印加電圧と前記静圧記憶手段から現在のＤＣモータにかかる静圧を検出する静圧検出手段と、ＤＣモータにかかる静圧を設定するため換気扇本体外部から操作できる多段階操作スイッチを前記本体制御部に設け、前記静圧記憶手段から前記多段階操作スイッチにより設定された目標静圧で運転するために必要な回転数を回転数指示手段は目標回転数として選択し、前記回転数検出手段によって検出された運転回転数を回転数指示手段により指示された目標回転数と同回転数になるよう電圧制御手段がＤＣモータ印加電圧を制御することを特徴とする請求項５に記載の換気扇。
【請求項１０】
ＤＣモータ運転時ＤＣモータにかかる静圧を設定するための操作スイッチを無段階スイッチとし、無段階スイッチにより設定された目標静圧を換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とする請求項９に記載の換気扇。
【請求項１１】
静圧検出手段により検出されたＤＣモータ運転時ＤＣモータにかかる静圧が操作スイッチにより設定された目標静圧と一致した場合に換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とする請求項９または１０に記載の換気扇。
【請求項１２】
静圧検出手段により検出された現在の静圧と、換気扇本体外部から操作できる多段階操作スイッチにより設定された目標静圧を換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の換気扇。
【請求項１３】
ＤＣモータに流れる電流を検出する電流検出手段とＤＣモータが消費する電力を算出する電力検出手段を本体制御部に設け、電圧検出手段、電流検出手段、電力検出手段により検出されたＤＣモータに印加される電圧、電流、消費される電力を換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の換気扇。
【請求項１４】
ＤＣモータの性能を満足することのできる静圧最大、最小値を、予め記憶手段に記憶しておき、運転中の静圧が前記最大値、最小値から外れた場合に換気扇本体に設けた表示部に異常を報知することを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の換気扇。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、住宅等において部屋の中の汚れた空気を換気することにより建物内の清浄度を保つＤＣモータを搭載した換気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、建築基準法の改正により計画換気が推奨される中で、レンジフードや天井埋め込み型の換気装置などにおいては、モータの高効率化、ダクト配管形態、外風圧、フィルタの目詰まりによる圧力損失の変化の影響を受けることなく、調理の状態や居室の状況に応じて最適な風量で換気ができるような換気装置が求められている。
【０００３】
この種の換気装置は、既に種々発明されているが、ダクトによる圧力損失が変化しても、特別のセンサーを使用することなく指示された一定風量での運転ができるものが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、コントロールスイッチにより送風機の風量を強弱二段階に切換えることができる簡易性の高い換気装置について、その二段階の風量の双方を変更できるようにし、利便性を一層高めるものが知られている（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開平５−１４６１８９号公報
【特許文献２】特開２００４−２６３９４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来の換気装置では、ダクト配管形態、外風圧、フィルタの目詰まり等の影響による圧力損失の変化に対応して予め設定された風量を維持するものであり設置状況に合わせた風量、静圧の選択はできないという課題も想定された。
【０００６】
さらに、強弱二段階の双方の風量を変更することから、強、弱それぞれの風量設定範囲が狭くなり、施工時あるいは施工後の使用者にとって風量の設定を複雑にしているという課題も想定された。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するもので、設置状態、居室条件に応じて、施工時、さらに、施工後にも使用者が任意に最適な運転状態を設定することを可能とし、さまざまな外的要因から発生する圧力損失の変化に柔軟に対応して指示された目標とされる運転を行い、保持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の換気扇は、換気扇本体に搭載されるＤＣモータと、このＤＣモータに印加される電源の電圧を制御する電圧制御手段と、前記ＤＣモータの回転数を検出するための回転数検出手段と、前記ＤＣモータに印加される電圧を検出する電圧検出手段と、前記ＤＣモータの巻線を励磁駆動するための駆動制御手段と、ＤＣモータの回転数を指示する回転数指示手段と指示された回転数で運転するための前記ＤＣモータの各印加電圧での回転数を予め記憶する回転数記憶手段と、ＤＣモータの回転数を設定するため換気扇本体外部から操作できる多段階操作スイッチを本体制御部に設け、前記回転数検出手段によって検出された運転回転数を前記多段階操作スイッチにより設定された目標回転数と同回転数になるよう電圧制御手段がＤＣモータ印加電圧を制御することを特徴とする。
【０００９】
また本発明の換気扇は、ＤＣモータの回転数を設定するための操作スイッチを無段階スイッチとし、無段階スイッチにより設定された目標回転数を換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とする。
【００１０】
また本発明の換気扇は、ＤＣモータの運転回転数が操作スイッチにより設定された目標回転数と一致した場合に換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とする。
【００１１】
また本発明の換気扇は、ＤＣモータ回転数検出手段により検出された現在の運転回転数と、操作スイッチにより設定された目標回転数を換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とする。
【００１２】
また本発明の換気扇は、ＤＣモータに印加される各印加電圧とＤＣモータの回転数により決定される運転風量を予め記憶するための風量記憶手段と、回転数検出手段により検出される現在の運転回転数と、電圧検出手段により検出される現在の印加電圧と前記風量記憶手段から現在の風量を検出する風量検出手段と、ＤＣモータの風量を設定するため換気扇本体外部から操作できる多段階操作スイッチを前記本体制御部に設け、前記風量記憶手段から前記多段階操作スイッチにより設定された目標風量で運転するために必要な回転数を回転数指示手段は目標回転数として選択し、前記回転数検出手段によって検出された運転回転数を回転数指示手段により指示された目標回転数と同回転数になるよう電圧制御手段がＤＣモータ印加電圧を制御することを特徴とする。
【００１３】
また本発明の換気扇は、ＤＣモータの風量を設定するための操作スイッチを無段階スイッチとし、無段階スイッチにより設定された目標風量を換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とする。
【００１４】
また本発明の換気扇は、風量検出手段により検出された現在の運転風量が操作スイッチにより設定された目標風量と一致した場合に換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とする。
【００１５】
また本発明の換気扇は、風量検出手段により検出された現在の運転風量と、操作スイッチにより設定された目標風量を換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とする。
【００１６】
また本発明の換気扇は、ＤＣモータに印加される各印加電圧とＤＣモータの回転数により決定されるＤＣモータにかかる静圧を記憶するための静圧記憶手段と、回転数検出手段により検出される現在の運転回転数と、電圧検出手段により検出される現在の印加電圧と前記静圧記憶手段から現在のＤＣモータにかかる静圧を検出する静圧検出手段と、ＤＣモータにかかる静圧を設定するため換気扇本体外部から操作できる多段階操作スイッチを前記本体制御部に設け、前記静圧記憶手段から前記多段階操作スイッチにより設定された目標静圧で運転するために必要な回転数を回転数指示手段は目標回転数として選択し、前記回転数検出手段によって検出された運転回転数を回転数指示手段により指示された目標回転数と同回転数になるよう電圧制御手段がＤＣモータ印加電圧を制御することを特徴とする。
【００１７】
また本発明の換気扇は、ＤＣモータ運転時ＤＣモータにかかる静圧を設定するための操作スイッチを無段階スイッチとし、無段階スイッチにより設定された目標静圧を換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とする。
【００１８】
また本発明の換気扇は、静圧検出手段により検出されたＤＣモータ運転時ＤＣモータにかかる静圧が操作スイッチにより設定された目標静圧と一致した場合に換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とする。
【００１９】
また本発明の換気扇は、静圧検出手段により検出された現在の静圧と、換気扇本体外部から操作できる多段階操作スイッチにより設定された目標静圧を換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とする。
【００２０】
また本発明の換気扇は、ＤＣモータに流れる電流を検出する電流検出手段とＤＣモータが消費する電力を算出する電力検出手段を本体制御部に設け、電圧検出手段、電流検出手段、電力検出手段により検出されたＤＣモータに印加される電圧、電流、消費される電力を換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とする。
【００２１】
また本発明の換気扇は、ＤＣモータの性能を満足することのできる静圧最大、最小値を、予め記憶手段に記憶しておき、運転中の静圧が前記最大値、最小値から外れた場合に換気扇本体に設けた表示部に異常を報知することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように本発明の換気扇によれば、設置状態、居室条件に応じて、施工時、さらに、施工後にも使用者が任意に最適な運転状態を設定することを可能とし、さまざまな外的要因から発生する圧力損失の変化に柔軟に対応して指示された目標とされる運転を行い、保持することを目的とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
請求項１記載の換気扇の発明は、換気扇本体に搭載されるＤＣモータと、このＤＣモータに印加される電源の電圧を制御する電圧制御手段と、前記ＤＣモータの回転数を検出するための回転数検出手段と、前記ＤＣモータに印加される電圧を検出する電圧検出手段と、前記ＤＣモータの巻線を励磁駆動するための駆動制御手段と、ＤＣモータの回転数を指示する回転数指示手段と指示された回転数で運転するための前記ＤＣモータの各印加電圧での回転数を予め記憶する回転数記憶手段と、ＤＣモータの回転数を設定するため換気扇本体外部から操作できる多段階操作スイッチを本体制御部に設け、前記回転数検出手段によって検出された運転回転数を前記多段階操作スイッチにより設定された目標回転数と同回転数になるよう電圧制御手段がＤＣモータ印加電圧を制御することを特徴とするものであり、ＤＣモータの回転数を操作スイッチにより設定された目標設定値に一致させるためＤＣモータの印加電圧を適切に制御することで、最適な回転数を発生する運転を設定可能とし、さまざまな外的要因による圧力損失の変化に柔軟に対応して指示された目標とされる回転数を発生し、一定に保持する運転を行うことができる。
【００２４】
請求項２記載の換気扇の発明は、請求項１に記載の換気扇において、ＤＣモータの回転数を設定するための操作スイッチを無段階スイッチとし、無段階スイッチにより設定された目標回転数を換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とするものであり、無段階スイッチと設定値を確認できる表示部を設けたことから、設置状態、居室等の様々な条件に応じて、より詳細に最適な回転数を発生する運転を、表示部に表示される内容を確認しながら、より簡便に設定することができる。
【００２５】
請求項３記載の換気扇の発明は、請求項１または２に記載の換気扇において、ＤＣモータの運転回転数が操作スイッチにより設定された目標回転数と一致した場合に換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とするものであり、目標設定値に対し実際の運転状況を常に比較し調整制御した結果実際の運転内容が目標設定値と一致した場合に報知することのできる表示部を設けたことから、目標設定値に対して機器が設定運転を満足しているか容易に判別することができる。
【００２６】
請求項４記載の換気扇の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の換気扇において、ＤＣモータ回転数検出手段により検出された現在の運転回転数と、操作スイッチにより設定された目標回転数を換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とするものであり、設定値及び、目標設定値に対し実際の運転状況を常に比較し調整制御した経過を報知することのできる表示部を設けたことから、目標設定値と、またそれに対する機器の運転状況、また目標設定値に対する差異を容易に判別することができる。
【００２７】
請求項５記載の換気扇の発明は、請求項１に記載の換気扇において、ＤＣモータに印加される各印加電圧とＤＣモータの回転数により決定される運転風量を予め記憶するための風量記憶手段と、回転数検出手段により検出される現在の運転回転数と、電圧検出手段により検出される現在の印加電圧と前記風量記憶手段から現在の風量を検出する風量検出手段と、ＤＣモータの風量を設定するため換気扇本体外部から操作できる多段階操作スイッチを前記本体制御部に設け、前記風量記憶手段から前記多段階操作スイッチにより設定された目標風量で運転するために必要な回転数を回転数指示手段は目標回転数として選択し、前記回転数検出手段によって検出された運転回転数を回転数指示手段により指示された目標回転数と同回転数になるよう電圧制御手段がＤＣモータ印加電圧を制御することを特徴とするものであり、ＤＣモータの風量を操作スイッチにより設定された目標設定値に一致させるためＤＣモータの印加電圧を適切に制御することで、最適な風量を発生する運転を設定可能とし、さまざまな外的要因による圧力損失の変化に柔軟に対応して指示された目標とされる風量を発生し、一定に保持する運転を行うことができる。
【００２８】
請求項６記載の換気扇の発明は、請求項５記載の換気扇において、ＤＣモータの風量を設定するための操作スイッチを無段階スイッチとし、無段階スイッチにより設定された目標風量を換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とするものであり、無段階スイッチと設定値を確認できる表示部を設けたことから、設置状態、居室等の様々な条件に応じて、より詳細に最適な回転数を発生する運転を、表示部に表示される内容を確認しながら、より簡便に設定することができる。
【００２９】
請求項７記載の換気扇の発明は、請求項５または６に記載の換気扇において、風量検出手段により検出された現在の運転風量が操作スイッチにより設定された目標風量と一致した場合に換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とするものであり、目標設定値に対し実際の運転状況を常に比較し調整制御した結果実際の運転内容が目標設定値と一致した場合に報知することのできる表示部を設けたことから、目標設定値に対して機器が設定運転を満足しているか容易に判別することができる。
【００３０】
請求項８記載の換気扇の発明は、請求項５〜７のいずれかに記載の換気扇において、風量検出手段により検出された現在の運転風量と、操作スイッチにより設定された目標風量を換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とするものであり、設定値及び、目標設定値に対し実際の運転状況を常に比較し調整制御した経過を報知することのできる表示部を設けたことから、目標設定値と、またそれに対する機器の運転状況、また目標設定値に対する差異を容易に判別することができる。
【００３１】
請求項９記載の換気扇の発明は、請求項５に記載の換気扇において、ＤＣモータに印加される各印加電圧とＤＣモータの回転数により決定されるＤＣモータにかかる静圧を記憶するための静圧記憶手段と、回転数検出手段により検出される現在の運転回転数と、電圧検出手段により検出される現在の印加電圧と前記静圧記憶手段から現在のＤＣモータにかかる静圧を検出する静圧検出手段と、ＤＣモータにかかる静圧を設定するため換気扇本体外部から操作できる多段階操作スイッチを前記本体制御部に設け、前記静圧記憶手段から前記多段階操作スイッチにより設定された目標静圧で運転するために必要な回転数を回転数指示手段は目標回転数として選択し、前記回転数検出手段によって検出された運転回転数を回転数指示手段により指示された目標回転数と同回転数になるよう電圧制御手段がＤＣモータ印加電圧を制御することを特徴とするものであり、ＤＣモータの静圧を操作スイッチにより設定された目標設定値に一致させるためＤＣモータの印加電圧を適切に制御することで、最適な静圧を発生する運転を設定可能とし、さまざまな外的要因による圧力損失の変化に柔軟に対応して指示された目標とされる静圧を発生し、一定に保持する運転を行うことができる。
【００３２】
請求項１０記載の換気扇の発明は、請求項９に記載の換気扇において、ＤＣモータ運転時ＤＣモータにかかる静圧を設定するための操作スイッチを無段階スイッチとし、無段階スイッチにより設定された目標静圧を換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とするものであり、無段階スイッチと設定値を確認できる表示部を設けたことから、設置状態、居室等の様々な条件に応じて、より詳細に最適な回転数を発生する運転を、表示部に表示される内容を確認しながら、より簡便に設定することができる。
【００３３】
請求項１１記載の換気扇の発明は、請求項９または１０に記載の換気扇において、静圧検出手段により検出されたＤＣモータ運転時ＤＣモータにかかる静圧が操作スイッチにより設定された目標静圧と一致した場合に換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とするものであり、目標設定値に対し実際の運転状況を常に比較し調整制御した結果実際の運転内容が目標設定値と一致した場合に報知することのできる表示部を設けたことから、目標設定値に対して機器が設定運転を満足しているか容易に判別することができる。
【００３４】
請求項１２記載の換気扇の発明は、請求項９〜１１のいずれかに記載の換気扇において、静圧検出手段により検出された現在の静圧と、換気扇本体外部から操作できる操作スイッチにより設定された目標静圧を換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とするものであり、設定値及び、目標設定値に対し実際の運転状況を常に比較し調整制御した経過を報知することのできる表示部を設けたことから、目標設定値と、またそれに対する機器の運転状況、また目標設定値に対する差異を容易に判別することができる。
【００３５】
請求項１３記載の換気扇の発明は、請求項９〜１２のいずれかに記載の換気扇において、ＤＣモータに流れる電流を検出する電流検出手段とＤＣモータが消費する電力を算出する電力検出手段を本体制御部に設け、電圧検出手段、電流検出手段、電力検出手段により検出されたＤＣモータに印加される電圧、電流、消費される電力を換気扇本体に設けた表示部に表示することを特徴とするものであり、ＤＣモータの印加電圧、電流を随時検出判断しその内容を報知することのできる表示部を設けたことから、機器の運転状況、それに目標とされる居室の空気状況と併せて機器の消費電力を判断できることから、よりエネルギー効率の良い運転方法を判別、選択することができる。
【００３６】
請求項１４記載の換気扇の発明は、請求項１〜１２のいずれかに記載の換気扇において、ＤＣモータの性能を満足することのできる静圧最大、最小値を、予め記憶手段に記憶しておき、運転中の静圧が前記最大値、最小値から外れた場合に換気扇本体に設けた表示部に異常を報知することを特徴とするものであり、正常な静圧下での条件を記憶し、常に運転状態と比較判断することでダクト配管形態、外風圧、居室状況、フィルタの目詰まり等に問題があることを容易に判別することができる。
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について図１〜図５を参照しながら説明する。
【００３８】
（実施の形態１）
図１、２に示すように、換気扇本体１はＤＣモータ２を搭載し、その吐出口３はダクト４に接続され、ダクト４は換気扇本体１によって吸い込まれたタバコの煙や調理による廃ガスによって汚染された室内空気を、建物の壁５を通過させて室外に導くように設けられる。また、換気扇本体１には、本体外部から回転数、または、風量、または、静圧などを設定するための多段階、あるいは、無段階に調整できる操作スイッチ６が設けられ、換気扇本体１内部に納められた本体制御部７に接続されている。
【００３９】
ＤＣモータ２は回転子位置によって固定子巻線に対する通電を制御する駆動制御手段８によって回転が制御される。ここで、駆動制御手段８は半導体スイッチング素子より構成される。これらは、ＤＣモータ２の巻線に直接接続され、巻線に対するＤＣ電源の通電のＯＮ、ＯＦＦを行う。この通電切り替えの速度を変化させることによりＤＣモータ２の回転速度を制御することが可能となる。
【００４０】
回転数検出手段９がＤＣモータ２の現在の運転回転数を検出する。ここで、回転数検出手段９は、ホールＩＣにより磁石回転子の磁極位置を検出し、その切り替え速度をマイクロコンピュータ１０で入力判断し回転数を算出する。
【００４１】
そして、操作スイッチ６により設定された設定値を実現させるために必要なＤＣモータ２の回転数を回転数指示手段１１は、記憶手段１２の回転数記憶手段１３、風量記憶手段１４、静圧記憶手段１５から目標回転数として選定する。
【００４２】
ここで、回転数指示手段１１はマイクロコンピュータ１０の演算処理機能であり、操作スイッチ６により設定される回転数、風量、静圧とマイクロコンピュータ１０のＲＯＭの一部により構成された記憶手段１２に記憶された回転数記憶手段１３、風量記憶手段１４、静圧記憶手段１５のデータから目標回転数を選定する演算処理機能である。なお、記憶手段１２、回転数記憶手段１３、風量記憶手段１４、静圧記憶手段１５としてＲＯＭを用いたが、データを記憶できるものであれば良く、ＲＡＭ等のメモリでも良い。
【００４３】
電圧制御手段１６は、回転数指示手段１１により選定された目標回転数と、回転数検出手段９が検出した現在の運転回転数と比較し、運転回転数が目標回転数と同一となるように、電圧検出手段１７により検出された現在のＤＣモータ印加電圧と目標回転数を実現するため現在のＤＣモータ印加電圧とを比較し、ＤＣモータ２に印加される電圧を制御することにより回転数が調整される構成とする。ここで、電圧制御手段１６は、ＤＣ電源を生成するスイッチング電源１８とＤＣ電源電圧を制御するマイクロコンピュータ１０の制御信号により構成される。制御信号はスイッチング電源１８を通電制御するパルス信号のＯＮ／ＯＦＦ比を変化することで、スイッチング電源１８の出力電圧を制御することができる。
【００４４】
マイクロコンピュータ１０のＲＯＭの一部に構成された記憶手段１２には、あらかじめＤＣモータ２を搭載した換気扇本体１を運転し、図３に示すようにＤＣモータ２の電圧を連続的に変化させ各運転風量Ｑ１，Ｑ２，Ｑn-1，Ｑn，Ｑn+1および静圧Ｐ1， Ｐ2，…Ｐn-1， Ｐn，Ｐn+1の各電圧Ｖ1，Ｖ2，…Ｖn-1，Ｖn，Ｖn+1における回転数Ｎ1，Ｎ2，…Ｎn-1，Ｎn，Ｎn+1…を測定し、図４に示すように、各電圧における風量、静圧に対する回転数を回転数記憶手段１３、各電圧における回転数に対する風量を風量記憶手段１４、各電圧における回転数に対する静圧を静圧記憶手段１５、として予めマイクロコンピュータ１０のＲＯＭの一部である記憶手段１２に記憶させておく。
【００４５】
ＤＣモータ２を搭載した換気扇本体１を実際に設置して、運転開始時の設定されている電圧を電圧制御手段１６は駆動制御手段８を介してＤＣモータ２に印加して運転を開始する。
【００４６】
そうすると、駆動制御手段８がＤＣモータ２の回転子位置に応じて巻線に対する通電を切り換え、ＤＣモータ２は風路のダクト損失、居室空気状況に応じた回転数で回転する。
次に、操作スイッチ６により設定された設定値を実現させるために必要なＤＣモータ２の回転数を回転数指示手段１１は、記憶手段１２から目標回転数として選定し、回転数検出手段９が検出した現在の運転回転数と比較して、運転回転数が目標回転数と同一となるように、ＤＣモータ２は、電圧制御手段１６によって印加される電圧を制御する。
【００４７】
本体外部から認識できる、表示部１９には、操作スイッチ６により設定された設定値、回転数検出手段９、電圧検出手段１７、記憶手段１２から、現在の回転数、風量、静圧を表示することができる。また、スイッチング電源１８に設けられた電流検出手段２０から、ＤＣモータ印加電流を検出することで、ＤＣモータの消費する電力を表示することができる。ここで、電流検出手段２０はスイッチング電源１８のＤＣモータ印加のための出力部に抵抗などを設け、電流変化を電圧変化としてマイクロコンピュータ１０に入力され演算処理することで、ＤＣモータ印加電流を検出することが可能となる。
【００４８】
つぎに上記のように構成された換気扇の動作を図５のフローチャートを用いて説明する。
【００４９】
まず、ＳＴＥＰ１で電圧制御手段１６は予め設定されている初期電圧を出力する。
【００５０】
ＳＴＥＰ２で駆動制御手段８は予め設定されている初期ゲート信号を出力し、ＤＣモータ２の回転を始める。
【００５１】
次にＳＴＥＰ３で回転数検出手段９のホールＩＣにより検出される磁極位置からＤＣモータ２の回転子位置を検出し、駆動制御手段８は検出された位置に応じたゲート信号をＳＴＥＰ４で出力する。ＳＴＥＰ５で、回転数検出手段９は、このゲート信号による巻線に対する通電の切り替えにより回転する回転子の磁極位置信号の変化時間を計測し、ＳＴＥＰ６で、計測した変化時間から演算処理し、運転回転数を算出し保持する。
【００５２】
ＳＴＥＰ７で、電圧検出手段１７は、ＤＣモータ２に印加されている電圧を検出しマイクロコンピュータ１０が判断し保持する。
【００５３】
そして、ＳＴＥＰ８では、ＳＴＥＰ６、７にて得られた運転回転数、ＤＣモータ印加電圧と記憶手段１２の風量記憶手段１４、静圧記憶手段１５から運転風量及びＤＣモータ２にかかる静圧を選定し保持する。
【００５４】
さらに、ＳＴＥＰ９で、ＳＴＥＰ８にあらかじめ設定されたＤＣモータ２の性能範囲の最大最小静圧範囲であるか比較判断する。
【００５５】
比較判断の結果、最大最小静圧範囲から外れている場合、ＳＴＥＰ１０で、表示部１９に異常を表示する。
【００５６】
比較判断の結果、最大最小静圧範囲であれば、ＳＴＥＰ１１へ移行する。
【００５７】
ＳＴＥＰ１１で、操作スイッチ６により設定された設定内容をマイクロコンピュータ１０が入力判断し保持する。ここでは、運転風量が設定された場合について説明する。
【００５８】
ＳＴＥＰ１２で、回転数指示手段１１は、あらかじめマイクロコンピュータ１０の記憶手段１２の回転数記憶手段１３に保持された各運転風量および静圧の各電圧における回転数から、ＳＴＥＰ１１にて保持されている設定運転風量に合致する目標回転数を選定保持する。また、同様にＳＴＥＰ５にて算出された運転回転数から現在の運転風量も選定保持する。
【００５９】
ＳＴＥＰ１３で、換気扇本体１に設けられた液晶表示器、ＬＥＤなどで構成された表示部１９に前述の選定保持された、設定風量、運転風量を表示する。
【００６０】
ＳＴＥＰ１４で、ＳＴＥＰ６にて算出された運転回転数とＳＴＥＰ１２にて選定された目標回転数を比較判断する。
【００６１】
比較判断の結果、運転回転数が目標回転数に対して大なるとき、ＳＴＥＰ１５で、運転回転数と目標回転数の差から、電圧制御手段１６は、ＤＣモータ２がＳＴＥＰ１２にて選定された目標回転数を発生することのできる印加電圧を選定保持する。
【００６２】
さらに、電圧制御手段１６は、ＳＴＥＰ１６で、ＳＴＥＰ７にて検出、保持された現在のＤＣモータ２の印加電圧とＳＴＥＰ１２で選定、保持された目標回転数を発生するために必要なＤＣモータ２の印加電圧の差を算出する。この場合、目標回転数に対して運転回転数が大であり、ＤＣモータ印加電圧を下げる動作を行う。
【００６３】
ＳＴＥＰ１７で、電圧制御手段１６を構成するマイクロコンピュータ１０は、ＳＴＥＰ１６で算出された印加電圧差に相当する電圧制御するためにパルス信号のＯＮ／ＯＦＦ比を変化する。そして、ＳＴＥＰ４にもどりゲート信号を出力し運転回転数を目標回転数に近づけたＤＣモータ２の回転を行う。
【００６４】
比較判断の結果、運転回転数が目標回転数に対して小なるとき、ＳＴＥＰ１８で、運転回転数と目標回転数の差から、電圧制御手段１６は、ＤＣモータ２がＳＴＥＰ１２にて選定された目標回転数を発生することのできる印加電圧を選定保持する。
【００６５】
さらに、電圧制御手段１６は、ＳＴＥＰ１９で、ＳＴＥＰ７にて検出、保持された現在のＤＣモータ２の印加電圧とＳＴＥＰ１２で選定、保持された目標回転数を発生するために必要なＤＣモータ２の印加電圧の差を算出する。この場合、目標回転数に対して運転回転数が小であり、ＤＣモータ印加電圧を上げる動作を行う。
【００６６】
ＳＴＥＰ２０で、電圧制御手段１６を構成するマイクロコンピュータ１０は、ＳＴＥＰ１９で算出された印加電圧差に相当するスイッチング電源１８の制御信号のパルス比を変化させて出力する。そして、ＳＴＥＰ４にもどりゲート信号を出力し運転回転数を目標回転数に近づけたＤＣモータ２の回転を行う。
【００６７】
ここでは、運転風量が設定された場合について説明したが、運転回転数、ＤＣモータにかかる静圧に対しても同様であり、操作スイッチ６により設定され、その設定値を実現させる目標回転数を記憶手段１２から選定し、目標回転数と運転回転数を一致させるようにＤＣモータ２の印加電圧を制御する。
【００６８】
以上のように、操作スイッチ６により設定された目標設定値に対して、実際の運転状態をフィードバックし、ＤＣモータ２の印加電圧を制御することにより、使用状況に合わせて回転数、風量、静圧を目標設定値に対し一定に制御することができる換気扇が得られる。
【００６９】
また、スイッチング電源１８に設けられた電流検出手段２０から、ＤＣモータ印加電流を検出し表示部１９に表示することも可能となる。
【００７０】
このように制御することでＤＣモータの回転数、風量、かかる静圧を設定可能とし、また、運転風量およびＤＣモータ２にかかる静圧において各電圧に対する回転数を記憶し、設定された目標値と実際の検出値を運転中は常に比較判断し、ＤＣモータの印加電圧を調整制御することで、その設定された目標値に一定に制御することができる換気扇が得られる。
【００７１】
また、ＤＣモータの標準性能を満足できる静圧を検出可能とし、その静圧範囲から逸脱している場合、報知することでダクト配管形態、外風圧、居室状況、フィルタの目詰まり等に問題があることを容易に判別することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明にかかる換気装置風量制御は、設置状態、居室の状況、サニタリー、分煙室等の居室使用目的に応じて、施工設置時、さらに、施工後にも使用者が任意に最適な回転数、風量、静圧を発生する運転を設定することを可能とし、ダクト配管形態、外風圧、居室状況、フィルタの目詰まり等の影響による圧力損失の変化に柔軟に対応して指示された目標とされる運転を行うだけでなく、一種類の換気装置で幅広い居室サイズ、居室使用目的に対応するのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態１の換気扇の構成を示すブロック図
【図２】同換気扇の回路ブロック図
【図３】同換気扇の運転特性を示す各電圧における静圧、回転数−風量のグラフ
【図４】同換気扇の指示風量−印加電圧−回転数及び同指示風量−印加電圧−静圧の関係を示すテーブルの図
【図５】同換気扇の運転プログラムのフローチャート
【符号の説明】
【００７４】
２    ＤＣモータ
６    操作スイッチ
８    駆動制御手段
９    回転数検出手段
１１  回転数指示手段
１２  記憶手段
１３  回転数記憶手段
１４  風量記憶手段
１５  静圧記憶手段
１６  電圧制御手段
１７  電圧検出手段
【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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