(57)【要約】【課題】大きな取り付けスペースを必要とすることのなく、必要な部品数を削減してコスト安価に製造できるポンプの凍結防止装置を提供する。【解決手段】ブラシレスＤＣモータによって駆動するポンプであって、前記ポンプのポンプ室に滞留する水の凍結を防止するポンプの凍結防止装置において、ブラシレスＤＣモータ１４は、固定子巻線２４を巻回した固定子２６がモールドされてなるモールドフレーム２８を備え、モールドフレーム２８の熱がポンプ室２０ａに伝わる状態で配設され、ブラシレスＤＣモータ１４を駆動する駆動回路１６は、複数のスイッチング素子から構成されるインバーター回路３６と、インバーター回路３６の各スイッチング素子へ制御信号を出力する制御回路３８とを有し、制御回路３８は、ポンプ室２０ａの近傍に配設された温度センサ４２により所定値以下の温度が検出された場合、回転子３０を回転させることなく任意の固定子巻線２４を通電して発熱させるようにインバーター回路３６に前記制御信号を出力することを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラシレスＤＣモータによって駆動するポンプであって、前記ポンプのポンプ室に滞留する水の凍結を防止するポンプの凍結防止装置において、
前記ブラシレスＤＣモータは、固定子巻線を巻回した固定子がモールドされてなるモールドフレームを備え、前記モールドフレームの熱がポンプ室に伝わる状態で配設され、
前記ブラシレスＤＣモータを駆動する駆動回路は、複数のスイッチング素子から構成されるインバーター回路と、前記インバーター回路の各スイッチング素子へ制御信号を出力する制御回路と、を有し、
前記制御回路は、前記ポンプ室の近傍に配設された温度センサにより所定値以下の温度が検出された場合、回転子を回転させることなく任意の固定子巻線を通電して発熱させるように前記インバーター回路に前記制御信号を出力することを特徴とするポンプの凍結防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプの凍結防止装置に関するものであり、詳しくは、ブラシレスＤＣモータを駆動源とするポンプの凍結防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水圧送用のポンプは、ポンプ内部に滞留する水が凍結するのを防止するため、該ポンプのポンプケースに凍結防止ヒータを取り付けて寒冷時に作動させ、滞留水を凍結させないようにしている。（例えば、下記特許文献１、２参照）。
【０００３】
この種の凍結防止装置は、図３に示すような回路で構成されている。すなわち、メインスイッチ５０がモータ５２と直列に結線され、ヒータ５４はモータ５２に熱伝導状態で固着された温度リレー５６と直列に接続され、これらはモータ５２と並列に結線される。通常、モータ５２は、メインスイッチ５０のＯＮ−ＯＦＦに応じて運転を行うが、外気温が下がると温度リレー５６が作動してヒータ５４に通電しポンプを凍結から保護するものである。
【０００４】
しかしながら、このような保護装置では、凍結防止用のヒータ５４と、該ヒータ５４のＯＮ−ＯＦＦを制御する温度リレー５６、およびこれらを動作させる回路が必要となり、ポンプに組み込まれる部品数が増大してコストアップの原因となるばかりか、満遍なく熱を伝達するため該ヒータをポンプケースの広範囲に張り巡らす必要があり、ポンプの小型化においても不利であった。
【特許文献１】特開昭６２−２９７９５号公報
【特許文献２】特開平８−１１４１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、大きな取り付けスペースを必要とすることのなく、必要な部品数を削減してコスト安価に製造できるポンプの凍結防止装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ブラシレスＤＣモータによって駆動するポンプであって、前記ポンプのポンプ室に滞留する水の凍結を防止するポンプの凍結防止装置において、前記ブラシレスＤＣモータは、固定子巻線を巻回した固定子がモールドされてなるモールドフレームを備え、前記モールドフレームの熱がポンプ室に伝わる状態で配設され、前記ブラシレスＤＣモータを駆動する駆動回路は、複数のスイッチング素子から構成されるインバーター回路と、前記インバーター回路の各スイッチング素子へ制御信号を出力する制御回路と、を有し、前記制御回路は、前記ポンプ室の近傍に配設された温度センサにより所定値以下の温度が検出された場合、回転子を回転させることなく任意の固定子巻線を通電して発熱させるように前記インバーター回路に前記制御信号を出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように本発明によれば、モータの固定子巻線をヒータとして機能させることで、部品数を削減してコスト安価に製造することができ、しかも、ヒータをポンプケースに張り巡らす必要がなくなりポンプを小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【０００９】
図１は本実施形態に係るポンプ１２の凍結防止装置１０を示すブロック図、図２は該ポンプ１２の要部拡大断面図である。
【００１０】
図２に示すように、凍結防止装置１０を備えたポンプ１２は、屋外に設置される給湯器などに組み込まれる水圧送用のポンプであって、ポンプ１２の駆動源であるブラシレスＤＣモータ（以下、モータという）１４と、モータ１４を駆動制御する駆動回路１６と、モータ１４の回転軸３０ａの一端に固着された羽根車１８と、羽根車１８を収納するポンプケース２０からなる。
【００１１】
モータ１４はインナーロータ型の固定子２６がモールド樹脂によりモールドされたモータである。詳細には、筒状の固定子鉄心２２の内周部から延出するティースに固定子巻線２４が巻回されてなる固定子２６と、駆動回路１６が設けられた回路基板２７と、回転子３０の回転位置を検出する３個のホールＩＣ４０とをモールド樹脂によりモールド一体成形して椀状のモールドフレーム２８が形成されている。モールドフレーム２８の内部には、回転軸３０ａおよびマグネット３０ｂからなる回転子３０が収納されるとともに、この回転軸３０ａが挿入されて回転子３０を回転自在に支持する軸受け３２ａ、３２ｂを収納して、モールドフレーム２８の開口部にハウジング３４が回転軸３０ａの一端を貫通するように取り付けられるられている。
【００１２】
ハウジング３４から延出する回転軸３０ａ部分は、ハウジング３４と接触するように配設されたポンプケース２０を貫通して、ポンプケース２０の内部に形成されたポンプ室２０ａにて羽根車１８が固着されている。すなわち、モールドフレーム２８に対して熱伝導の良好な状態でポンプケース２０が配設されており、モールドフレーム２８の熱がポンプケース２０内部のポンプ室２０ａへ良好に伝えられるようになっている。このポンプケース２０には、ポンプ室２０ａ内の温度を検出するための温度センサ４２がポンプ室２０ａの近傍に埋設されている。
【００１３】
このようなポンプ１２を駆動するモータ１４は、図１のブロック図に示すように、インバータ回路３６および制御回路３８を有する駆動回路１６と電気的に接続されることで制御される。
【００１４】
インバータ回路３６は、ＦＥＴ（電界効果トランジスター）が直列に２個接続され、これを並列に３個接続されたフルブリッジ回路であり、モータ１４の固定子巻線２４ｕ、２４ｖ、２４ｗに駆動電流を出力するようになっている。
【００１５】
制御回路３８は、インバータ回路３６に制御信号を出力ものであって、詳細には、制御回路３８に外部から速度指令信号Ｓが入力されると、制御回路３８は、ホールＩＣ４０からの位置検出信号Ｋに基づいてモータ１４の回転速度と回転子３０の位置とを演算し、この演算された回転速度が速度指令信号Ｓに応じた回転速度になるようにＰＷＭ制御信号をインバータ回路３６の各ＦＥＴ１〜６のゲート端子に出力することで、モータ１４の回転を制御する。
【００１６】
一方、外部からの速度指令信号Ｓが入力されていないモータ１４（ポンプ１２）の停止状態であって、かつ、制御回路３８に温度センサ４２から入力される温度信号Ｔが予め定めた基準温度以下になると、制御回路３８は、ヒータ制御信号をインバータ回路３６の各ＦＥＴ１〜６のゲート端子に出力する。
【００１７】
このヒータ制御信号とは、回転子３０を回転させることなく所定の固定子巻線２４に駆動電流を継続して流すようにインバータ回路３６を制御する信号であって、具体的には例えば、ＦＥＴ１とＦＥＴ６を継続してＯＮ状態とし、他のＦＥＴ２〜５を継続してＯＦＦ状態とする制御信号であり、このような場合、固定子巻線２４ｕおよび２４ｗに駆動電流が継続して流れることとなる。
【００１８】
上記のように構成されるポンプ１２は、制御回路３８に外部から速度指令信号Ｓが入力されることで、モータ１４の回転軸３０ａの一端に固着された羽根車１８がポンプ室２０ａ内部で回転し、吸込口４４から吸い込まれた水を加圧して吐出口４６へ吐出する。そして速度指令信号Ｓが断絶されると、モータ１４が停止することでポンプ１２は停止する。
【００１９】
このようなポンプ１２の停止状態では、ポンプ室２０ａ内部は満水状態で水が滞留しており、この状態で、外部雰囲気温度が０度以下になると、水が凍結してポンプ１２を破損することとなる。
【００２０】
これを防止するため、温度センサ４２から所定温度以下の温度信号Ｔが制御回路３８に入力されると、制御回路３８からインバータ回路３６へヒータ制御信号が入力され、これにより、所定の固定子巻線には、駆動電流が継続して流れ、ジュール熱が発生する。
【００２１】
固定子巻線２４から発生したジュール熱は、モールドフレーム２８、ハウジング３４およびポンプケース２０を介してポンプ室２０ａへ伝えられ、その内部に滞留する水の凍結を防止することができる。
【００２２】
なお、本実施形態において、温度センサをポンプ室内の滞留水の凍結を防止するためのみに機能させているが、本実施形態のような駆動回路にインバータ回路の温度が過度に上昇するのを防止する過昇温保護回路を追加すると共に、温度センサをモータ内、好ましくはインバータ回路の近傍に配設することにより、１個の温度センサを凍結防止と過昇温検知の両方において機能させることができ、コスト安価に駆動回路の過昇温保護機能を追加することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明のポンプの凍結防止装置は、屋外に設置される給湯器などに組み込まれる水圧送用のポンプの凍結防止に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態に係るポンプの凍結防止装置を示すブロック図である。
【図２】ポンプの要部拡大断面図である。
【図３】従来のポンプの凍結防止装置の回路図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０……凍結防止装置
１２……ポンプ
１４……ブラシレスＤＣモータ
１６……駆動回路
１８……羽根車
２０……ポンプケース
２０ａ……ポンプ室
２２……固定子鉄芯
２４……固定子巻線
２６……固定子
２７……回路基板
２８……モールドフレーム
３０……回転子
３０ａ……回転軸
３０ｂ……マグネット
３２ａ、３２ｂ……軸受け
３４……ハウジング
３６……インバータ回路
３８……制御回路
４０……ホールＩＣ
４２……温度センサ
【図１】
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【図２】
2006046151.tif 000004
【図３】
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