(57)【要約】      （修正有）【課題】構造が簡単であり、製造費用が安価である安全性に優れた送風機を実現させるモータ制御装置を提供する。【解決手段】送風ファンＦと、ファンモータＭと、モータ制御装置Ａとを有する送風機（扇風機Ｋ）において、モータ制御装置は、ファンモータの回転数を検出する現在回転数算出装置３１を備え、送風ファンの回転数値が、上記ファンモータの目標回転数値に基づいて決定される所定の判定値より大きい場合には、ファンモータの回転を回転する制御を行い、その判定値以下の場合には、ファンモータを停止させる制御を行う。【選択図】図２
2015206279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンを回転させるためのモータの回転を制御するモータ制御装置において、
前記モータの回転指標値を検出するモータ回転指標値検出装置を備え、
前記ファンの回転指標値が、前記モータの目標回転指標値に基づいて決定される所定の判定値より大きい場合には、前記モータの回転を継続する制御を行い、
前記モータの回転指標値が前記判定値以下の場合には、前記モータを停止させる制御を行うこと、を特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記モータの回転指標値が所定の安定回転指標値に達した後、又は、起動開始から一定時間経過後に、前記モータを停止させる制御を行うことを可能としたこと、を特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のモータ制御装置を備える送風機であって、前記ファンは送風ファンであることを特徴とする送風機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に送風機に好適なモータの制御装置及び送風機に関する。
【背景技術】
【０００２】
扇風機等の一般的な送風機では、モータによって回転駆動される送風ファンが設けられている。この送風ファンは高速で回転する場合がある。そこで、使用者が当該送風ファンに手を接触させることに伴い怪我をすることを防止するための停止装置を備える送風機（扇風機）が存在している。この送風機は、送風ファンを囲撓するファンガードに物体の近接等を検出する検出装置を設け、当該検出装置がファンガードに物体が近接したこと検出した際にモータの回転を停止することができるようになっている。（特許文献１）。
【特許文献１】特開２０１２−１９３６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、近年、ＤＣモータを使用した送風機の需要が高まっており、当該送風機では、ＡＣモータを使用した送風機と比較して低速運転が可能である。そのため、使用者が送風ファンに触れても大事に至ることがないとの誤認識が生じる場合等もあり、何らかの安全対策を行う必要性が以前よりも増加している。しかし、上記送風機では、ファンガードに通電を有するような特別な検出装置を設置する必要があるため構造が複雑になり、コストアップにつながってしまうという問題点を有していた。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、構造が簡単であるとともに、製造費用が安価であり、安全性に優れた送風機及び当該送風機に好適に適用可能であるモータの制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、ファンを回転させるためのモータの回転を制御するモータ制御装置において、当該モータの回転指標値を検出するモータ回転指標値検出装置を備え、当該ファンの回転指標値が、当該モータの目標回転指標値に基づいて決定される所定の判定値より大きい場合には、当該モータの回転を継続する制御を行い、当該モータの回転指標値が当該判定値以下の場合には、当該モータを停止させる制御を行うこと、を特徴としている。
【０００６】
また、本発明のモータ制御装置は、送風機に用いることが特に好適であり、その場合、上記ファンは送風ファンであることを特徴としている。
【０００７】
ここで、モータの回転指標値とは、ファンの回転状態を表す指標であればよく、回転数、回転速度等の各種指標を用いることができる。
【０００８】
また上記モータの目標回転指標値に基づいて決定される所定の判定値は、短時間の間にファンの回転指標値が急激に低下した場合に、モータ停止制御をする際の判定に使用するための基準値であり、目標回転指標値からの乖離の程度を表す指標として、例えば、目標回転指標値から所定値をマイナスした値や、目標回転指標値の所定の割合とした値等を、経験則等から定めることができる。
【０００９】
通常、ファンに使用者の手等が接触した場合には、ファンに外力が作用し、その回転が阻害されることにより、短時間の間にモータの回転指標値が急激に低下する現象が生じる。本発明によれば、上記モータの回転指標値が、上記判定値以下の場合には、上記モータを停止させる制御を行うことにより、使用者がファンと接触したことをモータの回転指標値の低下によって検出することができる。したがって、ファンの部分以外に特別な検出装置等を設ける必要がなく、簡単な構造で、安全対策を施すことが可能となる。
【００１０】
また、本発明のモータ制御装置において、上記モータの実際の回転指標値が、所定の安定回転指標値に達した後、又は、起動開始から一定運転時間経過後に、上記モータを停止させる制御を行うことを可能としたものであってもよい。
【００１１】
本発明によれば、上記モータが所定の安定回転速度に達した後、又は、起動開始から一定時間経過後に、当該モータを停止させる制御を行うことができるため、モーら制御装置を搭載した機器の起動開始直後の誤作動を防止し、正確に停止動作をさせることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、構造が簡単であるとともに、製造費用が安価であり、緊急時に安全に停止することが可能であるモータ制御装置及び当該モータ制御装置を使用した送風機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の扇風機を示す斜視図である。
【図２】本発明の扇風機におけるモータ制御装置の構成図である。
【図３】本発明の扇風機の動作の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ、本発明を扇風機に使用した場合を例とし、その実施形態の一例について詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
［扇風機の構成］
図１に示すように本発明の扇風機Ｋ（以下、「本扇風機」という。）は、台座１０と、支柱１５と、モータ収納部１６を有している。
【００１６】
接地面に載置される台座１０は、上面視で円形形状を有している。この台座１０の中央部近傍には支柱１５が立設している。この支柱１５の上端にはモータ収納部１６が設けられており、その内部にはマイクロコンピュータ等で構成された主制御装置２０が収容されている（図２）。この主制御装置２０は、本扇風機Ｋの制御全般を行う装置であり、操作スイッチ１２の操作指令に基づいて、本扇風機Ｋの運転を制御することができるようになっている。また、主制御装置２０は、ＬＥＤから形成されている表示器１３及び警告ブザー１４と接続されている。
【００１７】
さらに、当該モータ収納部１６にはファンモータＭが内蔵されており、主制御装置２０と電気的に接続されている。モータ収納部１６の前面方向には、ファンモータＭの回転軸（図示せず）が突出しており、当該ファンモータＭの回転軸には、送風ファンＦが取り付けられている。上記送風ファンＦを取り囲んで、ファンガード１７が取り付けられており、モータ収納部１６の前端部に取り付けられている。
【００１８】
続いて、ファンモータＭの回転制御をするためのモータ制御装置Ａの構成を説明する。
モータ制御装置Ａは、現在回転数算出装置３１（モータ回転指標検出装置）と、現在回転数データ記憶装置３２と、目標回転数データ記憶装置３３（目標回転指標値の記憶装置）と、ファンモータ回転制御装置３４と、回転数急低下検出装置３５とを備えている。このモータ制御装置Ａは、マイクロコンピュータにより構成され、モータ収納部１６に収容されるとともに、上記主制御装置２０により制御されている。
【００１９】
現在回転数算出装置３１は、ファンモータＭから送信されるFrequency Generator信号（周波数発生信号［ＦＧ信号］）のパルス幅から、計測時点におけるファンモータＭの回転数の値（以下、算出された現在回転数の値を「現在回転数値」という。）を算出する装置であり、現在回転数値は、現在回転数データ記憶装置３２に記憶されるようになっている。また、目標回転数データ記憶装置３３は、予め定められている、所望の風速を保持するためのファンモータＭの目標回転数の値（例えば、３００ｒｐｍ）（以下、「目標回転数値」という。）を記憶するための装置である。
【００２０】
ファンモータ回転制御装置３４は、ファンモータ回転数調整信号の発信を制御することにより、ファンモータＭの回転数を調整するための装置である。このファンモータ回転制御装置３４は、フィードバック制御により、現在回転数値が目標回転数値に一致するようにファンモータＭの回転数を継続運転させることができるようになっている。すなわち、ファンモータ回転制御装置３４は、現在回転数値と目標回転数値（「目標回転数値−現在回転数値」を「回転数偏差」という。）とを比較し、回転数偏差がプラスであり、かつ、現在回転数値が後記の異常時判定値より大きい場合には、現在回転数値を増加させ、回転数偏差がマイナスの場合には、現在回転数値を減少させるように、ファンモータ回転数調整信号の発信を制御できるように構成されている。
【００２１】
なお、目標回転数データ記憶装置３３には、複数個の目標回転数値を記憶可能であり（例えば、３００ｒｐｍ、４００ｒｐｍ、５００ｒｐｍ、６００ｒｐｍ、７００ｒｐｍ）、使用者が希望する所望の風量となるように送風ファンＦの回転数を選択することにより調整し、所望の風量を実現させることができるようになっている。
【００２２】
また、ファンモータ回転制御装置３４は、後記回転数急低下検出装置３５の発信する緊急停止要求信号を受信したときには、ファンモータＭに対してショートブレーキ信号を送信して、当該ファンモータＭを緊急停止させることができるように構成されている。上記ショートブレーキ信号は、ファンモータＭを急停止するための信号であり、当該ショートブレーキ信号を受信した場合には、ファンモータＭの運転を、即座に停止できるようになっている。
【００２３】
なお、このショートブレーキ信号は、本扇風機Ｋが転倒した場合等、本扇風機Ｋを緊急停止させる必要が生じた場合にも発信されるようになっている。
【００２４】
回転数急低下検出装置３５は、回転数偏差がプラスであり、かつ、予め定められている所定の異常時判定値以下の場合には、使用者が送風ファンＦに接触したことに起因して回転数の低下が生じた等、異常状態が発生したものと判断して、ファンモータ回転制御装置３４に対して、緊急停止要求信号を発信するとともに、主制御装置２０にエラー通知信号を発信することができるようになっている（以下、回転数急低下検出装置３５のファンモータ回転制御装置３４の停止を行う制御を、「ファンモータの緊急停止制御」という。）。
なお、本実施形態において、異常時判定値は、例えば、目標回転数値から５０ｒｐｍをマイナスした値として定められている。
【００２５】
上記のように、ファンモータ回転制御装置３４と回転数急低下検出装置３５が協同して、異常時におけるファンモータＭの緊急停止制御をすることができるように構成されている。
【００２６】
また、上記主制御装置２０は、回転数急低下検出装置３５が送信したエラー通知信号を受信した場合には、表示器１３の警告ランプを点滅させるとともに、警告ブザー１４から警告音を発し、運転を停止したことを使用者に告知することができるように構成されている。
【００２７】
さらに、ファンモータ回転制御装置３４及び回転数急低下検出装置３５は、ファンモータＭの回転数値が所定の安定回転数値（安定回転指標値）に達した後に（例えば、３００ｒｐｍ）、ファンモータＭの緊急停止制御を開始するように構成されている。なお、本実施形態のようにフィードバック制御によりファンモータＭの制御を行っている場合には、通常、この安定回転数値は目標回転数値と一致することになる。
また、一旦、ファンモータ制御装置Ａが作動した場合には、安全対策上、電源を一度、切断して、再度、電源を入れ直した後でないと、本扇風機Ｋを再始動することができないようになっている。
【００２８】
［本扇風機の動作］
次に、図３を参照して、本扇風機Ｋの動作について説明する。
操作スイッチ１２をオンにし、本扇風機Ｋの運転を開始すると、モータ制御装置Ａの現在回転数算出装置３１は、ファンモータＭの現在回転数値の算出を開始する（ＳＰ１）。そして、ファンモータ回転制御装置３４は、選択した希望風量となるように、ファンモータ回転数調整信号の発信をフィードバック制御して、目標回転数値になるようにファンモータＭの回転数を調整している。
【００２９】
その後、ファンモータＭの現在回転数値が所定の安定回転数値に達した後、回転数急低下検出装置３５が動作を開始し、現在回転数値が異常時判定値以下であるか否かを判定する（ＳＰ２）。
【００３０】
このとき、現在回転数値が、異常時判定値より大きい場合には、通常の運転を継続的に行うことになる。
一方、何らかの原因で、使用者の手がファンモータＭに接触等したことにより、現在回転数値が大幅に低下し、異常時判定値以下となった場合には、回転数急低下検出装置３５は、異常状態が発生したと判断する。そして、ファンモータ回転制御装置３４に対して緊急停止要求信号を発信する（ＳＰ３）とともに、主制御装置２０に対して、エラー通知信号を発信することになる（ＳＰ４）。
【００３１】
緊急停止要求信号を受信したファンモータ回転制御装置３４は、ファンモータＭに対してショートブレーキ信号を送信して（ＳＰ５）、ファンモータＭを緊急停止させ（ＳＰ６）、本扇風機Ｋの運転を停止させることになる（ＳＰ８）。また、エラー通知信号を受信した主制御装置２０は、表示器１３の警告ランプを点滅させるとともに、警告ブザー１４から警告音を発し、運転を停止したことを使用者に告知する（ＳＰ７）。
【００３２】
なお、一旦、ファンモータ制御装置Ａが作動した場合には、使用者は、再度、電源を入れ直してから本扇風機Ｋを再始動させることになる。
【００３３】
［本扇風機の効果］
一般的に、送風ファンＦに使用者の手が接触等した場合には、外力が送風ファンＦに作用し、その回転が阻害されることにより、短時間の間にファンモータＭの回転数が急激に低下し、異常時判定値以下になる場合がある。このとき、本扇風機Ｋのモータ制御装置Ａによれば、回転数急低下検出装置３５を介して、ファンモータＭの回転数の低下を検出して、その状態を異常状態であると判断し、ファンモータ回転制御装置３４を介して、ファンモータＭを緊急停止させることができる。そのため、ファンガード１７に通電を要するような特別な検出装置等を設ける必要がなく、簡単な構造で、安全対策を施すことが可能となり、安価な扇風機Ｋを提供することができる。
【００３４】
また、本扇風機Ｋのモータ制御装置Ａによれば、ファンモータＭが所定の安定回転数に達した後に、当該ファンモータＭを停止させる制御を行うことになるため、運転を開始した直後の回転数が低い状態で、ファンモータＭを停止させる等の誤作動を防止し、正確に停止を行わせることが可能となる。
【００３５】
なお、扇風機Ｋは、使用者がいる空間で所望の風量の送風を行うことを目的とする電気製品であり、送風ファンの回転数をフィードバック制御する機能を有している従来の扇風機では、使用者の手が送風ファンに接触等することにより当該送風ファンの回転数が著しく低下した場合においても、ファンモータの回転数を増加させる制御を行うことになるため、安全性を確保することが難しかった。しかし、本扇風機Ｋによれば、送風ファンＦの回転数をフィードバック制御する場合であっても、当該送風ファンＦの回転数が著しく低下した場合において、ファンモータＭを停止させることができるため、効果的に安全対策を施すことができる。
【００３６】
以上、本発明について、好適な実施形態についての一例を説明したが、本発明は当該実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
【００３７】
特に、ファンモータ回転制御装置及び回転数急低下検出装置は、ファンモータの回転数値が所定の安定回転数値に達した後に、ファンモータの緊急停止制御を開始することとしている。しかし、扇風機の起動開始から一定時間経過した安定運転後に、ファンモータの緊急停止制御を行うものであってもよい。
また、送風機に関して扇風機を例として説明したが、サーキュレーター、空気清浄機、換気扇等、送風ファンを有する送風装置であれば、いかなる装置にも使用することができる。
【００３８】
また、ファンの回転指標として、ファンの回転数を用いているが、ファンの回転速度等の他の指標を用いて、その制御を行うこともできる。
また、異常時判定値についても、目標回転指標値の所定の割合等として、定めることができる。
また、モータの回転数の制御に関しても、必ずしもフィードバック制御のみに限られるものではなく、フィードフォーワード制御等、他の制御方法を用いることができる。
【００３９】
さらに、本モータ制御装置は、送風機等、ファンをモータで回転させる各種装置に用いることができる。
また、安定回転指標値に関しても、目標回転指標値と一致させることや、別途の値を設定すること等、所望の値に設定することができる。
【符号の説明】
【００４０】
Ｋ      扇風機（送風機）
Ｍ      ファンモータ（モータ）
Ｆ      送風ファン
Ａ      モータ制御装置
２０    主制御装置
３１    現在回転数算出装置（モータ回転指標検出装置）
３２    現在回転数データ記憶装置
３３    目標回転数データ記憶装置
３４    ファンモータ回転制御装置
３５    回転数急低下検出装置
【図１】
2015206279.tif 000003
【図２】
2015206279.tif 000004
【図３】
2015206279.tif 000005