(57)【要約】【課題】部品点数の増加による製品コストの増加を招くことなく、ユーザーの安全性を向上することが可能な空気調和機を得る。【解決手段】吸込み口２と吹出し口３が形成された筐体１と、吸込み口２を開閉自在に覆うグリル４と、グリル４の内側に設置されグリル４から吸込まれた空気の塵埃を濾過するフィルタ５と、筐体１内に配置された熱交換器と、フィルタ５を介して吸込み口２から吸込んだ空気を熱交換器を通過させ吹出し口３から送風するファン６と、ファン６を駆動する直流ブラシレスモータ７と、直流ブラシレスモータ７の回転数を検出する回転数検出素子と、直流ブラシレスモータ７を制御する制御部８とを備えた空気調和機において、制御部８は、直流ブラシレスモータ７の回転数に基づいて吸込み口２が開状態であるか否かを判断し、吸込み口２が開状態であると判断すると直流ブラシレスモータ７を停止させる。【選択図】図３
2008256252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも空気の吸込み口と吹出し口が形成された筐体と、
該吸込み口を開閉自在に覆うグリルと、
該グリルの内側に設置され、前記グリルから吸込まれた空気の塵埃を濾過するフィルタと、
前記筐体内に配置された熱交換器と、
前記フィルタを介して前記吸込み口から吸込んだ空気を、前記熱交換器を通過させ前記吹出し口から送風するファンと、
該ファンを駆動する駆動用モータと、
該駆動用モータの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記駆動用モータを制御する制御部と、
を備えた空気調和機において、
前記制御部は、
前記回転数に基づいて前記吸込み口が開状態であるか否かを判断し、
前記吸込み口が開状態であると判断すると、前記駆動用モータを停止させることを特徴とする空気調和機。
【請求項２】
前記吸込み口が開状態のため前記駆動用モータが停止したことを表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の空気調和機。
【請求項３】
前記制御部は、
前記駆動用モータが安定状態の回転数Ｎ0 と、前記回転数検出手段により検出された回転数Ｎi との差ＮD ＝Ｎ0 −Ｎi が、
設定値Ｎthに対してＮD ＞Ｎthとなったときに、
前記吸込み口が開状態であると判断することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気調和機。
【請求項４】
前記設定値Ｎthが５≦Ｎth≦５０［ｒｐｍ］であることを特徴とする請求項３に記載の空気調和機。
【請求項５】
前記制御部は、
前記設定値Ｎthを空気調和機の運転状態に基づいて変更することを特徴とする請求項４に記載の空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は空気調和機に関し、特にユーザーの安全性の向上に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気調和機としては、例えば「吹出口部材７の上流側（吹出口部材７から見てクロスフローファン４側に位置する領域）には、マイクロコンピュータ（以下マイコンともいう）側スイッチ１３（図１参照）が配置されている。第１の検出手段としてのマイコン側スイッチ１３は、吹出口部材７の着脱を検出して、図示しない制御部へと吹出口部材７の着脱を通知するものである。また、ドレンパン８の嵌合部４７に面する壁面には、第２の検出手段としての電源回路側スイッチ１４（図１参照）が配置されている。電源回路側スイッチ１４は、吹出口部材７の着脱を検出して、吹出口部材７の着脱状態に基づいて室内機の運転電源のＯＮ／ＯＦＦを切替えるものである。」（例えば特許文献１参照）というものが提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２４０２５９号公報（段落番号００３０、図１，２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
室内の空気の塵埃を濾過する為のフィルタを有する空気調和機は、長時間の運転によりフィルタの目詰まり等が生じ、消費電力の増加、異常停止、カビの発生、又は異臭等の原因となる。このため、定期的にフィルタを空気調和機から取り外して清掃する必要がある。特に最近、省エネ志向、健康志向の高まりから専門の業者だけでなく一般のユーザーが清掃をおこなうケースも増えている。しかし、一般のユーザーは、フィルタの清掃の為に、誤って空気調和機を運転したまま吸込み口を開けてしまう可能性が高いと考えられる。このような場合、空気調和機内に設置されたファン等の回転物に容易に触れることが可能であり大変危険である。
【０００５】
このような空気調和機の運転中に機内に設置されたファン等の回転物に触れることを防止する方法として、従来は、例えば金網のような遮蔽物をファン等の回転物の周囲に設置していた。また、例えば吹出口部材の着脱を検知する為にセンサーやスイッチ等の検出装置を設置し、この検出装置によって吹出口部材の着脱を検知し、ファンの運転を停止するようにしていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、従来の空気調和機では、例えば金網のような遮蔽物をファン等の回転物の周囲に設置するといった場合、部品点数の増加による製品コスト増加や、ファンの周りに設置された金網等により空力性能が悪化して風量低下や騒音悪化等が生じるという問題点があった。また、吸込み口の開閉を検知する為のセンサーやスイッチを設置するといった場合、空力性能への影響は小さいが、部品点数の増加による製品コスト増加が生じるという問題点があった。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決する為になされたものであり、部品点数の増加による製品コスト増加や、空力性能の悪化を招くことなく、ユーザーの安全性を向上することが可能な空気調和機を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る空気調和機は、少なくとも空気の吸込み口と吹出し口が形成された筐体と、該吸込み口を開閉自在に覆うグリルと、該グリルの内側に設置され、前記グリルから吸込まれた空気の塵埃を濾過するフィルタと、前記筐体内に配置された熱交換器と、前記フィルタを介して前記吸込み口から吸込んだ空気を、前記熱交換器を通過させ前記吹出し口から送風するファンと、該ファンを駆動する駆動用モータと、該駆動用モータの回転数を検出する回転数検出手段と、前記駆動用モータを制御する制御部とを備えた空気調和機において、前記制御部は、前記回転数に基づいて前記吸込み口が開状態であるか否かを判断し、前記吸込み口が開状態であると判断すると、前記駆動用モータを停止させるものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明においては、フィルタ清掃の為に誤って空気調和機を運転したまま吸込み口を開けてしまっても、ファンを駆動する駆動用モータの瞬時回転数に基づいて吸込み口が開状態であるか否かを判断し、前記吸込み口が開状態であると判断すると駆動用モータを停止させるので、部品点数の増加による製品コスト増加や、空力性能の悪化を招くことなく、ユーザーの安全性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態．
図１、及び図２は、この発明の実施の形態における空気調和機の室内機の外観を示す斜視図であり、図１はグリル４が閉まった状態、図２はグリル４が開いた状態を示す。本実施形態における空気調和機の室内機は例えば天吊形の室内機である。この室内機の筐体１は横長のほぼ直方体の形状をしており、この筐体１の下面には吸込み口２が設けられている。吸込み口２には、グリル４が設けられている。このグリル４の一方の側面はヒンジ４ａを介して筐体１と回転自在に連結されており、吸込み口２を開閉自在に覆う構成となっている。グリル４の他方の側面と、この側面に対応する筐体１の箇所とには、例えばキャッチ等の保持部材４ｂが設けられており、グリル４が吸込み口２を閉じた状態では、保持部材４ｂによってグリル４は筐体１に保持される。グリル４の内側（グリル４で吸込み口２を閉じた状態において、筐体１内に向く面）には、フィルタ５が設けられている。また、筐体１の側面には吹出し口３が設けられている。この吹出し口３にはルーバ３ａが設けられている。筐体１の内部には、このファン６と、このファン６を駆動する直流ブラシレスモータ７が設けられている。この直流ブラシレスモータ７が、本発明の駆動用モータに相当する。また、筐体１の内部には、直流ブラシレスモータ７への駆動の指令や、回転数の制御等をおこなう制御部８が設けられている。
【００１１】
次に、室内機の中の空気流れについて説明する。制御部８からの指令により直流ブラシレスモータ７が駆動されると、ファン６が回転し、吸込み口２から室内の空気が吸い込まれる。吸い込まれた空気は、フィルタ５を通過する過程で空気の塵埃等が濾過され、筐体１内に設けられた熱交換器（図示せず）に向かって送風される。熱交換器を通過する過程で所定の温度に調整された空気は、吹出し口３から室内に吹出される。吹出し口３から室内に吹出される空気の方向はルーバ３ａによって調整される。
【００１２】
長時間の室内機の運転（直流ブラシレスモータ７の駆動）によりフィルタ５に塵埃等が堆積する。フィルタ５に塵埃等が堆積すると、フィルタ５に目詰まりが生じ、室内機の消費電力の増加や異常停止が起きる。また、フィルタ５に堆積する塵埃等はカビの発生や異臭の原因にもなる。したがって、ユーザーは定期的にフィルタ５をグリル４から取り外して清掃する必要がある。
【００１３】
フィルタ５はグリル４の内側に設けられている。そのため、フィルタ５をグリル４から取り外すには、グリル４を保持している保持部材４ｂを外し、吸込み口２を開いた状態にする必要がある。しかし、吸込み口２が開いた状態は、ユーザーが筐体１内に設けられたファン６等の回転物に触れるおそれがあり危険な状態である。
【００１４】
図３は、本実施形態における直流ブラシレスモータ７の制御フローチャートである。ステップＳ１で、リモコン等（図示せず）によってユーザーから室内機の運転の指令を受けた制御部８は、ステップＳ２で直流ブラシレスモータ７に本発明の印加電圧に相当する駆動用電圧Ｖm 及び指令電圧Ｖspを印加してブラシレスモータ７を駆動させ、室内機の運転を開始する。この指令電圧Ｖspは直流ブラシレスモータ７の回転数に対応する電圧値である。制御部８の記憶手段（図示せず）には、ユーザーの求める風量となるファン６の目標回転数Ｎt ［ｒｐｍ］（つまり直流ブラシレスモータ７の目標回転数Ｎt ［ｒｐｍ］）と指令電圧Ｖspとの関係が予め記憶されている。制御部８は、ファン６がユーザーの求める風量となる目標回転数Ｎt ［ｒｐｍ］（つまり直流ブラシレスモータ７の目標回転数Ｎt ［ｒｐｍ］）になるように、指令電圧Ｖspを直流ブラシレスモータ７に印加する。ステップＳ３で、制御部８は直流ブラシレスモータ７の瞬時回転数Ｎi ［ｒｐｍ］を検出する。直流ブラシレスモータ７は、本発明の回転数検出手段に相当するローターの位置検出用の回転数検出素子を内蔵しており、この回転数検出素子によって瞬時回転数Ｎi ［ｒｐｍ］を制御部８が検出できる構成となっている。
【００１５】
ステップＳ４では、直流ブラシレスモータ７の瞬時回転数Ｎi ［ｒｐｍ］が目標回転数Ｎt ［ｒｐｍ］付近となっているか否かを判定する。本実施形態においては、直流ブラシレスモータ７の瞬時回転数Ｎi ［ｒｐｍ］と目標回転数Ｎt ［ｒｐｍ］との差が設定値Ｎth［ｒｐｍ］以下となっているか否か、つまり０≦｜Ｎi −Ｎt ｜≦Ｎth（５［ｒｐｍ］≦Ｎth≦５０［ｒｐｍ］）となっているか否かを判定する。
【００１６】
ステップＳ４で、直流ブラシレスモータ７の瞬時回転数Ｎi が０≦｜Ｎi −Ｎt ｜≦Ｎthの条件を満たさない場合は、ステップＳ５に進む。ステップＳ５で、制御部８は指令電圧Ｖspの制御をおこなう。具体的には、制御部８によって、ある指令電圧Ｖsp1 が印加されたときの直流ブラシレスモータ７の瞬時回転数Ｎ1 が、０≦｜Ｎ1 −Ｎt ｜≦Ｎthの条件を満たさない場合、制御部８は瞬時回転数Ｎ1 が目標回転数Ｎt ［ｒｐｍ］に近づくように指令電圧の変化幅ΔＶsp1 を算出し、指令電圧Ｖsp2 ＝Ｖsp1 ＋ΔＶsp1 を直流ブラシレスモータ７に印加する。
【００１７】
ステップＳ３からステップＳ５の工程を指令電圧制御周期ΔＴＶsp秒間隔で繰り返し、直流ブラシレスモータ７の瞬時回転数Ｎi が０≦｜Ｎi −Ｎt ｜≦Ｎthの条件を満たす場合は、ステップＳ６に進み、直流ブラシレスモータ７の瞬時回転数Ｎi ［ｒｐｍ］は安定状態であると判断する。その後、ステップＳ７で制御部８は直流ブラシレスモータ７の瞬時回転数Ｎi ［ｒｐｍ］を検出し、ステップＳ８で再び直流ブラシレスモータ７の瞬時回転数Ｎi ［ｒｐｍ］が目標回転数Ｎt ［ｒｐｍ］付近となっているか否かを判定する。直流ブラシレスモータ７の瞬時回転数Ｎi ［ｒｐｍ］が０≦｜Ｎi −Ｎt ｜≦Ｎthの条件を満たす場合、制御部８はステップＳ６からステップＳ８の工程を繰り返し、直流ブラシレスモータ７の瞬時回転数Ｎi が安定状態であることをモニタリングする。制御部８は、直流ブラシレスモータ７ が安定状態であるときの瞬時回転数ＮiをＮ0 ［ｒｐｍ］として記憶手段に記憶する。
【００１８】
本実施形態における直流ブラシレスモータ７は、フィルタ５が目詰まり等を生じて圧力損失が大きくなると、室内機内の圧力が下がるため、直流ブラシレスモータ７にかかる負荷が小さくなり瞬時回転数Ｎi は高くなる。また、吸込み口２を開いた場合等、フィルタ５によって生じていた圧力損失がなくなり、室内機内の圧力が上がるため、直流ブラシレスモータ７にかかる負荷が大きくなり瞬時回転数Ｎi は低くなる。このときの直流ブラシレスモータ７への印加電圧は変化していない。
【００１９】
直流ブラシレスモータ７が安定状態（ステップＳ６からステップＳ８の工程の繰り返し）の回転数Ｎ0 ［ｒｐｍ］のときにフィルタ５の清掃等のために吸込み口２を開けると、直流ブラシレスモータ７の瞬時回転数Ｎi は低くなる。このとき、ステップＳ８において直流ブラシレスモータ７の瞬時回転数Ｎi ［ｒｐｍ］は０≦｜Ｎi −Ｎt ｜≦Ｎthの条件を満たさなくなる。この場合、ステップＳ９で制御部８は指令電圧Ｖspの制御をおこなう。その後、ステップ１０で、制御部８は直流ブラシレスモータ７の瞬時回転数Ｎi ［ｒｐｍ］を検出する。そして、ステップＳ１１で直流ブラシレスモータ７の瞬時回転数Ｎi ［ｒｐｍ］が安定状態の回転数Ｎ0 ［ｒｐｍ］付近となっているか否かを判定する。つまり、安定状態の回転数Ｎ0 ［ｒｐｍ］と直流ブラシレスモータ７の瞬時回転数Ｎi ［ｒｐｍ］との差ＮD ＝Ｎ0 −Ｎi が、０≦｜ＮD｜≦Ｎthとなっているか否かを判定する。
【００２０】
一度に印加できる指令電圧の変化幅ΔＶsp1 にはリミットが設けられている。吸込み口２が開けられたときの直流ブラシレスモータ７の瞬時回転数Ｎi ［ｒｐｍ］の下がり幅は大きいので、一度の指令電圧Ｖspの制御では、直流ブラシレスモータ７の瞬時回転数Ｎi ［ｒｐｍ］は０≦｜ＮD ｜≦Ｎthの範囲に復帰していない。つまり、ＮD ＞Ｎthの状態である。このとき、制御部８はステップＳ１２に進み、吸込み口２が開状態であると判断する。ノイズ等の影響により一時的にステップＳ８において瞬時回転数Ｎi ［ｒｐｍ］が０≦｜Ｎi −Ｎt ｜≦Ｎthの条件を満たさない場合は、ステップＳ９の指令電圧Ｖspの制御によって、ステップＳ１１では０≦｜ＮD ｜≦Ｎthの範囲に復帰している。このときは再びステップＳ６に戻り、モニタリング（ステップＳ６からステップＳ８の工程の繰り返し）を継続する。
【００２１】
ここで、本実施形態において吸込み口２の開状態を判断するにあたり安定状態の回転数Ｎ0 ［ｒｐｍ］を用いたのは、安定状態の回転数Ｎ0 ［ｒｐｍ］が目標回転数Ｎt ［ｒｐｍ］と一定のずれ幅をもって収束している場合があるからであり、より正確に吸込み口２の開状態を判断するためである。理論的には安定状態の回転数Ｎ0 ［ｒｐｍ］と目標回転数Ｎt ［ｒｐｍ］は同じ値となるので、目標回転数Ｎt ［ｒｐｍ］を用いて吸込み口２の開状態を判断してもよい。
【００２２】
なお、設定値Ｎth［ｒｐｍ］は室内機の運転状態（例えばファン６が送風する風量、冷房運転時または暖房運転時等）により５［ｒｐｍ］≦Ｎth≦５０［ｒｐｍ］の範囲で変更する。例えば、ファン６が送風する風量が小さい状態では直流ブラシレスモータ７の瞬時回転数Ｎi ［ｒｐｍ］及び目標回転数Ｎt ［ｒｐｍ］は小さくなる、つまり｜Ｎi −Ｎt ｜の値が小さくなるため、吸込み口２の開状態を判断するためにはＮth［ｒｐｍ］の値を小さくする必要がある。また、例えば冷房運転時では熱交換器に付着する露により風路抵抗が増加するので、所望の風量を得るためには、暖房運転時と比べ直流ブラシレスモータ７の瞬時回転数Ｎi ［ｒｐｍ］及び目標回転数Ｎt ［ｒｐｍ］を大きくする必要がある。したがって、吸込み口２の開状態を判断するためにはＮth［ｒｐｍ］の値を大きくする必要がある。
また、本実施形態では一度指令電圧Ｖspを制御した後の瞬時回転数Ｎi ［ｒｐｍ］を用いて吸込み口２の開状態を判断しているが、これは吸込み口２の開状態の判断により慎重を期すためであり、検出直後の瞬時回転数Ｎi ［ｒｐｍ］を用いて吸込み口２の開状態を判断してもよい。
【００２３】
ステップＳ１２において吸込み口２が開状態であると判断した制御部８は、ステップＳ１３へ進み直流ブラシレスモータ７を停止させる。その後、ステップＳ１４において、表示手段（図示せず）で、吸込み口２が開状態による異常停止であることをユーザーに知らせる。なお、表示手段は、室内機に設けられていてもよいし、リモコン等の室内機以外の場所に設けられていてもよい。リセット作業（例えば室内機に設けられたリセットボタンを押す等）を行わない限り直流ブラシレスモータ７は駆動を再開しないため、つまり室内機は運転を再開しないため、ユーザーはそのままフィルタ５の清掃等を続行しても突然ファン６が回転し始めて危険を伴うことは無い。
【００２４】
このように構成された空気調和器においては、フィルタ５清掃の為に誤って室内機を運転したまま吸込み口２を開けてしまっても、ファン６を駆動する直流ブラシレスモータ７の瞬時回転数Ｎi ［ｒｐｍ］から吸込み口２が開状態であると判断し、直流ブラシレスモータ７を停止させるので、ユーザーが筐体１内に設けられたファン６等の回転物に触れてしまう事故を防止することができる。したがって、部品点数の増加による製品コスト増加や、空力性能の悪化を招くことなく、ユーザーの安全性を向上することができる。
【００２５】
表示手段で、吸込み口２が開状態による異常停止であることをユーザーに知らせるので、ユーザーは室内機の運転が停止した理由を知ることができる。したがって、ユーザーはフィルタ５の清掃後、リセット作業により室内機の運転を再開することができる。
【００２６】
吸込み口２の開状態を判断するにあたり安定状態の回転数Ｎ0 ［ｒｐｍ］を用いているため、安定状態の回転数Ｎ0 ［ｒｐｍ］が目標回転数Ｎt ［ｒｐｍ］と一定のずれ幅をもって収束している場合でも、より正確に吸込み口２の開状態を判断することができる。
【００２７】
設定値Ｎth［ｒｐｍ］を、室内機の運転状態（例えばファン６が送風する風量、冷房運転時または暖房運転時等）により５［ｒｐｍ］≦Ｎth≦５０［ｒｐｍ］の範囲で変更するので、室内機の運転状態に関わらず正確に吸込み口２の開状態を判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の実施の形態における空気調和機の室内機のグリル４が閉まった状態での外観を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態における空気調和機の室内機のグリル４が開いた状態での外観を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態におけるブラシレスモータ７の制御フローチャートである。
【符号の説明】
【００２９】
１  筐体、２  吸込み口、３  吹出し口、３ａ  ルーバ、４  グリル、４ａ  ヒンジ、４ｂ  保持部材、５  フィルタ、６  ファン、７  直流ブラシレスモータ、８  制御部。
【図１】
2008256252.tif 000003
【図２】
2008256252.tif 000004
【図３】
2008256252.tif 000005