(57)【要約】【課題】ポンプと電源ユニット間の電線数を削減して配線構造の簡素化と信頼性向上とを同時に図り得るジェットバスのポンプ制御装置を提供する。【解決手段】ポンプのＤＣ−ＤＣ回路と電源ユニットとの間に、ＰＷＭ電圧信号のＯＮ時に該電圧信号をコンデンサに供給して充電すると共にＤＣ−ＤＣ回路を介して駆動制御回路に供給し、ＰＷＭ信号のＯＦＦ時に充電したコンデンサからＤＣ−ＤＣ回路を介して駆動制御回路に電力を供給し得る平滑回路を設けたことを特徴とする。ＰＷＭ電圧信号のデューティは、ＤＣ−ＤＣ回路から駆動制御回路に供給される電圧が該駆動制御回路の動作最低電圧より高くなるように設定されたり、５０〜１００％に設定される。【選択図】  図２
2004208437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バスタブに設けられた噴射ノズルにバスタブ内の湯を汲み上げて送り込むためのポンプを備えたジェットバスのポンプ制御装置であって、
モータ巻線に接続されたスイッチング素子の駆動を制御する駆動制御回路及び該駆動制御回路に直流電圧を供給するＤＣ−ＤＣ回路を有するポンプと、ＰＷＭ電圧信号を出力する電源ユニットとを備え、前記ポンプのＤＣ−ＤＣ回路と電源ユニットとの間に、ＰＷＭ電圧信号のＯＮ時に該電圧をコンデンサに供給して充電すると共にＤＣ−ＤＣ回路を介して駆動制御回路に供給し、ＰＷＭ電圧信号のＯＦＦ時に充電したコンデンサからＤＣ−ＤＣ回路を介して駆動制御回路に電力を供給し得る平滑回路を設けたことを特徴とするジェットバスのポンプ制御装置。
【請求項２】
前記ＰＷＭ電圧信号のデューティは、前記ＤＣ−ＤＣ回路から駆動制御回路に供給される電圧が該駆動制御回路の動作最低電圧より高くなるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のジェットバスのポンプ制御装置。
【請求項３】
前記ＰＷＭ電圧信号のデューティは、５０〜１００％に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のジェットバスのポンプ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バスタブ内の湯をポンプによって汲み上げ、該湯と空気との気泡混合噴流をバスタブ内に噴射させてジェット噴流を発生させるジェットバスのポンプ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、例えばシステムバスルーム等の浴室に設置されるジェットバスにおいては、ポンプの流量を可変させることで様々な噴流形態のジェット噴流を楽しむようになっており、ポンプモータとして、流量制御が容易で高駆動力、高効率、応答性も良いブラシレスモータが採用されている場合が多い。このブラシレスモータは、ポンプ印加電圧に応じてモータの回転数を可変させることで比例的にポンプ流量を可変できることから、マイコンによる流量制御が容易にできる特徴を有している。
【０００３】
このようなポンプの印加電圧の可変方法としては、一般的にＰＷＭ制御方式が採用されており、このＰＷＭ制御方式は、スイッチング素子の直流電圧のＯＮ−ＯＦＦ制御により定周波数パルス幅を変化させて出力電圧を可変でき、チョッパー回路等により直流電圧を出力予定の直流電圧に可変（ＤＣ−ＤＣ）する方式に比べて、回路の主たる部品がスイッチング素子のみで構成できて部品点数が低減できる利点を有している。
【０００４】
従来、このＰＷＭ制御方式を採用したポンプの制御装置としては、例えば図３に示すものが知られている。すなわち、ＤＣ電源回路９と、スイッチング素子１０を有する電源ユニット３から、ＰＷＭ電圧信号をポンプ２の合計６個のスイッチング素子６ａ〜６ｆを介してモータ巻線５に印加すると共に、電源ユニット３から供給される電圧Ｖ２をＤＣ−ＤＣ回路８を介して、ＩＣからなる駆動制御回路７に供給し、該駆動制御回路７によりスイッチング素子６ａ〜６ｆをＯＮ−ＯＦＦ制御することで、ポンプモータを所定の回転数で回転させるようになっている。
【０００５】
そして、この制御装置の場合、数十ＫＨｚのＰＷＭ周波数のＩＣが使用されるのが一般的であり、高周波磁気変動によるトルク変動のポンプの樹脂ケースへの伝達による異音発生を防止するために、巻線駆動電源自体にＰＷＭ制御を行い、トルク振動が音に変換し難い最適低周波を決定する方式がとられている。（なお、この種のポンプの制御装置としては、例えば特許文献１に開示されている。）
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−３２７５９２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この制御装置にあっては、ＰＷＭ電圧信号のデューティを０〜１００％（０Ｖ〜最大ＤＣ電圧Ｖ１）まで広範囲で無段階に可変できる反面、ポンプ２内の駆動制御回路７用の電源としてＰＷＭ電圧信号のデューティが０及び低い場合に、積分回路等を使用しても、電源供給が不足して駆動制御回路７用の電源が所定電圧に到達できない場合があり専用電源を供給しなければらない。そのため、図３に示すように、電源ユニット３とポンプ２間に、電圧Ｖ２の駆動制御回路７用の電源線Ｖが必要となり、０Ｖのアース線Ｅ及びＰＷＭ電圧Ｖ１用のＰＷＭ電圧信号線Ｓと合せ３本の電線が必要となって、配線構造が複雑になるという問題点を有している。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ポンプと電源ユニットとの間の電線数を削減して、配線構造の簡素化と信頼性向上とを同時に図り得るジェットバスの制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、バスタブに設けられた噴射ノズルにバスタブ内の湯を汲み上げて送り込むためのポンプを備えたジェットバスのポンプ制御装置であって、モータ巻線に接続されたスイッチング素子の駆動を制御する駆動制御回路及び該駆動制御回路に直流電圧を供給するＤＣ−ＤＣ回路を有するポンプと、ＰＷＭ電圧信号を出力する電源ユニットとを備え、前記ポンプのＤＣ−ＤＣ回路と電源ユニットとの間に、ＰＷＭ電圧信号のＯＮ時に該電圧をコンデンサに供給して充電すると共にＤＣ−ＤＣ回路を介して駆動制御回路に供給し、ＰＷＭ電圧信号のＯＦＦ時に充電したコンデンサからＤＣ−ＤＣ回路を介して駆動制御回路に電力を供給し得る平滑回路を設けたことを特徴とする。
【００１０】
このように構成することにより、ポンプのモータ巻線に接続されたスイッチング素子が駆動制御回路によって駆動制御されることで、所定のデューティでポンプが作動し、該ポンプで汲み上げられたバスタブ内の湯が噴射ノズルからバスタブ内にジェット噴流として噴射される。この時、ポンプと電源ユニットとの間に設けられたコンデンサを有する平滑回路により、ＰＷＭ電圧信号のＯＮ時に該電圧がコンデンサとＤＣ−ＤＣ回路を介して駆動制御回路に供給され、ＰＷＭ電圧信号のＯＦＦ時に充電したコンデンサからＤＣ−ＤＣ回路を介して駆動制御回路に電力が供給されることから、電源ユニットからポンプの駆動制御回路専用の電源線が不要となり、電線の数を２本に削減して、配線の簡素化等が図れる。
【００１１】
そして、前記ＰＷＭ信号のデューティは、請求項２に記載の発明のように、前記ＤＣ−ＤＣ回路から駆動制御回路に供給される電圧が該駆動制御回路の動作最低電圧より高くなるように設定されたり、請求項３に記載の発明のように、５０〜１００％に設定されていることが好ましい。このように構成することにより、ＤＣ−ＤＣ回路から駆動制御回路に供給される電圧が駆動制御回路の動作最低電圧より高くなるようにＰＷＭ電圧信号のデューティが設定されることから、ＤＣ−ＤＣ回路から駆動制御回路に所定の電圧が常時供給されて、該駆動制御回路を確実に動作させることができる。また、デューティが５０〜１００％に設定されることから、ジェット噴流の強さを入浴者が噴流として体感できる範囲に確実に制御できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明に係わるジェットバスのポンプ制御装置の一実施形態を示し、図１がその回路図、図２がそのタイミングチャートである。なお、図３に示す部位と同一部位には同一符号を付して説明する。
【００１３】
図１において、ポンプ制御装置１は、ポンプ２と電源ユニット３とを具備し、このポンプ２と電源ユニット３はＰＷＭ電圧信号線Ｓとアース線Ｅによって接続されている。前記ポンプ２は、例えば三相６極のブラシレスモータのモータ巻線５に接続された合計６個のスイッチング素子６ａ〜６ｆと、このスイッチング素子６ａ〜６ｆに接続され各スイッチング素子６ａ〜６ｆを駆動させるＬＳＩ等からなる駆動制御回路７と、この駆動制御回路７に所定のＤＣ電圧を供給するＩＣ等からなるＤＣ−ＤＣ回路８及び平滑回路４を有している。
【００１４】
また、前記電源ユニット３は、ＤＣ電源回路９と、このＤＣ電源回路９の電圧Ｖ１端子に接続されたスイッチング素子１０を有し、スイッチング素子１０から所定のデューティを有するＰＷＭ電圧信号が出力されるようになっている。また、前記ポンプ２の平滑回路４は、前記電源ユニット３のスイッチング素子１０とポンプ２のＤＣ−ＤＣ回路８間に直列接続されたダイオード１１と、このダイオード１１のマイナス側とアース（グランド）間に並列接続された有極性のコンデンサ１２を有している。
【００１５】
そして、このポンプ制御装置１は、次のように動作する。すなわち、図２に示すように、電源ユニット３から出力されるＰＷＭ電圧信号が時刻ｔ１でＯＮすると、ＰＷＭ電圧Ｖ１による電流が、平滑回路４のダイオード１１を介して図１の矢印イの如くコンデンサ１２に供給されると共に矢印ロの如くＤＣ−ＤＣ回路８に供給される。これにより、コンデンサ１２が電圧Ｖ４に充電されると共に、ＤＣ−ＤＣ回路８に電圧Ｖ４〜Ｖ３が供給され、該ＤＣ−ＤＣ回路８から駆動制御回路７に所定の電圧が供給されて該駆動制御回路７が動作可能な状態となる。
【００１６】
次に、時間ｔｏｎが経過して、ＰＷＭ電圧信号が時刻ｔ２でＯＦＦすると、ｔｏｎ時に電圧Ｖ４に充電されたコンデンサ１２から、図１の矢印ハの如くＤＣ−ＤＣ回路８に電圧が供給されて、この電圧が駆動制御回路７に供給される。この時、ＤＣ−ＤＣ回路８に供給される電圧は、電圧Ｖ４から除々に電圧Ｖ３まで低下し、電圧Ｖ３になる時刻ｔ３の位置でｔｏｆｆ時間が経過してＰＷＭ電圧信号が再びＯＮする。
【００１７】
そして、この時、ＤＣ−ＤＣ回路８への入力電圧の最小値Ｖ３が、駆動制御回路７の動作最小電圧Ｖ２より高くなるように、ＰＷＭ電圧信号の最低オンデューティ（ｔｏｎ／Ｔ）が予め設定されていることから、ＤＣ−ＤＣ回路８から駆動制御回路７には、該駆動制御回路７が常時動作可能なＶ２以上の電圧が供給されることになる。また、このポンプ制御装置１の場合、ＰＷＭ電圧信号の最低オンデューティとしては、次の理由によって、５０〜１００％の範囲で制御できるように設定されている。
【００１８】
つまり、ジェットバス噴流の強さの制御は、流量がＰＷＭ電圧信号のデューティに比例して可変されることから、０〜１００％までデューティを可変することが好ましいが、入浴体感上、０〜５０％のデューティでは最大流量に対して著しく流量と空気混合量が低減すると共にその両者の低減が相まって、ジェット噴流してほとんど感じられないことがある。そのため、入浴体感上、ジェット噴流の強さを感じることが可能なデューティ５０〜１００％の範囲で制御しても実用上の問題はなく、上記実施形態ではこのデューティの範囲を制御できるようにしている。
【００１９】
このように、上記実施形態のポンプ制御装置１においては、電源ユニット３のＰＷＭ電圧信号の出力端子とポンプ２のＤＣ−ＤＣ回路８との間に、ダイオード１１とコンデンサ１２からなる平滑回路４を接続することにより、ＰＷＭ電圧信号をＤＣ−ＤＣ回路８とスイッチング素子６ａ〜６ｆにそれぞれ供給できるように構成しているため、ＰＷＭ電圧信号がＯＮの時に、コンデンサ１２を充電すると共にＤＣ−ＤＣ回路８に電圧を供給し、ＰＷＭ電圧信号がＯＦＦの時に、充電されたコンデンサ１２の電力をＤＣ−ＤＣ回路８に供給することができる。
【００２０】
これにより、平滑回路４を介して、ポンプ２の駆動制御回路７を動作させる動作電圧をＤＣ−ＤＣ回路８に常時供給することができて、従来のような電源ユニット３から駆動制御回路７専用の電源線Ｖを接続する必要がなくなる。その結果、電源ユニット３とポンプ２との間の接続をＰＷＭ電圧信号線Ｓとアース線Ｅの２本と低減させて、配線の簡略化や電源線Ｖが無くなることによる制御装置１自体の信頼性の向上を図ることができ、特に、湿度の高い浴室で使用されるジェットバスのポンプ制御用として好適に使用することが可能になる。
【００２１】
また、ポンプ制御装置１によるＰＷＭ電圧信号のデューティが、ＰＷＭ電圧信号のＯＦＦ時に、ＤＣ−ＤＣ回路８の最低入力電圧Ｖ３が駆動制御回路７の動作最低電圧Ｖ２より大きくなるように設定されているため、駆動制御回路７を所定値以上の電圧Ｖ２で確実に動作させることができ、安定したジェット噴流を得ることができる。また、ポンプ制御装置１がデューティ５０〜１００％の範囲で可変できるように設定されているため、ジェット噴流の強さを入浴体感上で感じる範囲に設定できて、ポンプ２の消費電力に応じたジェット噴流を容易に得ることができ、ジェットバスの効率的な運用が可能になる。
【００２２】
さらに、平滑回路４を設けることにより、大電力制御のチョッパー等に代表される電圧可変回路が不要となるため、容量が大きくかつコスト高の部品の使用を低減させることができ、コスト安価なポンプ制御装置１を得ることができる。また、ダイオード１１とコンデンサ１２からなる平滑回路４を、ポンプ２内に設けるだけで良いため、平滑回路４自体の構成を簡易にして、一層安価で汎用性に優れたポンプ制御装置１を得ることが可能になる。
【００２３】
なお、本発明の平滑回路４は上記実施形態に限定されるものでもなく、例えば図１の二点鎖線で示すように、ダイオード１１のマイナス側にコイル２０を直列接続すると共に、ダイオード１１とコイル２０の接続点とアース間にダイオード２１を逆方向に接続する等、少なくともＰＷＭ電圧信号のＯＦＦ時にコンデンサ１２に充電した所定電圧をＤＣ−ＤＣ回路８に供給し得る適宜の回路構成を採用することができる。また、上記実施形態のポンプ制御装置１の回路構成は、基本的な構成を示すのみで、実際には、モータの過電流を検出する検出回路、この検出回路で検出した電流値を基準値と比較する比較回路、ＰＷＭ電圧信号を前記デューティとなるように制御する周期数制御回路、これらの各回路を制御したりリモコンの信号を処理するマイコン等によって形成されている。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に記載の発明によれば、ポンプ内にコンデンサを有する平滑回路を設け、ＰＷＭ電圧信号のＯＮ時に該電圧をコンデンサに供給し、ＰＷＭ信号のＯＦＦ時に充電したコンデンサから駆動制御回路に電力を供給するため、電源ユニットからポンプの駆動制御回路への専用の電源線が不要となり、ポンプと電源ユニット間の電線数を２本に削減して、配線の簡素化を図ることができると共に信頼性を向上させることができる。
【００２５】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、ＤＣ−ＤＣ回路の入力電圧が駆動制御回路の動作最低入力電圧より高くなるようにＰＷＭ電圧信号のデューティが設定されているため、ＤＣ−ＤＣ回路から駆動制御回路にその動作に必要な電圧を常時供給して、ポンプを確実に動作させ安定したジェット噴流を得ることができる。
【００２６】
また、請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加え、ＰＷＭ電圧信号のデューテイが５０〜１００％に設定されているため、ジェット噴流の強さを入浴者が噴流として体感できる範囲に確実に制御できて、効率的なジェット噴流が得られる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるジェットバスのポンプ制御装置の一実施形態を示す回路図
【図２】同その動作を説明するためのタイミングチャート
【図３】従来のポンプ制御装置の回路図
【符号の説明】
１・・・・・・・・・ポンプ制御装置
２・・・・・・・・・ポンプ
３・・・・・・・・・電源ユニット
４・・・・・・・・・平滑回路
５・・・・・・・・・モータ巻線
６ａ〜６ｆ・・・・・スイッチング素子
７・・・・・・・・・駆動制御回路
８・・・・・・・・・ＤＣ−ＤＣ回路
９・・・・・・・・・ＤＣ電源回路
１０・・・・・・・・スイッチング素子
１１・・・・・・・・ダイオード
１２・・・・・・・・コンデンサ
Ｓ・・・・・・・・・ＰＷＭ電圧信号線
Ｖ・・・・・・・・・電源線
Ｅ・・・・・・・・・アース線
【図１】
2004208437.tif 000003
【図２】
2004208437.tif 000004
【図３】
2004208437.tif 000005