(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを用いた給水ポンプ装置において、
モータの回転数に基づき送出すべき水が収容されている給水タンク内の水量を検出し、
所定水量を送出するために必要なモータの駆動時間、または、モータの回転数を設定することを特徴とする給水ポンプのモータ制御装置。
【請求項２】
モータを用いた給水ポンプ装置において、
モータの駆動電流に基づき送出すべき水が収容されている給水タンク内の水量を検出し、
所定水量を送出するために必要なモータの駆動時間、または、モータの回転数を設定することを特徴とする給水ポンプのモータ制御装置。
【請求項３】
モータを用いた給水ポンプ装置において、
モータの回転数、又は、トルクを制御する制御回路を備え、
前記モータの回転数、又は、トルクを制御する制御指令値に基づき送出すべき水が収容されている給水タンク内の水量を検出し、
所定水量を送出するために必要なモータの駆動時間、または、モータの回転数を設定することを特徴とする給水ポンプのモータ制御装置。
【請求項４】
マグネットロータが設けられた第一の筐体と、
ステータコイルが設けられ、上記第一の筐体を収納するための第二の筐体とを備え、
上記第一の筐体が上記第二の筐体に対して着脱可能な構成であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の給水ポンプモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷蔵庫などの自動製氷機に使用される給水ポンプのモータ駆動制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２４は、冷蔵庫などの自動製氷機の給水ポンプに使用する一般的な直流ブラシレスモータ（以下ＤＣ−ＢＬＭという）の制御・駆動回路の構成を表したブロック図である。図中、１はＤＣ−ＢＬＭ、２はＤＣ−ＢＬＭ１を駆動するための駆動回路、１１はＤＣ−ＢＬＭ１のＳＴＡＲＴ、ＳＴＯＰなどの制御を行うための制御回路、４はＤＣ−ＢＬＭ１の回転位置を検出するための位置検出装置で、ホール素子や磁気抵抗（ＭＲ）素子、コイルなどが使用され、その位置信号は駆動回路２に入力される。
【０００３】
図２５は、冷蔵庫などで使用している自動製氷機の給水タンク部の一例を示す縦断面図である。５は回転可能に取り付けられたマグネットロータで、水などを給水するための羽根車が取り付けられている。６はステータコイルで、磁界を発生することによりロータ５を回転させる。７はステータコイル６や位置検出回路４、駆動回路２などを取り付けるための回路基板、８は給水タンク、９は給水タンク８に入れられている水、１０は水９を製氷皿（図示せず）に給水するための給水ポンプで、中にロータ５が内蔵されている。ロータ５を含む給水ポンプ１０は、給水タンク８内にステータコイル６と分離可能な状態で設置されている。給水タンク８の水９が無くなった時に給水タンク８に水９を入れるために、給水タンク８は取り外すことが出来るような構造になっている。
【０００４】
次に動作について説明する。位置検出回路４によりＤＣ−ＢＬＭ１のロータ５の回転位置に対応した信号が出力される。一般にホール素子などが使われ、磁界の大きさに対応した電圧が出力される。駆動回路２は、入力された位置信号を元にステータコイル６に駆動電圧を印加する。印加された駆動電圧によりステータコイル６に磁界が発生し、この磁界により、ロータ５に回転トルクが発生し回転する。これにより、給水ポンプ１０が駆動される。
【０００５】
図２６は製氷皿に一定の水９を給水するための簡単な動作シーケンスの一例を示すフローチャートである。給水開始信号が出ると（ステップＳ１）、制御回路１１は、駆動回路２にモータＳＴＡＲＴ信号を送りＤＣ−ＢＬＭ１を回転させる（ステップＳ２）。ＤＣ−ＢＬＭ１のロータ５が回転することによりロータ５に取り付けられた羽根車により水９は、給水ポンプ１０の出口から送出され製氷皿に給水される。給水時間を判定し所定の給水量に相当する給水時間だけＤＣ−ＢＬＭ１を回転させると（ステップＳ３）、制御回路１１から駆動回路２にモータＳＴＯＰ信号を送りＤＣ−ＢＬＢ１を停止させる（ステップＳ４）。このシーケンスにより、製氷皿に水を一定量送ることが出来る。このときの駆動電圧と回転数との関係を図２７に示す。給水量は、ＤＣ−ＢＬＭ１の駆動時間にほぼ比例するため、駆動時間を変更することにより給水量を変える事が出来る。
【特許文献１】特開平６−３４６８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の給水ポンプモータの制御は以上のように構成されているので、給水タンク８内の水の量に関係無くあらかじめ設定されている給水時間だけＤＣ−ＢＬＭ１を駆動させるため給水タンク８内の水量によって給水される水の量が変わってしまうという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかる給水ポンプのモータ制御装置は、モータを用いた給水ポンプ装置において、モータの回転数に基づき送出すべき水が収容されている給水タンク内の水量を検出し、所定水量を送出するために必要なモータの駆動時間、または、モータの回転数を設定するようにしたものである。
【０００８】
また、モータを用いた給水ポンプ装置において、モータの駆動電流に基づき送出すべき水が収容されている給水タンク内の水量を検出し、所定水量を送出するために必要なモータの駆動時間、または、モータの回転数を設定するようにしたものである。
【０００９】
また、モータを用いた給水ポンプ装置において、モータの回転数、又は、トルクを制御する制御回路を備え、前記モータの回転数、又は、トルクを制御する制御指令値に基づき送出すべき水が収容されている給水タンク内の水量を検出し、所定水量を送出するために必要なモータの駆動時間、または、モータの回転数を設定する
ようにしたものである。
【００１０】
また、マグネットロータが設けられた第一の筐体と、ステータコイルが設けられ、上記第一の筐体を収納するための第二の筐体とを備え、上記第一の筐体が上記第二の筐体に対して着脱可能な構成である給水ポンプモータを有するものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、以上説明したように構成されているので、給水タンクの水の水量からモータの回転数や給水時間を設定するため、給水タンクの水の水量に拘らず一定の量の水を製氷皿に給水することができ、また、給水タンクの水の水量をモータの回転数から推定するため、制御回路が安価にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１について説明する。図１は、冷蔵庫などの自動製氷機の給水ポンプに使用する、この発明のポンプモータの制御・駆動回路の構成を表したブロック図である。図１において、１はＤＣ−ＢＬＭ、２はＤＣ−ＢＬＭ１を駆動するための駆動回路、３はＤＣ−ＢＬＭ１のＳＴＡＲＴ，ＳＴＯＰなどの制御やＤＣ−ＢＬＭ１のロータの回転数や駆動回路２がＤＣ−ＢＬＭ１に印加する電流などを検出するための制御回路、４は磁界の大きさなどによりＤＣ−ＢＬＭ１の回転位置を検出するための位置検出回路で、ホール素子、磁気抵抗（ＭＲ）素子やコイルなどが使用され、その位置信号は駆動回路２と制御回路３に入力される。
【００１３】
次に動作について説明する。一般に位置検出装置付ＤＣ−ＢＬＭ１の駆動回路の場合、位置検出回路４から出力されたＤＣ−ＢＬＭ１の回転位置信号は、駆動回路２に入力される。一般に位置検出回路４としてはホール素子などが使われ、磁界の大きさに対応した電圧が出力される。入力された位置信号を元にＤＣ−ＢＬＭ１のステータコイル６に駆動電圧を印加する。これによりロータ５に回転トルクが発生しロータ５が回転する。ロータ５の回転により位置検出信号の電圧が変化する。その位置信号の変化に対応したロータ５の位置にあったステータコイル６に電圧が印加されることによりロータ５が回転し続けることになる。また、制御回路３では、位置検出回路４からの位置検出信号により回転数を、駆動回路２のＤＣ−ＢＬＭ１への電流、電圧などからＤＣ−ＢＬＭ１のトルクを検出することができ、それを元に回転数やトルクなどを制御することもできる。
【００１４】
ロータ５の回転は、ロータ５にかかる負荷により回転数が変化する。負荷が軽い場合は回転が高く、負荷が重い場合は回転が低くなる。給水タンクに水が無くなった場合は、ロータの負荷が軽くなるため、図２に示すように回転数が上昇する。あらかじめ、停止回転数を設定しておき停止回転数を超えた場合は、給水タンク８に水が無くなったと判断しＤＣ−ＢＬＭ１の駆動を停止する。また、負荷が重く回転数が低くなり給水可能回転数を下回った場合は、給水ができなくなるため同様にＤＣ−ＢＬＭ１の駆動を停止する。
【００１５】
図３は製氷皿に給水するための簡単な動作シーケンスの一例を示すフローチャートである。給水開始信号が出ると（ステップＳ１１）、制御回路３は、駆動回路２にモータＳＴＡＲＴ信号を送りＤＣ−ＢＬＭ１を回転させる（ステップＳ１２）。ＤＣ−ＢＬＭ１のロータ５が回転することによりロータ５に取り付けられた羽根車により水９は、給水ポンプ１０の出口から送出され製氷皿に給水される。制御回路３は位置検出回路４からの位置検出信号からロータ５の回転数を検出し、図２の停止回転数以下か否かを判定する（ステップＳ１３）。停止回転数以下であれば回転を続け、停止回転数を超えればＤＣ−ＢＬＭ１を停止させる（ステップＳ１４）。また、給水可能な回転数に達したか否かを判定し（ステップＳ１５）、何らかの原因でロータ５の負荷が非常に大きく回転数が給水可能な回転数に達しないときは、給水ポンプ１０から水が給水できないためＤＣ−ＢＬＭ１を停止させる（ステップＳ１４）。
【００１６】
続いて、給水時間を判定し、給水時間があらかじめ設定した給水時間に達したときは（ステップＳ１６）、制御回路３から駆動回路２にモータＳＴＯＰ信号を送りＤＣ−ＢＬＭ１を停止させる（ステップＳ１４）。給水時間に達していなければ、回転を続け、回転数の検出ルーチンへ戻る。
【００１７】
このシーケンスにより、給水タンク８内に十分な水９がある場合は、製氷皿に水を一定量送ることが出来る。給水タンク８内に十分な水９が無い場合には、ＤＣ−ＢＬＭ１が停止するため無駄な電力を消費することが無い。また、水９が無いことも検出できるためユーザに知らせることも可能である。また、給水量は、ＤＣ−ＢＬＭ１の駆動時間にほぼ比例するため、駆動時間を変更することにより給水量を変えることが出来る。
【００１８】
なお、この実施の形態では、回転数を判定してから給水時間を判定しているが、給水時間を判定してから回転数を判定しても同様の効果を奏する。
【００１９】
なお、この実施の形態では、使用している給水ポンプモータをＤＣ−ＢＬＭとして説明したが、ＤＣ−ＢＬＭ以外のモータを使用しても同様の効果を奏する。
【００２０】
ハードの変更をせずソフトの変更だけで実現できるため、リサイクルのために行ったハード面の対策に影響を及ぼすことはない。
【００２１】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、ＤＣ−ＢＬＭ１の回転数を検出してＤＣ−ＢＬＭ１の駆動を停止するポンプモータ制御について説明したが、ＤＣ−ＢＬＭ１の駆動電流を検出してＤＣ−ＢＬＭ１の駆動を停止しても同様の効果を奏する。
【００２２】
図４は、この発明の実施の形態２を示すポンプモータ制御を説明するための特性図である。ＤＣ−ＢＬＭ１を使って給水ポンプ１０から水を給水しているときは、図４に示す運転可能範囲内の駆動電流が流れている。駆動電流は、ロータ５にかかる負荷によって変化し、負荷が小さいときには電流が少なく、負荷が大きいときには電流が多く流れる。給水タンク８内に水９が無くなるとロータ５の負荷が小さくなるためＤＣ−ＢＬＭ１の電流は非常に小さくなる。また、何らかの原因で負荷が大きくなった場合は、図５に示すようにＤＣ−ＢＬＭ１の電流は大きくなり、回転数が低下するために給水ができなくなる。そこで、ＤＣ−ＢＬＭ１の駆動電流が、運転可能範囲を外れたときには水９が無いか、給水不可能と判断してＤＣ−ＢＬＭ１を停止する。
【００２３】
図６は製氷皿に給水するための簡単な動作シーケンスの一例を示すフローチャートである。給水開始信号が出ると（ステップＳ２１）、制御回路３は、駆動回路２にモータＳＴＡＲＴの信号送りＤＣ−ＢＬＭ１を回転させる（ステップＳ２２）。ＤＣ−ＢＬＭ１のロータ５が回転することによりロータ５に取り付けられた羽根車により水９は、給水ポンプ１０の出口から送出され製氷皿に給水される。制御回路３は駆動回路２からステータコイル６に印加している駆動電流を検出し図４、図５の運転可能範囲内であるか否かを判定し（ステップＳ２３）、運転可能範囲内であれば回転を続け、範囲外であればＤＣ−ＢＬＭ１を停止させる（ステップＳ２４）。
【００２４】
続いて、給水時間を判定し、給水時間があらかじめ設定した給水時間に達したときは（ステップＳ２５）、制御回路３から駆動回路２にモータＳＴＯＰ信号を送りＤＣ−ＢＬＭ１を停止させる（ステップＳ２４）。給水時間に達していなければ、回転を続け、回転数の検出ルーチンへ戻る。
【００２５】
このシーケンスにより、給水タンク８内に十分な水９がある場合は、製氷皿に水を一定量送ることが出来る。給水タンク８内に十分な水９が無い場合には、ＤＣ−ＢＬＭ１が停止するため無駄な電力を消費することが無い。また、水９が無いことも検出できるためユーザに知らせることも可能である。また、給水量は、ＤＣ−ＢＬＭ１の駆動時間にほぼ比例するため、駆動時間を変更することにより給水量を変えることが出来る。
【００２６】
なお、この実施の形態２では、電流を判定してから給水時間を判定しているが、給水時間を判定してから電流を判定しても同様の効果を奏する。
【００２７】
なお、この実施の形態２では、使用しているモータをＤＣ−ＢＬＭとして説明したが、ＤＣ−ＢＬＭ以外のモータを使用しても同様の効果を奏する。
【００２８】
実施の形態３．
上記実施の形態１、２では、ＤＣ−ＢＬＭ１の回転数、駆動電流を検出してＤＣ−ＢＬＭ１の駆動を停止するポンプモータ制御について説明したが、ＤＣ−ＢＬＭ１の回転数、トルク等の制御を行う制御回路の制御指令値を検出してＤＣ−ＢＬＭ１の駆動を停止しても同様の効果を奏する。
【００２９】
図７は、この発明の実施の形態３を示すポンプモータ制御を説明するための特性図である。位置検出回路４からの位置検出信号や駆動回路２からの駆動電流からロータ５の回転数やトルクを検出し、回転数やトルクなどを一定になるように制御している場合は、ロータ５にかかる負荷により制御指令値も変化する。例えば、ロータ５の回転数を制御している場合、ロータ５にかかる負荷が小さくなると回転数が高くなるため制御指令値は回転数を所定の値に下げるために変化する。図７の場合は、制御指令値が小さくなるような制御を例にしている。また、ロータ５にかかる負荷が大きくなると回転数が小さくなるため制御指令値は大きくなるように制御する。給水タンク８内に水９が無くなるとロータ５の負荷が小さくなるため制御指令値は非常に小さくなる。また、何らかの原因で負荷が大きくなった場合は、制御指令値は大きくなり、ある程度大きくなると制御範囲を越えてしまい回転数が低下するために給水ができなくなる。そこで、制御指令値が、所定の範囲すなわち、停止指令値１と停止指令値２との間を外れたときには水９が無いか、給水不可能と判断してＤＣ−ＢＬＭ１を停止する。
【００３０】
図８は製氷皿に給水するための簡単な動作シーケンスの一例を示すフローチャートである。給水開始信号が出ると（ステップＳ３１）、制御回路３は、駆動回路２にモータＳＴＡＲＴ信号を送りモータを回転させる（ステップＳ３２）。ロータ５が回転することによりロータ５に取り付けられた羽根車により水９は、給水ポンプ１０の出口から送出され製氷皿に給水される。制御回路３は、位置検出回路４からロータ５の回転数を、駆動回路２からステータコイル６に印加している駆動電流をそれぞれ検出し、これにより制御指令値が図７の停止指令値１乃至２の範囲内であるか否かを判定し（ステップＳ３３）、所定の範囲内であれば回転を続け、範囲外であればＤＣ−ＢＬＭ１を停止させる（ステップＳ３４）。
【００３１】
続いて、給水時間を判定し、給水時間があらかじめ設定した給水時間に達したときは（ステップＳ３５）、制御回路３から駆動回路２にモータＳＴＯＰ信号を送りＤＣ−ＢＬＭ１を停止させる。給水時間に達していなければ、回転を続け、回転数の検出ルーチンへ戻る。
【００３２】
このシーケンスにより、給水タンク８内に十分な水９がある場合は、製氷皿に水を一定量送ることが出来る。給水タンク８内に十分な水９が無い場合には、ＤＣ−ＢＬＭ１を停止するため無駄な電力を消費することが無い。また、水９が無いことも検出できるためユーザに知らせることも可能である。また、給水量は、モータの駆動時間にほぼ比例するため、駆動時間を変更することにより給水量を変えることが出来る。
【００３３】
なお、この実施の形態３では、制御指令値を判定してから給水時間を判定しているが、給水時間を判定してから制御指令値を判定しても同様の効果を奏する。
【００３４】
なお、この実施の形態３では、使用しているモータをＤＣ−ＢＬＭとして説明したが、ＤＣ−ＢＬＭ以外のモータを使用しても同様の効果を奏する。
【００３５】
実施の形態４．
上記実施の形態１〜３では、給水タンク８内の水９の有無や何らかの原因でロータ５の回転数が上がらないときにＤＣ−ＢＬＭ１を停止するようにしていた。
【００３６】
ＤＣ−ＢＬＭ１の起動は、ロータ５が停止状態から徐々に回転数が上がり所定の回転数に達する。その時の駆動電流は、ロータ５の停止時は最大電流が流れ、回転数が上がるにつれて徐々に小さくなりやがて定常電流に達する。回転数やトルクを制御している場合は、ロータ５が停止している状態で制御指令値は最大となり、所定の回転数に近づくにつれ所定の制御指令値となる。
【００３７】
上記実施の形態１〜３の場合、起動時に回転数、電流や制御指令値が所定の範囲から外れてしまいモータ停止の制御がかかってしまう恐れがある。そこで、実施の形態４では、正常起動状態において、ＤＣ−ＢＬＭ１が所定の回転数になるまでの時間は、回転数、電流や制御指令値が所定の範囲外であってもモータ停止の制御を行わないようにする。その後、上記実施の形態１〜３のルーチンに入るようにする。これにより、起動時の誤制御をなくすことができる。
【００３８】
実施の形態５．
図９は、この発明の実施の形態５によるポンプモータ制御を示す特性図である。図９において、横軸は時間、縦軸は給水ポンプ１０からの水９の送出量を表している。給水開始時の送出量を所定の送出量より少なくし、徐々に送出量を増加し所定の送出量になるようにする。給水開始時に所定の送出量で送出すると、製氷皿に勢いよく水９が入り、製氷皿の周辺に水９が飛び散ってしまう恐れがある。しかし、給水開始時の送出量を減らすことにより、製氷皿周辺への飛び散りを減らすことができる。その後、所定の給水量に徐々に近づけることにより製氷皿周辺への飛び散りを減らすことができる。
【００３９】
図１０は製氷皿に給水するための簡単な動作シーケンスの一例を示すフローチャートである。給水開始信号が出ると（ステップＳ４１）、制御回路３は、駆動回路２にモータＳＴＡＲＴ信号を送りモータを回転させる（ステップＳ４２）。ロータ５が回転することによりロータ５に取り付けられた羽根車により水９は、給水ポンプ１０の出口から送出された製氷皿に給水される。このとき給水開始時のロータ５の回転数は予め所定の回転数よりも低い値に設定されている。制御回路３は位置検出回路４からロータ５の回転数を検出し（ステップＳ４３）、所定の回転数に達していなければ到達するまでロータ５の回転数を上げる（ステップＳ４４）。所定の回転数に達したらそのままの回転数で回転を続ける。
【００４０】
続いて、給水時間を判定し（ステップＳ４５）、給水時間があらかじめ設定した給水時間に達したときは制御回路３から駆動回路２にモータＳＴＯＰ信号を送りＤＣ−ＢＬＭ１を停止させる（ステップＳ４６）。給水時間に達していなければ、回転を続け、回転数の検出ルーチンへ戻る。
【００４１】
このシーケンスにより、給水開始時の送出量を減らすことにより製氷皿周辺への水９の飛び散りを抑えることができる。また、給水量は、モータの駆動時間にほぼ比例するため、駆動時間を変更することにより給水量を変えることが出来る。
【００４２】
なお、給水開始時の送出量を所定の送出量より少なくしてるが、送出可能な最低量に予め設定してから給水を開始しても良い。
【００４３】
なお、この実施の形態５では、回転数の判定と回転数の増加を行った後、給水時間の判定を行っているが、逆に給水時間を判定してから回転数の判定と回転数の増加を行っても同様の効果を奏する。
【００４４】
なお、この実施の形態５では、使用しているモータをＤＣ−ＢＬＭとして説明したが、ＤＣ−ＢＬＭ以外のモータを使用しても同様の効果を奏する。
【００４５】
実施の形態６．
上記実施の形態５では、給水開始から徐々に回転数を増加して所定の回転数にまで上昇させているが、給水開始から所定の時間送出量を維持した回転数をあげ所定の送出量にしても同様の効果を奏する。
【００４６】
図１１は、この発明の実施の形態６によるポンプモータ制御を示す特性図である。図１１において、横軸は時間、縦軸はポンプ１０からの水９の送出量を表している。給水開始時は送出量を所定の送出量より少なく、または、送出可能な最低量にし、所定時間ｔ１の間その送出量を維持する。その後、徐々に送出量を増加し所定の送出量になるようにする。給水開始時に所定の送出量で送出すると、製氷皿に勢いよく水９が入り、製氷皿の周辺に水９が飛び散ってしまう。しかし、給水開始時の送出量を減らすことにより製氷皿周辺への飛び散りを減らすことができる。また、給水開始時の少ない送出量で所定時間ｔ１維持し製氷皿へある程度の水９が溜まってから所定の送出量に増加させることによりさらに製氷皿周辺への飛び散りを軽減することができる。
【００４７】
図１２は製氷皿に給水するための簡単な動作シーケンスの一例を示すフローチャートである。給水開始信号が出ると（ステップＳ５１）、制御回路３は、駆動回路２にモータＳＴＡＲＴ信号を送りモータを回転させる（ステップＳ２２）。ロータ５が回転することによりロータ５に取り付けられた羽根車により水９は、給水ポンプ１０の出口から送出され製氷皿に給水される。このときのロータ５の回転数は所定の回転数より低い値、または、送出可能な最低回転数に設定されている（ステップＳ５３）。モータＳＴＡＲＴから所定時間ｔ１経過したかを判定し（ステップＳ５４）、ｔ１経過すれば制御回路３は位置検出回路４からロータ５の回転数を検出する（ステップＳ５５）。所定の回転数に達していなければ到達するまでロータ５の回転数を上げる（ステップＳ５６）。所定の回転数に達したらそのままの回転数で回転を続ける。
【００４８】
続いて、給水時間を判定し（ステップＳ５７）、給水時間があらかじめ設定した給水時間に達したときは制御回路３から駆動回路２にモータ停止信号を送りＤＣ−ＢＬＭ１を停止させる（ステップＳ５８）。給水時間に達していなければ、回転を続け、回転数の検出ルーチンへ戻る。
【００４９】
このシーケンスにより、給水開始時の送出量を減らすことにより製氷皿周辺への水９の飛び散りを抑えることができる。また、給水量は、モータの駆動時間にほぼ比例するため、駆動時間を変更することにより給水量を変えることが出来る。
【００５０】
なお、この実施の形態６では、所定時間ｔ１後に徐々に送出量を増加させていたが、所定時間ｔ１の値によっては、所定時間ｔ１後に直ちに所定の送出量にしても同様の効果を奏する。
【００５１】
なお、この実施の形態６では、回転数の判定と回転数の増加を行った後、給水時間の判定を行っているが、逆に給水時間を判定してから回転数の判定と回転数の増加を行っても同様の効果を奏する。
【００５２】
なお、この実施の形態６では、使用しているモータをＤＣ−ＢＬＭとして説明したが、ＤＣ−ＢＬＭ以外のモータを使用しても同様の効果を奏する。
【００５３】
実施の形態７．
図１３は、この発明の実施の形態７によるポンプモータ制御を示す特性図である。横軸に時間、縦軸に回転数とＤＣ−ＢＬＭ１に印加する駆動電圧を表わしている。
【００５４】
図１４は、冷蔵庫などで使用している自動製氷機の給水タンク部の一例を示す縦断面図である。５は回転可能に取り付けられたマグネットロータで、水などを給水するための羽根車が取り付けられている。６はステータコイルで、磁界を発生することによりロータ５を回転させる。７はステータコイル６や位置検出回路４、駆動回路２などを取り付けるための回路基板、８は給水タンク、９は給水タンク８に入れられている水、１０は水９を製氷皿に給水するための給水ポンプで、中にロータ５が内蔵されている。給水ポンプ１０は、給水タンク８内にステータコイル６と分離可能な状態で設置されている。給水ポンプ１０上部の給水境界位置を越えると水９が製氷皿などに給水される。給水タンク８の水９が無くなった時に給水タンク８に水９を入れるために、給水タンク８は取り外すことが出来るような構造になっている。
【００５５】
次に動作について説明する。製氷皿などに水９を給水する時は、ＤＣ−ＢＬＭ１に駆動電圧を印加する。このときの駆動電圧は、図１４の給水境界位置を越える揚程となる回転数となる電圧に設定する。これにより製氷皿に水９が給水されることになる。製氷皿に所定の水量が給水されると給水を止めるためにＤＣ−ＢＬＭ１に印加している駆動電圧を下げる。このときの駆動電圧は、図１４の給水境界位置以下の揚程となる電圧に設定することにより製氷皿に給水されることはない。
【００５６】
通常、給水しないときにはロータ５の回転を止めるために、駆動電圧は印加しない。このとき、給水タンク８内の水９はそのままの状態を保つことになる。このため、給水タンク８内の壁面にぬめりが発生し水９を劣化させることになる。そこで、給水しないときには、図１３のように水９が給水境界位置に達しない程度でロータ５を回転させる。ロータの回転により給水タンク８内の水９は巡回させられることになる。これにより、給水タンク８の壁面に発生するぬめりを抑えることができ、水９の劣化を抑えることが可能となる。
【００５７】
上記実施の形態７の場合、給水しない時に常にロータ５を回転させているが、断続運転や任意の時間だけ運転をしても同様な効果を奏する。
【００５８】
なお、実施の形態７では、使用しているモータをＤＣ−ＢＬＭとして説明したが、ＤＣ−ＢＬＭ以外のモータを使用しても同様の効果を奏する。
【００５９】
実施の形態８．
図１５は、この発明の実施の形態８によるポンプモータ制御を説明するための特性図である。横軸に給水タンク８内の水量、縦軸に回転数を表している。給水タンク８、給水ポンプ１０の形状、ＤＣ−ＢＬＭ１の特性によりグラフの形は変わるが、この実施の形態８では、図１５に示す特性について説明する。図１５において、水量が多くなると回転数が下がり、水量が少なくなると回転数が上がる。
【００６０】
図１６は、横軸に給水タンク８内の水量、縦軸に給水ポンプ１０から流出される流量を表している。給水タンク８内の水９の水量が多くなると水９の上面から給水境界位置までの長さが短くなるため、流量が多くなる。このため、ＤＣ−ＢＬＭ１の負荷としては大きくなり、回転数は低くなる。給水タンク８内の水９の水量が少なくなるにつれ図１６に示すように流量も少なくなるため、図１５に示すように回転数が高くなる。上記のことより、ＤＣ−ＢＬＭ１の回転数を計測すれば、給水タンク８内の水９の水量を推定することができる。
【００６１】
図１７は製氷皿に給水するための簡単な動作シーケンスの一例を示すフローチャートである。給水開始信号が出ると（ステップＳ６１）、制御回路３は、駆動回路２にモータＳＴＡＲＴ信号を送りＤＣ−ＢＬＭ１を回転させる（ステップＳ６２）。ロータ５が回転することによりロータ５に取り付けられた羽根車により水９は、給水ポンプ１０の出口から送出され製氷皿に給水される。制御回路３は、位置検出回路４からの位置検出信号でロータ５の回転数を検出し、図１５から給水タンク８内の水９の水量を推定する（ステップＳ６３）。この水量から、製氷皿に給水する水９が所定の量になるためのＤＣ−ＢＬＭ１の回転数、または給水時間を設定する（ステップＳ６４）。そして、設定した回転数で回転を続け給水する。
【００６２】
続いて、設定した給水時間に達したか否かを判定し（ステップＳ６５）、給水時間が設定した給水時間に達したときは制御回路３から駆動回路２にモータＳＴＯＰ信号を送りＤＣ−ＢＬＭ１を停止させる（ステップＳ６６）。給水時間に達していなければ回転を続ける。
【００６３】
このシーケンスにより、給水タンク８内に水９の水量に拘らず、製氷皿に一定量の水を送ることが出来る。また、給水量は、モータの回転数、給水時間により自由に変えることができる。
【００６４】
また、ＤＣ−ＢＬＭ１の回転数から給水タンク８内の水９の水量が推定できるため、給水タンク８内の水９では製氷皿に所定の量を給水できない場合は、給水を停止し、または、使用者に知らせることもできる。
【００６５】
なお、この実施の形態では、使用しているモータをＤＣ−ＢＬＭとして説明したが、ＤＣ−ＢＬＭ以外のモータを使用しても同様の効果を奏する。
【００６６】
実施の形態９．
図１８は、この発明の実施の形態９によるポンプモータ制御を説明するための特性図である。横軸に給水タンク８内の水量、縦軸にＤＣ−ＢＬＭ１の駆動電流を表している。給水タンク８、給水ポンプ１０の形状、ＤＣ−ＢＬＭ１の特性によりグラフの形は変わるが、この実施の形態９では、図１８に示す特性について説明する。図１８において、水量が多くなると駆動電流が上り、水量が少なくなると駆動電流が下がる。
【００６７】
図１９は、横軸に給水タンク８内の水量、縦軸にポンプ１０から送出される流量を表している。給水タンク８内の水９の水量が多くなると水９の上面から給水境界位置までの長さが短くなるため、流量が多くなる。このため、ＤＣ−ＢＬＭ１の負荷としては大きくなり、駆動電流が多く流れる。給水タンク８内の水９の水量が少なくなるにつれ図１９に示すように流量も少なくなるため、図１８に示すように駆動電流が少なくなる。これより、ＤＣ−ＢＬＭ１の駆動電流を計測すれば、給水タンク８内の水９の水量を推定する事ができる。
【００６８】
図２０は製氷皿に給水するための簡単な動作シーケンスの一例を示すフローチャートである。給水開始信号が出ると（ステップＳ７１）、制御回路３は、駆動回路２にモータＳＴＡＲＴ信号を送りモータを回転させる（ステップＳ７２）。ロータ５が回転することによりロータ５に取り付けられた羽根車により水９は、給水ポンプ１０の出口から送出され製氷皿に給水される。制御回路３は駆動回路２からＤＣ−ＢＬＭ１に印加される駆動電流を検出し（ステップＳ７３）、図１８より給水タンク８内の水９の水量を推定する。この水量から、製氷皿に給水する水９が所定の量になるためのＤＣ−ＢＬＭ１の回転数、または給水時間を設定する（ステップＳ７４）。そして、設定した回転数で回転を続け給水する。
【００６９】
続いて、設定した給水時間に達したか否かを判定し（ステップＳ７５）、給水時間が設定した給水時間に達したときは制御回路３から駆動回路２にモータＳＴＯＰ信号を送りＤＣ−ＢＬＭ１を停止させる（ステップＳ７６）。給水時間に達していなければ回転を続ける。
【００７０】
このシーケンスにより、給水タンク８内に水９の水量に拘らず、製氷皿に一定量の水を送ることが出来る。また、給水量は、モータの回転数、給水時間により自由に変えることができる。
【００７１】
また、ＤＣ−ＢＬＭ１の電流から給水タンク８内の水９の水量が推定できるため、所定の水９を給水できない場合は、給水を停止し、または、使用者に知らせることもできる。
【００７２】
なお、この実施の形態では、使用しているモータをＤＣ−ＢＬＭとして説明したが、ＤＣ−ＢＬＭ以外のモータを使用しても同様の効果を奏する。
【００７３】
実施の形態１０．
図２１は、この発明の実施の形態１０によるポンプモータ制御を説明するための特性図である。横軸に給水タンク８内の水量、縦軸にＤＣ−ＢＬＭ１の回転数、またはトルクを制御するための制御指令値を表している。給水タンク８、給水ポンプ１０の形状、ＤＣ−ＢＬＭ１の特性によりグラフの形は変わるが、この実施の形態１０では、図２１に示す特性について説明する。図２１において、水量が多くなると制御指令値が上り、水量が少なくなると制御指令値が下がる。
【００７４】
図２２は、横軸に給水タンク８内の水量、縦軸に給水ポンプ１０から流出される流量を表している。給水タンク８内の水９の水量が多くなると水９の上面から給水境界位置までの長さが短くなるため、流量が多くなる。このため、ＤＣ−ＢＬＭ１の負荷としては大きくなり、回転数、またはトルクをあげる為に制御指令値を上げる。給水タンク８内の水９の水量が少なくなるにつれ図２２に示すように流量も少なくなるため、図２１に示すように制御指令値が小さくなる。これより、制御指令値を計測すれば、給水タンク８内の水９の量を推定することができる。
【００７５】
図２３は製氷皿に給水するための簡単な動作シーケンスの一例を示すフローチャートである。給水開始信号が出ると（ステップＳ８１）、制御回路３は、駆動回路２にモータＳＴＡＲＴ信号を送りモータを回転させる（ステップＳ８２）。ロータ５が回転することによりロータ５に取り付けられた羽根車により水９は、給水ポンプ１０の出口から送出され製氷皿に給水される。次に、ＤＣ−ＢＬＭ１の回転数、またはトルクを制御するための制御指令値を検出し（ステップＳ８３）、図２１より給水タンク８内の水９の水量を推定する。この水量から、製氷皿に給水する水９が所定の量になるためのＤＣ−ＢＬＭ１の回転数、または給水時間を設定する（ステップＳ８４）。そして、設定した回転数で回転を続け給水する。
【００７６】
続いて、設定した給水時間に達したか否かを判定し（ステップＳ８５）、給水時間が設定した給水時間に達したときは制御回路３から駆動回路２にモータＳＴＯＰ信号を送りモータを停止させる（ステップＳ８６）。そして、給水時間に達していなければ、回転を続ける。
【００７７】
このシーケンスにより、給水タンク８内に水９の水量に拘らず、製氷皿に一定量の水を送ることが出来る。また、給水量は、モータの回転数、給水時間により自由に変えることができる。
【００７８】
また、制御指令値から給水タンク８内の水９の水量が推定できるため、所定の水９を給水できない場合は、給水を停止し、または、使用者に知らせることもできる。
【００７９】
なお、この実施の形態では、使用しているモータをＤＣ−ＢＬＭとして説明したが、ＤＣ−ＢＬＭ以外のモータを使用しても同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】この発明の実施の形態１による給水ポンプのモータ制御装置を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるモータの回転数と駆動電圧の関係を示す特性図である。
【図３】この発明の実施の形態１による製氷皿に給水するための簡単な動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態２によるポンプモータ制御を説明するための特性図である。
【図５】この発明の実施の形態２によるポンプモータ制御を説明するための特性図である。
【図６】この発明の実施の形態２による製氷皿に給水するための簡単な動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態３によるポンプモータ制御を説明するための特性図である。
【図８】この発明の実施の形態３による製氷皿に給水するための簡単な動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態５によるポンプモータ制御を説明するための特性図である。
【図１０】この発明の実施の形態５による製氷皿に給水するための簡単な動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態６によるポンプモータ制御を説明するための特性図である。
【図１２】この発明の実施の形態６による製氷皿に給水するための簡単な動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図１３】この発明の実施の形態７によるポンプモータ制御を説明するための特性図である。
【図１４】この発明の実施の形態７による自動製氷機の給水タンク部の一例を示す縦断面図である。
【図１５】この発明の実施の形態８によるポンプモータ制御を説明するための特性図である。
【図１６】この発明の実施の形態８によるポンプモータ制御を説明するための特性図である。
【図１７】この発明の実施の形態８による製氷皿に給水するための簡単な動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図１８】この発明の実施の形態９によるポンプモータ制御を説明するための特性図である。
【図１９】この発明の実施の形態９によるポンプモータ制御を説明するための特性図である。
【図２０】この発明の実施の形態９による製氷皿に給水するための簡単な動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図２１】この発明の実施の形態１０によるポンプモータ制御を説明するための特性図である。
【図２２】この発明の実施の形態１０によるポンプモータ制御を説明するための特性図である。
【図２３】この発明の実施の形態１０による製氷皿に給水するための簡単な動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図２４】従来の給水ポンプのモータ制御装置を示すブロック図である。
【図２５】従来の冷蔵庫などで使用している自動製氷機の給水タンク部の一例を示す縦断面図である。
【図２６】従来の製氷皿に給水するための簡単な動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図２７】従来の駆動電圧と回転数の関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  ＤＣ−ＢＬＭ（直流ブラシレスモータ）、２  駆動回路、３、１１  制御回路、４  位置検出回路（ホール素子）、５  マグネットロータ、６  ステータコイル、７  基板、８  給水タンク、９  水、１０  ポンプ。
【図１】
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【図２】
0004697471.tif 000003
【図３】
0004697471.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004697471.tif 000006
【図６】
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【図７】
0004697471.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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