(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ駆動素子群を含んで構成され前記モータを駆動するモータ駆動回路と
前記モータに供給される供給電流値を検出する電流検知手段と、
前記モータの起動電流未満で且つ前記モータ駆動素子群の定格電流未満に設定された第１のしきい値以上の電流が検出されたとき、前記モータ駆動回路を制御してモータへの通電を制限する電流制限手段と、
前記モータの起動時か否かを判断し、前記モータの起動時に前記電流制限手段が作動してない場合に異常と判定する判定手段と、を備えている
ことを特徴とするモータ駆動装置。
【請求項２】
前記第１のしきい値より高く且つ前記モータ駆動素子群の定格電流未満に設定された第２のしきい値以上の電流が検出されたとき、前記モータ駆動回路を制御して、モータへの通電を遮断する電流遮断手段を、さらに備えている
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記判定手段は、異常と判定した場合に、前記モータへの通電を停止する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記判定手段は、異常と判定した場合に、前記電流検知手段が異常であると判定する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記モータがＤＣブラシレスモータであり、
前記判定手段は、モータ起動時の最
初の駆動パルスで前記電流制限手段が作動しない場合に異常と判定する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
モータ、及び、前記モータを駆動するモータ駆動装置を有する電気機器において、
前記モータ駆動装置は、
モータ駆動素子群を含んで構成され前記モータを駆動するモータ駆動回路と
前記モータに供給される供給電流値を検出する電流検知手段と、を備え、
前記モータの起動電流未満で且つ前記モータ駆動素子群の定格電流未満に設定された第１のしきい値と、前記第１のしきい値より高く且つ前記モータ駆動素子群の定格電流未満に設定された第２のしきい値とが設定され、
前記第１のしきい値以上の電流が検出されたとき、前記モータ駆動回路を制御してモータへの通電を制限する電流制限手段と、
前記第２のしきい値以上の電流が検出されたとき、前記モータ駆動回路を制御して、モータへの通電を遮断する電流遮断手段と、
前記モータの起動時か否かを判断し、前記モータの起動時に前記電流制限手段が作動してない場合に異常と判定する判定手段と、をさらに備えている
ことを特徴とする電気機器。
【請求項７】
手挿入部が形成された本体、該本体の内部に設けられ外部空気を吸い込む空気流発生装置、及び、該空気流発生装置により吸い込まれた空気を前記手挿入部に噴出するノズルを有する手乾燥装置において、
前記空気流発生装置は、モータ、及び、前記モータを駆動するモータ駆動装置を有し、
前記モータ駆動装置は、
モータ駆動素子群を含んで構成され前記モータを駆動するモータ駆動回路と
前記モータに供給される供給電流値を検出する電流検知手段と、を備え、
前記モータの起動電流未満で且つ前記モータ駆動素子群の定格電流未満に設定された第１のしきい値と、前記第１のしきい値より高く且つ前記モータ駆動素子群の定格電流未満に設定された第２のしきい値とが設定され、
前記第１のしきい値以上の電流が検出されたとき、前記モータ駆動回路を制御してモータへの通電を制限する電流制限手段と、
前記第２のしきい値以上の電流が検出されたとき、前記モータ駆動回路を制御して、モータへの通電を遮断する電流遮断手段と、
前記モータの起動時か否かを判断し、前記モータの起動時に前記電流制限手段が作動してない場合に異常と判定する判定手段と、をさらに備えている
ことを特徴とする手乾燥装置。
【請求項８】
モータ駆動素子群を含んで構成され前記モータを駆動するモータ駆動回路と
前記モータに供給される供給電流値を検出する電流検知手段と、を備えたモータ駆動装置の制御方法において、
前記モータの起動電流未満で且つ前記モータ駆動素子群の定格電流未満に設定された第１のしきい値以上の電流が検出されたとき、前記モータ駆動回路を制御してモータへの通電を制限する電流制限手段を設け、
前記モータの起動時か否かを判断し、前記モータの起動時であって前記電流制限手段が作動してない場合に異常と判定する
ことを特徴とするモータ駆動装置の制御方法。
【請求項９】
前記第１のしきい値より高く且つ前記モータ駆動素子群の定格電流未満に設定された第２のしきい値以上の電流が検出されたとき、前記モータ駆動回路を制御して、モータへの通電を遮断する
ことを特徴とする請求項８に記載のモータ駆動装置の制御方法。
【請求項１０】
異常と判定した場合に、前記モータへの通電を停止する
ことを特徴とする請求項８または９に記載のモータ駆動装置の制御方法。
【請求項１１】
異常と判定した場合に、前記電流検知手段が異常であると判定する
ことを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載のモータ駆動装置の制御方法。
【請求項１２】
前記モータがＤＣブラシレスモータであり、
モータ起動時に最初の駆動パルスを出力したときに前記電流制限手段が作動しない場合に異常と判定する
ことを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載のモータ駆動装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ起動時に異常の有無を判断して異常有りと判断した場合にモータへの通電を停止するモータ駆動装置及びその制御方法に関するものである。また、このモータとモータ駆動装置とを搭載した電気機器及び手乾燥装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータとモータ駆動装置とを搭載した電気機器において、例えば、モータがＤＣブラシレスモータであり、このモータをインバータ駆動する場合、モータの起動時には定常回転時に比べ大きな電流がモータ駆動素子に流れる。また、短絡などの異常時にも定常回転時に比べ大きな電流がモータ駆動素子に流れる。モータ駆動素子に定格を超えた電流が流れるとモータ駆動素子の破壊につながる。そのため、従来、例えば、モータ駆動素子の前段に電流検知手段を設けておき、この電流検知手段がモータ駆動素子に流れる所定以上の電流を検出した場合にモータへの通電を停止する方法が提案されている（例えば、特許文献１から３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１７３４４５号公報
【特許文献２】特表２００２−５３４０４３号公報
【特許文献３】特開平１０−２０１０７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、電流検知手段が、電流が流れていてもこれを検出せず電流が流れてない場合と同じ状態となるように故障する（以降、電流なし側に故障と表現）と、モータ側に流れる実際の電流を検出することができない。そして、モータ駆動素子に定格以上の電流が流れてもこれを遮断することができなくなるため、モータ駆動素子は破壊に至る。そして、モータ駆動素子が破壊する際には、発煙を伴う場合が多くあるため、できれば発煙する前に故障を検出して、モータ駆動素子への通電を停止させたいという要望があった。
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、電流検知手段の故障を検出しモータへの通電を早期に停止してモータ駆動素子の破壊を防止することができるモータ駆動装置及びその制御方法を得ることを目的とする。また、このモータ駆動装置を搭載した電気機器及び手乾燥装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明に係るモータ駆動装置は、モータに供給される供給電流値を検出する電流検知手段と、供給電流値が所定の第１のしきい値を超えないよう制限動作をする電流制限手段とを備えたモータ駆動装置において、前記第１のしきい値が、前記モータの起動電流未満に設定されており、前記モータの起動時に前記電流制限手段が作動しない場合に異常と判定する判定手段をさらに備えている。
【０００７】
また、本発明に係る電気機器は、モータ、及び、該モータを駆動するモータ駆動装置を有する電気機器において、前記モータ駆動装置は、前記モータに供給される供給電流値を検出する電流検知手段と、供給電流値が所定のしきい値を超えないよう制限動作をする電流制限手段とを備え、前記しきい値がモータ起動電流未満に設定されており、前記モータ駆動装置は、前記モータの起動時に前記電流制限手段が作動しない場合に異常と判定する判定手段をさらに備えている。
【０００８】
また、本発明に係る手乾燥装置は、手挿入部が形成された本体、該本体の内部に設けられ外部空気を吸い込む空気流発生装置、及び、該空気流発生装置により吸い込まれた空気を前記手挿入部に噴出するノズルを有する手乾燥装置において、前記空気流発生装置は、モータ、及び、該モータを駆動するモータ駆動装置を有し、前記モータ駆動装置は、前記モータに供給される供給電流値を検出する電流検知手段と、供給電流値が所定のしきい値を超えないよう制限動作をする電流制限手段とを備え、前記しきい値がモータ起動電流未満に設定されており、前記モータ駆動装置は、前記モータの起動時に前記電流制限手段が作動しない場合に異常と判定する判定手段をさらに備えている。
【０００９】
さらに、本発明に係るモータ駆動装置の制御方法は、モータに供給される供給電流値を検出する電流検知手段と、供給電流値が所定の第１のしきい値を超えないよう制限動作をする電流制限手段とを備えたモータ駆動装置の制御方法において、前記第１のしきい値を前記モータの起動電流未満に設定しておき、前記モータの起動時に前記電流制限手段が作動しない場合に異常と判定する。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、電流制限が動作しないことを検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかるモータ駆動装置、電気機器、手乾燥装置及びモータ駆動装置の制御方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。以下では、本発明のモータ駆動装置及びモータ駆動装置の制御方法の概略と特徴を実施の形態として説明し、その後にこのモータ駆動装置を搭載する電気機器の具体例として手乾燥装置の実施例を説明する。
【００１２】
［実施の形態］
本発明を実施した電気機器としての手乾燥装置は、前面の開放した凹状空間として構成された手挿入部を有する本体箱体に、高速空気流を生成する高圧空気流発生装置が組込まれている。高圧空気流発生装置で生成された高圧空気流は、手挿入部の上面に設けられたエアーノズルに導かれ、このエアーノズルから高速空気流を手挿入部内に照射して、手挿入部に入れた手に付着した水分を吹き飛ばす。そして、吹き飛ばされた水分は、手挿入部の下部の水受け部に設けられた排水口からドレン容器に導かれ、ここに溜められるようになっている。
【００１３】
手挿入部には、挿入された手を検知する手検知部が設けられている。この手検知部により手を検知すると高圧空気流発生装置が動作し、高速空気流を手挿入部内に噴射し、手に付着した水分を吹き飛ばす。高圧空気流発生装置は、ＤＣブラシレスモータ等のモータと、このモータによって回転するターボファンにより構成されている。
【００１４】
高圧空気流発生装置のＤＣブラシレスモータは、マイクロコンピュータによって制御されるモータ駆動回路によって駆動され、電流検知手段によってモータ側に流れる電流が監視されている。モータの起動時には定回転常時に比べ大きな電流がモータ駆動素子に流れるが、モータ起動時の電流がモータ駆動素子の定格電流を超えることでモータ駆動素子が破壊することを防止するために、電流制限のしきい値（モータ電流制限レベル）をモータ駆動素子の定格電流未満に設定しておき、電流検知手段により、このしきい値以上のモータ電流を検出すると、通電時間を減少させる等の機能を有する電流制限手段を動作させてモータ側への通電を制限することで、モータ駆動素子の破壊を防止する。
【００１５】
モータ短絡などの異常時には前記電流制限手段を動作させてもモータ駆動素子に定格以上の電流が流れ、モータ駆動素子の破壊に至る恐れがある。そのため、前記しきい値（第１のしきい値：モータ電流制限レベル）より高くモータ駆動素子の定格電流未満に第２のしきい値（モータ電流遮断レベル）を設定し、電流検知手段により第２のしきい値以上の電流を検出すると、電流遮断手段を動作させモータ側への通電を遮断することで、モータ駆動素子の破壊を防止する。
【００１６】
しかしながら、電流検知手段が電流なし側に故障すると、モータ側へ流れる電流がモータ駆動素子の定格電流以上に流れても電流無しと検出されてしまうため、モータ側へ流れる電流が過大となった場合でも、第１のしきい値や第２のしきい値以下であると判断され、電流制限手段や電流遮断手段が動作せず、モータ駆動素子の破壊に至る。
【００１７】
そのため、モータやモータ電流検知手段が正常な場合は、モータ起動時に確実に電流制限手段が動作するように第１のしきい値（モータ電流制限レベル）を設定しておき、且つモータ起動時に電流制限手段が動作しない場合は、電流検知手段などの異常と判断してモータへの通電を停止するような動作をする判定手段を新たに設ける。このような構成とすることにより、電流検知手段が電流なし側に故障した場合でも、モータ起動時にモータ電流が検出されず電流制限手段が動作しないため、判定手段は、電流検知手段などの異常と判断してモータへの通電を停止するので、モータ起動時の非常に短時間のモータ通電のみで停止することができ、モータ駆動素子の破壊を防止することができる。また、万が一モータ駆動素子の破壊が防止できなかった場合でも、モータへの通電を早期に停止することができるので、モータ駆動素子の破壊や、このときに発生する発煙を抑制することができる。
【００１８】
すなわち、この実施の形態によれば、モータの起動時に電流制限手段が第１のしきい値を超えないよう制限動作をする電流制限動作をするかしないかを判定して、電流制限手段が動作しないときには異常と判定する。これにより、電流制限手段が動作しないこと（故障している、異常な状態にある）を、モータの起動時に検出することができる。そして、異常の場合には、モータの起動時にモータ側への通電を停止する。つまり、モータ駆動素子が破壊に至る前の早期に通電を停止する。そしてさらに、電流制限手段が動作しない原因としては、その原因のなりやすさから、電流検知手段が電流なし側に故障した可能性が高く、このような電流検知手段が電流なし側に故障した場合でも、同じように動作してモータ側への通電を早期に停止することができ、これにより、モータ駆動素子やモータの破壊を防止することができる。
【００１９】
以下、上述の本発明にかかるモータ駆動装置を搭載する電気機器の具体例として手乾燥装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【００２０】
［実施例］
図１は本発明にかかるモータ駆動装置を搭載する電気機器の実施例である手乾燥装置の縦断面図である。図１において、本実施例の手乾燥装置１００は、手挿入部２１が形成された本体箱体３０内に高圧空気流発生装置４０が組み込まれ、高圧空気流発生装置４０が生成した高圧空気がエアーノズル２７部に供給され、エアーノズル２７部から噴出する作動気流としての高速気流により、手挿入部２１内に挿入された手の水分が吹き飛ばされる構造とされている。本体箱体３０は、背面側外殻をなすベース４と、正面側外殻をなす正面パネル２２とから構成されている。なお、図１中矢印は空気の流れを示している。
【００２１】
高圧空気流発生装置４０は、ＤＣブラシレスモータ２５と、このモータ２５によって回転する図示しないターボファンにより構成され、この実施例では本体箱体３０の手挿入部２１の上方に、吸気側をベース４側にして取付けられている。高圧空気流発生装置４０の吸気側は、本体箱体３０の背面側に手挿入部２１の奥側背面に近接して縦方向に設けられた下端の開放した通風路３１に臨んでいて、通風路３１の下端の空気取入口３２から、前後方向の抜き差しにより脱着できるエアーフィルタ２６を通じて空気を吸込むことができるようになっている。
【００２２】
高圧空気流発生装置４０の吹出口には、ファンケーシング３４が設けられており、このファンケーシングの外側はターボファンの回転方向に沿う方向に誘導路を設けた円形カップ状のケーシング３５により覆われ、ケーシング３５の誘導路の端に高圧空気流発生装置４０から送られてくる高圧空気を高速の気流に変換し手挿入部２１に吹き出すエアーノズル２７が接続されている。エアーノズル２７は、手挿入部２１の手挿入口近傍上部に形成された開口部に噴出口を下向きにして組み付けられ、手挿入部２１内に入れた手に高速の気流を吹き付け、手を擦り合せることなく手に付いた水滴を手の表面から剥離し吹き飛ばす。エアーノズル２７より奥側の上顎部２３には、透光窓部材の嵌められた窓３６があり、窓内に手を検知する手検知部３７が構成されている。
【００２３】
手検知部３７は、手挿入部２１に挿入された手を検知するもので、赤外線発光素子と赤外線受光素子とからなる。手検知部３７により手を検知するとマイクロコンピュータ１２による処理によりモータ駆動回路１３を介して高圧空気流発生装置４０が動作され、高速空気流を手挿入部２１内に噴射し、手に付着した水分を吹き飛ばす。
【００２４】
図２はモータ２５及びモータ駆動回路１３とその周辺の各種手段の機能ブロック図である。図２において、本実施例のモータ駆動装置１１０は、モータ２５に所定の通電パルスを与えることにより、モータ２５を回転させるモータ駆動回路１３と、モータ２５に供給される電流を検知する電流検知手段１４と、モータ２５へ供給される電流を制限する電流制限手段１５と、モータ２５への通電を遮断する電流遮断手段１６と、モータ駆動装置が正常な状態にあるか否かを判定する判定手段としてのマイクロコンピュータ１２とを含んでいる。
【００２５】
図３はモータ２５及びモータ駆動回路１３とその周辺の要部回路を示す回路構成図である。図３において、モータ駆動回路１３は、６個のＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）からなる出力段モータ駆動素子群１８、これら複数のモータ駆動素子群１８をそれぞれ所定のタイミングで開閉動作させてＰＷＭ（Pulse width modulator）制御をするドライバ回路１７とから構成されている。モータ駆動素子群１８は、ダイオードを組み合わせて構成された全波整流回路１９と平滑用のキャパシタ１１とを介して、交流電源２０から電力を供給されている。全波整流回路１９とキャパシタ１１とからなる整流平滑回路とモータ駆動素子群１８との間に、電流検知回路（電流検知手段）１４が設けられている。尚、図３において、図２の電流制限手段１５、電流遮断手段１６及びマイクロコンピュータ１２に相当する回路は省略している。
【００２６】
図２及び図３に示されるように、本実施例のモータ２５のモータ駆動回路１３には、電流検知手段（電流検知回路）１４が接続されている。そして、交流電源２０からモータ２５側に供給される電流は、この電流検知手段１４により監視されている。そして、モータ２５側へ流れる電流の電流監視値として、第１のしきい値であるモータ電流制限レベルと、第２のしきい値であるモータ電流遮断レベルの２つのしきい値が設定されている。モータ電流制限レベルは、モータ２５の起動電流未満で且つモータ駆動素子群１８の定格電流未満に設定されている。一方、モータ電流遮断レベルは、当該モータ電流制限レベルより高く且つモータ駆動素子群１８の定格電流未満に設定されている。
【００２７】
そして、モータ電流検知手段１４により、モータ電流制限レベル以上の電流が検出されると、電流制限手段１５がモータ駆動回路１３を制御して、モータ２５への通電が制限されるとともに、マイクロコンピュータ１２へモータ電流制限信号が入力される。また、モータ電流検知手段１４により、モータ電流遮断レベル以上の電流が検出されると、電流遮断手段１６がモータ駆動回路を制御して、モータ２５への通電が遮断されるとともに、マイクロコンピュータ１２へモータ電流遮断信号が入力される。
【００２８】
モータ電流制限の手段としては、モータへの通電時間を減少させる等の方法がある。本実施例においては、一例としてモータ制御にＰＷＭ制御を用いているので、電流検知手段１４によりモータ電流制限レベル以上の電流が検出された時点でＰＷＭパルスをＯＦＦすれば、モータ電流を制限することができる。
【００２９】
モータ２５の起動時は、回転子が停止している状態から回転を始めるため、定常回転時より大きな起動電流が流れる。このとき、第１のしきい値であるモータ電流制限レベルをモータ起動電流未満に設定しているので、正常な状態であればモータ起動時には確実に電流制限手段１５が動作する。一方、電流検知手段１４が電流なし側に故障した場合は、モータ起動時にモータ２５側に流れる電流が検出されず、電流制限手段１５が動作しない。このとき、判定手段であるマイクロコンピュータ１２は、電流制限手段１５からのモータ電流制限信号が無いことにより、起動時に電流制限手段１５が動作しなかったことを知る。そして、このような場合、電流検知手段１４などの異常と判断して、モータ２５への通電を停止する。
【００３０】
図４はモータ駆動回路１３の通電パルスパターンを説明するための図表である。図４は図３に示したモータ駆動素子群１８（６個の素子＃１から＃６）の開閉動作パターンを示している。ドライバ回路１７は、マイクロコンピュータ１２の制御指令に基づき、図４の（１）から（６）に示した通電パルスパターンを繰り返すことによりモータ２５を駆動する。
【００３１】
図５は判定手段であるマイクロコンピュータの制御動作を示すフローチャートである。図５に沿って、マイクロコンピュータ１２の制御動作を説明する。電流検知手段１４は、まずステップＳ１にて、モータ２５の始動時か否かの判断をする。そして、始動時であればステップＳ２に進み、そうでなければステップＳ１に戻る。
【００３２】
ステップＳ２においては、初回モータ駆動信号としてマイクロコンピュータ１２からモータ駆動回路１３に図４で示した通電パルスパターンの何れかのパルスにより駆動指令を所定時間行うことで、６個のモータ駆動素子群１８（図５）のうち駆動指令に該当する素子がオンし、初回モータ通電が行われる。ステップＳ３においては、ステップＳ２での初回パルスによるモータ通電により、電流制限手段１５が動作したか否かを判断する。そして、電流制限手段１５が動作しているとき、ステップＳ４に移行して、装置が正常であるとして図４で示した通電パルスパターンを続行することでモータ２５への通電を継続する。一方、ステップＳ３にて、電流制限手段１５が動作していないと判断した場合には、ステップＳ５に移行して、装置が異常であるとしてモータ２５への通電を停止するとともに、正面パネル２２（図１）に設けられた図示しない表示部に異常を表示する。
【００３３】
以上のように構成することで、本実施例のモータ駆動装置１１０においては、電流検知手段１４が電流なし側に故障し、モータ電流制限レベルやモータ電流遮断レベル以上の電流が検出されず、電流制限手段１５や電流遮断手段１６が動作しない場合でも、モータ起動時の通電のみでモータ２５への通電が停止されるため、モータ駆動素子群１８の破壊を防止でき、モータ駆動素子群１８の破壊時に発生する発煙を防止することができる。また、仮にモータ起動時の通電によりモータ駆動素子群１８の破壊が防止できなかった場合でも、モータ２５への通電を早期に停止することができるので、モータ駆動素子群１８破壊時に発生する発煙を抑制することができる。 
【産業上の利用可能性】
【００３４】
この発明は、手乾燥装置に限らず掃除機などのファンモータを有する電気機器に関して広く有用なものであり、特に過電流によるモータ駆動素子の破壊を早期に防止したい装置に適用されて好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明にかかるモータ駆動装置を搭載する電気機器の実施例である手乾燥装置の縦断面図である。
【図２】モータとモータ駆動回路とその周辺の各種手段の機能ブロック図である。
【図３】モータとモータ駆動回路とその周辺の要部回路を示す回路構成図である。
【図４】モータ駆動回路の通電パルスパターンを説明するための図表である。
【図５】判定手段であるマイクロコンピュータの制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１１  キャパシタ
１２  マイクロコンピュータ（判定手段）
１３  モータ駆動回路
１４  電流検知回路（電流検知手段）
１５  電流制限手段
１６  電流遮断手段
１７  ドライバ回路
１８  モータ駆動素子
１９  全波整流回路
２０  交流電源
２１  手挿入部
２２  正面パネル
２３  上顎部
２５  モータ（ＤＣブラシレスモータ）
２６  エアーフィルタ
２７  エアーノズル
３１  通風路
３２  空気取入口
３４  ファンケーシング
３５  ケーシング
３６  窓
３７  手検知部
３０  本体箱体
４０  高圧空気流発生装置
１００  手乾燥装置
１１０  モータ駆動装置
【図１】
0004653614.tif 000002
【図２】
0004653614.tif 000003
【図３】
0004653614.tif 000004
【図４】
0004653614.tif 000005
【図５】
0004653614.tif 000006