(57)【要約】      （修正有）【課題】電圧保持用に大型のコンデンサを必要とせず、小型で安価な制御回路を備えた換気装置を提供する。【解決手段】データフラッシュ内蔵型のマイクロコンピューター３を用い、交流電源供給時は消去処理を行い、電源遮断時は積算運転時間と運転情報の書き込みのみを行う事で電圧保持用のコンデンサに小型のものを採用でき、回路基板の小型化が実現可能となる。つまり送風路を狭めることなく、小型で安価な制御回路を備えた換気装置１０１を提供できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風機と、
前記送風機のオン・オフを行う駆動部と、
切替スイッチと、
前記切替スイッチからの信号を受け前記駆動部のオン・オフを制御する、シングルタスクで動作するマイクロコンピューターと、
前記マイクロコンピューター内に複数のフラッシュ・メモリにて構成されるブロックを複数個設けて構成される記憶部と、を備え、
前記記憶部は、
消去回数が有限であり、
既に全ての前記フラッシュ・メモリに情報が記憶されたブロックについては一端当該ブロックの情報消去処理を行った後に新たな情報を書き込む必要があり、
前記マイクロコンピューターは、
電源供給遮断時に情報が記憶されていない前記フラッシュ・メモリに前記送風機の積算運転時間を記憶し、
起動時に他のブロックに属するフラッシュ・メモリに前記積算運転時間が記憶されていた場合には、前記全てのフラッシュ・メモリに情報が記憶されたブロックに対して情報消去処理を行う換気装置。
【請求項２】
前記マイクロコンピューターは、
前記積算運転時間に加えて、前記電源供給遮断時の前記送風機の運転状態を記憶する請求項１記載の換気装置。
【請求項３】
前記マイクロコンピューターは、
前記電源供給遮断時により供給電圧が一定値まで低下した際に前記情報が記憶されていない前記フラッシュ・メモリへの記憶を行う請求項１または２に記載の換気装置。
【請求項４】
さらに、
交流電圧を直流電圧に変換する交直変換回路と、
前記交直変換回路が出力した直流電圧を降圧する降圧部とを備え、
前記送風機は、
前記駆動部を介して前記交流電圧を供給されて駆動し、
前記マイクロコンピューターは、
前記降圧部によって出力された電圧で駆動する請求項１から３のいずれかに記載の換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室内空気を換気する換気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、室内の空気を排出するために、室内の吸込口から室外の排気口にかけて壁を貫通した排気ダクトを通じて室内の換気を行う小型の換気装置が用いられている。
【０００３】
このような小型の換気装置には運転を制御する部分に運転に関する情報を記憶する不揮発性メモリが設けられている。
【０００４】
この不揮発性メモリは、一度書き込んだ情報は電源が遮断されても失われず、必要な場合には任意のタイミングで消去処理をする事で情報の消去可能である。よって、電源が遮断された際でも保持したい情報がある時に用いられる。
【０００５】
不揮発性メモリには主にＥＥＰＲＯＭとフラッシュ・メモリの二種類がある。
【０００６】
主な特徴として、ＥＥＰＲＯＭは上書きによる情報の書き換えが可能であり、消去可能回数が多く、フラッシュ・メモリは上書きする前に消去処理が必要となるが、容量が大きいという特徴がある。
【０００７】
これらメモリは、運転情報の記憶・読み出しを行うことで、異常事態の早期発見を行うために利用され、あるいはメンテナンスに用いられる例が示されている（例えば特許文献１）。
【０００８】
なお、一般的に換気装置はそれ自体が小型であるため、換気通風路を可能な限り確保できるようにできるだけ小さく構成される必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−５８２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このような従来の換気装置は、運転情報を記憶するためにＥＥＰＲＯＭを用いて記憶するように構成していたが、マイクロコンピューターに対して外付けのＥＥＰＲＯＭを用いた際、設置するスペースが必要であるため制御回路の基板サイズが大きくなる。
【００１１】
またマイクロコンピューター内蔵型のＥＥＰＲＯＭを用いた場合、構造が複雑で複数のトランジスタが必要であるため、外付けの場合と同様に制御回路の基板サイズが大きくなる。
【００１２】
他方、内蔵型フラッシュ・メモリでシングルタスクを行うマイクロコンピューターは、ＥＥＰＲＯＭを用いた時と比較して構成が単純となり大容量、低コストである。しかし上書きによる情報の書き込みが出来ず、消去処理が必要となる。しかしこの消去処理においては、書き込み回数の制限からまとめて行われるのが通常であるが、この消去処理中にはユーザによる命令を処理できないという問題があった。また、例えば消去処理を電源オフ時に行った場合には、消去処理を行う間の電圧保持用に大型の電解コンデンサが必要となるため、ＥＥＰＲＯＭを採用した場合と同様に制御回路の基板サイズが大きくなるという問題もあった。
【００１３】
なお、前述のとおり、換気装置は換気通風路を可能な限り確保できるようにするため簡素な電気回路、小型な基板での構成が求められている。
【００１４】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、小型で安価な制御回路を備えた換気装置を提供する事を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
そして、この目的を達成するために本発明に係る換気装置は、送風機と、前記送風機のオン・オフを行う駆動部と、切替スイッチと、前記切替スイッチからの信号を受け前記駆動部のオン・オフを制御する、シングルタスクで動作するマイクロコンピューターと、前記マイクロコンピューター内に複数のフラッシュ・メモリにて構成されるブロックを複数個設けて構成される記憶部と、を備え、前記記憶部は、消去回数が有限であり、既に全ての前記フラッシュ・メモリに情報が記憶されたブロックについては一端当該ブロックの情報消去処理を行った後に新たな情報を書き込む必要があり、前記マイクロコンピューターは、電源供給遮断時に情報が記憶されていない前記フラッシュ・メモリに前記送風機の積算運転時間を記憶し、起動時に他のブロックに属するフラッシュ・メモリに前記積算運転時間が記憶されていた場合には、前記全てのフラッシュ・メモリに情報が記憶されたブロックに対して情報消去処理を行うものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、小型で安価な制御回路を備えた換気装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る換気装置の配置構成図
【図２】本発明の実施の形態１に係る換気装置の部品構成図
【図３】本発明の実施の形態１に係る換気装置の電気回路構成図
【図４】本発明の実施の形態１に係るマイクロコンピューターの電気回路構成図
【図５】本発明の実施の形態１に係る記憶部の構成図
【図６】本発明の実施の形態１に係る電気回路の電源オン時の回路動作を示すフローチャート
【図７】本発明の実施の形態１に係る電気回路の電源オフ時の回路動作を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１８】
そして、この目的を達成するために本発明に係る換気装置は、送風機と、前記送風機のオン・オフを行う駆動部と、切替スイッチと、前記切替スイッチからの信号を受け前記駆動部のオン・オフを制御する、シングルタスクで動作するマイクロコンピューターと、前記マイクロコンピューター内に複数のフラッシュ・メモリにて構成されるブロックを複数個設けて構成される記憶部と、を備え、前記記憶部は、消去回数が有限であり、既に全ての前記フラッシュ・メモリに情報が記憶されたブロックについては一端当該ブロックの情報消去処理を行った後に新たな情報を書き込む必要があり、前記マイクロコンピューターは、電源供給遮断時に情報が記憶されていない前記フラッシュ・メモリに前記送風機の積算運転時間を記憶し、起動時に他のブロックに属するフラッシュ・メモリに前記積算運転時間が記憶されていた場合には、前記全てのフラッシュ・メモリに情報が記憶されたブロックに対して情報消去処理を行う構成としている。
【００１９】
これにより、外付けのＥＥＰＲＯＭを使用する必要がなく、フラッシュ・メモリ内蔵のマイクロコンピューターを使用する事で複雑な回路構成を必要としないため、小型の回路基板を作成する事が出来る。また大容量のフラッシュ・メモリを採用できると共に一定のメモリ容量を有するブロック単位で対して消去を行う事で消去頻度を減らし、製品の耐用年数を延ばす事が出来る。さらに前記フラッシュ・メモリの情報消去処理を起動時に行う事で、電源遮断時に長時間電圧を保持する必要がないため、電圧保持用の電解コンデンサを小型にする事が出来る。
【００２０】
また本発明に係る換気装置は、前記電源供給遮断時により供給電圧が一定値まで低下した際に前記情報が記憶されていない前記フラッシュ・メモリへの記憶を行う。
【００２１】
これにより、電圧で電源の供給が遮断されているかをモニターし、供給電圧が一定値まで低下時に情報が記憶されていない前記フラッシュ・メモリに前記積算運転時間と運転状態を記憶するため、ＡＣゼロクロス回路を使用せずに電源供給の遮断を判定する事ができ、小型な回路基板を作成する事が出来る。なおＡＣゼロクロス回路とは正弦波の交流電源においてゼロ基準と正弦波とが交差する点（ゼロクロス）をモニターする回路であって、供給電源が遮断されているかを検知する回路として用いられる。
【００２２】
上記により小型で安価な制御回路を備えた換気装置を提供する事が出来る。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、全図面を通して、同一の部位については同一の符号を付して二度目以降の説明を省略している。さらに、各図面において、本発明に直接には関係しない各部の詳細については説明を省略している。
（実施の形態１）
図１に本発明に係る換気装置１０１の室内での配置構成について説明する。
【００２４】
換気装置１０１は、図１に示すように、室内の空気を排気する目的で室内の壁面に取り付けられる。通常、室内では空気が温められて上昇気流が発生しやすいため、換気装置１０１を天井に近く、すなわち室内の高さ方向において中位よりも高い位置に配置することで、換気効率を高めている。また、換気装置１０１は、外部から室内に取り込まれた空気を直接排気するのを防止するため、窓１０３からは比較的離れた位置に設けられる。
【００２５】
壁スイッチ１０２は、換気装置１０１への交流電圧の供給および遮断を切り替えるための、壁に埋め込まれた入力スイッチであり、換気装置１０１に対して外部からの動作ＯＦＦ指示または動作ＯＮ指示を受け付けて、壁内を通じて換気装置１０１にその旨を送信する。
【００２６】
図１では、壁スイッチ１０２は換気装置１０１と同じ壁面に設置されているが、使用者が使用しやすい任意の場所に設置しても問題はない。
【００２７】
次に図２を用いて換気装置１０１の部品構成を説明する。
【００２８】
換気装置１０１は、換気装置１０１本体のカバーであるフロントグリル１０４、シャッター１０５、羽根１０６、本体フレーム１０７、電装部１０８、モータ１０９を備えている。
【００２９】
フロントグリル１０４は、開口、すなわち、複数のスリットを有し、室内の空気の吸込口となるもので、室内側に設けられている。複数のスリットで構成される開口部は四角の形状をしており、スリットは等間隔で設けられている。またフロントグリルのスリット面、すなわち開口部がない換気装置１０１もあり、この場合、例えば側面の隙間が空気の吸い込み口となる。
【００３０】
シャッター１０５は、フロントグリル１０４に設けられた吸込口から室外に通じる排気口までの通風路を開閉するものであり、開状態で通風可能とし、閉状態では通風不可能とすることができる。シャッター１０５は、本実施の形態では、フロントグリル１０４の裏側、すなわち、フロントグリル１０４と送風機１１０との間に設けられている。
【００３１】
羽根１０６は、モータ１０９の回転軸に取り付けられており、回転軸の回転速度に応じて回転し、単位時間当たりの回転数が多いほど空気の吸い込み量は多くなる。
【００３２】
本体フレーム１０７は、矩形形状を有し、矩形形状における略中央部を円形の中心として通風路とする中央円形開口部を備える。この中央円形開口部には、羽根１０６及びモータ１０９が固定される。本体フレーム１０７は背面である下流側に固定部を備えており、例えば室内における任意の使用場所であって壁面に開口を有する場所に、極力隙間がないように取り付けられる。また本体フレーム１０７は、前面である上流側の面に、シャッター１０５を取り付け可能なシャッター取付構造を有している。シャッター取付構造は、使用者がメンテナンスできるようにするためにシャッター１０５の取り外しが容易に出来る構造となっている。本体フレーム１０７は、背面に電装部１０８を組み込むスペースを備える。
【００３３】
電装部１０８は、Ｌ型の形状になっており、電装部１０８内に制御用の電源回路基板が組み込まれている。電装部１０８内にある電源回路基板よりハーネスが引き出されており、このハーネスをモータ１０９に接続することで、電装部１０８は、モータ１０９の駆動用の電源を供給している。
【００３４】
モータ１０９は、電装部１０８内の電源回路基板より電源が供給されることで駆動し、中心部に回転軸が取り付けられている。またモータ１０９は本体フレーム１０７の開口部より小型のサイズとなっている。
【００３５】
送風機１１０は、モータ１０９と回転軸に取り付けられた羽根１０６とで構成され、本体フレーム１０７の中央円形開口部である通風路部分に固定される。
【００３６】
シャッター１０５は、送風機１１０の起動停止に対して連動して開閉する。つまり送風機１１０が起動した時は開放すなわち開状態となり、送風機１１０が停止した時は外からの風の室内への侵入を防ぐために閉じられ、すなわち閉状態となる。
【００３７】
次に図３を用いて換気装置１０１の電気回路の構成の一例を説明する。
【００３８】
電装部１０８に設けられる電気回路は、交直変換回路１、降圧部２、マイクロコンピューター３（以下、マイコン３）、駆動部４を備えている。さらに電装部１０８には、切替スイッチ５が接続されている。
【００３９】
交直変換回路１は、電源から入力された交流電圧を直流電圧に変換する。
【００４０】
降圧部２は、交直変換回路１からの電圧出力を低電圧の直流電圧に変換し、シャッター１０５に供給することで、シャッター１０５が電気的に開閉可能となる。降圧部２は、さらに交直変換回路１からの電圧出力を低電圧の直流電圧に変換し、マイコン３に供給する。なお、シャッター１０５開閉のための電圧とマイコン３を駆動するための電圧は同じでも良いし異なっていても良い。降圧部２は、例えば半導体スイッチと、コイルと、ダイオードと、コンデンサとから構成されるスイッチング回路である。
【００４１】
マイコン３は、降圧部２によって供給された電圧で動作し、切替スイッチ５より受けた信号を基に駆動部４に運転制御の信号を送信する。またこのマイコン３は、複数の動作を同時に行うことが出来ない、すなわちシングルタスクで動作する。言い換えると、シングルタスクとは、一度に一つのタスクのみ実行することができる方式のことである。具体的には、例えば切替スイッチ５から送信される信号をモニターしながら同時に情報の記憶や消去処理を行うことができない。
【００４２】
駆動部４は、交流電源から供給される交流電圧を受けて動作し、マイコン３より受けた信号を基に送風機１１０を駆動、または停止する。
【００４３】
切替スイッチ５は、交流電源が駆動部４に供給されている状態を維持しつつ、送風機１１０の運転オン・オフを制御する信号をマイコン３に送信する。つまり、交流電源から電源が供給されるとマイコン３が起動すると共に通常はモータ１０９が駆動するが、切替スイッチ５をオフにすることで、マイコン３を動作させたままモータ１０９を停止させることができる。切替スイッチ５は、プッシュタイプのものが用いられ、押すごとにマイコン３に信号が送信される。
【００４４】
次に図４を用いてマイコン３の電気回路構成を説明する。
【００４５】
マイコン３は電圧判定部６、ＣＰＵ７、インターフェース８（以下ＩＦ８）、メモリ９、記憶部１０を備えている。
【００４６】
電圧判定部６は、降圧部２より出力された直流電圧が何Ｖであるかを所定のタイミングでモニターする役割を持ち、供給されている電圧をＣＰＵ７に送信する。
【００４７】
ＣＰＵ７は、例えばメモリを作業領域として利用し、またメモリに記憶されているプログラムを実行し、この実行結果に基づいてＩＦ８に接続された各部とデータや命令を授受することにより各駆動部の動作を制御する。ここで各駆動部とは、駆動部４、切替スイッチ５が該当する。
【００４８】
ＩＦ８は、マイコン３外の部分、例えば切替スイッチ５や駆動部４と接続し、マイコン３から送信された信号をＣＰＵ７に送信したり、ＣＰＵ７から送信された信号をマイコン３外の各部に送信する。
【００４９】
メモリ９は、例えばＲＡＭやＲＯＭが該当する。メモリ９は、ＣＰＵ７を動作させるためのプログラムを記憶し、また必要に応じてＣＰＵ７の演算結果を一時的に記憶する。
【００５０】
記憶部１０は、マイコン３に内蔵されたフラッシュ・メモリであり、壁スイッチ１０２による、物理的な交流電源遮断時に、情報、例えば積算運転時間、交流電源遮断時の運転状態等を記憶する。ただし、切替スイッチ５で運転のオン・オフを切り替えた時には交流電源は供給されているため、情報を記憶する動作は行われない。ここで積算運転時間とは、換気装置１０１が駆動した時間の積算値であり、例えばメンテナンスやフィルタ交換時期の報知に利用される。また運転状態とは、稼動している場合のモータ１０９の回転速度の設定等が該当する。双方とも、電源遮断時であっても保持する必要がある情報という点で共通する。
【００５１】
次に図５を用いて記憶部１０の構成に関して説明する。
【００５２】
記憶部１０は、複数のメモリチップ１１と、ブロック１２を備えている。
【００５３】
メモリチップ１１は不揮発性であり、電源の遮断では情報の消去は行われない。メモリチップ１１は、積算運転時間や運転状態の情報を記憶する領域であり、一度書き込んだ後、上書きは出来ない。ただしそのメモリチップ１１に対して消去処理を行えば、再度書き込む事が可能となる。なお実際は、メモリチップは記憶領域がアドレス管理されるため、同一のメモリチップに複数の情報を記憶できる。ただし、図５においては理解に供するため、１つのメモリチップ１１には、１つの情報、つまり積算運転時間と運転状態のワンセットのみが記憶できるものとする。複数のメモリチップ１１がフラッシュ・メモリを構成する。
【００５４】
ブロック１２は、複数のメモリチップ１１から構成される。消去処理はブロック単位で行われ、一つのブロック１２を消去する事で、消去したブロック１２に属する全てのメモリチップ１１の情報が消去され、再度書き込む事が可能となる。
【００５５】
なお、メモリチップ１１は全てアドレス管理されており、メモリチップ１１への書き込みは、１つのブロック１２の書き込みが開始されると、空きがなくなるまで優先して、必ず当該ブロック１２に書き込みが行われる。また、ブロック１２の空きがなくなると、次回の書き込み時には、他のブロックへの書き込みが開始される。
【００５６】
また、メモリチップ１１（フラッシュ・メモリ）はその特性上、書き込み回数が有限であり、限界回数を超えた場合の情報の記憶、保持は保障されない。よって、ブロック１２を複数個設けることで、換気装置１０１の耐用年数を延ばしている。
【００５７】
次に電源オン時の換気装置１０１、記憶部１０の動作に関して図６を用いて説明をする。
【００５８】
使用者が壁スイッチ１０２をオンにすることで、交流電源から降圧部２を介して電圧がマイコン３に供給され、マイコン３が起動する（Ｓ００１）。マイコン３が起動すると、最初に記憶部１０内のメモリチップ１１に情報が全て書き込まれているブロック１２が存在するか否かを判定する（Ｓ００２）。
【００５９】
メモリチップ１１に情報が全て書き込まれているブロック１２が存在しない場合には、消去処理することなく、送風機１１０を駆動する（Ｓ００２Ｎｏ→Ｓ００５）。つまりマイコン３から駆動部４に、モータ１０９を駆動させる旨の命令が送信され、駆動部４からモータ１０９に電源が供給される。
【００６０】
メモリチップ１１に情報が全て書き込まれているブロック１２が存在する場合、さらに情報が全て書き込まれているブロック以外の他のブロックに属するメモリチップ１１に、情報が記憶されているものが存在するか否かを判定する（Ｓ００３）。
【００６１】
他のブロックに属するメモリチップ１１に、情報が記憶されているものが存在しない場合には、消去処理することなく、送風機１１０を駆動する（Ｓ００３Ｎｏ→Ｓ００５）。
【００６２】
ここで、他のブロックに属するメモリチップ１１に、情報が記憶されているものが存在する場合には、消去処理を行う（Ｓ００４）。ここで消去処理とは、メモリチップ１１に情報が全て書き込まれているブロック１２に記憶されている情報を消去し、再度書き込み可能にする処理である。
【００６３】
消去処理が完了すると、マイコン３は送風機１１０を駆動する（Ｓ００５）。
【００６４】
以上のように、マイコン３の起動時に消去処理を行い、その後送風機１１０を駆動することで、シングルタスクのために消去処理中にはユーザによる命令を処理できない、という問題を解消することができる。当然、シングルタスクのマイコン３を利用できるため、コストを抑制することができる。
【００６５】
以上が電源オン時の換気装置１０１の処理である。
【００６６】
次に電源オフ時の換気装置１０１、記憶部１０の動作に関して図７を用いて説明をする。
【００６７】
まず、使用者が壁スイッチ１０２をオフにして交流電源を遮断する（Ｓ２０１）。
【００６８】
この時点で、駆動部４への電源供給が停止し、送風機１１０が停止する。
【００６９】
また、マイコン３内の電圧判定部６が降圧部２によって出力されている電圧をモニターし、出力電圧が３．９Ｖ以下であるかを判定する（Ｓ２０２→Ｓ２０３）。なお、通常時には、マイコン３には例えば５Ｖの電圧が供給されている。
【００７０】
降圧部より出力されている電圧が３．９Ｖ以下でない場合、引き続き出力電圧のモニターを続ける（Ｓ２０３Ｎｏ→Ｓ２０２）。
【００７１】
降圧部より出力されている電圧が３．９Ｖ以下である場合、記憶部１０内のメモリチップ１１に積算運転時間と運転状態の書き込みを行う（Ｓ２０３Ｙｅｓ→Ｓ２０４）。この際、電源からの電源供給がされていないが、マイコン３は図示しないコンデンサからの電源供給によって、駆動状態にある。またコンデンサの容量は、マイコン３が電圧低下を検知してから不揮発性メモリであるメモリチップ１１に書き込みを行うだけの時間を担保できる容量を備えている。ただしメモリチップ１１への書き込みは、消去処理とは異なりブロック単位で行われるものではないので短時間で可能であり、大型容量のコンデンサを設ける必要は無い。
【００７２】
書き込み完了後、コンデンサの容量低下によりマイコン３が停止し、すなわち換気装置１０１の運転停止となる（Ｓ２０５）
以上が電源オフ時の換気装置１０１の処理である。
【００７３】
以上によりフラッシュ・メモリ内蔵のマイクロコンピューターにて、消去処理を起動時に行い、電源遮断時は書き込みのみを行う事で電圧保持用のコンデンサを小型にする事ができ、小型の回路基板で対応する事が可能となる。またブロック単位で消去を行う事で情報消去の頻度を減らし製品の耐用年数を延ばす事が出来る。さらに電圧判定部６によって、降圧部２によって出力されている電圧をモニターするためＡＣゼロクロス回路を必要とせず、小型な回路基板を作成できる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明に係る換気装置は、室内空気を排気する住宅用の換気装置などの用途として有効である。
【符号の説明】
【００７５】
１    交直変換回路
２    降圧部
３    マイコン
４    駆動部
５    切替スイッチ
６    電圧判定部
７    ＣＰＵ
８    ＩＦ
９    メモリ
１０    記憶部
１１    メモリチップ
１２    ブロック
１０１    換気装置
１０２    壁スイッチ
１０３    窓
１０４    フロントグリル
１０５    シャッター
１０６    羽根
１０７    本体フレーム
１０８    電装部
１０９    モータ
１１０    送風機
【図１】
2017155946.tif 000003
【図２】
2017155946.tif 000004
【図３】
2017155946.tif 000005
【図４】
2017155946.tif 000006
【図５】
2017155946.tif 000007
【図６】
2017155946.tif 000008
【図７】
2017155946.tif 000009