JP3361231B2 - 換気扇 - Google Patents

換気扇

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JP3361231B2
JP3361231B2 JP18575896A JP18575896A JP3361231B2 JP 3361231 B2 JP3361231 B2 JP 3361231B2 JP 18575896 A JP18575896 A JP 18575896A JP 18575896 A JP18575896 A JP 18575896A JP 3361231 B2 JP3361231 B2 JP 3361231B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、DCモーターを搭
載したレンジフードや天井埋め込み型の換気扇等を利用
する風量一定制御の換気扇に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、調理の状態や居室の状況に応じ
て、最適な風量で換気ができるような制御性の良いレン
ジフードや天井埋め込み型の換気扇が求められている。
【0003】従来、この種の換気扇について図8および
図9を参照しながら説明する。図に示すように換気扇本
体101はDCモーター102を搭載し、その吐出口1
03はダクト104に接続されている。ダクト104は
換気扇本体101によって吸い込まれたタバコの煙や調
理による廃ガスによって汚染された室内空気を、建物の
壁105を通過させて室外に導くものである。そして、
DCモーター102は回転子位置によって固定子巻線に
対する通電を制御する制御手段106によって回転が制
御され、その制御状態により回転数検出手段107がD
Cモーター102の回転数を検出している。また、風量
指示手段108は強、中、弱などの換気扇本体101の
運転風量を指示し、強、中、弱それぞれの運転風量を実
現するための、DCモーター102に対する各印加電圧
における必要回転数を記憶手段109が記憶している。
そして、電圧制御手段110で風量指示手段108に指
示された風量と現在のDCモーター102に対する印加
電圧から、指示された風量で換気扇本体101を運転す
るための回転数を記憶手段109より選定したのち、そ
の選定した回転数と回転数検出手段107が検出した現
在の回転数を比較し、運転回転数が選定回転数と同一と
なるようにDCモーター102に対する印加電圧を制御
するように構成していた。
【0004】上記構成において、動作をフローチャート
にもとづいて説明すると、ステップ111でS極及びN
極が交互に着磁された永久磁石を有する回転子の位置を
検出して、ステップ112で停止状態にある回転子を固
定子巻線への通電を順次切り換え、初期電圧を出力する
同期運転により起動し、ステップ113で初期ゲート信
号を出力してDCモーターを回転させていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の換気
扇では、外的要因により室内外の気圧差が生じ、通電し
ていない固定子巻線に誘起電圧が生じてDCモーター1
02が逆回転しているときに、誘起電圧が大きい場合は
風量指示手段108で運転を指示すると、回転子のS極
及びN極の位置が検出できずに同期運転による起動がで
きない場合があり、そのまま停止してしまうことがあっ
た。
【0006】また、DCモーター102を起動できずに
目標風量に至らない場合は、つぎに風量指示手段108
により風量を指示されるまで再起動しないとともに、使
用者にはその起動の失敗は解らず、判別不可能であると
いう課題があった。
【0007】本発明は、上記課題を解決するもので、外
的要因により逆回転しているときでも、より起動トルク
の小さいDCモーターで起動できる換気扇を提供するこ
とを第1の目的とする。
【0008】第2の目的は、DCモーター起動の安定を
図ることにある。第3の目的は、DCモーター起動失敗
を使用者に知らしめることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の換気扇において
は、DCモーターを搭載した換気扇本体と、DCモータ
ーの起動に対する通電を制御する通電制御手段と、DC
モーターの回転数を検出する回転数検出手段と、電源か
らDCモーターへの供給電圧を検出する実印加電圧検出
手段と、前記換気扇本体の運転風量を指示する風量指示
手段と、この風量指示手段によって設定された風量で運
転するための実印加電圧における目標回転数を記憶する
目標回転数記憶手段と、前記回転数検出手段によって検
出された回転数と目標回転数記憶手段に記憶されている
実印加電圧における回転数の差に応じてDCモーターの
印加電圧を制御する電圧制御手段と、回転数検出手段が
逆回転を検出したときにDCモーターの誘起電圧を減少
させるブレーキ手段とを備え、前記通電制御手段によっ
てDCモーターを起動させたのち、前記回転数検出手段
が逆回転を検出したとき、所定時間後に再び前記通電制
御手段を開始する再起動手段を備える構成とする。
【0010】この本発明によれば、起動を失敗しても再
起動手段により再起動を繰り返すことで突発的な外的要
因によるDCモーターの起動不能を解決できるととも
に、外的要因により逆回転しているときでも、より起動
トルクの小さいDCモーターで起動可能な換気扇を提供
することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、DCモーターを搭載した換気扇本体と、DCモータ
ーの起動に対する通電を制御する通電制御手段と、DC
モーターの回転数を検出する回転数検出手段と、電源か
らDCモーターへの供給電圧を検出する実印加電圧検出
手段と、前記換気扇本体の運転風量を指示する風量指示
手段と、この風量指示手段によって設定された風量で運
転するための実印加電圧における目標回転数を記憶する
目標回転数記憶手段と、前記回転数検出手段によって検
出された回転数と目標回転数記憶手段に記憶されている
実印加電圧における回転数の差に応じてDCモーターの
印加電圧を制御する電圧制御手段と、前記DCモーター
の誘起電圧を減少させ、前記回転数検出手段が逆回転を
検出したときに作動させるブレーキ手段とを備え、前記
通電制御手段によってDCモーターを起動させたのち、
前記回転数検出手段が逆回転を検出したとき、所定時間
後に再び前記通電制御手段を開始する再起動手段を備え
る構成としたものであり、起動を失敗しても再起動手段
により再起動を繰り返すことで突発的な外的要因による
DCモーターの起動不能を解決できるとともに、外的要
因による逆回転時の誘起電圧を減少させ、より起動トル
クの小さいDCモーターで起動ができるという作用を有
する。
【0012】以下、本発明の実施の形態について、図1
〜図7を参照しながら説明する。 (実施の形態1) 図1〜図3に示すように、換気扇本体1はDCモーター
2を搭載し、その吐出口3はダクト4に接続され、ダク
ト4は換気扇本体1によって吸い込まれたタバコの煙や
調理による廃ガスによって汚染された室内空気を、建物
の壁5を通過させて室外に導くものである。そして、D
Cモーター2は回転子位置によって固定子巻線に対する
通電を制御する通電制御手段6によって回転を制御され
その制御状態により回転数検出手段7がDCモーター2
の回転数を検出している。また、風量指示手段8は強、
中、弱などの換気扇本体1の運転風量を指示し、強、
中、弱それぞれの運転風量を実現するための、DCモー
ター2に対する各印加電圧における必要回転数を目標回
転数記憶手段9が記憶している。また、電圧制御手段1
0は風量指示手段8に指示された風量と現在のDCモー
ター2に対する印加電圧から、指示された風量で換気扇
本体1を運転するための回転数を目標回転数記憶手段9
より選定したのち、その選定した回転数と回転数検出手
段7が検出した現在の回転数を比較し、運転回転数が選
定回転数と同一となるようにDCモーター2に対する印
加電圧を制御するようにして、回転数検出手段7が逆回
転を検出したときにブレーキ手段11がDCモーターの
誘起電圧を減少させるように設け電源からDCモーター
2へ供給電圧を検出する実印加電圧検出手段12を設
け、構成する。
【0013】図2は、具体的な回路の一例を示す。回転
数検出手段7、電圧制御手段10、目標回転数記憶手段
9は、マイクロコンピューター13とスイッチング電源
14および周辺回路より構成されている。制御手段6
は、スイッチング素子より構成されており、スイッチン
グ電源14からのDCモーター2の巻線への電流供給を
マイクロコンピューター13のゲート信号により制御し
ている。
【0014】つぎに、上記構成における換気扇の動作を
図3を参照しながら説明する。まず、ステップ21で換
気扇が切状態にもかかわらず逆回転を検出すれば、ステ
ップ22でスイッチング素子のトランジスターT4,T
5,T6をONさせてDCモーターへの誘起電圧がVu
以下になるまでON状態を継続させる。誘起電圧がVu
以下になれば、ステップ24で初期電圧を出力するとと
もに、ステップ25で初期ゲート信号を出力し、DCモ
ーターを回転させる。次に、ステップ26でDCモータ
ー回転子位置を検出し、検出された位置に応じたゲート
信号をステップ27で出力する。このゲート信号の変化
時間をステップ28で計測したのち、この変化時間から
運転回転数をステップ29で演算し、保持しておく。そ
して、ステップ30で風量指示信号を取り込んで運転風
量を確認し、ステップ31であらかじめマイクロコンピ
ューターのROMに記憶しておいた回転数の中から、運
転風量と印加電圧に合致する目標回転数を検索し、ステ
ップ32で運転回転数と目標回転数を比較する。比較の
結果、回転数が同じであればステップ26に戻り、運転
回転数が目標回転数より大きい場合は、風量を増加させ
るためにステツプ33でスイッチング電源の出力電圧を
上げる。また、運転回転数が目標回転数より小さい場合
は、ステップ34でスイッチング電源の出力電圧を下
げ、以後は、回転数が等しくなるまで同じステップを繰
り返す。
【0015】このように本発明の実施の形態1の換気扇
によれば、回転数検出手段7が逆回転を検出したときに
ブレーキ手段11によりDCモーター2の誘起電圧を減
少させ、より起動トルクの小さいDCモーター2で起動
ができることとなる。
【0016】(実施の形態2)図4および図5に示すよ
うに、通電制御手段6AによってDCモーター2を起動
させたのち、回転数検出手段7が逆回転を検出したと
き、所定時間後に再び通電制御手段6を開始する再起動
手段15を設け構成する。
【0017】つぎに、上記構成における換気扇の動作を
図5を参照しながら説明する。まず、ステップ41で換
気扇が切状態にもかかわらず逆回転を検出すれば、ステ
ップ42でスイッチング素子のトランジスターT4,T
5,T6をONさせてDCモーターへの誘起電圧がVu
以下になるまでON状態を継続させる。誘起電圧がVu
以下になれば、ステップ44で初期電圧を出力するとと
もに、ステップ45で初期ゲート信号を出力し、DCモ
ーターを回転させる。次に、ステップ46でDCモータ
ー回転子位置を検出し、ステップ47で逆回転を検出す
ればステップ48で所定時間T1経過後、再起動させる
ためにステップ44に戻る。逆回転を検出しなければス
テップ49で検出された位置に応じたゲート信号を出力
する。このゲート信号の変化時間をステップ50で計測
したのち、この変化時間から運転回転数をステップ51
で演算し、保持しておく。そして、ステップ52で風量
指示信号を取り込んで運転風量を確認し、ステップ51
であらかじめマイクロコンピューターのROMに記憶し
ておいた回転数の中から、運転風量と印加電圧に合致す
る目標回転数を検索し、ステップ54で運転回転数と目
標回転数を比較する。比較の結果、回転数が同じであれ
ばステップ46に戻り、運転回転数が目標回転数より大
きい場合は、風量を増加させるためにステツプ55でス
イッチング電源の出力電圧を上げる。また、運転回転数
が目標回転数より小さい場合は、ステップ56でスイッ
チング電源の出力電圧を下げ、以後は、回転数が等しく
なるまで同じステップを繰り返す。
【0018】このように本発明の実施の形態2の換気扇
によれば、通電制御手段6AによってDCモーター2を
起動させたのち、回転数検出手段7が逆回転を検出した
とき、所定時間後に再び再起動手段15が通電制御手段
6Aを開始するため、突発的な外的要因により起動を失
敗しても再起動を繰り返すため、DCモーター2起動の
安定を図ることができる。
【0019】(実施の形態3)図6および図7に示すよ
うに、通電制御手段6BによってDCモーター2を起動
させたのち、回転数検出手段7が逆回転を検出したと
き、再起動手段15により、所定時間後に再び通電制御
手段6Bを開始するとともに、そのことを表示する表示
手段16を設け構成する。
【0020】つぎに、上記構成における換気扇の動作を
図7を参照しながら説明する。まず、ステップ61で換
気扇が切状態にもかかわらず逆回転を検出すれば、ステ
ップ62でスイッチング素子のトランジスターT4,T
5,T6をONさせてDCモーターへの誘起電圧がVu
以下になるまでON状態を継続させる。誘起電圧がVu
以下になれば、ステップ64で初期電圧を出力するとと
もに、ステップ65で初期ゲート信号を出力し、DCモ
ーターを回転させる。次に、ステップ66でDCモータ
ー回転子位置を検出し、ステップ67で逆回転を検出す
ればステップ68で所定時間T1経過後、ステップ69
でLEDランプを点滅させて再起動させるためにステッ
プ64に戻る。逆回転を検出しなければステップ70で
検出された位置に応じたゲート信号を出力する。このゲ
ート信号の変化時間をステップ71で計測したのち、こ
の変化時間から運転回転数をステップ72で演算し、保
持しておく。そして、ステップ73で風量指示信号を取
り込んで運転風量を確認し、ステップ74であらかじめ
マイクロコンピューターのROMに記憶しておいた回転
数の中から、運転風量と印加電圧に合致する目標回転数
を検索し、ステップ75で運転回転数と目標回転数を比
較する。比較の結果、回転数が同じであればステップ6
6に戻り、運転回転数が目標回転数より大きい場合は、
風量を増加させるためにステツプ76でスイッチング電
源の出力電圧を上げる。また、運転回転数が目標回転数
より小さい場合は、ステップ77でスイッチング電源の
出力電圧を下げ、以後は、回転数が等しくなるまで同じ
ステップを繰り返す。
【0021】このように本発明の実施の形態3の換気扇
によれば、回転数検出手段7が逆回転を検出したとき、
再起動手段15により、所定時間後に再び通電制御手段
6Bを開始するとともに、表示手段16により表示する
ことにより外部に知らせることができる。
【0022】
【発明の効果】以上の実施の形態から明らかなように、
本発明によれば、外的要因により室内外の気圧差が生
じ、通電していない固定子巻線に誘起電圧が生じてDC
モーターが逆回転して大きな誘起電圧が発生しても、ブ
レーキ手段で誘起電圧を減少させるので、より確実に回
転子のS極及びN極の位置検出を行いDCモーターの起
動ができ、従来より起動トルクの小さいDCモーターで
起動できる換気扇を提供できる。
【0023】また、起動を失敗しても再起動手段により
再起動を繰り返すことで突発的な外的要因によるDCモ
ーターの起動不能を解決できる。
【0024】さらに、DCモーター起動失敗を表示手段
により表示することで、使用者に知らしめることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の換気扇のブロック図
【図2】同実施の形態1の換気扇の主要部分の回路図
【図3】同実施の形態1の換気扇のプログラムのフロー
チャート
【図4】同実施の形態2の換気扇のブロック図
【図5】同実施の形態2の換気扇のプログラムのフロー
チャート
【図6】同実施の形態3の換気扇のブロック図
【図7】同実施の形態3の換気扇のプログラムのフロー
チャート
【図8】従来の換気扇のブロック図
【図9】同換気扇のプログラムのフローチャート
【符号の説明】
1 換気扇本体 2 DCモーター 6 通電制御手段 6A 通電制御手段 7 回転数検出手段 8 風量指示手段 9 目標回転数記憶手段 10 電圧制御手段 11 ブレーキ手段 12 実印加電圧検出手段 15 再起動手段 16 表示手段

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 DCモーターを搭載した換気扇本体と、
    DCモーターの起動に対する通電を制御する通電制御手
    段と、DCモーターの回転数を検出する回転数検出手段
    と、電源からDCモーターへの供給電圧を検出する実印
    加電圧検出手段と、前記換気扇本体の運転風量を指示す
    る風量指示手段と、この風量指示手段によって設定され
    た風量で運転するための実印加電圧における目標回転数
    を記憶する目標回転数記憶手段と、前記回転数検出手段
    によって検出された回転数と目標回転数記憶手段に記憶
    されている実印加電圧における回転数の差に応じてDC
    モーターの印加電圧を制御する電圧制御手段と、前記D
    Cモーターの誘起電圧を減少させ、前記回転数検出手段
    が逆回転を検出したときに作動させるブレーキ手段とを
    備え、前記通電制御手段によってDCモーターを起動さ
    せたのち、前記回転数検出手段が逆回転を検出したと
    き、所定時間後に再び前記通電制御手段を開始する再起
    動手段を備える構成とした換気扇。
  2. 【請求項2】 再起動手段を所定回数繰り返したとき、
    これを表示する表示手段を備えた請求項1記載の換気
    扇。
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TWI531152B (zh) * 2013-04-23 2016-04-21 廣達電腦股份有限公司 風扇控制裝置及其方法

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