JP3424498B2 - 噴流発生浴槽のポンプ駆動制御装置 - Google Patents

噴流発生浴槽のポンプ駆動制御装置

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政則 小屋本
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、噴流発生浴槽の
ポンプ駆動制御装置に関するものである。さらに詳しく
は、この発明は、噴流発生用ポンプに備えたモータにお
ける位置検知素子劣化の問題を解消し、モータの回転子
の位置検知の信頼性を高めることのできる噴流発生浴槽
のポンプ駆動制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】浴槽の数カ所から噴流が噴出し、全身に
適度な刺激を与えられるようにした噴流発生浴槽が知ら
れている。従来、この噴流発生浴槽に設けられている噴
流発生用のポンプでは、ホール素子等の位置検知素子で
ポンプに備えたモータの回転子の位置を検知し、通電コ
イルを切り替えることにより回転磁界を作り出し、回転
子を回すようにしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記駆
動方式では、位置検知素子が環境的には好ましくないモ
ータ付近に設置されているため、劣化のおそれがあり、
回転子の位置検知の信頼性に疑問が投げかけられてい
る。この発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたも
のであり、従来の噴流発生浴槽におけるポンプの駆動制
御方式を改善し、噴流発生用ポンプに備えたモータにお
ける位置検知素子劣化の問題を解消し、モータの回転子
の位置検知の信頼性を高めることのできる噴流発生浴槽
のポンプ駆動制御装置を提供することを目的としてい
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、噴流発生浴槽に設けられる噴流
発生用のポンプを駆動及び制御するポンプ駆動制御装置
であって、この駆動制御装置は、操作部に接続されるマ
イクロコンピュータと、マイクロコンピュータに接続さ
れたスイッチング電源、スイッチング素子、及び比較器
とを備え、スイッチング電源は、さらにスイッチング素
子に接続され、スイッチング素子及び比較器は、各々、
ポンプに備えたモータに接続可能とされており、前記マ
イクロコンピュータは、操作部から入力された動作信号
に基づいて電圧設定出力をスイッチング電源に、駆動パ
ルスをスイッチング素子にそれぞれ出力してモータを起
動させ、比較器は、この起動時にモータのコイル端に発
生する誘起電圧を相毎に取り出し、相電圧波形に波形整
形した後に、これをモータの回転子の位置検知信号とし
てマイクロコンピュータに出力し、この位置入力を受け
てマイクロコンピュータは、回転子の位置に応じた所定
パターンの駆動パルスをスイッチング素子に出力し、ス
イッチング素子をON/OFFさせてモータを通常運転
させ、マイクロコンピュータには、起動時にスイッチン
グ電源に出力する電圧設定出力が、デューティー比が大
小に振れるように設定されていることを特徴とする噴流
発生浴槽のポンプ駆動制御装置を提供する。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、図面に沿ってこの発明の噴
流発生浴槽のポンプ駆動制御装置についてさらに詳しく
説明する。図1は、この発明の噴流発生浴槽のポンプ駆
動制御装置の一実施形態を示したブロック図である。
【0006】この図1に示したように、この発明の噴流
発生浴槽のポンプ駆動制御装置(11)は、操作部(2
1)に接続されるマイクロコンピュータ(1)と、この
マイクロコンピュータ(1)に接続されたスイッチング
電源(2)、スイッチング素子(3)、及び比較器
(4)とを備えている。このポンプ駆動制御装置(1
1)では、スイッチング電源(2)は、さらにスイッチ
ング素子(3)にも接続されている。また、スイッチン
グ素子(3)及び比較器(4)は、各々、ポンプ(3
1)に備えたモータに接続可能となっている。
【0007】マイクロコンピュータ(1)は、操作部
(21)から入力された動作信号に基づいて電圧設定出
力をスイッチング電源(2)に、駆動パルスをスイッチ
ング素子(3)にそれぞれ出力してポンプ(31)のモ
ータを起動させる。この時、モータのコイル端には誘起
電圧が発生するが、この誘起電圧を比較器(4)は相毎
に取り出す。次いで、比較器(4)は、取り出した相電
圧を相電圧波形に波形整形し、モータの回転子の位置検
知信号としてマイクロコンピュータ(1)に出力する。
マイクロコンピュータ(1)は、比較器(4)からの位
置入力を受けて、回転子の位置に応じた所定パターンの
駆動パルスをスイッチング素子(3)に出力し、スイッ
チング素子(3)をON/OFFさせてモータを通常運
転状態にする。
【0008】たとえば図2にポンプ(31)に採用する
ことのできる三相六極のブラシレスモータの回転子(3
2)の回転推移を示したが、この三相六極ブラシレスモ
ータでは、回転子(32)の位置には1a〜6bに示さ
れる合計12のパターンが考えられる。このパターンで
回転子(32)が回転する場合、コイル(33)の端に
発生する誘起電圧が、比較器(4)でU,V,W相各相
毎に取り出され、比較器(4)によりたとえば図3に示
されるようなU,V,W相各相毎の相電圧波形に波形整
形される。次いで、比較器(4)は、この相電圧波形を
回転子(32)の位置検知信号としてマイクロコンピュ
ータ(1)に出力する。
【0009】マイクロコンピュータ(1)には、その位
置検知入力に対応して次にどのコイル(33)に通電す
るかが図4に示したようにあらかじめ設定されており、
図4の下段に示したような駆動パルス、すなわちスイッ
チング素子駆動波形を所定パターンでスイッチング素子
(3)に出力する。スイッチング素子(3)は、この駆
動パルスのパターンにしたがってON/OFFする。回
転子(32)の回転は、図2に示したパターンで繰り返
されるため、これに基づく位置検知入力及び駆動パルス
は一定パターンで繰り返される。その結果、モータには
回転磁界が形成され、回転子(32)は回転し続ける。
【0010】このように、この発明の噴流発生浴槽のポ
ンプ駆動制御装置では、ポンプ(31)のモータコイル
端に発生する誘起電圧の検知に基づいて次に通電すべき
コイルが決定されるため、比較器(4)をポンプ(3
1)から離れた部位に配置することができ、従来の駆動
方式における位置検知素子劣化の問題が解消される。し
かも、この発明の噴流発生浴槽のポンプ駆動制御装置の
場合には、ポンプ(31)のモータへの負荷電圧は、マ
イクロコンピュータ(1)からスイッチング電源(2)
に出力する電圧設定出力によって変更することが可能で
あり、回転子を操作部(21)から入力される動作信号
にしたがって所定の回転数で回転させることができる。
このように、モータの回転数は電圧制御され、その制御
は容易となる。噴流発生浴槽は、より快適な入浴が実現
されるために多様な噴流パターンが設定され、機能性が
高くなっているが、このように多様な噴流パターンにも
ポンプ駆動制御装置(11)は容易に対応することがで
き、しかも十分な動作信頼性を実現可能にする。
【0011】また、この発明の噴流発生浴槽のポンプ駆
動制御装置では、マイクロコンピュータ(1)に、起動
時にスイッチング電源(2)に出力する電圧設定出力
、デューティー比が大小に振れるように設定されてい
【0012】
【表1】
【0013】たとえば表1は、ポンプ(31)の起動を
16段階で行った場合のデューティー比とモータの回転
数の関係を示している。起動時に、デューティー比を大
小に振らし、電圧レベルに高低をつけてもモータの回転
数は上昇していく。このような強制駆動方式とすると、
部材のばらつきなどを吸収することができ、起動時の脱
調、モータロック等を防止することができる。脱調、モ
ータロック等にともなう回路素子への悪影響が防止さ
れ、動作信頼性の確保に役立つ。
【0014】この発明の噴流発生浴槽のポンプ駆動制御
装置では、マイクロコンピュータ(1)に、起動後に通
常運転に移行する際に、スイッチング素子(3)に出力
する駆動パルスを、起動時に出力した駆動パルスの最後
のパターンの次よりも数個先のパターンで出力するよう
に設定することができる。通常運転時に駆動パルスを起
動時に出力した最後のパターンの次のパターンで出力す
ると、脱調が起こりやすいが、数個先のパターンを出力
すると、脱調の発生を防止することができる。たとえば
図2に示した三相六極ブラシレスモータの場合には、起
動時の強制駆動はパターン6で終了するが、通常運転に
移行する際には、駆動パルスがパターン1ではなく、こ
れより数個先のパターンから開始するようにする。好ま
しくは、この場合には、パターン3から開始するように
する。
【0015】また、この発明の噴流発生浴槽のモータ駆
動制御装置では、マイクロコンピュータ(1)は、比較
器(4)からの位置入力に正常回転時に対しての反転入
力があった時に、駆動パルスのパターンを逆転させてス
イッチング素子(3)に出力するように設定することも
できる。噴流発生浴槽の施工時等にポンプの配線に誤結
線が生じるなどの時には、ポンプが逆回転するという事
態も起こり得る。ポンプが逆転すると、比較器(4)が
取り出す相電圧波形はその一部又は全部が反転する。た
とえば図2に示した三相六極ブラシレスモータの場合に
は、図5に示したように、V相及びW相が正常回転に対
して反転する。このため、マイクロコンピュータ(1)
には、図6の上段に示したような反転入力が入力され
る。このような反転入力に対して、駆動パルスを図6の
下段に示したような逆転パターンにしてスイッチング素
子(3)に出力すると、モータ回転を正常回転に自動的
に修正することができ、メンテナンス・フリーとなる。
【0016】たとえば以上に示されるこの発明の噴流発
生浴槽のポンプ駆動制御装置は、浴槽の数カ所から噴流
が発生するように複数のポンプが設けられる場合には、
ポンプ1台に対し1機ずつ設けられるが、この場合、各
ポンプの制御を同時に行うことができる。たとえば図7
に示したように、噴流発生浴槽には、ポンプ(31)が
浴槽の背側と足側に別々に設けられることがある。ポン
プ駆動制御装置(11)は、各々のポンプ(31)に対
して1ずつ設けられるが、個々のポンプ駆動制御装置
(11)でポンプ(31)を独立して制御すると、一方
のポンプ(31)やその制御に異常が発生しても、もう
一方のポンプ(31)はこれに全く関係なく動作し続け
ることとなる。
【0017】そこで、この発明の噴流発生浴槽のポンプ
駆動制御装置では、いずれかのポンプ(31)やその制
御に異常が発生した時には即座に連携して全てのポンプ
を停止させるようにすることができる。すなわち、各ポ
ンプ駆動制御装置(11)に備えたマイクロコンピュー
タ(1)を通信線により接続し、運転情報を相互間で通
信し、異常が検知された時にポンプ(31)を停止させ
る。
【0018】たとえば、ポンプ(31)又はその制御に
異常が発生した時には、マイクロコンピュータ(1)
は、運転情報として異常報知の信号を他のマイクロコン
ピュータ(1)に発信する。これを受けたマイクロコン
ピュータ(1)はポンプ(31)を停止させる。また、
その通信をたとえば 100ms等の一定時間毎に行うように
し、所定時間いずれかのマイクロコンピュータ(1)が
通信不能な場合、たとえば連続10回通信不能な場合
に、異常として検知するようにしてもよい。マイクロコ
ンピュータ(1)の暴走の検知にも役立つ。噴流発生浴
槽の安全性の向上が高まる。
【0019】もちろんこの発明は、以上の実施形態によ
って限定されるものではない。マイクロコンピュータを
はじめ、スイッチング電源、スイッチング素子、及び比
較器の回路構成等の細部については様々な態様が可能で
あることは言うまでもない。
【0020】
【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この発明によ
って、噴流発生用ポンプに備えたモータにおける位置検
知素子劣化の問題が解消され、モータの回転子の位置検
知の信頼性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の噴流発生浴槽のポンプ駆動制御装置
の一実施形態を示したブロック図である。
【図2】噴流発生浴槽のポンプに採用することのできる
三相六極のブラシレスモータにおける回転子の回転推移
を示した推移図である。
【図3】図2に示したパターンで回転子が回転する場合
に比較器が作り出す相電圧波形を例示した波形図であ
る。
【図4】マイクロコンピュータに入力される位置検知入
力とこれに対応してスイッチング素子に出力される駆動
パルスを例示した波形図である。
【図5】モータが逆回転する時に比較器で波形整形した
相電圧波形を例示した波形図である。
【図6】モータが逆転した時にマイクロコンピュータが
スイッチング素子に出力する駆動パルスを正常回転時と
ともに示した波形図である。
【図7】ポンプが複数台設けられる場合のこの発明の噴
流発生浴槽のポンプ駆動制御装置の一実施形態を示した
ブロック図である。
【符号の説明】
1 マイクロコンピュータ 2 スイッチング電源 3 スイッチング素子 4 比較器 11 ポンプ駆動制御装置 21 操作部 31 ポンプ 32 回転子 33 コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小屋本 政則 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (72)発明者 鈴木 眞人 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電 工株式会社内 (56)参考文献 特開 平8−223971(JP,A) 特開 平4−161090(JP,A) 特開 平1−122388(JP,A) 特開 平8−33690(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 6/18 F04D 15/00 A61H 23/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 噴流発生浴槽に設けられる噴流発生用の
    ポンプを駆動及び制御するポンプ駆動制御装置であっ
    て、この駆動制御装置は、操作部に接続されるマイクロ
    コンピュータと、マイクロコンピュータに接続されたス
    イッチング電源、スイッチング素子、及び比較器とを備
    え、スイッチング電源は、さらにスイッチング素子に接
    続され、スイッチング素子及び比較器は、各々、ポンプ
    に備えたモータに接続可能とされており、前記マイクロ
    コンピュータは、操作部から入力された動作信号に基づ
    いて電圧設定出力をスイッチング電源に、駆動パルスを
    スイッチング素子にそれぞれ出力してモータを起動さ
    せ、比較器は、この起動時にモータのコイル端に発生す
    る誘起電圧を相毎に取り出し、相電圧波形に波形整形し
    た後に、これをモータの回転子の位置検知信号としてマ
    イクロコンピュータに出力し、この位置入力を受けてマ
    イクロコンピュータは、回転子の位置に応じた所定パタ
    ーンの駆動パルスをスイッチング素子に出力し、スイッ
    チング素子をON/OFFさせてモータを通常運転さ
    、マイクロコンピュータには、起動時にスイッチング
    電源に出力する電圧設定出力が、デューティー比が大小
    に振れるように設定されていることを特徴とする噴流発
    生浴槽のポンプ駆動制御装置。
  2. 【請求項2】 マイクロコンピュータには、起動後に通
    常運転に移行する際に、スイッチング素子に出力する駆
    動パルスが、起動時に出力した駆動パルスの最後のパタ
    ーンの次よりも数個先のパターンで出力されるように設
    定されている請求項記載の噴流発生浴槽のポンプ駆動
    制御装置。
  3. 【請求項3】 マイクロコンピュータは、比較器からの
    位置入力に正常回転時に対しての反転入力があった時
    に、駆動パルスのパターンを逆転させてスイッチング素
    子に出力する請求項1又は2記載の噴流発生浴槽のポン
    プ駆動制御装置。
  4. 【請求項4】 噴流発生浴槽に設けられた複数のポンプ
    の1台ずつに設けられる請求項1乃至いずれかに記載
    の噴流発生浴槽のポンプ駆動制御装置において、各マイ
    クロコンピュータは、通信線により接続され、運転情報
    を相互間で通信し、異常が検知された時にポンプを停止
    させることを特徴とする噴流発生浴槽のポンプ駆動制御
    装置。
  5. 【請求項5】 ポンプ又はその制御に異常が発生した時
    に、マイクロコンピュータは、運転情報として異常報知
    の信号を他のマイクロコンピュータに発信する請求項
    記載の噴流発生浴槽のポンプ駆動制御装置。
  6. 【請求項6】 マイクロコンピュータは、相互間通信を
    一定時間毎に行い、所定時間いずれかのマイクロコンピ
    ュータが通信不能な場合に異常として検知する請求項
    又は5記載の噴流発生浴槽のポンプ駆動制御装置。
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