JP4673436B1

JP4673436B1 - 扇風機

Info

Publication number: JP4673436B1
Application number: JP2010104955A
Authority: JP
Inventors: 敏行齋藤
Original assignee: フジマイクロ株式会社
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2030-04-30
Also published as: JP2011231731A

Abstract

【課題】首振りロック状態が所定時間継続した場合に、首振りモータの電源を遮断しモータの焼きつきの防止を図るとともに安全性の向上も図る。
【解決手段】第１のマイコン２２が、首振りモータ９からパルス信号を所定時間継続して受信していない場合に、首振りモータ９への電流を遮断し、ヘッド部２の首振り動作を停止させる。第２のマイコン３２は、第１のマイコン２２から信号線４３を介して伝送されてきたデータ信号に基づいて、ＬＥＤ回路３３の表示を制御する。
【選択図】図２

Description

この発明は、首振りロック状態が所定時間継続した場合に、首振りモータの電源を遮断しモータの焼きつきの防止が図れるとともに安全性も向上した扇風機に関する。

従来、扇風機には、送風範囲を拡大すべく首振り機能が設けられており、例えば、特許文献１に記載の扇風機のように、左右首振と上下首振との機能を備えるものや、特許文献２に記載の扇風機のように、ヘッド部を３６０度回転自在にしたものもある。

ところで、このような首振り機能を有する扇風機を部屋の隅に設置した場合、首振り途中でヘッド部が壁に当たり、首振りが抑止されてしまうことがある（以下このような状態を「首振りロック状態」という）。また、子供がいたずらして、首振り状態にある扇風機を手で強制的に静止させてしまうこともある。

このように、首振りが抑止された状態は、首振りモータに負担がかかり、場合によっては、モータが焼きつくこともあり得る。また、安全面においても不安要素となる。

特開平０２−６４２９８号公報

特開平０６−１４７１８８号公報

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、首振りロック状態が所定時間継続した場合に、首振りモータの電源を遮断しモータの焼きつきの防止が図れるとともに安全性も向上した扇風機を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、ファンを有するヘッド部と、ファンを回転駆動させるファンモータと、ヘッド部の向きを連続的に変化させる首振りモータと、ファンモータ及び首振りモータの動作を制御する制御部と、を備えた扇風機であって、首振りモータの回転駆動に伴ってパルス信号を発生させるパルス信号発生手段を備え、制御部は、パルス信号の有無を検出するパルス信号検出手段と、パルス信号検出手段により一定時間継続してパルス信号が検出されないことを検知し、首振りモータの動作を停止させる首振りモータ停止手段と、首振りモータを停止させた後、ファンモータの動作を停止させるファンモータ停止手段と、を有することを特徴とする。

首振りモータはＤＣブラシレスモータであってもよい。

電源切りタイマと、風量の状態、電源ＯＮ状態及び電源切りタイマの状態を示すランプ表示部と、を有し、首振りモータ停止手段により首振りモータが停止させられると、ランプ表示部のいずれかまたは全部が点滅表示になるように構成してもよい。

本発明による扇風機では、ファンを有するヘッド部と、ファンを回転駆動させるファンモータと、ヘッド部の向きを連続的に変化させる首振りモータと、ファンモータ及び首振りモータの動作を制御する制御部と、を備えた扇風機であって、首振りモータの回転駆動に伴ってパルス信号を発生させるパルス信号発生手段を備え、制御部は、パルス信号の有無を検出するパルス信号検出手段と、パルス信号検出手段により一定時間継続してパルス信号が検出されないことを検知し、首振りモータの動作を停止させる首振りモータ停止手段と、を有するようにした。これにより、首振りロック状態が所定時間継続した場合に、首振りモータの電源を遮断しモータの焼きつきの防止が図れるとともに安全が確保されるという効果がある。

本発明による扇風機の外観構造を示す斜視図である。同扇風機の内部構造を示す機能ブロック図である。同扇風機において、首振りモータロック処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、願書に添付した図面を参照しながら説明する。

図１は本発明による扇風機の外観構造を示したものである。この扇風機１は、主に家庭で使用される扇風機であって、ヘッド部２と、スタンド部３と、ボディ部４を備えて構成されている。ヘッド部２の正面にはガードで覆われたファン７が装着されており、ヘッド部２の外部には操作部５が設けられている。スタンド部３はヘッド部２を支持する部分であり、その外部には運転状態を表示するインジケータ６が設けられている。ボディ部４はヘッド部２とスタンド部３を着脱可能に連結するポール型の部品である。

ヘッド部２の上面には操作部５が設けられており、この操作部５は、電源スイッチ５１と、風量スイッチ５２と、首振りスイッチ５３と、切タイマスイッチ５４を備えている。これらのスイッチはすべて押しボタンスイッチであり、各ボタンを押す回数によって、電源のＯＮ／ＯＦＦの切り換え、４段階の風量（超微風、微風、弱風、強風）の調節、首振りの有無の切り換え、及び切タイマの時間（１、２、３、４時間）の設定が可能である。また、操作部５はヘッド部２の上面に設けられているため、ボタンを操作する際にわざわざかがむ必要がなく、楽な姿勢で操作することができる。

スタンド部３の上面にはインジケータ（ランプ表示部）６が設けられており、このインジケータ６は、電源表示ランプ６１と、風量表示ランプ６２と、切タイマ表示ランプ６３を備えている。電源表示ランプ６１は電源スイッチ５１に連動しており、電源ＯＮ時に点灯し、電源ＯＦＦ時に消灯することによって、通電状態を表示する。風量表示ランプ６２は風量スイッチ５２に連動しており、現在の風量を、点灯するランプの個数によって表示する。切タイマ表示ランプ６３は切タイマスイッチ５４に連動しており、電源ＯＦＦまでの残り時間を、点滅するランプの個数によって表示する。

図２は扇風機１の内部構造を示したものである。この扇風機１においては、ヘッド部２とスタンド部３にそれぞれ独立した制御回路基板を設け、ボディ部２の内部に設けたケーブル４０によって両基板を電気的に接続している。ヘッド部２にはファン７を回転させるファンモータ８と、ヘッド部２を左右に動かす首振りモータ９と、これらのモータを制御するメイン基板２０が内蔵されている。これに対して、スタンド部３にはインジケータ６を制御するサブ基板３０が内蔵されている。また、ボディ部４には電源線４１、グランド線４２、及び信号線４３からなるケーブル４０が内蔵されており、ヘッド部２とスタンド部３をボディ部４で連結することにより、メイン基板２０とサブ基板３０がケーブル４０を介して接続される。

ヘッド部２において、ファンモータ８は３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のＤＣブラシレスモータからなり、ファンモータ８に接続されたファン７を指定された速度で回転させ、４段階に風量調節された風を送り出す。首振りモータ９は同じく３相のＤＣブラシレスモータからなり、風向きを変更するためヘッド部２を所定角度（約８０度）の範囲内で回転させて、ヘッド部２の首振り動作を行う。これらのＤＣブラシレスモータには、回転するロータの位置を検出する３つのホール素子が設置されていることから、本発明においては、この位置検出を信号（パルス信号）として取り出し、後述する首振りモータロック処理に使用している。すなわち、首振りモータ９運転時には、継続的に、首振りモータ駆動回路２５を介して第１のマイコン２２にパルス信号が送信されるように構成されている。

メイン基板２０には、電源回路（以下「第１の電源回路」という）２１と、マイクロコンピュータ（以下「第１のマイコン」という）２２と、スイッチ回路２３と、ファンモータ駆動回路２４と、首振りモータ駆動回路２５が搭載されている。

第１の電源回路２１は、三端子レギュレータからなる。この電源回路２１は、商用電源１１（ＡＣ１００Ｖ）からＡＣアダプタ１０を介して供給された電源電圧（ＤＣ１２Ｖ）を、ボディ部４の電源線４１を通じて入力し、この入力した電源電圧をマイコン用の駆動電圧（ＤＣ５Ｖ）に変換して第１のマイコン２２に出力する。

第１のマイコン２２は、第１の電源回路２１からの駆動電圧でＣＰＵが作動し、ＲＯＭに格納されたプログラムに基づいて演算処理を行い、各種データをＲＡＭに記憶する。具体的にいうと、第１のマイコン２２は、ファンモータ駆動回路２４と首振りモータ駆動回路２５の動作を制御するとともに、その制御内容のデータ信号をボディ部４の信号線４３を通じてサブ基板３０へと伝送する。第１のマイコン２２は、後述する首振りモータロック処理を行うものでもあり、ＣＰＵには、この処理に使用される１秒減算タイマが設けられている。また、第１のマイコン２２は、首振りモータ９からパルス信号を受信するように構成されている。

スイッチ回路２３は、図２の電源スイッチ５１、風量スイッチ５２、首振りスイッチ５３、及び切タイマスイッチ５４に対応するもので、ボタンを押した時にＯＮ信号を、ボタンを離した時にＯＦＦ信号を入力することによって、第１のマイコン２２に各種の指令を伝達する。

ファンモータ駆動回路２４は、第１のマイコン２２に接続された電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）からなり、リード線を介してファンモータ８のステータコイルに接続されている。また、首振りモータ駆動回路２５は、第１のマイコン２２に接続された電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）からなり、リード線を介して首振りモータ９のステータコイルに接続されている。これらの駆動回路は、第１のマイコン２２からのドライブ信号に基づいて各相のトランジスタをＯＮ／ＯＦＦさせ、モータの３相のステータコイルに流れる駆動電流の方向を順次切り換えて、ロータを指令速度で回転させる。

また、各モータには第１のマイコン２２に信号線で接続された３相のホール素子が設置されており、各ホール素子でロータの位置を検出し、その検出信号が信号線を介して第１のマイコン２２にフィードバックされる。これにより、実際の回転速度と指令速度の差に応じてモータの駆動電圧がＰＷＭ制御される。なお、符号２６はメイン基板２０の端子であり、この端子２６はコネクタ８０に繋がっている。

一方、スタンド部３において、サブ基板３０には、電源回路（以下「第２の電源回路」という）３１と、マイクロコンピュータ（以下「第２のマイコン」という）３２と、ＬＥＤ回路３３と、ブザー３４と、保護素子３５が搭載されている。

第２の電源回路３１は、三端子レギュレータからなる。この電源回路３１は、商用電源１１（ＡＣ１００Ｖ）からＡＣアダプタ１０を介して供給された電源電圧（ＤＣ１２Ｖ）を入力し、この入力した電源電圧をマイコン用の駆動電圧（ＤＣ５Ｖ）に変換して第２のマイコン３２に出力する。

第２のマイコン３２は、第２の電源回路３１からの駆動電圧でＣＰＵが作動し、ＲＯＭに格納されたプログラムに基づいて演算処理を行い、各種データをＲＡＭに記憶する。具体的にいうと、第２のマイコン３２は、第１のマイコン２２から信号線４３を介して伝送されてきたデータ信号に基づいて、ＬＥＤ回路３３の表示を制御する。

ＬＥＤ回路３３は、図３の電源表示ランプ６１、風量表示ランプ６２、及び切タイマ表示ランプ６３からなるインジケータ６に対応するものである。ＬＥＤ回路３３は、高輝度緑色ＬＥＤ素子で構成されており、第２のマイコン３２からの駆動電流によって、点灯、消灯、又は点滅して扇風機１の運転状態を表示する。

ブザー３４は、図２の電源スイッチ５１、風量スイッチ５２、首振りスイッチ５３、及び切タイマスイッチ５４による入力を受け付けたことを知らせる確認音や、ファンモータ８への過電流、メイン基板２０やサブ基板３０の電源エラーなどの異常を知らせる警告音を出力する。また、保護素子３５は、ポリスイッチ（ＰＴＣサーミスタ）からなり、素子温度が上昇すると抵抗値が急激に増大し、回路に流れる電流を制限して過電流や過熱から保護する。なお、符号３６はメイン基板３０の端子であり、この端子３６はコネクタ８０に繋がっている。

以上がこの扇風機１の構造であり、次に、この扇風機１における首振りモータロック処理を図３のフローチャートに基づいて説明する。

本処理が開始される前提として、まず、扇風機１が運転状態にあることが必要である。すなわち、扇風機１の電源スイッチ５１が押されてＯＮ状態を保持し、ファンモータ８が回転しこれに連動してファン７も回転し、同時に、インジケータ６の電源表示ランプ６１が点灯している、状態にあることが必要である。なお、本実施形態では、風量表示ランプ６２は、前回運転終了時に選択された風量のランプが点灯している。

更に、本処理は、最終的に首振りモータ９を停止させる処理であることから、扇風機１が首振り動作、すなわち、ファン７が回転しているとともにヘッド部２が首振り運動をしている状態にあることが必要である（Ｓ１０１）。本実施形態においては、このような状態は、使用者が電源スイッチ５１を押した直後、あるいは首振りスイッチ５３を押した直後の状態である。

次に、１秒減算タイマのリセット処理が行なわれ（Ｓ１０２）、その後、１秒減算タイマのカウントダウンが開始される（Ｓ１０３）。続いて、首振りモータ９からのパルス信号の受信の有無をチェックする（Ｓ１０４）。その結果、パルス信号を受信している場合には（Ｓ１０４のＹ）、１秒減算タイマのリセット処理（Ｓ１０２）、カウントダウン開始（Ｓ１０３）、その後首振りモータ９からのパルス信号の受信の有無が繰り返しチェックされる（Ｓ１０４）。なお、本実施形態においては、減算タイマは１秒に設定しているが、これに限定されるものではない。

一方、チェックをした結果、パルス信号を受信していない場合には（Ｓ１０４のＮ）、続いて減算タイマがタイムアップしているか否かがチェックされる（Ｓ１０５）。その結果、減算タイマがタイムアップしていない場合には（Ｓ１０５のＮ）、再度、首振りモータ９からのパルス信号の受信の有無がチェックされる（Ｓ１０４）。Ｓ１０４のＮ→Ｓ１０５のＮ→Ｓ１０４の処理は、パルス信号待ち状態である。

他方、チェックの結果、減算タイマがタイムアップしていた場合には（Ｓ１０５のＹ）、首振りモータ９への電流を遮断し（Ｓ１０６）、次いで、異常を知らせるべく、インジケータ６の所定の表示ランプを点滅させる（Ｓ１０７）。首振りが抑止され首振りモータ９の回転が阻害された状態では、第１のマイコン２２に対しパルス信号が送信されず、減算タイマもタイムアップしてしまう。よって、このことから、このパルス信号が所定時間継続して受信されていないことを検知することをもって、首振りが抑止されていると判断するのである。

また、図示は省略するが、図３のＳ１０６とＳ１０７との間に、ファンモータへの電流遮断処理を入れてもよい。

なお、本実施形態においては、首振りモータとしてＤＣブラシレスモータを使用しているが、これに限定されるものではなく、ＡＣモータや他のタイプの首振りモータでも適用可能である。例えば、ＡＣモータであれば、回転軸に円板を取り付けこの円板が正常に回転しているときには第１のマイコン２２にパルス信号が送信されるように構成しておけばよい。要するに、首振りモータが回転していない状態を首振りモータの制御部（本実施形態においては第１のマイコン２２）に伝えることが出来るものであればよい。また、扇風機の形態も本実施形態のものに限定されない。更に、本実施形態においては、パルス信号の受信の有無をチェックする際に減算タイマを使用しているが、これに限定されるものではなく、例えば、加算タイマにより予め設定した上限値をカウントしたか否かによりチェックするように構成してもよい。

１…扇風機
２…ヘッド部
３…スタンド部
４…ボディ部
５…操作部
６…インジケータ（ランプ表示部）
７…ファン
８…ファンモータ
９…首振りモータ
１０…ＡＣアダプタ
１１…商用電源
２０…メイン基板
２１…第１の電源回路
２２…第１のマイコン（制御部）
２３…スイッチ回路
２４…ファンモータ駆動回路
２５…首振りモータ駆動回路
２６…端子
３０…サブ基板
３１…第２の電源回路
３２…第２のマイコン
３３…ＬＥＤ回路
３４…ブザー
３５…保護素子
３６…端子
４０…ケーブル
４１…電源線
４２…グランド線
４３…信号線
５１…電源スイッチ
５２…風量スイッチ
５３…首振りスイッチ
５４…切タイマスイッチ
６１…電源表示ランプ
６２…風量表示ランプ
６３…切タイマ表示ランプ

Claims

ファンを有するヘッド部と、ファンを回転駆動させるファンモータと、ヘッド部の向きを連続的に変化させる首振りモータと、ファンモータ及び首振りモータの動作を制御する制御部と、を備えた扇風機であって、
首振りモータの回転駆動に伴ってパルス信号を発生させるパルス信号発生手段を備え、
制御部は、
パルス信号の有無を検出するパルス信号検出手段と、
パルス信号検出手段により一定時間継続してパルス信号が検出されないことを検知し、首振りモータの動作を停止させる首振りモータ停止手段と、
首振りモータを停止させた後、ファンモータの動作を停止させるファンモータ停止手段と、
を有することを特徴とする扇風機。
首振りモータはＤＣブラシレスモータであることを特徴とする請求項１に記載の扇風機。
電源切りタイマと、
風量の状態、電源ＯＮ状態及び電源切りタイマの状態を示すランプ表示部と、を有し、
首振りモータ停止手段により首振りモータが停止させられると、ランプ表示部のいずれかまたは全部が点滅表示になることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の扇風機。