JP5747158B2 - Ventilation equipment - Google Patents
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Description
本発明は、羽根が着脱可能であり、ロールピンと羽根ボスの溝が係合し羽根回り止めとなる換気装置に関するものである。 The present invention relates to a ventilation device in which a blade is detachable and a groove of a roll pin and a blade boss engages to prevent the blade from rotating.
従来、この種の換気装置は、羽根ボスに溝を有し、ロールピンと契合することにより、羽根回り止めの役割となるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, this type of ventilator has a groove in a blade boss, and is known to function as a blade detent by engaging with a roll pin (see, for example, Patent Document 1).
以下、その送風機について説明する。 Hereinafter, the blower will be described.
羽根は、中央部にボス部を備え、その外周に複数枚のブレードを設け、ボス部の軸心部に、モーターのシャフト(シャフトのみ図示)が挿入される軸穴と、軸穴に直行する方向の溝で、シャフトに挿着されたロールピンが係合する係合溝とが形成されて、羽根を回り止め状態に構成し、また、シャフトをボス部の軸穴に挿入してから、ボス部の先端側にスピンナーを回転して固定する(固定機構については図示せず)ことによって、羽根を抜き止め状態に構成していた。 The blade has a boss portion at the center, and a plurality of blades are provided on the outer periphery thereof. A shaft hole into which the motor shaft (only the shaft is shown) is inserted in the shaft center portion of the boss portion, and the blade is perpendicular to the shaft hole. The direction groove is formed with an engagement groove that engages with a roll pin inserted into the shaft, and the blade is configured to prevent rotation, and the shaft is inserted into the shaft hole of the boss portion, and then the boss By rotating and fixing the spinner to the tip end side of the part (the fixing mechanism is not shown), the blades are configured to be kept from being pulled out.
このような従来の換気装置は、位置決めを利用してDCモーターを動作させた場合、ロールピンと羽根ボスの溝が衝突して音が発生するが、この対策としてロールピンと係合している溝とロールピンとの隙間を小さくし、衝突を防ぐことが考えられるが、簡単に着脱できる構造の羽根を用いるとモーターシャフトに羽根が装着しにくくなり、中途半端に取り付けてしまうという課題があり、ロールピンと羽根ボスの溝との衝突音を防ぐとともに羽根が装着しやすい送風機を提供することを目的とする。 In such a conventional ventilation device, when the DC motor is operated by using positioning, the groove of the roll pin and the blade boss collides with each other, and a sound is generated. It is conceivable to reduce the gap with the roll pin and prevent collision, but if you use a blade with a structure that can be easily attached and detached, there is a problem that it becomes difficult to attach the blade to the motor shaft, and it is attached halfway, An object of the present invention is to provide a blower that prevents collision noise with the groove of the blade boss and is easy to mount the blade.
本発明の換気装置は、上記目的を達成するために、起動時にロータの位置決めを行い起動するDCモーターと、前記DCモーターを制御する制御部と、前記DCモーターのモーターシャフトにその軸線に直角に挿着されたロールピンと、前記ロールピンに結合する溝とモーターシャフトに保持する羽根ロック部とを備えたボス部を中央に設けた羽根とを有し、前記溝は、前記ボス部のモーター側に位置する端面から前記シャフトの軸線に沿った方向に切り込んだ溝であって、この溝の側壁は、前記DCモーターの反回転方向に向けて前記溝の底部から開口部に向かって広がる勾配部と、前記底部から開口部に向かって前記シャフトの軸線方向にストレート部分を形成し、前記羽根ロック部は、前記モーターシャフトに圧接する保持部と押圧することにより前記保持部を移動させて保持力を解除させる押圧部を一対一体に形成し、前記羽根を着脱自在に設けた換気装置であって、前記制御部は、前記DCモーターの起動時に反回転方向に動作した時に、前記ロールピンが前記勾配上で滑らない、すなわち前記ロールピンに摩擦力よりも小さい力が掛かるように前記DCモーターに電圧を印加し位置決めをするものであり、これにより所期の目的を達成するものである。 In order to achieve the above object, the ventilator according to the present invention includes a DC motor that positions and activates the rotor at the time of activation, a control unit that controls the DC motor, and a motor shaft of the DC motor perpendicular to the axis thereof. And a blade having a boss portion provided in the center with a roller pin inserted and a groove coupled to the roll pin and a blade lock portion held by the motor shaft, and the groove is formed on the motor side of the boss portion. A groove cut from the end face located in a direction along the axis of the shaft, and a side wall of the groove has a slope portion extending from the bottom of the groove toward the opening in the counter-rotating direction of the DC motor; The straight portion is formed in the axial direction of the shaft from the bottom toward the opening, and the blade lock portion is pressed against the holding portion that is in pressure contact with the motor shaft. Accordingly, a pair of pressing portions for moving the holding portion to release the holding force are integrally formed, and the blades are detachably provided. The control portion rotates counterclockwise when the DC motor is activated. When the roll pin is moved in a direction, the DC motor is positioned by applying a voltage so that the roll pin does not slide on the slope, that is, a force smaller than a friction force is applied to the roll pin. It achieves its purpose.
本発明によれば、起動時にロータの位置決めを行い起動するDCモーターと、前記DCモーターを制御する制御部と、前記DCモーターのモーターシャフトにその軸線に直角に挿着されたロールピンと、前記ロールピンに結合する溝とモーターシャフトに保持する羽根ロック部とを備えたボス部を中央に設けた羽根とを有し、前記溝は、前記ボス部のモーター側に位置する端面から前記シャフトの軸線に沿った方向に切り込んだ溝であって、この溝の側壁は、前記DCモーターの反回転方向に向けて前記溝の底部から開口部に向かって広がる勾配部と、前記底部から開口部に向かって前記シャフトの軸線方向にストレート部分を形成し、前記羽根ロック部は、前記モーターシャフトに圧接する保持部と押圧することにより前記保持部を移動させて保持力を解除させる押圧部を一対一体に形成し、前記羽根を着脱自在に設けた換気装置であって、前記制御部は、前記DCモーターの起動時に反回転方向に動作した時に、前記ロールピンが前記勾配上で滑らない、すなわち前記ロールピンに摩擦力よりも小さい力が掛かるように前記DCモーターに電圧を印加し位置決めをするものであり、前記ロールピンと溝の衝突を極力小さくすることで、羽根ボスの溝とロールピンの衝突音を防ぐという効果を得ることができる。 According to the present invention, a DC motor that positions and starts the rotor at the time of startup, a control unit that controls the DC motor, a roll pin that is inserted into a motor shaft of the DC motor at a right angle to its axis, and the roll pin And a blade having a boss portion provided in the center with a blade lock portion held by the motor shaft, and the groove extends from an end surface located on the motor side of the boss portion to the axis of the shaft. A groove cut in a direction along the wall, and a side wall of the groove has a slope portion extending from the bottom of the groove toward the opening in the counter-rotating direction of the DC motor, and from the bottom to the opening. A straight portion is formed in the axial direction of the shaft, and the blade lock portion moves the holding portion by pressing against the holding portion that is pressed against the motor shaft. A ventilation device in which a pair of pressing portions for releasing the holding force are integrally formed and the blades are detachably provided, wherein the control unit moves in the anti-rotation direction when the DC motor is activated. Is not slipped on the slope, that is, the DC motor is positioned so that a force smaller than a frictional force is applied to the roll pin, and the collision between the roll pin and the groove is made as small as possible. The effect of preventing the collision noise between the blade boss groove and the roll pin can be obtained.
本発明の請求項1の発明は、起動時にロータの位置決めを行い起動するDCモーターと、前記DCモーターを制御する制御部と、前記DCモーターのモーターシャフトにその軸線に直角に挿着されたロールピンと、前記ロールピンに結合する溝とモーターシャフトに保持する羽根ロック部とを備えたボス部を中央に設けた羽根とを有し、前記溝は、前記ボス部のモーター側に位置する端面から前記シャフトの軸線に沿った方向に切り込んだ溝であって、この溝の側壁は、前記DCモーターの反回転方向に向けて前記溝の底部から開口部に向かって広がる勾配部と前記底部から開口部に向かって前記シャフトの軸線方向にストレート部分を形成し、前記羽根ロック部は、前記モーターシャフトに圧接する保持部と押圧することにより前記保持部を移動させて保持力を解除させる押圧部を一対一体に形成し、前記羽根を着脱自在に設けた換気装置であって、前記制御部は、前記DCモーターの起動時に反回転方向に動作した時に、前記ロールピンが前記勾配上で滑らない、すなわち前記ロールピンに摩擦力よりも小さい力が掛かるように前記DCモーターに電圧を印加し位置決めをすることを特徴とする。
The invention according to
これにより、DCモーター起動時に、制御部はロータの位置を特定するために、位置決めを行うが、ロールピンに摩擦力よりも小さい力が掛かるように電圧を印加することで羽根を反回転方向に回転させてもロールピンが勾配上を滑ることがなくなり、再び回転方向に羽根を回転させても羽根ボスの溝のストレート部分とロールピンが衝突することがなくなり、衝突音を防止するという効果を奏する。 As a result, when the DC motor is started, the control unit performs positioning in order to specify the position of the rotor, but the blade is rotated in the anti-rotation direction by applying a voltage so that a force smaller than the frictional force is applied to the roll pin. The roll pin does not slide on the gradient even if it is made, and even if the blade is rotated again in the rotation direction, the straight portion of the groove of the blade boss and the roll pin do not collide, and the effect of preventing the collision noise is produced.
本発明の請求項2の発明は、DCモーターの制御手段をセンサーレスにする構成を有する。これにより、SNの位置を検出しているホールIC等が削減できるため、お客様に安く商品を提案できるという効果を奏する。
The invention of
本発明の請求項3の発明は、本体構成を一定電流制御に用いる構成を有する。
The invention of
これにより、SNの位置を検出しているホールIC等が削減できるため、お客様に安く商品を提案でき、またDCモーター起動時に羽根ボスとロールピンの衝突音を防止するという効果を奏する。 As a result, the number of Hall ICs that detect the SN position can be reduced, so that products can be proposed to customers at low cost, and the effect of preventing the collision noise between the blade boss and the roll pin when the DC motor is activated is achieved.
本発明の請求項4の発明は、本体構成を電圧、電流制御に用いる構成を有する。これにより、SNの位置を検出しているホールIC等が削減できるため、お客様に安く商品を提案でき、またDCモーター起動時に羽根ボスとロールピンの衝突音を防止するという効果を奏する。
The invention of
本発明の請求項5の発明は、本体構成を回転数一定制御に用いる構成を有する。これにより、SNの位置を検出しているホールIC等が削減できるため、お客様に安く商品を提案でき、またDCモーター起動時に羽根ボスとロールピンの衝突音を防止するという効果を奏する。
The invention according to
本発明の請求項6の発明は、モーターシャフトにその曲線に直角に挿着された丸筒状のロールピンとロールピンの上にはモーターシャフトに挿入するオーリングを備え、前記ロールピンに羽根を装着した時に、ストレート部分に挟み込む構成を有する。 According to a sixth aspect of the present invention, a round cylindrical roll pin inserted into the motor shaft at a right angle to the curve thereof and an O-ring inserted into the motor shaft are provided on the roll pin, and a blade is attached to the roll pin. Sometimes it has a configuration of being sandwiched between straight portions.
これにより、DCモーター起動時に羽根ボスとロールピンの衝突音を防止するという効果を奏する。 This produces an effect of preventing the collision noise between the blade boss and the roll pin when the DC motor is activated.
本発明の請求項7の発明は、ロールピンの形状を丸筒状にするという構成を有する。
The invention of
これにより、羽根が装着しやすいという効果を奏する。 Thereby, there exists an effect that a blade | wing is easy to mount | wear.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1に示す天井埋込形換気扇は部屋の天井裏に埋め込んで取り付けられ、下面に天井板の開口部に対応する吸込口1を有し、側面に吐出口2を有するフレーム3と、フレーム3内部に設けられ、フレーム3の天面に固定されたDCモーター4と駆動される羽根5および羽根5を包囲するケーシング(図示せず)とフレーム3の下面開口部を部屋側から覆って着脱自在に装着される化粧パネル6と、フレーム3の天面に装着され、DCモーター4を駆動制御する制御回路7を収納した回路ケース8から構成されている。
(Embodiment 1)
A ceiling-embedded ventilation fan shown in FIG. 1 is embedded in a ceiling of a room and has a
さらに図2、3に示すようにDCモーター4のモーターシャフト9にその長手方向に対しに直角に挿着された丸筒状のロールピン10と、ロールピン10に結合する溝12とモーターシャフト9に保持する羽根ロック部9aとを備えたボス部11を中央に設けた羽根5備え、溝12は、ボス部11のDCモーター4側に位置する端面からモーターシャフト9の軸線に沿った方向に切り込んだ溝12であって、この溝12の側壁12aは、DCモーター4の反回転方向に向けて前記溝12の底部17から開口部17aに向かって広がる勾配部17bと、底部17から開口部17aに向かってモーターシャフト9の軸線方向にストレート部分18を形成し、羽根ロック部9aは、モーターシャフト9に圧接する保持部13と押圧することにより、保持部13を移動させて保持力を解除させる押圧部14を一対一体に形成し、保持部13でモーターシャフト9を保持し、押圧部14を人が挟む操作により、保持部13の保持力を解除して羽根5とモーターシャフト9が安易に着脱可能とする着脱装置15を設けた羽根構造となっている。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, a round
また、DCモーター4を駆動する制御回路7は、商用電源入り/切り、ファンノッチ可変スイッチ16(一体にして構成したスイッチ)は室内の壁に配置され天井埋込形換気扇と接続されている。
The
制御回路7の構成(図示せず)は、スイッチング電源回路(例えばAC−DCコンバーター)とDCモーター4を制御するためのドライバーICとファンのノッチ(例えば、弱・強)を可変するための電流検出手段(例えば抵抗)を備え、電流検出手段で規定された電流を維持するために、常に電流が一定になるように電流値の値をスイッチング電源にフィードバックしてDCモーター4を定電流で動作する構成としている。
The configuration of the control circuit 7 (not shown) includes a switching power supply circuit (for example, an AC-DC converter), a driver IC for controlling the
DCモーター4は、モーター内部にホール素子を持たないため、センサーレス方式を採用するため、位置検出ができないため、ロータの位置決めができるまで、すなわちステータに対するロータの位置が確定するまで、あらかじめ定めた特定の相にある一定時間間隔でパルス状の直流電圧を通電する。そのため、モーターシャフト9が一定時間間隔で左右に回動することとなる。位置決めが完了すると、強制強制転流の通電信号を出力し、通電による回転磁界ロータを追従させるようにしてDCモーター4を回転させる。DCモーター4が回転すると、各相(U相、V相、W相)の巻線に誘起電圧が発生し、誘起電圧を含む各相端子電圧の正負を示す信号が位置信号入力されると、自動的に強制転流の通電信号から位置信号入力(誘起電圧)に基づいた通電信号に切り替えられ、センサーレス駆動にてDCモーター4は駆動される。
Since the
上記構成において、以下図4に示すフローチャートを用いて説明する。 The above configuration will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.
例えば、換気装置使用者が天井埋込形換気扇を運転するために、商用電源入り/切り、ファンノッチ可変スイッチ16(例えば強ノッチ)が設定され電源が投入されると制御回路7に電源が印加される。例えば、制御回路7に電源が印加されると、通電初期5秒間に200mS間隔で特定の巻線にパルス状の直流電圧を引加する。
For example, when a ventilator user operates an embedded ceiling fan, the power is applied to the
パルス状の直流電圧が印加されると、ロータはステータの所定の位置に引き寄せられ、勢い余って行き過ぎ、また次のパルス状の直流電圧の印加によって反対方向へ戻され、所定の位置を中心に左右に回動を繰り返すこととなる。 When a pulsed DC voltage is applied, the rotor is attracted to a predetermined position of the stator, excessively overshooting, and returned to the opposite direction by the application of the next pulsed DC voltage, centering on the predetermined position. The rotation will be repeated left and right.
本実施の形態のような羽根ロック部9a、すなわち、モーターシャフト9に圧接する保持部13と押圧することにより、保持部13を移動させて保持力を解除させる押圧部14を一対一体に形成し、保持部13でモーターシャフト9を保持し、押圧部14を人が挟む操作により、保持部13の保持力を解除して羽根5とモーターシャフト9が容易に着脱可能とする着脱装置15を設けた羽根構造を設けた換気装置では、羽根5を容易に着脱できるようにしているために、ロールピン10と溝12は、嵌合がゆるくなるように形成している。
A pair of
そのため、前述のようにロータが左右に回動することで、ロールピン10が溝12の中で滑ることとなる。そして、ロールピン10は、ストレート部18と勾配部17bに交互に衝突を繰り返す恐れがある。
Therefore, the
しかし、本実施の形態のようにすることで衝突を和らげることができる。 However, the collision can be eased by using the present embodiment.
すなわち、DCモーター4が起動を開始するために、ロータの位置決めを行う通電初期の時間(直流励磁時間)は、換気装置の風量設定に関係なく、ロールピン10が勾配部17b上で滑らない、すなわちロールピン10に摩擦力よりも小さい力が掛かるようにDCモーター4にパルス状の電圧を印加して位置決めをする。
That is, in order to start the
例えば、風量設定が強ノッチに設定されていても、弱ノッチで運転するときの引加電圧に相当するパルス状の直流電圧を選定し、DCモーター4に電圧を印加させて位置決めを行い、その後、風量設定に合わせた強制転流の通電信号を出力し、DCモーター4を回転させる。なお、パルス状の直流電圧は、パルス幅を調整することで、巻線に印加される直流電圧の実効値が定まり、この実効値によって、ロータの回転力が調整され、ロールピン10の回転を溝12に対する摩擦力より小さくすることができる。
For example, even if the airflow setting is set to a strong notch, a pulsed DC voltage corresponding to the applied voltage when operating with a weak notch is selected, positioning is performed by applying a voltage to the
DCモーター4が回転すると、各相(U相、V相、W相)の巻線に誘起電圧が発生し、誘起電圧を含む各相端子電圧の正負を示す信号が位置信号入力されると、自動的に強制転流の通電信号から位置信号入力(誘起電圧)に基づいた通電信号に切り替えられ、DCモーター4は駆動し、5秒間経過の後、電流検出手段で検出した電流(すなわち強ノッチ)で運転することとなる。
When the
以上のように構成した換気装置は、電源投入時必ず弱ノッチから開始するため、ロータの位置決めを行う場合、DCモーター4に流れる電流は、最も低い電流で起動するため、
ロールピン10と溝12との間で起こる衝突音を抑えることができる。
Since the ventilator configured as described above always starts from a weak notch when the power is turned on, when positioning the rotor, the current flowing through the
A collision sound that occurs between the
また、起動時強制弱ノッチ時間を5秒としたが、強制弱ノッチ時間の時間を可変した場合においても効果は同じである。 The forced weak notch time at startup is 5 seconds, but the effect is the same when the time of the forced weak notch time is varied.
また、今回DCモーター4が起動を開始するために、ロータの位置決めを行う直流励磁時間の間は、換気装置の風量の設定に関係なく弱ノッチを選定するとしたが、弱ノッチを選定した場合においても、ロータ位置を位置決めする時に反回転方向に動作した場合、勾配部17b上を動作してしまう場合は、更に摩擦力よりも低い回転力となるように電圧を印加して位置決めを行うことで同様の効果が得られる。
In addition, in order to start the
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2について図5を参照しながら説明する。なお、実施の形態1と同一のものは同一番号を付し、その詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same thing as
ロールピン10の上にゴム製のOリング(図示せず)を配置し羽根4をモーターシャフト9にはめる時には、溝12にはさみ込むことによりロールピン10と溝12の隙間がなくなり衝突音が発生しなくなる。
When a rubber O-ring (not shown) is placed on the
さらに、図6に示すように、モーターシャフト9に保持部13が係合する凹溝20を設け、モーターシャフト9の曲面と凹溝20と接辺にC面21を備え、C面21のモーターシャフト9の長手方向の寸法が羽根5の溝12に備えたストレート部18と同じであるという構成にしたことにより、モーターシャフト9が挿入されるとき時、保持部13がC面21を滑る勢いで、ロールピン10がストレート部18の位置に挿着される。
Further, as shown in FIG. 6, the
以上の作用によって、ロールピン10と羽根ボスの溝12との衝突音を防ぐとともに羽根5が取り付けやすく、中途半端に取り付かない送風機を提供することができる。
With the above operation, it is possible to provide a blower that prevents collision noise between the
(実施の形態3)
実施の形態2について、図7を参照しながら説明する。なお、実施の形態1と同様の構成要素についてはその説明を省略する。
(Embodiment 3)
The second embodiment will be described with reference to FIG. Note that description of the same components as those in the first embodiment is omitted.
制御回路7の構成(図示せず)は、スイッチング電源回路(例えばAC−DCコンバーター)とDCモーター4を制御するためのドライバーICで構成されており、DCモーター4の変化を捉えながら制御する。
The configuration (not shown) of the
上記構成において、以下図5に示すフローチャートを用いて説明する。 The above configuration will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.
スイッチング電源回路は、電流検出手段を備えており、検出した電流を元に負荷の変化状態を読み込み、負荷に与える電圧を可変して電流と電圧を常に変化させながらDCモーター4を制御して、ダクト抵抗が外風等の影響で変化した場合においても、一定に換気風量を保つことができる制御回路7において、換気装置使用者が風量を強に設定し、天井埋込型換気扇に電源を入れると、DCモーター4はダクト抵抗と風量が均衡する位置で安定しようとするが、起動時だけは、スイッチング電源回路で規定されている最低電圧(例えば5V)を5秒間出力して、定電圧起動に切換え、ロータの位置決めを行う直流励磁時間)の間は、換気装置使用者の意思に関係なく最低電圧を選定し、DCモーター4を動作させ位置決めが完了し、強制転流の通電信号を出力し、DCモーター4を回転させる。DCモーター4が回転すると、各相(U相、V相、W相)の巻線に誘起電圧が発生し、誘起電圧を含む各相端子電圧の正負を示す信号が位置信号入力されると、自動的に強制転流の通電信号から位置信号入力(誘起電圧)に基づいた通電信号に切り替えられ、DCモーター4は駆動し、5秒間経過の後、定電圧駆動回路から電圧、電流駆動回路に切換えて制御するため、ロータの位置決めを行う場合、DCモーター4に流れる電流は、最も低い電圧で起動するため、ロールピン10と溝12との間で起こる衝突音を抑えることができる。
The switching power supply circuit includes current detection means, reads the load change state based on the detected current, controls the
また、制御回路7の制御方式を回転数で制御し、通電初期は必ず最低回転数で制御した場合においても効果は同じである。
The effect is the same even when the control method of the
また、一定に換気風量を保つ方式として、電流−回転数制御、電圧−回転数制御等があるが通電初期のみ制御回路で出力できる最低ノッチを用いてDCモーター4を動作させても効果は同じものである。
Moreover, there are current-rotational speed control, voltage-rotational speed control, etc. as a method for keeping the ventilation air flow constant, but the effect is the same even if the
本発明にかかる換気装置は、モーターのシャフトにロールピンを設け、羽根のボス部にロールピンに係合する溝を設けて、羽根の回り止めとした羽根取り付け装置を備えた換気装置に広く適用できる。 The ventilating apparatus according to the present invention can be widely applied to a ventilating apparatus provided with a blade mounting device in which a roll pin is provided on a shaft of a motor and a groove engaging with the roll pin is provided on a boss portion of the blade to prevent the blade from rotating.
4 DCモーター
5 羽根
7 制御回路
8 回路ケース
9 モーターシャフト
9a 羽根ロック部
10 ロールピン
11 ボス部
12 溝
12a 側壁
13 保持部
14 押圧部
15 着脱装置
16 商用電源入り/切り、ファンノッチ可変スイッチ
17 底部
17a 開口部
17b 勾配部
18 ストレート部分
20 凹溝
21 C面
4
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Priority Applications (1)
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