JPH0257238B2

JPH0257238B2 -

Info

Publication number: JPH0257238B2
Application number: JP15728082A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Matsubara
Original assignee: Sankyo Seiki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nidec Instruments Corp
Priority date: 1982-09-09
Filing date: 1982-09-09
Publication date: 1990-12-04
Also published as: JPS5946396A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は送風機に関するものであり、特にその
風向又は風量の変更装置に関するものである。

例えば、送風機の一種である扇風機の多くには
風向変更装置としての首振り装置が設けられてい
る。かかる扇風機の首振装置によれば、首振り角
度が小さくてよい場合であつても常に一定角度ま
で首を振る結果余分な角度まで送風することにな
つて無駄が多く、また、一定の場所に対する送風
があまりにも断続的になりすぎ、かといつて首振
りを停止させると風量が強すぎる場合もあつて、
はなはだ使い勝手が悪かつた。そこで、首振角度
を変更できるようにしたものもあるが、従来の首
振角度変更手段は機構的に首振角度を制御するも
のであつて、精度や信頼性の面で問題点が多く、
また、タツチスイツチ等を用いて電子的に制御す
ることができないという問題点もあつた。

本発明の目的は、風向又は風量を自由に設定可
能であり、精度及び信頼性に優れ、また、制御手
段の電子化に対応できる送風機を提供することに
ある。

以下、扇風機の首振装置について開示した図示
の実施例を参照しながら本発明を説明する。

第１図において、扇風機頭部１は送風発生手段
たるフアンモータを内蔵していて、扇風機頭部１
から突出したフアンモータ軸２には送風フアンが
嵌合固着されるようになつている。扇風機頭部１
は不動の支柱軸３に対して第１図において紙面と
平行な面内で回動可能に支持されている。扇風機
頭部１内にはまた首振モータ４が取り付けられ、
モータ４の減速出力軸４ａにはクランク５が嵌合
固着されている。モータ４は両方向回転可能にな
つていて、モータ４の両方向回転によりクランク
５はモータ出力軸４ａを中心に第１図において紙
面と平行な面内で往復回動するようになつてい
る。上記支柱軸３にはクランク６が嵌合固着され
ていて、このクランク６にはロツド７の一端が枢
着され、ロツド７の他端はクランク５に枢着され
ている。従つて、モータ４を起動してクランク５
を時計方向又は反時計方向に回動させると、ロツ
ド７を突張る向き又は引張る向きの力が作用し、
その結果モータ出力軸４ａを支柱軸３を中心とし
て反時計方向又は時計方向に回動させる力が生
じ、扇風機頭部１が支柱軸３を中心に首振り動作
をし、風向きが変えられることになる。上記クラ
ンク、ロツドである部分は特許請求の範囲にいう
送風変更手段に相当する。

第１図乃至第３図に示されているように、首振
モータ４の出力軸４ａには円板状の基準点検出板
８が嵌合固定されていて、前記クランク５の回動
に連動して基準点検出板８が回動するようになつ
ている。基準点検出板８は回転中心を通る線を境
にして半面がＮ極、他の半面がＳ極に着磁されて
いる。この基準点検出板８に対向してホール素子
でなる基準点センサ９が設けられており、このセ
ンサ９により首振の中心を検出するようになつて
いる。センサ９は位置検出手段をなし、センサ９
と基準点検出板８とによつて基準位置手段をなし
ている。

首振モータ４は第４図乃至第６図に示されてい
るような単相コイルの同期モータになつている。
第４図乃至第６図において、モータ４の固定子
は、外周形状が円筒状でヨークを兼ねた第１のケ
ース１１と、このケースに被せるようにして固定
された第２のケース１２と、ケース１１，１２に
よつて形成された円環状空間に嵌められた単相コ
イル１３とからなり、ケース１１，１２の内周縁
部は所定間隔ごとに切除され、残りの部分が上方
及び下方に折り曲げられて固定子極１１ａ，１２
ａが形成され、これら固定子極は交互に所定の間
隙を存してかみ合うように配置されて固定子の内
周に円筒状の空間１４を形成している。空間１４
内には、回転周方向にＮ極とＳ極を交互に着磁し
てなる円柱状の回転子１５が配設され、回転子１
５は、その回転軸１６が図示されない軸受により
回転可能に支持されている。回転子１５の上方に
は、ホール素子などでなる回転子極センサ１８が
設けられている。単相コイル１３には交流電源が
供給されるが、第６図に示されているように、コ
イル１３に正の半サイクルの電流ｉ＋が供給され
ているときは、上部の固定子極１２ａがＮ極に、
下部の固定子極１１ａがＳ極に磁化され、また、
負の半サイクルの電流ｉ−が供給されているとき
はその逆に磁化されるようになつている。

このように構成された首振モータ４の回転方向
制御は、始動時の回転子１５の位置、即ち、回転
子極センサ１８の出力に応じて交流電源の正の半
サイクルからコイル１３に供給するか又は負の半
サイクルからコイル１３に供給するかによつて行
なわれる。まず、モータ４を反時計方向CCWに
回転駆動しようとする場合について考える。い
ま、第７図に示されているように、回転磁極セン
サ１８が回転子１５のＳ極に対向している場合
は、センサ１８の出力に基づきコイル１３に交流
の正の半サイクルから供給する。これより固定子
極１１ａはＳ極、他方の固定子極１２ａはＮ極に
磁化されるから、回転子１５には第７図において
左がわに向うトルクが作用し、回転子１５は反時
計方向CCWに回転する。回転子１５が正の半サ
イクルにより所定角度（図示の例では45゜）回転
すると、第８図に示されているようにセンサ１８
は回転子１５のＮ極を検知し、この検知信号に基
づきコイル１３には交流の負の半サイクルが供給
されて固定子極１１ａはＮ極、他方の固定子極１
２ａはＳ極に磁化され、引き続き回転子１５には
図において左方に向うトルクが作用し、回転子１
５は反時計方向CCWに回転する。以後同様の動
作を繰り返し、回転子１５はコイル１３に供給さ
れる交流電源に同期して回転する。次に、モータ
４を時計方向CWに回転駆動しようとする場合
は、第９図及び第１０図に示されているように、
コイル１３に供給する交流の正の半サイクルと負
の半サイクルのタイミングを反時計方向CCWの
回転駆動の場合と逆にすればよいことになる。モ
ータ４は特許請求の範囲にいう両回転モータに相
当する。

次に、本発明に用いられる制御回路の例を説明
する。

第１１図において、前記基準点検出板８に対向
して設けられた基準点センサ９の出力信号は駆動
回路２１を介してMPU２２に入力されるように
なつている。スイツチSW₁，SW₂，SW₃は首振角
度を設定するスイツチであつて、特許請求の範囲
にいう範囲設定手段に相当し、これらのスイツチ
の一つを選択操作することによりそのスイツチに
応じたレベルの電気信号がMPU２２に入力され
るようになつている。交流電源ACは分圧されて
トランジスタTr₁のベースに入力され、トランジ
スタTr₁は、交流電源の正の半サイクルのとき
「Ｌ」の信号を、負の半サイクルのとき「Ｈ」の
信号をMPU２２に入力するようになつている。
首振モータ４の回転子１５の極センサ１８の出力
信号は駆動回路２３を介してMPU２２に入力さ
れるようになつている。MPU２２は上記各入力
信号に基づいて信号を処理し、信号処理に基づく
出力信号をトランジスタTr₂のベースに加えるよ
うになつている。トランジスタTr₂は、オンに転
換したときトライアツク２４をターンオンさせ、
交流電源ACを首振モータ４の単相コイル１３に
供給するようになつている。

MSU２２は、第１２図に示されているような
フローチヤートに従つて動作するようにプログラ
ムが組まれている。まず、スイツチSW₁，SW₂，
SW₃のうちの一つをオンにして首振角度を選定し
たとすると、基準点センサ９がＮ極を検知してい
るかＳ極を検知しているかを判断し、第３図ａに
示されているようにＳ極を検知しているときは首
振モータ４を時計方向CWに回転駆動する。この
CW方向の回転駆動は、トランジスタTr₁のオ
ン・オフによる交流電源ACの正又は負の半サイ
クルの検知信号と、回転子磁極センサ１８からの
信号との関係から、トライアツク２４をターンオ
ンさせるタイミングを制御することによつて行な
われる。モータ４のCW方向の回転により、第３
図ｂに示されているようにセンサ９の検知動作が
検出板８におけるＳ極からＮ極に切り替わる。こ
の切り替わる点が首振の基準点であり、この切り
替つた時点においてMPU２２内に組み込まれて
いるカウンタをリセツトすると共に、再び首振モ
ータ４の回転数に応じたパルス信号をカウントす
る。このパルス信号は、回転子磁極センサ１８か
らの信号、即ち、回転子１５の磁極がＮ、Ｓ間で
転換するたびに出力される信号から取り出すこと
ができる。即ち、センサ１８はモータ回転検出手
段を兼ねている。次に前記スイツチSW₁，SW₂，
SW₃のうちの何れかがオンか否かを判別し、その
うちの一つがオンであるときはそのスイツチに対
応した設定値にカウント値が達したか否かを判断
し、カウント値が所定の設定値に達すると首振モ
ータ４を停止させる。この状態では選択操作され
たスイツチに対応した角度だけ基準位置から首を
振つた状態にある。この首振状態は一定時間維持
され、この一定時間が経過すると、今度は首振モ
ータ４が反時計方向CCWに回転駆動され、逆向
きに首振りが行なわれる。この過程でセンサ９に
対し検出板８の磁極がＮからＳに転換したか否か
を判別し、Ｓ極に転換したときカウントをリセツ
トし、さらに、再び首振モータ４の回転数に応じ
たパルス信号をカウントする。このカウント値が
スイツチによつて選択された所定値に達すると首
振モータ４を停止させ、所定の停止時間が経過す
ると再び首振モータ４が時計方向CWに回転駆動
され、以下同様の動作が繰り返されて首振り動作
が行なわれる。また、このような首振動作の途中
でスイツチSW₁，SW₂，SW₃の何れもがオフにさ
れると、その場で首振動作が停止する。さらに、
スイツチSW₁，SW₂，SW₃のうちの一つを選択操
作してオンにした時点で基準点センサ９が基準的
検出板８のＮ極を検出している場合は、１２図の
右半部にあるように、まず首振モータ４に反時計
方向の回転駆動が行なわれ、基準点を過ぎるとカ
ウントリセツトのあと再びカウントされ、カウン
ト値が所定の設定値に達すると首振モータ４が時
計方向CWに回転駆動されるというように、前に
述べた動作と同様の動作が行なわれることにな
る。

首振モータ４から回転数に応じて発せられるパ
ルスはモータの１回転につき１個でもよいが、図
示の例では１回転につき複数個のパルスが発せら
れるようになつており、よつて、首振角度の設定
範囲をモータの回転数でいえば、例えば60.5回と
か98.5回というような半端な値になることもあり
うる。

以上述べた首振モータ４の回転方向動作は、回
転子磁極センサ１８の位置によつて異なる。例え
ば、センサ１８を第６図でＧの位置から電気角で
180゜ずらした位置Ｈの位置に変えた場合は、モー
タ４の回転方向は逆になる。

この首振モータ４の回転方向制御は、第１３図
に示されているような手順で行なわれる。第１３
図ａは反時計方向CCWに回転駆動する場合であ
つて、センサ１８が回転子磁極のＮ極を検知して
いるか否かを判断し、Ｎ極である場合は、交流電
源ACが負の半サイクルに転換した時点でモータ
４に給電し、回転子磁極のＳ極を検知していると
きは交流電源ACが正の半サイクルに転換した時
点でモータ４に給電するようになつている。第１
３図ｂは時計方向CWに回転駆動する場合であつ
て、交流電源ACが正の半サイクルに転換した時
点で給電するか又は負の半サイクルに転換した時
点で給電するかの判断が反時計方向CCWに回転
駆動する場合の逆になつている。

次に、本発明の各種変更例を挙げておく。

図示の実施例では首振モータが単コイル同期モ
ータであつたが、首振モータは回転の向きを制御
できるものであれば何でもよい。

センサは、図示の実施例ではホール素子になつ
ていたが、要はロータの極性を検出できるセン
サ、また、基準点を検出できるセンサであればよ
く、例えば光検知素子を利用してもよい。

図示の例では、扇風機の首振装置として説明し
たが、ルーバ回転型の送風機におけるルーバの回
転制御による風向の変更、あるいはエヤコン等の
タンパの制御による風量の制御にも用いることが
できる。

首振角度の設定は、スイツチによる段階的な制
御によることなく、例えば可変抵抗を用いて連続
的に設定するようにしてもよいし、また、デジタ
ルスイツチを用いてもよく、その場合、首振角を
左右等角でなく、不等角にするようにしてもよ
い。

本発明は扇風機、エアコン等の送風機における
風向の変更装置、風量変更装置として利用するこ
とができる。

基準位置センサを可変とすることにより基準位
置を可変とし、もつて、首振の中心などを変更で
きるようにしてもよい。

首振停止位置を次回の首振の中心位置にするよ
うにしてもよい。具体的には、一つのスリツトを
設けた基準点検出板の上側に発光素子、下側に受
光素子を配置し、スタート釦を押したときすべて
の発光素子を発光させ、そのとき受光した素子の
位置を基準位置とし、その後はその受光素子に対
応する発光素子のみを発光させており、これによ
つて基準点を検出するようにするのである。これ
よりもさらに一歩進んで、現在位置が常に検出で
きるようにすれば、首振範囲をモータの回転回数
に対応させる必要はなく、基準点検出板の移動角
度等を首振範囲とすることができる。この現在位
置検出には、上記のような光の利用のほか、磁気
抵抗素子と磁石を使う方法など各種ある。

以上の説明で明らかな通り、本発明によれば、
風向又は風量を自由に設定することが可能であ
り、また、このような送風変更手段の制御を純電
気的に行なうようにしたから、制御の精度が高
く、耐久性に優れ、信頼性の高い送風機を提供す
ることができ、また、タツチスイツチによる送風
の変更など、電子比に対応した送風機を提供する
ことができる。さらに、扇風機の場合、首振モー
タとして左右方向首振用と上下方向首振用とを用
いることにより、両方向の首振を組み合わせて行
なわせることもできる。これにより円を描くパタ
ーン、長円を描くパターン、８の字を描くパター
ンその他各種の複雑なパターンを描くように首振
を行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を利用した扇風機の首振機構の
例を示す平面図、第２図は同上首振機構に用いら
れている首振モータ部の側面図、第３図は同上首
振モータ部の基準位置手段を示す平面図、第４図
は首振モータの例を示す断面図、第５図は同上平
面図、第６図は上記モータのコイルに供給される
電流と固定子極の磁化作用との関係を示す展開
図、第７図乃至第１０図は上記モータの動作を説
明するために回転子とセンサと固定子極の関係を
簡略化して示す展開図、第１１図は本発明に用い
られる制御回路の例を示す線図、第１２図は上記
制御回路の制御動作を示すフローチヤート、第１
３図は同じく首振モータの回転方向制御動作を示
すフローチヤートである。４……首振モータ、８……基準点検出板、９…
…基準点センサ、１１ａ，１２ａ……固定子極、
１３……コイル、１５……回転子、１８……回転
子極センサ、２２……MPU、２４……トライア
ツク、SW₁，SW₂，SW₃……首振角度設定スイツ
チ。

Claims

【特許請求の範囲】１送風発生手段と、この送風発生手段により発
生する風流の方向又は量を変更する送風変更手段
と、この送風変更手段を駆動する両回転モータ
と、上記送風変更手段の動作の基準位置を設定す
る基準位置手段と、上記送風変更手段の動作を検
知する位置検知手段と、上記モータの回転回数を
検出するモータ回転検出手段と、上記送風変更手
段の動作が上記基準位置にあるときを基準として
上記モータの回転回数に対応した上記送風変更手
段の駆動範囲を設定する範囲設定手段と、上記位
置検出手段からの信号を受け上記モータの回転を
制御する制御回路とを備え、上記位置検知手段
は、上記送風変更手段の動作が上記基準位置に来
たとき検知信号を発生し、制御回路は、この検知
信号発生時から上記モータの回転回数が上記範囲
設定手段により設定された値に対応する回転回数
となつたとき上記モータを停止させ、所定時間後
逆転せしめる制御を行なうことを特徴とする送風
機。２位置検知手段は、送風変更手段の動作停止位
置が基準位置より進んでいるか否かの検知信号を
発生し、制御回路はこの検知信号により両回転モ
ータの起動回転方向を制御せしめるようにした特
許請求の範囲第１項記載の送風機。