JPH051994Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の技術分野 本考案は、複数の信号を入力条件として、モー
タにより制御対象の位置を制御するモーターアク
チユエータに関する。

従来技術 例えば分割状態の冷凍室と冷蔵室とを備えた冷
蔵庫では、冷却器の冷気が冷凍室または冷蔵室の
内部に応じ送り込まれるようになつている。そし
てこの冷気の供給制御は、冷却器から冷凍室また
は冷蔵室に至る通路に設けられたダンパーの開閉
によつて行われ、その開閉の駆動源としてモータ
ーアクチユエータが用いられている。このモータ
ーアクチユエータは、冷蔵室の温度の信号を入力
条件としてオン・オフ動作をするほか、制御対象
のダンパーの開閉状態の信号をも入力条件として
いる。

そして、上記駆動源は、ACモータ等の小型モ
ータであり、ある種のACモータは、逆転防止機
構を備えている。このACモータでは、起動時に
１／２の確率で逆転することがあつても、上記逆転
防止機構の作用によつて、瞬時に正転方向に補正
される。そしてこのACモータの回転は、カムに
伝達されるが、このカムは、これに対応するスイ
ツチによつて、ACモータの起動後、所定の動作
後に、ACモータを停止させるための信号を発生
する。したがつて、カムの停止位置は、常に、そ
の輪廓曲線の高部と底部との変化部分の近くとな
つている。

このような構造のため、カムが回転によつてス
イツチを押し、その切り替わりによりACモータ
を停止させた後、このACモータを再起動すると
き、ACモータが一瞬に逆転し、それによつてス
イツチのオン・オフ状態が逆の方向に変化する場
合がある。このようにスイツチの切り替わりによ
つてACモータをオン・オフさせたり、またACモ
ータで駆動されるダンパーなどの部材の位置を検
出する場合においては、上記瞬時的な逆転が誤動
作の原因となる。

考案の目的 したがつて、本考案の目的は、逆転防止機構付
きのACモータなどのように、逆転する可能性の
あるモータの起動時、すなわち逆転動作中の誤動
作を未然に防止し、この種のモーターアクチユエ
ータについて安定な動作特性を得ることである。

考案の概要 そこで本考案は、少なくともカムおよびスイツ
チなどのスイツチ手段からの停止信号をある一定
の時間以上無視することによつて、モータの停止
時の誤動作を確実に防止するようにしている。こ
の停止信号の無視は、モータ駆動用の外部信号を
遅延回路などで遅れさせ、この遅れ信号を論理要
素の一方の条件とし、他方の条件としての停止信
号の通過を遅らせることによつて実現できる。し
たがつてモータの再起動時に、モータが一時的に
逆転しても、その逆転修正時間中に、スイツチが
不必要なオン・オフ動作を繰り返えしても、本来
の制御動作は、不安定な状態にならない。これに
よつて制御手段の誤動作が未然に防止できること
になる。

考案の構成 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。

この実施例は、一例として冷凍冷蔵庫のモータ
ーアクチユエータ１を示している。

まず、第１図および第２図は、モーターアクチ
ユエータ１の機械的な構造部分を示している。制
御対象の被駆動部材すなわちダンパー２は、減速
機付きの例えばACモータ３によつて駆動される
関係にある。すなわち上記ダンパー２は、板状で
あり、下端の支軸４によつてフレーム５に対し回
動自在に支持されており、その吹出口６の開閉を
行う。

そして、上記ACモータ３は、起動時に逆転し
ても、瞬時に正転方向の回転に戻る機構を内蔵し
ており、フレーム５の側面に固定され、その出力
軸３ａで回転体としてのカム７およびその偏心ピ
ン８を回転させる。ちなみに、このようないわゆ
る逆転防止機構は、例えば実開昭56−106046号や
実願昭57−105170号などによつて、既に公知であ
る。

上記のカム７は、第４図に示すように、中心角
180度を境として外周のカム面で、輪廓曲線によ
り、高部７Ｈと低部７Ｌとを形成しており、その
輪郭曲線によつてスイツチ９の応動部分と対応し
ており、高部Ｈと低部Ｌとの境界部分を切り換え
点としてスイツチ９のオン・オフ状態を制御す
る。これらのカム７およびスイツチ９は、スイツ
チ手段を構成しており、ダンパー２が閉のとき
に、スイツチ９はオンで、ダンパー２が開のとき
に、スイツチ９はオフとなる。また上記偏心ピン
８は、ダンパー２の側面に形成された直線状の溝
１０の内部にあつて、その公転運動をダンパー２
に揺動運動すなわち開閉運動に変換して伝達す
る。

次に第３図は、冷蔵庫内の温度を検知し、その
温度条件に応じてモータ駆動用の外部信号Ａを発
生するための温度検知回路１１、およびACモー
タ３の制御手段、つまり制御回路１２を示してい
る。

温度検知回路１１のサーミスタ１４および可変
抵抗器１７は他の抵抗器１５，１６，１８，１９
とともに、電源端子１３とアース３５との間でブ
リツジ回路を形成している。また、コンパレータ
２０は、他の抵抗器２１，２２，２３とともに、
図示のように接続されている。そして、コンパレ
ータ２０の出力側は、外部信号Ａの出力端子２６
となつている。

次に出力端子２６は、制御回路１１のエクスク
リユーシイブオア回路２８の一方の入力端、ノツ
ロ回路２９を経て、ナンド回路３０の一方の入力
端、また直接ナンド回路３１の一方の入力端にそ
れぞれ接続されている。

一方、スイツチ手段の電源端子１３は、直列接
続のスイツチ９、抵抗器３３を経てアース３５に
接続されており、また、前記スイツチ９の抵抗器
３３側の一端は、コンデンサ３６、抵抗器３７を
経て、同様にアース３５に、またコンデンサ３
４、抵抗器３２により電源端子１３に、それぞれ
接続されている。このスイツチ９は、オン・オフ
動作により、停止信号Ｂを発生する。

そして上記コンデンサ３４，３６の抵抗器３
２，３７側の端子は、それぞれノツト回路３８を
経てナンド回路３０の他方の入力端に、また２つ
のノツト回路２７，３９を経てナンド回路３１の
他方の入力端にそれぞれ接続されている。また、
コンデンサ３４，３６の他端は、エクスクリユー
シイブオア回路２８の他の入力端に接続されてい
る。

これらのナンド回路３０，３１の出力端は、そ
れぞれ２入力のナンド回路４０の入力端に接続さ
れており、またこのナンド回路４０の出力端は、
アンド回路２４、ノツト回路２５を経て、記憶手
段としてのＲ−Ｓ型のフリツプフロツプ４１のリ
セツト入力端に接続されている。

一方、前記エクスクリユーシイブオア回路２８
の出力端は、微分用のコンデンサ４２を経て分岐
し、抵抗器４３によりアース３５に、またノツト
回路４４を経て、上記フリツプフロツプ４１のセ
ツト入力端にそれぞれ接続されている。そして、
このフリツプフロツプ４１の出力端は、ノツト回
路４５，４８を経てスイツチング用のトランジス
タ５０のベースに接続されている。

また、上記ノツト回路４５の出力端は、遅延回
路４９およびノツト回路５３を経て、前記アンド
回路２４の一方の入力端に接続されている。条件
判別手段としてのアンド回路２４、記憶手段とし
てのフリツプフロツプ４１および遅延手段として
の遅延回路４９は本考案の要部である。遅延回路
４９は、抵抗器４６と積分用のコンデンサ４７と
を含み、駆動信号Ｃを入力として、前記停止信号
ＢをACモータ３の駆動開始後、所定の時間Ｔ１
だけ無視する手段を構成している。ここで、所定
の時間Ｔ１は、ACモータ３の逆方向への回転時
に、正転方向に修正するまでに必要な最大時間以
上であり、かつスイツチ９のオン・オフ状態の切
り換えつまりカム７上で一方の切り換え位置から
他方の切り換え位置までの回転に必要な時間Ｔ２
以下でなければならない。この関係は、ACモー
タ３の起動時について、カム７の回転角で示す
と、第４図の通りである。

そして、上記トランジスタ５０は、抵抗器５１
とともにトライアツク５２のゲートとアース３５
との間に直列に接続されている。このトライアツ
ク５２は、前記ACモータ３とともに、一対の電
源端子５４の間に直列に接続されている。

考案の作用 次に上記モーターアクチユエータ１の一連の作
用を説明する。

冷蔵庫内の温度は、可変抵抗器１７の抵抗値を
調整することによつて設定でき、その電圧は、コ
ンパレータ２０の入力端（＋）に印加される。

(1) 庫内温度の上昇時の動作 庫内温度が上昇すると、サーミスタ１４の抵抗
値が下がるため、コンパレータ２０の一方の入力
端（−）の電圧が上がり、他方の入力電圧を超え
ると、出力端子２６の外部信号Ａが“Ｈ”レベル
から“Ｌ”レベルに変化する。

この状態で、ダンパー２が閉じておれば、スイ
ツチ９がオンであるから、停止信号Ｂは、“Ｈ”
レベルである。このとき、フリツプフロツプ４１
のセツト入力端に“Ｌ”レベルの微分パルスが入
力されるため、フリツプフロツプ４１は、セツト
状態となり、その出力端に“Ｈ”レベルの駆動信
号Ｃが現れる。この駆動信号Ｃはノツト回路４
５，４８によつて“Ｈ”レベルに変換され、トラ
ンジスタ５０のベースに印加されるため、トライ
アツク５２は、導通して、ACモータ３を第４図
で例えば反時計方向つまり正転方向に起動し、ダ
ンパー２を開く。

一方、ノツト回路４５の出力端が“Ｌ”レベル
に変化しても、遅延回路４９のコンデンサ４７の
プラス側の電位がノツト回路５３によつて“Ｌ”
レベルの信号として、所定の時間Ｔ１だけアンド
回路２４の一方に入力されている。したがつて、
かりにACモータ３が起動初期に一時的に逆方向、
つまり第４図で時計方向に回転し始め、その間に
逆転防止機構が実質的に作動するまで、スイツチ
９のオン・オフ状態が瞬間的に変化したとして
も、停止信号Ｂの変化はアンド回路２４を通過で
きず、無視される。したがつて、この所定の時間
Ｔ１は、既に記載したように、逆転動作に必要な
最大時間よりも大きくなつている。この時間Ｔ１
の経過後に、アンド回路２４は、停止信号Ｂを有
効にできる状態に転じる。

このようにして、ダンパー２が開の状態になる
と、スイツチ９が底部７Ｌと対応するため、停止
信号Ｂが反転し“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに
変化するので、そのパルスの立ち上がり時点でナ
ンド回路４０の出力端に“Ｈ”レベルのパルスが
出力される。この時点では、アンド回路２４の両
入力がともに“Ｈ”レベルに設定されているか
ら、アンド回路２４の“Ｈ”レベルの出力の反転
パルスによつてフリツプフロツプ４１がリセツト
状態となる。このときトランジスタ５０およびト
ライアツク５２がともにオフの状態となるため、
ACモータ３は、直ちに停止する。

一方、庫内温度が上昇した時点で、ダンパー２
が既に開いていると、スイツチ９の停止信号Ｂが
“Ｌ”レベルとなるため、フリツプフロツプ４１
のセツト入力端に“Ｌ”レベルのパルスが入力さ
れず、フリツプフロツプ４１はセツトされない。
したがつて、ACモータ３は回転せず、ダンパー
２はそのまま、すなわち開放状態のままとなつて
いる。

(2) 庫内温度の下降時の動作 つぎに、庫内の温度が下降すると、サーミスタ
１４の抵抗値が下がり、コンパレータ２０の他方
の入力電圧が下がり、一方の電圧よりも低下する
と、出力端子２６の外部信号Ａの信号レベルが、
“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに変化する。

このとき、ダンパー２が開いておれば、スイツ
チ９からの入力つまり停止信号Ｂが“Ｌ”レベル
であるから、フリツプフロツプ４１のセツト入力
端に“Ｌ”レベルのパルスが入力され、これによ
つてフリツプフロツプ４１は、セツト状態とな
る。このようにして前記と同様に、ACモータ３
は、直ちに、ダンパー２を閉じる方向に駆動す
る。

このACモータ３の起動時に、ACモータ３の回
転方向が逆方向であると、逆転防止機構が働くた
め、その方向は、すぐに正しい方向に戻される。
しかも前記と同様に、逆転時間中にカム７がたと
え逆方向つまり時計方向に駆動され、スイツチ９
のオン・オフ状態に変化があつても、停止信号Ｂ
が時間Ｔ１の間、無視されるから、誤動作は、前
記と同様に起きない。

ダンパー２が閉じると、スイツチ９の停止信号
Ｂが反転し、“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルとな
る。そのときのパルスの立ち上がりを検出して、
アンド回路２４の出力端に“Ｈ”レベルのパルス
が出力されるため、フリツプフロツプ４１は、リ
セツト状態に変わる。このとき、駆動信号Ｃは、
トランジスタ５０およびトライアツク５２をとも
にオフの状態とするから、ACモータ３は、自動
的に停止する。

庫内温度が下降したとき、ダンパー２が閉じて
おればスイツチ９の出力は“Ｌ”レベルであるか
ら、フリツプフロツプ４１のセツト入力に“Ｌ”
レベルのパルスが入力されず、したがつてフリツ
プフロツプ４１は、セツト状態とならない。した
がつてACモータ３は動作せず、ダンパー２は閉
じたままの状態にある。

(3) 庫内温度一定・設定温度下降時の動作 さて、庫内がある温度で一定に保たれていると
き、可変抵抗器１７を調節して、設定温度を下げ
た場合には、コンパレータ２０の一方の入力の電
圧が次第に下がり、サーミスタ１４からの入力電
圧よりも低下すると、コンパレータ２０の出力つ
まり外部信号Ａは、“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベ
ルに変化する。このとき、ダンパー２が閉じてお
れば、既に述べた(1)の場合で、庫内温度が上昇し
たときと同様な動作によつて、ダンパー２は開の
状態になる。またダンパー２が開いておれば、フ
リツプフロツプ４１がセツトされないため、ダン
パー２は開いたままとなつている。

(4) 庫内温度一定・設定温度上昇時の動作 また、庫内がある温度で一定に保たれていると
き、可変抵抗１７を調節して、設定温度を上げた
場合には、コンパレータ２０の一方の入力電圧が
次第に上昇して、サーミスタ１４の側の入力レベ
ルよりも上がると、コンパレータ２０からの外部
信号Ａは、“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルとなる。
このとき、ダンパー２が開いておればフリツプフ
ロツプ４１がセツトされ、ACモータ３は、ダン
パー２を開く方向に駆動する。またダンパー２が
閉じておれば、フリツプフロツプ４１は、セツト
されず、したがつてダンパー２は、開放状態のま
まとなつている。

以上のように、庫内の温度が設定値に対し高く
なつたとき、または低くなつたときを、コンパレ
ータ２０の出力としての外部信号Ａの立ち下がり
または立ち上がりによつて検出し、ACモータ３
のオン・オフ状態を制御する。

一方、ダンパー２の開閉位置をカム７とスイツ
チ９とのスイツチ手段により停止信号Ｂのレベル
を変化させ、ダンパー２が開から閉に変化したと
き、または閉から開に変わつたときをスイツチ９
の出力としての停止信号Ｂの立ち上がりおよび立
ち下がりによつて検出し、ACモータ３の停止を
制御するようにしている。そしてこの停止信号Ｂ
は、一定の時間Ｔ１だけ遅れて有効になるから、
ACモータ３が起動時に、一時的に逆方向に回転
しても、制御回路１２は、誤動作せず、安定な起
動状態となる。

ACモータ３の停止信号Ｂがスイツチ９の出力
としての停止信号Ｂの立ち上がりになるか、また
は立ち下がりになるかは、現在の庫内温度が設定
値に対し低いかまたは高いかによつて決定され
る。

考案の他の実施例 次に第５図は、制御回路１２の他の実施例を示
している。温度検知回路１１の出力端子２６は、
ノツト回路５５，５６を経て分岐し、直接ナンド
回路５７の一方の入力端に、またノツト回路５８
により他方のナンド回路５９の一方の入力端に接
続されている。そしてこのナンド回路５７，５９
の出力端は、フリツプフロツプ４１のセツト入力
端、リセツト入力端にそれぞれ接続されている。
なお、ノツト回路５６の出力端は、抵抗器６０に
よつてノツト回路５５の入力端にも接続されてい
る。そして、フリツプフロツプ４１の出力端は、
ノツト回路６２により遅延回路４９およびエクス
クリユーシイブオアゲート６１に、またスイツチ
９と抵抗器３３との接続点は、アンド回路２４に
より、それぞれエクスクリユーシイブオアゲート
６１の入力端に接続されている。このエクスクリ
ユーシイブオアゲート６１の出力端は、ノツト回
路４５，４８を経て、前記回路と同様に、トラン
ジスタ５０のベースに接続されている。また、こ
のノツト回路４５の出力端は、ナンド回路５７，
５９の他方の入力端にも接続されている。

この実施例では、スイツチ９からの停止信号Ｂ
のレベルがエクスクリユーシイブオアゲート６１
の一方の入力信号のみとなつていることと対応
し、フリツプフロツプ４１の入力条件は、温度検
知回路１１の出力信号のほか、スイツチ９の開閉
状態とフリツプフロツプ４１のセツトまたはリセ
ツト条件によつて決定されるノツト回路４５の出
力となつている。この制御回路１２でも、前記と
まつたく同様の機能が得られる。

さらに、以上の実施例は、いずれも論理回路に
よつて必要な条件を設定しているが、このような
制御回路１２の機能は、第６図に示すようにマイ
クロコンピユータ６３の制御機能を利用すること
によつて実現できる。この場合、一定の時間Ｔ１
は、マイクロコンピユータ６３の内部でプログラ
ム的に設定される。

さらに、上記実施例は、遅延回路４９を時定数
回路によつて構成しているが、この遅延回路４９
は、第７図に例示するように、停止信号Ｂを入力
した時点から、カウンタ６４によつて基準発振信
号Ｄ１の周波数を計数し、ある一定の時間Ｔ１と
対応する計数値になつたときに、その停止信号Ｂ
を出すように構成してもよい。

なお、上述の実施例は、スイツチ９をカム７と
の関連で開閉させているが、このようなスイツチ
９は、光スイツチ、その他の近接スイツチなどで
構成することもできる。

そして、本考案の制御対象は、冷蔵庫に限定さ
れず、例えばカークーラーのダンパー制御にも利
用でき、また駆動の前提となる外部信号Ａは、温
度に限らず、例えば霜の量などを検知するときに
も利用できる。

なお、本考案は、実願昭59−101828号（実開昭
61−17893号）の考案の改良である。上記考案で
は、モータを遅延手段によつて誤動作防止に必要
な時間だけ余計に回転させ、もつてカムを所定の
回転量だけオーバーランさせている。このため、
モータは、起動または停止するときに必ず遅れ動
作する。しかし、本考案では、モータの起動や停
止時点が常に記憶手段の出力（駆動信号）のレベ
ル変化時点と一致しているため、遅れ動作が存在
せず、モータやこれによつて駆動される被駆動部
材とカムとの間に回転位相上のずれがなく、組み
立てや調整時の対応関係が容易に確認できる。

考案の効果 本考案では、スイツチ手段からの停止信号が遅
延手段によつて所定の時間だけ無効となるから、
そのときのスイツチ手段の信号が記憶手段の入力
とならず、またスイツチ手段にチヤツタリングが
発生しても、そのときの不安定な信号も無効とな
るため、起動初期にモータが一時的に逆転して
も、制御手段（制御回路）は、モータの回転方向
の修正期間およびその後にも誤動作なく、確実な
制御を行う。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のモーターアクチユエータの機
械的部分の斜面図、第２図は被駆動部材とカムと
の関連を示す側面図、第３図は温度検知回路およ
び制御回路の回路図、第４図はカムとスイツチと
の関係を示す正面図、第５図ないし第７図は他の
実施例の回路図である。 １……モーターアクチユエータ、２……ダンパ
ー、３……ACモータ、７……カム、９……スイ
ツチ、１１……温度検知回路、１２……制御回
路、１４……サーミスタ、２０……コンパレー
タ、２４……アンド回路、４１……フリツプフロ
ツプ、４９……遅延回路、５０……トランジス
タ、５２……トライアツク。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 被駆動部材を操作すると共に逆転防止機構を有
   しこれによつて逆転起動したときに正転方向に修
   正されるモータ３と、 このモータ３により駆動されると共に高部と低
   部とが形成されたカム面を有するカム７と、 上記被駆動部材の異なる動作位置に対応して上
   記カム面に摺動して上記高部と低部との間を移行
   するときに停止信号を発生するスイツチ９と、 モータ駆動用の外部信号と上記スイツチ９から
   の停止信号との入力に基づいて上記モータ３を回
   転制御するための駆動信号を出力する制御手段１
   ２とを備え、 上記制御手段１２は、上記外部信号および停止
   信号の入力状態を記憶し、これらの信号レベルの
   変化に応じて駆動信号を発生する記憶手段４１
   と、この記憶手段４１からの駆動信号を所定の時
   間だけ遅らせる遅延手段４９と、この遅延手段４
   ９の出力に応じて上記停止信号の通過を阻止する
   条件判別手段２４とを含み、上記所定の時間を
   ［カム７上でスイツチ９の一方の切り替わり位置
   から他方の切り替わり位置までの回転に必要な時
   間］以下であり、かつ［モータ３の回転方向の修
   正に必要な最大時間］以上に設定したことを特徴
   とするモーターアクチユエータ１。