JPH08247088A - 風量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 風量の設定の数と同じ数の速度ノッチのモー
ターで停止を含まない簡単な運転パターンを用いて自然
風に近い風の創出ができかつ、マイクロコンピュータの
記憶容量を小さくすることを目的とする。 【構成】 通電停止を含まず、また隣接する２つの速度
ノッチからなる運転パターンを、特殊な数列の計算処理
で加工し、少ない速度ノッチのモーター６を通電制御す
ることにより、簡単かつ安価に、自然風に近く快適感の
ある風の創出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、扇風機やエアコンなど
の風量制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、扇風機やエアコンの風をできるだ
け自然風に近づけようとする試みがなされ、速調ノッチ
を自動的に切り替えて風量を変化させることにより、自
然風に似せた風を人工的に作り出している。

【０００３】従来、この種の風量制御装置は図６および
図７に示すような構成が一般的であった。

【０００４】図に示すように扇風機の基台（図示せず）
には風量を設定する風量設定スイッチ１０１と、この風
量設定スイッチ１０１により設定された風量を表示する
風量表示部１０２と、「連続風」または「変動風」の風
質を設定する風質設定スイッチ１０３と、設定された風
質を表示する風質表示部１０４とが設けられている。

【０００５】また、前記基台の内部にはマイクロコンピ
ュータ１０５と、モーター１０６を通電制御するモータ
ー駆動部１０７と、前記マイクロコンピュータ１０５と
モーター駆動部１０７などに電源を供給する電源部１０
８を搭載している。マイクロコンピュータ１０５の内部
のＲＯＭには図７に示すように、風量設定スイッチ１０
１と風質設定スイッチ１０３により設定される風量と風
質に対応して自然のリズムを解析して応用した自然風に
近い風を創出する運転パターンを記憶している。この運
転パターンは１つの風量の設定に対して、通常３つの速
度ノッチを用いている。そのため連続風に使用する強・
中・弱３段階の速度ノッチに加えて、自然に近い風の運
転パターンを実現するための速度ノッチを１つ以上必要
としている。

【０００６】上記構成において、風量設定スイッチ１０
１および風質設定スイッチ１０３が押されると、その信
号がマイクロコンピュータ１０５に入力され、マイクロ
コンピュータ１０５はその設定に対応した風量と風質を
風量表示部１０２と風質表示部１０４に出力する。

【０００７】また風質設定スイッチ１０３が変動風に設
定されると入力された風量に対応する運転パターンをマ
イクロコンピュータ１０５内部のＲＯＭから読み出し、
この運転パターンに基づきモーター駆動部１０７を通電
制御し、モーター１０６の回転数を変化させることによ
り自然に近い風を発生して涼感を得ようとするものであ
った。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の風量
制御装置では、図７に示すように自然に近い風の運転パ
ターンは１〜４ノッチの４段階の速度ノッチおよび通電
停止を使用して創出しているので、速度ノッチが３段階
の扇風機では、通電停止に加えて少なくとも１つの速度
ノッチの追加が必要となり、モーター１０６のコイル製
造工程が増えるとともに、リード線やモーター駆動部１
０７の駆動素子も多くなるため、一般の扇風機に比べて
コストアップになるという課題があった。

【０００９】また、通電停止を使用した運転パターンで
は、再通電時にモーター１０６などから振動や騒音が生
じるという課題があった。

【００１０】また通電停止の時間が長く次に通電するノ
ッチが低い回転数である場合は、モーター１０６を起動
しやすくするため高い回転数のノッチを微少時間だけ通
電して本来のノッチに切り替えるという起動補正の運転
方法を採用しているが、マイクロコンピュータ１０５の
プログラムが複雑になり、記憶容量が多くなるという課
題があった。

【００１１】また、自然風に近い風を創出するためには
運転パターンが複雑になるため、マイクロコンピュータ
１０５の記憶容量がどうしても大きくなり、制御装置の
製造コストを低減できないという課題があった。

【００１２】また、運転パターンを決定する手法が確立
していないため、運転条件を変えると運転パターンを決
定するのに手間がかかるという課題を有していた。

【００１３】本発明は上記課題を解決するもので、風量
の設定の数と同数の速度ノッチのモーターを使用して変
動風を得ることができるとともにモーターから振動や騒
音の発生の少ない運転パターンを備えた風量制御装置を
提供することを第１の目的とする。

【００１４】第２の目的は変動風を発生する運転パター
ンの構成を簡単にして、マイクロコンピュータの記憶容
量を小さくした風量制御装置を提供することにある。

【００１５】第３の目的は運転パターンの構成が簡単で
あっても、自然風に近い風を創出できる風量制御装置を
提供することにある。

【００１６】第４の目的は運転パターンの決定を容易に
した風量制御装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の目的を達
成するための第１の手段は、３段階以上の速度ノッチを
備えたモーターと、このモーターを通電制御するモータ
ー駆動部と、風量の大きさを設定する風量設定スイッチ
と、連続風または変動風を設定する風質設定スイッチ
と、前記風量設定スイッチおよび前記風質設定スイッチ
の入力信号に基づいて前記モーター駆動部を制御するマ
イクロコンピュータを有し、このマイクロコンピュータ
は前記風質設定スイッチにより変動風が設定されたとき
出力する運転パターンを記憶し、この運転パターンは前
記モーターの備える３段階以上の速度ノッチの切換と各
速度ノッチの通電時間の変化を組み合わせ、かつ通電停
止を含まない運転パターンの構成としたものである。

【００１８】また、第２の目的を達成するための第２の
手段は、運転パターンをモーターの備える３段階以上の
速度ノッチの中で隣接する２つの速度ノッチの切換と各
速度ノッチの通電時間の変化を組み合わせ、かつ運転停
止を含まない運転パターンの構成としたものである。

【００１９】また、第３の目的を達成するための第３の
手段は、運転パターンをそのパワースペクトルが周波数
にほぼ反比例する構成としたものである。

【００２０】また、第４の目的を達成するための第４の
手段は、運転パターンを離散力学系数列の計算結果を使
用した構成としたものである。

【００２１】

【作用】本発明は上記した第１の手段の構成により風質
設定スイッチが変動風のとき、設定風量に対応する停止
を含まない運転パターンを出力して、モーターの速度ノ
ッチを増やすことなく、また運転パターンに起動補正を
加えることなく、変動風を得ることができる。

【００２２】また、第２の手段の構成により、各風量に
対応する運転パターンとして、隣接する２段階の速度ノ
ッチのみを用いた運転パターンをあらかじめ記憶し、風
質設定スイッチにより変動風が設定されたとき、風量設
定スイッチの設定された風量に応じて前記運転パターン
を出力することにより、マイクロコンピュータの記憶容
量を少なくして変動風を創出することができる。

【００２３】また、第３の手段の構成により、運転パタ
ーンをそのパワースペクトルが周波数にほぼ反比例する
パターンとしてあらかじめ記憶して出力することによ
り、自然風に近い風を創出することができる。

【００２４】また、第４の手段の構成により、離散力学
系数列の初期値としきい値を設定して、発生するデータ
列の中から選択した数列を用いて必要な条件に相当する
運転パターンを決定することにより、変動風の運転パタ
ーンを容易に創出することができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の第１実施例について、図１お
よび図２を参照しながら説明する。図に示すように、扇
風機の基台（図示せず）には風量を設定する風量設定ス
イッチ１と、この風量設定スイッチ１により設定された
風量を表示する風量表示部２と、「連続風」または「変
動風」の風質を設定する風質設定スイッチ３と、設定さ
れた風質を表示する風質表示部４とが設けられている。
また、前記基台の内部にはマイクロコンピュータ５と、
モーター６を通電制御するモーター駆動部７と、前記マ
イクロコンピュータ５とモーター駆動部７などに電源を
供給する電源部８を搭載している。風量表示部２は風量
設定スイッチ１により設定された風量を表示し、風質表
示部４は風質設定スイッチ３により設定された風質を表
示する。

【００２６】マイクロコンピュータ５の内部のＲＯＭに
は図１に示すように、各風量に応じて速度ノッチの切換
えと通電時間の変化を組み合わせた運転パターンがデー
タ系列として記憶されている。この運転パターンは２段
階の速度ノッチのみを使用したもので、通電停止区間を
設けていない。すなわち、風質設定スイッチ３が変動風
に設定された場合、風量設定スイッチ１の風量が強のと
きは４ノッチと２ノッチの２段階のノッチを使用した運
転パターンを実施する。また風量が中のときは前記風量
が強の運転パターンの２ノッチを１ノッチに下げて総風
量を減少させた運転パターンとしている。また風量が弱
のときは前記風量が中の運転パターンの４ノッチを３ノ
ッチに下げて３ノッチと１ノッチの２段階のノッチを使
用した運転パターンを実施する。さらに風量がソフトの
ときは前記風量が弱の運転パターンの３ノッチを２ノッ
チに下げて２ノッチと１ノッチの２段階のノッチを使用
した運転パターンを実施する。

【００２７】マイクロコンピュータ５に接続されたモー
ター駆動部７は、マイクロコンピュータ５のＲＯＭから
読み出した運転パターンに基づき制御され、モーター６
の回転数を時系列的に変動するようになっている。

【００２８】上記構成において、まず風量設定スイッチ
１および風質設定スイッチ３により風量および風質が選
択されると、その信号がマイクロコンピュータ５に入力
され、風量表示部２および風質表示部４に表示される。
次に設定された風質が連続風のときにはマイクロコンピ
ュータ５は設定された風量に対応するノッチ、例えば強
ノッチのときは、モーター６のノッチ４に接続するモー
ター駆動部７の素子７ａを連続通電することにより強運
転をおこなう。

【００２９】設定された風質が変動風の時には設定され
た風量に対応する運転パターンを内部のＲＯＭから読み
出し、モーター駆動部７の素子を前記運転パターンに基
づいて次々と切り替え、モーター６の回転数を変化させ
ることにより風速を時系列的に変化させる。

【００３０】このとき、運転パターンに通電停止を用い
ていないので、１つ上のノッチを強制的に短時間通電す
るといった特別の処理をする必要がなく、マイクロコン
ピュータ５のプログラムが簡単となり、プログラムを記
憶しているＲＯＭの容量が削減できる。さらに、通電停
止から再通電をおこなうときにモーター６や羽根（図示
せず）から発生しやすい振動や騒音を防止して、静粛な
運転をおこなうことができる。

【００３１】なお、本実施例ではモーターの速度ノッチ
を４段階に変更できるものとしたが、速度ノッチを３段
階のみ変更するモーターを使用しても同様の効果を奏す
るものである。

【００３２】また、本実施例では運転パターンは２段階
の速度ノッチのみで構成されているが、この運転パター
ンの中に従来例に示すような３段階の速度ノッチからな
る運転パターンを混在するものとしてもよい。

【００３３】つぎに本発明の第２実施例について、図２
と図３を参照しながら説明する。なお第１実施例と同一
構成のものは同一番号を付し、詳しい説明は省略する。

【００３４】マイクロコンピュータ５の内部のＲＯＭに
は図３に示すように各風量に応じて速度ノッチの切換と
通電時間の変化を組み合わせた運転パターンがデータ系
列として記憶されている。この運転パターンは４段階の
速度ノッチから隣接する２段階の速度ノッチのみを使用
し、さらに通電停止区間を設けていないものである。

【００３５】上記構成において、設定された風質が変動
風の時には設定された風量に対応する運転パターンを内
部のＲＯＭから読み出し、モーター駆動部７の素子を前
記運転パターンに基づいて次々と切り替え、モーター６
の回転数を変化させることにより風速を時系列的に変化
させる。すなわち、ＲＯＭに記憶した運転パターンを順
次読み出し、各ノッチの通電時間を読み出した時間デー
タに基づいて３秒の倍数に変更して、変動風を実現して
いる。

【００３６】このように本発明の第２実施例の風量制御
装置によれば、マイクロコンピュータ５のＲＯＭに記憶
する運転パターンは各風量に対して２つの速度ノッチの
変化だけでよく、簡単なプログラムで変動風が創出でき
る。また、運転パターンに通電停止を用いていないの
で、上位の速度ノッチを強制的に短時間通電するといっ
た特別な処理をする必要がなく、マイクロコンピュータ
５のプログラムが簡単になり、プログラムを記憶してい
るＲＯＭの容量が削減できる。さらに、通電停止と再通
電を行ったときにモーター６や羽根（図示せず）から発
生する振動や騒音が少なくなる。

【００３７】なお、本実施例において風量設定が強・弱
・ソフトでは１つのパターンを速度ノッチをスライドさ
せて使用し、風量設定が中では前記パターンを上下逆転
して使用しているため、記憶する運転パターンは１種類
のみとなり、マイクロコンピュータ５のプログラム記憶
量を極めて少なくしている。

【００３８】次に本発明の第３実施例について図１〜図
４を参照しながら説明する。なお第１実施例および第２
実施例と同一構成のものは同一番号を付して詳しい説明
は省略する。マイクロコンピュータ５のＲＯＭに記憶し
ている運転パターンは、種々の運転パターンの中から選
別したものであり、そのパワースペクトルが周波数にほ
ぼ反比例するものが選別されている。その周波数分析特
性は右下がりにほぼ４５度の傾きをなす直線上に近似す
るものである。

【００３９】たとえば図１に示す運転パターンは風量設
定が強の場合は４ノッチと２ノッチ、中の場合は４ノッ
チと１ノッチ、弱の場合は３ノッチと１ノッチ、ソフト
の場合は２ノッチと１ノッチのそれぞれ２段階の速度ノ
ッチの変化によりなるものであり、そのパワースペクト
ルが図４に示すように周波数にほぼ反比例している。ま
た図３に示す運転パターンは隣接する２段階の速度ノッ
チからなる運転パターンの中からそのパワースペクトル
が周波数にほぼ反比例するデータ系列を選別したもので
ある。

【００４０】上記構成において、風質設定スイッチを変
動風にして運転するとこの運転パターンに基づいてモー
ター６を運転制御することができ、風量設定スイッチの
各風量において自然風に近い変動風を得ることができ
る。

【００４１】このように本発明の第３の実施例の風量制
御装置によれば、運転パターンに通電停止を含まず、そ
のパワースペクトルが周波数にほぼ反比例するパターン
を用いることにより、３段階以上の速度ノッチのモータ
ーを変更することなくそのまま使用可能となり、モータ
ーや羽根から発生しやすい騒音や振動を抑え、ＲＯＭの
容量を削減し、さらに自然風に近い変動風を創出するこ
とができる。

【００４２】次に本発明の第４実施例について図１〜図
５を参照しながら説明する。なお第１実施例〜第３実施
例と同一構成のものは同一番号を付して詳しい説明は省
略する。図に示すように変動風の運転パターンの設定時
に離散力学系数列を用いている。この数列は決定論的な
力学系であるが、非決定論的な法則を導き出すことので
きる数列であり、一定の計算式に従うが非線形的な結果
が得られる数列である。また、初期値ｘ０を０から１ま
での間にとれば、順次計算を行っても発散することのな
い数列である。すなわち、離散力学系数列としてＸｎ＋
１＝４×Ｘｎ（１−Ｘｎ）を使用し、初期値Ｘｎ、しき
い値ａ、サンプリング範囲ｎ＝ｎ１〜ｎｘを与えて計算
し、採用可能なデータ列からもっとも条件にあったデー
タ列を選別し、マイクロコンピュータ５のＲＯＭに記憶
させたものである。

【００４３】上記構成において、運転パターンを決定し
てマイクロコンピュータ５に記憶させるには、まず、離
散力学系数列Ｘｎ＋１＝４Ｘｎ（１−Ｘｎ）の初期値を
例えばＸ０＝０．７として順次計算をおこない、ｎ＝ｎ
１からｎ＝ｎｘまでの計算結果に対し、しきい値を例え
ばａ＝０．６に設定し、風量が強の設定に対応する運転
パターンを計算結果がしきい値がａ＜０．６の場合はノ
ッチ３、しきい値がａ≧０．６以上の場合はノッチ４と
する。また、風量が中の設定に対応する運転パターンを
計算結果がしきい値がａ＜０．６の場合はノッチ３、し
きい値がａ≧０．６の場合はノッチ２とする。また、風
量が弱の設定に対応する運転パターンを計算結果がしき
い値がａ＜０．６の場合はノッチ２、しきい値がａ≧
０．６の場合はノッチ３とする。さらに、風量がソフト
の設定に対応する運転パターンを計算結果がしきい値が
ａ＜０．６の場合はノッチ１、しきい値がａ≧０．６の
場合はノッチ２とする。

【００４４】次にこのｎ＝ｎ１からｎ＝ｎｘまでの計算
結果を用いてモーターを試験的に駆動して実測値をと
り、周波数分析特性図にまとめ、そのパワースペクトル
が周波数にほぼ反比例するかどうかを判断する。このと
きその条件に合わない場合は、ｎ１とｎｘを変更して再
度検討し、それでも条件に合う結果が得られないとき
は、初期値ｘ０としきい値を変更して同様の検討をおこ
なう。

【００４５】以上の操作は、初期値ｘ０などの初期条件
設定をおこなえばほぼ自動的に処理できるもので、何度
でも繰り返し検討をおこなうことができる。上記検討を
重ねて条件に合う運転パターンがいくつか得られた場合
は、その運転パターンを用いて変動風を発生し、複数の
検査員による感応試験をおこなう。この感応試験で最も
快適と感じる運転パターンを決定し、時系列データとし
てマイクロコンピュータ５のＲＯＭに記憶する。

【００４６】このように本発明の第４実施例の風量制御
装置によれば、運転パターンの決定に離散力学系数列の
初期条件を変えながら繰り返し計算をおこなうことによ
り、速度ノッチ数の制約があっても自然の風に近い風を
発生する運転パターンを容易に得ることができるととも
に、感応試験に基づく人体に対して快適な風を生成する
データ列を選別して記憶しているので、いつでも快適感
の得られる風を安定して発生することができる。

【００４７】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば通電停止のない変動風の運転パターンを使用
することによりモーターの速度ノッチの数を増やすこと
なく変動風を実現でき、モーターのコイル巻き手間や駆
動素子などの部品を少なくして製造コストを削減し、起
動補償用の通電を不要として騒音・振動を抑制できると
いう効果のある風量制御装置が提供できる。

【００４８】また、隣接する２つのノッチのみを使用し
た運転パターンとすることにより、プログラムの記憶容
量が少なくなり、マイクロコンピュータのＲＯＭ容量も
少なく安価なマイクロコンピュータを用いることができ
るという効果のある風量制御装置が提供できる。

【００４９】また、通電停止を含まない運転パターン、
または２つのノッチのみを使用した運転パターンの中か
らそのパワースペクトルが周波数に反比例するものを選
別することにより、簡単な構成で安価に自然風に近い風
を創出することができる効果のある風量制御装置が提供
できる。

【００５０】また、運転パターンの決定に離散力学系数
列を用いることにより、モーターの速度ノッチ数などの
制約された条件の基で自然風に近い風を創出する運転パ
ターンの決定が容易にできる効果のある風量制御装置が
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の第１実施例、第３実施例および
第４実施例の風量設定強の運転パターン特性図 （ｂ）同風量設定中の運転パターン特性図 （ｃ）同風量設定弱の運転パターン特性図 （ｄ）同風量設定ソフトの運転パターン特性図

【図２】同第１実施例〜第４実施例の回路構成図

【図３】（ａ）同第２実施例〜第４実施例の風量設定強
の運転パターン特性図 （ｂ）同風量設定中の運転パターン特性図 （ｃ）同風量設定弱の運転パターン特性図 （ｄ）同風量設定ソフトの運転パターン特性図

【図４】（ａ）同第１実施例〜第４実施例の風量設定強
の周波数分析特性図 （ｂ）同風量設定中の周波数分析特性図 （ｃ）同風量設定弱の周波数分析特性図 （ｄ）同風量設定ソフトの周波数分析特性図

【図５】同第４実施例の運転パターン決定のフローチャ
ート

【図６】従来の風量制御装置の回路構成図

【図７】同運転パターン特性図

【符号の説明】

１ 風量設定スイッチ ３ 風質設定スイッチ ５ マイクロコンピュータ ６ モーター ７ モーター駆動部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３段階以上の速度ノッチを備えたモータ
   ーと、このモーターを通電制御するモーター駆動部と、
   風量の大きさを設定する風量設定スイッチと、連続風ま
   たは変動風を設定する風質設定スイッチと、前記風量設
   定スイッチおよび前記風質設定スイッチの入力信号に基
   づいて前記モーター駆動部を制御するマイクロコンピュ
   ータを有し、このマイクロコンピュータは前記風質設定
   スイッチにより変動風が設定されたとき出力する運転パ
   ターンを記憶し、この運転パターンは前記モーターの備
   える３段階以上の速度ノッチの切換と各速度ノッチの通
   電時間の変化を組み合わせ、かつ通電停止を含まない運
   転パターンとした風量制御装置。
2. 【請求項２】 運転パターンはモーターの備える３段階
   以上の速度ノッチの中で隣接する２つの速度ノッチの切
   換と各速度ノッチの通電時間の変化を組み合わせ、かつ
   運転停止を含まない運転パターンとした請求項１記載の
   風量制御装置。
3. 【請求項３】 運転パターンはそのパワースペクトルが
   周波数にほぼ反比例する請求項１または２記載の風量制
   御装置。
4. 【請求項４】 運転パターンは離散力学系数列の計算結
   果を使用した請求項１，２または３記載の風量制御装
   置。