JPH08296585A

JPH08296585A - 風量制御装置

Info

Publication number: JPH08296585A
Application number: JP7105482A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Miyamoto; 博幸宮本; Hitoshi Nakamichi; 人史中道
Original assignee: Matsushita Seiko Co Ltd
Current assignee: Panasonic Ecology Systems Co Ltd
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1995-04-28
Publication date: 1996-11-12

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は人間に当たる風速のパワースペクト
ルが周波数にほぼ反比例するような、風量および風質の
異なる、より自然に近い変動風の創出を、容易に実現す
る風量制御装置を提供することを目的とする。【構成】各周波数のスペクトルの大きさが周波数ｆに
対して１／ｆⁿ でｎ＝０〜１の関係を有する運転パター
ンを記憶させ、風量設定スイッチ１により選択される各
風量状態に対応した２種類のノッチを選択し、モーター
６を通電制御することにより、実際の人間に当たる風速
のパワースペクトルが周波数にほぼ反比例する、より自
然に近い変動風が容易に創出され、２分間隔以上の繰り
返しなら一定パターンでも繰り返し感を感じることな
く、より多くの人に快適感を与えられる。

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、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
切り替えて風量を順次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特公平2−3
6800に示すような構成が一般的であった。以下、その構
成について図７および図８を参照しながら説明する。

【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８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】また、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として、特公平 1
-28240号公報に示される疑似自然風作出制御装置があ
る。この制御装置は、そのパワースペクトルが周波数に
反比例する特性を有する信号を発生する信号発生器と、
送風量可変手段の制御量自体、一定制御量での運転状態
の持続時間のうちの少なくとも１つの時系列を上記信号
発生器からの信号に比例して制御する送風制御器とを備
えた構成で、多数の人間が真に快適と感じ得る画一的な
人工風を安定して容易に作出できる旨の記載がある。

【０００９】

【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、ファンモータをそのパワースペクトルが
周波数に反比例する信号で制御しているが、実際の人間
に当たる風速は制御信号に対してファンモータおよび空
気層を通過して変換されるため、風速のパワースペクト
ルが周波数に反比例するという関係が崩れ、人間にとっ
て真に快適な風とは言えないという課題があった。

【００１０】また、図８に示すように自然に近い風の運
転パターンは、各風量設定に対して同じパターンをスラ
イドさせているだけで、風速のパワースペクトルが周波
数に反比例する度合いはほぼ同じで強さだけが変わると
いう特性を持ち、変動風でありながら人工的な単調さを
感じさせるという課題があった。

【００１１】また、同じ風量で風質の異なる変動風を選
択できるような製品はいまだ開発されておらず、同じ風
量で１種類の変動風では個人の好みおよび異なった行動
等に対応できないという課題があった。

【００１２】本発明は上記課題を解決するもので、人間
に当たる風速のパワースペクトルが周波数にほぼ反比例
し、より自然に近い変動風を創出する風量制御装置を提
供することを第１の目的とする。

【００１３】第２の目的は変動風設定時風量の異なる設
定に対して、風速のパワースペクトルが周波数に反比例
する度合いを変え、人工的な単調さを感じさせない、よ
り自然に近い変動風の創出を、容易に実現する風量制御
装置を提供することである。

【００１４】第３の目的は同じ風量で風質の異なる変動
風を容易に実現する風量制御装置を提供することであ
る。

【００１５】

【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非
線形方程式の計算結果を利用し、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、各周波数のスペクトルの大きさ
が周波数ｆに対して１／ｆⁿでｎ＝０〜１の関係を有す
る構成としたものである。

【００１６】また、第２の目的を達成するための第２の
手段は、運転パターンはモーターの備える３段階以上の
速度ノッチの中の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、各風量設定に対し、
選択する２つのノッチ番号の差を一定とせず変化させる
構成としたものである。

【００１７】また、第３の目的を達成するための第３の
手段は、風質設定スイッチに変動風の種類を設定する機
能を有し、運転パターンは選択する２つのノッチ番号の
合計を等しくする構成としたものである。

【００１８】

【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、ファンモータおよび空気
層という信号変換部に対して、各周波数のスペクトルの
大きさが周波数ｆに対して１／ｆⁿ でｎ＝０〜１の関係
を有する運転パターンを出力して、実際の人間に当たる
風速のパワースペクトルが周波数にほぼ反比例する、よ
り自然に近い変動風を創出することができる。

【００１９】また、第２の手段の構成により、風質設定
スイッチにより変動風が設定されたとき、各風量設定に
対応する運転パターンとして、２段階の速度ノッチのみ
を用い、選択する２つのノッチ番号の差を一定とせず変
化させることにより、風量が変われば激しさ等の刺激感
覚も変わる、より自然に近い変動風を創出することがで
きる。

【００２０】また、第３の手段の構成により、風質設定
スイッチに変動風の種類を設定する機能を有し、運転パ
ターンは選択する２つのノッチ番号の合計を等しくする
ことにより、同じ風量で風質の異なる変動風を容易に創
出することができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の第１実施例について、図１〜
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。

【００２２】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。マイクロコンピュータ５の内部の
ＲＯＭには図１（ａ）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、各周
波数のスペクトルの大きさが周波数ｆに対して１／ｆⁿ
でｎ＝０〜１の関係を有する運転パターンが各ノッチの
持続時間のデータ系列として記憶されている。このデー
タ系列の決定に非線形方程式の計算結果として離散力学
系数列を用いた場合を示す。まず離散力学系数列 X(N+
1)=4X(N)(1-X(N)) を、初期値X(0)=0.7で例えばN=100ま
で計算し、しきい値0.6 で０または１の２値データとす
る。記憶させるデータは０または１の連続している回数
である。算出結果を(表１)に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】ここで使用した離散力学系数列は、決定論
的な力学系であるが、非決定論的な傾向を出すことので
きる数列、すなわち、一定の計算式から算出されるが、
非線形的な結果が得られる数列であり、表１の結果を運
転パターンに使用した場合、図１（ｂ）に示すように、
各周波数のスペクトルの大きさが周波数ｆに対して１／
ｆⁿ （ｎは約０．３）の関係を近い特性を示している。
入力としてのモーター駆動部を制御する信号から、出力
としての実際の人間に当たる風速までの伝達特性を考慮
した場合、モーターからファンの駆動、回転には少なか
らず遅れがあり、回転数の増加、減少も直線的に変化せ
ず、ファンから人間までの距離の空気層も緩衝的機能を
果たし、総合的には低周波成分を増加させる傾向をもっ
ている。それ故、ファンモータの制御信号として各周波
数のスペクトルの大きさが周波数ｆに対して１／ｆⁿ で
ｎ＝０〜１の関係を有する運転パターンを使用すれば、
実際の人間に当たる風速のパワースペクトルが周波数に
ほぼ反比例すると予測でき、実験からも確認された。実
験条件は90cmの５枚羽根、距離1.5mで、図１（ｂ）およ
び図１（ｃ）にファンモータおよび空気層という信号変
換部の入出力の周波数分析特性を示す。低周波成分を増
加させる傾向は、モーター特性、羽根の大きさ、形状、
枚数、および距離（空気層）によって異なり、ｎの値は
条件に応じて出力としての風速のパワースペクトルが周
波数にほぼ反比例するように変えればよい。このｎの値
の変更にも、上記の離散力学系数列は便利で、初期値や
使用するデータ番号Ｎの数を変えれば、容易にｎの値が
変更できる。

【００２５】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。

【００２６】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２秒の
倍数に変更して、変動風を実現している。この時の２秒
は、繰り返しのパターンの長さを２分前後とする制約か
ら決定される。ひとの記憶に対して繰り返し感を与えな
い時間が２分前後と言われている。

【００２７】このとき、入力としての設定された風量に
対応する運転パターンは、各周波数のスペクトルの大き
さが周波数ｆに対して１／ｆⁿ でｎ＝０〜１の関係を有
し、ファンモータおよび空気層を通過して低周波成分が
増加した結果、出力としての実際の人間に当たる風速の
パワースペクトルが周波数にほぼ反比例する関係を有す
ることにより、より自然に近い変動風が創出できる。

【００２８】なお、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。

【００２９】つぎに本発明の第２実施例について、図２
〜図４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。

【００３０】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４段階
の速度ノッチから２段階の速度ノッチのみを使用したも
のである。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、かつノ
ッチ差２の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、かつノッチ差３の運転パタ
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、かつノッチ差２の
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、か
つノッチ差１の運転パターンを実施する。

【００３１】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。風量設定をソフトから、弱、中と変更した場
合、ノッチ差は１、２、３と増加し、風速のパワースペ
クトルと周波数ｆの１／ｆⁿ の関係のｎ値も増加する。
風量設定強はノッチ差２で弱と同じノッチ差であるが、
風量的にかなりの差があり、激しさ等の刺激感覚は異な
り、人工的な単調さは感じさせない。

【００３２】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、各風量に対して同一で、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４種類
の風量の異なる変動風が創出でき、各風量設定に対し、
選択する２つのノッチ差を一定とせず変化させることに
より、風量が変われば激しさ等の刺激感覚も変わる、よ
り自然に近い変動風を創出することができる。

【００３３】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。

【００３４】つぎに本発明の第３実施例について、図５
と図６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。

【００３５】マイクロコンピュータ５の内部のＲＯＭに
は図５に示すように２種類の風質設定に応じて速度ノッ
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４段階の速度ノッチから２段階の速度ノッチのみを
使用したものである。すなわち、風量設定スイッチ１の
風量が中で、風質設定スイッチ３が変動風かつ刺激度大
に設定された場合、４ノッチと１ノッチの２段階のノッ
チを使用し、刺激度小に設定された場合、３ノッチと２
ノッチの２段階のノッチを使用する。刺激度大小共、ノ
ッチ番号の合計は５で、風量はほとんど同じとなる。ま
た風量が弱のときは刺激度大に設定された場合、４ノッ
チと０ノッチの２段階のノッチを使用し、刺激度小に設
定された場合、３ノッチと１ノッチの２段階のノッチを
使用する。刺激度大小共、ノッチ番号の合計は４で、風
量はほとんど同じとなる。さらに風量がソフトのときは
刺激度大に設定された場合、３ノッチと０ノッチの２段
階のノッチを使用し、刺激度小に設定された場合、２ノ
ッチと１ノッチの２段階のノッチを使用する。刺激度大
小共、ノッチ番号の合計は３で、風量はほとんど同じと
なる。

【００３６】さらにマイクロコンピュータ５の内部のＲ
ＯＭには図６に示すように刺激度大小の判定および表示
のソフトが記憶されている。設定された風質が変動風の
時、すなわち風質設定スイッチ３が押された時にはその
スイッチの押された回数をｔ秒間（ｔ＝１〜２）カウン
トし、１回なら刺激度小、２回なら刺激度大と判定し、
風質表示部４の変動風ＬＥＤを刺激度小の場合は点滅、
刺激度大の場合は点灯で区別する。その後の処理Ａは前
段の図５において説明済みである。

【００３７】上記構成において、設定された風質が変動
風の時にはＲＯＭに記憶した運転パターンを順次読み出
し、設定された風量および刺激度に対応する２つのノッ
チを選択し、刺激度の大小をノッチ差の大小で実現して
いる。

【００３８】このように本発明の第３実施例の風量制御
装置によれば、風質設定スイッチに変動風の種類を設定
する機能を有し、運転パターンは選択する２つのノッチ
番号の合計を等しくすることにより、同じ風量で風質の
異なる変動風を容易に創出することができる。

【００３９】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ため、風量強の場合に
は刺激度の選択はできないものとしたが、速度ノッチを
５段階に変更するモーターを使用すれば、刺激度大に設
定された場合、５ノッチと１ノッチの２段階のノッチを
使用し、刺激度小に設定された場合、４ノッチと２ノッ
チの２段階のノッチを使用することにより、４種類の各
風量設定に対して刺激度の選択が可能となる。

【００４０】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によればファンモータおよび空気層という信号変換部
に対して、各周波数のスペクトルの大きさが周波数ｆに
対して１／ｆⁿ でｎ＝０〜１の関係を有する運転パター
ンを出力することにより、実際の人間に当たる風速のパ
ワースペクトルが周波数にほぼ反比例する、より自然に
近い変動風が容易に創出され、２分間隔以上の繰り返し
なら一定パターンでも繰り返し感を感じることなく、よ
り多くの人に快適感を与えられる風量制御装置が提供で
きる。

【００４１】また、２つの速度ノッチのみを使用し選択
する２つのノッチ差を一定とせず変化させた運転パター
ンとすることにより、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、風量が変われば激しさ等
の刺激感覚も変わる、人工的な単調さを感じさせない、
より自然に近い変動風を創出する風量制御装置が提供で
きる。

【００４２】また、風質設定スイッチにより、同じ風量
で風質の異なる変動風を選択できるようにすることによ
り、個人の好みおよび異なった行動等に対応した変動風
を容易に創出す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実施例および第２実施例の
基本運転パターン特性図（ｂ）同運転パターンの周波数分析特性図（ｃ）同風速データの周波数分析特性図

【図２】同第１実施例〜第３実施例の回路構成図

【図３】（ａ）同第２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】同第３実施例のノッチ差とｎ値の特性図

【図５】（ａ）同第３実施例の刺激度−大の運転パター
ン特性図（ｂ）同刺激度−小の運転パターン特性図

【図６】同第３実施例の刺激度大小の判定および表示の
フローチャート

【図７】従来の風量制御装置の回路構成図

【図８】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

【特許請求の範囲】

【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非線形方程式の計
算結果を利用し、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、各周波数のスペクトルの大きさが周波数ｆに対
して１／ｆⁿ でｎ＝０〜１の関係を有する風量制御装
置。
【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の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た請求項１記載
の風量制御装置。
【請求項３】風質設定スイッチは変動風の種類を設定
する機能を有し、運転パターンは風量がほぼ同じになる
ように２つの速度ノッチを組み合わせた請求項１または
２記載の風量制御装置。