KR101137647B1

KR101137647B1 - 공기 조화기

Info

Publication number: KR101137647B1
Application number: KR1020090072194A
Authority: KR
Inventors: 요시로오 우에다; 히로유끼 하시모또; 히데끼 데라우찌; 도모히또 엔도오
Original assignee: 히타치 어플라이언스 가부시키가이샤
Priority date: 2008-10-07
Filing date: 2009-08-06
Publication date: 2012-04-19
Also published as: KR20100039215A; JP5193791B2; CN101713571A; CN101713571B; JP2010091160A

Abstract

본 발명이 해결하려고 하는 과제는 모터 구동 시의 소음과 기계적 로크 시에 정지시킬 수 없는 제어이다.

본 발명에 관한 공기 조화기는 스텝핑 모터를 사용하여 필터의 청소를 행하는 기구를 동작시키는 자동 청소 기구를 구비하고, 상기 스텝핑 모터에 흐르는 약간의 전류의 변화를 검출하기 위해 전류 검출 회로를 설치함으로써, 필터의 오염 상태나 기계적인 로크를, 약간의 부하의 증감을 전류의 변화에 의해 감시하여, 상기 스텝핑 모터의 회전수를 제어한다. 본 발명에서는, 의사 정현파 구동에 의한 이동 시의 구동음 저감, 모터의 전류를 감시하여, 모터 토크를 가변 가능하게 한 것에 의해, 구동 한계치 부근의 모터 토크로 동작시켜, 소음의 저감을 가능하게 한, 또한 기구적인 로크에는 모터의 회전을 정지시킴으로써, 안전성을 확보한다.

공기 조화기, 스텝핑 모터, 필터, 모터 토크, 자동 청소 기구

Description

공기 조화기{AIR CONDITIONER}

본 발명은 필터 자동 청소 기구를 탑재한 공기 조화기에 관한 것으로, 특히 모터에 흐르는 약간의 전류의 변화를 감시하여, 모터의 구동 토크와 회전수를 제어함으로써 안전성과 소리의 저감을 가능하게 하는 제어 방식에 관한 것이다.

공기 조화기는 실내 공기를 열교환기에 순환시켜, 가열, 냉각, 제습 기능 등에 의해 조정하고, 이것을 실내에 분출함으로써 실내를 공기 조화한다. 이때, 공기 조화기에 있어서의 공기 청정용 필터가 오염되어 있으면, 순환 효율이 떨어져, 가열, 냉각, 제습 기능 등의 성능의 저하뿐만 아니라, 소비 전력의 증가로 연결된다. 또한, 자동으로 청소 기구가 동작하므로, 안전성과 저음화가 필요하다고 생각한다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 제2008-057864호 공보

종래의 자동 청소 기능에 있어서는, 부하에 의한 전류 변동이 없는, 유니폴라형의 스텝핑 모터에 의해 구동하고 있었으므로, 부하에 의해 모터 토크를 변동시킬 수는 없었다.

그로 인해, 모든 상황 하에서 동작하는 것을 상정하여, 충분한 여유도를 가진 모터 토크로 모터를 구동하고 있었다. 그로 인해, 통상의 환경화에서는 필요한 모터 토크 이상의 토크로 모터가 구동하고 있으므로, 구동음이 컸다. 또한, 기구부에 물체를 끼워 넣은 경우 등에 정지시킬 수 없어, 물체가 깨지는 등의 안전성이 부족해 있었다.

따라서, 본 발명에서는 바이폴라형의 스텝핑 모터를 사용함으로써, 전류 검출 가능과 모터의 회전수와 모터 토크를 가변이나 정지함으로써, 저음화와 안전성을 확보한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 모터 구동 시의 소음과 기계적 로크 시에 정지시킬 수 없는 제어이다.

따라서, 본 발명에서는 의사 정현파 구동에 의한 이동 시의 구동음 저감, 모터의 전류를 감시하여, 모터 토크를 가변 가능하게 한 것에 의해, 구동 한계치 부근의 모터 토크로 동작시켜 소음의 저감을 가능하게 하였고, 또한 기구적인 로크 시에는 모터의 회전을 정지시킴으로써 안전성을 확보한다.

청구항 1에 기재된 발명에 따르면, 저렴하고 수명이 길지만, 전류 검출이 곤란한 스텝핑 모터에서 전류 검출 제어를 행함으로써, 비용의 저감과 수명의 증가를 도모할 수 있는 것과, 필터의 오염 상태나 기계적인 로크에 의해, 제어를 변화시키는 것을 가능하게 함으로써, 안전성의 향상을 도모할 수 있다.

청구항 2에 기재된 발명에 따르면, 저렴한 스텝핑 모터 중에서도 부하에 의해 전류의 변화가 많은 바이폴라형의 모터를 사양으로 함으로써, 제어의 안정성을 향상시킬 수 있다.

청구항 3에 기재된 발명에 따르면, 의사적 정현파 구동을 행함으로써, 이동의 타이밍으로 발생하는 전자기음을 저감시킬 수 있으므로, 구동 시의 소음을 저감시킬 수 있다.

청구항 4에 기재된 발명에 따르면, 필터의 오염 상태를 약간의 부하의 증감에 의해 감시하여, 부하가 무겁다고 판단한 경우, 모터에 흘리는 전류비를 증가시킴으로써 모터 토크를 올리는 것이 가능해지므로, 통상 필터의 오염이 적은 상황에서는 저토크로 모터를 구동하여 구동 시의 소음을 저감시킬 수 있다.

도 1에 도시하는 공기 조화기(1)는 실내기(2)와 실외기(3)로 구성되어 있다. 실내기(2)와 실외기(3)는 전원 및 통신용 케이블과 냉매를 보내는 배관(5)에 의해 연결되어 있다. 실내기(2)는 하우징(28)에 의해 그 외관이 구성되고, 하우징(28)에는 공기 흡입구(30)와 공기 토출구(29)가 구성되어 있다. 또한, 하우징(28) 내에는 열교환기(16)와, 금속으로 스퍼터링된 필터(6)와, 공기를 공기 분출구(29)로부터 분출하는 관류(貫流) 팬(14)과, 실내와 실외의 공기를 환기하는 환기 팬이 배치되어 있다. 또한, 필터(6)는 공기 흡입구(30)와 열교환기(16) 사이에 배치되고, 자동 청소용 브러시(15)는 필터(6)의 표면을 쓸도록 설치되어 있고, 그 대략의 위치만이 도 2에 도시되어 있다.

다음에, 본 발명에 있어서의 구성으로서, 도 3에서 자동 청소 기능의 구성도, 도 4에서 모터 전류 검출 회로의 구성도를 도시한다.

실내기(2) 내에는, 도 3에 도시하는 자동 청소 기능(21)을 구비하고 있다. 자동 청소 기능(21)은 필터(6)와 자동 청소 기능용 바이폴라형 스텝핑 모터(4)와 자동 청소 기능 브러시(15) 등으로 구성되어 있다. 자동 청소 기능용 바이폴라형 스텝핑 모터(4)와 가동축(22)으로 연결된 자동 청소 기능 브러시(15)가, 자동 청소 기능용 모터(4)가 회전함으로써, 웜 기어가 회전하여, 자동 청소 기능 브러시(15)가 이동하는 구성으로 되어 있다.

모터의 구동 방식은, 도 5에 도시한 바와 같은 온 오프를 단순히 반복하는 통상의 1-2상(相) 여자 방식이라고 칭하는 스텝핑 모터 구동 방식이 아니라, 도 6에 도시한 바와 같은 온 오프의 폭을 조정시킴으로써, 전류치를 조정하여 의사적으로 정현파에 가까운 전류 파형을 구성시킴으로써, 이동의 타이밍을 줄여 소음의 저감을 도모한다.

상기와 같이 모터 전류를 의사 정현파 구동으로 동작시키는 제어를 행하는 회로는 전기품(20) 내부에 구비한, 도 3에 도시하는 마이크로 컴퓨터(24)와 저항(26)과 비교기(27)를 구비한 전류 검출 회로(25)이고, 자동 청소 기능용 바이폴라형 스텝핑 모터(4)에 흐르는 전류를 관측함으로써, 모터의 상세 상황을 파악할 수 있는 구성으로 되어 있다.

이와 같은 구성에 있어서, 자동 청소 기능용 바이폴라형 스텝핑 모터(4)를 구동한 경우, 자동 청소 기능용 바이폴라형 스텝핑 모터(4)에 흐르는 전류 라인에 저항(26)을 배치하고, 그 저항(26)에 흐르는 전류의 양을 비교기(27)를 바꾸어, 마이크로 컴퓨터(24)의 A/D 포트에서 검지함으로써, 자동 청소 기능용 바이폴라형 스텝핑 모터(4)의 상태를 인식한다.

자동 청소 기능용 바이폴라형 스텝핑 모터(4)가 정지되어 있는 경우에는, 자동 청소 기능용 바이폴라형 스텝핑 모터(4)에 흐르는 전류치는 0A로 된다. 마이크로 컴퓨터(24)로부터의 지령에 의해 움직이기 시작한 경우에는, 필터(6)에 먼지가 쌓여 있지 않고, 부하가 변동하지 않는 경우에는 일정한 전류가 흐른다.

그러나, 일정 전류가 흐르지 않는 경우가 존재한다.

상기 일정 전류가 흐르지 않는 경우는, 필터(6)에 먼지가 많이 쌓여 있고, 통상 시보다 부하가 무거워져 있는 경우, 기구적으로 로크가 발생하고 있는 경우가 있다.

도 7의 제어 흐름도에 도시한 바와 같이, 우선 자동 청소 기구를 동작시키기 위해 모터를 시작시킨다. 모터의 시작과 동시에 전류의 감시를 행하여, 마이크로 컴퓨터 내부에 가진 통상 동작 시의 전류량의 비교를 항상 행하여 동작한다.

따라서 통상 동작 시의 전류량보다 부하가 무거울 때의 전류치라고 판단한 경우, 모터 전류의 양을 증가시키고, 모터 토크를 증가시켜 모터의 구동을 시작한다. 그때 모터는 일시 정지하지 않고, 동작 중에 모터 토크를 변화시킨다.

모터 토크를 증가시킨 상태의 전류를 계속해서 감시하여, 마이크로 컴퓨터 내부에 가진 기구적 로크 시에 발생하는 전류량과의 비교를 행하여 동작한다.

따라서, 기구적 로크 시의 전류가 흐르고 있을 때에는 정지한다. 그러나, 정지한 것에 의해 기구적 로크가 해제될 가능성을 고려하여, 다시 모터의 구동을 개시한다. 그래도, 기구적인 로크라고 판정한 경우, 모터를 정지하여 자동 청소 기구에 어떤 문제가 있는 것을 표시한다.

상기와 같이 문제가 없는 경우에는, 자동 청소 동작을 정상으로 종료하고 모터의 구동은 정지한다.

도 1은 본 발명의 실시예에서의 공기 조화기의 외관 구성예를 도시하는 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에서의 공기 조화기의 내부 구성예를 도시하는 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에서의 자동 청소 기능의 구성예를 도시하는 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에서의 전류 검출 제어부의 구성예를 도시하는 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에서의 1-2상 여자 방식의 전류 파형을 도시하는 도면.

도 6은 본 발명의 실시예에서의 의사 정현파 방식의 전류 파형을 도시하는 도면.

도 7은 본 발명의 실시예에서의 자동 청소 기구의 제어 흐름도를 도시하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 공기 조화기

2 : 실내기

3 : 실외기

4 : 자동 청소 기능용 모터

5 : 배관

6 : 필터

7 : 프론트 패널

8 : 장식 프레임

9 : 캐비넷

10 : 수광부

11 : LED 표시부

12 : 리모트 컨트롤러

13 : 상하 풍향판

14 : 관류 팬

15 : 자동 청소용 브러시

16 : 열교환기

17 : 이슬 받침

18 : 표시 유닛

19 : 좌우 풍향판

20 : 전기품

21 : 자동 청소 기능

22 : 가동축

24 : 마이크로 컴퓨터

25 : 전류 검출 회로

26 : 저항

27 : 비교기

28 : 하우징

29 : 공기 토출구

30 : 공기 흡입구

Claims

공기 흡입구 및 공기 분출구를 갖는 하우징과,

상기 하우징 내에 배치된 필터와,

상기 필터 상을 이동하여 상기 필터의 청소를 행하는 자동 청소용 브러시와,

상기 자동 청소용 브러시를 동작시키는 스텝핑 모터와,

상기 스텝핑 모터에 흐르는 전류의 변화를 검출하는 전류 검출 회로를 구비하고,

상기 전류 검출 회로에 의해 검출된 전류가 통상 동작 시의 전류보다 부하가 무거울 때의 전류인 경우, 상기 스텝핑 모터에 흐르는 전류를 증가시키고,

상기 스텝핑 모터에 흐르는 전류를 증가시킨 상태에서 상기 전류 검출 회로에 의해 검출된 전류가, 상기 전류 검출 회로의 내부에 가진 기구적 로크 시에 발생하는 전류인 경우, 상기 스텝핑 모터의 구동을 정지하는 것을 특징으로 하는, 공기 조화기.
제1항에 있어서, 상기 전류 검출 회로에 의해 검출된 전류가 상기 전류 검출 회로의 내부에 가진 기구적 로크 시에 발생하는 전류라고 판단한 경우, 상기 스텝핑 모터의 구동을 정지하고, 다시 상기 스텝핑 모터의 구동을 개시하고,

상기 전류 검출 회로에 의해 검출된 전류가 상기 전류 검출 회로의 내부에 가진 기구적 로크 시에 발생하는 전류라고 2회 연속해서 판단한 경우, 상기 스텝핑 모터를 정지하여 상기 자동 청소 기구의 이상을 표시하는 것을 특징으로 하는, 공기 조화기.
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