JP2007247919A - 換気送風装置 - Google Patents

Abstract

【課題】誘導電動機とブラシレスＤＣモータの運転を組み合わせて低騒音で経済的な換気送風装置を提供することを目的としている。
【解決手段】換気送風装置１は、誘導電動機２の巻線設計を予め０．３回／時間と０．５回／時間としておくことにより、モータが発生する騒音が支配的で電力が小さく誘導電動機２とブラシレスＤＣモータ３の電力差が僅差な常時換気、即ち小風量の場合は騒音の少ない誘導電動機２を運転して換気し、大風量でファンの騒音が支配的な「強」の場合は高効率なブラシレスＤＣモータ３を運転して換気することにより低騒音で経済的な換気ができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、主に天井埋め込み型等の排気用および給気用の換気装置や、送風機、冷凍機器、空気調和機、給湯機などのブラシレスＤＣモータを搭載した換気送風装置に関するものである。

従来、換気送風装置の換気能力の制御するものとして、使用者が操作スイッチ（たとえば強・中・弱）を操作すると、サイリスタの位相制御などの制御手段でモータの能力を制御する方法が実施されている。モータの能力を制御する方法としてたとえば、特許文献１に示すようなものも提案されている。また一方、誘導電動機では大幅な高効率化は困難であることから、永久磁石を使用したブラシレスＤＣモータとしてたとえば、特許文献２に示すようなものが提案されている。

特許文献１に示すものについて、図１１で簡単に説明すると、換気風量調整手段１０１は２段階（たとえば強・弱）以上に設定された設定値を持ち、この設定値に基づいて、制御手段１０２がモータ１０３を周期的にオンオフして換気手段１０４の換気能力を制御することが記載されている。

また、特許文献２に示すものについて、図１２、１３で簡単に説明すると、ＡＣ電源を整流する整流部１０５と、この整流部１０５で整流して得たＤＣを低電圧化するＤＣ−ＤＣコンバータ１０６と、ＤＣモータの２相の駆動コイル１０７、１０８と、永久磁石を配した磁石回転子１０９と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０６と整流部１０５の間には平滑コンデンサ１１０と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０６とモータ駆動コイル１０７、１０８の間には平滑コンデンサ１１１とモータ駆動コイル１０７、１０８に一方向にのみ電流を流すスイッチング素子１１２、１１３とを配し、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０６にて整流部１０５で生じたＤＣ電源の電圧実行値を低くし、磁極検知素子からの信号でスイッチング素子１１２、１１３を制御し、モータ駆動コイル１０７、１０８に順次低電圧ＤＣ電流が流されるようにした２相半波駆動方式の構成としている。
特開平１０−２５９９３４号公報 特開２０００−４１３９５号公報

このような従来の誘導電動機を搭載した換気送風装置によれば、交流電源を周期的にオンオフするため周期的なスイッチングノイズが発生し、常時換気運転時、即ち低風量時の様にファンの騒音が低いときに電動機からの騒音がファンの騒音以上となり、非常に気になるといった課題があった。また、低風量から大風量までの特性を満たすためには電動機が大型化し、低コスト化できず、大風量時には消費電力が高いといった課題があった。また、このような従来のブラシレスＤＣモータを搭載した換気送風装置によれば、常時換気運転時、即ち低風量時の様にファンの騒音が低いときに、モータへのスイッチングによる騒音がファンの騒音以上となり、非常に気になるといった課題があり、誘導電動機に対して高効率ではあるが、常時換気時の低騒音化のためには複雑な回路と制御が必要となり開発工数かかるといった課題があった。

本発明は、この様な従来の課題を解決するものであり、誘導電動機とブラシレスＤＣモータの運転を組み合わせてモータが発生する騒音が支配的な小風量の場合は誘導電動機を運転して換気し、大風量でファンの騒音が支配的な場合にはブラシレスＤＣモータを運転して換気することにより低騒音で経済的な換気送風装置を提供することを目的としている。

また、使用者の室内環境、体質などにより所望の換気風量も様々であり、大風量時のモータの巻線仕様や電圧仕様を調整しなければならないといった課題があった。

本発明は、この様な従来の課題を解決するものであり、連続して電圧を可変することによりブラシレスＤＣモータの風量を連続して変更するとこができるため低騒音で経済的かつ使用者の利便性を高めた換気送風装置を提供することを目的としている。

また、シロッコファンなどの遠心型のファンを用いたブラシレスＤＣモータを電圧一定で運転した場合、圧力損失などにより静圧が低くなると風量が出すぎて騒音の増大、冷暖房時の空調負荷の増大、使用者への不快感（コールドドラフト）を与えるなどの課題があった。

本発明は、この様な従来の課題を解決するものであり、ブラシレスＤＣモータに流れる電流に予め定められた上限値を設けて運転することにより静圧変動による風量の出すぎを抑えた低騒音で効率良く換気を行う換気送風装置を提供することを目的としている。

また、換気送風装置は、使用者が容易に触れることのできない箇所（例えば天井）に設置される場合が大半を占めており、使用者が容易に運転状態や故障を判断できず、故障した場合は室内環境が汚染されて健康を害するといった課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、誘導電動機またはブラシレスＤＣモータが故障またはロックしても室内環境の汚染を抑え、使用者に異常を知らせる換気送風装置を提供することを目的としている。

また、季節や室内環境によって使用者が入室した際に常時換気の様な小風量で運転して換気したい場合、例えば冬季などや、大風量で運転したい場合、例えば夏季などがあるが、通常は常時換気で運転し、使用者が必要と感じた場合に都度操作して大風量に運転を変更しなければならないといった課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、使用者が都度設定することなく、入室を検知した際に誘導電動機を運転して常時換気、即ち小風量で換気するかブラシレスＤＣモータを運転して大風量で換気するかを設定できる使用者の利便性を高める換気送風装置を提供することを目的としている。

本発明の換気送風装置は上記目的を達成するために、誘導電動機とブラシレスＤＣモータに各々ファンを備えた本体と、運転状態を選択する操作部と、前記誘導電動機をオンオフする通電制御手段と、前記ブラシレスＤＣモータの磁石回転子の磁極位置を検知する磁極位置検出手段と、複数のスイッチング素子でブリッジ接続されたインバータ回路と、交流電源を直流電源に変換して前記インバータ回路に印加する電圧変換手段と、前記磁極位置検出手段の信号を基に前記電圧変換手段にて生成した電圧を前記インバータ回路を介して前記ブラシレスＤＣモータに所定の方向と順序で順次全波通電する駆動制御手段と、前記操作部の信号に基づいて前記誘導電動機と前記ブラシレスＤＣモータを運転させる判断手段とを備え、前記操作部で選択された運転状態に基づいて前記誘導電動機と前記ブラシレスＤＣモータの少なくともどちらかひとつを運転することを特徴とする換気送風装置としたものである。

これにより、誘導電動機とブラシレスＤＣモータの運転を組み合わせてモータが発生する騒音が支配的な小風量の場合は誘導電動機を運転して換気し、大風量でファンの騒音が支配的な場合にはブラシレスＤＣモータを運転して換気することにより低騒音で経済的な換気送風装置が得られる。

また、前記誘導電動機は、換気回数が０．３回／時間と０．５回／時間の能力の２段階速調であることを特徴とする換気送風装置としたものである。

これにより、誘導電動機とブラシレスＤＣモータの運転を組み合わせてモータが発生する騒音が支配的な常時換気、即ち小風量の場合は誘導電動機を運転して換気し、大風量でファンの騒音が支配的な場合にはブラシレスＤＣモータを運転して換気することにより低騒音で経済的な換気送風装置が得られる。

また、前記電圧変換手段は、操作部の信号に応じて連続的に電圧を可変することを特徴とする換気送風装置としたものである。

これにより、連続して電圧を可変することによりブラシレスＤＣモータの風量を連続して変更するとこができるため低騒音で経済的かつ使用者の利便性を高めた換気送風装置が得られる。

また、前記電圧変換手段は、出力する直流電流が予め定められた値以下であること特徴とする換気送風装置としたものである。

これにより、ブラシレスＤＣモータに流れる電流に予め定められた上限値を設けて運転することにより静圧変動による風量の出すぎを抑えた低騒音で効率良く換気を行う換気送風装置が得られる。

また、前記通電制御手段は、前記誘導電動機に流れる電流を検出する電流検出部を備え、前記判断手段は前記通電制御手段の電流検出部の信号により前記誘導電動機の故障を検知して前記ブラシレスＤＣモータを運転することを特徴とする換気送風装置としたものである。

これにより、誘導電動機が故障しても室内環境の汚染を抑える換気送風装置が得られる。

また、前記駆動制御手段は、前記磁極位置検知手段の信号により前記ブラシレスＤＣモータのロック状態を検知するロック検知部を備え、前記ブラシレスＤＣモータがロックしたとき、前記判断手段は前記ロック検知部の信号に基づいて前記誘導電動機を運転することを特徴とする換気送風装置としたものである。

これにより、ブラシレスＤＣモータがロックしても室内環境の汚染を抑える換気送風装置が得られる。

また、前記操作部に異常を表示する表示部分を設けたことを特徴とする換気送風装置としたものである。

これにより、誘導電動機またはブラシレスＤＣモータが故障またはロックしても室内環境の汚染を抑え、使用者に異常を通知できる換気送風装置が得られる。

また、前記本体に人の入室を検知する人感センサを備え、前記人感センサの信号に応じて前記誘導電動機と前記ブラシレスＤＣモータの少なくともどちらかひとつを運転することを特徴とする換気送風装置としたものである。

これにより、使用者が都度設定することなく、入出を検知した際に誘導電動機を運転して常時換気、即ち小風量で換気するかブラシレスＤＣモータを運転して大風量で換気する使用者の利便性を高める換気送風装置が得られる。

また、前記操作部に人感センサの信号に応じて前記誘導電動機と前記ブラシレスＤＣモータの運転の組み合わせを選択できる設定部を設けたことを特徴とする換気送風装置としたものである。

これにより、使用者が都度設定することなく、入室を検知した際に誘導電動機を運転して常時換気、即ち小風量で換気するかブラシレスＤＣモータを運転して大風量で換気するかを設定できる使用者の利便性を高める換気送風装置が得られる。

また、前記通電制御手段と前記磁極位置検出手段と前記インバータ回路と前記電圧変換手段と前記磁極位置検出手段と前記駆動制御手段と、前記判断手段を同一基板上に配置して前記ブラシレスＤＣモータとモールド樹脂で一体化したことを特徴とする換気送風装置としたものである。

これにより、回路部品をモールド樹脂で一体化するため放熱性能が高まり部品を小型化できるので回路部品を搭載するスペースが必要なくなり小型で安価な換気送風装置が得られる。

本発明によれば、誘導電動機とブラシレスＤＣモータの運転を組み合わせてモータが発生する騒音が支配的な小風量の場合は誘導電動機を運転して換気し、大風量でファンの騒音が支配的な場合にはブラシレスＤＣモータを運転して換気することにより低騒音で経済的な換気送風装置を提供できる。

また、誘導電動機とブラシレスＤＣモータの運転を組み合わせてモータが発生する騒音が支配的な常時換気、即ち小風量の場合は誘導電動機を運転して換気し、大風量でファンの騒音が支配的な場合にはブラシレスＤＣモータを運転して換気することにより低騒音で経済的な換気送風装置を提供できる。

また、連続して電圧を可変することによりブラシレスＤＣモータの風量を連続して変更するとこができるため低騒音で経済的かつ使用者の利便性を高めた換気送風装置を提供できる。

また、ブラシレスＤＣモータに流れる電流に予め定められた上限値を設けて運転することにより静圧変動による風量の出すぎを抑えた低騒音で効率良く換気を行う換気送風装置を提供できる。

また、誘導電動機が故障しても室内環境の汚染を抑える換気送風装置を提供できる。

また、ブラシレスＤＣモータがロックしても室内環境の汚染を抑える換気送風装置を提供できる。

また、誘導電動機またはブラシレスＤＣモータが故障またはロックしても室内環境の汚染を抑え、使用者に異常を通知できる換気送風装置を提供できる。

また、使用者が都度設定することなく、入出を検知した際に誘導電動機を運転して常時換気、即ち小風量で換気するかブラシレスＤＣモータを運転して大風量で換気する使用者の利便性を高める換気送風装置を提供できる。

また、使用者が都度設定することなく、入室を検知した際に誘導電動機を運転して常時換気、即ち小風量で換気するかブラシレスＤＣモータを運転して大風量で換気するかを設定できる使用者の利便性を高める換気送風装置を提供できる。

また、回路部品をモールド樹脂で一体化するため放熱性能が高まり部品を小型化できるので回路部品を搭載するスペースが必要なくなり小型で安価な換気送風装置を提供できる。

本発明の請求項１記載の発明は、誘導電動機とブラシレスＤＣモータに各々ファンを備えた本体と、運転状態を選択する操作部と、前記誘導電動機をオンオフする通電制御手段と、前記ブラシレスＤＣモータの磁石回転子の磁極位置を検知する磁極位置検出手段と、複数のスイッチング素子でブリッジ接続されたインバータ回路と、交流電源を直流電源に変換して前記インバータ回路に印加する電圧変換手段と、前記磁極位置検出手段の信号を基に前記電圧変換手段にて生成した電圧を前記インバータ回路を介して前記ブラシレスＤＣモータに所定の方向と順序で順次全波通電する駆動制御手段と、前記操作部の信号に基づいて前記誘導電動機と前記ブラシレスＤＣモータを運転させる判断手段とを備え、前記操作部で選択された運転状態に基づいて前記誘導電動機と前記ブラシレスＤＣモータの少なくともどちらかひとつを運転することを特徴とする換気送風装置としたものであり、誘導電動機とブラシレスＤＣモータの運転を組み合わせてモータが発生する騒音が支配的な小風量の場合は誘導電動機を運転して換気し、大風量でファンの騒音が支配的な場合にはブラシレスＤＣモータを運転して換気することにより低騒音で経済的という作用を有する。

また、前記誘導電動機は、換気回数が０．３回／時間と０．５回／時間の能力の２段階速調であることを特徴とする請求項１記載の換気送風装置としたものであり、誘導電動機とブラシレスＤＣモータの運転を組み合わせてモータが発生する騒音が支配的な常時換気、即ち小風量の場合は誘導電動機を運転して換気し、大風量でファンの騒音が支配的な場合にはブラシレスＤＣモータを運転して換気することにより低騒音で経済的という作用を有する。

また、前記電圧変換手段は、操作部の信号に応じて連続的に電圧を可変することを特徴とする請求項１または２記載の換気送風装置としたものであり、連続して電圧を可変することによりブラシレスＤＣモータの風量を連続して変更するとこができるため低騒音で経済的かつ使用者の利便性を高めるという作用を有する。

また、前記電圧変換手段は、出力する直流電流が予め定められた値以下であること特徴とする請求項１〜３に記載の換気送風装置としたものであり、ブラシレスＤＣモータに流れる電流に予め定められた上限値を設けて運転することにより静圧変動による風量の出すぎを抑えた低騒音で効率良く換気を行うという作用を有する。

また、前記通電制御手段は、前記誘導電動機に流れる電流を検出する電流検出部を備え、前記判断手段は前記通電制御手段の電流検出部の信号により前記誘導電動機の故障を検知して前記ブラシレスＤＣモータを運転することを特徴とする請求項１〜４に記載の換気送風装置としたものであり、誘導電動機が故障しても室内環境の汚染を抑えるという作用を有する。

また、前記駆動制御手段は、前記磁極位置検知手段の信号により前記ブラシレスＤＣモータのロック状態を検知するロック検知部を備え、前記ブラシレスＤＣモータがロックしたとき、前記判断手段は前記ロック検知部の信号に基づいて前記誘導電動機を運転することを特徴とする請求項１〜５に記載の換気送風装置としたものであり、ブラシレスＤＣモータがロックしても室内環境の汚染を抑えるという作用を有する。

また、前記操作部に異常を表示する表示部分を設けたことを特徴とする請求項５または６に記載の換気送風装置としたものであり、誘導電動機またはブラシレスＤＣモータが故障またはロックしても室内環境の汚染を抑え、使用者に異常を通知できるという作用を有する。

また、前記本体に人の入室を検知する人感センサを備え、前記人感センサの信号に応じて前記誘導電動機と前記ブラシレスＤＣモータの少なくともどちらかひとつを運転することを特徴とする請求項１〜７に記載の換気送風装置としたものであり、使用者が都度設定することなく、入出を検知した際に誘導電動機を運転して常時換気、即ち小風量で換気するかブラシレスＤＣモータを運転して大風量で換気する使用者の利便性を高めるという作用を有する。

また、前記操作部に人感センサの信号に応じて前記誘導電動機と前記ブラシレスＤＣモータの運転の組み合わせを選択できる設定部を設けたことを特徴とする請求項８に記載の換気送風装置としたものであり、使用者が都度設定することなく、入室を検知した際に誘導電動機を運転して常時換気、即ち小風量で換気するかブラシレスＤＣモータを運転して大風量で換気するかを設定できる使用者の利便性を高めるという作用を有する。

また、前記通電制御手段と前記磁極位置検出手段と前記インバータ回路と前記電圧変換手段と前記磁極位置検出手段と前記駆動制御手段と、前記判断手段を同一基板上に配置して前記ブラシレスＤＣモータとモールド樹脂で一体化したことを特徴とする請求項１〜９に記載の換気送風装置としたものであり、回路部品をモールド樹脂で一体化するため放熱性能が高まり部品を小型化できるので回路部品を搭載するスペースが必要なくなり小型で安価にできるという作用を有する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１と図２に示すように、換気送風装置１は天井に設置されており、誘導電動機２とブラシレスＤＣモータ３を搭載し、誘導電動機２とブラシレスＤＣモータ３は、シロッコファンなどの遠心型送風型のファン４ａと４ｂに直結されている。誘導電動機２は、予め定められた換気能力を出力するように巻線設計されている２速調のタップを有している。運転状態を選択する操作部５は壁などに埋め込まれたスイッチで、判断手段６は、操作部５の信号に基づいて誘導電動機２とブラシレスＤＣモータ３を運転させる信号を出力する。通電制御手段７は、誘導電動機２をオンオフする例えばリレーやトライアックなどのスイッチである。ブラシレスＤＣモータ３の磁石回転子８は、Ｎ極とＳ極の１ペアを複数配置した回転子である。磁極位置検出手段９は、磁石回転子８のＮ極からＳ極またはＳ極からＮ極への変化を電気的なＨまたはＬの信号に変換する例えばホールＩＣである。インバータ回路１０は、複数のスイッチング素子例えばトランジスタやＦＥＴでブリッジ接続され、ブラシレスＤＣモータ３の固定子の駆動コイル１１に接続されている。電圧変換手段１２は、交流電源１３をダイオードブリッジで整流してコンデンサで平滑する整流部１４と整流された直流電源をチョッピングして減圧するチョッパ回路１５で構成されている。駆動制御手段１６は、磁極位置検知手段９より出力される信号の組み合わせに応じて駆動コイル１１に所定の方向と順序で順次全波通電となるようにインバータ回路１０のスイッチング素子をオンオフ制御する。判断手段６と駆動制御手段１６は、例えばマイクロコンピュータ１７に内蔵されている。

上記構成において、壁に埋め込まれた操作部５は、例えば「常時冬」、「常時夏」、「急速」の３速の運転を選択でき、これらの何れかを選択すると、選択された運転に応じた信号が判断手段６に入力される。判断手段６は、操作部５の信号に応じて、「常時冬」と「常時夏」の場合は、通電制御手段７に信号を出力し、「強」の場合は、駆動制御手段１６に信号を出力する。通電制御手段７は、操作部５の信号に応じて誘導電動機２のタップを交流電源１３に接続して誘導電動機が運転される。また、「強」の場合は、判断手段６の信号により駆動制御手段１６がブラシレスＤＣモータ３を運転する。

以上のように構成した換気送風装置１は、誘導電動機２の巻線設計を予め０．３回／時間と０．５回／時間として「常時冬」を０．３回／時間、「常時夏」を０．５回／時間としておくことにより、モータが発生する騒音が支配的で電力が小さく誘導電動機２とブラシレスＤＣモータ３の電力差が僅差な常時換気、即ち小風量の場合は騒音の少ない誘導電動機２を運転して換気し、大風量でファンの騒音が支配的な「強」の場合は高効率なブラシレスＤＣモータ３を運転して換気することにより低騒音で経済的な換気ができる。

なお、実施の形態１では、誘導電動機２とブラシレスＤＣモータ３をそれぞれ１つとしたが、複数台あっても良く、その作用効果に差異を生じない。

また、操作部５を３速の運転設定としたが、さらに多くの運転設定としても良く、その作用効果に差異を生じない。

（実施の形態２）
実施の形態１と同一の部分については、同一番号を付し、詳細な説明は省略する。図３は、電圧変換手段１２のチョッパ回路１５の詳細を示したものである。チョッパ回路１５は例えばＭＯＳＦＥＴのようなスイッチ素子１８と三角波発生回路１９とある基準電圧２０ａと比較してスイッチ素子１８とオンオフする比較器２１ａで構成されている。

上記構成において、操作部５にボリュームなどを設けることにより、ボリュームに応じた信号が判断手段６に入力される。判断手段６は、ボリュームに応じで電圧変換手段１２のチョッパ回路１５の比較器２１ａの基準電圧２０ａを可変する。比較器２１ａは、可変された基準電圧２０ａと三角波発生回路１９の三角波を比較しスイッチ素子１８のオン時間を変化させ電圧変換手段１２から出力される電圧を可変し、インバータ回路１０を介してブラシレスＤＣモータ３の駆動コイル１１に印加される電圧を可変することによりブラシレスＤＣモータ３に印加される電圧を連続的に変更する。

以上のように構成した換気送風装置１は、ブラシレスＤＣモータ３の印加電圧を連続的に変化させることができるため、ブラシレスＤＣモータ３の風量を連続して変更するとこができ、低騒音で経済的かつ使用者の利便性を高めることができる。

（実施の形態３）
実施の形態１および２と同一の部分については、同一番号を付し、詳細な説明は省略する。図４は、電圧変換手段１２のチョッパ回路１５の詳細を示したものであり、チョッパ回路１５は、駆動コイル１１に流れてインバータ回路１０を介して流れる電流を電圧に変換する検出抵抗２２と予め定められ基準電圧２０ｂとそれらを比較する比較器２１ｂと三角波発生回路１９と基準電圧２０ａと比較してスイッチ素子１８をオンオフする信号と前述の比較器２１ｂの出力の論理積を取るＡＮＤ回路２３を比較器２１ａで構成されている。

上記構成において、予め制限したい電流値となるように基準電圧２０ｂを設定しておく。駆動コイル１１に流れる電流が検出抵抗２２により電圧に変換され、基準電圧２０ｂより大きい場合は、比較器２１ｂからはオフの信号が出力され、比較器２１ａより出力されるスイッチ素子１８のオンオフ信号は、ＡＮＤ回路２３によって図５のように制限されて電圧変換手段１２より出力される電圧は減圧し、ブラシレスＤＣモータ３に印加される電圧が減圧されるため駆動コイル１１に流れる電流が制限される。

以上のように構成した換気送風装置１は、図６のように静圧変動による風量の出すぎを抑えた低騒音で効率良く換気を行うことができる。

（実施の形態４）
実施の形態１〜３と同一の部分については、同一番号を付し、詳細な説明は省略する。図７で通電制御手段７は誘導電動機２の２速のタップを切換える例えばリレーやトライアックのようなスイッチ２４と、誘導電動機２に流れる電流の変化を検出する例えば積分回路で、ある一定時間変化がない場合に信号を出力する電流検出部２５を備えている。また、駆動制御手段１６は、磁極位置検出手段９の信号の変化を検出し、ある一定時間変化のない場合に信号を出力するロック検知部２６である。また、操作部５には異常を使用者に知らせる表示部分２７、例えばＬＥＤである。

上記構成において、誘導電動機２が故障した場合、誘導電動機２の電流変化がなくなるため電流検出部２５が判断手段６に信号を出力する。判断手段６は、誘導電動機２が故障したことを判断して駆動制御手段１６に運転を指示し、ブラシレスＤＣモータ３が運転されるとともに操作部５に信号を出力し表示部分２７を点灯させる。

また、ブラシレスＤＣモータ３がロックした場合、磁石回転子８がある固定された位置となるため磁極位置検知手段９の信号がある固定された組み合わせ例えば（Ｈ，Ｈ，Ｌ）となる。駆動制御手段１６のロック検知部２６は、磁極位置検知手段９の信号がある一定時間変化しないため判断手段６に信号を出力する。判断手段６は、ブラシレスＤＣモータ３がロックしたことを判断して通電制御手段７に運転を指示し、誘導電動機２が運転されるとともに操作部５に信号を出力し表示部分２７を点灯させる。

以上のように構成した換気送風装置１は、誘導電動機２の故障やブラシレスＤＣモータ３がロックしても室内環境の汚染を抑え、使用者に異常を通知できるということができる。

なお、実施の形態４では、表示部分２７をＬＥＤとしたが、ブザーなどで音声を発生しても良く、その作用効果に差異を生じない。

（実施の形態５）
実施の形態１〜４と同一の部分については、同一番号を付し、詳細な説明は省略する。図８は、換気送風装置１の本体のルーバー部分（図示せず）に取り付けられた人感センサ２８である。ルーバーは換気送風装置１の吸い込み口に取り付けられており例えばスリット状になっている。

図９の操作部５に取り付けられた設定部２９は、例えば３段階のスイッチである。

上記構成において、操作部５の設定部２９が例えば「常時冬」に選択されている場合、人感センサ２８が人の入室を検知して判断手段６に信号を出力する。判断手段６は、現在の運転状態に関わらず、「常時冬」に相当する誘導電動機２の運転となるように通電制御手段７に信号を出力し誘導電動機２を運転する。同様にして、設定部２９が「強」と選択されていた場合には、ブラシレスＤＣモータ３を運転する。「常時夏」についても同様にして誘導電動機２が運転される。

以上のように構成した換気送風装置１は、使用者が都度設定することなく、入室を検知した際に誘導電動機２を運転して常時換気、即ち小風量で換気するかブラシレスＤＣモータ３を運転して大風量で換気するかを設定でき、使用者の利便性を高めることができる。

なお、実施の形態５では、設定部２９を３段階のスイッチとしたが無段のＳＷでも良く、その作用効果に差異を生じない。

（実施の形態６）
実施の形態１〜５と同一の部分については、同一番号を付し、詳細な説明は省略する。図１０は、回路部分をモールド樹脂３０で一体化したブラシレスＤＣモータ３である。

モールド樹脂３０は、絶縁を兼ねた例えば熱硬化性樹脂で、プリント基板３１上に構成された電子部品および固定子３２に密着しているために放熱効果を高めることができ、電圧変換手段１２のチョッパ回路１５を構成するスイッチ素子１８、例えばＭＯＳＦＥＴ、駆動コイル１１、インバータ回路１０を構成するスイッチング素子等の発熱部品の温度上昇を抑えることから部品を小型化できる。

以上のように構成した換気送風装置１は、回路部品を搭載するスペースが必要なくなり小型で安価にできる。

本発明にかかるブラシレスＤＣモータを搭載した換気送風装置は、誘導電動機とブラシレスＤＣモータの運転を組み合わせて換気することにより、低騒音で経済的かつ使用者の利便性を高めることから、遠心型送風機を搭載する一般家庭用の換気送風装置や業務用の簡易送風機などに広く適用できる。

本発明の実施の形態１における換気送風装置の概略構成図 同換気送風装置のブロック図 本発明の実施の形態２における電圧変換手段のブロック図 同電圧変換手段のブロック図 同電圧変換手段のスイッチ素子の駆動波形図 同換気送風装置の静圧―風量を示す図 本発明の実施の形態３における換気送風装置のブロック図 同換気送風装置の概略構成図 本発明の実施の形態４における換気送風装置のブロック図 本発明の実施の形態５におけるＤＣモータを示す断面図 従来の誘導電動機の構成図 従来のブラシレスＤＣモータを示す外観図 従来のブラシレスＤＣモータを示す回路図

符号の説明

１ 換気送風装置
２ 誘導電動機
３ ブラシレスＤＣモータ
４ａ ファン
４ｂ ファン
５ 操作部
６ 判断手段
７ 通電制御手段
８ 磁石回転子
９ 磁極位置検出手段
１０ インバータ回路
１１ 駆動コイル
１２ 電圧変換手段
１３ 交流電源
１４ 整流部
１５ チョッパ回路
１６ 駆動制御手段
１７ マイクロコンピュータ
１８ スイッチ素子
１９ 三角波発生回路
２０ａ 基準電圧
２０ｂ 基準電圧
２１ａ 比較器
２１ｂ 比較器
２２ 検出抵抗
２３ ＡＮＤ回路
２４ スイッチ
２５ 電流検出部
２６ ロック検知部
２７ 表示部分
２８ 人感センサ
２９ 設定部
３０ モールド樹脂
３１ プリント基板
３２ 固定子

Claims (10)

1. 誘導電動機とブラシレスＤＣモータに各々ファンを備えた本体と、運転状態を選択する操作部と、前記誘導電動機をオンオフする通電制御手段と、前記ブラシレスＤＣモータの磁石回転子の磁極位置を検知する磁極位置検出手段と、複数のスイッチング素子でブリッジ接続されたインバータ回路と、交流電源を直流電源に変換して前記インバータ回路に印加する電圧変換手段と、前記磁極位置検出手段の信号を基に前記電圧変換手段にて生成した電圧を前記インバータ回路を介して前記ブラシレスＤＣモータに所定の方向と順序で順次全波通電する駆動制御手段と、前記操作部の信号に基づいて前記誘導電動機と前記ブラシレスＤＣモータを運転させる判断手段とを備え、前記操作部で選択された運転状態に基づいて、前記誘導電動機と前記ブラシレスＤＣモータの少なくともどちらかひとつを運転することを特徴とする換気送風装置。
2. 誘導電動機は、換気回数が０．３回／時間と０．５回／時間の能力の２段階速調であることを特徴とする請求項１記載の換気送風装置。
3. 電圧変換手段は、操作部の信号に応じて連続的に電圧を可変することを特徴とする請求項１または２記載の換気送風装置。
4. 電圧変換手段は、出力する直流電流が予め定められた値以下であること特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の換気送風装置。
5. 通電制御手段は、誘導電動機に流れる電流を検出する電流検出部を備え、判断手段は前記通電制御手段の電流検出部の信号により前記誘導電動機の故障を検知してブラシレスＤＣモータを運転することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の換気送風装置。
6. 駆動制御手段は、磁極位置検知手段の信号によりブラシレスＤＣモータのロック状態を検知するロック検知部を備え、前記ブラシレスＤＣモータがロックしたとき、判断手段は前記ロック検知部の信号に基づいて前記誘導電動機を運転することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の換気送風装置。
7. 操作部に異常を表示する表示部分を設けたことを特徴とする請求項５または６に記載の換気送風装置。
8. 本体に人の入室を検知する人感センサを備え、前記人感センサの信号に応じて誘導電動機とブラシレスＤＣモータの少なくともどちらかひとつを運転することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の換気送風装置。
9. 操作部に人感センサの信号に応じて誘導電動機とブラシレスＤＣモータの運転の組み合わせを選択できる設定部を設けたことを特徴とする請求項８に記載の換気送風装置。
10. 通電制御手段と磁極位置検出手段とインバータ回路と電圧変換手段と磁極位置検出手段と駆動制御手段と判断手段を同一基板上に配置して、前記通電制御手段と前記磁極位置検出手段と前記インバータ回路と前記電圧変換手段と前記磁極位置検出手段と前記駆動制御手段と前記判断手段とブラシレスＤＣモータをモールド樹脂で一体化したことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の換気送風装置。

Images