JP2014055681A

JP2014055681A - 空気清浄機

Info

Publication number: JP2014055681A
Application number: JP2012199154A
Authority: JP
Inventors: Junpei Koseto; 順平小瀬戸
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2014-03-27

Abstract

【課題】ファンモーターの回転数変化に加えて、ステッピングモーターに誘起される電圧を検出することで、より精度よくルーバーの異常状態を検出することができ、異常状態が解除されるとルーバーを自動で所定の角度へ復帰させることが出来る空気清浄器を提供することを目的とする。
【解決手段】電圧検出手段１３により検出された電圧が、あらかじめ設定された電圧閾値を上回り第１の時間算出手段１４により算出された時間があらかじめ設定された第１時間閾値を下回った場合、異常判定手段１５によりルーバーの異常と判断する。第２の時間算出手段１６により算出された時間が第２時間閾値を下回った場合、第１の状態判定手段１７により異常が解除されたと判断しルーバーを自動で所定の角度へ復帰させ、第２時間閾値を下回った場合、異常状態が継続していると判断し異常状態を使用者に報知する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般家庭や事務所等で使用される空気清浄機に関するものである。

従来、この種の空気清浄機は、容易にフロントパネル、フィルター等を取り外し可能であるため、使用者がフロントパネル、フィルターを取り外した際や、フィルター目詰まり等による製品内部の圧力損失の変化と、ルーバー故障及び異常による圧力損失の変化を区別して判別する必要があった。

そこで、同様のルーバーを備えた浴室空調装置の技術に着目した。

浴室空調装置では、モータの駆動により循環ファンを回転させて浴室の空気を吸気口から吸気し、該空気を再び浴室内に吹出口から吹出す循環風路と、換気ファンにより浴室の空気を排気口から屋外へ排気する排気風路と、前記循環風路内に配設した加熱手段および前記循環風路の温度を検知する温度検出手段と、前記吹出口に配設した駆動手段により吹出口を開閉させるルーバーと、前記循環ファン、換気ファン、加熱手段およびルーバーを制御する制御部とを備えていた。循環風路内の故障を検知する技術として、前記制御部は、前記循環モータは回転数一定制御を行うとともに、所定回転数の駆動に対応した入力電圧に基づく前記循環風路の圧力損失を推定し、前記圧力損失と温度検出手段の出力とに応じて、前記ルーバーの駆動手段の故障検知を行うことで、安価な方法でルーバーの故障を検知できるものであった（例えば、特許文献１）。

特開２００４−２９４０４０号公報

上記のような従来の方法では、ファンモーターの回転数変化だけでルーバーの故障を検知する方法であったので、フロントパネル、フィルター等を取り外した際には、製品内部の圧力損失が小さくなることでファンモーターの回転数は減少する方向に変化し、フィルター目詰まり等の場合には、製品内部の圧力損失が大きくなることでファンモーターの回転数は増加方向に変化する。

また、通常製品運転状態において吹出口を開けるように動作するルーバーが故障又は異常になることで吹出口が閉じたままの状態になった際には、フィルター目詰まり等の時と同様に製品内部の圧力損失が大きくなるためファンモーターの回転数は増加方向に変化することになる。

すなわち、フィルター目詰まり等による製品内部の圧力損失の変化と、ルーバー故障及び異常による圧力損失の変化の違いを判別できないという課題は克服することができなかった。

そこで、本発明は、上記課題を解決するものであり、ファンモーターの回転数変化に加えて、ルーバーを駆動するためのステッピングモーターに誘起される電圧を検出することで、ルーバーの異常状態を精度よく検出し異常状態が解除されるとルーバーを所定の角度へ自動復帰させることを目的とする。

この目的を達成するために、本発明は、空気を送風するファンを駆動させるファンモーターと、ファンモーターの回転数を検出する回転数検出手段と、ファンモーターの回転数を運転モードに応じてあらかじめ設定されている所定の回転数になるように制御する回転数制御手段と、室内へ吹き出す空気の風向を制御する風向制御手段であるルーバーと、前記ルーバーを駆動させるステッピングモーターと、ルーバーが所定の角度になるように前記ステッピングモーターを制御する駆動制御手段と、前記ステッピングモーターが所定の角度で停止している際に巻線に誘起される電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段により検出された電圧があらかじめ設定された電圧閾値を超えた時を起点として前記回転数検出手段により検出された回転数が第１回転数閾値を超えるまでの時間を算出する第１の時間算出手段と、前記第１の時間算出手段により算出された時間があらかじめ設定された第１時間閾値を下回った場合、ルーバーの異常と判断する異常判定手段と、異常と判定されてから、前記回転数制御手段の制御により回転数が所定の値に安定するまでの時間を算出する第２の時間算出手段と、前記第２の時間算出手段で算出された時間が、あらかじめ設定された第２時間閾値を下回った場合、異常状態が解除されたと判断し、前記第２時間閾値を上回った場合、異常状態が継続していると判断する第１の状態判定手段と、前記第１の状態判定手段により異常状態が解除されたと判断した場合に、前記駆動制御手段に前記ルーバーが所定の角度になるように命令信号を送る命令手段と、異常状態が継続していると判断した場合に、使用者に異常状態を報知する報知手段と、を設け備えたものであり、
前記電圧検出手段により検出された電圧があらかじめ設定された前記電圧閾値を超えた時を起点として前記回転数検出手段により検出された回転数が前記第１回転数閾値を超えるまでの時間を前記第１の時間算出手段により算出し、前記第１時間閾値を下回った場合、前記異常判定手段により前記ルーバーの異常と判断する。前記第１の状態判定手段は、前記第２の時間算出手段により算出された時間が、前記第２時間閾値を下回った場合、異常状態が解除されたと判断すると命令手段からの命令信号に応じて前記駆動制御手段により前記ルーバーを所定の角度になるように自動復帰させる。また、前記第２の時間算出手段により算出された時間が、前記第２時間閾値を上回った場合、前記ルーバーの異常が継続していると判断し、前記報知手段により使用者に異常状態を報知することとしたものである。

これにより、所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、ファンモーターの回転数変化とステッピングモーターに誘起される電圧を検出することで、より精度よくルーバーの異常状態を検出することができ、異常状態が解除されるとルーバーを所定の角度へ自動復帰させることが出来る。

本発明の実施の形態１の空気清浄機の構成図同空気清浄機の制御回路の構成を示したブロック図本発明の実施の形態１の空気清浄機の制御動作を示すフローチャート本発明の実施の形態１の空気清浄機の制御動作を示す概略図

本発明の請求項１記載の空気清浄機は、空気を送風するファンを駆動させるファンモーターと、ファンモーターの回転数を検出する回転数検出手段と、ファンモーターの回転数を運転モードに応じてあらかじめ設定されている所定の回転数になるように制御する回転数制御手段と、室内へ吹き出す空気の風向を制御する風向制御手段であるルーバーと、前記ルーバーを駆動させるステッピングモーターと、ルーバーが所定の角度になるように前記ステッピングモーターを制御する駆動制御手段と、前記ステッピングモーターが所定の角度で停止している際に巻線に誘起される電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段により検出された電圧があらかじめ設定された電圧閾値を超えた時を起点として前記回転数検出手段により検出された回転数が第１回転数閾値を超えるまでの時間を算出する第１の時間算出手段と、前記第１の時間算出手段により算出された時間があらかじめ設定された第１時間閾値を下回った場合、ルーバーの異常と判断する異常判定手段と、異常と判定されてから、前記回転数制御手段の制御により回転数が所定の値に安定するまでの時間を算出する第２の時間算出手段と、前記第２の時間算出手段で算出された時間が、あらかじめ設定された第２時間閾値を下回った場合、異常状態が解除されたと判断し、前記第２時間閾値を上回った場合、異常状態が継続していると判断する第１の状態判定手段と、前記第１の状態判定手段により異常状態が解除されたと判断した場合に、前記駆動制御手段に前記ルーバーが所定の角度になるように命令信号を送る命令手段と、異常状態が継続していると判断した場合に、使用者に異常状態を報知する報知手段と、を備えたものである。

これにより、異常判定手段は、前記電圧検出手段により検出された電圧が前記電圧閾値を超えた時を起点として前記回転数検出手段により検出された回転数が前記第１回転数閾値を超えるまでの時間を第１の時間算出手段により算出し、前記第１時間閾値を下回った場合に前記ルーバーの異常と判断する。また、前記第１の状態判定手段は、前記第２の時間算出手段により算出された時間が、前記第２時間閾値を下回った場合、異常状態が解除されたと判断すると前記命令手段からの命令信号に応じて前記駆動制御手段により前記ルーバーを所定の角度になるように自動復帰させるため運転中に幼児等が勝手に前記ルーバーを閉じた場合でも、幼児等の手が前記ルーバーから離れると前記ルーバーを所定の位置に自動復帰させることで正常な運転状態を継続することができるという効果を有する。

また、前記第２の時間算出手段により算出された時間が前記第２時間閾値を上回った場合、前記ルーバーの異常が継続していると判断し、前記報知手段により使用者に異常状態を報知することとしたものであるので、幼児等及び周囲の使用者が異常状態に気づくことで異常状態を解除するように促すことができるという効果を有する。

また、請求項２記載の空気清浄機の発明は、報知手段による異常状態の報知後、回転数が所定の値で安定している状態からあらかじめ設定された第２回転数閾値を下回った場合、異常状態が解除されたと判断する第２の状態判定手段を備えた構成としたものである。

これにより、異常状態が解除されたと判断すると前記命令手段からの命令信号に応じて前記駆動制御手段により前記ルーバーを所定の角度になるように自動復帰させるため運転中に幼児等が勝手に前記ルーバーを閉じた場合でも、幼児等の手が前記ルーバーから離れると前記ルーバーを所定の位置に自動復帰させることで正常な運転状態を継続することができるという効果を有する。

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、２に示すように、空気清浄機の本体１は、一般家庭、事務所等の床又は棚上等に配置される。

本体１の前面には、フロントパネル２を配置し、フロントパネル２の側面に室内の空気を吸い込むための吸込口３と、本体１の上面に配置し清浄化された空気を室内へ吹き出すための吹出口４とを備えた構成とする。

そして、吹出口４には、吹き出す際の風向を制御する風向制御手段であるルーバー５と、ルーバー５を駆動するステッピングモーター６を備えている。

本体１の内部には、フロントパネル２の後ろに配置し吸い込んだ空気を清浄化するためのフィルター７と、吸込口３から吸い込んだ空気を、フィルター７を介して吹出口４へ送風するファン８と、ファン８を駆動させるファンモーター９を備えている。

また、ファンモーター９の回転数を検出する回転数検出手段１０と、ファンモーター９の回転数を運転モードに応じてあらかじめ設定された所定の回転数になるように制御する回転数制御手段１１と、ルーバー５が所定の角度になるようにステッピングモーター６を制御する駆動制御手段１２を備えている。

さらに、本体１の内部には、電圧検出手段１３と、第１の時間算出手段１４と、異常判定手段１５と、第２の時間算出手段１６と、第１の状態判定手段１７と、命令手段１８と、報知手段１９と、第２の状態判定手段２０と、を備えている。

電圧検出手段１３は、ステッピングモーター６が所定の角度で停止している際に巻線に誘起される電圧を検出するものである。

また、第１の時間算出手段１４は、電圧検出手段１３により検出された電圧があらかじめ設定された電圧閾値を超えてから回転数検出手段１０により検出された回転数が第１回転数閾値を上回るまでの時間を算出するものである。

また、異常判定手段１５は、第１の時間算出手段１４により算出された時間があらかじめ設定された第１時間閾値を下回った場合、ルーバー５の異常状態と判断する。

また、第２の時間算出手段１６は、異常判定手段１５によって、異常と判定されてから回転数制御手段１１により回転数が運転モードに応じてあらかじめ設定された所定の値に安定するまでの時間を算出するものである。

第１の状態判定手段１７は、算出された時間が、あらかじめ設定された第２時間閾値を下回った場合、異常状態が解除されたと判断し、第２時間閾値を上回った場合、異常状態が継続していると判断するものである。

命令手段１８は、第１の状態判定手段１７により異常状態が解除されたと判断した場合、
駆動制御手段１２に前記ルーバーが所定の角度になるように命令信号を送るものである。

報知手段１９は、第１の状態判定手段１７により異常状態が継続していると判断した場合に、使用者に異常状態を報知するものである。

第２の状態判定手段２０は、報知手段１９による異常状態の報知後、回転数検出手段１０により検出された回転数が運転モードに応じた所定の回転数で安定している状態からあらかじめ設定された第２回転数閾値を下回った場合に異常状態が解除されたと判断するものである。

ここで、ファンモーター９と回転数検出手段１０及び回転数制御手段１１は電気的に接続されているものとする。

ルーバー５とステッピングモーター６は機械的に接続されており、ステッピングモーター６と駆動制御手段１２及び電圧検出手段１３は電気的に接続されているものとする。第１の状態判定手段１７と報知手段１９は電気的に接続されているものとする。回転数検出手段１０、回転数制御手段１１、駆動制御手段１２、電圧検出手段１３、第１の時間算出手段１４、異常判定手段１５、第２の時間算出手段１６、第１の状態判定手段１７、命令手段１８、第２の状態判定手段２０はマイクロコンピューター２１に内蔵されているものとする。

また、異常状態とは、幼児等によりルーバー５を手動で無理やり閉められた状態を想定したものである。

また、異常状態の解除とは、幼児等の手がルーバー５から離れている状態である。異常状態の継続とは、幼児等の手がルーバーを押さえ続けている状態を想定したものである。

上記構成において、空気清浄機の本体１がルーバー５の異常状態を検出してから、ルーバー５を自動復帰させるまでの動作を図３〜図４を用いて説明する。

ＳＴＥＰ１〜５では、使用者が空気清浄機の本体１の運転をしておりステッピングモーター６は所定の角度で停止している。

停止している状態では駆動制御手段１２による電圧印加はされておらず、その状態で、幼児等によりルーバー５を手動で無理やり閉じられるとステッピングモーター６の巻線間に磁界が発生して電圧が誘起する。また、空気清浄機の本体１内部の圧力損失が変化することでファンモーター９の回転数が変化する。

電圧検出手段１３は、前記電圧を検出し、第１の時間算出手段１４は、検出された電圧値があらかじめ設定された電圧閾値を上回った時を起点として、回転数検出手段１０により検出されたファンモーター９の回転数があらかじめ設定された第１回転数閾値を上回るまでの時間を算出することとなる。

そして、異常判定手段１５は、第１の時間算出手段１４が算出した時間が第１時間閾値を下回った場合、ルーバー５が幼児等により手動で無理やり閉じられたような異常状態であることを確定する。

ここで、第１の回転数閾値としては、運転モードに応じてあらかじめ設定されている所定の回転数に対して、＋２０〜５０回転程度が望ましい。

また、第１の時間閾値としては、ルーバー５が閉じられてからファンモーター９の回転数が変化するまでの時間として２〜５秒程度が望ましい。

ＳＴＥＰ６〜８では、異常判定手段１５が異常状態を確定した後の動作を説明する。

異常判定手段１５が異常状態を確定すると、第２の時間算出手段１６は、回転数検出手段１０により検出されたファンモーター９の回転数が、回転数制御手段１１により運転モードに応じてあらかじめ設定されている所定の回転数に安定するまでの時間を算出することとなる。

第１の状態判定手段１７は、第２の時間算出手段１６の算出した時間が第２時間閾値を下回った場合、ルーバー５を無理やり手動で押さえていた幼児等の手が離された状態であると認識し、異常状態が解除されたと判断する。

異常状態が解除されると、命令手段１８は、駆動制御手段１２に命令信号を送り、駆動制御手段１２は、ルーバー５を異常状態発生前の所定の角度へ自動復帰させる。

また、第１の状態判定手段１７は、第２の時間算出手段１６により算出された時間が第２時間閾値を上回った場合、ルーバー５を無理やり手動で押さえていた幼児等の手が離れておらず押さえ続けられている状態であると認識し、異常状態が継続していると判断する。

異常状態が継続していると命令手段１８は、駆動制御手段１２へ命令信号を送ることはない。したがって、駆動制御手段１２がルーバー５を自動復帰させることはしない。この場合、報知手段１９は、使用者に異常状態であることを報知する。

ここで、第２時間閾値としては、異常状態が確定してから回転数制御手段１１により回転数が運転モードに応じてあらかじめ設定されている所定の値に安定するまでの時間として５秒〜１０秒程度が望ましい。

ＳＴＥＰ９〜ＳＴＥＰ１２では、報知手段１９による異常状態の報知後の動作を説明する。

報知手段１９による異常状態の報知がされると、第２の状態判定手段２０は、ファンモーター９の回転数が運転モードに応じて設定されている所定の値に安定している状態からあらかじめ設定された第２回転数閾値を下回った場合、ルーバー５を無理やり手動で押さえていた幼児等の手が離された状態であると認識し、異常状態が解除されたと判断する。

報知手段１９は、異常状態が解除されると異常状態の報知を停止する。第２の状態判定手段２０による異常状態の解除の判断がされると、命令手段１８は、駆動制御手段１２に命令信号を送り、駆動制御手段１２は、ルーバー５を異常状態発生前の所定の角度へ自動復帰させる。

ここで、第２回転数閾値としては、運転モードに応じてあらかじめ設定されている所定の回転数に対して、−２０〜５０回転程度が望ましい。

以上のように、ファンモーター９の回転数変化に加えて、ルーバー５を駆動するためのステッピングモーター６に誘起される電圧を検出することで、ルーバー５の異常状態を精度よく検出し異常状態が解除されるとルーバー５を所定の角度へ自動復帰させることができる。

本発明にかかる空気清浄機は、ファンモーターの回転数変化とステッピングモーターに誘起される電圧を検出することで、より精度よくルーバーの異常状態を検出することができ、異常状態が解除されるとルーバーを自動で所定の角度へ復帰させることが出来るものであり、一般家庭や事務所等で使用される空気清浄機に有用である。

１本体
２フロントパネル
３吸込口
４吹出口
５ルーバー
６ステッピングモーター
７フィルター
８ファン
９ファンモーター
１０回転数検出手段
１１回転数制御手段
１２駆動制御手段
１３電圧検出手段
１４第１の時間算出手段
１５異常判定手段
１６第２の時間算出手段
１７第１の状態判定手段
１８命令手段
１９報知手段
２０第２の状態判定手段
２１マイクロコンピューター

Claims

空気を送風するファンを駆動させるファンモーターと、ファンモーターの回転数を検出する回転数検出手段と、ファンモーターの回転数を運転モードに応じてあらかじめ設定されている所定の回転数になるように制御する回転数制御手段と、室内へ吹き出す空気の風向を制御する風向制御手段であるルーバーと、前記ルーバーを駆動させるステッピングモーターと、ルーバーが所定の角度になるように前記ステッピングモーターを制御する駆動制御手段と、前記ステッピングモーターが所定の角度で停止している際に巻線に誘起される電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段により検出された電圧があらかじめ設定された電圧閾値を超えた時を起点として前記回転数検出手段により検出された回転数が第１回転数閾値を超えるまでの時間を算出する第１の時間算出手段と、前記第１の時間算出手段により算出された時間があらかじめ設定された第１時間閾値を下回った場合、ルーバーの異常と判断する異常判定手段と、異常と判定されてから、前記回転数制御手段の制御により回転数が所定の値に安定するまでの時間を算出する第２の時間算出手段と、前記第２の時間算出手段で算出された時間が、あらかじめ設定された第２時間閾値を下回った場合、異常状態が解除されたと判断し、前記第２時間閾値を上回った場合、異常状態が継続していると判断する第１の状態判定手段と、前記第１の状態判定手段により異常状態が解除されたと判断した場合に、前記駆動制御手段に前記ルーバーが所定の角度になるように命令信号を送る命令手段と、異常状態が継続していると判断した場合に、使用者に異常状態を報知する報知手段と、を備えた空気清浄機。
報知手段による異常状態の報知後、回転数検出手段により検出された回転数が運転モードに応じた所定の回転数で安定している状態からあらかじめ設定された第２回転数閾値を下回った場合に異常状態が解除されたと判断する第２の状態判定手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の空気清浄機。