JP5791173B2 - Range hood operation control device - Google Patents
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Description
本発明は、レンジフードのファンを回転するDCモータを起動、停止してファンを回転、停止することでレンジフードを運転、停止するレンジフードの運転制御装置に関する。 The present invention relates to an operation control device for a range hood that operates and stops the range hood by starting and stopping a DC motor that rotates the fan of the range hood, and rotating and stopping the fan.
レンジフードは、フードと、モータでファンを回転する送風機を備え、そのモータでファンを回転してフード内に空気を捕集し、屋外に排出するものが一般的である。
近年、省エネ化に向けてレンジフードにおいても前述の送風機のモータとしてDCモータを採用し、モータ駆動回路に速度指令電圧を入力することで、DCモータへの供給電圧をコントロールし、DCモータを駆動制御するようにしている(特許文献1参照)。
A range hood is generally provided with a hood and a blower that rotates a fan with a motor, and the fan is rotated with the motor to collect air in the hood and discharge it outdoors.
In recent years, in order to save energy, range hoods have also adopted DC motors as the motors for the above-mentioned blowers. By inputting the speed command voltage to the motor drive circuit, the supply voltage to the DC motor is controlled and the DC motor is driven. It is made to control (refer patent document 1).
レンジフードは大風量を屋外に排出するので、大風量の送風機を用いるから、その送風機のファンが大きく、しかもファンは鉄製であるから、ファンは重量大(重量物)である。
このために、重いファンを回転させるためにDCモータは高トルクで駆動することになり、ファンを回転開始する起動時、回転しているファンを停止する停止時にはDCモータに過大な力(大きなネジレ衝撃)が掛り、このことが何度か繰り返すと,DCモータの回転子(ロータ)に設けた防振ゴムが削れ、防振ゴムのネジレ衝撃に対する耐力が減少し、DCモータを起動、停止するときに異音が発生することがあった。
Since the range hood discharges a large amount of air to the outdoors, a large amount of air blower is used. Therefore, the fan of the blower is large and the fan is made of iron, so the fan is heavy (heavy).
For this reason, the DC motor is driven at a high torque in order to rotate the heavy fan, and an excessive force (a large twisting force) is applied to the DC motor at the start of rotating the fan and at the stop of stopping the rotating fan. If this is repeated several times, the anti-vibration rubber provided on the rotor (rotor) of the DC motor is scraped, and the resistance to the torsional impact of the anti-vibration rubber is reduced, and the DC motor is started and stopped. Occasional noises sometimes occurred.
本発明の目的は、DCモータによりファンを回転開始する起動時、回転しているファンを停止する停止時に、DCモータに掛るネジレ衝撃を低減できるようにしたレンジフードの運転制御装置とすることである。 An object of the present invention is to provide an operation control device for a range hood capable of reducing twisting shock applied to a DC motor at the time of starting to start the rotation of the fan by the DC motor and at the time of stopping to stop the rotating fan. is there.
本発明者等は、起動時、停止時にDCモータに大きなネジレ衝撃が掛ることについて、研究、実験した結果、次のことを見出し本発明に到った。
従来のレンジフードの運転制御装置は、起動時においては速度指令電圧をゼロから目標とする回転速度に見合う目標値に一度に上げ、停止時には速度指令電圧を一度にゼロに下げているので、起動時、停止時に速度指令電圧が急激に変化するため、DCモータに大きなネジレ衝撃が掛ることを見出した。
このことに着目し、起動時に速度指令電圧をゼロから段階的に目標値まで上げ、停止時には速度指令電圧を段階的にゼロまで下げたところ、DCモータに掛るネジレ衝撃が低減することを見出し、本発明に到った。
As a result of researches and experiments on the fact that a large twisting impact is applied to the DC motor at the time of start and stop, the present inventors have found the following and have reached the present invention.
The conventional range hood operation control device increases the speed command voltage from zero to a target value that matches the target rotational speed at the time of startup, and decreases the speed command voltage to zero at the time of stop. It was found that a large twisting impact is applied to the DC motor because the speed command voltage changes abruptly when the motor is stopped.
Paying attention to this, when the speed command voltage is gradually increased from zero to the target value at the start, and when the speed command voltage is gradually decreased to zero at the time of stop, it is found that the twisting shock applied to the DC motor is reduced. The present invention has been reached.
第1の発明は、フード1と、DCモータ11でファン12を回転する送風機10と、前記DCモータ11を起動・停止制御する速度指令電圧を制御する制御部30と、この制御部30に運転信号、停止信号を入力する運転操作部20を備え、
前記制御部30は、DCモータ11の起動時は、速度指令電圧を段階的に、かつ数秒以内に上げる制御を行い、前記DCモータ11の停止時は、速度指令電圧を段階的に、かつ前記上げるときの出力時間よりも短い時間で下げる制御を行うことを特徴とするレンジフードの運転制御装置である。
The first invention includes a hood 1, a
The
第1の発明においては、前記速度指令電圧の1段の立上りの大きさは、DCモータ11のモータ電流に逆起電力が生じない最も大きな値とすることができる。 In the first aspect of the invention, the magnitude of the one-step rising of the speed command voltage can be set to the largest value at which no back electromotive force is generated in the motor current of the DC motor 11.
このようにすれば、DCモータ11の起動時に、そのDCモータ11に掛るネジレ衝撃を実用上問題のない程度まで低減でき、長期間使用してもDCモータ11の防振ゴム16が削られることがなく、耐久性が向上する。
In this way, when the DC motor 11 is started, the twisting impact applied to the DC motor 11 can be reduced to a practically non-problematic level, and the
第2の発明は、フード1と、DCモータ11でファン12を回転する送風機10と、前記DCモータ11を起動・停止制御する速度指令電圧を制御する制御部30と、この制御部30に運転信号、停止信号を入力する運転操作部20を備え、
前記制御部30は、DCモータ11の起動時には、速度指令電圧を数秒以内でリニアに順次上げる制御を行い、前記DCモータ11の停止時には、速度指令電圧を順次上げるときの時間よりも短い時間でリニアに順次下げる制御を行うことを特徴とするレンジフードの運転制御装置である。
The second invention includes a hood 1, a
When the DC motor 11 is started, the
第1の発明によれば、速度指令電圧が起動時には段階的に順次大きくなると共に、停止時には段階的に順次小さくなるので、DCモータ11によりファン12を回転開始する起動時、回転しているファンを停止する停止時に、DCモータ11に掛るネジレ衝撃を低減できる。
しかも、前記制御部30は、DCモータ11の起動時には速度指令電圧を数秒以内に上げ、DCモータ11の停止時には上げるときよりも短い時間で速度指令電圧を下げるから、運転操作部20を運転操作してから数秒以内にDCモータ11が起動してレンジフードが運転開始するので、起動時に使用者が違和感を感じることがない。
また、運転操作部20を停止操作してからDCモータ11が停止するまでの時間が起動操作してから起動するまでの時間よりも短く、停止時に使用者が違和感を感じることがないと共に、運転操作部20を停止操作してから直ちに再び運転操作しても不具合が生じることなく、レンジフードを運転できる。
第2の発明によれば、速度指令電圧が起動時にはリニアに順次大きくなると共に、停止時にはリニアに順次小さくなるので、DCモータ11によりファン12を回転開始する起動時、回転しているファン12を停止する停止時に、DCモータ11に掛るネジレ衝撃を低減できる。
しかも、前記速度指令電圧をリニアに順次上げるときの時間は数秒以内で、リニアに順次下げるときの時間はリニアに順次上げるときの時間よりも短いから、運転操作部20を運転操作してから数秒以内にDCモータ11が起動してレンジフードが運転開始するので、起動時に使用者が違和感を感じることがない。
また、運転操作部20を停止操作してからDCモータ11が停止するまでの時間が短く、停止時に使用者が違和感を感じることがないと共に、運転操作部20を停止操作してから直ちに再び運転操作しても不具合を生じることなく、レンジフードを運転できる。
According to the first aspect of the invention, the speed command voltage gradually increases stepwise when starting, and gradually decreases when stopping, so that the fan that is rotating at start-up when the DC motor 11 starts rotating the fan 12 is started. The twisting impact applied to the DC motor 11 can be reduced when the motor is stopped.
In addition, the
In addition, the time from when the
According to the second aspect of the invention, the speed command voltage increases linearly sequentially at the time of startup and decreases linearly at the time of stop. Therefore, when the fan 12 starts rotating by the DC motor 11, the rotating fan 12 is It is possible to reduce twisting impact on the DC motor 11 when stopping.
In addition, the time for linearly increasing the speed command voltage is within a few seconds, and the time for linearly decreasing it is shorter than the time for linearly increasing it. Therefore, several seconds after the
In addition, the time from when the
図1に示すように、本発明のレンジフードは、フード1と送風機10と運転操作部20を備え、その運転操作部20を操作して送風機10を駆動することで、調理時に発生した油煙等を含む空気をフード1内に捕集して、屋外に排出する。
前記フード1は、上面板2と周面板3で下面が開口した箱形状で、そのフード1内にフィルター4と整流板5が設けてある。
前記送風機10はDCモータ11でファン12を回転するもので、そのファン12はファンケース13内に設けられ、DCモータ11はファンケース13に取り付けてあり、ファン12が回転することで吸込口12aから空気を吸い込み、排出ダクト14に吐出する。
前記DCモータ11は、回転子15に防振ゴム16が設けてあると共に、そのモータ軸17がファン12に連結してある。
前記運転操作部20はフード1の周面板3の前面3aに設けてある。
As shown in FIG. 1, the range hood of the present invention includes a hood 1, a
The hood 1 has a box shape in which a lower surface is opened by an
The
In the DC motor 11, a
The
次に、運転制御装置について説明する。
前記DCモータ11は図2に示す駆動制御回路図のように、前記回転子15と駆動コイル18と位置検出手段(ホール素子)19を有している。
前記運転操作部20は、強運転操作部、例えば強釦21、中運転操作部、例えば中釦22、弱運転操作部、例えば弱釦23、停止操作部、例えば停止釦24を備え、いずれか1つの釦を操作することで制御部(マイクロコンピュータ)30に強運転信号、中運転信号、弱運転信号、停止信号を出力する。
前記制御部30は入力された信号に基づいた速度指令電圧をモータコントロール回路40に出力し、DCモータ11を起動・停止制御する。
前記モータコントロール回路40は、入力された速度指令電圧に基づいてモータ駆動回路50を制御し、DCモータ11(駆動コイル18)に供給する電圧を制御する。
前記モータ駆動回路50には、交流電源60の交流電源を整流部70で整流した直流電源が供給される。
前記モータ駆動回路50はDCモータ11内に設けてあるが、DCモータ11外に設ける場合もある。
Next, the operation control device will be described.
As shown in the drive control circuit diagram shown in FIG. 2, the DC motor 11 has the
The
The
The
The
The
前記制御部30は、強釦21、中釦22、弱釦23のいずれか1つから強運転信号、中運転信号、弱運転信号のいずれか1つの運転信号が入力されると、速度指令電圧をゼロから目標値まで段階的に順次大きくなるようにモータコントロール回路40に出力する。
例えば、強釦21を操作して強運転信号が制御部30に入力されたときには、図3(a)に示すように速度指令電圧をゼロから目標値まで3段階で上げる。
The
For example, when a strong operation signal is input to the
このように、起動時に速度指令電圧をゼロから目標値まで3段階に上げることで、DCモータ11に起動時に掛るネジレ衝撃を低減することができた。
図3の(a)において、速度指令電圧の目標値は、設定速度が得られる設定値よりも小さく、起動後に回転子15の回転を位置検出手段19で検出してモータコントロール回路40に送ることで、速度指令電圧を補正して設定値とし、DCモータ11を設定速度で回転する。
なお、目標値を設定値としても良い。
Thus, by increasing the speed command voltage from zero to the target value in three stages at the time of startup, the twisting impact applied to the DC motor 11 at the time of startup could be reduced.
In FIG. 3A, the target value of the speed command voltage is smaller than the set value at which the set speed can be obtained, and the rotation of the
The target value may be set as the set value.
図3の(a)において、1回目の速度指令電圧を出力する時間t1、2回目の速度指令電圧を出力する時間t2、3回目の速度指令電圧を出力する時間t3は、ネジレ衝撃低減のために長いほど良いが、長いと強釦21を押してからDCモータ11が起動するまでの時間(起動に要する時間)が長くなり、レンジフードの使用者が違和感を感じるので、起動に要する時間を使用者が違和感を感じない数秒以内とするために2秒としてある。 In FIG. 3A, the time t1 for outputting the first speed command voltage, the time t2 for outputting the second speed command voltage, and the time t3 for outputting the third speed command voltage are for reducing the twisting impact. The longer the time, the longer it takes to start the DC motor 11 after the strong button 21 is pressed (the time required for starting), and the user of the range hood feels uncomfortable. 2 seconds are set to be within a few seconds so that a person does not feel uncomfortable.
前述の図3に示す通常制御でDCモータ11を駆動し、レンジフードを運転しているときに、停止釦24を操作して停止信号を制御部30に入力すると、制御部30は、速度指令電圧を設定値からゼロまで段階的に順次小さくなるようにモータコントロール回路40に出力する。
例えば、図4(a)に示すように速度指令電圧を設定値からゼロまで3段階で下げることで、DCモータ11に停止時に掛るネジレ衝撃を低減することができた。
When the DC motor 11 is driven by the normal control shown in FIG. 3 and the range hood is operated, when the
For example, as shown in FIG. 4A, the torsional impact applied to the DC motor 11 when stopped can be reduced by lowering the speed command voltage from the set value to zero in three steps.
図4(a)において、1回目の速度指令電圧を出力する時間t1、2回目の速度指令電圧を出力する時間t2は、前述の起動時の時間(t1,t2,t3)よりも短い。例えば0.5秒。
これにより、停止に要する時間が起動に要する時間よりも短くなるので、停止釦24を操作して停止操作した後に、直ちに強釦21、中釦22、弱釦23のいずれか1つの釦を操作して運転操作した場合でも、DCモータ11は停止した状態から起動することができる。
In FIG. 4A, the time t2 for outputting the first speed command voltage, and the time t2 for outputting the second speed command voltage are shorter than the above-described startup times (t1, t2, t3). For example, 0.5 seconds.
As a result, the time required for the stop is shorter than the time required for the start. Therefore, after the stop operation is performed by operating the
つまり、レンジフードの使用者は、停止釦24を操作してから直ちに運転釦を操作してレンジフードを再運転することがあり、前述の停止に要する時間が長いと、前述のように再運転する際にDCモータ11が停止する以前に再運転することになり、種々の不具合が生じることがあるので、前述のように停止に要する時間を短くして前述のように再運転しても不具合を生じることなくレンジフードを運転できるようにしてある。
In other words, the user of the range hood may operate the operation button immediately after operating the
前記速度指令電圧を起動時、停止時に図3の(a)、図4の(a)に示すように制御することで、起動時、停止時にDCモータ11に掛るネジレ衝撃を低減することができたが、本発明者等はレンジフードの耐久性のさらなる向上を目指し、レンジフードの起動、停止をより多く繰り返した結果、DCモータ11に設けた防振ゴム16が削れ、防振ゴム16のネジレ衝撃に対する耐力が減少し、DCモータ動作時に異音が発生することがあった。
By controlling the speed command voltage as shown in FIGS. 3 (a) and 4 (a) at the time of start and stop, the twisting shock applied to the DC motor 11 at the time of start and stop can be reduced. However, the present inventors aimed to further improve the durability of the range hood, and as a result of repeating the start and stop of the range hood more and more, the
このことの要因を見付けるため、本発明者等はDCモータ11の起動時のモータ電源(VM)の電流を測定したところ、図3(b)に示す波形を示し、速度指令電圧の立上りが(A)のように大きいと、モータ電流に逆起電力(−の電流)(B)が生じ、DCモータ11を止める力が発生するために、起動時にDCモータ11に掛るネジレ衝撃を実用上問題のない程度まで低減できず、防振ゴム16が削れてしまうことを見出した。
In order to find the cause of this, the present inventors measured the current of the motor power supply (VM) when the DC motor 11 was started up. As a result, the waveform shown in FIG. When A is large as in A), a counter electromotive force (-current) (B) is generated in the motor current, and a force to stop the DC motor 11 is generated. It was found that the
同様に,DCモータ11の停止時のモータ電源(VM)の電流を測定したところ図4(b)に示す波形を示し、速度指令電圧の立下りが(C)のように大きいことと、速度指令電圧の出力する時間t1,t2が短いことによって、モータ電流に逆起電力(B)が生じるので、起動時と同様にDCモータ11に掛るネジレ衝撃を実用上問題のない程度まで低減できず、防振ゴム16が削れてしまうことを見出した。
Similarly, when the current of the motor power source (VM) when the DC motor 11 is stopped is measured, the waveform shown in FIG. 4B is shown, and the falling of the speed command voltage is large as shown in (C), and the speed Since the back electromotive force (B) is generated in the motor current due to the short time t1 and t2 during which the command voltage is output, the twisting shock applied to the DC motor 11 cannot be reduced to a practically no problem level as in the start-up. The
次に起動時、停止時にDCモータ11に掛るネジレ衝撃を実用上問題のない程度まで低減できるようにした実施の形態を説明する。
前記強釦21を操作して強運転信号を制御部30に入力したときには、図5(a)に示すように速度指令電圧の立上り(A)を、図5(b)に示すようにモータ電流に逆起電力が生じない最も大きな値とする。
これによって、速度指令電圧をゼロから目標値まで4段階で上げるようにした。
このときに1段で速度指令電圧を出力する時間t1,t2,t3,t4は2秒である。
Next, an embodiment in which the twisting impact applied to the DC motor 11 at the time of starting and stopping can be reduced to a level that does not cause a problem in practice.
When the strong button 21 is operated to input a strong operation signal to the
As a result, the speed command voltage is increased from zero to the target value in four stages.
At this time, the time t1, t2, t3, t4 for outputting the speed command voltage in one stage is 2 seconds.
このようにすることで、DCモータ11の起動時にモータ電流に逆起電力が生じることがないから、DCモータ11に掛るネジレ衝撃によって防振ゴム16が削られていくことがなく、そのネジレ衝撃を実用上問題のない程度まで低減できる。
By doing so, no back electromotive force is generated in the motor current when the DC motor 11 is started, so that the
前述の図5(a)のようにしてDCモータ11を起動し、通常制御してDCモータ11を駆動しているときに、停止釦24を操作して停止信号を制御部30に入力したときには、制御部30は速度指令電圧を図6(a)に示すように、速度指令電圧の立下り(C)を、図6(b)に示すようにモータ電流の逆起電力が小さくなる値とする。
このために、速度指令電圧の立下り(C)が小さいので、速度指令電圧を設定値からゼロまで3段階で下げる。
このときの1段で速度指令電圧を出力する時間t1,t2,t3は0.5秒で、停止に要する時間を1.5秒と短くする。
When the DC motor 11 is started as shown in FIG. 5A and the DC motor 11 is driven under normal control, the
For this reason, since the fall (C) of the speed command voltage is small, the speed command voltage is lowered from the set value to zero in three stages.
At this time, the time t1, t2, t3 for outputting the speed command voltage in one stage is 0.5 seconds, and the time required for stopping is shortened to 1.5 seconds.
要するに、前述したように停止に要する時間を短くする必要があるので、速度指令電圧の立下り(C)の大きさを、モータ電流に逆起電力が生じるが、その値が小さくなる値とし、停止に要する時間を短くできると共に、DCモータ11のネジレ衝撃を小さくする。 In short, since it is necessary to shorten the time required for stopping as described above, the magnitude of the fall (C) of the speed command voltage causes a counter electromotive force to be generated in the motor current. The time required for stopping can be shortened, and the twisting impact of the DC motor 11 can be reduced.
なお、停止時にモータ電流に逆起電力が生じないようにしても良い。例えば、図7に示すように、速度指令電圧を図7(a)に示すように、速度指令電圧の立下り(c)を、図7(b)に示すようにモータ電流の逆起電力が生じない最も大きな値とする。
これによって、速度指令電圧をゼロから目標値まで4段階で上げるようにした。
このときの1段で速度指令電圧を出力する時間t1,t2,t3,t4は2秒である。
It should be noted that back electromotive force may not be generated in the motor current when stopped. For example, as shown in FIG. 7, when the speed command voltage is shown in FIG. 7 (a), the fall (c) of the speed command voltage is changed, and the counter electromotive force of the motor current is shown in FIG. 7 (b). The largest value that does not occur.
As a result, the speed command voltage is increased from zero to the target value in four stages.
At this time, the time t1, t2, t3, t4 for outputting the speed command voltage in one stage is 2 seconds.
前述の各実施の形態では、速度指令電圧を段階的に上げ、下げしたが、速度指令電圧をリニアに順次上げ、下げするようにしても良い。
例えば、制御部30に運転信号が入力されたときには、制御部30は、図8に示すように速度指令電圧をゼロから目標値(設定値)まで所定の時間t5でリニアに順次上げる。
制御部30に停止信号が入力されたときには、制御部30は、図8に示すように速度指令電圧を設定値からゼロまで所定の時間t6でリニアに順次下げる。
このとき、立上りの所定時間t5は数秒以内で、この時間t5よりも立下りの所定時間t6を短くして停止に要する時間を起動に要する時間よりも短くする。
In each of the above-described embodiments, the speed command voltage is increased and decreased stepwise, but the speed command voltage may be increased and decreased linearly sequentially.
For example, when an operation signal is input to the
When the stop signal is input to the
At this time, the predetermined time t5 for rising is within several seconds, and the predetermined time t6 for falling is shorter than this time t5 so that the time required for stopping is shorter than the time required for starting.
このようにすれば、起動時には速度指令電圧がリニアに順次大きくなり、停止時にはリニアに順次小さくなるので、ネジレ衝撃を小さくできる。 In this way, the speed command voltage increases linearly at the time of startup and decreases linearly at the time of stop, so that the twisting impact can be reduced.
図3〜図8において、速度指令電圧、モータ電流は微細な鋸歯形状で変化するが、理解を容易とするために1本の線として図示してある。 3 to 8, the speed command voltage and the motor current change in a fine sawtooth shape, but are shown as one line for easy understanding.
1…フード、10…送風機、11…DCモータ、12…ファン、15…回転子、16…防振ゴム、17…モータ軸、20…運転操作部、30…制御部、40…モータコントロール回路、50…モータ駆動回路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hood, 10 ... Blower, 11 ... DC motor, 12 ... Fan, 15 ... Rotor, 16 ... Anti-vibration rubber, 17 ... Motor shaft, 20 ... Driving operation part, 30 ... Control part, 40 ... Motor control circuit, 50: Motor drive circuit.
Claims (3)
前記制御部30は、DCモータ11の起動時は、速度指令電圧を段階的に、かつ数秒以内に上げる制御を行い、前記DCモータ11の停止時は、速度指令電圧を段階的に、かつ前記上げるときの出力時間よりも短い時間で下げる制御を行うことを特徴とするレンジフードの運転制御装置。 A hood 1, a blower 10 that rotates a fan 12 with a DC motor 11, a control unit 30 that controls a speed command voltage for starting and stopping the DC motor 11, and an operation signal and a stop signal are input to the control unit 30 A driving operation unit 20 for
The control unit 30, when starting the DC motor 11 is stepwise speed command voltage, and performs a control for increasing within a few seconds, the stop of the DC motor 11 is stepwise speed command voltage, and the An operation control device for a range hood, wherein the control is performed in a time shorter than the output time for raising .
前記制御部30は、DCモータ11の起動時には、速度指令電圧を数秒以内でリニアに順次上げる制御を行い、前記DCモータ11の停止時には、速度指令電圧を順次上げるときの時間よりも短い時間でリニアに順次下げる制御を行うことを特徴とするレンジフードの運転制御装置。
A hood 1, a blower 10 that rotates a fan 12 with a DC motor 11, a control unit 30 that controls a speed command voltage for starting and stopping the DC motor 11, and an operation signal and a stop signal are input to the control unit 30 A driving operation unit 20 for
When the DC motor 11 is started, the control unit 30 performs control to sequentially increase the speed command voltage linearly within a few seconds , and when the DC motor 11 is stopped, the control unit 30 has a shorter time than the time when the speed command voltage is sequentially increased. An operation control device for a range hood that performs linear lowering control.
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