JPH0639235Y2 - 送風装置のファンモータ速度制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、例えば石油温風モータにおける対流用ファン
の速度制御に供される送風装置のファンモータ速度制御
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

例えば、送風装置としての石油温風ヒータは室内の空気
を対流させるためのファンを備えており、このファンを
駆動するファンモータは、石油温風ヒータ本体に備えら
れている制御装置により、例えば石油温風ヒータの出力
に応じた速度制御が行われるようになっている。そし
て、ファンモータに対して制御装置により行われている
従来の速度制御としては、ON/OFF制御と位相制御とが知
られている。

ON/OFF制御は、供給交流電源の電圧が０となるゼロクロ
ス点からスタートし、半波（1/2サイクル）のそれぞれ
整数倍の長さでもって上記交流電源のON/OFFを交互に繰
り返すことによりファンモータへの供給電力を制御し、
これによりフアンモータの回転数を制御する制御方法で
ある。つまり、例えば、第５図に示すように、半波の８
倍の長さでもってON（通電）した後、半波の２倍の長さ
でもってOFF（非通電）することによりファンモータの
回転数を制御する。すると、ファンモータには、交流電
源がONされている間は回転駆動力が発生するが、OFFさ
れている間は回転駆動力が発生しない。ところが、ファ
ンモータには負荷としてファンが固着されているので、
このファンによって回転慣性力が働く。このため、上記
のON/OFF制御により、ファンモータは、或る一定の回転
数で回転することとなる。

一般に、ON/OFF制御を行う制御装置は、交流電源をONす
る時間およびOFFする時間が予め設定されており、ゼロ
クロス点を検知する検知装置から入力される信号をカウ
ントすることにより、上記交流電源のON/OFFを交互に繰
り返す。このため、上記のON/OFF制御は、タイマを必要
としない。

位相制御は、第７図に示すように、ゼロクロス点を基準
として或る時間後にトリガすることにより、例えば双方
向性サイリスタ（いわゆるトライアック）を導通させて
次のゼロクロス点まで交流電源をONし、これによりファ
ンモータの回転数を制御する制御方法である（例えば、
特開昭59−142330号公報参照）。従って、位相制御で
は、ゼロクロス点を基準としてトリガするまでの時間、
即ち制御角を制御することにより、半波（1/2サイク
ル）の間にファンモータへの供給電力をON/OFFさせる。

このように、位相制御においては、半波（1/2サイク
ル）の間にON/OFFを繰り返すことによりファンモータへ
の供給電力を制御し、ファン自体の回転慣性力と相俟っ
てファンの回転速度をほぼ一定となるようにする。

そして、位相制御を行う制御装置は、ゼロクロス点を基
準としてトリガするまでの時間を制御するタイマを必要
とする。

ところで、一般に石油温風ヒータには、第９図（ａ）に
示すように、例えばLED等からなり、室内温度、設定温
度および時刻等を表示するタイマ関連手段である表示装
置18と、表示用タイマ（図示せず）を備え、上記表示装
置18をダイナミック駆動するタイマ関連手段制御手段と
が設けられている。

上記のダイナミック駆動は、表示用タイマがカウントア
ップした時点で表示装置18に対するマイクロコンピュー
タ（以下、マイコンと称する）の出力ラインを順次切り
換える駆動である。即ち、表示用タイマがカウントアッ
プする毎に、グループの出力ラインｅ〜ｈの中から１
つの出力ラインを選択すると共に、グループの出力ラ
インａ〜ｄの中から点灯させるべきLEDに接続された出
力ラインを選択し、これら出力ラインにて出力すること
により、表示内容に対応するLEDを点灯させるようにな
っている。そして、上記の動作をグループの出力ライ
ンｅ〜ｈ全てについて順に30回／秒以上の速さ、例えば
100回／秒の速さ（第９図（ｂ）中、グループの出力
ラインｄにおいて、各パルスの時間幅は2.5msec）で繰
り返すことにより、所望の文字等を残像効果により表示
するようになっている。

例えば、第９図（ｂ）に示すようにグループ・の出
力ラインを順次選択して上記の動作を繰り返した場合に
は、第９図（ａ）に示す左から1,6,8,11,16番目のLEDが
点灯される。そして、この場合には、表示用（つまりタ
イマ関連手段用）タイマとして、時間幅が2.5msecのタ
イミングを有するタイマを使用している。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のON/OFF制御においては、交流電源
を例えば５秒間ONした後、1.5秒間OFFする等、ON/OFFす
る時間間隔が或る程度長い場合には、ファンモータの回
転数が高くなったり低くなったりするいわゆる波打ち現
象が生じることとなる。また、交流電源をON/OFFする時
間間隔が短い場合でも、ONする時間に対してOFFする時
間が極端に長い場合や、OFFする時間自体が或る程度長
い場合には、ファンが円滑に回転しなくなる。

このように、半波（1/2サイクル）のそれぞれ整数倍の
長さでもってON/OFFを交互に繰り返すことによりファン
モータへの供給電力を制御し、ファン自体の回転慣性力
と相俟ってファンの回転速度をほぼ一定となるようにす
る制御では、交流電源をONする時間とOFFする時間との
組み合わせに限りがある。

即ち、上記従来のON/OFF制御のみを行う制御装置では、
交流電源のゼロクロス点からスタートし、半波（1/2サ
イクル）のそれぞれ整数倍の長さでもってON/OFFを交互
に繰り返すことによりファンモータへの供給電力を制御
するので、第６図に示すように、回転数が飛び飛びの値
しか選択できない。従って、回転数を所望の回転数にき
め細かく制御することができないという問題点を有して
いる。

一方、上記従来の位相制御のみを行う制御装置では、広
い制御範囲を有し、かつ第８図に示すように、連続的に
ファンモータの回転数を制御し得るものの、上述のよう
に、マイコンに位相制御専用の位相制御用タイマを備え
る必要がある。このため、上記のマイコンは、この位相
制御用タイマと、タイマ関連手段である表示装置18専用
の表示用タイマとをそれぞれ備えなければならず、コス
トアップを招来するという問題点を有している。

本考案は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、
その目的は、マイコンにタイマを備え、このタイマを位
相制御用および表示用（タイマ関連手段用）に兼用する
ことにより、コストアップを招来することなく、かつ、
ファンモータの回転数をほぼ連続的に制御することが可
能なファンモータ速度制御装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１記載の考案の送風装置のファンモータ速度制御
装置は、上記の課題を解決するために、送風用のファン
と、このファンを駆動するファンモータと、供給交流電
源に同期して、その電圧が０となるゼロクロス点を基準
として時間計測するタイマを備え、このタイマによって
指定されるタイミングに基づいてタイマ関連手段の作動
を制御するタイマ関連手段制御手段と、上記タイマ関連
手段制御手段によって制御されるタイマ関連手段とを備
えた送風装置において、前記タイマによって指定される
タイミングを利用して制御角を設定することによりファ
ンモータの回転速度を制御する位相制御手段を備えてい
ることを特徴としている。

請求項２記載の考案の送風装置のファンモータ速度制御
装置は、上記の課題を解決するために、請求項１記載の
送風装置のファンモータ速度制御装置において、ファン
自体の回転慣性力が相俟ってファンの回転速度がほぼ一
定となるように、ファンモータの回転速度に応じて、上
記交流電源のゼロクロス点からスタートし、半波のそれ
ぞれ整数倍の長さを有するON波およびOFF波を交互に繰
り返すことにより上記ファンモータへの供給電力を制御
し、これによりファンモータの速度制御を行うON/OFF制
御手段と、ファンモータに対して、上記ON/OFF制御手段
によるON/OFF制御と上記位相制御手段による位相制御と
を組み合わせて制御する主制御手段とをさらに備えてい
ることを特徴としている。

〔作用〕

請求項１記載の構成によれば、位相制御手段による位相
制御、即ち、タイマ関連手段の作動を制御するタイマ関
連手段制御手段が備えるタイマによって指定されるタイ
ミングを利用して制御角を設定する制御が行われること
により、ほぼ連続的なファンモータの速度制御が可能と
なっている。

上記のように本ファンモータ速度制御装置では、タイマ
関連手段制御手段のタイマによって指定されるタイミン
グに基づいてタイマ関連手段の作動が制御される送風装
置において、タイマ関連手段の作動を制御するタイマに
よって指定されるタイミングを利用して制御角を設定す
る位相制御が行われる。このように、一つのタイマを兼
用できるため、別のタイマを備えることなく、かつ、ほ
ぼ連続的なファンモータの速度制御が可能となる。これ
により、コストアップを招来することなく、かつ、ファ
ンモータの回転数をほぼ連続的に制御することが可能な
ファンモータ速度制御装置を提供することができる。

また、請求項２記載の構成によれば、主制御手段によ
り、ファンモータに対して、ON/OFF制御手段によるON/O
FF制御、即ち、フアンモータの回転速度に応じて、上記
交流電源のゼロクロス点からスタートし、半波のそれぞ
れ整数倍の長さを有するON波およびOFF波を交互に繰り
返すことにより上記ファンモータへの供給電力を制御す
るON/OFF制御と、位相制御手段による位相制御とが併せ
て行われることにより、ほぼ連続的なファンモータの速
度制御が可能となっている。

上記のように本ファンモータ速度制御装置では、タイマ
関連手段制御手段のタイマによって指定されるタイミン
グに基づいてタイマ関連手段の作動が制御される送風装
置において、ON/OFF制御と、タイマ関連手段の作動を制
御するタイマによって指定されるタイミングを利用して
制御角を設定する位相制御とが併せて行われる。このよ
うに、一つのタイマを兼用できるため、別のタイマを備
えることなく、かつ、ほぼ連続的なファンモータの速度
制御が可能となる。これにより、コストアップを招来す
ることなく、かつ、ファンモータの回転数をほぼ連続的
に制御することが可能なファンモータ速度制御装置を提
供することができる。

ここで、タイマ関連手段制御手段が備えるタイマがタイ
マ関連手段の作動の制御用と位相制御用とに兼用できる
理由について、上記従来の技術の説明において使用した
第９図（ｂ）を参照しながら以下に説明する。

例えば、第９図（ｂ）に示すグループの出力ラインｅ
〜ｈの各パルスの時間幅を、Hiレベルが3msec、Loレベ
ルが1msecであるとする。即ち、タイマ関連手段制御手
段のタイマによって指定されるタイミングの時間幅が1m
secであるとする。そして、例えば出力ラインｅ〜ｈの
各パルスの立ち下がり時点にそれぞれ同期させて、位相
制御の制御角を設定するためのトリガを出すとすると、
交流電源は、ゼロクロス点から計測して1msec、2msec、
3msec、4msecの時点でトリガされることになる。

ここで、例えば交流電源の周波数が50Hzであるとする
と、周波数の１サイクルが20msecであるから、ゼロクロ
ス点から計測して1msec、…、4msecの時点における位相
制御の制御角は、この順に18°、36°、54°、72°とな
る。つまり、半波（1/2サイクル、10msec）のゼロクロ
ス点から計測して1msec、…、4msecの時点からファンモ
ータに通電を行うことになるので、ファンモータの回転
速度を制御することができる。

このように、例えば表示用（つまりタイマ関連手段用）
タイマのタイミングの時間幅が1msecであるとすると、
上記のタイミングを利用して、即ち、ゼロクロス点から
計測して何msecの時点でトリガを出すかによつて、位相
制御の制御角を設定することができるので、ゼロクロス
点を基準としてトリガするまでの時間を制御するタイマ
（即ち、位相制御専用のタイマ）を不要とすることがで
きる。これにより、タイマを位相制御用および表示用
（タイマ関連手段用）に兼用することが可能となる。

〔実施例〕

本考案の一実施例を第１図ないし第４図に基づいて以下
に説明する。

送風装置としての石油温風ヒータ（以下、ファンヒータ
と称する）は、第２図に示すように、機体９の背部に送
風用のファン１とファン１を駆動するファンモータ２と
を有しており、これらファン１およびファンモータ２
は、空気取入れ口となる多数の開口部3a…を有するファ
ンガード３により覆われている。機体９の内部には燃焼
室４が形成され、この燃焼室４内には空気を加熱するた
めのバーナ５が設けられている。燃焼室４の上方には、
ファン１により送られる空気、および燃焼室４から送り
出される加熱空気を機体９の前面方向へ案内する風向板
６が設けられている。機体９の前面には温風吹出し口と
なるルーバ７が設けられている。さらに、機体９の上部
には、室内温度、設定温度および時刻等を表示するタイ
マ関連手段としての表示装置８が設けられている。

また、ファンヒータは、第１図に示すように、ON/OFF制
御手段10を備えている。このON/OFF制御手段10は、ファ
ン１自体の回転慣性力と相俟ってファン１の回転速度が
ほぼ一定となるように、ファンモータ２の回転速度に応
じて、上記交流電源の電圧が０となるゼロクロス点から
スタートし、半波（1/2サイクル）のそれぞれ整数倍の
長さを有するON波およびOFF波を交互に繰り返すことに
より上記ファンモータ２への供給電力を制御し、これに
よりファンモータ２の回転数を平均的に所定の回転数に
保持する。そして、ON/OFF制御手段10によるON/OFF制御
では、上記のON波およびOFF波のそれぞれの長さを変え
ることにより、複数の回転速度を選択し得るようになっ
ている。

さらに、ファンヒータは、供給交流電源に同期して、そ
のゼロクロス点を基準として時間計測するタイマを備
え、このタイマによって指定されるタイミングに基づい
て表示装置８の作動を制御するタイマ関連手段制御手段
12と、上記タイマ関連手段制御手段12によって制御され
るタイマ関連手段としての表示装置８とを備えている。

また、ファンヒータは、位相制御手段13を備えている。
この位相制御手段13は、上記タイマによって指定される
タイミングを利用してトリガを出し、位相制御の制御角
を設定することによりファンモータ２の回転速度を制御
する。

さらに、ファンヒータは、ファンモータ２に対し、上記
のON/OFF制御手段10によりON/OFF制御と、位相制御手段
13による位相制御とを組み合わせて制御する主制御手段
14を備えている。

上記のタイマ関連手段制御手段12は、上記の表示装置８
をタイマによって指定されるタイミングに基づいてダイ
ナミック駆動し、室内温度および設定温度等を表示させ
るようになっている。そして、マイクロコンピュータ
（以下、マイコンと称する）11は、上記のON/OFF制御手
段10、タイマ関連手段制御手段12、位相制御手段13およ
び主制御手段14により構成されている。このマイコン11
はファンヒータの作動を制御するために必要なその他の
機能を備えている。そして、上記のマイコン11によって
ファンモータ速度制御装置が構成されている。

上記の構成において、ON/OFF制御手段10によるON/OFF制
御では、ファンモータ２へ供給する交流電力を、ファン
１自体の回転慣性力と相俟ってファン１の回転速度がほ
ぼ一定となるように、ファンモータ２の回転速度に応じ
て、上記交流電源のゼロクロス点からスタートし、半波
（1/2サイクル）のそれぞれ整数倍の長さを有するON波
およびOFF波を交互に繰り返すことにより制御する。こ
れにより、ファンモータ２の回転数が平均的に所定の回
転数に保持される。

また、タイマ関連手段制御手段12においては、上記従来
の技術にて詳述したような、タイマによって指定される
タイミングに基づいて表示装置８に対するマイコン11の
出力ラインを順次切り換えるダイナミック駆動が行われ
ている。そして、位相制御手段13では、上記のタイマに
よって指定されるタイミングを利用して、即ち、ゼロク
ロス点から計測してどの時点でトリガを出すかによっ
て、位相制御の制御角を設定する。このように、位相制
御の制御角を設定することにより、ファンモータ２の回
転速度を制御する。

そして、本ファンヒータでは、主制御手段14により、フ
ァンモータ２に対し、ON/OFF制御手段10によるON/OFF制
御と、位相制御手段13による位相制御とを組み合わせた
速度制御が行われる。例えば、第３図において、Ａで示
される範囲は位相制御であり、Ｂで示される範囲はON/O
FF制御となっている。従って、ファンモータ２の回転数
は、第４図に示すように、実用上から見てほぼ連続的に
制御される。

即ち、ON/OFF制御手段10によるON/OFF制御のみであれ
ば、選択し得る回転数は数個に限定されるが、位相制御
手段13による位相制御を組み合わせて制御することによ
り、上記のON/OFF制御により選択し得る飛び飛びの回転
数の間を埋めるような細かい制御が可能となる。また、
位相制御手段13では、タイマによって指定されるタイミ
ングを利用してトリガを出し、位相制御の制御角を設定
する。このため、位相制御専用のタイマが不要となって
いる。

尚、ファンモータ２の回転数を制御するには、ON/OFF
制御を行う、位相制御を行う、ON/OFF制御と位相制
御とを組み合わせた制御を行う、の三種類の方法が考え
られる。そして、ファンモータ２の回転数を実用上から
見てほぼ連続的に制御するには、ａ）・・を適宜
組み合わせて速度制御する、ｂ）・を適宜組み合わ
せて速度制御する、ｃ）・を適宜組み合わせて速度
制御する、ｄ）・を適宜組み合わせて速度制御す
る、の三種類の制御方法が考えられる。勿論、ON/OFF制
御や位相制御等の供給電力のカットを行わない場合（い
わゆる、連続運転）も考えられ、この方法によってファ
ンモータ２を運転することも可能である。さらに、ファ
ンモータ２の回転数によっては、の方法のみ、の方
法のみ、或いはの方法のみで速度制御することも可能
である。

また、本ファンモータ速度制御装置においては、タイマ
を位相制御用および表示用（タイマ関連手段用）に兼用
しているので、上記のタイマは、実際には、両方の用途
に好適なタイミングを指定することになる。

〔考案の効果〕

請求項１記載の考案の送風装置のファンモータ速度制御
装置は、以上のように、送風用のファンと、このファン
を駆動するファンモータと、供給交流電源に同期して、
その電圧が０となるゼロクロス点を基準として時間計測
するタイマを備え、このタイマによって指定されるタイ
ミングに基づいてタイマ関連手段の作動を制御するタイ
マ関連手段制御手段と、上記タイマ関連手段制御手段に
よって制御されるタイマ関連手段とを備えた送風装置に
おいて、前記タイマによって指定されるタイミングを利
用して制御角を設定することによりファンモータの回転
速度を制御する位相制御手段を備えている構成である。

それゆえ、別のタイマを備えることなく、かつ、ほぼ連
続的なファンモータの速度制御が可能となる。従って、
コストアップを招来することなく、かつ、ファンモータ
の回転数をほぼ連続的に制御することが可能なファンモ
ータ速度制御装置を提供することができるという効果を
奏する。

請求項２記載の考案の送風装置のファンモータ速度制御
装置は、以上のように、ファン自体の回転慣性力と相俟
ってファンの回転速度がほぼ一定となるように、ファン
モータの回転速度に応じて、上記交流電源のゼロクロス
点からスタートし、半波のそれぞれ整数倍の長さを有す
るON波およびOFF波を交互に繰り返すことにより上記フ
ァンモータへの供給電力を制御し、これによりファンモ
ータの速度制御を行うON/OFF制御手段と、ファンモータ
に対して、上記ON/OFF制御手段によるON/OFF制御と上記
位相制御手段による位相制御とを組み合わせて制御する
主制御手段とをさらに備えている構成である。

それゆえ、別のタイマを備えることなく、かつ、ほぼ連
続的なファンモータの速度制御が可能となる。従って、
コストアップを招来することなく、かつ、ファンモータ
の回転数をほぼ連続的に制御することが可能なファンモ
ータ速度制御装置を提供することができるという効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本考案の一実施例を示すものであ
って、第１図は送風装置のファンモータ速度制御装置の
構成を示すブロック図、第２図は第１図に示したファン
モータ速度制御装置を備えた石油温風ヒータの構造を示
す説明図、第３図は本ファンモータ速度制御装置による
速度制御例を示す波形図、第４図は本ファンモータ速度
制御装置の速度制御における回転数とファンモータへの
供給電力ON時間との関係を示すグラフである。 第５図ないし第９図は従来例を示すものであって、第５
図はON/OFF制御による速度制御例を示す波形図、第６図
はON/OFF制御におけるファンモータの回転数とファンモ
ータへの供給電力ON時間の割合との関係を示すグラフ、
第７図は位相制御における速度制御例を示す波形図、第
８図は位相制御におけるファンモータの回転数とファン
モータへの供給電力ON時間との関係を示すグラフ、第９
図（ａ）は表示装置のダイナミック駆動を説明する説明
図、第９図（ｂ）は表示装置のダイナミック駆動を説明
する波形図である。 １はファン、２はファンモータ、８は表示装置（タイマ
関連手段）、10はON/OFF制御手段、11はマイクロコンピ
ュータ、12はタイマ関連手段制御手段、13は位相制御手
段、14は主制御手段である。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】送風用のファンと、 このファンを駆動するファンモータと、 供給交流電源に同期して、その電圧が０となるゼロクロ
   ス点を基準として時間計測するタイマを備え、このタイ
   マによって指定されるタイミングに基づいてタイマ関連
   手段の作動を制御するタイマ関連手段制御手段と、 上記タイマ関連手段制御手段によって制御されるタイマ
   関連手段とを備えた送風装置において、 前記タイマによって指定されるタイミングを利用して制
   御角を設定することによりファンモータの回転速度を制
   御する位相制御手段を備えていることを特徴とする送風
   装置のファンモータ速度制御装置。
2. 【請求項２】ファン自体の回転慣性力と相俟ってファン
   の回転速度がほぼ一定となるように、ファンモータの回
   転速度に応じて、上記交流電源のゼロクロス点からスタ
   ートし、半波のそれぞれ整数倍の長さを有するON波およ
   びOFF波を交互に繰り返すことにより上記ファンモータ
   への供給電力を制御し、これによりファンモータの速度
   制御を行うON/OFF制御手段と、 ファンモータに対して、上記ON/OFF制御手段によるON/O
   FF制御と上記位相制御手段による位相制御とを組み合わ
   せて制御する主制御手段とをさらに備えていることを特
   徴とする請求項１記載の送風装置のファンモータ速度制
   御装置。