JP2017192260A - モータ及び換気扇 - Google Patents

Abstract

【課題】外部の直流電源から複数系統の直流電力の供給を受ける必要のないモータを得ること。【解決手段】モータ１０は、複数のトランジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆを有し、直流電源５０から供給される直流電力を交流電力に変換して巻線１４に供給するインバータ回路１１と、インバータ回路１１が出力する交流電力の電圧及び波形を制御するための指令を出力する制御回路１２と、制御回路１２からの指令に従ってインバータ回路１１内のトランジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆをオンオフさせるトランジスタドライブ回路１５と、制御回路１２及びトランジスタドライブ回路１５へ供給する直流電力を、インバータ回路１１へ供給される直流電力とは異なる電圧で、直流電源５０から供給される直流電力を基に生成する電源生成回路１３とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、外部の直流電源から入力される電力で動作するモータ及び換気扇に関する。

近年の家庭用電化製品は、商用交流電力の供給を受けて動作しているが、製品内部で交流電力を直流電力に変換し、モータ及び照明といった負荷をインバータ交流に変換して駆動するものがほとんどである。つまり、適当な電圧の直流電力の供給を受ければ、電化製品を使用できるということになる。交流で受電してから直流に変換することは、変換時に損失が発生し、電化製品のエネルギー効率を低下させる原因となっている。

電化製品に多く使用されているモータも、主流は交流モータから直流モータに移りつつある。永久磁石を回転子に用い、インバータで駆動されるモータは、エアコンディショナ及び冷蔵庫ではほとんどの製品に搭載されている。

直流モータは、直流入力のものが多く、外部の直流電源から直流電力が入力されて動作する。特許文献１に開示されるように、直流モータを動作させるには、モータ巻線に印加する電圧を生成する主電源と、制御回路を動作させるための低圧電源とが必要である。

特許第４４６９０３２号公報

上記のように、直流モータは、外部の直流電源から２系統の電力供給を受ける必要があり、電源線が増えたり、電圧の異なる直流電力を生成する必要があったりする。よって、配線スペースの増加及び２系統の電圧を生成することによるコスト増が問題となる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、外部の直流電源から複数系統の直流電力の供給を受ける必要のないモータを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数のトランジスタを有し、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換して巻線に供給するインバータ回路と、インバータ回路が出力する交流電力の電圧及び波形を制御するための指令を出力する制御回路と、制御回路からの指令に従ってインバータ回路内のトランジスタをオンオフさせるトランジスタドライブ回路とを有する。本発明は、制御回路及びトランジスタドライブ回路へ供給する直流電力を、インバータ回路へ供給される直流電力とは異なる電圧で、直流電源から供給される直流電力を基に生成する電源生成回路を備える。

本発明によれば、外部の直流電源から複数系統の直流電力の供給を受ける必要のないモータを得られるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１に係るモータの構成を示す図 本発明の実施の形態２に係るモータの構成を示す図 本発明の実施の形態３に係るモータの構成を示す図 本発明の実施の形態４に係る換気扇の斜視図

以下に、本発明の実施の形態に係るモータ及び換気扇を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るモータの構成を示す図である。モータ１０は、直流電源５０から供給される直流電力を交流電力に変換するインバータ回路１１と、外部から入力される運転制御信号に従ってインバータ回路１１を制御する制御回路１２と、制御回路１２からの指令に従ってインバータ回路１１内のトランジスタをオンオフさせるトランジスタドライブ回路１５と、外部の直流電源５０から供給される直流電力を基に、直流電源５０から供給される直流電力とは電圧が異なる直流電力を生成する電源生成回路１３とを有する。

インバータ回路１１は、６個のトランジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆを備えている。制御回路１２は、トランジスタドライブ回路１５に指令を送るマイクロコントローラ１２１を備えている。マイクロコントローラ１２１は、トランジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆをオンオフするタイミングを調整することにより、巻線１４に供給する電圧波形を制御する。トランジスタドライブ回路１５は、トランジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆのゲートに信号を送ってトランジスタ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆをオンオフさせる。制御回路１２マイクロコントローラ１２１及びトランジスタドライブ回路１５は、電源生成回路１３が生成する直流電力で動作する。

上記構成において、直流電源５０から供給される直流電力は、巻線１４に印加する電圧を生成する主電源であり、電源生成回路１３で生成される直流電力は、制御回路１２を動作させるための低圧電源である。

実施の形態１に係るモータ１０は、電源生成回路１３を備えているため、外部から供給を受ける直流電力は１系統のみでよい。したがって、外部から２系統の直流電力の供給を受ける構成のモータと比較して、配線数を削減できる。これにより、実施の形態１に係るモータ１０は、配線スペースを低減するとともに、２系統の電圧の供給を受けることによるコスト増を抑えることができる。

実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２に係るモータの構成を示す図である。実施の形態２に係るモータ２０は、電源生成回路１３’が電圧値の異なる２種類の直流電力を生成する点で実施の形態１と相違している。電源生成回路１３’は、外部の直流電源５０から供給される直流電力を基に、第１の電圧の直流電力と、第１の電圧とは異なる第２の電圧の直流電力とを生成する。マイクロコントローラ１２１は、第２の電圧の直流電力で動作し、トランジスタドライブ回路１５は、第１の電圧の直流電力で動作する。ここでは、第１の電圧は１５Ｖであり、第２の電圧は５Ｖであるとするが、第１の電圧及び第２の電圧は、これらの値に限定されない。

実施の形態２に係るモータ２０は、電源生成回路１３’が電圧の異なる２種類の直流電力を生成できるため、制御回路１２とトランジスタドライブ回路１５との動作電圧が異なっていても、外部から供給を受ける直流電力は１系統のみでよい。したがって、外部から２系統の直流電力の供給を受ける構成のモータと比較して、配線数を削減できる。これにより、配線スペースを低減するとともに、２系統の電圧の供給を受けることによるコスト増を抑えることができる。

実施の形態３．
図３は、本発明の実施の形態３に係るモータの構成を示す図である。実施の形態３に係るモータ３０は、電源生成回路１３’が生成した第１の電圧の直流電力を外部に出力する第１の外部出力端子３１と、電源生成回路１３’が生成した第２の電圧の直流電力を外部に出力する第２の外部出力端子３２とを備える点で実施の形態２と相違している。

電源生成回路１３’が生成した直流電力を外部へ出力する第１の外部出力端子３１及び第２の外部出力端子３２をモータ３０に設けることにより、モータ３０を駆動するための運転制御信号を出力する運転制御回路６０及びモータ３０の操作用のユーザインタフェースであるリモートコントローラ７０にモータ３０から電力を供給することができる。

低電圧の直流電力を生成できないモータは、運転制御回路及びリモートコントローラにも外部から電力を供給する必要があった。これに対し、実施の形態３に係るモータ３０は、運転制御回路６０及びリモートコントローラ７０に電力を供給できるため、外部の電源から運転制御回路６０及びリモートコントローラ７０に電力を供給する配線が不要となり、配線スペースの削減を実現できる。

なお、図３では、第１の外部出力端子３１に運転制御回路６０が接続され、第２の外部出力端子３２にリモートコントローラ７０が接続された構成を示したが、第１の外部出力端子３１にリモートコントローラ７０が接続され、第２の外部出力端子３２に運転制御回路６０が接続されてもよい。また、リモートコントローラ７０及び運転制御回路６０の少なくとも一方は、第１の外部出力端子３１及び第２の外部出力端子３２の両方と接続されてもよい。

実施の形態４．
図４は、本発明の実施の形態４に係る換気扇の斜視図である。実施の形態４に係る換気扇８０は、本体枠８１に収容した実施の形態１に係るモータ１０によりファン８２を駆動して気流を発生させる。モータ１０には、外部の直流電源５０から電力を供給する電源線１５と、運転制御信号を入力する信号線１６とが接続されている。実施の形態４に係る換気扇８０は、制御回路１２に外部から電力を供給する必要がないため、モータ１０に１本の電源線１５と信号線１６とを接続するだけでモータ１０を運転することができる。したがって、配線スペースを低減することができる。

図４には、実施の形態１に係るモータ１０を用いた換気扇８０を示したが、実施の形態２に係るモータ２０又は実施の形態３に係るモータ３０を用いて換気扇を構成することも可能である。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ トランジスタ、１０，２０，３０ モータ、１１ インバータ回路、１２ 制御回路、１３，１３’ 電源生成回路、１４ 巻線、１５ トランジスタドライブ回路、３１ 第１の外部出力端子、３２ 第２の外部出力端子、５０ 直流電源、６０ 運転制御回路、７０ リモートコントローラ、８０ 換気扇、８１ 本体枠、８２ ファン、１２１ マイクロコントローラ。

Claims (4)

1. 複数のトランジスタを有し、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換して巻線に供給するインバータ回路と、
   前記インバータ回路が出力する交流電力の電圧及び波形を制御するための指令を出力する制御回路と、
   前記制御回路からの指令に従って前記インバータ回路内のトランジスタをオンオフさせるトランジスタドライブ回路と、
   前記制御回路及び前記トランジスタドライブ回路へ供給する直流電力を、前記インバータ回路へ供給される直流電力とは異なる電圧で、前記直流電源から供給される直流電力を基に生成する電源生成回路とを備えることを特徴とするモータ。
2. 前記電源生成回路は、第１の電圧及び第２の電圧の２系統の直流電力を生成し、前記制御回路には、前記第１の電圧の直流電力及び前記第２の電圧の直流電力の一方を供給し、前記トランジスタドライブ回路には、前記第１の電圧の直流電力及び前記第２の電圧の直流電力の他方を供給することを特徴とする請求項１に記載のモータ。
3. 前記電源生成回路が生成した直流電力を外部へ出力する外部出力端子を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のモータと、
   前記モータによって駆動されるファンとを備えることを特徴とする換気扇。

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