特許 5770321 ファンモータを備えた電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5770321

(24)【登録日】2015年7月3日

(45)【発行日】2015年8月26日

(54)【発明の名称】ファンモータを備えた電子機器

(51)【国際特許分類】

   H02P 29/00 20060101AFI20150806BHJP

【ＦＩ】

   H02P5/00 T

【請求項の数】5

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2014-19512(P2014-19512)

(22)【出願日】2014年2月4日

(65)【公開番号】特開2015-146715(P2015-146715A)

(43)【公開日】2015年8月13日

【審査請求日】2015年2月18日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001151

【氏名又は名称】あいわ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】諏訪 博之

(72)【発明者】

【氏名】小田内 慎吾

【審査官】 森山 拓哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１３９２０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１１５６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１３７０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１３２５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１５２０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２８１７８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２２４６９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ２１／００−２９／０４

Ｈ０２Ｐ ６／００− ６／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ファンモータを備えた電子機器において、
前記ファンモータの回転状態を検出する回転状態検出手段と、
前記ファンモータの動作状態を表示する表示手段と、
前記回転状態検出手段により、前記ファンモータが停止状態からの回転不良が検出された場合、前記ファンモータを再起動する再起動制御手段と、を備え、
前記表示手段は、前記再起動制御手段により前記ファンモータの再起動を行った際に、前記回転状態検出手段により前記ファンモータが正常に動作したことを検出した場合、前記ファンモータの交換を促す表示を行い、
前記再起動制御手段により前記ファンモータの再起動を行った際に、前記回転状態検出手段により前記ファンモータが正常に動作しなかったことを検出した場合、前記電子機器の停止、または、前記ファンモータへの通電を停止させる
ことを特徴とする電子機器。

【請求項2】

前記表示手段は、前記再起動制御手段により前記ファンモータの再起動を行った際に、前記回転状態検出手段により前記ファンモータが正常に動作しなかったことを検出した場合、前記ファンモータの不良を示す表示を行うことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。

【請求項3】

前記再起動制御手段は、前記ファンモータの再起動時に、通常の起動時とは異なる挙動で動作させることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子機器。

【請求項4】

前記ファンモータは正逆回転可能なファンモータであり、
前記再起動制御手段により再起動時に前記ファンモータの正逆回転を繰り返し、
前記ファンモータの正逆回転の回数に応じて劣化レベルを判定する劣化レベル判定手段を有し、
前記表示手段は、前記劣化レベル判定手段によって判定された前記劣化レベルに対応したメッセージを表示することを特徴とする請求項３に記載の電子機器。

【請求項5】

前記ファンモータは回転トルクの変動が可能なファンモータであり、
前記再起動制御手段はにより再起動時にトルクアップし、前記ファンモータを再起動したトルクの値、もしくは再起動に要した時間に応じて劣化レベルを判定する劣化レベル判定手段を有し、
前記表示手段は、前記劣化レベル判定手段によって判定された前記劣化レベルに対応したメッセージを表示することを特徴とする請求項３に記載の電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電子機器に関し、特にファンモータを備えた電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

工作機械の制御等に用いられる数値制御装置においては、使用するにしたがって熱を発生し、数値制御装置の動作に支障をきたすことがある。これを防ぐために、数値制御装置が設けられた電子機器の筐体に通風穴を設け、その通風穴付近にファンモータを取り付けて内部に通風して数値制御装置を冷却することが一般的に行われている。

【0003】

ファンモータは、内部に用いられているベアリングの寿命や、汚れによる目詰まり等によって動作が変動してくることがある。このように動作が変動したファンモータを使用し続けると、適切な冷却が行えない場合があり、さらに使用し続けると、数値制御装置の動作に支障をきたすおそれもある。
このため、ファンモータの寿命を事前に検出することが行われている。検出方法としては、長期運転によるベアリング摩耗や汚れによる目詰まりの発生などによって、機械的な回転負荷の増加による特性変動が現れるため、この特性変動を検出することによって、ファンモータの寿命の検出を行っている。

【0004】

特許文献１には、インバータ装置における冷却ファンの寿命や、目詰まり等による冷却能力の低下を測定するために、熱時定数演算回路で演算された熱時定数の演算値と、メモリに予め記憶されている熱時定数の基準値との比較によって、冷却能力が低下しているか否かを判断する技術が開示されている。
特許文献２には、給湯装置のための制御装置において、給湯装置を構成する構成機器の異常を検出し、異常が検出された構成機器を一旦停止させて再起動させ、再起動回数が所定回数に達した場合に、構成機器が故障であるものと判定する技術が開示されている。

【0005】

特許文献３には、電子装置における電源部または無電源電源ユニットに、冷却ファンの寿命や状態を判定して電子機器本体に通知する検出機能を設ける技術が開示されている。
特許文献４には、自動販売機のＤＣファンモータにおいて、ＤＣファンモータの回転する実回転数と、基準回転数との関係により、ＤＣファンモータが寿命終了に近づいているかどうかを判定する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１０−１３６６０９号公報

【特許文献2】特開２００７−１３９２０２号公報

【特許文献3】特開２００２−１０１５７０号公報

【特許文献4】特開２００１−２９８９８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１〜４に開示されている技術は、熱時定数、ファン回転数、商用電源の入力状態、ＤＣファンモータの回転数を、基準値との比較によって判定を行っている。しかしながら、これらの文献に開示された技術は、いずれも運転中の特性変動の検出とされている。

【0008】

図６は、従来技術における動作の流れを示すフローチャートである。以下、ステップ毎に説明する。
・（ステップＳＡ１）装置の電源を投入。
・（ステップＳＡ２）ファンモータの回転。
・（ステップＳＡ３）ファンモータの状態を判定する。正常に回転している場合にはステップＳＡ４に進み、回転しない不良状態の場合はステップＳＡ５に進み、回転数が少ないなど劣化が生じているときにはステップＳＡ６に進む。

【0009】

・（ステップＳＡ４）装置の運転を継続して、ステップＳＡ３に戻る。
・（ステップＳＡ５）装置の不良状態であるものして、装置を停止させる。
・（ステップＳＡ６）装置の運転を継続しつつ、劣化が生じているため、ファンの交換を促す表示を行う。

【0010】

・（ステップＳＡ７）ファンモータの状態を判定する。この際の判定基準は、ステップＳＡ３における判定基準と同一の基準でもよいし、異なる判定基準とすることもできる。正常に回転している場合、及び、回転数が少ないなど劣化が生じている場合は、ステップＳＡ６に戻り、回転しない不良状態の場合はステップＳＡ８に進む。
・（ステップＳＡ８）装置の不良状態であるものとして、装置を停止させる。

【0011】

ファンモータは、連続的に運転を行う場合もあれば、運転と停止を繰り返して断続的に運転を行う場合もある。このように断続運転を行う場合には、停止期間があるために、停止時から再度運転を行う際には、連続運転時よりも摩擦係数が増加したり、停止に伴う温度低下によってベアリンググリスの粘度が増加したり、汚れが固化したりして、連続運転時よりも機械的な回転負荷が大きくなる場合がある。そのため、特性変動を検出する前に起動不良が生じるおそれがある。

【0012】

そこで、本発明の目的は、ファンモータを備えた電子機器において、ファンモータの起動不良が発生する前に事前にファンモータの劣化を検出することが可能な電子装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本願の請求項１に係る発明では、ファンモータを備えた電子機器において、前記ファンモータの回転状態を検出する回転状態検出手段と、前記ファンモータの動作状態を表示する表示手段と、前記回転状態検出手段により、前記ファンモータが停止状態からの回転不良が検出された場合、前記ファンモータを再起動する再起動制御手段と、を備え、前記表示手段は、前記再起動制御手段により前記ファンモータの再起動を行った際に、前記回転状態検出手段により前記ファンモータが正常に動作したことを検出した場合、前記ファンモータの交換を促す表示を行い、前記再起動制御手段により前記ファンモータの再起動を行った際に、前記回転状態検出手段により前記ファンモータが正常に動作しなかったことを検出した場合、前記電子機器の停止、または、前記ファンモータへの通電を停止させることを特徴とする電子機器が提供される。

【0014】

請求項１に係る発明では、ファンモータの起動不良時に再起動させることでファンモータの寿命を延長させ、再起動させた際に正常に動作した場合には、ファンモータの劣化が生じているものとして、ファンモータの予防保守を行うことが可能となる。また、再起動させても正常に動作しない場合に、ファンモータの動作を停止させることによって、ファンモータを無理に動作させることを防止して、過大な負荷によるファンモータの二次的な不具合などを防止することができる。さらに、再起動時の状態を検出することによって、低温や目詰まりといった環境要因の影響を評価して、ファンモータの劣化度合いを判定することで、ファンモータの本来が備えている寿命まで稼働させることが可能となり、かつファンモータの交換が必要になるまでの猶予を知ることが出来る。

【0015】

本願の請求項２に係る発明では、前記表示手段は、前記再起動制御手段により前記ファンモータの再起動を行った際に、前記回転状態検出手段により前記ファンモータが正常に動作しなかったことを検出した場合、前記ファンモータの不良を示す表示を行うことを特徴とする請求項１に記載の電子機器が提供される。
請求項２に係る発明では、再起動を行ってもファンモータが正常に動作しない場合に、ファンモータの不良を示す表示を行うことによって、ファンモータの不良を確実に報知することが可能となる。

【0016】

本願の請求項３に係る発明では、前記再起動制御手段は、前記ファンモータの再起動時に、通常の起動時とは異なる挙動で動作させることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子機器が提供される。
本願の請求項４に係る発明では、前記ファンモータは正逆回転可能なファンモータであり、前記再起動制御手段により再起動時に前記ファンモータの正逆回転を繰り返し、前記ファンモータの正逆回転の回数に応じて劣化レベルを判定する劣化レベル判定手段を有し、前記表示手段は、前記劣化レベル判定手段によって判定された前記劣化レベルに対応したメッセージを表示することを特徴とする請求項３に記載の電子機器が提供される。

【0017】

本願の請求項５に係る発明では、前記ファンモータは回転トルクの変動が可能なファンモータであり、前記再起動制御手段はにより再起動時にトルクアップし、前記ファンモータを再起動したトルクの値、もしくは再起動に要した時間に応じて劣化レベルを判定する劣化レベル判定手段を有し、前記表示手段は、前記劣化レベル判定手段によって判定された前記劣化レベルに対応したメッセージを表示することを特徴とする請求項３に記載の電子機器が提供される。

【0018】

請求項３〜５に係る発明では、ファンモータの再起動時に、ファンモータの正逆回転を繰り返したり、トルクアップして再起動させた上で、正逆回転の回数や、再起動時のトルクの値や再起動に要した時間に応じて劣化レベルを判定することで、ファンモータの劣化度合いを適切に判断することが可能となり、ファンモータの本来の寿命まで稼働させることが可能となり、かつファンモータの交換が必要になるまでの猶予を知ることが出来る。

【発明の効果】

【0019】

本発明により、ファンモータを備えた電子機器において、ファンモータの起動不良が発生する前に事前にファンモータの劣化を検出することが可能な電子装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施形態において用いられるファンモータを備えた電子機器の構成を示した模式図である。

【図2】本発明の実施形態の電子機器のシステム図である。

【図3】第１の実施形態における動作の流れを示すフローチャートである。

【図4】第１の実施形態における動作の流れを示すフローチャートである。

【図5】第２の実施形態における動作の流れを示すフローチャートである。

【図6】従来技術における動作の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態において用いられるファンモータを備えた電子機器の構成を示した模式図である。本実施形態の電子機器１００は、筐体１１０を有し、筐体１１０には、通気穴１１２が設けられている。また、筐体１１０内には制御部１２０とファンモータ１３０とが設けられている。ファンモータ１３０は、通気穴１１２の近傍に設けられており、筐体１１０内部の空気を通気穴１１２を通じて外部に放出する機能を有している。制御部１２０の機能については後述する。さらに、筐体１１０の外部には表示部１５０が備えられている。

【0022】

図２は、本実施形態の電子機器のシステム図である。電子機器１００内部には、図１にも示したように、制御部１２０とファンモータ１３０とを有しており、制御部１２０内には、ファンセンサ出力検出部１２２、比較計算部１２４、ファン制御信号出力部１２６を備えている。ファンモータ１３０の動作状況は、ファンセンサ出力検出部１２２において検出しており、その検出結果を用いて、比較計算部１２４において制御のための計算を行っている。比較計算部１２４における具体的な計算手法については後述する。

【0023】

また、ファンセンサ出力検出部１２２からはファン制御信号出力部１２６に対して信号が伝達されており、さらに、ファン制御信号出力部１２６からはファンモータ１３０制御用の信号が出力されている。また、比較計算部１２４の結果、必要に応じて表示部１５０に信号を出力し、表示部１５０において表示を行う。

【0024】

図３は、本実施形態における動作の流れを示すフローチャートである。以下、ステップ毎に説明する。
・（ステップＳＢ１）装置の電源を投入。
・（ステップＳＢ２）停止状態から、ファンモータが回転するか否かを判定する。回転する場合にはステップＳＢ３に進み、回転せずに停止したままの場合にはステップＳＢ４に進む。
・（ステップＳＢ３）装置の運転を行う。

【0025】

・（ステップＳＢ４）正逆回転や、トルクアップをして再起動処理を行う。
・（ステップＳＢ５）再起動処理後、ファンモータが回転するか否かを判定する。回転する場合にはステップＳＢ７に進み、回転せずに停止したままの場合にはステップＳＢ６に進む。
・（ステップＳＢ６）装置の不良状態であるものして、装置を停止させる。
・（ステップＳＢ７）装置の運転を継続しつつ、劣化が生じているため、ファンの交換を促すといった警告表示を行う。

【0026】

さらに、図４は再起動処理として正逆回転を行う場合の動作の流れを示すフローチャートである。以下、ステップ毎に説明する。
・（ステップＳＣ１）装置の電源を投入。
・（ステップＳＣ２）停止状態から、ファンモータが回転するか否かを判定する。回転する場合にはステップＳＣ３に進み、回転せずに停止したままの場合にはステップＳＣ４に進む。
・（ステップＳＣ３）装置の運転を行う。

【0027】

・（ステップＳＣ４）再起動処理として、ファンモータの正逆回転を行う。
・（ステップＳＣ５）再起動処理後、ファンモータが回転するまでのファンモータの正逆回転の繰り返し回数を測定する。なお、予め判定基準となる回数として、ｎ１及びｎ２（ｎ１＜ｎ２）を設定しておく。正逆回転の回数が、ｎ１回以下でファンモータが回転した場合にはステップＳＣ６に進み、ｎ１回以上ｎ２回未満でファンモータが回転した場合にはステップＳＣ７に進み、ｎ２回以上でファンモータが回転した場合にはステップＳＣ８に進む。

【0028】

・（ステップＳＣ６）装置の軽度の劣化状態であるものとして、装置の運転を継続しつつ、軽度の劣化状態である旨の警告表示を行う。
・（ステップＳＣ７）装置の中度の劣化状態であるものとして、装置の運転を継続しつつ、中度の劣化状態である旨の警告表示を行う。
・（ステップＳＣ８）装置の不良状態であるものとして、装置を停止させる。

【0029】

（第２の実施形態）
本実施形態においては、再起動処理において、正逆回転を行うことに代えて、トルクアップをして再起動処理を行う点が、第１の実施形態と異なっている。以下、図５のフローチャートに基づいて、ステップ毎に説明する。
・（ステップＳＤ１）装置の電源を投入。
・（ステップＳＤ２）停止状態から、ファンモータが回転するか否かを判定する。回転する場合にはステップＳＤ３に進み、回転せずに停止したままの場合にはステップＳＤ４に進む。
・（ステップＳＤ３）装置の運転を行う。

【0030】

・（ステップＳＤ４）再起動処理として、ファンモータのトルクアップして運転を行う。
・（ステップＳＤ５）再起動処理後、ファンモータの再起動にかかるトルクの値、又は、再起動までにかかる時間を測定する。なお、予め判定基準となるトルク又は時間として、トルクτ１及びτ２（τ１＜τ２）、又は、時間Ｔ１及びＴ２（Ｔ１＜Ｔ２）を設定しておく。トルクτ１以下、又は時間Ｔ１以下でファンモータが回転した場合にはステップＳＤ６に進み、トルクがτ１より大でτ２未満、又は時間がＴ１より大でＴ２未満でファンモータが回転した場合にはステップＳＤ７に進み、トルクτ２以上、又は時間がＴ２以上でファンモータが回転した場合にはステップＳＤ８に進む。

【0031】

・（ステップＳＤ６）装置の軽度の劣化状態であるものとして、装置の運転を継続しつつ、軽度の劣化状態である旨の警告表示を行う。
・（ステップＳＤ７）装置の中度の劣化状態であるものとして、装置の運転を継続しつつ、中度の劣化状態である旨の警告表示を行う。
・（ステップＳＤ８）装置の不良状態であるものとして、装置を停止させる。

【0032】

このように、ファンモータの停止状態からの起動不良時に、通常の起動時とは異なる挙動で再起動させることによって、通常であれば不良と判断されていたファンモータ本来の寿命に達していないファンモータの延命を行うことができ、さらに通常の起動では動作せずに、再起動動作によって復帰したことを、ファンモータの劣化として検出することによって、ファンモータの予防保守を行うことができる。さらに、再起動時の状態を監視することによって、低温や目詰まりといった環境要因の影響が評価でき、ファンモータの劣化度合いを判定することで、ファンモータ本来の寿命まで稼働を続けることが可能となり、かつファンモータの交換が必要になるまでの猶予を知ることが出来る。

【0033】

なお、本発明の実施形態においては、ファンモータの再起動時の動作として、正逆回転とトルクアップを例として説明したが、これらのみに限られたものではない。再起動時の動作として、正逆回転をしつつ、トルクアップを行うことも可能であるし、その他通常時と異なる挙動で動作させることで行うことも可能である。
また、第２の実施形態において、再起動時の動作としてトルクアップとしたときの判定基準としてトルク又は時間を用いた例で説明したが、これについてもこれらのみに限られたものではなく、ファンモータの動作状態を判定できる他のパラメータを用いることも可能である。

【符号の説明】

【0034】

１００ 電子機器
１１０ 筐体
１１２ 通気穴
１２０ 制御部
１２２ ファンセンサ出力検出部
１２４ 比較計算部
１２６ ファン制御信号出力部
１３０ ファンモータ
１５０ 表示部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】