排水泵的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种排水泵及该排水泵的控制方法，其在异物吸入到排水泵内时，通过使马达停止或反转而能够容易且可靠地排出异物。至少具备：转子由2i极磁铁构成且定子由三相线圈构成的三相DC马达；驱动控制该DC马达的马达驱动器；以及检测三相DC马达的驱动状态的检测机构，在检测机构检测出由异物的夹入引起的马达的约束状态时，使马达停止或反转一定时间。
【专利说明】排水泵
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及排水泵，尤其涉及适合于向机外排出空调机的排泄水的排水泵及能够实施该排水泵的控制方法的排水泵。
【背景技术】
[0002]一直以来，在空调机中，使用专利文献I及专利文献2分别公开的AC排水泵和DC排水泵之类的排水泵(以下还称为排泄泵)，将在空调机的热交换器表面等结露的排泄水排出到机外。
[0003]图1 (a)表示典型的现有的AC排泄泵的局部剖视图。AC排泄泵I包括泵部2和驱动该泵部2的叶轮10的马达部(未图示)。马达部具备AC马达或DC马达。泵部2具备:经由轴12与马达部的旋转轴14 (转子)连结的叶轮10 ;在其内部同心状地配设叶轮10的泵壳体3 ；以及覆盖泵壳体3的上部的盖7。在泵部2上，设置有吸引贮存在配置于泵部2下方的排泄盘(未图示)的排泄水20的吸入口 4、及沿泵部2的水平方向将排泄水20排出到机外的排出口 5。因而，排泄水20如图1 (a)中的箭头A所示，夹着叶轮10从泵部2的下方流向上方。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献1:日本特开2002 - 5083号公报
[0006]专利文献2:日本特开2012 - 26398号公报
[0007]然而，在AC排泄泵I的泵部2中，例如如图1 (b)所示，在叶轮10与泵壳体3之间形成间隙流路6。在形成该间隙流路6的叶轮10与泵壳体3各自的流路面3a、10a上，存在因设计上的必要性而设置的凹凸部或设计上未打算的微少的突起。由于这种突起3b、IOb的存在，若在排泄泵I所吸引的排泄水20中混入垃圾等异物30，则如图1 (b)所示，异物30有可能夹在突起3b与IOb之间。这样，若在分别形成于流路面3a及IOa上的突起3b及IOb之间夹入异物30，则在排泄泵I中有可能无法排出异物30。S卩，一直以来，由于在排泄泵I中没有构成为能识别异物30的夹入，因此排泄泵I旋转到马达的输出极限的旋转力(转矩)，持续维持保持异物30的状态。其结果，构成排泄泵I的马达成为约束状态，导致成为不能排出排泄水20的状态，甚至有可能产生空调机不工作，或者从室内机产生漏水等的不良情况。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于，鉴于这种问题点，提供一种排水泵及该排水泵的控制方法，其构成为在异物被吸入到排水泵内时，根据马达的驱动状态检测出该情况，然后通过使马达停止或反转而能够容易且可靠地排出异物。
[0009]为了实现上述目的，本发明的排水泵的特征在于，至少具备:转子由2i极磁铁构成且定子由三相线圈构成的三相DC马达；驱动控制该DC马达的马达驱动器；以及检测三相DC马达的驱动状态的检测机构，在检测机构检测出由异物的夹入引起的马达的约束状态时，使马达停止或反转一定时间。
[0010]本发明的排水泵的检测马达的驱动状态的检测机构优选构成为，在正常运转中，在没有检测出未通电的线圈的输出端子与共用中点端子之间的感应电压时，判断为检测出马达的约束状态。
[0011]本发明的排水泵的检测马达的驱动状态的检测机构还可以具备霍尔1C，上述检测机构在正常运转中，在上述霍尔IC没有检测出旋转的上述转子的磁力时，判断为检测出马达的约束状态。
[0012]本发明的排水泵的检测马达的驱动状态的检测机构，既可以为在三相DC马达的上述转子上施加了标记，并且具备光耦合器，该检测装置在正常运转中，在光耦合器没有检测出旋转的马达的标记时，判断为检测出马达的约束状态，或者，也可以为检测机构具备热敏元件，该检测机构在正常运转中，在上述热敏元件检测出上述三相DC马达的线圈或上述马达驱动器发热时，判断为检测出马达的约束状态。
[0013]本发明的排水泵的检测马达的驱动状态的检测机构还优选构成为，在检测出上述马达的约束状态的次数超过规定次数时输出马达约束保护信号，并使上述DC马达停止或反转一定时间。
[0014]另外，为了实现上述目的，本发明的排水泵的控制方法的特征在于，上述排水泵至少具备:转子由2i极磁铁构成且定子由三相线圈构成的三相DC马达；驱动控制该DC马达的马达驱动器；以及检测上述DC马达的驱动状态的检测机构，在上述检测机构检测出由异物的夹入引起的马达的约束状态时，使马达停止或反转一定时间。
[0015]本发明具有如下有益效果。
[0016]本发明的排水泵通过具备上述的结构，不仅结构简单，而且在异物吸入到排水泵内时，根据马达的驱动状态检测出排水泵的异常，通过使马达停止或反转一定时间的期间，从而起到能够容易且可靠地排出异物的特别的作用效果。在检测出感应电压时，由于不特别地需要检测元件，所以能够抑制制造成本。另外，在具备其它的检测元件时，通过具备霍尔1C、光耦合器或热敏元件等检测元件，从而与接触式等的机械的检测机构相比较，结构部件少即可，廉价且难以产生故障。另外，在这种情况下，也能够更容易且更可靠地检测出马达的驱动状态。【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是用于说明现有的排泄泵抽水时的异物的夹入的图，Ca)是抽水时的排泄泵的局部剖视图，(b)是表示异物夹入的状态的主要部分剖视图。
[0018]图2是用于说明在本发明的排泄泵中的异物的排出的图，Ca)是在停止或反转时的排泄泵的局部剖视图，(b)是表示在排泄泵停止时的因排水的由重力引起的流动而从夹入异物的状态松缓，并排出该异物的状态的主要部分放大剖视图，(c)是表示通过使排泄泵稍微反转而排出异物的状态的主要部分放大剖视图。
[0019]图3是表示利用感应电压检测马达的约束的方法的电路图。
[0020]图4是表示利用霍尔IC检测马达的约束的方法的电路图。
[0021]图5是表示检测马达的约束，并使马达停止或反转的排泄泵的控制方法的流程图。
[0022]图中:
[0023]I —排水泵(排泄泵)；2 —泵部；3 —泵壳体；10 —叶轮；30 —异物;40、50 —三相马达；COM —共用中点端子；HU、HV、HW —霍尔IC ；M —磁铁(转子)；MD —马达驱动器；U、V、W 一三相线圈(定子)。
【具体实施方式】
[0024]以下，用图1至图5，关于在夹入异物的排泄泵中能够容易地排出该异物的本发明的排泄泵的控制方法详细地进行说明。
[0025]在本发明中，排泄泵I如图1所示，与现有的排泄泵同样地具备马达部(未图示)和泵部2，将贮存在空调机的排泄盘的排泄水吸上来，并向机外排出。泵部2具备泵壳体3、吸入口 4、排出口 5、具有叶片11和轴部12的叶轮10以及盖7。在泵部2上在叶轮10与泵壳体3之间还形成有间隙流路6。
[0026]在图2 (a)?(C)中表示出本发明的异物排出原理。图2 (a)是排泄泵停止时的排泄泵的概略局部剖视图。图2 (b)表示排泄泵I停止时的状态，图2 (c)表示排泄泵I稍微反转时的状态。如图2 (b)所示，若排泄泵I停止，则异物30因与抽水时(在图1 (a)中箭头A所示的方向)方向相反的排泄水20的由重力引起的流动B，排泄水20从排出口 5向吸入口 4流动。由此，异物30的夹入松缓，其结果异物30伴随排泄水20的逆流B，从突起3b及IOb之间脱离后，在间隙流路6内浮游或向排泄盘内排出。而且，如图2 (c)所示，通过使排泄泵I稍微反转而使夹入异物30的突起3b及IOb的间隔分离，从而异物30更可靠地在间隙流路6内浮游或向排泄盘内排出。
[0027]在间隙流路6内浮游或返回排泄盘内的异物30在再次抽水时，不被间隙流路6等夹持而能够排出到机外。而且，在异物30不能一次性地排出到机外时，通过反复进行几次该动作，从而异物30能够以相当高的概率排出。另外，通过使排泄泵I以反转来运转，也能够进行排泄水20的抽水，所以在使排泄泵I稍微反转时，通过保持原样地连续使其以反转来运转，也能够使异物30排出到机外。
[0028]这样，由于夹入到排泄泵I内的异物30被排出，所以可以理解，具备检测异物30的夹入的检测机构，根据来自该检测机构的信号，使排泄泵I停止或反转，从而能够容易地排除异物30。在夹入异物30时，如上所述，排泄泵I旋转到马达的输出极限的旋转力(转矩)，继续维持保持异物30的状态。具体而言，排泄泵I成为其马达不旋转的、在马达上施加过度负荷的状态，即马达成为约束状态。因而可知，为了排除夹入到排泄泵I内的异物30，通过检测这种马达的约束状态，从而使排泄泵I停止或反转即可。
[0029]在本发明中，作为检测马达的约束状态的手段，找到了图3及图4所示的方法。
[0030]图3表示在利用无传感器型的三相DC马达驱动的排泄泵中，检测本发明的马达的约束状态的一个实施方式。如图3所示，在本实施方式的三相DC马达中，旋转的转子由双极磁铁M构成，定子由三相线圈U、V、W构成。在本实施方式中，虽然表示了简单的双极磁铁、三相线圈型的结构，但本发明不限于此。磁铁M也可以由设置有多对(i对)双极磁铁的2i极磁铁(或者也称为“多极磁铁”)构成，三相线圈也可以在每相上设置多个线圈(槽)(例如三相X2槽=6槽、三相X3槽=9槽等)。本实施方式的三相DC马达经由作为该马达驱动电路的马达驱动器MD，以U相一V相、V相一W相、W相一U相的方式，对两个线圈通电的同时，将磁铁M (转子)的方向切换为预定方向，从而获得旋转力。此时，使磁铁M的磁极(S或N)通过未通电的剩余的线圈(例如U相一V相通电时的未通电的W相的线圈)前，从而在线圈各自的输出端子(Wratd-或Vwt)与共用中点端子(COM)之间产生感应电压(磁化力)。即，通过检测出该感应电压的产生，从而检测出磁铁M (转子)正常地旋转。换言之，马达成为约束状态是指转子的旋转停止即被约束。因而，若马达成为约束状态，则磁铁M (转子)的磁极无法通过未通电的剩余的线圈前，由此不产生感应电压，无法检测该感应电压。这样通过具备检测出无法检测感应电压的状态并识别为产生了马达约束状态的检测机构，从而能够检测出马达的约束状态，换言之，能够检测出马达的驱动状态为异常。作为更可靠地检测该马达的约束状态的方法，优选在预定的时间在未检测出感应电压某一次数时判断为马达处于约束状态。
[0031]图4表示在利用具备传感器(例如霍尔IC)的类型的三相DC马达驱动的排泄泵中，检测本发明的马达的约束状态的另一实施方式。如图4所示，本实施方式的三相DC马达与图3所示的三相DC马达同样，旋转的转子由双极磁铁Ml构成，定子由三相线圈U、V、W构成。本实施方式的三相DC马达也具备经由作为马达驱动电路的马达驱动器MDl进行旋转控制的结构。在图4所示的三相DC马达中，在设有检测磁铁Ml (转子)的磁力的霍尔IC(HU、HV或HW)这一点上不同，因而，也可以不与COM连接。在本实施方式中，虽然使用检测由磁铁Ml (转子)的磁极的分离接触引起的电动势的变化的元件即霍尔IC (HU、HV或HW)，但也可以作为检测元件使用光耦合器，对磁铁Ml (转子)实施检测用的标记，从而检测出转子的旋转。
[0032]作为检测本发明的马达的约束状态的方法的实施方式，虽然表示了图3及图4所示的方法，但该检测方法不限定于此。例如，若发生马达的约束状态，则马达的转子的旋转被约束，在该状态下，若对马达的线圈持续通电，则在线圈及马达驱动器上流动大电流，马达发热。也可以通过用热敏元件等检测出该发热，从而检测马达的约束状态。
[0033]用图5所示的流程图说明检测出由于夹入异物而引起的排泄泵的马达的约束状态，并用于解除该状态的本发明的排泄泵的控制方法的一个实施方式。另外，本发明的排泄泵的控制电路虽然装入到运转、控制排泄泵的作为马达驱动电路的马达驱动器中，但未必局限于此。
[0034]若输入运转信号，起动系统(排泄泵)，则在步骤S501中，对马达驱动器MD或MDl通电。伴随对马达驱动器MD或MDl的通电，在步骤S502中，排泄泵的马达部的三相DC马达40或50被驱动，进入稳定的运转状态。通过该三相DC马达40或50稳定运转，如步骤S503所示，能够检测出感应信号或由霍尔IC产生的信号。
[0035]驱动排泄泵的三相DC马达40或50在步骤S504中，经由作为马达驱动电路的马达驱动器MD或MDl，如上所述，线圈的通电被切换成U相一V相、V相一W相、W相一U相。根据该通电切换，连续地实施感应信号或由霍尔IC产生的信号检测。只要异物等不堵塞在排泄泵中，则能够连续地检测感应信号或由霍尔IC产生的信号，执行正常运转。并且，若排泄泵搭载单元(例如空调机)的电源停止，则与其连动，向马达40或50的通电被切断，排泄泵停止。
[0036]可是，若在排泄泵内夹入异物30，则如上所述，由于驱动泵的马达40或50的转子(磁铁M或Ml)的旋转被约束，从而无法输出感应信号或由霍尔IC产生的信号。在步骤S507中，若预定的规定次数的信号检测失败，则马达驱动器MD或MDl判断为马达进入了约束状态。由此，马达驱动器MD或MDl在步骤S508中，为了解除马达的约束状态，输出用于保护马达的马达约束保护信号。若输出马达约束保护信号，则马达驱动器MD或MDl使马达停止一定时间或反转。此时，检测马达是否依然处于约束状态，如果没有异常，即异物30被除掉，如果马达的约束状态被解除，则马达返回正常运转。若再次检测出异常，则马达的约束保护信号再次输出，如上所述，马达停止或反转。这样，为了更可靠地除去异物30，优选反复使马达停止或反转预定时间。
【权利要求】
1.一种排水泵,其特征在于， 至少具备:转子由2i极磁铁构成且定子由三相线圈构成的三相DC马达；驱动控制该DC马达的马达驱动器；以及检测上述DC马达的驱动状态的检测机构， 在上述检测机构检测出由异物的夹入引起的上述DC马达的约束状态时，使上述DC马达停止或反转一定时间。
2.根据权利要求1所述的排水泵，其特征在于， 检测上述马达的驱动状态的检测机构在正常运转中，在没有检测出未通电的线圈的输出端子与共用中点端子之间的感应电压时，判断为检测出马达的约束状态。
3.根据权利要求1所述的排水泵，其特征在于， 上述检测机构具备霍尔1C，检测上述马达的驱动状态的检测机构在正常运转中，在上述霍尔IC没有检测出旋转的上述转子的磁力时，判断为检测出马达的约束状态。
4.根据权利要求1所述的排水泵，其特征在于， 在上述三相DC马达的上述转子上施加了标记，并且上述检测机构具备光耦合器，该检测机构在正常运转中，在上述光耦合器没有检测出旋转的上述转子的上述标记时，判断为检测出马达的约束状态。
5.根据权利要求1所述的排水泵，其特征在于， 上述检测机构具备热敏元件，该检测机构在正常运转中，在上述热敏元件检测出上述三相DC马达的线圈或上述马达驱动器发热时，判断为检测出马达的约束状态。
6.根据权利要求1?5中任一项所述的排水泵，其特征在于， 上述检测机构在检测出上述马达的约束状态的次数超过规定次数时输出马达约束保护信号，并使上述DC马达停止或反转一定时间。
7.一种排水泵的控制方法，其特征在于， 上述排水泵至少具备:转子由2i极磁铁构成且定子由三相线圈构成的三相DC马达；驱动控制该DC马达的马达驱动器；以及检测上述DC马达的驱动状态的检测机构， 在上述检测机构检测出由异物的夹入引起的马达的约束状态时，使马达停止或反转一定时间。
8.根据权利要求7所述的排水泵的控制方法，其特征在于， 上述检测机构在正常运转中，在没有检测出未通电的线圈的输出端子与共用中点端子之间的感应电压时，判断为检测出马达的约束状态。
9.根据权利要求7所述的排水泵的控制方法，其特征在于， 上述检测机构具备霍尔1C，该检测机构在正常运转中，在上述霍尔IC没有检测出旋转的上述转子的磁力时，判断为检测出马达的约束状态。
10.根据权利要求7所述的排水泵的控制方法，其特征在于， 在上述三相DC马达的上述转子上施加了标记，并且上述检测机构具备光耦合器，该检测装置在正常运转中，在上述光耦合器没有检测出旋转的上述转子的上述标记时，判断为检测出马达的约束状态。
11.根据权利要求7?10中任一项所述的排水泵的控制方法，其特征在于， 上述检测机构在检测出上述马达的约束状态的次数超过规定次数时输出马达约束保护信号，并使上述DC马达停止或反转一定时间。
【文档编号】F04D15/00GK103511292SQ201310153042
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年4月27日 优先权日:2012年6月14日
【发明者】小野寺康明, 中野诚一, 滨田正吾 申请人:株式会社鹭宫制作所