(57)【要約】【課題】ＡＣ電源でＤＣモータを駆動する。【解決手段】商用ＡＣ電源１に絶縁トランス２を接続し、絶縁トランス２に整流回路３を接続し、整流回路３の出力を冷却用ファン装置の駆動モータとして使用されるユニポーラ２相ブラシレスＤＣモータのモータコイル７に印加し、整流回路３の出力を平滑化する平滑回路４を設け、平滑回路４の出力により動作する制御回路５を設け、制御回路５により制御されるスイッチング素子６を設け、スイッチング素子６によりホール素子の出力に基づくモータコイル７の通電制御を行なう。【選択図】図１
2008017658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＣ電源に接続され、かつ出力がＤＣモータのモータコイルに印加される整流回路と、上記整流回路の出力を平滑化する平滑回路と、上記平滑回路の出力により動作する制御回路と、上記制御回路により制御され、かつ上記モータコイルの通電制御を行なうスイッチング素子とを具備したことを特徴とするＤＣモータの駆動装置。
【請求項２】
上記ＤＣモータが冷却用ファン装置の駆動モータであることを特徴とする請求項１に記載のＤＣモータの駆動装置。
【請求項３】
上記ＤＣモータがユニポーラ２相ブラシレスＤＣモータであることを特徴とする請求項２に記載のＤＣモータの駆動装置。
【請求項４】
上記ＡＣ電源の出力電圧が５０Ｖ以下であることを特徴とする請求項２または３に記載のＤＣモータの駆動装置。
【請求項５】
上記平滑回路の出力の最低電圧が上記制御回路の動作電圧以上となるように上記平滑回路における平滑度を定めたことを特徴とする請求項２、３または４に記載のＤＣモータの駆動装置。
【請求項６】
上記整流回路、上記平滑回路および上記制御回路を上記冷却用ファン装置の内部に収納したことを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載のＤＣモータの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷却用ファン装置の駆動モータ等として使用されるＤＣモータの駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、商用電源のみで動作する機器において冷却が必要な場合には、機器の内部に冷却用ファン装置を設けているが、この冷却用ファン装置の冷却ファンを駆動する駆動モータとしてはＡＣモータが一般的に使用されていた。
【０００３】
ところが近年、省エネルギー化、低騒音化を目指して、冷却用ファン装置の駆動モータとしてはＡＣモータに代わってＤＣモータが使用され始めており、ＤＣモータは効率が良く、モータ回転数を自由に選べるという利点がある。
【特許文献１】特開平１０−４１６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、商用電源のみで動作する機器においては、冷却用ファン装置の駆動モータとしてＤＣモータを使用するときには、新たにＤＣ電源を設ける必要があるから、機器が大型化してしまうとともに、機器の製造コストが増大する。
【０００５】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、ＡＣ電源でＤＣモータを駆動することができるＤＣモータの駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するため、本発明においては、ＡＣ電源に接続され、かつ出力がＤＣモータのモータコイルに印加される整流回路と、上記整流回路の出力を平滑化する平滑回路と、上記平滑回路の出力により動作する制御回路と、上記制御回路により制御され、かつ上記モータコイルの通電制御を行なうスイッチング素子とを設ける。
【０００７】
この場合、上記ＤＣモータを冷却用ファン装置の駆動モータとしてもよい。
【０００８】
この場合、上記ＤＣモータをユニポーラ２相ブラシレスＤＣモータとしてもよい。
【０００９】
これらの場合、上記ＡＣ電源の出力電圧を５０Ｖ以下としてもよい。
【００１０】
これらの場合、上記平滑回路の出力の最低電圧が上記制御回路の動作電圧以上となるように上記平滑回路における平滑度を定めてもよい。
【００１１】
これらの場合、上記整流回路、上記平滑回路および上記制御回路を上記冷却用ファン装置の内部に収納してもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るＤＣモータの駆動装置においては、ＡＣ電源の出力を整流回路により整流してＤＣモータのモータコイルに印加するとともに、整流回路の出力を平滑回路により平滑化して、平滑回路の出力により制御回路を動作させるから、ＡＣ電源でＤＣモータを駆動することができるので、新たにＤＣ電源を設ける必要がない。
【００１３】
また、ＤＣモータを冷却用ファン装置の駆動モータとしたときには、冷却用ファン装置の省エネルギー化、低騒音化を図ることができるとともに、さらに駆動モータのモータ回転数を自由に選ぶことで風量を自由に選ぶことができる。
【００１４】
また、ＤＣモータをユニポーラ２相ブラシレスＤＣモータとしたときには、冷却用ファン装置の製造コストを安価にすることができる。
【００１５】
また、ＡＣ電源の出力電圧を５０Ｖ以下としたときには、安全規格上絶縁処理が簡単にできるとともに、現在製造されている冷却用ファン装置のＤＣモータの駆動装置の部品と共通化を図ることができる。
【００１６】
また、平滑回路の出力の最低電圧が制御回路の動作電圧以上となるように平滑回路における平滑度を定めたときには、制御回路の動作を確実にすることができるとともに、冷却用ファン装置が大型化するのを防止することができ、かつ冷却用ファン装置の製造コストが安価となる。
【００１７】
また、整流回路、平滑回路および制御回路を冷却用ファン装置の内部に収納したときには、冷却用ファン装置をコンパクトにまとめることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は本発明に係るＤＣモータの駆動装置を示すブロック図である。図に示すように、電圧が１００Ｖまたは２００Ｖであり、周波数が５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの商用ＡＣ電源１に絶縁トランス２が接続され、絶縁トランス２は商用ＡＣ電源１の電圧を５０Ｖ以下にする。そして、商用ＡＣ電源１と絶縁トランス２とで出力電圧が５０Ｖ以下であるＡＣ電源が構成されている。また、絶縁トランス２に整流回路３が接続され、整流回路３の出力は冷却用ファン装置の駆動モータとして使用されるユニポーラ２相ブラシレスＤＣモータのモータコイル７に印加される。このＤＣモータはモータコイル７を有する固定子と、この固定子と空隙を介して回転自在に支持された回転子とを具備しており、回転子に冷却用ファン装置の冷却ファンが取り付けられている。また、整流回路３の出力を平滑化する平滑回路４が設けられ、平滑回路４の出力により動作する制御回路５が設けられ、制御回路５により制御されるスイッチング素子６が設けられ、スイッチング素子６はＤＣモータの回転子位置を検出するホール素子（図示せず）の出力に基づいてモータコイル７の通電制御を行なう。
【００１９】
このＤＣファンモータの駆動装置においては、絶縁トランス２の出力が整流回路３により整流され、整流回路３の出力がモータコイル７に印加され、また整流回路３の出力が平滑回路４により平滑化され、平滑回路４の出力により制御回路５が動作し、制御回路５によりスイッチング素子６が制御され、スイッチング素子６によりモータコイル７の通電制御が行なわれる。
【００２０】
このようなＤＣモータの駆動装置においては、絶縁トランス２の出力を整流回路３により整流してモータコイル７に印加し、また整流回路３の出力を平滑回路４により平滑化して、平滑回路４の出力により制御回路５を動作させるから、商用ＡＣ電源１でＤＣモータを駆動することができる。また仮に、モータコイル７に平滑化された電圧を印加する場合には、大型のモータコイル用平滑回路が必要となり、ＤＣモータが冷却用ファン装置の駆動モータであるときには、冷却用ファン装置が非常に大型となるとともに、モータコイル用平滑回路は非常に高価であるから、ＤＣモータの駆動回路、冷却用ファン装置の製造コストが非常に高くなる。これに対して、図１に示したＤＣモータの駆動回路においては、モータコイル７には平滑化されていない電圧を印加しており、モータコイル用平滑回路を用いていないから、ＤＣモータが冷却用ファン装置の駆動モータであるときにも、冷却用ファン装置が大型となることがなく、ＤＣモータの駆動回路、冷却用ファン装置の製造コストが高くなることがない。しかも、従来においてはモータコイル７に平滑化されていない電圧を印加したときには、ＤＣモータに振動が発生し、冷却用ファン装置の駆動モータとして使用することができないと考えられていたが、発明者らの実験によれば、モータコイル７に平滑化されていない電圧を印加したとしても、ＤＣモータに振動はほとんど発生しないから、冷却用ファン装置の駆動モータとして使用することができる。また、制御回路５を動作させるためには、制御回路５に平滑化された電圧を印加する必要があるが、制御回路５のための平滑回路４は小容量で充分である。その小容量で充分であることから、小型で安価なものを用いることができるから、ＤＣモータが冷却用ファン装置の駆動モータであるときにも、冷却用ファン装置が大型となることがなく、ＤＣモータの駆動回路、冷却用ファン装置の製造コストが高くなることがない。このため、ＤＣモータが冷却用ファン装置の駆動モータであるときに、図１に示したＤＣモータの駆動装置を用いれば、冷却用ファン装置が大型となることがなく、ＤＣモータの駆動回路、冷却用ファン装置の製造コストが高くなることがない。このため、商用電源のみで動作する機器においては、冷却用ファン装置の駆動モータとしてＤＣモータを使用するときにも、新たにＤＣ電源を設ける必要がなく、冷却用ファン装置、冷却用ファン装置を有する機器が大型化するのを防止することができるとともに、冷却用ファン装置、冷却用ファン装置を有する機器の製造コストが安価となる。また、ＡＣ電源を用意すれば冷却用ファン装置の駆動モータとしてＤＣモータを使用することができるから、冷却用ファン装置の低騒音化を図ることができるとともに、冷却用ファン装置の駆動モータの寿命が長くなり、また風量を多くすることができ、さらに冷却用ファン装置の駆動モータのモータ回転数を自由に選ぶことができる。また、ＤＣモータとしてユニポーラ２相ブラシレスＤＣモータを使用しているから、冷却用ファン装置の製造コストを安価にすることができる。また、冷却用ファン装置の駆動モータとしてＡＣモータを用いたときと比較して、冷却用ファン装置の駆動モータとして本発明に係る駆動装置によって駆動されるＤＣモータを用いたときには、同等の風量−静圧特性を得るのに入力が少なくて済む。図２、図３はファン軸と直角な方向の一辺の長さが１２０ｍｍ、９２ｍｍのモータ一体型の冷却用ファン装置の風量と静圧との関係および風量と入力との関係を示すグラフであり、ａ〜ｃはそれぞれ駆動モータが入力周波数５０ＨｚのＡＣモータ、入力周波数６０ＨｚのＡＣモータ、本発明に係る駆動装置によって駆動されるＤＣモータの場合の風量と静圧との関係を示し、Ａ〜Ｃはそれぞれ駆動モータが入力周波数５０ＨｚのＡＣモータ、入力周波数６０ＨｚのＡＣモータ、本発明に係る駆動装置によって駆動されるＤＣモータの場合の風量と入力との関係を示す。これらのグラフから明らかなように、冷却用ファン装置の駆動モータとしてＡＣモータを用いたときと比較して、冷却用ファン装置の駆動モータとして本発明に係る駆動装置によって駆動されるＤＣモータを用いたときには、同等の風量−静圧特性を得るのに入力を約２分の１、約３分の１にすることができる。
【００２１】
なお、ＡＣ電源としては、出力電圧が５０Ｖ以下のものたとえば２４Ｖのものを用いれば、安全規格上絶縁処理が簡単にできるとともに、現在製造されている冷却用ファン装置のＤＣモータの駆動装置の部品と共通化を図ることができる。また、たとえばＡＣ電源として出力電圧が２４Ｖのものを用いたときに、平滑回路４における平滑度を１５％以上とすれば、平滑回路４の出力の最低電圧が制御回路５の動作電圧以上となるから、制御回路５の動作を確実にすることができるとともに、平滑用コンデンサの容量を小容量にすることができるから、安価で小型の平滑回路４を用いることができるので、冷却用ファン装置が大型化するのを防止することができ、かつ冷却用ファン装置の製造コストが安価となる。すなわち、平滑回路４の出力の最低電圧が制御回路５の動作電圧以上となるように平滑回路４における平滑度を定めたときには、制御回路５の動作を確実にすることができるとともに、冷却用ファン装置が大型化するのを防止することができ、かつ冷却用ファン装置の製造コストが安価となる。また、ファン軸と直角な方向の一辺の長さが２００ｍｍ以下のモータ一体型の冷却用ファン装置に用いられるＤＣモータを駆動する場合に、本発明のＤＣモータの駆動装置を用いるのが望ましい。また、絶縁トランス２、整流回路３、平滑回路４および制御回路５を冷却用ファン装置の内部に収納したときには、冷却用ファン装置をコンパクトにまとめることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係るＤＣモータの駆動装置を示すブロック図である。
【図２】モータ一体型の冷却用ファン装置の風量と静圧との関係および風量と入力との関係を示すグラフである。
【図３】モータ一体型の冷却用ファン装置の風量と静圧との関係および風量と入力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２３】
１…商用ＡＣ電源
２…絶縁トランス
３…整流回路
４…平滑回路
５…制御回路
６…スイッチング素子
７…モータコイル
【図１】
2008017658.tif 000003
【図２】
2008017658.tif 000004
【図３】
2008017658.tif 000005