(57)【要約】【課題】電源を切断した後、短時間以内にファンを強制的に停止させ、慣性回転の時間を省いたファンを即時に停止させる方法とその構造を提供する。【解決手段】ファンの電源を切断した瞬間、ファンを駆動するコイルの両端を短絡させ、慣性回転を利用してコイルに誘起電流を起こさせ、コイルに逆方向の磁場を発生させてファンを停止させる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンには少なくとも一つの固定子磁極と、前記固定子磁極には少なくとも一つコイルを含み、断電した瞬間、前記コイルを短絡させ密閉回路を作り、その密閉回路に、電源を切断した後のファンの慣性回転により誘起磁場を発生させ、抵抗力として回転子を停止させ、その誘起磁場の方向はファンの回転方向と反対することを特徴とするファンを即時に停止させる方法。
【請求項２】
前記コイルは駆動回路と接続することを特徴とする請求項１記載のファンを即時に停止させる方法。
【請求項３】
前記コイルと前記駆動回路の間に少なくとも一つの切替回路を含むことを特徴とする請求項２記載のファンを即時に停止させる方法。
【請求項４】
前記切替回路は電源を切断した瞬間に前記コイルと前記駆動回路の間の接続を切断し、前記コイルの両端を短絡させ密閉回路を形成することを特徴とする請求項３記載のファンを即時に停止させる方法。
【請求項５】
前記切替回路はフルブリッジ式であることを特徴とする請求項３記載のファンを即時に停止させる方法。
【請求項６】
前記切替回路はハーフブリッジ式であることを特徴とする請求項３記載のファンを即時に停止させる方法。
【請求項７】
前記切替回路の切替えは一つの制御ユニットによって制御されることを特徴とする請求項３記載のファンを即時に停止させる方法。
【請求項８】
前記制御ユニットの駆動電力は一つのコンデンサにより提供されることを特徴とする請求項７記載のファンを即時に停止させる方法。
【請求項９】
前記制御ユニットはトランジスター、集積回路、またはブレーキ制御回路により構成されることを特徴とする請求項７記載のファンを即時に停止させる方法。
【請求項１０】
前記誘起磁場の強度はファンの慣性回転の速度と正比例になることを特徴とする請求項１記載のファンを即時に停止させる方法。
【請求項１１】
ファンには少なくとも一つの固定子磁極を含み、断電した瞬間、前記固定子磁極を短絡させ密閉回路を作り、その密閉回路に、電源を切断した後のファンの慣性回転により誘起磁場を発生させ、抵抗力として回転子を停止させ、その誘起磁場の方向はファンの回転方向と反対することを特徴とするファンを即時に停止させる方法。
【請求項１２】
前記固定子磁極は少なくとも一つのコイルから構成されることを特徴とする請求項１１記載のファンを即時に停止させる方法。
【請求項１３】
前記固定子磁極は一つの駆動回路と接続することを特徴とする請求項１１記載のファンを即時に停止させる方法。
【請求項１４】
前記固定子磁極と前記駆動回路の間には少なくとも一つの切替回路を含むことを特徴とする請求項１１記載のファンを即時に停止させる方法。
【請求項１５】
前記切替回路は電源を切断した瞬間に、前記固定子磁極と前記駆動回路の間の接続を切断し、前記固定子磁極の両端を短絡させ密閉回路を形成することを特徴とする請求項１４記載のファンを即時に停止させる方法。
【請求項１６】
前記切替回路はフルブリッジ式であることを特徴とする請求項１４記載のファンを即時に停止させる方法。
【請求項１７】
前記切替回路はハーフブリッジ式であることを特徴とする請求項１４記載のファンを即時に停止させる方法。
【請求項１８】
前記切替回路の切替えは一つの制御ユニットによって制御されることを特徴とする請求項１４記載のファンを即時に停止させる方法。
【請求項１９】
前記制御ユニットの駆動電力はコンデンサにより提供されることを特徴とする請求項１８記載のファンを即時に停止させる方法。
【請求項２０】
前記制御ユニットはトランジスター、集積回路、またはブレーキ制御回路により構成されることを特徴とする請求項１８記載のファンを即時に停止させる方法。
【請求項２１】
前記誘起磁場の強度はファンの慣性回転の速度と正比例になることを特徴とする請求項１１記載のファンを即時に停止させる方法。
【請求項２２】
少なくとも固定子磁極と、前記固定子磁極をカップリングするための駆動回路と、電源を切断した瞬間に、前記固定子磁極と前記駆動回路の間の連接を切断して、固定子磁極を密閉回路にする前記駆動回路に連結する切替回路と、前記切替回路に連結する制御ユニットと、からなるファンを即時に停止させる構造。
【請求項２３】
さらに、前記制御ユニットに駆動電力を提供するためのコンデンサを含むことを特徴とする請求項２２記載のファンを即時に停止させる構造。
【請求項２４】
前記固定子磁極は少なくとも一つのコイルから構成されることを特徴とする請求項２２記載のファンを即時に停止させる構造。
【請求項２５】
前記切替回路はフルブリッジ式であることを特徴とする請求項２２記載のファンを即時に停止させる構造。
【請求項２６】
前記切替回路はハーフブリッジ式であることを特徴とする請求項２２記載のファンを即時に停止させる構造。
【請求項２７】
前記制御ユニットはトランジスター、集積回路またはブレーキ制御回路により構成されることを特徴とする請求項２２記載のファンを即時に停止させる構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はファンを即時に停止させる方法及びその構造に関するものであり、特にファンの電源を切断した時、ファンを即時に停止させる方法とその構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多くの製品において、ファンは主要な冷却器である。装置の温度が極端に上昇すると、ファンは即時に作動して装置全体の温度を下げ、冷却させる。そして、装置の温度がある程度に低下すると、ファンの回転が停止するように構成されている。
【０００３】
従来より、装置全体が高温で焼損されないように、装置の中に冷却ファンを設置して装置を保護するように構成されている。
しかしながら、装置の性能や機能がより向上していることから、装置の温度を下げるためのファンの回転速度も次第に早くなってきている。そのため、電源を切断した後にも、ファンはしばらく慣性回転し続きながら停止することになる。
【０００４】
しかし、従来のファンは電源を切断した後にも慣性回転し続くことで様々なトラブルが発生する。例えば、使用者はファンが電源を切断した後にも慣性回転し続いていることを忘れて、回転中のファンに誤って触れて、怪我する場合がある。
また、メンテナンスを実施する際、慣性回転が完全に停止してから、メンテナンスの作業に入れるため、作業の効率が悪い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、従来のファンは、電源を切断した後に、即時に停止することができず、しばらく慣性回転しながら停止するため、使用には不便であった。
そこで、本発明の主な目的は、電源を切断した後にファンを即時に停止させる方法とその構造を提供し、慣性回転を無くすことで、事故を防止することや、メンテナンスする際、作業の效率を向上することを図るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の方法によって、ファンを短時間以内に強制的に停止させることで、慣性回転をなくなることができる。本発明はファンが電源を切断した時に、ファンを駆動するコイルの両端を短絡させ、コイルが短絡した時に発生する逆方向の電流を利用してファンを即時に停止させる方法である。
その逆方向の電流はファンが慣性回転する時に発生する誘起電流である。
【０００７】
本発明の第一実施例に示されたように、フルブリッジ構造で、ファンが電源を切断した瞬間、コンデンサに貯蓄されたエネルギーを利用して、集積回路を制御し一つの信号を出力させて上半ブリッジ、または下半ブリッジ中の一組の半導体スイッチをオンにさせ、コイルの両端を短絡させる。または精密制御チップに記憶された制御手順で、上半ブリッジ、または下半ブリッジ中の一組の半導体スイッチをオンにさせることでコイルの両端を短絡させる。
【０００８】
本発明の第二実施例に示されたように、ハーフブリッジ構造で、ファンが電源を切断した瞬間、コンデンサに貯蓄されたエネルギーを利用して切替ユニットをオンにさせてコイルの両端を短絡させる。または精密制御チップに記憶された制御手順で半導体スイッチをオンにさせてコイルの両端を短絡させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は電源を切断する時にファンの各固定子磁極のコイル両端を瞬間的に短絡させ、一つの密閉回路を作り、さらに、電源を切断した後のファンの慣性回転を利用してそのコイルに誘起電流を起こさせて、一つの磁場を発生させる。
この誘起電流はファンの慣性回転が続く間、密閉回路になったコイルに残留して消えないため、磁場は一定の磁性を有し、その磁力はファンの回転速度によって増減する。  
この磁力の方向はファンの回転方向に反対するため、強力の抵抗力になり、直ちにファンの回転を停止させる。この方法によって、電源を切断した後の不注意で、誤って慣性回転中のファンに触れて怪我するなどの事故を防止することができ、メンテナンス作業する際、慣性回転が完全に停止するまでの待ち時間が無くなるため、作業效率は大幅に向上すると思われる。
また、本発明は既存の回路の構造に他の回路を追加する必要はないため、既存の回路の構造を変更する必要はない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の考え方及び応用範囲を制限しないことを前提に、実施例をここで述べ、本発明の実施方法を説明する。
当該分野における熟知した者であれば、本発明の考え方を理解した後、本発明を様々な冷却ファンに運用することができる。
【００１１】
本発明によれば、電源を切断した後に慣性で回転し続いているファンに誤って触れて怪我するなどの事故を防止することができ、メンテナンスする際に待ち時間が省かれるため、作業效率は大幅に向上する。ここで、二つの直流  
以下、ファンを実施例として、本発明を詳細に説明する。
【００１２】
導体に電流が流れると、その周りには磁場が形成される。この導体を別の固定磁場に置くと、吸引力または抵抗力が発生して、この導体を移動させる。
通常、直流ファンは内部の制御回路の働きによって変化した磁場で羽根を回転させる。吸引力または抵抗力がファンの静止摩擦力より大きくなった時点、羽根は自然と動き出す。回転速度は稼動電圧によって変化する。
【００１３】
図１は本発明の第一実施例で、フルブリッジ回路構造を用いた直流ファンの回路略図である。当該直流ファンは少なくとも回転子と固定子磁極（図示せず）を含む。
回転子は回転可能な部分で、固定子磁極は固定して動かない部分であり、外部からの電源が回転子、または固定子磁極を通過した時、磁力が互い作用してファンを回転させる。
【００１４】
本発明はある回路を利用して、電源を切断した瞬時にファンの固定子磁極の両端を瞬間的に短絡させ、密閉回路を作り、同時に、電源を切断した後のファンの慣性回転を利用して、その回路に誘起電流を起こさせて一つの磁場を形成する。この磁場は固定した磁性を有し、磁場の強度はファンの回転速度によって増減する。この時、回転子の磁場に抵抗力が発生するため、瞬時にファンを停止させることができる。
【００１５】
このフルブリッジ回路構造では、１０２と１０４の２つの駆動集積回路で駆動信号を区別して半導体スイッチ１０６、１０７、１０８及び１０９の切替えを制御する。
２つの駆動集積回路１０２と１０４はブレーキ制御回路として、そこから出力される信号の位相が１８０度異なる。  半導体スイッチとしてＭＯＳトランジスターが使用される。２つの駆動集積回路１０２と１０４からの出力信号を制御するのは小信号電源１１４である。
【００１６】
駆動集積回路１０２を例として、一つの出力信号により半導体スイッチ１０６がオンした場合、もう一つの出力信号は半導体スイッチ１０８をオフにする。この時、駆動集積回路１０４は前記二つの信号と１８０度位相が異なった別の二つの信号を出力し、半導体スイッチ１０９をオンにさせ、もう一つの導体スイッチ１０７をオフにする。つまり、半導体スイッチ１０６と１０９、それから半導体スイッチ１０７と１０８は同時に同じ操作状態におかれているということになる。
【００１７】
そのため、駆動集積回路１０２と１０４の働きによって、コイル１１０に流れる電流の方向を変換して異なる向きの磁極が発生され、ファンを回転させることができたわけである。
【００１８】
しかし、電源を切断した後、ファン自身がもつ慣性作用で、即時に回転を停止することができない。したがって、本発明は電源を切断した瞬間に、コイル１１０の両端を短絡させて密閉回路を作る。
この時、ファンの慣性回転により、この密閉回路の磁束に変化させ、コイルの中で誘起電流を引き起こる。この誘起電流はコイルに逆方向の磁場を発生させてファンの慣性回転を阻止する抵抗力となり、ファンを直ちに停止させる。その逆方向の磁場がもつ抵抗力の強度はファンの慣性回転速度と正比例になっている。
【００１９】
即ち、断電した瞬間に駆動集積回路１０２と１０４の働きによって、同時に半導体スイッチ１０６と１０７、または半導体スイッチ１０８と１０９をオンにさせ、コイル１１０の両端を短絡させる。つまり、同時に半導体スイッチ１０６と１０７をオンにさせ、半導体スイッチ１０８と１０９をオフにする、または半導体スイッチ１０６と１０７をオフにして、半導体スイッチ１０８と１０９のみを同時にオンにさせるという二つの選択肢がある。
【００２０】
次に、電源を切断した瞬間にコイルの両端を短絡させる方法について説明する。図１によると、ファンが電源を切断した瞬間、小信号電源１１４はコンデンサ１１２に貯蓄されたエネルギーを利用して、駆動集積回路１０２と１０４に一つの制御信号を出力し、半導体スイッチ１０６と１０７、または半導体スイッチ１０８と１０９のうち、いずれの一組をオンにさせ、残りの一組をオフにすることでコイル１１０の両端を短絡させる。
【００２１】
図２に示されたのはプログラマブル制御チップを含んだフルブリッジ式直流ファンの構造である。ここではプログラマブル精密制御チップ１１６を利用して駆動集積回路１０２と１０４の出力信号を制御する。
この構造は一つのプログラマブル精密制御チップ１１６を含むため、電源を切断する時の制御手順を精密制御チップ１１６に記憶させ、電源を切断した瞬間、この精密制御チップ１１６に保存された制御手順が起動され、半導体スイッチ１０６と１０７、または半導体スイッチ１０８と１０９のうち、いずれの一組をオンにさせ、残りの一組をオフにして、コイル１１０の両端を短絡させる。
【００２２】
さらに、電源を切断した後のファンの慣性回転により、即時にコイル１１０に誘起電流による逆方向の磁場を発生させる。それがファンの慣性回転に阻止する抵抗力となり、直ちにファンを停止させる。
【００２３】
次に、第二実施例としてハーフブリッジ式直流ファンを説明する。図３はハーフブリッジ式直流ファンの回路略図である。図示するように、このハーフブリッジ式回路２００では、半導体スイッチ２０２と２０４は位相が１８０度異なる二つのパルス信号で制御し、コイル２０６と２０８に通過する電流を制御して磁力を発生させる。その中で使用される半導体スイッチとしては、ＭＯＳトランジスターがある。
【００２４】
第一実施例と同じく、ファンが電源を切断した瞬間に、コイル２０６と２０８の両端を同時に短絡させ、電源を切断した後の慣性回転によって発生した誘起電流を利用して、コイルに逆方向の磁場を形成してファンを停止させる仕組みである。
【００２５】
本発明はコイル２０６と２０８の間に一つの切替ユニット２１０を設置し、ファンが電源を切断した瞬間に、コンデンサ２１２に貯蓄されたエネルギーを利用して、切替ユニット２１０をオンにさせると同時に、半導体スイッチをオフにし、コイル２０６と２０８の両端を短絡させる。
この切替ユニット２１０も一つのリレーとして、電源を切断した瞬間に自動的にオンして、コイル２０６及び２０８の両端を短絡させる役割をもつ。
【００２６】
図４に示されたのはプログラマブル制御チップを含んだハーフブリッジ直流ファンの構造である。ここではプログラマブル精密制御チップ２１６を利用して駆動集積回路２０２と２０４の切替を制御する。
【００２７】
電源を切断する時の制御手順を精密制御チップ２１６に記憶させ、電源を切断した瞬間、この精密制御チップ２１６に保存された制御手順が起動され、半導体スイッチ２０２と２０４をオンにさせ、コイル２０６と２０８の両端を短絡させ、即時にファンを停止させる。
【００２８】
本発明の技術思想範囲内で様々な応用実施が可能であり、このような応用実施も本発明の権利範囲に含まれるものと理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第一実施例に係るフルブリッジ式回路直流ファンの回路略図である。
【図２】本発明の第一実施例の応用例に係るプログラマブル制御チップを含んだフルブリッジ式回路直流ファンの回路略図である
【図３】本発明の第二実施例に係るハーフブリッジ式回路直流ファンの回路略図である。
【図４】本発明の第二実施例の応用例に係るプログラマブル制御チップを含んだハーフブリッジ式回路直流ファンの回路略図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０２  駆動集積回路
１０４  駆動集積回路
１０６  半導体スイッチ
１０７  半導体スイッチ
１０８  半導体スイッチ
１０９  半導体スイッチ
２０２  半導体スイッチ
２０４  半導体スイッチ
１１０  コイル
２０６  コイル
２０８  コイル
１１２  コンデンサ
１１４  小信号電源
１１６  精密制御チップ
２１６  精密制御チップ
２１０  切替ユニット
【図１】
2005245188.tif 000002
【図２】
2005245188.tif 000003
【図３】
2005245188.tif 000004
【図４】
2005245188.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成16年4月30日(2004.4.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンを即時に停止させる方法であって、前記ファンには少なくとも前記ファンを駆動する一つのコイルを含み、断電した瞬間、前記コイルの両端に短絡回路を形成して、誘起磁場を発生させ、前記ファンを即時に停止させることを特徴とするファンを即時に停止させる方法。
【請求項２】
前記ファンには少なくとも前記コイルとフルブリッジ回路を形成すべく第１回路を形成する前記コイルと２つの半導体スイッチと、第２回路を形成する前記コイルと他の２つの半導体スイッチを含み、断電した瞬間、前記フルブリッジ回路の前記第１回路に前記短絡回路を形成して、前記誘起磁場を発生させ、又は前記第２回路に前記短絡回路を形成して、前記誘起磁場を発生させ、前記ファンを即時に停止させることを特徴とする請求項１記載のファンを即時に停止させる方法。
【請求項３】
前記ファンにはハーフブリッジ回路を形成すべく半導体スイッチを含み、断電した瞬間、前記半導体スイッチが作動して、前記コイルの両端に前記短絡回路を形成することを特徴とする請求項２記載のファンを即時に停止させる方法。
【請求項４】
前記短絡回路を形成するための電力は一つのコンデンサにより提供されることを特徴とする請求項１記載のファンを即時に停止させる方法。
【請求項５】
ファンを即時に停止させる構造であって、少なくとも固定子磁極と、前記固定子磁極をカップリングするための駆動回路と、電源を切断した瞬間に、前記固定子磁極と前記駆動回路の間の連接を切断して、固定子磁極を密閉回路にする前記駆動回路に連結する切替回路と、前記切替回路に連結する制御ユニットと、からなるファンを即時に停止させる構造。