(57)【要約】【課題】結線管理を不要にして誤結線を解消可能とした直流ブラシレスモータの回転方向同定方法及び同定装置を提供する。【解決手段】駆動装置から電圧が印加されるステータコイルと、永久磁石を有するロータと、を供えた多相直流ブラシレスモータの回転方向同定方法及び同定装置において、ロータを外部から一方向に回転させたときにステータコイルに発生する逆起電力の順序を駆動装置１０内のＣＰＵ１１が検出し、そのときのロータの回転方向を、ＣＰＵ１１が正転方向として同定する【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動装置から電圧が印加されるステータコイルと、永久磁石を有するロータと、を供えた多相直流ブラシレスモータの回転方向同定方法において、
前記ロータを外部から一方向に回転させたときに前記ステータコイルに発生する逆起電力の順序を前記駆動装置内の制御手段が検出し、そのときの前記ロータの回転方向を、前記制御手段が正転方向として同定することを特徴とする直流ブラシレスモータの回転方向同定方法。
【請求項２】
駆動装置から電圧が印加されるステータコイルと、永久磁石を有するロータと、を供えた多相直流ブラシレスモータの回転方向同定装置において、
前記ロータを外部から一方向に回転させるための回転方向同定用駆動手段と、
前記回転方向同定用駆動手段により前記ロータを外部から一方向に回転させたときに前記ステータコイルに発生する逆起電力の順序を検出し、そのときの前記ロータの回転方向を正転方向として同定する制御手段と、
を備えたことを特徴とする直流ブラシレスモータの回転方向同定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばショーケースのファンを駆動する直流ブラシレスモータの回転方向を認識する同定方法、及び、この方法を実施するための同定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は、ロータの磁極位置検出センサを持たないセンサレス方式の三相直流ブラシレスモータの駆動システムを示している。
図３において、１０は駆動装置、２０は永久磁石を有するロータとステータコイルとを備えた三相直流ブラシレスモータ、１１はモータ２０を所定の回転数及び回転方向にて駆動するように制御するためのＣＰＵ、１２Ｒ，１２Ｓ，１２ＴはＣＰＵ１１からの指令に基づきモータ２０のステータコイルへの印加電圧を発生させるスイッチング素子等を備えたドライバ、１３Ｒ，１３Ｓ，１３Ｔはモータ２０のロータの磁極位置や回転方向を検出するために各相の逆起電力が入力される入力部、Ｒ，Ｓ，Ｔは駆動装置１０の出力端子、Ｕ，Ｖ，Ｗはモータ２０の入力端子である。
【０００３】
図３に示した駆動装置１０では、モータ２０の各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）のステータコイルに印加する電圧の順序を変えることでロータの回転方向を制御することができる。また、ロータの回転によりステータコイルに発生する各相の逆起電力の順序を、入力部１３Ｒ，１３Ｓ，１３Ｔを介してＣＰＵ１１により検出することで、ロータの回転方向を認識可能である。
従って、ＣＰＵ１１は、ロータが所望の方向に回転するようにその回転方向を常に監視しながらステータコイルへの印加電圧を制御している。
【０００４】
ここで、出力端子Ｒ−入力端子Ｕ，出力端子Ｓ−入力端子Ｖ，出力端子Ｔ−入力端子Ｗという接続状態を正規の結線とすると、図４の出力パターン１のように、例えば出力端子Ｒ−Ｓ間→Ｓ−Ｔ間→Ｔ−Ｒ間の順序でドライバ１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔからパルス状の電圧が出力されたときのロータの回転方向を正転と決めておく。
この出力パターン１に従ってロータが回転したときにステータコイルに発生する逆起電力が図４の入力パターン１のようになることは予め分かっているので、ＣＰＵ１１は、入力部１３Ｒ，１３Ｓ，１３Ｔを介して得た入力パターンが図４の入力パターン１である場合に、ロータが正転していることを認識する。
【０００５】
しかしながら、駆動装置１０の出力端子Ｒ，Ｓ，Ｔとモータ２０の入力端子Ｕ，Ｖ，Ｗとの結線が誤っていると、駆動装置１０から図４の出力パターン１に従って電圧を出力しても、ロータが逆転してしまう。
例えば、出力端子Ｒ−入力端子Ｕ，出力端子Ｓ−入力端子Ｗ，出力端子Ｔ−入力端子Ｖのように誤結線されている場合、モータ２０が磁極位置センサを備えていれば、センサの出力信号からロータの逆転を検出することが可能であるが、磁極位置センサを有しないセンサレス方式の場合には、駆動装置１０の出力端子Ｒ，Ｓ，Ｔに入力されるＵ相，Ｗ相，Ｖ相の逆起電力をそれぞれＵ相，Ｖ相，Ｗ相の逆起電力としてＣＰＵ１１が誤認する結果、ＣＰＵ１１は結線が誤っていることを認識できない。
【０００６】
従って、駆動装置１０から所定の出力パターンでステータスコイルに電圧を印加してロータを所望の方向に回転させるためには、駆動装置１０の出力端子Ｒ，Ｓ，Ｔとモータ２０の入力端子Ｕ，Ｖ，Ｗとの結線を間違えないように管理することが必要であり、これが結線作業の煩雑化を招いていた。
【０００７】
なお、ショーケースのファン駆動用に直流ブラシレスモータを使用した従来技術としては、例えば特許文献１〜３が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２３４８４０号公報（図２，図４等）
【特許文献２】特開２００３−２８７３３６号公報（図２，図４等）
【特許文献３】特開２００７−７８２１６号公報（図２等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述したように、従来では駆動装置１０の出力端子Ｒ，Ｓ，Ｔとブラシレスモータ２０の入力端子Ｕ，Ｖ，Ｗとの結線管理が煩雑であり、結線を誤る危険性が常に存在していた。
そこで、本発明の解決課題は、結線管理を不要にして誤結線を解消可能とした直流ブラシレスモータの回転方向同定方法及び同定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に係る回転方向同定方法は、駆動装置から電圧が印加されるステータコイルと、永久磁石を有するロータと、を供えた多相直流ブラシレスモータの回転方向同定方法において、
前記ロータを外部から一方向に回転させたときに前記ステータコイルに発生する逆起電力の順序を前記駆動装置内の制御手段が検出し、そのときの前記ロータの回転方向を、前記制御手段が正転方向として同定するものである。
【００１１】
請求項２に係る回転方向同定装置は、駆動装置から電圧が印加されるステータコイルと、永久磁石を有するロータと、を供えた多相直流ブラシレスモータの回転方向同定装置において、
前記ロータを外部から一方向に回転させるための回転方向同定用駆動手段と、
前記回転方向同定用駆動手段により前記ロータを外部から一方向に回転させたときに前記ステータコイルに発生する逆起電力の順序を検出し、そのときの前記ロータの回転方向を正転方向として同定する制御手段と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、駆動装置の出力端子とブラシレスモータの入力端子との間の結線管理が不要になるため、このモータを内蔵したショーケース等の各種装置、機器の製造工数を削減し、製造工程を簡略化することができると共に、誤結線の解消によって品質の向上が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る回転方向同定方法の実施形態を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施形態に係る回転方向同定装置の構成図である。
【図３】直流ブラシレスモータの駆動システムの構成図である。
【図４】駆動装置への逆起電力の入力パターン１と駆動装置から出力される電圧の出力パターン１とを示す図である。
【図５】駆動装置への逆起電力の入力パターン２と駆動装置から出力される電圧の出力パターン２とを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は、本実施形態による回転方向同定方法を示すフローチャートである。なお、この実施形態は、図３に示したような駆動装置１０及び三相直流ブラシレスモータ２０からなる駆動システムに適用されるものである。
【００１５】
図１において、まず、図３における駆動装置１０の出力端子Ｒ，Ｓ，Ｔとモータ２０の入力端子Ｕ，Ｖ，Ｗとを無管理にて接続する（ステップＳ１）。ここで、無管理とは、出力端子Ｒ，Ｓ，Ｔと入力端子Ｕ，Ｓ，Ｔとの対応関係を意識せずにアットランダムに入出力端子間を接続することをいう。
【００１６】
次に、駆動装置１０を回転方向同定モードとする（ステップＳ２）。この回転方向同定モードは、以下に述べるように、モータ２０のステータコイルに発生する逆起電力の順序を制御手段としてのＣＰＵ１１が検出して回転方向を認識するための動作モードである。
すなわち、モータ２０のロータを、回転方向同定用駆動手段（適宜な駆動機構や人手など）を用いて外部から一定方向（この方向をＡ方向とする）に回転させる（ステップＳ３）。
この状態で、ステータコイルに発生する逆起電力を入力部１３Ｒ，１３Ｓ，１３Ｔが検出してＣＰＵ１１に送ると共に、ＣＰＵ１１では、入力部１３Ｒ，１３Ｓ，１３Ｔが検出した逆起電力の発生順序（順序ａとする）を検出し、メモリに記憶する（ステップＳ４）。
【００１７】
次いで、ＣＰＵ１１は、逆起電力の発生順序が上記の順序ａとなるようなロータの回転方向、すなわちＡ方向を正転方向として同定する（ステップＳ５）。
このようにしてロータの回転方向（正転方向及びその反対の逆転方向）を同定すれば、駆動装置１０のドライバ１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔからブラシレスモータ２０のステータコイルに供給されるパルスの出力パターンと、ロータの正転方向または逆転方向とを対応させることができる。
【００１８】
例えば、外部からロータを回転させたときにＣＰＵ１１によって検出される逆起電力の入力パターンが、前述した図４の入力パターン１であり、この入力パターン１が検出されるような出力パターン１を駆動装置１０から発生させる場合を正転制御とし、その際の回転方向を正転方向とする。
また、外部からロータを回転させたときにＣＰＵ１１によって検出される逆起電力の入力パターンが、図５の入力パターン２であり、この入力パターン２が検出されるような出力パターン２を駆動装置１０から発生させる場合を正転制御とし、その際の回転方向を正転方向とする。
【００１９】
これにより、モータ２０を実際に駆動する際に、駆動装置１０から図４の出力パターン１に従ってステータコイルに電圧を印加しているにも関わらず入力パターン１が検出されない場合、ＣＰＵ１１は、ロータが逆転していると判断することができる。同様に、駆動装置１０から図５の出力パターン２に従ってステータコイルに電圧を印加しているにも関わらず入力パターン２が検出されない場合にも、ＣＰＵ１１は、ロータが逆転していると判断することが可能である。
従って、ＣＰＵ１１は、ロータの回転方向の判断結果に応じて所定の制御（運転の継続や出力パターンの変更など）を行うことができる。
【００２０】
この実施形態によれば、駆動装置１０の出力端子Ｒ，Ｓ，Ｔとモータ２０の入力端子Ｕ，Ｖ，Ｗとの対応関係を意識せずに無管理にて接続することができるため、このモータ２０を内蔵したショーケース等の各種装置、機器の製造工数を削減し、製造工程を簡略化することができる。また、誤結線を生じないので、装置等の品質や信頼性の向上が可能になる。
【００２１】
図２は、本実施形態に係る回転方向同定装置の構成図である。
図２において、３０は回転方向同定用駆動手段であり、前述した如く、適宜な駆動機構や人手などによって構成されている。ここで、回転方向同定用駆動手段３０を駆動機構により構成する場合には、ＣＰＵ１１からの指令を受けて短期間だけモータ２０の回転軸２１を回転させるような機械的または電気的駆動機構が考えられる。
なお、ＣＰＵ１１による回転方向の同定結果は、モータ２０の制御に用いるほか、逆回転時にアラームとして外部に出力しても良い。
【符号の説明】
【００２２】
１０：駆動装置
１１：ＣＰＵ
１２Ｒ，１２Ｓ，１２Ｔ：ドライバ
１３Ｒ，１３Ｓ，１３Ｔ：入力部
２０：三相直流ブラシレスモータ
２１：回転軸
３０：回転方向同定用駆動手段
Ｒ，Ｓ，Ｔ：出力端子
Ｕ，Ｖ，Ｗ：入力端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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