(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定フレーム部と、
前記固定フレーム部の内側で回転自在に取り付けられたファンと、
前記ファンに所定の角度間隔で設けられた複数の磁性体と、
前記固定フレーム部の所定位置に設けられ、前記所定の角度間隔を空けてＮ極とＳ極を個別に形成する電磁石と、
前記固定フレーム部において前記電磁石から所定距離だけずれた位置に設けられた永久磁石と、
前記ファンに設けられた磁性体が前記電磁石に近接したことを検知する検知手段と、
前記検知手段の出力に応じて前記電磁石の通電を制御する制御回路と
を具え、静止時において前記ファンの少なくとも１つの前記磁性体が前記永久磁石に対応する位置に吸引されて位置決めされ、かつ、この静止位置においては前記ファンの少なくとも１つの前記磁性体の前記電磁石に対する位置は幾分ずれており、該電磁石に対する通電によって前記磁性体の２つが該電磁石のＮ極及びＳ極にそれぞれ吸引されて前記ファンが回転を開始し、該磁性体が前記電磁石に近接したとき前記検知手段の出力によって該電磁石の通電を解除することにより前記ファンを慣性動させ、前記磁性体が前記電磁石より十分に離れたとき前記検知手段の出力によって該電磁石を通電することにより、その後前記磁性体の２つが該電磁石のＮ極及びＳ極に近接するときそれぞれ吸引されて前記ファンの回転運動を付勢し、以後、前記電磁石の通電解除と通電が繰り返されることにより、前記ファンの一方向への回転が持続することを特徴とするファンモータ。
【請求項２】
前記制御回路は、電磁石の通電／非通電を滑らかな立上り／立下り特性で開閉制御する回路からなる請求項１に記載のファンモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、各種電子機器、あるいは自動車車内の換気やエアコン等に使用されるファンモータに関し、特に、ファンと固定フレームとの関係をモータ構成として、ファンの回転軸に別途のモータを取り付けることを不要にし、小型化を図ったファンモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ファンの回転軸にモータを取り付けずに、ファンとその外周の固定フレームとの間にモータ構造を形成した従来技術としては、特公平５−１０９０５号に示されたものがある。この従来技術においては、ファンの外周の固定フレームに電磁石を固定し、ファン側に永久磁石を取り付け、固定された電磁石とファン側の永久磁石との位置関係が所定の関係となったとき、電磁石を励磁して永久磁石との間に反発力を起こさせ、これにより、ファンの回転運動を付勢するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、複数の各ファン毎に永久磁石を設けなければならないため、コスト高になるという問題点があった。また、永久磁石によってファンに荷重がかかってしまうという問題点もあった。
この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、構造を簡単化し、低コストに構成することができるファンモータを提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るファンモータは、固定フレーム部と、前記固定フレーム部の内側で回転自在に取り付けられたファンと、前記ファンに所定の角度間隔で設けられた複数の磁性体と、前記固定フレーム部の所定位置に設けられ、前記所定の角度間隔を空けてＮ極とＳ極を個別に形成する電磁石と、前記固定フレーム部において前記電磁石から所定距離だけずれた位置に設けられた永久磁石と、前記ファンに設けられた磁性体が前記電磁石に近接したことを検知する検知手段と、前記検知手段の出力に応じて前記電磁石の通電を制御する制御回路とを具え、静止時において前記ファンの少なくとも１つの前記磁性体が前記永久磁石に対応する位置に吸引されて位置決めされ、かつ、この静止位置においては前記ファンの少なくとも１つの前記磁性体の前記電磁石に対する位置は幾分ずれており、該電磁石に対する通電によって前記磁性体の２つが該電磁石のＮ極及びＳ極にそれぞれ吸引されて前記ファンが回転を開始し、該磁性体が前記電磁石に近接したとき前記検知手段の出力によって該電磁石の通電を解除することにより前記ファンを慣性動させ、前記磁性体が前記電磁石より十分に離れたとき前記検知手段の出力によって該電磁石を通電することにより、その後前記磁性体の２つが該電磁石のＮ極及びＳ極に近接するときそれぞれ吸引されて前記ファンの回転運動を付勢し、以後、前記電磁石の通電解除と通電が繰り返されることにより、前記ファンの一方向への回転が持続することを特徴とするものである。
永久磁石を固定フレーム部に設け、ファンの側には磁性体のみを設ければよいため、永久磁石の数は少なくとも１個設ければ済むこととなり、構成が簡単であり、また、低コストにすることができる。また、前記ファンに所定の角度間隔で設けられた複数の磁性体の該所定の角度間隔に合わせて、該所定の角度間隔を空けてＮ極とＳ極を個別に形成する電磁石を固定フレーム部の所定位置に設けたので、２箇所で吸引力が作用し、１個の電磁石を用いる構成でありながら、適切な吸引力・回転駆動力を生ずるものとなる。
【０００５】
一実施形態として、前記制御回路は、電磁石の通電／非通電を滑らかな立上り／立下り特性で開閉制御する回路からなるものとしてよい。そうすると、ファンのより一層滑らかな回転制御を行なうことができ、また、より一層静粛な回転を実現することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照してこの発明の一実施例を詳細に説明しよう。
図１はこの発明に係るファンモータの一実施例を示す正面図であって、一例としてファン２は４枚羽根からなっており、固定フレーム部１の内側で回転自在に取り付けられている。例えば、ファン２の回転軸３が図示しない軸受部を介して固定フレーム部１に回転自在に取り付けられている。各ファン２毎に、その外周よりの所定位置に磁性体４（例えば鉄）が取り付けられており、各磁性体４の配置間隔は等間隔である。すなわち、４枚羽根のファン２の場合は、各磁性体４の配置間隔は９０度である。固定フレーム部１の所定位置に１又は複数の電磁石５が設けられる。電磁石５を複数設ける場合は、その配置間隔は、前記磁性体４の配置間隔の整数倍（または整数分の一倍）の間隔とする。図示の例では、９０度の間隔で２個の電磁石５が設けられている。なお、図示の例では、１個の双極型の電磁石５により、実質的に２個の電磁石極を構成しており、この２個の電磁石極の間隔は９０度となっていて、事実上、９０度の間隔で２個の電磁石５が設けられているのと等価となっている。また、固定フレーム部１においては、前記電磁石５から所定距離だけずれた位置に永久磁石６が設けられる。永久磁石６の配置は、ファン２の磁性体４が電磁石５に一致する角度位置とファン２の磁性体４が該永久磁石６に一致する角度位置とが所定の角度φだけずれるような配置である。更に、ファン２に設けられた磁性体４が前記電磁石５に近接したことを検知する検知手段として、近接スイッチ７が所定の配置で設けられる。そして、この近接スイッチ７の出力に応じて電磁石５の通電を制御する開閉回路８が設けられる。近接スイッチ７それ自体は磁性体４の近接に応答して出力を生ずるようになっており、ファン２に設けられた磁性体４と電磁石５との位置関係が所定の関係になったときに、所要の出力を生ずるように設定する。
【０００７】
ファン２の静止時においては、ファン２の１つの磁性体４が永久磁石６に対応する位置に吸引されて停止位置決めされる。また、前記所定角度φのずれによって、この静止位置においてはファン２の少なくとも１つの磁性体４の前記電磁石に対する位置は幾分ずれることになる。図１のファン２の配置は、そのような静止時の位置を例示している。この静止時においては、近接スイッチ７は開閉回路８をオン（閉）としているものとする。しかして、この静止時において、電源スイッチ９をオンとすると、電磁石５に通電がなされ、電磁石５から所定角度φだけ離れていたファン２の磁性体４に対して電磁力をおよぼし、該磁性体４を電磁石５の方に吸引して、ファン２を図示の時計方向に動かす。こうして、ファン２が起動される。なお、図示の静止時の位置において、ファン２の磁性体４に及ぼす電磁石５の吸引力の合計は、永久磁石６の吸引力の合計よりも大であるものとしており、よって、電磁石５を通電すれば、ファン２の磁性体４を電磁石５の方に吸引することができる。
【０００８】
ファン２の動きに応じて、磁性体４が電磁石５に略一致する位置まで近接したとき、近接スイッチ７の出力が切り換わり、開閉回路８をオフ（開）に切り換えるように、該近接スイッチ７が配置されている。これにより、電磁石５に非通電状態となり、電磁石５による磁性体４の吸引が解かれることにより、ファン２は慣性動によって時計方向に回転を続ける。さらに、磁性体４が電磁石５から十分に離れたとき、近接スイッチ７の出力が切り換わり、開閉回路８をオン（閉）に切り換えるように、該近接スイッチ７の特性が設定されている。この近接スイッチ７の出力によって開閉回路８をオフ（開）にしている区間を、近接スイッチ７の動作区間と呼ぶことにすると、近接スイッチ７の動作区間は、磁性体４の配置間隔よりも短い角度範囲に設定されている。例えば、４５度位の範囲である。
【０００９】
開閉回路８が再びオン（閉）されることにより、電磁石５に通電がなされ、別のファン２の磁性体４に対して吸引力を及ぼす。これにより、慣性動で時計方向に回転していたファン２の動きが、電磁石５の吸引力によって時計方向に付勢駆動されることとなる。以後、上記と同様に、近接スイッチ７の出力に応じて、電磁石５の通電解除と通電が繰り返されることにより、ファン２の一方向（図示の時計方向）への回転が持続される。回転を停止するときは、電源スイッチ９をオフとすることにより電磁石５への通電を強制的に解除する。これにより、ファン２が付勢駆動されなくなり、ファン２の慣性動が磁性体４に及ぼす永久磁石６の吸引力よりも弱くなったとき、該磁性体４が永久磁石６に吸引されて、ファン２が静止される。
【００１０】
この発明に係るファンモータの具体的構成は、上記実施例に示したものに限らず、種々に変形することが可能である。例えば、ファン２の羽根数は、４個に限らず、それ以上でも、それ以下でもよい。また、電磁石５は、双極タイプ（図示例のようにＮ極とＳ極の両方を利用するタイプ）に限らず、単極タイプ（Ｎ極とＳ極の一方を利用するタイプ）でもよい。また、磁性体４、電磁石５、永久磁石６の配置及び数は、適宜に設計変更することができる。例えば、永久磁石６を複数設ける場合は、その配置間隔は、前記磁性体４の配置間隔の整数倍（または整数分の一倍）の間隔とする。また、例えば、磁性体４は各羽根毎に設けずに、１個おき等の間隔で設けてもよい。
さらに、開閉回路８をアナログスイッチ等を含んで構成し、電磁石５の通電／非通電の制御を２値的にオン／オフ制御するのではなく、図２に示すように、通電／非通電の立上り／立下り部分がアナログ的に連続変化する特性（例えばサイン波形のような特性で）で滑らかに切り替わるようにしてもよい。そうすれば、ファン２のより一層滑らかな回転制御を行なうことができ、また、より一層静粛な回転を行なうことができる。
【００１１】
【発明の効果】
以上の通り、この発明によれば、永久磁石を固定フレーム部に設け、ファンの側には磁性体のみを設ければよいため、永久磁石の数は少なくとも１個設ければ済むこととなり、構成が簡単であり、また、低コストにすることができる、という優れた効果を奏する。
また、制御回路が、電磁石の通電／非通電を滑らかな立上り／立下り特性で開閉制御する回路からなるものとすれば、ファンのより一層滑らかな回転制御を行なうことができ、また、より一層静粛な回転を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係るファンモータの一実施例を示す正面図。
【図２】  電磁石の通電／非通電の制御波形例を示す波形図。
【符号の説明】
１  固定フレーム部
２  ファン
３  ファンの回転軸
４  磁性体
５  電磁石
６  永久磁石
７  近接スイッチ
８  開閉回路
９  電源スイッチ
【図１】
0004169381.tif 000002
【図２】
0004169381.tif 000003