(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ駆動用ドライバＩＣとロータ位置検出部品をもち、ロック信号を出力するロック信号出力回路を備えたモータ駆動回路とロータを回転させるための一相以上のモータ巻線とを有するモータにおいて、前記ロック信号出力回路は、前記モータ巻線の一つの相からグランドの方向へ直列にコンデンサ、抵抗の順に接続して構成された微分回路と、前記微分回路の前記コンデンサと前記抵抗との接続点から出力される電圧が入力端子に入力されて駆動する電解効果型トランジスタと、を有し、前記ロータの回転時にパルスの回転信号を出力し前記ロータのロック時に一定電圧のロック信号を出力することを特徴とするモータのロック信号出力回路。
【請求項２】
モータ駆動用ドライバＩＣとロータ位置検出部品をもち、ロック信号を出力するロック信号出力回路を備えたモータ駆動回路とロータを回転させるための一相以上のモータ巻線とを有するモータにおいて、前記ロック信号出力回路は、前記モータ巻線の一つの相からグランドの方向へ直列にコンデンサ、ダイオードの順に接続して構成された微分回路と、前記微分回路の前記コンデンサと前記ダイオードとの接続点から出力される電圧が入力端子に入力されて駆動する電解効果型トランジスタと、を有し、前記ダイオードが前記グランドから前記コンデンサの方向へ順方向となるように接続されて前記コンデンサと前記ダイオードとの接続点から出力される電圧のＬｏｗ電圧がＧＮＤレベルより所定の電圧だけ低い電圧で固定され、前記ロータの回転時にパルスの回転信号を出力し前記ロータのロック時に一定電圧のロック信号を出力することを特徴とするモータのロック信号出力回路。
【請求項３】
前記微分回路の前記コンデンサと前記抵抗との接続点は、前記電解効果トランジスタの入力端子に抵抗を介して接続されることを特徴とする請求項１記載のモータのロック信号出力回路。
【請求項４】
前記微分回路の前記コンデンサと前記ダイオードとの接続点は、前記電解効果トランジスタの入力端子に抵抗を介して接続されることを特徴とする請求項２記載のモータのロック信号出力回路。
【請求項５】
ロック時に出力される一定電圧のロック信号は、前記モータの電源とは別の電源からプルアップ抵抗を介して供給される電圧固定出力であることを特徴とする請求項１または２記載のモータのロック信号出力回路。
【請求項６】
前記モータは、冷却ファンモータであることを特徴とする請求項１または２記載のモータのロック信号出力回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却ファンなどのモータがロックした場合に、コントローラ側（システム側）でロックを検知できるようにするモータのロック信号出力回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にパソコンやカーナビゲーション、その他の電子機器においては、ＣＰＵなどの電子部品の温度上昇を抑えるための冷却ファンを装備している。この冷却ファンは、機体に表出するように設けることが多く、このような場合、外部から冷却ファンのモータ部に異物が入り込んでモータのロータがロックすることがあり、機器の電子部品の冷却ができなくなって電子部品が正常に動作しなくなったり、あるいは電子部品が熱破壊するという問題がある。
【０００３】
このようなことから、機器にはモータにおけるロータのロックを検出し、システム側において自動的にモータの電源を切断したり、あるいは安全制御回路を作動させるなどのモータロック安全手段が施されている。
【０００４】
従来、前記モータロック安全手段としては、たとえば図５の従来のモータのロック信号出力回路の概略回路図に示すようにモータのドライバＩＣ１とモータの回転を検出するホール効果素子などのロータ位置検出部品２を用い、モータの回転時は回転数に比例した回転パルス信号（たとえば２パルス／１回転ＦＧ信号）を出力させ、モータのロック時は一定電圧を出力させ、システム側においてモータのロックを検出できるようにしている。なお、図中の３はモータ巻線である。また、図示していないが、ドライバＩＣにモータのロックを検出する専用回路を組み込み、ドライバＩＣそのものがモータのロック時にロック信号を出力するものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記のモータの回転とロックに応じて回転パルス信号と一定電圧を出力させ、これをシステム側で検出させる安全手段では、モータがロックしたときは、回転検出部品２とロータの磁極の位置関係によってＨｉｇｈ電圧もしくはＬｏｗ電圧の一定電圧となるが、どちらの電圧になるか決まらないので、システム側においてロックの検出としては使用しにくい。また、ドライバＩＣそのものがモータロック時にロック信号を出力し、これをシステム側で検出する安全手段では、専用のモータドライバＩＣを必要とし、コストが高く、また、選択できるＩＣが少ないという課題がある。
【０００６】
本発明は前記従来の課題を解決し、簡単な回路構成で且つモータの特性を損なわずにモータのロータが回転したとき、パルスの回転信号を出力し、モータのロータがロックしたとき、ロータの位置によらず、モータのロック信号を出力できるモータのロック信号出力回路を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明は、モータ巻線の一つの相からグランドの方向へ直列にコンデンサ、抵抗の順に接続して構成された微分回路と、微分回路のコンデンサと抵抗との接続点から出力される電圧が入力端子に入力されて駆動する電解効果型トランジスタ（以下、ＦＥＴという）と、を有し、ロータの回転時にパルスの回転信号を出力しロータのロック時に一定電圧のロック信号を出力することにより、簡単な回路構成で且つモータの特性を損なわずに、モータのロータが回転したときにスシテム側で回転信号を検出でき、モータのロータがロックしたときにシステム側で簡易にロックを検出できるモータのロック信号出力回路とする。
【０００８】
本発明によれば、コンデンサと抵抗とＦＥＴまたはコンデンサとダイオードとＦＥＴを用いた簡単な構成の回路で、パルス信号である回転信号と一定電圧であるロック信号を確実に識別して出力することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、モータ駆動用ドライバＩＣとロータ位置検出部品をもち、ロック信号を出力するロック信号出力回路を備えたモータ駆動回路とロータを回転させるための一相以上のモータ巻線とを有するモータにおいて、ロック信号出力回路は、モータ巻線の一つの相からグランドの方向へ直列にコンデンサ、抵抗の順に接続して構成された微分回路と、微分回路のコンデンサと抵抗との接続点から出力される電圧が入力端子に入力されて駆動する電解効果型トランジスタと、を有し、ロータの回転時にパルスの回転信号を出力しロータのロック時に一定電圧のロック信号を出力することを特徴とするモータのロック信号出力回路であり、モータの回転時とロック時に応じてパルス信号である回転信号と一定電圧であるロック信号を確実に識別して出力するという作用を有する。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の発明は、モータ駆動用ドライバＩＣとロータ位置検出部品をもち、ロック信号を出力するロック信号出力回路を備えたモータ駆動回路とロータを回転させるための一相以上のモータ巻線とを有するモータにおいて、ロック信号出力回路は、モータ巻線の一つの相からグランドの方向へ直列にコンデンサ、ダイオードの順に接続され構成された微分回路と、微分回路のコンデンサとダイオードとの接続点から出力される電圧が入力端子に入力されて駆動する電解効果トランジスタと、を有し、ダイオードがグランドからコンデンサの方向へ順方向となるように接続されてコンデンサとダイオードとの接続点から出力される電圧のＬｏｗ電圧がＧＮＤレベルより所定の電圧だけ低い電圧で固定され、ロータの回転時にパルスの回転信号を出力しロータのロック時に一定電圧のロック信号を出力することを特徴とするモータのロック信号出力回路であり、同じくモータの回転時とロック時に応じてパルス信号である回転信号と一定電圧であるロック信号を確実に識別して出力するという作用を有する。
さらに、回転時においてＦＥＴへの入力電圧のＨｉｇｈ電圧はより高いＨｉｇｈ電圧となるので、ＦＥＴは低電圧駆動のものでなくてもよく、低コストのＦＥＴが利用できるという作用を有する。
【００１１】
また、本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１記載のモータのロック信号出力回路の発明に加え、電解効果トランジスタの入力部に抵抗を有する構成にすることで、スイッチングスピードを調節することができるなどの効果を有する。
また、本発明の請求項４に記載の発明は、請求項２記載のモータのロック信号出力回路の発明に加え、電解効果トランジスタの入力部に抵抗を有する構成にすることで、スイッチングスピードを調節することができるなどの効果を有する。
【００１２】
さらに本発明の請求項５に記載の発明は、ロック時に出力される一定電圧のロック信号は、モータの電源とは別の電源からプルアップ抵抗を介して供給される電圧固定出力であることにより、モータのロック時は、システム側にモータの電源電圧とは異なるＨｉｇｈ固定出力を出力できるという作用がある。
【００１３】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１または２に記載のモータのロック信号出力回路において、モータを、冷却ファンモータとしたものであり、ノート型パソコン、カーナビゲータ機器などのＣＰＵの冷却装置に組み込んでも有効であるという作用を有する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１のモータのロック信号出力回路の回路図、図２は、同モータのロック信号出力回路における各部の電圧波形図である。なお、これらの図において、前記従来の技術と同じ構成部材には従来の技術と同じ符号を付与している。
【００１５】
図１に示すように、この実施の形態１のモータのロック信号出力回路は、ファンモータ回路４内に、モータのロータ位置を検出するホール効果素子などの回転検出部品２と、回転検出部品２の信号に同期させてモータ巻線３を転流（スイッチング）するドライバＩＣ１を備え、さらにモータからの信号を受ける回転信号・ロック信号出力回路５を備えている。この回転信号・ロック信号出力回路５は、信号入力側となるコンデンサＣ1と、このコンデンサＣ1と直列で、かつ、回路上のグランドに接続された抵抗Ｒ3と、前記コンデンサＣ1と抵抗Ｒ3の接続点（Ｂ）を入力端子に接続したスイッチング素子であるＦＥＴ６により構成されている。なお、前記コンデンサＣ1と抵抗Ｒ3は微分回路を構成している。図中のＲ1とＲ2はホール効果素子などよりなるロータ位置検出部品２の電流制限抵抗、Ｒ4はプルアップ抵抗である。
【００１６】
上記構成において、モータの回転時はロータの回転数に比例した回転パルス信号（たとえば２パルス／１回転ＦＧ信号）を出力させ、モータのロック時はロータの磁極の位置によらず、一定電圧を出力させ、システム側においてモータのロックを検知できる。
【００１７】
図２の本発明の実施の形態１のモータのロック信号出力回路における各部の電圧波形図を参照して回路動作を詳しく説明すると、モータの回転時に、モータの信号出力側の（Ａ）点には、図２の（ａ）のようにドライバＩＣ１からのモータ巻線３のスイッチング電圧波形が現れる。ただし、ドライバＩＣ１の中で電圧ロスがあるため，ＬｏｗはＧＮＤよりも高く、ＨｉｇｈはＶｃｃ１より少し低くなる。
【００１８】
同じくモータの回転時に、コンデンサＣ1と抵抗Ｒ3の接続点（Ｂ）は、（Ａ）点の電圧波形がコンデンサＣ1と抵抗Ｒ3の微分回路により微分されて図２の（ｂ）のような電圧波形となる。
【００１９】
Ｖｃｃ１はモータの電源電圧で、ここでは冷却ファンモータを想定して、モータを５．０Ｖで駆動しているとする。
【００２０】
ＦＥＴ６は、ゲートＯＮ電圧が１．０Ｖ程度の低電圧駆動のものとし、このようなＦＥＴを使用することにより、（Ｂ）点のような電圧波形でも十分にＦＥＴ６をＯＮさせることができる。これによりＦＥＴ６の出力側の（Ｃ）点の電圧波形は図２の（ｃ）のようになる。
【００２１】
つぎにモータのロック時は、（Ｂ）点の電圧は、抵抗Ｒ3により落とされてＧＮＤレベルとなり、ＦＥＴ６はＯＦＦしたままとなる。これにより（Ｃ）点は図２の（ｄ）のようにＨｉｇｈ固定出力となる。
【００２２】
このようにして、モータの回転時とロック時を、パルス信号出力とＨｉｇｈ固定出力として出力することができる。なお、スイッチング素子は電圧駆動型で、かつ、低い電圧でもＯＮするＦＥＴを用いているが、電流駆動型のトランジスタとしてもよい。また、この実施の形態１ではロック時はＨｉｇｈ固定出力として出力しているが、反転回路を付してＬｏｗ固定出力としてもよい。
【００２３】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２のモータのロック信号出力回路の回路図、図４は、本発明の実施の形態２のモータのロック信号出力回路における各部の電圧波形図である。なお、これらの図において、前記図１と同じ構成部材には図１と同じ符号を付与している。
【００２４】
図３に示すように、この実施の形態２のモータのロック信号出力回路は、ファンモータ回路４内に、モータのロータの位置を検出するホール効果素子などのロータ位置検出部品２と、回転検出部品２の信号に同期させてモータ巻線３を転流（スイッチング）するドライバＩＣ１を備え、さらにモータからの信号を受ける回転信号・ロック信号出力回路５を備えている。この回転信号・ロック信号出力回路５は、信号入力側となるコンデンサＣ１と、このコンデンサＣ１と直列で、かつ、回路上のグランドに接続されたダイオードＤ１と、前記コンデンサＣ１とダイオードＤ１の接続点（Ｂ）を入力端子に接続したＦＥＴ６により構成されている。すなわち、この実施の形態２においては、実施の形態１における回転信号・ロック信号出力回路５における抵抗Ｒ３をダイオードＤ１に換えた構成となっている。
【００２５】
上記構成において、モータの回転時はロータの回転数に比例した回転パルス信号（たとえば２パルス／１回転ＦＧ信号）を出力させ、モータのロック時はロータの磁極の位置によらず、一定電圧を出力させ、システム側においてモータのロックを検知できる。
【００２６】
図４を参照して回路動作を詳しく説明すると、モータの回転時に、モータの信号出力側の（Ａ）点には、図４の（ａ）のようにドライバＩＣ１からのモータ巻線３のスイッチング電圧波形が現れる。ただし、ドライバＩＣ１の中で電圧ロスがあるため，ＬｏｗはＧＮＤよりも高く、ＨｉｇｈはＶｃｃ１より少し低くなる。
【００２７】
同じくモータの回転時に、コンデンサＣ1とダイオードＤ1は（Ａ）点の電圧波形のＡＣ成分のみを通過させる。そしてコンデンサＣ1とダイオードＤ1の接続点（Ｂ）は、図４の（ｂ）のような電圧波形となる。ただし、ダイオードＤ1によりＬｏｗ電圧はＧＮＤレベルより０．７Ｖ程度低い電圧で固定される。また、（Ｂ）点の電圧波形の振幅は、前記実施の形態１の場合の振幅と同じであるので、Ｈｉｇｈ電圧が前記実施の形態１の場合よりも高くなる。
【００２８】
ここでＦＥＴ６は、（Ｂ）点の電圧でＯＮし、ＦＥＴ６の出力側の（Ｃ）点の電圧波形は図４の（ｃ）のようになる。
【００２９】
つぎにモータのロック時は、（Ｂ）点の電圧は、ダイオードＤ1により落とされてＧＮＤレベルとなり、ＦＥＴ６はＯＦＦしたままとなる。これにより（Ｃ）点は図４の（ｄ）のようにＨｉｇｈ固定出力となる。
【００３０】
このようにして、モータの回転時とロック時を、パルス信号出力とＨｉｇｈ固定出力として検出することができる。この実施の形態２においては、前記のようにＨｉｇｈ電圧が高くなるので、ＦＥＴは低電圧駆動のものでなくてもよく、したがってＦＥＴのコストが安くできる。
【００３１】
なお、スイッチング素子は電圧駆動型で、かつ、低い電圧でもＯＮするＦＥＴを用いているが、電流駆動型のトランジスタとしてもよい。この実施の形態２ではロック時はＨｉｇｈ固定出力として検出しているが、このものもさらに反転回路を付してＬｏｗ固定出力としてもよい。
【００３２】
また、実施の形態１、２では単相全波駆動方式のモータを実施例としているが、本発明は、２相半波駆動方式、２相半波駆動方式、３相全波駆動方式、いずれの駆動方式でも構成することができる。また、モータ巻線のスイッチング波形をインバータ等を用いて波形整形し、モータ巻線でなく波形整形された後の回路にコンデンサを接続してもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかように、本発明はモータ駆動用ドライバＩＣとロータ位置検出部品をもち、ロック信号を出力するロック信号出力回路を備えたモータ駆動回路とロータを回転させるための一相以上のモータ巻線とを有するモータにおいて、ロック信号出力回路は、モータ巻線の一つの相からグランドの方向へ直列にコンデンサ、抵抗の順に接続して構成された微分回路と、微分回路のコンデンサと抵抗との接続点から出力される電圧が入力端子に入力されて駆動する電解効果型トランジスタと、を有し、ロータの回転時にパルスの回転信号を出力しロータのロック時に一定電圧のロック信号を出力することを特徴とするので、モータの回転時とロック時に応じてパルス信号である回転信号と一定でＨｉｇｈ電圧であるロック信号を簡単な回路で確実に識別して出力することができ、また、ドライバＩＣも簡単な構成にできてＩＣの損失が少なく、モータの特性を損なわないものとなり、モータのロック信号出力回路として回路構成の上から使い勝ってのよいものにすることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のモータのロック信号出力回路の回路図
【図２】本発明の実施の形態１のモータのロック信号出力回路における各部の電圧波形図
【図３】本発明の実施の形態２のモータのロック信号出力回路の回路図
【図４】本発明の実施の形態２のモータのロック信号出力回路における各部の電圧波形図
【図５】従来のモータのロック信号出力回路の概略回路図
【符号の説明】
１  ドライバＩＣ
２  回転検出部品
３  モータ巻線
４  ファンモータ回路
５  回転信号・ロック信号出力回路
６  ＦＥＴ
Ｃ1  コンデンサ
Ｒ1  電流制限抵抗
Ｒ2  電流制限抵抗
Ｒ3  抵抗
Ｒ4  プルアップ抵抗
Ｄ1  ダイオード
【図１】
0004106898.tif 000002
【図２】
0004106898.tif 000003
【図３】
0004106898.tif 000004
【図４】
0004106898.tif 000005
【図５】
0004106898.tif 000006