(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンモータのロータの回転を検出する回転検出手段と、該回転検出手段からの回転検出信号によりファンモータの駆動コイルに電流を供給してファンモータのロータに駆動力を与える駆動手段と、前記回転検出手段からの回転検出信号によりコンデンサを急放電するコンデンサ放電手段と、前記コンデンサの端子電圧からファンモータの状態を判定して駆動状態と休止状態の状態信号を発生する判定手段と、該判定手段からの状態信号が駆動状態の時に充電電流を，休止状態の時に放電電流を前記コンデンサに供給する充放電電流発生手段と、を有し、前記判定手段からの状態信号を駆動手段に供給し、状態信号が駆動状態の時にコイルに電流を供給し、休止状態の時にコイルへの電流を遮断するようにした保護機能付きファン駆動回路であって、
前記判定手段からの状態信号を前記コンデンサ放電手段にも供給するようにし、且つ、前記コンデンサ放電手段に、前記状態信号が駆動状態の時に前記コンデンサを放電可能とし、休止状態の時に前記コンデンサの放電を禁止する機能を付加したことを特徴とする保護機能付きファン駆動回路。
【請求項２】
前記判定手段は、前記コンデンサの端子電圧を上側参照値及び下側参照値と比較し、駆動状態時に前記端子電圧が上側参照値より小さい時に駆動状態を保持し続けると共に、大きい時に休止状態に設定し、休止状態時に前記端子電圧が下側参照値より大きい時に休止状態を保持し続けると共に、小さい時に駆動状態に設定するものである請求項１に記載の保護機能付きファン駆動回路。
【請求項３】
前記コンデンサ放電手段は、パルス状回転検出信号の前縁又は後縁を検出して放電用パルス信号を発生するパルス発生器と、前記放電用パルス信号により前記コンデンサの電荷を放電する放電トランジスタと、前記パルス発生器と前記放電トランジスタとの間の信号路に介在され前記状態信号が駆動状態の時に開路し停止状態の時に閉路するゲート回路とを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の保護機能付きファン駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却用ファンモータの駆動回路に関し、特に、ファンの回転ロックに対する保護機能を備えたものの改良に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
ファンモータを駆動制御するファン駆動回路においては、従来より、ファンに異物などが挟まれて回転が停止した際、コイルが異常に温度上昇する不具合を防止するため、保護機能が付加されている。第３図は従来のこの種保護機能が付加されたファン駆動回路を示したものである。
【０００３】
ホール素子等を用いて構成された回転検出手段１によってファンモータのロータの回転が検出され、ロータの位置を表すパルス状の回転検出信号が駆動手段２に供給される。駆動手段２は回転検出信号に応じてファンモータの二相のコイルのうちロータの位置に応じた相のコイルを選択してそのコイルに電流を流し、電流が供給されたコイルは電磁石となってロータに回転力が与えられ、ロータは回転する。
【０００４】
回転検出信号はコンデンサ放電手段３にも供給され、コンデンサ放電手段３は回転検出信号の変化の前縁又は後縁でコンデンサ４を急放電する。このコンデンサ４の端子電圧は、判定手段５において、上側参照値及び下側参照値と比較され、駆動状態時に端子電圧が上側参照値より低い場合は駆動状態を保持し続け、駆動状態時に端子電圧が上側参照値より高い場合は休止状態に設定される。また休止状態時に端子電圧が下側参照値より高い場合は休止状態を保持し続け、休止状態時に端子電圧が下側参照値より低い場合は駆動状態に設定される。
尚、下側参照値は接地電圧よりも高く設定される。又、ファンの電源投入時は自動的に駆動状態に設定される。
【０００５】
判定手段５は、上述した判定結果に従って駆動状態又は休止状態を表す状態信号を出力する。判定手段５からの状態信号は駆動手段２に供給され、駆動手段２は駆動状態ではコイルに電流を流し、休止状態ではコイルに電流を流さないよう、状態信号に応じて駆動手段２内のアンプを制御する。
【０００６】
ファンの電源が投入されると、判定手段５は駆動状態の状態信号を出力するので駆動手段２はアンプをコイルに電流を流す状態に設定する。このためコイルに電流が流れ回転が開始する。判定手段５からの状態信号は、充放電電流発生手段６にも供給され、充放電電流発生手段６は、駆動状態では充電電流を、休止状態では放電電流をコンデンサ４に供給する。このためコンデンサ４は駆動状態では充電され、その端子電圧は上昇し、休止状態では放電されて端子電圧は低下する。
【０００７】
ファンの電源投入時、判定手段５からの駆動状態の状態信号により充放電電流発生手段６は充電電流をコンデンサ４に供給し、コンデンサ４は充電されるが、同時にファンは回転を開始し、ファンの回転時にはロータが回転しているため回転検出信号は変化し、コンデンサ放電手段３は回転検出信号の変化の前縁又は後縁でコンデンサ４を急放電するので、コンデンサ４はファンの回転とともに常時急放電され続ける。このためコンデンサ４の端子電圧はほぼ接地電圧となる。このようにしてファンは回転を継続する。
【０００８】
次に羽根が回転しなくなった場合の異常時の動作を説明する。
ファンの羽根に異物が挟まり羽根が回転しなくなると、ロータが回転しないためロータの位置を表す回転検出信号は変化しなくなる。コンデンサ放電手段３は回転検出信号の変化の前縁又は後縁でコンデンサ４を急放電するので回転検出信号が変化しなくなると急放電しなくなる。このためコンデンサ４は充放電電流発生手段６の充電電流によって充電され続け、端子電圧は上昇する。
【０００９】
コンデンサ４の端子電圧が上昇して端子電圧が判定手段５の上側参照値より高くなると、判定手段５は状態信号を休止状態に設定する。休止状態の状態信号が充放電電流発生手段６に送られると、充放電電流発生手段６はコンデンサ４への充電電流の供給を停止し、放電電流の供給を開始する。このためコンデンサ４は放電されて端子電圧は低下する。また、休止状態の状態信号が駆動手段２に送られると、駆動手段２はコイルに電流を流さないよう駆動手段２内のアンプを設定する。このためコイルへの電流の供給が停止し、ファンの羽根が異物によって回転しなくなった場合のコイルの温度上昇を防止する。
【００１０】
コンデンサ４の端子電圧が低下し続けて判定手段５の下側参照値より低くなると、判定手段５は状態信号を駆動状態に設定する。駆動状態の状態信号が充放電電流発生手段６に送られると、充放電電流発生手段６はコンデンサ４への放電電流の供給を停止し、充電電流の供給を開始する。このためコンデンサ４は充電されて端子電圧は上昇する。駆動状態の状態信号が駆動手段２に送られると、駆動手段２はコイルに電流を流すよう駆動手段２内のアンプを設定する。このためコイルへの電流の供給が開始され、ファンが再度回転しようとする。もし異物が除去されていたならばファンは回転を再開する。もし異物が除去されていなかったならば上記の動作を繰り返す。
【００１１】
このようにして、コイルへの電流供給は、異物によって羽根が回転できない間、供給と停止を繰り返し、コイルの温度上昇を防止する。電流供給の期間と停止の期間の長さは充放電電流発生手段６からコンデンサ４に供給する充電電流と放電電流の大きさによって決定される。コイルへの電流供給の期間と停止の期間の相対的な比率によってコイルの温度上昇の低減効果は異なる。通常、電流供給の期間と停止の期間の比は、１対４から１対７程度になるよう充放電電流発生手段６の充電電流と放電電流は設定される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のファン駆動回路では、上述したようなファンのロックに対する保護機能を有しているが、以下に説明するような問題点を有している。
すなわち、ファンの羽根に弾力のある異物例えばスポンジのような物が挟まり羽根が回転しなくなると、判定手段５からの状態信号が休止状態になり、コイルへの電流供給が停止し、ファンの回転駆動力が無くなる。しかし、ファンの回転駆動力が無くなると、ファンの羽根がスポンジの弾力によって押し戻され、ロータも逆方向に回転するため、回転検出手段１はファンが回転したと判断し回転検出信号を変化させる。コンデンサ放電手段７は回転検出信号の変化の前縁又は後縁でコンデンサ４を急放電するので、回転検出信号が変化するとコンデンサ４を急放電し、コンデンサ４の端子電圧はほぼ接地電圧まで低下する。このため、コンデンサ４の端子電圧が判定手段５の下側参照値より低くなり、判定手段５は状態信号を休止状態から駆動状態に切り替える。駆動状態の状態信号が供給された駆動手段２はコイルへの電流の供給を再開する。
【００１３】
このようにしてコイルへの電流の供給と停止が繰り返されるが、この場合のコイルへの電流供給の期間は充放電電流発生手段６から供給される充電電流の大きさによって決定され、一方、コイルの電流停止の期間は羽根がスポンジによって押し戻され回転検出信号が変化するまでの時間で決定される。通常、コイルへの電流供給の期間と停止の期間の比は１対１程度かそれ以上になることが多く、充放電電流発生手段６の充電電流と放電電流によって設定された比より大きくなる。このためコイルの温度が異常に上昇するといった問題を生じる。
【００１４】
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点に留意してなされたものであり、その目的とするところは、ファンの羽根に弾力のある異物が挟まりコイルへの電流の供給期間と停止期間の比が充放電電流発生手段の充電電流と放電電流によって設定された比より大きくなり、コイルの温度が異常に上昇する事を防止することができる保護機能付きファン駆動回路を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明においては、ファンモータのロータの回転を検出する回転検出手段と、該回転検出手段からの回転検出信号によりファンモータの駆動コイルに電流を供給してファンモータのロータに駆動力を与える駆動手段と、前記回転検出手段からの回転検出信号によりコンデンサを急放電するコンデンサ放電手段と、前記コンデンサの端子電圧からファンモータの状態を判定して駆動状態と休止状態の状態信号を発生する判定手段と、該判定手段からの状態信号が駆動状態の時に充電電流を，休止状態の時に放電電流を前記コンデンサに供給する充放電電流発生手段と、を有し、前記判定手段からの状態信号を駆動手段に供給し、状態信号が駆動状態の時にコイルに電流を供給し、休止状態の時にコイルへの電流を遮断するようにした保護機能付きファン駆動回路であって、前記判定手段からの状態信号を前記コンデンサ放電手段にも供給するようにし、且つ、前記コンデンサ放電手段に、前記状態信号が駆動状態の時に前記コンデンサを放電可能とし、休止状態の時に前記コンデンサの放電を禁止する機能を付加したことを特徴とするものである。
【００１６】
ファンモータのロータは、ファンの羽根を有し周方向に複数の磁極を形成したロータマグネットを装着して構成することができ、駆動コイルを巻装したステータをこのロータマグネットに対向させることができる。回転検出手段は、例えばホール素子などを用いて構成することができ、ロータのロータマグネットの磁極の位置を検出することによりロータの回転を検出する。回転検出手段からの回転検出信号は駆動手段に送られてコイルへの電流供給が行われ、ロータを回転駆動する。
【００１７】
ロータ回転時の回転検出信号によりコンデンサを急放電するコンデンサ放電手段に、判定手段からの状態信号が駆動状態の時にコンデンサを放電可能とし休止状態の時にコンデンサの放電を禁止する機能が付加されていることにより、ファンに弾性を有する異物が挟まって休止状態が判定されると、コンデンサ放電手段はコンデンサの放電を禁止し、異物の弾性により羽根が押し戻されてファンの回転が検出されても、コンデンサは急放電されないため、判定手段が状態信号を駆動状態に切り換えるまで休止状態が持続される。従って、ファンの羽根に弾力のある異物が挟まっても、コイルへの電流供給の期間と停止の期間の比は充放電電流発生手段の充電電流と放電電流によって設定された比とほぼ同じとなり、コイルの温度が異常に上昇することを防止することができる。
【００１８】
前記ファン駆動回路において、判定手段は、コンデンサの端子電圧を上側参照値及び下側参照値と比較し、駆動状態時に前記端子電圧が上側参照値より小さい時に駆動状態を保持し続けると共に、大きい時に休止状態に設定し、休止状態時に前記端子電圧が下側参照値より大きい時に休止状態を保持し続けると共に、小さい時に駆動状態に設定するものとすることができる。さらに、コンデンサ放電手段を、パルス状回転検出信号の前縁又は後縁を検出して放電用パルス信号を発生するパルス発生器と、放電用パルス信号によりコンデンサの電荷を放電する放電トランジスタと、パルス発生器と放電トランジスタとの間の信号路に介在され状態信号が駆動状態の時の開路し停止状態の時に閉路するゲート回路とを含む構成とするのがよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して詳述する。図１は本発明のファン駆動回路の具体例のブロック構成を示し、回転検出手段１、駆動手段２、コンデンサ４、判定手段５、充放電電流発生手段６は前述した図３の従来の駆動回路と同じである。図１のコンデンサ放電手段３’は、従来の駆動回路におけるコンデンサ放電手段３に対し、判定手段５からの状態信号が駆動状態の時にコンデンサ４を放電可能とし休止状態の時にコンデンサ４の放電を禁止する機能が付加されている。図２は、図１の詳細を示した回路図である。
【００２０】
回転検出手段１は、ファンのロータに装着された環状ロータマグネットの磁極を検出するホール素子１１と、このホール素子１１の出力を増幅するアンプ１２とから構成され、ロータの位置を表すパルス状の回転検出信号を出力する。
駆動手段２は、２相のコイル１８，１９に対し、ロータの位置に応じた相のコイルを選択して電流供給するために、回転検出手段１からのパルス状回転検出信号に応じ２相のコイル１８，１９を選択する反転器１３，両コイル１８，１９に対応して設けられたゲート回路１４，１５及びアンプ１６，１７を有する。判定手段５からの状態信号が駆動状態の時、両ゲート１４，１５は開路され、回転検出信号がアンプ１６，１７を通してコイル１８，１９に供給され、２相のコイル１８，１９が交互に駆動される。状態信号が休止状態の時は、両ゲート１４，１５は閉路され、コイル１８，１９への電流供給は断たれる。
【００２１】
前記駆動手段２と共に回転検出信号が供給されるコンデンサ放電手段３’は、回転検出信号の変化の前縁（又は後縁）を検出して一定幅のパルス信号を出力する立上り検出パルス発生器２０と、ゲート回路２１と、このゲート回路２１を通って出力されたパルス発生器２０からのパルス信号でコンデンサ４を急放電する放電トランジスタ２２からなる。ゲート回路２１には、判定手段５からの状態信号が入力され、状態信号が駆動状態の時はゲートを開路し休止状態の時は閉路する。なお、パルス発生器２０を回転検出信号の変化の後縁を検出して一定幅のパルス信号を出力するものに代えてもよい。
【００２２】
コンデンサ４の端子電圧によりファンモータの状態を判定する判定手段５は、コンデンサ４の端子電圧を予め設定された上側参照値及び下側参照値と比較する比較器２４，２５と、これら比較器２４，２５の比較結果を記憶保持する状態保持メモリ２６とからなり、駆動状態時に端子電圧が上側参照値より小さいときに駆動状態を保持し続けると共に、大きいときに休止状態を設定し、休止状態時に端子電圧が下側参照値より大きいときに停止状態を保持し続けると共に、小さいときに駆動状態を設定し、それぞれの状態信号を出力する。なお、下側参照値は接地電圧よりも高く設定されている。また、ファンの電源投入時は自動的に駆動状態に設定される。
【００２３】
充放電電流発生手段６は、充電電流発生器２７及び放電電流発生器２８を有してなる。判定手段５からの状態信号が駆動状態の時に、充電電流発生器２７が駆動され、この発生器２７よりコンデンサ４に充電電流が供給され、状態信号が休止状態の時に、放電電流発生器２８が駆動され、コンデンサ４の充電電荷が放電される。
【００２４】
次に、前記具体例の動作について説明する。
ファンの電源が投入されると、判定手段５は駆動状態の状態信号を出力するので、駆動手段２のゲート回路１４，１５は開路され、アンプ１６，１７がコイル１８，１９に電流を流す状態に設定される。このため回転が開始する。
判定手段５は状態信号を充放電電流発生手段６にも供給し、充放電電流発生手段６の充電電流発生器２７が駆動状態の状態信号により作動し、充電電流をコンデンサ４に供給し、コンデンサ４は充電される。同時にファンは回転を開始しているので、ロータの回転によって回転検出信号は変化し、コンデンサ放電手段３’の立上り検出パルス発生器２０が回転検出信号の変化の前縁でパルス信号を発生し、この時状態信号が駆動状態であることからゲート回路２１は開路しており、従ってパルス信号により放電トランジスタ２２がオンとなり、コンデンサ４を急放電する。コンデンサ４はファンの回転とともに常時急放電され続け、コンデンサ４の端子電圧はほぼ接地電圧となる。このようにしてファンは回転を開始する。
【００２５】
次に羽根が回転しなくなった場合の異常時の動作を説明する。
ファンの羽根に異物が挟まり羽根が回転しなくなると、ロータが回転しないためロータの位置を表す回転検出信号は変化しなくなる。コンデンサ放電手段３’は回転検出信号の変化の前縁でコンデンサ４を急放電するので回転検出信号が変化しなくなると急放電しなくなる。このためコンデンサ４は充放電電流発生手段６の充電電流によって充電され続け、端子電圧は上昇する。コンデンサ４の端子電圧が判定手段５の上側参照値より高くなると判定手段５は状態信号を休止状態に設定する。
【００２６】
休止状態の状態信号が充放電電流発生手段６に送られると、充放電電流発生手段６の充電電流発生器２７が停止すると同時に放電電流発生器２８が作動し、コンデンサ４への充電電流の供給を停止し放電電流の供給を開始する。このためコンデンサ４は放電されて端子電圧は低下する。
また、休止状態の状態信号が駆動手段２に送られると、駆動手段２のゲート回路１４，１５は閉路され、コイル１８，１９に電流を流さないようアンプ１６，１７が設定される。このためコイルへの電流の供給が停止し、ファンの羽根が異物によって回転しなくなった場合のコイルの温度上昇を防止する。
【００２７】
コンデンサ４の端子電圧が低下し続けて判定手段５の下側参照値より低くなると判定手段５は状態信号を駆動状態に設定する。駆動状態の状態信号が充放電電流発生手段６に送られると、充放電電流発生手段６はコンデンサ４への放電電流の供給を停止し充電電流の供給を開始する。このためコンデンサ４は充電されて端子電圧は上昇する。駆動状態の状態信号は駆動手段２にも送られ、駆動手段２はコイルに電流を流すよう駆動手段２内のアンプを設定する。このためコイルへの電流の供給が開始し、ファンが再度回転しようとする。
もし異物が除去されていたならばファンは回転を再開する。もし異物が除去されていなかったならば上記の動作を繰り返す。
このようにしてコイルへの電流の供給は異物によって羽根が回転できない間供給と停止を繰り返し、コイルの温度上昇を防止する。電流供給の期間と停止の期間の長さは充放電電流発生手段６から供給する充電電流と放電電流の大きさによって決定され、充電電流が大きいほど電流供給の期間は短くなり放電電流が大きいほど電流の供給停止の期間は短くなる。
【００２８】
次にファンの羽根に弾力のある異物が挟まった場合を説明する。
ファンの羽根に弾力のある異物が挟まり羽根が回転しなくなると、上述したようにして状態信号が休止状態になり、充放電電流発生手段６はコンデンサ４への充電電流の供給を停止し放電電流の供給を開始し、コンデンサ４は放電されて端子電圧は低下する。駆動手段２においてコイル１８，１９への電流の供給が停止するため、ファンの回転駆動力が無くなり羽根が異物によって押し戻される。するとロータも逆方向に回転するため、回転検出手段１はファンが回転したと判断し、回転検出信号を変化させる。本発明では、判定手段５からコンデンサ放電手段３’に状態信号が供給されており、この状態信号はコイル１８，１９への電流の供給が停止した場合は休止状態であり、この状態信号によりゲート回路２１が閉路されているため、回転検出信号が変化しても放電トランジスタ２２はオフ状態にあり、従って従来の駆動回路の様にコンデンサ４を急放電しない。
【００２９】
このため、コイルへの電流供給の停止はコンデンサ４の端子電圧が低下し続けて判定手段５の下側参照値より低くなり判定手段５が状態信号を駆動状態に切り替えるまで持続する。コイルへの電流供給の停止の期間の長さは充放電電流発生手段６から供給する放電電流の大きさによって決定されることとなり、従来の駆動回路のようにコイルへの電流供給の期間と停止の期間の比は１対１程度かそれ以上になることはない。従ってコイルの温度が異常に上昇することもない。
【００３０】
以上、本発明の保護機能付きファン駆動回路の具体例について説明したが、本発明はこれら具体例に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々変更、修正が可能である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、次に記載するような効果を奏する。
ファンモータの状態を判定する判定手段からの状態信号をコンデンサ放電手段にも供給し、かつ、このコンデンサ放電手段に駆動状態の時にコンデンサを放電可能とし休止状態の時にコンデンサの放電を禁止する機能を付加したことにより、ファンの羽根に異物が挟まった場合のように、羽根が回転しなくなった場合にコイルへの電流供給と停止を繰り返してコイルの温度上昇を防止することができるのは勿論のこと、ファンの羽根に弾力のある異物が挟まった場合でも、コイルへの電流供給の期間と停止の期間の比が充放電電流発生手段の充電電流と放電電流によって設定された比とほぼ同じとなるよう保たれ、コイルの温度が異常に上昇することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の保護機能付きファン駆動回路の具体例を示すブロック図である。
【図２】図１の詳細を示すブロック図である。
【図３】従来の保護機能付きファン駆動回路のブロック図である。
【符号の説明】
１   回転検出手段
２  駆動手段
３’コンデンサ放電手段
４  コンデンサ
５  判定手段
６  充放電電流発生手段
２０  立上り検出パルス発生器
２１  ゲート回路、
２２  放電トランジスタ、
【図１】
0003850551.tif 000002
【図２】
0003850551.tif 000003
【図３】
0003850551.tif 000004