(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータを回転駆動するために、
前記ロータの回転位置に応じて、駆動コイルを順次励磁する駆動手段と、
前記駆動コイルの逆起電圧を検知して信号を出力するキックバック電圧検知手段と、
前記キックバック電圧検知手段から出力された検知信号に基づいて、充放電により所定の周期で信号を出力する充放電信号出力手段と、
前記充放電信号出力手段により出力された出力信号と、ロータ回転数を可変させるための回転制御信号と、を比較してオンーオフ信号を出力する比較手段と、
前記オンーオフ信号により、前記駆動コイルへの励磁電流を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記駆動コイルと正電圧電源との間に介在して設けられ、
前記制御手段は、前記駆動コイルへの通電を側路するバイパス回路と、前記オンーオフ信号により前記駆動コイルへの通電を断続するスイッチング回路とからなる、
ファンモータの駆動装置。
【請求項２】
前記充放電信号出力手段から出力される信号は、電気角１８０度の周期をなす請求項１記載のファンモータの駆動装置。
【請求項３】
前記回転制御信号は、温度検知手段から出力された信号からなる請求項１又は請求項２記載のファンモータの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファンモータの駆動装置について、特に回転数を可変制御するファンの駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７に示す回路構成図は、例えば温度変化に応じてファンモータの回転数を制御するファンモータの駆動装置である。図において、ファンのロータＲは二相の駆動コイルＬ１、Ｌ２により駆動される。ホール素子等による回転検知器１はロータＲに近接して設けられ、このロータＲの回転位置に応じて回転検知器１から検知信号が出力される。検知信号は駆動回路２に入力され、これにより駆動コイルＬ１、Ｌ２が交互に励磁される。一方、熱検知回路１２により、ファンモータの周囲温度が検知され、この温度に応じた（検知出力）電圧が可変電圧回路１１へ送り込まれる。可変電圧回路１１は、熱検知回路１２による電圧に応じて、駆動コイルＬ１、Ｌ２への印加電圧を変化させる。そしてこの印加電圧により、ファンモータの回転数が変化される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成によるファンモータの駆動回路では、駆動コイルＬ１、Ｌ２へ印加される電圧が低下した場合、これに伴って駆動コイルＬ１、Ｌ２へ通電される励磁電流も減少する。このため、例えばファンモータが所定の温度条件により一度停止し、その条件が外れたためにファンモータが再起動しようとして再び電源がオンされても、印加電圧は低い状態のまま維持されているために起動トルクが不足し、この結果、ファンモータが再起動しない場合や、所定の回転に達するのに時間がかかるといった不具合があった。
【０００４】
本発明は、従来技術に存した上記のような問題点に対して行われたものであって、その課題とするところは、ファンモータの回転数が可変制御される際、ファンモータの再起動が確実に実行されると共に、円滑な回転駆動が得られる信頼性の高いファンモータの駆動装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明のファンモータの駆動装置は、ロータを回転駆動するために、前記ロータの回転位置に応じて、駆動コイルを順次励磁する駆動手段と、前記駆動コイルの逆起電圧を検知して信号を出力するキックバック電圧検知手段と、前記キックバック電圧検知手段から出力された検知信号に基づいて、充放電により所定の周期で信号を出力する充放電信号出力手段と、前記充放電信号出力手段により出力された出力信号とロータ回転数を可変させるための回転制御信号とを比較してオンーオフ信号を出力する比較手段と、前記オンーオフ信号により、前記駆動コイルへの励磁電流を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
そして本発明のファンモータ駆動装置によれば、前記充放電信号出力手段から出力される信号は、電気角１８０度の周期が望ましい。また前記制御手段は、前記駆動コイルと正電圧電源との間に介在して設けられ、さらに、この制御手段は、前記駆動コイルへの通電を側路するバイパス回路と、前記オンーオフ信号により前記駆動コイルへの通電を断続するスイッチング回路とを備えている。
【０００７】
本発明のファンモータの駆動装置によれば、ロータの回転により駆動コイルに発生する逆起電圧を利用し、キックバック電圧検知手段により検知信号が出力され、この検知信号は次段の充放電信号出力手段により、例えば電気角１８０度周期の所定信号として出力される。そして、温度検知手段などからの、ロータ回転数を可変させるための回転制御信号と、前記充放電出力手段からの出力信号とが、比較手段により比較され、これによりオンーオフ信号が出力される。そして駆動コイルの励磁電流は、このオンーオフ信号に基づいて、制御手段により制御され、これによりファンモータのロータ回転数が可変される。
【０００８】
ロータ回転数を可変するために、駆動コイルへの励磁は、従来のような、駆動コイルに印加される電圧変化によるものではなく、駆動コイルへ励磁電流を流す時間、すなわち電気角１８０度における通電比率を変化させたものである。これは前記オンーオフ信号により制御手段が制御されて通電比率が変化される。これにより、起動トルクの落ち込みによる再起動時の起動不良が改善され、また起動特性もよくなり所定回転数に達する時間も短縮される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に従うファンモータの駆動装置について、添付の図面を参照しながら説明する。図１の回路構成図は、本発明の第一の実施にかかるファンの駆動装置であり、図２に図１における具体的回路図を示している。また図５には図１及び図２の各部における信号波形の状態を表わしたタイミングチャートを示している。これらの図において、ロータＲに近接して設けられた回転検知回路１（例えばホール素子ＨＥ）は、その出力端子が駆動回路２（例えば駆動用集積回路ＩＣ１の入力側）に接続されている。そして駆動回路ＩＣ１の出力側は、ロータＲを回転駆動するための駆動コイルＬ１、Ｌ２の各一端部に接続されている。
【００１０】
駆動コイルＬ１、Ｌ２の各他端部には、これら駆動コイルＬ１、Ｌ２に対して制御手段をなす、バイパス回路４（例えば抵抗Ｒ２）とスイッチング回路３（例えばスイッチング素子としてのトランジスタＱ１）とが接続され、そしてこれらは電源電圧（正電圧電源）Ｖｃｃへ接続されている。従ってこれら駆動コイルＬ１、Ｌ２には、駆動回路ＩＣ１により、図１及び図２から明らかなように、二相のユニポーラ通電が実行され、ロータＲの回転に応じたホール素子ＨＥの出力に伴い、駆動コイルＬ１、Ｌ２には電流ＩＡ、ＩＢが交互に通電される。一方、駆動コイルＬ１、Ｌ２の前記各一端部には、キックバック電圧検出回路５（例えばダイオードＤ１、Ｄ２及びＺＤ１の組み合わせによる）が設けられ、この出力部が次段の充放電回路６（例えば抵抗６、トランジスタＱ２、抵抗Ｒ５及びコンデンサＣ１の組み合わせによる）へ接続される。そして充放電回路６の出力は比較回路７（例えばコンパレータＩＣ２）へ接続される。
【００１１】
ところで本実施例では、ファンモータの回転数を可変させるため、ファンの周辺の温度変化により、回転数を可変させるものであり、ファン近傍に設けられた熱検知回路８（例えばサーミスタＴＨ及び抵抗Ｒ４）を備えている。そしてこの温度変化による熱検知回路８の出力は、比較回路７に入力される。その後、比較回路７において、充放電回路６からの出力と熱検知回路８からの（回転制御信号となす）出力とが比較され、これに基づいた出力がスイッチング回路３へ接続される。
【００１２】
上記構成において、スイッチング回路３は、駆動コイルＬ１、Ｌ２に通電する励磁電流をオンーオフする。またキックバック電圧検出回路５は、ロータＲの回転に伴い駆動コイルＬ１、Ｌ２に発生した逆起（キックバック）電圧を利用して信号を検出する回路である。すなわち逆起電圧により、図１、図２に示す各コイルの一端Ａ、Ｂには、図５のＡ、Ｂに示す電気角１８０度の電圧が交互に現われる。これらの信号は各ダイオードＤ１、Ｄ２により整流され、ダイオードＤ１、Ｄ２に共通に接続されたツェナーダイオードＺＤ１により、ツェナーダイオードＺＤ１の出力端Ｃには、図５のＣに示す信号が出力される。
【００１３】
キックバック電圧検出回路５の検出出力（図５のＣ）に基づいて、充放電回路６では、トランジスタＱ２のスイッチング動作により導通が断続され、これに伴い抵抗Ｒ５とコンデンサＣ１との間には、コンデンサＣ１に対する充放電が繰り返される。すなわち図５のＤに示すように、電気角１８０度の（波形）前縁で放電され、（波形）後縁で最大電圧となる充電波形が得られ、この信号は次段の比較回路７へ送られる。
【００１４】
比較回路７では、コンパレータＩＣ２のマイナス入力端子に、充放電回路６からの出力信号が入力され、一方のプラス入力端子には、回転制御信号である熱検知回路８（サーミスタＴＨ）からの電圧変化が入力される。コンパレータＩＣ２においては、充電波形がサーミスタＴＨからの電圧よりも低い場合には、コンパレータＩＣ２出力がハイレベルとなり、逆に充電波形がサーミスタＴＨからの電圧よりも高い場合には、コンパレータＩＣ２出力がロウレベルとなる。これに伴い、コンパレータＩＣ２の出力端子には、ハイ・ロウレベルの信号がオンーオフ信号として図５のＦに示す信号が出力される。なお、サーミスタＴＨで構成される熱検知回路８は、周囲温度が上昇すると、図５のＤにおける部位Ｅに示すように、電圧が低下する。
【００１５】
比較回路７のオンーオフ信号は、抵抗３を介して、制御手段をなすスイッチング回路３のトランジスタＱ１に接続される。すなわち比較回路７のオンーオフ信号に対応して、トランジスタＱ１には、オンーオフ信号がハイレベルの時にオフ、ロウレベルの時にオンすることになり、従って駆動コイルＬ１、Ｌ２に通電される励磁電流は、図５のＩのように現われる。図５のＩに示すように励磁電流は電気角１８０度の中で電流の小さい部分（休止時間）と電流の大きな部分で構成される。そして図６に示すように、ファンモータの回転数が低速の場合には、駆動コイルＬ１、Ｌ２に通電される励磁電流は図６（ａ）の波形状態となり、逆に回転数が高速の場合には、図６（ｂ）の波形状態となる。
【００１６】
駆動コイルＬ１，Ｌ２への励磁電流の通電は、電気角１８０度に設けられることにより、この範囲内においては、通電比率を可変範囲をもっとも大きくとることができ、制御性の向上をはかっている。また励磁電流を制御するスイッチング回路３が、駆動コイルＬ１、Ｌ２と電源電圧Ｖｃｃとの間に介在して設けられているため、励磁電流の制御が容易であり、回路構成も簡単となる。そしてスイッチング回路３にはバイパス回路４が付されている為、さらに下記の如く向上を図っている。
【００１７】
次にバイパス回路４では、（スイッチング回路３の）トランジスタＱ１がオフの時に、抵抗Ｒ２を通して小さな電流（バイパス電流）が駆動コイルＬ１、Ｌ２へ供給される。このバイパス電流を流すことにより、例えばスイッチング回路３のトランジスタＱ１が電気角１８０度の全部分でオフ状態であっても、駆動コイルＬ１、Ｌ２に対してキックバック電圧を発生させることができ、従って充放電回路６の充放電を容易に実行させ、もって充電波形を電気角１８０度の周期で確実に発生させることが可能となるものである。
【００１８】
仮に上記バイパス電流を流さないとすると、例えばファンモータの回転が、負荷の変動によって急に速くなった場合、電気角１８０度の周期は急に短くなる。このため休止時間中、すなわち（スイッチング回路３の）トランジスタＱ１がオフからオンにならないうちに電気角１８０度の周期が終了する。キックバック電圧は駆動コイルＬ１、Ｌ２のいずれか片（側）相に通電される励磁電流がオンからオフへ切り換わることにより発生するので、駆動コイルＬ１、Ｌ２に励磁電流が流されないうちに電気角１８０度の周期が終了するとキックバック電圧は発生しない。このため、充放電回路６の充電波形の放電が行なわれなくなり、充放電回路６から出力される充電波形が乱れることになる。本発明の構成によれば、このバイパス回路４により、ファンモータの回転速度の変動に対しても、安定に動作を実現できる。
【００１９】
なお、バイパス回路４は、図例のように抵抗Ｒ２がトランジスタＱ１に対して並列に接続される他、これに代えて図４に示すように、ツェナーダイオードＺＤ２を用いることができる。また或いはこれらに代えて、図示しないが、抵抗とツェナーダイオードとを直列接続したものをトランジスタＱ１へ並列に接続する構成でも構わない。
【００２０】
次に示す図３の回路構成図は、本発明の第二の実施にかかるファンモータの駆動装置であり、図４は図３の具体的回路図である。前述の第一の実施例では、ファンモータの回転数を可変させるため、回転制御信号を熱検知回路８（のサーミスタＴＨ）から得ていたが、本第二の実施例では、ファンモータの外部から回転制御信号が入力されるように構成されたものである。従って、その他の構成は、上記ツェナーダイオードＺＤ２の変更を除き、第一の実施例と実質上同じ構成をなす。
【００２１】
ファンモータを回転制御するための回転制御信号は、上記サーミスタＴＨなどの熱検知回路８によるものの他、光やガスなどに検知する検知手段により出力された信号を利用し、これによりファンモータを回転制御する構成等にも適用できる。また、本発明の駆動装置では、二相の駆動コイルを有するファンについて示したが、三相以上の多相駆動コイルを備えたファンモータについても適用することができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明にかかるファンモータの駆動装置は、上記構成を有しており、例えばファンモータが所定の温度条件に伴って一度停止し、その条件が外れたために再起動しようとして電源がオンされても、起動トルクが不足し、この結果、ファンモータが再起動しない場合や、所定の回転に達するのに時間がかかるといった不具合が解消され、信頼性の高いファンモータの駆動装置が得られる。そして励磁電流を制御するために、充放電信号出力からの信号が電気角１８０度の周期をなすことにより、励磁電流の通電比率の可変範囲を最も広くとれ、制御性の向上がはかれる。またスイッチング回路３にバイパス回路４が設けられたことにより、安定した制御動作が実現され、より信頼性が高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例に係るファンモータの駆動装置の回路構成図である。
【図２】図１の具体的回路図である。
【図３】本発明の第二の実施例に係るファンモータの駆動装置の回路構成図である。
【図４】図３の具体的回路図である。
【図５】本発明のファンモータの駆動装置に係る動作時における信号波形のタイミングチャートである。
【図６】本発明のファンモータの駆動装置に係る動作時における信号波形のタイミングチャートである。
【図７】従来のファンモータの駆動装置の回路構成図である。
【符号の説明】
１  回転検知回路
２  駆動回路
３  スイッチチング回路
４  バイパス回路
５  キックバック電圧検出回路
６  充放電回路
７  比較回路
８  熱検知回路
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３  ダイオード
ＨＥ  ホール素子
ＩＣ１  駆動用集積回路
ＩＣ２  コンパレータ
Ｌ１，Ｌ２  駆動コイル
Ｑ１，Ｑ２  トランジスタ
Ｒ  ロータ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３  抵抗
【図１】
0003815812.tif 000002
【図２】
0003815812.tif 000003
【図３】
0003815812.tif 000004
【図４】
0003815812.tif 000005
【図５】
0003815812.tif 000006
【図６】
0003815812.tif 000007
【図７】
0003815812.tif 000008