JPH05149293A - フアンモータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ ファンが有効トルクを発生した時点で入力電
圧をカットすることにより、非全時間通電を達成するよ
うにすると共に、きわめて簡単で且部品点数の少ない構
成によりモータの回転数を機器の温度変化に適応させて
増減するようにせんとするものである。 ［構成］ 交番電流を発生させる切換回路と、該切換回
路からの交番電流によりモータの固定子を構成するコイ
ル巻線に交番磁場を発生させて回転子を駆動する駆動回
路と、前記コイル巻線に巻回された補助巻線と温度変化
に応じて電気抵抗値が変化する素子を含む検出回路と、
該検出回路の補助巻線誘起電圧を比較して通電停止信号
を出す２つの比較器を含む比較回路とからなることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ファンモータの制御
装置に関し、更に詳しくは直流ブラシレスファンモータ
の通電時間を制御すると共に、周囲温度に応じて回転速
度を制御するようにしたファンモータの制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンピュータ、パソコン、ワープ
ロ等の電子機器や音響装置等の電気機器の放熱を行うた
めに、直流のブラシレスファンモータが多用されてい
る。かかるファンモータは通常機器の電源を入れること
により同時に作動を開始し、機器の作動中一定の速度で
回転が継続されるようになっているため、電力の無駄な
消費を免れ得ないと共に、ファンの軸受部等の摩耗を早
め、寿命を短くする欠点があった。又、ファン作動に伴
う騒音が継続して発生するという欠点もあった。

【０００３】そこで、機器の温度状況に応じてファンの
作動を断続するようにしたものが種々提案されて来た。
かかるファンモータの１つは温度スイッチを用いてファ
ンの電源を断続するようにしたものであり、他のものは
電子回路を利用して入力電圧を変更しファンの回転数を
増減するようにしたものである。しかしながら、かかる
温度スイッチや電子回路の利用は必然的にコストを上昇
させると共に、小さなスペースしか許容されていないフ
ァンケーシング内への所要部品の収納が困難であり、フ
ァンの小型化に障害となっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、ファンが
有効トルクを発生した時点で入力電圧をカットすること
により、非全時間通電を達成するようにすると共に、き
わめて簡単で且部品点数の少ない構成によりモータの回
転数を機器の温度変化に適応させて増減するようにせん
とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】交番電流を発生させる切
換回路と、該切換回路からの交番電流によりモータの固
定子を構成するコイル巻線に交番磁場を発生させて回転
子を駆動する駆動回路と、前記コイル巻線に巻回された
補助巻線と温度変化に応じて電気抵抗値が変化する素子
を含む検出回路と、該検出回路の補助巻線誘起電圧を比
較して通電停止信号を出す２つの比較器を含む比較回路
とからなることを特徴とする。

【０００６】

【作 用】ブラシレスファンモータの基本回路に検出回
路と比較回路とを付加し、検出回路には回転子回転位置
を検出する補助巻線と温度センサーを含む。比較回路に
は２つの比較器があり、検出回路の補助巻線誘起電圧と
比較して通電停止信号を出すようになっており、回転子
が所定の位置に達したとき、通電が停止されて非全時間
通電が達成される。通電停止信号は温度センサーの抵抗
値によって早められたり、逆に遅くなるようにされるた
め、温度変化によってファンモータの回転数が制御され
る。

【０００７】

【発明の効果】この発明のファンモータの制御装置によ
れば、簡単な回路と少ない部品により、ファンモータへ
の通電を非全時間通電として電力消費の無駄を回避する
ことが出来ると共に、モータの回転数を温度変化に応じ
て自動的に調節することが出来、電力の節約と効率の向
上を図ることが可能となる。

【０００８】

【実施例】以下に図面を参照しつつ、この発明の好まし
い実施例を詳細に説明する。図において、(１)は内部に
ファン(２)を回転自在に軸支した本体ケーシングであ
り、偏平な方形箱状をなし、電子機器や電気器具の所要
部位に配設することが出来る。本体ケーシング(１)内に
底板(３)は、後述する制御回路をプリント配線したプリ
ント基板を兼ねており、所要の電子部品が組み付けられ
ている。底板上にはモータの固定子(４)を構成する４極
のコイル巻線が配設され、該固定子(４)の外方に回転子
(６)が位置づけられる。回転子(６)はその内周面にリン
グ状の永久磁石(７)を有すると共に、中心に回転軸(８)
を備え、回転自在である。回転子(６)の外周面には前記
ファン(２)が取り付けられている。そして、固定子(４)
の４極のコイル巻線(５)に交番電流を通電することによ
り、交番磁場を発生させて回転子(７)を回転し、ファン
(２)を回転させる。

【０００９】かかるブラシレスファンモータの構造並び
に制御回路は従来公知のものと実質的に同一であるので
詳細は省略する。従来公知のブラシレスファンモータの
制御回路は、切換回路と駆動回路から構成されており、
切換回路で駆動回路の２組のコイル巻線に交番電流を流
して、交番磁場を形成し、モータの回転子を回転させる
ようにする。更に詳細には、切換回路内のホール素子の
作動を回転子の永久磁石のＮ，Ｓ極の極性で交換させ
て、交番電流を発生させるようにしてある。すなわち、
永久磁石の極性の変化によってコイル巻線への通電が断
続され、第１組のコイル巻線への通電は第２組のコイル
巻線への通電前に断たれるが、永久磁石の極性が変わる
までの間はいずれかの組のコイル巻線に継続して通電が
なされており、結局モータの作動全時間にわたって通電
が継続されている。しかしながら、実際には、コイル巻
線に形成される磁場で回転子を有効に作動させるには、
全時間通電しておく必要はなく、回転子に有効トルクが
発生した後は、コイル巻線への通電は不要となるもので
ある。

【００１０】そこで、この発明は、有効トルクが発生し
た後はコイル巻線への通電をカットするようにしたもの
であり、これにより非全時通電が可能となる。又、熱セ
ンサを設けてモータ回転数を温度変化に連動させ、温度
が上昇したときは通電時間を長くして回転数をアップさ
せ、温度が低くなったときは逆に通電時間を短くして回
転数を下げるようにした。

【００１１】この為、この発明にあっては、図３に示す
ように、前記切換回路(９)と駆動回路(10)からなるモー
タの制御回路に、検出回路(11)と比較回路(12)とを付加
したことを特徴とする。検出回路(11)は、回転子(６)の
回転位置を検出するために固定子(４)のコイル巻線(５)
の１つに少数回巻回された補助巻線と温度センサを含
む。又、比較回路(12)は２つの比較器から構成されてお
り、検出回路(11)からの検出信号を受けて切換回路(９)
から駆動回路(10)への交番信号を切断する。

【００１２】図４は、この発明を実施した制御回路の具
体例を示し、切換回路(９)はホール素子(13)と１つの比
較器(14)を含み、比較器(14)から高電位と低電位の交番
電流が出力されて駆動回路(10)を制御する。駆動回路(1
0)は２つのスイッチング用トランジスタ(23)(24)並びに
４つのコイル巻線(15)(16)(17)(18)からなり、前記切換
回路(９)からの交番電流が対向位置に配された１対２組
のコイル巻線(15,17)、(16,18)に交互に通電され、交番
磁場を形成して回転子(６)を回転駆動させる。

【００１３】検出回路(11)は第４のコイル巻線(18)に２
〜３回巻回された補助巻線(19)と温度センサ(20)とを含
み、Ａ、Ｂ２点において比較回路(12)に接続される。比
較回路(12)は、２つの比較器(21)(22)を有し、検出回路
(11)の信号が比較器(21)(22)を経て、切換回路(９)から
駆動回路(10)に入力される信号を切断する。

【００１４】検出回路(11)の補助巻線(19)を直接コイル
巻線(18)の１つに巻いてあるので、該コイル巻線(18)の
強い磁界で高い誘起電圧が惹起される。温度センサ(20)
は温度変化に応じて抵抗値が変わり、比較回路(12)の信
号を前後に調整する。ファンモータを起動した時には、
補助巻線(19)の誘起電圧は、比較回路(12)を動作させな
いので、コイル巻線(15)(16)(17)(18)は全時間通電さ
れ、従来公知のファンモータと同様の起動トルクが得ら
れる。モータが一定の回転数に達すると、補助巻線(19)
の誘起電圧が比較回路(12)を作動させ、切換回路(９)の
比較器(14)も同じ動作状態となり、交番電流を出力す
る。比較器(21)(22)に高電位信号が入力された時、その
出力信号は低電位に変わってトランジスタ(23)(24)を導
通若しくは不導通状態に変える。この結果モータの第
１、第２コイル巻線(15)(16)も導通状態が直ちに中断さ
れることとなり、非全時間通電が達成される。

【００１５】熱センサ(20)の抵抗値は温度の低下に従っ
て小さくなり、比較器(21)(22)の出力高電位信号が速く
なってコイル巻線への通電時間が短縮され、モータの回
転数が低下する。逆に外部の温度が高くなると、温度セ
ンサ(20)の抵抗値が高くなり、比較器(21)(22)の出力高
電位信号が遅くなって、コイル巻線への通電時間が長く
なる為、モータの回転数が上昇する。尚、熱センサ(20)
に代わって可変抵抗器を用いることも可能である。

【００１６】かくして、この発明によれば、簡単な回路
と装置で、回転数を制御することが出来ると共に、モー
タの回転数を自動的に温度の変化に応じて調整し、電力
の無駄な消費を節約出来、効力を向上させることが出来
る。

【図面の簡単な説明】

図１ 外観斜視図 図２ 図１II−II線に沿った断面図 図３ ブロック図 図４ 回路図

【符号の説明】

(１) 本体ケーシング (２) ファン (３) 底板 (４) 固定子 (５) コイル巻線 (６) 回転子 (７) 永久磁石 (８) 回転軸 (９) 切換回路 (10) 駆動回路 (11) 検出回路 (12) 比較回路 (13) ホール素子 (14) 比較器 (15) コイル巻線 (16) コイル巻線 (17) コイル巻線 (18) コイル巻線 (19) 補助巻線 (20) 温度センサ (21) 比較器 (22) 比較器 (23) トランジスタ (24) トランジスタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交番電流を発生させる切換回路と、 該切換回路からの交番電流によりモータの固定子を構成
   するコイル巻線に交番磁場を発生させて回転子を駆動す
   る駆動回路と、 前記コイル巻線に巻回された補助巻線と温度変化に応じ
   て電気抵抗値が変化する素子を含む検出回路と、 該検出回路の補助巻線誘起電圧を比較して通電停止信号
   を出す２つの比較器を含む比較回路と、 からなることを特徴とするファンモータの制御装置。
2. 【請求項２】 温度変化に応じて電気抵抗値が変化する
   素子が温度センサであることを特徴とする請求項（１）
   記載の制御装置。