JPH0619352Y2 - モ−タの過負荷時制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はモータの過負荷時制御装置に関し、例えば、自
動車用空調システムのブロアモータや空調ドア駆動モー
タなどの過負荷時制御装置として有効に利用することが
できる。

［従来技術の説明］ 本考案に関連する従来技術のひとつとして、特開昭５７
−１１３７２６号公報に記載の小型直流モータの過電流
遮断装置がある。これは、小型直流モータの過負荷電流
を検出し、その検出で当該モータへの通電を停止するも
ので、ひとたび過負荷電流が検出されれば上記停止状態
を継続し、電源の供給を一度停止して再度供給しなおさ
ない限りモータへの通電停止状態の解除が行なわれない
ようになっている。

ところで、例えば自動車用空調システムにおけるエアミ
ックスドア等の空調ドア駆動モータや送風機のブロアモ
ータなどにおいては、空調ドアの駆動系や送風機のファ
ンに異物がはさまり、これによって、空調ドアの回動や
ファンの回転が阻害され、モータロックあるいはモータ
が高負荷状態となるような場合がある。このような場合
に、モータへの通電が断たれると、モータのトルクによ
って異物に加わっていた力が急に抜けるので、異物が外
れ、正常状態に復帰する場合が実際上少なくない。

しかしながら、上記従来技術では、ひとたび過負荷状態
が検出されるとモータへの通電停止が保持されるので、
異物が外れて正常に動作するにも拘らずモータへの通電
停止が継続するという状態が実際上少なからず生ずるこ
ととなり、また、異物が外れて正常に動作する状態にあ
るか否かを知るためには、電源の供給を一度停止して再
度供給するための人為的なスイッチ操作を繰り返さなけ
ればならない煩わしさを伴なうなどの問題点があった。

［考案の目的］ 本考案は上記観点に基づいてなされたもので、その目的
は、モータが過負荷状態を脱した場合にモータを自動的
に再駆動することのできるモータの過負荷時制御装置を
提供することにある。

［目的を達成するための手段］ 本考案においては、モータ駆動回路によって駆動される
モータの負荷を検出し、それを表わす負荷信号を与える
負荷検出手段と、前記負荷信号に応答して前記モータが
過負荷か否かを検出し、それを表わす検出手段を与える
過負荷検出手段と、前記検出信号に応答し、前記モータ
が過負荷状態にある間、前記モータ駆動回路が前記モー
タに間欠的に駆動電力を与えるように、前記モータ駆動
回路に制御信号を与える制御手段とを備え、前記負荷検
出手段が、前記モータの負荷電流に応じた電圧信号を与
える検出抵抗（２２）と、前記検出抵抗の電圧信号を積
分して前記負荷信号を与える積分回路（２３）とを有
し、前記過負荷検出手段が、前記負荷信号と所定の基準
電圧とを入力し、前記負荷信号が前記基準電圧以下の場
合に第１レベルの前記検出信号を与え、前記負荷信号が
前記基準電圧以上になることで第２レベルの前記検出信
号を与える第１のコンパレータ（２５）を有し、前記制
御手段が、一方の入力端子がダイオード（２９）を介し
て前記第１のコンパレータ（２５）の出力端子に接続さ
れていると共に抵抗（３１）を介して定電圧源に接続さ
れ、他方の入力端子が抵抗（３３）およびダイオード
（３２）を介して前記一方の入力端子に接続されている
と共に前記抵抗（３３）およびコンデンサ（３５）と抵
抗（３４）とからなる並列回路を介してグラウンドさ
れ、出力端子が抵抗（３８）を介して定電圧源に接続さ
れていると共に前記モータ駆動回路への制御出力線
（３）に接続されている第２のコンパレータ（３０）で
あって、前記第１のコンパレータ（２５）が第１レベル
の前記検出信号を与えている場合に第１レベルの前記制
御信号を与え、前記第１のコンパレータ（２５）が第２
レベルの前記検出信号を与えることで前記コンデンサ
（３５）と抵抗（３４）とによって定まる時定数に従い
所定時間の間第２レベルの前記検出信号を与える前記第
２のコンパレータ（３０）と、前記第２のコンパレータ
（３０）の出力端子と一方の入力端子との間に挿入され
た複数のダイオード（３６，３７）とを有するモータの
過負荷時制御装置によって、上記目的を達成する。

［考案の実施例］ 第１図は本考案の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図の構成におけるモータ駆動回路の一例を示す概略回路
図である。

第１図において、１は過負荷時制御装置、２は直流モー
タを含むモータ駆動回路である。過負荷時制御装置１と
モータ駆動回路２との間には、過負荷時制御装置１の制
御出力をモータ回路２に与えるための制御出力線３と、
モータ駆動回路２に含まれる直流モータの負荷電流を装
置１に導入するための負荷電流導入線４とが配線されて
いる。

モータ駆動回路２は第２図に示されている。本例では、
空調システムにおけるエアミックスドアの駆動回路とし
て示されている。モータ駆動回路２の入力段には、エア
ミックスドアの開度設定信号とエアミックスドアの実際
の開度を表わす開度信号とを入力する誤差演算器５がも
うけられている。誤差演算器５は、開度設定信号と開度
信号とが等しい場合に所定電圧レベルの一致出力を与
え、両信号間に大小差が生じた場合に上記所定電圧レベ
ルを中心として大小変化する誤差出力を与える。本例で
は、開度設定信号＜開度信号の場合に、両信号間の差に
応じて上記所定電圧レベルよりも高くなる誤差出力が与
えられ、開度設定信号＞開度信号の場合に、両信号間の
差に応じて上記所定電圧レベルよりも低くなる誤差出力
が与えられる。このような誤差演算器５の出力端子は、
正転用コンパレータ６の（＋）入力端子と、逆転用コン
パレータ７の（−）入力端子とに接続されている。正転
用コンパレータ６の（−）入力端子および逆転用コンパ
レータ７の（＋）入力端子には、電源ラインとグラウン
ドとの間に直列挿入された３つの抵抗８，９，１０によ
って夫々基準電圧が印加されるようになっている。正転
用コンパレータ６の（−）入力端子および逆転用コンパ
レータ７の（＋）入力端子に印加される夫々の基準電圧
は、誤差演算器５の出力が上記所定電圧レベルを中心と
する予め定められた範囲内にある場合に各コンパレータ
６，７の出力が共にＬレベルとなり、誤差演算器５の出
力が上記予め定められた範囲以上に高くなった場合に正
転用コンパレータ６の出力のみがＨレベルとなり、ま
た、誤差演算器５の出力が上記予め定められた範囲以下
に低くなった場合に逆転用コンパレータ７の出力のみが
Ｈレベルとなるように、設定されている。正転用コンパ
レータ６の出力端子は、ＮＰＮトランジスタ１１のベー
スに接続されていると共に、インバータ１２を介してＰ
ＮＰトランジスタ１３のベースに接続され、更に、ダイ
オード１４を介して端子１５に接続されている。この端
子１５には、前述した制御出力線３が接続される。逆転
用コンパレータ７の出力端子は、別のＮＰＮトランジス
タ１６のベースに接続されていると共に、インバータ１
７を介して別のＰＮＰトランジスタ１８のベースに接続
され、更に、ダイオード１９を介して、上述の端子１５
に接続されている。各ＰＮＰトランジスタ１３，１８の
エミッタは電源ラインに接続されている。ＰＮＰトラン
ジスタ１３のコレクタはＮＰＮトランジスタ１６のコレ
クタに接続され、これらトランジスタのコレクタ接続間
に、エアミックスドア駆動用の直流モータ２０の一方の
通電端子が接続されている。他方のＰＮＰトランジスタ
１８のコレクタはＮＰＮトランジスタ１１のコレクタに
接続されて、これらトランジスタのコレクタ接続間に、
直流モータ２０の他方の通電端子が接続されている。Ｎ
ＰＮトランジスタ１１，１６のエミッタは端子２１に接
続されている。この端子２１には、前述した負荷電流導
入線４が接続される。トランジスタ１１および１３は正
転用コンパレータ６のＨレベル出力で導通し、トランジ
スタ１６および１８は逆転用コンパレータ７のＨレベル
出力で導通する。制御出力線３が接続される端子１５に
は、後述するように、ＨレベルまたはＬレベルの制御出
力が過負荷時制御装置１から与えられる。端子１５がＨ
レベルの状態ではトランジスタ１１，１３，１６，１８
のオン／オフがコンパレータ６，７の支配下におかれ、
端子１５がＬレベルの状態ではコンパレータ６，７の出
力側がＬレベル状態となりトランジスタ１１，１３，１
６，１８がオフ状態におかれるようになっている。

モータ駆動回路２の端子２１に接続された負荷電流導入
線４は、第１図に示されるように、過負荷時制御装置１
の検出抵抗２２の一端に接続されている。検出抵抗２２
の他端はグラウンドされている。検出抵抗２２は直流モ
ータ２０の負荷電流を電圧検出する。

検出抵抗２２の一端は、また、抵抗２３ａとコンデンサ
２３ｂとからなる積分回路２３および入力抵抗２４を介
して、第１のコンパレータ２５の（−）入力端子に接続
されている。第１のコンパレータ２５の（＋）入力端子
には、定電圧源とグラウンドとの間に直列挿入された抵
抗２６と２７とによって分圧された基準電圧が印加され
るようになっている。積分回路２３は直流モータ２０の
起動時の突入電流による後段回路の誤動作を防止する。
第１のコンパレータ２５の（＋）入力端子に印加される
基準電圧は、直流モータ２０の正常運転時に当該コンパ
レータ２５の出力がＨレベルとなり、直流モータ２０が
ロックもしくは高負荷状態となった場合に当該コンパレ
ータ２５の出力がＬレベルに反転するように、設定され
ている。

このような第１のコンパレータ２５の出力端子は、抵抗
２８を介して定電圧源に接続されていると共に、ダイオ
ード２９を介して第２のコンパレータ３０の（＋）入力
端子に接続されている。ダイオード２９は、第２のコン
パレータ３０の（＋）入力端子から第１のコンパレータ
２５の出力端子に向う方向が順方向となるように挿入さ
れている。第２のコンパレータ３０の（＋）入力端子
は、また、抵抗３１を介して定電圧源に接続されている
と共に、別のダイオード３２のアノードに接続されてい
る。当該ダイオード３２のカソードは、抵抗３３を介し
て第２のコンパレータ３０の（−）入力端子に接続され
ていると共に、抵抗３４を介してグラウンドされ、更
に、コンデンサ３５を介してグラウンドされている。第
２のコンパレータ３０の（＋）入力端子と出力端子との
間には、（＋）入力端子から出力端子に向う方向を順方
向とする直列接続の２つのダイオード３６，３７が挿入
されている。第２のコンパレータ３０の出力端子は、更
に、抵抗３８を介して定電圧源に接続されていると共
に、制御出力線３を介してモータ駆動回路２の端子１５
に接続されている。コンデンサ３５は、第１のコンパレ
ータ２５の出力がＨレベルに転ずることで抵抗３１およ
びダイオード３２を通して充電され、第１のコンパレー
タ２５の出力がＬレベルに転ずることでダイオード２９
を通して第２のコンパレータ３０の（＋）入力端子の電
位が下がるために抵抗３４を通して放電する。第２のコ
ンパレータ３０は、第１のコンパレータ２５の出力がＨ
レベルの場合、ダイオード３２の順方向電圧降下分だけ
ダイオード３２のアノード電位が高くなるために、Ｈレ
ベル出力を与える。これに対して、第１のコンパレータ
２５の出力がＬレベルに転じた場合、第２のコンパレー
タ３０は、ダイオード２９の働きによって（＋）入力端
子の電位が（−）入力端子のそれよりも低くなるため
に、その出力がＬレベルに反転する。第２のコンパレー
タ３０のＬレベル出力状態は、コンデンサ３５の放電に
よって当該コンパレータ３０の（−）入力端子の電位が
（＋）入力端子の電位以下に下がるまでの所定時間の
間、保持される。直列接続のダイオード３６，３７はコ
ンデンサ３５の放電時における第２のコンパレータ３０
の（＋）入力端子の電位を決定するもので、これらの順
方向電圧降下分だけ（＋）入力端子の電位が高められる
ようになっている。これにより、第２のコンパレータ３
０のＬレベル出力からＨレベル出力への反転が確実に行
なわれるようになっている。

以上のごとき構成で、直流モータ２０が正常に回転して
いる状態ではその負荷電流が小さく、検出抵抗２２によ
る検出電圧が第１のコンパレータ２５の基準電圧を越え
ることはない。従って、第１のコンパレータ２５はＨレ
ベル出力を与え、コンデンサ３５は充電状態におかれ、
第２のコンパレータ３０はＨレベル出力を与えている。
この状態では、モータ駆動回路２の端子１５がＨレベル
となるので、直流モータ２０は、正転用または逆転用コ
ンパレータ６，７の出力に基づいて正転または逆転制御
される。

このような状態で、何らかの理由でエアミックスドアの
駆動が停止し直流モータ２０がロック状態になると、過
負荷電流が流れ、検出抵抗２２の検出電圧が第１のコン
パレータ２５の基準電圧以上となり、第１のコンパレー
タ２５の出力がＬレベルに反転する。この反転で、第２
のコンパレータ３０の（＋）入力端子の電位が（−）入
力端子の電位よりも低下し、第２のコンパレータ３０の
出力がＬレベルに反転すると共に、第２のコンパレータ
３０の（＋）入力端子の電位低下でコンデンサ３５が放
電を開始する。ロック検出で第２のコンパレータ３０の
出力がＬレベルになることで、モータ駆動回路２の正転
用および逆転用コンパレータ６，７の出力側が共にＬレ
ベルとなり、トランジスタ１１，１３，１６，１８がオ
フ状態となるために直流モータ２０への通電が停止され
る。これにより、負荷電流がなくなるので、第１のコン
パレータ２５の出力がＨレベルとなり、抵抗３１，ダイ
オード３６，３７を経て第２のコンパレータ３０の出力
側に電流が流れて、第２のコンパレータ３０の（＋）入
力端子の電位がダイオード３６，３７の順方向電圧降下
分によって規定されることとなる。コンデンサ３５の放
電が進み、第２のコンパレータ３０の（−）入力端子の
電位が（＋）入力端子の電位よりも低くなると、第２の
コンパレータ３０の出力はＨレベルに復帰する。第２の
コンパレータ３０のＬレベルの出力の継続時間はコンデ
ンサ３５と抵抗３４とによって定まる時定数に従う。

第２のコンパレータ３０のＨレベル出力への復帰で、直
流モータ２０への通電が再開する。通電を再開しても直
流モータ２０がロックしたままであれば、第１のコンパ
レータ２５の出力が再びＬレベルとなり、第２のコンパ
レータ３０の出力がＬレベルとなって上述の動作が繰り
返されることとなる。従って、エアミックスドアの駆動
系に直流モータ２０のトルクが間欠的に加えられること
となり、ロック原因が除去されれば、直流モータ２０に
対する通電が自動継続されることとなる。

以上述べた実施例ではモータの負荷電流に基づいて過負
荷状態を検出することとしたが、モータの回転数に基づ
いて過負荷状態を検出するようにしてもよい。また、上
記実施例ではエアミックスドアのモータ回路への適用を
例に述べたが、送風機あるいはその他のモータ回路に適
用することも勿論可能である。

［考案の効果］ 以上説明したように本考案によれば、モータの過負荷時
に当該モータへの通電が間欠的に行なわれるようにモー
タ回路を制御することとしたので、過負荷原因が除去さ
れればモータへの通電を自動復帰させることができ、ま
た、過負荷時にモータのトルクが間欠的に加えられるこ
とにより過負荷原因としての異物が除去されやすくなる
などの効果を奏するモータの過負荷時制御装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す構成図、第２図は第１
の構成におけるモータ回路の一例を示す概略回路図であ
る。 １……過負荷時制御装置 ２……モータ駆動回路、２０……直流モータ ２２……検出抵抗、２３……積分回路 ２５……第１のコンパレータ ２６，２７，３１，３４……抵抗 ２９，３２，３７，３６……ダイオード ３０……第２のコンパレータ ３５……コンデンサ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】モータ駆動回路によって駆動されるモータ
   の負荷を検出し、それを表わす負荷信号を与える負荷検
   出手段と、 前記負荷信号に応答して前記モータが過負荷か否かを検
   出し、それを表わす検出信号を与える過負荷検出手段
   と、 前記検出信号に応答し、前記モータが過負荷状態にある
   間、前記モータ駆動回路が前記モータに間欠的に駆動電
   力を与えるように、前記モータ駆動回路に制御信号を与
   える制御手段とを備え、 前記負荷検出手段が、前記モータの負荷電流に応じた電
   圧信号を与える検出抵抗（２２）と、前記検出抵抗の電
   圧信号を積分して前記負荷信号を与える積分回路（２
   ３）とを有し、 前記過負荷検出手段が、前記負荷信号と所定の基準電圧
   とを入力し、前記負荷信号が前記基準電圧以下の場合に
   第１レベルの前記検出信号を与え、前記負荷信号が前記
   基準電圧以上になることで第２レベルの前記検出信号を
   与える第１のコンパレータ（２５）を有し、 前記制御手段が、一方の入力端子がダイオード（２９）
   を介して前記第１のコンパレータ（２５）の出力端子に
   接続されていると共に抵抗（３１）を介して定電圧源に
   接続され、他方の入力端子が抵抗（３３）およびダイオ
   ード（３２）を介して前記一方の入力端子に接続されて
   いると共に前記抵抗（３３）およびコンデンサ（３５）
   と抵抗（３４）とからなる並列回路を介してグラウンド
   され、出力端子が抵抗（３８）を介して定電圧源に接続
   されていると共に前記モータ駆動回路への制御出力線
   （３）に接続されている第２のコンパレータ（３０）で
   あって、前記第１のコンパレータ（２５）が第１レベル
   の前記検出信号を与えている場合に第１レベルの前記制
   御信号を与え、前記第１のコンパレータ（２５）が第２
   レベルの前記検出信号を与えることで前記コンデンサ
   （３５）と抵抗（３４）とによって定まる時定数に従い
   所定時間の間第２レベルの前記制御信号を与える前記第
   ２のコンパレータ（３０）と、前記第２のコンパレータ
   （３０）の出力端子と一方の入力端子との間に挿入され
   た複数のダイオード（３６，３７）と を有することを特徴とするモータの過負荷時制御装置。